JP2000156391A - 半導体ウェーハ検査装置 - Google Patents

半導体ウェーハ検査装置

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JP2000156391A
JP2000156391A JP10329782A JP32978298A JP2000156391A JP 2000156391 A JP2000156391 A JP 2000156391A JP 10329782 A JP10329782 A JP 10329782A JP 32978298 A JP32978298 A JP 32978298A JP 2000156391 A JP2000156391 A JP 2000156391A
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JP
Japan
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wafer
support frame
base
inspection
semiconductor wafer
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JP10329782A
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English (en)
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Hajime Tsuru
元 水流
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Original Assignee
Sony Corp
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 真空ピンセット等を用いたハンドリング操作
によることなく、ウェーハの表面および裏面を検査可能
な半導体ウェーハ検査装置を提供する。 【解決手段】 ベース1と、このベース上面に対し垂直
な軸芯V廻りに回転可能な回転ステージ2と、この回転
ステージと一体の支柱3に装着されたウェーハ支持枠4
とからなり、前記ウェーハ支持枠4は、コ字形状であっ
て、コ字状の3辺の各々の上面にウェーハ8の縁部を固
定保持する固定手段5a,5b,5c,6a,6b,6
cを備え、かつ、このウェーハ支持枠は、前記回転ステ
ージに対し前記ベース上面と平行な軸芯H廻りに回転し
て表裏逆転可能とした。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は半導体ウェーハ検査
装置に関する。より詳しくは、半導体製造プロセスにお
いてウェーハ表面の目視検査を行うための半導体ウェー
ハ検査装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】半導体製造プロセスにおけるイオン打込
み工程やリソグラフィ工程および各種薄膜形成工程等に
おいて、製造ライン上であるいは必要に応じ、ウェーハ
表面の傷や塵埃の付着等が検査される。このような検査
を行うために、検査すべきウェーハをセットして、例え
ば光を照射しながら目視でウェーハ表面を観察して塵埃
やパーティクル等の検査を行うウェーハ検査装置が用い
られている。
【0003】半導体装置の信頼性を高め歩留りを向上さ
せるためには、半導体ウェーハの素子が形成された表面
だけでなく裏面側のパーティクルの付着等についても検
査する必要がある。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
半導体ウェーハ検査装置は、ウェーハをセットした状態
では一方の表面のみしか観察できなかった。したがっ
て、ウェーハの裏面を検査するためには、装置にセット
したウェーハを真空ピンセット等により真空吸着しハン
ドリング操作により反転させて装置に再セットしてから
裏面の目視検査を行わなければならなかった。しかしな
がら、このようなハンドリングによる真空ピンセットを
用いたウェーハの反転操作は面倒であり、特にウェーハ
サイズの大型化によりハンドリング操作が困難な場合が
あり、ハンドリング途中で落下して破損するおそれもあ
った。また、ウェーハの加工技術の緻密化や生産性向上
の要求に伴い製造プロセスの自動化が求められている
が、ハンドリング操作ではこのようなプロセスの自動化
の要求に対処できない。
【0005】本発明は、上記従来技術を考慮したもので
あって、真空ピンセット等を用いたハンドリング操作に
よることなく、ウェーハの表面および裏面を検査可能な
半導体ウェーハ検査装置の提供を目的とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】前記目的を達成するた
め、本発明では、ベースと、このベース上面に対し垂直
な軸芯廻りに回転可能な回転ステージと、この回転ステ
ージに装着されたウェーハ支持枠とからなり、前記ウェ
ーハ支持枠は、コ字形状であって、コ字状の3辺の各々
の上面にウェーハの縁部を固定保持する固定手段を備
え、かつ、このウェーハ支持枠は、前記回転ステージに
対し前記ベース上面と平行な軸芯廻りに回転して表裏逆
転可能としたことを特徴とする半導体ウェーハ検査装置
を提供する。この構成によれば、コ字状のウェーハ支持
枠の3辺上にウェーハの縁部が支持されるため、ウェー
ハはその表面および裏面が露出した状態でこのウェーハ
支持枠に固定保持される。このウェーハ支持枠はベース
表面に平行な軸芯廻りに回転してベースに対し表裏面が
反転する。これにより、このウェーハ支持枠に保持され
たウェーハの表裏面も反転し、ウェーハをセットし直す
ことなくウェーハの表面および裏面の目視観察が可能に
なる。
【0007】好ましい構成例では、前記ウェーハの固定
手段は、ウェーハ外縁が当接するウェーハガイドと、真
空吸着手段とからなることを特徴としている。
【0008】この構成によれば、ウェーハガイドにより
ウェーハの位置決めがなされ、ウェーハは位置決めされ
た状態でウェーハ支持枠に真空吸着され、確実に一定の
位置に固定保持される。
【0009】本発明では、さらに、複数枚のウェーハを
収納し、各ウェーハを水平方向にスライドさせて出し入
れするウェーハカセットと、このウェーハカセットに対
しウェーハを受け渡しするために水平にスライド可能で
かつ回転可能なウェーハ吸着アームを備えたウェーハ移
送用ロボットと、このウェーハ移送用ロボットのアーム
により受け渡しされたウェーハを検査する検査部とから
なり、前記検査部は、ベースと、このベース上面に対し
垂直な軸芯廻りに回転可能な回転ステージと、この回転
ステージに装着されたウェーハ支持枠とからなり、前記
ウェーハ支持枠は、コ字形状であって、コ字状の3辺の
各々の上面にウェーハの縁部を固定保持する固定手段を
備え、かつ、このウェーハ支持枠は、前記回転ステージ
に対し前記ベース上面と平行な軸芯廻りに回転して表裏
逆転可能としたことを特徴とする半導体ウェーハ検査装
置を提供する。
【0010】この構成によれば、ウェーハカセットに収
納されたウェーハをウェーハ移送用ロボットによりスラ
イドさせて引出し、これを回転させて検査部のコ字形状
のウェーハ支持枠上にスライドさせて乗せることができ
る。その後、このウェーハを支持枠上に固定保持し、表
面を観察検査した後、これを回転させることにより反転
させ裏面を観察検査することができる。これにより、複
数枚のウェーハを連続して自動的に表裏面の目視検査を
することが可能になる。
【0011】
【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の実
施の形態について説明する。図1(A)(B)(C)
は、それぞれ本発明の実施の形態に係る半導体ウェーハ
検査装置の正面図、側面図および上面図である。
【0012】この半導体ウェーハ検査装置10は、ベー
ス1を有し、このベース1上に回転ステージ2が、ベー
ス表面に垂直な軸芯V廻りに矢印Bのように回転可能に
設けられる。この回転ステージ2は左右一対の支柱3を
一体的に有している。これらの支柱3にウェーハ支持枠
4が装着される。このウェーハ支持枠4は、支柱3に固
定したモータ7により、ベース1の表面に平行な軸芯H
廻りに矢印Aのように回転可能に取付けられる。
【0013】このウェーハ支持枠4は、上面から見てコ
字形状であり、その3辺4a,4b,4c上にウェーハ
8の縁部が搭載支持される。各辺4a,4b,4cには
ウェーハ8の位置決めのためのウェーハガイド5a,5
b,5cが設けられる。各ウェーハガイド5a,5b,
5cに対応して図示しない真空装置に連結された真空吸
着パッド6a,6b,6cが設けられる。
【0014】図2は、このような構成の半導体ウェーハ
検査装置10の使用時の説明図である。(A)に示すよ
うに、ウェーハ8の縁部をウェーハ支持枠4の3辺の真
空吸着パッド6a,6b,6c(図1)上に吸着して固
定保持する。モータ7(図1)の回転により光照射方向
に対しウェーハ8の観察がしやすいようにウェーハ支持
枠4を幾分傾けてもよい。また、回転ステージ2の回転
によりウェーハ8が観察しやすい方向に向けられる。こ
の状態でウェーハ8の一方の表面が目視検査される。次
に、ウェーハ8をウェーハ支持枠4に吸着したまま、
(B)に示すように、ウェーハ支持枠4を軸芯H廻りに
180度回転させて反転させる。ウェーハ支持枠4はコ
字形状であるため、この状態でウェーハ8の裏面が目視
検査可能となる。
【0015】図3は、上記半導体ウェーハ検査装置10
の操作パネル9を示す。各スイッチ操作により、ウェー
ハ支持枠4を正転および逆転方向に回転させるとともに
所望の位置で停止させ、また回転ステージ2を正転およ
び逆転方向に回転させるとともに所望の位置で停止させ
る。また、回転停止させた目視検査位置をメモリに登録
することができる。これにより、次のウェーハをセット
したときには、自動的に最適な目視検査位置に位置する
ようにウェーハ支持枠4および回転ステージ2が回転す
る。また、表面のみの検査および裏面のみの検査、さら
に両面の目視検査を指定でき、各指定ボタンの操作によ
り自動的にウェーハ支持枠4が回転する。
【0016】図4は、ウェーハカセットからウェーハを
取り出して自動的に検査を行う半導体ウェーハ検査シス
テムの平面構成図である。ウェーハカセット11内に複
数枚のウェーハ8が上下方向(図面に垂直方向)に収容
される。各ウェーハ8は対向する左右一対のスロット1
1a,11b内にそれぞれその縁部をスライドさせて収
納される。
【0017】このウェーハカセット11に対向する位置
にウェーハ移送ロボット12が設置される。このロボッ
ト12は、矢印Cのように水平方向にスライド可能なア
ーム13を有する。アーム13の先端部には、図示しな
い真空装置に連通する真空チャック(図示しない)が設
けられ、ウェーハ8を真空吸着してカセット11から出
し入れする。さらに、このアーム13は矢印Dのように
回転可能であり、方向を変えることができる。
【0018】このウェーハ移送ロボット12に隣接し
て、ウェーハカセット11と反対側の位置にウェーハ検
査部14を構成する前述のウェーハ検査装置10が設置
される。このウェーハ検査装置10の構成および作用は
前述図1および図2で説明したとおりである。
【0019】このような構成のウェーハ検査システムに
おいて、まずウェーハ移送ロボット12のアーム13が
引込んだ状態の原点位置から伸びて、ウェーハカセット
11内の各スロット11a,11b間に進入し、ウェー
ハ8を真空吸着する。続いて、このウェーハ8を吸着保
持したアーム13が引込んで原点位置に戻る。
【0020】次に、このロボット12が矢印Dのように
回転してアーム13をウェーハ検査装置10の方向に向
ける。続いて、アーム13が水平に伸びて、ウェーハ8
をウェーハ検査装置10のウェーハ支持枠4上のウェー
ハガイド5a,5b,5cに当接させて配置し、真空吸
着を解除してウェーハ8をウェーハ支持枠4上に乗せ
る。続いてウェーハ支持枠4側の真空吸着パッド6a,
6b,6cによりウェーハ8をこのウェーハ支持枠4上
に吸着保持する。ウェーハ8が支持枠4側に移送されて
セットされたことを確認した後、アーム13が引込んで
ロボット12の原点位置に戻る。続いて、このウェーハ
検査装置10により、前述のように、ウェーハ8の表面
および裏面の検査が行われる。
【0021】検査が終了したら、再びロボット12のア
ーム13がウェーハ検査装置10内に進入してウェーハ
8を吸着してこれを取り出す。この検査終了したウェー
ハ8を再び元のカセット内に戻して(あるいは別のカセ
ットに収納して)1枚目のウェーハの検査を終了し、元
のカセットに収納されている2枚目のウェーハを上記と
同様に取り出して検査を行う。このようにしてウェーハ
の連続検査が繰り返して自動的に行われる。
【0022】
【発明の効果】以上説明したように、本発明では、コ字
状のウェーハ支持枠の3辺上にウェーハの縁部が支持さ
れるため、ウェーハはその表面および裏面が露出した状
態でこのウェーハ支持枠に固定保持される。このウェー
ハ支持枠はベース表面に平行な軸芯廻りに回転してベー
スに対し表裏面が反転する。これにより、このウェーハ
支持枠に保持されたウェーハの表裏面も反転し、ウェー
ハをセットし直すことなくウェーハの表面および裏面の
目視観察が可能になる。
【0023】これにより、半導体製造プロセスにおける
検査工程が効率的に行われ、製造ライン上での自動化が
可能になり生産性を高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の実施の形態に係る半導体ウェーハ検
査装置の構成図。
【図2】 図1の検査装置の使用状態の説明図。
【図3】 図1の検査装置の操作スイッチの説明図。
【図4】 図1の検査装置を用いた半導体ウェーハ検査
システムの構成図。
【符号の説明】
1:ベース、2:回転ステージ、3:支柱、4:ウェー
ハ支持枠、5a,5b,5c:ウェーハガイド、6a,
6b,6c:真空吸着パッド、7:モータ、8:ウェー
ハ、9:操作パネル、10:半導体ウェーハ検査装置、
11:ウェーハカセット、12:ウェーハ移送ロボッ
ト、13:アーム、14:検査部。

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】ベースと、 このベース上面に対し垂直な軸芯廻りに回転可能な回転
    ステージと、 この回転ステージに装着されたウェーハ支持枠とからな
    り、 前記ウェーハ支持枠は、コ字形状であって、コ字状の3
    辺の各々の上面にウェーハの縁部を固定保持する固定手
    段を備え、かつこのウェーハ支持枠は、前記回転ステー
    ジに対し前記ベース上面と平行な軸芯廻りに回転して表
    裏逆転可能としたことを特徴とする半導体ウェーハ検査
    装置。
  2. 【請求項2】前記ウェーハの固定手段は、ウェーハ外縁
    が当接するウェーハガイドと、真空吸着手段とからなる
    ことを特徴とする請求項1に記載の半導体ウェーハ検査
    装置。
  3. 【請求項3】複数枚のウェーハを収納し、各ウェーハを
    水平方向にスライドさせて出し入れするウェーハカセッ
    トと、 このウェーハカセットに対しウェーハを受け渡しするた
    めに水平にスライド可能でかつ回転可能なウェーハ吸着
    アームを備えたウェーハ移送用ロボットと、 このウェーハ移送用ロボットのアームにより受け渡しさ
    れたウェーハを検査する検査部とからなり、 前記検査部は、ベースと、 このベース上面に対し垂直な軸芯廻りに回転可能な回転
    ステージと、 この回転ステージに装着されたウェーハ支持枠とからな
    り、 前記ウェーハ支持枠は、コ字形状であって、コ字状の3
    辺の各々の上面にウェーハの縁部を固定保持する固定手
    段を備え、かつこのウェーハ支持枠は、前記回転ステー
    ジに対し前記ベース上面と平行な軸芯廻りに回転して表
    裏逆転可能としたことを特徴とする半導体ウェーハ検査
    装置。
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