JP2017523590A - 高速度回転ソータ - Google Patents

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Abstract

本開示の実施形態は一般に、拡張可能な基板検査システムに関する。この検査システムは、厚さ、抵抗率、ソーマーク、形状寸法、ステイン、チップ、マイクロクラックおよびクリスタルフラクション含む基板の１つまたは複数の特性を検査、検出または測定するように適合された多数の計測ユニットを含む。この検査システムを利用して、基板を処理する前に、基板上の欠陥を識別し、セル効率を推定することができる。基板は、トラックまたはコンベヤ上で、検査システム内および／または計測ユニット間で移送することができ、次いで、検査データに基づいて、高速度回転ソーティング装置に結合された少なくとも１つのグリッパによってソートして、対応するそれぞれのビンに入れることができる。この回転ソーティング装置は、少なくとも毎時５，４００枚の基板をソートする能力を維持する。ビンはそれぞれ、任意選択で、回転ソーティング装置から対応するそれぞれのビンの中へ基板が落下するときに基板を支持するガス支持クッションを有することができる。

Description

本開示の実施形態は一般に半導体検査機器に関する。より詳細には、本明細書に開示された実施形態は、基板の高速度ソーティング（ｈｉｇｈ ｓｐｅｅｄ ｓｏｒｔｉｎｇ）システムおよび方法に関する。
半導体基板などの基板は、所定の品質管理標準に従っていることを保証するため、処理中に、ルーチンとして、独立した検査ステーションで検査される。さまざまな検査技法が、製品およびプロセスに関する包括的なデータを提供する。しかしながら、必要な検査ステーションの数およびその結果生じる検査ステーション間で基板を移動させる転送時間のため、包括的な検査には時間がかかることがあり、したがって包括的な検査はスループットを低下させうる。したがって、デバイス製造業者はしばしば、重荷となる検査時間／転送時間を含む徹底的な検査間または上記のある種の検査プロセス間でどれを選択すべきかを決める問題に直面する。
典型的なソーティングシステムは、直線的配置（ｌｉｎｅａｒ ａｒｒａｎｇｅｍｅｎｔ）で毎時約３，６００枚の基板をソートする。しかしながら、検査プロセスは、検査ステップの完了にかかる時間を短縮し続けているため、スループットを増大させるためには、より速いソーティングにも遅れずについていくことができるソーティング装置が必要である。
上で説明したとおり、検査済みの基板を速い速度でソートし、同時により高いスループットを可能にする、改良された基板検査システムが求められている。したがって、当技術分野で求められているのは、高速度回転ソータ（ｈｉｇｈ ｓｐｅｅｄ ｒｏｔａｒｙ ｓｏｒｔｅｒ）である。
一実施形態では、複数の基板を検査およびソートする装置が開示される。この装置は、回転可能な支持体（以後、回転可能支持体）を含む。この回転可能支持体は、ソーティングユニット内に提供されており、回転軸を軸に回転するように構成されている。回転可能支持体には複数のアームが結合されており、それらのアームは、前記回転軸に関して半径方向外側へ延びている。それぞれのアームには少なくとも１つのグリッパ（ｇｒｉｐｐｅｒ）が結合されており、それらのグリッパは、複数のビン（ｂｉｎ）の上に配置可能である。ビンはそれぞれソーティングユニット内に配置されており、回転可能支持体が回転したときに前記少なくとも１つのグリッパがそれに沿って移動する経路の下方に配置されている。
他の実施形態では、基板を検査およびソートするように適合された装置が開示される。この装置は、ローディング（ｌｏａｄｉｎｇ）ユニット、計測（ｍｅｔｒｏｌｏｇｙ）ユニット、ソーティングユニット、および個別に取外し可能な複数のソーティングビンを含む。計測ユニットはローディングユニットに結合されている。ソーティングユニットは計測ユニットに結合されている。ソーティングユニットは、ソーティングユニット内のプラットホーム、複数のアーム、および少なくとも１つのグリッパを含む。プラットホームは、プラットホームの中心軸を軸に回転するように構成されている。前記複数のアームはそれぞれ第１の端および第２の端を有する。第１の端はプラットホームに結合されている。さらに、前記複数のアームはそれぞれ、プラットホームの中心軸から半径方向外側へ延びている。前記少なくとも１つのグリッパは、前記複数のアームのそれぞれのアームの第２の端に結合されている。前記個別に取外し可能な複数のソーティングビンはそれぞれソーティングユニット内に配置されており、前記少なくとも１つのグリッパが回転したときに前記少なくとも１つのグリッパがそれに沿って移動する経路の下方に配置されている。
他の実施形態では、エンクロージャ（ｅｎｃｌｏｓｕｒｅ）内で複数の基板を検査およびソートする装置を動作させる方法が開示される。この方法は、エンクロージャのローディングユニット内に基板をロードすること、エンクロージャの計測ユニット内に基板を移送すること、計測ユニット内で基板に対する計測を実行すること、この計測に基づいて基板をソーティングビンに割り当てること、および基板をソーティングユニットに移送することを含む。基板を移送することは、ソーティングモジュールの少なくとも１つのグリッパで基板を保持すること、前記少なくとも１つのグリッパによって保持された基板を、ソーティングユニットの中心軸を軸にして、保持された基板に対して割り当てられたソーティングビンの上方の所望の位置まで回転させること、および前記少なくとも１つのグリッパから基板を解放して、割り当てられたソーティングビンに入れることを含むことができる。
上に挙げた本開示の諸特徴を詳細に理解することができるように、そのうちのいくつかが添付図面に示された実施形態を参照することによって、上に概要を示した本開示をより具体的に説明する。しかしながら、添付図面は本開示の典型的な実施形態だけを示したものであり、したがって添付図面を本開示の範囲を限定するものと考えるべきではないことに留意すべきである。等しく有効な別の実施形態に対して本開示が適用される可能性があるためである。
一実施形態に基づく検査システムの上面図である。 一実施形態に基づく、図１の検査システムの高速度回転ソータの上面図である。 一実施形態に基づく、高速度回転ソータの少なくとも１つのベルヌーイピッカ（Ｂｅｒｎｏｕｌｌｉ ｐｉｃｋｅｒ）の透視図である。 一実施形態に基づくソーティングビンの上面図である。 基板をソートする一実施形態に基づく方法の流れ図である。
理解を容易にするため、可能な場合には、上記の図に共通する同一の要素を示すのに同一の参照符号を使用した。特段の言及なしに、１つの実施形態の要素および特徴を他の実施形態に有益に組み込むことが企図される。
本開示の実施形態は一般に、拡張可能な基板検査システムに関する。この検査システムは、単なる例として、厚さ、抵抗率、ソーマーク（ｓａｗ ｍａｒｋ）、形状寸法（ｇｅｏｍｅｔｒｙ）、ステイン（ｓｔａｉｎ）、チップ（ｃｈｉｐ）、マイクロクラック（ｍｉｃｒｏ ｃｒａｃｋ）およびクリスタルフラクション（ｃｒｙｓｔａｌ ｆｒａｃｔｉｏｎ）を含む基板の１つまたは複数の特性を分析するように適合された多数の計測ユニットを含む。この検査システムを利用して、基板を処理する前に、基板上の欠陥を識別し、セル効率（ｃｅｌｌ ｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙ）を推定することができる。基板は、トラックまたはコンベヤシステム上で、検査システム内および／または計測ユニット間で移送することができ、次いで、検査データに基づいて、高速度回転ソーティング装置に結合された少なくとも１つのグリッパによってソートして、対応するそれぞれのビンに入れることができる。このソーティング装置は、少なくとも毎時５，４００枚の基板をソートする能力を維持する。ビンはそれぞれ、任意選択で、回転ソーティング装置から対応するそれぞれのビンの中へ基板が落下するときに基板を支持するガス支持クッション（ｇａｓ ｓｕｐｐｏｒｔ ｃｕｓｈｉｏｎ）を有する。
図１は、一実施形態に基づく検査システム１００の上面図を示す。検査システム１００は、フロントエンド（ｆｒｏｎｔ ｅｎｄ）１０２、モジュール式ユニット１０４およびソーティングユニット１０６を含む。フロントエンド１０２は例えばローディングユニットとすることができる。モジュール式ユニット１０４は例えば計測ユニットとすることができる。ソーティングユニット１０６は例えばソーティングモジュールとすることができる。フロントエンド１０２、モジュールユニット１０４およびソーティングユニット１０６は、単なる例として、互いに対して直線的に配することができる。フロントエンド１０２は移送ロボット１０８を含み、移送ロボット１０８は、基板１１０を把持し移送する、吸引要素、エンドエフェクタおよびグリッパクランプなどの支持要素１０８Ｅを有する。移送ロボット１０８は、フロントエンド１０２内に配置された１つまたは複数のカセット１１２からコンベヤシステム１１４に基板１１０を移送するように適合されている。コンベヤシステム１１４は、モータ駆動のコンベヤシステムとすることができる。コンベヤシステム１１４は、ローラおよび／または駆動歯車を介してアクチュエータによって駆動される輸送ベルトまたは輸送トラックなどの１つまたは複数のコンベヤを含むことができる。コンベヤシステム１１４は、移送ロボット１０８から受け取った基板をモジュール式ユニット１０４を横切って移送するように、直線的配置で配することができる。そのため、コンベヤシステム１１４は、モジュール式ユニット１０４内に配され、モジュール式ユニット１０４を横切る基板１１０の移送を容易にする。検査システム１００の拡張を容易にするため、フロントエンド１０２とモジュール式ユニット１０４の間、および／またはモジュール式ユニット１０４とソーティングユニット１０６の間、および／またはソーティングユニット１０６の後に、追加のモジュール式ユニットを配置することができる。
フロントエンド１０２は１つまたは複数のカセット１１２を受け取る。カセット１１２はそれぞれ、複数の基板１１０を、重ねられた構成で包含することができる。それらの基板は例えば水平にまたは垂直に重ねることができる。例えば、カセット１１２はそれぞれ、その中に複数のスロット（ｓｌｏｔ）を含むことができ、それらのスロットはそれぞれ、基板１１０を保持するように構成される。引き続く例として、カセット１１２は、複数の基板１１０が互いに上下に重ねて配置されるような態様で配置することができる。システム１００を横切って移送するため、基板１１０は、カセット１１２から、移送ロボット１０８を介してコンベヤシステム１１４に移送される。フロントエンド１０２は、処理メトリック（ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ ｍｅｔｒｉｃ）、ロット番号などを含む、フロントエンド１０２で実行されている操作に関する情報を提示するように適合されたグラフィカルユーザインタフェースを有するコンピュータ（図示せず）を含む。一例では、このコンピュータが、タッチスクリーンインタフェースを含む。
モジュール式ユニット１０４は、１つまたは複数の計測ステーションを含むことができる。図１の実施形態では、モジュール式ユニット１０４が、５つの計測ステーション１１６Ａ〜１１６Ｅを含む。空間が許すときには、第２のモジュール式ユニットを追加するのではなしに、モジュール式ユニット１０４に計測ステーションを追加しまたは減らすことによって、検査システム１００を変更し、そのようにして、実行される計測プロセスのスループットおよび／または数を増大させることも企図される。
計測ステーションは、単なる例として、以下のユニットのうちの任意のユニットを含むことができる：マイクロクラック検査ユニット、厚さ測定ユニット、抵抗率測定ユニット、光ルミネセンス（ｐｈｏｔｏｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｃｅ）ユニット、形状寸法検査ユニット、ソーマーク検出ユニット、ステイン検出ユニット、チップ検出ユニットおよび／またはクリスタルフラクション検出ユニット。マイクロクラック検査ユニットは、単なる例として、基板の亀裂を検査するように構成することができ、さらに、任意選択で、基板のクリスタルフラクションを決定するように構成することができる。形状寸法検査ユニットは、単なる例として、基板の表面特性を分析するように構成することができる。ソーマーク検出ユニットは、単なる例として、グルーブ（ｇｒｏｏｖｅ）マーク、ステップ（ｓｔｅｐ）マークおよびダブルステップ（ｄｏｕｂｌｅ ｓｔｅｐ）マークを含む、基板上のソーマークを識別するように構成することができる。計測ステーションは、上に挙げた例以外の他の例を含むこともできる。
例示だけを目的としたさらなる例として、計測ステーション１１６Ｂを、基板の厚さを測定するように適合された厚さ測定ユニットとすることができる。それに加えてまたはその代わりに、計測ステーション１１６Ｂが基板１１０の抵抗率を測定してもよい。計測ステーション１１６Ｂは、計測ステーション１１６Ａでの検査に続いてコンベヤシステム１１４に沿って移送された基板１１０を受け取る。計測ステーション１１６Ａは、任意のタイプの計測ステーションとすることができる。計測ステーション１１６Ｂは、コンベヤシステム１１４によって画定された基板１１０の直列経路（ｉｎ−ｌｉｎｅ ｐａｔｈ）に沿って、計測ステーション１１６Ａの位置の下流に配される。計測ステーション１１６Ｂは、基板１１０に対する１つまたは複数の検査プロセスを実行する。計測ステーション１１６Ｂで実行される検査プロセスは、基板が移動している間に実行することができる。しかしながら、検査の正確さを高めることを容易にするため、基板１１０の移動を停止させることが企図される。
例示だけを目的としたさらなる例として、計測ステーション１１６Ｃを、欠陥を検出しかつ／または不純物測定を実行するように構成された光ルミネセンスユニットとすることができ、計測ステーション１１６Ｄを、基板１１０の形状寸法および表面特性を分析するように構成された形状寸法検査ユニットとすることができる。
計測ステーション１１６Ｃは、計測ステーション１１６Ｂでの基板１１０の検査に続いてコンベヤシステム１１４に沿って移送された基板１１０を受け取る。計測ステーション１１６Ｄは、計測ステーション１１６Ｃでの基板１１０の検査に続いてコンベヤシステム１１４に沿って移送された基板１１０を受け取る。計測ステーション１１６Ｅは、計測ステーション１１６Ｄでの基板１１０の検査に続いてコンベヤシステム１１４に沿って移送された基板１１０を受け取り、示された直線的経路上で追加の計測ユニットが利用される場合には、それらの計測ユニットも同じように基板１１０を受け取る。さらに、いくつかの実施形態では、非直線的経路での検査が利用される。そのため、計測ステーション１１６Ａ〜１１６Ｅ間で基板１１０を非直線的に、例えば円または弧に沿って移送することができる。
コンベヤシステム１１４は、モジュール式ユニット１０４からの検査済みの基板１１０を、ソーティングユニット１０６に向かって移送する。コンベヤシステム１１４は、ソーティングユニット１０６内の、ソーティングユニット１０６と一緒に収容された回転ソーティングシステム１２０の到達範囲内の位置に、検査済みの基板１１０を送達することができる。さらに、コンベヤシステム１１４は、ソーティングユニット１０６を横切ってコネクタ１５０まで続くことができる。そのため、ソーティングユニット１０６が基板１１０をソートしていない場合、検査済みの基板１１０は、ソーティングユニット１０６の回転ソーティングシステム１２０を経ずに進むことができる。さらに、検査済みの基板１１０が回転ソーティングシステム１２０によってピックアップされなかった場合、基板は、コンベヤシステム１１４に沿ってコネクタ１５０に向かって進むことができる。ある種の実施形態では、回転ソーティングシステム１２０によってピックアップされなかった基板が、ソートされていない基板用のビンに至るコンベヤシステム１１４に沿って進む。ある種の実施形態では、ソーティングユニット１０６がさらに、コネクタ１５０を介して、単なる例として、追加の検査システム、追加のソーティングユニット、追加の計測ユニットなどの追加のユニットに接続される。コネクタ１５０はさらに、コンベヤシステム１１４が、単なる例として、追加の検査システム、追加のソーティングユニット、追加の計測ユニットなどの追加のユニットのコンベヤシステムと整列することを可能にすることができる。
検査システム１００はさらにコントローラ１９０を含むことができる。このコントローラは、システム１００の制御および自動化を容易にする。コントローラ１９０は、コンベヤシステム１１４、フロントエンド１０２、モジュール式ユニット１０４、ソーティングユニット１０６、移送ロボット１０８および／もしくは計測ステーション１１６Ａ〜１１６Ｅのうちの１つもしくは複数に結合し、またはこれらのうちの１つもしくは複数と通信することができる。検査システム１００は、基板移動、基板移送、基板ソーティングおよび／または実行された計測に関する情報をコントローラ１９０に提供することができる。
コントローラ１９０は、中央処理ユニット（ＣＰＵ）（図示せず）、メモリ（図示せず）および支援回路（またはＩ／Ｏ）（図示せず）を含むことができる。このＣＰＵは、工業環境（ｉｎｄｕｓｔｒｉａｌ ｓｅｔｔｉｎｇ）においてさまざまなプロセスおよびハードウェア（例えばパターン発生器、モータおよび他のハードウェア）を制御し、それらのプロセス（例えば処理時間および基板の場所または位置）を監視する目的に使用されている任意の形態のコンピュータプロセッサのうちの１つとすることができる。メモリ（図示せず）はＣＰＵに接続されており、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）、リードオンリーメモリ（ＲＯＭ）、フロッピーディスク、ハードディスクまたは他の形態のディジタル記憶装置など、容易に入手可能なメモリのうちの１種または数種のメモリとすることができ、ローカルメモリまたはリモートメモリとすることができる。ＣＰＵに命令するため、ソフトウェア命令およびデータをコード化し、このメモリに記憶することができる。支援回路（図示せず）もＣＰＵに接続されて、プロセッサを従来の方式で支援する。支援回路は、従来のキャッシュ、電源、クロック回路、入力／出力回路、サブシステムなどを含むことができる。コントローラ１９０が読むことができるプログラム（またはコンピュータ命令）が、基板に対してどの作業が実行可能であるのかを判定する。このプログラムは、コントローラ１９０が読むことができるソフトウェアとすることができ、例えば処理時間および検査システム１００内での基板の場所または位置を監視および制御するためのコードを含むことができる。
図２は、ソーティングユニット１０６内に収容された図１の回転ソーティングシステム１２０の上面図を示す。回転ソーティングシステム１２０は、回転ソーティングシステム１２０内に包含された回転可能支持体１２２を含む。回転可能支持体１２２は回転軸Ｒを有する。回転可能支持体１２２は、回転ディスク、円形支持体、または効率的に基板１１０をソートする他の形状とすることができる。回転可能支持体１２２は複数のアーム１２４を含む。アーム１２４はそれぞれ第１の端１２６および第２の端１２８を有する。それぞれのアーム１２４の第１の端１２６は、例えば溶接された接続、ピン留めされた接続、締結された接続などの適当な接続を介して回転可能支持体１２２に結合されている。それぞれのアーム１２４の第２の端１２８は、回転軸Ｒに関して半径方向外側へ延びている。一実施形態では、回転可能支持体１２２が、１４本または１６本など、少なくとも１２本のアーム１２４を含む。しかしながら、単なる例として、１０本以上のアーム１２４など、あらゆる数のアーム１２４を利用することが企図される。
それぞれのアーム１２４の第２の端１２８には少なくとも１つのグリッパ１３０が結合されている。検査済みの基板１１０がソーティングユニット１０６に到達した後にそれぞれのグリッパ１３０が基板１１０をつかむことができるように、それぞれのグリッパ１３０は、それぞれのアーム１２４の底面または端に配することができる。グリッパ１３０はそれぞれ、単なる例として、吸引グリッパ、爪グリッパ、磁気グリッパまたはピッカとすることができる。一実施形態では、グリッパ１３０がそれぞれベルヌーイピッカである。
回転軸Ｒの半径方向外側に、１つまたは複数のソーティングビン１４０が配されている。一実施形態では、単なる例として、少なくとも１０個のソーティングビン１４０が利用される。しかしながら、例えば６個、８個または１２個のソーティングビン１４０など、あらゆる数のソーティングビン１４０を利用することが企図される。ソーティングビン１４０は、回転可能支持体１２２によって前記複数のアーム１２４が回転したときにグリッパ１３０が通る経路の直下に配置することができる。１つの動作モードでは、ソーティングユニット１０６に基板１１０が入るたびに回転ソーティングシステム１２０が停止して基板１１０をコンベヤシステム１１４から把持する（すなわちピップアップする）ような態様のステッピング（ｓｔｅｐｐｉｎｇ）方式で、回転ソーティングシステム１２０が回転軸Ｒを軸に回転する。ソーティングビン１４０は、回転ソーティングシステム１２０から基板１１０を受け取るように配置されている。計測ステーション１１６Ａ〜１１６Ｅで実行された検査プロセスのうちの１つまたは複数の検査プロセス中に決定された１つまたは複数の基板特性に応じて基板１１０をソートして、ソーティングビン１４０に入れることができる。回転ソーティングシステム１２０は、予め決められた少なくとも１つの基板特性を有する基板を受け取るように割り当てられたソーティングビン１４０の上に基板１１０を配置する。基板１１０は次いで、対応するそれぞれのグリッパ１３０から解放されて、適切なソーティングビン１４０に入る。ソーティングビン１４０は、グリッパ１３０によって解放されたソート済みの基板１１０を蓄えることができる。
ソーティングビン１４０はそれぞれ、ソーティングユニット１０６から個別に取り外すことができるソーティングビンとすることができる。ソーティングビン１４０はそれぞれ、単なる例として、個別に取外し可能な引出し（ｄｒａｗｅｒ）もしくは容器（ｃｏｎｔａｉｎｅｒ）、スライド式の器（ｓｌｉｄｅ ｏｕｔ ｖｅｓｓｅｌ）、または引出し式の（ｐｕｌｌ ｏｕｔ）引出しもしくは容器として、ソーティングユニット１０６に取外し可能に接続することができる。引き続く例として、ソーティングビン１４０はそれぞれ、ソーティングユニット１０６に入ることなくソーティングユニット１０６からそれぞれのソーティングビン１４０を取り外すことができるような態様でソーティングユニット１０６の外側からアクセスすることができるソーティングビンとすることができる。例えばソーティングユニット１０６からソーティングビン１４０を引き出すことによって、いっぱいになったソーティングビン１４０をソーティングユニット１０６から取り外すことができる。ソーティングビン１４０はそれぞれ、ソーティングユニット１０６が基板１１０をソートしている間にソーティングユニット１０６から取り外すことができるソーティングビンとすることができる。そのため、たとえ特定のソーティングビン１４０がいっぱいであったりまたは取り外されていたりしても、基板１１０のソーティングを続けることができる。
したがって、ソーティングが実行されている間に、それぞれのソーティングビン１４０を空にしたりまたは元の位置に戻したりすることができる。さらに、コントローラ１９０が、カウンタ（図示せず）を使用することによって、それぞれのソーティングビン１４０の中の基板１１０の数を数えることができる。そのため、特定のソーティングビン１４０がいっぱいのときまたは特定のソーティングビン１４０が所定の位置にないとき、ソーティングユニット１０６は、そのいっぱいになったソーティングビン１４０または取り外されたソーティングビン１４０が空にされるかまたは元の位置に戻されるまで、そのいっぱいになったソーティングビン１４０または取り外されたソーティングビン１４０をスキップする。空のソーティングビン１４０がソーティングユニット１０６内に戻された後、その特定のソーティングビン１４０に関してカウンタをリセットすることができる。ソーティングビン１４０が元の位置に戻されるかまたは空にされるたびに、このカウンタを自動的にリセットすることができる。いっぱいになったソーティングビン１４０は、オペレータが空にしまたは元の位置に戻すことができる。そのため、ソーティングユニット１０６は、割り当てられたソーティングビン１４０が使用可能になるまで基板１１０を回転させ続けることができる。使用可能なソーティングビン１４０がない場合、ソーティングユニット１０６はオペレータに警報を発し、適切なソーティングビン１４０が使用可能になるまでその基板１１０を回転させ続けることができる。コントローラ１９０は、特定のソーティングビン１４０が容量に近づいている、または容量に達したと判定すると、警告音を鳴らしかつ／または警告を表示することによって、オペレータに警報を発する。
示されてはいないが、意図せずにソーティングから漏れた基板１１０を受け取るため、したがってそのような基板が損傷するのを防ぐために、ソーティングユニット１０６内に追加のソーティングビン１４０を配置することが企図される。１０個のソーティングビン１４０が示されているが、６個、８個、１８個または２４個のソーティングビン１４０など、１０個よりも多数のまたは１０個よりも少数のソーティングビン１４０をソーティングユニット１０６内に含めることが企図される。さらに、モジュール式ユニット１０４の計測ステーション１１６Ａ〜１１６Ｅのうちの１つまたは複数の計測ステーションによって不合格とされた基板１１０を捕捉するため、ソーティングユニット１０６内に不合格（ｒｅｊｅｃｔｉｏｎ）ビン１４４を配置することができる。そのため、回転ソーティングシステム１２０は、損傷した基板を不合格ビン１４４に送達することができる。
回転ソーティングシステム１２０はさらに、１つまたは複数のアクセスパネルによってアクセス可能な歩留り分析サーバ１４６を含むことができる。歩留り分析サーバ１４６は、フロントエンド１０２および計測ステーション１１６Ａ〜１１６Ｅのうちの１つまたは複数に結合されており、フロントエンド１０２および前記１つまたは複数の計測ステーション１６Ａ〜１１６Ｅから受け取った通過中のそれぞれの基板１１０に関するデータを受け取り、集め、分析し、記憶しかつ／または報告するように適合されている。
回転可能支持体１２２を、空気圧シリンダまたはステッパモータなどの回転アクチュエータ（図示せず）に結合することができる。この回転アクチュエータは、インデキシング（ｉｎｄｅｘｉｎｇ）方式などで回転可能支持体１２２を回転させることができる。回転可能支持体１２２のインデキシングステップごとに、モジュール式ユニット１０４から、コンベヤシステム１１４を通して、回転ソーティングシステム１２０上に、それぞれのグリッパ１３０を介して新たな基板１１０が受け取られる。さらに、後により詳細に論じるが、回転可能支持体１２２は、基板１１０を解放してソーティングビン１４０または不合格ビン１４４に入れることができるような態様で、前記複数のアーム１２４をそれぞれ、対応するそれぞれのソーティングビン１４０の上および／または不合格ビン１４４の上にインデキシングすることができる。絶えず動かすことによって、または絶えずインデックスステッピングすることによって、コンベヤシステム１１４から基板１１０を連続的に取り除くことができ、したがって、コンベヤシステム１１４上の空間を次の基板１１０のために直ぐに空けることができる。そのため、この回転運動は、グリッパ１３０が回転して別の基板１１０を受け取る場所に戻る前に、グリッパ１３０によって保持された基板が解放されて１つのソーティングビン１４０に入るように、それぞれのグリッパ１３０がそれぞれのソーティングビン１４０とインタフェースすることを可能にする。回転ソーティングシステム１２０は、全ての基板１１０がソートされるまで動き続ける。
いくつかの実施形態では、回転ソーティングシステム１２０が、コンベヤシステム１１４を介してモジュール式ユニット１０４から送達された基板１１０を、２／３秒ごとにピックアップすることができる。このような実施形態では、回転ソーティングシステム１２０が、少なくとも毎時５，４００枚の基板を有利にソートすることができ、これは、従来のソーティングシステムの重大な改良である。
図３は、回転可能支持体１２２の前記複数のアーム１２４のうちの１本のアームに接続された、回転ソーティングシステム１２０の前記少なくとも１つのグリッパ１３０の下面透視図を示す。図３の実施形態には４つのグリッパ１３０が示されている。しかしながら、あらゆる数のグリッパ１３０を利用することが企図される。上で論じたとおり、一実施形態ではグリッパ１３０がそれぞれベルヌーイピッカ２１０である。図３の実施形態には４つのベルヌーイピッカ２１０が示されている。それぞれのベルヌーイピッカ２１０を、前記複数のアーム１２４のそれぞれのアーム１２４に動作可能に接続することができ、１つのベルヌーイピッカ２１０は、それぞれのアーム１２４のそれぞれのコーナの近くに置かれている。基板１１０を持ち上げるため、ベルヌーイピッカ２１０はそれぞれアーム１２４から下方へ延びることができる。それぞれのベルヌーイピッカ２１０の位置は、利用するベルヌーイピッカの数に依存する。一実施形態では、アーム１２４ごとにベルヌーイピッカ２１０が１つだけ利用され、そのため、ベルヌーイピッカ２１０を、それぞれのアーム１２４の第２の端１２８の近くのそれぞれのアーム１２４の中央に置くことが企図される。さらに、それぞれのベルヌーイピッカ２１０が、基板１１０を、モジュール式ユニット１０４のコンベヤシステム１１４から、ソーティングユニット１０６を回って、適切なソーティングビン１４０または不合格ビン１４４の中へ移送することができるような態様で、それぞれのベルヌーイピッカ２１０を、前記複数のアーム１２４のそれぞれのアーム１２４の底面２１２に配することもできる。
それぞれのベルヌーイピッカ２１０は、基板１１０のハンドリングなどの繊細なハンドリングを必要とする、持ち上げる用途に適していることがある。ベルヌーイピッカ２１０はそれぞれ、ベルヌーイピッカ２１０の非接触面２１４Ａと基板１１０の間に空気を流すことによって、基板１１０の軟接触移送（ｓｏｆｔ−ｃｏｎｔａｃｔ ｔｒａｎｓｆｅｒ）または非接触（ｎｏｎ−ｃｏｎｔａｃｔ）移送を提供するように動作することができる。非接触面２１４Ａからの空気流は、基板１１０の表面に真空力（ｖａｃｕｕｍ ｆｏｒｃｅ）および揚力（ｌｉｆｔ ｆｏｒｃｅ）を生み出す。ベルヌーイピッカの非接触面２１４Ａと基板１１０の間にストップ（ｓｔｏｐ）２１４Ｂを置くことができる。ストップ２１４Ｂは、基板がソートされているときに基板１１０がスライドすること、またはベルヌーイピッカ２１０から外れることを防ぐ。ストップ２１４Ｂは、基板１１０と接触することができる軟かい表面とすることができる。
しかしながら、ストップ２１４Ｂを、真空力および揚力を提供する非接触面２１４Ａと基板１１０の間の、例えば基板１１０の損傷を防ぐための中間物（ｉｎｔｅｒｍｅｄｉａｒｙ）とすることができる。ストップ２１４Ｂは、基板１１０を傷つけない材料などの薄い材料とすることができる。ストップ２１４Ｂは、基板１１０とベルヌーイピッカ２１０の非接触面２１４Ａとが接触することを防ぐことができる。ベルヌーイピッカ２１０の非接触面２１４Ａおよび基板１１０によって生じるこの真空力および連続流のため、基板１１０は、ベルヌーイピッカ２１０とは直接に接触しないが、ストップ２１４Ｂと接触することができ、したがってソーティングユニット１０６内における基板１１０の安全なハンドリングを可能にする。ベルヌーイピッカ２１０を使用する利点は、非接触面２１４Ａと基板１１０の表面との間を流れる空気による基板１１０の無接触ピッキング（ｃｏｎｔａｃｔｌｅｓｓ ｐｉｃｋｉｎｇ）を含む。
図４は、一実施形態に基づくソーティングビン１４０の上面図を示す。不合格ビン１４４も同様に解釈することができる。上で論じたとおり、基板１１０はそれぞれ、計測ステーション１１６Ａ〜１１６Ｅのうちの１つまたは複数の計測ステーションで得られた検査データに基づいてソートされて、ソーティングビン１４０または不合格ビン１４４に入れられる。歩留り分析サーバ１４６が、受け取った検査データを分析し、基板１１０をソートしてその中へ入れる特定のソーティングビン１４０または不合格ビン１４４を決定する。ソーティングビン１４０と不合格ビン１４４は全く同じとすることができる。しかしながら、これらのビンがそれぞれ、別個の異なる目的を果たしてもよい。適切なビンの上に基板が配置されたときに、回転ソーティングシステム１２０は、新たな基板１１０をピックアップすることを少しの間、停止することができる。この停止の間に、適切なソーティングビン１４０の上に配置された基板１１０を、そのソーティングビン１４０の中へ基板が落とされるような態様で、対応するそれぞれのグリッパ１３０から解放することができる。解放後に、基板１１０が、基板１１０の落下を遅らせる空気枕（ａｉｒ ｐｉｌｌｏｗ）１９２または抵抗に遭遇するような態様で、解放する直前、基板１１０は、ソーティングビンと実質的に平行である。空気枕１９２は、ソーティングビン１４０の中へ基板１１０が緩やかに落下するような態様の抵抗を、落下する基板１１０に提供することができる。
やはり図４に示されているとおり、ある種の実施形態では、任意選択で、ソーティングビン１４０がそれぞれ複数のガス出口１６２を含む。ガス出口１６２は、ソーティングビン１４０内に追加のガス支持クッション１６０を提供するような向きに配置される。ガス支持クッション１６０は、ソーティングビン１４０の中へ漏れ出た空気などのガスのために、グリッパ１３０によって解放されたそれぞれの基板１１０が、ソーティングビン１４０の中へ緩やかに落下することを可能にすることができる。このガスは、落下を緩やかにし、基板１１０のひび割れ、破断またはその他の損傷を防ぐ。この任意選択のガス支持体出口１６２は、空気、酸素などの加圧されたガス、または加圧されたもしくは加圧されていない他の適当なガスを放出することができる。ガス出口１６２は、それぞれのソーティングビン１４０および／または不合格ビン１４４の壁１６４に置くことができる。一実施形態では、任意選択で、ガス供給源（図示せず）に接続された供給管路によってガス出口１６２にガスが供給される。別の実施形態では、ガス出口１６２を通して、ソーティングビン１４０に直接には接続されていないガス源によってガスが供給される。ガスの供給量はコントローラ１９０によって制御することができる。
図５は、複数の基板を検査およびソートする一実施形態に基づく方法の流れ図５００を示す。流れ図５００は操作５１０から始まり、操作５１０で、検査システム１００のフロントエンド内、例えばローディングモジュール内に基板をロードする。フロントエンド内に基板をロードするため、検査対象の複数の基板を担持したカセットを、検査システム１００のフロントエンド１０２などのフロントエンドのローディングステーションに配置することができる。操作５２０で、検査システム１００のモジュール式ユニット内、例えば計測モジュール内に基板を移送する。モジュール式ユニット内に置かれたロボットは、カセットから基板を取り出し、その基板を、コンベヤシステム１１４などのコンベヤシステム上に配置することができる。コンベヤシステムが検査システム１００を横切って移動するとき、コンベヤシステム１１４は、コンベヤシステム１１４に沿ってモジュール式ユニット１０４内に配されたそれぞれの計測ユニットを横切って基板を移送する。
操作５３０で、基板に対する計測をモジュール式ユニット１０４内で実行する。計測ステーション１１６Ａなどの第１の計測ステーションによって基板を検査することができる。単なる例として、計測ステーション１１６Ａは、マイクロクラック検査ユニット、厚さ測定ユニット、抵抗率測定ユニット、光ルミネセンスユニット、形状寸法検査ユニットまたはソーマーク検出ユニットとすることができる。計測ステーション１１６Ａは、計測ステーション１１６Ａに対して基板が移動するときに、基板に対する１つまたは複数の操作を実行することができ、次いで、歩留り分析サーバ１４６に検査データを転送することができる。コンベヤシステム１１４は、モジュール式ユニット、およびモジュール式ユニット内に包含された計測ステーション１１６Ｂ〜１１６Ｅなどの他のさまざまな計測ユニットを横切って、基板を移動させ続けることができる。コンベヤシステム１１４に沿ってモジュール式ユニット１０４内に任意の数の計測ユニットを含めることができる。
操作５４０で、さまざまな計測ユニット内で得られた結果またはなされた判定に基づいて、基板をソーティングビンに割り当てることができる。さまざまな計測ユニットからのデータおよび結果を歩留り分析サーバに送ることができる。歩留り分析サーバは、それらのデータおよび検査結果を含み、それらを分析して、どの基板がどのソーティングビンに属するのかを決定することができる。例示のため、単なる例として、上で説明したとおり、計測ステーション１１６Ａをマイクロクラック検査ユニットとすることができる。計測ステーション１１６Ａが、基板を検査し、その基板が１つまたは複数のマイクロクラックを包含すると判定した場合には、そのようなデータを歩留り分析サーバに送ることができる。歩留り分析サーバは次いで、マイクロクラックがあることから、その特定の基板を、例えばソーティングビンＤに割り当てなければならないと判定することができる。単なる例示のため、ソーティングビンＤを、そのソーティングビンの中に包含された基板が再び溶かされるソーティングビンとすることができる。
操作５５０で、基板をソーティングモジュールに移送する。この移送を容易にするため、ソーティングモジュールの少なくとも１つのグリッパに基板を結合し、続いて、その基板を、適切なソーティングビンの上方の所望の位置に到達するまで、ソーティングモジュールの中心軸を軸に回転させることができる。この適切なソーティングビンは、歩留り分析サーバによって判定された結果および検査データ、ならびに操作５１０〜５４０のうちの１つまたは複数の操作で得られた結果および検査データに基づく。歩留り分析サーバは、受け取った検査データを分析し、基板をソートしてその中へ入れる特定のビンを決定した。適切なソーティングビンの上方の場所に基板が到達したら、基板がそのソーティングビンの中へ落下するような態様で、前記少なくとも１つのグリッパから基板を解放することができる。前記少なくとも１つのグリッパによる基板の解放の後、そのソーティングビンの上方で基板が解放されたときに、空気枕１９２で基板を支持することができる。空気枕１９２は、基板が損傷するのを防ぐことができる。ある種の実施形態では、任意選択で、基板１１０が、ガスクッションで支持される。このガスは、空気または基板を支持するのに適した他のガスとすることができる。さらに、このガスまたは空気は加圧されていてもよい。検査システム内で検査されたそれぞれの基板がソートされて適切なビンに入れられるまで、操作５５０を繰り返すことができる。
開示されたこの基板ソーティングシステムは、受け取った計測検査データに基づいて基板をソートして適切なソーティングビンに入れることを提供する。開示されたこの検査システムは拡張可能であり、このシステムを使用して、処理の前に、さまざまな基板欠陥を検出することができる。このシステムは、計測ユニットから受け取った検査済みの基板を、ベルヌーイピッカなどの少なくとも１つのグリッパに結合された回転ソータを使用してソートすることができる。グリッパが基板をピックアップするたびに、計測ユニットから来るコンベヤ上の空間が直ちに空けられ、したがって、次の基板を、コンベヤによってソーティングモジュールに向かって輸送することが可能になる。この間に、次の基板がコンベヤに沿って移動し、回転ソータは、回転ソータの回転軸を軸にして、ピックアップされた基板ととともに次の位置までステッピングし、次のグリッパが所定の位置に来て、この次の基板を受け取る。ピックアップされた基板を有する回転ソータは、適切なグリッパが、選択されたソーティングビンの上方の位置に到達するまで、回転ソータの回転軸を軸としたステッピングを続ける。それぞれのグリッパが、選択されたソーティングビンの上方の位置に到達すると、そのグリッパは、基板を解放してそのソーティングビンの中へ入れ、またはそのソーティングビンの中へ基板を落とす。空気枕、または落下する基板とソーティングビンの間の空気抵抗によって、基板は、ソーティングビンの中へ緩やかに落下する。任意選択で、落下する基板の下に空気などのガスを供給することができる。このガスは、基板の落下をさらに緩やかにすることができ、したがって基板に対する追加の損傷を防ぐことができる。
当業者には、上記の例が例示を意図したものであって、限定を意図したものではないことが理解されるであろう。本明細書を読み図面を検討した当業者には明白であるこれらの例に対する全ての置換、強化、等価物および改良は、本開示の真の趣旨および範囲に含まれることが意図されている。したがって、添付された以下の特許請求項は、これらの教示の真の趣旨および範囲に含まれるこのような全ての変更、置換および等価物を含むことが意図されている。

Claims (15)

  1. 複数の基板を検査およびソートする装置であって、
    ソーティングユニットと、
    前記ソーティングユニット内に配された回転可能支持体であり、回転軸を軸に回転可能な回転可能支持体と、
    前記回転可能支持体に結合された第１の端および前記回転可能支持体から前記回転軸に関して半径方向外側へ延びる第２の端をそれぞれが有する複数のアームと、
    それぞれのアームの前記第２の端に結合された少なくとも１つのグリッパと、
    前記ソーティングユニット内に配置された複数のビンであり、前記回転可能支持体が回転したときに前記少なくとも１つのグリッパがそれに沿って移動する経路の下方に配置された複数のビンと
    を備える装置。
  2. 前記少なくとも１つのグリッパがベルヌーイピッカである、請求項１に記載の装置。
  3. 前記少なくとも１つのグリッパが無接触グリッパである、請求項１に記載の装置。
  4. 計測ユニットに結合されたローディングユニットをさらに備え、前記計測ユニットが前記ソーティングユニットに結合された、請求項１に記載の装置。
  5. 前記複数のビンが、前記少なくとも１つのグリッパによって解放された基板を受け取るように配置された、請求項１に記載の装置。
  6. 前記複数のビンが、前記複数のビンの中にガス支持クッションを発生させるように動作可能な複数のガス出口を備える、請求項１に記載の装置。
  7. 前記複数のビンが、前記ソーティングユニットの外側から個別に取外し可能であり、ソーティングが実行されている間に前記複数のビンを個別に取り外すことができる、請求項１に記載の装置。
  8. コントローラをさらに備え、前記コントローラが、命令を記憶したコンピュータ可読媒体を備え、前記命令がプロセッサによって実行されたときに、前記命令によって前記コントローラが前記複数の基板をソートし、前記ソートすることが、
    前記ソーティングモジュールの少なくとも１つのグリッパで前記基板を保持するステップと、
    前記少なくとも１つのグリッパによって保持された前記基板を、前記ソーティングユニットの中心軸を軸にして、前記基板に割り当てられた前記ソーティングビンの上方の位置まで回転させるステップと、
    前記少なくとも１つのグリッパから前記基板を解放して、割り当てられた前記ソーティングビンに入れるステップと
    を実行することによって実行される、請求項１に記載の装置。
  9. 基板を検査およびソートするように適合された装置であって、
    ローディングユニットと、
    前記ローディングユニットに結合された計測ユニットと、
    前記計測ユニットに結合されたソーティングユニットと
    を備え、前記ソーティングユニットが、
    回転軸から半径方向外側へ延びる複数のアームと、
    それぞれのアームの端に結合された少なくとも１つのグリッパと、
    前記ソーティングユニット内に配置された個別に取外し可能な複数のソーティングビンであり、前記少なくとも１つのグリッパが回転したときに前記少なくとも１つのグリッパがそれに沿って移動する経路の下方に配置された個別に取外し可能な複数のソーティングビンと
    を備える、
    装置。
  10. コントローラをさらに備え、前記コントローラが、命令を記憶したコンピュータ可読媒体を備え、前記命令がプロセッサによって実行されたときに、前記命令によって前記コントローラが前記基板をソートし、前記ソートすることが、
    前記ソーティングモジュールの少なくとも１つのグリッパで前記基板を保持するステップと、
    前記少なくとも１つのグリッパによって保持された前記基板を、前記ソーティングユニットの中心軸を軸にして、前記基板に割り当てられた前記ソーティングビンの上方の位置まで回転させるステップと、
    前記少なくとも１つのグリッパから前記基板を解放して、割り当てられた前記ソーティングビンに入れるステップと
    を実行することによって実行される、請求項９に記載の装置。
  11. 前記少なくとも１つのグリッパがベルヌーイピッカである、請求項９に記載の装置。
  12. 前記少なくとも１つのグリッパが無接触グリッパである、請求項９に記載の装置。
  13. 個別に取外し可能なソーティングビンがそれぞれ、前記個別に取外し可能なソーティングビンの中に加圧されたガス支持クッションを発生させるように動作可能な複数のガス出口を備える、請求項９に記載の装置。
  14. エンクロージャ内で複数の基板を検査およびソートする装置を動作させる方法であって、
    前記エンクロージャのローディングユニット内に基板をロードすること、
    前記エンクロージャの計測ユニット内に前記基板を移送すること、
    前記計測ユニット内で前記基板に対する計測プロセスを実行すること、
    実行された前記計測プロセスの結果に基づいて前記基板をソーティングビンに割り当てること、および
    前記基板をソーティングユニットに移送すること
    を含み、前記移送することが、
    前記ソーティングユニットの少なくとも１つのグリッパで前記基板を保持すること、
    前記少なくとも１つのグリッパによって保持された前記基板を、前記ソーティングユニットの中心軸を軸にして、前記基板に割り当てられた前記ソーティングビンの上方の位置まで回転させること、および
    前記少なくとも１つのグリッパから前記基板を解放して、割り当てられた前記ソーティングビンに入れること
    を含む
    方法。
  15. 割り当てられた前記ソーティングビンに前記基板を移送することが、前記ビンの中へガスを流し入れて前記基板をクッションで支持することをさらに含む、請求項１４に記載の方法。
JP2016566640A 2015-04-29 2016-04-05 高速度回転ソータ Active JP6523336B2 (ja)

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