JPH06236910A

JPH06236910A - 検査装置

Info

Publication number: JPH06236910A
Application number: JP5043179A
Authority: JP
Inventors: Itaru Takao; 至高尾; Shinji Niwa; 慎治丹羽; Minoru Tanoguchi; 稔田ノ口
Original assignee: Tokyo Electron Yamanashi Ltd
Current assignee: Tokyo Electron Yamanashi Ltd
Priority date: 1993-02-08
Filing date: 1993-02-08
Publication date: 1994-08-23

Abstract

(57)【要約】【目的】簡単な構造によって被検査体の反りによる収
容時の事故を未然に防止して良品と判断された被検査体
の破損を少なくすることのできる構造を備えたプローブ
装置を提供することにある。【構成】本発明では、特性試験後、収容部１８に搬送
される被検査体１６の厚さ方向での反りを検出し、その
反り量が所定値以上にあるときには、検査後の被検査体
１６を通常の良品と同じ位置への搬送を行わないように
する制御部３４を備えている。従って、反りの量が所定
値以上である被検査体は収容部１８への搬送が行われな
いことによって、収容部１８との間での干渉衝突を防止
して破損させないようにすることができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、検査装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に、ＩＣチップやＬＳＩチップ等、
半導体素子の製造工程においては、ウエハ状態において
も電気的な特性試験が行なわれるようになっている。

【０００３】このため、例えば、成膜処理が終了した時
点の半導体ウエハ等の被検査体は、搬送機構によってキ
ャリアから特性試験部に位置する載置部、所謂、チャッ
ク部に向けて搬送されるとともに、検査後、チャック部
から収容部に向けて搬送される。

【０００４】この搬送機構の構造としては、例えば、真
空吸着構造からなるピンセットを搬送基台に設け、この
ピンセットを被検査体の下面に対向させて被検査体を吸
着する構造がある。

【０００５】上述した半導体ウエハの取出しの状態を説
明すると、図１１に示す通りである。

【０００６】すなわち、まず、搬送装置５０を図示され
ない移動手段により移動させてキャリア５２内の被検査
体５４の下側にピンセット５６を挿入する。続いて、そ
のままキャリア５２あるいはピンセット５６側を上昇さ
せてピンセット５６上に被検査体５４を吸着保持し、搬
送装置５０を後退させることにより被検査体５４を取り
出す。被検査体５４は、図１２に示すように、複数段に
形成されたキャリアスロット５２Ａ内に周縁部を載置さ
れて保持される。また、検査が終了した被検査体５４
は、搬送機構を介して試験部に位置するチャック部から
取り出され、上記したピンセット５６により、再度、キ
ャリア５２内に収納される。検査後、キャリア５２に収
納される被検査体５４は、被検査体５４上のチップ単位
で検査結果が記録できるようになっており、例えば、不
良チップには、図示しないマーキング装置によりマーキ
ングされたうえでキャリア内に収容されている。そし
て、検査後でのキャリア内に向けた被検査体５４の収納
手順は、上記した取出し手順と逆にすることで実行され
る。

【０００７】

【発明が解決しようとする問題点】ところで、検査工程
に供される半導体ウエハ等の被検査体は、成膜形成の方
式によって次のような問題を招くことがあった。

【０００８】すなわち、例えば、成膜処理後に残る熱歪
によって半導体ウエハが反る場合がある。

【０００９】一方、検査工程に持込まれるキャリアのな
かには、このような反りが発生している被検査体が人手
によって強制的に挿入されて収納されているものがあ
る。そして、このように反りがあるにも拘らず強制的に
収納された被検査体をキャリアから取り出す場合には、
ピンセットにより吸着されないほどの反りがあるもの以
外はピンセットに密着させられることになる。そして、
密着させた場合には、ある程度の反りが残っていても、
キャリアでのウエハ挿入部であるキャリアスロットの内
壁面を摺擦しながらではあるが引出されることがある。

【００１０】しかしながら、検査終了後に再度、キャリ
アに挿入する場合には、反りが原因してキャリアの載置
部と干渉してしまうことがあり、被検査体を挿入するこ
とができなくなる虞れがある。

【００１１】特に、ピンセットでは、構造の簡素化とい
う点から、半導体ウエハ等の被検査体の外径寸法に対す
る吸着範囲を一定にすることが多い。このため、大径の
被検査体を吸着する場合、吸着範囲から外れた部分に反
りが残っていると、その部分の反りを吸着によって矯正
することが難しくなる。また、被検査体が収容されるキ
ャリアにおいては、被検査体が挿入されるキャリアスロ
ット（図１２参照）間のピッチが規格化されており、具
体的には、例えば、８インチ外径の大径を有する被検査
体の場合、ピッチは、６．３５ｍｍとされている。従っ
て、大径の被検査体の場合や厚さが極端に薄くなる場合
には、図１２において二点鎖線で示すように、反りの量
が大きくなるにも拘らず、その反りの矯正が行えないま
まになることが多い。このため、検査終了後、被検査体
をキャリア内に収納しようとした場合、被検査体の周縁
部がキャリアの収納部壁面に衝突して破損する危険があ
る。

【００１２】しかも、このような被検査体のなかには、
検査工程において良品であると判断されたものもあるの
で、良品が破損されてしまうことにより歩留まりの悪化
を招く原因となる。

【００１３】そこで、本発明の目的とするところは、上
記従来の検査装置における問題に鑑み、簡単な構造によ
って被検査体の反りによる収容時の事故を未然に防止し
て良品と判断された被検査体の破損を少なくすることの
できる構造を備えた検査装置を提供することにある。

【００１４】

【問題を解決するための手段】この目的を達成するた
め、請求項１記載の発明は、特性試験を行うための被検
査体を収容する多段のスロットが形成されている収容部
に対して上記被検査体を搬送する搬送部材を備えた検査
装置において、上記収容部に搬送される被検査体の反り
を検出する検出手段と、上記収容部とは別の位置に設け
られていて、上記被検査体の載置および取出し可能な載
置部と、上記検出手段による被検査体の反りが所定置以
上である場合に、上記被検査体を上記載置部に向け搬送
する制御部と、を備えていることを特徴としている。

【００１５】請求項２記載の発明は、請求項１記載の被
検査体の搬送装置において、上記検出手段は、収容部の
スロットの幅方向で複数箇所に配置されていることを特
徴としている。

【００１６】請求項３記載の発明は、請求項１記載の検
査装置において、上記検出手段は、被検査体における搬
送部材と対向する面以外の位置の少なくとも１箇所に対
向して配置されていることを特徴としている。

【００１７】請求項４記載の発明は、請求項１記載の検
査装置において、上記載置部は、検査が終了した被検査
体のうちの任意のものを載置する箇所であることを特徴
としている。

【００１８】

【作用】本発明では、収容部に対して搬出入される被検
査体の反りを検出するようになっている。従って、反り
の量が所定値以上にある場合には、収容部のスロットに
向け搬送されるのでなく、載置部に向け搬送されるの
で、スロットとの間での干渉を防止して被検査体の破損
が防がれる。

【００１９】また本発明では、反りの量が所定値以上で
あることを判断するために、被検査体の搬送部に被検査
体の反りを検出する手段を備えている。そして、この検
出手段は、被検査体における収容部のスロットに対向す
る範囲での反りを検出するようになっている。従って、
実際に収容部のスロットに挿入される部分の反り具合が
検出されることで、収容部に挿入された際に、最も破損
の原因となる被検査体の周縁部が欠けるような事態を未
然に防止することができる。

【００２０】

【実施例】以下、図１乃至図１０において本発明実施例
の詳細を説明する。

【００２１】図１は、本発明による被検査体の搬送装置
をプローブ装置に適用した場合の要部を模式的に示す斜
視図である。同図において、プローブ装置１０は、被検
査体搬出入部１２および測定検査部１４を備えている。

【００２２】被検査体の搬出入部１２は、測定検査部１
４への半導体ウエハ等の被検査体を搬出入する箇所であ
る。このため、被検査体の搬出入部１２には、被検査体
１６を収納するためのキャリア１８が設けられている。
このキャリア１８は、図２に示すように、２段構造をな
し、上段に被検査体１６を複数、本実施例では、一部し
か示されていないが、２５枚の被検査体１６を収納でき
る凹部で構成されたキャリアスロット１８Ａが上下方向
に沿って形成され、また、下段に、筐体で構成されたア
ンロード部１８Ｂが設けられている。本実施例で示した
キャリアスロット１８Ａは、被検査体１６を収納するキ
ャリアスロット１８Ａのピッチを、６．３５ｍｍに設定
されている。また、アンロード部１８Ｂは、キャリアス
ロット内の全ての被検査体１６の検査が終了する前に、
個別的に検査結果を確認したいときに、任意に被検査体
１６を取り出して載置しておく箇所として設けられてい
る。このため、アンロード部１８Ｂの内部には、摺動可
能な引き出し１８Ｂ１が配置されており、そして、この
引き出し１８Ｂ１の上面には、被検査体１６を載置する
ためのテーブルが設けられている。

【００２３】そして、アンロード部１８Ｂには、引出し
１８Ｂ１が引き出される側と反対側の壁面に開口１８Ｃ
が形成され、この開口１８は、後述するピンセット２２
に対面させてある。

【００２４】キャリア１８は、筐体外表面に固定されて
いるブラケット（図示されず）に設けられているボール
ネジをガイド用ネジ棒２０に係合させている。ガイド用
ネジ棒２０は、図示しない駆動源によって回転できる部
材であり、駆動源により回転駆動されたときに、その回
転方向に応じてキャリア１８を昇降させる。なお、この
真空吸着ピンセット２２は、キャリア１８内で被検査体
１６を取り出す場合、図１１において説明した場合と同
じ動作が行なわれる。また、真空吸着ピンセット２２
は、真空吸着構造を用いることに限らず、例えば、摩擦
係数によって被検査体を引き出すことができる材料を用
いることも可能であり、この場合にはゴムが用いられ
る。さらに、吸着形式としては、静電吸着等を用いるこ
とも可能である。

【００２５】一方、キャリア１８と対面する位置には、
キャリア１８の被検査体取り出し部に向け進退自在の真
空吸着ピンセット２２が配置されている。この真空吸着
ピンセット２２は、先端部に図示しない開口を形成さ
れ、この開口に連通する真空吸着源を介してキャリア１
８内の被検査体１６を真空吸着することができる。

【００２６】そして、真空吸着ピンセット２２の移動途
上には、プリアライメントステージ２４が配置されてい
る。このプリアライメントステージ２４は、キャリア１
８から取り出された被検査体１６の向きを整合させる、
所謂、オリエンテーションフラットを位置決めするため
の箇所であり、図示しない駆動源によって、被検査体１
６のＺ、θ方向での移動が行えるようになっている。

【００２７】さらに、プリアライメントステージ２４と
測定検査部１４に設けられている載置部２６との間に
は、搬送アーム２８が配置されている。この搬送アーム
２８は、プリアライメントステージ２４と載置部２６と
の間で被検査体１６の受渡しを行うためのものである。
このため、搬送アーム２８は、水平面で３６０°回転す
ることができる。なお、本実施例では、搬送アーム２８
を上下方向で２段に設け、測定検査後の被検査体１６を
載置部２６からプリアライメントステージ２４に向けた
搬出と、新たな被検査体１６をプリアライメントステー
ジ２４から載置部２６に向けた搬入とを同時に行うよう
になっている。これによって、被検査体の受渡しに要す
る時間を節約してスループットを大幅に向上させること
ができる。

【００２８】一方、測定検査部１４は、図示しないプロ
ーブカードによって被検査体１６の特性検査を行なう箇
所である。このため、測定検査部１４には、プリアライ
メントステージ２４から搬入された被検査体１６を吸着
保持するための真空吸着機構を備えた載置部２６が設け
られている。

【００２９】ところで、本実施例では、キャリア１８に
対して被検査体１６を収納する真空吸着ピンセット２２
の移動途上に、被検査体１６の反りを検出するための構
造が設けられている。

【００３０】すなわち、真空吸着ピンセット２２の移動
途上でキャリア１８へ被検査体１６を収納する前に相当
する位置には、図３に示すように、真空吸着ピンセット
２２の移動路上方に複数のセンサ３０、３２が配置され
ている。これらセンサ３０、３２は、例えば、２０μｍ
程度の分解能を有する静電容量方式の近接センサや反射
量検出式の光学センサあるいは接触式のセンサが用いら
れ、少なくとも、キャリア１８のキャリアスロット１８
Ａに挿入される被検査体１６の縁部に対向して配置され
ている。

【００３１】そして、これらセンサ３０、３２は、真空
吸着ピンセット２２によって吸着される被検査体１６の
大きさに合わせて位置決めされている。本実施例では、
例えば、被検査体１６の外径寸法が、５、６、８インチ
の３種類である場合、図４において符号Ａで示す５イン
チの外周縁と符号Ｂで示す６インチの一部とが重なり合
う位置に配置されている。これは、真空吸着ピンセット
２２によって各大きさの被検査体１６が吸着された場
合、ピンセット２２の構造上、吸着される範囲が最小外
径の被検査体１６の縁部よりも内側に限られることか
ら、図５において二点鎖線で示すように、吸着された範
囲がピンセット２２に密着しても、その外側で被検査体
１６の反りが幾分なりとも残るのでこれを検出できるた
めである。

【００３２】なお、センサ３０、３２は、上述した位置
決めに限られるものではなく、例えば、被検査体１６の
外径寸法毎に設けることも可能であり、さらには、１個
のセンサを用いて径方向に走査することで被検査体１６
の各大きさに対処するようにしても良い。また、単に、
被検査体１６の縁部にのみ対向してセンサを配置するだ
けでなく、これら縁部でのセンサからのデータを反りと
判断するための基準位置を検出するセンサを被検査体１
６の中心位置に対向して設けてこの中心位置を基準とし
た縁部での反り量を検出することも可能である。さら
に、キャリアスロット１８Ａの幅方向で複数箇所設ける
ことも可能である。

【００３３】上記各センサ３０、３２は、後述する制御
部３４にデータを出力するようになっている。

【００３４】すなわち、制御部３４は、例えば、図６に
示すように、半導体製造用のシーケンス制御を実行する
マイクロコンピュータ３４Ａを主要部として備えてい
る。このマイクロコンピュータ３４Ａには、ＲＯＭ３４
Ｂ、ＲＡＭ３４ＣおよびＩ／Ｏインターフェース３４Ｄ
がそれぞれ接続されており、ＲＯＭ３４Ｂには、被検査
体１６の反りを判別するための基準値およびキャリア１
８の昇降駆動量が登録されている。

【００３５】また、制御部３４には、Ｉ／Ｏインターフ
ェース３４Ｄを介し、本実施例と関係するものとして、
入力側には上記したセンサ３０、３２および被検査体１
６が検査後キャリア１８に向け通過するのを検知するた
めの通過センサ３６がそれぞれ接続され、そして、出力
側には、キャリア１８の昇降駆動部３８、真空吸着ピン
セット２２の駆動部４０および表示部４２がそれぞれ接
続されている。表示部４２は、被検査体１６のうちで反
りが所定量以上に発生しているものをキャリアスロット
１８Ａに収納しないでアンロード部１８Ｂに収容されて
いることをオペレータに表示するためのものであり、例
えば、プローブ装置１０の操作パネル（図示されず）に
設けられている。

【００３６】制御部３４では、被検査体１６の反りを判
別して、検査後にキャリアスロット１８Ａへの挿入がで
きない程度の反りが発生している場合に、被検査体１６
の収納位置を変更するようになっている。すなわち、図
７に示すように、キャリアスロット１８Ａの縦方向での
中心線と被検査体１６の厚さ方向での中心線とが一致し
て、所謂、被検査体１６に反りが発生していない場合を
前提として、キャリアスロット１８Ａの大きさ（Ｌ）に
対して被検査体１６の厚さ（ｔ）を差し引いた値の半分
の値（ａ）を基準値としてＲＯＭ３４Ｂに登録してい
る。

【００３７】この半分の値（ａ）とは、キャリアスロッ
ト１８Ａの縦方向一方の内壁面と被検査体１６の厚さ方
向での一方の外表面との間の隙間寸法に相当しており、
この隙間寸法である基準値を基に被検査体１６の反り量
を判別するようになっている。つまり、図８に示すよう
に、センサ３０、３２からの出力による被検査体１６の
反り量（Ｓ1 ）が基準値（Ｓ0 ）と等しくないときに
は、図９において、基準値（ａ）に対して符号ａ1 で示
すように、被検査体１６の外表面がキャリアスロット１
８Ａの縦方向でいずれかの方向に反りを生じ、キャリア
スロット１８Ａの内壁面に干渉すると判断する。なお、
この基準値には、キャリアスロット１８Ａあるいは被検
査体１６の製造上の誤差を加味する必要があるので、単
純に上述したような引き算による値に対して、ある程度
の許容誤差を加味してある。

【００３８】そして、この場合には、仮令、検査工程に
おいて良品とされた被検査体１６であっても、真空吸着
ピンセット２２によりキャリア１８に収納される被検査
体１６は、アンロード部１８Ｂに収容位置を変更され
る。このため、キャリア１８は、制御部３４からの指令
により、次に収納される被検査体１６が収納不能の場合
には、アンロード部１８Ｂを真空吸着ピンセット２２の
移動経路に対面させられる。

【００３９】次に作用について説明する。

【００４０】図１０は、制御部３４の動作を基に本実施
例での動作手順を説明するフローチャートである。

【００４１】図１０において、まず、被検査体１６が検
査後の取り出しであるかどうかを判別される。この判別
は、例えば、半導体製造シーケンス制御に基づく制御部
からのタイミング信号を基に検査後に相当する時点での
通過センサ３６からの出力信号の有無により実行され
る。そして、通過センサ３６からの出力信号により、被
検査体１６が検査後に取り出されてキャリア１８に向け
移送されている段階であることが判断されると、センサ
３０、３２がオンされて被検査体１６の反りに関するデ
ータが制御部３４に出力される。

【００４２】制御部３４では、センサ３４からの距離に
関するデータと基準値とを比較することにより被検査体
１６に発生している反り量が被検査体１６をキャリアス
ロット１８Ａ内に挿入できる範囲に相当しているかどう
かを判別される。この判別において、被検査体１６の反
り量が基準値に等しい場合には、キャリア１８の昇降駆
動部３８に対して制御部３４から、真空吸着ピンセット
２２により搬送されてくる被検査体１６をキャリアスロ
ット１８Ａに挿入できる態位を設定するための信号が出
力される。

【００４３】また、被検査体１６の反り量が基準値に等
しくない場合には、キャリア１８の昇降駆動部３８に対
して制御部３４から、真空吸着ピンセット２２によって
搬送されてくる被検査体１６をアンロード部１８Ｂに収
容できる態位を設定するための信号を出力する。さら
に、この場合には、アンロード部１８Ｂに被検査体１６
が収容されたことを表示するための信号を表示部４２に
出力し、オペレータが認識できるようにする。

【００４４】従って、オペレータは、表示部４２におい
てアンロード部１８Ｂに被検査体１６が収容されたこと
を認識すると、アンロード部１８Ｂの引き出し１８Ｂ１
を引き出すことで、テーブルに載置された被検査体１６
を取り出すことができる。

【００４５】本実施例によれば、通常、キャリアスロッ
トに収納されている被検査体の一枚を抽出してモニタリ
ングするために設けられているアンロード部を良品であ
りながら、反りの発生によってキャリアスロットに収納
できない被検査体の収容部とすることができる。従っ
て、敢えて、反りが発生している良品としての被検査体
の収容部を設ける必要がないので、装置の大型化を抑え
ることが可能になる。

【００４６】本実施例では、プローブ装置を対象として
説明したが、本発明では、このような装置に適用するこ
とに限らない。例えば、反応炉から取り出された被検査
体を搬送する場合を対象とすることも可能である。ま
た、アンロード部に関しては、収容する被検査体の枚数
について言及していないが、例えば、複数枚の被検査体
を収容できる構造とすることも可能である。この場合に
は、良品でありながら反りがあるためにキャリアスロッ
トに収納できなかった被検査体が多い場合でも、それら
被検査体を収容できるようにすることで、良品での歩留
まりの悪化を防止することができる。

【００４７】さらに、反りが発生している被検査体を本
来の収容位置とは別な位置に収容するだけでなく、反り
を矯正しながら収容できる構造とするようにしても良
い。

【００４８】また、センサの配置位置は、キャリアへ被
検査体が搬送される前に被検査体の反りを検出できる位
置であれば良いので、例えば、キャリアへの被検査体の
導入側に限らず、例えば、キャリアからの搬出側に設定
することも可能である。そして、検出する方向として
は、被検査体の一方の面を対象とすることに限らず、実
施例の場合とは逆にすることも可能であり、さらには、
両面を対象としてそれぞれのセンサにより検出される距
離の偏りを反りの判断材料として用いることもかのうで
ある。

【００４９】

【発明の効果】以上のように本発明によるプローブ装置
では、検査後において、被検査体に所定量以上の反りが
発生している場合には、通常、良品と判断された場合の
被検査体とは別の位置に収容することができる。従っ
て、通常、良品と判断された被検査体が収容されるキャ
リアスロットに対して反りを生じている被検査体が干渉
することを未然に防止することができるので、良品とし
ての被検査体の破損を少なくすることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明実施例による搬送装置を適用されるプロ
ーブ装置の全体構成を説明するための斜視的な配置図で
ある。

【図２】図１に示したプローブ装置に用いられる良品収
容部の構造を示す斜視図である。

【図３】図１に示した搬送装置に用いられる反り検出手
段の配置構成を示す側面図である。

【図４】図３に示した反り検出手段の被検査体に対する
配置位置を説明するための平面図である。

【図５】図４に示した反り検出手段の配置に関する理由
を説明するための正面図である。

【図６】図１に示した搬送装置に用いられる制御部を説
明するためのブロック図である。

【図７】図６に示した制御部での制御の内容を説明する
ための模式図である。

【図８】図６に示した制御部での制御原理を説明するた
めの模式図である。

【図９】図６に示した制御部によって判別される被検査
体とキャリアスロットとの位置関係を説明するための模
式図である。

【図１０】図６に示した制御部の動作を説明するための
フローチャートである。

【図１１】搬送装置の従来例を説明するための模式図で
ある。

【図１２】図１１に示した搬送装置におけるキャリアの
正面図である。

【符号の説明】

１０プローブ装置１２被検査体の搬出入部１４測定検査部１６被検査体１８キャリア１８Ａキャリアスロット１８Ｂアンロード部３０、３２反り検出手段をなすセンサ３４制御部３６キャリアの昇降駆動部

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】特性試験を行うための被検査体を収容す
る多段のスロットが形成されている収容部に対して上記
被検査体を搬送する搬送部材を備えた検査装置におい
て、上記収容部に搬送される被検査体の反りを検出する検出
手段と、上記収容部とは別の位置に設けられていて、上記被検査
体の載置および取出し可能な載置部と、上記検出手段による被検査体の反りが所定置以上である
場合に、上記被検査体を上記載置部に向け搬送する制御
部と、を備えていることを特徴とする検査装置。
【請求項２】請求項１記載の被検査体の搬送装置にお
いて、上記検出手段は、収容部のスロットの幅方向で複数箇所
に配置されていることを特徴としている検査装置。
【請求項３】請求項１記載の検査装置において、上記検出手段は、被検査体における搬送部材と対向する
面以外の位置の少なくとも１箇所に対向して配置されて
いることを特徴とする検査装置。
【請求項４】請求項１記載の検査装置において、上記載置部は、検査が終了した被検査体のうちの任意の
ものを載置する箇所であることを特徴とする検査装置。