DE19537734C2 - Vorrichtung zur Aufnahme, Halterung und Positionierung eines Wafers zum Zwecke einer elektronischen Qualitätsprüfung - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Auf­ nahme, Halterung und Positionierung eines Wafers zum Zwecke einer elektronischen Qualitätsprüfung des eine Vielzahl von integrierten Schaltkreisen enthaltenden Wafers mittels einer Prüfeinrichtung, mit einer Steuerungseinrichtung, einer La­ deeinrichtung zur Aufnahme von mehreren, insbesondere des aktuell zu prüfenden Wafers, und einem in drei Dimensionen verstellbaren Justiertisch zur Einstellung der Prüfposition des Wafers, die von einer Überwachungseinrichtung kontrol­ lierbar ist.

Eine derartige Vorrichtung ist, durch den Prospekt "Wafer Probing Machine, A-PM-90A" der Firma Tokyo Seimitsu Co., Ltd., Tokyo (Japan), aus dem Jahre 1992 bekannt.

Bei der Herstellung von integrieren Schaltkreisen (IC's) werden Silizium-Einkristalle von extrem großem Durchmesser gezogen. Diesen Einkristall schneidet man in hauchdünne Scheiben von 4 Zoll bis 8 Zoll Größe und poliert sie anschließend. Die fertigen Scheiben werden Water genannt und sind meist so glatt, daß ihre Oberfläche nur Unebenheiten von weniger als 1 nm aufweist. Anschließend werden einzelne Bereiche des Wa­ fers, Rechtecke von wenigen Millimetern Größe, zu integrier­ ten Schaltkreisen bzw. elektronischen Bauelementen ausgebil­ det. Dazu sind mehrere Verfahrensschritte notwendig, die beispielsweise die Reinigung der Halbleiteroberfläche, die Aufbringung eines photoresistenten Polymerfilms, die Einprä­ gung des IC-Musters mit ultraviolettem Licht oder Elektronen­ strahlen, die Entfernung unerwünschter Bereiche durch eine Ätzung und die Dotierung genau festgelegter Zonen der hoch­ reinen Siliziumoberfläche umfassen. In einem letzten Verfah­ rensschritt beschichtet man den präparierten Wafer mit einer Reihe verschiedener Metalle und Legierungen, die die einzel­ nen Leiterbahnen bilden.

Wenn sämtliche Verfahrensschritte abgeschlossen sind und ei­ ne Prüfung der einzelnen integrierten Schaltkreise mit Hilfe der Vorrichtung zur Aufnahme, Halterung und Positionierung des Wafers und der daran anschließbaren Prüfeinrichtung durchgeführt wurde, wird der Wafer in einzelne Chips ge­ schnitten, von denen jeder bis zu mehreren Millionen Transi­ storen (für Speicheranwendungen) enthalten kann. Die Chips befestigt man anschließend auf keramischen Trägern. Häufig wird auch das fertig montierte Siliziumplättchen samt Gehäu­ se und Anschlüssen als Chip bezeichnet.

Die Miniaturisierung elektronischer Bauelemente ist in den Jahren ab 1960 mit bemerkenswerter Geschwindigkeit vorange­ schritten. Mit zunehmender Verkleinerung der Transistoren nahm die Anzahl der auf einem Chip untergebrachten Bauele­ mente zu. Zukünftige ultrahochintegrierte (UHSI) Schaltkrei­ se weisen eine Baugröße der einzelnen Bauelemente von 10 nm bis zu 0,1 µm auf.

Durch die Miniaturisierung der integrierten Schaltkreise werden auch die Anforderungen an die Vorrichtung zur Aufnah­ me, Halterung und Positionierung des Wafers bestimmt. Die Vorrichtung ermöglicht es, Wafer vollautomatisch aus Kasset­ ten zu laden und auf dem Justiertisch exakt zu positionie­ ren. Anschließend werden die einzelnen integrierten Schalt­ kreise des Wafers mit einer sogenannten Nadelkarte, die Teil der Prüfeinrichtung ist, kontaktiert. Auf diese Weise ist es möglich, die einzelnen integrierten Schaltkreise nacheinan­ der oder nach vorgegebenen Sequenzen mit der Nadelkarte zu verbinden und auf ihre Funktionsfähigkeit zu prüfen. Die Detailproblematik der exakten Positionierung der Nadeln auf dem zugeordneten Schaltkreis ist beispielsweise in dem Artikel "New Automated Prober Support for High Pincount Test Heads" von T. Roland Frederiksen und David Grano in den Proceedings zur 1988 International Test Conference, Seiten 615 bis 620, beschrieben.

Im Zusammenhang mit den immer kleineren Dimensionen der heu­ tigen Bauelemente wird beispielsweise die isolierende Oxi­ dschicht eines Feldeffekttransistors immer dünner, so daß Elektronen, die das Gate schalten sollen, diese Schicht in einem Tunnelprozeß durchdringen können und das darunterlie­ gende Siliziumsubstrat erreichen. Ein derartiger Transistor ist dann "leck" und weist eine geringere Leistungsfähigkeit auf. Eine andere Komplikation kann entstehen, wenn ein ein­ ziger integrierter Schaltkreis eine so große Anzahl von Bau­ elementen trägt, daß es zur "Elektromigration" kommen kann. Durch die Wanderung der Elektronen in den Leiterbahnen des integrierten Schaltkreises entstehen dabei extrem hohe Stromdichten, die zu Materialschädigungen (Riß- und Lochbil­ dungen) der Leiterbahnen führen können. Die Stromdichten in integrierten Schaltkreisen sind mithin so groß, daß sie tat­ sächlich einen Materialtransport entlang der metallenen Lei­ terbahnen bewirken können. Dieser Prozeß kann schließlich den totalen Zusammenbruch des integrierten Schaltkreises be­ wirken.

Damit diese möglichen Fehler der integrierten Schaltkreise gefunden werden können, müssen die extrem miniaturisierten Leiterbahnen mit Kontakten der Nadelkarte versehen werden können, um die integrierten Schaltkreise, zu testen. Dabei ist eine hohe Genauigkeit (Wiederholbarkeit < 5 µm, Auflö­ sung < 1 µm) und eine Abtastung mit möglichst hoher Ge­ schwindigkeit notwendig. Die Überwachungseinrichtung der Po­ sition des Wafers muß ebenfalls eine hohe Auflösung besit­ zen, die mit einer hohen Geschwindigkeit der Bildverarbei­ tung kombiniert werden muß.

Daher ist die Vorrichtung zur Aufnahme, Halterung und Posi­ tionierung eines Wafers zum Zwecke einer elektronischen Qua­ litätsprüfung stabil und mit einem erschütterungsfreien Ju­ stiertisch ausgebildet, der eine horizontale Auflagefläche für den zu testenden Wafer aufweist. Nachteiligerweise weist die bekannte Vorrichtung einerseits ein hohes Gewicht und andererseits eine große Bauhöhe, insbesondere Tiefe, auf.

Wenn ein auf den bekannten Justiertisch aufgelegter Wafer getestet werden soll, werden die integrierten Schaltkreise von einem Prüfkopf, der beispielsweise die oben beschriebene Nadelkarte trägt, kontaktiert und mit der Prüfeinrichtung verbunden. Da der Prüfkopf der Prüfeinrichtung in vertikaler Richtung auf den Justiertisch hin bewegt werden muß und ebenfalls ein hohes Gewicht aufweist, ist bei der bekannten Prüfeinrichtung ein komplizierter und aufwendiger Manipula­ tor vorgesehen. Der Manipulator ist mit einem Gegengewicht ausgestattet, das ein langsames Absenken des Prüfkopfes er­ möglicht und den Prüfkopf in einer austarierten Prüfstellung hält. Daher ist es schwierig, eine gute Dämpfungsisolation der Vorrichtung zur Aufnahme, Halterung und Positionierung des Wafers und der Prüfeinrichtung durchzuführen. Eine der­ artige Dämpfungsisolation der Vorrichtung ist aber für eine exakte Abtastung der einzelnen integrierten Schaltkreise zwingend notwendig.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zur Aufnahme, Halterung und Positionierung eines Wafers zum Zwecke einer elektronischen Qualitätsprüfung zu entwickeln, die eine geringere Baugröße und ein geringeres Gewicht auf­ weist, und bei der der Wafer einfach und erschütterungsfrei derart gehaltert werden kann, daß die integrierten Schalt­ kreise ohne großen Manipulatoraufwand mit der Prüfeinrich­ tung konnektiert werden können.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Ju­ stiertisch eine im wesentlichen vertikal angeordnete, ver­ fahrbare und verkippbare Anlagefläche aufweist, an der der Wafer in der Prüfposition anliegt und durch eine Halteein­ richtung gehaltert ist, die eine Ansaugvorrichtung zum An­ saugen des Wafers mittels Unterdruck umfaßt, daß der Ju­ stiertisch von der Steuereinrichtung getrennt angeordnet ist, daß am Rand der Anlagefläche verschiebbare und Teile des Wafers umgreifende Klammern zur zusätzlichen Halterung und/oder Sicherung des Wafers vorgesehen sind und daß die Steuerungseinrichtung eine separate Bedienungseinrichtung aufweist.

Da die Anlagefläche vertikal angeordnet ist, kann eine ver­ fahrbare Prüfeinrichtung mit einem seitlich in Höhe des Ju­ stiertisches angebrachten Prüfkopf an, die Vorrichtung zur Aufnahme, Halterung und Positionierung des Wafers herange­ fahren werden, so daß der Prüfkopf die integrierten Schalt­ kreise kontaktieren kann. Dabei stehen sowohl die Vorrich­ tung als auch die Prüfeinrichtung gedämpft auf einer Ab­ stellfläche auf. Dies hat den Vorteil, daß der schwere Prüf­ kopf nicht mehr auf dem Justiertisch aufliegen muß. Dicke und Gewicht des Justiertisches können vorteilhafterweise ge­ ringer ausgebildet werden, da dieser nicht mehr das Gewicht des gesamten Prüfkopfes, der bis zu 500 kg wiegen kann, auf­ nehmen muß. Die Vorrichtung und die Prüfeinrichtung können einzeln und voneinander unabhängig gegenüber Trittschall oder anderen Schwingungsanregungen isoliert werden.

Da der Prüfkopf durch die vertikal ausgerichtete Anlageflä­ che der Vorrichtung zur Aufnahme, Halterung und Positionie­ rung nicht mehr auf dem Justiertisch aufliegen muß, wird die Handhabung der Prüfung der integrierten Schaltkreise, die unter Reinstraumbedingungen durchgeführt werden müssen, deutlich erleichtert, indem der komplizierte und aufwendige Manipulator nicht mehr notwendig ist.

Sowohl die Vorrichtung zur Aufnahme, Halterung und Positio­ nierung als auch die Prüfeinrichtung weisen eine geringere Baugröße auf, so daß sich der Platzbedarf gegenüber der be­ kannten Vorrichtung und Prüfeinrichtung auf bis zu ein Viertel des ursprünglichen Platzbedarfes reduziert.

Da keine schweren Vorrichtungsteile bewegt werden müssen, können die Vorrichtung und die Prüfeinrichtung kleiner und mit einem geringeren Gewicht, ausgebildet werden, so daß auch kleinere Gebläseeinrichtungen oder Lüftungseinrichtun­ gen in den Geräten eingebaut werden können. Dies wirkt sich ebenfalls vorteilhaft für Reinstraumbedingungen aus.

Aufgrund des geringeren Gesamtvolumens der Vorrichtung und der Prüfeinrichtung reduziert sich der Energiebedarf sowohl innerhalb der Apparatur selbst als auch für die Klimatisierungs- und Konditionierungseinrichtungen des Reinstraumes, in welchem die Apparatur betrieben wird. Damit wird insbesondere auch eines der Hauptprobleme bei der Konditionierung des Reinstraumes, nämlich unkontrollierte Wärmeabstrahlung und nicht kontrollierbare Luftzirkulation, wesentlich entschärft.

An dem Rand der Anlagefläche können sich vorzugsweise drei im Winkel von 120° angeordnete flache schmale Klammern be­ finden, die von einer Feder nach oben gedrückt werden und sich schräg über den Wafer schieben, wenn der Wafer zusätz­ lich gehaltert oder gesichert werden muß. Dies kann z. B. dann der Fall sein, wenn die Halterung des Wafers durch die Halteeinrichtung nicht ausreichend möglich ist.

Durch den Unterdruck kann der Wafer an der Anlagefläche be­ sonders einfach und gleichmäßig gehalten werden. Wenn der Unterdruck nachläßt, werden die Klammern am Rand der Anlage­ fläche über Teile des Wafers geschoben. Die Steuerung der Klammern kann beispielsweise mit einem Sensor für den Unter­ druck verbunden sein, so daß die Klammern bei nachlassendem Unterdruck automatisch ein Herabfallen des Wafers verhin­ dern. Die Sicherung der Klammern setzt beispielsweise auch bei Stromausfall ein.

Der Justiertisch ist von der Steuereinrichtung völlig ent­ koppelt und nur über wenige Steuerleitungen mit der Steuer­ einrichtung verbunden. Die Steuereinrichtung bildet eine ei­ genständige separate Einheit, die ggfs. relativ weit vom Ju­ stiertisch angeordnet werden kann. Die in der Steuereinheit untergebrachte Gebläseeinrichtung zur Kühlung der elektroni­ schen Bauteile der Steuereinrichtung ist weit entfernt von dem zu testenden Wafer angeordnet und kann die Testergebnis­ se nicht negativ beeinflussen. Es finden keine Luftbewegun­ gen durch die Gebläseeinrichtung im Reinstraumbereich statt, und die thermische Emission durch die Steuereinrichtung kann ebenfalls verringert werden.

Mehrere Vorrichtungen zur Aufnahme, Halterung und Positio­ nierung eines Wafers können durch die separate Bedienungs­ einrichtung gesteuert werden. Beispielsweise kann ein Compu­ ter oder eine Workstation der Bedienungseinrichtung vorgese­ hen sein. Diese kann ggfs. außerhalb des Reinstraumes ste­ hen, so daß eine vollautomatische Steuerung der Vorgänge in­ nerhalb des Reinstraumes möglich wird.

Demgegenüber beschreibt die EP 0 189 279 A2 ein Plasma Et­ ching System, das im wesentlichen zur Bearbeitung der Schei­ ben während der Herstellung der Schaltkreise auf Wafern ein­ gesetzt wird, und welches nicht für eine elektrische Prüfung der Wafer geeignet ist. Dieses Plasma Etching System wird in einer völlig anderen Umgebung und für ganz andere Prozeßsch­ ritte eingesetzt und hat auch ganz andere Aufgabenstellungen zu lösen als die erfindungsgemäße Vorrichtung, bei der es sich um eine Vorrichtung zur elektronischen Qualitätsprüfung eines Wafers (Waferprober) handelt. Auch die Art der Verar­ beitung ist eine völlig andere, da bei einem Waferprober im­ mer nur ein Wafer zur elektronischen Qualitätsprüfung gela­ den wird, während in der bekannten Plasma Etching Einrich­ tung nach der EP 0 189 279 A2 gleichzeitig eine Vielzahl von Wafern geladen ist. Bei der bekannten Einrichtung sind die Wafer im Gegensatz zur elektronischen Qualitätsprüfung wäh­ rend der Bearbeitung keinerlei Drücken oder Kontakten ausge­ setzt. Insbesondere entfällt eine Kontaktierung mit einer Nadelkarte.

Während der Bearbeitung werden die Wafer in dem Plasma Et­ ching System nach der EP 0 189 279 A2 durch eine mechanische Haltevorrichtung gehalten, die die Oberflächen der Wafer zu­ mindest teilweise überdeckt. Eine Messung der Wafer mittels einer Nadelkarte ist daher wegen der Halteklammern bei dem bekannten Plasma Etching System gar nicht möglich. Bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung hingegen ist der Wafer in der Prüfposition durch eine Halteeinrichtung gehaltert, die eine Ansaugeinrichtung zum Ansaugen des Wafers mittels Unterdruck umfaßt. Die am Rande der Anlagefläche verschiebbaren und Teile des Wafers umgreifenden Klammern sind lediglich zur zusätzlichen Halterung und/oder Sicherung des Wafers zur Vermeidung eines Herabfallens während eines Vakuumausfalls ausgefahren und beim eigentlichen Prüfvorgang entweder ganz oder zumindest in eine solche Position eingefahren, daß die Oberfläche des Wafers völlig frei zugänglich ist, weil ja sonst eine Kontaktierung mit der Nadelkarte gar nicht mög­ lich wäre, die eine unabdingbare Voraussetzung für die Durchführung der Qualitätsprüfung darstellt.

Ein weiterer Unterschied zwischen der erfindungsgemäßen Vor­ richtung und dem Plasma Etching System nach der EP 0 189 279 A2 besteht darin, daß die bekannte Vorrichtung nur zum Laden und Entladen der Scheibe vor bzw. nach der Be­ arbeitung konstruiert ist, insbesondere bezüglich der ver­ fahrbaren und verkippbaren Anlagefläche. Während der Bear­ beitung durch den Plasma Etcher sind die Wafer jedoch nicht verfahrbar, insbesondere nicht in einzelnen Chipschritten, wie dies für eine gattungsgemäße Prüfvorrichtung zur elek­ tronischen Qualitätsprüfung eines Wafers erforderlich wäre.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist der Justiertisch kühlbar und/oder beheizbar. Dadurch können die integrierten Schaltkreise bei unter­ schiedlichen Temperaturen belastet und getestet werden. Es kann daher geprüft werden, ob Fehler der integrierten Schaltkreise bei bestimmten Temperaturen auftreten.

Wenn Schrittmotoren mit Servoantrieb zum Verschieben des Ju­ stiertisches vorgesehen sind, ist eine Positionierung des an der Anlagefläche des Justiertisches anliegenden Wafers mit hoher Positioniergenauigkeit von < 5 µm möglich.

Bei einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist ein hy­ draulischer und pneumatischer Antrieb des Justiertisches vorgesehen. Die Positionierung des Justiertisches erfolgt dabei über Kugelumlaufspindeln und Führungen des Positio­ niertisches mittels Prismen oder Trapezführungen. Der hy­ draulische und pneumatische Antrieb hat den Vorteil, daß im Vergleich zu Servomotoren nur eine geringe Wärmeabgabe an die Umgebung erfolgt. Es entstehen keinerlei elektrische oder magnetische Felder in der Nähe des Prüfkopfes der Prü­ feinrichtung. Wenn der Justiertisch zur Bewegung in Z-Rich­ tung einen Druckzylinder aufweist, wird die Krafteinleitung auf den Justiertisch durch den Prüfkopf verbessert und eine Verbiegungsneigung des Justiertisches vermindert.

Bevorzugt ist es auch, daß die in der Ladeeinrichtung aufge­ nommenen Wafer vertikal nebeneinander aufgestellt und von dort über eine Transporteinrichtung an den Justiertisch überführbar sind. Die Wafer stehen vorteilhafterweise auf Randflächen auf, die nicht Bestandteil der integrierten Schaltkreise sind. Daher können die integrierten Schaltkrei­ se durch die aufgestellten Wafer nicht beschädigt werden.

Wenn die Wafer in der Ladeeinrichtung parallel zur Ebene der Anlagefläche des Justiertisches angeordnet sind, müssen die Wafer nicht gedreht werden, um von dem Justiertisch aufge­ nommen zu werden.

Bei einer Weiterbildung der Ladeeinrichtung umfaßt die Lade­ einrichtung rotierbare Kassetten zur Aufnahme von Wafern. Dabei sind mehrere Kassetten vertikal übereinander angeord­ net und bilden einen Turm. Die Rotation der Kassetten, in denen zu untersuchende Wafer aufbewahrt werden, kann bei­ spielsweise nach Art eines "Paternosters" erfolgen.

Weiterhin ist es bevorzugt, daß an der Ladeeinrichtung ver­ schiedene Kennzeichnungscodes, insbesondere automatisch les­ bare Codes, wie z. B. Bar-Codes, Magnetcodes usw., zur Unter­ scheidung der aufbewahrten Wafer angebracht sind. Dies er­ möglicht einen schnellen Zugriff auf einen ausgewählten und zu prüfenden Wafer.

Die Schnelligkeit des Zugriffs auf einen ausgewählten Wafer kann noch dadurch erhöht werden, wenn eine Vorjustierein­ richtung zur räumlichen Ausrichtung des Wafers in der Lade­ einrichtung vor der Übergabe des Wafers an den Justiertisch vorgesehen ist.

Zur Überwachung der räumlichen Ausrichtung des Wafers in der Ladeeinrichtung weist die Justiereinrichtung bei einer Aus­ führungsform ein optisches Erfassungssystem für die Position des Wafers und bei einer anderen Ausführungsform ein kapazi­ tives Erfassungssystem für die Position des Wafers auf.

Die Qualität der Prüfung des Wafers durch die erfindungsge­ mäße Vorrichtung und die Möglichkeit der vollautomatischen Steuerung kann noch weiter dadurch verbessert werden, daß die Überwachungseinrichtung zur Kontrolle der Prüfposition des Wafers an ein Bildverarbeitungssystem mit integrierter Videokamera angeschlossen ist.

Weitere Vorteile ergeben sich aus der Beschreibung der beige­ fügten Zeichnung. Ebenso können die vorstehend genannten und die noch weiter aufgeführten Merkmale erfindungsgemäß je­ weils einzeln oder in beliebigen Kombinationen miteinander verwendet werden. Die erwähnten Ausführungsformen sind nicht, als abschließend zu verstehen, sondern haben vielmehr bei­ spielhaften Charakter.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in den Zeichnungen dargestellt und wird nachfolgend näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine Vorderansicht der erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Aufnahme, Halterung und Positionierung eines Wafers;

Fig. 2 eine Draufsicht der Vorrichtung nach Figur, 1;

Fig. 3 eine Vorderansicht, des Justiertisches der Vorrichtung nach Fig. 1;

Fig. 4 eine an dem Justiertisch angeordnete Klammer zur zusätzlichen Sicherung des Wafers im eingefahrenen Zustand;

Fig. 5 die Klammer nach Fig. 4 im zur Sicherung des Wafers ausgefahrenen Zustand;

Fig. 6 eine Vorderansicht einer Vorrichtung zur Aufnahme, Halterung und Positionierung eines Wafers und eine Prüfeinrichtung des Standes der Technik; und

Fig. 7 eine Draufsicht auf die Vorrichtung und Prüf­ einrichtung des Standes der Technik nach Fig. 6.

Die einzelnen Figuren in der Zeichnung zeigen den erfin­ dungsgemäßen Gegenstand teilweise stark schematisiert und sind nicht maßstäblich zu verstehen.

Fig. 6 zeigt eine Vorrichtung 10 zur Aufnahme, Halterung und Positionierung eines Wafers, der auf eine horizontal ausge­ richtete Auflagefläche eines Justiertisches 11 aufgelegt werden kann. Die Lage des Justiertisches 11 ist einer Vor­ deransicht normalerweise nicht zu entnehmen, da er leicht versenkt in der Vorrichtung 10 angeordnet ist. Die Lage des Justiertisches 11 wurde deshalb lediglich angedeutet. Die Vorrichtung 10 umfaßt weiterhin Netzteile für eine Steuer­ elektronik, Prozessoren und eine Steuereinrichtung. Über ei­ ne Ladestation 13 können Wafer aus einer Kassette 14, die seitlich zu dem Justiertisch 11 angeordnet ist, geladen wer­ den. Die Position eines Wafers auf der Auflagefläche des Ju­ stiertisches 11 ist über eine Überwachungseinrichtung 15 kontrollierbar. Integrierte Schaltkreise des auf dem Ju­ stiertisch 11 liegenden Wafers können über einen Prüfkopf 16 einer Prüfeinrichtung auf Fehler und Störungen untersucht werden. Zur Bewegung des Prüfkopfes 16 ist ein Manipulator 17 vorgesehen, an dem ein Manipulatorarm 18 schwenkbar und in vertikaler Richtung verfahrbar angeordnet ist. Der Mani­ pulatorarm 18 trägt einenends den Prüfkopf 16 und ist ande­ renends mit einem Gegengewicht 19 verbunden. Das Gegenge­ wicht 19 dient zur Austarierung des Manipulatorarms 18, da der Prüfkopf 16 ein großes Gewicht aufweist.

Fig. 7 zeigt eine Draufsicht auf die Vorrichtung 10 und die Prüfeinrichtung nach Fig. 6. Die Vorrichtung 10 zur Aufnah­ me, Halterung und Positionierung umfaßt einen Justiertisch 11, auf dessen Auflagefläche 20 ein Wafer positioniert auf­ liegen kann. Über eine Halteeinrichtung 21 kann ein Wafer mittels Unterdruck angesaugt und gehaltert werden.

Darüber ist der in der Figur transparent dargestellte Prüf­ kopf 16 der Prüfeinrichtung angeordnet. Der Prüfkopf 16 ist mit Manipulatorarmen 18 verbunden, die an einem Manipulator 17 schwenkbar und verfahrbar befestigt sind. Zum Ausgleich des schweren Prüfkopfes 16 ist das Ausgleichsgewicht 19 vor­ gesehen. Um einen aufgelegten Wafer zu testen und auf Fehler zu untersuchen, wird der Prüfkopf 16 abgesenkt, bis der Prüfkopf 16 auf der Vorrichtung 10 aufliegt.

Aus den Kassetten 14 können über die Ladestation 13 Wafer geladen und zum Justiertisch 11 transportiert werden, um sie zu testen.

Sämtliche Vorgänge der Vorrichtung 10 sind über die Überwa­ chungseinrichtung 15 kontrollierbar. Über eine Anzeigevor­ richtung 22, eine Tastatur 23 und einen Schalter 24 können die einzelnen Vorgänge der Vorrichtung 10 gesteuert und ab­ gerufen werden. Eine Steuereinrichtung 25 ermöglicht eine Verfahrbarkeit und Verkippung der Auflagefläche 20 des Ju­ stiertisches 11.

Fig. 1 zeigt eine Vorrichtung 30 zur Aufnahme, Halterung und Positionierung eines Wafers. Die Vorrichtung 30 weist eine vertikal angeordnete Anlagefläche 31 eines Justiertisches 32 auf, an der ein aus den Kassetten 33 mit Hilfe einer Lade­ einrichtung 34 geladener Wafer anliegen und durch einen von einer Halteeinrichtung 35 erzeugten Unterdruck angesaugt und gehaltert werden kann. Die Kassetten 33 sind übereinander turmartig angeordnet und nach Art eines "Paternosters" ro­ tierbar. Eine Steuereinrichtung 36 dient zur Positionierung, d. h. zum Verschieben und Verkippen des Justiertisches 32. Die Vorrichtung 30 steht auf Dämpfungselementen 37 und ist über Füsse 38, an denen Rollen 39 befestigt sind, auf einer Abstellfläche 40 verfahrbar. Die Abstellfläche 40 eines Reinstraumes könnte ebenfalls dämpfungsisolierend ausgebil­ det sein. In einer Ebene unterhalb der Abstellfläche 40 sind Steuereinrichtungen 41 getrennt von der Vorrichtung 30 ange­ ordnet und mit dieser über Steuerleitungen 42 verbunden. In dieser Ebene können auch weitere Steuerelemente oder bei­ spielsweise Hydraulikpumpen untergebracht sein. Es wäre auch denkbar, die Steuereinrichtungen 41 oder andere notwendige mit der Vorrichtung 10 verbundene Geräte in einem Nachbar­ raum unterzubringen.

Vor dem Justiertisch 32 ist ein Prüfkopf 43 transparent und lediglich angedeutet eingezeichnet.

Fig. 2 zeigt eine Draufsicht der Vorrichtung 30, an der seitlich die Ladeeinrichtung 34 zur Aufnahme und Ladung ei­ nes Wafers aus der Kassette 33 angeordnet ist. Der Justier­ tisch 32 der Vorrichtung 30 ist in einer Draufsicht nicht sichtbar, wurde aber zum besseren Verständnis der Vorrich­ tung 30 angedeutet eingezeichnet. Der Justiertisch 32 weist eine senkrechte Anlagefläche 31 auf, vor der der Prüfkopf 43 angeordnet ist. Die Vorrichtung 30 umfaßt eine Bedienungs­ einrichtung 44, die von der Vorrichtung 30 getrennt angeord­ net ist, um die Prüfung der integrierten Schaltkreise eines Wafers nicht zu stören oder zu beeinträchtigen.

Fig. 3 zeigt eine vergrößerte Darstellung des Justiertisches 32 und der Anlagefläche 31, an der ein Wafer 45 anliegt. Die Halterung des Wafers 45 erfolgt über die hinter dem Wafer 45 angebrachte Halteeinrichtung 35, die in der Fig. 2 gezeigt ist, so daß der Wafer 45 mittels Unterdruck an die Anlage­ fläche 31 angesaugt wird. Klammern 46 sind am Rand der Anla­ gefläche 31 verschieblich angeordnet und können im Bedarfs­ fall ausgefahren werden, um den Wafer 45 vor dem Herabfallen zu sichern.

Fig. 4 zeigt die Klammer 46, die im eingefahrenen Zustand über die Anlagefläche 31 nicht vorsteht. Wenn der Ansaug­ druck der Halteeinrichtung nachläßt, so daß der Wafer 45 herunterfallen könnte, wird die Klammer 46 ausgefahren und sichert den Wafer 45 vor einem Herabfallen. Über, ein Feder­ element 47 und ein Stoppelement 48 kann die Klammer 46 aus dem in der Fig. 4 gezeigten Zustand herausgefahren werden.

Fig. 5 zeigt die Klammer 46 im herausgefahrenen Zustand, so daß der Wafer 45 nicht herunterfallen kann. Über das Fe­ derelement 47 kann die Klammer 46 aus ihrer in der Fig. 4 gezeigten Position in die in der Fig. 5 gezeigte Position überführt werden. Das Stoppelement 48 begrenzt die Ausfahr­ barkeit der Klammer 46.

Die Klammer 46 wird dann herausgefahren, wenn der Kontakt des Wafers 45 mit der Anlagefläche 31 des Justiertisches 32 beispielsweise bei nachlassendem Ansaugdruck geringer wird.

Claims (12)

1. Vorrichtung (30) zur Aufnahme, Halterung und Positio­ nierung eines Wafers (45) zum Zwecke einer elektroni­ schen Qualitätsprüfung des eine Vielzahl von integrier­ ten Schaltkreisen enthaltenden Wafers (45) mittels ei­ ner Prüfeinrichtung,
mit einer Steuerungseinrichtung (36), einer Ladeein­ richtung (34) zur Aufnahme von mehreren, insbesondere des aktuell zu prüfenden Wafers (45), und einem in drei Dimensionen verstellbaren Justiertisch (32) zur Ein­ stellung der Prüfposition des Wafers (45), die von ei­ ner Überwachungseinrichtung (15) kontrollierbar ist,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Justiertisch (32) eine im wesentlichen vertikal angeordnete, verfahrbare und verkippbare Anlagefläche (31) aufweist, an der der Wafer (45) in der Prüfpositi­ on anliegt und durch eine Halteeinrichtung (35) gehal­ tert ist, die eine Ansaugeinrichtung zum Ansaugen des Wafers (45) mittels Unterdrucks umfaßt,
daß der Justiertisch (32) von der Steuerungseinrichtung (36) getrennt angeordnet ist,
daß am Rand der Anlagefläche (31) verschiebbare und Teile des Wafers (45) umgreifende Klammern (46) zur zu­ sätzlichen Halterung und/oder Sicherung des Wafers (45) vorgesehen sind, und
daß die Steuerungseinrichtung (36) eine separate Bedie­ nungseinrichtung (44) aufweist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Justiertisch (32) kühlbar und/oder beheizbar ist.

3. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß Schrittmotoren mit Servoan­ trieb zum Verschieben des Justiertisches (32) vorgese­ hen sind.

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß ein hydraulischer oder pneumati­ scher Antrieb des Justiertisches (32) vorgesehen ist.

5. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die in der Ladeeinrichtung (34) aufgenommenen Wafer (45) vertikal nebeneinander aufgestellt und von dort über eine Transporteinrichtung an den Justiertisch (32) überführbar sind.

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Wafer (45) in der Ladeeinrichtung (34) parallel zur Ebene der Anlagefläche (31) des Justiertisches (32) angeordnet sind.

7. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Ladeeinrichtung (34) rotierbare Kassetten (33) zur Aufnahme von Wafern (45) umfaßt.

8. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß an der Ladeeinrichtung (34) verschiedene Kennzeichnungscodes, insbesondere automa­ tisch lesbare Codes, wie z. B. Bar-Codes, Magnetcodes usw., zur Unterscheidung der aufbewahrten Wafer (45) angebracht sind.

9. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß eine Vorjustiereinrichtung zur räumlichen Ausrichtung des Wafers (45) in der Lade­ einrichtung (34) vor der Übergabe des Wafers (45) an den Justiertisch (32) vorgesehen ist.

10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorjustiereinrichtung ein optisches Erfassungs­ system für die Position des Wafers (45) aufweist.

11. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorjustiereinrichtung ein kapazitives Erfas­ sungssystem für die Position des Wafers (45) aufweist.

12. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Überwachungseinrichtung an ein Bildverarbeitungssystem angeschlossen ist.