JP2520919B2

JP2520919B2 - プロ―ブ装置

Info

Publication number: JP2520919B2
Application number: JP26238187A
Authority: JP
Inventors: 久小池; 重敏保坂
Original assignee: Tokyo Electron Ltd
Current assignee: Tokyo Electron Ltd
Priority date: 1987-10-17
Filing date: 1987-10-17
Publication date: 1996-07-31
Anticipated expiration: 2011-07-31
Also published as: JPH01105555A

Description

【発明の詳細な説明】［発明の目的］（産業上の利用分野）本発明は、半導体ウエハ，ガラス板，セラミック板，
プリント板等の板状体（以下、ウエハとも称する）の収
納装置に関する。

（従来の技術）従来より、例えば半導体ウエハを収納するキャリア
は、第７図に示すように、対向する側板52,52の内面
に、平行溝51を複数段形成し、この溝に沿ってウエハを
複数枚平行に収納しているものが一般的である。

ここで、この種のキャリアは、キャリアの搬送工程で
はウエハを垂直に立てて搬送できるように、溝51の開口
側を上方に向けて平行溝51を垂直状態で搬送し、一方、
前記キャリアを例えばプローブ装置等に設定して、ウエ
ハの取り出し，その後の搬入を行なう場合には、ウエハ
が水平となるように、第７図に示す状態すなわち平行溝
51を水平状態として使用している。

ここで、この種のキャリアでは、前記平行溝51の溝幅
ｅが、ウエハの厚みよりも大きいので、キャリア搬送時
にはウエハが前後に傾いてウエハの上端が擦れあうとい
う欠点があった。

そこで、近年、前記キャリアの平行溝の終端をクサビ
形状とし、ウエハを垂直に立てて搬送する場合にあって
は、ウエハの自重によってその一端が前記クサビ形状に
嵌まり込み、溝の中心に位置するのでその間隔を保って
搬送することができるものが使用されている。

（発明が解決しようとする問題点）上述した構成のキャリアにあっては、キャリア搬送時
のウエハの衝突等の問題を解決することができるが、こ
のキャリアを例えばプローブ装置等に設置した場合に新
たな問題が生じていた。

すなわち、プローブ装置等に設置される場合、ウエハ
が水平状態となるようにキャリアが設置されるが、ウエ
ハの一端が前記クサビ形状の終端部に嵌まり込んでいる
場合、この溝内ではウエハの終端がクサビの斜面によっ
て持ち上げられ、前下がりの状態となってしまう。

この場合、第８図に示すように、隣接する２枚のウエ
ハの対向間距離の最少寸法で規制される取り出しマージ
ンについて考察すると、同図の実線で示す前下がり時の
マージンｙは、同図の破線で示す正常時の平行状態が維
持された場合のマージンｘに比べて小さくなり、ウエハ
の取り出しが極めて困難になるという問題があった。

そこで、本発明の目的とするところは、上述した従来
の問題点を解決し、平行溝の終端をクサビ形状とするキ
ャリアであっても、ウエハの取り出しおよび搬入を容易
に実行することができるウエハ収納装置を提供すること
にある。

［発明の構成］（問題点を解決するための手段）本発明に係るプローブは、内面に形成した複数段の平
行溝に被検査体を挿脱自在に収納し、かつ、前記平行溝
の奥行き方向の終端をクサビ形状としたキャリアと、前記被検査体の電気的特性を測定する測定部と、前記キャリアと前記測定部との間で前記被検査体を搬送
する搬送部と、前記キャリアより前記被検査体を取り出す時には、前記
被検査体の一端が前記クサビ形状の終端に嵌まり込むこ
とによって前下がりとなる角度を少なくする方向に、前
記キャリアを傾斜駆動し、前記被検査体をキャリアに搬
入する時には、前記平行溝が水平状態に近付く方向に、
前記キャリアを傾斜駆動する傾斜駆動手段と、を有することを特徴とする。

（作用）キャリアに形成した平行溝の終端をクサビ形状とする
と、被検査体である板状体の後端が前記クサビに嵌まり
込んでいる場合にあっては、この板状体の後端は前記平
行溝の底面よりもクサビの斜面に沿って持ち上げられ、
板状体の前端が下がった前下がり状態となる。

本発明では、板状体取り出し時にあっては、この前下
がりとなる角度を少なくするようにキャリアを斜め上方
に傾斜させているので、板状体が水平状態に設定され、
板状体取り出し時のマージンを大きくにすることがで
き、板状体取り出しを確実にかつ簡易に実行することが
できる。

一方、キャリアに板状体を搬入する場合にあっては、
前記の傾斜状態より斜め下方にキャリアを戻し駆動して
平行溝を水平状態に近付くように設定しているので、板
状体を水平状態で機械搬入する場合にほぼ水平に設定さ
れた前記平行溝に沿って支障なく搬入することができ
る。

尚、プローブ装置等のように測定部の稼働時の振動が
この板状体収納装置に伝達されるような場合には、板状
体の取り出し及び搬入以外の待機状態の場合も、板状体
取り出し時と同様にキャリアを傾斜しておくことで、平
行溝が斜め上向きとなるので板状体がキャリアより飛び
出すことを防止することができる。この際、傾斜角度を
板状体取り出し時と同一にすれば、傾斜駆動の回数が低
減し、角度設定制御が簡易化される。

（実施例）以下、本発明を半導体ウエハを検査するためのプロー
ブ装置のウエハを収納する装置に適用した一実施例につ
いて、図面を参照して説明する。

まず、前記プローブ装置の概略について簡単に説明す
ると、第３図に示すように、大別してローダ部１と、測
定部２とから成り、前記ローダ部１ではウエハ収納装置
３よりウエハを取り出し、これを測定部２に搬送し、測
定部２では、スピンチャック４上にウエハを載置固定
し、図示しないプローブカード等でウエハの電気的特性
を検査している。

そして、測定終了後は、測定部２よりローダ部１にウ
エハを受け渡し、前記ウエハ収納装置３にウエハを収納
するようになっている。

前記ローダ部１は、第４図に詳図するように、前記ウ
エハ収納装置３と、他の搬送機構から構成されている。

まず、搬送機構から説明すると、前記ウエハ収納装置
３からウエハ５を取り出し、または搬入する吸着アーム
10と、プリアライメントステージ15と、ローダ部１と測
定部２との間でウエハ５を受け渡しする受け渡しアーム
20から構成されている。

前記吸着アーム10は、前記プリアライメントステージ
15の上昇経路と干渉しないように切欠部10aを有すると
共に、前記ウエハ５を例えば真空吸着可能となってい
て、前記ウエハ収納装置３のキャリア30内に挿脱自在と
なるように、同図の矢印Ａ方向に移動自在となってい
る。

前記プリアライメントステージ15は、同図のＢ方向に
上下動自在であると共に、矢印Ｃ方向に回動自在に構成
されている。

そして、前記吸着アーム10と、プリアライメントステ
ージ15とは、枠体16に固定されて共に一体的に同図の矢
印Ｄ方向に移動自在となっている。また、この吸着アー
ム10と、プリアライメントステージ15とを一体的に移動
する枠体16には、前記キャリア30と対向する位置に発光
素子17が設けられ、前記各キャリア30,30を挾んだ対向
端には受光素子18に配置され、これらでセンサ19を構成
している。尚、このセンサ19の作用については後述す
る。

前記受け渡しアーム20は、ローダ部１から測定部２
へ、および測定部２からローダ部１へのウエハ５の受け
渡しを行なえるように２組設けられている。

次に、前記ウエハ収納装置３について詳述する。

このウエハ収納装置３は、ウエハ５を複数枚平行に配
列支持した２組のキャリア30,30と、このキャリア30,30
を傾斜移動する傾斜駆動機構40,40と、前記キャリア30,
30を同図の矢印Ｅ方向にそれぞれ独立して移動自在な上
下動機構50とから構成されている。

前記キャリア30は、第２図（Ａ），（Ｂ），（Ｃ）に
示すように、平行溝31を複数段に亘って形成し、その溝
31の両端31a,31a及び終端31bはクサビ形状となってい
る。

前記ウエハ５の外径を125mmとした場合、平行溝31,31
の入り口寸法ａは128.5mm、前記クサビ形状の寸法は、
最大開口寸法ｃが3.56mm,最少開口寸法ｄが前記ウエハ
５の厚さよりも僅かに大きい寸法として1.52mmとなって
いる。

次に、前記傾斜駆動機構40について第５図を参照して
説明する。

この傾斜駆動機構40は、前記キャリア30を載置固定す
る載置台41と、この載置台41を揺動自在に支持する支軸
42と、この載置台42を図示矢印Ｆ方向に回動するための
ピストン43と、矢印Ｆ方向の回転止め用のストッパピン
44と、前記載置台41を水平状態に設定するストッパピン
45及び引っ張りコイルスプリング46とから構成されてい
る。尚、同図の右側がキャリア30の前面（ウエハ５の取
り出しおよび搬入側）に相当している。

そして、本実施例の場合、前記ピストン43は、前記ウ
エハ収納装置３にウエハ５を搬入する場合以外の時に駆
動され、すなわちウエハ５の取り出し時及び待機状態の
時には、載置台41を図示矢印Ｆ方向に回動するようにな
っている。

次に、作用について説明する。

まず、前記ウエハ収納装置３よりウエハ５を取り出す
場合について説明する。

この場合、傾斜駆動装置40のピストン43が駆動され、
載置台41を引っ張りコイルスプリング46の付勢力に抗し
て第２図図示矢印Ｆ方向に回動する。

この傾斜角度について説明すると、第１図（Ｂ）に示
すように、ウエハ５がキャリア30内に配置され、かつ、
ウエハ５の一端が前記キャリア30の終端31bのクサビ形
状に嵌まり込んでいる場合には、ウエハ５の一端はクサ
ビ状の斜面に当接して持ち上げられ、開口端側の一端は
平行溝31の平面部に当接するので、前下がりの状態で収
納されていることになる。この水平レベルＬに対する前
下がりの角度θは、前記クサビ形状及びウエハ５の大き
さから予め計算できる。従って、この角度θ（例えば１
度程度）だけキャリア30を逆に持ち上げてやれば、ウエ
ハ５は水平状態に設定することができる。

そこで、本実施例では、前記傾斜駆動機構40によって
前記キャリア30を前下がり角度θだけ持ち上げるように
している。

この結果、第１図（Ｂ）に示すようにウエハ５が前下
がり状態でのマージンｙに比べて、傾斜後の状態である
第１図（Ａ）に示すように、ウエハ５が水平レベルＬに
一致する水平状態の場合の取り出しマージンｘは大きく
なり、ウエハ５の取り出しが極めて容易となる。

実際には、上下動機構50の駆動によって、センサ19の
光路に交差させてキャリア30を送り移動し、この際の明
暗のに対応した信号が受光素子18より出力されるので、
“明”に対応する間隔が取り出し用マージンとなり、前
記信号に基づいて前記吸着アーム10の搬入位置を記憶す
ることができる。

このような、センサ19による取り出し位置検出後に、
ウエハ収納装置３より一枚ずつウエハ５を取り出すこと
になる。尚、この後の動作については従来と同様である
ので省略する。

ところで、ウエハ収納装置30より取り出されたウエハ
５は測定部２に搬送され、ここでＸ−Ｙ駆動等によりウ
エハ５を移動させながら素子の電気的特性検査を実行す
ることになるが、この際Ｘ−Ｙ移動時等にプローブ装置
全体に衝撃がかかり、この衝撃は当然ウエハ収納装置３
にも伝えられる。

そこで、この衝撃によってウエハ収納装置３よりウエ
ハ５が取び出すことを防止するため、ウエハ取り出し時
と同様にキャリア30を前上がりに傾けたままとしてい
る。こうすると、ウエハ５自体は水平状態ではあるが、
平行溝31自体は前上がりとなるので、多少の衝撃が加わ
ってもウエハ５がキャリア30より飛び出すことがなく、
前記衝撃による不具合を解決することができる。

しかも、ウエハ待機時において、ウエハ取り出し時の
傾斜角度と同一の角度に設定することにより、他の角度
に設定する場合に比べて傾斜駆動の回数が低減し、傾斜
角度の設定制御も簡易になるので、傾斜駆動制御が全体
として大幅に簡易化される効果がある。

一方、測定が終了してウエハ５をウエハ収納装置３に
戻す場合には、前記傾斜駆動装置40のピストン43の駆動
を解除し、引っ張りコイルスプリング46の付勢力によっ
て載置台41をストッパピン45に当接するまで回動し、載
置台41すなわちキャリア30を水平状態に設定する。

この結果、前記平行溝31が水平状態に設定されるの
で、ウエハ５をこの平行溝31に沿って支障なく円滑に搬
入することができる。

尚、上述したような傾斜駆動制御は、このプローブ装
置のCPUがウエハ５の取り出し時，搬入時をプログラム
によって管理しているので、このCPUの出力タイミング
に基づき実行すればよい。

尚、本発明は上記実施例に限定されるものではなく、
本発明の要旨の範囲内で種々の変形実施が可能である。

ウエハとして半導体ウエハを例に挙げれば、通常その
大きさにも種類があり、しかもキャリア30にも種々の種
類があり、ウエハ５の前下がり角度はキャリア30の種類
及びウエハ５の種類によって相違している。

ここで、このように多種類のキャリア30を用いる場合
に本発明を適用するには、下記の２つの構成を考えるこ
とができる。

その一つは、キャリア30の種類に応じて予め前述した
ウエハ５の前下がり角度は認識することができるので、
これらのキャリアの種類に応じて記憶しておくものであ
る。

すなわち、予めROM等にキャリアの種類毎の角度情報
を記憶しておき、一方、ウエハ収納装置３にセットされ
るキャリア30の種類を手入力により、あるいはキャリア
30に施された識別コードを検出することによりCPUに入
力し、キャリア30固有の傾斜角度を前記ROM等より読み
出して傾斜駆動機構40を制御すれば良い。

他の一つは、前記センサ19の出力を利用してキャリア
固有の最適傾斜角度を計算によって求めるものである。

すなわち、前記キャリア30を上昇または下降して、前
記センサ19によってこの間のウエハ５の有無を検出す
る。

ウエハ５が完全に水平状態であれば、第６図（Ａ）に
示す出力、すなわちウエハ５の厚さ分だけ“暗”の出力
が得られるが、実際にはウエハ５が前下がり状態である
ので第６図（Ｂ）に示すように、ウエハ５の厚さ以上の
“暗”出力となる。

従って、第６図（Ｂ）の出力に基づき、第６図（Ａ）
のような出力を得られるキャリアの最適傾斜角度情報は
容易に計算によって求めることができる。

この場合、各ウエハ５毎の最適傾斜角度をも求めるこ
とができるが、ウエハ５毎に傾斜角度を設定するのは制
御上煩雑であるので、平均値の傾斜角度を全ウエハ５に
共通に適用すれば良い。

また、本発明は必ずしもプローブ装置に装着されるウ
エハ収納装置にのみ適用されるものではなく、半導体製
造工程でキャリア30にウエハ５を挿脱する他の種々の場
合の装置に適用することができることは言うまでもな
い。さらに、ウエハとしては前述したように薄板状のも
のであれば良く、半導体ウエハに限定されるものでもな
い。

また、前記キャリア30,傾斜駆動機構40等の構成は一
例にすぎず、同等の機能を有する他の構成にて実施でき
ることはいうまでもない。

［発明の効果］以上説明したように、本発明によれば平行溝の終端を
クサビ状としたキャリアを持つプローブ装置において、
被検査体である板状体の一端がクサビに嵌まり込んだ状
態であっても、前下がり状態の板状体を傾斜駆動して水
平状態とし、最大取り出しマージンで板状体を取り出す
ことができ、しかも板状体をキャリアに搬入する場合に
はも平行溝を水平状態に設定し、この平行溝に沿って円
滑に搬入動作を実行することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明装置の実施例を説明するためのウエハ収
納状態の概略説明図、第２図は第１図のキャリアの説明図で、同図（Ａ）は正
面図、同図（Ｂ）は同図（Ａ）の矢視Ｇ方向より見た概
略説明図、同図（Ｃ）は同図（Ｂ）のｂ部拡大図、第３図は第１図の収納装置が適用されるプローブ装置の
概略斜視図、第４図は第３図のプローブ装置のローダ部の概略斜視
図、第５図は第４図の傾斜駆動機構の一例を示す概略説明
図、第６図は第４図のセンサの出力を示す特性図、第７図は従来のキャリアを示す概略斜視図、第８図は第７図に示すキャリアによるウエハの前下がり
時の取り出しマージンの減少を説明する概略説明図であ
る。３……ウエハ収納装置、５……ウエハ、 30……キャリア、31……平行溝、 31a……終端（クサビ形状）、 40……傾斜駆動機構。

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】内面に形成した複数段の平行溝に被検査体
を挿脱自在に収納し、かつ、前記平行溝の奥行き方向の
終端をクサビ形状としたキャリアと、前記被検査体の電気的特性を測定する測定部と、前記キャリアと前記測定部との間で前記被検査体を搬送
する搬送部と、前記キャリアより前記被検査体を取り出す時には、前記
被検査体の一端が前記クサビ形状の終端に嵌まり込むこ
とによって前下がりとなる角度を少なくする方向に、前
記キャリアを傾斜駆動し、前記被検査体をキャリアに搬
入する時には、前記平行溝が水平状態に近付く方向に、
前記キャリアを傾斜駆動する傾斜駆動手段と、を有することを特徴とするプローブ装置。
【請求項２】傾斜駆動手段は、被検査体をキャリア内に
収納した状態で維持する待機時に、被検査体取り出し時
の傾斜角度とほぼ同一角度にキャリアを傾斜させるもの
である特許請求の範囲第１項記載のプローブ装置。
【請求項３】傾斜駆動手段は、被検査体取り出し時の傾
斜角度を、キャリアの種類毎に予め記憶された角度情報
に基づいて設定するものである特許請求の範囲第１項又
は第２項記載のプローブ装置。
【請求項４】傾斜駆動手段は、被検査体の収納段方向に
沿ってスキャンして、この間に亘る被検査体の有無を検
出するセンサを有し、このセンサ出力に基づき最適傾斜
角度を計算して傾斜駆動するものである特許請求の範囲
第１項又は第２項記載のプローブ装置。