JPH0362544A

JPH0362544A - プローブ装置

Info

Publication number: JPH0362544A
Application number: JP1196592A
Authority: JP
Inventors: Kenzo Takaishi; 高石　謙三
Original assignee: Hitachi ULSI Engineering Corp; Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi ULSI Engineering Corp; Hitachi Ltd
Priority date: 1989-07-31
Filing date: 1989-07-31
Publication date: 1991-03-18

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〕本発明は半導体装置を検査する技術、特に、ウェハのチ
ップなどに対するプローブ検査を連続的に行うために用
いて効果のある技術に関するものである。

〔従来の技術〕

プローブ装置は、半導体装置の製造工程において、ウェ
ハ上に浴底されたトランジスタ、集積回路（ＩＣ，ＬＳ
Ｉなど）の電気的特性を測定し、チップの良否を判定す
るために用いられる。そして、不良の判定がなされたチ
ップは、パッケージなどに組み込むアッセンブリ工程に
先立って排除される。これによって、コストダウンある
いは生産性の向上が図られる。

なお、不良が判定されたチップに対しては、インクなど
のマーキングを施す、ディスクなどのデータによる分類
を行う、Ｌ　Ａ　Ｎ　（Ｌｏｃａｌ　Ａｒｅａ　Ｎｅｔ
ｗｏｒｋ：　　ローカル・エリア・ネットワーク〉など
の通信処理を行ったのちにアンロードを行うなどの処理
がなされる。

第７図及び第８図は従来のプローブ装置の一例を示す平
面図及び正面図である。

プローブ本体１の両側には、テストヘッド２及びサブス
テージ３とウェハカセット４より戊るローダ部５が連結
されている。プローブ本体１は、インサートリング６、
ウェハをインサートリング６の測定位置へ搬送するため
のＸ−Ｙステージ７、このＸ−Ｙステージ７上に搭載さ
れるメインステージ８、ｘ−Ｙステージ７に摺接すると
共にＸ−Ｙステージ７をＹ方向（ローダ部５側から見て
）ヘガイドする２条のＹレール９、及びＹレール９をＸ
方向ヘガイドする２条のＸレール１０より構成される。

また、インサートリング６の四には、メインステージ８
上のウェハの電極部に接触させるための検査部１１が設
けられている。

次に、以上の構成によるプローブ装置の動作について説
明する。

ウェハカセット４には、所定数のウェハが垂直方向に一
定間隔で配設され、各々上下のウェハに関係なく個別に
出入することができる。この内の１枚がサブステージ３
に引き出され、さらにメインステージ８上に移される。

メインステージ８にウェハがセットされると、Ｘ−Ｙス
テージ７は不図示の駆動手段によってＹレール９及びＸ
レール１０上を移動しながら、インサートリング６の下
部に位置決めされる。ついで、不図示の駆動手段によっ
てメインステージ８が上昇し、検査部１１にウェハの測
定点が接触する。ここでテストヘッド２を用いて所定の
測定を実施する。

このようなプローブ装置に関するものとして、例えば、
特開昭５６−１３０９３６号公報に記載のものがある。

ところで、本発明者は、プローブ装置におけるウェハの
連続処理について検討した。

以下は、本発明者によって検討された技術であり、その
概要は次の通りである。

すなわち、現状のプローブ装置は上記のように、メイン
ステージ及びサブステージを各１基備え、１枚目のウェ
ハがメインステージ上で処理を行っている間、２枚目の
ウェハはサブステージで抽出、搬送が行われたのち、プ
リアライメントが実施され、この状態で１枚目のウェハ
の検査が終了するまで待機し、アンロードされて来た１
枚目のウェハと入れ代わりに２枚目のウェハを測定する
と共に、３枚目のウェハがサブステージで抽出、搬送が
行われるように構成されている。

〔発明が解決しようとする課題〕

ところが、前記の如く各ｌ基のメインステージとサブス
テージを備えたプローブ装置においては、先行するウェ
ハが検査を終了ののち、次のウェハの検査を開始するま
での間、測定部は待機状態にあり、検査を行っていない
。これによるロスタイムは、半導体装置の量産性を上げ
ようとするほど多くなり、ウェハ検査における処理能力
を低下させる原因になっている。

勿論、プローブ装置を増設することにより大量処理は可
能になるが、アライメント機構にレーザ素子、ＣＣＤ　
（電荷結合素子）などの高価な部品を用いて構成してい
るため、システムのコストアップを招くことになる。

そこで、本発明の目的は、簡単な構成によって、検査待
ち時間を生じないようにしたプローブ装置を提供するこ
とにある。

本発明の前記ならびにその他の目的と新規な特徴は、本
明細書の記述及び添付図面から明らかになるであろう。

〔課題を解決するための手段〕

本願において開示される発明のうち、代表的なものの概
要を簡単に説明すれば、以下の通りである。

すなわち、サブアライメントがなされた状態のウェハを
ローダ部のサブステージからメインステージに移してフ
ァインアライメントを行った後、前記メインステージを
検査位置へ搬送して前記ウェハのブロービングを行うプ
ローブ装置であって、前記メインステージを、相互に干
渉することなく移動可能に複数台を設置したものである
。

〔作用〕

上記した手段によれば、メインステージを複数としたこ
とにより、１台が検査位置でブロービングを行っている
ときに、他の１台に対し別のウェハのロード或いはアン
ロードを行うことができ、連続した工程が複数のメイン
ステージによって分担した状態で処理される。したがっ
て、ウェハの入れ替え処理のロスタイムが短縮され、半
導体装置の生産性を向上させることができる。

〔実施例〕

第１図は本発明によるプローブ装置の一実施例を示す平
面図、第２図はその正面図である。なお、以下において
は、メインステージを２台設置した場合を例示している
。また、本実施例においては、第７図及び第８図と同一
または同一機能を有するものに対しては、同一引用数字
を用いたので、以下においては重複する説明を省略する
。

第１図に示すように、本実施例におけるプローブ本体１
は、Ｘ方向の両側に各１本のＸレール１２ａ及び１２ｂ
を平行配設し、この各々に第１の駆動部としてのＹ駆動
部１３ａ及び１３ｂの各々を摺動自在に外嵌している。

Ｙ駆動部１３ａ及び１３ｂは、同一構成にされており、
この内のＹ駆動部１３ａを示したのが第３図（平面図）
及び第４図（背面図）である。バイブ状のＹ駆動部１３
ａの上部には、棒状のＺレール１４ａが立設されている
。

このＺレール１４ａには、垂直方向（２方向）に昇降自
在で、かつ水平回転が自在な状態にして第２の駆動部と
してのＸ−Ｚ駆動部１５ａが外嵌されている。Ｘ−Ｚ駆
動部１５ａにはＸレール１２ａに直交させてＹレール１
６ａが前後進自在に装着され、その先端にはＸ−Ｙステ
ージ７ａが固定設置されている。更に、Ｘ−Ｙステージ
７ａ上には、ウェハを載置するメインステージ８ａが装
着されている。

以上は、Ｙ駆動部１３ａ側の構成であるが、Ｙ駆動部１
３ｂ側は、Ｚレール１４ｂ、Ｘ−Ｚ駆動部１５ｂＳＹレ
ール１６ｂＳｘ−ｙステージ７ｂ。

メインステージ８ｂを備えて第３図及び第４図と同一の
構成に作られる。なお、ウェハに対するアライメントを
行うためのアライメント機構１７は１台を共用し、メイ
ンステージ８ａと８ｂの中間に設け、各々の移動に支障
を及ぼさないようにしている。

第５図は駆動部に対する制御系の詳細を示すブロック図
である。

プローブ装置を統括制御する主制御部２０は、各種の設
定値や指令を入力するための操作盤１８の出力及び、ス
テージの位置情報などを検出するセンサ部１９の出力を
人力情報としている。主制御部２０は、ＣＰＵ　（中央
処理装置）を用いて構成され、これに各種の周辺回路及
びメモリを組み合わせて、いわゆるマイクロコンピュー
タが浴底されている。操作盤１８には、その出力情報に
基づいて動作する次の４つの制御部が接続されている。

すなわち、メインステージ８ａの制御動作を実行するメ
インステージ８ａ制御部２１、メインステージ８ｂの制
御動作を実行するメインステージ８ｂ制御部２２、サブ
ステージ３の制御動作を実行するサブステージ制御部２
３、各ステージに対してウェハをロードあるいはアンロ
ードするハンドリングを制御するハンドリング制御部２
４の４つの制御部が接続される。

メインステージ８ａ制御部２１及びメインステージ８ｂ
制御部２２には、メインステージ８ａ。

８ｂを駆動するためのモータ２９．３０を駆動するため
のメインステージ８ａ駆０１２５．メインステージ８ｂ
駆動部２６が接続されている。なお、実際にはｘ、ｙ、
ｚの各方向ごとに制御部、駆動部及びモータが設けられ
ているが、説明を簡単にするため、−括して「メインス
テージ制御」として表している。また、ハンドリング制
御部２４には、ハンドリング機構の駆動源となるモータ
３２を駆動するためのハンドリング駆動部２８が接続さ
れている。

次に、以上の構成による実施例の動作について、前記各
図及び第６図のフローチャートを参照して説明する。

まず、ウェハカセット４に検査対象のウェハをセットす
る（ステップ６１）。ついで、操作盤１８を操作して初
期設定を行ったのち（ステップ６２）、装置の電源をオ
ンにする（ステップ６３）。

これにより、予め主制御部２０に格納されたプログラム
に従ってウェハカセット４よりウエノへが取り出され、
これがサブステージ３に載置され（ステップ６４〉、プ
リアライメントが行われる（ステップ６５）。

ついで、センサ出力によって、サブステージ３上にウェ
ハの載っていることが判定されるとくステップ６６〉、
メインステージ８ａ側のプローブ検査が終了したか否か
を判定しくステップ６７）、未終了であれば引き続きメ
インステージ８ｂ側のプローブ検査の終了の有無を判定
する（ステップ６８〉。このステップ６８でも未終了が
判定された場合には、サブステージ３上にウエノ＼を待
機させ（ステップ６９）、処理をステップ６６に戻して
以降の処理を繰り返す。

一方、ステップ６７でメインステージ８ａ側の検査終了
を判定した場合、メインステージ８ａ制御部２０及びメ
インステージ８ａ駆動部２５の制御系を動作させ、メイ
ンステージ８ａをサブステージ３の近傍に移動させる。

ここでメインステージ８ａより検査部のＮ枚目のウェハ
をアンロードし、未検査の（Ｎ＋１）枚目のウェハをメ
インステージ８ａにロードする（ステップ７０〉。つい
で、メインステージ８ｂがアライメント中か否かを判定
しくステップ７１）、そうであれば待機する。

また、メインステージ８ｂがアライメント中でない場合
、メインステージ８ａのウェハのファインアライメント
を実行し、基準チップ検出などを行った（ステップ７３
）のち、ウェハのセットアツプの完了を判定する（ステ
ップ７５）。

ステップ７５においてセットアツプ中でないことが判定
された場合、メインステージ８ｂがブロービング中であ
るか否かを判定（ステップ７８〉し、ブロービング中で
ない場合には、メインステージ８ａを再びメインステー
ジ８ａ制御部２１及びメインステージ８ａ駆動部２４の
制御系を動作させて、インサートリング６の検査部（プ
ローブ針〉　１１の真下へメインステージ８ａを移動さ
せる。このとき、第３図及び第４図に示すように、Ｘ方
＆及びＺ方向の位置合わせにはｘ−Ｚ駆動部１５ａを用
い、Ｙ方向の位置合わせにはＹ駆動部１３ａを用いる。

ここで、指定のチップに対するブロービングが行われる
（ステップ８０）。

次に、メインステージ８ｂがウェハの入れ替えを行って
いるか否かを判定しくステップ８１）、行っている場合
にはメインステージ８ａをサブステージ３へ移動させる
ことが出来ないので、そのまま待機する（ステップ８２
）。一方、ステップ８１でメインステージ８ｂのウェハ
入れ替えが否定されたとき、サブステージ３は空いてい
るものと見なしてメインステージ８ａを移動させるべく
、ステップ６６以降の処理を繰り返す。

なお、ステップ７０〜ステツプ８２は、メインステージ
８ａ側の処理であるが、立場が逆になるのみでメインス
テージ８ａ側の処理と全く同一内容の処理がメインステ
ージ８ｂ側でも行われている。このメインステージ８ｂ
側の処理を示したのがステップ８３〜ステツプ９４であ
るが、その処理内容の説明は、重複することになるので
省略する。

以上のように、本実施例によれば、２台のメインステー
ジを設けたことにより、１台がブロービング中であると
きに、他の１台がロードもしくはアンロードを行ってお
り、これが交互に実行されるので、ウェハに対するブロ
ービングを効率よく行うことができる。

つまり、Ｎ枚目のウェハがメインステージ８ａでプリア
ライメントを行っているときには、サブステージ３では
（Ｎ＋１）枚目のウェハがサブステージ３からメインス
テージ８ｂにセットされ、アライメントまでが行われ、
第１図の位置で待機している。そして、メインステージ
８ａ上のウェハがアフタープローブ処理に移ると、入れ
替わりにメインステージ８ｂがブロービングを開始する
。

メインステージ８ａのＮ枚目０ウエハはアンロードされ
、代わりに（Ｎ＋２）枚目のウェハがサブステージ３か
らメインステージ８ａ上にセットされる。以後、この動
作が交互に繰り返される。したがって、ブロービングを
行う前後のウェハ入れ替え時に生じていたロスタイムを
大幅に短縮することが可能になる。

以上、本発明者によってなされた発明を実施例に基づき
具体的に説明したが、本発明は前記実施例に限定される
ものでは無く、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可
能であることは言うまでもない。

例えば、上記実施例ではメインステージを２台設けるも
のとしたが、これに限らず任意数にすることができる。

〔発明の効果〕

本願において開示される発明のうち、代表的なものによ
って得られる効果を簡単に説明すれば、下記の通りであ
る。

すなわち、サブアライメントがなされた状態のウェハを
ローダ部のサブステージからメインステージに移してフ
ァインアライメントを行った後、前記メインステージを
検査位置へ搬送して前記ウェハのプロービングを行うプ
ローブ装置であって、前記メインステージを、相互に干
渉することなく移動可能に複数台を設置するようにした
ので、ウェハの入れ替え処理のロスタイムが短縮され、
半導体装置の生産性向上が可能になる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明によるプローブ装置の一実施例を示す平
面図、第２図はその正面図、第３図は本発明に係るＹ駆動部の詳細を示す平面図、第４図は第３図のＹ駆動部の正面図、第５図は制御系の詳細を示すブロック図、第６図は本発
明の処理例を示すフローチャート、第７図及び第８図は
従来のプローブ装置の一例を示す平面図及び正面図であ
る。１・・・プローブ本体、２・・・テストヘッド、３・・
・サブステージ、４・・・ウェハカセット、５・・・ロ
ーダ部、６・・・インサートリング、７ａ、７ｂ・・・
Ｘ−Ｙステージ、８ａ、８ｂ・φ・メインステージ、９
・・・Ｙレール、１０・・・Ｘレール、１１・・・検査
部、１２ａ、１２ｂ・・・Ｘレール、１３ａ、１３ｂ・
・・Ｙ駆動部、１４ａ、１４ｂ・−−Ｚレール、１５ａ
・・・Ｘ−Ｚ駆動部、１６ａ・・・Ｙレール、１７・・
・アライメント機構、１８・・・操作盤、１９・・・セ
ンサ部、２０・・・主制御部、２１・・・メインステー
ジ８ａ制御部、２２・・・メインステージ８ｂ制御部、
２３・・・サブステージ制御部、２４・・・ハンドリン
グ制御部、２５・・・メインステージ８ａ駆動部、２６
・・・メインステージ８ｂ駆動部、２７・・・サブステ
ージ駆動部、２８・・・ハンドリング駆動部、２９．３
０．３１．３２・・・モータ。６１Ｌ、　５ｂ　：メインステーシ第３図３１Ｙ駆動部第図

Claims

【特許請求の範囲】１、サブアライメントがなされた状態のウェハをローダ
部のサブステージからメインステージに移してファイン
アライメントを行った後、前記メインステージを検査位
置へ搬送して前記ウェハのプロービングを行うプローブ
装置であって、前記メインステージを、相互に干渉する
ことなく移動可能に複数台を設置したことを特徴とする
プローブ装置。２、前記メインステージを２台とし、その各々が所定の
間隔をもって平行配設された少なくとも１本のガイドレ
ールに摺動自在に支持された第１の駆動部と、該駆動部
の移動方向に直交した異なる２方向に移動可能に前記メ
インステージを支持する第２の駆動部とを備えたことを
特徴とする請求項１記載のプローブ装置。