JPH06101510B2 - 測定方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の目的〕 （産業上の利用分野） この発明は測定方法に関する。

（従来の技術） 近年の半導体製造工程の技術革新により、ICチップの高
集積化および高品質化がすすみ、なおかつ、特定用途向
けのICチップの需要が増してきて、このため多品種少量
生産工程が増加してきている。このようなことによりIC
チップの電気特性の測定を行なう測定装置も対応要求さ
れている。しかし、高品質のICチップの測定において
は、難度の高い測定や測定項目数の増加により、多数の
ICチップが形成された１枚のウエハの測定時間は増加す
るばかりである。このため、従来の測定装置は１台に測
定部および予備アライメント機構を有するウエハ収納部
を夫々備えていたので、ウエハ収納部機構の稼働率は低
下し、これにともない装置の設置床面積が非常に大きい
という問題点があった。この活決手段としては例えば特
開昭60−49642号，特開昭61−168236号，特開昭62−352
12号公報等に、複数の測定部に対して１つの収納部から
被測定体を供給するものが開示されていて、又、アライ
メント時間を短縮するために複数のステージ機構を設け
たものが例えば特開昭57−115843号，特開昭61−220349
号公報等に開示されている。

（発明が解決しようとする課題） しかしながら、上記記載の特開昭61−168236号，特開昭
62−35212号公報では、収納部から予備アライメントス
テージまでの搬送と、この予備アライメントステージか
ら各測定部の各ステージまでの搬送を単一のアーム搬送
手段により実行するので、被測定体の搬送に時間がかか
り、装置自体の稼働効率の低下を招いていた。又、特開
昭60−49642号公報のように、予備アライメント位置か
ら複数の測定部に振り分けて測定を実行する場合、各測
定部の各載置台と予備アライメント位置とは独立してい
るため、各載置台と予備アライメント位置の高さ位置に
おいては、製造段階に起きる誤差等の関係から、ズレが
生じ調整が非常に困難であるという問題点があった。

この発明は上記点に対処してなされたもので、予備アラ
イメント位置から各測定の各載置台までの被測定体の搬
送を容易に確実に行なえるという効果を得る測定方法を
提供するものである。

〔発明の構成〕

（課題を解決するための手段） この発明は、収納容器に収納された被測定体を予備アラ
イメントし、この予備アライメント機構からの被測定体
を少なくとも２系統の測定部の各搬送手段で搬送し測定
する測定方法において、上記予備アライメント機構の高
さ位置を制御して上記各搬送手段で各測定部に被測定体
を搬送し測定することを特徴とする。

（作用効果） 予備アライメント機構の高さ位置を制御して各搬送手段
で各測定部に被測定体を搬送し測定することにより、被
測定体の搬送を容易に確実に行なうことができる。又、
困難な高さ位置合わせの作業をしなくて良いので、作業
時間の短縮が可能となり、稼働時間が向上するという効
果が得られる。

（実施例） 次に、本発明方法を１つの収納部から被測定体を２つの
測定部に夫々搬送するプローブ装置での測定に適用した
一実施例につき図面を参照して説明する。

まずプローブ装置の構成について説明すると、このプロ
ーブ装置は主に、被測定体例えば多数のICチップが形成
された半導体ウエハ（１）を収納し、予備アライメント
機構を有する収納部（２）と、被測定体の電気的特性を
測定する測定部（３）から構成されている。

上記収納部（２）は第３図に示すように、被測定体例え
ば半導体ウエハ（１）を板厚方向に所定の間隔を設けて
例えば25枚積載可能なカセット（４）を設置可能な載置
台（５）が、２系統設けられている。この各載置台
（５）は夫々駆動機構例えばモータ（６）に連結したボ
ールネジ（７）により矢印（８）方向に垂直移動可能と
なっていて、カセット（４）から半導体ウエハ（１）を
搬送及び搬入する場合に、所定の搬出・搬入位置に所望
の半導体ウエハ（１）を設置可能となっている。そし
て、第４図に示すように載置台（５）内のカセット
（４）載置位置下方に、載置台（５）から水平方向にス
ライド自在な授受機構（９）例えば取手（10）を有し載
置台（５）と嵌合により引き出し可能な断面Ｌ字状の引
き出し（11）が設けられている。この引き出し（11）上
に、既に測定済の校正用ウエハやオートセットアップ時
に用いる表面にアルミを蒸着したダミーウエハ等を、保
持可能な保持具（12）が設けられている。この保持具
（12）は、処理するウエハの外形形状に合わせた凹部を
ウエハサイズ毎に段階的に有し、Ｕ字状の切欠きを１辺
に有する方形状の板で着脱自在に支持されている。即
ち、収納部（２）のフロント側に矢印（13）方向にスラ
イドさせる事により、校正用ウエハやダミーウエハを保
持具（12）に保持した状態で収納部（２）外へ取り出し
可能となっている。ここで、上記カセット（４）内に収
納された半導体ウエハ（１）を１枚毎搬出・搬入するた
めの搬送アーム（14）が設けられている。この搬送アー
ム（14）は、搬送ステージ（15）例えばリニアガイドと
ボールネジとモータによる図示しない１軸移動機構に設
けられている。この搬送アーム（14）で搬送されたウエ
ハ（１）を予備アライメントするために、予備アライメ
ントステージ（16）が設けられている。この予備アライ
メントステージ（16）は、載置面に半導体ウエハ（１）
を固定するように図示しない真空吸着機構が設けられて
いる。又、予備アライメントステージ（16）を上下方向
に昇降し、θ回転可能なように駆動機構（17）例えばボ
ールネジとモータを用いた１軸移動機構及びタイミング
ベルトとモータによる回動機構を備えたものが設けられ
ている。又、予備アライメントステージ（16）の近傍に
は、予備アライメント用の発光／受光センサ（図示せ
ず）が設けられている。

上述したように収納部（２）が構成されていて、次に測
定部について説明する。

測定部（３）は第１図・第２図に示すように上記構成の
収納部（２）の左右に夫々接続して設けられていて、収
納部（２）からのウエハ（１）を左右の測定部（30）に
振り分けて測定するように構成されている。この各測定
部（30）には、半導体ウエハ（１）を載置する載置台
（18）が設けられていて、載置面に半導体ウエハ（１）
を固定するように図示しない真空吸着機構が設けられて
いる。又、各載置台（18）は、Ｘ方向とＹ方向とＺ方向
（上下方向）とθ方向（回転方向）に移動可能なよう
に、移動ステージ（19）例えばリニアガイドとボールネ
ジとモータを各個用いた図示しない３軸移動機構及びモ
ータによる図示しない回動機構に設けられている。上記
移動ステージ（19）による載置台（18）の移動範囲内に
は、半導体ウエハ（１）に形成されたパターンを基準に
位置合わせするためのCCDカメラを使用するパターン認
識機構又は、レーザ認識機構や、半導体ウエハ（１）の
高さ変化などの設置状態を認識する容量センサ等を備え
たアライメント部（20）が設けられている。又、載置台
（18）の所定位置の上方向には、半導体ウエハ（１）に
形成されたICチップと図示しないテスタとを接続するた
めのプローブカード（21）が設けられている。このプロ
ーブカード（21）には、ICチップの電極パッド配列に対
応してプローブ針（22）が配設されていて、上記各電極
パッドと各プローブ針（22）を接続することにより電気
的測定が可能とされている。そして、上記各測定部
（３）の各載置台（18）に、収納部（２）の予備アライ
メントステージ（16）から半導体ウエハ（１）を搬送す
るための搬送手段例えば、図示しない回転モータに係合
し載置台（18）の高さ位置に対応して設置された回転ア
ーム（23）が設けられている。この回転アーム（23）
は、先端位置に側面半円状の切欠きが形成されていて、
又、先端で半導体ウエハ（１）を真空吸着するように構
成されている。さらに、この回転アーム（23）は各測定
部（30）において、ロード用とアンロード用の同一形状
のものが上下に所定の間隔を設けて設置されている。こ
こで、上記した測定部（３）での各半導体ウエハ（１）
毎の各ICチップの電気測定結果を表示例えばプリントア
ウトするプリンター（24）が、各測定部（３）の前面側
に設けられている。

上述したような各測定部（３）および収納部（２）から
なるプローブ装置は、図示しない制御部で動作制御およ
び設定制御される。

ここで、上記プローブ装置による被測定体例えば半導体
ウエハ（１）の測定に先立ち、予め、各測定部（３）の
各回転アーム（23）の設置高さと、予備アライメントス
テージ（16）との高さ調整を行ない、記憶しておく。即
ち、各測定部（３）および収納部（２）とを夫々独立筐
体で構成した場合、製造時の誤差等から、各測定部
（３）の各載置台（18）およびこの各載置台（18）の高
さ位置に対応してウエハ（１）を搬送する回転アーム
（23）の設置高さに誤差が生じるため、その誤差を解消
するため、ウエハ（１）受け渡し時の各回転アーム（2
3）と予備アライメントステージ（16）の高さ位置を調
整しておく。例えば予備アライメント済のウエハ（１）
を予備アライメントステージ（16）から回転アーム（2
3）に受け渡しする際は、第５図に示すように回転アー
ム（23）を軸（25）を中心に、矢印（26）方向に回転
し、予備アライメントステージ（16）に載置されたウエ
ハ（１）の下方に設置する。次いでウエハ（１）固定の
真空吸着を解除するとともに、予備アライメントステー
ジ（16）を駆動機構（17）により加工することにより、
回転アーム（23）の先端位置でウエハ（１）を真空吸着
する。このようにしてウエハ（１）を受け渡しを実行す
る時、第６図に示すように、各測定部（３）の各回転ア
ーム（23）の高さ位置が例えば（Ｌ）だけズレているこ
とがある。この場合、例えば左回転アーム（23）により
（Ｌ）だけ低い位置に右回転アーム（23）が設置されて
いる時、受け渡し時の予備アライメントステージ（16）
の下降量を、予め左回転アーム（23）の時より右回転ア
ーム（23）の時の方を（Ｌ）分だけよけいに下降するよ
うに設定して記憶しておく。

次に、上述したプローブ装置による被測定体例えば半導
体ウエハ（１）の測定方法を説明する。

まず、同一品種もしくは異品種のウエハ（１）を例えば
25枚収納したカセット（４）を、各カセット載置台
（５）に搬入し、設置する。又、既に測定結果の判別済
の校正用ウエハを、載置台（５）設けられた授受機構
（９）に設置する。即ち、載置台（５）と嵌合により引
き出し可能な引き出し（11）を取手（10）を引くことに
より矢印（13）方向に引き出し、引き出し（11）上の着
脱自在な保持具（12）を取り外し、この取り外した保持
具（12）の凹部に、校正用ウエハを設置する。この後、
保持具（12）を引き出し（11）上にもどし、引き出し
（11）をスライドさせて所定の位置に設置する。同様に
して、他の載置台（５）の授受機構（９）に、他の校正
用ウエハやオートセットアップ時に使用する表面にアル
ミ等を蒸着したダミーウエハ等を設置しておく。

上記設置した校正用ウエハは、特定枚数毎等予め図示し
ない制御部にプログラムされた時点や、必要時点に指定
した時点や故障回復時などに、各測定部（３）の機能が
正常に働くかどうか認識するために使用する。例えばこ
の実施例の場合、カセット（４）単位で実行する。即
ち、半導体ウエハ（１）を測定する前に校正用ウエハを
各測定部（３）で測定する。この動作はまず、載置台
（５）を矢印（８）方向に昇降して、校正用ウエハが設
置されている授受機構（９）を所定の高さ位置に設置す
る。ここで、搬送ステージ（15）により搬送アーム（1
4）をスライドして、保持具（12）のＵ字状の切欠きに
挿入し、載置台（５）を所定量下降して、搬送アーム
（14）先端で校正用ウエハを真空吸着する。そして、搬
送アーム（14）をスライドして、予備アライメントステ
ージ（16）に載置する。この予備アライメントステージ
（16）で、校正用ウエハを真空吸着した後校正用ウエハ
を回転して、発光／受光センサにより、ウエハのセンサ
ー出しやオリエンテーションフラットを基準に予備アラ
イメントを実行する。次に、例えば左測定部（３）のロ
ード用の回転アーム（23）を回転して、校正用ウエハ下
方に設置し、予備アライメントステージ（16）を下降し
て、回転アーム（23）先端に校正用ウエハを載置する。
そして、回転アーム（23）を回転して校正用ウエハを左
測定部（３）の載置台（18）に載置する。次に、移動ス
テージ（19）により載置台（18）を移動して、アライメ
ント部（20）により、ウエハのスクライブライン等を基
準に正確にアライメントした後に、載置台（18）を所定
位置で上昇し、校正用ウエハに形成されたICチップの電
極パッドにプローブカード（21）の各プローブ針（22）
を接触させて、図示しないテスタによりICチップの電気
特性の検査を実行する。ここで、校正用ウエハは以前に
検査測定済なので、その時の結果と、今回の結果とを比
較して、差があるか判断する。その判断した結果、同一
なら左測定部（３）は正常と認識し、異なった場合は、
対処する。さらに、右測定部（３）についても同様の測
定動作を行なう。右測定部（３）における校正用ウエハ
の測定結果は、上記左測定部（３）における測定結果を
比較して、両者に機差がないか判断する。

上記のように校正用ウエハで左右の測定部（３）が正常
か判断し、 正常の場合、非測定体であるカセット
（４）に収納されている半導体ウエハ（１）を測定し、
異常の場合は、図示しないアラーム機構に表示する。

半導体ウエハ（１）の測定は、まず１枚目のウエハ
（１）を予備アライメント後、予備アパイメントステー
ジ（16）から例えば左測定部（３）の載置台（18）にロ
ード用回転アーム（23）により搬送する。この搬送は、
回転アーム（23）を１枚目ウエハ（１）の下方向に設置
し、予備アライメントステージ（16）を所定量下降し
て、回転アーム（23）の先端で１枚目のウエハ（１）を
真空吸着し、載置台（18）上に回転搬送する。この後、
１枚目のウエハ（１）をアライメント後所定の測定動作
を開始する。又、１枚目のウエハ（１）をロード用回転
アーム（23）で搬送後、２枚目のウエハ（１）を予備ア
ライメントし、１枚目のウエハ（１）を測定する測定部
（３）とは逆側の測定部（３）即ち右測定部（３）の載
置台（18）、その測定部（３）に設けられたロード用回
転アーム（23）で搬送する。この時、上記左測定部
（３）の回転アーム（23）の設置高さと、右測定部
（３）の回転アーム（23）の設置高さが違う場合、予備
アライメントステージ（16）の下降量が予め各回転アー
ム（23）の高さ位置に対応して設置記憶されているの
で、スムーズに搬送動作が行なわれる。そして２枚目の
ウエハ（１）を右測定部（３）で測定する。さらに、上
記２位目のウエハ（１）を搬送後、３枚目のウエハ
（１）を右測定部（３）のロード用の回転アーム（23）
に待機させ、同様に４枚目のウエハ（１）を右測定部
（３）のロード用の回転アーム（23）に待機させる。次
に、１枚目のウエハ（１）の測定の終了にともないアン
ロード用の回転アーム（23）で１枚目のウエハ（１）を
アンロードし、ロード用の回転アーム（23）に待機中の
３枚目のウエハ（１）を搬送し測定を実行する。そし
て、５枚目のウエハ（１）をロード用の回転アーム（2
3）に待機させる。上記のように、カセット（４）内に
収納されている半導体ウエハ（１）を２つの測定部
（３）に振り分けて測定を実行する。

以上説明したようにこの実施例によると、各測定部に設
けられ、各載置台の高さ位置に対応して設けられた各回
転搬送アームの高さ位置が違っていても、予備アライメ
ントステージの高さ位置を夫々の回転アームに対応して
昇降するようにしたことにより、被測定体の搬送を容易
に確実に行なうことが可能となる。又、高さ位置合わせ
等のメンテナンスを必要としないので、作業時間が短縮
し、稼働効率の向上につながる。

この発明は上記実施例に限定されるものではなく、例え
ば各測定部の搬送手段である回転アームを昇降可能と
し、この回転アームで高さ調整をしても上記実施例と同
様の効果が得られる。又、搬送手段も回転アームでなく
ともべくと搬送やロボット搬送など何れでも良い。さら
に、異品種の半導体ウエハを各測定部で測定する場合、
異なった校正用ウエハを夫々の測定部に搬送して判断し
ても良い。さらに又、測定部は、２系統に限定するもの
ではなく、複数なら何れでも良く、収納部における各機
構の稼働が対応できる範囲なら何れでも良く、被測定体
も半導体ウエハでなくとも何れでも良くLCD基板等でも
良い。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明方法の一実施例を説明するための１つの
収納部に２つの測定部が設けられたプローブ装置の構成
図、第２図は第１図の正面説明図、第３図は第１図の収
納部の側面図、第４図は第１図のウエハ授受機構の図、
第５図、第６図は第１図の回転アームでの搬送を説明す
るための図である。 １……半導体ウエハ、２……収納部 ３……測定部、９……授受機構 16……予備アライメントステージ 18……載置台、23……回転アーム

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】収納容器に収納された被測定体を予備アラ
   イメントし、この予備アライメント機構からの被測定体
   を少なくとも２系統の測定部の各搬送手段で搬送し測定
   する測定方法において、上記予備アライメント機構の高
   さ位置を制御して上記各搬送手段で各測定部に被測定体
   を搬送し測定することを特徴とする測定方法。