JP3414427B2 - 基板搬送装置及び基板検査装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、例えば、ウェハ又は液
晶ガラス板等の基板を搬送するための基板搬送装置及び
上記基板を検査するための基板検査装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、この種の装置として、例えば、Ｉ
ＣやＬＣＤ（液晶ディスプレイ）製造工程中で、ウェハ
やガラス基板上に施された薄膜やパターンの顕微鏡検査
又は顕微鏡を利用した測光解析や画像処理あるいはプロ
ーブを用いて薄膜の比抵抗やパターン配線間の導通状態
を検査する装置が知られている。

【０００３】これら装置には、図９に示すように、ガラ
ス基板（図示しない）の表面を観察する測定装置２（図
には、顕微鏡を示す）と、固定カセット台４上に設けら
れたカセット６内に所定間隔で収容されているガラス基
板を適宜取り出して顕微鏡２に自動的に受け渡す搬送ア
ーム８を備えた搬送装置１０と、が組み合わされて構成
されているものが多い（以下、従来例１と称する）。

【０００４】この場合、搬送アーム８は、図中紙面に対
して上下、回転あるいは一軸水平移動可能に構成されて
おり、固定カセット台４上に位置決め固定されたカセッ
ト６からガラス基板を取り出して、顕微鏡２のＸ−Ｙス
テージ１２上に移送する。移送後、搬送アーム８は、ガ
ラス基板の検査中、Ｘ−Ｙステージ１２の移動に支障を
来たさない位置に停止している。検査終了後、搬送アー
ム８は、再び、Ｘ−Ｙステージ１２方向に移動し、ガラ
ス基板の真下に侵入する。この後、搬送アーム８が上方
に移動することによって、ガラス基板は、搬送アーム８
によってＸ−Ｙステージ１２上に持ち上げられ、結果、
搬送アーム８上に移される。次に、搬送アーム８は、Ｘ
−Ｙステージ１２から離間して、カセット６方向に回転
及び前進し、ガラス基板をカセット６内に挿入する。ガ
ラス基板挿入後、搬送アーム８は、下方に下がる。この
結果、ガラス基板は、カセット６内の基板受け部（図示
しない）上に載置収容される。この後、搬送アーム８
は、一旦、カセット６から離間し、次に取り出すべきガ
ラス基板の高さまで上昇した後、再び、カセット６内に
侵入する。そして、次のガラス基板を基板受け部から持
ち上げて、カセット６から取り出し、顕微鏡２のＸ−Ｙ
ステージ１２方向に移送する。このような工程を順次繰
り返してガラス基板の自動搬送及び検査が行われること
になる。

【０００５】このような搬送装置を使用する利点は、い
かなる装置にも簡単に取り付けられる装置として一般に
市販される点と、カセット６内のガラス基板載置ピッチ
やＸ−Ｙステージ１２での載置位置等を任意に設定可能
であるという点と、図１０に示すように、カセットが３
か所に配置可能となる点にある。

【０００６】また、図１２及び図１３に示すように、顕
微鏡２のＸ−Ｙステージ１２のうち、Ｙステージ１２ｂ
（図１３参照）上に摺動自在に載置されたＸステージ１
２ａ上に搬送アーム８（詳しくは、図１５参照）を併設
し、かかる搬送アーム８が、図中上下方向に駆動するカ
セット６（図１３参照）から取り出されたガラス基板１
４（図１３参照）を受取可能に構成された装置が知られ
ている（以下、従来例２と称する）。

【０００７】このような装置において、カセット６内に
収容されたガラス基板１４は、図中矢印Ｓ方向に移動可
能に構成された取出アーム１６によって適宜取出され、
リフタ１８上に位置付けられる。このとき、リフタ１８
が図中Ｈ方向に上昇して、取出アーム１６の中抜部１６
ａを介してガラス基板１４を上方に持ち上げる。ガラス
基板１４が取出アーム１６に対して所定の高さに位置付
けられたとき、リフタ１８の上昇動作が停止する。この
とき、Ｘステージ１２ａから搬送アーム８が、ガラス基
板１４の真下まで延出する。このとき、リフタ１８が下
降することによって、ガラス基板１４は、搬送アーム８
上に受け渡されることになる。かかる一連の動作は、図
１４に示された装置を図１２に示された装置に隣接配置
することによって達成される。

【０００８】なお、図１４に示された装置において、カ
セット６は、装置本体２０の後方に配置されており、ま
た、取出アーム１６は、装置本体３４の前方に配置され
ている。また、装置本体２０の両側には、取り出アーム
１６によって取り出されるべきガラス基板１４のずれ防
止用の基板位置決め部材２２が設けられている。この基
板位置決め部材２２によって、ガラス基板１４は、その
載置位置が整合された状態で取出アーム１６に受け取ら
れる。取出アーム１６によって取り出されたガラス基板
１４は、上述したようにリフタ１８を介して搬送アーム
８に受け渡されることになる。

【０００９】図１５には、搬送アーム８の構成が概略的
に示されており、かかる搬送アーム８の形状は、顕微鏡
２（図１２参照）によるガラス基板１４の透過観察のた
めに、中抜きの凹字形で構成され、且つ、ガラス基板１
４を安定して保持するように、夫々のアーム部８ａ，８
ｂ間の間隔は、ガラス基板１４の幅よりも大きく構成さ
れている。

【００１０】これらアーム部８ａ，８ｂには、夫々、ワ
ークホルダと称する保持機構２４が設けられており、ガ
ラス基板１４は、これら保持機構２４によって搬送アー
ム８上に吸着保持される。

【００１１】なお、搬送アーム８が凹字形で構成されて
いるのは、図１３に示すようにリフタ１８に載せられた
ガラス基板１４を取りに行く際に、リフタ１８との干渉
を防止するためである。

【００１２】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来例
１の装置は、搬送装置を設けている関係上、装置全体の
構成が大きくなり、全体として高価なものになってしま
うという弊害がある。特に、図１１に示すように、ガラ
ス基板の搬送に要する時間（タクトタイム）を短縮する
ために顕微鏡１２の左右に搬送装置を配置させた場合に
は、上述した弊害が著しくなる。

【００１３】また、従来例２の装置に適用された搬送ア
ーム８は、その剛性以外に大きな支障は存在しないが、
アーム部８ａ，８ｂ間の幅がガラス基板１４よりも大き
いことは、搬送アーム８を直接カセット６内に挿入して
ガラス基板１４を取り出したりあるいは再び収納したり
できないことを意味する。なぜなら、カセット６の基板
挿入口１６ａ（図１３参照）は、ガラス基板１４の幅よ
りも４〜６ｍｍ程度大きく構成されているだけで且つ基
板受け部（図２において符号３２ａで示す）は、カセッ
ト内方向に１０ｍｍ程度突出して構成されているからで
ある。

【００１４】このため、ガラス基板１４より大きな幅を
有する搬送アーム８をＸステージ１２ａ上に設けた場合
には、顕微鏡２を備えた装置（図１２参照）に隣接して
図１４に示した装置を配置させる必要がある。この結
果、従来例２の装置にも、装置全体の構成が大きくな
り、全体として高価なものになってしまうという弊害が
ある。

【００１５】更に、図１５に示すように、従来例２の装
置には、Ｘ−Ｙステージ１２をコンパクト化する場合、
搬送アーム８のローラガイド（図示しない）とＸステー
ジ１２ａのレール１２ｃとの噛み合いの長さ（Ｌ）が短
くなり、結果、ガラス基板１４を搭載したときの搬送ア
ーム８の剛性が極度に悪化するという欠点がある。例え
ば、対物倍率×１００でガラス基板１４を観察すると
き、搬送アーム８の振動により観察が困難又は不能にな
ってしまう。なぜなら、搬送アーム８をＸステージ１２
ａ上に引き込めても、上述した噛み合いの長さは変わら
ないからである。かかる弊害を除去する方法としては、
適当なロック機構（図示しない）によって搬送アーム８
をＸステージ１２ａ上に固定させる方法もある。しか
し、観察部分を移動させる度毎にロック機構を解除しな
ければならず、手間がかかると共に観察に要する時間も
かかる。

【００１６】ところで、ウェハを観察する場合、透過観
察は不要となるため、搬送アーム８は、凹字形に構成さ
せる必要はなく、凸字形に構成することが可能となる。
この結果、搬送アーム８をカセット６内に直接挿入して
ウェハを取り出すことができるため、図１４に示すよう
な装置は不要となる。しかし、剛性の問題は依然として
残る。特に、ウェハ用のカセット６は、そのウェハ収容
ピッチは６〜８ｍｍであるため、搬送アーム８の板厚
は、２ｍｍ程度が好ましいことになるが、このような板
厚では、その剛性は更に悪化することとなる。

【００１７】また、ウェハ検査の際には、いわゆる“オ
リフラ合せ”作業が必要となるが、従来例２の装置のよ
うに、搬送アーム８をそのまま基板載置台として適用し
ている場合には、オリフラ合せのためのウェハ回転機構
（図示しない）を併設することができない。このため、
Ｘ−Ｙステージ１２の外にウェハ回転機構を増設するこ
ととなり、ウェハは、Ｘ−Ｙステージ外でオリフラが合
された後、搬送アーム８に載せられることになる。この
結果、図１４に示すような装置の代わりにウェハ回転機
構が設けられただけで、何等、装置のコンパクト化は達
成されないことになる。

【００１８】本発明は、このような弊害及び欠点を解決
するためになされ、その目的は、検査基板を短時間で確
実に移送することができる低価格且つコンパクトな基板
搬送装置及び基板検査装置を適用することにある。

【００１９】

【課題を解決するための手段】上述した目的を達成する
ために、本発明に従った基板搬送装置は：基板載置面を
有しており、直線移動可能なＸステージと；Ｘステージ
の直線移動範囲の一方の側に配置されていて、複数枚の
基板を上下方向に相互に離間させて収納しており、上下
方向に昇降可能なカセットと；そして、カセット中の所
望の基板をカセット中とＸステージの基板載置面との間
で上下方向及びＸステージの直線移動方向に移動させる
基板搬送手段と；を備えており、前記基板搬送手段は、
カセット内とカセット隣接位置との間で所望基板を載置
して直線移動する手段と、カセット隣接位置に配置され
前記所望基板を載置して上下動する手段と、を含むもの
でありカセット内での前記直線移動する手段へのカセッ
ト内に載置された所望基板の受け渡しは、Ｘステージが
カセットから離れた位置に配置されている間における、
カセットの上動又は下動、所望基板の直下への前記直線
移動する手段の移動、及びそれに続くカセットの下動に
より行なわれ、カセット隣接位置での前記上下動する手
段への前記直線移動する手段に載置された所望基板の受
け渡しは、Ｘステージがカセットから離れた位置に配置
されている間における、カセット中から前記カセット隣
接位置への前記直線移動する手段の移動、及びそれに続
く前記上下動する手段の上動により行なわれ、また、カ
セット隣接位置でのＸステージの基板載置面への前記上
下動する手段に載置された所望基板の受け渡しは、カセ
ットから離れた位置からカセット隣接位置にＸステージ
が移動し、前記上下動する手段が下動することで行なわ
れる、ことを特徴としている。上述した目的を達成する
ために、本発明に従ったもう１つの基板搬送装置は：基
板載置面を有しており、直線移動可能なＸステージと；
Ｘステージの直線移動範囲の一方の側に配置されてい
て、複数枚の基板を上下方向に相互に離間させて収納し
ており、上下方向に昇降可能なカセットと；そして、カ
セット中の所望の基板をカセット中とＸステージの基板
載置面との間で上下方向及びＸステージの直線移動方向
に移動させる基板搬送手段と；を備えており、前記基板
搬送手段は、Ｘステージに設けられカセットに対し直線
方向に移動可能な搬送アームと、搬送アーム上に設けら
れＸステージの基板載置面よりも低い下降位置とＸステ
ージの基板載置面よりも高い上昇位置との間で昇降自在
な載置台と、を含んでおり、カセット内での前記載置台
へのカセット内に載置された所望基板の受け渡しは、カ
セットから離間した位置からカセット隣接位置へのＸス
テージの移動、所望基板の直下への前記下降位置の載置
台を伴なった前記搬送アームの移動及びそれに続く前記
載置台の上昇位置への移動により行なわれ、カセット隣
接位置での前記載置台からＸステージの基板載置面への
所望基板の受け渡しは、カセット内からカセット隣接位
置への前記搬送アームの移動に続く前記載置台の下動に
より行なわれる、ことを特徴としている。

【００２０】上述した目的を達成するために、本発明に
従った基板検査装置は：基板載置面を有しており、直線
移動可能なＸステージと；Ｘステージの直線移動範囲の
一方の側に配置されていて、複数枚の基板を上下方向に
相互に離間させて収納しており、上下方向に昇降可能な
カセットと；カセット中の所望の基板をカセット中とＸ
ステージの基板載置面との間で上下方向及びＸステージ
の直線移動方向に移動させる基板搬送手段と；そして、
Ｘステージの基板載置面上に載置された所望の基板を光
学的に検査測定する測定ヘッドを有した測定装置と；を
備えており、前記基板搬送手段は、カセット内とカセッ
ト隣接位置との間で所望基板を載置して直線移動する手
段と、カセット隣接位置に配置され前記所望基板を載置
して上下動する手段と、を含むものでありカセット内で
の前記直線移動する手段へのカセット内に載置された所
望基板の受け渡しは、Ｘステージがカセットから離れた
位置に配置されている間における、カセットの上動又は
下動、所望基板の直下への前記直線移動する手段の移
動、及びそれに続くカセットの下動により行なわれ、カ
セット隣接位置での前記上下動する手段への前記直線移
動する手段に載置された所望基板の受け渡しは、Ｘステ
ージがカセットから離れた位置に配置されている間にお
ける、カセット中から前記カセット隣接位置への前記直
線移動する手段の移動、及びそれに続く前記上下動する
手段の上動により行なわれ、また、カセット隣接位置で
のＸステージの基板載置面への前記上下動する手段に載
置された所望基板の受け渡しは、カセットから離れた位
置からカセット隣接位置にＸステージが移動し、前記上
下動する手段が下動することで行なわれる、ことを特徴
としている。上述した目的を達成するために、本発明に
従ったもう１つの基板検査装置は：基板載置面を有して
おり、直線移動可能なＸステージと；Ｘステージの直線
移動範囲の一方の側に配置されていて、複数枚の基板を
上下方向に相互に離間させて収納しており、上下方向に
昇降可能なカセットと；カセット中の所望の基板をカセ
ット中とＸステージの基板載置面との間で上下方向及び
Ｘステージの直線移動方向に移動させる基板搬送手段
と；そして、Ｘステージの基板載置面上に載置された所
望の基板を光学的に検査測定する測定ヘッドを有した測
定装置と；を備えており、前記基板搬送手段は、Ｘステ
ージに設けられカセットに対し直線方向に移動可能な搬
送アームと、搬送アーム上に設けられＸステージの基板
載置面よりも低い下降位置とＸステージの基板載置面よ
りも高い上昇位置との間で昇降自在な載置台と、を含ん
でおり、カセット内での前記載置台へのカセット内に載
置された所望基板の受け渡しは、カセットから離間した
位置からカセット隣接位置へのＸステージの移動、所望
基板の直下への前記下降位置の載置台を伴なった前記搬
送アームの移動及びそれに続く前記載置台の上昇位置へ
の移動により行なわれ、カセット隣接位置での前記載置
台からＸステージの基板載置面への所望基板の受け渡し
は、カセット内からカセット隣接位置への前記搬送アー
ムの移動に続く前記載置台の下動により行なわれる、こ
とを特徴としている。

【００２１】

【００２２】

【実施例】以下、本発明の第１の実施例に係る基板搬送
装置付き基板検査装置について、図１ないし図３を参照
して説明する。

【００２３】図１ないし図３に示すように、本実施例の
基板搬送装置付き基板検査装置は、装置本体２６を備え
ており、この装置本体２６には、ウェハ又は液晶ガラス
板等の基板２８を検査するための測定装置３０が設けら
れている。また、この測定装置３０に対して図中Ｘ方向
に昇降装置３２が隣設されている。

【００２４】昇降装置３２には、複数枚の基板２８を所
定間隔で図中Ｚ方向に積層させて収容したカセット３４
が装着されており、昇降装置３２を図中Ｚ方向に上下動
させることによって、カセット３４を所定量だけ図中Ｚ
方向に昇降可能に構成されている。

【００２５】カセット３４の内壁には、図中Ｚ方向に一
定の間隔で且つ互いに対向して突設された複数の基板受
け部３４ａが形成されており、複数枚の基板２８は、夫
々、その両縁部が対向配置された一対の基板受け部３４
ａによって支持された状態でカセット３４内に収納され
ている（図２及び図３参照）。

【００２６】測定装置３０は、基板２８に対する光学的
測定を行うための測定ヘッドとして顕微鏡３６（図１及
び図３参照）と、基板２８を載置して所定方向に移動可
能に構成されたＸ−Ｙステージ３８とを備えている。

【００２７】顕微鏡３６には、三眼鏡筒３６ａが適用さ
れている。従って、観察者は、対物レンズ３６ｂによっ
て拡大された像を三眼鏡筒３６ａを介して観察すること
で、基板表面の観察を行うことが可能となる。

【００２８】Ｘ−Ｙステージ３８は、Ｘステージ３８ａ
及びＹステージ３８ｂを備えており、Ｙステージ３８ｂ
は、本体基台部２６ａ上に図中Ｙ方向に延出された一対
のＹレール４０上に移動可能に載置され、Ｘステージ３
８ａは、Ｙステージ３８ｂ上に図中Ｘ方向に延出された
一対のＸレール４２上に移動可能に載置されている。

【００２９】具体的には、Ｙステージ３８ｂは、その裏
面に構成されたＹレール受け部４４を介して一対のＹレ
ール４０上に載置されている。また、Ｘステージ３８ａ
は、その裏面に構成されたＸレール受け部４６を介して
一対のＸレール４２上に載置されている。

【００３０】なお、Ｘステージ３８ａは、透過観察用に
中抜きが施され、その表面には、基板位置決め用の位置
決め部材３８ｃが設けられている。また、Ｘステージ３
８ａのカセット３４側の部分には、基板２８を載置させ
た後にＸステージ３８ａから後述する載置台６０ｂのみ
を引き抜くための逃げ溝３８ｄが形成されている。

【００３１】更に、本体基台部２６ａ上には、上記一対
のＹレール４０の外側に、このＹレール４０と平行で且
つ一端にＹモータ４８が接続されたＹボールネジ５０が
延出されている。このＹボールネジ５０には、一端が上
記Ｙステージ３８ｂに固定されたＹナット部材５２が螺
合されている。

【００３２】Ｙモータ４８を正逆駆動させると、これに
同期してＹボールネジ５０が正逆方向に回転する。この
回転に伴ってＹナット部材５２がＹボールネジ５０に沿
って図中Ｘ方向に前後する。この結果、Ｙステージ３８
ｂは、図中Ｙ方向に前後移動される。

【００３３】また、Ｙステージ３８ｂには、上記一対の
Ｘレール４２の外側に、このＸレール４２と平行で且つ
一端にＸモータ５４が接続されたＸボールネジ５６が延
出されている。このＸボールネジ５６には、一端が上記
Ｘステージ３８ａに固定されたＸナット部材５８が螺合
されている。

【００３４】Ｘモータ５４を正逆駆動させると、これに
同期してＸボールネジ５６が正逆方向に回転する。この
回転に伴ってＸナット部材５８がＸボールネジ５６に沿
って図中Ｘ方向に前後する。この結果、Ｘステージ３８
ａは、図中Ｘ方向に前後移動される。

【００３５】また、本実施例に適用された測定装置３０
には、カセット３４から適当な基板２８を取り出してＸ
ステージ３８ａ上に載せたり、Ｘステージ３８ａ上に載
置されている基板２８をカセット３４内に収納させる搬
出搬入手段６０（詳しくは、図２参照）が設けられてい
る。なお、図２には、説明の都合上、顕微鏡３６と装置
本体２６の一部が除去されている。

【００３６】図２に示すように、この搬出搬入手段６０
は、カセット３４から適当な基板２８を取出可能で且つ
カセット３４内に基板２８を収納可能に構成された凹字
形搬送アーム６０ａと、この搬送アームから基板２８を
受け取ってＸステージ３８ａ上に載置可能で且つＸステ
ージ３８ａ上に載置されている基板２８を搬送アーム６
０ａに載換可能に構成された凸字形載換台６０ｂとを備
えている。

【００３７】これら搬送アーム６０ａと載置台６０ｂと
は、その凹字形面と凸字形面とを互いに対向させて図中
Ｘ方向に且つＸステージ３８ａの移動に干渉しない位置
に整列配置されている。また、搬送アーム６０ａはＸス
テージ３８ａ側に、そして、載置台６０ｂはカセット３
４側に、夫々位置付けられた状態でＹステージ３８ｂ上
に設けられている。

【００３８】Ｙステージ３８ｂ上には、その両縁部に図
中Ｘ方向に延出した一対の搬送ガイド６２が設けられて
おり、搬送アーム６０ａは、その裏面に構成された搬送
レール受け部６４を介して一対の搬送ガイド６２上に移
動可能に載置されている。

【００３９】また、Ｙステージ３８ｂ上には、一対の搬
送ガイド６２の図中Ｘ方向の両延出端部分に、夫々、プ
ーリ６６が設けられている。これらプーリ６６間には、
無端状ベルト６８が掛け渡されており、プーリ６６の回
転に伴ってベルト６８が走行可能に構成されている。こ
のベルト６８の一部は、搬送レール受け部６４に接続さ
れており、また、一方のプーリ６６には、アームモータ
７０が接続されている。

【００４０】アームモータ７０を正逆駆動させると、こ
れに同期してプーリ６６が正逆方向に回転する。この回
転に伴ってベルト６８は、その走行方向が反転する。こ
の結果、搬送アーム６０ａは、ベルト６８の走行方向に
従って図中Ｘ方向に移動される。

【００４１】なお、搬送アーム６０ａには、３か所に基
板吸着保持用の吸着穴７２が形成されており、これら吸
着穴７２を介して基板２８は、搬送アーム６０ａ上に確
実に吸着保持される。

【００４２】また、Ｙステージ３８ｂのカセット３４側
の端部には、載置台６０ｂを図中Ｚ方向に昇降させるシ
リンダ７４と、載置台６０ｂを図中Ｚ方向に案内する一
対の載置台ガイド７６とが設けられている。この結果、
載置台６０ｂは、シリンダ７４の駆動によって、載置台
ガイド７６に沿って図中Ｚ方向に昇降される。

【００４３】なお、載置台６０ｂには、３か所に基板吸
着保持用の吸着穴７８が形成されており、載置台６０ｂ
の昇降動作中、基板２８は、これら吸着穴７８を介して
確実に、載置台６０ｂ上に吸着保持される。次に、本実
施例の基板搬送装置付き基板検査装置の動作について説
明する。

【００４４】まず、昇降装置３２が作動して、カセット
３４を搬送アーム６０ａがカセット３４内に挿入可能な
基板２８間の略中間位置（具体的には、搬送アーム６０
ａが検査対象となる基板２８の真下に挿入可能な位置）
に位置付ける。

【００４５】このとき、アームモータ７０が作動し、初
期位置に配された搬送アーム６０ａを図中Ｘ方向に延出
移動させて、この搬送アーム６０ａをカセット３４内に
挿入させる。なお、搬送アーム６０ａは、その基板当接
部８０が基板２８の端面と整合する位置までカセット３
４内に挿入される。

【００４６】次に、昇降装置３２を介してカセット３４
を基板２８の収納ピッチ分だけ下降させる。この結果、
検査対象となるべき基板２８は、基板受け部３４ａから
搬送アーム６０ａ上に移し換えられた状態となる。この
結果、基板２８は、カセット３４から取り出し可能状態
に維持される。

【００４７】このとき、制御回路（図示しない）から指
令が発せられ、吸着穴７２の吸着動作が開始する。この
結果、基板２８は、吸着穴７２を介して搬送アーム６０
ａ上に吸着保持される。

【００４８】この後、アームモータ７０が作動して、搬
送アーム６０ａをカセット３４から離間する方向に移動
させ、初期位置に位置付ける。このとき、吸着動作は、
解除される。

【００４９】次に、シリンダ７４が作動して、載置台６
０ｂを一対の載置台ガイド７６に沿って図中Ｚ方向に上
昇させる。この結果、搬送アーム６０ａ上に載置されて
いる基板２８は、載置台６０ｂによって押し上げられ、
載置台６０ｂ上に載せ換えられる。

【００５０】このとき、制御回路（図示しない）から指
令が発せられ、吸着穴７８の吸着動作が開始する。この
結果、基板２８は、吸着穴７８を介して載置台６０ｂ上
に吸着保持される。載置台６０ｂがＸステージ３８ａよ
りも図中Ｚ方向に高い位置に位置付けられた際、シリン
ダ７４の作動は停止される。

【００５１】次に、Ｘモータ５４が作動して、Ｘステー
ジ３８ａを図中Ｘ方向即ち載置台６０ｂの下側に挿入さ
れる方向に移動させ、そして、Ｘステージ３８ａを、そ
の位置決め部材３８ｃが基板２８の側端に整合する位置
で停止させる。

【００５２】このとき、シリンダ７４が作動して、載置
台６０ｂを図中Ｚ方向に、この載置台６０ｂの下面が上
記逃げ溝３８ｄ内に位置付けられるまで下降させる。こ
の結果、基板２８は、上記位置決め部材３８ｃによって
位置決めされた状態でＸステージ３８ａ上に載置され
る。

【００５３】この後、Ｘモータ５４が作動して、Ｘステ
ージ３８ａを載置台６０ｂから離間する方向に移動させ
ると同時に、アームモータ７０も作動して、搬送アーム
６０ａをカセット３４方向に移動させる。この結果、コ
ンデンサ８２から発光された光は、中抜きＸステージ３
８ａを介して基板２８裏面を照明可能となる。

【００５４】この状態において、観察者は、Ｘ−Ｙステ
ージ３８を操作しつつ、顕微鏡３６の対物レンズ３６ｂ
によって導光される基板２８の象を三眼鏡筒３６ａを介
して観察することで、基板２８の検査を行うことができ
る。検査終了後、シリンダ７４を介して載置台６０ｂを
逃げ溝３８ｄに整合する位置まで上昇させ停止させる。
このとき、Ｘモータ５４を介してＸステージ３８ａを載
置台６０ｂ方向に移動させて、載置台６０ｂを逃げ溝３
８ｄ内に挿入させる。この後、シリンダ７４を介して載
置台６０ｂを若干上昇させ、基板２８を載置台６０ｂ上
に載せ換える。

【００５５】このとき、制御回路（図示しない）から指
令が発せられ、吸着穴７８の吸着動作が開始する。この
結果、基板２８は、吸着穴７８を介して載置台６０ｂ上
に吸着保持される。次に、Ｘモータ５４を介してＸステ
ージ３８ａを載置台６０ｂから離間する方向に移動させ
る。この結果、基板２８は、載置台６０ｂ上に載置され
る。

【００５６】この状態で、シリンダ７４を介して載置台
６０ｂを図中Ｚ方向に下降させ、搬送アーム６０ａより
も下方に位置付ける。この結果、基板２８は、搬送アー
ム６０ａ上に載り換えられる。

【００５７】このとき、制御回路（図示しない）から指
令が発せられ、吸着穴７２の吸着動作が開始する。この
結果、基板２８は、吸着穴７２を介して搬送アーム６０
ａ上に吸着保持される。次に、昇降装置３２が作動し
て、基板２８の収納可能位置にカセット３４を位置付け
る。この後、アームモータ７０を介して搬送アーム６０
ａをカセット３４方向に移動させ、基板２８をカセット
３４内に位置付ける。

【００５８】吸着動作を停止させた後、昇降装置３２を
介してカセット３４を図中Ｚ方向に若干上昇させる。こ
の結果、基板２８は、その両縁部が一対の基板受け部３
４ａによって支持された状態でカセット３４内に収納さ
れる。

【００５９】このように本実施例の装置には、カセット
３４から適当な基板２８を取り出してＸステージ３８ａ
上に載せたり、Ｘステージ３８ａ上に載置されている基
板２８をカセット３４内に収納させる搬出搬入手段６０
が設けられているため、従来の装置のように別途搬送装
置を必要とすることもなく、基板２８を短時間で確実に
移送することができる低価格且つコンパクトな基板搬送
装置付き基板検査装置を提供することができる。

【００６０】次に、本発明の第２の実施例に係る基板搬
送装置付き基板検査装置について、図４を参照して説明
する。なお、本実施例の説明に際し、第１の実施例と同
一の構成には同一符号を付してその説明を省略する。本
実施例の基板搬送装置付き基板検査装置は、透過観察を
必要としない場合に適合され、顕微鏡検査以外にも、レ
ーザーリペア装置や電気測定装置等に対して好適であ
る。また、図４には、説明の簡略化のために所定の駆動
系は図示しないが、基本構成及び動作は、第１の実施例
の装置と同様であるため、特徴部分のみを示す。

【００６１】図４に示すように、本実施例に適用された
搬出搬入手段６０は、Ｘステージ３８ａ上に図中Ｘ方向
に延出した一対の搬送ガイド６２に沿って移動可能に構
成された四角形状の搬送アーム６０ａと、この搬送アー
ム６０ａ上に設けられ且つカセット３４方向に延出した
長四角形状の載置台６０ｂとを備えている。

【００６２】搬送アーム６０ａと載置台６０ｂは、その
両側に一対づつ設けられたパンタグラフ８８によって接
続されており、これらパンタグラフ８８を図中Ｚ方向に
回動させることによって、載置台６０ｂが搬送アーム６
０ａに対して図中Ｚ方向に旋回昇降可能に構成されてい
る。

【００６３】また、搬送アーム６０ａと載置台６０ｂと
は互いに一対のばね８４によって接続されており、これ
らばね８４によって載置台６０ｂは、常時、上記パンタ
グラフ８８を介して旋回上昇させる方向に引っ張られて
いる。

【００６４】また、載置台６０ｂは、搬送アーム６０ａ
の端部に設けられたスピンドル８６によって、ばね８４
の付勢力に抗してカセット３４方向に押圧されている。
このため、その初期状態においては、載置台６０ｂは、
その裏面が搬送アーム６０ａの表面に接触した状態に維
持されている。このような搬出搬入手段６０の両外側に
は、Ｘステージ３８ａ上に、図中Ｘ方向に延出して構成
された一対の載置板９０が設けられている。

【００６５】これら載置板９０上には、夫々、図中Ｘ方
向に延出した基板落込み凹部９０ａが形成されている。
このため、基板２８は、その両縁部がこれら基板落込み
凹部９０ａによって図中Ｙ方向へのずれが規制された状
態で載置板９０上に載置される。次に、本実施例の基板
搬送装置付き基板検査装置の主要構成部分のみの動作に
ついて簡単に説明する。まず、カセット３４を昇降させ
て基板２８相互の間に載置台６０ｂが挿入可能な位置に
位置決めする。

【００６６】次に、初期位置に配された搬送アーム６０
ａを一対の搬送ガイド６２に沿ってカセット３４方向に
移動させて、載置台６０ｂをカセット３４内に挿入させ
る。載置台６０ｂの基板当接部９２が基板２８の端部に
整合したとき、搬送アーム６０ａの移動を停止させる。

【００６７】このとき、スピンドル８６の押圧状態を解
除させて、載置台６０ｂを搬送アーム６０ａに対して図
中Ｚ方向に旋回上昇させる。この結果、基板２８は、載
置台６０ｂ上に載せ換えられる。このとき、吸着穴７８
を介して吸着動作が開始され、基板２８を載置台６０ｂ
上に吸着保持させる。そして、載置台６０ｂは、上限位
置（載置板９０の上部よりも上側の位置）まで旋回上昇
したとき、その上昇動作が停止される。この後、搬送ア
ーム６０ａをカセット３４から離間する方向に初期位置
まで移動させる。このとき、スピンドル８６をカセット
３４方向に突出させる。この結果、載置台６０ｂは、ば
ね８４の付勢力に抗して旋回下降される。この下降動作
中に、載置台６０ｂ上に吸着保持されている基板２８
は、その両縁部が基板落込み凹部９０ａに当接される。
このとき、吸着動作を解除させることによって、基板２
８は、その両縁部が基板落込み凹部９０ａに支持された
状態で載置板９０上に載置される。この後、スピンドル
８６は更に突出し続け、載置台６０ｂを搬送アーム６０
ａ上に旋回下降させる。この後、Ｘ−Ｙステージ３８を
操作することによって、基板２８の検査が行われる。検
査終了後、基板２８をカセット３４内に収納させる際
は、上記取り出し動作の逆手順の動作が行われる。

【００６８】本実施例の装置では、基板２８の載せ換え
動作が簡単で且つタクトタイムの短縮を達成することが
可能となる。他の効果は、上述した第１の実施例と同様
であるため、その説明は省略する。なお、本発明は、上
述した実施例の構成に限定されることはなく、例えば、
図７に示すように、２つのカセット３４を配置させるこ
とも可能である。

【００６９】基板２８の大きさをＹ方向で３００ｍｍ、
Ｘ方向で４００ｍｍとする。ストロークはＸ＝４００ｍ
ｍ、Ｙ＝３００ｍｍである。仮に、Ｘ−Ｙステージ３８
の大きさを駆動系の取付けや全体の剛性を考慮してＸ＝
５００ｍｍ、Ｙ＝４００ｍｍとすると、ステージ３８を
またぐ搬送アーム６０ａの開きは、Ｙの場合、 Ｌ＝（ストローク）×２＋（ステージの大きさ）−（ス
トローク） となり、例では、Ｌ＝３００×２＋４００−３００＝７
００となる。

【００７０】そこで、２つ並べて適用するカセット３４
の間隔を１５０ｍｍとする。この１５０には、カセット
３４内の基板を整列させるスピンドルや基板の有無検知
センサやカセット３４をクランプするユニットが含まれ
る。

【００７１】このときのＬは、７００に１５０を加えた
もので、装置全体をそれ程大きくすることなく且つ搬送
装置を２つ必要とすることなく簡単に２つのカセット３
４を備えた基板搬送装置付き基板検査装置を提供するこ
とができる。

【００７２】また、本発明の変形例としては、特に、第
１の実施例の基板搬送装置付き基板検査装置において、
図５に示すように、Ｘステージ３８ａの両側に夫々搬出
搬入手段６０を設けて構成することが可能となる。

【００７３】このように構成することによって、基板搬
送装置付き基板検査装置（図３参照）の図中Ｘ及びＹ方
向に基板２８を適当に移動させることが可能となる。即
ち、搬送アーム６０ａが夫々搬出と搬入を受け持つた
め、更にタクトタイムを短縮化させることができる。ま
た、本変形例では、図８に示すように、四方に夫々カセ
ット３４を配置した基板搬送装置付き基板検査装置を提
供することが可能となる。

【００７４】なお、本変形例の装置において、ウェハ観
察を行う場合には、図６に示すように、Ｘステージ３８
ａ上にオリフラ合せ用の回転台９４が必要である。かか
る場合、搬送アーム６０ａ上にパンタグラフ８８を介し
て旋回昇降可能に構成された載置台６０ｂは、中抜き構
造に形成させる必要がある。

【００７５】基板２８を載置した載置台６０ｂを一旦旋
回下降させることによって、ベルト９６を介してモータ
９８に接続された回転台９４上に配された基板２８は、
ここでオリフラ合わせが行われた後、再び、旋回上昇さ
れた載置台６０ｂ上に載り換えられ、検査工程へ移され
ることになる。

【００７６】

【発明の効果】本発明は、カセットから適当な基板を取
り出してステージ上に載せたり、ステージ上に載置され
ている基板をカセット内に収納させる搬出搬入手段を備
えているため、従来の装置のように別途搬送装置を必要
とすることもなく、基板を短時間で確実に移送すること
ができる低価格且つコンパクトな基板搬送装置付き基板
検査装置を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】（ａ）は、本発明の第１の実施例に係る基板搬
送装置付き基板検査装置の上面図、（ｂ）は、その側面
図。

【図２】図１の装置に適用された搬出搬入手段の部分を
拡大して示す斜視図。

【図３】図１の装置の主要構成を概略的に示す斜視図。

【図４】本発明の第２の実施例に係る基板搬送装置付き
基板検査装置の搬出搬入手段の部分を拡大して示す斜視
図。

【図５】図２に示す部分の変形例を示す斜視図。

【図６】オリフラ合せ用の回転台が適用された場合の搬
出搬入手段の変形例を示す斜視図。

【図７】本発明の装置に２つのカセットを配置させた場
合の上面図。

【図８】図５の装置に４つのカセットを配置させた場合
の上面図。

【図９】従来の基板検査装置の上面図。

【図１０】３つのカセットが配置された従来の装置の上
面図。

【図１１】２つのカセットが配置された基板検査装置の
上面図。

【図１２】従来の基板検査装置の斜視図。

【図１３】従来の装置において、カセットから基板を取
り出す工程を示す図。

【図１４】図１２の装置に隣設配置された搬送装置の斜
視図。

【図１５】図１２の装置に適用された搬送アームの拡大
斜視図。

【符号の説明】

２８ 基板 ３０ 測定装置 ３４ カセット ３６ 顕微鏡（測定ヘッド） ３８ Ｘ−Ｙステージ ３８ａ Ｘステージ ３８ｂ Ｙステージ ６０ 搬出搬入手段（基板搬送手段） ６０ａ 搬送アーム ６０ｂ 載置台 ９４ 回転台

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) G01N 21/88 G01B 11/30 G01N 21/01 H01L 21/68 H01L 21/66

Claims (13)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 基板載置面を有しており、直線移動可能
   なＸステージと； Ｘステージの直線移動範囲の一方の側に配置されてい
   て、複数枚の基板を上下方向に相互に離間させて収納し
   ており、上下方向に昇降可能なカセットと；そして、 カセット中の所望の基板をカセット中とＸステージの基
   板載置面との間で上下方向及びＸステージの直線移動方
   向に移動させる基板搬送手段と； を備えており、 前記基板搬送手段は、カセット内とカセット隣接位置と
   の間で所望基板を載置して直線移動する手段と、カセッ
   ト隣接位置に配置され前記所望基板を載置して上下動す
   る手段と、を含むものであり カセット内での前記直線移動する手段へのカセット内に
   載置された所望基板の受け渡しは、Ｘステージがカセッ
   トから離れた位置に配置されている間における、カセッ
   トの上動又は下動、所望基板の直下への前記直線移動す
   る手段の移動、及びそれに続くカセットの下動により行
   なわれ、 カセット隣接位置での前記上下動する手段への前記直線
   移動する手段に載置された所望基板の受け渡しは、Ｘス
   テージがカセットから離れた位置に配置されている間に
   おける、カセット中から前記カセット隣接位置への前記
   直線移動する手段の移動、及びそれに続く前記上下動す
   る手段の上動により行なわれ、 また、カセット隣接位置でのＸステージの基板載置面へ
   の前記上下動する手段に載置された所望基板の受け渡し
   は、カセットから離れた位置からカセット隣接位置にＸ
   ステージが移動し、前記上下動する手段が下動すること
   で行なわれる、 ことを特徴とする基板搬送装置。
2. 【請求項２】 前記基板搬送手段において、カセット内
   とカセット隣接位置との間で所望基板を載置して直線移
   動する手段は搬送アームであり、カセット隣接位置に配
   置され所望基板を載置して上下動する手段は載置台であ
   る、 ことを特徴とする請求項１に記載の基板搬送装置。
3. 【請求項３】 Ｘステージの直線移動範囲の他方の側に
   もう１つのカセットが配置されているとともに、前記基
   板搬送手段と同じもう１つの基板搬送手段を備えてお
   り、 前記一方の側のカセット内の所望基板が、前記基板搬送
   手段、Ｘステージの基板載置面、そして前記もう１つの
   基板搬送手段を経て前記他方の側のもう１つのカセット
   内の所望の位置に収容される、 ことを特徴とする請求項１又は２に記載の基板搬送装
   置。
4. 【請求項４】 前記Ｘステージ及び前記基板搬送手段を
   支持しており、前記Ｘステージ及び前記基板搬送手段と
   ともに前記Ｘステージの直線移動方向及び上下方向に対
   し直交する方向に直線移動可能なＹステージをさらに備
   えている、 ことを特徴とする請求項１又は２に記載の基板搬送装
   置。
5. 【請求項５】 前記一方の側のカセットからＹステージ
   の直線移動方向に離れた複数の位置に前記一方の側のカ
   セットと同じカセットが配置されている、 ことを特徴とする請求項４に記載の基板搬送装置。
6. 【請求項６】 Ｘステージの直線移動範囲の他方の側に
   もう１つのカセットが配置されているとともに、前記基
   板搬送手段と同じもう１つの基板搬送手段を備えてお
   り、 前記一方の側のカセット内の所望基板が、前記基板搬送
   手段、Ｘステージの基板載置面、そして前記もう１つの
   基板搬送手段を経て前記他方の側のもう１つのカセット
   内の所望の位置に収容される、 ことを特徴とする請求項４に記載の基板搬送装置。
7. 【請求項７】 前記一方の側のカセットからＹステージ
   の直線移動方向に離れた複数の位置に前記一方の側のカ
   セットと同じカセットが配置されており、 前記他方の側のカセットからＹステージの直線移動方向
   に離れた複数の位置に前記他方の側のカセットと同じカ
   セットが配置されている、 ことを特徴とする請求項６に記載の基板搬送装置。
8. 【請求項８】 基板載置面を有しており、直線移動可能
   なＸステージと； Ｘステージの直線移動範囲の一方の側に配置されてい
   て、複数枚の基板を上下方向に相互に離間させて収納し
   ており、上下方向に昇降可能なカセットと；そして、 カセット中の所望の基板をカセット中とＸステージの基
   板載置面との間で上下方向及びＸステージの直線移動方
   向に移動させる基板搬送手段と； を備えており、 前記基板搬送手段は、Ｘステージに設けられカセットに
   対し直線方向に移動可能な搬送アームと、搬送アーム上
   に設けられＸステージの基板載置面よりも低い下降位置
   とＸステージの基板載置面よりも高い上昇位置との間で
   昇降自在な載置台と、を含んでおり、 カセット内での前記載置台へのカセット内に載置された
   所望基板の受け渡しは、カセットから離間した位置から
   カセット隣接位置へのＸステージの移動、所望基板の直
   下への前記下降位置の載置台を伴なった前記搬送アーム
   の移動及びそれに続く前記載置台の上昇位置への移動に
   より行なわれ、 カセット隣接位置での前記載置台からＸステージの基板
   載置面への所望基板の受け渡しは、カセット内からカセ
   ット隣接位置への前記搬送アームの移動に続く前記載置
   台の下動により行なわれる、 ことを特徴とする基板搬送装置。
9. 【請求項９】 Ｘステージを支持しており、Ｘステージ
   とともにＸステージの直線移動方向及び上下方向に対し
   直交する方向に直線移動可能なＹステージをさらに備え
   ている、 ことを特徴とする請求項８に記載の基板搬送装置。
10. 【請求項１０】 前記一方の側のカセットからＹステー
    ジの直線移動方向に離れた複数の位置に前記一方の側の
    カセットと同じカセットが配置されている、 ことを特徴とする請求項９に記載の基板搬送装置。
11. 【請求項１１】 基板は円形状のウエハ基板であり、Ｘ
    ステージには基板載置面上のウエハ基板を回転させる回
    転台が設けられている、 ことを特徴とする請求項８乃至１０のいずれか１項に記
    載の基板搬送装置。
12. 【請求項１２】 基板載置面を有しており、直線移動可
    能なＸステージと； Ｘステージの直線移動範囲の一方の側に配置されてい
    て、複数枚の基板を上下方向に相互に離間させて収納し
    ており、上下方向に昇降可能なカセットと； カセット中の所望の基板をカセット中とＸステージの基
    板載置面との間で上下方向及びＸステージの直線移動方
    向に移動させる基板搬送手段と；そして、 Ｘステージの基板載置面上に載置された所望の基板を光
    学的に検査測定する測定ヘッドを有した測定装置と； を備えており、 前記基板搬送手段は、カセット内とカセット隣接位置と
    の間で所望基板を載置して直線移動する手段と、カセッ
    ト隣接位置に配置され前記所望基板を載置して上下動す
    る手段と、を含むものであり カセット内での前記直線移動する手段へのカセット内に
    載置された所望基板の受け渡しは、Ｘステージがカセッ
    トから離れた位置に配置されている間における、カセッ
    トの上動又は下動、所望基板の直下への前記直線移動す
    る手段の移動、及びそれに続くカセットの下動により行
    なわれ、 カセット隣接位置での前記上下動する手段への前記直線
    移動する手段に載置された所望基板の受け渡しは、Ｘス
    テージがカセットから離れた位置に配置されている間に
    おける、カセット中から前記カセット隣接位置への前記
    直線移動する手段の移動、及びそれに続く前記上下動す
    る手段の上動により行なわれ、 また、カセット隣接位置でのＸステージの基板載置面へ
    の前記上下動する手段に載置された所望基板の受け渡し
    は、カセットから離れた位置からカセット隣接位置にＸ
    ステージが移動し、前記上下動する手段が下動すること
    で行なわれる、ことを特徴とする基板検査装置。
13. 【請求項１３】 基板載置面を有しており、直線移動可
    能なＸステージと； Ｘステージの直線移動範囲の一方の側に配置されてい
    て、複数枚の基板を上下方向に相互に離間させて収納し
    ており、上下方向に昇降可能なカセットと； カセット中の所望の基板をカセット中とＸステージの基
    板載置面との間で上下方向及びＸステージの直線移動方
    向に移動させる基板搬送手段と；そして、 Ｘステージの基板載置面上に載置された所望の基板を光
    学的に検査測定する測定ヘッドを有した測定装置と； を備えており、 前記基板搬送手段は、Ｘステージに設けられカセットに
    対し直線方向に移動可能な搬送アームと、搬送アーム上
    に設けられＸステージの基板載置面よりも低い下降位置
    とＸステージの基板載置面よりも高い上昇位置との間で
    昇降自在な載置台と、を含んでおり、 カセット内での前記載置台へのカセット内に載置された
    所望基板の受け渡しは、カセットから離間した位置から
    カセット隣接位置へのＸステージの移動、所望基板の直
    下への前記下降位置の載置台を伴なった前記搬送アーム
    の移動及びそれに続く前記載置台の上昇位置への移動に
    より行なわれ、 カセット隣接位置での前記載置台からＸステージの基板
    載置面への所望基板の受け渡しは、カセット内からカセ
    ット隣接位置への前記搬送アームの移動に続く前記載置
    台の下動により行なわれる、 ことを特徴とする基板検査装置。