JP2603191B2

JP2603191B2 - 薄板傾動装置

Info

Publication number: JP2603191B2
Application number: JP4043294A
Authority: JP
Inventors: 英明宮向; 志郎真島; 泰毅大島
Original assignee: 東芝セラミックス株式会社
Priority date: 1994-02-15
Filing date: 1994-02-15
Publication date: 1997-04-23
Anticipated expiration: 2012-04-23
Also published as: JPH07229837A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、ウェーハや液晶板等の
薄板の割れ、傷等の欠陥の有無等を目視又は顕微鏡によ
って検査するために薄板を傾動する薄板傾動装置に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】従来、この種の薄板傾動装置は、ウェー
ハ目視検査装置を例示する図２９，図３０のように構成
されていた。図２９のウェーハ目視検査装置は、垂直な
回転軸９１上にＵ字状のアーム９２をその中間部を介し
て立設し、アーム９２の両端部に相対する方向へ延びる
水平な回転軸９３を装着し、かつ水平な回転軸９３の内
端部に互いに接近離反可能に装着され、板面が水平とな
るように位置させられたウェーハＷを外周側からチャッ
キングする１対のアームからなるチャック９４を設けて
おり、チャック９４によりチャッキングしたウェーハＷ
を垂直な回転軸９１により適宜に回転させると共に、照
明光に対しウェーハＷを水平な回転軸９３により適宜に
傾斜させながら、目視により表面の欠陥の有無を検査す
るものである。又、図３０のウェーハ目視検査装置は、
水平な回転ベース９５にその軸線と直角に延びる回転軸
９６を設ける一方、ウェーハ載置台９７に板面が水平と
なるように載置されたウェーハＷを外周側からチャッキ
ングし、かつこのチャッキング状態でその軸心を中心と
して回転駆動するローラー９８を有する１対のアームか
らなるチャック９９を、上記回転軸９６の端部に設けて
なり、チャッキングしたウェーハＷをローラー９８によ
り適宜に回転させると共に、照明光に対しウェーハＷを
回転軸９６により適宜に傾斜させながら、目視により表
面の欠陥の有無を検査するものである。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
薄板傾動装置では、いずれも傾斜の自由度が１であるた
め、操作性に劣る不具合がある。特に、前者の装置で
は、薄板をその軸心回りに回転する際の慣性が大きいた
め、又後者の装置では、薄板を反転する際に回転軸を回
転ベースの軸心回りに傾動しなければならないため、傾
動に要す時間が多大となる不具合がある。そこで、本発
明は、操作性を格段に向上し得る薄板傾動装置の提供を
目的とする。又、より簡易で、かつスムーズな機械操作
を可能とし得る薄板傾動装置の提供を目的とする。更
に、薄板の反転を短時間になし得る薄板傾動装置の提供
を目的とする。更に又、雰囲気の汚染を軽減し得る薄板
傾動装置の提供を目的とする。

【０００４】

【課題を解決するための手段】前記課題を解決するた
め、本発明の第１の薄板傾動装置は、薄板を保持するチ
ャックと、チャックをこれに保持される薄板の中心回り
に回転可能に支持する回転軸と、回転軸の外周に回転自
在に嵌装され、球形のジャーナルがチャック側の一端部
に形成された傾動軸と、傾動軸の他端部に連設され、前
記回転軸を駆動するモータと、前記ジャーナルをステー
ジケーシングに支承する球面軸受と、ステージケーシン
グに取り付けられ、前記傾動軸を所要範囲で傾動可能と
なす２軸ジンバルと、２軸ジンバルの各ジンバルアーム
を個別に傾動駆動するモータとを備えている。第２の薄
板傾動装置は、第１のものにおいて、前記２軸ジンバル
を連動操作するジョイスティックを備えている。前記ジ
ョイスティックは、傾動可能なスティックと、スティッ
クの傾動に追従する２軸ジンバルと、２軸ジンバルの各
ジンバルアームの傾動を検出するロータリーエンコーダ
と、各ロータリーエンコーダからの信号を前記各モータ
に伝達する信号伝達手段となることが好ましい。又、上
記信号伝達手段は、各ロータリーエンコーダからのパル
スをカウンタを経て入力され、かつ発振器を経て各モー
タに出力するコンピュータであることが望ましい。第３
の薄板傾動装置は、第１又は２のものにおいて、前記ス
テージケーシングに対して相対的に昇降駆動されるチャ
ック搭載ボックスに搭載され、前記チャックに水平に保
持される薄板を外周側から保持し、かつ１８０°回転可
能な反転チャックを備えている。前記反転チャックは、
チャック搭載ボックス上に搭載されたチャック開閉，反
転駆動部と、該駆動部によって駆動されるチャック開
閉，反転機構部と、該機構部に連結されて傾動ステージ
の上方へ位置するように配置される２本のチャックアー
ムとからなることが好ましい。又、前記チャック開閉，
反転駆動部が駆動部ケーシングにより気密に覆われ、か
つチャック開閉，反転機構部が減圧雰囲気とされる機構
部カバーにより覆われていることが好ましい。更に、前
記チャック開閉，反転駆動部及びチャック開閉，反転機
構部を回転運動のみとすると共に、両部がケーシングに
より気密に覆われ、かつ回転運動部に磁性流体シールが
施されていてもよい。一方、前記薄板は、ウェーハであ
ることが好ましい。又、前記チャックは、バキュームチ
ャックであることが好ましい。更に、前記チャックは、
静電チャックであってもよい。更に又、前記チャック
は、機械的チャックであってもよい。

【０００５】

【作用】上記第１の手段においては、薄板がチャックに
保持されてその中心回りに回転されると共に、２自由度
の傾斜が可能となる。第２の手段においては、薄板の傾
動がジョイスティックの操作によって行われる。又、第
３の手段においては、反転チャックの昇降及び回転のみ
によって薄板の反転が行われる。一方、反転チャックの
チャック開閉，反転駆動部が駆動部ケーシングにより気
密に覆われ、かつチャック開閉，反転機構部が減圧雰囲
気とされる機構部カバーにより覆われ、あるいはチャッ
ク開閉，反転駆動部及びチャック開閉，反転機構部を回
転運動のみとすると共に、両部がケーシングにより気密
に覆われ、かつ回転運動部に磁性流体シールが施されて
いることにより、反転チャックからの発塵が少なくな
る。

【０００６】

【実施例】以下、本発明の実施例について図面を参照し
て説明する。図１は本発明の薄板傾動装置の一実施例と
してのウェーハ目視検査装置の斜視図、図２は図１に示
すウェーハ目視検査装置の平面図である。このウェーハ
目視検査装置は、検査テーブル１上のほぼ中央に昇降可
能に配設され、目視検査のためにウェーハＷを真空吸着
して回転，傾斜可能とする検査ステージ（傾動ステー
ジ）２と、検査ステージ２に隣接して検査テーブル１上
に配設され、検査ステージ２に水平に載置されたウェー
ハＷを外周側からチャッキングして１８０°反転可能と
する反転チャック３と、検査テーブル１上の一端部（図
１，２においては右端部）に、図示しないキャリアエレ
ベータにより昇降可能に配設された通常の供給側キャリ
ア４と、供給側キャリア４と前記検査ステージ２との間
において検査テーブル１上に配設され、供給側キャリア
４からウェーハＷを取り出して検査ステージ２上に供給
する通常の供給側移載ハンド５と、検査テーブル１上の
他端部（図１，２においては左端部）に、図示しないキ
ャリアエレベータによりそれぞれ昇降可能に配設された
通常の良品受取側キャリア６及び不良品受取側キャリア
７と、これらの受取側キャリア６，７と前記検査ステー
ジ２との間において検査テーブル１上に配設され、検査
ステージ２からウェーハＷを取り出して良品受取側キャ
リア６又は不良品受取側キャリア７に収容する通常の排
出側移載ハンド８と、検査テーブル１上の手前側に配設
され、検査ステージ２や各移載ハンド５，８等を操作す
る操作パネル９とから構成されている。

【０００７】検査ステージ２は、図３に示すように、反
転チャック３を搭載するチャック搭載ボックス１１の前
面（図３においては右側）に配置されたステージケーシ
ング１２に取り付けられ、このステージケーシング１２
は、チャック搭載ボックス１１内に設けた昇降駆動装置
１３（図４参照）により昇降可能に設けられている。昇
降駆動装置１３は、図４に示すように、チャック搭載ボ
ックス１１内の前面側に取り付けた垂直な取付けベース
１４を有しており、この取付けベース１４の背面（図４
においては左側面）には、下端にプーリ１５を取り付け
た垂直なボールネジ１６が両端部の軸受部材１７を介し
て回転自在に支承されている。又、取付けベース１４の
背面には、サーボモータ１８がボールネジ１６と平行に
して、かつ出力軸１８１を下方にして取り付けられてお
り、出力軸１８１に取り付けたプーリ１９と上記ボール
ネジ１６のプーリ１５には無端ベルト（図示せず）が掛
け回されている。上記ボールネジ１６には、ナット部材
２０が螺合されており、このナット部材２０の一部は、
取付けベース１４に設けた上下方向の長孔２１に移動可
能に挿入されている。一方、取付けベース１４の正面
（図４においては右側面）には、上下方向の２本のＬＭ
ガイド２２が互いに平行に取り付けられており、これら
のスライダーに跨がって取り付けた昇降プレート２３の
背面には、上記ナット部材２０の一部が連結されてい
る。そして、昇降プレート２３の一部は、チャック搭載
ボックス１１の前面中央に設けた上下方向の長孔２４か
ら移動可能に突出されており、この昇降プレート２３の
突出部に、前記ステージケーシング１２が適宜に取り付
けられている。

【０００８】ステージケーシング１２は、検査ステージ
２の一部を構成するもので、その上面の穴２５には、図
５，図６に示すように、ウェーハＷを真空吸着する円板
状のバキュームチャック２６を上端に支持した中空の回
転軸２７が挿入されており、この回転軸２７の外周に
は、バキュームチャック２６側の上端部に球形のジャー
ナル２８を形成した傾動軸２９が軸受３０を介して回転
自在に嵌装されている。傾動軸２９の下端部には、回転
軸２７を正逆回転するモータ３１が連設されていると共
に、回転軸２７の中空部と連通する可撓性のバキューム
チューブ３２が連結されている。そして、傾動軸２９
は、前記穴２５の周辺下面に取り付けた球面軸受３３に
よりジャーナル２８を支承されて傾動自在に設けられて
おり、球面軸受３３は、テフロン製の２部材を調整バネ
３４を介在させてケーシングに取り付けることにより、
ジャーナル２８をガタなく滑らかに支承するように構成
されている。

【０００９】一方、傾動軸２９の下端部には、半円弧状
の帯板状に形成された２枚のジンバルアーム３５が、そ
れぞれの中間部に形成した長孔３６を介し互いに直交し
て係合されている。両ジンバルアーム３５は、傾動軸２
９を所要範囲で傾動可能となす２軸ジンバル３７の一部
を構成するもので、ジャーナル２８の中心を指向するよ
うにそれぞれの両端部に植設した水平なジンバル軸３８
をステージケーシング１２内に設けた軸受ブラケット３
９に支承されて２自由度で傾動自在に設けられている。
そして、両ジンバルアーム３５の一方のジンバル軸３８
の外端部には、プーリ４０が取り付けられており、それ
ぞれのプーリ４０と、各ジンバルアーム３５を個別に傾
動駆動するパルスモータ４１（図７参照）の回転軸に取
り付けたプーリ（共に図示せず）との間には、無端ベル
ト４２が掛け回されている。

【００１０】しかして、上記検査ステージ２の２軸ジン
バル３７は、図１，図７に示すように、操作パネル９の
ジョイスティック４３によって操作可能に設けられてい
る。すなわち、ジョイスティック４３は、図示は省略す
るが２軸ジンバル３７と同様の構成によって、スティッ
クを２自由度で傾動可能に設けられており、それぞれの
ジンバルアームのジンバル軸には、ロータリーエンコー
ダ４４（図７においては１個のみ示す）が連設されてい
る。各ロータリーエンコーダ４４は、スティックの傾動
による回転角に伴うパルスを発生し、このパルスがカウ
ンタ４５を経てコンピュータ４６に入力される一方、コ
ンピュータ４６から発振器４７を経て発振されるパルス
信号によって前記パルスモータ４１がスティックの傾動
量と対応してジンバルアーム３５を傾動するように駆動
されるものである。

【００１１】前記反転チャック３は、図３，図８，図９
に示すように、チャック搭載ボックス１１上に搭載され
たチャック開閉，反転駆動部４８と、該駆動部４８によ
って駆動されるチャック開閉，反転機構部４９と、該機
構部４９に連結されて検査ステージ２の上方に位置する
ように配置される２本のチャックアーム５０とから構成
されている。すなわち、チャック搭載ボックス１１上に
は、図１０，図１１に示すように、検査ステージ２を指
向する直方体状の気密な駆動部ケーシング５１が載置さ
れている。このケーシング５１内には、その長手方向と
同方向のステッピングモータ５２が、出力軸５２１をチ
ャック開閉，反転機構部４９側に位置させて配設されて
おり、その出力軸５２１には、プーリ５３が取り付けら
れている。又、駆動部ケーシング５１内には、シリンダ
５４がピストンロッド５４１をステッピングモータ５２
の出力軸５２１と平行にしかつチャック開閉，反転機構
部４９側に位置させて配設されている。

【００１２】一方、駆動部ケーシング５１の検査ステー
ジ２側の端部には、チャック開閉，反転機構部４９の一
部を構成する回転板５５の軸部５５１が、前記シリンダ
５４と対向させて気密に挿入され、かつ磁性流体シール
を施した軸受５６を介して回転自在に支承されており、
軸部５５１の内端部には、プーリ５７が前記出力軸５２
１のプーリ５３と対応させて取り付けられている。そし
て、両プーリ５３，５７には、無端ベルト５８が掛け回
されている。回転板５５の軸部５５１の軸心部には、ス
ライド棒５９が摺動自在に挿通されており、このスライ
ド棒５９には、外端部にリンク駒６０が取り付けられ、
かつ内端部に径大部５９１が設けられている。そして、
スライド棒５９は、径大部５９１と回転板５５の軸部５
５１との間においてスライド棒５９に嵌装した圧縮コイ
ルバネ６１によりシリンダ５４側へ付勢されているもの
であり、常態において径大部５９１とシリンダ５４のピ
ストンロッド５４１との間に微小間隙を存するように設
けられている。

【００１３】前記回転板５５には、取付けベース６２が
取り付けられており、この取付けベース６２上には、前
記リンク駒６０が摺動自在に載置されていると共に、１
対のチャックアーム取付け台６３がＬＭガイド６４を介
し前記スライド棒５９の移動方向と直角方向へ摺動自在
に取り付けられている。そして、両チャックアーム取付
け台６３は、それぞれリンク６５を介してリンク駒６０
と連結されている。なお、上記チャック開閉，反転機構
部４９は、ＬＭガイド６４に用いられる潤滑油によって
雰囲気が汚染されるのを防ぐため、チャックアーム取付
け台６３を移動可能に突出させて回転板５５に取り付け
た機構部カバー６６によって覆われると共に、このカバ
ー６６内が負圧となるように吸引されているものであ
る。

【００１４】前記チャック開閉，反転機構部４９の両チ
ャックアーム取付け台６３には、図３，図８，図９に示
すように、ウェーハＷの約半周に及ぶ円弧状の前記チャ
ックアーム５０の基端部がそれぞれ取り付けられてお
り、各チャックアーム５０の先端部には、ウェーハＷの
周縁部と係合可能な鼓形の複数の駒６７が適宜に離隔し
て取り付けられている。なお、両チャックアーム５０
は、チャックアーム取付け台６３に対して上下対称とな
るように取り付けられると共に、その対称点Ｏ（図９参
照）と回転板５５の回転中心とが一致するように設けら
れているものである。

【００１５】上記構成のウェーハ目視検査装置によりウ
ェーハＷを検査するには、操作パネル９のスタートボタ
ンを押すと、まずウェーハ載置部が真空吸着可能なＵ字
状に形成された供給側移載ハンド５の作動により供給側
キャリア４に収容されたウェーハＷが取り出され、図１
２に示すように、ウェーハ供給時のバキュームチャック
待機位置ｈ₁に位置された検査ステージ２のバキューム
チャック２６の上方のウェーハ供給，取り出しハンド位
置ｈ₂に移動される。このとき、反転チャック３のチャ
ックアーム５０は、ウェーハ供給，取り出しハンド位置
ｈ₂の上方のチャックアーム開閉位置ｈ₃においてチャ
ックアーム５０が開の状態に保持されている。ついで、
昇降駆動装置１３の作動により検査ステージ２が上昇さ
れ、図１３に示すように、バキュームチャック２６によ
ってウェーハＷが吸着され、かつ供給側移載ハンド５が
後退された後、チャックアーム開閉位置ｈ₃より適宜上
方のウェーハ検査位置ｈ₄にバキュームチャック２６が
移動される。次に、図１４に示すように、検査ステージ
２のモータ３１を駆動してバキュームチャック２６を回
転すると共に、操作パネル９のジョイスティック４３を
適宜に傾動してバキュームチャック２６を適宜に傾斜さ
せてウェーハＷの目視検査を行う。このバキュームチャ
ック２６の傾斜に伴って傾斜されるウェーハＷにチャッ
クアーム５０等の影が映らないように、ウェーハ傾斜下
縁位置ｈ₅がチャックアーム開閉位置ｈ₃より上方に位
置するように前記ウェーハ検査位置ｈ₄が設定されてい
るものである。

【００１６】ウェーハ表面の目視検査が終了すると、ウ
ェーハ裏面の目視検査を行うため、バキュームチャック
２６の回転を停止すると共に、ジョイスティック４３を
中立位置に戻してバキュームチャック２６を水平にした
後、昇降駆動装置１３によって検査ステージ２を下降さ
せ、図１５に示すように、バキュームチャック２６がチ
ャックアーム開閉位置ｈ₃に位置した際に一旦停止さ
せ、反転チャック３のチャックアーム５０によりウェー
ハＷをチャッキングし、かつバキュームチャック２６に
よる真空吸着を解除した後、検査ステージ２を更に下降
させる。上記チャックアーム５０によるウェーハＷのチ
ャッキングは、チャック開閉，反転駆動部４８における
シリンダ５４のピストンロッド５４１を縮小することに
より、スライド棒５９が圧縮コイルバネ６１の付勢力に
よって内方へ移動されると共にリンク駒６０も同方向へ
移動され、このリンク駒６０の移動に伴ってリンク６５
によって連結されたチャックアーム取付け台６３がＬＭ
ガイド６４に沿って互いに接近する方向へ移動すること
によって行われる。

【００１７】そして、バキュームチャック２６が、図１
６に示すように、反転チャック３の回転軌跡半径より適
宜下方のウェーハ反転時のバキュームチャック待機位置
ｈ₆に位置されると、反転チャック３の１８０°の反転
によってウェーハＷが裏返しとなる。上記反転チャック
３の１８０°の反転は、チャック開閉，反転駆動部４８
におけるステッピングモータ５２を駆動することによ
り、チャック開閉，反転機構部４９全体が回転板５５の
軸部５５１を中心として半回転することによって行われ
る。ウェーハＷが裏返しとなると、図１７に示すよう
に、昇降駆動装置１３によって検査ステージ２を上昇さ
せ、バキュームチャック２６がチャックアーム開閉位置
ｈ₃に位置した際に一旦停止させ、バキュームチャック
２６によりウェーハＷを真空吸着し、かつ図１８に示す
ように、反転チャック３のチャックアーム５０によるチ
ャッキングを解除した後、更に検査ステージ２を更に上
昇させる。上記チャックアーム５０によるウェーハＷの
チャッキングの解除は、チャック開閉，反転駆動部４８
におけるシリンダ５４のピストンロッド５４１を伸長す
ることにより、スライド棒５９が圧縮コイルバネ６１の
付勢力に抗して外方へ移動されると共にリンク駒６０も
同方向へ移動され、このリンク駒６０の移動に伴ってリ
ンク６５によって連結されたチャックアーム取付け台６
３がＬＭガイド６４に沿って互いに離反する方向へ移動
することによって行われる。

【００１８】そして、バキュームチャック２６が、図１
９に示すように、ウェーハ検査位置ｈ₄に位置される
と、表面の場合と同様にバキュームチャック２６を回転
し、かつ適宜に傾斜させてウェーハＷの裏面の目視検査
を行う。ついで、図２０に示すように、ウェーハ載置部
を真空吸着可能なＵ字状に形成した排出側移載ハンド８
がウェーハ供給，取り出しハンド位置ｈ₂に移動される
と共に、検査ステージ２が下降されてバキュームチャッ
ク２６がウェーハ供給，取り出しハンド位置ｈ₃に位置
した際に一旦停止され、バキュームチャック２６による
ウェーハＷの真空吸着が解除された後、図２１に示すよ
うに、ウェーハＷが排出側移載ハンド８により、その
良，不良に対応させて良品受取側キャリア７又は不良品
受取側キャリア８に収納される一方、バキュームチャッ
ク２６がウェーハ供給時のバキュームチャック待機位置
ｈ₁へ移動される。

【００１９】従って、上記構成のウェーハ目視検査装置
においては、ウェーハＷがその片面を介してバキューム
チャック２６に真空吸着されて回転されると共に、２自
由度の傾斜が可能となるので、ウェーハＷの十分正確な
目視検査を行えると共に、装置の操作性を高めることが
できる。又、バキュームチャック２６上の水平なウェー
ハＷを外周側からチャッキングする反転チャック３の昇
降及び反転のみによってウェーハＷの反転が行われるの
で、ウェーハＷの反転を短時間で行うことができ、ひい
ては目視検査を短時間に行うことができる。更に、目視
検査時には、バキュームチャック２６によってウェーハ
Ｗを真空吸着し、かつ反転チャック３を傾動されるウェ
ーハＷより下方に位置させることが可能となるので、ウ
ェーハＷに余分な映像が映ることがなくなって、目視検
査を容易に行うことができる。更に又、チャック開閉，
反転駆動部４８を収容する駆動部ケーシング５１が気密
に設けられ、かつチャック開閉，反転機構部４９の機構
部カバー６６内が減圧雰囲気とされるので、発塵を少な
くすることができ、検査雰囲気の汚染を軽減することが
できる。

【００２０】なお、ＣＰ（ケミカルポリッシュ）後の８
インチウェーハ１０００枚について割れ，傷等の有無を
従来のウェーハ目視検査装置及び前述した実施例のウェ
ーハ目視検査装置を用い、同一基準で目視検査した結
果、前者で１４枚、後者で２８枚の不良ウェーハが発見
され、かつ前者で発見された不良ウェーハは、全て後者
で発見されたものに含まれていた。これにより、従来の
ウェーハ目視検査装置を用いた場合、不良ウェーハを見
落す可能性があること、すなわち本発明に係るウェーハ
目視検査装置を用いることにより、十分正確な目視検査
を行えることがわかった。又、８インチウェーハ２５枚
の検査処理時間は、図２９，図３０に示す従来のウェー
ハ目視検査装置がそれぞれ７００秒，７７５秒を要した
のに対し、本発明に係るウェーハ目視検査装置が２６０
秒しか要せず、処理時間を大幅に低減できることがわか
った。

【００２１】図２２は反転チャックの他の実施例の平面
断面図である。この反転チャック７０は、チャック搭載
ボックス１１上に搭載されたチャック開閉，反転駆動部
７１と、該駆動部７１によって駆動されるチャック開
閉，反転機構部７２と、該機構部７２に連結されて検査
ステージ２の上方に位置するように配置される２本のチ
ャックアーム７３とから構成されている。すなわち、チ
ャック搭載ボックス１１上には、検査ステージ２を指向
する直方体状の気密な駆動部ケーシング７４が載置され
ている。このケーシング７４内には、その長手方向と同
方向の公転用ステッピングモータ７５が、出力軸７５１
をチャック開閉，反転機構部７２側に位置させて配設さ
れており、その出力軸７５１には、公転用駆動ギヤ７６
が取り付けられている。又、駆動部ケーシング７４内に
は、自転用ステッピングモータ７７が出力軸７７１を公
転用ステッピングモータ７５と平行にしかつチャック開
閉，反転機構部７２側に位置させて配設されており、そ
の出力軸７７１は、後述するようにチャック開閉，反転
機構部７２の機構部ケーシング７８内まで延伸されてい
る。

【００２２】一方、駆動部ケーシング７４の検査ステー
ジ２側の端部には、上記機構部ケーシング７８が配設さ
れていると共に、その中空の軸部７８１が前記自転用ス
テッピングモータ７７と対向させて気密に挿入され、か
つ磁性流体シールを施した軸受７９を介して回転自在に
支承されており、軸部７８１の内端部には、前記公転用
駆動ギヤ７６と噛合する公転用従動ギヤ８０が取り付け
られている。機構部ケーシング７８は、駆動部ケーシン
グ７４と同様に気密に設けられており、その軸部７８１
の中空部には、前述したように自転用ステッピングモー
タ７７の出力軸７７１が回転自在に挿通されている。駆
動部ケーシング７８内に突出した自転用ステッピングモ
ータ７７の出力軸７７１の端部には、自転用駆動ギヤ８
１が取り付けられており、この自転用駆動ギヤ８１に
は、機構部ケーシング７８の検査ステージ２側の端部を
互いに適宜に離隔して気密に挿通し、かつ磁性流体シー
ルを施した軸受８２により回転自在に支承された２本の
自転軸８３の内端部にそれぞれ取り付けた自転用従動ギ
ヤ８４が噛合されている。

【００２３】そして、両自転軸８３の外端部には、ウェ
ーハＷの約半周に及ぶ円弧状の前記チャックアーム７３
の基端部がそれぞれ取り付けられており、各チャックア
ーム７３の先端部には、ウェーハＷの周縁部と係合可能
な複数の駒８５（図２３参照）を適宜に離隔して取り付
けられている。なお、自転用駆動ギヤ８１と、これと噛
合する両自転用従動ギヤ８４とは、各回転中心が一直線
上に位置するように設けられている。又、チャックアー
ム７３の駒８５は、９０〜１２０°の角度をなすＶ字状
の係合凹部を有している。

【００２４】上記反転チャック７０は、図２３〜図２５
に示すように、自転用ステッピングモータ７７を駆動す
ることにより、両チャックアーム７３がそれぞれの自転
軸８３を中心として同方向に自転し、両者間の間隔が狭
まるものであり、検査ステージ２のバキュームチャック
２６上に水平に載置されたウェーハＷのチャッキングを
行うには、図２６〜図２８に示すように、自転用ステッ
ピングモータ７７を駆動してチャックアーム７３間の間
隔を狭めると共に、公転用ステッピングモータ７５を自
転用ステッピングモータ７７とは逆方向へ同期回転させ
て両チャックアーム７３の駒８５を見掛け上水平方向へ
移動させる。ウェーハＷのチャッキングの解除は、両ス
テッピングモータ７５，７７を上述した方向と反対に同
期回転させて行う。又、ウェーハＷを反転させるには、
ウェーハＷをチャッキングした後、公転用ステッピング
モータ７５のみを適宜方向へ回転させて行う。

【００２５】従って、上記反転チャック７０において
は、発塵の多いＬＭガイド等の機械要素を用いることな
く、回転運動だけでウェーハＷのチャッキング及び反転
を行うことができ、回転機構に磁性流体等を用いたシー
ルを施すことによって防塵を容易にすることができる。
ここで、上記反転チャック７０と、前述した反転チャッ
ク３において機構部カバー６６内の減圧処理を行わない
場合の発塵実験をしたところ、発塵量は表１に示すよう
になった。

【００２６】

【表１】

【００２７】実験条件は、次の通りである。１）環境クリーンルーム（クラス１００）内、クリーンベンチ前２）測定装置ニッタ（株）製パーティクルカウンタ μＬＰＣ−１
１０（吸気量は１．０feet³/minに調整）３）内容ウェーハ保持（アームを閉じる）→１８０°反転→ウェ
ーハ解放（アームを開く）の動作を１００００サイクル
（２５サイクル／min ×４００min)行った。動作中は、
いずれもチャックアーム５０，７３の基部付近の発塵量
を測定した。この結果、反転チャック７０は、機構部カ
バー６６内の減圧処理を行わない反転チャック３に比し
て、発塵量を約１／５とし得ることがわかった。

【００２８】なお、上述した実施例においては、ウェー
ハＷを目視検査する場合について説明したが、目視検査
に限定されるものではなく、顕微鏡検査する場合にも適
用できるのは勿論である。又、検査するのは、ウェーハ
Ｗに限らず、液晶板その他の薄板であってもよい。更
に、薄板を保持するチャックは、バキュームチャック２
６に限らず、静電チャック，機械的チャック、例えば少
なくとも２本の保持具により薄板を外周側から挟持する
チャックその他を用い得る。更に又、各キャリア４，
６，７をエレベータ付きとする場合に限らず、両移載ハ
ンド５，８をエレベータ付きとしたり、両者をエレベー
タ付きとしてもよい。又、検査ステージ２を昇降可能と
する場合に限らず、反転チャック７３，７０を検査ステ
ージ２に対して昇降可能としてもよい。

【００２９】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の第１の薄
板傾動装置によれば、２自由度の傾斜が可能となるの
で、装置の操作性が格段に向上する。又、本装置を薄板
検査装置に用いると薄板の十分正確な検査を行うことが
できる。第２の薄板傾動装置によれば、薄板の傾動がジ
ョイスティックの操作によって行われるので、より簡易
で、かつスムーズな機械操作を行うことができる。又、
第３の薄板傾動装置によれば、反転チャックの昇降及び
回転のみによって薄板の反転が行われるので、薄板の反
転を短時間で行うことができ、ひいては検査を短時間で
行うことができる。一方、反転チャックのチャック開
閉，反転駆動部が駆動部ケーシングにより気密に覆わ
れ、かつチャック開閉，反転機構部が減圧雰囲気とされ
る機構部カバーにより覆われ、あるいはチャック開閉，
反転駆動部及びチャック開閉，反転機構部を回転運動の
みとすると共に、両部がケーシングにより気密に覆わ
れ、かつ回転運動部に磁性流体シールが施されているこ
とにより、反転チャックからの発塵が少なくなるので、
雰囲気の汚染を軽減することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の薄板傾動装置の一実施例としてのウェ
ーハ目視検査装置の斜視図である。

【図２】図１に示すウェーハ目視検査装置の平面図であ
る。

【図３】図１に示すウェーハ目視検査装置の検査ステー
ジ及び反転チャックの側面図である。

【図４】図１に示すウェーハ目視検査装置の検査ステー
ジを昇降する昇降駆動装置の側面断面図である。

【図５】図１に示すウェーハ目視検査装置の検査ステー
ジの要部の断面図である。

【図６】図１に示すウェーハ目視検査装置の検査ステー
ジの要部の斜視図である。

【図７】図１に示すウェーハ目視検査装置の検査ステー
ジとこれを操作するジョイステックとの接続関係のブロ
ック図である。

【図８】図１に示すウェーハ目視検査装置の反転チャッ
クの平面図である。

【図９】図１に示すウェーハ目視検査装置の反転チャッ
クの正面図である。

【図１０】図１に示すウェーハ目視検査装置の反転チャ
ックのチャック開閉，反転駆動部及び機構部の平面断面
図である。

【図１１】図１０におけるXI−XI線断面図である。

【図１２〜図２１】図１に示すウェーハ目視検査装置に
よるウェーハ目視検査の各工程の正面断面図である。

【図２２】図１に示すウェーハ目視検査装置の反転チャ
ックの他の実施例の平面断面図である。

【図２３〜図２５】図２２に示す反転チャックのチャッ
キング原理の各工程の正面図である。

【図２６〜図２８】図２２に示す反転チャックのチャッ
キングの各工程の正面図である。

【図２９】従来のウェーハ目視検査装置の概略を示す斜
視図である。

【図３０】従来の他のウェーハ目視検査装置の概略を示
す正面図である。

【符号の説明】

２検査ステージ（傾動ステージ）３反転チャック１１チャック搭載ボックス１２ステージケーシング２６バキュームチャック（保持部材）２７回転軸２８ジャーナル２９傾動軸３１モータ３３球面軸受３５ジンバルアーム３７２軸ジンバル３８ジンバル軸４１パルスモータ４３ジョイスティック４４ロータリーエンコーダ４５カウンタ４６コンピュータ４７発振器４８チャック開閉，反転駆動部４９チャック開閉，反転機構部５０チャックアーム５１駆動部ケーシング６６機構部カバー７０反転チャック７１チャック開閉，反転駆動部７２チャック開閉，反転機構部７３チャックアーム７４駆動部ケーシング７８機構部ケーシング７９軸受８２軸受Ｗウェーハ（薄板）

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号庁内整理番号ＦＩ技術表示箇所Ｈ０１Ｌ 21/68 Ｈ０１Ｌ 21/30 ５０２Ｖ

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】薄板を保持するチャックと、チャックを
これに保持される薄板の中心回りに回転可能に支持する
回転軸と、回転軸の外周に回転自在に嵌装され、球形の
ジャーナルがチャック側の一端部に形成された傾動軸
と、傾動軸の他端部に連設され、前記回転軸を駆動する
モータと、前記ジャーナルをステージケーシングに支承
する球面軸受と、ステージケーシングに取り付けられ、
前記傾動軸を所要範囲で傾動可能となす２軸ジンバル
と、２軸ジンバルの各ジンバルアームを個別に傾動駆動
するモータとを備えることを特徴とする薄板傾動装置。
【請求項２】前記２軸ジンバルを連動操作するジョイ
スティックを備えることを特徴とする請求項１記載の薄
板傾動装置。
【請求項３】前記ジョイスティックが、傾動可能なス
ティックと、スティックの傾動に追従する２軸ジンバル
と、２軸ジンバルの各ジンバルアームの傾動を個別に検
出するロータリーエンコーダと、各ロータリーエンコー
ダからの信号を前記各モータに伝達する信号伝達手段と
からなることを特徴とする請求項２記載の薄板傾動装
置。
【請求項４】前記信号伝達手段が、各ロータリーエン
コーダからのパルスをカウンタを経て入力され、かつ発
振器を経て各モータに出力するコンピュータであること
を特徴とする請求項３記載の薄板傾動装置。
【請求項５】前記ステージケーシングに対して相対的
に昇降駆動されるチャック搭載ボックスに搭載され、前
記チャックに水平に保持される薄板を外周側から保持
し、かつ１８０°回転可能な反転チャックを備えること
を特徴とする請求項１，２，３又は４記載の薄板傾動装
置。
【請求項６】前記反転チャックが、チャック搭載ボッ
クス上に搭載されたチャック開閉，反転駆動部と、該駆
動部によって駆動されるチャック開閉，反転機構部と、
該機構部に連結されて傾動ステージの上方へ位置するよ
うに配置される２本のチャックアームとからなることを
特徴とする請求項５記載の薄板傾動装置。
【請求項７】前記チャック開閉，反転駆動部が駆動部
ケーシングにより気密に覆われ、かつチャック開閉，反
転機構部が減圧雰囲気とされる機構部カバーにより覆わ
れていることを特徴とする請求項６記載の薄板傾動装
置。
【請求項８】前記チャック開閉，反転駆動部及びチャ
ック開閉，反転機構部を回転運動のみとすると共に、両
部がケーシングにより気密に覆われ、かつ回転運動部に
磁性流体シールが施されていることを特徴とする請求項
６記載の薄板傾動装置。
【請求項９】前記薄板が、ウェーハであることを特徴
とする請求項１，２，３，４，５，６，７又は８記載の
薄板傾動装置。
【請求項１０】前記チャックが、バキュームチャック
であることを特徴とする請求項１，２，３，４，５，
６，７，８又は９記載の薄板傾動装置。
【請求項１１】前記チャックが、静電チャックである
ことを特徴とする請求項１，２，３，４，５，６，７，
８又は９記載の薄板傾動装置。
【請求項１２】前記チャックが、機械的チャックであ
ることを特徴とする請求項１，２，３，４，５，６，
７，８又は９記載の薄板傾動装置。