JPS621241A - 半導体ウエハをテストする装置及び方法 - Google Patents

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】 産業上の利用分野 本発明は、一般に、半導体ウェハの物理的な特性及び電
子的な特性を確認するために半導体ウェハをテストする
装置及び方法に係る。又、本発明は、半導体ウェハのよ
うな被加工片を自動的に取り扱い且つ位ｉ！設定する装
置にも係る。更に。

本発明は、その特定の実施例において１例えば、大規模
集積回路のような半導体装置を製造する工程の一部分と
して特定の目標導電率値の表面層を形成するのに用いる
半導体ウェハ製造装置の性能をテストするために半導体
ウェハのシート抵抗のマツプを形成する装置及び方法に
係る。

ここでは、本発明は、接触モード又は非接触モードで実
行するテストプロセスを使用し、即ち。

半導体ウェハの表面に接触することを必要とする形式の
テストプローブか或いは半導体ウェハの表面に接触せず
にその近くの位置でテスト機能を果たすテストプローブ
かを使用して半導体ウェハをテストすることについて一
般的に説明する。半導体業界にとって本発明がいかに重
要であるがを理解するためには、先ず、この業界の現状
についての幾つかの背景情報と、イオンインプランテー
ションを受けた半導体ウェハの抵抗率を自動的にテスト
することの重要性とに関して考えることが有用であろう
。

従来の技術 大規模集積回路は、単一の半導体チップ上に非常に多数
の個々の半導体装置を集積化して１つの完成回路となる
ように相互接続したものである。

集積回路（ＩＣ，）チップに対する半導体装置の集積の
規模と、このような装置の作動速度とについては、過去
何年にもわたって相当の改善が実現されている。換言す
れば、これらの改善により、同じ面積の半導体チップに
形成される個々の半導体装置の数が甚だしく増加されて
いる。これらの改善は、集積回路製造装置の著しい進歩
と、バージン半導体ウェハをＩＣチップへと処理するの
に用いる方法及び材料の改良とによって可能となってい
る。製造装置についての最も著しい進歩は、装置及び回
路のパターンを決めるリソグラフィ及びエツチング装置
の改良と、導電率を変更する不純物を半導体ウェハにイ
ンプランテーションする装置の改良である。

一般に、集積回路の密度及び作動速度は、半導体ウェハ
のマスキング層に回路素子のパターンを形成するのに用
いるリングラフィ及びエツチング装置の精度と分解能に
よって大きく左右される。

然し乍ら、密度及び速度は、ウェハのドープ領域、即ち
、導電率を変更する不純物が相当の濃度で添加される領
域のプロファイルをいかに厳密に制御するかによっても
大きく左右される。ウェハのドーピングの厳密な制御は
、今日の技術では、イオンインブランチ−シコン及びそ
の装置を用いることによって最も良好に達成される。イ
オンインプランテーション装置が適切に作動する時には
、半導体ウェハを非常に均一にドーピングすることがで
きる。これにより、半導体処理の他の段階が適切に実行
されれば、適切に作動する集積回路の収率が高いものと
なる。然し乍ら、イオンインプランテーション装置に機
能不良が生じて、半導体ウェハの存在するドープ剤の量
が不適切もしくは不均一となった場合には、適切に作動
する集積回路の収率が急激に低下する。従って、半導体
処理の品質及び収率を管理する場合に、イオンインブラ
ンチ−シコンシステムが適切に動作するかどうかを工程
中に効果的に制御し監視することが次第に重要となって
きている。

第１Ａ図ないし第１Ｃ図は、半導体ウェハ上に導体−絶
縁体−シリコンの集積回路装置を製造する場合に一連の
イオンインプランテーション段階をいかに使用するかを
示している。第１Ａ図は。

Ｐ型ウェハ１０に対して行われる最初のイオンインプラ
ンテーション段階を示すもので、ウェハのフィールド領
域１４に軽いインブラントが形成される。フィールド領
域１４は、この時点では、ホトレジスト１１の領域によ
って覆われないウェハ領域として定められる。ホトレジ
スト１１の領域は、標準的なりソグラフ工程を用いて形
成され、この工程では、ホトレジストの薄い層がウェハ
の全面に広がるようにし１次いで、マスクパターンによ
るか或いは直接走査及び変調される電子ビームによって
選択的に露光を行なう、その後、現像工程を行ない、光
又は電子に曝されたホトレジスト領域を除去する。半導
体の露出面には熱酸化物１２の薄−い層が存在し、この
薄い酸化物層を〜介してフィールド領域１４にイオンイ
ンプランテーションを行なう。

次いで、イオンインプランテーション装置を用いて、ホ
ウ素のようなＰ型材料のイオンの軽いインプランテーシ
ョン（一連の矢印１３で示す）を行なう、このフィール
ドインプランテーションは、ホトレジスト領域１１の下
の活性装置領域間に大きな電気的分離を与えるために行
なう。

第１Ａ図に示したインプランテーション段階の後２ウェ
ハ１ｏを典型的に炉内に入れ、湿式酸化工程によって厚
いフィールド酸化物領域１５を成長させる。この酸化工
程中に、インプランテーションされたイオン１４は、半
導体基体へと押し進められてフィールド酸化物領域１５
の下にくる。

第１Ｂ図は、矢印１６で示された第２のイオンインプラ
ンテーション段階を示すもので、燐のようなＮ型ドープ
剤がウェハ１ｏの活性装置領域１８にインプランテーシ
ョンされる。このインプランテーションは、活性装置領
域に形成されるトランジスタ装置のスレッシュホールド
電圧を制御するものである。

第１Ｃ図は、第３のイオンインプランテーション段階を
示すもので、Ｎ型イオンの強いインブフノアーンヨンを
行なって、活性半導体装置素子のソース及びドレイン領
域２１及び２２がドープされる。このＮ型イオンの強い
インプランテーションが矢印２０で示されている。

各半導体回路チップには数千もの活性装置領域があると
共に、各ウェハには通常数百もの集積回路チップがある
ので、適切に作動する集積回路チップの収率を上げるた
めには、各インプランテーション工程中に半導体ウェハ
に対して行なうイオンインプランテーションドーピング
の精度及び均一性が重要なものとなる。或る半導体製造
工程では、１３もの別々のイオンインプランテーション
段階が必要とされる。第１Ｃ図に示した段階の後、基本
的な装置構造を完成すると共に種々の半導体装置を相互
接続するためには、更に多数の処理操作がウェハに対し
て行われる。

以上の簡単な説明から、集積回路装置を首尾よく製造す
るためには、イオンインプランテーション装置が適切に
作動することが非常に重要な要素であることが明らかで
あろう、又、非常に高水準の集積を行なうためには、各
処理段階１ご相当の精度が要求されると共に、これを確
保できるのは、種々の処理段階を実行する半導体製造装
置の動作を工程中に規則的にチェックした場合だけであ
る。

テストされているウェハの抵抗率マツプは。

イオンインプランテーション装置によって供給されるイ
ンブラント量の正確さ及び均一性を表わす非常に有用な
プロセス制御機構であると分かつている。第２図は、半
導体ウェハ２５の全表面領域２６についての均一なドー
ピングを示しており、インプランテーションされたイオ
ンが矢印２７で示されている。ウェハ２５は、厳密には
、リングラフィ又は他の工程を受けずにイオンインプラ
ンテーション装置によって処理されたテストウェハで、
インプランテーションされた表面領域２６のインブラン
ト量の均一さ及び正確さを単にチェックするためのもの
である。

第３図は、イオン源構成体３０５分析磁石構成体４０、
分析スリット構成体５０．後加速システム６ｏ及びウェ
ハ処理システム７０を備えたイオンインプランテーショ
ンシステムの概略図である。イオン′ｇ３０に発生され
たイオンは、リボン状のビームを形成するように抽出さ
れ、このビームは９分析磁石４０の磁極ギャップに向け
られる。

上方磁極４１と下方磁極４２との間の磁極ギャップにお
いては、イオンビーム３１に含まれたイオンがそれらの
電荷対質量の比に基づいて分類される０分析磁石システ
ム４０は、選択された電荷対質量比を有するビーム素子
を収斂し、この選択されたビームを分析スリット構成体
５０の穴５１に収束させる０分析されたイオンビームは
、後加速システム６０に入り、ここで、イオンが所定の
エネルギに加速され、ウェハ取扱装置７０のヒートシン
ク構成体７２に取り付けられたウェハ７１に当るように
される。

ウェハ取扱装置１７０は、ウェハをイオンビームに対し
て二次元パターンで走査し、ウェハの全表面をビームの
イオンに均一に露出させる。（他の形式のシステムにお
いては、ビーム自体がウェハに対して一方の方向又は両
方の方向に走査される。）イオンインプランテーション
装置の制御システムは、イオンビーム電流を均一に維持
する。

均一なビーム電流と、均一なウェハ走査との組み合わせ
により、半導体ウェハのドーピングが均一なものとなる
。然し乍ら、ビームに対するウェハの走査が非均−であ
ったり或いはビーム電流の大きさがインプランテーショ
ン工程中に実質的に変化する場合には、インブラント量
が半導体ウェハの面に対して地均−なものとなる１機能
不良によって生産収率が低下する前にこのような問題を
見地することにより、装置を修理してからウェハの処理
を続行することができる。

半導体ウェハ全体にわたるインブラント量の正確さ及び
均一性は、自動的なシート抵抗マツピングシステムにお
いて決定することができ、このシステムは、輪郭マツプ
及び直径走査モードの両方でテストについての多数の読
みを得ることができる。直結式の４点プローブを使用し
、インプランテーションされた半導体テストウェハ上の
種々の所定のテスト位置でシート抵抗を認定することは
公知である。シート抵抗マツプ、その理論及びこのよう
なテスト技術により得られる結果については、参考とし
てここに取り上げる以下の論文及び出版物に述べられて
いる。

１９８１年２月のソリッド・ステート・テクノロジ（Ｓ
ｏｌｉｄ　５ｔａｔｅτｅｃｈｎｏｌｏｃｙ）の第１１
２−１２０頁に掲載されたディ・ニス・バロフ（Ｄ、　
Ｓ。

Ｐｅｒｌｏｆｆ）氏等の「イオンインプランテーション
装置の！の正確さ及びドーピングの均一さくＤｏｓｅ人
ｃｃｕｒａｃｙ　ａｎｄ　Ｄｏｐｉｎ（Ｕｎｉｆｏｒｍ
ｉｔｙ）Ｊ　と題する論文。

１９８２年９月のソリッド・ステート・テクノロジ（Ｓ
ｏｌｉｄ　５ｔａｔｅ　Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ）の第７
７−８１頁に掲載されたアンドリュー・ビー・ウイット
コーワ（Ａｎｄｒｅｗ　Ｂ、　Ｗｉｔｔｋｏｖａｒ）氏
の「インプランテーションの均一性に対するイオンイン
プランテーション装置の設計の影響（丁ｈｅ　Ｅｆｆｅ
ｃｔ　ｏｆ　ＩｏｎＩｍｐｌａｎｔｅｒ　Ｄｅｓｉｇｎ
　Ｌｌｐｏｎ　Ｉｎｐｌａｎｔ　Ｕｎｉｆｏｒｍｉｔｙ
）Ｊと題する論文。

１９７６年１１月のジャーナル・オブ・ザ・エレクトロ
ケミカル・ソサエティ：ソリッドステート・サイエンス
・アンド・テクノロジ（Ｊｏｕｒｎａｌｏｆ　　ｔｈｅ
　　Ｅｌａｃｔｒｏｃｈａｓｉｉｃａｌ　　５ｏｃｉｅ
ｔｙ　　：　　５ｏｌｉｄ−５ｔａｔａＳｃｉｅｎｃｅ
　ａｎｄ　Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ）の第１７４５−１７
５０頁に掲載されたデビット・ニス・バロフ（Ｄａｖｉ
ｄＳ、　Ｐｅｒｌｏｆｆ）氏のｒ大直径のドープされた
半導体ウェハを測定するのに用いる４点プローブの修正
係数（Ｆｏｕｒ−Ｐｏｉｎｔ　Ｃｏｒｒｅｃｔｉｏｎ　
Ｆａｃｔｏｒｓ　Ｆｏｒ　Ｕｓａｉｎ　　Ｍｅａｓｕｒ
ｉｎｇ　　Ｌａｒｇｅ　　Ｄｉａｍｅｔｅｒ　　Ｄｏｐ
ｅｄ　　Ｓａｍｉ−ｃｏｎｄｕｃｔｏｒ　ｖａｆａｒｓ
）Ｊと題する論文。

１９７７年２月のソリッド・ステート・テクノロジ（Ｓ
ｏｌｉｄ　５ｔａｔｅ　Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ）に掲載
されたディ・ニス・バロフ（Ｄ、　Ｓ、　Ｐｅｒｌｏｆ
ｆ）氏等の「半導体処理において輪郭マツプが非均一性
を露呈する（Ｃｏｎｔｏｕｒ　　Ｍａｐｓ　　Ｒｅｖｅ
ａｌ　　Ｎｏｎ−Ｕｎｉｆｏｒ＋＊ｉｔｙ　　ｉｎ　　
Ｓｅｍ１−ｃｏｎｄｕｃｔｏｒ　Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ
）Ｊと題する論文。

第４図は、ウェハの非均−なインプランテーションパタ
ーンを示す輪郭マツプをプリントアウトしたものである
。太い輪郭線は、ウェハの平均抵抗率値を表わしている
。細い輪郭線は、平均値から所定のパーセンテージだけ
異なる領域を表わしている。十及び−の記号は、抵抗率
の値が各々平均値より上及び下のテスト位置を表わして
いる。

第５図は、同じウェハに対する２つの直径走査をプリン
トアウトしたものである。ここでは、実際の抵抗率の値
がウェハの直径に対するテスト位置の関数としてプロッ
トされている。これらのテスト及びプリントアウトされ
たものから、プロセスに携わるエンジニアは、イオンイ
ンプランテーション装置が適切に作動しているかどうか
判断することができる。抵抗率テストの診断機能につい
ては、上記の論文に特に説明されている。

第６図及び第７図は、テスト用の半導体ウェハにおいて
シート抵抗値を正確に測定するのに好ましい２つの形式
の抵抗率探知技術を示している。

プローブ９０の４つの点は、テスト用半導体ウェハ８０
の１表面層８１に接触して示されている。４点プローブ
は、ウェハの表面に接触される４つのバネ付勢された金
属プローブチップ９１Ａ−９１Ｄより或る機械的な装置
である。

第６図は、４１準的なプローブ形態を示しており、外側
のプローブチップ９１Ａ及び９１Ｄを経てウェハに一定
の電流が送り込まれ５２本の内側のプローブチップ９１
Ｂと９１Ｇに生じる電圧降下が測定される。第７図には
、別のプローブ形態が示されており、プローブチップ９
１Ａ及び９１Ｃを経て一定の電流が送り込まれ、プロー
ブチップｉ１Ｂ及び９１Ｄ間に生じる電圧降下が測定さ
れる。これら２つのテスト測定法を使用することにより
、半導体ウェハのエツジ付近といったテスト位置でもシ
ート抵抗を非常に正確に測定することができる。

１９８５年２月２２日に出願された「抵抗率テスト装置
及び方法（Ａｐｐａｒａｔｕｓ　ａｎｄ　Ｍｅｔｈｏｄ
ｓ　ｆｏｒＲａｓｉｓｔｉｖｉｔｙ　Ｔｅｓｔｉｎｇ）
Ｊ　と題する米国特許出願第７０４．２９Ｅｌ；号には
、半導体ウェハの導電表面層に対して４点プローブでシ
ート抵抗率を測定する際の精度を改善するように抵抗率
テストプローブを方向付けする新規な構成体が開示され
ている。

この特許出願は、参考としてここに取り上げるものであ
る。

何年もの間、本質的に、工業用の標準となっている自動
抵抗率テスタは、コクサイ（Ｋｏｋｕｓａｉ）モデルＶ
Ｒ３０Ａ抵抗率テスタである。このコクサイシステムの
場合、ウェハのプラットホームは。

光を通さない包囲体の主フロント壁のまっすぐ前のウェ
ハ装填位置と、この光を通さない包囲体内にウェハプラ
ットホームが完全に配置されるウェハホーム位置との間
で並進移動するように構成され、プラットホーム上に片
持梁形態で取り付けられた固定のプローブヘッドがウニ
ハブラットホームの正確な中心位置に配置される。テス
トプローブは、固定されたまＮであり、ウニハブラット
ホームは、正確に位置された角度方向まで回転するよう
に構成されていて、プラットホーム上の半導体ウェハの
直径走査及び輪郭走査の両方を行なえるようになってい
る。ウェハプラットホームがウェハ装填位置とホーム位
置との間で移動する時は、ウェハプラットホームが、包
囲体の主フロント壁にあるスイングドア構成体を介して
移動する。

発明が解決しようとする問題点 上記のコクサイシステムは、一応満足に作動するが、こ
れによりもたらされるウェハ取扱技術には多数の欠点が
ある。先ず第１に、上記コクサイユニットは、ウェハを
ウェハプラットホームに装填する自動ウェハ取扱システ
ムにインターフェイスさせることが困難である。自動ウ
ェハ装填システムは、テスト装置の包囲体のまっすぐ前
に配置しなければならないか、戒いは、このユニットの
前面付近の別の位置であってシステムの操作制御器の妨
げとなるような位置に配置しなければならない、又、ｒ
、θウェハ段を固定のプローブヘッドと共に使用する場
合には、ウェハ段をウェハ装填位置とホーム位置との間
で並進移動するための装置全体がシステムの全テスト台
の大部分の面域を占有することになる。ウェハ段を包囲
体の前壁から移動させる必要性により、電子装置を収容
するのに使用できるシステムの包囲体の全容積に制約が
生じる。従って、上記コクサイシステムは、別々の電子
モジュールを組み込んでいて、ウェハ取扱及びプローブ
装置からの信号がこれらモジュールに送られる。

上記のコクサイユニットは、ウェハ取扱及びプローブモ
ジュールから離れた個別の電子装ぽ用ハウジングを使用
しているために、２つのユニット間で信号を接続するの
に５０ビンのリボンケーブルが３本必要となる。これら
のケーブルは、システムの適切な作動を妨げるノイズ信
号を拾い上げる傾向があり、不正確なテストの読みや信
号歪を生じて、テストプログラムの途中でシステム全体
の機能を停止させることがある。

上記コクサイシステムの設計では、粒子が発生して測定
精度に悪影響を及ぼすという大きな問題が生じる。ウェ
ハを通すためのヒンジ式のドアや、オーブンリードスク
リュー及びベアリング組立体に付着したグリースや、ウ
ェハ股上にヒンジ止めされ−た上部包囲体の動きは、ど
れも、テストされているウェハに到達し得る粒子の発生
源となる。

ウェハ段は前後に移動されるので、ウェハをウェハ段プ
ラットホーム上に位置保持するために接続されている真
空ホースも移動しなければならない、更に、上記コクサ
イシステムの設計では。

半導体業界で益々直径の大きくなる傾向にあるウェハを
取り扱うようにウェハ段を拡張することが不可能である
６以上の説明から、自動半導体ウェハテスト装置のため
の改良されたウェハ取扱装置が要望されていることは明
らかである。

問題点を解決するための手段 本発明の主たる目的は、半導体テスト装置のための改良
されたウニハ取扱／位Ｗ股定装置を提供することである
。

本発明の別の目的は、自動ウェハ取扱装置に非常に容易
にインターフェイスして半導体ウェハを取り扱う改良さ
れた装置を提供することである。

本発明の更に別の目的は、改良された自動シート抵抗マ
ツプ形成装置を提供することである。

本発明の更に別の目的は、装置全体を単一の包囲体内に
収容できるようにする自動シート抵抗マツプ形成装置の
ための改良されたウェハ取扱装置を提供することである
。

本発明の更に別の目的は、操作者が使い易いウェハテス
ト装置のためのウェハ取扱装置を提供することである。

本発明の以上の目的のうちの幾つかは、段ダウン位置と
段アップ位置との間で垂直方向に被加工片を並進移動で
きると共に、段の中心軸のまわりで被加工片を回転する
ことのできる被加工片取扱段を用いた被加工片取扱段電
によって達成される。被加工片取扱段は、中空の円筒ハ
ウジングを備え、このハウジング内には中空の円筒ロー
タが取り付けられていて、一対の上部及び下部ベアリン
グ組立体に支持され、ハウジング内でロータを自由に回
転運動できるようになっている。ロータ内には円筒状の
ピストンが取り付けられ、その一端はロータの上へ延び
ていて、被加工片用のプラットホームを支持している。

上記ピストンは、共動するキー／キー溝構成体によって
ロータに結合され、ピストンがロータと共に回転するよ
うになっている。第１の駆動構成体は、ピストンと連通
して、ピストンをロータに近づけたり離したりするよう
に駆動し、これにより、被加工片保持ブラットホームを
段アップ位置と段ダウン位置との間で並進移動させる。

第２の駆動構成体は、ロータと連通し、ハウジング内で
ロータを回転させる。

好ましい実施例においては、ピストンが中空ピストンで
あり、その内部が真空源と連通している。プラットホー
ムは、その上面に相互接続された溝が配設されており、
更に、中央の穴がプラットホームを貫通して延びていて
、ピストンの内部と連通し、上記溝を真空状態にして被
加工片をプラットホームに保持する。

本発明の別の特徴によれば、半導体ウェハのための自動
テスト装置であって、半導体ウェハを支持するプラット
ホームを含む膜構成体を具備したテスト装置によって上
記の目的が達成される。

プラットホームを中心軸のまわりで回転できると共に、
プラットホームの主面に直交するようにプラットホーム
を並進移動できるようにする取付構成体がプラットホー
ムに対して設けられている。

この取付構成体には、ウェハテスト位置（即ち。

段ダウン位置）とウェハ装填位ｉｔ（即ち１段アップ位
置）との間でプラットホームを駆動するためのプラット
ホーム駆動構成体が接続される。又。

取付構成体には、正確に位置決めされた斜めのテスト位
置にウェハプラットホームを回転させる段駆動構成体が
接続される。プローブ取扱構成体も設けられており、こ
の構成体は、プラットホームに支持されたウニハの主面
に平行にテストプローブを支持するためのキャリジ構成
体と、キャリジ駆動構成体とを備えている。このキャリ
ジ駆動構成体は、テストプローブがプラットホームを越
えてその付近に配置される停留位置と、プラットホーム
上のウェハの半径に沿って正確に位置決めされたテスト
位置との間で上記キャリジ構成体を並進移動させるもの
である。

テストプローブ素子を半導体ウェハの裏面に接触させる
必要のあるテストを実行する時には。

上記キャリジ手段は、テストプローブを支持するための
プローブアームと、このプローブアームをその一端で片
持梁式に取り付けて、プローブアップ位置とプローブダ
ウン位置との閏でウェハプラットホームに直交して並進
移動させるようなアーム取付構成体とを備えている。こ
の構成においては、プローブアームをプローブダウン位
置とプローブアップ位置との間で駆動するようにプロー
ブ駆り構成体がプローブアームに接続される。

又１本発明の装置は、その好ましい実施例においては、
システムの構成要素の１つがダメージを受けた時に駆動
構成体の種々の動作を阻止するセンサ／機能禁止構成体
も具備している１例えば、広い意味では、このセンサ構
成体は、テストプローブ構成体が停留位置にきた時を感
知するようにキャリジに組合わされたプローブ位置セン
サと。

プラットホームがウェハテスト位置にきた時を感知する
ようにウェハ取扱段に組合わされたプラットホーム位錠
センサ構成体とを備えている。プラットホーム及び段駆
動構成体には制御回路が接続されていて、それらの作動
を制御する。制御回路とプラットホーム及び段駆動構成
体との間には禁止回路が接続されており、この禁止回路
は、プローブ位置センサ及びプラットホーム位置センサ
にも接続されていて、これらセンサの状態を感知する。

上記禁止回路は、キャリジ構成体が停留位置にあること
をプローブ位置センサが知らせる時以外は、プラットホ
ーム駆動手段（即ち、ウェハ段の上昇及び下降を制御す
る手段）の作動を禁止する。又、禁止構成体は、ウェハ
プラットホームがウェハテスト位１ｉ！（即ち１段ダウ
ン位置）にあることをプラットホーム位置センサが感知
する時以外は、キャリジを並進移動させるキャリジ駆動
装置の作動を禁止する。

テストプローブがつ二ハブラットホーム上の半導体ウェ
ハに接触するように構成されたシステムにおいては、プ
ローブアームがプローブアップ位置にある時を感知する
プローブ状態センサ構成体が設けられる。上記の禁止構
成体は、更に、プローブアームがプローブアップ位置に
あることをプローブ状態センサが感知した時以外は、プ
ラットホーム駆ｖＪ構成体又は段駆動構成体のいずれか
の作動を禁止する。

光を通さない包囲体内にウェハ段が取り付けられ、ウェ
ハ段プラットホームの真上に操作ドアが配置された実施
例においては、このドアを閉位置と閉位置との間で移動
するドア駆動構成体が設けられていると共に、プラット
ホームを段アップ（ウェハ装填／取り出し）位置に安全
に持ち上げるように、上記操作ドアが全開位置にある時
を感知するドアセンサシステムが設けられている。この
実施例では、禁止回路構成体がこのドアセンサ構成体に
も接続されていて、キャリジ手段が停留位置にあること
がプローブ位置センサによって感知され且つドアが全開
位置にあることがドアセンサによって感知された時以外
は、プラットホーム駆動構成体が禁止されるようになっ
ている。

本発明の別の特徴は、ウェアプラットホーム上のウェハ
の位置と、ウェハプラットホーム上のウェハのサイズと
を決定する構成体にある６本発明のこの特徴においては
、テストプローブの所定の位置の近くであるキャリジ構
成体上の所定の位置に反射センサが取り付けられ、これ
は、テストプローブが停留位置からウェハの中心に向け
て走査されそしてこれと反対に走査されて、プラットホ
ーム上のウェハの縁にきた時を検出する。このセンサと
、プラットホーム段及びキャリジ駆動構成体には、制御
回路が接続されており、全ての駆動構成体を所定のシー
ケンスで作動する一方、センサの出力を監視して、ウェ
ハの少なくとも３つの別々の縁点の半径方向座標及び角
度座ｌ９１（γ、θ）を決定すると共に、これらの座標
から、ウェハの中心の実際の半径方向座標及び角度座標
と、ウェハ自体のサイズとを決定する。

作用 本発明による被加工片の膜移動システムは。

段がアップである装填位置と被加工片操作０段がダウン
）位置との間で被加工片をコンパクトに支持し、然も、
この段の中心軸のまわりで被加工片に回転を与えるとい
う利点を有している。半導体ウェハの取り扱いに適用し
た時には、この利点が操作者側からみたウェハの取り扱
い易さに大きく寄与する。というのは、ウェハ段が使用
者に対しシステムの上面に現われ、使用者が手でウェハ
を装填したり取り外したりするのに非常に便利だからで
ある。更に、このウェハの膜移動システムは、テスト装
置全体を収容するハウジングの近くに取り付けることの
できる既存の自動ウェハ取扱システムに容易にインター
フェイスされ、然も１色々な角度からウェハ段プラット
ホームを便利に操作することができる。

プローブヘッドに対してウェハプラットホームを並進移
動するのではなくウェハプラットホームに対してプロー
ブヘッドを並進８助することにより、ウェハ段及びプロ
ーブ走査機構を相当コンパクトな構成にすることができ
る。これにより、自動抵抗率テスタの全ての電子回路を
例えば単一の包囲体内にパッケージし、然も、全ての付
随する利点及び便利さを発揮させることができる。信号
リードは、より短くなり、ノイズ裕度及び接続の信頼性
が大きくなる。

段ダウン位置と段アップ位置との間の短い距離でのみウ
ェハプラットホームを並進移動させることにより、移動
についての経済性が達成される。

本発明のＺ、０段は、相当に静かな動きをする。

更に、ウェハプラットホームに対してプローブヘッドを
並進移動する構成体を設ける場合には、ウェハに対して
プローブヘッドを走査するのに小さな質量の移動しか必
要とされない、これにより、プラットホーム上の半導体
ウェハに対し、テストプローブがより静かに、素早く且
つ正確に位置設定される。

本発明の２、θ段及びｚ、ｒプローブ段全体は、種々の
部品の位置状態について報告する光学センサを組み込む
と共に、これらセンサの出力を安全インターロックシス
テム又は禁止システムに容易に一体化してシステムの破
壊的な作動モードを除外するような便利な構成体をもた
らす。

本発明の装置全体では、ウェハプラットホーム付近の粒
子発生源が少なくなる。ウェハプラットホーム自体は、
光を通さない小さな包囲体内に維持され、油脂のついた
面がこの包囲体に八り込むことはない、カバー又はドア
は、包囲体から離れる方向を向いたポールスライダに取
り付けられ、従って、もし粒子が発生しても、この個別
の包囲体には入らない。

本発明の他の目的、特徴別び効果は、添付図面を参照し
た以下の詳細な説明から明らかとなろう。

実施例 第１図ないし第７図は、既に説明したから。

ここではそれ以上説明しない。

第８図は、本発明のウェハ取扱及びプローブ機能を実施
する上で現在好ましいと考えられる自動抵抗率テスト装
置の斜視図である６本発明の一般的な考え方及び特徴は
、自動抵抗率テスト装置の好ましい実施例について説明
する。然し乍ら、本発明の特徴は、容量−電圧測定、フ
ィルム厚み測定及び音響結合式の寿命測定を含む別の形
式の半導体ウェハのテストにも容易に適用できることが
明らかであろう、音響結合式寿命測定の技術は。

１９８５年１月のＡＳＥＥテクニカル・セション（Ｔａ
ｃｈｎｉｃａｌ　５ｅｓｓｉｏｎ）に掲載されたＲ、　
Ｂｈａｒａｔ氏等の論文に述べられている。又、色の比
較１色々な角度からの単色縞のａｍ、一定角度の反射干
渉分光技術及びエリプソメトリを含む種々の形式のフィ
ルム厚み測定を利用することができる。これらの種々の
フィルム厚みテストは、マイセル・アンド・グロング（
Ｍａｉｓｓａｌ　ａｎｄ　Ｇｌｏｎｇ）によってＮ集さ
れたハンドブック・オブ・シンフィルム・テクノロジ（
Ｈａｎｄｂｏｏｋ　ｏｆ　Ｔｈ１ｎ　Ｆｉｌｍ　Ｔａｃ
ｈｎｏｌｏｇｙ）　（１９７０年マグロ−ヒル）の第１
１章に掲載されたウィリアム・ニー・ブリスキン（Ｗｉ
ｌｌｉａｍ　Ａ、　Ｐｌｉｓｋｉｎ）及びステルビオ・
ジエイ・ザニン（Ｓｔｅｌｖｉｏ　Ｊ。

Ｚａｎｉｎ）の「フィルム厚み及び組成（Ｆｉｌｍ　Ｔ
ｈ１ｃｋｎｅｓｓａｎｄ　Ｃｏ＋＊ｐｏｓｉｔｉｏｎ）
Ｊという論文に述べられている。

第８図に示された自動抵抗率テスト装置１１０は、シス
テムの全ての機械的及び電気的ハードウェアを単一の一
体的な包囲体内に収容するもので、この包囲体は、基部
１１を備え、その前縁には、フロントカバー１２がヒン
ジ止めされ、このカバーは、キャビネットの前方内部を
操作するように下方に揺動することができる。このフロ
ントカバーの内部には１診断パネル（図示せず）が配置
されるのが好ましい、トップカバー１３及びサイドパネ
ル１４は、ハウジングから取り外してその内部に手を入
れることができ、ハウジング内に収容された電気的及び
機械的部品を修理することができる。カバー、サイドパ
ネル及びバックパネルは。

スチールのフレーム（図示せず）に取外し可能に取り付
けられる。

第８図に示すように、オプションの引出式のキーボード
１５を基部１１に設けることができる。

この手動のキーボードは、第９図に示すようなキーファ
ンクションを有している。これらのキーファンクション
により、抵抗率テスト族！は、全体的なテストプロトコ
ル機能が制限された内蔵自動抵抗率テスタとして構成す
ることができる。

テストパラメータ、テスト結果及び状態情報を表示する
ために液晶表示装置１６がフロントカバー１２に設けら
れている。若干の制御機能しかもたない更に制約のある
制御パネル１７が設けられている。上記の内蔵式の自動
抵抗率テスタに対し、この制御パネルに更に多くのシス
テム制御キーを含ませることができる。

トップカバー１３には長方形の穴１８が形成されており
、光を通さない暗い包囲体を形成するようにスライドカ
バー即ちドア１９が設けられていて、ウェハ（図示され
ていないが以下で述べる）が装填された後にウェハ保持
プラットホーム２３がこの包囲体内に落されるようにな
っている。光を通さない包囲体の下部パネル２０は、ウ
ェハプラットホーム２３を上昇及び下降するのに用いら
れるピストン（図示せず）を受け入れる。光を通さない
包囲体の後壁２２には、穴（図示せず）が形成されてい
て、この光を通さない包囲体の下部プレート２０の近く
の段ダウン位置にウェハプラットホーム２３がきた時に
このプラットホーム２３上のウェハをテストするように
この穴を通してプローブ及びプローブアームを延ばすこ
とができる。ウェハ支持プラットホーム２３の動きにつ
いては、以下で詳細に説明する。第２７図及び第２８図
に示したオプションの移動シュラウド構成体についても
以下で述べる。

第１０図は、ドア１９のスライド取付構成体の１つの態
様を示すもので、これは、一対のボールベアリングスラ
イド構成体２６を備えており、この構成体２６には、第
１０図に示されたドア閉位置と、ドア１９が右側に送ら
れて光を通さない包囲体を完成するドア閉位置との間で
自由にスライド移動するようにドア１９が取り付けられ
ている。モータ／ブーり構成体２７は、制御回路からの
指令によって作動し、制御回路は、ドアを開位置と閉位
置との間で前後に駆動するようにモータ方向指令及びモ
ータ作動指令を発生する。

ドア１９の位置について報告するためにドア位置センサ
構成体２８が設けられている。一対の光学センサ２９及
び３０は、位置フラグ３１と共に機能し、ドアが全開位
置、全閉位置又はそれらの間の移行位置にある時を報告
する。フラグ３１は、ドアが全開位置にある時に、フラ
グの右手部分が光学センサ３０をカバーするが、光学セ
ンサ２９をカバーしないような構成とされる。光学セン
サ２９及び３ｏの各々は１発光ダイオード（ＬＥＤ）と
ホトトランジスタとの組み合わせであるのが好ましく、
これは、ＬＥＤからの光がホトトランジスタによって受
光された時にオンとなり。

この光が遮られた時にオフなると考えられる。ドア１９
が全閉位置にある時には、フラグ３１の左手部分が光学
センサ２９をカバーするが、光学センサ３０をカバーし
なくなる。移行時間においては、光学センサ２９及び３
０の両方がカバーされる。光学センサ２９及び３０の出
力を、全体的な安全禁止即ちインターロック回路構成体
の一部分として使用することについては、以下で説明す
る。

第１０図に示すように、光を通さない包囲体の底壁２ｏ
は、ネジ２０Ａを用いて底壁及び側壁のための支持フレ
ームに取り付けられる。従って。

ウェハブラットホーム２３をアップ及びダウーン方向に
支持するピストンからこのプラットホームを取外した後
に、底壁を除去することができる。その後１本発明の主
要部分を形成する２、θ段を操作して、必要な修理のた
めにこの段全体を取り外すことができる。第１１図は、
本発明による自動テスト装置の電気化学モジュールの主
要部分を示す斜視図である。基部１１においてペデスタ
ル４０にはウェハ段構成体１００が取り付けられており
、この構成体は、半導体ウェハを支持するプラットホー
ム２３を備えている。更に、プラットホーム２３を中心
軸のまわりで回転すると共にプラットホーム２３をその
上面に直交する方向に並進移動するように上記段構成体
を取り付ける段取付構成体も設けられている。以下で明
らかとなるように、プラットホーム２３を、ウェハテス
ト位置（段ダウン）とウェハ装填位置（段アップ）との
間で駆動するためにプラットホーム駆動構成体が全取付
構成体に結合されている。モータ１０２及び駆動ベルト
１０３を含む段駆動構成体は、ウェハプラットホームを
、正確に位置決めされた斜めのテスト位置へ回転するよ
うに上記取付構成体に結合される。

プローブ取扱構成体１５０は、プラットホーム２３上の
半導体ウェハの主面に平行にテストプローブ２００を支
持するもので、モータ１５３及びリードスクリュー１５
７（以下で、詳細に述べる）を含むキャリジ駆動構成体
を備えている。この構成体は、停留位［（テストプロー
ブ２００がプラットホーム２３を越えてその付近に配置
される）と、プラットホーム２３の半径に沿って正確に
位置決めされたテスト位置との間でキャリジ手段を並進
移動する。以下で詳細に述べるように。

キャリジ手段は、プローブアームをプローブダウン位置
とプローブアップ位置との間で駆動するようにプローブ
アーム１７８に接続されたプローブアーム駆動構成体１
８４も備えている。プローブダウン位置においては、プ
ローブ接触ピンがプラットホーム２３上の半導体ウェハ
の表面に接触する。キャリジ構成体１５０は、プラット
ホーム４１を介して基部１１に取り付けられている。

プラットホーム４２及び４３は、システムに使用される
アナログ及びデジタル回路のカード容器と、このアナロ
グ及びデジタル回路のための電源とを取り付けるのに使
用される。空気／真空装置は、フロア領域４４において
基部１１に取り付けられる、引出式のキーボード組立体
１５は、システムの一部分として設けられた時には１図
示されたように配置される。

全つェハ段構成体１００は、プラットホーム２３の１つ
の動きがプラットホーム２３の面に直角な軸として定め
られた２方向であるために、２、θ段と称する。「θノ
という表現は、以下で述べる位置マーカ及び光学センサ
構成体によって定められたホーム位置に対して正確な角
度座標までプラットホーム２３がその中心軸の周りで回
転されることを意味する。

プローブ取扱構成体１５０は、ｒ、ｚ段と称する。「ｒ
」という表現は、プラットホーム２３の中心に対して半
径方向にキャリジ構成体が移動することを意味する。こ
の段の場合のｒｚ」という表現は、プローブダウン位置
とプローブアップ位置との間でプラットホーム２３に直
交する２方向にプローブ２００を移動できることを意味
する。

本発明のウェハ取扱６位［２定及びプローブシステムの
中枢部は、第１２図ないし第２１図を参照して以下で説
明する独特の構造及び機能シ有した２、０段１００であ
る。第１２図を説明すれば、２、θ段１００の主要部品
は、ベースブレー）−１０４，中空の円筒状ハウジング
１０５．中空の円筒状ロータ１０６及び中空ピストン１
０７である。ハウジング１０５は、ベースプレート１゜
４の正確に加工されたくぼみに取り付けられ、ベースプ
レート１０４の底部からハウジング１０５の側壁に形成
されたテーバ付きの穴へと延びている複数の機械ネジ（
図示せず）によってベースプレート１０４に固定される
。Ｏリング１１３は。

この取付面において内部１１２がら外部環境へ空気が漏
れないようにするシールの役目を果たす。

ベースプレート１ｏ４には、中心ハブ１０４Ａと連通す
るようにチャンネル１０８が設けられており、中心ハブ
には中空のステンレススチール管１０９がねじ込まれる
。チャンネル１０８及び中空管１０９は、ピストン１０
７の中空内部１１０を真空状態にするためのものである
。この真空状態は、以下で述べる第２ｏ図及び第２１図
に詳細に示されているように、穴１４６を経て、ウェハ
プラットホーム１２４の上面に設けられた溝の配列体へ
と通じる。

ベースプレート１０４には第２のチャンネル１１１が設
けられていて、加圧空気をピストン１ｏ７の下の開いた
内部１１２へ送り込み、段ダウン位置と段アンプ位置と
の間で垂直方向にピストン１０７を駆動させる。チャン
ネル１１１の空気圧力が解除されると、ピストン１０７
がその自重でプラットホーム１２４のウェハテスト位置
でもある段ダウン位置へと下降する。

ロータ１０６は、一対の上部及び下部ベアリング組立体
１１４及び１１５に対して自由に回転するようにハウジ
ング１０５内に取り付けられている。ロータ１０６の肩
部１１６は、ロータの重量が上部ベアリング組立体１１
５で支持されるようにする。保持リング１１４Ａ、は、
下部ベアリング組立体１１４及びシールリング構成体１
１７をハウジング１０５の内壁とロータ１０６の外壁と
の間に位置保持する。ギア１１８は１機械ネジによって
ロータ１０６の上部フランジに取り付けられており、従
って、伝動ベルト１０３を使用して、このギア１１８を
、ブラケット１０１に取り付けられたモータ駆動構成体
１０２に結合することができる。シールリング構成体１
１７は、空気及び真空圧力シールとして特に設計された
特殊なバネ伸長式のシールリングである。シールリング
構成体１１７は、ハウジング１０５の内壁及びロータ１
０６の外壁に対して固定状態に保たれ、ロータ１０６は
、シールリング１１７に対して回転される。このシール
構成体は、ピストン１０７の下の内部空胴１１２から、
ロータ１０６の外面とハウジング１０５の内面との間の
環状スペースを経て空気が漏れるのを阻止する。

ピストン１０７は、その上端にプラットホーム１２４を
支持し、○リングシール１２２番±、プラットホーム１
２４とピストン１０７どの間の取付面を通る空気の漏れ
を防止する。ピストン１０７の下端では、一対の特殊な
バネ伸長式のシールリング１１９及び１２０が、ピスト
ンに加工された溝に取り付けられており、これらのシー
ルリングは、組み立てプロセス中にこれらリングが固定
される溝の底部に形成された肩部によって位置保持され
る。ピストン１０７の外壁は、ロータ１０６の内壁と非
常に高精度で嵌合されるように加工されるが、シールリ
ング１１９は、これら部片の金属−金属シールに対して
高い精度で一致させるように加工する必要性をなくすも
のである。従って、シールリング１１９は、ピストン１
０７の外壁とロータ１０６の内壁との間の環状スペース
を通して内部１１２から空気が漏れるのを排除する。

シールリング構成体１２０は、空１５ｉ１１０の真空と
空胴１１２の空気圧とに対してシールの役目を果たすと
共に、そのスライド支持面を与える。

従って、ピストン１０７が空胴１１２の空気圧によって
持ち上げられる時には、シールリング構成体１２０がピ
ストンと共に中空管１０９の外面にのせられ、連続的な
空気／真空分離を果たす、プラットホーム１２４にウェ
ハを保持するための空胴１１０の真空と、ピストン１０
７を持ち上げるための空胴１１２の空気圧は両方とも同
時に存在するので、シール構成体１２０は、空気圧領域
１１２と、真空領域１１０との間に良好な圧力分離を与
えることが重要である。

往復ピストン１０７は、一連の３つのキー１２１Ａ、１
２１Ｂ及び１２１Ｇ（第１３図に最も良く示されている
）と、ピストン１０７の外壁に加工された複数のキー溝
１２６Ａ、１２６Ｂ及び１２６Ｃとを用いて、ロータ１
０６に固定される。

これらキー及びキー溝の位置は、ピストン１０７を一方
の向きでなければロータ１０６内に取り付けできないよ
うにするため、２、θ段の中心軸に対して意図的に非対
象とされる。これは、以下で述べるように、光学センサ
に対してピストン位置マーカ構成体を適切に位ｖｉＸｉ
２定するために必要とされる。保持リング１２２は、取
付ネジ１２３を用いてロータ１０６に対し個々のキー１
２１を位置保持する。第１３図に示すように、複数のテ
ーバ付きの穴１３１が機械ネジ（図示せず）と協働し、
プラットホーム１２４がピストン１０７の上部に取外し
可能に取り付けられる。ピストン１０７の外面の溝には
Ｏリング１２３が取り付けられ。

ピストン１０７を段アップ位置で静かに柔らかく停止す
ることができる。Ｏリング１２３は、ピストンが持ち上
がってキーの下面がキー溝に着く時にキー１２１の底に
接触する。

２、θ段１００は、この段がロータ１０６の角度位置に
対してホーム位置にある時を感知すると共に、ピストン
１０７が段アップ位置又は段ダウン位置にある時を感知
するための光学センサ及び位ｎマーカ構成体を備えてい
る。ｚ、０段のこれらの特徴については、第１２図ない
し第１９図に関連して説明する。先ず初めに、ピストン
１０７が段アンプ位置又は段ダウン位置にある時を検出
するための位置マーカ及び光学センサ構成体について考
える。第１２図及び第１４図ないし第１７図に示された
ように、一対の溝１２７及び１２９がピストン１０７の
外面に加工されて、ピストンの光学的な位置マーカが形
成される。溝１２７及び１２９の各々は、無反射仕上げ
される。溝１２７の底部には更に浅い溝部分１２８が設
けられ、溝１２９の上部には更に浅い溝部分１３０が設
けられる。これら溝部分１２８及び１３０の表面は、光
反射面にされている。

ハウジング１０５の壁に形成された各々のねじ切りされ
た穴１３４及び１３６には一対の光学センサ１３３及び
１３５が取り付けられている。

これらの光学センサ１３３及び１３５の観察端は、ロー
タ１０６の壁に設けられた窓１３１及び１３２を通して
見えるようになっている。従っ゛て、ロータ１０６がホ
ーム位置（以下で述べる）にある時には、光学センサ１
３３及び１３５が個々の窓１３１及び１３２を通して溝
１２７及び１２９を観察することになる。ピストン１０
７が段アップ位置にある場合には、溝１２７に隣接した
反射領域１２８が光学センサ１３３によってｗＬ察され
る。

従って、光学センサ１３３は、その出力信号により、プ
ラットホーム１２７及びピストン１０７が段アンプ位置
にあることを報告する。ピストン１０７が段ダウン位置
にある時には、溝１２９に隣接した反射領域１３０が光
学センサ１３５によって１１察され、これにより、この
センサは、段ダウン位置を報告する信号を送信する。光
学センサ１３３及び１３５は、光源及び光検出器を組み
合わせたもので構成される。

これらの位置感知構成体は、ピストン及びウェハプラッ
トホームの位置を制御するものではなく、それらの位置
を報告するためのものであることに注意されたい０段ダ
ウン位置は、回転段の上部にのせられたウェハプラット
ホームによって決定される１段アップ位置は、キー１２
１がキー溝１２６の底に着いた時に決定される。

その他の形式のセンサ構成体を用いて段アップ位置及び
段ダウン位置を報告できることも明らかである１例えば
、マイクロスイッチの構成体に適当なアクチュエータを
設けて、段アップ位置及び段ダウン位置を報告すること
もできる。然し乍ら１本発明の光学センサ及び位置マー
カ構成体は。

例えば、フェイルセイフ機能の高い位置感知構成体であ
るので、好ましい０以上の説明から、センサ１３５のオ
ン状態と、センサ１３３のオフ状態とが組み合わされて
段ダウン位置が報告されることが明らかである。これに
対し、センサ１３３のオン状態とセンサ１３５のオフ状
態とによって段アップ位置が報告される。ピストン１０
７が完全なアップ位置と完全なダウン位置との間の中間
にある場合には、光学センサが両方ともオフである。

従って、光学センサ１３５に機能不良が生じてオフのま
＼になった場合には（この種のセンサの典型的な故障）
、段アップ状態を報告することができず、センサが取り
付けられた制御システムは、光学センサ１３３がオンに
なった場合に段が中間位置にあるか又は段ダウン位置に
あるものとする。同様に、光学センサ１３３が故障した
場合には、センサ構成体が段ダウン状態を報告すること
ができず、システムは、センサ１３５がオンにならない
限り段が中間位置にあるものとする。これは、センサが
誤った状態を決して報告することがないので、フェイル
セーフ構成である。誤った状態が報告されると、システ
ムは、プローブヘッドを動かしたり点検ドアを閉じたり
といった動作を実行しこれら構成部品の１つが損傷を受
けることがある。

第１２図及び第１８図を参照し、本発明のこの２．θ段
のホーム位置感知機構について説明する。ロータ１０６
の外面に溝１４０が加工され、この溝１４０には、ロー
タ１０６のホーム位置に反射マーカタブ１４１が取り付
けられている。光学センサ１４２は、溝１４０及びロー
タ１０６の中心の高さの位置でハウジング１０５のねじ
切りされた穴１４３に取り付けられている。溝１４０の
底面は非反射性であり、光学センサ１４２は。

反射マーカ１４１を観察した時だけ出力信号を発生する
ようになっている。０即ち角度位置段の正確なホーム位
置は、マーカ１４１の左端が検出されてθ段位置が報告
されるまでこの段を一方向に駆動することによって得ら
れる。マーカ１４１の右端がセンサによって検出されて
センサがオフになりこの右端のθ位置が整列されるまで
段の回転が続けられる１次いで、ロータは、マーカ１４
１の整列された左端と右端との間の距離の半分だけ後方
に回転されてホーム位置にもっていかれる。

システムがプラットホーム１２４にウェハを装填したり
取り外したりする自動ウェハ取扱システムにインターフ
ェイスされる場合には、段のこのホーム位置を正確に位
置設定することが重要である０例えば、第２０図に示す
ようにプラットホーム１２４に加工された溝１４４にブ
レードを自動的に挿入しプラットホームの上面２３から
ウェハを真空で取り上げてこれをウェハカセットへ運ぶ
ようなシステムが重版されている。その後、次のウェハ
がカセットから真空で取り出され、ウェハプラットホー
ムの表面２３に配置される１次いで、取り上げ手段の真
空を除去し、Ｚ、θ段のブラットホーム１２４の真空を
オンにして、ウエノ１を位置保持する。

２、θ段に関連した光学センサを全体的な保安禁止回路
構成体に一体化することについて以下に詳細に説明する
。ロータ１０６のホーム位Ｗ感知は、マイクロスイッチ
構成体を含む他のマーカ及びセンサ構成体によって行な
うことができる。

上記のマイクロスイッチ構成体は、ギア１１８に支持さ
れたスイッチアクチュエータと、ハウジング１０５の外
部に配置されたブラケットに取り付けられたマイクロス
インチとを用いたものである。

マーカ１４１を伴う光学センサ構成体１４２は。

高い位置精度が得られるので好ましい、ホーム位置セン
サは、実際には、ロータ１０６の実際のホーム位置を決
定する位置側９４機能に組み込まれる。

これに対して１段アップ及び段ダウンの光学センサは、
段の位置しか報告せず１段アップ及び段ダウンの位置は
実際上制御しない。

第２０図及び第２１図を参照して、ウェハプラットホー
ム１２４の構造を詳細に説明する。ウェハプラットホー
ム１２４の上面２３には、一般的に円形の溝１４５が配
設される。各溝のフラットか部分は、ウェハのフラット
な位置に対応する。

例えば、第２０図にはウェハの輪郭が示されており、ウ
ェハのフラットな部分は、真空溝１４５のフラットな領
域と整列される。中心の穴１４６は。

相互接続された溝の構成体に真空源を連通させる。

異なった長さの複数のチャンネル１４９Ａ及び１４９Ｂ
を有するスロット付きのキー１４８によって選択的に溝
を結合する構成体が設けられ、キー１４８の位■により
、どれ程多くの周囲真空溝１４５が真空源に接続される
かが制御される。これは、プラットホーム１２４上に直
径の異なるウェハを保持するためにどれ程多くの溝を真
空にすべきかを容易に制御するものである。このように
して、ウェハの下面全体をウェハプラットホーム１２４
の上面にぴったりと保持することができる。

ウェハはゆがんでいることがあるから、プラットホーム
に対してこれらを平らに保持することにより正確に探知
を行なうことができる。というのは、プローブがウェハ
面に降ろされた時にウェハに変形がなければ、ウェハに
対するプローブ先端の力が場所的に変化しないからであ
る。

半径方向の種々の位置でナイロンの整列ポストを受け入
れるために、ウェハプラットホーム１２４の上面２３に
は、ねじ切りされた穴１４７が配設されている。これら
の整列ポストは、ウェハの中心がプラットホーム自体の
中心と同心的になるように半導体ウェハをプラットホー
ム１２４上に正確に位置設定することができる。

第１１図に示されたｒ、ｚ段１５０は、第２２図ないし
第２５図の４つの図面に示されており、特別な図面２６
は、段の２方向移動を与えるようにプローブアームを上
昇及び下降させるエアシリンダ駆動溝成体と１段のプロ
ーブダウン状態の検出に関連した光学センサとを示して
いる＃　　ｒ、　　ｚ段１５０は、ｉ５．る半導体ウェ
ハテスト環境においては、単にｒ段となることが理解さ
れよう、以下の説明から明らかなように、実施されるテ
ストプロトコルにとってＺ運動成分が必要でないか又は
所望されない場合には、ｒ、ｚ段のＺ運動成分を容易に
除去もしくは作動不能にすることができる。

ｒ、ｚ段１５０は基部１５１を含み、これは、取付穴１
５２を通るボルトを使用して第１１図に示すようしこプ
ラットホーム４１に取り付けられる。

適当なジグにより、プローブアーム１８０の中心線が２
，０段１００の中心軸に交差するように。

基部１５１をプラットホーム４１上に配置することがで
きる。

基部の一方の端壁には、取付ネジ１５４を用いて電気モ
ータ１５３が取り付けられる。モータ１５３のシャフト
１５５は、フレキシブルなカップリング１５６によりリ
ードスクリュー１５７に接続され、このリードスクリュ
ーは、基部１５１の後壁まで延びてベアリング１５８に
ジャーナル軸受される。リードスクリュー１５７には移
動ナツト構成体１５９が支持され、これにより、？！！
気モータ及びリードスクリュー構成体は、カップリング
アーム１６０及びキャリッジプラットホーム１６１をｒ
方向に、即ち、２、θ段においてウェハブラットホーム
１２４の半径に沿って前後に駆動することができる。キ
ャリジプラットホーム１６１は、ボールスライド構成体
１６２に取り付けられる。このボールスライド構成体１
６２の固定部１６３は、基部１５１に取り付けられ、そ
のスライド部１６４は、キャリジプラットホーム１６１
に取り付けられてこれと共に並進移動する。

光学センサ回路ボード１６５は、ブラケット構成体１６
６の固定位置に取り付けられ、ブラケット構成体は、次
いで、基部１５１に取り付けられる０回路ボード１６５
には一対の光学センサ１６７及び１６８が取り付けられ
、電源入力及び信号出力のために電気コネクタ１６５Ａ
及び１６５Ｂが設けられている。キャリジプラットホー
ム１６１にはＬ字型のブラケット１６９が取り付けられ
、これは位置フラグ１７０を支持する。この位置フラグ
１７０は、光学センサ１６７及び１６８と共に機能しく
第２３図に最も良く示されている）。

キャリジプラットホーム１６１及びブラケット１６９の
位置を表わす信号を送る。より詳細には。

フラグ１７０、光学センサ１６７及び１６８は、プロー
ブアーム１７８が停留位置、ホーム位Ｗ戚いはそれらの
中間位置にある時にそれを報告する。

第２３図に示すように、キャリジ及びこれに取り付けら
れたプローブアーム１７８が中間位置にある時には、光
学センサ１６７及び１６８の両方がフラグ１７０によっ
てさえぎられる。キャリジがその最も左の位置、即ち、
停留位置にある時には、光学センサ１６８はカバーされ
ないが、光学センサ１６７がフラグ１７０の右端部によ
ってカバーされる。従って、センサ１６８がらの出力信
号は、キャリジ構成体のプローブ停留位置を指示する。

キャリジ及びプローブアームがホーム位置にある時には
、光学センサ１６７はカバーされないが１、光学センサ
１６８がフラグ１７０の左手部分によってカバーされる
。従って、センサ１６７からの出力は、プローブホーム
位置を指示する。

これらの出力信号を保安禁止回路と共に使用することに
ついては、以下で詳細に述べる。キャリジ構成体のプロ
ーブ停留位置においては、プローブ２００及びプローブ
アーム１７８の最も右の端が２、θ段１００のウェハプ
ラットホーム１２４の付近でその持ち上げを妨げないよ
うな位置に停留されるように、プローブアーム１８０が
配置される。

プローブアーム１７８の前部１２８ｏは１片持梁形態で
垂直支持体１７９に取り付けられ、この垂直支持体は、
高精度の支持スライド構成体１７５の可動部１７７に支
持される。高精度の支持スライド構成体１７５の固定部
１７６は、キャリジ基部１６１に固定支持されたＬ字型
のブラケット１６９に取り付けられている６回路ボード
１７１は、キャリジ基部及びプローブアームと共に移動
できるようにブラケット１６９に取り付けられており、
この回路ボードには光学センサ構成体１７２が取り付け
られている０位置フラグ１７４（第２３図及び第２４図
に最も良く示された）は、プローブアーム構成体１７８
と共に、可動ボールスライド部分１７７上を上下に滑る
るように垂直支持体１７９に取り付けられている０位置
フラグ１７４に設けられたノツチ１７４Ａは、プローブ
構成体１７８がプローブアップ位置にある時に光学セン
サ１７２をカバーしなくなる。従って、光学センサ１７
２の出力は、プローブアップ位置であることを制御装置
及び以下で述べる保安禁止システムに報告する。

プローブアーム組立体１７８に設けられた第２の片持梁
アーム１８３は、スライド構成体１７５を越えて後方に
延び、エアシリンダ１８４と協働してプローブアーム組
立体１７８を上下に移動する。第２５図及び第２６図に
示されたように、エアシリンダ１８４は、キャリジ基部
１６１に取り付けられ、上方及び下方のエア取り入れカ
ップリング１８５及び１８６を有し、これらには、ピス
トン１８７を上下するための空気圧が制御可能に供給さ
れる。ピストン１８７は、プローブアーム組立体を上下
させる。

回路ボード１８８は、片持梁アーム１８３の後部に取り
付けられ、このボードには、プローブダウン状態を表わ
す信号を発生するために光学センサ構成体１８９　（第
２６図に最も良く示す）が取り付けられている。光学セ
ンサ１８９は、エアシリンダ１８４のピストン１８７が
片持梁アーム１８３に接触する限り阻止即ちオフにされ
る。ピストン１８７が片持梁アーム１８３から下がると
。

第２２図に示されたプローブ先端２０１がウェハの表面
に接触し、光学センサ１８９がプローブダウン状層を表
わす出力信号を発生する。実際には、このプローブの状
態は、光学センサ１７２がオフであることと光学センサ
１８９がオンであることとの組み合わせによって信号さ
れる。これに対し。

プローブアップ状態は、光学センサ１７２がオンであり
光学センサ１８９がオフであることによって信号される
。光学センサ１７２がオンである時はプローブアップ状
態しか信号されないので、光学センサ１７２が故障して
オフ状態のま＼になった場合には、フェイルセーフの指
示が与えられる。

というのは、制御及び禁止システムは、プローブがダウ
ン位置にあるか又は中間位置にあるとするからである。

光学センサ１８９の唯一の目的は、プローブがダウン状
態であることを報告して全制御システムに測定サイクル
の開始を指示することである。光学センサ１８９が故障
した場合には、プローブダウン状態が報告されず、シス
テムが時間切れして、故障の発生を指示する。

第２２図ないし第２４図は、プローブアーム１８０の右
遠方端１８１にある取付穴に取り付けられた４点抵抗率
テストプローブ２ｏｏを示している。このプローブ２０
０は、前記の特許出願に開示された理由で１位Ｉ！！設
定ビン１８１Ａを用いて傾斜位置に取り付けられる。ク
ランプネジ１８２がプローブ２００を位置保持する。コ
ネクタ２０２は、ケーブル２０３と共に、テストプロー
ブ２００への電気的接続を果たす、プローブアーム組立
体１−７８には、特定のプローブに適した取付構成体を
使用して別の形式のテストプローブを設置できることが
理解されよう。

第２３図は、プローブアーム組立体１７８に配置された
任意の反射型光学センサ２１０を示している。この光学
センサ構成体は、コリメートされた光ビームを２．θ段
のプラットホームに照射すると共に光検出器へ戻ってく
る光を受光してウェハの縁面を検出できるような光バイ
ブ構成体を備えているのが好ましい、このセンサ構成体
２１０は、２．θ段及びｒ、ｚ段の移動に関する適当な
ソフトウェア制御器と共に使用されて、ウェハプラット
ホーム１２４上のウェハの中心位ばを決定すると共に、
第３２図の説明図及び第４１図のソフトウェアフローチ
ャートに関連して以下で詳細に述べる手順を用いてウェ
ハのサイズも決定することができる。

第２７図、第２８図及び第２８Ａ図は、テスタキャビネ
ットの上部カバー１３の下に形成された光を通さない包
囲体に取り付けられた任意の保護移動シュラウド２１１
を示す、この移動シュラウド２１１は、基本的に、ボッ
クス状のシート金属包囲体を備え、その上面２１５には
、ウェハプラットホーム２３の外径より若干小さな円形
開口が形成されている。移動シュラウド２１１は、ウェ
ハプラットホーム２３が段ダウン位置にある時に光を通
さない包囲体の底面２ｏにのるように構成される。第２
８Ａ図に示されたように、４本のコーナガイドビン２１
４及びチャンネル２１３の構成体は、移動シュラウド２
１１を上方に移動する際の確実な案内を果たす。

ウェハプラットホーム２３が上方に移動する時には、そ
の外周縁が、移動シュラウドの上部２１５に設けられた
円形穴の周縁に接触し、これにより、シュラウド２１１
は、ウェハプラットホーム２３と共に上方に移動する。

シュラウドの底部に設けられたυツブ２１２は、その全
寸法がキャビネットの上部１３にあるドア開口より大き
く。

従って、シュラウド２１１は、上部２１３を持ち上げな
ければ、キャビネットから取り外すことができない、シ
ュラウドの後壁に設けられた長方形の欠切部２１７は、
光を通さない包囲体の後壁２２に設けられた開口と協働
し、ウェハプラットホーム２３が段ダウン位置にある時
にプローブヘッドを包囲体内に入れられるようになって
いる。シュラウドの穴の縁にはＵ字型のプラスチック部
片２１６が糊付けされ、この点に鋭い金属の切断エツジ
が形成されないようにすると共に、ウェハプラットホー
ム２３の上部がシュラウドの上部２１５の縁に当るとき
の音を消すように働く。

本発明の好ましい実施例を構成する自動抵抗率テスタは
、２，０段１００及びｒ、ｚ段１５０を含むだけでなく
、マイクロコンピュータ技術をベースとする精巧なリア
ルタイム制御及びデータ収集サブシステムも備えている
。このコンピュータをベースとする全制御及びデータ収
集システムのブロック図が第２９図に示されている。長
方形ブロック２２０内の部品は、中央処理ユニット（Ｃ
ＰＵ）２２１が、アドレス、データ及び制御バス各々２
２２．２２３及び２２４によって、プログラム及びデー
タ記憶メモリ２２５、直列Ｉ１０ポート２２６及び２２
７、並びにプログラム可能なＩ１０ボート２２８．２２
９，２３０及び２３１と通信するようなｍ準マイクロコ
ンピュータシステムを構成する。これは、標準的なマイ
クロコンピュータアーキテクチャであり、システムのこ
の部分の動作についての詳細は、よく知られており、こ
こでは詳細に説明する必要がなかろう。

直列Ｉ１０ボート２２６及び２２７は、主。

即ち、ホストコンピュータ２４０と通信する。自動抵抗
率テスタの１つの実施例においては、主コンピユータ２
４０がマスクコンピュータであり。

マイクロコンピュータシステム２２０の作動は、このコ
ンピュータに対してスレーブとなる。換言すれば、制御
及びデータ収集モードにおける自動抵抗率テスタのコマ
ンドは、主コンピユータ２４０から下流にロードされる
。制限付きの抵抗率テスト機能を実行するようにメモリ
部２２５のオペレーティングプログラムによってプログ
ラムされたマイクロコンピュータ２２０を用いて制限付
きの自動抵抗率テスタをスタンドアローンペニスで実施
することもできる。この実施例では、収集したデータを
直接プリントアウトするプリンタインターフェイスが設
けられるが、システムは、データベースの収集、記憶及
び管理といった機能を含まなくてもよい、より精巧なシ
ステムの場合は。

主コンピユータ２４０が、グラフィックプリンタ及びＣ
ＲＴターミナルに接続され、特定のウェハに対する抵抗
率テストの結果を輪郭マツプ及び／又は直径走査の形態
で表示することができる。又、主コンピユータ２４０は
、大量データ記憶装置も備えている。

ＰＩＯボート２２８は、キーボード入力及びＬＣＤディ
スプレイの出力機能を果たす、キーボード１５及び１７
は、バス２５１を介して通信し。

手動制御信号をコンピュータシステム２２０へ入力する
。コンピュータシステム２２０は、出力信号バス２５２
を経てＬＣＤディスプレイ１６へ。

データ、状態及び他の情報を通信する。

ＰＩＯボート２２９及び２３０は、２．θ段及びｒ、ｚ
段、ドア１９及び反射センサ２１０を作動するための出
力制御及び入力データ収集機能を果たす、ＰＩＯボート
２３０は、プローブアームモータに関連したモータ制御
回路２８３及び回転段モータに関連したモータ制御回路
２８４のモータ制御及び位置読み取り機能に専用のもの
どされる。プローブアームモータは、ｒ、ｚ段において
プローブのｒ位置を制御し、回転段モータ１０２は、２
．θ段においてウェハプラットホームのθ位置を制御す
る。目標モータ位置に関するデータは、データバス２７
８を経て、モータ制御回路２８３及び２８４の各々に送
られる１個々の状態信号ライン２７９及び２８１は、モ
ータ制御状態情報をＰＩＯボート２３０にフィードバッ
クし、個々の制御バス２８０及び２８２は１個々の制御
信号情報をモータ制御回路２８３及び２８４に供給する
。状ｉ信号バス２７９は、ＮＯＴ　　ＢｕｓＹ状態リー
ド２７９を含み、これｌま、保安禁止システム２６１に
接続される。同様に、モータ制御回路２８４からの状態
バス２８１は、ＮＯＴ　　ＢＵＳＹ信号リード２７６を
含み、これも、保安禁止システム２６１に接続されてい
る。保安禁止システム２６１は、ライン２７４及び２７
７を経て制御信号バス２８０及び２８２へ各々禁止信号
工ＮＨＩＢＩＴを供給する。

モータ制御回路２８３及び２８４からの出力２８５及び
２８６は、個々の駆動回路２８７及び２８８へ接続され
る０個々の駆動回路の出力は。

アナログ信号バス２８９及び２９０を経てプローブアー
ムモータ１５３及び回転段モータ１０２を駆動するよう
に機能する。モータ制御回路２８３は、保安禁止システ
ム２６１から禁止信号が受信された時にはプローブアー
ムモータを駆動することができず、モータ制御回路２８
４は、保安禁止システム２６１からリード２７７を経て
禁止信号が受信された時には回転段モータを駆動するこ
とができない、このようにして、保安禁止システムは、
システムの幾つかの別の部品にダメージを及ぼすような
状態のもとで各モータの作動を阻止する安全インターロ
ック機能を果たす。

保安禁止システム２６１は、ＰＩＯボート２２９と制御
システム２６４との間に挿入され、制御システム２６４
は、安全性を損なう危険に関係のないコマンド以外は、
ＰＩＯボート２２９からバス２６２を経て直接的なコマ
ンド信号を受け取ることができない、保安禁止システム
２６１は、光学センサ２６５からバス２６６を経て入力
を受け取る。光学センサからの同じ出力は、制御システ
ムの入力されると共に、マイクロコンピュータ２２０に
より入力ライン２７，３を経て読み取ることができる。

制御システム２６４は、保安禁止システム２６１から受
け取った制御信号を真空／エアシステム２６７及びドア
モータ２６９へ供給する。制御信号２６４は、バス２７
２を経て反射センサと両方向に通信する。真空／エアシ
ステム２６７は、ＶＡＣｌＪＵＭ　　ＯＮ及びＡＩＲＯ
Ｎ信号を制御システム２６４へ供給し、これらの信号は
、マイクロコンピュータ２２０により入力信号ライン２
７３を経てＰＩＯボート２２９へも読み取られる。

ウニ、ハに対して測定を実行する回路の制御は。

コンピュータ２２０によりＰＩＯボート２３°１を経て
行われる。プログラム可能な電流１１ｉ２９３は、信号
バス２９４を経て制御コマンド情報を受け取り、プログ
ラムされたレベルの電流を、信号ライン２９５．リレー
信号分配器２９７及び信号バス２０３を経てプローブヘ
ッド２００へ供給する。

信号バス２０３は、プローブヘッドから戻されたアナロ
グ信号を取り上げ、リレー信号分配回路網２９７を経、
バス２９８を経てデジタル電圧計２９１へ送る。このデ
ジタル電圧計２９１は、バス２９２を経てＰＩ○ボート
２３１と通信し、デジタル電圧の読みをコンピュータ２
２０に供給すると共に、コンピュータから距離情報等を
受け取る。

温度プローブ２９９は２ウエハプラツトホームの付近に
設けられており、リレー分配回路網２９７を経てコンピ
ュータと通信する。制御信号が供給されると共に、リレ
ー信号分配器からバス２９６を経てＰＩ○ボート２３１
へ情報がフィードバックされる。

第３０図は、制御システム２６４がら、真空／エアシス
テム２６７、ドアモータｌ成体２６９及び光学センサ２
６５への特定のインターフェイスを概略的に示している
。これら全ての構成体は。

それらの構造及び機能について上記で殆ど説明した。第
３０図に示された回路で、これまで説明されでいない部
分は、真空／エアシステムだけである。

真空／エアシステム２６７の真空部分の主たる機能は、
管１０９を経てピストン１０７の内部を真空にすること
であり、管１０９は、ウェハプラットホーム１２４の上
面２３に設けられた真空溝を真空状態にする。真空源は
、ＶＡＣＩＮラインにあって、ホースを経てＶＡＣＯＮ
スイッチ３１０に接続され、このスイッチは、真空源を
使用できることを表わす信号を制御システムに送り、こ
の信号はコンピュータによって読み取ることができる。

制御システムからライン２６８Ｂを経て送られた制御信
号は、ソレノイド３１１を作動して真空源をライン１０
８に接続し、ウェハプラットホーム１２４の真空溝を真
空状態にする。

これには、ウェハプラットホームに真空状態が存在する
かどうかを制御するためにバルブ構成体を開閉するオン
／オフソレノイド機能が含まれる。

エア制御システムは、空気圧を利用して２゜０段を段ダ
ウン位置から段アップ位置へ駆動すると共に、プローブ
アップ及びプローブダウンｖ＆能を制御するエアシリン
ダを駆動するという点で、若干複雑である。制御システ
ム２６４からソレノイド３１５へ送られる制御信号は、
このソレノイドを作動して、ＡＩＲＩＮボートからエア
／真空ラインへ空気を供給すると共に、チェックバルブ
３１２を経てライン１１１へ空気を供給し、ピストン１
０７の下のロータ１０６の内部へ送り込む、これにより
、ピストン１０７は、段ダウン位置から段アップ位置へ
上昇される。ソレノイド３１５への制御信号が段ダウン
信号である時には。

真空がエア／真空ラインからチェックバルブ３１２へ送
られ、このチェックバルブは、ライン１１１の空気圧を
大気中へ通気すると共に、重力作用のもとでピストン１
０７が下降できるようにする。

ソレノイド３１３及び３１４への制御信号は。

各々、ＵＰ　　ＡＩＲ及びＤＯＷＮ　　ＡＩＲラインか
らエアシリンダ１８４への空気の供給を制御する。ソレ
ノイド３１４が作動されて、ＵＰ　　ＡＩＲラインに空
気が送られる時には、シリンダ１８４がプローブをアッ
プ方向に移動させる。同様に。

ソレノイド３１３の作動によってＤＯＷＮ　　ＡＩＲラ
インに空気が供給される時には、ピストン１８７が強制
的に下降される。

第３０図の全回路は、第３１図に示す禁止システムの回
路及び第３４図ないし第４１図に示すソフトウェアフロ
ーチャートと共に使用されるもので、ウェハの測定に用
いられる標準的な段階シーケンスにおけるシステムの全
体的な機能を示すものである。

第３１図に示された保安禁止システムの回路２６１は、
プログラムされたアレイ論理（ＰＡＬ）チップ３２０を
組み込んでおり、これは、モータ制御回路２８３及び２
８４から複数のセンサ信号入力及び状態信号入力を受け
取り、これら信号入力を論理的に組み合わせたものであ
る複数の作動可能化及び／又は作動不能化（禁止）出力
信号を発生する。ＰＩＯボート２２９からの４つの制御
信号、即ち１段アップ、段ダウン、プローブダウン及び
ドア方向信号は、反転増幅器３２２が後に続いた一連の
アンドゲート３２１へ個々に送られ。

アンドゲート３２１の出力が他の入力の一致する作動可
能化信号によって作動可能とされた場合は。

段アップ、段ダウン、プローブダウン及びドア方向コマ
ンド信号を発生する。更に、ＰＡＬチップ３２０は、該
チップに入力されたセンサ及び状態信号の或る種の論理
的な組み合わせのもとで回転段モータ及びプローブアー
ムモータのための禁止出力を発生する。ドアモータの場
合は、これを作動する前に、ドア方向及びドア作動可能
化コマンドを必要とするので、これら制御信号のうちの
１つだけがアンドゲートを通して接続される。プローブ
アップコマンドは、プローブを持ち上げる際に危険がな
いという点で、常に安全コマンドである。というのは、
この動作は、他の機能を決して妨げることもないし、又
、システムの種々の部品間に危険なもしくはダメージを
生じるような位置的な競合を生じることがないからであ
る。

従って、ＰＡＬチップは、システムの構成部品の位置又
は移動状態に基づいて特定の制御信号を処理するような
仲裁回路であることが明らかであろう０例えば、コンピ
ュータシステム２２０が段アップコマンドを発生し、プ
ローブ２００がプローブ停留位置にない場合には、プロ
ーブがプローブ停留位置へ移動されるまで、段アップコ
マンドを作用不能としなければならない、同様に１段ア
ップコマンドは、ドア閉止状態と競合する。従って、Ｐ
ＡＬチップは、プローブ停留センサがオンでないか又は
ドア開放センサがオンでない場合には、段アップ制御信
号に作用するアンドゲートへの入力を作用不能とするよ
うにプログラムされる。これらのセンサは、いずれも、
段アップコマンドを処理できる前に、真の出力即ちオン
出力を発生しなければならない９段ダウン位置信号につ
いても本質的に同じことがいえる。これは、プローブが
停留位置にない限り且つドアが開でない限り、処理して
はならない。

プローブダウンコマンドについて考える。このコマンド
は、ウェハプラットホームがダウン位置にないか段モー
タがビジーであるか或いはブロ−ブモータがビジーであ
る場合には、処理してはならない、Ｒも重要なことは、
いずれかのモータがビジーであってウェハプラットホー
ムを新たな位置へ移動している場合には、プローブをプ
ラットホーム上のウェハに降ろしてはならないことであ
る０例えば１段ダウン状態信号が存在しない場合には、
ドア方向制御信号をドア方向モータに通してはならない
。

ＰＡＬチップは、プローブダウンセンサがオンである時
には、回転段モータ及びプローブアームモータの両方に
対して禁止信号を発生する。というのは、プローブがウ
ェハに降ろされた時にはプラットホームを移動してはな
らないからである。

更に１反射検出器２７１を用いてウェハプラットホーム
上のウェハの位置をマツピングするシステムにおいては
５更に複雑な保安禁止システムの機能を実施することも
できる０例えば、ｙ、るシステムにおいて、プラットホ
ームの中心に対する半導体ウェハの中心が検出され２ウ
エハの半径が計算されると共に、ウェハの平坦部の位置
が決定された場合には、プローブヘッドを降ろさなけれ
ばならない許容ｒ、θ座標をメモリにマツピングできる
と共に、プローブをウェハの領域と接触配置させないよ
うなプローブダウン信号を処理するための個別の構成体
を設けることができる。

以上の説明から、ＰＡＬチップにおいて当然実施される
論理式は、容易に明らかであり、又。

当業者であれば、このシステムに必要とされる作動可能
化／不能化及び禁止論理を実現する適当な論理式をプロ
グラムすることができよう。

第３３図は、第２９図に概略的なブロック図の形態で示
された自動抵抗率テスタのソフトウェア制御アーキテク
チャ全体を示すものである。ホストコンピュータ２４０
からの両方向通信は、割込み入カバンドラ及び割込み出
力ハウンドラによって処理される。ホストコンピュータ
は、マイクロコンピュータシステム２２０にコマンドを
発生し、このコマンドは、これを有効化又は無効化する
コマンドラインインタープリタに送られる。コマンドが
有効なものである場合には、これがホストコンピュータ
に確認されると共に、マイクロコンピュータシステム２
２０によって解釈されて。

ＰＩＯボート等に適当な信号が発生され１本質的に並列
に機能する１つ以上のシステムモジュールに制御及び／
又はデータ信号が発生される。これらのモジュールは、
モータ制御器、空気圧（真空／エア）制御器、アナログ
測定回路、電流選択回路（プログラム可能なＷＬ流源２
９３）、リレー制御回路２９７及び幾つかのプログラム
ユーティリティである。プログラムユーティリティは、
動作又は診断目的の一連のコマンド及び／又はサブルー
チンを含むプログラムマクロを含むものである。

システムのアーキテクチャは、システムが実行できる個
々の機能のいずれかをホストコンピュータから個々に指
令できるようなものである１通常の動作において、ホス
トコンピュータは、多数の位置全部からデータを収集す
るというシステムの動作を実行するために一連の全ての
機能コマンドを発生する。

第３４図は、典型的なデータ収集機能を実行するために
ホストコンピュータから直列に下流にロードされる採草
的な機能コマンドシーケンスを示している。プログラム
の入力点では、ドア１９が開であり、ｒ、０段がウェハ
装填位Ｗｔ（段アップ位ＩＩ）にあり、システムがウェ
ハをプラットホーム２３に配置する用意ができているも
のとする。

更に、測定開始コマンドを受け取っているものとする。

最初に実行するステップは、プラットホームへの真空を
オンにしてウェハを位置保持することである０次いで、
段ダウンコマンドが発生されて、ウェハプラットホーム
がウェハテスト位置に下げられる１次のコマンドは、ド
ア１９を閉じることである。これら３つのコマンドの各
々は、以下で述べる個々のプログラムルーチンの実行を
伴う。

次のステップは、任意なものであり、ウェハのサイズ、
その中心及び平坦部の位置を決定することである。これ
に続いて、コンピュータは、Ｚ、０段及びｒ、ｚ段に指
令を発し、テストプローブをｒ、θ座標位置にもってい
き、第１の測定を実行するようにする。測定の形式がプ
ローブをウェハ自体に接触させるものである場合には１
次のステップにおいて、プローブダウンルーチンでプロ
ーブが下げられる。その後、ウェハに対して実際に測定
を行なうルーチンが実行され１次いで、プローブが持ち
上げられる（測定が、プローブとウェハとの接触を必要
とする場合）。

次いで、コンピュータは、探知位置が最後に探知すべき
位置であるかどうかテストする。このテス、トの答えが
ノーである場合には、プローブを次の位置へもっていく
ルーチンが実行され、プログラムは、プローブとウェハ
とを接触させる必要があるかどうかに基づいて［プロー
ブダウン」ステップ又は「測定実行」ステップへ戻る。

このループは、［最後の位置］のテストの答えがイエス
となるまで連続的に再実行される。その答えがイエスと
なると、プローブを停留位置へもっていき、２つの段の
「装填」状態を定めるホーム位置へ２゜θ段もっていく
ルーチンが実行される０次のルーチンは、ドアを開くこ
とであり、その後、１段アップ」ルーチンが実行される
。これで、このプログラムは終了し、データ収集、プリ
ント、データ処理、表示、等々の別のプログラムが実行
される。

第３５図は、ウェハブラットホームへの真空をオンにす
るプログラムルーチンを示している。

最初のステップは、真空センサがオンであるかどうか、
即ち、センサ３１０からＶＡＣＯＮ出力信号を受け取っ
たかどうかをテストすることである。このテストの結果
がノーである（「真空状態でない」ことを示す）場合に
は、システムは、状態フラグを更新し、非確！！！Ｐ（
ＮＡＫ）信号をホストコンピュータへ返送して、そのコ
マンドを首尾よく処理できないことを指示する。テスト
の答えが肯定である場合には、システムは、ＶＡＣＵＵ
ＭＯＮ、（真空オン）コマンド信号をソレノイド３１１
へ送った後、状態ビットを更新し、ウェハ段への真空が
オンであることを示す、その後、システムは１首尾よく
実行したことを表わす確認（Ａ　ＣＫ）信号をホストコ
ンピュータへ返送する。

次の処理ステップは、［段ダウン」ルーチンを実行する
ことであり、これについては第３６図に示されている。

コンピュータが実行する最初のステップは、ドア開セン
サがオンであるかどうかそしてプローブ停留センサがオ
ンであるかどうかを調べるための二重のテストである。

これら状態のいずれも存在しない場合には、非確認信号
の返送が実行される。保安禁止回路がある場合には、こ
の最初のステップは必ずしも必要とされず、コンピュー
タは、段ダウンコマンドを保安禁止システムに送り、Ｐ
ＡＬチップ３２０（第３１図に示す）は、ドア開センサ
及びプローブ停留センサの状態に基づいて、このコマン
ド信号を制御システムへ通したり通さなかったりする。

保安禁止回路によってコマンドを作動不能にできる場合
に、時間切れ状態を待機しなくてもよいようにするため
、コンピュータが最初にセンサの状態を読み取るのが好
ましい。

次いで、システムは、これが段ダウン機能の完了を待機
する時間長さを決定するために時間切れカウンタをセッ
トする。その後、システムは。

段ダウンセンサの出力をテストし、これがオンであるか
どうか判断する０段ダウンセンサがオンでない場合には
、システムは、次いで５時間切れカウンタがゼロになっ
たがどうが調べる。ゼロのなっていないとすれば、シス
テムは１段ダウンセンサがオンであるかどうかのテスト
と１時間切れカウンタがゼロであるがどぅがのテストの
一方又は他方がイエスになるまで、これらのテストを続
ける０時間切れカウンタがゼロになる前に段ダウンセン
サがオンになった場合には１段ダウンを示す状態フラグ
が更新され、確認信号がホストコンピュータに返送され
る。一方１時間切れが生じた場合には、エラー状態が更
新され、非確認信号（ＮＡＫ）がホストコンピュータへ
返送される。非確認の返送が与えられた時には、測定を
行なうための多ステッププログラムの実行が完全に中断
され、プログラムの満足な実行を妨げる問題に対処する
何等かの矯正処置をとらない限り、Ｓ定を行なうことが
できない。

実行すべき次のステップは、ドア閉じルーチンである。

このルーチンの最初のステップは５段ダウンセンサがオ
ンであるかどうかをテストすることである。このテスト
の結果がノーであった場合、状態は更新され、非確認返
送信号が送られる。

次に１時間切れカウンタがセットされ、システムは、ド
アセンサのオン状態又はタイマの時間切れを交互にチェ
ックする。これらのテストの結果のいずれかがイエスで
あった場合、まず状態が更新され、ドアモータがオフに
なる５ドア閉じモータがオンであるかどうかのテストが
イエスの場合、確認返送信号が送られる。システムが最
初に時間切れになった場合、非確認返送信号が送られる
。

シーケンスの次のステップが、第３８図に示されており
、初期ｒ、θ位置への移動が含まれている。このルーチ
ンの最初のステップはプローブがアップし且つ段がダウ
ンしているかどうかをチェックすることである１次のテ
ストは、プローブヘッドが指令されたｒ、θ座標が特定
のウェハサイズについての限界を越えているかどうかを
チェックすることである。このテストの結果がノーであ
った場合、システムは、モータ制御器に移動コマンドを
送る。このモータ制御器は、２．θ段及びｒ、ｚ段を送
るべき最終位置座標、即ち最終的なｒ及びθ座標を形成
する０次のステップは、時間切れカウンタをセントし、
テストループに入って１回転段モータとプローブアーム
モータの動作の終了をチェックし、モータが動いている
間にｒ段がホーム位置に到達するかどうかをチェックし
、タイマの時間切れが起こったかどうかをテストするも
のである０通常は、動作テストを受けたモータがまず満
足な状態となり、状態が更新され、確認信号が返送され
る。他のテストのいずれかの結果がイエスであった場合
、まず動きが止められ、状態フラッグが更新され、非確
認信号が送られる。

第３９図及び第４０図には、各々、プローブを上下する
ためのルーチンが示されている。これらのルーチンの各
々は明瞭なものであり、ここに述べる必要はない。

第４１図は、ウェハサイズを判定すると共にこのウェハ
がのせられたウェハプラットホームに対するウェハの中
心座標を判定するためのルーチンを示す、このルーチン
の最初のステップは１段がダウンであるかかどうかをチ
ェックすることである５段がダウンであると想定すると
、ウェハ縁位置のための縁カウンタが初期化された後、
ｒ。

２段時間切れカウンタを初期化するステップが行なわれ
る０次に、システムは、プローブアームをホーム位置、
即ちウェハプラットホームの中央位置に移動させるコマ
ンドをｒ、ｚ段に送る。これによって、プローブは、第
３２図に示される第１プローブ経路に沿って移動し始め
る。この移動に伴って１反射センサが、第３２図に示さ
れたセンサ経路上を移動する０次に、システムは、セン
サ光源を作動し、光フアイバ検出器の出力を抽出して、
反射センサがオンであるか又はｒ、ｚ段の時間切れが起
こったかどうかを判定するためのループに入る。このル
ープは、反射センサがオンになるまで続けられる１反射
センサがオンになる点において、システムは、プローブ
アームモータと回転段モータのモータ位置を、第１縁の
ｒ、θ座標として読み取り記憶する。プローブヘッドに
対する反射センサの変位は既知であるから、記録すべき
実際の座標は、センサ自体の座標を変位した座標ｒ１、
　θ１となる。これらの座標は、モータ制御器からｒ、
ｚ段とＺ、θ段について受け取ったモータ位置情報から
簡単に計算することができる。

次に、システムは、ｒ、ｚ段がホーム位置に到達したか
又はｒ、ｚ段に時間切れが起こったかどうかを判定する
。ｒ段に時間切れが起こると。

状態が更新され、非確認返送信号が送られることになる
。ｒ、ｚ段がホーム位置に到達したと想定すると、次の
ステップは２時間切れカウンタを再び初期化して、２．
θ段を１２０°回転させるためのコマンドを送るものと
なる０次に、プログラムは、第２９図に示すモータ制御
回路２８４からフィードバックされた回転段モータＮＯ
Ｔ　　ＢＵＳＹ信号の状態を調べることによって、ｚ、
θ段の移動が終了したかどうかを判定するためのループ
に入る。ｚ、θ段の移動が終了したことが一度検出され
ると、時間切れカウンタが再び初期化され、プローブア
ームをプローブ停留位置に向かって駆動させるコマンド
がモータ制御回路２８３に送られる０次に、システムは
、光ファイバ検出器シサンプリングしてセンサがオンで
あるかどうか及びｒ、ｚ段の時間切れが起こったかどう
かを判定するための同じループに入る。センサがオンで
あるかどうかの結果がノーであると、モータ位置（又は
センサ位Ｉ！りが計算され、縁点２の座標、即ちｒ２．
　θ２として記憶される１次に、システムは、プローブ
停留センサに注目してｒ、ｚ段がプローブ停留位置にあ
るかどうが、又はｒ、ｚ段に時間切れが起こったかどう
かを判定するためのループに入るａ　ｒＨＺ段がプロー
ブ停留位置に到達すると想定すると、次に、システムは
、時間切れカウンタを再び初期化し、もう１つの段を１
２０°回転させるコマンドを発する。ソフトウェアは、
縁３点の座標を第３２図に示すｒ３．　０３座標として
決定するために、全く同じルーチンを実行する。ウェハ
の中央の座４ｍ（ｒｃ、　　θｃ）は、簡単な三角関数
の計算から測定できる。３つの縁座標から、円の２つの
弦が決定される。これら２つの弦の別々の２等分線、即
ち２等分線の２分の１の点で弦に直角に引かれた線は１
円の中央、換言すればウェハの中心で交わる。ウェハの
中心の座標ｒｃ及びθｃがわかると、ウェハの半径が。

これらの座標と縁座標の間の変位として既知の方法で簡
単に計算することができる。

第１、第２及び第３のプローブ経路とセンサ経路は、ウ
ェハの縁点をウェハの平坦領域に配置してはならないと
いうことに注意することが重要である。というのは、ウ
ェハの縁点がウェハ平坦領域に配置されると、円の弦が
得られず、ウェハの中心点が誤って測定されるからであ
る。ウェハの中心点が測定されウェハの直径が計算され
ると。

反射センサをウェハの縁に移動させ、次に、ウェハの平
坦領域の端部のｒ、θ座標を検出及び賛録できるように
ウェハの中心でプラットホーム上のウェハを効果的に回
転させるような一連のｒ及びθコマンドを発することに
よって、反射センサを用いてウェハ平坦部の位置を測定
することもできる。

効果 以上の説明から、本明細嘗の導入部で要約した本発明の
特徴が達成されることは明らかであろう１本発明の２，
０段は、ウェハテスト位置とウェハ装填位置との間でウ
ェハを速やかに且つ効率的に移送することができる。そ
の上、ｚ、　　０段とｒ、ｚ段の相対的な配置により、
より大きな直径のウェハを扱うようにシステム全体を拡
張することが容易となる。

好ましい実施例は、ｚ、０段のウェハブラットホームの
みが配置されている小型防光エンクロージャを偉えてい
る。このコンパートメントには、ｒ、ｚ段の取付アーム
とプローブヘッドのみが入る。このことと、ドアの設計
とにより、ウェハの近隣から粒子発生源が除去される。

本発明のシステムは、半導体ウェハの接触型及び非接触
型のプローブ又はテストに容易に適応させることができ
る０本システムを機械的に機能させる現状での実時間制
御は、システム部品への損傷のおそれを取り除く保安用
の禁止システムと共に実施されている。

システム全体は、ウェハ取扱及びプローブ取扱機能の実
行速度で設計されている。このことと。

実際の認定回路の速度の改善とにより、本システムは、
従来のシステムより２倍又は３倍速く種々のテストモー
ドでテスト測定を行うことができる。

その上１本システムは、メインコンピュータの制御のも
とでの作動することもできるし、或いは。

精巧なデータ収集及び処理能力のない限定されたテスト
用の限定されたプログラムでスタンドアローン型ユニッ
トとして動作することもできるという融通性がある。

本システムは、全ての電気部品を単一ハウジング内に収
容できるようにバケージされる。その結果、本システム
は、ユーザにとって更に親しみ易いシステムとなる１本
発明による２、０段は、自動ウェハ装填システムに容易
にインターフェースでき、ホストコンピュータは、テス
タ及びウェハ装填／取外しシステムの動作全体を制御す
ることができる。

電気化学的システムの設計及び実時間の電気制御システ
ムに精通した当業者であれば、本発明の原理から逸脱す
ることなく、本発明の特徴を特定に実施する際に、多数
の変更が加え得るということが明らかであろう１例えば
、内部ピストンではなく全段を２方向に移動するような
２．θ段も技術的に実現可能であるが、この場合には、
相当の重量を持ち上げる機構が要求されるので、あまり
有効なものではなく、従って、本明細書に示した実際上
の解決策が好ましいといえる。更に、プローブヘッドを
ウェハプラットホームに対してその半径に沿って並進移
動するためのキャリジ手段を多数のやり方で実施できる
ことが理解されよう。

例えば、このシステムは、ウェハプラットホームの近傍
に布設した１８１のレールにプローブヘッドを支持させ
段ダウン位置においてこのプローブヘッドがプラットホ
ームの上にくるように構成したオーバーヘッド・ガント
リ型システムを含む。

一般に、特許請求の範囲を逸脱することなく本発明に多
数の変更が加え得ることが明らかであろう。

【図面の簡単な説明】

第１八図ないし第１Ｃ図は５種々のイオンインプランテ
ーション段階を用いて半導体集積回路を製造する際の処
理工程を示す図、 第２図は１表面全体に対するイオンインブラント量の均
一性をテストするためのテストウェハのイオンインプラ
ンテーションを示す図、第３図は、従来のイオンインプ
ランテーション装はの概略的な図、 第４図及び第５図は、本発明のシステムによって行なわ
れたテスト結果を示す輪郭マツプ及び直径走査図、 第６図及び第７図は、従来の技術による別の直結式のテ
ストプローブ測定を示す図、第８図は、本発明による自
動半導体ウェハテストシステムの斜視図。 第９図は、第８図に示されたシステムに有用なキーバッ
ドのレイアウト、 第１０図は、第８図に示されたシステムに有用なスライ
ドカバー構成体の上面図、 第１１図は、第８図に示されたウェハテストシステムの
つ二ハ段の重要部品とプローブ処理モジュールの斜視図
、 第１２図は、本発明によるＺ、θウェハ処理段の断面図
、 第１３図は、第１２図の１３−１３線に沿った２、θ段
の部分上面図、 第１４図は、第１２図の１４−１４線に沿ったＺ、θ段
の部分断面図、 第１５図は、第１２図に示された２、θ段のプラットホ
ーム持ち上げピストン部品の側面図。 第１６図及び第１７図は、第１．２図に示したプラット
ホーム支持ピストンの位置マーカ構成体を示す詳細図、 第１８図は、第１２図の１８−１８線に沿ったＺ、θ段
の断面図。 第１９図は、第１２図の１９−１９線に沿った２、θ段
のロータの部分正面図。 第２０図は、本発明による２、θ段のウェハ支持プラッ
トホームの上面図。 第２１図は、第２０図の２１−２１線に沿ったウェハプ
ラットホームの部分断面図である。 第２２図は、本発明によるｒ、ｚプローブ支持段の側面
図、 第２３図は５本発明によるｒ、ｚ段の上面図、第２４図
は、本発明によるｒ、ｚ段の右端面図、 第２５図は、本発明によるｒ、ｚ段の左端面図。 ＠２６図は、本発明によるプローブダウンセンサを示す
詳細図。 第２７図は、光学保護移動シュラウドを示す自動半導体
ウェハテストシステムの部分斜視図、第２８図は、光学
移動シュラウドの構造的な構成を示す部分断面図、 第２８Ａ図は、第２８図のＡ−Ａ線に沿ったシュラウド
ガイドビン及びチャンネル構成体の部公園、 第２９図は９本発明によるコンピュータ制御式の自動抵
抗率テストシステムのシステムブロック図。 第３０図は、本発明によるモータ、位置センサ及びエア
／真空システムの概略図、 第３１図は、本発明による保安禁止システムの回路図。 第３２図は、本発明のウェハ位ば及びサイズを測定する
機能を示す図、 第３３図は、本発明による自動抵抗率テストシステムの
ソフトウェア制御アーキテクチャ−を示した図、そして 第３４図ないし第４１図は１本発明による自動抵抗率テ
ストシステムのコンピュータ制御動作を示すソフトウェ
アフローチャートである。 １０・・・自動抵抗率テストシステム １１・・・４部　　１２・・・フロントカバー１３・・
・トップカバー １４・・・サイドパネル　　。 １５・・・引出式キーボード １６・・・液晶ディスプレイ　　１８・・・開口１９・
・・ドア　　２３・・・プラットホーム２６・・・ボー
ルベアリングスライド構成体２７・・・モータ／ブーり
構成体 ２８・・・ドア位置センサ構成体 ２９．３０・・・光学センサ ３１・・・位置フラグ ４１．４２．４３・・・プラットホーム１００・・・ウ
ェハ段楕成体 １０４・・・ベースプレート １０５・・・ハウジング １０６・・・ロータ　　１０７・・・ピストン１０８・
・・チャンネル　　１０９・・・管１１３・、・・０リ
ング １１４．１１５・・・支持組立体 １１７・・・シールリング構成体 １１９．１２０・・・シールリング １２１・・・キー　　　　　１２６・・・キー溝１２４
・・・ウェハプラットホーム １２７．１２９．１４０．１４５・・・溝１３３．１３
５．１４２・・・光学センサ１４１・・・マーカ １５０・・・プローブ取扱構成体 １５３・・・モータ １５７・・・リードスクリュー １５９・・・移動ナツト構成体 １７８・・・プローブアーム １８４・・・プローブアーム駆動構成体２００・・・テ
ストブローブ ＾　　　　　　−ｎ

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. （１）ウェハ取扱段手段及びプローブ取扱手段を具備し
   、上記ウェハ取扱段手段は、半導体ウェハを支持するた
   めのプラットホームと、このプラットホームを中心軸の
   まわりで回転すると共に、このプラットホームをその主
   面に直交する方向に並進移動するように取り付けるため
   の取付手段と、この取付手段に接続されていて、プラッ
   トホームをウェハテスト位置とウェハ装填位置との間で
   駆動するためのプラットホーム駆動手段と、上記取付手
   段に接続されていて、プラットホームを正確に位置決め
   された或る角度のテスト位置に回転するための段駆動手
   段とを備えており、更に、上記プローブ取扱手段は、上
   記プラットホーム上のウェアの主面に平行にテストプロ
   ーブを支持するキャリジ手段と、このキャリジ手段を、
   テストプローブが上記プラットホームを離れてその付近
   に配置される停留位置と、上記プラットホームの半径に
   沿って正確に位置決めされたテスト位置との間で並進移
   動させるキャリジ駆動手段とを備えていることを特徴と
   する半導体ウェハの自動テスト装置。
2. （２）被加工片を支持する段であって、被加工片を段ダ
   ウン位置と段アップ位置との間で垂直に並進移動できる
   と共に、被加工片を段の中心軸のまわりで回転できるよ
   うな段において、中空の円筒ハウジングと、このハウジ
   ング内に取り付けられ、一対の上方及び下方のベアリン
   グ組立体に支持されて、上記ハイウジング内で自由に回
   転運動される中空の円筒ローラと、このロータ内に取り
   付けられ、一端が上記ロータの上に延びていて上記被加
   工片のためのプラットホームを支持するような円筒のピ
   ストンとを具備し、このピストンは、上記ロータと共に
   回転されるように、協働するキー及びキー溝構成体によ
   ってロータに固定されており、更に、上記ピストンと連
   通し、上記ピストンを上記ロータに近づけたり離したり
   するように駆動して上記プラットホームを段アップ位置
   と段ダウン位置との間で並進移動するようなプラットホ
   ーム駆動手段と、上記ロータと連通して上記ハウジング
   内でロータを回転させる段駆動手段とを具備したことを
   特徴とする段。
3. （３）ｒ、θ座標系の原点を定める中心軸のまわりで回
   転することのできるプラットホームにのせられた実質的
   に円形の半導体ウェハの中心位置座標を検出すると共に
   、上記ウェハの直径を測定する方法において、 上記プラットホームの上にセンサを配置し、第１の円形
   の縁部分において上記ウェハに交差する第１の経路に沿
   って上記センサを移動し、上記ウェハの第１の縁点を検
   出した時に上記センサのｒ１、θ１位置座標を登録し、 第２の円形の縁部分において上記ウェハに交差する第２
   の経路に沿って上記センサを移動し、上記ウェハの第２
   の縁点を検出した時に上記センサのｒ２、θ２位置座標
   を登録し、 第３の円形の縁部分において上記ウェハに交差する第３
   の経路に沿って上記センサを移動し、上記ウェハの第３
   の縁点を検出した時に上記センサのｒ３、θ３位置座標
   を登録し、 上記ウェハの３つの縁点で定められた円の２つの弦を二
   分する２本の線の交点の座標を見つけることによって上
   記ウェハの中心座標ｒｃ、θｃを計算し、そして 上記のｒｃ、θｃ座標と、上記３つの縁点の１つの座標
   ｒ、θとの変位を上記ウェハの半径として計算するとい
   う段階を具備することを特徴とする方法。
4. （４）半導体ウェハの表面層のシート抵抗率をテストす
   る自動装置において、 ウェハ取扱段手段を具備し、この手段は、半導体ウェハ
   を支持するためのプラットホームと、このプラットホー
   ムを中心軸のまわりで回転すると共に、このプラットホ
   ームをその主面に直交する方向に並進移動するように取
   り付けるための取付手段と、この取付手段に接続されて
   いて、プラットホームをウェハテスト位置とウェハ装填
   位置との間で駆動するためのプラットホーム駆動手段と
   、上記取付手段に接続されていて、プラットホームを正
   確に位置決めされた或る角度のテスト位置に回転するた
   めの段駆動手段とを備えており、更に、プローブ取扱手
   段を具備し、この手段は、上記プラットホーム上のウェ
   アの主面に平行にテストプローブを支持するキャリジ手
   段と、このキャリジ手段を、テストプローブが上記プラ
   ットホームを離れてその付近に配置される停留位置と、
   上記プラットホームの半径に沿って正確に位置決めされ
   たテスト位置との間で並進移動させるキャリジ駆動手段
   とを備えており、上記キャリジ手段は、抵抗率テストプ
   ローブを支持するようにされ、このテストプローブは、
   半導体ウェハの表面に接触されるテストプローブ素子を
   含むと共に、テストプローブを支持するプローブアーム
   と、プローブアップ位置とプローブダウン位置との間で
   上記プラットホームに直交する方向に並進移動するよう
   にこのプローブアームを一端で片持梁式に取り付けるア
   ーム取付手段と、上記プローブアームに接続され、上記
   プローブアップ位置とプローブダウン位置との間でプロ
   ーブアームを駆動するプローブ駆動手段とを含んでおり
   、 更に、上記プラットホームを取り巻く光を通さないハウ
   ジングを具備し、このハウジングは、上記プラットホー
   ムに対向して上記プラットホームのウェハ装填位置とウ
   ェハテスト位置との中間に配置された操作ドアと、上記
   ウェハ装填位置とウェハテスト位置との間でプラットホ
   ームを並進移動できるような開位置と閉位置との間で上
   記操作ドアを並進移動するように取り付ける手段と、上
   記ドアを上記開位置と閉位置との間で駆動するドア駆動
   手段とを含み、 更に、センサ構成体を具備し、この構成体は、上記テス
   トプローブが上記停留位置にある時を感知するように上
   記キャリジ手段に組み合わされたプローブ位置センサ手
   段と、上記テストプローブが上記プローブアップ位置に
   ある時を感知するように上記プローブアームに組み合わ
   されたプローブ状態センサ手段と、上記プラットホーム
   が上記ウェハテスト位置にある時を感知するように上記
   ウェハ取扱段手段に組み合わされたプラットホーム位置
   センサ手段と、上記ドアが開位置にある時を感知するた
   めのドア位置センサ手段とを含んでいることを特徴とす
   る装置。
5. （５）当該駆動手段のコンピュータ制御のもとで互いに
   動く多数の機械部品を有したコンピュータ制御式の機械
   において、互いに他の部品の安全な動きと競合すること
   のある位置を有する複数の部品と、この複数の部品の位
   置を報告するセンサ手段と、制御コマンド信号を上記駆
   動手段に通信するコンピュータ手段と、上記センサ手段
   及び上記コンピュータ手段に接続され、上記センサ手段
   が上記駆動手段に関連した部品の安全な動きに競合する
   ような部品位置を報告した時に１つの駆動手段への１つ
   の制御コマンド信号を作用不能にする論理手段とを具備
   することを特徴とするコンピュータ制御式の機械。
6. （６）半導体ウェハの表面層のシート抵抗率をテストす
   る方法において。 上部にスライド式のドアを有する光を通さない包囲体内
   にウェハプラットホームを配置し、上記ドアを開位置に
   スライドさせ、 上記ウェハプラットホームを上記開いたドアを通して上
   方にウェハ装填位置へ並進移動させて半導体ウェハを受
   け入れ、 上記ウェハプラットホームを上記開いたドアを通して下
   方に上記包囲体内のウェハテスト位置まで並進移動する
   とこを特徴とする方法。