JPS5824946B2 - ウエハ−検査装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、半導体素子を製造する過程において一枚の薄
板（一般にウェハーと称せられ以下この名称による）上
に構成されるＬＳＩ 、ＭＳＩ 、ＩＣ，トランジスタ
等素子の諸特性を測定して、合格・不合格の性能検査を
行ない、不合格のものについてマーキングする装置に係
るものである。

従来は、１枚のウェハー上に構成された多数個の素子（
以下ペレットという）の電気的諸性能の検査をするため
に、測定位置において、ウェハー上のペレットの電極と
測定用触針（以下測針と称す）との針合わせを１枚のウ
ェハー毎に作業者が顕微鏡を見ながら、ウェハーを載せ
た測定テーブルを微動させて行なっていた。

これに対し本発明は、最初の１枚のウェハーについて上
記針合わせを行なえば、以降同一群のウェハーについて
は自動的に針合わせが行なわれて、ペレットの電気的特
性が測定され、かつウェハーの供給から位置決め、測定
、マーキング及び収納までを含めて全自動的に行ない、
多数枚のウェハーを能率的に処置するウェハー検査装置
を提供するものである。

なお触針機構、マーキング機構等は従来公知のものを使
用するのでその説明は省略する。

以下図に従って説明する。

本発明において取扱うウェハーは第１図に示すようにＸ
、Ｙ方向に基準面２・３が作られ、このＸ、Ｙ方向に正
確に一致して多数個のペレットが構成されている。

第２図にこの発明の構成の概要を示す。

第２図において、多数枚のウェハーを立体的に格納した
供給マガジン４から１枚ずつウェハーが搬送ベルト７に
よってステージ８に送られる。

このステージ上の位置をＡとする。

ステージ上でウェハーは。Ｘ、Ｙ基準面を基として、大
体の位置決め（第一次位置決め）を行なう。

ついで第１次位置決めが行われたウェハーは吸着チャッ
クをもったウェハー搬送装置６によってあらかじめ待機
している測定テーブル１１に搬送する。

測定テーブルの待機している位置をＢとする。

なおウェハー搬送装置６は図のＸ方向に移動して搬送す
る方式とする。

Ｂ位置において、第２次の精密な位置決めが行なわれ、
ウェハーは測定テーブル１１上に正確にセットされた後
、測定テーブル１１に真空でチャックされる。

第二次の位置決めが終ると測定テーブルは紙面に直角な
方向に下がって測針が取り付けられている測定位置まで
移動する。

この測定位置をＣとする。

このＣ位置にて従来性なわれていた測定、マーキングが
行なわれるが、最初の１枚のウェハーについては、作業
者が顕微鏡１０により任意のペレットの電極と測針との
針合わせを行なう。

針合わせを行なった後、測定テーブルをインデックス送
りして測定開始位置まで移動させる。

そしてボタンを押すことにより、第二次位置決めの測定
テーブル１１の原点から測定開始位置までの距離を記憶
させる。

これにより、同一群のウェハーの２枚目からは針合わせ
を行なう必要がなく第二次位置決めの位置より測定開始
位置まで自動的にテーブルは移動する。

測定およびマーキングが完了すると測定テーブルはウェ
ハーを載せたままＢ位置にもどり、ウェハーはウェハー
搬送装置６によって収容マガジン５のステージに送られ
る。

このステージ上の位置をＤとする。

ステージより搬送ベルト９によって収容マガジン５に送
り込まれる。

なお測定を完了したウェハーがＢからＤに搬送されてい
る間に次に測定されるべきウェハーが供給マガジン４か
らＡ位置に送られて第一次位置決めが行なわれる。

なおウェハーの位置決めが２回にわたって行なわれるの
は、最終的にＸ、Ｙ、θ方向の高精度の位置決めを行な
う必要があるからである。

第二次の位置決めは、測定テーブル１１上で行なわれて
、ウェハー１はテーブルに固定され、測定位置Ｃにはテ
ーブルが移動する方式をとる。

以下各段階について説明する。

第３図に供給マガジン４の構造の一例を示す。

左右の壁の切欠き棚にウェハー１が多数枚立体的に入る
。

本発明ではウェハーのＸ、Ｙ基準面を奥にして収納する
。

この供給マガジン４からＡ位置へのウェハーの搬送の一
例を第４図に示す。

第４図イにおいて、供給マガジン４は一段ずつ下降して
、ウェハー１を２本の平行な搬送ベルト７の上に置き、
搬送ベルト７は回転してステージ８上のＡ位置にウェハ
ーを送る。

第４図唱こおいて、Ａ位置にはコロ１２が時計方向に回
転し、ローラ１３がウェハーの中心より、図において右
側に偏心して取り付けられ、ウェハーをコロ１２に押し
つける方向に回転する。

また、斜めに基準板１４を取り付け、案内ピン１５を設
ける。

これにより搬送ベルトＴより送られて来たウェハーは、
コロ１２により反時計方向の回転を与えられ、回転し、
ウェハー１の基準面２が基準板１４に対応した状態でコ
ロ１２とウェハー１は、離れる。

そのときローラ１３がウェハーの中心より偏心している
ためにウェハーに時計方向の回転を与えコロ１２にウェ
ハーを押しつける。

このようにウェハー１は、基準面２が基準板１４に対応
した状態で第一次位置決めが行なわれる。

ついでＡ位置の上にウェハー搬送装置６がくる。

これは丸い皿を伏せた形状をしていて、吸着作用によっ
てウェハーをその中に吸着し、第２図のＸ−Ｘ方向に移
動して、Ｂ位置で待機している測定テーブル１１上にウ
ェハーを置く。

なお測定テーブル１１は第５図に示す構造であって、そ
の全体はＢ、Ｃ間の移動を可能とするＸ、Ｙ方向移動機
構の上に取付けられる。

ここでＸ、Ｙ方向移動機構は公知であるのでその説明は
省略するが、指令によってＸ、Ｙ方向に所定の変位を行
なうものである。

そして測定テーブル１１は第２図の紙面に直角な方向の
上下動（Ｚ方向）、ならびに回転（θ方向）可能である
。

すなわち上下動はテープル１１の下に設けられたくさび
１６をエアシリンダ１７のロンドが押すことによって行
なわれる。

またテーブル１１のハウジングの外周にはウオームホイ
ール１８を設け、これと噛合うウオーム１９の回転によ
ってテーブル全体が回転する。

そしてテーブルの中央には小孔２０を設けて、空気を吸
引することによって、テーブルにウェハーを固定するこ
とができる。

Ｂ位置には、第６図に示すように、Ｘ、Ｙ方向基準の面
を持つ方向規制板２１及びこれにウェハーを回転させな
がら押し付けるバー２２が設けられ、方向規制板２１の
下にテーブル１１が紙面に直角な方向に上昇してウェハ
ーの厚みよりも少ない微小な間隔をもって位置する。

なおバーの支点２３は反時計方向に回転するディスク２
４に取り付けられ、バーはバネ２５にてピン２６の方向
に引張られている。

またバー２２は最初は図の右方向に位置して、方向規制
板２１との間を広く開いており、方向規制板２１とバー
２２との間に、Ａ位置において、大体の方向を決められ
たウェハーが置かれる。

ついでディスク２４が反時計方向に回転することにより
、バー２２は先端方向に突き出される運動をしながら、
ウェハー１に反時計方向の回転を与えるとともに、ウェ
ハーを方向規制板２１に押しつけて基準面２，３を方向
規制板２１のＸ、Ｙ方向基準面に正確に当てる。

この位置決めが完了したとき、第５図に示すテーブル中
央の小孔２０から下方に吸気してウェハーをテーブルに
固定する。

ここでテーブルは下降し、次いでＸ、Ｙ方向に運動を行
なってＣ位置に移動する。

そしてＣ位置においてまず最初の１枚のウェハーの針合
わせを人手によって顕微鏡１０で見ながら行ない、測定
開始点までテーブルをインデックス送りにより移動する
。

この測定開始点の測定テーブル１１のＸ、Ｙ及び回転の
調整値はＢ位置の原点よりの距離及び回転量として記憶
され、以降は全部この記憶値によってＢよりＣへの移動
、回転が行なわれる。

なおＣ位置における回転値によって、第二次位置決めの
方向規制板２１を調整すれば、テーブルの回転を省略す
ることも可能である。

そして位置、方向を決められたＣ位置のウェハーは、測
定テーブルに対して下向きに待機している測針に対して
上昇し、針に接触して測定を行い、終了後測定テーブル
１１は下降してＢ位置に戻り、ウェハー搬送装置６は、
ウェハーを吸着しＤ位置に搬送して搬送ベルト９の上に
ウェハーを載せて供給マガジンと同形の収容マガジン５
に上から一枚ずつウェハーを収める。

以上の構造において、大体方向を揃えてマガジンに入れ
られたウェハーは、Ａ位置でほぼ方向を規正され、さら
にＢ位置において、測定テーブルに精密に位置決めされ
、Ｃ位置に送られる。

そしてＢからＣへはテーブルのまま移動し、かつその必
要変位量は記憶されて、これによって指令されるので、
Ｃ位置においてはきわめて高精度の位置決めが可能とな
る。

そして測針に対して同一群のウェハーは常に正確に位置
して、ウェハー上のペレットに従って移動しながら、上
下動して、全部のペレットの測定を全自動で行なうこと
ができる。

そこで同一群のウェハーにおいては最初の一枚について
正確に針合わせを行なえば、後は全部連続して無人で操
作することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の対象とするウェハーの平面図、第２
図はこの発明の構成の概要を示す平面図、第３図は供給
マガジンの正面図、第４図イ２口はウェハー供給並びに
第一次位置決め機構の説明図、第５図は測定テーブルの
断面図、第６図は第二次位置決め機構の説明図。 １・・・・・・ウェハー、２・・・・・・Ｘ方向基準面
、３・・・・・・Ｙ方向基準面、４・パ・・・・供給マ
ガジン、５・・・・・・収容マガジン、６・・・・・・
ウェハー搬送装置、７，９・・・・・・搬送ベルト、８
・・・・・・ステージ、１０・・・・・・顕微鏡、１１
・・・・・・測定テーブル、１２・・・・・・コロ、１
３・・・・・・ローラ、１４・・・・・・基準板、１５
・・・・・・案内ピン、１６・・・・・・くさび、１７
・・・・・・エアシリンダ、１８・・・・・・ウオーム
ホイール、１９・・・・・・ウオーム、２０・・・・・
・小穴、２１・・・・・・方向規制板、２２・・・・・
・バー、２３・・・・・・支点、２４・・・・・・ディ
スク、２５・・・・・・バネ、２６・・・・・・ピン。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ その延長線が直交する２つの基準面を有するウェハ
   ー上に前記基準面と平行に多数個形成された半導体素子
   の電気的特性を順次測定してその良否を検査するウェハ
   ー検査装置において、供給マ。 ガジンからステージ上に供給された一枚のウェハーを前
   記両基準面を基準、！：、Ｌ／て所定角度方向に揃えて
   位置決めする第１次位置決め機構と、前記第１次位置決
   め機構において位置決めされたウェハーを吸着して搬送
   し測定テーブル上に解放載置す。 るウェハー搬送装置と、前記測定テーブル上に載置され
   たウェハーの両基準面をそれぞれ測定方向であるＸ−Ｙ
   方向に一致させて位置決めする第２次位置決め機構と、
   前記第２次位置決め機構において位置決めされた後のウ
   ェハーを固定するため。 の吸着小孔を有する前記測定テーブルをＸ−Ｙ方向に移
   動させる機構・上下方向に微動させる機構・微回転させ
   る機構を有する測定テーブル駆動機構と、前記測定テア
   プルに載置されたウェハー上の半導体素子の電極と接触
   し電気的特性を測定する。 ための測定用触針を有する測定装置とからなり、最初の
   ウェハーについて第２次位置決め機構により位置決め固
   定された後、測定位置にまで移動させたときの測定テー
   ブルの移動量、測定位置において特定の半導体素子の電
   極と測定用触針との針合せを行ったときの測定テーブル
   の回転量および針合せ後測定開始位置まで移動させたと
   きの測定テーブルの移動量とを記憶しておき、２枚目以
   降のウェハーについては第２次位置決め機構によって位
   置決めされたウェハーを固定した測定テーブルを上記記
   憶量だけ移動・微回転させて測定開始位置に自動的に位
   置合せするようにしたことを特徴とするウェハー検査装
   置。 ２、特許請求の範囲第１項の記載において、第２次位置
   決め機構におけるウェハーの方向規制板を調整可能とし
   たことを特徴とするウェハー検査装置。