KR100582695B1 - 기판의 위치 결정 방법 및 이 방법을 이용한 검사 장치 - Google Patents

Abstract

기판의 외형 손상 또는 내부 배선 패턴의 손상을 야기하지 않는 힘으로 기판을 고정하는 방법을 제공한다.

기판 수취 위치에서 기판 클램프대의 4개의 구멍으로부터 기판 수취 핀을 상승시켜, 기판 반송 핸드로부터 기판을 수취한 후에, 기판 수취 핀을 기판 평면 유지 핀에 접촉하기 전에 정지하고, 이 상태로 기판 가압 위치 결정을 실행한다. 이에 의해, 기판 수취 핀만의 마찰 저항으로 기판을 가압할 수 있어, 가압하는 힘을 약하게 한다.

Description

기판의 위치 결정 방법 및 이 방법을 이용한 검사 장치{METHOD FOR POSITIONING A SUBSTRATE AND INSPECTING APPARATUS USING SAME}

도 1은 본 발명의 일 실시예를 설명하기 위한 도면,

도 2는 본 발명의 기판 수취 핀의 일 실시예의 개략 구조를 도시한 도면,

도 3은 종래의 측정 장치의 구성을 도시한 블럭도,

도 4는 종래의 기판 클램프 방법을 설명하기 위한 도면,

도 5는 종래의 반송 방법을 설명하기 위한 도면,

도 6은 본 발명의 일 실시예의 선폭 측정 장치의 구성을 도시한 블럭도,

도 7a 및 도 7b는 본 발명의 기판 수취와 흡착 판에의 고정의 일 실시예의 처리의 흐름을 설명하는 플로우 차트,

도 8은 본 발명의 다른 실시예를 설명하기 위한 도면.

도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명

1 : 검사 대상물의 기판 2 : 기판 클램프대

3 : X축 이동 스테이지 4 : Y축 이동 스테이지

5 : 제진대(除振臺) 6 : 조명 전원

7, 7′: XY 이동 제어부 8 : 광학 현미경

9 : 라이트 가이드

10 : 변배(變倍) 기구(리볼버) 11 : 검사 대물 렌즈

12 : 정렬용 대물 렌즈 13 : 광축(Z축) 이동 스테이지

14 : 중간 렌즈 15 : CCD 카메라

16 : 측정 제어부(검사 제어부) 18 : 기판 반송 핸드

71 : 이동 제어부 72 : 가압 제어부

73 : 기판 이면 흡착 제어부 74 : 기판 수취 핀 상하 제어부

75 : 기판 수취 핀 상하 흡착부

101, 102 : 기판 기준면 161 : 화상 취입·표시부

162 : 광축(Z축) 이동·오토포커스 제어부

163 : CPU 191, 192, 193, 194 : 기판 수취 핀

201, 202, 211 : 기준 롤러 203, 204, 212 : 가압 롤러

1911, 1921, 1931, 1941 : 구멍

2001 내지 2100 : 기판 평면 유지 핀

2201 내지 2212 : 흡착 패드

본 발명은 기판의 위치 결정 방법 및 이 방법을 이용한 검사 장치에 관한 것으로, 특히 자동 선폭 측정 장치 등의 검사 장치에 있어서의 고정밀도 기판의 위치 결정 방법 및 이 방법을 이용한 검사 장치에 관한 것이다.

종래의 기판의 위치 결정 방법을 이하에서 기술한다.

도 3에 의해서, 종래의 기판의 위치 결정 방법을 설명한다.

LCD(Liquid Crystal Display : 액정 디스플레이) 기판과 PDP(Plasma Display Panel) 등의 FPD(Flat Panel Display) 및 반도체 웨이퍼 등의 각종 기판 및 그들의 리소그래피에 사용하는 마스크 기판 등은 증착·에칭 등의 막 제조 기술을 이용하여 제작된다. 그러나, 이에 의해서 기판상에 형성되는 전극 패턴과 배선 패턴에 대하여, 제조 도중 및 제조의 최종 공정에서, 그 양부를 판정해야 한다. 이것은, 후속 공정으로 불량품을 보내지 않기 위해 필요한 수단이다. 그 때문에, 형성된 패턴의 치수와 형성 위치가 소정의 범위 내에 있는지의 여부를 측정하는 것이 필요하게 된다. 도 3은 상기한 바와 같은 기판의 선폭을 측정하기 위한 종래의 선폭 측정 장치의 구성의 일례를 나타내는 블럭도이다.

LCD 기판 등의 검사 대상물(1)은 기판 클램프대(2)에서 그 이면이 흡착되므로써 고정되어 있다. 또한, 기판 클램프대(2)는 도시하지 않은 진공 펌프 등에 의해 검사 대상물(1)의 이면을 흡착하는 소위 진공 척의 구조로 되어 있다. 기판 클램프대(2)는 제진대(5)상에 배치된 Y축 이동 스테이지(4)와 X축 이동 스테이지(3) 위에 설치되어 있다. 검사 대상물(1)은 X축 이동 스테이지(3)와 Y축 이동 스테이지(4)를 각각 X축 방향, Y축 방향으로 움직임으로써, X, Y 평면내를 이동할 수 있 어, 검사 대상물(1)내의 소정의 위치를 광학 현미경(8)으로 관찰할 수 있다. 소정의 위치란, 예컨대 배선 패턴이 형성된 소정 위치의 선폭을 측정하고, 제품 또는 반제품의 양부를 판정하기 위한 것으로, 미리 정해지는 위치이다.

X축 이동 스테이지(3)와 Y축 이동 스테이지(4)는 각각 측정 제어부(16)에 의해 수동 또는 자동적으로 조작되고, 소정의 위치가 광학 현미경(8)의 시야에 들어가도록 제어된다. 검사 대상물(1)의 검사 항목은, 예컨대 자동 선폭 측정 장치의 경우에는, 그들의 기판상에 형성된 전극 패턴과 배선 패턴의 선폭과 간격의 측정 및 그들 전극 패턴과 배선 패턴 간의 편차량 등이다.

조명 광원(6)은 라이트 가이드(9)에 의해 광을 광학 현미경(8)에 도입한다. 도입된 광은 검사 대물 렌즈(11)를 거쳐서 검사 대상물(1)에 투사된다. 투사된 광은 검사 대상물(1)에 의해 반사하고, 그 반사광이 검사 대물 렌즈(11), 중간 렌즈(14)를 거쳐서, 카메라(15)에 입사된다. 카메라(15)는 입사광을 전기 신호로 변환하여 측정 제어부(16)로 출력한다. 또한, 이 광은 가시광, 적외선, 자외선 등이고, 카메라(15)는 이들의 광을 전기 신호로 변환할 수 있는 CCD(Charge Coupled Device) 등의 촬상 소자이다.

변배 기구(리볼버)(10)는 목적에 대응하여 검사 대물 렌즈(11)를 예비 정렬용 대물 렌즈(12)와 교환할 수 있는 기구로 되어 있다. 광축(Z축) 이동 스테이지(13)는 검사 대물 렌즈(11)의 초점 거리를 합초점(合焦點) 위치로 조절하기 위해서, 검사 대물 렌즈(11)를 장착한 광학 현미경(8) 전체를 광축(Z축) 방향으로 이동하기 위한 것이다. 중간 렌즈(14)는 검사 대물 렌즈(11)로부터의 상을 확 대하여 카메라(15)에 투영하는 것이다. 카메라(15)가 촬상한 영상은 측정 제어부(검사 제어부)(16)내의 화상 처리부(161)에 입력된다.

광축(Z축) 이동 제어부(162)는, 검사 대물 렌즈(11)의 초점 거리를 적정하게 조절하기 위해서, 검사 대물 렌즈(11)를 장착한 광학 현미경(8) 전체를 광축(Z축) 방향으로 이동시키기 위한 초점 거리 제어부이다. 또한, 초점 거리 제어부(162)는 화상 처리부(161)로부터의 신호에 근거하여 오토포커스 제어하는 기능도 갖고 있다. CPU(163)는 측정 제어부(검사 제어부)(16)를 제어하는 프로그램을 갖고, 선폭 측정 장치를 움직인다. CUP(163)은 초점 거리 제어부(162), 화상 처리부(161), XY 이동 제어부(7)를 제어하는 프로그램을 갖는다. XY 이동 제어부(7) 내에는 X축 이동 스테이지(3)와 Y축 이동 스테이지(4)를 이동시키는 이동 제어부(71), 기판 클램프대(2) 상에서 기판(1)을 가압 롤러(203, 204, 212)로 기준 롤러(201, 202, 211)로 가압하여 기판(1)을 고정하는 기판 가압 제어부(72), 기판(1)의 이면을 기판 클램프대(2)에 흡착시키는 기판 이면 흡착 제어부(73)와 기판(1)을 기준 반송 핸드(18)로부터 기판 클램프대(2)에 수취시키기 위한 기판 수취 핀 상하 제어부(74)로 이루어진다. CRT(17)는 화상 및 조작 스위치가 표시되는 모니터 화면이고, 마우스 등의 포인팅 디바이스를 GUI(graphical user interface)에 의해 조작자가 조작할 수 있다.

검사 대상물의 기판(1)은 기판 반송 핸드(18)에 의해 반송되어, 기판 클램프대(2)상에 탑재된다. 도 3에서는, 기판 반송 핸드(18)가 좌우(양 화살표 방향)로 움직여서, 기판(1)을 반송한다. 또한, 상세한 것은 도 5를 참조한다.

도 5는 기판(1)의 반송 방법을 설명하는 도면이다. 도 5에 있어서, 도 5a는 평면도, 도 5b는 측면도이다. Y축 이동 스테이지(4)와 X축 이동 스테이지(3)의 소정 위치까지, 기판 반송 핸드(18)에 의해 기판(1)이 반송된다[도 5의 기판(1) 참조]. 다음에, 기판 수취 위치에서, 기판 클램프대(2)의 4개의 구멍(1911, 1921, 1931, 1941)을 통하여, 기판 수취 핀(191, 192, 193, 194)을 화살표 방향으로 상승시켜, 기판 반송 핸드(18)상의 기판(1)을 들어 올린다.

이 상태로, 기판 반송 핸드(18)는 도 5의 예에서는 좌측으로 퇴피시킨다.

다음에, 기판 수취 핀(191 내지 194)을 하강시켜, 기판 클램프대(2) 상에 구성된 100개의 기판 평면 유지 핀(2001 내지 2100)(도 5a에 작은 ??표시로 도시함)에 기판(1)을 탑재한다. 도 5a에서는 수가 많아서 모두 도시할 수 없기 때문에, 그 일부분의 기판 평면 유지 핀을 도시한다. 또한, 도 5b에서는 기반 클램프대(2)상의 기판 평면 유지 핀(2001 내지 2100) 및 흡착 패드(2201 내지 2212)를 생략한다.

이 기판 평면 유지 핀(2001 내지 2100)은 기판 클램프대(2)에 부착되어, 기판(1) 전체의 평면의 평탄함을 유지한다. 또한, 예컨대 LCD와 같은 표시 기판의 크기는 약 700×700mm(판 두께 0.5mm)이고, 기판 평면 유지 핀의 배열 피치가 70mm이다.

다음에, 도 4에 의해 기판 클램프의 방법을 설명한다. 도 4는 종래의 기판 클램프의 방법을 설명하기 위한 도면이다. 기판(1)의 기판 기준면(101과 102)(도면에서는 두꺼운 선으로 도시함)을 기준 롤러(201, 202, 211)에 가압 밀착하여, 기 판(1)을 고정한다.

즉, 가압 롤러(203, 204, 212)에 의해 기판을 화살표 방향으로 가압하고(예컨대 가압력은 2kgf), 기준 롤러(201, 202, 211)에 가압 밀착한다. 기준 롤러(201, 202, 211)는 가압 롤러(203, 204, 212)의 힘에 견딜 수 있는 (예컨대 5kgf)을 유지할 수 있도록 되어 있다. 그 상태에서 도 5에 도시한 기판(1)의 이면을 기판 클램프대(2)에 설치된 흡착 패드(2201 내지 2212)(도 5a의 검정색 동그라미로 도시함)로 흡착하여 홀드한다.

기판 흡착후, 가압 롤러(203, 204, 212)는 기판 가압 해제에 의해 외측으로 퇴피한다. 기준 롤러(201, 202, 211)도 외측으로 퇴피한다(예컨대, 일본국 특허 공개 공보 평성9(1997년)-39201호 (2∼4 페이지, 도 1, 도 7)).

그리고, 자동 선폭 측정 장치 등의 검사 장치에 있어서, 도 4에 도시하는 기판 기준면(101과 102)을 기준으로, 예컨대 검사하고자 하는 위치 좌표(121 내지 128)를 사전에 등록해 놓고, 검사 대상 기판을 검사할 때에 판독하며, 그 위치에 있어서의 배선 패턴의 선폭 등을 측정하여 검사한다.

이 검사 방법을 이하에서 설명한다.

정렬 마크(111, 112)의 위치를 정렬용 대물 렌즈(12)에 의해 관찰하여, 정렬 마크 관찰 위치의 XY 스테이지 좌표 및 정렬 마크 검출 화상을 등록한다. 다음에 변배 기구(10)를 이용하여, 검사용 대물 렌즈(11)로 교환하고, 검사 대물 렌즈(11)에 의해 기판(1)을 관찰하며, 검사하고자 하는 위치 좌표(121 내지 128) 및 검사 화상도 마찬가지로 등록한다.

예컨대 중간 렌즈 3.3배의 현미경에 의해 정렬용 대물 렌즈(12)의 배율을 5배로 한다. 이 때,

광학 배율은 5 ×3.3 = 16.5배이고,

CCD 카메라 사이즈 6mm ×6mm을 사용하면, CCD 카메라의 시야는

6mm/16.5 = 0.36mm ×0.36mm의 시야로 되고,

기판 기준면으로부터 정렬 마크(111, 112)까지의 거리의 공차가, ±0.1mm이내이기 때문에, 0.36mm ×0.36mm의 범위이면, 정렬 마크의 위치가 다소 어긋나더라도, 정렬 마크(111, 112)가 CCD 카메라의 시야 내에 들어간다. 따라서, 정렬 마크(111, 112)를 화상 처리에 의해 위치 인식할 수 있다.

정렬 마크(111, 112)를 검출한 후에, 이 검출한 위치 좌표와 등록되어 있는 위치 좌표와의 차(즉, 기울기와 오프셋)를 재계산하여, 검사하고자 하는 위치 좌표(121 내지 128)를 수정한다. 이에 근거하여 XY 스테이지를 제어하여, 검사하고자 하는 정확한 위치 좌표(121 내지 128)로 이동한다. 이 이동 오차는 XY 스테이지의 위치 재현성, 즉 기계적 오차는 수 ㎛ 이내이고, 검사 대물 렌즈(11)의 배율 50배의 시야 36㎛ ×36㎛에 충분히 들어가기 때문에, 확실한 검사를 할 수 있다.

즉,

광학 배율은 50 ×3.3 = 165배이고,

CCD 카메라 사이즈 6mm × 6mm을 사용하면, CCD 카메라의 시야는

6mm/165 = 0.036mm = 36㎛ ×36㎛으로 된다.

그리고, 기판의 크기가 예컨대 700mm ×700mm 이면, 기판 클램프대(2)의 기판 평면 유지 핀(2001 내지 2100)은 70mm 간격으로 배치함으로써 100개 배치되어 있다.

이 기판(1)의 이면과 100개의 기판 평면 유지 핀(2001 내지 2100)이 접촉한 상태로, 기판 기준면(101과 102)이 기준 롤러(201, 202, 211)에 접촉하고, 위치 결정하도록 가압 롤러(203, 204, 212)에 의해 기판을 가압하기 위해서는, 가압 롤러(203, 204, 212)가 가압하는 힘은 1 내지 2kgf 필요하다.

그러나, 이 기판(1)은 최근 점점 대형화되어 가고 있고, 예컨대 1100mm ×1200mm, 또는 1500mm ×1850mm의 기판이 실용화되고 있다. 이러한 기판에서는, 기판 평면 유지 핀은, 전자에서는 약 300개, 후자에서는 약 600개가 된다. 그 결과, 기판(1)의 이면과 기준 평면 유지 핀과의 사이의 마찰 저항은 판 두께를 동일한 0.5mm로 하여, 전자에서는 700mm ×700mm의 기판의 2.5 내지 3배, 후자에서는 5 내지 6배나 되어, LCD와 PDP의 유리 기판에서는 가압 롤러에 의해 가압할 때 등에 크랙 또는 균열이 발생하는 원인으로 되었다. 또한, 기판 면적이 커지면 휨이 발생하기 쉽기 때문에, 또한 기준 평면 유지 핀을 많이 구비할 필요가 있기 때문에, 기판이 커지면 이 마찰 저항은 더욱 커진다.

기판의 크기가, 예컨대 1100mm×1200mm으로 큰 기판을 검사하는 장치에서는, 기판 클램프대의 기판 평면 유지 핀은 70mm 간격으로 배치하면, 예컨대 269개 배치해야 한다. 또한, 1500mm ×1850mm에서는, 566개 배치된다.

기판의 이면과 기판 평면 유지 핀 269개가 접촉하기 위해서는, 상기의 기판 의 크기가 700mm ×700mm일 때에 비해서 마찰 저항이 크고, 또한 기판이 커지면, 기판 기준면의 기준 롤러에 가압 롤러에 의해 기판을 가압하는 힘은 2.5 내지 6kgf 이상을 필요로 한다. 이러한 큰 힘으로 기판을 가압하면, 기판의 변형과 외형 손상, 또는 내부 배선 패턴의 손상을 야기하여, 제품의 수득율이 매우 악화된다.

본 발명의 목적은 상기한 바와 같은 문제를 해결하고, 기판의 외형 손상 또는 내부 배선 패턴의 손상을 야기하지 않는 힘으로 기판의 위치 결정을 하는 방법 및 기판의 검사 장치를 제공하는 것에 있다.

상기의 목적을 달성하기 위해서, 본 발명의 기판의 고정 방법은 기판 수취 위치에서 기판 클램프대의 4개의 구멍으로부터 기판 수취 핀을 상승시켜, 기판 반송 핸드로부터 기판을 수취한 후에, 기판 수취 핀을 기판 평면 유지 핀 또는 기판에 접촉하기 전에 정지시키고, 이 상태로 기판 가압 위치 결정을 실행한다. 이에 의해, 기판 수취 핀만의 마찰 저항에 의해 기판을 가압할 수 있어, 가압력을 약하게 할 수 있다.

즉, 본 발명의 기판 위치 결정 방법은 배선 패턴이 형성된 기판을 반송하는 반송부와, 반송부에 의해 반송되는 기판을 탑재하는 탑재대와, 기판의 배선 패턴을 촬상하는 촬상 장치와, 촬상 장치로부터의 영상 신호를 처리하는 신호 처리 장치 및 탑재대의 동작을 제어하는 제어부로 이루어지는 검사 장치에 있어서, 탑재대는 기판을 유지하는 클램프 기구부와 반송부에 의해 반송되는 기판을 반송부로부터 수 취하고, 클램프 기구부에 탑재하기 위한 기판 이동 기구부 및 기판을 클램프 기구부의 소정의 위치에 위치 정렬하는 위치 정렬 수단을 갖고, 기판 이동 기구부는, 기판을 반송부로부터 수취하고, 클램프 기구부상에 탑재하기까지의 기간에 위치 정렬 수단을 이용하여 소정의 위치에 위치 정렬하는 것이다.

또한, 본 발명의 기판 위치 결정 방법의 기판 이동 기구부는 바람직하게는 기판이 클램프 기구부에 접촉하기 전에 기판의 이동을 정지시키고, 위치 정렬 수단을 이용하여 소정의 위치에 위치 정렬하는 것이다.

또한 바람직하게는, 본 발명의 기판 위치 결정 방법의 흡착 기구부는 평면형상의 클램프 기구부 또는 복수의 돌기부를 갖는 클램프 기구부 중 어느 하나로 이루어지고, 기판 이동 기구부는 위치 정렬 수단을 이용하여 기판을 소정의 위치에 위치 정렬한 후, 기판을 클램프 기구부상에 탑재하는 것이다.

또한 바람직하게는, 본 발명의 기판 위치 결정 방법의 기판 이동 기구부는 기판을 흡착하는 복수의 흡착 기구부를 갖고, 위치 정렬 수단을 이용하여 기판을 소정의 위치에 위치 정렬할 때, 복수의 흡착 기구부의 일부의 흡착 기구부의 흡착력을 다른 흡착 기구부의 흡착력보다 약하게 하는 것이다.

또한, 바람직하게는 본 발명의 기판 위치 결정 방법의 기판 이동 기구부는 기판을 흡착하는 복수의 흡착 기구부를 갖고, 위치 정렬 수단을 이용하여 기판을 소정의 위치에 위치 정렬할 때, 복수의 흡착 기구부 중, 기판의 거의 중앙부에 위치하는 흡착 기구부의 흡착력을 기판의 주변부에 위치하는 흡착 기구부의 흡착력보다 약하게 하는 것이다.

또한, 본 발명의 검사 장치는 배선 패턴이 형성된 기판을 반송하는 반송부와, 반송부에 의해 반송되는 기판을 탑재하는 탑재대와, 기판의 배선 패턴을 촬상하는 촬상 장치와, 촬상 장치로부터의 영상 신호를 처리하는 신호 처리 장치 및 탑재대의 동작을 제어하는 제어부로 이루어지는 기판의 검사 장치에 있어서, 탑재대는 기판을 유지하는 클램프 기구부와 반송부에 의해 반송되는 기판을 반송부로부터 수취하고, 클램프 기구부에 탑재하기 위한 기판 이동 기구부 및 기판을 클램프 기구부의 소정의 위치에 위치 정렬하는 위치 정렬 수단을 갖고, 탑재대의 동작을 제어하는 제어부는, 기판 이동 기구부가 기판을 반송부로부터 수취하고, 클램프 기구부상에 탑재하기 까지의 사이에 소정의 위치에서 정지시키는 기능을 갖고, 위치 정렬 수단은 정지한 기판을 소정의 위치에 위치 정렬하는 것이다.

또한 바람직하게는, 본 발명의 기판의 검사 장치의 기판 이동 기구부는 촬상 장치의 광축 방향으로 이동하는 기구를 갖고, 또한 기판의 광축 방향의 위치를 검출하는 위치 검출부를 갖는 것이다.

또한 바람직하게는, 본 발명의 기판의 검사 장치의 클램프 기구부는 기판을 탑재하는 면이 평면인 것이다.

또한 바람직하게는, 본 발명의 기판의 검사 장치의 클램프 기구부는 복수의 돌기부로 이루어지는 것이다.

또한 바람직하게는, 본 발명의 기판의 검사 장치의 기판 이동 기구부는 기판을 흡착하는 복수의 흡착 기구부 및 복수의 흡착 기구부의 흡착력을 제어하는 흡착력 제어부를 갖고, 위치 정렬 수단을 이용하여 기판을 소정의 위치에 위치 정렬할 때, 흡착력 제어부는 복수의 흡착 기구부의 일부의 흡착 기구부의 흡착력을 다른 흡착 기구부의 흡착력보다 약하게 하도록 제어하는 것이다.

또한 바람직하게는, 본 발명의 기판의 검사 장치의 기판 이동 기구부는 기판을 흡착하는 복수의 흡착 기구부 및 복수의 흡착 기구부의 흡착력을 제어하는 흡착력 제어부를 갖고, 위치 정렬 수단을 이용하여 기판을 소정의 위치에 위치 정렬할 때, 흡착력 제어부는 복수의 흡착 기구부 중, 기판의 거의 중앙부에 위치하는 흡착 기구부의 흡착력을 기판의 주변부에 위치하는 흡착 기구부의 흡착력보다 약하게 하도록 제어하는 것이다.

이하에서 본 발명의 실시예에 대하여 설명한다.

본 발명의 기판의 위치 결정 방법은, 예컨대 도 5에 도시하는 바와 같이 기판 수취 위치에서 기판 클램프대(2)의 4개의 구멍(1911, 1921, 1931, 1941)으로부터 기판 수취 핀(191, 192, 193, 194)을 상승시켜, 기판 반송 핸드(18)로부터 기판을 수취한 후 기판 반송 핸드(18)를 퇴피시킨다. 그 후, 기판 수취 핀(191, 192, 193, 194))을 강하시켜, 기판(1)을 기판 평면 유지 핀(2001 내지 2100)에 전달하지만, 이 기판(1)을 기판 평면 유지 핀(2001 내지 2100)으로 전달하기 전에, 기판 가압 위치 결정을 실행한다. 이에 의해, 기판 수취 핀(191, 192, 193, 194)만의 마찰 저항으로 기판(1)을 가압할 수 있어, 기판(1)을 가압하는 힘을 약하게 할 수 있으므로, 마찰 저항을 작게 할 수 있고, 기판의 변형과 외형 손상을 없앨 수 있다.

도 6은 본 발명의 일 실시예의 선폭 측정 장치의 구성을 도시한 블럭도이다. 도 6의 구성은, 도 3의 종래의 구성의 XY 이동 제어부(7) 내에 기판 수취 핀 흡착 제어부(75)를 부가하여, XY 이동 제어부(7′)로 한 것이다. 기판 수취 핀 흡착 제어부(75)는 기판을 기판 반송 핸드(18)로부터 기판을 수취한 기판 수취 핀(191 내지 194)와 기판을 흡착 제어한다. 즉, 본 발명은 기판 수취 기구의 구조와 위치 결정 방법을 고안한 것이다.

도 1, 도 6, 도 7a 및 도7b를 이용하여 기판 수취와 흡착판에의 위치 결정 방법을 설명한다. 도 1은 본 발명의 기판 수취와 흡착판(흡착 기구부)에의 위치 결정의 일 실시예를 설명하기 위한 도면이고, 도 7a 및 도 7b는 본 발명의 기판 수취와 흡착판에의 위치 결정의 일 실시예의 처리의 흐름을 설명하는 플로우 차트이다.

우선, 반송 방법을 설명한다.

단계 601에서는, Y축 이동 스테이지(4)와 X축 이동 스테이지(3)의 이동에 의한 기판 수취 위치에서, 기판 클램프대(클램프 기구부)(2)의 8개의 구멍(도 1a 참조)으로부터 기판 수취 핀(191, 192, …, 198)을 상승시켜, 기판 반송 핸드(18)상의 기판(1)을 들어 올린다. 즉, 기판(1)을 반송 아암(18)으로부터 기판 수취 핀(191, 192, …, 198)에 수취한다. 그리고, 기판 수취 핀(191, 192, …, 198)을 들어 올려, 기판(1)이 반송 아암(18)으로부터 들어올려진 것을 상측 위치 센서(1932)(후술하는 도 2 참조)가 감지한다.

단계 602에서는, 기판(1)이 충분히 들어올려지면(도 1b 참조), 기판 수취 핀(191, 192, …, 198)의 흡착 홈[예컨대, 흡착 홈(1983)]의 압력을 대기압 이하로 내려 기판을 흡착한다. 기판 수취 핀(191, 192, …, 198)은 흡착부를 부드러운 재료, 예컨대 실리콘 수지(1982)를 이용하여 흡착하기 쉽도록 한다.

단계 603에서는, 기판 반송 핸드(18)를 퇴피한다(도 1에서는 좌측으로 퇴피).

단계 604에서는 기판 수취 핀(191, 192, …, 198)을 하강한다.

단계 605에서는 후술하는 도 2의 기판 클램프 위치 센서(1933)가 기판(1)의 하강을 감지하고, 도 1c에 도시하는 바와 같이, 기판 평면 유지 핀(2001 내지 2100)에 접촉하는 높이보다 위에서, 또한 기준 롤러(201, 202, 211) 및 가압 롤러(203, 204, 212)가 기판(1)을 가압할 수 있는 높이에서 기판(1)을 정지한다.

다음에, 단계 606에서는 기판 수취 핀(191, 192, …, 198)은 흡착을 정지하고 핀내를 저압에서 대기압으로 하거나 또는 흡착력을 약하게 한다.

단계 607에서는 더욱 마찰 저항을 줄이기 위해서, 중앙의 기판 수취 핀(194)의 흡착 홈의 압력을 기판 분출용으로서 대기압 이상(0.2 내지 0.3Mpa)의 압력을 가하여 기판을 부상시킨다. 이 상태로, 기판(1)을 기판 기준면(101)에 가압하여 위치 결정하기 때문에, 기판 수취 핀(191, 192, …, 198)과 기판(1) 사이의 마찰 저항은 지극히 작고, 용이하게 위치 결정하는 것이 가능하다.

또한, 기판(1)을 흡착하거나, 분출하기 위해서는, 공기 압축기 등이 필요하지만, 도 1에서는 생략한다.

단계 608에서는 기판(1)과 기판 기준면(101과 102)을 기준 롤러(201, 202, 211)의 접촉에 의해, 기판 위치를 위치 결정한다.

즉, 단계 608에서는 가압 롤러(203, 204, 212)에 의해 기판을 가압하고(가압력은 예컨대 1kgf), 기준 롤러(201, 202, 211)에 가압 밀착한다. 기준 롤러(201, 202, 211)는 가압 롤러(203, 204, 212)의 힘을 견딜 수 있는 힘(예를들어 5kgf)을 유지한다.

단계 609에서는 기판 수취 핀(194)의 흡착 홈의 분출을 정지한다.

단계 610에서는 기판 수취 핀(191, 192, …, 198)의 흡착 홈의 압력을 대기압에서 저압(진공 척)으로 하여 기판(1)을 흡착한다.

단계 611에서는 기판 수취 핀(191, 192, …, 198)이 기판(1)을 흡착했으면, 가압 롤러(203, 204, 212)의 기판 가압을 해제하여 외측으로 퇴피한다. 또한, 기준 롤러(201, 202, 211)도 외측으로 퇴피한다.

단계 612에서는 흡착 패드(2201 내지 2212)를 대기압에서 저압으로(대기압 이하로) 하여 흡착의 준비를 한다.

단계 613에서는 기판 수취 핀(191, 192, …, 198)을 하강시킨다. 강하는 천천히 실시하는 것이 좋다.

단계 614에서는 기판을 기판 평면 유지핀(2001 내지 2100)에 탑재하고, 흡착 패드(2201 내지 2212)가 기판(1)을 흡착하고, 기판 수취 핀(191, 192, …, 198)은 핀 내를 저압에서 대기압으로 하여 기판(1)의 흡착을 정지한다.

단계 615에서는 기판 수취 핀(191, 192, …, 198)은 X 스테이지(3)와 Y 스테이지(4)가 자유롭게 이동할 수 있도록 하측으로 이동하고, 도 1d에 도시하는 바와 같이 하측 센서(1934)(후술하는 도 2 참조)에 의해 정지한다.

또한, 전술한 설명에서는, 기판(1)을 기판 클램프대(2)에 탑재하기 전에, 기판(1)을 위치 결정하고, 위치 결정후, 기판 수취 핀(191, 192, …, 198)을 더욱 강하시켜, 기판(1)을 기판 클램프대(2)에 고정하지만, 이 이동시의 오차는 기계적 정밀도가 충분히 얻어지기 때문에, 지극히 작으며 문제가 되지는 않는다.

상기 실시예에서는 기판 수취 핀 내의 기압을 대기압에 비교해서 기술했다. 그러나, 검사 장치 등이 일정 분위기내에 있는 경우에는, 그 분위기(예컨대, 질소 가스)의 분위기압에 비교했을 때의 고저에 의해 흡착과 흡착의 정지를 실행하는 것은 자명하다.

이들의 제어는 CPU(163)의 명령으로 XY 이동 제어부(7′)내의 기판 수취 핀 상하 제어부(74)와 기판 수취 핀 흡착 제어부(75)에 의해 실행된다.

도 2에 의해 기판 수취 핀(191, 192, …, 198)의 일 실시예의 개략 구조를 설명한다. 도 2는 본 발명의 기판 수취 핀(191, 192, …, 198)의 일 실시예의 개략 구성을 도시하는 도면이다. 도 2a는 기판 수취 핀의 흡착과 분출을 설명하기 위한 개략도, 도 2b는 센서 차폐판(1942-1)과, 상측 위치 리미터(1931), 상측 위치 센서(1932), 하측 위치 센서(1934), 하측 위치 리미터(1935)와의 관계를 설명하기 위한 개략도, 도 2c는 기판 클램프 위치 센서 차폐판(1942-2)과 기판 클램프 위치 센서(1933)와의 관계를 설명하기 위한 개략도이다.

도 2a에 있어서, 스텝핑 모터(1941)는 볼 나사(1943)를 회전시킨다. 그 회전에 의해 너트부(1944)가 상하(화살표 방향)로 이동한다. 이 이동에 따라서, 기 판 수취 핀(191, 192, …, 198)을 지탱하는 핀 부착부(19)가 상하로 이동한다. 너트부(1944)에는 센서 차폐판(1942-1)과 기판 클램프 위치 센서 차폐판(1942-2)이 고정되어 있고, 너트부(1944)의 이동에 따라서, 센서 차폐판(1942-1)과 기판 클램프 위치 센서 차폐판(1942-2)이 상하(수직) 방향으로 이동한다.

상측 위치 리미터(1931), 상측 위치 센서(1932), 하측 위치 센서(1934), 하측 위치 리미터(1935)와 기판 클램프 위치 센서(1933)는 센서 부착판(1945)에 부착된 상태로 고정되어 있다. 센서 부착판(1945)은 너트부(1944)를 따라 상하 방향으로 이동하지 않는다. 이들의 리미터, 센서는 예컨대 포토센서이다.

너트부(1944)가 상방향으로 이동함으로써, 센서 차폐판(1942-1)의 개방(절결부)부가 상방향으로 이동한다. 센서 차폐판(1942-1)이 너트부(1944)의 움직임에 따라서 상승하고, 이 개방부가 상측 위치 센서(1932)의 광축을 통과(즉, 광 빔이 센서에 의해 수광되었음)한 것에 의해, 기판(1)이 충분히 들어올려짐이 검지되고, 예컨대 기판 수취 핀(198)의 흡착 홈(1983)의 압력을 대기압 이하로 내려서 기판을 흡착하고, 볼 나사(1943)의 회전을 정지시킨다(단계 602 참조). 상측 위치 리미터(1931)는 센서 차폐판(1942-1)의 개방부가 그 광축을 통과한 것에 의해서, 더 이상 너트부(1944)가 상방향으로 이동하지 않도록, 스텝핑 모터(1941)에 공급하는 전원을 오프하는 스토퍼이다.

다음에, 단계 604에서, 너트부(1944)가 하방향으로 이동하고, 이에 의해 기판 수취 핀(191, 192, …, 198)이 하강한다. 그리고, 그것과 동시에 하강하는 기판 클램프 위치 센서 차폐판(1942-2)의 개방(절결부)부도 하방향으로 이동한다. 이 기판 클램프 위치 센서 차폐판(1942-2)은 센서 차폐판(1942-1)과 상하 방향으로 평행하게 너트부(1944)에 고정되어 있다.

기판 클램프 위치 센서 차폐판(1942-2)이 하강하고, 이 개방부가 기판 클램프 위치 센서(1933)의 광축을 통과한 것을 감지하여, 그 높이에서 너트부(1944)가 하방향의 이동을 정지한다. 그리고, 단계 605 내지 단계 609 및 단계 610 내지 단계 612를 실행한다.

단계 612 실행후 또는 실행 개시후, 너트부(1944)가 더욱 하강하고, 그에 따라서 센서 차폐판(1942-1)도 또한 밑으로 이동한다. 그리고, 센서 차폐판(1942-1)의 개방부가 하측 위치 센서(1934)의 광축을 통과한 것에 의해서, 너트부(1944)의 하강을 정지한다. 이 정지 위치는 기판(1)이 기판 평면 유지 핀(2001 내지 2100)의 상부에 접촉하는 높이이다.

또한, 하측 위치 리미터(1935)는 센서 차폐판(1942-1)의 개방부가 그 광축을 통과한 것에 의해서, 더 이상 너트부(1944)가 하방향으로 이동하지 않도록, 스텝핑 모터(1941)에 공급하는 전원을 오프하는 스토퍼이다(단계 613 내지 단계 615 참조).

또한, 도 2b의 좌측 도면은 센서 차폐판(1942-1)과, 상측 위치 리미터(1931), 상측 위치 센서(1932), 하측 위치 센서(1934), 하측 위치 리미터(1935)와의 위치 관계를 설명하기 위한 것이고, 우측 도면은 좌측 도면 지면의 오른쪽 방향에서 본 경우의 도면을 도시한다. 마찬가지로, 도 2c의 좌측 도면은 센서 차폐판(1942-2)과, 기판 클램프 위치 센서(1933)와의 위치 관계를 설명하 기 위한 것이고, 우측 도면은 좌측 도면의 지면 오른쪽 방향에서 본 경우의 도면을 도시한다.

흡착은, 예컨대 기판 수취 핀(198)의 흡착 홈(1983)의 공기 유통 홈을 저압으로 하여 실행한다. 중앙의 기판 수취 핀(194)만은 공기 유통 홈을 저압 또는 분출용 기압으로 한다. 즉, 마찰 저항을 줄이고, 또한 기판의 횡이동을 지극히 적게 하기 위해서, 중앙의 기판 수취 핀(194)만 분출 기구를 부착하기로 했다.

도 2a에 있어서, 참조부호(1951)는 분출 기구가 부착된 기판 수취 핀(194)의 공기 유통 파이프 계통, 참조부호(1952)는 흡착 기구만의 기판 수취 핀, 예컨대 기판 수취 핀(191, 192, 193, 195 내지 198)의 공기 유통 파이프 계통을 나타낸다.

기판 평면 유지 핀의 경우에는, 위치 결정 등에 의한 기판과의 접촉 등에 의해, 복수의 핀 중 어느 것이 굽어지거나 꺾이는 등의 파손을 일으키기 쉽다. 그리고 핀 수가 많기 때문에 그 파손을 간단히 발견할 수 없고 또한 그 평면도의 보정도 꽤 번거로운 작업으로 된다. 그 경우에는, 기판의 일부에 국부적인 휨이 발생하여, 측정 정밀도가 떨어지게 된다. 이러한 문제점을 극복하기 위한 본 발명의 다른 실시예를 도 8를 참조하여 설명한다.

전술한 실시예에서는, 기판을 위치 결정한 후, 기판 클램프대에 고정하는 경우, 복수의 기판 평면 유지 핀(클램프 기구부)을 설치하고, 이 위에 기판을 고정하는 실시예에 대하여 설명했다. 그러나, 전술한 바와 같이 기판이 대형화되고, 예컨대 1500mm ×1850mm의 유리판에서는, 기판 평면 유지 핀 위에 탑재하여도, 핀 사이에서 휨 변형이 발생하기 쉬워, 그 대책으로서 평면도를 유지하기 위한 기판 평 면 유지 핀의 수를 늘릴 필요가 대두되고 있지만 한계가 있다.

따라서, 이러한 복수의 기판 평면 유지 핀이 아니라, 기판 클램프대를 평면의 기판 클램프대로 하는 것이 고려된다.

도 8의 실시예에서는, 도 1에 있어서의 기판 평면 유지 핀(2001 내지 2100) 대신에, 면 정밀도가 높은 기판 클램프대 (2′)로 하고, 기판 수취 핀(191, 192, …, 198, 도 8에서는 기판 수취 핀중 196, 197, 198만 도시)이 상하로 이동 가능한 구멍을 기판 클램프대 (2′)에 설치한다. 또한, 마찬가지로 흡착 패드(2201′ 내지 2212′, 도 8에서는 흡착 패드중 2207' 내지 2210'만 도시)로서의 구멍을 기판 클램프대 (2′)에 설치한다. 그리고, 기판(1)이 기판 수취 핀(191, 192, …, 198))의 하강에 의해서 기판 클램프대 (2′)까지 내려 왔을 때, 이 흡착 패드(2201′ 내지 2212′)가 기판(1)을 흡착한다.

그 밖에, 도 1과 동일한 기능이기 때문에, 설명을 생략한다.

이상과 같이, 도 8의 실시예에 의하면, 기판 클램프대를 정밀도가 높은 평면의 기판 클램프대로 하는 편이 오차도 적어진다. 또한, 이와 같이 평면의 기판 클램프대를 사용하더라도, 본 발명은 기판을 클램프대에 고정하기 전에 정확한 위치 결정이 이루어지기 때문에, 위치 결정 정밀도는 지극히 높아진다. 또한, 기판 클램프대에 기판을 탑재한 후에는, 기판이 기판 클램프대에 밀착되어 움직이는 것이 곤란하여 기판의 위치 결정은 할 수 없다.

이상과 같이, 본 발명에 따르면,

(1) 기판 가압력이 1kgf 이내로 된다.

(2) 기판의 손상 없이, 기판 고정이 용이하게 가능해진다.

Claims (11)

1. 배선 패턴이 형성된 기판을 반송(搬送)하는 반송부와, 상기 반송부에 의해 반송되는 상기 기판을 탑재하는 탑재대와, 상기 기판의 배선 패턴을 촬상하는 촬상 장치와, 상기 촬상 장치로부터의 영상 신호를 처리하는 신호 처리 장치 및 상기 탑재대의 동작을 제어하는 제어부로 이루어지는 검사 장치에 있어서, 상기 탑재대는 상기 기판을 유지하는 클램프 기구부와, 상기 반송부에 의해 반송되는 상기 기판을 상기 반송부로부터 수취하고 상기 클램프 기구부에 탑재하기 위한 기판 이동 기구부 및 상기 기판을 상기 클램프 기구부의 소정의 위치에 위치 정렬하는 위치 정렬 수단을 갖고, 상기 기판 이동 기구부는, 상기 기판을 상기 반송부로부터 수취하고, 상기 클램프 기구부상에 탑재하기까지의 기간에 상기 위치 정렬 수단을 이용하여 소정의 위치에 위치 정렬하는 것을 특징으로 하는

   기판의 위치 결정 방법.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 기판 이동 기구부는 상기 기판이 상기 클램프 기구부에 접촉하기 전에 상기 기판의 이동을 정지시키고, 상기 위치 정렬 수단을 이용하여 소정의 위치에 위치 정렬하는 것을 특징으로 하는

   기판의 위치 결정 방법.
3. 제 1 항에 있어서,

   상기 클램프 기구부는 평면형상의 클램프 기구부 또는 복수의 돌기부를 갖는 클램프 기구부 중 어느 하나로 이루어지고, 상기 기판 이동 기구부는 상기 위치 정렬 수단을 이용하여 상기 기판을 소정의 위치에 위치 정렬한 후, 상기 기판을 상기 클램프 기구부상에 탑재하는 것을 특징으로 하는

   기판의 위치 결정 방법.
4. 제 1 항에 있어서,

   상기 기판 이동 기구부는 상기 기판을 흡착하는 복수의 흡착 기구부를 갖고, 상기 위치 정렬 수단을 이용하여 상기 기판을 소정의 위치에 위치 정렬할 때, 상기 복수의 흡착 기구부의 일부의 흡착 기구부의 흡착력을 다른 흡착 기구부의 흡착력보다 약하게 한 것을 특징으로 하는

   기판의 위치 결정 방법.
5. 제 1 항에 있어서,

   상기 기판 이동 기구부는 상기 기판을 흡착하는 복수의 흡착 기구부를 갖고, 상기 위치 정렬 수단을 이용하여 상기 기판을 소정의 위치에 위치 정렬할 때, 상기 복수의 흡착 기구부 중, 상기 기판의 거의 중앙부에 위치하는 흡착 기구부의 흡착력을 상기 기판의 주변부에 위치하는 흡착 기구부의 흡착력보다 약하게 한 것을 특 징으로 하는

   기판의 위치 결정 방법.
6. 배선 패턴이 형성된 기판을 반송하는 반송부와, 상기 반송부에 의해 반송되는 상기 기판을 탑재하는 탑재대와, 상기 기판의 배선 패턴을 촬상하는 촬상 장치와, 상기 촬상 장치로부터의 영상 신호를 처리하는 신호 처리 장치 및 상기 탑재대의 동작을 제어하는 제어부로 이루어지는 기판의 검사 장치에 있어서, 상기 탑재대는 상기 기판을 유지하는 클램프 기구부와, 상기 반송부에 의해 반송되는 상기 기판을 상기 반송부로부터 수취하고 상기 클램프 기구부에 탑재하기 위한 기판 이동 기구부 및 상기 기판을 상기 클램프 기구부의 소정의 위치에 위치 정렬하는 위치 정렬 수단을 갖고, 상기 탑재대의 동작을 제어하는 제어부는 상기 기판 이동 기구부가 상기 기판을 상기 반송부로부터 수취하고 상기 클램프 기구부상에 탑재하기 까지의 사이에 소정의 위치에서 정지시키는 기능을 갖고, 상기 위치 정렬 수단은 상기 정지한 기판을 소정의 위치에 위치 정렬하는 것을 특징으로 하는

   기판의 검사 장치.
7. 제 6 항에 있어서,

   상기 기판 이동 기구부는 상기 촬상 장치의 광축 방향으로 이동하는 기구를 갖고, 또한 상기 기판의 상기 광축 방향의 위치를 검출하는 위치 검출부를 갖는 것을 특징으로 하는

   기판의 검사 장치.
8. 제 6 항에 있어서,

   상기 클램프 기구부는 상기 기판을 탑재하는 면이 평면인 것을 특징으로 하는

   기판의 검사 장치.
9. 제 6 항에 있어서,

   상기 클램프 기구부는 복수의 돌기부로 이루어지는 것을 특징으로 하는

   기판의 검사 장치.
10. 제 6 항에 있어서,

    상기 기판 이동 기구부는 상기 기판을 흡착하는 복수의 흡착 기구부 및 상기 복수의 흡착 기구부의 흡착력을 제어하는 흡착력 제어부를 갖고, 상기 위치 정렬 수단을 이용하여 상기 기판을 소정의 위치에 위치 정렬할 때, 상기 흡착력 제어부는 상기 복수의 흡착 기구부의 일부의 흡착 기구부의 흡착력을 다른 흡착 기구부의 흡착력보다 약하게 하도록 제어하는 것을 특징으로 하는

    기판의 검사 장치.
11. 제 6 항에 있어서,

    상기 기판 이동 기구부는 상기 기판을 흡착하는 복수의 흡착 기구부 및 상기 복수의 흡착 기구부의 흡착력을 제어하는 흡착력 제어부를 갖고, 상기 위치 정렬 수단을 이용하여 상기 기판을 소정의 위치에 위치 정렬할 때, 상기 흡착력 제어부는, 상기 복수의 흡착 기구부 중, 상기 기판의 거의 중앙부에 위치하는 흡착 기구부의 흡착력을 상기 기판의 주변부에 위치하는 흡착 기구부의 흡착력보다 약하게 하도록 제어하는 것을 특징으로 하는

    기판의 검사 장치.

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