JPH01248632A - 測定方法 - 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】 〔発明の目的〕 （産業上の利用分野） この発明は測定方法に関する。

（従来の技術） 近年の半導体製造工程の技術革新により、ＩＣチップの
高集積化および高品質化がすすみ、なおかつ、特定用途
向けのＩＣチップの需要が増してきて、このため多品種
少量生産工程が増加してきている。このようなことによ
りＩＣチップの電気特性の測定を行なう測定装置も対応
要求されている。しかし、高品質のＩＣチップの測定に
おいては、難度の高い測定や測定項目数の増加により、
多数のＩＣチップが形成された１枚のウェハの測定時間
は増加するばかりである。このため、従来の測定装置は
１台に測定部および予備アライメント機構を有するウェ
ハ収納部を夫々備えていたので、ウェハ収納部機構の稼
働率は低下し、これにともない装置の設置床面積が非常
に大きいという問題点があった。この解決手段としては
例えば特開昭６０−４９６４２号、特開昭６１−１６８
２３６号、特開昭６２−３５２１２号公報等に、複数の
測定部に対して１つの収納部から被測定体を供給するも
のが開示されていて、又、アライメント時間を短縮する
ために複数のステージ機構を設けたものが例えば特開昭
５７−１１５８４３号、特開昭６１−２２０３４９号公
報等に開示されている。

（発明が解決しようとする課題） しかしながら、上記記載の特開昭６１−１６８２３６号
。

特開昭６２−３５２１２号公報では、収納部から予備ア
ライメントステージまでの搬送と、この予備アライメン
トステージから各測定部の各ステージまでの搬送を単一
のアーム搬送手段により実行するので、被測定体の搬送
に時間がかかり、装置自体の稼働効率の低下を招いてい
た。又、特開昭６０−４９６４２号公報のように、予備
アライメント位置から複数の測定部に振り分けて測定を
実行する場合、各測定部の各載置台と予備アライメント
位置とは独立しているため、各載置台と予備アライメン
ト位置の高さ位置においては、製造段階に起きる誤差等
の関係から、ズレが生じ調整が非常に困難であるという
問題点があった。

この発明は上記点に対処してなされたもので、予備アラ
イメント位置から各測定部の各載置台までの被測定体の
搬送を容易に確実に行なえるという効果を得る測定方法
を提供するものである。

〔発明の構成〕

（課題を解決するための手段） この発明は、収納容器に収納された被測定体を予備アラ
イメントし、この予備アライメントｇ＆構からの被測定
体を少なくとも２系統の測定部の各搬送手段で搬送し測
定する測定方法において、上記予備アライメント機構の
高さ位置を制御して上記各搬送手段で各測定部に被測定
体を搬送し測定することを特徴とする。

（作用効果） 予備アライメント機構の高さ位置を制御して各搬送手段
で各測定部に被測定体を搬送し測定することにより、被
測定体の搬送を容易に確実に行なうことができる。又、
困難な高さ位置合わせの作業をしなくて良いので１作業
時間の短縮が可能となり、稼働時間が向上するという効
果が得られる。

（実施例） 次に、本発明方法を１つの収納部から被測定体を２つの
測定部に夫々搬送するプローブ装置での測定に適用した
一実施例につき図面を参照して説明する。

まずプローブ装置の構成について説明すると、このプロ
ーブ装置は主に、被測定体例えば多数のＩＣチップが形
成された半導体ウェハ■を収納し、予備アライメント機
構を有する収納部■と、被測定体の電気的特性を測定す
る測定部■から構成されている。

上記収納部■は第３図に示すように、被測定体例えば半
導体ウェハ■を板厚方向に所定の間隔を設けて例えば２
５枚積載可能なカセット（イ）を設置可能な載置台０が
、２系統設けられている。この各載置台（ハ）は夫々駆
動機構例えばモータ０に連結したボールネジ■により矢
印■方向に垂直移動可能となっていて、カセット■から
半導体ウェハ■を搬送及び搬入する場合に、所定の搬出
・搬入位置に所望の半導体ウェハ■を設置可能となって
いる。

そして、第４図に示すように載置台■内のカセット（イ
）載置位置下方に、載置台■から水平方向にスライド自
在な授受機構■例えば取手（１ｏ）を有し載置台０と嵌
合により引き出し可能な断面り字状の引き出しく１１）
が設けられている。この引き出しく１１）上に、既に測
定部の校正用ウェハやオートセットアツプ時に用いる表
面にアルミを蒸着したダミーウェハ等を、保持可能な保
持具（１２）が設けられている。この保持具（１２）は
、処理するウェハの外形形状に合わせた凹部をウェハサ
イズ毎に段階的に有し、Ｕ字状の切欠きを１辺に有する
方形状の板で着脱自在に支持されている。即ち、収納部
■のフロント側に矢印（１３）方向にスライドさせる事
により、校正用ウェハやダミーウェハを保持具（１２）
に保持した状態で収納部■外へ取り出し可能となってい
る。ここで、上記カセット（イ）内に収納された半導体
ウェハ■を１枚毎搬出・搬入するための搬送アーム（１
４）が設けられている。この搬送アーム（１４）は、搬
送ステージ（１５）例えばリニアガイドとボールネジと
モータによる図示しない１軸移動機構に設けられている
。この搬送アーム（１４）で搬送されたウェハωを予備
アライメントするために、予備アライメントステージ（
１６）が設けられている。この予備アライメントステー
ジ（１６）は、載置面に半導体ウェハ■を固定するよう
に図示しない真空吸着機構が設けられている。又、予備
アライメントステージ（１６）を上下方向に昇降し、θ
回転可能なように駆動機構（１７）例えばボールネジと
モータを用いた１軸移動機構及びタイミングベルトとモ
ータによる回動機構を備えたものが設けられている。又
、予備アライメントステージ（１６）の近傍には、予備
アライメント用の発光／受光センサ（図示せず）が設け
られている。

上述したように収納部■が構成されていて、次に測定部
について説明する。

測定部■は第１図・第２図に示すように上記構成の収納
部■の左右に夫々接続して設けられていて、収納部（２
）からのウェハ■を左右の測定部（３０）に振り分けて
測定するように構成されている。この各測定部（３０）
には、半導体ウェハ■を載置する載置台（１８）が設け
られていて、載置面に半導体ウェハ■を固定するように
図示しない真空吸着機構が設けられている。又、各載置
台（１８）は、Ｘ方向とＹ方向とＺ方向（上下方向）と
θ方向（回転方向）に移動可能なように、移動ステージ
（１９）例えばリニアガイドとボールネジとモータを各
個用いた図示しない３軸移動機構及びモータによる図示
しない回動機構に設けられている。上記移動ステージ（
１９）による載置台（１８）の移動範囲内には、半導体
ウェハ■に形成されたパターンを基準に位置合わせする
ためのＣＯＤカメラを使用するパターン認識機構又は、
レーザ認識機構や、半導体ウェハ■の高さ変化などの設
置状態を認識する容量センサ等を備えたアライメント部
（２０）が設けられている。又、載置台（１８）の所定
位置の上方向には、半導体ウェハ■に形成されたＩＣチ
ップと図示しないテスタとを接続するためのプローブカ
ード（２１）が設けられている。このプローブカード（
２１）には、ＩＣチップの電極パッド配列に対応してプ
ローブ針（２２）が配設されていて、上記各電極パッド
と各プローブ針（２２）を接続することにより電気的測
定が可能とされている。そして、上記各測定部■の各載
置台（１８）に、収納部■の予備アライメントステージ
（１６）から半導体ウェハ（ト）を搬送するための搬送
手段例えば、図示しない回転モータに係合し載置台（１
８）の高さ位置に対応して設置された回転アーム（２３
）が設けられている。この回転アーム（２３）は、先端
位置に側面半円状の切欠きが形成されていて、又、先端
で半導体ウェハ■を真空吸着するように構成されている
。さらに、この回転アーム（２３）は各測定部（３０）
において、ロード用とアンロード用の同一形状のものが
上下に所定の間隔を設けて設置されている。ここで、上
記した測定部■での各半導体ウェハ■毎の各ＩＣチップ
の電気測定結果を表示例えばプリントアウトするプリン
ター（２４）が、各測定部■の前面側に設けられている
。

上述したような各測定部（３）および収納部■からなる
プローブ装置は、図示しない制御部で動作制御および設
定制御される。

ここで、上記プローブ装置による被測定体例えば半導体
ウェハ■の測定に先立ち、予め、各測定部■の各回転ア
ーム（２３）の設置高さと、予備アライメントステージ
（１６）との高さ調整を行ない、記憶しておく。即ち、
各測定部■および収納部■とを夫々独立筐体で構成した
場合、製造時の誤差等から、各測定部■の各載置台（１
８）およびこの各載置台（１８）の高さ位置に対応して
ウェハ■を搬送する回転アーム（２３）の設置高さに誤
差が生じるため、その誤差を解消するため、ウェハ■受
は渡し時の各回転アーム（２３）と予備アライメントス
テージ（１６）の高さ位置を調整しておく。例えば予備
アライメント済のウェハ■を予備アライメントステージ
（１６）から回転アーム（２３）に受は渡しする際は、
第５図に示すように回転アーム（２３）を軸（２５）を
中心に、矢印（２６）方向に回転し、予備アライメント
ステージ（１６）　’ｂ二載置されたウェハ■の下方に
設置する。次にウェハ■固定の真空吸着を解除するとと
もに、予備アライメントステージ（１６）を駆動機構（
１７）により下降することにより、回転アーム（２３）
の先端位置でウェハ■を真空吸着する。このようにして
ウェハ■を受は渡しを実行する時、第６図に示すように
、各測定部■の各回転アーム（２３）の高さ位置が例え
ば（Ｌ）だけズしていることがある。この場合、例えば
左回転アーム（２３）により（Ｌ）だけ低い位置に右回
転アーム（２３）が設置されている時、受は渡し時の予
備アライメントステ−ジ（１６）の下降量を、予め左回
転アーム（２３）の時より右回転アーム（２３）の時の
方を（Ｌ）分だけよけいに下降するように設定して記憶
しておく。

次に、上述したプローブ装置による被測定体例えば半導
体ウェハ■の測定方法を説明する。

まず、同一品種もしくは異品種のウェハ■を例えば２５
枚収納したカセット（イ）を、各カセット載置台■に搬
入し、設置する。又、既に測定結果の判別法の校正用ウ
ェハを、載置台■に設けられた授受機構■に設置する。

即ち、載置台■と嵌合により引き出し可能な引き出しく
１１）を取手（１０）を引くことにより矢印（１３）方
向に引き出し、引き出しく１１）上の着脱自在な保持具
（１２）を取り外し、この取り外した保持具（１２）の
凹部に、校正用ウェハを設置する。この後、保持具（１
２）を引き出しく１１）上にもどし、引き出しく１１）
をスライドさせて所定の位置に設置する。同様にして、
他の載置台■の授受機構■に、他の校正用ウェハやオー
トセットアツプ時に使用する表面にアルミ等を蒸着した
ダミーウェハ等を設置しておく。

上記設置した校正用ウェハは、特定枚数毎等予め図示し
ない制御部にプログラムされた時点や。

必要時点に指定した時点や故障回復時などに、各測定部
■の機能が正常に働くかどうか認識するために使用する
。例えばこの実施例の場合、カセット（イ）単位で実行
する。即ち、半導体ウェハ■を測定する前に校正用ウェ
ハを各測定部■で測定する。

この動作はまず、載置台■を矢印■方向に昇降して、校
正用ウェハが設置されている授受機構（９）を所定の高
さ位置に設置する。ここで、搬送ステージ（１５）によ
り搬送アーム（１４）をスライドして、保持具（１２）
のＵ字状の切欠きに挿入し、載置台■を所定量下降して
、搬送アーム（１４）先端で校正用ウェハを真空吸着す
る。そして、搬送アーム（１４）をスライドして、予備
アライメントステージ（１６）に載置する。この予備ア
ライメントステージ（１６）で、校正用ウェハを真空吸
着した後校正用ウェハを回転して、発光／受光センサに
より、ウェハのセンター出しやオリエンテーションフラ
ットを基準に予備アライメントを実行する。次に、例え
ば左測定部■のロード用の回転アーム（２３）を回転し
て、校正用ウェハ下方に設置し、予備アライメントステ
ージ（１６）を下降して、回転アーム（２３）先端に校
正用ウェハを載置する。そして、回転アーム（２３）を
回転して校正用ウェハを左測定部■の載置台（１８）に
載置する。次に、移動ステージ（１９）により載置台（
１８）を移動して、アライメント部（２０）により、ウ
ェハのスクライブライン等を基準に正確にアライメント
した後に、載置台（１８）を所定位置で上昇し、校正用
ウェハに形成されたＩＣチップの電極パッドにプローブ
カード（２１）の各プローブ針（２２）を接触させて１
図示しないテスタによりＩＣチップの電気特性の検査を
実行する。ここで、校正用ウェハは以前に検査測定部な
ので、その時の結果と、今回の結果とを比較して、差が
あるか判断する。その判断した結果、同一なら左測定部
■は正常と認識し、異なった場合は、対処する。さらに
、右測定部■についても同様の測定動作を行なう。右測
定部■における校正用ウェハの測定結果は、上記左測定
部■における測定結果を比較して、両者に機差がないか
判断する。

上記のように校正用ウェハで左右の測定部■が正常か判
断し、正常の場合、被測定体であるカセット（イ）に収
納されている半導体ウェハ■を測定し、異常の場合は、
図示しないアラーム機構に表示する。

半導体ウェハ■の測定は、まず１枚目のウェハのを予備
アライメント後、予備アライメントステージ（１６）か
ら例えば左測定部■の載置台（１８）にロード用回転ア
ーム（２３）により搬送する。この搬送は、回転アーム
（２３）を１枚目ウェハα）の下方向に設置し、予備ア
ライメントステージ（１６）を所定量下降して、回転ア
ーム（２３）の先端で１枚目のウェハωを真空吸着し、
載置台（１８）上に回転搬送する。

この後、１枚目のウェハ■をアライメント後所定の測定
動作を開始する。又、１枚目のウェハ■をロード用回転
アーム（２３）で搬送後、２枚目のウェハ■を予備アラ
イメントし、１枚目のウェハ■を測定する測定部■とは
逆側の測定部■即ち右測定部■の載置台（１８）に、そ
の測定部■に設けられたロード用回転アーム（２３）で
搬送する。この時、上記左測定部■の回転アーム（２３
）の設置高さと、右測定部■の回転アーム（２３）の設
置高さが違う場合、予備アライメントステージ（１６）
の下降量が予め各回転アーム（２３）の高さ位置に対応
して設置記憶されているので、スムーズに搬送動作が行
なわれる。

そして２枚目のウェハ（１）を右測定部■で測定する。

さらに、上記２枚目のウェハ■を搬送後、３枚目のウェ
ハ■を右測定部■のロード用の回転アーム（２３）に待
機させ、同様に４枚目のウェハ■を右測定部■のロード
用の回転アーム（２３）に待機させる。

次に、１枚目のウェハ■の測定の終了にともないアンロ
ード用の回転アーム（２３）で１枚目のウェハα）をア
ンロードし、ロード用の回転アーム（２３）に待機中の
３枚目のウェハ■を搬送し測定を実行する。そして、５
枚目のウェハ■をロード用の回転アーム（２３）に待機
させる。上記のように、カセット（イ）内に収納されて
いる半導体ウェハ■を２つの測定部■に振り分けて測定
を実行する。

以上説明したようにこの実施例によると、各測定部に設
けられ、各載置台の高さ位置に対応して設けられた各回
転搬送アームの高さ位置が違っていても、予備アライメ
ントステージの窩さ位置を夫々の回転アームに対応して
昇降するようにしたことにより、被測定体の搬送を容易
に確実に行なうことが可能となる。又、高さ位置合わせ
等のメンテナンスを必要としないので、作業時間が短縮
し、稼働効率の向上につながる。

この発明は上記実施例に限定されるものではなく、例え
ば各測定部の搬送手段である回転アームを昇降可能とし
、この回転アームで高さ調整をしても上記実施例と同様
の効果が得られる。又、搬送手段も回転アームでなくと
もベルト搬送やロボット搬送など何れでも良い。さらに
、異品種の半導体ウェハを各測定部で測定する場合、異
なった校正用ウェハを夫々の測定部に搬送して判断して
も良い。さらに又、測定部は、２系統に限定するもので
はなく、複数なら何れでも良く、収納部における各機構
の稼働が対応できる範囲なら何れでも良く、被測定体も
半導体ウェハでなくとも何れでも良＜ＬＣＤ基板等でも
良い。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明方法の一実施例を説明するための１つの
収納部に２つの測定部が設けられたプローブ装置の構成
図、第２図は第１図の正面説明図、第３図は第１図の収
納部の側面図、第４図は第１図のウェハ授受機構の図、
第５図、第６図は第１図の回転アームでの搬送を説明す
るための図である。 １・・・半導体ウェハ　　　２・・・収納部３・・・測
定部　　　　　　９・・・授受機構１６・・・予備アラ
イメントステージ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 　収納容器に収納された被測定体を予備アライメントし
   、この予備アライメント機構からの被測定体を少なくと
   も２系統の測定部の各搬送手段で搬送し測定する測定方
   法において、上記予備アライメント機構の高さ位置を制
   御して上記各搬送手段で各測定部に被測定体を搬送し測
   定することを特徴とする測定方法。