JPS62262438A - ウエハ処理装置 - 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、半導体チップのプローブ検査等を行なうため
のウェハ処理装置に関し、特にインライン構成において
小形化および操作性の向上を図ったウェハ処理装置に関
する。

［従来の技術］ ウエハブローバとは半導体ウェハ上に形成された多数の
ＩＣチップを、切断およびパッグージングする前のウェ
ハ状態のままでそのチップの特性を測定する際に用いら
れる装置である。実際のテストはＩＣテスタが行うが、
ウェハブローバはこのＩＣテスタと前記ウェハ上の各Ｉ
Ｃチップとを電気的に正確にコンタクトするための装置
である。

ところで、現在、ウエハブローバにおけるウェハ管理は
ウェハキャリヤ単位に行なわれており、インラインとい
う構成は用いられていない。しかし、半導体工場におけ
る自動化をざらに進めるためには、近い将来必ずインラ
イン構成が要求されるようになると思われる。

［発明が解決しようとする問題点］ 本発明は、以上のような背景に基づき、前述のウエハブ
ローバ等において、小形で操作性の良いウェハ処理装置
を提供することを目的とする。

また本発明は、容易にオフライン構成に変更が可能で、
かつオフライン構成においても従来のウエハブローバ等
に比較し十分に小型で操作性が優れたウェハ処理装置を
提供することを第２の目的とする。

［問題点を解決するための手段および作用］上記の目的
を達成するため、本発明のウェハ処理装置では、ウェハ
を搭載して移動可能なウェハステージと、未処理ウェハ
を貯える入力用バッフアキャリヤと、処理済ウェハを貯
える出力用バッファキャリヤと、外部からウェハを受取
り搬送して該入力用バッファキャリヤに収納しかつ処理
時には該入力用バッフアキャリヤから搬出して該ウェハ
ステージに引き渡しかつ処理済みのウェハを該ウェハス
テージより回収して該出力用バッフアキャリヤに収納し
かつ外部からの要求により該出力用バッフアキャリヤか
ら外部にウェハを送り出すウェハ搬送手段とを具備し、
上記入力用バッファキャリヤおよび出力用バッファキャ
リヤと上記ウェハ搬送手段とを装置本体正面部に配置し
たことを特徴とする。

本発明によれば、ウェハ処理装置前面において外部から
のウェハを受取り処理を行なった後再びウェハ処理装置
前面より外部へ送り出すことかでき、従来なされること
がなかったウェハ処理装置におけるインライン構成が実
現される。

［実施例の説明］ 以下、本発明を実施例に基づいて詳細に説明する。

第１図は、本発明の一実施例に係るウエハブローバの概
略構成図を示す。図中、１はバッファキャリヤ出入口、
２はバッファキャリヤ台、３は出力用バッファキャリヤ
、４はブロービング済みのウェハを目視する時にウェハ
を直くアンロードストップ位置、５はアンロードストッ
プ状態のウェハ、６は操作パネル、７はウェハの粗位置
合わせを行うプリアライメントステーション、８はプリ
アライメント中のウェハ、１０はウェハをバキュームに
よりホールドするウェハチャック、１１は測定持ら状態
ウェハ、１２は内部にプローブカード（図示せず）をホ
ールドしているヘッドプレート、１３はプローブカード
の設定時等に用いる実体顕微鏡、１４はウエハブローバ
に設定されたパラメータ表示およびオートアライメント
に用いる参照画伝（以下テンプレートという）の設定等
に用いるモニタ、６０はバッファキャリヤ３に収納され
ているウェハである。

第２図は、第１図に示すウエハブローバの内部概略図で
ある。図中、１５はバッフアキャリヤ３の任意の位置か
らウェハを引出しまたは挿入可能なパンタグラフハンド
、１６はパンタグラフハンドを上下駆動させるパンタグ
ラフハンド上下機構部、１７はプリアライメントステー
ション７からウェハチャック１０にウェハを運ぶ搬入ハ
ンド、１８はウェハチャック１０を回転させまたは高さ
方向の駆動を行うθＺステージ、１９および２０はそれ
ぞれＸステージおよびＹステージ、２１はウェハの外周
計測およびウェハの表面の高ざの計測を行うｆｆ？ｌ電
容巾型センサ、２２はウェハの自動位置合わせ（以下、
オートアライメントと称す）のためにウェハ表面のパタ
ーンを捕えるオートアライメント用顕微鏡である。また
、２３は外部からウェハを受取るための搬入トラック、
２４は外部ヘウエハを送り出すための搬出トラックであ
る。

第３図は、第１図のウエハブローバの外観概略図であり
、３０はフラットキーボード（操作部）、３１はアンロ
ードストップカバー、６１．６２はそれぞれ搬入ウェハ
と搬出ウェハである。

第４図は、プリアライメントステーション周りの概略図
である。図中、８０は搬入ハンド１７をＹ軸方向に移動
させるリニアパルスモータ、８１はリニアパルスモーク
のステータになるスケール、８２は搬入ハンドを上下動
させる搬入ハンド上下駆動部、８３はプリアライメント
時にウェハ裏面からウェハの外形を検知するためのウェ
ハセンサ、８４はパンタグラフハンドフィンガ、８５は
プリアライメント時にウェハを回転させるためのプリア
ライメント用ウェハ回転機構部、８６はウェハをウェハ
チャックからリフトさせるウェハチャックビンである。

第５図は、プリアライメントステーション７でのプリア
ライメント実行状態を示す図である。

以下、上記構成に係るウニハブＯ−バの動作を説明する
。

まず、ウェハの受取り動作について説明する。

第２図において、ウェハは搬入トラック２３により装置
外部より本体内に取込まれる。このウェハはプリアライ
メントステーション７の下部において一時ストップする
。次に、ここにウェハが来たことが検出されると、バン
タハンド１５がこのウェハを上部のプリアライメントス
テーション７に搬送し、プリアライメント動作に移る。

ただし、もしプリアライメントステーション７上にまだ
ウェハが残っていた場合、もしくは入力用バッファキャ
リヤ３′に測定待ち状態のウェハが有る場合には、この
搬入トラック２３上のウェハはバンタハンド１５により
入力用バック？キセリャ３′内に収納される。

次に、第４図および第５図を参照してプリアライメント
動作について説明する。

プリアライメント用ウェハ回転機構部８５は、ウェハが
載置されると、ウェハをバキューム吸着して回転動作に
入る。この時搬入ハンド１７はこの回転中のウェハの外
周をリニアパルスモータ８０の動作によりトレースする
ことによりオリエンテーションフラット部の検出を行な
う（第５図参照）。

そしてウェハ回転機構部８５によってこのウェハのオリ
エンテーションフラット部を所定の方向に向ける。

なお、もしパンタグラフハンド１５から回転機構部８５
に渡されたウェハの中心位置がウェハ回転機構部８５の
中心に対して誤差を有する場合には、ウェハ回転機構部
８５上のウェハを搬入ハンド１７で再度持ち上げ、この
誤差を補正するようにＹ軸方向に動かした後、再度ウェ
ハ回転機構部８５に降ろすことによりこの誤差を取り除
くことができる。

ウェハ回転機構部８５上でオリエンテーションフラット
部の検出が完了すると、ウェハは指定された方向にオリ
エンテーションフラット部が向くようにさらに回転させ
られ、その後搬入ハンド１７によってプリアライメント
ステーション７から持ち上げられ、第４図に示す位置に
待機しているウェハチャック１０の上に搬入される。

ウェハチャック１０は、その表面から突出可能な３本の
ウェハチャックビン８６を有しており、搬入ハンド１７
からウェハを受は取る際にはウェハチャックビン８６を
ウェハチャックから突出させている。

この状態で搬入ハンド１７は搬入ハンド上下駆動部８２
により下降し、このことにより搬入ハンド１７上のウェ
ハはウェハチャック１０から突出しているウェハチャッ
クビン８Ｇ上に渡される。この後、搬入ハンド１７はプ
リアライメントステーション７側に戻り、さらにウニハ
チｌ？ツク１０から突出しているウニハチセックビン８
６が下がることによりウェハはウェハチャック１０上に
渡され、バキューム吸着により固定される。

ここで、第２図を参照してＸＹステージ１９．２０上の
ウェハチャック１０上にウェハが渡された後の動作につ
いて説明する。

ウェハがウェハチャック１０上に渡されると、ウェハチ
ャック１０は静電容ｄ型センサ２１の下でスキャン動作
を行なってウェハの外周位置を検出し、より正確なオリ
エンテーションフラット部の方向合わせを行ないさらに
ウェハの中心を計測する。

なお、この位置でのオリエンテーションフラット部の方
向合わせはθＺステージ１８をθ回転させて行なう。さ
らに上記のより正確なプリアライメント後、ウェハチャ
ック１０は静電容ム型センサ２１の下で再度スギャンｖ
＋作を行ない、ウェハ表面の高さ方向の検出を行なう。

この高さ方向の検出はプローブカードのプローブ針とウ
ェハとのコンタクト圧をウェハ上の全ての位置で一定に
保つための補正データを得るためである。

この後、ウェハチャック１０はウエハーヒの所定の位置
がオートアライメント用顕微鏡２２の下に位置するよう
に移動する。この位にでは、予め記憶しておいたウェハ
上のテンプレートと、実際にこの位置にウェハが惹かれ
た時にオートアライメント用顕微鏡２２によって観察さ
れるパターンとを比較して、チャック上のウェハのパタ
ーンが予め定めた位置からどれだけＸＹ方向に誤差をも
った位置にあるかを検出する。

なお、このＸＹ方向の誤差検出は不図示の装置下部のパ
ターンマツチングによる誤差位置検出装四によって自動
的に行なわれる。この操作はθ方向の誤差検出のためウ
ェハ上の別なもう１点の所定位置においても同様に行な
われる。

以上、２点のＸＹ方向の誤差検出からウェハ上のパター
ンのＸ、Ｙ、θ方向誤差の算出を行ない、θ成分誤差に
ついてはウェハチャック１０を回転させることによって
補正し、ＸＹ方向成分誤差についてはブロービングの際
にこの誤差成分を取り除くようにＸＹステージの補正駆
動を行なう。

オートアライメント用顕微鏡２２の下で０点分誤差の補
正動作およびＸＹ成分誤差の検出が完了すると、ウェハ
上の最初のＩＣチップ（以下、ファーストチップという
）をヘッドプレート１２に固定されているプローブカー
ド（図示せず）の下に移動させる。この動作はＸＹステ
ージ１９．２０によって行なわれ、この際には前述のよ
うにオートアライメント時に検出したＸＹ成分誤差の補
正も同時に行なわれる。ファーストチップがプローブカ
ード下に移動した後θＺステージ１８の２駆ｌｌ１機構
によりウェハチャック１０は所定ストローク上Ｒし、ウ
ェハのＩＣチップのポンディングパッドとプローブカー
ドのプローブ針とのコンタクトが行なわれる。この状態
においてウニハブＯ−バが外部のテスタ（図示せず）に
テストスタート信号を送信すると、テスタはこのＩＣチ
ップのテストを開始する。このテストの結果ＩＣチップ
が良品と判定されると、テスタはテスト終了信号をウエ
ハプローバに送信して来る。また、このＩＣチップが不
良品と判定されると、テスタはテスト終了信号と不良を
示す信号を送信して来る。ウエハプローバはこのテスト
終了信号受信時に、不良を示す信号が受信されるか否か
によりこのＩＣチップの良、不良を判別し不良ならばイ
ンカー（図示せず）によってこのＩＣチップに印を付け
る。

以上のようにしてファーストチップの検査の一連の動作
が終了すると、ＸＹステージ１９．２０を移動させて順
次未検査のＩＣチップをプローブカードの下に位置させ
ファーストチップと同様に処理する。

ウェハ上の全てのＩＣチップのテストが完了すると、ウ
ェハチャック１０は第２図に示す最初の位置に戻り、バ
キューム吸着を止めウェハチャック１０から３本のウェ
ハチャックビン８６を突出させることによりウェハをウ
ェハチャック１０からリフトさせる。この状態において
、パンタグラフハンド１５は縮んだ状態で第２図に示す
ウェハチャック１０の方向を向き、さらにパンタグラフ
ハンド１５が伸びることによりパンタグラフハンドフィ
ンガ８４をウェハチャック１０とウェハの間に挿入し、
さらにパンタグラフハンド１５が若干上界した後縮むこ
とによりこのウェハをウニハチｔ７ツク１０から回収す
る。

パンタグラフハンド１５は、もしアンロートス１ヘツプ
動作が設定されていれば、アンロードストップ位置４に
ウェハを渡し、ざらに予め設定した時間後または人手に
よるウェハ収納指示後このウェハをアンロードストップ
位置４から回収して、一方、もしアンロードストップ動
作が設定されていなければ、直接、出力用バッフアキャ
リヤ３にウェハを収納する。この出力用バッフ７ギ！／
リヤ３内の任意のウェハは外部からの要求によりパンタ
グラフハンド１５により搬出トラック２４に載せられ、
外部に送り出される。

なお、ウェハチャック１０上のウェハがブロービング動
作中、次のウェハが入力用バッファ：１−ヤリヤ３′内
からパンタグラフハンド１５により引き出され、プリア
ライメントステーション７に渡される。この後、プリア
ライメントステーション７では前述と同様なプリアライ
メント動作が行なわれる。つまり、ウェハチャック１０
からウェハが搬出される時には次のウェハがプリアライ
メントステーション７においてプリアライメント完了状
態で待機しており、次のウェハのウニハチシック１０へ
の搬入はプリアライメント等のための無駄時間をかける
ことなく実行される。

［発明の効果］ 以上説明したように、本発明に係るウェハ処理装四は以
下のごとき効果を奏する。

１）　入力用バッファキャリヤおよび出力用バッフアキ
ャリヤとウェハ搬送手段であるウェハ用ハンドをウェハ
処理装置本体正面部に配設し、かつ、ウェハの搬入搬出
位置をこのバッファキャリヤの上部とし、さらにその上
部にアリアライメント機構部とアンロードストップ部と
を配設したため、装置本体を非常に小型に構成できる。

２）　ウェハ搬入、搬出位置が装置本体の左右にあるた
め、工場内インライン構成に対してＲｎの自由度が大き
い。

３）　オフラインの装置に必要な機能はすべて有してい
るため、即時にオフラインに切換使用可能である。

４）　ブローバに限らず、露光、現像、レジスト形成等
種々のウェハ処理装置に好便である。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の一実施例に係るウエハブローバの概
略構成図、 第２図は、第１図のウエハブローバの内部概略図、 第３図は、第１図のウエハブローバの外観概略図、 第４図は、第２図におけるプリアライメントステーショ
ンの概略斜視図、 第５図は、第４図のプリアライメントステーションの動
作説明図である。 １：バッファキャリヤ出入口、 ２：バッフ？キャリア台、 ３．３’：バッファキャリヘア、 ４：アンロードストップ位置、６：操作パネル、°７：
アリアライメントステーシヨン、１０：ウェハチャック
、　１２：ヘッドプレート、１３：実体顕微鏡、　　１
４：モニタ、１５：パンタグラフハンド、　１７：搬入
ハンド、１８：θＺステージ、　１９：Ｙステージ、２
０：ｘステージ、　　２１：静電容量型センサ、２２：
オートアライメント用顕微鏡、 ２３：搬入トラック、　２４：搬出トラック。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、ウェハを搭載して移動可能なウェハステージと、未
   処理ウェハを貯える入力用バッフアキャリヤと、処理済
   ウェハを貯える出力用バツフアキャリヤと、外部からウ
   ェハを受取り搬送して該入力用バッファキャリヤに収納
   しかつ処理時には該入力用バツフャキャリヤから搬出し
   て該ウェハステージに引き渡しかつ処理済みのウェハを
   該ウェハステージより回収して該出力用バツフアキャリ
   ヤに収納しかつ外部からの要求により該出力用バッファ
   キャリヤから外部にウェハを送り出すウェハ搬送手段と
   を具備し、上記入力用バッファキャリヤおよび出力用バ
   ッファキャリヤと上記ウェハ搬送手段とを装置本体正面
   部に配置したことを特徴とするウェハ処理装置。 ２、前記外部からのウェハの受取り位置および外部への
   ウェハの送り出し位置が、それぞれ前記入力用バッファ
   キャリヤおよび出力用バッファキャリヤの上部にある特
   許請求の範囲第１項記載のウェハ処理装置。 ３、前記入力用バッファキャリヤおよび出力用バッファ
   キャリヤの上部にプリアライメント機構部および／また
   はアンロードストップ部を配置した特許請求の範囲第１
   項または第２項記載のウエハ処理装置。