JPH11191584A - 回転式ウェハ位置決めシステムおよび方法 - Google Patents
回転式ウェハ位置決めシステムおよび方法Info
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- JPH11191584A JPH11191584A JP10287710A JP28771098A JPH11191584A JP H11191584 A JPH11191584 A JP H11191584A JP 10287710 A JP10287710 A JP 10287710A JP 28771098 A JP28771098 A JP 28771098A JP H11191584 A JPH11191584 A JP H11191584A
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- Japan
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- wafer
- holding platform
- wafer holding
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- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
- H01L21/67—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
- H01L21/68—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere for positioning, orientation or alignment
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- Y10S414/135—Associated with semiconductor wafer handling
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- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
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- Y10T74/20—Control lever and linkage systems
- Y10T74/20207—Multiple controlling elements for single controlled element
- Y10T74/20341—Power elements as controlling elements
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- Y10T74/20341—Power elements as controlling elements
- Y10T74/2036—Pair of power elements
Abstract
(57)【要約】
【課題】 製造するのに費用がかからず、高い位置決め
分解能のウェハ位置決めシステムを提供する。 【解決手段】 ウェハ保持プラットフォームから第２の
クランプを切り離してウェハ保持プラットフォームに第
１のクランプを結合して、第１の位置まで移動させるよ
うに第１のクランプを回転させる。結果的に回転せずに
最終位置まで直線並進を達成するために、さらに結合、
切離し、回転を実行する。本発明の装置は、第１の回転
軸を有する第１のクランプと、第２の回転軸を有する第
２のクランプとを含み、第１の軸と第２の軸は非同心で
ある。ウェハ保持プラットフォームは、第１のクランプ
および第２のクランプに独立して結合可能であり、第１
のクランプおよび第２のクランプを独立して回転するこ
とにより、上記方法を実施できる。
分解能のウェハ位置決めシステムを提供する。 【解決手段】 ウェハ保持プラットフォームから第２の
クランプを切り離してウェハ保持プラットフォームに第
１のクランプを結合して、第１の位置まで移動させるよ
うに第１のクランプを回転させる。結果的に回転せずに
最終位置まで直線並進を達成するために、さらに結合、
切離し、回転を実行する。本発明の装置は、第１の回転
軸を有する第１のクランプと、第２の回転軸を有する第
２のクランプとを含み、第１の軸と第２の軸は非同心で
ある。ウェハ保持プラットフォームは、第１のクランプ
および第２のクランプに独立して結合可能であり、第１
のクランプおよび第２のクランプを独立して回転するこ
とにより、上記方法を実施できる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、一般に、位置決め
システムおよび方法に関し、より具体的には、基板上に
配置された多くの集積回路を含む半導体ウェハなどの基
板の移動を制御し、したがって、基板を位置決めする位
置決めシステムに関する。
システムおよび方法に関し、より具体的には、基板上に
配置された多くの集積回路を含む半導体ウェハなどの基
板の移動を制御し、したがって、基板を位置決めする位
置決めシステムに関する。
【０００２】
【従来の技術】位置決めシステムは半導体製造の様々な
局面で使用されている。たとえば、フォトリソグラフィ
・システムおよびウェハ・プローバとその他の半導体集
積回路製造ツールでは、ウェハ位置決めシステムを使用
する場合が多い。多くのウェハ位置決めまたはマニピュ
レータ・ステージは、直交方向に沿った直線運動の組合
せに基づくものである。ウェハ・プローバ内の従来の直
線運動システムの一例については、図１および図２を参
照することによって説明する。
局面で使用されている。たとえば、フォトリソグラフィ
・システムおよびウェハ・プローバとその他の半導体集
積回路製造ツールでは、ウェハ位置決めシステムを使用
する場合が多い。多くのウェハ位置決めまたはマニピュ
レータ・ステージは、直交方向に沿った直線運動の組合
せに基づくものである。ウェハ・プローバ内の従来の直
線運動システムの一例については、図１および図２を参
照することによって説明する。
【０００３】半導体ウェハは、通常、複数のデバイスま
たは集積回路の格子状に形成された多くの集積回路を含
む。各集積回路上には複数のボンディング・パッドがあ
り、これは、集積回路（ＩＣ）が機能できるようにする
ためにその集積回路を外部回路に接続するために使用す
る。各ＩＣごとのパッケージングは多少費用がかかるの
で、欠陥ＩＣのパッケージングを回避するために各ＩＣ
をテストしてからパッケージングすることが望ましい。
パッケージング前にデバイスをテストするというこのプ
ロセスはソート・プロセスという。このプロセスは、プ
ローブ・カードと呼ばれるデバイスを特殊テスタに接続
することを含む。図１は、サポート１６に取り付けられ
たプローブ・カード１７の一般化した例を含むウェハ・
プローバ・システム１０の一例を示している。プローブ
・カード１７は、パッケージ・デバイスの通常のピンお
よびワイヤ・リードの代役を務めるピン１８の集合を含
む。このピン１８は、半導体ウェハ１２上の少なくとも
１つの集積回路のボンディング・パッド１４と電気的に
接触するようになっている。半導体ウェハ１２はウェハ
・チャック１１に乗っている。このチャックはウェハ保
持プラットフォームと呼ばれることもある。ウェハ・プ
ローバ・システム１０は、プローブ・カードの適切なピ
ン１８がウェハ１２上の特定のＩＣ用の適切なパッド１
４に接触するように、プローブ・カードに対してウェハ
上の各ＩＣを位置決めする。
たは集積回路の格子状に形成された多くの集積回路を含
む。各集積回路上には複数のボンディング・パッドがあ
り、これは、集積回路（ＩＣ）が機能できるようにする
ためにその集積回路を外部回路に接続するために使用す
る。各ＩＣごとのパッケージングは多少費用がかかるの
で、欠陥ＩＣのパッケージングを回避するために各ＩＣ
をテストしてからパッケージングすることが望ましい。
パッケージング前にデバイスをテストするというこのプ
ロセスはソート・プロセスという。このプロセスは、プ
ローブ・カードと呼ばれるデバイスを特殊テスタに接続
することを含む。図１は、サポート１６に取り付けられ
たプローブ・カード１７の一般化した例を含むウェハ・
プローバ・システム１０の一例を示している。プローブ
・カード１７は、パッケージ・デバイスの通常のピンお
よびワイヤ・リードの代役を務めるピン１８の集合を含
む。このピン１８は、半導体ウェハ１２上の少なくとも
１つの集積回路のボンディング・パッド１４と電気的に
接触するようになっている。半導体ウェハ１２はウェハ
・チャック１１に乗っている。このチャックはウェハ保
持プラットフォームと呼ばれることもある。ウェハ・プ
ローバ・システム１０は、プローブ・カードの適切なピ
ン１８がウェハ１２上の特定のＩＣ用の適切なパッド１
４に接触するように、プローブ・カードに対してウェハ
上の各ＩＣを位置決めする。
【０００４】半導体処理の技術水準が進歩するにつれ
て、ウェハはより大きくなり、ダイの平面形状は小さく
なり、各ダイ上のパッドの数は増加し、各パッドのサイ
ズは小さくなる。このため、ウェハ・プローバに必要な
位置合せの正確さと速度の要件はより厳しくなる。この
ような厳しい要件のため、ウェハ・プローバで使用する
マニピュレータまたは位置決めステージに多大な要求が
課せられる。このような位置決めステージまたはシステ
ムは、ウェハ上のＩＣをプローブ・カード上の接触ピン
に対して正確に位置決めしようと試みるために、プロー
ブ・カードとウェハをそれぞれ見るように設計されたカ
メラ１５および２０などのカメラを使用する最新の視覚
システムとともに機能する。
て、ウェハはより大きくなり、ダイの平面形状は小さく
なり、各ダイ上のパッドの数は増加し、各パッドのサイ
ズは小さくなる。このため、ウェハ・プローバに必要な
位置合せの正確さと速度の要件はより厳しくなる。この
ような厳しい要件のため、ウェハ・プローバで使用する
マニピュレータまたは位置決めステージに多大な要求が
課せられる。このような位置決めステージまたはシステ
ムは、ウェハ上のＩＣをプローブ・カード上の接触ピン
に対して正確に位置決めしようと試みるために、プロー
ブ・カードとウェハをそれぞれ見るように設計されたカ
メラ１５および２０などのカメラを使用する最新の視覚
システムとともに機能する。
【０００５】図２は、ウェハ・プローバまたは他の半導
体製造ツールで使用可能な従来のウェハ位置決めシステ
ムの一例を示している。ただし、他の従来のウェハ位置
決めシステムではＳａｗｙｅｒモータ・ステージを使用
することができることが分かるだろう。たとえば、米国
特許第４４５５５１２号を参照されたい。ウェハ・プロ
ーバの場合、このような位置決めシステムは４軸（Ｘ，
Ｙ，Ｚ，θ）の運動ができなければならない。通常の実
施態様は、Ｘ，Ｙ方向の位置決め用のＸ，Ｙステージ
と、独立したＺステージと、独立したθステージを含
む。図２は、従来の直線Ｘ，Ｙステージを使用するウェ
ハ位置決めシステム３０を示している。ウェハ・チャッ
ク１１は、Ｙ方向への移動を行うためにガイド・レール
３２ａおよび３２ｂに沿って動くＹ運動ステージ３１の
上に位置決めされている。ウェハ・チャック１１は、ウ
ェハ・チャック１１にθ運動を与えるために、Ｙ運動ス
テージ３１の上およびチャック１１の下に位置決めされ
た回転モータを含むことができる。Ｘ運動ステージ３３
は、Ｘに沿っての移動を行うために、ガイド・レール３
４ｂおよび３４ａに沿って動く。ウェハ４０は、ウェハ
・チャック１１の上に位置決めされ、通常、チャックに
よってウェハの表面下に発生させた真空によってチャッ
クの上の所定の位置に保持される。個別のＺステージ
は、ウェハ・チャック１１とＹステージ３１との間の距
離を大きくするか、またはＸおよびＹステージ３１、３
３の全体を（それに関連するガイド・レールとともに）
Ｚ方向に上下に移動することにより、Ｚ方向の上下の運
動を起こさせる。
体製造ツールで使用可能な従来のウェハ位置決めシステ
ムの一例を示している。ただし、他の従来のウェハ位置
決めシステムではＳａｗｙｅｒモータ・ステージを使用
することができることが分かるだろう。たとえば、米国
特許第４４５５５１２号を参照されたい。ウェハ・プロ
ーバの場合、このような位置決めシステムは４軸（Ｘ，
Ｙ，Ｚ，θ）の運動ができなければならない。通常の実
施態様は、Ｘ，Ｙ方向の位置決め用のＸ，Ｙステージ
と、独立したＺステージと、独立したθステージを含
む。図２は、従来の直線Ｘ，Ｙステージを使用するウェ
ハ位置決めシステム３０を示している。ウェハ・チャッ
ク１１は、Ｙ方向への移動を行うためにガイド・レール
３２ａおよび３２ｂに沿って動くＹ運動ステージ３１の
上に位置決めされている。ウェハ・チャック１１は、ウ
ェハ・チャック１１にθ運動を与えるために、Ｙ運動ス
テージ３１の上およびチャック１１の下に位置決めされ
た回転モータを含むことができる。Ｘ運動ステージ３３
は、Ｘに沿っての移動を行うために、ガイド・レール３
４ｂおよび３４ａに沿って動く。ウェハ４０は、ウェハ
・チャック１１の上に位置決めされ、通常、チャックに
よってウェハの表面下に発生させた真空によってチャッ
クの上の所定の位置に保持される。個別のＺステージ
は、ウェハ・チャック１１とＹステージ３１との間の距
離を大きくするか、またはＸおよびＹステージ３１、３
３の全体を（それに関連するガイド・レールとともに）
Ｚ方向に上下に移動することにより、Ｚ方向の上下の運
動を起こさせる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】非常に精密な位置決め
分解能が必要な場合、ウェハ位置決めシステム３０な
ど、直交方向に沿った直線運動の組合せに基づくウェハ
位置決めステージは、費用がかかり、製造するのが難し
い。集積回路上の平面形状が小さくなると、位置決め分
解能も、数ミクロンの位置決め分解能がしばしば必要に
なる点まで改善しなければならない。このため、製造す
るのに費用がかからず、高い位置決め分解能のウェハ位
置決めシステムを提供することが望ましい。本発明はそ
れを実現することを課題とする。
分解能が必要な場合、ウェハ位置決めシステム３０な
ど、直交方向に沿った直線運動の組合せに基づくウェハ
位置決めステージは、費用がかかり、製造するのが難し
い。集積回路上の平面形状が小さくなると、位置決め分
解能も、数ミクロンの位置決め分解能がしばしば必要に
なる点まで改善しなければならない。このため、製造す
るのに費用がかからず、高い位置決め分解能のウェハ位
置決めシステムを提供することが望ましい。本発明はそ
れを実現することを課題とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明はウェハ保持プラ
ットフォームを位置決めするための方法を提供する。こ
の方法では、第１のクランプがウェハ保持プラットフォ
ームに結合され、第２のクランプがウェハ保持プラット
フォームから切り離される。第１のクランプはウェハ保
持プラットフォームを第１の位置まで移動させるように
回転し、第２のクランプはウェハ保持プラットフォーム
から切り離されたままになる。本発明の他の例の方法
は、ウェハ保持プラットフォームから第１のクランプを
切り離している間にウェハ保持プラットフォームに第２
のクランプを結合するステップと、その後、ウェハ保持
プラットフォームを第２の位置まで移動させるように第
２のクランプを回転するステップとをさらに含む。本発
明による方法の他の例では、この方法は、ウェハ保持プ
ラットフォームから第２のクランプを切り離している間
にウェハ保持プラットフォームに第１のクランプをもう
一度結合するステップと、ウェハ保持プラットフォーム
を第３の位置まで移動させるように第１のクランプをも
う一度回転するステップとをさらに含む。
ットフォームを位置決めするための方法を提供する。こ
の方法では、第１のクランプがウェハ保持プラットフォ
ームに結合され、第２のクランプがウェハ保持プラット
フォームから切り離される。第１のクランプはウェハ保
持プラットフォームを第１の位置まで移動させるように
回転し、第２のクランプはウェハ保持プラットフォーム
から切り離されたままになる。本発明の他の例の方法
は、ウェハ保持プラットフォームから第１のクランプを
切り離している間にウェハ保持プラットフォームに第２
のクランプを結合するステップと、その後、ウェハ保持
プラットフォームを第２の位置まで移動させるように第
２のクランプを回転するステップとをさらに含む。本発
明による方法の他の例では、この方法は、ウェハ保持プ
ラットフォームから第２のクランプを切り離している間
にウェハ保持プラットフォームに第１のクランプをもう
一度結合するステップと、ウェハ保持プラットフォーム
を第３の位置まで移動させるように第１のクランプをも
う一度回転するステップとをさらに含む。
【０００８】本発明の方法の一例では、ウェハ保持プラ
ットフォーム上の点が第３の位置まで移動した後で結果
的にウェハ保持プラットフォームが回転せずにその点が
Ｘ，Ｙ座標系で移動するように、その点が元の位置から
第１の位置まで移動し、次に第２の位置まで移動し、次
に第３の位置まで移動する。
ットフォーム上の点が第３の位置まで移動した後で結果
的にウェハ保持プラットフォームが回転せずにその点が
Ｘ，Ｙ座標系で移動するように、その点が元の位置から
第１の位置まで移動し、次に第２の位置まで移動し、次
に第３の位置まで移動する。
【０００９】本発明は、一実施態様では、第１の回転軸
を有する第１のクランプと、第２の回転軸を有する第２
のクランプと、第１のクランプおよび第２のクランプに
独立して結合可能なウェハ保持プラットフォームとを含
む、ウェハ位置決めシステムも提供する。第１の軸およ
び第２の軸は非同心である。ウェハ保持プラットフォー
ムは、第１のクランプおよび第２のクランプを独立して
回転することにより、複数のＸ，Ｙ位置に位置決め可能
である。通常、少なくとも１つのモータが第１のクラン
プおよび第２のクランプの一方に結合され、クランプの
回転運動を行わせる。
を有する第１のクランプと、第２の回転軸を有する第２
のクランプと、第１のクランプおよび第２のクランプに
独立して結合可能なウェハ保持プラットフォームとを含
む、ウェハ位置決めシステムも提供する。第１の軸およ
び第２の軸は非同心である。ウェハ保持プラットフォー
ムは、第１のクランプおよび第２のクランプを独立して
回転することにより、複数のＸ，Ｙ位置に位置決め可能
である。通常、少なくとも１つのモータが第１のクラン
プおよび第２のクランプの一方に結合され、クランプの
回転運動を行わせる。
【００１０】本発明の他の態様によれば、コンピュータ
可読記憶媒体を備えたコンピュータ・システムが、本発
明の様々な方法を実行するためにウェハ位置決めシステ
ムの制御を行う。このため、Ｘ，Ｙ並進を実行するため
に必要な回転運動は、ウェハ位置決めシステムで自動的
に制御することができる。
可読記憶媒体を備えたコンピュータ・システムが、本発
明の様々な方法を実行するためにウェハ位置決めシステ
ムの制御を行う。このため、Ｘ，Ｙ並進を実行するため
に必要な回転運動は、ウェハ位置決めシステムで自動的
に制御することができる。
【００１１】本発明の他の様々な態様および特徴は、以
下の説明を検討すると明らかになるだろう。
下の説明を検討すると明らかになるだろう。
【００１２】同様の参照番号が同様の要素を示す添付図
面に関連して、本発明の様々な実施形態について詳しく
説明する。
面に関連して、本発明の様々な実施形態について詳しく
説明する。
【００１３】
【発明の実施の形態】以下の説明では本発明の例を示
す。しかし、この説明を検討すれば、本発明の他の例が
当業者に明らかになることが分かるだろう。したがっ
て、この説明と添付図面は、例示のためのものであり、
本発明を限定的に解釈するために使用するものではな
い。
す。しかし、この説明を検討すれば、本発明の他の例が
当業者に明らかになることが分かるだろう。したがっ
て、この説明と添付図面は、例示のためのものであり、
本発明を限定的に解釈するために使用するものではな
い。
【００１４】ほとんどのウェハ位置決めステージは、直
交方向に沿った直線運動の組合せに基づいている。しか
し、長い間、平面内の並進は非同心の中心の周りでの回
転の組合せから構築できることが知られていた。移動の
終点における正確な位置だけを必要とする応用例の場
合、直線並進運動ではなく、回転運動に基づく回転ステ
ージは多くの実用的な利点を有する可能性がある。ウェ
ハ・プローブを実行するウェハ・プローバの場合、その
利点としては、単純性、丈夫さ、コストの低下などがあ
る。このような利点は２つの点で得られる。第１の点
は、現在、多くのソースから入手可能な一般的に使用可
能な技術によって回転ステージを構築できることであ
る。大型ウェハをサポートし、３ミクロンの位置決め分
解能を提供するための回転ステージは、容易に入手可能
なベアリング、サーボ・モータ、アングル・エンコー
ダ、コントローラを使用して達成可能である。このよう
な大型ウェハは、約３００ミリメートルまたはそれ以上
の大きさである可能性がある。このような利点が得られ
る第２の点は、回転ウェハ位置決めステージの使用によ
って可能になる構成変更による。たとえば、運動中の視
覚システムからのフィードバックがウェハ・プラットフ
ォームの適正運動の制御を支援するような、閉ループ・
ウェハ運動を得ることが可能である。
交方向に沿った直線運動の組合せに基づいている。しか
し、長い間、平面内の並進は非同心の中心の周りでの回
転の組合せから構築できることが知られていた。移動の
終点における正確な位置だけを必要とする応用例の場
合、直線並進運動ではなく、回転運動に基づく回転ステ
ージは多くの実用的な利点を有する可能性がある。ウェ
ハ・プローブを実行するウェハ・プローバの場合、その
利点としては、単純性、丈夫さ、コストの低下などがあ
る。このような利点は２つの点で得られる。第１の点
は、現在、多くのソースから入手可能な一般的に使用可
能な技術によって回転ステージを構築できることであ
る。大型ウェハをサポートし、３ミクロンの位置決め分
解能を提供するための回転ステージは、容易に入手可能
なベアリング、サーボ・モータ、アングル・エンコー
ダ、コントローラを使用して達成可能である。このよう
な大型ウェハは、約３００ミリメートルまたはそれ以上
の大きさである可能性がある。このような利点が得られ
る第２の点は、回転ウェハ位置決めステージの使用によ
って可能になる構成変更による。たとえば、運動中の視
覚システムからのフィードバックがウェハ・プラットフ
ォームの適正運動の制御を支援するような、閉ループ・
ウェハ運動を得ることが可能である。
【００１５】図３Ａは、本発明の一実施形態によるウェ
ハ位置決めシステム５０を示している。ハウジング構造
体５１は２つのクランプ５２および５３をサポートし、
そのそれぞれは独立してウェハ保持プラットフォームま
たはウェハ・チャック５４に結合可能である。各クラン
プは、そのクランプの回転軸を決めるスピンドルを含
む。図３Ａに示す例のスピンドル５５は、同図が示す平
面図から見ることができる。ウェハ・チャック５４は、
通常、ウェハを保持するための真空リングを備えてる。
ウェハ・チャック５４の底部は磁気的にやわらかい材料
である。クランプ５２および５３は、そのクランプのそ
れぞれのシャフトまたはスピンドルによりパワーを受け
取る電磁石を含む。すなわち、クランプは励磁される電
磁石によりシャフトに固定されたり、解放されたりす
る。この励磁パワーは、以下に記載する本発明の方法に
より動作するクランプ制御回路によって制御される。ク
ランプ内の電磁石が励磁されると、ウェハ保持プラット
フォーム５４はクランプの表面に垂直の磁気力によって
拘束される。ウェハ保持プラットフォームの横方向拘束
は、クランプとウェハ保持プラットフォーム５４の底部
表面との摩擦力によって達成される。シャフト５５およ
び５６はクランプ５２および５３にそれぞれ固定され
る。これらのシャフトはウェハ保持プラットフォーム５
４の運動の表面に対して垂直に伸びている。
ハ位置決めシステム５０を示している。ハウジング構造
体５１は２つのクランプ５２および５３をサポートし、
そのそれぞれは独立してウェハ保持プラットフォームま
たはウェハ・チャック５４に結合可能である。各クラン
プは、そのクランプの回転軸を決めるスピンドルを含
む。図３Ａに示す例のスピンドル５５は、同図が示す平
面図から見ることができる。ウェハ・チャック５４は、
通常、ウェハを保持するための真空リングを備えてる。
ウェハ・チャック５４の底部は磁気的にやわらかい材料
である。クランプ５２および５３は、そのクランプのそ
れぞれのシャフトまたはスピンドルによりパワーを受け
取る電磁石を含む。すなわち、クランプは励磁される電
磁石によりシャフトに固定されたり、解放されたりす
る。この励磁パワーは、以下に記載する本発明の方法に
より動作するクランプ制御回路によって制御される。ク
ランプ内の電磁石が励磁されると、ウェハ保持プラット
フォーム５４はクランプの表面に垂直の磁気力によって
拘束される。ウェハ保持プラットフォームの横方向拘束
は、クランプとウェハ保持プラットフォーム５４の底部
表面との摩擦力によって達成される。シャフト５５およ
び５６はクランプ５２および５３にそれぞれ固定され
る。これらのシャフトはウェハ保持プラットフォーム５
４の運動の表面に対して垂直に伸びている。
【００１６】図３Ｂは、ウェハ位置決めシステム５０の
側面図を示している。シャフト５５と５６は、構造体５
１の上部プラットフォームにある穴から挿入されてい
る。アングル・エンコーダ５８、５９は、シャフト５
５、５６にそれぞれ固定されている。これらのアングル
・エンコーダは、コンピュータ・システムまたは他のデ
ィジタル処理システムなどの制御システムに角位置情報
を供給するが、図７はコンピュータ・システムとして実
現されたこのような制御システムの一例を示している。
モータ６１はシャフト５５に回転力を供給し、その結果
このシャフトがクランプ５２を回転させる。同様に、回
転モータ６２は、クランプ５３を回転させるためにシャ
フト５６を介してクランプ５３に回転力を供給する。モ
ータおよびクランプ・コントローラ６１ａは、モータ６
１とクランプ５２を制御する。同様に、モータおよびク
ランプ・コントローラ６２ａは、モータ６２とクランプ
５３を制御する。ただし、これらの制御は、１つの制御
ユニットが両方のモータと両方のクランプを制御するよ
うに、ひとまとめに統合できることが分かるだろう。ま
た、ウェハ保持プラットフォーム５４は真空リングに加
え、他の機構も含むことができ、たとえば、ウェハ保持
プラットフォーム５４はプローブ・カード上のピンを見
る、すなわち調べるためのカメラを含むことが分かるだ
ろう。
側面図を示している。シャフト５５と５６は、構造体５
１の上部プラットフォームにある穴から挿入されてい
る。アングル・エンコーダ５８、５９は、シャフト５
５、５６にそれぞれ固定されている。これらのアングル
・エンコーダは、コンピュータ・システムまたは他のデ
ィジタル処理システムなどの制御システムに角位置情報
を供給するが、図７はコンピュータ・システムとして実
現されたこのような制御システムの一例を示している。
モータ６１はシャフト５５に回転力を供給し、その結果
このシャフトがクランプ５２を回転させる。同様に、回
転モータ６２は、クランプ５３を回転させるためにシャ
フト５６を介してクランプ５３に回転力を供給する。モ
ータおよびクランプ・コントローラ６１ａは、モータ６
１とクランプ５２を制御する。同様に、モータおよびク
ランプ・コントローラ６２ａは、モータ６２とクランプ
５３を制御する。ただし、これらの制御は、１つの制御
ユニットが両方のモータと両方のクランプを制御するよ
うに、ひとまとめに統合できることが分かるだろう。ま
た、ウェハ保持プラットフォーム５４は真空リングに加
え、他の機構も含むことができ、たとえば、ウェハ保持
プラットフォーム５４はプローブ・カード上のピンを見
る、すなわち調べるためのカメラを含むことが分かるだ
ろう。
【００１７】図３Ｃは、ウェハ・プローバ８０における
本発明によるウェハ位置決めシステムの使い方の一例を
示している。ウェハ・プローバ８０は、構造体５１の全
体をウェハ保持プラットフォーム５４とともにＺ方向に
上下に移動するＺモータ・システム７１を含む。このＺ
モータ・システム７１は、図３Ｃに示すように、その構
造体の底部の下に取り付けられている。ウェハ・チャッ
ク５４のエッジは、プローブ・カード７３上のプローブ
・ピンすなわち電極７４を調べるために使用可能なカメ
ラ７２を含む。また、ウェハ・プローバ８０はブラケッ
ト７５に取り付けられたカメラ７６も含み、カメラ７６
は、図３Ｃに示すように、ウェハ１２などのウェハ保持
プラットフォーム５４上のウェハを調べるために使用す
ることができる。プローブ・ピン７４に対するウェハ１
２の正確な位置決めは、構造体５１に取り付けられたカ
メラ７７を使用して行うことができる。カメラ７７は、
ウェハ・チャック５４の底部に固定された２次元位置エ
ンコーダ７８を調べるものである。ダイ・ボンディング
・パッドなどのウェハ上の形状は、カメラ７６によって
ウェハ上の形状を調べ、同時にカメラ７７によってエン
コーダ７８を調べることにより、エンコーダ７８に対し
て正確に配置される。カメラ７７に対するプローブ・ピ
ン７４の位置は、カメラ７２によってプローブ・ピン７
４を調べ、カメラ７７によってエンコーダ７８を調べる
ことにより、決定することができる。図７に示す例を参
照すると、次にプロセッサ２０６は、ウェハ１２上のダ
イ・ボンド・パッドにピン７４を位置合わせするために
必要なウェハ・チャックの最適位置を計算する。プロー
ブ・ピン７４からのカメラ７７の光軸のずれはこの構成
では小さくすることができるので、アッベ・オフセット
・エラーを小さくすることができる。ウェハ・プローバ
・システム８０に含まれる他の機構としては、高温でウ
ェハ上のＩＣをテストするためにウェハ保持プラットフ
ォームを加熱するための加熱サブシステム、カメラ７２
および７６が適度な照明でウェハまたはプローブ・カー
ドを調べられるようにこのカメラに光を供給するための
照明システム、ＩＣに印字するための印字機（ｉｎｋｅ
ｒ）などを含むことができる。ウェハ・プローバ・シス
テム８０の動作は従来のウェハ・プローバ・システムと
同様であるが、従来のウェハ・プローバのようにウェハ
保持プラットフォームを直線移動するのではなく、ウェ
ハ保持プラットフォーム５４を回転することにより、ク
ランプ５２および５３の表面によって決められた平面内
でウェハ保持プラットフォーム５４が並進する。したが
って、ウェハ１２上のＩＣは、ピン７４がＩＣ上の適切
なボンディング・パッドのすぐ上にくるようにウェハ保
持プラットフォーム５４を適切に回転させることによ
り、プローブ・カード７３上の適切なプローブ・ピン７
４の下に位置決めされる。Ｘ，Ｙ平面内のこの移動を達
成した後、Ｚモータ・システム７１を使用してウェハ１
２を持ち上げると、ウェハ１２上のＩＣ上の適切なボン
ディング・パッドが適切なプローブ・ピン７４に電気的
に接触するようになる。ただし、代替ウェハ・プローバ
は、クランプ５２および５３の上にあり、ウェハ保持プ
ラットフォームの上部表面の下にあり、しかもその上部
表面をクランプに対してＺ方向に上下に移動するＺステ
ージを有することができることが分かるだろう。
本発明によるウェハ位置決めシステムの使い方の一例を
示している。ウェハ・プローバ８０は、構造体５１の全
体をウェハ保持プラットフォーム５４とともにＺ方向に
上下に移動するＺモータ・システム７１を含む。このＺ
モータ・システム７１は、図３Ｃに示すように、その構
造体の底部の下に取り付けられている。ウェハ・チャッ
ク５４のエッジは、プローブ・カード７３上のプローブ
・ピンすなわち電極７４を調べるために使用可能なカメ
ラ７２を含む。また、ウェハ・プローバ８０はブラケッ
ト７５に取り付けられたカメラ７６も含み、カメラ７６
は、図３Ｃに示すように、ウェハ１２などのウェハ保持
プラットフォーム５４上のウェハを調べるために使用す
ることができる。プローブ・ピン７４に対するウェハ１
２の正確な位置決めは、構造体５１に取り付けられたカ
メラ７７を使用して行うことができる。カメラ７７は、
ウェハ・チャック５４の底部に固定された２次元位置エ
ンコーダ７８を調べるものである。ダイ・ボンディング
・パッドなどのウェハ上の形状は、カメラ７６によって
ウェハ上の形状を調べ、同時にカメラ７７によってエン
コーダ７８を調べることにより、エンコーダ７８に対し
て正確に配置される。カメラ７７に対するプローブ・ピ
ン７４の位置は、カメラ７２によってプローブ・ピン７
４を調べ、カメラ７７によってエンコーダ７８を調べる
ことにより、決定することができる。図７に示す例を参
照すると、次にプロセッサ２０６は、ウェハ１２上のダ
イ・ボンド・パッドにピン７４を位置合わせするために
必要なウェハ・チャックの最適位置を計算する。プロー
ブ・ピン７４からのカメラ７７の光軸のずれはこの構成
では小さくすることができるので、アッベ・オフセット
・エラーを小さくすることができる。ウェハ・プローバ
・システム８０に含まれる他の機構としては、高温でウ
ェハ上のＩＣをテストするためにウェハ保持プラットフ
ォームを加熱するための加熱サブシステム、カメラ７２
および７６が適度な照明でウェハまたはプローブ・カー
ドを調べられるようにこのカメラに光を供給するための
照明システム、ＩＣに印字するための印字機（ｉｎｋｅ
ｒ）などを含むことができる。ウェハ・プローバ・シス
テム８０の動作は従来のウェハ・プローバ・システムと
同様であるが、従来のウェハ・プローバのようにウェハ
保持プラットフォームを直線移動するのではなく、ウェ
ハ保持プラットフォーム５４を回転することにより、ク
ランプ５２および５３の表面によって決められた平面内
でウェハ保持プラットフォーム５４が並進する。したが
って、ウェハ１２上のＩＣは、ピン７４がＩＣ上の適切
なボンディング・パッドのすぐ上にくるようにウェハ保
持プラットフォーム５４を適切に回転させることによ
り、プローブ・カード７３上の適切なプローブ・ピン７
４の下に位置決めされる。Ｘ，Ｙ平面内のこの移動を達
成した後、Ｚモータ・システム７１を使用してウェハ１
２を持ち上げると、ウェハ１２上のＩＣ上の適切なボン
ディング・パッドが適切なプローブ・ピン７４に電気的
に接触するようになる。ただし、代替ウェハ・プローバ
は、クランプ５２および５３の上にあり、ウェハ保持プ
ラットフォームの上部表面の下にあり、しかもその上部
表面をクランプに対してＺ方向に上下に移動するＺステ
ージを有することができることが分かるだろう。
【００１８】図４は、本発明による方法の一例を示すフ
ローチャートであり、２つのクランプを３回交互に回転
するシーケンスにより、ウェハ保持プラットフォームが
Ｘ，Ｙ平面内で移動する。この特定の例では、結果的
に、すなわち最終的にはウェハ保持プラットフォームは
回転せずにウェハ保持プラットフォーム上の点の並進を
達成する。ウェハ・プローバの場合、これはしばしば重
要なことである。というのは、プローブ・カード上のピ
ンは通常、矩形状に配置され、これらのピンは普通は回
転できないからである。したがって、適切なプローブ・
ピンがテストすべきＩＣ上の適切なボンディング・パッ
ドに確実に接触するようにするために、ウェハの回転な
しにウェハをＸおよびＹ方向のみに移動することは重要
なことである。
ローチャートであり、２つのクランプを３回交互に回転
するシーケンスにより、ウェハ保持プラットフォームが
Ｘ，Ｙ平面内で移動する。この特定の例では、結果的
に、すなわち最終的にはウェハ保持プラットフォームは
回転せずにウェハ保持プラットフォーム上の点の並進を
達成する。ウェハ・プローバの場合、これはしばしば重
要なことである。というのは、プローブ・カード上のピ
ンは通常、矩形状に配置され、これらのピンは普通は回
転できないからである。したがって、適切なプローブ・
ピンがテストすべきＩＣ上の適切なボンディング・パッ
ドに確実に接触するようにするために、ウェハの回転な
しにウェハをＸおよびＹ方向のみに移動することは重要
なことである。
【００１９】図４は、本発明の一例を実施するための方
法１００を示している。この方法はステップ１０２から
始まり、そこで第１のクランプが解放される。これは、
第１のクランプ内の電磁石への通電を遮断することによ
って行うことができる。次にステップ１０４では、第２
のクランプが回転される（ウェハ保持プラットフォーム
を捕捉してそれを回転するために第２のクランプがすで
に活動化されているものと想定する）。回転の量は、元
の位置と最終位置との間に必要なＸ，Ｙ移動の量によっ
て決定される。これについては以下に詳述する。一実施
形態では、回転は−（θ1＋θ2）に等しい量だけ行われ
る。ステップ１０６では、ステップ１０４で第２のクラ
ンプを回転した後で、第１のクランプが活動化される。
この活動化は、第１のクランプ内の電磁石を励磁するこ
とにより、行うことができる。次にステップ１０８では
第２のクランプが解放され、ステップ１１０では第２の
クランプを解放状態に保持しながら第１のクランプが回
転される。ステップ１１０での第１のクランプの回転の
量は、所望のＸ，Ｙ並進によって決まり、一実施形態で
は、ステップ１１０の回転はθ1 に等しい量だけ行われ
る。ステップ１１０での回転後、第２のクランプはステ
ップ１１２でもう一度活動化される。ただし、ステップ
１０４などの回転が行われるたびに、ウェハ保持プラッ
トフォームを捕捉してそれを回転するために、回転を行
っている適切なクランプが回転の時点で活動化されるこ
とが分かるだろう。ステップ１１４では第１のクランプ
が解放され、次にステップ１１６では第２のクランプが
もう一度回転される。ステップ１１６での第２のクラン
プの一例の回転の量はθ2 である。最後に、ステップ１
１８では、ウェハ保持プラットフォームが第１のクラン
プと第２のクランプの両方によって保持されるように、
第１のクランプが活動化される。この時点でウェハ・プ
ローブは、ウェハ上の少なくとも１つの集積回路のボン
ディング・パッドがプローブ・カードまたはピンまたは
電極用の他のサポート構造体上のプローブ・ピンまたは
他の接続電極に電気的に接触するように、プローブ・カ
ードを移動するかまたはウェハ保持プラットフォームを
移動することによって行うことができる。
法１００を示している。この方法はステップ１０２から
始まり、そこで第１のクランプが解放される。これは、
第１のクランプ内の電磁石への通電を遮断することによ
って行うことができる。次にステップ１０４では、第２
のクランプが回転される（ウェハ保持プラットフォーム
を捕捉してそれを回転するために第２のクランプがすで
に活動化されているものと想定する）。回転の量は、元
の位置と最終位置との間に必要なＸ，Ｙ移動の量によっ
て決定される。これについては以下に詳述する。一実施
形態では、回転は−（θ1＋θ2）に等しい量だけ行われ
る。ステップ１０６では、ステップ１０４で第２のクラ
ンプを回転した後で、第１のクランプが活動化される。
この活動化は、第１のクランプ内の電磁石を励磁するこ
とにより、行うことができる。次にステップ１０８では
第２のクランプが解放され、ステップ１１０では第２の
クランプを解放状態に保持しながら第１のクランプが回
転される。ステップ１１０での第１のクランプの回転の
量は、所望のＸ，Ｙ並進によって決まり、一実施形態で
は、ステップ１１０の回転はθ1 に等しい量だけ行われ
る。ステップ１１０での回転後、第２のクランプはステ
ップ１１２でもう一度活動化される。ただし、ステップ
１０４などの回転が行われるたびに、ウェハ保持プラッ
トフォームを捕捉してそれを回転するために、回転を行
っている適切なクランプが回転の時点で活動化されるこ
とが分かるだろう。ステップ１１４では第１のクランプ
が解放され、次にステップ１１６では第２のクランプが
もう一度回転される。ステップ１１６での第２のクラン
プの一例の回転の量はθ2 である。最後に、ステップ１
１８では、ウェハ保持プラットフォームが第１のクラン
プと第２のクランプの両方によって保持されるように、
第１のクランプが活動化される。この時点でウェハ・プ
ローブは、ウェハ上の少なくとも１つの集積回路のボン
ディング・パッドがプローブ・カードまたはピンまたは
電極用の他のサポート構造体上のプローブ・ピンまたは
他の接続電極に電気的に接触するように、プローブ・カ
ードを移動するかまたはウェハ保持プラットフォームを
移動することによって行うことができる。
【００２０】図５Ａ、図５Ｂ、図５Ｃ、図５Ｄは、２つ
のクランプ５２および５３に対するウェハ保持プラット
フォーム５４の４つの位置の平面図を示している。図５
Ａは、特に、図４のステップ１０４における回転前のウ
ェハ保持プラットフォーム５４の元の位置を示してい
る。図５Ｂは、ステップ１０２でクランプ５３が解放さ
れ、ステップ１０４でクランプ５２が回転された後のウ
ェハ保持プラットフォーム５４の位置を示している。図
５Ｃは、ステップ１０８でクランプ５２が解放され、ス
テップ１１０でクランプ５３が回転するというステップ
１０８および１１０の後のウェハ保持プラットフォーム
５４の平面図を示している。図５Ｄは、ステップ１１４
でクランプ５３が解放され、ステップ１１６でクランプ
５２が回転されるというステップ１１４および１１６の
結果のウェハ保持プラットフォーム５４の位置を示して
いる。このような回転は、シャフトとクランプ５２およ
び５３にそれぞれ接続されたサーボ・モータ６１および
６２によって行うことができる。各シャフトは、各クラ
ンプが回転したときにそのクランプの角位置が制御シス
テム（たとえば、図７を参照）によって把握されるよう
に、クランプ位置のフィードバック制御のためにアング
ル・エンコーダを備えている。回転サーボ技術は周知の
技術である。
のクランプ５２および５３に対するウェハ保持プラット
フォーム５４の４つの位置の平面図を示している。図５
Ａは、特に、図４のステップ１０４における回転前のウ
ェハ保持プラットフォーム５４の元の位置を示してい
る。図５Ｂは、ステップ１０２でクランプ５３が解放さ
れ、ステップ１０４でクランプ５２が回転された後のウ
ェハ保持プラットフォーム５４の位置を示している。図
５Ｃは、ステップ１０８でクランプ５２が解放され、ス
テップ１１０でクランプ５３が回転するというステップ
１０８および１１０の後のウェハ保持プラットフォーム
５４の平面図を示している。図５Ｄは、ステップ１１４
でクランプ５３が解放され、ステップ１１６でクランプ
５２が回転されるというステップ１１４および１１６の
結果のウェハ保持プラットフォーム５４の位置を示して
いる。このような回転は、シャフトとクランプ５２およ
び５３にそれぞれ接続されたサーボ・モータ６１および
６２によって行うことができる。各シャフトは、各クラ
ンプが回転したときにそのクランプの角位置が制御シス
テム（たとえば、図７を参照）によって把握されるよう
に、クランプ位置のフィードバック制御のためにアング
ル・エンコーダを備えている。回転サーボ技術は周知の
技術である。
【００２１】この説明の以下の項では、結果的にウェハ
を回転せずにＸ，Ｙ平面内の移動を行わせるために様々
な回転の量を決定する方法を示す理論分析について説明
する。以下の説明では図６を参照するが、同図にはクラ
ンプ５２の１つの回転軸を決めるシャフト５５の上に重
ねられたウェハ４０の外周部が示されている。また、シ
ャフト５６の端部は点Ｂに示し、シャフト５５の端部は
点Ａに示す。クランプによって行われた回転によって
Ｘ，Ｙ平面内の回転が引き起こされ、回転軸は図６に示
すようにＺ軸に平行になる。以下の説明では、Ｘ方向の
ＸおよびＹ方向のＹによる一般的な並進または移動につ
いて説明する。図６の「Ａ」は（０，ｄ／２）という
Ｘ，Ｙ位置にある回転軸として扱い、図６の「Ｂ」は
（０，−ｄ／２）に位置する第２の回転軸と見なす。図
６は、軸Ｂ上の点がＰ2 という点（図６に示す点１５
２）まで移動する際の幾何学的作図を示している。
を回転せずにＸ，Ｙ平面内の移動を行わせるために様々
な回転の量を決定する方法を示す理論分析について説明
する。以下の説明では図６を参照するが、同図にはクラ
ンプ５２の１つの回転軸を決めるシャフト５５の上に重
ねられたウェハ４０の外周部が示されている。また、シ
ャフト５６の端部は点Ｂに示し、シャフト５５の端部は
点Ａに示す。クランプによって行われた回転によって
Ｘ，Ｙ平面内の回転が引き起こされ、回転軸は図６に示
すようにＺ軸に平行になる。以下の説明では、Ｘ方向の
ＸおよびＹ方向のＹによる一般的な並進または移動につ
いて説明する。図６の「Ａ」は（０，ｄ／２）という
Ｘ，Ｙ位置にある回転軸として扱い、図６の「Ｂ」は
（０，−ｄ／２）に位置する第２の回転軸と見なす。図
６は、軸Ｂ上の点がＰ2 という点（図６に示す点１５
２）まで移動する際の幾何学的作図を示している。
【００２２】第１のステップは、点Ｂが点Ｐ1 （点１５
１）まで移動するように角度１５３として示す量θ1 だ
け軸Ａ（シャフト５５によって定義される）の周りでク
ランプ５２を回転することである。ただし、ウェハ４０
上の点Ｂのその元の位置から点Ｐ1 までの移動は、Ｐ1
およびＰ2が回転軸Ｂから等距離になるように行うこと
に留意されたい。Ｐ2 が距離２ｄより回転軸Ｂにより近
い場合にこれが可能であることは図６から明らかであ
る。図６に示すように、回転軸Ａと回転軸Ｂとの距離
は、参照番号１５０で示された距離ｄとして示される。
次に、軸Ｂの周りで角度θ2 （基準角１５４として示
す）だけ回転することにより点Ｐ1が点Ｐ2まで移動す
る。ただし、点ＢをＰ2 まで移動させる間に、ウェハ４
０全体もθ1＋θ2という正味角度だけ回転したことに留
意されたい。
１）まで移動するように角度１５３として示す量θ1 だ
け軸Ａ（シャフト５５によって定義される）の周りでク
ランプ５２を回転することである。ただし、ウェハ４０
上の点Ｂのその元の位置から点Ｐ1 までの移動は、Ｐ1
およびＰ2が回転軸Ｂから等距離になるように行うこと
に留意されたい。Ｐ2 が距離２ｄより回転軸Ｂにより近
い場合にこれが可能であることは図６から明らかであ
る。図６に示すように、回転軸Ａと回転軸Ｂとの距離
は、参照番号１５０で示された距離ｄとして示される。
次に、軸Ｂの周りで角度θ2 （基準角１５４として示
す）だけ回転することにより点Ｐ1が点Ｐ2まで移動す
る。ただし、点ＢをＰ2 まで移動させる間に、ウェハ４
０全体もθ1＋θ2という正味角度だけ回転したことに留
意されたい。
【００２３】結果的にウェハ４０を回転せずにＸ，Ｙで
純粋な並進を達成するため、軸Ａの周りのθ1と軸Ｂの
周りのθ2という２回の回転の前にＢ軸の周りで−θ1−
θ2という量の初期回転を行うことができる。ウェハ４
０上のＢにある点はこの初期回転で移動しないので、Ｂ
の点はもう一度Ｐ2 に到達するが、この時点では、３回
のすべての回転後に正味の回転は一切行われていないこ
とになる。この３回の回転後の正味回転角は０なので、
この３回の回転によって行われる運動はＸ，Ｙにおける
純粋な並進である。この事実は以下の計算分析によって
検証することができる。
純粋な並進を達成するため、軸Ａの周りのθ1と軸Ｂの
周りのθ2という２回の回転の前にＢ軸の周りで−θ1−
θ2という量の初期回転を行うことができる。ウェハ４
０上のＢにある点はこの初期回転で移動しないので、Ｂ
の点はもう一度Ｐ2 に到達するが、この時点では、３回
のすべての回転後に正味の回転は一切行われていないこ
とになる。この３回の回転後の正味回転角は０なので、
この３回の回転によって行われる運動はＸ，Ｙにおける
純粋な並進である。この事実は以下の計算分析によって
検証することができる。
【００２４】Ａ軸の周りの回転は次式で表される。
【数１】 ただし、Ｂ軸の周りの対応する回転ＲB は上記の式のｄ
を−ｄに置き換えることによって得られる。上記の並進
は、次式のようにこれらの回転で表すことができる。
を−ｄに置き換えることによって得られる。上記の並進
は、次式のようにこれらの回転で表すことができる。
【数２】 式中、（ｘ’，ｙ’）は点（ｘ，ｙ）の最終静止位置で
ある。上記の式を展開すると次式が得られる。
ある。上記の式を展開すると次式が得られる。
【数３】 これは、平面内のすべての点の並進が予想通りになるこ
とを示している。
とを示している。
【００２５】式３は重要であるが、所与の並進の場合の
回転角を決定するという逆の問題に対処する。代数によ
り、以下の関係が明らかになる。
回転角を決定するという逆の問題に対処する。代数によ
り、以下の関係が明らかになる。
【数４】 式中、ｄはＡとＢとの距離であり、Ｒは並進の長さであ
る。式４によれば、回転角θ1の向き（符号）はＡ軸の
周りで時計回り（負）または反時計回り（正）のいずれ
かになる。点Ｐ2に到達するには、Ｂの周りでθ2だけ回
転を行う。さらに、代数により、次式が得られる。
る。式４によれば、回転角θ1の向き（符号）はＡ軸の
周りで時計回り（負）または反時計回り（正）のいずれ
かになる。点Ｐ2に到達するには、Ｂの周りでθ2だけ回
転を行う。さらに、代数により、次式が得られる。
【数５】 反時計回りのθ1と時計回りのθ1について、次式が得ら
れる。
れる。
【数６】
【００２６】式４、式５、式６を検討すると、上記の式
と一致する半径２ｄの円内に入るように３回の回転によ
る並進が制限されることが分かる。わずか３回の回転で
直径３００ｍｍのディスク（たとえば、１２インチのウ
ェハ）内のどこかで運動が起こるようにするためには、
軸同士の間隔が等しくなるかまたは１５０ｍｍを上回る
ように選択しなければならない。ＡとＢとの間隔がより
小さい場合も可能であるが、数回の移動のために４回以
上の回転が必要になるだろう。
と一致する半径２ｄの円内に入るように３回の回転によ
る並進が制限されることが分かる。わずか３回の回転で
直径３００ｍｍのディスク（たとえば、１２インチのウ
ェハ）内のどこかで運動が起こるようにするためには、
軸同士の間隔が等しくなるかまたは１５０ｍｍを上回る
ように選択しなければならない。ＡとＢとの間隔がより
小さい場合も可能であるが、数回の移動のために４回以
上の回転が必要になるだろう。
【００２７】図７は、従来の汎用コンピュータ・システ
ムにすることができるディジタル処理システムを示して
いる。このシステム２００は、カメラ（視覚システムの
一部分を形成する）からの入力とエンコーダ５８および
５９などのエンコーダからの情報を受け取り、回転モー
タと、図３Ｂに示すコントローラ６１ａおよび６２ａな
どのクランプ・コントローラに入力を供給することによ
り、ウェハ位置決めシステム５０を制御するために使用
することができる。図７に示すこのような入力と出力は
処理システム２００の残りの部分との間でデータをやり
とりする入出力コントローラ２０１によって行われる。
通常、プロセッサ２０６は、ハード・ディスクなどの大
容量記憶装置２１０から実行可能コンピュータ・プログ
ラム命令を取り出し、ランダム・アクセス・メモリにす
ることができるメモリ２０８に値を格納する汎用マイク
ロプロセッサである。システム２００の様々な構成要素
を相互接続する少なくとも１つのバス２０４により、こ
のシステム内でデータが交換される。同じく図７に示す
ように、システムは、従来のＣＲＴモニタなどの表示装
置２１２を含むことができ、コントローラ２１４の制御
下で動作するキーボードなどのユーザ入出力制御入力を
さらに含むことができる。
ムにすることができるディジタル処理システムを示して
いる。このシステム２００は、カメラ（視覚システムの
一部分を形成する）からの入力とエンコーダ５８および
５９などのエンコーダからの情報を受け取り、回転モー
タと、図３Ｂに示すコントローラ６１ａおよび６２ａな
どのクランプ・コントローラに入力を供給することによ
り、ウェハ位置決めシステム５０を制御するために使用
することができる。図７に示すこのような入力と出力は
処理システム２００の残りの部分との間でデータをやり
とりする入出力コントローラ２０１によって行われる。
通常、プロセッサ２０６は、ハード・ディスクなどの大
容量記憶装置２１０から実行可能コンピュータ・プログ
ラム命令を取り出し、ランダム・アクセス・メモリにす
ることができるメモリ２０８に値を格納する汎用マイク
ロプロセッサである。システム２００の様々な構成要素
を相互接続する少なくとも１つのバス２０４により、こ
のシステム内でデータが交換される。同じく図７に示す
ように、システムは、従来のＣＲＴモニタなどの表示装
置２１２を含むことができ、コントローラ２１４の制御
下で動作するキーボードなどのユーザ入出力制御入力を
さらに含むことができる。
【００２８】プロセッサ２０６は、通常、特定の並進に
必要な様々な回転を決定するために上記の計算を実行す
る。さらに、プロセッサは、図４に示す方法などの本発
明の方法により動作するようにクランプおよびモータの
制御を行う。このため、自動ウェハ位置決めシステム
は、比較的安価に提供することができ、しかも高い位置
決め分解能をもたらすことができる。
必要な様々な回転を決定するために上記の計算を実行す
る。さらに、プロセッサは、図４に示す方法などの本発
明の方法により動作するようにクランプおよびモータの
制御を行う。このため、自動ウェハ位置決めシステム
は、比較的安価に提供することができ、しかも高い位置
決め分解能をもたらすことができる。
【００２９】上記のように、本実施形態は、コンピュー
タのハードウエアによって実施される。そのハードウエ
アシステムで用いられるプログラムは当然のことながら
記録媒体に記録された状態で提供される。このプログラ
ムを記憶させた媒体としては、例えばフレキシブルディ
スク、ＣＤ−ＲＯＭ、メモリカードその他あらゆる媒体
を使用できる。媒体に記録されたプログラムは、ハード
ウエアに組み込まれている記憶装置、例えばハードディ
スクなどにインストールされることにより、プログラム
が実行できるようになる。
タのハードウエアによって実施される。そのハードウエ
アシステムで用いられるプログラムは当然のことながら
記録媒体に記録された状態で提供される。このプログラ
ムを記憶させた媒体としては、例えばフレキシブルディ
スク、ＣＤ−ＲＯＭ、メモリカードその他あらゆる媒体
を使用できる。媒体に記録されたプログラムは、ハード
ウエアに組み込まれている記憶装置、例えばハードディ
スクなどにインストールされることにより、プログラム
が実行できるようになる。
【００３０】上記の説明では本発明の例を示している。
この開示内容を参照すると、本発明の他の代替例および
実施態様が存在することが分かるだろう。たとえば、ク
ランプおよびクランプ解除は真空を使用して行うことが
できる。真空ポンプを各クランプに結合し、各クランプ
に選択的に真空を施すことができる。クランプに真空が
施されると、それはウェハ保持プラットフォームを捕捉
し、真空が施されないと、ウェハ保持プラットフォーム
はそのクランプに対して自由に動けるようになる。クラ
ンプの表面は、真空によってクランプに対してウェハ保
持プラットフォームを吸い込めるようにするための穴を
含み、これと同じ穴を使用すると、クランプがウェハ保
持プラットフォームを捕捉しないときにクランプの上面
にエア・ベアリングを発生するように空気を注入するこ
とができる。
この開示内容を参照すると、本発明の他の代替例および
実施態様が存在することが分かるだろう。たとえば、ク
ランプおよびクランプ解除は真空を使用して行うことが
できる。真空ポンプを各クランプに結合し、各クランプ
に選択的に真空を施すことができる。クランプに真空が
施されると、それはウェハ保持プラットフォームを捕捉
し、真空が施されないと、ウェハ保持プラットフォーム
はそのクランプに対して自由に動けるようになる。クラ
ンプの表面は、真空によってクランプに対してウェハ保
持プラットフォームを吸い込めるようにするための穴を
含み、これと同じ穴を使用すると、クランプがウェハ保
持プラットフォームを捕捉しないときにクランプの上面
にエア・ベアリングを発生するように空気を注入するこ
とができる。
【図１】 ウェハ・プローブ・システムの側面図であ
る。
る。
【図２】 先行技術のウェハ位置決めシステムの斜視図
である。
である。
【図３】 本発明のウェハ位置決めシステムの平面図
（Ａ）、側面図（Ｂ）およびウェハ・プローバの一例に
おける本発明によるウェハ位置決めシステムの使い方の
一例を示す図（Ｃ）である。
（Ａ）、側面図（Ｂ）およびウェハ・プローバの一例に
おける本発明によるウェハ位置決めシステムの使い方の
一例を示す図（Ｃ）である。
【図４】 本発明の方法の一実施形態による様々なステ
ップを示すフローチャートである。
ップを示すフローチャートである。
【図５】 様々な回転運動が行われた後の本発明のウェ
ハ位置決めシステムの平面図である。
ハ位置決めシステムの平面図である。
【図６】 本発明の一例で使用する一連の回転からの並
進の幾何学的作図である。
進の幾何学的作図である。
【図７】 本発明のウェハ位置決めシステムを制御する
ために使用可能なコンピュータ・システムの一例を示す
図である。
ために使用可能なコンピュータ・システムの一例を示す
図である。
【符号の説明】 ５０ ウェハ位置決めシステム ５１ ハウジング構造体 ５２、５３ クランプ ５４ ウェハ・チャック、ウェハ保持プラットフォーム ５５、５６ シャフト ５８、５９ アングル・エンコーダ ６１ モータ ６１Ａ モータおよびクランプ・コントローラ ６２ 回転モータ ６２Ａ モータおよびクランプ・コントローラ
─────────────────────────────────────────────────────
【手続補正書】
【提出日】平成１０年１１月２５日
【手続補正２】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】全図
【補正方法】変更
【補正内容】
【図１】
【図２】
【図３】
【図５】
【図６】
【図４】
【図７】
Claims (24)
- 【請求項１】 ウェハ保持プラットフォームを位置決め
するための方法において、 ウェハ保持プラットフォームに第１のクランプを結合す
るステップと、 ウェハ保持プラットフォームから第２のクランプを切り
離すステップと、 ウェハ保持プラットフォームを第１の位置まで移動させ
るように第１のクランプを回転させるステップとを含む
ことを特徴とする方法。 - 【請求項２】 ウェハ保持プラットフォームから第１の
クランプを切り離している間にウェハ保持プラットフォ
ームに第２のクランプを結合するステップと、 ウェハ保持プラットフォームを第２の位置まで移動させ
るように第２のクランプを回転させるステップとをさら
に含むことを特徴とする請求項１に記載の方法。 - 【請求項３】 ウェハ保持プラットフォームから第２の
クランプをもう一度切り離している間にウェハ保持プラ
ットフォームに第１のクランプをもう一度結合するステ
ップと、 ウェハ保持プラットフォームを第３の位置まで移動させ
るように第１のクランプをもう一度回転するステップと
をさらに含むことを特徴とする請求項２に記載の方法。 - 【請求項４】 ウェハ保持プラットフォーム上の点が第
３の位置まで移動した後で結果的にウェハ保持プラット
フォームが回転せずにその点がＸ，Ｙ座標系で移動する
ように、その点が元の位置から第１の位置まで移動し、
次に第２の位置まで移動し、次に第３の位置まで移動す
ることを特徴とする請求項３に記載の方法。 - 【請求項５】 結合ステップが、ウェハ保持プラットフ
ォームに第１のクランプを電磁的に結合することによっ
て行われることを特徴とする請求項１に記載の方法。 - 【請求項６】 ウェハ保持プラットフォームの位置のフ
ィードバックを行うために回転移動を監視するステップ
をさらに含むことを特徴とする請求項２に記載の方法。 - 【請求項７】 第１のクランプと第２のクランプが独立
してウェハ保持プラットフォームに結合可能であること
を特徴とする請求項１に記載の方法。 - 【請求項８】 ウェハ保持プラットフォーム上に配置さ
れた集積回路をテストするためにプローブ・プラットフ
ォーム上のプローブ接点に対してウェハ保持プラットフ
ォームを２次元で移動させるステップをさらに含むこと
を特徴とする請求項７に記載の方法。 - 【請求項９】 第１の回転軸を有する第１のクランプ
と、 第２の回転軸を有する第２のクランプとを含み、第１の
軸と第２の軸は非同心であり、 第１のクランプと第２のクランプに独立して結合可能で
あり、第１のクランプと第２のクランプを独立して回転
させることにより、複数のＸ，Ｙ位置に位置決め可能で
あるウェハ保持プラットフォームを含むことを特徴とす
るウェハ位置決めシステム。 - 【請求項１０】 第１のクランプおよび第２のクランプ
の一方に結合される少なくとも１つのモータをさらに含
むことを特徴とする請求項９に記載のウェハ位置決めシ
ステム。 - 【請求項１１】 第１のクランプに結合された第１の回
転モータと、 第２のクランプに結合された第２の回転モータとをさら
に含むことを特徴とする請求項９に記載のウェハ位置決
めシステム。 - 【請求項１２】 第１のクランプに結合された第１のア
ングル・エンコーダと、 第２のクランプに結合された第２のアングル・エンコー
ダとをさらに含み、第１および第２のアングル・エンコ
ーダが、複数のＸ，Ｙ位置でウェハ保持プラットフォー
ム上の複数の点のそれぞれを位置決めするために回転位
置情報を供給することを特徴とする請求項１１に記載の
ウェハ位置決めシステム。 - 【請求項１３】 ウェハ保持プラットフォームに結合さ
れたときに第１のクランプが電磁的に結合され、ウェハ
保持プラットフォームに結合されたときに第２のクラン
プが電磁的に結合されることを特徴とする請求項１２に
記載のウェハ位置決めシステム。 - 【請求項１４】 ウェハ保持プラットフォームに結合さ
れたＺ運動ステージをさらに含み、Ｚ運動ステージがウ
ェハ保持プラットフォームを複数のＺ位置まで移動する
ことを特徴とする請求項１３に記載のウェハ位置決めシ
ステム。 - 【請求項１５】 請求項１４に記載のウェハ位置決めシ
ステムを有するウェハ・プローバ・システムにおいて、 ウェハ保持プラットフォーム上のウェハを調べるための
第１のカメラと、 プローブ・カードを調べるための第２のカメラと、 第１および第２のカメラの検査動作のために光を供給す
るための照明システムと、 第１のカメラおよび第２のカメラと第１のアングル・エ
ンコーダおよび第２のアングル・エンコーダとに結合さ
れ、複数のＸ，Ｙ位置にウェハ保持プラットフォームを
位置決めするために第１および第２のクランプの回転を
制御するプロセッサとを含むことを特徴とするウェハ・
プローバ・システム。 - 【請求項１６】 第１および第２のクランプを個別に３
回回転するだけで複数のＸ，Ｙ位置に複数の点のそれぞ
れを位置決めできるようにする距離だけ第１の軸と第２
の軸が分離されていることを特徴とする請求項１４に記
載のウェハ位置決めシステム。 - 【請求項１７】 システムにより、直線並進後に結果的
にウェハ保持プラットフォームが回転せずに複数のＸ，
Ｙ位置まで複数の点のそれぞれを直線並進することがで
きることを特徴とする請求項１６に記載のウェハ位置決
めシステム。 - 【請求項１８】 少なくとも１つのモータが、第１のク
ランプおよび第２のクランプに独立して結合可能である
ことを特徴とする請求項１０に記載のウェハ位置決めシ
ステム。 - 【請求項１９】 ディジタル処理システムで実行された
ときに、ディジタル処理システムがウェハ位置決めシス
テムを制御するようにする複数のコンピュータ・プログ
ラム命令を含むコンピュータ可読記憶媒体において、 ウェハ保持プラットフォームに第１のクランプを結合す
るステップと、 ウェハ保持プラットフォームから第２のクランプを切り
離すステップと、 ウェハ保持プラットフォームを第１の位置まで移動させ
るように第１のクランプを回転するステップとを含む方
法を実行することによって制御させることを特徴とする
コンピュータ可読記憶媒体。 - 【請求項２０】 前記方法が、 ウェハ保持プラットフォームから第１のクランプを切り
離している間にウェハ保持プラットフォームに第２のク
ランプを結合するステップと、 ウェハ保持プラットフォームを第２の位置まで移動させ
るように第２のクランプを回転するステップとをさらに
含むことを特徴とする請求項１９に記載のコンピュータ
可読記憶媒体。 - 【請求項２１】 前記方法が、 ウェハ保持プラットフォームから第２のクランプをもう
一度切り離している間にウェハ保持プラットフォームに
第１のクランプをもう一度結合するステップと、 ウェハ保持プラットフォームを第３の位置まで移動させ
るように第１のクランプをもう一度回転させるステップ
とをさらに含み、ウェハ保持プラットフォーム上の点が
第３の位置まで移動した後で結果的にウェハ保持プラッ
トフォームが回転せずにその点がＸ，Ｙ座標系で直線的
に移動するように、その点が元の位置から第１の位置ま
で移動し、次に第２の位置まで移動し、次に第３の位置
まで移動することを特徴とする請求項２０に記載のコン
ピュータ可読記憶媒体。 - 【請求項２２】 ウェハ保持プラットフォームに結合さ
れた位置エンコーダと、位置エンコーダを調べる第１の
カメラとをさらに含むことを特徴とする請求項９に記載
のウェハ位置決めシステム。 - 【請求項２３】 位置エンコーダに対してウェハ上の形
状を位置決めするために、第１のカメラが位置エンコー
ダを調べ、第２のカメラがウェハ保持プラットフォーム
上に配置されたウェハを調べることを特徴とする請求項
２２に記載のウェハ位置決めシステム。 - 【請求項２４】 第１のカメラに対して電極サポート上
の少なくとも１つの電極を配置するために、第３のカメ
ラが少なくとも１つの電極を調べ、第１のカメラが位置
エンコーダを調べることを特徴とする請求項２３に記載
のウェハ位置決めシステム。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US08/947768 | 1997-10-09 | ||
| US08/947,768 US5982132A (en) | 1997-10-09 | 1997-10-09 | Rotary wafer positioning system and method |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11191584A true JPH11191584A (ja) | 1999-07-13 |
Family
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Family Applications (1)
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|---|---|---|---|
| JP10287710A Pending JPH11191584A (ja) | 1997-10-09 | 1998-10-09 | 回転式ウェハ位置決めシステムおよび方法 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5982132A (ja) |
| JP (1) | JPH11191584A (ja) |
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1997
- 1997-10-09 US US08/947,768 patent/US5982132A/en not_active Expired - Lifetime
-
1998
- 1998-10-09 JP JP10287710A patent/JPH11191584A/ja active Pending
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US5982132A (en) | 1999-11-09 |
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