JPS6146971B2

JPS6146971B2 -

Info

Publication number: JPS6146971B2
Application number: JP53112196A
Authority: JP
Inventors: Masakatsu Oogami; Nobuyoshi Tsuda; Hiroshi Nakajima; Kensaku Takahashi
Original assignee: Hitachi Electronics Engineering Co Ltd
Current assignee: Hitachi High Tech Corp
Priority date: 1978-09-14
Filing date: 1978-09-14
Publication date: 1986-10-16
Also published as: JPS5539021A

Description

【発明の詳細な説明】本発明は、集積回路などの半導体製品に使用さ
れるシリコンウエハー等の面板において汚損乃至
傷などの欠陥があるか否かを検査する面板自動検
査装置に関するものである。

従来の面板検査は顕微鏡または裸眼によつて行
われている。このため、従来の目視検査では非態
率的であり、しかも検査を行う人の個人差が大き
く検査結果に大きなばらつきがあるなどの欠点が
ある。

そこで、面板の検査を自動的に行う装置、例え
ば特開昭50−126175号公報又は特開昭48−87780
号公報に記載されている装置が開発されている。

前者は、搬送ベルトと、その搬送ベルトの途中
に設置した検査部と、搬送ベルトの両端に設置し
た面板供給部および面板収納マガジンとを備え
る。次に、その操作について説明すると、搬送ベ
ルトにより面板を面板供給部から検査部に搬送
し、その検査部において面板を搬送ベルトから持
ち上げて検査し、検査完了後面板を再び搬送ベル
トに載せて面板収納マガジンに搬送する。以下、
上述の操作を繰り返して面板の検査を自動的に行
う。

また、後者は、空気コンベアと、その空気コン
ベアの途中に設置した検査部、ストツパおよび吸
着台と、空気コンベアの両端に互い違いに昇降可
能に設置した面板供給枠および面板収能枠とを備
える。次にその操作について説明すると、空気コ
ンベアにより面板を面板供給枠から検査部に搬送
し、その面板をストツパおよび吸着台により吸着
固定して検査し、検査完了後面板をストツパおよ
び吸着台の吸着固定から解除して面板収納枠に搬
送する。以下、上述の操作を繰り返して面板の検
査を自動的に行う。

ところが、両者は、１サイズの面板の検査を自
動的に行うように構成したものであるから、異な
るサイズの面板の自動検査を行う場合、その異な
るサイズに合わせて部品交換を行う必要があり、
その部品交換の段取りに手間がかかると言う問題
がある。また、前者は検査部において面板を搬送
ベルトから持ち上げて検査するため、持ち上げた
面板と検査部との距離に誤差が生じ易く、その誤
差が生じると検査精度に影響が生じると言う問題
がある。

本発明の目的は、面板の異なるサイズに合わせ
て行う部品交換の段取りが容易であり、また高精
度の検査精度を得ることができる面板自動検査装
置を提供することにある。

本発明は、上述の目的を達成するために、下記
の手段を講じる。

ベース上に相対向して配設された２組の昇降機
構と、その２組の昇降機構にそれぞれ昇降可能に
装着され、シリコンウエハーなどの面板収容用カ
セツトケースをアダプタを介して面板の各サイズ
別に着脱自在に載置し得るカセツト載置台と、前
記２組の昇降機構およびカセツト載置台の間に上
下動可能に配設され、各サイズの面板を一方のカ
セツトケースから他方のカセツトケースに搬送す
る面板搬送機構と、その面板搬送機構の途中に昇
降可能に設けられかつ面板停止部を面板の各サイ
ズ別に上下に設け、該面板搬送機構により搬送さ
れる各サイズの面板を所定の位置において停止さ
せる面板停止機構と、その面板停止機構の近傍に
配設され、該面板停止機構および前記面板搬送機
構が下降して面板停止機構に停止させられた各サ
イズの面板を保持する面板保持機構と、その面板
保持機構の近傍に配設され、該面板保持機構によ
り保持された面板を光学的に検査する光学検査部
と、前記昇降機構、面板搬送機構、面板停止機
構、面板保持機構および光学検査部と連絡され、
昇降機構の昇降、面板搬送機構の面板搬送、面板
搬送機構および面板停止機構の昇降、面板保持機
構の面板保持、および前記光学検査部の面板検査
が一連にかつ自動的に運転されるように制御する
制御部とを備えたことを特徴とする。

本発明は、上述の手段を講じることにより下記
の作用を奉し得る。すなわち、アダプタを交換す
ることにより、カセツトをカセツト載置台に各サ
イズ別に簡単に着脱自在に載置できる。また、面
板停止機構を上下させることにより、面板を各サ
イズ別に停止させることができる。面板を停止さ
せた後、面板搬送機構および面板停止機構を下降
させて面板を面板保持機構に保持させることによ
り、面板と光学検査部との距離を一定に保つこと
ができる。

以下、本発明の面板自動検査装置の一実施例を
添付図面を参照して説明する。

この実施例における検査対象の面板は円板状の
シリコンウエハーＡであつて、現在このシリコン
ウエハーＡは直径が３インチ、４インチ、５イン
チの３種類のものが使用されており、通常ではカ
セツト１ａ，１ｂに20枚収容されていて運搬、保
管に供されている。前記カセツト１ａ，１ｂは第
５図に示すように、略直方体をなすと共に一側面
を開口したＵ字状の切欠１１を有し、その切欠１
１に前記シリコンウエハーＡが嵌り得る溝１２を
上下に20本設けたものである。

そして、この実施例における本発明の面板自動
検査装置は、ベース２上に相対向して配設された
２組の昇降機構３，３と、その２組の昇降機構
３，３に昇降可能に装着されたカセツト載置台４
と、前記２組の昇降機構３，３間に上下動可能に
配設された面板搬送機構５と、その面板搬送機構
５の途中に設けられた面板停止保持機構６および
光学検査部７とを備える。

前記昇降機構３はベース２上に固設されたＥ字
形状のフレーム３０と、そのフレーム３０の底板
上に載置されたモータ３１と、そのモータ３１の
回転軸３２に減速ギヤ３３を介して連係されたボ
ールねじ杆３４と、前記回転軸３２に設けられ突
起３５′を有する円板３５と、その円板３５に対
向して設けられた回転検出センサ３６と、前記カ
セツト載置台４の昇降における上限位置および下
限位置を検出する位置検出センサ３７，３８とか
らなり、前記フレーム３０には前記ボールねじ杆
３４がベアリング３９により回動自在に支承され
ており、後述するシーケンスコントロールにより
前記モータ３１が駆動し、その回転軸３２が回転
検出センサ３６の検出作用により１回転するよう
に制御されている。

前記カセツト載置台４は前記ボールねじ杆３４
に昇降可能に装着されためねじ部材４０と、この
めねじ部材４０に一体に固定されたコ字形状の昇
降台４１と、この昇降台４１に一体に固着された
Ｌ字形状の台座４２とからなり、前記台座４２上
にはアダプタ８を確実にセツトするためのマグネ
ツト４３が設けられていると共に、位置決め用の
ピン４４が対角線上に２ケ所突設されており、該
台座４２上にアダプタ８を介して前記カセツト１
ａ，１ｂを載置できるように構成されている。そ
して、送り側のカセツト１ａを載置する台４およ
び受け側のカセツト１ｂを載置する台４は、それ
ぞれ後述するシーケンスコントロールにより前記
昇降機構３を介して１ピツチづつ上昇および下降
するように構成されている。なお、前記カセツト
１ａ，１ｂの溝１２の上下間隔は4.8mmに規格化
されており、従つて該カセツト１ａ，１ｂに収容
されたウエハーＡの上下間隔は最小4.8mmであ
る。そこで、前記ボールねじ杆３４のピツチと前
記減速ギヤ３３の減速比を適当に選び、回転軸３
２が１回転したとき前記カセツト載置台４が上述
の上下間隔に等しい距離だけ１ピツチづつ上昇ま
たは下降できるものである。

前記アダプタ８は長方形の平板状をなし、前記
ピン４４に嵌合し得る透孔８１が設けられてお
り、かつ表面にはカセツト１ａ，１ｂの４隅部を
位置決めする４つのブロツク８２が設けられてお
り、３インチ、４インチ、５インチのウエハーＡ
をそれぞれサイズ別に収容する３種のサイズのカ
セツト１ａ，１ｂを該アダプタ８を交換すること
により前記台座４２上に着脱自在に載置できるよ
うに構成されている。前記台座４２およびアダプ
タ８には前記カセツト１ａ，１ｂの切欠１１に対
応し、かつ前記面板搬送機構５の端部の挿入でき
る切欠４５，８３が設けられている。

前記面板搬送機構５はフレーム５０、そのフレ
ーム５０の両端およびやや中央寄りの２ケ所に設
けられたプーリ５１と、そのプーリ５１に掛け回
わされた２条のナイロン製のベルト５２と、送り
カセツト側の端面に設けられたウエハー有無の検
出センサ５３と、モータ５４とからなり、前記モ
ータ５４の駆動により前記２条のベルト５２の上
部側は第１図の左から右に移動し、送り側のカセ
ツト１ａからウエハーＡを取出して受け側のカセ
ツト１ｂに収容できるように構成されている。前
記面板搬送機構５において、両端部の２条のベル
ト５２の間隔は前記カセツト１ａ，１ｂ、台座４
２およびアダプタ８の切欠１１，４５，８３に挿
入できる位に狭くとられており、一方中央部の２
条のベルト５２の間隔は後述する真空チヤツク６
７が邪魔にならない程度に広くとられており、さ
らに前述の中央寄りのプーリ５１は中間部の２条
のベルト５２の間隔を変換するための中継用のも
のである。

前記面板搬送機構５はスライド昇降機構９によ
り上下動可能に構成されている。このスライド昇
降機構９はベース２上に固設された補助ベース２
１上に２組配置されており、補助ベース２１上に
固定された１対の固定子９０と、その１対の固定
子９０間に介在されたスライド棒９１と、そのス
ライド棒９１にスライド自在に装着された移動子
９２と、その２組の移動子９２間に連結された連
結棒９３と、前記１つの固定子９０と前記面板搬
送機構５のフレーム５０間に枢支された第１リン
ク９４と、その第１リンク９４と前記移動子９２
間に枢支された第２リンク９５と、前記１組の移
動子９２にロツドが取付けられたエアシリンダ９
６とからなり、前記エアシリンダ９６のロツドを
伸長させて移動子９２を矢印イ方向に移動させる
と、第２リンク９５を介して第１リンク９４が矢
印ロ方向に回転して面板搬送機構５が上昇し、そ
の反対にエアシリンダ９６のロツドを縮めると、
移動子９２が矢印イと逆方向に移動してリンク９
４，９５を介して面板搬送機構５が下降するよう
に構成されている。

前記面板停止保持機構６は、ストツパー（面板
停止機構）６０と、真空チヤツク（面板保持機
構）６７とからなる。前記ストツパー６０はモー
タ６１の回転軸６２に取付けられて昇降し得るよ
うに構成されており、各サイズのウエハーＡをそ
れぞれ別個に停止させ得る形状の段部（面板停止
部）６３，６４，６５が設けられており、かつ前
記面板搬送機構５の２条のベルト５２が通過し得
る溝６６が設けられており、ウエハーＡのサイズ
に応じて予めモータ６１により所定の高さに位置
される。すなわち、３インチのウエハーＡの場合
２条のベルト５２が下の段部６３に位置し、また
４インチのウエハーＡの場合２条のベルト５２が
中の段部６４に位置し、さらに５インチのウエハ
ーＡの場合２条のベルト５２が上の段部６５にそ
れぞれ位置するように、ストツパー６０は各高さ
位置に制御され、前記面板搬送機構５により搬送
される各サイズのウエハーＡが前記各段部６３，
６４，６５において停止されるように構成されて
いる。前記真空チヤツク６７は前記面板搬送機構
５の２条のベルト５２の間に配設され、この装置
の外部にある真空ポンプ（図示せず）に配管（図
示せず）により真空吸引部６８を介して連結され
ており、ウエハーＡとの接触面には多数の小孔を
有する石英板などが配設されており、ウエハーＡ
に傷や汚損を与えないように考慮されており、前
記面板搬送機構５および前記ストツパー６０が下
降して該ストツパー６０に停止させられたウエハ
ーＡが吸引保持されるように構成されている。

前記光学検査部７は前記真空チヤツク６７、真
空吸引部６８が取付けられ、ウエハーＡを回転さ
せるモータ７０と、ベース２上に固設された台７
１と、その台７１に固定された固定レール７２
と、その固定レール７２に移動自在に係合された
移動体７３と、その移動体７３に取付けられた光
学式欠陥検出器７４と、ボールねじ（図示せず）
により前記移動体７３を移動させるモータ７５
と、そのモータ７５に結合され前記ボールねじの
回転角度を検出するロータリーエンコーダ７６
と、前記固定レール７２に取付けられウエハーＡ
の中心（原点）を検出する原点検出センサ７７
と、ベース１上に設けられウエハーＡの外周縁を
検出するエツジ検出センサ７８とからなり、真空
チヤツク６７に保持されたウエハーＡがモータ７
０により回転し、一方前記光学式欠陥検出器７４
がモータ７５により移動体７３を介して矢印ハ方
向（ウエハーＡの半径方向）に移動し、ウエハー
Ａの表面全域に亘つて前記光学式欠陥検出器７４
からの光ビームが一定順序で照射、すなわち走査
されるように構成されている。なお、前記光学式
欠陥検出器７４のハ方向の移動量は前記ロータリ
ーエンコーダ７６によりボールねじの回転角度を
含めて微小かつ精密に検出され、一方前記光学式
欠陥検出器７４のハ方向移動に対するウエハーＡ
の中心（原点）および外周縁（エツジ）は前記原
点検出センサ７７およびエツジ検出センサ７８に
より検出されるように構成されている。また、ウ
エハーA1枚を全域に亘つて走査するのに要する
時間はウエハーＡの半径寸法と、光学式欠陥検出
器７４のハ方向の移動（走査）速度とにより決ま
り、該移動（走査）速度は光学式欠陥検出器７４
からの光ビームのスポツト径と、ウエハーＡの回
転速度、またはボールねじのピツチと、モータ７
５の回転速度とにより定まり、その値はとり得る
任意範囲内においてとれば良い。

そして、前記駆動モータ３１，５４，６１，７
０，７５、エアシリンダ９６、真空ポンプ、回転
検出センサ３６、カセツト載置台上限、下限位置
検出センサ３７，３８、ウエハー有無検出センサ
５３、ロータリーエンコーダ７６、原点検出セン
サ７７およびエツジ検出センサ７８をシーケンス
コントローラ（図示せず）に連係し、前記センサ
３６，３７，３８，５３，７７，７８およびロー
タリーエンコーダ７６からの検出信号により前記
駆動モータ３１，５４，６１，７０，７５および
エアシリンダ９６が所要の時点に駆動し、前記昇
降機構３の昇降、面板搬送機構５のウエハーＡ搬
送、面板停止保持機構６のウエハーＡ停止保持、
光学検査部７のウエハーＡ検査が一連にかつ自動
的に運転されるように構成する。

なお、装置内における塵埃の発生を防ぐため
に、可動部品には塵埃の生じ難い材質、例えばナ
イロン製のベルトやオイルレスのベアリングなど
が用いられている。また、内部における光学的雑
音や迷光を防止するために無反射塗装が施されて
おり、かつ全体にカバーが覆われている。

次に、上述の装置による面板検査の操作作動に
ついて説明する。

検査対象のウエハーＡを収納した送り側カセツ
ト１ａを第１図の左側のカセツト載置台４上にア
ダプタ８を介して載置すると共に、検査済のウエ
ハーＡを収納する受け側カセツト１ｂを第１図の
右側のカセツト載置台４上にアダプタ８を介して
載置し、面板停止保持機構６のストツパー６０の
高さを検査するウエハーＡのサイズに合わせて予
め制御しておく。

送り側カセツト１ａ、受け側カセツト１ｂのセ
ツトが済んだならば、シーケンスコントローラを
作動させる。すると、まず面板搬送機構５のモー
タ５４が駆動してベルト５２が矢印ニ方向に移動
し、この状態においてスライド昇降機構９のエア
シリンダ９６のロツドが伸長して面板搬送機構５
が上昇し、それに伴つて面板搬送機構５の左端部
が送り側カセツト１ａ側の台座４２およびアダプ
タ８の切欠４５および８３に入り、送り側カセツ
ト１ａの最下位のウエハーＡの下面に面板搬送機
構５のベルト５２が接触する。すると、ウエハー
Ａはベルト５２との摩擦力により送り側カセツト
１ａより引き出され、第１図において左から右方
向に搬送される。

面板搬送機構５により搬送される前記ウエハー
Ａは面板停止保持機構６のストツパー６０の所定
の段部６３，６４または６５に当接して所定の位
置に停止する。次に、エアシリンダ９６のロツド
が縮められて面板搬送機構５が下降し、ついでス
トツパー６０が下降すると、真空チヤツク６７の
上面がベルト５２およびストツパー６０より相対
的に高くなるので、ウエハーＡは真空チヤツク６
７上に載り、その時点で真空ポンプが作動してウ
エハーＡは真空チヤツク６７に真空吸収力により
チヤツクされる。ウエハーＡが真空チヤツク６７
にチヤツクされると、モータ７０により真空チヤ
ツク６７が回転すると共に、モータ７５により光
学式欠陥検出器７４が矢印ハ方向に走行し、該光
学式欠陥検出器７４からの光ビームがウエハーＡ
の表面全域に亘つて走査してウエハーＡの検査が
行われる。検査が終了すると、真空チヤツク６７
が停止するとに、光学式欠陥検出器７４が元の
位置に戻り、面板搬送機構５が上昇して検査済の
ウエハーＡがベルト５２により再び第１図の左側
から右側に搬送され、受け側カセツト１ｂの最上
位の溝１２に収容される。検査済のウエハーＡが
受け側カセツト１ｂに収容されると、面板搬送機
構５が第２図ａの二点鎖線の位置まで下降して待
機し、モータ３１によりボールねじ杆３４が１回
転して送り側カセツト１ａの載置台４が１ピツチ
下降すると共に、受け側カセツト１ｂの載置台４
が１ピツチ上昇して次のウエハーＡの検査準備が
整い、そして面板搬送機構５が第２図ａの実線の
位置まで上昇すると共に、ストツパー６０が所定
の高さ位置にセツトされ、以下上述の作動と同様
にして２番目のウエハーＡが送り側カセツト１ａ
より引き出されて検査され受け側カセツト１ｂに
収容される。

なお、上述の実施例における光学検査部７は回
転スパイラル方式の走査機構を使用しているが、
この他に直線方式の走査機構、すなわちウエハー
Ａを一方向（Ｘ軸）に移動させる一方、光学式欠
陥検出器７４をウエハーＡの移動方向に対して垂
直方向（Ｙ軸）に移動させる走査機構であつても
良い。

以上から明らかなように、本発明の面板自動検
査装置は、アダプタを交換することにより、カセ
ツトをカセツト載置台に各サイズ別に簡単に着脱
自在に載置できる。また、面板停止機構を上下さ
せることにより、面板を各サイズ別に停止させる
ことができる。従つて、面板の異なるサイズに合
わせて行う部品交換の段取りが容易である。ま
た、面板を停止させた後、面板搬送機構および面
板停止機構を下降させて面板を面板保持機構に保
持させることにより、面板と光学検査部との距離
を一定に保つことができる。従つて、面板と光学
検査部との距離の誤差による検査精度への影響が
なく、高精度の検査精度が得られる。

なお、当然のことながら本発明の面板自動検査
装置は、上述の実施例にのみ限定されるものでは
ない。

【図面の簡単な説明】

添付図面は本発明の面板自動検査装置の一実施
例を示し、第１図は斜視図、第２図ａは昇降機構
の側面図、第２図ｂはアダプタの平面図、第３図
ａ，ｂはストツパーの平面図、側面図、第４図は
光学検査部の斜視図、第５図はカセツトの斜視図
である。１ａ……送り側カセツト、１ｂ……受け側カセ
ツト、２……ベース、３……昇降機構、４……カ
セツト載置台、５……面板搬送機構、５０……フ
レーム、５１……プーリ、５２……ベルト、６…
…面板停止保持機構、６０……ストツパー、６
３，６４，６５……段部、６６……溝、６７……
真空チヤツク、７……光学検査部、７０，７５…
…モータ、７４……光学式欠陥検出器、８……ア
ダプタ、９……スライド昇降機構、Ａ……ウエハ
ー。

Claims

【特許請求の範囲】

１ベース上に相対向して配設された２組の昇降
機構と、その２組の昇降機構にそれぞれ昇降可能
に装着され、シリコンウエハーなどの面板収容用
カセツトケースをアダプタを介して面板の各サイ
ズ別に着脱自在に載置し得るカセツト載置台と、
前記２組の昇降機構およびカセツト載置台の間に
上下動可能に配設され、各サイズの面板を一方の
カセツトケースから他方のカセツトケースに搬送
する面板搬送機構と、その面板搬送機構の途中に
昇降可能に設けられ、かつ面板停止部を面板の各
サイズ別に上下に設け、該面板搬送機構により搬
送される各サイズの面板を所定の位置において停
止させる面板停止機構と、その面板停止機構の近
傍に配設され、該面板停止機構および前記面板搬
送機構が下降して面板停止機構に停止させられた
各サイズの面板を保持する面板保持機構と、その
面板保持機構の近傍に配設され、該面板保持機構
により保持された面板を光学的に検査する光学検
査部と、前記昇降機構、面板搬送機構、面板停止
機構、面板保持機構および光学検査部と連係さ
れ、昇降機構の昇降、面板搬送機構の面板搬送、
面板搬送機構および面板停止機構の昇降、面板保
持機構の面板保持、および前記光学検査部の面板
検査が一連にかつ自動的に運転されるように制御
する制御部とを備えたことを特徴とする面板自動
検査禁置。