JPH10112484A - 光文字認識器付き半導体ウェーハ検査装置 - Google Patents

光文字認識器付き半導体ウェーハ検査装置

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JPH10112484A
JPH10112484A JP9105763A JP10576397A JPH10112484A JP H10112484 A JPH10112484 A JP H10112484A JP 9105763 A JP9105763 A JP 9105763A JP 10576397 A JP10576397 A JP 10576397A JP H10112484 A JPH10112484 A JP H10112484A
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 検査前の確認作業を自動化することにある。 【解決手段】 検査するウェーハが入っているキャリヤ
が置かれる作業台と、ウェーハを検査する顕微鏡と、前
記キャリヤのウェーハを顕微鏡の載物台に移すロボット
アームと、検査装置の各部分の駆動を調整するコントロ
ーラを備えてなる半導体ウェーハ検査装置において、前
記作業台３０にはウェーハがキャリヤに積載された状態
で開放されたキャリヤの下部に投入され前記ウェーハ面
と垂直になる状態で前記ウェーハの円周の二点に当接し
て回転する二つのローラピン５１ａよりなるウェーハフ
ラットゾン整列器５１と、上下及びキャリヤの前後方向
に動きながらキャリヤに積載されたウェーハ間に投入さ
れウェーハのコード番号を読めるようになった光文字認
識器６１がさらに備えられることを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は光文字認識器付き半
導体ウェーハ検査装置に係り、さらに詳しくは検査前に
確認作業を自動化させた光文字認識器付き半導体ウェー
ハ検査装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】半導体装置の製造のための各単位工程に
は殆どの場合、工程の完成度を検査し評価するための検
査装置が設けられている。この検査装置では大体、特定
工程を経たウェーハのうち一つを抽出してサンプル検査
に進む。
【０００３】以下、図面に基づき従来の半導体製造工程
におけるウェーハ検査装置でサンプル検査に進む過程を
説明する。
【０００４】まず、特定工程を終了したウェーハは、キ
ャリヤに積載され検査装置に付設されたフラットゾン整
列器（Flat ZoneAligner）１１に移される。前記フラッ
トゾン整列器では移されたウェーハがフラットゾンが一
定方向に向かうように整列される。ウェーハを整列する
方式としては３次元座標式とローラ式とがある。そのう
ち、３次元座標式が多用されている。前記３次元座標式
ではそれぞれのウェーハを回転しつつ、光センサでウェ
ーハの周辺部でフラットゾンを認識すれば回転を止め一
定整列状態にする。
【０００５】そして、整列を終了したウェーハが入った
キャリヤはＩＤファインダ１２に置かれる。前記ＩＤフ
ァインダ１２はそれぞれのウェーハを確認するための装
置である。階段状の傾斜があるＩＤファインダ１２は、
キャリヤ内でウェーハを少しずつ差が出るように引き上
げる。従って、作業者はウェーハフラットゾンの上方に
存するコードを確かめて所望のウェーハが捜し出せる。
サンプリング検査ではウェーハの各ロット単位で特定番
号をもつウェーハを捜して検査するが、特定番号のウェ
ーハが常にキャリヤ上の同一位置に置かれることではな
いので前記作業が必要である。
【０００６】図６に基づき説明すれば、一応特定番号の
ウェーハを捜し出せば作業者は、ツウィザ(Tweezer) で
ウェーハを把持して検査装置のキャリヤステージ１３に
あるキャリヤに置く。そして、作業者がコントローラ１
４のキーボードを操作すると監査装置のオートローダ(a
utoloader)１５を以てキャリヤステージ１３のウェーハ
１０を検査装置の顕微鏡１６の載物台に置き、顕微鏡カ
メラ１７と連結されたモニター１８の画面で検査員は、
ウェーハの異常の有無を確認する。検査が終了されたウ
ェーハは逆順に再び元のキャリヤに積載され残りの工程
を続ける。
【０００７】しかし、この従来の半導体ウェーハ検査装
置においては、所望の特定番号のウェーハを捜し出すた
めに別に形成されたフラットゾン整列器１１とＩＤファ
インダ１２における作業を経なければならない。また、
手作業でウェーハを確かめて検査装置のキャリヤステー
ジ１３に移す不便さがあった。
【０００８】また、この作業中に作業者とウェーハが近
接するので、作業者によるパーティクル(Human Particl
e）が発生し、ツウィザ(Tweezer)によるスクラッチ性パ
チクルも生じて製造ラインの厄介な問題となっている。
【０００９】一方、この問題点は工程を終了したウェー
ハが入ったキャリヤで特定番号のウェーハをパーティク
ルの発生の少ない自動の方法で捜し出せなかったことに
よる。従って、特定番号のウェーハを自動的に認識でき
る方法が工夫されてきた。
【００１０】近年、研究された方法のうち最も大事なこ
とは光文字認識（ＯＣＲ）を用いる方法である。最近使
われているウェーハソータ(Wafer Sorter)としてはこの
光文字認識器がある。前記ウェーハソータは、工程を終
了し入りまじった状態でキャリヤに入ったウェーハを一
定順の通り積載させる装置である。
【００１１】以下、図７に基づきウェーハソータにおけ
る光文字認識器の使用形態を説明する。
【００１２】工程を終え入りまじった状態にキャリヤ２
１に入ったウェーハ２０がウェーハソータの作業台の一
方に置かれる。前記キャリヤは積載されたウェーハ面が
水平に作業台２８に置かれる。前記作業台２８の中央に
設けられたオートローダ２２は、ウェーハを一つずつキ
ャリヤから引き取って作業台２８の回転チャック２３に
置く。前記回転チャック２３は、ウェーハのフラットゾ
ンを認識するように設けられたセンサ２４を用いてフラ
ットゾンが一定方向に向かうように回転しつつウェーハ
を整列させる。この整列方法は従来の３次元座標式のフ
ラットゾン整列器に似た整列方法である。
【００１３】そして、光文字認識器２５が整列されたウ
ェーハのフラットゾンの上部のウェーハコードを読み出
してロット内におけるウェーハ番号をコントローラ２６
に伝送するとコントローラ２６は、オートローダ２２を
操作して作業台２８に別に用意されたキャリヤ２７にロ
ットにおけるウェーハ番号に当たる順序のスロットにウ
ェーハを移させる。
【００１４】しかし、このウェーハソータで使われた形
態の光文字認識器は半導体ウェーハ検査装置に使用する
場合、キャリヤからウェーハを一つずつ移して光文字認
識器が設けられた作業台を置きウェーハ整列を行ってか
ら確認するので長時間が所要される問題点があった。
【００１５】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、このような
従来の課題に鑑みられてなされたものであり、その目的
は、ロットにおけるウェーハ番号のウェーハを検査する
時も一括的な自動化作業を通して作業者によるパーティ
クルとツウィザによるパーティクル発生を無くす半導体
ウェーハ検査装置を提供することである。
【００１６】本発明の他の目的は、従来の光文字認識器
に比べて特定ウェーハを捜し出す時間を減らす光文字認
識器を採択した効率的な半導体ウェーハ検査装置を提供
することである。
【００１７】
【課題を解決するための手段】前述した目的を達成する
ために、請求項１記載の第１の発明による半導体ウェー
ハ検査装置は、検査するウェーハが入ったキャリヤが置
かれる作業台と、ウェーハを検査する顕微鏡と、前記キ
ャリヤのウェーハを顕微鏡の載物台に移すロボットアー
ムと、検査装置の各部分の駆動を調整するコントローラ
とを備えてなる半導体ウェーハ検査装置において、前記
作業台にはウェーハがキャリヤに積載された状態で開放
されたキャリヤの下部に投入され前記ウェーハ面と垂直
をなす状態で前記ウェーハの円周の二点に当接して回転
する二つのローラピンよりなるウェーハフラットゾン整
列器と、上下及びキャリヤの前後方向に動きながらキャ
リヤに積載されたウェーハ間に投入されウェーハのコー
ド番号が読めるようになった光文字認識器とを備えたこ
とを要旨とする。従って、ロットにおけるウェーハ番号
のウェーハを検査する時も一括的な自動化作業を通して
作業者によるパーティクルとツウィザによるパーティク
ル発生を無くす。また、従来の光文字認識器に比べて特
定ウェーハを捜し出す時間を減らす光文字認識器を採択
して効率的である。
【００１８】請求項２記載の第２の発明は、前記作業台
でウェーハ整列と光文字認識過程が終了された状態で特
定ウェーハを前記ロボットアームが前記顕微鏡の載物台
に移送させるようにキャリヤが置かれる補助台と、前記
作業台のキャリヤに積載されたウェーハが水平になるよ
うに前記補助台に回転移送させるキャリヤ移送器とをさ
らに備えたことを要旨とする。従って、検査装置ではフ
ラットゾン整列器と光文字認識器の設けられた一つの作
業台のみ備えるだけで済む。
【００１９】請求項３記載の第３の発明は、前記光文字
認識器は、本体に映像が感知できる窓と前記窓を通して
受信された映像を判読できる判読部が設けられ、端部に
反射鏡の設けられた反射鏡棒が前記本体の窓周辺に上向
きに突設され、前記反射鏡がウェーハの文字を反射させ
前記窓に照らして前記判読部が文字を判読できるように
構成されることを要旨とする。従って、ウェーハがキャ
リヤに積載された状態で光文字の認識がなされるので全
体の工程所要時間を短縮できる。
【００２０】請求項４記載の第４の発明は、前記反射鏡
棒は露出された長さが変わりつつ上昇、下降運動を行っ
て上昇時は前記作業台に置かれたキャリヤに積載された
ウェーハ間に投入され、下降時はウェーハに当たらず移
動されるように構成されることを要旨とする。従って、
コントローラを通して入力されたウェーハ番号と比較で
きる。
【００２１】請求項５記載の第５の発明は、前記反射鏡
棒は前記光文字認識器の本体に回転自在に固定され、前
記作業台に置かれたキャリヤに積載されたウェーハ間に
投入されたり抜け出られるようになることを要旨とす
る。従って、コントローラを通して入力されたウェーハ
番号と比較できる。
【００２２】本発明において光文字認識器は、全体的に
あるいは部分的に上下及びキャリヤの前後方向に動きな
がら精密で迅速かつ断続的な動作を行うべきである。こ
の動作を容易にするためには動きの大きい部分あるいは
直接にウェーハ間に投入される部分は軽くて薄く製作さ
れるべきである。また、この部分を可動させるモータな
どは慣性が少なく制動性も良くて精密な動きを可能にす
る種類が望ましい。本発明の検査装置のおいて顕微鏡の
周辺には顕微鏡により拡大されたウェーハ像を撮影する
顕微鏡カメラと、前記カメラの信号を受けて画像を表示
するモニターを備えるのが望ましい。すると、検査者が
直接に顕微鏡を見なくても容易にウェーハの異常の有無
がわかる。
【００２３】
【発明の実施の形態】以下、添付した図面に基づき本発
明の具体的な実施の形態を詳細に説明する。
【００２４】図１を参照すれば、従来の検査装置のよう
にロボットアームの一種のオートローダ１５と顕微鏡１
６、顕微鏡カメラ１７、モニター１８、コントローラ３
４などが備えられており、これらの機能も従来の検査装
置と同様である。従来の検査装置ではウェーハを整列す
る作業台とＩＤファインダの設けられた作業台が別にに
必要であったが、本実施の形態の検査装置ではフラット
ゾン整列器と光文字認識器の設けられた一つの作業台３
０のみ備えられている。
【００２５】本発明の検査装置では、状況により作業台
３０のウェーハを別の検査装置のロボットアームにより
直接に顕微鏡の載物台に移送できるが、本実施の形態は
図２のように作業台３０のキャリヤがキャリヤ移送器４
１により回転移動して積載されたウェーハが水平に検査
装置のキャリヤステージ１３（補助台）に置かれ、オー
トローダ１５がキャリヤステージ１３のキャリヤから該
当ウェーハを顕微鏡１６の載物台に移送できるように検
査装置が構成されている。このような構成は作業台３０
でウェーハは整列のためにキャリヤ内で垂直に積載され
るが、殆どのウェーハ移送用ロボットアームは水平に置
かれたウェーハを移して水平に置くオートローダ１５の
形態になっているからである。
【００２６】図３を参照すれば、作業台３０ではウェー
ハが垂直にキャリヤに置かれ、キャリヤの開放された下
部を通して作業台３０に設けられたフラットゾン整列器
５１の二つのローラピン５１ａが上がってきてウェーハ
の円周に当接して回転することになる。前記ローラピン
５１ａはモータ５１ｂにより回転され、間隔がウェーハ
のフラットゾンの長さより狭く形成されるので、ローラ
ピン５１ａが回転すればウェーハが噛み合って回転して
いてからフラットゾンで係止され回転を止める。従っ
て、一定時間ローラピン５１ａを回転させればウェーハ
は同一な位相に整列される。
【００２７】図４及び図５を参照すれば、キャリヤに積
載されたウェーハが整列を終えるとフラットゾン整列器
５１のローラピン５１ａは作業台３０の下方に下がり、
キャリヤの下側部で待機していた光文字認識器６１がキ
ャリヤの前後方向に光文字認識器６１を水平移動させる
ように設けられたモータ６２の作用によりキャリヤの一
端に位置することになる。
【００２８】前記光文字認識器６１は光文字を認識する
判読部６１ａが水平移動する光文字認識器６１の本体に
形成されており、直線あるいは回転して上下に移動する
反射鏡棒６１ｂが本体の判読部６１ａの窓６１ｃの下方
に設けられ本体から突出されている。
【００２９】前記キャリヤの一端への移動が完了されれ
ば、前記本体から上方に突出された反射鏡棒６１ｂが上
昇してキャリヤの下部の開放面を通して一番目のウェー
ハフラットゾン上部と対向する位置に投入される。する
と、フラットゾン上部に記載されたウェーハコードの映
像を反射鏡棒６１ｂの端部に判読部６１ａの窓６１ｃ側
に傾斜して取り付けてある反射鏡が光文字認識器６１の
本体の判読部６１ａに反射させ読ませることによりコン
トローラ３４を通して入力されたウェーハ番号と比較で
きるようになる。反射鏡や本体の窓には判読部がウェー
ハの文字を正確に読込めるように文字部分を照らす光源
が設けられるのが望ましい。
【００３０】もし、判読された番号が入力された番号と
同じ場合、光文字認識器６１の信号を通してコントロー
ラ３４はキャリヤの一番目のウェーハが所望のウェーハ
であることを認識し、キャリヤステージ１３から載物台
にウェーハを移送させるオートローダ１５がキャリヤの
一番目のウェーハを移送することになる。
【００３１】判読された番号が入力された番号と異なる
場合、反射鏡棒６１ｂは元の位置に下降し、モータ６２
により本体がキャリヤの後ろ側にキャリヤスロットのピ
ッチほど移動してから反射鏡棒が再び回転して二番目の
ウェーハのフラットゾンの上部と対向する位置に置か
れ、ウェーハコードを反射させ判読部６１ａが読み取
る。 そして、この動作はキャリヤで所望の番号のウェ
ーハを捜し出すまで続けられる。
【００３２】本実施の形態では反射鏡棒が上昇、下降す
る形態に構成されているが、光文字認識器の本体の中央
部に固定され回転しながらウェーハ間に投入されフラッ
トゾンの上部の文字を認識できるように構成することも
できる。
【００３３】前記オートローダ１５で顕微鏡１６の載物
台に移送された特定のウェーハについて顕微鏡カメラ１
７が拡大されたウェーハの映像をモニター１８の画面に
送られ現れ検査がなされ、異常が見つからないウェーハ
は再び逆順によりキャリヤに積載され次の工程に進む。
【００３４】以上において本発明は記載された具体例に
ついてのみ詳細に説明されたが、本発明の技術思想の範
囲内で多様な変形及び修正が可能なことは当業者にとっ
て明らかであり、この変形及び修正は特許請求の範囲に
属するのは当然である。
【００３５】
【発明の効果】以上述べたように、第１の発明による半
導体ウェーハ検査装置は、作業台にはウェーハがキャリ
ヤに積載された状態で開放されたキャリヤの下部に投入
され前記ウェーハ面と垂直をなす状態で前記ウェーハの
円周の二点に当接して回転する二つのローラピンよりな
るウェーハフラットゾン整列器と、上下及びキャリヤの
前後方向に動きながらキャリヤに積載されたウェーハ間
に投入されウェーハのコード番号が読めるようになった
光文字認識器がさらに備えたので、作業者の要因による
パーティクルとピンセットによるスクラッチ性パーティ
クルの発生を防止できる。また、ウェーハがキャリヤに
積載された状態で光文字の認識がなされるので全体の工
程所要時間を短縮できる。
【００３６】第２の発明は、前記作業台でウェーハ整列
と光文字認識過程が終了された状態で特定ウェーハを前
記ロボットアームが前記顕微鏡の載物台に移送させるよ
うにキャリヤが置かれる補助台と、前記作業台のキャリ
ヤに積載されたウェーハが水平になるように前記補助台
に回転移送させるキャリヤ移送器とをさらに備えたの
で、検査装置ではフラットゾン整列器と光文字認識器の
設けられた一つの作業台のみ備えるだけで済む。
【００３７】第３の発明は、前記光文字認識器は、本体
に映像が感知できる窓と前記窓を通して受信された映像
を判読できる判読部が設けられ、端部に反射鏡の設けら
れた反射鏡棒が前記本体の窓周辺に上向きに突設され、
前記反射鏡がウェーハの文字を反射させ前記窓に照らし
て前記判読部が文字を判読できるように構成されるの
で、ウェーハがキャリヤに積載された状態で光文字の認
識がなされるので全体の工程所要時間を短縮できる。
【００３８】第４の発明は、前記反射鏡棒は露出された
長さが変わりつつ上昇、下降運動を行って上昇時は前記
作業台に置かれたキャリヤに積載されたウェーハ間に投
入され、下降時はウェーハに当たらず移動されるように
構成されるので、コントローラを通して入力されたウェ
ーハ番号と比較できる。
【００３９】第５の発明は、前記反射鏡棒は前記光文字
認識器の本体に回転自在に固定され、前記作業台に置か
れたキャリヤに積載されたウェーハ間に投入されたり抜
け出られるようになるので、コントローラを通して入力
されたウェーハ番号と比較できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施の形態による半導体ウェーハ検
査装置全体の概略的な形態を示した図である。
【図２】本実施の形態においてキャリヤ移送器により作
業台のキャリヤがキャリヤステージに回転移送される過
程を示す図である。
【図３】フラットゾン整列器の作用を示す図である。
【図４】光文字認識器の作用を示すために側面から見た
概略図である。
【図５】光文字認識器の作用を示すために正面から見た
概略図である。
【図６】従来の半導体ウェーハ検査装置の一例の形態を
概略的に示した図である。
【図７】従来の光文字認識器を採択したウェーハソータ
の形態を概略的に再構成した図である。
【符号の説明】
２０ ウェーハ ５１ フラットゾン整列器 １５ オートローダ １６ 顕微鏡 １７ 顕微鏡カメラ １８ モニター ２３ 回転チャック ２８、３０ 作業台 ３４ コントローラ ６１ 光文字認識器 ６１ａ 判読部 ６１ｂ 反射鏡棒 ６１ｃ 窓 ５１ｂ、６２ モータ

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 検査するウェーハが入っているキャリヤ
    が置かれる作業台と、 ウェーハを検査する顕微鏡と、前記キャリヤのウェーハ
    を顕微鏡の載物台に移すロボットアームと、検査装置の
    各部分の駆動を調整するコントローラとを備えてなる半
    導体ウェーハ検査装置において、 前記作業台にはウェーハがキャリヤに積載された状態で
    開放されたキャリヤの下部に投入され、前記ウェーハ面
    と垂直になる状態で前記ウェーハの円周の二点に当接し
    て回転する二つのローラピンよりなるウェーハフラット
    ゾン整列器と、 上下及びキャリヤの前後方向に動きながらキャリヤに積
    載されたウェーハ間に投入され、ウェーハのコード番号
    を読めるようになった光文字認識器とを備えたことを特
    徴とする光文字認識器付き半導体ウェーハ検査装置。
  2. 【請求項２】 前記作業台でウェーハ整列と光文字認識
    過程が終了された状態で特定ウェーハを前記ロボットア
    ームが前記顕微鏡の載物台に移送させるようにキャリヤ
    が置かれる補助台と、前記作業台のキャリヤに積載され
    たウェーハが水平になるように前記補助台に回転移送さ
    せるキャリヤ移送器とをさらに備えたことを特徴とする
    請求項１に記載の光文字認識器付き半導体ウェーハ検査
    装置。
  3. 【請求項３】 前記光文字認識器は、本体に映像が感知
    できる窓と前記窓を通して受信された映像を判読できる
    判読部が設けられ、端部に反射鏡の設けられた反射鏡棒
    が前記本体の窓周辺に上向きに突設され、前記反射鏡が
    ウェーハの文字を反射させ前記窓に照らして前記判読部
    が文字を判読できるように構成されることを特徴とする
    請求項１または請求項２に記載の光文字認識器付き半導
    体ウェーハ検査装置。
  4. 【請求項４】 前記反射鏡棒は露出された長さが変わり
    つつ上昇、下降運動を行って上昇時は前記作業台に置か
    れたキャリヤに積載されたウェーハ間に投入され、下降
    時はウェーハに当たらず移動されるように構成されるこ
    とを特徴とする請求項３に記載の光文字認識器付き半導
    体ウェーハ検査装置。
  5. 【請求項５】 前記反射鏡棒は前記光文字認識器の本体
    に回転自在に固定され、前記作業台に置かれたキャリヤ
    に積載されたウェーハ間に投入されたり抜け出られるよ
    うになることを特徴とする請求項３に記載の光文字認識
    器付き半導体ウェーハ検査装置。
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