KR20070094506A

KR20070094506A - 기판 검사 장치

Info

Publication number: KR20070094506A
Application number: KR1020070025525A
Authority: KR
Inventors: 마사루 마쓰모토; 노부오 후지사키
Original assignee: 올림푸스 가부시키가이샤
Priority date: 2006-03-16
Filing date: 2007-03-15
Publication date: 2007-09-20
Also published as: KR101346048B1; CN101038260A; TW200741197A; CN101038260B; JP2007248291A

Abstract

본 발명의 기판 검사 장치는, 기판(1)을 부상(浮上)시켜 수평 지지하는 부상 스테이지부(6)와, 기판(1)의 단부(段部)를 지지하고 부상 스테이지부(6) 상에 부상시킨 상태로 반송(搬送)하는 제1 기판 반송 수단(9)과, 제1 기판 반송 수단(9)에 의해 반송된 기판(1)을 검사하는 검사부와, 부상 스테이지부(6)의 반송면으로부터 출몰(出沒) 가능하게 설치되고, 기판(1)의 배면을 지지하여 부상 스테이지부(6) 내에 반입(搬入)하는 회전 구동 가능한 회전체(8b)를 부상 스테이지부(6)의 단부에 복수개 배치한 제2 기판 반송 수단(8)을 구비한다.

기판 검사 장치, 스테이지부, 기판 반송 수단, 검사부

Description

기판 검사 장치 {SUBSTRATE INSPECTION APPARATUS}

도 1은 본 발명의 일실시예에 관한 기판 검사 장치를 나타낸 측면도이다.

도 2는 도 1에 나타낸 기판 검사 장치의 기판 반송부를 나타낸 평면도이다.

도 3은 도 2에 나타낸 기판 반송부의 정면도이다.

도 4는 도 2에 나타낸 기판 반송부의 좌측면도이다.

도 5는 본 발명의 일실시예에 관한 기판 검사 장치의 제2 기판 반송부를 나타낸 사시도이다.

도 6은 본 발명의 일실시예에 관한 기판 검사 장치의 제2 기판 반송부의 회전축에 회전 구동력을 부여하는 예를 나타낸 측면도이다.

[부호의 설명]

(1) 기판 (1b) 기판의 하면

(3) 검사 스테이지 (6) 에어 부상 스테이지부

(6b) 정밀 부상 블록 (6c) 스테이지부의 한쪽의 단부

(6d) 스테이지부의 다른 쪽의 단부 (6e) 에어 부상 블록

(6h) 구멍 (8) 제2 기판 반송 수단

(8a) 회전축 (8b) 회전체

(8c) 회전 구동 수단 (9) 제1 기판 반송 수단

A 기판 검사 장치 (01) 축선

[특허 문헌 1] 일본국 특개 2003-263627호 공보

[특허 문헌 2] 일본국 특개 2000-9661호 공보

본 발명은, 예를 들면, 웨이퍼나 액정 유리 기판 등의 검사에 사용되는 기판 검사 장치에 관한 것이다.

종래, 웨이퍼나 액정 유리 기판 등의 매크로(macro) 검사에서는, 기판 표면에 조명광을 조사(照射)하고, 그 반사광 또는 투과광의 광학적 변화에 따른 표면의 화상을 받아들이고, 이것을 화상 처리함으로써, 표면에 도포된 레지스트의 막 불균일, 핀홀 등의 결함이나, 먼지 부착의 유무 등을 확인하고 있다. 또, 기판 표면에 결함이나 먼지 부착 등(결함)이 인정되는 경우에는, 그 결함을 현미경 등의 마이크로 검사 장치로 확대하여 상세한 관찰이 행해지고 있다.

이 종류의 기판 검사 장치에는, 기판에 라인형의 조명광을 조사하고, 기판을 1축 방향으로 정속(定速) 이동함으로써 기판 전체면의 화상을 라인 센서 카메라에 의해 취득을 행하는 것이 있다. 이 기판의 반송 수단으로서는, 예를 들면, 이동 방향과 직교하도록 소정 간격으로 배열된 복수개의 회전축에 복수개의 볼을 고정하여 설치하고, 회전축을 회전시키는 회전 구동 수단을 구비한 롤러 컨베이어가 있 다. 이 기판 반송 수단에 의해서는, 회전 구동 수단의 구동에 의해 회전축을 회전시키고, 볼 상에 탑재된 기판을 1축 방향으로 이동시키는 것이 가능하다.

이 롤러 컨베이어를 구비한 검사 스테이지부는, 일반적으로 롤러 컨베이어 스테이지라 하고 있고, 각각의 회전축에 고정된 각 볼의 높이가, 동일 수평면 상으로 되도록 배치되고, 기판을 반송할 때 기판의 평탄도를 높게 유지하는 것으로 되어 있다(예를 들면, 특허 문헌 1 참조).

한편, 기판 검사 장치에는, 기판의 반입 측과 반출 측에 샤프트에 볼를 회전 가능하게 설치한 롤러 컨베이어 스테이지를 배치하고, 이들 롤러 컨베이어 스테이지 간의 검사 영역에 기판을 부상시키는 에어 부상 스테이지를 배치하고, 부상한 기판의 단부를 파지하면서 1축 방향으로 이동시키면서 기판의 결함을 검출하는 결함 검출부와, 결함을 상세하게 관찰하는 결함 리뷰부를 구비하는 것도 있다(예를 들면, 특허 문헌 2 참조). 이 종류의 기판 검사 장치에서는, 기판의 단부가 파지 기구에 지지되고, 이 파지 기구가 1축 방향으로 이동 가능하게 되어 있는 것에 의해, 기판을 스테이지부 상에서 부상시킨 상태로 정속 이동을 가능하게 하고 있다. 이 에어 부상 스테이지는, 검사 시에 기판을 비접촉으로 지지함으로써 기판의 불균일을 해소하고, 불균일의 영향에 의한 결함의 오인을 방지할 수 있다.

그러나, 특허 문헌 1에 나타낸 롤러 컨베이어 스테이지를 구비하는 기판 검사 장치에서는, 기판의 이동이 기판의 반송 방향과 직교하는 1축 방향만 가능하게 된다. 그러므로, 롤러 컨베이어 스테이지에 반입된 기판을 1축 방향에 직교하는 방향으로 이동시킬 수 없으므로, 기판의 사이즈가 커지면 각 롤러와의 마찰 저항에 의해 기판의 위치 결정이 곤란해진다. 이와 같이, 기판을 기준 위치에 정확하게 위치 결정할 수 없는 경우, 검출된 결함의 좌표가, 기준 위치에 대하여 기판이 어긋난 분 만큼의 오차를 포함하게 되므로, 결함 위치를 정확하게 특정할 수 없는 문제가 있었다.

또, 기판을 롤러 컨베이어 스테이지(검사 스테이지부)에서 지지하여 검사할 때, 모터 등의 구동부로부터의 진동이나 롤러 사이에서의 기판의 굴곡에 의해, 기판에 대한 검사 정밀도가 저하되는 문제가 있다.

한편, 특허 문헌 2에 나타낸 기판 검사 장치에서는, 검사 영역에 기판을 비접촉으로 지지하는 에어 부상 스테이지를 배치함으로써, 기판의 굴곡이나 진동의 영향을 받지 않도록 되어 있다. 그러나, 에어 부상 스테이지 상에 기판을 반입하기 위해, 에어 부상 스테이지의 양측에 롤러 반송부를 설치하면, 검사 장치가 대형화되어, 점유 스페이스가 커지는 문제가 있었다.

또한, 검사 장치의 소형화를 도모하기 위해, 에어 부상 스테이지의 양쪽으로부터 롤러 반송부를 생략하고, 제조 라인의 반송용 롤러 컨베이어로부터 기판을 직접적으로 에어 부상 스테이지에 반입하는 것이 고려되지만, 에어 부상 스테이지 상에서는 기판과의 접촉 저항이 작아지므로, 기판이 에어 부상 스테이지로 이행한 순간에 폭주한다는 문제가 생긴다.

또, 종래에는, 반송 로봇에 의해 제조 라인 밖에 설치된 검사 장치에 기판을 이동시켜 검사를 행하므로, 기판을 제조한 후 검사 결과를 얻을 수 있기까지 시간 이 걸린다는 문제가 있었다. 최근, 제조 라인 내에 기판 검사 장치를 설치하고, 제조된 기판의 검사 결과를 가능한 한 빨리 제조 공정으로 피드백하여, 제조 공정의 제어를 행하는 것이 요구되고 있다.

본 발명은, 상기 사정을 감안하여, 기판을 압력 기체에 의해 부상시키는 부상 스테이지부를 갖추면서 소형화를 도모하는 동시에, 제조 라인 내에 설치 가능한 기판 검사 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기의 목적을 달성하기 위해서, 본 발명은 이하의 수단을 제공하고 있다.

본 발명의 기판 검사 장치는, 기판을 부상시켜 수평 지지하는 부상 스테이지부와, 상기 기판의 단부를 지지하고 상기 부상 스테이지부 상에 부상시킨 상태로 반송하는 제1 기판 반송 수단과, 상기 제1 기판 반송 수단에 의해 반송된 상기 기판을 검사하는 검사 헤드와, 상기 부상 스테이지부의 반송면으로부터 출몰 가능하게 설치되고, 상기 기판의 배면을 지지하여 상기 부상 스테이지부 내에 반입하는 회전 구동 가능한 회전체를 상기 부상 스테이지부의 단부에 복수개 배치한 제2 기판 반송 수단을 구비한 것을 특징으로 한다.

즉, 본 발명의 검사 장치에 있어서는, 기판을 부상시키는 부상 스테이지부와, 이 기판을 부상시킨 상태로 강제 반송하는 제1 기판 반송 수단에 더하여, 부상 스테이지부의 단부에 출몰 가능하게 회전 구동하는 회전체를 설치함으로써, 기판 검사 장치 스스로 기판을 부상 스테이지부 내에 반입 또는 부상 스테이지부 내로부터 반출시킬 수 있다.

본 발명에 의하면, 기판 검사 장치에 기판을 반입, 반출하는 반송 로봇 등의 다른 기판 반송 수단을 필요로 하지 않고, 기판 검사 장치를 소형화할 수 있는 동시에, 기판 검사에 필요한 스페이스를 공간 절약화할 수 있다.

[발명을 실시하기 위한 바람직한 실시예]

이하, 도 1 내지 도 5를 참조하여, 본 발명의 일실시예에 관한 기판 검사 장치에 대하여 설명한다.

본 발명의 일실시예의 기판 검사 장치 A는, 도 1에 나타낸 바와 같은 예를 들면, 액정 유리 기판 등의 검사에 사용된다. 이 기판 검사 장치 A는, 기판(1)의 관찰을 행하는 검사부(2)와, 관찰을 행하기 위해 기판(1)을 지지하여 이동시키는 검사 스테이지(3)로 나누어진다. 도 1에 나타낸 검사부(2)는, 기판(1)의 표면(1a)에 조명광을 조사(照射)하고, 그 반사광의 광학적 변화에 따른 표면(1a)의 화상을 받아들이고, 이것을 화상 처리함으로써, 표면(1a)에 도포된 레지스트의 막 불균일, 핀홀 등의 결함이나, 먼지 부착의 유무 등을 확인하는 매크로 검사부(4)와, 매크로 검사부(4)에 의해 검출된 결함을 현미경부(5a)에 의해 상세 관찰하는 마이크로 검사부(5)를 구비하고 있다.

매크로 검사부(4)는, 갠트리(gantry)라는 문형(門型) 프레임의 지주(支柱)(4a)에 장착된 조명부(4b)와, 한쪽의 지지암(4c)에 장착된 미러(4d)와, 다른 쪽의 지지암(4e)에 장착된 촬상부(4f)로 구성되어 있다. 여기서, 한쌍의 지주(4a)는, 그 하단이 후술하는 검사 스테이지(3)의 베이스부(7)에 고정되어 있고, 후술하 는 에어 부상 스테이지부(부상 스테이지부)(6)를 사이로 하여 대향하여 설치된 2개의 지주(4a)의 양 상단에 기판(1)의 이동 방향에 대하여 직교하는 수평 암이 연결되어 걸쳐져 있다. 조명부(4b)는, 예를 들면, 봉형의 로드 렌즈(rod lens)의 단면에 광원을 배치한 라인 조명 유닛이다. 이 조명부(4b)는, 검사 스테이지(3)의 에어 부상 스테이지부(6) 상을 1축 방향으로 이동하는 기판(1)의 이동 방향(X 방향)에 대하여 직교 방향(Y 방향)으로, 기판(1)의 폭보다 약간 긴 범위에서 기판(1)의 표면(1a)을 선형(線形)으로 조명하는 것을 가능하게 하고 있다. 미러(4d)는, 조명부(4b)로부터 조사된 선형의 조명광의 기판(1) 표면(1a)으로부터의 반사광을 촬상부(4f)를 향해 편향시키기 위한 것이다. 촬상부(4f)는, 미러(4d)에 의해 수평 방향으로 편향된 광을 수광하고, 이것을 집광시키는 도시하지 않은 결상 렌즈와, 결상 렌즈에 의해 집광된 광을 결상하고, 기판(1)의 표면(1a)의 화상 취득을 행하는 도시하지 않은 라인 센서 카메라(촬상 소자)를 주된 구성 요소로 하고 있다.

마이크로 검사부(5)는, 매크로 검사부(4)에 대하여, 기판(1)의 반송 방향의 하류 측에 간섭하지 않는 정도로 근접하여 설치되어 있다. 이 마이크로 검사부(5)와 매크로 검사부(4)를 기판(1)의 길이보다 짧은 간격으로 되도록 근접하여 설치함으로써, 검사 스테이지(3)를 짧게 할 수 있어, 기판 검사 장치 A의 소형화를 도모하는 것이 가능해진다. 이 마이크로 검사부(5)는, 갠트리라는 문형 프레임의 지주(5b) 사이에 연장되어 걸쳐진 수평 암에 따라 이동 가능하게 설치된 검사 헤드용 스테이지(5d)와, 이 검사 헤드용 스테이지(5d)에 설치된 현미경부(5a)와, 에어 부상 스테이지부(6)에 기판(1)의 이동 방향에 직교하도록 설치된 선형의 간극부(6a) 를 통하여, 기판(1)의 하면(1b) 방향으로부터 조명광을 조사 가능하게 하는 투과 조명부(5c)로 구성된다.

그 다음에, 검사 스테이지(3)에 대하여 도 2 내지 도 5를 참조하여 설명한다. 검사 스테이지(3)는, 베이스부(7)와 직사각형 판형으로 형성된 복수개의 에어 부상 블록(6e)과 정밀 에어 부상 블록(6b)을 병렬시킨 에어 부상 스테이지부(6)와, 에어 부상 스테이지부(6)의 X 방향의 한쪽의 단부(6c) 측과 다른 쪽의 단부(6d) 측에 설치되어 롤러 구동에 의해 기판(1)을 반송하는 제2 기판 반송 수단(롤러 컨베이어)(8)과, 기판(1) 중 적어도 반송 방향에 따른 한 변을 흡착 지지하여 기판(1)을 강제 반송하는 제1 기판 반송 수단(9)과, 기판(1)의 단부(1c,1d,1e)에 맞닿아 기판(1)을 기준 위치로 위치결정하는 위치 결정 기구(10)로 구성되어 있다.

에어 부상 스테이지부(6)는, 직사각형상의 에어 부상 블록(6e)과 정밀 에어 부상 블록(6b)이 복수개 배치되어 형성된 것이다. 각 에어 부상 블록(6e)과 정밀 에어 부상 블록(6b)은, 각 상면이 수평면을 형성하도록 베이스부(7)의 지지 프레임(7a)에 지지되어 있다. 정밀 에어 부상 블록(6b)은, 마이크로 검사부(5)의 검사 영역(대물 렌즈의 주사 라인)으로 되는 간극부(6a)에 따라 양측에 각각 복수개 연결하여 배치되어 있다. 에어 부상 블록(6e)은, 정밀 에어 부상 블록(6b)의 양측에 기판(1)의 반송 방향(X 방향)에 따라 소정 간격을 두고 복수개 배치되어 있다. 각 에어 부상 블록(6e)을 등간격으로 설치함으로써 형성되는 인접하는 부상 블록(6e)과의 사이에는, 에어를 배출하기 위한 개구부(6f)가 형성되어 있다. 이 에어 부상 스테이지부(6)를 형성하는 정밀 에어 부상 블록(6b)과 에어 부상 블록(6e)에는, 그 상면에 기체를 토출하는 구멍(6h)이 분산 배치되어 있다. 정밀 에어 부상 블록(6b)과 에어 부상 블록(6e)은, 도시하지 않은 예를 들면, 감압 밸브나 유량계 등의 제어 수단과 배관을 통하여, 압축기 등의 압력 기체 토출 수단에 접속되고, 각 구멍(6h)에 의해 정압(定壓)의 압력 기체를 토출 가능하게 되어 있다. 정밀 에어 부상 블록(6b)은, 에어 부상 블록(6e)에 비해 구멍(6h)이 조밀하게 배치된 것이나, 토출용의 구멍(6h) 외에 에어를 흡입하기 위한 배출용의 구멍을 형성하여, 에어 토출력(정압)과 에어 흡인력(부압(負壓))에 의해 기판(1)의 부상 높이를 고정밀도로 제어할 수 있는 것이면 된다.

제2 기판 반송 수단(8)은, 검사 스테이지(3)의 외부로부터 반입된 기판(1)의 배면을 지지하여 에어 부상 스테이지부(6)에 반입하는 회전 구동 가능한 회전체(8b)를 구비하고, 에어 부상 스테이지부(6)의 기판(1)의 반입 측으로 되는 한쪽의 단부(6c) 측과, 기판(1)의 반출 측으로 되는 다른 쪽의 단부(6d) 측에 배치된다. 각각의 제2 기판 반송 수단(8)은, 축선 O1이 기판(1)의 이동 방향(X 방향)에 직교하면서 X 방향으로 병렬 배치된 회전축(8a)과, 각 회전축(8a)에 환형으로 장착되는 복수개의 원판이나 볼 등의 회전체(8b)와, 회전축(8a)을 회전 구동시키는 예를 들면, 모터 등의 회전 구동 수단(8c)과, 각 회전축(8a)을 축지지하는 동시에, 회전체(3b)를 에어 부상 스테이지부(6)의 상면(반송면)에 대하여 출몰시키도록 상하 이동 가능하게 지지하는 축지지 부재(8d)와, 축지지 부재(8d)를 상하 이동시키는 상하 이동 구동 수단(8e)으로 구성되어 있다. 여기서, 회전 구동 수단(8c)과 상하 이동 구동 수단(8e)은, 구동부(8f)를 구성한다. 제2 기판 반송 수단(8)은, 에어 부상 스테이지부(6)의 기판 반입 측과 기판 반출 측의 단부에 3세트씩 배치하고 있지만, 기판(1)을 충분히 반송하는 구동력이 있으면 적어도 1세트면 된다. 또, 회전 구동 수단(8c)은, 후술하는 제1 기판 반송 수단(9)에 의해, 하류 측의 제조 라인에 배치된 반송용 롤러 컨베이어에 기판(1)의 일부를 송출할 수 있으면, 에어 부상 스테이지부(6)의 한쪽 단부에 배치해도 된다.

회전축(8a)은, 에어 부상 스테이지부(6)의 양 외측편을 잇도록 연장되어 있고, 한쪽의 단부가 회전 구동 수단(8c)에 연결되어 있다. 이 회전축(8a)은, 한쪽의 단부로부터 다른 쪽의 단부까지의 사이에서 복수개의 베어링부(8j)에 의해 회전 가능하게 지지되어 있다.

회전체(8b)는, 예를 들면, 폴리에테르 에테르 케톤(Poly Ether Ether Ketone, PEEK), 폴리이미드(Polyimide, PI) 수지 등의 내마모성 수지에 의해 링형으로 형성되어 있고, 이 외주면(8g)에는, 적당한 탄성과, 기판(1)에 대하여 적당한 서로 대향하도록 마찰 계수를 가지는 예를 들면, 실리콘 고무(Si) 등이 피복되어 있다.

1개의 회전축(8a)에는, 5개의 회전체(8b)가 나사 등에 의해 고정되고, 이들 회전체(8b)는, 에어 부상 스테이지부(6)의 개구부(6f)에 위치한다. 이 때, 3개의 회전축(8a)이 X 방향으로 병렬 배치되어 있으므로, 에어 부상 스테이지부(6)의 각 개구부(6f)와 에어 부상 스테이지부의 양쪽에는 X 방향으로 3개의 회전체가 병렬 배치되어 있다.

축지지 부재(8d)는, 평판형의 지지 프레임(8h)과, 지지 프레임부(8h)의 상 면(8i)으로부터 수직으로 돌출된 베어링부(8j)로 구성된다. 지지 프레임부(8h)의 단부는 회전 구동 수단(8c)과 함께 구동부(8f)에 저장된 상하 이동 구동 수단(8e)에 지지되어 있다. 베어링부(8j)는, 지지 프레임부(8h)의 상면(8i)에 회전축(8a)의 축선 O1과 직교하는 방향으로 돌출되어 있고, 회전축(8a)의 축선 O1에 따라 회 전축(8a)을 바람직하게 지지할 수 있는 적당한 간격을 가지면서 복수개 배치되어 있다. 베어링부(8j)의 회전축(8a)이 맞닿는 부분에는, 회전축(8a)의 원기둥 형상으로 걸어맞추어지는 반원 형상의 요부(8k)가 형성되어 있고, 이 반원 형상의 요부(8k)에 있어서 회전축(8a)이 회전 가능하게 지지되어 있다. 또, 베어링부(8j)의 선단에 회전축(8a)을 회전 가능하게 지지하는 베어링 부재로서 베어링을 설치하면, 회전축(8a)의 흔들림을 방지할 수 있어 바람직하다.

구동부(8f)는, 회전 구동 수단(8c)과 상하 이동 구동 수단(8e)이, 회전축(8a)의 회전 및 지지 프레임부(8h)의 상하 이동을 가능하게 하면서 1개의 상자체(81)에 저장되고, 에어 부상 스테이지부(6)의 외측편의 베이스부(7)에 설치되어 있다. 상하 구동 수단(8c)은, 지지 프레임부(8h)의 양단에 설치해도 된다.

제1 기판 반송 수단(9)은, 도 2 내지 도 4에 나타낸 바와 같이, 베이스부(7)에 설치된 2조의 궤도부(9a)와, 직사각형 판형의 지지판부(9b)와, 지지판부(9b)와 궤도부(9a)를 접속하고, 궤도부(9a)에 따라 자주(自走) 가능한 리니어 모터 등의 슬라이드부(9c)와, 지지판부(9b)의 상면(9d)에 대하여 수직으로 돌출되고, 궤도 방향으로 선형 배열된 3개의 직사각형 판형의 지지부(9e)와, 각각의 지지부(9e)의 측면에 상하 이동 가능하게 지지된 직사각형 상자형의 지지부(9h)와, 지지부(9h)의 상면(9f)에 길이 방향으로 선형 배열된 복수개의 흡착부(9k)로 구성되어 있다. 원통 부재(9g)와 흡착 패드(9j)는 흡착부(9k)를 구성한다. 또한, 지지부(9h)에는, 진공 흡인 및 부압(負壓) 개방 가능한 적합한 수단이 구비되어, 진공 흡인을 행함으로써 기판(1)의 배면에 흡착부(9)의 흡착 패드(9j)가 흡착되어, 기판(1)을 기준의 부상 높이로 되도록 하강시킨다.

이 구성에 있어서는, 흡착 패드(9j)의 위쪽에 배치된 기판(1)에, 흡착 패드(9j)를 접촉시키고, 흡착부(9k)에 의해 진공 흡인함으로써, 흡착 패드(9j)가 부압 상태로 되어 기판(1)의 하면(1b)에 흡착되어, 기판(1)이 제대로 유지된다. 상기 제1 기판 반송 수단(9)은, 궤도부(9a) 상을 적합한 수단에 의해 이동시킴으로써 기판(1)을 1축 방향(X 방향)으로 정속으로 이동시키는 것이 가능하다. 지지부(9h)는, 상하 이동 가능하게 지지되어 있으므로, 기판(1)이 반입되었을 때, 지지부(9h)를 상승시켜 기판(1)을 흡착 패드(9j) 상에 지지시킨다.

이로써, 에어 부상한 기판(1)은, 흡착 패드(9j)와의 작은 마찰력에 의해 기판(1)이 에어 부상 스테이지부(6) 상에 정지하고, 위치 결정 기구(10)에 의해 안전하게 위치 결정할 수 있다. 또, 기판(1)을 반입 또는 반출할 때, 지지부(9h)로부터 하강시켜 기판(1)으로부터 흡착 패드(9j)를 이격시킴으로써, 기판(1)과 흡착 패드(9j) 사이의 마찰력이 작아지므로, 기판(1)을 제1 기판 반송 수단(9)에 의해 반송 방향을 향해 곧게 반입·반출할 수 있다.

위치 결정 기구(10)는, 도 2에 나타낸 바와 같이, 외주면(10a)이 유리보다 부드러운 내마모성 수지로 피복된 기준핀(10b)과, 내마모성 수지로 피복된 원기둥 형의 접촉부(10c)를 기판(1) 측으로 이동 가능하게 하는 예를 들면, 에어 실린더 등의 도시하지 않은 이동 수단을 가지는 가압핀(10e)으로 구성되어 있다. 기판(1)의 단부(1e)에 접촉 가능한 위치에 배치된 한쌍의 기준핀(10b)은, 상하 방향으로 출몰 가능하게 설치되고, 기판(1)이 반입될 때 에어 부상 스테이지(6)부의 상면보다 높게 상승하고, 위치 결정 후에 에어 부상 스테이지부(6)의 상면보다 아래쪽으로 하강하도록 되어 있다. 다른 한쌍의 기준핀(10b)은, 기판(1)의 단부(1d)를 접촉할 수 있는 위치에 설치되고, 한쌍의 가압핀(10e)은, 기판(1)의 단부(1c)에 따르는 지지부(9e) 사이에 설치되어 있다.

그 다음에, 상기의 구성으로 이루어지는 기판 검사 장치 A를 이용하여 기판(1)의 검사를 행하는 스텝에 대하여, 도 1 내지 도 5를 참조하여 설명한다.

처음에, 반입 측에 배치된 제2 기판 반송 수단(8)의 지지 프레임부(8h)를 상하 이동 구동 수단(8e)에 의해 상승시켜, 회전축(8a)에 고정된 회전체(8b)의 일부가, 에어 부상 스테이지부(6)의 상면보다 위쪽으로 돌출하도록 조정한다.

그 다음에, 에어 부상 스테이지부(6)의 구멍(6h)으로부터 압력 기체를 토출시킨 상태로, 기판 검사 장치 A 외의 상류에 배치된 반송용 롤러 컨베이어에 의해 기판(1)을 반입한다. 이 기판(1)의 반입시에, 구동부(8f)의 상하 이동 구동 수단(8e)를 구동시켜 제2 기판 반송 수단(8)을 상승시켜, 에어 부상 스테이지부(6)의 한쪽의 단부(6c) 측에 위치하는 제2 기판 반송 수단(8)의 회전체(8b)를 에어 부상 스테이지부(6)의 상면보다 위쪽으로 돌출시킨다. 이 상태에서, 상류 측에 배치된 롤러 컨베이어에 동기시켜 회전축(8a)을 회전 구동 수단(8c)에 의해 회전시킴으로 써, 상류 측에 배치된 롤러 컨베이어에 의해 보내져 온 기판(1)의 일부가 에어 부상 스테이지부(6)의 내측으로 반송된다. 이 때, 상류의 롤러 컨베이어의 회전에 동기시켜 회전축(8a)을 회전 구동 수단(8c)에 의해 회전시킴으로써, 롤러 컨베이어와 제2 기판 반송 수단(8)에 의해 기판(1)이 에어 부상 스테이지부(6) 내에 반입된다. 기판(1)이 에어 부상 스테이지부(6) 상에 모두 반입되는 동시에, 제2 기판 반송 수단(8)의 회전 구동 수단(8c)을 정지한다. 이 때, 기판(1)의 후단부는, 제2 기판 반송 수단(8)의 각 회전체(8b)와의 마찰력에 의해 에어 부상 스테이지부(8) 상에 구속된 상태로 된다. 이 구속 상태로, 제1 기판 반송 수단(9)의 지지부(9h)를 상승시켜, 흡착부(9k)의 흡착 패드(9j)를 기판(1)의 배면(1b)에 접촉시킴으로써, 에어 부상 스테이지부(6) 상에 부상한 기판(1)은, 흡착 패드(9j)에 의해 구속 되게 된다. 이 때, 기판(1)은, 에어 부상 스테이지부(6) 상에 부상하지만, 제1 기판 반송 수단(9)의 흡착 패드(9j)와의 마찰력에 의해 기판(1)이 구속되므로 에어 부상 스테이지부(6) 상을 이동하지 않고 정지한다. 이 후, 상하 이동 구동 수단(8e)에 의해 회전체(8b)를 에어 부상 스테이지부(6)의 상면보다 하방의 위치까지 하강시켜 대기시킨다. 여기서, 예를 들면 도 1에 나타낸 기판 검사 장치 A를 기판(1)의 제조 라인 내에 설치하는 경우에는, 기판 검사 장치 A에 연결되는 반송용 롤러 컨베이어와 제2 반송 수단(8)의 회전축(8a)의 회전 속도를 동기시킨다. 이로써, 반송용 롤러 비교에 의해 반송되어 온 기판(1)의 선단부(1e)가 그대로 회전체(8b)에 바꿔타므로, 회전체(8b)의 회전에 의해 에어 부상 스테이지부(6) 내에 기판(1)을 반입할 수 있다.

그 다음에, 도 2에 나타낸 위치 결정 기구(10)의 기준핀(10b)이 기판(1)의 수평 위치에 배치되도록, 위치 결정 기구(10)를 상승시키는 동시에, 가압핀(10e)을 수평 이동시키고, 기판(1)의 원점 좌표 취득이 가능한 기준 위치에 기판(1)을 위치결정한다.

이 위치 결정 후, 진공 흡인을 개시하고, 제1 기판 반송부(9)의 흡착 패드(9j)로부터 기판(1)을 흡착 지지시킨다. 기판(1)이 제대로 흡착 지지된 단계에서, 위치 결정 기구(10)의 기준핀(10b)과 가압핀(10e)이 원래의 위치로 되돌려져 기판(1)을 해리(解離)시킨다. 이로써, 압력 기체의 토출에 의해 부상한 기판(1)은, 흡착 패드(9j)에 단부가 지지되고 수평 지지된 상태로 된다. 여기서, 위치 결정 기구(10)는, 기판(1) 검사의 지장이 되지 않는 소정의 위치로 이동되어, 이 단계에서, 기판(1)의 원점 좌표 취득이 행해진다.

그 다음에, 도 1에 나타낸 매크로 검사부(4)의 조명부(4b)에 의해 기판(1)의 표면(1a)에 입사각 θ1로 선형의 광속(조명광)을 조사하면서, 기판(1)을 지지한 제1 기판 반송 수단(9)을 궤도부(9a) 상에서, 일정 속도로 이동한다. 제1 기판 반송 수단(9)에 종동(從動)되는 기판(1)의 표면(1a)에 조명광이 조사되고, 표면(1a)으로부터 반사각 θ2로 반사되는 반사광을, 미러(4d)에 의해 수평 방향으로 편향되면서 촬상부(4f)에 입력한다. 제1 기판 반송부(9)에 의해 기판(1)이 X 방향으로 일정 속도로 이동되고 있으므로, 촬상부(4f)에 의해 차례로 기판(1)의 표면(1a)의 화상을 받아들일 수 있고, 받아들여진 화상을 처리함으로써 기판(1) 전체 표면(1a)의 결함의 유무가 검사된다. 또, 기판(1)의 원점 좌표를 기초로, 결함의 위치 좌표가 취득된다.

제1 반송부(9)는, 매크로 검사부(4)에서 검출된 기판(1)의 표면(1a)의 결함이, 에어 부상 스테이지부(6)의 간극부(6a)와 중첩되도록 결함의 위치 좌표에 따라 기판(1)을 이동시킨다.

다음에, 마이크로 검사부(5)는, 현미경부(5a)를 결함을 관찰할 수 있는 위치로 이동시키고, 투과 조명부(5c)에 의해 간극부(6a)에 위치하는 기판(1)의 배면 측으로부터 조명광을 조사한다. 그리고, 현미경부(5a)에 의해 결함의 확대 화상에 의한 상세 관찰을 한다.

상세 관찰을 끝낸 단계에서, 에어 부상 스테이지부(6)의 다른 쪽의 단부(6d)에 설치된 제2 기판 반송 수단(8)의 상하 이동 구동 수단(8e)을 상승시켜, 회전체(8b)의 일부를 에어 부상 스테이지부(6)의 상면보다 위쪽으로 돌출시키고. 그 다음에, 제1 기판 반송 수단(9)에 의해 지지된 기판(1)의 선단부(1e)가 회전체(8b) 상에 맞닿는 위치까지 반송되고, 흡착 패드(9j)의 부압 개방을 행하고, 흡착 패드(9j)로부터 기판(1)을 해리시킨다.

최후에, 제2 기판 반송 수단(8)의 회전축(8a)을 회전 구동 수단(8c)에 의해 회전시키고, 기판(1)을 기판 검사 장치 A 밖으로 반출한다. 이 일련의, 기판(1)의 반입으로부터 검사, 반출까지의 조작이 기판 검사 장치 A에서 자동으로 행해진다.

따라서, 상기의 구성으로 이루어지는 기판 검사 장치 A에 있어서는, 에어 부상 스테이지부(6)의 한쪽의 단부(6c) 측에 설치된 제2 기판 반송 수단(8)에 의해, 기판(1)을 에어 부상 스테이지부(6) 내에 반입할 수 있다. 이 때, 제2 기판 반송 수단(8)의 회전체(8b)의 일부가 에어 부상 스테이지부(6)의 상면이 형성하는 수평면보다 위쪽으로 돌출되도록 상하 이동 구동 수단(8e)에 의해 조정할 수 있으므로, 에어 부상 스테이지부(6)에 의해 부상한 기판(1)을 제2 기판 반송 수단(8)의 회전체(8b)의 마찰력에 의해 구속한 상태로 확실하게 기판(1)을 에어 부상 스테이지부(6) 내에 반입할 수 있다. 또, 에어 부상 스테이지부(6) 상에 반송된 기판(1)은, 구멍(6h)으로부터 토출되는 압력 기체에 의해 부상되는 동시에, 기판(1)의 한 변(1c)이 제1 기판 반송 수단(9)의 흡착 패드(9j)의 마찰력에 의해 구속된 상태로 위치 결정 기구(10)에 의해 기준 위치에 확실하게 위치결정할 수 있다. 또한, 검사를 끝낸 기판(1)은, 제1 기판 반송 수단(9)에 의해, 에어 부상 스테이지부(6)의 다른 쪽의 단부(6d) 측에 설치된 제2 기판 반송 수단(8)의 회전체(8b)에 맞닿는 위치까지 반송할 수 있고, 이 제2 기판 반송 수단(8)에 의해, 기판(1)을 기판 검사 장치 A 밖으로 반출할 수 있다. 이 때, 상하 이동 구동 수단(8e)에 의해 회전체(8b)의 위치를 조정할 수 있으므로, 부상한 상태의 기판(1)을 확실하게 기판 검사 장치 A 밖으로 반출할 수 있다.

이로써, 상기의 구성으로 이루어지는 기판 검사 장치 A에 있어서는, 에어 부상 스테이지부(6)의 한쪽의 단부(6c)로부터 다른 쪽의 단부(6d)까지의 범위 내에서, 기판 검사 장치 A 스스로 기판(1)을 에어 부상 스테이지부(6) 내에 반입 및 에어 부상 스테이지부(6) 내로부터 반출시킬 수 있다.

따라서, 상기의 구성으로 이루어지는 기판 검사 장치 A에 의하면, 검사 스테이지(3)의 기어 부상 스테이지부(6)에 제2 기판 반송 수단(8)을 일체로 내장하고, 제2 기판 반송 수단(8)의 회전체(8b)를 에어 부상 스테이지(6)의 반송면에 대하여 출몰 가능하게 설치함으로써, 기판 검사 장치 A로서 기판(1)을 부상시켜 수평 지지하는 에어 부상 스테이지부(6)의 양측에, 별도 롤러 컨베이어 스테이지를 설치할 필요가 없어, 기판 검사 장치 A의 소형화를 도모할 수 있다. 또, 기판 검사 장치 A를 제조 라인의 롤러 컨베이어의 반송로의 도중에 배치하는 것이 가능해지므로, 종래와 같이 기판 검사 장치 A로부터 기판(1)을 반출하는 경우에 사용되는 반송 로봇을 필요로 하지 않아, 검사에 필요한 스페이스의 공간 절약화를 도모할 수 있다. 또한, 기판 검사 장치 A가 소형화되어 스스로 기판(1)의 반입, 반출이 가능하게 됨으로써, 제조 라인의 기존의 반송 장치 등의 사이에 기판 검사 장치 A를 그대로 직렬 배치하여 사용하는 것이 가능해져, 기존의 반송 장치가 점유하는 스페이스에서 검사를 행할 수 있다.

그리고, 본 발명은 상기한 일실시예에 한정되지 않고, 그 취지를 벗어나지 않는 범위에서 적당히 변경 가능하다.

예를 들면, 제2 기판 반송 수단(8)은, 에어 부상 스테이지부(6)의 한쪽의 단부(6c) 측과 다른 쪽의 단부(6d) 측에 설치되는 것으로 하였으나, 이에 한정되지 않고, 어느 한쪽에 설치되어도 되고, 그 설치 위치나 설치수가 한정되는 것은 아니다.

또, 회전축(8a)은 3개 설치되는 것으로 하였으나, 적어도 1개의 회전축(8a)이 설치되어 있으면 되는 것이다.

또한, 회전축(8a)에 환형 장착되는 회전체(8b)는, 플라스틱제의 링형으로 형 성되고, 그 외주면(8g)에 적당한 탄성과 적당한 서로 대향하도록 마찰 계수를 가지는 실리콘 고무 등이 피복되는 것으로 하였으나, 기판에 맞닿고, 기판(1)을 반송 가능하도록, 예를 들면, 외주면(8g)에 요철(凹凸) 형상이 형성되어 있어도 되는 것이며, 특히 재질이나 외주면의 형상이 한정되는 것은 아니다.

또, 제2 기판 반송 수단(8)은, 회전 구동 수단(8c)과 상하 이동 구동 수단(8e)을 1개의 케이싱(81)에 저장하여 구동부(8f)로 하고, 또한 회전축(8a)이나 지지 프레임부(8h)를 이 구동부(8f)에 의해 지지하는 것으로 하였으나, 이에 한정되지 않고, 회전체(8b)가 회전되고, 이 회전체(8b)와 맞닿는 기판(1)이 반송 가능하게 되면 되는 것이므로, 회전축(8a)의 지지 방법이나 회전 구동 수단(8c)의 설치 위치가 한정되는 것은 아니다.

또한, 1개의 제2 기판 반송 수단(8)이 구비하는 3개의 회전축(8a)에는, 각각 회전 구동 수단(8c)이 접속되어 있는 것으로 하였으나, 예를 들면, 도 6에 나타낸 바와 같이 1개의 회전축(8a)에 회전 구동 수단을 접속하고, 그 외의 회전축(8a)은 예를 들면, 회전축(8a)에 벨트(8m) 등을 감아 돌려, 1개의 회전축(8a)의 회전력을 다른 회전축(8a)에 전달시켜 모든 회전축(8a)을 회전시켜도 된다.

또, 상기 에어 부상 스테이지부(6)는, 직사각형으로 형성된 에어 부상 블록(6e)에 한정되는 것이 아니고, 기판(1)을 반송하는 반송면 전체에 기판(1)을 부상시키는 기체를 토출하는 구멍(6h)를 분산 배치하고, 이 반송면에 회전체(8b)를 출몰시키는 개구를 복수개 형성하고, 이 개구를 통해 회전체(8b)를 상기 반송면으로부터 돌출하도록 해도 된다.

또, 제2 기판 반송 수단(8)의 회전체(8b)는, 그 일부를 에어 부상 스테이지부(6)의 기판(1) 측의 상면보다 위쪽에 위치시킬 때, 상하 이동 구동 수단(8e)에 의해 회전체(8b)를 상하 이동시키는 것으로 하였으나, 이에 한정되지 않고, 에어 부상 스테이지부(6)의 상면에 대하여 상대적으로 상하 이동되어 회전체(8b)의 일부가 상면보다 위쪽으로 돌출되면 되므로, 회전체(8b)를 고정하고, 에어 부상 스테이지부(6)를 상하 이동시켜도 된다.

또한, 본 발명은, 압력 기체에 의해 기판(1)의 하면(1b)을 가압하여 기판(1)을 부상시키는 구성으로 하였으나, 기판(1)을 부상시킬 수 있는 정전(靜電) 부상이나 초음파 부상 등 비접촉에 의한 부상 수단이라도 되고, 이 비접촉으로 부상한 기판(1)을 반송하는 제1 기판 반송 수단(9)도 이것에 한정되는 것은 아니다.

또한, 상기의 일실시예에 나타낸 기판 검사 장치 A는, 매크로 검사부(4)와 마이크로 검사부(5)를 구비하는 구성으로 하였으나, 이에 한정되지 않고, 에어 부상 스테이지부(6) 내에 제2 기판 반송 수단(8)에 의해 기판(1)을 반송 가능하게 되면 되는 것이므로, 예를 들면, 매크로 검사부(4)와 마이크로 검사부(5) 중 어느 한쪽을 구비하는 기판 검사 장치에 적용되어도 되는 것인 동시에, 일실시예에 나타낸 매크로 검사부(4)와 마이크로 검사부(5)의 구성과는 상이한 구성의 검사부나 레이저 리페어(laser repair) 등을 구비하는 기판 검사 장치에 적용되어도 되는 것이다.

전술한 바와 같이, 본 발명에 의하면, 기판 검사 장치에 기판을 반입, 반출 하는 반송 로봇 등의 다른 기판 반송 수단을 필요로 하지 않고, 기판 검사 장치를 소형화할 수 있는 동시에, 기판 검사에 필요한 스페이스를 공간 절약화할 수 있다.

Claims

기판을 부상(浮上)시켜 수평 지지하는 부상 스테이지부와,

상기 기판의 단부(端部)를 지지하고 상기 부상 스테이지부 상에 부상시킨 상태로 반송(搬送)하는 제1 기판 반송 수단과,

상기 제1 기판 반송 수단에 의해 반송된 상기 기판을 검사하는 검사부와,

상기 부상 스테이지부의 반송면으로부터 출몰(出沒) 가능하게 설치되고, 상기 기판의 배면을 지지하여 상기 부상 스테이지부 내에 반입(搬入)하는 회전 구동 가능한 회전체를 상기 부상 스테이지부의 단부에 복수개 배치한 제2 기판 반송 수단

을 구비한 기판 검사 장치.
제1항에 있어서,

상기 부상 스테이지부는, 소정 간격으로 복수개 배치된 직사각형상의 부상 블록을 가지고, 상기 제2 기판 반송 수단의 회전체는 인접하는 각 부상 블록의 사이에 출몰 가능하게 설치된 것을 특징으로 하는 기판 검사 장치.
제1항에 있어서,

상기 부상 스테이지부에는, 상기 기판을 반송하는 반송면 전체에 상기 기판을 부상시키는 기체(基體)를 토출하는 구멍이 분산 배치되고, 상기 반송면에 상기 회전체를 출몰시키는 개구가 복수개 형성되고, 상기 개구를 통해 상기 제2 기판 반송 수단의 회전체가 상기 반송면으로부터 돌출하는 것을 특징으로 하는 기판 검사 장치.
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 제2 기판 반송 수단은, 상기 기판의 반송 방향과 직교하는 회전축을 가지고, 상기 회전축에 상기 회전체가 소정 간격으로 복수개 배치되어 있고, 상기 회전축을 축선 주위에 회전시키는 회전 구동 수단이 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 기판 검사 장치.
제4항에 있어서,

상기 회전축은, 상하 이동하는 축지지부에 의해 회전 가능하게 지지되고, 상기 축지지부를 상하 이동시키는 상하 구동 수단이 설치되는 것을 특징으로 하는 기판 검사 장치.
제1항에 있어서,

상기 제2 기판 반송 수단은, 상기 기판을 상기 부상 스테이지부에 반입할 때, 상기 회전체를 상기 부상 스테이지부의 반송면보다 위쪽으로 돌출시키고, 상기 제1 기판 반송 수단에 의해 기판을 강제 반송할 때, 상기 회전체를 상기 부상 스테이지부의 반송면보다 아래쪽으로 이동시키는 것을 특징으로 하는 기판 검사 장치.
제6항에 있어서,

상기 제2 기판 반송 수단은, 상기 기판이 상기 부상 스테이지부에 반입되어 상기 제1 기판 반송 수단에 의해 상기 기판의 단부가 구속된 후, 상기 회전체를 상기 부상 스테이지부의 반송면보다 아래쪽으로 이동시키는 것을 특징으로 하는 기판 검사 장치.
제1항 내지 제3항, 제5항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 제2 기판 반송 수단의 상기 회전체는, 상기 부상 스테이지부의 상기 반송면에 대하여 상대적으로 상하 이동 가능하게 되어 있는 것을 특징으로 하는 기판 검사 장치.
제4항에 있어서,

상기 제2 기판 반송 수단의 상기 회전체는, 상기 부상 스테이지부의 상기 반송면에 대하여 상대적으로 상하 이동 가능하게 되어 있는 것을 특징으로 하는 기판 검사 장치.