JPH0719810B2

JPH0719810B2 - プロ−ブ装置

Info

Publication number: JPH0719810B2
Application number: JP7705587A
Authority: JP
Inventors: 渉唐沢
Original assignee: Tokyo Electron Ltd
Current assignee: Tokyo Electron Ltd
Priority date: 1987-03-30
Filing date: 1987-03-30
Publication date: 1995-03-06
Anticipated expiration: 2010-03-06
Also published as: JPS63244637A

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、半導体ウエハ等を測定部に供給し、測定結果
を基づき不良素子にマーキングする機能を供えたプロー
ブ装置に関する。

（従来の技術）この種のプローブ装置、例えば半導体ウエハのプローブ
装置は、ウエハ上の多数の素子の電気的特性を測定する
測定部と、ウエハが収納されているカセットよりウエハ
を取り出して前記測定部に供給し、測定及びマーキング
が終了したウエハの前記カセット内に戻し搬送するロー
ダ部とから構成されている。

前記測定部は、前記素子と同じ位置，配列の触針を有す
るプローブカードを具備し、このプローブカードにテス
タを接続して各素子の電気的特性を一つずつ順に測定
し、各素子の測定が終了する度にその位置において、不
良素子に対してのみ例えばマーキング用ペンによってマ
ーキングを行うようになっている。

ところが、前記測定部は、200〜300本の多数の触針を有
し、かつ、その中央部に前記マーキング用ペンを配置す
る構成であるから、触針にインクが付着したり、マーキ
ング用ペンの存在によって触針の初期位置調整作業が困
難となる欠点があった。

この欠点を解消するため、前記Ｘ−Ｙテーブル上の移動
領域内で測定位置とは別の位置にマーキング位置を設
け、全素子の測定終了後にウエハをマーキング位置に移
動させ、測定時に記憶した良否の判定結果に基づき不良
素子にマーキングする改良が提案されている（特開昭60
-211956）。

（発明が解決しようとする問題点）上述したプローブ装置によれば、測定位置以外の位置で
マーキングを行っているので、触針にインクが付着する
等の問題は解決できるが、従来よりもスループットが悪
化するという欠点があった。即ち、各素子の測定が終了
する度に不良素子へのマーキングを実行する方法によれ
ば、１枚のウエハ測定時間T1は、 T1＝Ｉ（インデックス時間）＋Ｐ（測定時間）＋Ｍ（マーキング時間） …（１）なる。ここで、インデックス時間とは、全素子の電気的
特性を測定するためにウエハをX,Y方向に移動させる総
時間である。

一方、全素子への測定終了後にウエハをＸ−Ｙテーブル
上でマーキング位置に移動させて、再度マーキングのた
めのX,Y方向の移動を行ってマーキングを実行する方法
によれば、１枚のウエハの測定時間T2は、 T2＝Ｉ＋Ｐ＋Ｍ＋IM（マーキング用のインデックス時間） …（２）となり、IMだけウエハ１枚当たりのスループットが低下
することが分かる。

ウエハ１枚のチップ数を10000とし、歩留まり60％，マ
ーキングの為のインデックス時間300ms/1回とすると、 IM＝10000×（1-0.6）×0.3 ＝1200秒＝20分である。即ち、ウエハ１枚当たりで20分のロスであり、
１カセット当たり,1日当たり，年間当たりでそれぞれ計
算すると相当の時間ロスとなる。

そこで、本発明の目的とすることろは、上述した従来の
問題点を解決し、マーキング位置を測定位置とは別個に
配置して触針へのインク付着等の問題を解決すると共
に、スループットが悪化することのないプローブ装置を
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）本発明は、被測定体を測定する測定部と、前記被測定体
を収納する収納容器と前記測定部との間で被測定体を搬
送するローダ部とを有するプローブ装置において、前記
ローダ部と被測定体の受け渡しが可能な前記測定部以外
の位置に、測定の終了した前記被測定体に対して測定時
に記憶した測定結果に基づきマーキングするマーキング
部を配置した構成としている。

（作用）本発明によれば、マーキング部を測定部とは別個に配置
しているので、測定部に配置される触針にインクが付着
したり、マーカの存在によって触針の初期位置調整作業
が困難となる従来の欠点を解決することができる。

しかも、マーキングを実行するマーキング部は、測定部
以外の位置であって、かつ、測定部にウエハを供給する
搬入経路であるローダ部以外の位置に設けられているの
で、マーキング実行中に次のウエハを測定部に供給する
ことができる。従って、前述した式（２）のマーキング
用のインデント時間IMを吸収することができ、スループ
ットが悪化することがない。

（実施例）以下、本発明を図示の実施例を参照して具体的に説明す
る。

第１図は、本発明に係わるプローブ装置の一実施例を示
す平面図、第２図は、ローダ部の内部構成図、第３図
は、マーキング部の内部構成図である。

このウエハプローバは、例えば一系統の独立筐体で形成
されたローダ部１に対して、複数系統例えば、第１のプ
ローバ部30a及び第２のプローバ部30bと、一系統の独立
筐体で形成されたマーキング部40とから構成されてい
る。そして、前記第1,第２のプローバ部30a,30bは、ロ
ーダ部１の左右側面に位置して配設され、前記マーキン
グ部40はローダ部１の背面に位置して配設され、それぞ
れローダ部１に対して着脱自在となっていると共に、各
筐体の下部にはキャスター２が設けられ、床面上を自由
に移動できるようになっている。

独立筐体である前記ローダ部１の内部構成として、その
前面側にはカセット収納部３が設けられている。この収
納部３にはモータ４によって回動可能な例えば４本のガ
イド軸５が垂直に設置され、２つのカセット載置台６が
２本のガイド軸５にそれぞれ固定されている。そして、
前記ガイド軸５の回動によって載置台６を昇降移動する
ようになっている。また、このカセット載置台６にはカ
セット７が載置され、このカセット７には被測定体であ
るウエハ10が各々適当な間隔を設けて25枚収納されるよ
うなっている。

このカセット７からウエハ10を搬出入するための真空吸
着ピンセット11は、モータ12に連結した水平に配置され
た回転軸13に支持棒14を垂直に設け、回転軸13の回転に
より該軸方向に沿って移動する支持棒14に取り付けられ
ている。そして、このピンセット11の先端部は略コ字状
に形成されて、この部分が吸着部11aとなっている。

前記真空吸着ピンセット11のスライド移動経路途上に
は、ウエハ10を載置可能なプリアライメントステージ15
が設けられ、モータ16の駆動によってＺ方向，θ方向の
移動が可能となっている。

また、プリアライメントステージ15より第1,第２のプロ
ーバ部30a,30bの測定ステージにウエハ10を回転搬送す
る２つの真空吸着アーム17が設けられ、このアーム17は
モータ18の駆動によって水平に360゜回転可能となって
いる。尚、この真空吸着アーム17を上下に一対設け、測
定後のウエハ10の測定ステージからプリアライメントス
テージ15への搬出と、新たなウエハ10のプリアライメン
トステージ15から測定ステージへの搬入とを同時に行う
こともでき、このようにすればスループットの大幅な向
上を図ることができる。

ローダ部１の筐体上部には、支柱19が垂直に立設され、
この支柱19には水平に回転可能なアーム20が懸架されて
いる。そして、このアーム20の先端にはチップを拡大し
て見るためのマイクロスコープ21が設置され、垂直方向
に例えば20mm上下動可能となっている。また、ローダ部
１の動作を制御するためにCPU（図示せず）が内蔵さ
れ、ローダ部１の筐体上部に着脱自在に配置されたキー
ボード22に接続されている。さらに、筐体の底面部には
電源部23が配置され、第1,第２のプローバ部30a,30b及
びマーキング部40に給電可能となっている。

次に、第1,第２のプローバ部30a,30bについて説明す
る。尚、第1,第２のプローバ部30a,30bは共に同一構成
であるので、ここでは第１のプローバ部30aについて説
明する。

第１のプローバ部30aの内部構成として、測定ステージ3
2aは周知の手段によってＸ方向,Y方向,Z方向及びθ方向
の駆動が可能であり、特にＸ方向,Y方向の駆動範囲は、
第１のプローバ部30aの中心点において前後左右で対称
の動作が可能である。

また、測定位置において、測定ステージ32aと対向した
位置には、プローブカード（図示せず）が設定されてい
て、周知の手段でウエハ10の電気的特性の測定を行うよ
うになっている。

尚、第２のプローバ部30bも同様な内部構成となってい
る。

次に、マーキング部40について説明する。

このマーキング部40は、例えば独立筐体で構成され、既
存の機種にオプションとして接続可能となっている。そ
して、このマーキング部40は、前記プリアライメントス
テージ15に対してウエハ10の受け渡しが可能な真空吸着
アーム41と、例えばＸ方向及びθ方向の駆動が可能なマ
ーキングステージ42と、Ｙ方向への移動が可能なマーキ
ング手段としてのインクマーカ43とを有している。この
インクマーカ43は、ソレノイドに電流を流すことによっ
て挿脱される軸芯の移動に基づき、ウエハ10の不良チッ
プ上にインキングするもので、インクマーカに代えてス
クラッチマーカ等の他のマーキング手段を採用すること
もできる。そして、前記測定ステージ32a又は32bで測定
され前記CPU内のメモリに記憶された不良チップの位置
情報に基づき、マーキングステージ42,インクマーカ43
を駆動してインキングを実行するようになっている。

また、前記インクマーカ３がウエハ10上を移動する際
に、ウエハ10上に埃等が付着することを防止するため
に、第３図に示すようにインクマーカ43の移動経路のみ
にスリット44aが穿設された防塵ボード44が、マーキン
グステージ42上に設けられている。

さらに、前記マーキングステージ42と対向する位置に
は、ウエハ10の位置決め用及びウエハ10上に書き込まれ
たID情報の読取り用として、レーザ認識機構又はパター
ン認識機構等を採用したセンサ45が設けられている。

以上のように構成されたプローバ装置の作用について説
明する。

ローダ部1,第1,第２のプローバ部30a,30b及びマーキン
グ部40の各機構は、それぞれCPUに入力されている予め
定められたプログラムに従って動作される。

先ず、カセット収納部３のカセット載置台６に、ウエハ
10が25枚収納してあるカセット７を２カセット搬入設定
する。このカセット７に真空吸着ピンセット11を挿入
し、真空吸着部11aでウエハ10を１枚吸着し、このウエ
ハ10を真空吸着ピンセット11でスライド搬出して、プリ
アライメントステージ15（これは予め第２図のように下
降している）の上方に設定する。

次に、プリアライメントステージ15を駆動し、真空吸着
部11aの中央切り欠き部を介してさらに上方に上昇させ
ることで、ウエハ10がプリアライメントステージ15に載
置されることになる。そして、この位置でLEDセンサー
等の周知の手段によりウエハ10のオリエンテーションフ
ラット10a（第４図参照，以下オリフラと略記する）を
検出してその位置を回転駆動により所定位置に設定す
る。この後、真空吸着アーム41によってマーキング部10
に搬入し、マーキングステージ42上に載置する。

このマーキングステージ42上のウエハ10は、前記センサ
45によってオリフラ10aの近傍に書き込まれたID情報が
読み取られることになる。このID情報とは、プローバ条
件，テスタ条件等を決定するウエハ10の品種情報であ
り、具体的にはX,Y方向のチップの大きさ，オリフラ10a
の測定時の向き，ウエハ10の大きさ，ホットチャック使
用の場合のチャックの温度条件等である。

ID情報が読み取られたウエハ10は、真空吸着アーム41に
よって再度プリアライメントステージ15上に載置され、
ここで前記ID情報に基づくオリフラ10aの向きの設定，
ウエハ10のセンター出し等の精度±１゜位の予備位置決
めを行う。

この予備位置決めが成されたウエハ10は、真空吸着アー
ム17によって第１のプローバ部30aの測定ステージ32aへ
回転搬送され、レーザ認識機構又はパターン認識機構で
正確に本位置決めされ、周知の手段によって各チップの
電極パッドにプローブカードを接触させて電気的特性の
測定を行う。尚、この電気的測定において、不良と判定
されたチップの位置情報を、メモリに書き込んでおく。

この第１のプローバ部30aでの測定期間を利用して、同
様の工程によって２枚目のウエハ10をカセット７より取
り出し、プリアライメントステージ15→マーキング部40
→プリアライメントステージ15→第２のプローバ部30b
と移送し、第２のプローバ部30bでの２枚目のウエハ10
の電気的特性の測定を実行する。

尚、前述したように真空吸着アーム17が上下で一対設け
られている場合には、第２のプローバ部30bへ２枚目の
ウエハ10を移送後、同様にして３枚目のウエハ10をカセ
ット７より取り出し、プリアライメントステージ15→マ
ーキング部40→プリアライメントステージ15と移送し、
先に使用しなかった他方の真空吸着アーム17（待機部の
一例である）上にウエハ10を待機させておく。同様にし
て、第２のプローバ部30bについても、先に使用しなか
った他方の真空吸着アーム17上で、４枚目のウエハ10を
待機させておくこともできる。

第１のプローバ部30aでの測定が終了したら、真空吸着
アーム17によって、測定終了後のウエハ10をプリアライ
メントステージ15に移送する。この際、他方の真空吸着
アーム17上で待機している３枚目のウエハ10を、第１の
プローバ部30aに移送するようにすれば、スループット
は大幅に向上する。

プリアライメントステージ15上のウエハ10は、再度真空
吸着アーム41によってマーキング部40に搬出される。そ
して、マーキングステージ42上に載置されるウエハ10が
測定時の位置と同一となるように、予めプリアライメン
トステージ15上で予備位置決めをしておき、マーキング
ステージ42上で前記センサ45で位置を確認しつつＸ方
向，θ方向の微調整をして位置決めを行う。この後、前
記メモリに記憶された不良チップの位置情報に基づき、
マーキングステージ42,インクマーカ43を駆動してイン
キングを実行する。

ここで、本実施例装置にあっては、マーキングステージ
42はＸ方向及びθ方向のみの移動を可能としているの
で、プローバ部30a,30bに供えられるような高価でかつ
スペースを要するＸ−Ｙステージを採用する必要がな
く、コストの大幅な上昇と設置面積の増大とを最少限に
止どめることができる。また、マーキングステージ42を
一方向のみ往復動可能としているので、インクマーカ43
をこれと交差する方向にスライド移動可能として、ウエ
ハ10全面へのマーカ移動を担保している。このマーカ43
の移動精度は、マーキングステージ42のものより落ちる
が、例えば第４図に示すように、連続して移動する距離
の長いＸ方向への移動を、位置精度の高いマーキングス
テージ42で行い、ステップ的な短い移動で足りるＹ方向
の移動をインクマーカ43によって行えば、所定チップへ
のインキングを確実に実行することができる。

また、本実施例ではインクマーカ43をウエハ10上で移動
させる構成であるので、マーカ移動時に埃などが落下し
てウエハ10に付着してしまう恐れが考えられる。そこ
で、本実施例ではマーキングステージの上方を防塵ボー
ド44で覆い、マーカ43の移動経路に沿ってのみスリット
44aを形成して、ウエハ10への埃等の付着を防止してい
る。

マーキングが終了したウエハ10は、前述した供給搬送時
とは逆の工程に従って、マーキング部40→プリアライメ
ントステージ15→真空吸着ピンセット11→カセット７へ
と移送されて、１枚目の測定動作が完了することにな
る。２枚目以降のウエハ10についても同様の動作を繰り
返し実行し、２つのカセット７内の全ウエハ10について
同様の測定，マーキングを実行すれば良い。

上述した装置によれば、マーキング位置を測定位置とは
別個に配置しているので、測定ステージに配置される触
針にインクが付着しり、マーカ３存在によって触針の初
期位置調整作業が困難となる従来の欠点を解決すること
ができる。しかも、マーキングを実行するマーキング部
40は、測定ステージ以外の位置であって、かつ、測定ス
テージにウエハを供給する搬入経路以外の位置に設けら
れているので、マーキング実行中に次のウエハを測定ス
テージに供給することができる。従って、前述した式
（２）のマーキング用のインデント時間IMを吸収するこ
とができ、スループットが悪化することがない。

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。例
えば、上記実施例では各ユニットを独立筐体として構成
して、各種条件に対応させた測定が可能な汎用制の高い
プローブ装置としたが、各ユニットを一体的に構成して
も良いことはいうまでもない。また、一つのローダ部に
対して複数の測定部を必ずしも要するものでもない。

さらに、前記実施例ではセンサ45をID情報の読取りセン
サとして兼用し、測定ステージへの搬入前にマーキング
部40でID情報を読み取るようにしたが、これに限らずマ
ーキング部40は測定終了後のマーキングのみを実行する
ものであっても良い。この場合、測定部への搬入前にウ
エハをマーキング部に立ち寄らせる必要がないので前述
した待機部は必ずしも必要とされないが、待機部を設け
ればよりスループットの向上を図ることが可能となる。
また、マーキング部40内の駆動機構としては、上記実施
例のようにマーカ43を駆動する方式以外の他の駆動方式
を採用することもできる。

［発明の効果］以上説明したように、本発明によればマーキング位置を
測定位置とは別個に配置して触針へのインク付着等の問
題を解決しながらも、スループットが悪化することのな
いプローブ装置を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明に係わるプローブ装置の一実施例を示
す平面図、第２図はローダ部の内部構成図、第３図はマ
ーキング部の内部構成図、第４図はウエハ上へのマーキ
ング動作の一例を示す概略説明図である。１……ローダ部、10……被測定体、30a,30b……測定
部、40……マーキング部、42……マーキングステージ、
43……マーカ、44……防塵ボード、44a……スリット。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】被測定体を測定する測定部と、前記被測定
体を収納する収納容器と前記測定部との間で被測定体を
搬送するローダ部とを有するプローブ装置において、前
記ローダ部と被測定体の受け渡しが可能な前記測定部以
外の位置に、測定の終了した前記被測定体に対して測定
時に記憶した測定結果に基づきマーキングするマーキン
グ部を配置したことを特徴とするプローブ装置。
【請求項２】マーキング部は、被測定体を一方向に往復
移動するマーキングステージと、前記方向と交差する方
向に往復移動して被測定体にマーキングするマーカと、
被測定体の位置決め用のセンサとを具備した特許請求の
範囲第１項記載のプローバ装置。
【請求項３】マーキングステージ上方には、前記マーカ
の移動経路に沿ってスリットが穿設された防塵ボードが
配置されたものである特許請求の範囲第２項記載のプロ
ーバ装置。
【請求項４】センサは、被測定体に書き込まれたID情報
の読取りセンサを兼用するものであり、測定部に被測定
体を搬入する前に前記ID情報を読取り、このID情報に基
づき前記ローダ部でプリアライメントした後に測定部に
被測定体を搬入するものである特許請求の範囲第２項又
は第３項記載のプローバ装置。
【請求項５】ローダ部は、測定部から搬出される測定済
みの被測定体の搬出経路と交錯しない位置に、次の被測
定体を測定部へ搬入可能に待機させる待機部を具備した
ものである特許請求の範囲第４項記載のプローバ装置。