JPS61168236A

JPS61168236A - ウエハ検査装置

Info

Publication number: JPS61168236A
Application number: JP865585A
Authority: JP
Inventors: Katsuyuki Akagawa; 赤川　勝幸
Original assignee: Nippon Kogaku KK
Current assignee: Nikon Corp
Priority date: 1985-01-21
Filing date: 1985-01-21
Publication date: 1986-07-29

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】（発明の技術分野）本発明は半導体ウェハを検査するウェハ検査装置に関す
る。

（発明の背＃、）従来、ウェハ検査装置を２台並べ、１台のテスター装置
により各ウェハ検を装置を制御することは知られている
。しかしながら上述した各ウェハ検査装置は、ウェハを
検査する為にファインアライメント可能なステージ機構
の他に、該ステージ機構ヘウェハを導びく為のローディ
ング機構をそれぞれ備えていたので、設置床面積が非常
に太きくなるという欠点があった。

（発明の目的）不発明はこのような欠点を解決し、複数のステージ機構
によ、リウェハを検査できるとともに設置床面積の小さ
なウェハ検査装置を提供することを目的とする。

（実施例）以下本発明の一実施例を添付図面に基づいて詳述する。

第１図はケーシング内のウェハ検査装置を上から見た場
合の概略的平面図、第２図はケーシング内のウェハ検査
装置の特にステージ部分を示す正面図、第３図はウェハ
検査装置のローディング機構を示すＡ−Ａ矢視図、第４
図はマイクロコンビーータの動作を表わすフローチャー
トである。

第２図において１は架台部、２及び３は架台部１上にそ
れぞれ別個独立に設けられた防振機構である。ベース４
は防振機構２上に固定されている。

ＸＹステージ５はベース４上に設けらｔペース４上をＸ
、Ｙ方向に移動可能である。Ｚステージ６はＸＹステー
ジ５上に設けられＸＹステージ上を２方向に移動可能で
ある。θ回転ステージ７はＺステージ６上に設けられ２
ステージ６上で回転（自費）可能である。各ステージ（
ｘｙ、ｚ、σ）はそれぞれ不図示のモータにより駆動さ
れるものである。ウェハ８はθ回転ステージ７上に配置
されたウェハを示している。そしてθ回転ステージ・７
げ不図示の吸着機構を有し、該吸着機構により面上にウ
ェハ８を真空吸着することができる。プローブカード９
はベース７から立ち上がった支持台１０に固定さハる。

顕微鏡」１はケーシング１２に固定さハ、ステージ７上
のウエノ・８を観察するものである。ウェハ８は上述し
だＸＹステージ５．２ステージ６（の微動）、θ回転ス
テージ７によりＸ、Ｙ、Ｚ、　　θ方向のアライメント
を制御される。工３はウェハ８を上述の如くアライメン
トする為にウェハ８上に形成されたチップの位置を検出
するセンサ（受光部）である。ウェノ・８に形成された
ＩＣチップは、Ｚステージ６の上下・動（粗動）により
プローブ針９ａに接触される。

プローブ針９ａより得られた信号はグローブカード９を
介してウェハ検査装置とは別に設けられたテスターへ入
力され、テスターにてウェハ８に関する検査出力が得ら
れる。もちろんテスターは上述したウェハ検査装置と一
体に設けてもよい。本実施例では以上述べた要素４〜７
．９〜１１．１３にて右側検査部が構成されている。ベ
ース１４、ｘｙステージ１５、Ｚステージ１６、θ回転
ステージ１７、プローブカード１９、支持台２０、顕微
鏡２１、センサ２２はそれぞれ右側検査部の要素４〜７
．９〜ｊ１．１３と同様に構成さｔており、左側検査部
を構成している。１８はθ回転ステージ上に配置された
ウェハを示している。上述した右側検査部と左側検査部
とは架台部１上に独立して設けられた防振機構２．３に
それぞれ支持されており、この防振機構２．３により相
互に振動が伝達されないよう構成されている。制御ユニ
ット２３は、演算処理部、メモリ一部、Ｉ１０部等から
なるマイクロコンビーータ（以下ＭＣＵと称す）２３ａ
を備え、上述したステージ５〜７．１５〜１７、後述す
るウェハキャリアの搬送機構、後述するウニ・・ローデ
ィング機構等の駆動を制御する。

次にウェハキャリアの搬送機構及びウェハローディング
機構について述べる。ウェハキャリアの搬送機構は第１
図の３１で示した部分に、またウェハローディング機構
は第１図の３２で示した部分に配置されている。ウェノ
・を複数枚収納したウェハキャリア３３ａ、３３ｂは不
図示の搬送機構により順次Ｂ位置へ搬送される。Ｂ位置
にもたらされたキャリア３３ａｌｄ第３図に示した載置
台３４ａに載せられ昇降機３４により破線位置まで上昇
せしめられる。第３図に示したモータ３５は昇降機３４
の載置台３４ａを上下動させるものである。この昇降機
３４及びモータ３５は上述した搬送機構の一部を構成す
るものである。架台部１に固定された支持台３６は案内
部材３７とウオーム３８を有し、ウオーム３８はモータ
３９により回転される。モータ４０はウオーム３８と噛
み合う不図示のウオーム歯車を有し、モータ３９の正逆
回転により案内部材３７に案内されて第３図中左右方向
（Ｘ方向）へ移動する。モータ４０は回転軸４１を有し
、アーム４２はこの回転軸４１に固設されている。そし
てアーム４２はモータ４０の正逆回転により回転軸４１
を中心にして第１図中時計方向及び反時計方向に回転可
能である。本実施例では上述した要素３６〜４２にてウ
ェハのローディング機構を構成している。支持台４３は
架台部１に固定され、モータ４４はこの支持台４３に固
定されている。ウェハのプリアライメントを行なう為の
ステージ４５はモータ４４によって回転（自転）可能で
ある。

次に第４図を参照して本装置の動作を説明する。

まず制御ユニット２３内のＭＣＵ（２３ａ）からの指令
により搬送機構は前述の如くキャリア３３ａ、３３．ｂ
を順次Ｂ位置へもたらし、Ｂ位置にきたキャリアを昇降
機３４により第３図破線位置まで上昇する。ＭＣＵ２３
ａは■θ回転ステージ７にウェハがあるか否かを判別す
る。ステージ７にウェハがないと判断した場合には■プ
リアライメント用ステージ４５にウェハがあるか否かを
判別する。そしてステージ４５にウエノ・がないと判断
した場合には■プリアライメント用ステージ４５ヘウエ
ハをもってくるよう指令を出す。そしてＭＣＵ２３ａの
ナブル−チン（不図示）に従ってローディング機構、プ
リアライメント用ステージは次のように動作する。まず
モータ３９が正回転しモータ４０が第３図左方向へ移動
する。そしてアーム４２上にキャリア３３ａ内に収納さ
れたウニ・・のうちの一枚が載置される。それからモー
タ３９が逆回転を始め、モータ４０とともにアーム４２
が、第１図及び第３図に図示した位置を通って、さらに
第３図中右方向へ移動する。そして適当な位置でモータ
４０は移動を停止される。その後モータ４０が回転を始
め、アーム４２が軸４１を中心に１８０度回転する。こ
うしてウェハがプリアライメント用ステージ４５上にも
たらされ、ウェハがステージ４５上に載置される。その
後モータ４０は、モータ３９の回転により第３図左方向
へ移動し、第１図及び第３図に図示した位置にもどる。

ただしアーム４２はステージ４５の方へ向いたま捷であ
る。一方つエノ・を載置したステージ４５は回転により
ウエノ・のプリアライメントを行なう。Ｍ　ＣＵ　２３
　ａはプリアライメントが終了したことを検出すると■
θ回転ステージ７ヘウエハをセットするよう指令を出す
。■の段階でステージ４５にウェノ・があると判断され
た場合に、プリアライメントがすでに終了していれば、
即座に■の段階へ移行する。また■の段階でステージ４
５にウェハがあると判断され、その時まだプリアライメ
ントが終了していなければ、プリアライメントの動作が
続行され、そのプリアライメントが終゛了した時点で■
の段階へ移行する。■の段階でθ回転ステージ７ヘウエ
ノ〜をセントする指令が出ると、ＭＣＵ２３ａのサブル
ーチン（不図示）に従ってローディング機構、ファイン
アライメント用ステージ（ｘｙ、ｚ、　θの各ステージ
５〜７）は次のように動作する。まずモータ３９が逆回
転を始メ、モータ４０はアーム４２をプリアライメント
用ステージ４５に向けたまま、第３図右方向へ移動する
。そしてアーム４２上にプリアライメントされたウェハ
が載置されるとモータ３９が正画・転し、モータ４０が
第３図左方向へ移動する。

こうしてモータ４０は第１図及び第３図に図示した位置
に戻る。その後モータ４０が正回転し、アーム４２は第
１図にて時計方向に９０度回転する。しだがってウェハ
はＣ位置にもたらされる。

この時ＸＹステージ５はモータ（不図示）により駆動さ
ｒθ回転ステージ７もＣ位置まで移動してきている。よ
ってθ回転ステージ７上にウェノ・が載置される。ステ
ージ７はこのウェハを吸着し、面上に固定する。こうし
てステージ７上にウエノ・がセットされる。その後モー
タ４０の正回転によりアーム４２は第１図時計方向に９
０度回転し、第１図の状態に戻る。またθ回転ステージ
７もＸＹステージ５の移動により第１図及び第２図に図
示した位置に戻る。その後ＭＣＵ２３ａはＸＹステージ
をＸ、Ｙ方向へ駆動するとともに、不図示の照明光学系
にウエノ・を照明させ、ウエノ・からの反射光をセンサ
１３にて受光させる。このようにしてウェハ上に形成さ
れたチップの位置に関する情報を得る。ＭＣＵ２３ａは
、とのセンサ１３で得られたデータ等に基づいてステー
ジ５〜７を微動し、ウェハのファインアライメントがな
される。第１図のウェハ８はこのようにしてもたらされ
たウェハである。ＭＣＵ２３ａはウェノ飄８のファイン
アライメントが終了すると不図示のテスターへ信号を送
り、同時に２ステージ６を不図示のモータにより駆動し
てθ回転ステージ７を上昇せしめる。こうしてウエノ＼
８に形成されたチップをプローブ針９ａに接触せしめ、
テスターにより検査がなされる。そのチップの検査が終
了すると、ＭＣＵ２３ａからの信号により２ステージ６
が駆動されθ回転ステージ７が下降する。そしてＸＹス
テージ５が１チップ分移動された後、再びθ回転ステー
ジ７が上昇され次のチップがグローブ針９ａに接触し、
テスターにより検査がなされる。

このような動作が順次繰り返されることによりウェハ８
上に形成された多数のチップが検査されていく。ＭＣＵ
２３ａは■のウェノ・セット命令を出すと、上述したウ
ェハ検査が終了するのを待たず、即座に■の段階へ移行
し、θ回転ステージ１７にウェハがあるか否かを判別す
ることとなる。即ち上述したウェハセット及びファイン
アライメント及びウェハ検査の工程と、■の判別（及び
それ以降の工程）とは並行してなされることになる。■
の段階でθ回転ステージ７にウェハがあると判断された
場合にＭ　ＣＵ　２３　ａは■０回転ステージ７上のウ
ェハの検査が終わっているか否かを判別する。その時ま
だウェハ検査が終わっていなければ、Ｍ　ＣＵ　２３　
ａは上述したステージ７へのウェハセット及びそのウェ
ハに関するファインアライメント及びウェハ検査を続行
させる。そしてウェハ検査の終了を待たずに、即座に■
の段階へ移行する。即ちウェハセット及びファインアラ
イメント及びウェハ検査の工程と、■の判別（及びそれ
以降の工程）とは並行して行なわれることになる。

■の段階でウェハの検査が終わっていればＭＣＵ２３ａ
は■θ回転ステージ７上のウェハをキャリア３３ａへ戻
せという指令を出す。この指令が出ると、ＭＣＵ２３ａ
のザブルーチン（不図示）に従ってローディング機構、
ファインアライメント用ステージは次のように動作する
。ますモータ４０が逆回転しアーム４２は第１図図示の
位置から反時計方向に９０度回転する。同時にＸＹステ
ージ５が駆動さｔ１θ回転ステージ７はＣ位置に移動さ
れる。そして真空吸着が解除され、アーム４２上にウェ
ハ８が載置される。この後ステージ７は第１図図示の位
置に移動される。尚ステージ７は次のウェハがくるまで
Ｃ位置で待機するように設けてもよい。アーム４２にウ
ェハ８が載置された後、モータ４０は正回転し、アーム
４２は第１図時計方向に９０度回転して第１図図示の位
置に戻る。そしてモータ３９が正回転しモータ４０が第
３図左方向へ移動され、ウェハがウェハキャリヤ３３ａ
内に戻される。その後モータ３９によりモータ４０は第
３図の位置に復帰する。

モータ４０がこの位置に復帰を完了するとＭＣＵ２３ａ
は■の段階へ戻ることになる。ＭＣＵ２３ａは■あるい
は■から■の段階へ移行するとθ回転ステージ１７にウ
ェハがあるか否かを判別する。

そしてステージ１７にウェハがないと判断した場合には
■プリアライメント用ステージ４５にウェハがあるか否
かを判別する。そしてステージ４５にウェハがないと判
断した場合には■プリアライメント用ステージ４５ヘウ
ェハをもってくるよう指令を出す。そして■の段階の動
作と同様にしてキャリア３３ａに収納されたウェハをプ
リアライメント用ステージ４５へもたらし、ウェハのプ
リアライメントを行なう。こうしてプリアライメントが
終了したことを検出すると［相］θ回転ステージ１７ヘ
ウエハをセットするよう指令を出す。■の段階でステー
ジ４５上にウェハがあると判断された場合の動作は■の
段階でステージ４５上にウェハがあると判断された場合
の動作と同様である。

［相］の段階でθ回転ステージ１７ヘウエハをセントす
る指令が出ると、ＭＣＵ２３ａは不図示のサブルーチン
に従ってローディング機構及びステージ１５〜１７の制
御を行なう。これは■の段階でステージ４５上のウェハ
をステージ７ヘセノトする制御、セントされたウェハを
ファインアライメントする制御、ウェハ検査の制御と同
様にしてなされる。ただ■とは、アーム４２０回転方向
、ステージ５〜７にかわってステージ１５〜１７が移動
される点、ステージ１７上にウェハをセントする時にス
テージ１７がθ位置にもたらされる点、ステージ１７上
のウェハはプローブ針１９ａにて検査される点がそれぞ
れ異なる。

こうしてウェハのステージ１７へのセット、セットされ
たウェハのファインアライメント、ウェハ検査゛が行な
わ、れ・る。尚、ウェハ検査は前述したテスターと同一
のテスターにより行なわれる。

Ｍ　ＣＵ　２３　ａは［相］のウェハセット命令を出す
と、ウェハ検査が終了するのを待たずに、即座に［相］
の段階へ移行し、プリアライメント用ステージ４５にウ
ェハがあるか否かを判別することになる。すなわち前述
した■、■と同様に、ステージへのウェハセット及びセ
ントされたウェハのファインアライメント及びウェハ検
査の工程と、０の判別（及びそれ以降の工程）とが並行
して行なわノする。

■の段階でプリアライメント用ステージ４５にウェハが
あると判断された場合に、Ｍ　ＣＵ　２３　ａはＣす０
回転テーブル１７上のウー呈７、の検査が終わっている
か否かを判別する。その時までにウニノ・検をが終わっ
ていなければ、Ｍ　ＣＵ　２３　ａはステージ１７への
ウェハセット及びそのウニノーのファインアライメント
及びウニノ・検査を続行させる。そしてウニノ・検査の
終了を待たずに、即座に００段階へ移行する。すなわち
前述した■、■と同様に、ウェハセット及びファインア
ライメント及びウェハ検査の工程と、◎の判別（及びそ
れ以降の工程）とは並行して行なわれる。■の段階でウ
ニノ・の検査が終わっていればＭＣＵ２３ａは［相］θ
回転ステージ１７上のウニノ・をキャリア３３ａへ戻せ
という指令を出す。この指令が出ると、ＭＣＵ２３ａの
サブルーチン（不図示）に従ってローディング′機構及
びファインアライメント用ステージ１５〜１７が動作し
、■と同様にしてステージ１７上のウェハ１８がキャリ
ア３３ａ内に戻され、第１図及び第３図の状態が復元さ
する。だた■とは、アーム４２の回転方向、スｆ　−シ
１５〜１７が８Ｍされる点、ステージ１７がＤ位置にも
たらされる点がそれぞれ異なる。ＭＣＵ２３ａは、ロー
ディング機構が第１図及び第３図の状態に復元されると
■の段階へ民る。ＭＣＵ２３ａは［相］あるいは■から
［相］の段階へ移行すると、プリアライメント用ステー
ジ４５にウニノ・があるか否か判別する。そしてステー
ジ４５にウニノ・がないと判断した場合には０プリアラ
イメント用ステージ４５ヘウエノ・をもってくるよう指
令を出す。そしてＭＣＵ２３ａのサブルーチンに従い■
、■の段階の動作と同様にしてキャリア３３ａに収納さ
ｔたウニノ・をプリアライメント用ステージ４５へもた
らし、ウニノ・のプリアライメントを行なう。ＭＣＵ２
３ａは０の指令によりウニノ・のプリアライメントが終
了すると■段階へ戻る。また０の段階でステージ４５上
にウェー・があると判断された場合の動作は、■、　　
　　　　。

■の段階でステージ４５にウニノ・があると判断さねた
場合の動作と同様である。ただしＭＣＵ２３ａはプリア
ラメイトの終了とともに■へ戻る。

本実施例において、ローティング機構がある指令（第１
の指令）に従って動作している時に、ローディング機構
を動作する別の指令（第２の指令）が出た時には（例え
ば■の指令と０の指令が出た時には）、ローディング機
構は第１の指令に従う動作が終了した後に第２の指令に
従う動作を行なうことはいうまでもない。しかしながら
θ回転ステージ７．１７にウェハがセントされてからそ
のウェハの検査が終了するまでの時間は、ローディング
機構の動作する時間に比べて非常に長い。したがってロ
ーディング機構に上述の如く２つの指令が同時に加えら
れることはほとんどない。

また本実施例において■、■、■、■、■、■。

４辺の各判別は、ＭＣＵ２３ａ自身が第４図のフローチ
ャートに従ったローディング機構、プリアライメント用
ステージ、ファインアライメント用ステージ等の制御状
態を判別することによってなされる。例えば■の判別を
行なう場合には次の如くである。即ち、アーム４２がθ
回転ステージ７からウェハを受は取る動作が終了してお
り、そのアーム４２からステージ７へ新たなウニノ・を
供給する動作が行なわれていなければ、ＭＣＵ２３ａは
θ回転ステージ７にウニノ・がないと判断する。

また３５，３９，４０．４４の各モータ及びステージ５
〜７，１５〜１７を移動する各モータ（不図示）はＭＣ
Ｕ２３ａから不図示のドライバーを介して伝達される信
号により駆動されることはいうまでもない。

さらにウェハキャリアは、これに収納された多数のウニ
ノ・の検査が全て終了すると搬送機構によりＢ位置から
退避させられ、次の新しいウニノ・ギヤリアがＢ位置に
もたらされる。そして再び前述の如くローディング、プ
リアライメント、ウェア１セツト、ファインアライメン
ト、ウニノ・検査等の動作が繰り返される。

上述の如く本実施例は一方の検査部でクエ’・の検査が
なされている間（■あるいは［相］の指令に基づく動作
がなされている間）に、他方の検査部ヘウェハをローデ
ィングし検査する（■〜［相］あるいは■〜■の段階の
動作）ことができるものである。

面、実施例においてはフローチャートの■から■へ、に
）から■へ移行する場合をしたが、■からりへ、＠から
０へ移行するようにＭＣＵ２３ａを設けてもよい。

また第２図に破産で示した如く圧力の検査部の間に電磁
遮帯部材４６．４７を設ければ、一方の検査部で発生す
る’！ｌｔｉ的なノイズが他方の検査部に与える影響を
小さくすることができる。したがって電磁的なノイズの
影響が大きい場合には上述・の如く電磁遮帯部材を設け
るのが望せしい。

（発明の効果）以上詳述した如く不発明はウェハ検査を行なう為の複数
のステージ機構を有するとともに各ステージ機構へ単一
のローディング機構によりウニノ・を振り分けるので、
ローディング機構を共用でき、設置面積の小さなウニ・
・検査装置を得ることができる０

【図面の簡単な説明】

第１図はケーシングを取りはずした状態でウニ・・検査
装置を上から見た場合の概略的平面図、第２図はケーシ
ング円のウェハ検査装置の特にステージ部分を示す平面
図、第３図はウェハ検査装置のローディング機構を示す
Ａ−Ａ矢視図、第４図ハマイクロコンピュータの動作を
表わすフローチャートである。（主要部分の符号の説明）

Claims

【特許請求の範囲】

ウェハを検査する為にファインアライメント可能な複数
のステージ機構と、該ステージ機構のそれぞれにウェハ
を導びく単一のローテイング機構とを有することを特徴
とするウェハ検査装置。