JP3819993B2 - ウエハ検査装置 - Google Patents

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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
この発明は、半導体装置の製造における半導体ウエハの欠陥検査に用いる検査装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
図5は、従来のウエハ検査装置の構造を、ウエハ異物検査装置について示す模式図である。図において、1は被検査物である半導体ウエハ(以下、ウエハと称する)、2はウエハ1が収納されるウエハカセット、3はウエハカセット2が置かれるカセットステーション、4はウエハ1の搬送機構であるウエハハンドリングロボット、5はウエハ1の向きを合わせるプリアライナー、6はその上にウエハ1を載置して異物検査を行う検査ステージ、7は異物検査を行うための光学系部、8は検査ステージ6を動かすためのステージ駆動機構部、9は装置各部の動作の制御、測定結果の演算等を行うコントロール部である。
【0003】
次に、動作について説明する。
カセットステーション3に置かれたウエハカセット2からウエハハンドリングロボット4によって、所定のスロットのウエハ1が搬出される。搬出されたウエハ1は、プリアライナー5によってノッチあるいはオリフラの位置が検出されて一定の向きに揃えられ、再びウエハハンドリングロボット4によって検査ステージ6に運ばれる。検査ステージ6の上に載置されたウエハ1は、光学系部7によって異物検査が施され、その後、検査が終了したウエハ1はウエハハンドリングロボット4により元のウエハカセット2に戻される。
【0004】
ところで、ウエハ1はウエハカセット2内に通常25枚収納されるが、ウエハ1の異物検査はウエハ1一枚当たりの検査に時間がかかるため、何枚かを選んで検査を行う。また、異物検査は、前工程の各プロセス毎に行われる異物検査等の欠陥検査や測定の履歴データに基づいて行い、異物検査に用いられる個々のウエハ1を追跡した履歴データを得ることにより、有効な検査が行える。
このため、ウエハカセットのスロット位置を指定することにより、所望のウエハ1を選び異物検査を行っていた。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
従来のウエハ異物検査装置は以上のように構成されているため、ウエハカセット2内でウエハ1の位置が何かの原因で変わってしまい、スロット位置の指定と所望のウエハ1との対応が取れなくなると、所望のウエハ1を自動で選び出すことが困難であった。
ウエハ1には、個々のウエハ1を識別するためにウエハ番号が印字されており、上記のようにスロット位置の指定と所望のウエハ1との対応が取れない場合には、前もって作業者がウエハ番号を目視により確認し、ウエハカセット2内の指定のスロットに所望のウエハ1の移し替えを行った後、ウエハ異物検査装置による検査を行っていた。このため、工程が複雑になり所要時間が増大するだけでなく、ウエハ番号の確認作業やウエハ1の移し替え作業の際、ウエハ1が異物付着等により汚染される恐れがあるという問題点があった。
【0006】
また、特開平2−209849号公報に記載の従来の別例によるウエハ検査装置では、ウエハカセット2から検査ステージ6までウエハ1を搬送する範囲内にウエハ番号の自動読み取り機構を設け、ウエハ番号を読み取った後、そのウエハ1を検査することにより、ウエハ番号と検査結果とを対応させることができる。しかしながら、このようなウエハ検査装置でも、ウエハカセット2内の所望のウエハ1のみを選び出して検査することは困難であった。
【0007】
この発明は、上記のような問題点を解消するために成されたものであって、ウエハの汚染等の問題がなく、所望のウエハのみを容易に選び出して欠陥検査が行えるウエハ検査装置を得ることを目的とする。
【0008】
【課題を解決するための手段】
この発明の請求項1に係わるウエハ検査装置は、試料番号を付した半導体ウエハを供給部から検査部に搬送して検査する装置であって、上記半導体ウエハが検査部に至る前に上記試料番号を識別する手段と、この識別情報に基づいて、所望の上記半導体ウエハを選んで上記検査部に搬送する選別手段とを備えたものである。
【0010】
この発明の請求項に係わるウエハ検査装置は、供給部内に半導体ウエハを収納する収納部を有し、予め保持する上記半導体ウエハの収納位置情報に基づいて上記収納部内の所定の位置の半導体ウエハの試料番号を識別した後、当該半導体ウエハが所望のものであれば検査部に搬送し、所望のものでなければ上記所定の位置と近接する位置の半導体ウエハから順次試料番号を識別し、所望の半導体ウエハを選んで上記検査部に搬送するものである。
【0011】
この発明の請求項に係わるウエハ検査装置は、供給部内の全ての半導体ウエハの試料番号を識別した後、所望の上記半導体ウエハを検査部に搬送するものである。
【0014】
この発明の請求項に係わるウエハ検査装置は、供給部内に半導体ウエハを収納する収納部を有し、前記ウエハ識別手段は、ウエハ突き出し手段により、収納部内の半導体ウエハを、一枚ずつその試料番号印字部を上記収納部の開口部から突出させて試料番号を識別するものである。
【0015】
この発明の請求項に係わるウエハ検査装置は、供給部内に半導体ウエハを収納する収納部を有し、上記半導体ウエハの試料番号を識別する手段を可動式の画像読取り装置で構成し、上記半導体ウエハが上記収納部内に収納された状態で上記半導体ウエハの試料番号を識別するものである。
【0016】
【発明の実施の形態】
実施の形態1.
以下、この発明の実施の形態1を図について説明する。図1は、この発明の実施の形態1によるウエハ検査装置の構造を、ウエハ異物検査装置について示す模式図である。図において、10は被検査物である半導体ウエハ(以下、ウエハと称する)で、ウエハ10面内のパターンが形成されていない周辺部に試料番号としてのウエハ番号11(図示せず)が印字されたもの、12はウエハ10を供給する供給部であり、ウエハ10が収納される収納部としてのウエハカセット13、およびウエハカセット13が置かれるカセットステーション14で構成される。15はウエハ10の搬送機構であるウエハハンドリングロボット、16はウエハ10の向きを合わせるプリアライナー、17はウエハ異物検査を行う検査部であり、その上にウエハ10を載置して異物検査を行う検査ステージ18、異物検査を行うための光学系部19、および検査ステージ18を動かすためのステージ駆動機構部20で構成される。21はウエハ10のウエハ番号11の識別部であり、プリアライナー16の上部に設けられ、ウエハ番号11を画像として読み取る画像読み取り機構としてのCCDカメラ22、およびCCDカメラ22で読み取った画像からウエハ番号11の認識を行う認識部23で構成される。24は認識されたウエハ番号11に基づいたウエハ10の選別等、装置各部の動作の制御、測定結果の演算等を行うコントロール部である。
【0017】
次に、上記のように構成されたウエハ異物検査装置における動作について、図2に基づいて以下に説明する。なおここでは、ウエハカセット13内の指定された一枚のウエハ10を選別して異物検査を行うものであり、ウエハカセット13内の収納位置情報を予め有している。
まず、ウエハ10の搬送回数Xの初期値(X=1)を設定する(ステップS1)。
次いで、予め有した収納位置情報によりウエハカセット13内のスロット位置(n番目)を指定し、カセットステーション14に置かれたウエハカセット13からウエハハンドリングロボット15により指定スロットのウエハ10を搬出する(ステップS2)。
次いで、搬出したウエハ10をプリアライナー16に搬送し(ステップS3)、ノッチまたはオリフラの位置を検出した後(ステップS4)、ウエハ番号11がプリアライナー16上のCCDカメラ22での読み取り位置に来るように、ウエハ10を回転させる(ステップS5)。
【0018】
次いで、CCDカメラ22によりウエハ番号11の画像を読み取り、その画像を認識部23によりウエハ番号11として認識することによってウエハ番号11の識別を行い(ステップS6)、認識されたウエハ番号11が、予め指定された所望のウエハ10のウエハ番号11と一致するか、どうか判定する(ステップS7)。
ステップS7による判定でウエハ番号11が一致する場合、プリアライナー16によりウエハ10を回転させて、異物検査のための所定の向きに揃えた後(ステップS8)、再びウエハハンドリングロボット15によりウエハ10を検査ステージ18に搬送する(ステップS9)。検査ステージ18はステージ駆動機構部20で動かされ、検査ステージ18上に載置されたウエハ10に光学系部19により異物の検出等の異物検査を実施する(ステップS10)。
次いで、異物検査の終了したウエハ10をウエハハンドリングロボット15により搬送して、ウエハカセット13内の元の位置に戻し(ステップS11)、検査を終了する(ステップS12)。
【0019】
ステップS7による判定でウエハ番号11が一致しない場合、そのウエハ10をウエハハンドリングロボット15により搬送して、ウエハカセット13内の元の位置に戻す(ステップS13)。
次いで、ウエハ10の搬送回数Xに1を加えてX=X+1にした後(ステップS14)、搬送回数Xが偶数か奇数か判定する(ステップS15)。
ステップS15による判定で搬送回数Xが偶数の場合、初回の搬送時(X=1)に指定したウエハカセット13内のスロット位置を示すnにX/2を加えた数(n+X/2)が、ウエハカセット13内のウエハ10の最大枚数以下か、どうか判定し(ステップS16)、最大枚数以下であれば、ウエハカセット13内のスロット位置に(n+X/2)番目を指定し、ウエハカセット13からウエハハンドリングロボット15により指定スロットのウエハ10を搬出し(ステップS17)、ステップS3に戻る。
【0020】
ステップS16による判定で、(n+X/2)が最大枚数を越える場合、(n+0.5−X/2)が1以上か、どうか再度判定し(ステップS18)、1以上であれば、ステップS14に戻る。
ステップS18による判定で、(n+0.5−X/2)が1未満であれば指定したウエハ10が存在しないため、検査を中止してエラーを表示させる(ステップS19)。
ステップS15による判定で搬送回数Xが奇数の場合、(n+0.5−X/2)が1以上か、どうか判定し(ステップS20)、1以上であれば、ウエハカセット13内のスロット位置に(n+0.5−X/2)番目を指定し、ウエハカセット13からウエハハンドリングロボット15により指定スロットのウエハ10を搬出し(ステップS21)、ステップS3に戻る。
【0021】
ステップS20による判定で、(n+0.5−X/2)が1未満の場合、(n+X/2)がウエハカセット13内のウエハ10の最大枚数以下か、どうか再度判定し(ステップS22)、最大枚数以下であれば、ステップS14に戻る。
ステップS22による判定で、(n+X/2)が最大枚数を越えれば、指定したウエハ10が存在しないためステップS19に戻る。
この様にして、ウエハカセット13内の指定された一枚のウエハ10を選別して異物検査を行う。
【0022】
この実施の形態では、予め有した収納位置情報によりウエハカセット13内のスロット位置(n番目)を指定し、n番目のウエハ10のウエハ番号11を識別して所望のものであれば異物検査を実施し、所望のもので無ければ、n+1番目、n−1番目、n+2番目、n−2番目、…という様に、n番目のウエハ10の近接位置のウエハ10から順次ウエハ番号11の識別を、所望のウエハ10が見つかるまで行い、所望のウエハ10が見つかった時点で、そのウエハ10の異物検査を実施する。
このため、予め有する収納位置情報が正しい場合は、短時間で異物検査が実施でき、ウエハカセット13内でウエハ10の位置が何かの原因で変わってしまい異物検査のための指定ウエハ10とウエハカセット13内の収納位置情報との対応が取れない場合でも、指定ウエハ10である可能性の高い近接位置のウエハ10から順次ウエハ番号11の識別を行うため、指定された所望のウエハ10を短時間で自動で選び出して異物検査をすることができる。この様に、特定のウエハ10のみを効果的に短時間で選別し、確実に異物検査を行うことができる。
【0023】
なお、複数のウエハ10を指定して異物検査を行う場合、従来と同様にスロット位置の指定によりウエハ番号11の識別および異物検査を行い、ウエハ番号11が指定されたものと異なるウエハ10が存在する時のみ、そのウエハ10について一枚づつ上記実施の形態と同様に異物検査のやり直しを行うことができる。
【0024】
実施の形態2.
次に、図1で示したウエハ異物検査装置における動作の別例を、図3に基づいて以下に説明する。なおここでは、ウエハカセット13内の指定された複数枚のウエハ10を選別して異物検査を行うものである。
まず、ウエハ10の搬送回数Xの初期値(X=1)を設定する(ステップS1)。
次いで、カセットステーション14に置かれたウエハカセット13からウエハハンドリングロボット15によりウエハカセット13内のX番目のスロットのウエハ10を搬出する(ステップS2)。
次いで、搬出したウエハ10をプリアライナー16に搬送し(ステップS3)、ノッチまたはオリフラの位置を検出した後(ステップS4)、ウエハ番号11がプリアライナー16上のCCDカメラ22での読み取り位置に来るように、ウエハ10を回転させ(ステップS5)、CCDカメラ22によりウエハ番号11の画像を読み込み、その画像を認識部23によりウエハ番号11として認識することによってウエハ番号11の識別を行う(ステップS6)。
【0025】
次いで、そのウエハ10をウエハハンドリングロボット15により搬送して、ウエハカセット13内の元の位置に戻し(ステップS7)、ウエハ10の搬送回数Xに1を加えてX=X+1にした後(ステップS8)、搬送回数Xがウエハカセット13内のウエハ10の最大枚数以下か、どうか判定し(ステップS9)、最大枚数以下であれば、ステップS2に戻る。
ステップS9による判定で、Xが最大枚数を越える場合、ステップS6で認識されたウエハ番号11の情報から、指定されたウエハ10で未検査のものをウエハカセット13から選び出してウエハハンドリングロボット15により搬出し(ステップS10)、搬出したウエハ10をプリアライナー16に搬送し(ステップS11)、ノッチまたはオリフラの位置を検出した後(ステップS12)、プリアライナー16によりウエハ10を回転させて、異物検査のための所定の向きに揃えた後(ステップS13)、再びウエハハンドリングロボット15によりウエハ10を検査ステージ18に搬送する(ステップS14)。
【0026】
検査ステージ18はステージ駆動機構部20で動かされ、検査ステージ18上に載置されたウエハ10に光学系部19により異物の検出等の異物検査を実施する(ステップS15)。
次いで、異物検査の終了したウエハ10をウエハハンドリングロボット15により搬送して、ウエハカセット13内の元の位置に戻し(ステップS16)、指定された複数枚のウエハ10に全て異物検査を行ったか、どうか判定し(ステップS17)、全て異物検査を行った場合は検査を終了する(ステップS18)。
ステップS17による判定で、指定された複数枚のウエハ10の内、未検査のものがある場合、ステップS10に戻り検査を続行する。
この様にして、ウエハカセット13内の指定された複数枚のウエハ10を選別して異物検査を行う。
【0027】
この実施の形態では、ウエハカセット13内の全てのウエハ10のウエハ番号11を識別した後、認識されたウエハ番号11の情報に基づいて、指定されたウエハ10のみを選び出して異物検査を行うものである。
このため、上記実施の形態1と同様に、ウエハカセット13内でウエハ10の位置が何かの原因で変わった場合でも、指定された所望のウエハ10を自動で選び出して異物検査をすることができる。特に、指定されたウエハ10の枚数が比較的多い場合、効果的に短時間で確実に検査することができる。
【0028】
実施の形態3.
次に、上記実施の形態1と上記実施の形態2とを組み合わせた実施の形態3について、以下に示す。
上記実施の形態2と同様に、ウエハカセット13内の最初のスロット位置のウエハ10から順次搬出して、ウエハ番号11を識別し、その後上記実施の形態1と同様に、ウエハ番号11を識別したウエハ10が指定された所望のウエハ10であれば続いて異物検査を実施し、所望のウエハ10でなければウエハカセット13内の元の位置に戻す。
この場合も、上記実施の形態2と同様の効果を奏することが出来る。
【0029】
実施の形態4.
上記実施の形態1〜3では、ウエハ10をウエハハンドリングロボット15によりウエハカセット13から搬出し、プリアライナー16により所定の向きに揃えた後にCCDカメラ22によりウエハ番号11の画像読み込みをおこなっていた。すなわち、ウエハカセット13から検査ステージ18までウエハ10を搬送する範囲内でウエハ番号11の識別を行っていたが、ウエハカセット13内のウエハ10を搬出すること無く、ウエハ番号11の識別を行う形態について以下に示す。
図4(a)〜図4(c)は、この発明の実施の形態4によるウエハ異物検査装置を部分的に示した断面図である。
【0030】
まず、ウエハカセット13内の全てのウエハ10を、そのウエハ番号11の印字部を同時にウエハカセット13から突出させてウエハ番号11の識別を行うものを、図4(a)に示す。
図4(a)に示すように、カセットステーション14上に置かれるウエハカセット13を、その開口部13aを上にして内部のウエハ10が開口部13aに対して垂直になるようにして置き、ウエハ突き出し機構25によって、全てのウエハ10を傾斜を有して開口部13aから一部突出させる。この時ウエハ10は、カセットステーション14に設けられたローラーおよびストッパー(ともに図示せず)で、予めウエハ番号印字部が最上部に来るように向きを揃えられ、全てのウエハ10のウエハ番号印字部が、CCDカメラ22で読み取れるように傾斜を有して開口部13aから突出される。
またウエハカセット13を90度倒す機能を持つウエハステージ26を設け、全てのウエハ10のウエハ番号11を識別した後、ウエハ10が水平になるようにウエハカセット13を倒し、指定された所望のウエハ10のみを順次搬出して異物検査を行う。
【0031】
この様に構成されたウエハ異物検査装置では、ウエハカセット13内のウエハ10を搬出すること無く、ウエハ番号11の識別を行うことができるため、ウエハ番号11の識別に要する時間を格段と短縮することができ、指定された所望のウエハ10を短時間で自動で選び出して異物検査を行うことができる。
【0032】
なお、ウエハカセット13の開口部13aを横にして、ウエハ10が水平な状態で、ウエハ10をウエハカセット13から突出させて、ウエハ番号11の識別を行うこともでき、その場合、CCDカメラ22はウエハカセット13の上に下向きに設置すればよい。
【0033】
次に、ウエハ突き出し機構25によって、ウエハ10を一枚ずつそのウエハ番号11の印字部をウエハカセット13の開口部13aから突出させて、ウエハ番号11の識別を行うものを、図4(b)に示す。
この場合も、ウエハ10はカセットステーション14に設けられたローラーおよびストッパー(ともに図示せず)で、予めウエハ番号印字部が最上部に来るように向きを揃えられる。
ウエハ10は一枚ずつウエハカセット13の開口部13aから突出されるが、その際、上記実施の形態1と同様に、予め有した収納位置情報によりウエハカセット13内のスロット位置を指定し、そのウエハ10のウエハ番号11を識別して、所望のものであればウエハカセット13から搬出して異物検査を実施し、所望のもので無ければ近接位置のウエハ10から順次ウエハ番号11の識別を行ってもよい。また、ウエハカセット13内の最初のスロット位置のウエハ10から順次突出させてウエハ番号11を識別させても、さらに、ウエハ10を順次突出させて全てのウエハ10のウエハ番号11の識別を行った後、指定された所望のウエハ10のみを順次搬出して異物検査を行ってもよい。
【0034】
この場合も、ウエハカセット13内のウエハ10を搬出すること無く、ウエハ番号11の識別を行うことができるため、ウエハ番号11の識別に要する時間を格段と短縮することができ、指定された所望のウエハ10を短時間で自動で選び出して異物検査をすることができる。
【0035】
次に、カメラ支持部材27によってCCDカメラ22を可動式にして、ウエハ10がウエハカセット13内に確実に収納された状態で、ウエハ番号11の識別を行うものを、図4(c)に示す。
この場合、それぞれのウエハ10のウエハ番号11を読み取れる位置にCCDカメラ22を動かして、ウエハ番号11の識別を行うため、ウエハ番号11の識別に要する時間を格段と短縮することができ、指定された所望のウエハ10を短時間で自動で選び出して異物検査を行うことができる。
【0036】
なお、上記実施の形態1〜4において、ウエハ番号11の識別に用いたCCDカメラ22は、読み取り性能を向上させるために、カメラに照明を設けたものでもよく、また、CCDカメラ22に限るものではなく、別の方式の画像読み取り機構でもよい。さらに、CCDカメラ22の設置場所についても、上記実施の形態に限るものではない。
【0037】
また、上記実施の形態1〜4ではウエハ異物検査装置について説明したが、異物検査に限らず、特定のウエハ10を選び出して検査を行う他のウエハ検査装置についても適用でき、同様の効果が得られる。
【0038】
【発明の効果】
以上のようにこの発明によれば、ウエハ検査装置に、半導体ウエハが検査部に至る前に、その試料番号を識別する手段と、この識別情報に基づいて、所望の上記半導体ウエハを選んで上記検査部に搬送する選別手段とを備えたため、特定の半導体ウエハのみを容易に選び出して確実に検査をすることができる。
【0040】
またこの発明によれば、予め保持する上記半導体ウエハの収納位置情報に基づいて、半導体ウエハを収納する収納部内の所定の位置の半導体ウエハの試料番号を識別し、所望のものであれば検査部に搬送し、所望のものでなければ近接する位置の半導体ウエハから順次試料番号を識別し、所望の半導体ウエハを選んで上記検査部に搬送するため、特定の半導体ウエハのみを効果的に短時間で選び出して、確実に異物検査することができる。
【0041】
またこの発明によれば、供給部内の全ての半導体ウエハの試料番号を識別した後、所望の半導体ウエハを検査部に搬送するため、特定の半導体ウエハのみを容易に選び出して確実に検査をすることができ、特に所望の半導体ウエハの枚数が比較的多い場合、効果的に短時間で検査することができる。
【0044】
またこの発明によれば、収納部内の半導体ウエハを、一枚ずつその試料番号印字部を上記収納部の開口部から突出させ、試料番号を識別するため、試料番号の識別に要する時間を格段と短縮することができ、特定の半導体ウエハのみを短時間で容易に選び出して確実に検査をすることができる。
【0045】
またこの発明によれば、半導体ウエハの試料番号を識別する手段を可動式の画像読み取り装置で構成し、半導体ウエハが収納部内に収納された状態で試料番号を識別するめ、試料番号の識別に要する時間を格段と短縮することができ、特定の半導体ウエハのみを短時間で容易に選び出して確実に検査をすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 この発明の実施の形態1によるウエハ異物検査装置の構造を示す模式図である。
【図2】 この発明の実施の形態1によるウエハ異物検査装置の動作を説明する図である。
【図3】 この発明の実施の形態2によるウエハ異物検査装置の動作を説明する図である。
【図4】 この発明の実施の形態3によるウエハ異物検査装置の部分断面図である。
【図5】 従来のウエハ異物検査装置の構造を示す模式図である。
【符号の説明】
10 半導体ウエハ、11 試料番号としてのウエハ番号、12 供給部、
13 収納部としてのウエハカセット、13a 開口部、17 検査部、
21 識別部、22 画像読み取り機構としてのCCDカメラ、
25 ウエハ突き出し機構。

Claims (5)

  1. 試料番号を付した半導体ウエハを供給部から検査部に搬送して検査するウエハ検査装置において、
    上記半導体ウエハが検査部に至る前に上記試料番号を識別するウエハ識別手段と、
    この識別情報に基づいて、所望の上記半導体ウエハを選んで上記検査部に搬送する選別手段と、
    を備えたことを特徴とするウエハ検査装置。
  2. 供給部内に半導体ウエハを収納する収納部を有し、予め保持する上記半導体ウエハの収納位置情報に基づいて上記収納部内の所定の位置の半導体ウエハの試料番号を識別した後、当該半導体ウエハが所望のものであれば検査部に搬送し、所望のものでなければ上記所定の位置と近接する位置の半導体ウエハから順次試料番号を識別し、所望の半導体ウエハを選んで上記検査部に搬送することを特徴とする請求項1記載のウエハ検査装置。
  3. 供給部内の全ての半導体ウエハの試料番号を識別した後、所望の上記半導体ウエハを検査部に搬送することを特徴とする請求項1記載のウエハ検査装置。
  4. 供給部内に半導体ウエハを収納する収納部を有し、前記ウエハ識別手段は、ウエハ突き出し手段により、収納部内の半導体ウエハを、一枚ずつその試料番号印字部を上記収納部の開口部から突出させて試料番号を識別することを特徴とする請求項記載のウエハ検査装置。
  5. 供給部内に半導体ウエハを収納する収納部を有し、上記半導体ウエハの試料番号を識別するウエハ識別手段を可動式の画像読み取り装置で構成し、上記半導体ウエハが上記収納部内に収納された状態で上記半導体ウエハの試料番号を識別することを特徴とする請求項記載のウエハ検査装置。
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