基板検査装置
【課題】基板の搬送部を検査者から隔離しつつ、低コストで基板の回転角度のアライメントを行うことができる基板検査装置を提供することを目的とする。
【解決手段】ウエハ7を載置し、ウエハ7の法線回りに回転可能に支持するウエハ載置台5と、ウエハ載置台5を支持し、ウエハ7に平行な面内で移動する電動XYステージと、電動XYステージを移動させるジョイスティック2と、ウエハ載置台5に固定され、ウエハ7の半径方向に延びるつまみ6と、ウエハ載置台5上のウエハ7の表面を観察する顕微鏡3と、電動XYステージによるつまみ6の動作範囲内において顕微鏡3に対して固定され、ウエハ7の法線方向に延びるピン8とを備える基板検査装置1を採用する。
【解決手段】ウエハ7を載置し、ウエハ7の法線回りに回転可能に支持するウエハ載置台5と、ウエハ載置台5を支持し、ウエハ7に平行な面内で移動する電動XYステージと、電動XYステージを移動させるジョイスティック2と、ウエハ載置台5に固定され、ウエハ7の半径方向に延びるつまみ6と、ウエハ載置台5上のウエハ7の表面を観察する顕微鏡3と、電動XYステージによるつまみ6の動作範囲内において顕微鏡3に対して固定され、ウエハ7の法線方向に延びるピン8とを備える基板検査装置1を採用する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、基板を移動可能なステージを備えた基板検査装置に関するものである。
【背景技術】
【0002】
従来、収納カセットから取り出した基板を、搬送装置によりマクロ検査用載置台に受け渡してマクロ検査を行い、次にミクロ検査用のステージに受け渡して顕微鏡によるミクロ検査を行う基板検査装置が知られている(例えば、特許文献1参照)。ミクロ検査用のステージは、基板表面に沿うXY方向の搬送動作および基板の法線回りの回転動作が可能なXYθステージとなっている。
【0003】
また、このようなミクロ検査用のステージに基板を回転させる回転モータおよび基板の外周縁を検出するセンサを設け、このセンサにより基板のノッチやオリエンテーションフラットを検出して、回転モータにより回転角度のアライメントを行う方法が知られている(例えば、特許文献2参照)。
【0004】
次に、XY方向の移動を電動で行い、基板の法線回りの回転動作に関して回転モータを備えず、手動で行う場合を考える。ミクロ検査では基板上の複数のチップについて抜き取り検査を行うが、予め指定されるチップは中心線に対称な位置を指定する場合が多く、例えば、下方にノッチを位置させ、基板の中心とノッチとを結ぶ線に対称にチップを指定したとき、回転角度のズレがあると右左方向の操作により観察位置が上下方向にズレていってしまうということが発生する。そこで、回転角度のズレを調整するために、ステージに突出した棒状のつまみを設け、顕微鏡を覗きながらつまみを手動で操作することにより、回転角度のアライメントを行う方法が考えられる。
【特許文献1】特開2005−268530号公報
【特許文献2】特開平10−70173号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
しかしながら、基板を回転させる回転モータおよび基板の外周縁を検出するセンサを設ける方法では、ミクロ検査用のステージに回転モータとその制御装置を設置しなければならず、装置コストが大きく増加する。
また、基板の法線回りの回転を手動で行う方法では、近年、塵埃の付着による基板の欠陥が問題となっており、基板の搬送部を検査者から隔離した装置が求められている。
【0006】
本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、基板の搬送部を検査者から隔離しつつ、低コストで基板の回転角度のアライメントを行うことができる基板検査装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0007】
上記課題を解決するために、本発明は以下の手段を採用する。
本発明は、基板を載置し、前記基板の法線回りに回転可能に支持する回転載置台と、該回転載置台を支持し、前記基板に平行な面内で移動するステージ部と、該ステージ部を移動させる操作部と、前記回転載置台に固定され、前記基板の半径方向に延びるレバー部と、前記回転載置台上の前記基板の表面を観察する観察部と、前記ステージ部による前記レバー部の動作範囲内において前記観察部に対して固定され、前記基板の法線方向に延びる突当部とを備える基板検査装置を採用する。
【0008】
本発明によれば、操作部によりステージ部を動作させて回転載置台を移動させ、回転載置台に固定されたレバー部を観察部に対して固定された突当部に突き当てることによって、回転載置台に対して基板の法線回りの回転力を付与し、回転可能に支持された基板を回転させることができる。これにより、基板を回転させるための回転モータ等を必要とせずに基板を回転させて、作業者が観察しやすい角度で観察部により基板の表面を観察することができる。
【0009】
上記発明において、前記観察部により観察された前記基板表面のパターンに基づいて前記基板の回転角度を算出し、該回転角度に基づいて前記ステージ部を移動させることとしてもよい。
基板表面のパターンから基板の回転角度を算出し、この回転角度に基づいてステージ部を移動させて基板を回転させることで、容易に基板を作業者が観察しやすい角度とすることができる。
【0010】
上記発明において、前記基板の回転方向に対して固定され、前記基板の回転角度を検出するセンサを備え、該センサにより検出された回転角度に基づいて、前記ステージ部を移動させることとしてもよい。
基板の回転方向に対して固定されたセンサにより、例えば、基板の所定位置に設けられたノッチやオリエンテーションフラット等の特定形状を検出して基板の回転角度を算出し、この回転角度に基づいてステージ部を移動させて基板を回転させることで、容易に基板を作業者が観察しやすい角度とすることができる。
【発明の効果】
【0011】
本発明によれば、基板の搬送部を検査者から隔離しつつ、低コストで基板の回転角度のアライメントを行うことができるという効果を奏する。
【発明を実施するための最良の形態】
【0012】
〔第1の実施形態〕
以下に、本発明の第1の実施形態に係る基板検査装置について、図面を参照して説明する。
図1および図2に示すように、基板検査装置1は、ウエハ(基板)7を収納するカセット10と、カセット10からウエハ7を取り出し、マクロ検査装置11に配置する搬送ロボット(不図示)と、マクロ検査位置からミクロ検査を行うための移動を行う回転搬送装置(不図示)と、回転搬送されたウエハ7を回転軸9回りに回転可能に載置するウエハ載置台(回転載置台)5と、ウエハ載置台5をウエハ7の面に平行で検査者の左右方向である一軸方向に移動可能に支持するステージ40と、ステージ40をウエハ7の面に平行で検査者の前後方向の一軸方向に移動させるステージ4と、ステージ4を支持するベース16と、ベース16に対して固定されてウエハ7の表面を観察する顕微鏡(観察部)3と、ウエハ載置台5に固定されてウエハ7の略半径方向に延びるつまみ(レバー部)6と、顕微鏡3に対して固定されてウエハ7の法線方向に延びるピン(突当部)8と、ステージ4の動作を操作するジョイスティック(操作部)2とを備えている。
【0013】
ウエハ載置台5は、モータ等の回転機構を有せず、通常は摩擦抵抗等により固定されており、つまみ6にウエハ7の外周円の接線方向に力を与えることにより回転するようになっている。
【0014】
ステージ4とステージ40は、その上に載置されたウエハ7をベース16に対して移動させるようになっている。具体的には、図4に示すように、ステージ4は、ガイドレール41と不図示のモータおよびボールネジによる移動機構を備え、ステージ40は、ガイドレール41に沿ってステージ4に対して矢印Xで示す方向に移動するステージとなっている。また、ベース16は、ガイドレール51,52と不図示のモータおよびボールネジによる移動機構を備え、ステージ4は、ガイドレール51,52に沿ってベース16に対して矢印Yで示す方向に移動するステージとなっている。
すなわち、ステージ40とステージ4とで電動XYステージ(ステージ部)を構成している。電動XYステージは、不図示のPC等による制御部により、予め設定された座標位置に自動移動可能となっている。また、現在の顕微鏡3の観察像の中心の座標位置は、回転軸9の位置を原点としてモータの回転数等により検出でき、制御部の記憶部に記憶されるようになっている。
【0015】
ピン8は、顕微鏡3に対して固定されており、つまみ6は、ステージ4とステージ40を移動させることにより、ピン8に接触可能な所定の範囲を移動する。
ジョイスティック2は、電動XYステージの操作装置であり、ステージ4をベース16に対してY方向に移動するとともに、ウエハ載置台5(ステージ40)をステージ4に対してX方向に移動する操作ができるようになっている。以下、ウエハ載置台5とX軸方向に移動するステージ40は一体とみなせるので、代表としてウエハ載置台5として説明する。
【0016】
上記構成を有する基板検査装置1の動作について、図3に示すフローチャートに従って以下に説明する。
まず、初期動作として、ステージ4を作動させて、ウエハ載置台5をウエハ7の受け取り位置(初期位置)に移動させる(S0)。この際、例えば、ウエハ載置台5に固定されたピン(図示略)をベース16に固定されたV溝(図示略)に当て付けることで、ウエハ載置台5の回転角度が初期方向、すなわち、ベース16に対して所定の角度(例えば、図4の矢印Xに沿う方向)となるようにする。
【0017】
回転搬送装置により搬送されたウエハ7をステージ4上のウエハ載置台5に載置する(S1)。ここで、ウエハ載置台5は、ウエハ7の外周部に沿って落とし込まれる形状の載置部17,18を有しているので、ウエハ7の中心とウエハ載置台5の回転軸9は一致している。回転方向のズレがある場合、このズレを検出してアライメントを取る必要がある。
ステージ4は、予め設定されたウエハ7上のアライメントポイントAが、顕微鏡3による観察像の中心位置、すなわち、顕微鏡3の対物レンズの光軸位置となるように、不図示の操作パネル上のボタン操作によりウエハ載置台5を事前入力された座標情報に基づいて自動的に移動させる(S2)。ここでは、アライメントポイントAは、ノッチ位置をY軸マイナス方向にした場合に、ウエハ7表面のパターンの左上チップの左上の角部であるとして説明する。また、アライメントポイントAは、予め回転方向のズレがない場合の座標が入力装置により入力され、制御部の記憶部に記憶されているものとする。また、顕微鏡3の接眼レンズには、中心位置(光軸位置)が分かるように十字のレチクルが設けられているものとする。
【0018】
そして、観察像の中心位置とアライメントポイントAの位置とに位置ずれがある場合には(S3)、ジョイスティック2を操作することにより、観察像の中心位置とアライメントポイントAの位置とを一致させる(S4)。また、このときのアライメントポイントAの座標を記憶する。
【0019】
次に、ステージ4は、ウエハ7上のアライメントポイントBが、顕微鏡3の光軸を示すレクチルを基に、顕微鏡3の観察像の中心位置となるようにウエハ載置台5を自動的に移動させる(S5)。ここでは、アライメントポイントBは、ウエハ7の中心とノッチを結ぶ線で折り返したアライメントAに対向する位置、すなわち、ウエハ7表面のパターンの右上チップの右上の角部であるとして説明する。なお、この説明では最上部のチップとしたが、同じ列の最も離れたチップの同じY軸方向の高さとなる位置とすることが望ましい。また、アライメントポイントBは、アライメントポイントAと同様に、予め回転方向のズレがない場合の座標が入力装置により入力され、制御部の記憶部に記憶されているものとする。
【0020】
そして、観察像の中心位置とアライメントポイントBの位置とに位置ずれがある場合には(S6)、ジョイスティック2を操作することにより、観察像の中心位置とアライメントポイントBの位置とを一致させる(S7)。そして、その座標を記憶する。
【0021】
ここで、アライメントポイントAからアライメントポイントBに移動する際、回転方向の角度ズレがなければ、X方向の移動のみでアライメントポイントBが観察像の中心位置に来るはずである。しかし、図4に示されるように、アライメントポイントBが観察像の中心位置からズレており、ジョイスティック2の操作により観察像の中心位置にアライメントポイントBの位置を一致させる必要がある場合がある。これは、ウエハ7表面のパターンの縦横配列方向と電動XYステージの移動方向とが一致していない、つまりアライメントが取れていないことを意味している。この場合、顕微鏡3による観察を行うためにはウエハ7の回転角度のアライメントを行う必要がある。
【0022】
そこで、アライメントポイントAとアライメントポイントBの座標に基づいてウエハ7の回転角度を算出し、該回転角度に基づいてウエハ載置台5を回転させる(S8)。この際の具体的な方法を、図11を用いて以下に説明する。
事前に回転角度のズレがない場合の理想状態のアライメントポイントAとアライメントポイントBの座標が入力されている。S3またはS4で観察像の中心にA点をアライメントポイントAとして合わせ、操作部によりその座標を登録する。そして、S5では、入力されたアライメントポイントBのアライメントポイントAとの相対座標情報に従って、ウエハ載置台5のみを移動させ、アライメントポイントBがあるはずのB点に移動するが、実際にはB´点にアライメントポイントBがある。そこで、ジョイスティック2によりステージ4とウエハ載置台5、つまり電動XYステージを動かし、B´点に観察像の中心を合わせ、操作部によりその座標を登録する。S8では、A点とB´点の座標より回転角度のズレθ(度)を導出する。そして、ウエハ7をθ(度)だけ時計回りに回転させることで、回転角度のズレを知ることができるので、予め設定されているプログラムにより自動でウエハ載置台5を移動させ、ウエハ載置台5に固定されたつまみ6と顕微鏡3に固定されたピン8とを接触させて、ウエハ載置台5に対して回転力を付与し、ステージ4により回転可能に支持されたウエハ載置台5を回転軸9回りに回転させる。
【0023】
つまみ6にピン8を接触させて回転角度のズレを修正した様子が図5に示されている。図5に示されるように、つまみ6とピン8とを接触させることで、ウエハ7表面のパターンの配列方向と電動XYステージの移動方向のアライメントをとることができる。
その後、図6に示すように、再びウエハ載置台5を顕微鏡3の観察位置に移動させ、顕微鏡3によるウエハ7の観察を行う。
【0024】
以上のように、本実施形態に係る基板検査装置1によれば、ジョイスティック2により電動XYステージを作動させ、ウエハ載置台5に固定されたつまみ6をベース16に対して固定されたピン8に突き当てることによって、ウエハ載置台5に対して回転軸9回りの回転力を付与し、回転可能に支持されたウエハ載置台5を回転させることができる。これにより、ウエハ載置台5を回転させるための回転モータ等を必要とせずに、ウエハ載置台5およびその上に載置されたウエハ7を回転させて、回転角度のアライメントを行うことができる。
【0025】
〔第2の実施形態〕
次に、本発明の第2の実施形態について以下に説明する。
本実施形態に係る基板検査装置が第1の実施形態と異なる点は、センサによりウエハ7の回転角度を検知して回転角のアライメントを行う点である。以下、本実施形態に係る基板検査装置について、第1の実施形態と共通する点については説明を省略し、異なる点について主に説明する。
【0026】
図8に示すように、本実施形態に係る基板検査装置20は、ウエハ載置台5の回転方向に対して固定され、ウエハ7の所定位置に設けられたノッチを検出するノッチセンサ21を備えている。ノッチセンサ21は、例えば、発光素子と受光素子がウエハ7の端部をはさむように設けられた透過センサであり、ステージ4に設けられている。ノッチセンサ21は、図13に示すように、回転角度のズレがあるときには発光素子からの光がウエハ7の外周部で遮光される。また、図14に示すように、回転角度のズレがないときには発光素子からの光がノッチを通過して受光素子により検出されるようになっている。なお、微小な角度ズレまで問題となる場合には、透過光量が所定量を超えたときにアライメントがとれたものとしてもよい。
【0027】
上記構成を有する基板検査装置20の動作について、図7に示すフローチャートに従って以下に説明する。
まず、ウエハ載置台5をウエハ7の受け取り位置に移動させて、ウエハ7をステージ4上のウエハ載置台5に載置する(S11)。
ステップS12では、制御部は、ステージ4とウエハ載置台5を移動させ、つまみ6とピン8とを接触させる。このとき、ウエハ載置台5の位置は予め設定された位置とする。そして、ステージ4をY方向に動かし、ウエハ載置台5に対して回転力を付与する。これにより、回転可能に支持されたウエハ載置台5を回転軸9回りに回転させる。回転により、ノッチセンサ21は、図12に示すような光量の変化を検出し、ピークとなった角度をノッチとして検出する(S12)。
ここで、ウエハ載置台5のX軸方向の位置を設定された位置としたとき、つまみ6とピン8の接触するステージ4のY軸方向の位置とウエハ載置台5の回転角度の関係を予めルックアップテーブルとして作成しておくものとする。
【0028】
そして、制御部により、ノッチとして検出した角度にするため、再度ピン8につまみ6を接触させることにより、図9に示されるように、ウエハ7表面のパターンの配列方向と電動XYステージの移動方向とを容易に一致させることができる(S13)。
その後、図10に示されるように、再びウエハ載置台5を顕微鏡3の観察位置に移動させ、顕微鏡3によるウエハ7の観察を行う。
【0029】
以上のように、本実施形態に係る基板検査装置20によれば、ノッチセンサ21により、ウエハ7の所定位置に設けられたノッチの回転角度を検出し、この回転角度に基づいて電動XYステージを作動させてウエハ載置台5を回転させることで、回転角度のアライメントを行うことができる。
【0030】
以上、本発明の各実施形態について図面を参照して詳述してきたが、具体的な構成はこれらの実施形態に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲の設計変更等も含まれる。
例えば、第1の実施形態において、アライメントポイントAおよびBはウエハ7表面のパターンの外縁部であるとして説明したが、ウエハ7の回転角を算出できる位置関係であればよい。例えば、アライメントポイントAおよびBを、ウエハ7の中心に対して点対称の位置としてもよい。また、設計データに基づいて、アライメントポイントAからアライメントポイントBに移動させた後、ジョイスティック2で調整することにより回転角度のズレを検出してもよい。
【0031】
また、第2の実施形態において、ウエハ7のノッチを検出することとして説明したが、例えば、オリエンテーションフラットの場合も回転角度と光量の関係をグラフ化し、検出した光量の高い範囲の中点をとることにより、ウエハ7の回転角度のアライメントを行うこととしてもよい。
また、各実施形態において、ピン8を1本設けることとして説明したが、Y軸方向につまみ6が入る間隔をあけて2本以上配置して、電動XYステージの作動を小さくしてもよい。つまり、1本では逆方向に回転させるとき、つまみ6の接触していない側を押すよう一度ピン8を迂回する動作が必要となるのに対して、Y軸方向の逆方向の移動のみで逆回転が可能となる。なお、つまみ6を2本としてピン8を一本としても同様の効果が得られる。
また、ピン8は、ウエハ7の法線方向に延びる形状であるとして説明したが、これに代えて、例えばベース16に設けたV溝としてもよく、つまみ6を接触させることによりウエハ載置台5に対して回転力を付与可能な形状であればよい。
【図面の簡単な説明】
【0032】
【図1】本発明の第1の実施形態に係る基板検査装置の平面図である。
【図2】図1の基板検査装置の正面図である。
【図3】第1の実施形態に係る基板検査装置の動作を示すフローチャートである。
【図4】図3のステップS4の動作を説明する図である。
【図5】図3のステップS8の動作を説明する図である。
【図6】図3の処理終了後の動作を説明する図である。
【図7】第2の実施形態に係る基板検査装置の動作を示すフローチャートである。
【図8】図7のステップS11の動作を説明する図である。
【図9】図7のステップS13の動作を説明する図である。
【図10】図7の処理終了後の動作を説明する図である。
【図11】回転角度の算出方法を説明する図である。
【図12】ノッチを検出した際の光量の変化を説明する図である。
【図13】回転角度のズレがある状態を説明する図である。
【図14】回転角度のズレがない状態を説明する図である。
【符号の説明】
【0033】
1,20 基板検査装置
2 ジョイスティック
3 顕微鏡
4,40 ステージ
5 ウエハ載置台
6 つまみ
7 ウエハ
8 ピン
10 カセット
16 ベース
21 ノッチセンサ
【技術分野】
【0001】
本発明は、基板を移動可能なステージを備えた基板検査装置に関するものである。
【背景技術】
【0002】
従来、収納カセットから取り出した基板を、搬送装置によりマクロ検査用載置台に受け渡してマクロ検査を行い、次にミクロ検査用のステージに受け渡して顕微鏡によるミクロ検査を行う基板検査装置が知られている(例えば、特許文献1参照)。ミクロ検査用のステージは、基板表面に沿うXY方向の搬送動作および基板の法線回りの回転動作が可能なXYθステージとなっている。
【0003】
また、このようなミクロ検査用のステージに基板を回転させる回転モータおよび基板の外周縁を検出するセンサを設け、このセンサにより基板のノッチやオリエンテーションフラットを検出して、回転モータにより回転角度のアライメントを行う方法が知られている(例えば、特許文献2参照)。
【0004】
次に、XY方向の移動を電動で行い、基板の法線回りの回転動作に関して回転モータを備えず、手動で行う場合を考える。ミクロ検査では基板上の複数のチップについて抜き取り検査を行うが、予め指定されるチップは中心線に対称な位置を指定する場合が多く、例えば、下方にノッチを位置させ、基板の中心とノッチとを結ぶ線に対称にチップを指定したとき、回転角度のズレがあると右左方向の操作により観察位置が上下方向にズレていってしまうということが発生する。そこで、回転角度のズレを調整するために、ステージに突出した棒状のつまみを設け、顕微鏡を覗きながらつまみを手動で操作することにより、回転角度のアライメントを行う方法が考えられる。
【特許文献1】特開2005−268530号公報
【特許文献2】特開平10−70173号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
しかしながら、基板を回転させる回転モータおよび基板の外周縁を検出するセンサを設ける方法では、ミクロ検査用のステージに回転モータとその制御装置を設置しなければならず、装置コストが大きく増加する。
また、基板の法線回りの回転を手動で行う方法では、近年、塵埃の付着による基板の欠陥が問題となっており、基板の搬送部を検査者から隔離した装置が求められている。
【0006】
本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、基板の搬送部を検査者から隔離しつつ、低コストで基板の回転角度のアライメントを行うことができる基板検査装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0007】
上記課題を解決するために、本発明は以下の手段を採用する。
本発明は、基板を載置し、前記基板の法線回りに回転可能に支持する回転載置台と、該回転載置台を支持し、前記基板に平行な面内で移動するステージ部と、該ステージ部を移動させる操作部と、前記回転載置台に固定され、前記基板の半径方向に延びるレバー部と、前記回転載置台上の前記基板の表面を観察する観察部と、前記ステージ部による前記レバー部の動作範囲内において前記観察部に対して固定され、前記基板の法線方向に延びる突当部とを備える基板検査装置を採用する。
【0008】
本発明によれば、操作部によりステージ部を動作させて回転載置台を移動させ、回転載置台に固定されたレバー部を観察部に対して固定された突当部に突き当てることによって、回転載置台に対して基板の法線回りの回転力を付与し、回転可能に支持された基板を回転させることができる。これにより、基板を回転させるための回転モータ等を必要とせずに基板を回転させて、作業者が観察しやすい角度で観察部により基板の表面を観察することができる。
【0009】
上記発明において、前記観察部により観察された前記基板表面のパターンに基づいて前記基板の回転角度を算出し、該回転角度に基づいて前記ステージ部を移動させることとしてもよい。
基板表面のパターンから基板の回転角度を算出し、この回転角度に基づいてステージ部を移動させて基板を回転させることで、容易に基板を作業者が観察しやすい角度とすることができる。
【0010】
上記発明において、前記基板の回転方向に対して固定され、前記基板の回転角度を検出するセンサを備え、該センサにより検出された回転角度に基づいて、前記ステージ部を移動させることとしてもよい。
基板の回転方向に対して固定されたセンサにより、例えば、基板の所定位置に設けられたノッチやオリエンテーションフラット等の特定形状を検出して基板の回転角度を算出し、この回転角度に基づいてステージ部を移動させて基板を回転させることで、容易に基板を作業者が観察しやすい角度とすることができる。
【発明の効果】
【0011】
本発明によれば、基板の搬送部を検査者から隔離しつつ、低コストで基板の回転角度のアライメントを行うことができるという効果を奏する。
【発明を実施するための最良の形態】
【0012】
〔第1の実施形態〕
以下に、本発明の第1の実施形態に係る基板検査装置について、図面を参照して説明する。
図1および図2に示すように、基板検査装置1は、ウエハ(基板)7を収納するカセット10と、カセット10からウエハ7を取り出し、マクロ検査装置11に配置する搬送ロボット(不図示)と、マクロ検査位置からミクロ検査を行うための移動を行う回転搬送装置(不図示)と、回転搬送されたウエハ7を回転軸9回りに回転可能に載置するウエハ載置台(回転載置台)5と、ウエハ載置台5をウエハ7の面に平行で検査者の左右方向である一軸方向に移動可能に支持するステージ40と、ステージ40をウエハ7の面に平行で検査者の前後方向の一軸方向に移動させるステージ4と、ステージ4を支持するベース16と、ベース16に対して固定されてウエハ7の表面を観察する顕微鏡(観察部)3と、ウエハ載置台5に固定されてウエハ7の略半径方向に延びるつまみ(レバー部)6と、顕微鏡3に対して固定されてウエハ7の法線方向に延びるピン(突当部)8と、ステージ4の動作を操作するジョイスティック(操作部)2とを備えている。
【0013】
ウエハ載置台5は、モータ等の回転機構を有せず、通常は摩擦抵抗等により固定されており、つまみ6にウエハ7の外周円の接線方向に力を与えることにより回転するようになっている。
【0014】
ステージ4とステージ40は、その上に載置されたウエハ7をベース16に対して移動させるようになっている。具体的には、図4に示すように、ステージ4は、ガイドレール41と不図示のモータおよびボールネジによる移動機構を備え、ステージ40は、ガイドレール41に沿ってステージ4に対して矢印Xで示す方向に移動するステージとなっている。また、ベース16は、ガイドレール51,52と不図示のモータおよびボールネジによる移動機構を備え、ステージ4は、ガイドレール51,52に沿ってベース16に対して矢印Yで示す方向に移動するステージとなっている。
すなわち、ステージ40とステージ4とで電動XYステージ(ステージ部)を構成している。電動XYステージは、不図示のPC等による制御部により、予め設定された座標位置に自動移動可能となっている。また、現在の顕微鏡3の観察像の中心の座標位置は、回転軸9の位置を原点としてモータの回転数等により検出でき、制御部の記憶部に記憶されるようになっている。
【0015】
ピン8は、顕微鏡3に対して固定されており、つまみ6は、ステージ4とステージ40を移動させることにより、ピン8に接触可能な所定の範囲を移動する。
ジョイスティック2は、電動XYステージの操作装置であり、ステージ4をベース16に対してY方向に移動するとともに、ウエハ載置台5(ステージ40)をステージ4に対してX方向に移動する操作ができるようになっている。以下、ウエハ載置台5とX軸方向に移動するステージ40は一体とみなせるので、代表としてウエハ載置台5として説明する。
【0016】
上記構成を有する基板検査装置1の動作について、図3に示すフローチャートに従って以下に説明する。
まず、初期動作として、ステージ4を作動させて、ウエハ載置台5をウエハ7の受け取り位置(初期位置)に移動させる(S0)。この際、例えば、ウエハ載置台5に固定されたピン(図示略)をベース16に固定されたV溝(図示略)に当て付けることで、ウエハ載置台5の回転角度が初期方向、すなわち、ベース16に対して所定の角度(例えば、図4の矢印Xに沿う方向)となるようにする。
【0017】
回転搬送装置により搬送されたウエハ7をステージ4上のウエハ載置台5に載置する(S1)。ここで、ウエハ載置台5は、ウエハ7の外周部に沿って落とし込まれる形状の載置部17,18を有しているので、ウエハ7の中心とウエハ載置台5の回転軸9は一致している。回転方向のズレがある場合、このズレを検出してアライメントを取る必要がある。
ステージ4は、予め設定されたウエハ7上のアライメントポイントAが、顕微鏡3による観察像の中心位置、すなわち、顕微鏡3の対物レンズの光軸位置となるように、不図示の操作パネル上のボタン操作によりウエハ載置台5を事前入力された座標情報に基づいて自動的に移動させる(S2)。ここでは、アライメントポイントAは、ノッチ位置をY軸マイナス方向にした場合に、ウエハ7表面のパターンの左上チップの左上の角部であるとして説明する。また、アライメントポイントAは、予め回転方向のズレがない場合の座標が入力装置により入力され、制御部の記憶部に記憶されているものとする。また、顕微鏡3の接眼レンズには、中心位置(光軸位置)が分かるように十字のレチクルが設けられているものとする。
【0018】
そして、観察像の中心位置とアライメントポイントAの位置とに位置ずれがある場合には(S3)、ジョイスティック2を操作することにより、観察像の中心位置とアライメントポイントAの位置とを一致させる(S4)。また、このときのアライメントポイントAの座標を記憶する。
【0019】
次に、ステージ4は、ウエハ7上のアライメントポイントBが、顕微鏡3の光軸を示すレクチルを基に、顕微鏡3の観察像の中心位置となるようにウエハ載置台5を自動的に移動させる(S5)。ここでは、アライメントポイントBは、ウエハ7の中心とノッチを結ぶ線で折り返したアライメントAに対向する位置、すなわち、ウエハ7表面のパターンの右上チップの右上の角部であるとして説明する。なお、この説明では最上部のチップとしたが、同じ列の最も離れたチップの同じY軸方向の高さとなる位置とすることが望ましい。また、アライメントポイントBは、アライメントポイントAと同様に、予め回転方向のズレがない場合の座標が入力装置により入力され、制御部の記憶部に記憶されているものとする。
【0020】
そして、観察像の中心位置とアライメントポイントBの位置とに位置ずれがある場合には(S6)、ジョイスティック2を操作することにより、観察像の中心位置とアライメントポイントBの位置とを一致させる(S7)。そして、その座標を記憶する。
【0021】
ここで、アライメントポイントAからアライメントポイントBに移動する際、回転方向の角度ズレがなければ、X方向の移動のみでアライメントポイントBが観察像の中心位置に来るはずである。しかし、図4に示されるように、アライメントポイントBが観察像の中心位置からズレており、ジョイスティック2の操作により観察像の中心位置にアライメントポイントBの位置を一致させる必要がある場合がある。これは、ウエハ7表面のパターンの縦横配列方向と電動XYステージの移動方向とが一致していない、つまりアライメントが取れていないことを意味している。この場合、顕微鏡3による観察を行うためにはウエハ7の回転角度のアライメントを行う必要がある。
【0022】
そこで、アライメントポイントAとアライメントポイントBの座標に基づいてウエハ7の回転角度を算出し、該回転角度に基づいてウエハ載置台5を回転させる(S8)。この際の具体的な方法を、図11を用いて以下に説明する。
事前に回転角度のズレがない場合の理想状態のアライメントポイントAとアライメントポイントBの座標が入力されている。S3またはS4で観察像の中心にA点をアライメントポイントAとして合わせ、操作部によりその座標を登録する。そして、S5では、入力されたアライメントポイントBのアライメントポイントAとの相対座標情報に従って、ウエハ載置台5のみを移動させ、アライメントポイントBがあるはずのB点に移動するが、実際にはB´点にアライメントポイントBがある。そこで、ジョイスティック2によりステージ4とウエハ載置台5、つまり電動XYステージを動かし、B´点に観察像の中心を合わせ、操作部によりその座標を登録する。S8では、A点とB´点の座標より回転角度のズレθ(度)を導出する。そして、ウエハ7をθ(度)だけ時計回りに回転させることで、回転角度のズレを知ることができるので、予め設定されているプログラムにより自動でウエハ載置台5を移動させ、ウエハ載置台5に固定されたつまみ6と顕微鏡3に固定されたピン8とを接触させて、ウエハ載置台5に対して回転力を付与し、ステージ4により回転可能に支持されたウエハ載置台5を回転軸9回りに回転させる。
【0023】
つまみ6にピン8を接触させて回転角度のズレを修正した様子が図5に示されている。図5に示されるように、つまみ6とピン8とを接触させることで、ウエハ7表面のパターンの配列方向と電動XYステージの移動方向のアライメントをとることができる。
その後、図6に示すように、再びウエハ載置台5を顕微鏡3の観察位置に移動させ、顕微鏡3によるウエハ7の観察を行う。
【0024】
以上のように、本実施形態に係る基板検査装置1によれば、ジョイスティック2により電動XYステージを作動させ、ウエハ載置台5に固定されたつまみ6をベース16に対して固定されたピン8に突き当てることによって、ウエハ載置台5に対して回転軸9回りの回転力を付与し、回転可能に支持されたウエハ載置台5を回転させることができる。これにより、ウエハ載置台5を回転させるための回転モータ等を必要とせずに、ウエハ載置台5およびその上に載置されたウエハ7を回転させて、回転角度のアライメントを行うことができる。
【0025】
〔第2の実施形態〕
次に、本発明の第2の実施形態について以下に説明する。
本実施形態に係る基板検査装置が第1の実施形態と異なる点は、センサによりウエハ7の回転角度を検知して回転角のアライメントを行う点である。以下、本実施形態に係る基板検査装置について、第1の実施形態と共通する点については説明を省略し、異なる点について主に説明する。
【0026】
図8に示すように、本実施形態に係る基板検査装置20は、ウエハ載置台5の回転方向に対して固定され、ウエハ7の所定位置に設けられたノッチを検出するノッチセンサ21を備えている。ノッチセンサ21は、例えば、発光素子と受光素子がウエハ7の端部をはさむように設けられた透過センサであり、ステージ4に設けられている。ノッチセンサ21は、図13に示すように、回転角度のズレがあるときには発光素子からの光がウエハ7の外周部で遮光される。また、図14に示すように、回転角度のズレがないときには発光素子からの光がノッチを通過して受光素子により検出されるようになっている。なお、微小な角度ズレまで問題となる場合には、透過光量が所定量を超えたときにアライメントがとれたものとしてもよい。
【0027】
上記構成を有する基板検査装置20の動作について、図7に示すフローチャートに従って以下に説明する。
まず、ウエハ載置台5をウエハ7の受け取り位置に移動させて、ウエハ7をステージ4上のウエハ載置台5に載置する(S11)。
ステップS12では、制御部は、ステージ4とウエハ載置台5を移動させ、つまみ6とピン8とを接触させる。このとき、ウエハ載置台5の位置は予め設定された位置とする。そして、ステージ4をY方向に動かし、ウエハ載置台5に対して回転力を付与する。これにより、回転可能に支持されたウエハ載置台5を回転軸9回りに回転させる。回転により、ノッチセンサ21は、図12に示すような光量の変化を検出し、ピークとなった角度をノッチとして検出する(S12)。
ここで、ウエハ載置台5のX軸方向の位置を設定された位置としたとき、つまみ6とピン8の接触するステージ4のY軸方向の位置とウエハ載置台5の回転角度の関係を予めルックアップテーブルとして作成しておくものとする。
【0028】
そして、制御部により、ノッチとして検出した角度にするため、再度ピン8につまみ6を接触させることにより、図9に示されるように、ウエハ7表面のパターンの配列方向と電動XYステージの移動方向とを容易に一致させることができる(S13)。
その後、図10に示されるように、再びウエハ載置台5を顕微鏡3の観察位置に移動させ、顕微鏡3によるウエハ7の観察を行う。
【0029】
以上のように、本実施形態に係る基板検査装置20によれば、ノッチセンサ21により、ウエハ7の所定位置に設けられたノッチの回転角度を検出し、この回転角度に基づいて電動XYステージを作動させてウエハ載置台5を回転させることで、回転角度のアライメントを行うことができる。
【0030】
以上、本発明の各実施形態について図面を参照して詳述してきたが、具体的な構成はこれらの実施形態に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲の設計変更等も含まれる。
例えば、第1の実施形態において、アライメントポイントAおよびBはウエハ7表面のパターンの外縁部であるとして説明したが、ウエハ7の回転角を算出できる位置関係であればよい。例えば、アライメントポイントAおよびBを、ウエハ7の中心に対して点対称の位置としてもよい。また、設計データに基づいて、アライメントポイントAからアライメントポイントBに移動させた後、ジョイスティック2で調整することにより回転角度のズレを検出してもよい。
【0031】
また、第2の実施形態において、ウエハ7のノッチを検出することとして説明したが、例えば、オリエンテーションフラットの場合も回転角度と光量の関係をグラフ化し、検出した光量の高い範囲の中点をとることにより、ウエハ7の回転角度のアライメントを行うこととしてもよい。
また、各実施形態において、ピン8を1本設けることとして説明したが、Y軸方向につまみ6が入る間隔をあけて2本以上配置して、電動XYステージの作動を小さくしてもよい。つまり、1本では逆方向に回転させるとき、つまみ6の接触していない側を押すよう一度ピン8を迂回する動作が必要となるのに対して、Y軸方向の逆方向の移動のみで逆回転が可能となる。なお、つまみ6を2本としてピン8を一本としても同様の効果が得られる。
また、ピン8は、ウエハ7の法線方向に延びる形状であるとして説明したが、これに代えて、例えばベース16に設けたV溝としてもよく、つまみ6を接触させることによりウエハ載置台5に対して回転力を付与可能な形状であればよい。
【図面の簡単な説明】
【0032】
【図1】本発明の第1の実施形態に係る基板検査装置の平面図である。
【図2】図1の基板検査装置の正面図である。
【図3】第1の実施形態に係る基板検査装置の動作を示すフローチャートである。
【図4】図3のステップS4の動作を説明する図である。
【図5】図3のステップS8の動作を説明する図である。
【図6】図3の処理終了後の動作を説明する図である。
【図7】第2の実施形態に係る基板検査装置の動作を示すフローチャートである。
【図8】図7のステップS11の動作を説明する図である。
【図9】図7のステップS13の動作を説明する図である。
【図10】図7の処理終了後の動作を説明する図である。
【図11】回転角度の算出方法を説明する図である。
【図12】ノッチを検出した際の光量の変化を説明する図である。
【図13】回転角度のズレがある状態を説明する図である。
【図14】回転角度のズレがない状態を説明する図である。
【符号の説明】
【0033】
1,20 基板検査装置
2 ジョイスティック
3 顕微鏡
4,40 ステージ
5 ウエハ載置台
6 つまみ
7 ウエハ
8 ピン
10 カセット
16 ベース
21 ノッチセンサ
【特許請求の範囲】
【請求項1】
基板を載置し、前記基板の法線回りに回転可能に支持する回転載置台と、
該回転載置台を支持し、前記基板に平行な面内で移動するステージ部と、
該ステージ部を移動させる操作部と、
前記回転載置台に固定され、前記基板の半径方向に延びるレバー部と、
前記回転載置台上の前記基板の表面を観察する観察部と、
前記ステージ部による前記レバー部の動作範囲内において前記観察部に対して固定され、前記基板の法線方向に延びる突当部と
を備える基板検査装置。
【請求項2】
前記観察部により観察された前記基板表面のパターンに基づいて前記基板の回転角度を算出し、該回転角度に基づいて前記ステージ部を移動させる請求項1に記載の基板検査装置。
【請求項3】
前記基板の回転方向に対して固定され、前記基板の回転角度を検出するセンサを備え、
該センサにより検出された回転角度に基づいて、前記ステージ部を移動させる請求項1に記載の基板検査装置。
【請求項1】
基板を載置し、前記基板の法線回りに回転可能に支持する回転載置台と、
該回転載置台を支持し、前記基板に平行な面内で移動するステージ部と、
該ステージ部を移動させる操作部と、
前記回転載置台に固定され、前記基板の半径方向に延びるレバー部と、
前記回転載置台上の前記基板の表面を観察する観察部と、
前記ステージ部による前記レバー部の動作範囲内において前記観察部に対して固定され、前記基板の法線方向に延びる突当部と
を備える基板検査装置。
【請求項2】
前記観察部により観察された前記基板表面のパターンに基づいて前記基板の回転角度を算出し、該回転角度に基づいて前記ステージ部を移動させる請求項1に記載の基板検査装置。
【請求項3】
前記基板の回転方向に対して固定され、前記基板の回転角度を検出するセンサを備え、
該センサにより検出された回転角度に基づいて、前記ステージ部を移動させる請求項1に記載の基板検査装置。
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
【図13】
【図14】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
【図13】
【図14】
【公開番号】特開2010−14676(P2010−14676A)
【公開日】平成22年1月21日(2010.1.21)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2008−177233(P2008−177233)
【出願日】平成20年7月7日(2008.7.7)
【出願人】(000000376)オリンパス株式会社 (11,466)
【Fターム(参考)】
【公開日】平成22年1月21日(2010.1.21)
【国際特許分類】
【出願日】平成20年7月7日(2008.7.7)
【出願人】(000000376)オリンパス株式会社 (11,466)
【Fターム(参考)】
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