JPH0237738A - ウエハプローバ - 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】 ２明の目的− （産業上の利用分野） 本発明は、半導体ウェハ製造工程における半導体ウエハ
プローバに関し、特に、ウェハステージユニットを」二
下方向に多段に設けてプローバ本体を構成し、スペース
効率、設備効率を飛躍的に向ヒさせた半導体ウエハプロ
ーバに関するものである。

（従来の技術） 半導体ウェハ製造工程においては、半導体ウェハへの塵
埃等の付着を防止する目的で、各工程作業をいわゆるク
リーンルーム内で行っており、半導体ウェハの検査工程
も、勿論クリーンルーム内の高度な清浄環境で行い、検
査精度を保持している。しかして、このように、一定の
空間内に存在する塵埃、菌等の汚染物の量を目的に応じ
て所定の数値内に制御し、それを室内温度、湿度および
室圧（気圧）とともに維持管理するいわゆるクリーンル
ームは、高度な清浄環境に対応し得るように設計施工さ
れるが、建屋自体の建設費用はもとより、空調設備、外
部遮断・清浄機構、温湿度管理機構などの諸設備費用も
含めて莫大な費用がかかるのが現状である。

また、従来の半導体ウエハプローバは、夫々大型で全て
床面上に一台ずつ設置されており、クリーンルーム内の
天井と半導体ウエハプローバとの間には広い空間がおい
ていた。

（発明が解決しようとする課題） 以上のように、クリーンルームは半導体ウェハの検査工
程において欠くことができないが、従来のままでは、膨
大なりリーンルームの建設費用、設備費用に対してクリ
ーンルームの単位面積当りの使用効率がよくないという
問題点があった。特に、ウェハパターンの高集積化に伴
う超微細な塵埃の防塵に対応するための投資額を考える
と、その使用効率の改善は大きな課題であった。

また、従来はｔ導体ウエハプローバを全て床面上に一台
ずつ設置していたので、半導体ウェハのウェハ収納スト
ッカを一台ずつ各別に配置しなければならず、設備効率
が想いというという問題点もあった。

本発明は、上記の点に鑑みなされたもので、半導体ウエ
ハプローバの上方にある無使用空間に着目し、クリーン
ルームの単位面積当りの使用効率を高めると共に、設備
効率のよい半導体ウエハプローバを提供することを目的
とする。

（課題を解決するための手段） 本発明は、上述の課題を解決するため、半導体ウェハを
電気的に検査するウエハプローバにおいて、ウェハステ
ージユニットを上下方向に少なくとも２個以上多段に設
けてプローバ本体を形成し、このプローバ本体の近傍位
置に上記各ウェハステージユニットに共用するウェハ収
納ストッカを配設し、このウェハ収納ストッカ内に収容
したウェハ又は複数枚のウェハを入れたキャリアを上下
動可能に設け、このウェハ収納ストッカ より各ステージユニットのローダ・アンローダ機構を介
して各ステージユニットに所望のウェハを搬入・搬出す
るようにした。

（作用） ウェハステージユニットを上下方向に少なくとも２個以
上多段に設けて構成したプローバ本体の各ステージユニ
ットに対し、このプローバ本体の近傍位置に配設したウ
ェハ収納ストッカは共用の機構として働く。すなわち、
各段のステージユニットに夫々具えられたローダ・アン
ローダ機構は、該ウェハ収納ストッカから各々直接に所
望の半導体ウェハを取りだし各ステージユニットに搬入
し、検査後各ステージユニットから搬出してウェハ収納
ストッカ内又はウェハ収納ストッカのキャリア内に収納
する。このように上下方向に少なくとも２個以上多段に
設けた各段のステージユニットは、夫々単独に機能し、
半導体ウェハの電気約諾特性等の検査を行う。

また、各段のステージユニットは、夫々相互に影響を受
けないので、一つの段のステージユニットを休■Ｌさせ
てプローブカードを交換する間なども他の段のステージ
ユニットを止める必要はない。

なお、ウェハ収納ストッカだけでなく、各段のステージ
ユニットのコントローラ、モニタ、テスタなどは、全て
共用でき、各別に設置する必要はない。

（実施例） 以下１本発明の半導体ウエハプローバの一実施例を図面
に従って説明する。

第１図は本発明の一実施例を示す半導体ウエハプローバ
の分割斜視図で、第２図は同上のウエハプローバの簡略
化した構造説明図である。

第１図において、１は半導体ウエハプローバのプローバ
本体であり、夫々独立して半導体ウェハ（以Ｆ、単にウ
ェハという）４の検査測定機能を有するステージユニッ
ト２が上下方向に三段に設けられ、各段のステージユニ
ット２で一枚ずつ合計三枚のウェハ４の検査・測定が同
時に可能なように構成されている。各ステージユニット
２は。

第２図に示すように、三段に分割されたプローバ本体１
の各基台１ａに配設されており、各基台１ａは、支柱１
ｂに強固に固定され全体として１個のプローバ本体１を
構成し、耐振動性を確保している。

この各々の段のステージユニット２は、第１図及び第２
図に示すように、検査対象となる所望のウェハ４をウェ
ハ収納ストッカ５のキャリア５ａから取り出し各ステー
ジユニット２に搬入し、検査後のウェハ４をウェハ収納
ストッカ５のキャリア５ａ内に収納するハンドリングア
ーム及び図示しない駆動装置等から成るローダ・アンロ
ーダ機構３を具えている。また、検査するウェハ４を吸
引載置するウェハチャック６およびウェハチャック６の
Ｚ方向駆動装置Ｉ￥（図示せず）、ウェハ４のＸ、Ｙ方
向位置合わせ機構７並びにウェハ４上のパターンにプロ
ーブ針８ａを接触させて電気約諾特性を検査するプロー
ブカード８、その接続のためのインサートリング８ｂ及
びインターフェイスケーブル９等に配置された周辺回路
載盤など、各ステージユニット毎に独立したウエハプロ
ーバとして必要な要素を具えている。

上記ステージユニット２の近傍に配置された二基のウェ
ハ収納ストツカ５内部には、ウェハ４を複数枚収納する
キャリア５ａが多数収容され、該各キャリア５ａ内にウ
ェハ４が保持されている。

本例では、このウェハ収納ストッカ５には、キャリア５
ａを上下に駆動するエレベータ機構（図示しない）が設
けられている。このウェハ収納ストッカ５は、ステージ
ユニット２に合わせて三段などの複数段に形成してもよ
いし、又、−段としてもよく、ウェハ４直接収納するな
ど図示した以外の構造のものでもよい。

Ｌ記したウェハチャック６上に載置したウェハ４のＸ、
Ｙ方向位置合わせ機構７について詳細に説明すると、本
実施例におけるこの位置合わせ機構７は、具体的には、
各ステージユニット２毎に設けたレザースケール位置決
め装置からなる。すなわち、夫々の段のステージユニッ
ト２の対抗する２辺に設置したレザーヘッド１３及びＬ
型干渉ミラー１１によりウェハ４の微細な位置を割り出
しつつ、サブチャック６上に吸引載置されたウェハ４の
極めて微細なＸ、Ｙ方向位置合わせをＸ。

Ｙ方向移動台１２を制御して、非接触のりニアモータ１
０で移動台１２の支持体両端を各ステージユニット毎に
直接駆動する。従って、振動性にすぐれ、安定した駆動
が可能になる。しかも、このレザースケール１０は、発
光部であるレザーヘッド１３からのレーザ光をＬ型干渉
ミラー１１の表面の受光部で受光、回折し、更にＬ型干
渉ミラー１１で反射回折光を重ね合わせて干渉させ、光
の透過或いは反射回数を数えて信号を得るものであるか
ら、超高精度計測が可能になる。

なお、第１図中１４は、Ｘ、Ｙ微動ロック機構である５ 本発明における位置合わせ機構７は、上記実施例のレザ
ースケール位置決め機構に限らず、光学的、機械的な他
の位置合わせ手段を用いることができるのは勿論である
。

また１図中１５は位置合わせされ測定位置にあるウェハ
４のパターンを高倍率で撮影するＣＣＤカメラ装置で、
本実施例では上下方向に三段にステージユニット２を配
置しているため、目視によるウェハパターンの認識はで
きないので、上述した高精度な位置決め機構７に加えて
、高精度なパターン認識装置を備えたものである。この
ＣＣＤカメラ装置１５の撮影像は、該カメラ装置１５の
撮影像（パターン）を表示する機能を有するモニタ１６
にて解析され、このパターン認識に従い。

プローブカード８の駆動コントローラ１７からの信号で
ウェハ４のブロービングが実行される。この検査信号は
、プローブカード８及びインターフェイスケーブル９等
に配置された周辺回路基盤などを介してテスタ１８に送
られ、被測定半導体ウェハのテスト結果が出る。このテ
スタ１８は、複数同時評価試験機能を有し、各段のステ
ージユニットで共用可能である。

なお、第１図中１９はプローブカードストッカ、２０は
ウェハ収納ストッカ５のキャリア５ａの駆動モータであ
る。

次に、上記実施例の作用について説明する。

ウェハステージユニット２を上下方向に三段に設けて構
成したプローバ本体１の各ステージユニット２，２．２
に対し、このプローバ本体の近傍位置に配設したウェハ
収納ストッカ５は共用の機構として働く。すなわち、各
段のステージユニット２に夫々具えられた本実施例のハ
ンドリングア−ム及び図示しない駆動機構からなるロー
ダ・アンローダ機構３は、該ウェハ収納ストッカ５から
各々直接に所望の半導体ウェハ４を取りだし各ステージ
ユニット２に搬入し、検査後各ステージユニット２から
搬出してウェハ収納ストッカ５内のキャリア５ａに収納
する。このように上下方向に三段に設けた各段のステー
ジユニット２は、夫々単独に機能し、半導体ウェハ４の
電気約諾特性等の検査を行う。

また、各段のステージユニット２は、夫々相互に影響を
受けないので、一つの段のステージユニット２を休止さ
せてプローブカード８を交換する間なども他の段のステ
ージユニット２を１ヒぬる必要はない。

本実施例では、ウェハ位置合わせをレザースケール位置
決め装置のレザーヘッド１３及びＬ型干渉ミラー１１等
により行うので、超高精度な位置決めが可能であり、し
かも非接触のりニアモータ１ｏで移動台１２の支持体両
端を各段のステージユニット２毎に直接駆動するので、
振動性にすぐれ、安定した駆動が可能になり、非接触な
ため、塵埃防止と雑音低下が図れる。

なお、各段のステージユニット２の駆動コントローラ１
７、モニタ１６．テスタ１８などは、全て共用でき、各
別に設置する必要はない。

発明の効果 以上の説明から明らかなように、本発明によれば、高価
なりリーンルームを単位面積当りで従来の少なくとも２
倍以上の効率で使用でき、半導体製造工程における単位
面積当りのクリーンルームの建設設備費や維持経費を大
幅に軽減することができ、設備効率が著しく向上する。

また、単位面積当りのウェハの検査処理量の大幅アップ
を図ることができ、生産性効率がアップする。更に、従
来ウエハプローバ各−台毎に必要であったウェハ収納ス
トッカを多段に設けた複数のステージユニットで共用で
きる他、各種装置類の共用も可能であるなど設備効率が
よく、経済的である等の効果を有する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示す半導体ウエハブローバ
の分割斜視図で、第２図は同上のウエハプローバの簡略
化した構造説明図である。 １・・・・プローバ本体、２・・・・ステージユニット
、３・・・・ローダ・アンローダ機構、４・・・・半導
体ウェハ、５・・・・ウェハ収納ストッカ、５ａ・・キ
ャリア、７・・・・位置合わせ機構、　１０・・・・リ
ニアモータ１１・・・・Ｌ型子？５ミラー、１３・・・
・レザーヘット、１５・・・・ＣＣＤカメラ装置。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 半導体ウェハを電気的に検査するウエハプローバにおい
   て、ウェハステージユニットを上下方向に少なくとも２
   個以上多段に設けてプローバ本体を形成し、このプロー
   バ本体の近傍位置に上記各ウェハステージユニットに共
   用するウェハ収納ストッカを配設し、このウェハ収納ス
   トッカ内に収容したウェハ又は複数枚のウェハを入れた
   キャリアを上下動可能に設け、このウェハ収納ストッカ
   より各ステージユニットのローダ・アンローダ機構を介
   して各ステージユニットに所望のウェハを搬入・搬出す
   るようにしたことを特徴とするウエハプローバ。