JPS61125038A - 半導体ウエハ測定載置台 - Google Patents

半導体ウエハ測定載置台

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JPS61125038A
JPS61125038A JP24658584A JP24658584A JPS61125038A JP S61125038 A JPS61125038 A JP S61125038A JP 24658584 A JP24658584 A JP 24658584A JP 24658584 A JP24658584 A JP 24658584A JP S61125038 A JPS61125038 A JP S61125038A
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pressure
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hole
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NIPPON MAIKURONIKUSU KK
Micronics Japan Co Ltd
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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】 〔技術分野〕 この発明は、半導体ウェハ測定載置台に関するもので、
例えば、全自動半導体ウエハプローバに利用して有効な
技術に関するものである。
〔背景技術〕
半導体ウェハの最終チェック工程を担う半導体ウエハブ
ローバにおいて、半導体ウェハの大口径化が進むにつれ
て、ピンセ・ノドあるいは他の工具類を用いた人手によ
る作業の困難性に伴い、いわゆるピンセットレス化、言
い換えれば、半導体ウェハの自動ロード、アンロード化
がr電子材料J誌1978年11月号の頁139〜頁1
43によって公知である。
すなわち、複数枚(例えば25枚)の半導体ウェハを収
納する収納容器(カセット)から順次1枚づつ九ベルト
コンベヤにより、ロード位置くコースアライメントステ
ージ)に移送する。そして、この半導体ウェハをベルヌ
ーイチャック等を使用してブロービングマシンの吸着テ
ーブル(半導体ウェハ測定載置台)に搬送させる。次に
、測定が終了した半導体ウェハは、吸着テーブルからア
ンロード位置に吹き出し空気圧等により搬送され、丸ベ
ルトコンベアにより収納容器に収められる。
以上により、半導体ウェハ表面に対して完全に無接触の
状態でブロービングマシンに半導体ウェハの搬入、tM
出がなされる。
しかしながら、上記全自動の半導体ウェハプローバにあ
っては、半導体ウェハを上記の吸着テーブルからアンロ
ード位置への搬出動作が圧縮空気圧不足等に行われなか
ったり、停電等により測定が中断した後の再起動時に、
吸着テーブル上に未だ半導体ウェハが載置されているに
もかかわらず、測定すべき次の半導体ウェハが搬入され
る虞れが生じる。このように半導体ウェハが重合わせら
せると、下側の半導体ウェハの表面に損傷が生じてしま
う。あるいは、アンロード位置に半導体ウェハを検出す
るセンサーを設ける等によって、次の半導体ウェハの搬
送動作を行わせた場合、半導体ウェハの検出出力が得ら
れないことにより、全自動半導体ウエハプローバは、信
号待ちの状態を続けることの結果、無駄な時間を費やす
ことになってしまう。
そこで、本願発明者は、半導体ウェハ測定載置台に半導
体ウェハが載置されているか否かを検出することを考え
た。すなわち、第4図に示すように、半導体ウェハ測定
載置台の表面に設けられた複数の溝に結合された吸引孔
又は吸引孔と真空ポンプを結合させるチューブの途中に
圧力センサーPを設けて、その圧力の変化から半導体ウ
ェハの有無を検出するものである。すなわち、半導体ウ
ェハがあると、その真空吸着によって上記吸引孔内の圧
力が低下し、半導体ウェハがないと上記圧力が上昇する
からである。この場合、上記吸引固定を選択的に行うた
めバルブ■が設けられ、バルブVが開いた状態において
は、上記半導体ウェハの有無によって大きくは2値の圧
力を持つように変化する。しかしながら、測定すべき半
導体ウェハの大きさによって、塞がれる溝の数が異なる
ことによってその圧力が微妙に異なるとともに、半導体
ウェハが無いときでも比較的小さな孔を通る空気抵抗に
よって、吸引孔内の圧力は大気圧より小さくされる。さ
らに、バルブVが閉じた状態では上記吸引孔内はほり大
気圧になる。このため、上記のような方法では、圧力セ
ンサーが多値の検出出力を形成するので、精度の高い半
導体ウェハの有無の検出出力を得ることが難しいものに
なってしまう。
〔発明の目的〕
この発明の目的は、簡単な構成により、高精度の半導体
ウェハの有無の検出機能を持った半導体ウェハ測定載置
台を提供することにある。
この発明の前記ならびにその他の目的と新規な特徴は、
この明細書の記述および添付図面から明らかになるであ
ろう。
〔発明の概要〕
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、下記の通りである。
すなわち、被測定半導体ウェハを吸引固定する複数の溝
に対する吸引孔とは別に、上記吸引孔が設けられた位置
と異なる溝の一部と圧力センサーとを結合させる小孔を
設けるものである。
〔実施例〕
第1図には、この発明の一実施例の概略断面図が示され
ている。
この実施例にかかる半導体ウェハ測定載置台は、特に制
限されないが、前記全自動半導体ウェハプローバにおけ
る吸着テーブルとして用いられる。
すなわち、図示しないが、全自動半導体ウエハプローハ
ハ、大まかに言うと、ブロービングマシン部と半導体ウ
ェハ移送部とにより構成される。
上記ブローピンクマシン部は、周知のように、その上面
に載置された半導体ウェハを吸引固定する吸着テーブル
をX、YステージによりX、Y方向に移動させ、θ方向
に回転させることにより、固定されたプローブボード等
で構成され、尖端が測定箇所に対応して配列された探針
に対してウェハチップのポンディングパッドに位置合わ
せするものである。この位置合わせにあたっては、アラ
イニングを行い、半導体ウェハにおけるチップの配列の
X軸と、上記X、YテスージのX軸とを吸着テーブル5
のθ方向の調整により一致させるものである。この後、
測定すべき最初のウェハチップのポンディングパッドと
探針の尖端との位置合わせを行う。以下、連続してX方
向又はY方向に1チップ間隔づつ移動させることにより
、自動的に他のウェハチップのポンディングパッドに対
スる探針の位置合わせが行われる。これらのX、  Y
ステージの移動、θ方向の回転制御は、パルスモータを
用いて高精度に行われる。
また、吸着テーブルは、エア又はパルスモータを用いて
2方向(アップ、ダウン)に移動させられる。すなわち
、X、Yステージの制御による位置合わせ動作は、吸着
テーブルを下げた状態にして行われ、測定時には吸着テ
ーブルを押し上げた状態として探針とウェハチップのポ
ンディングパッドとを所要の接触圧をもって接続させる
ものである。
上記ブロービングマシン部は、トランスファアームが取
り付けられている。このトランスファアームは、例えば
、半導体ウェハの表面より無接触の下に吸着するベルヌ
ーイチャックが使用され、ロード位置に移送された半導
体ウェハをロードポジションの吸着テーブル上に搬送す
る。
また、測定が終了した半導体ウェハは、吸着テーブルが
アンロードポジションに移動した後、アンロードポジシ
ョンに向かう斜めの小孔から、エア等の吹き出して、ア
ンロード位置に搬送される。
このような、半導体ウェハの自動ロード、アンロード機
構を備えたブロービングマシン部に対して、半導体ウェ
ハ移送部が設けられる。半導体ウェハ移送部は、それぞ
れ半導体ウェハが収納される収納容器(カセット)が設
置される複数個のエレベータ機構と、コースアライメン
トステージとしても作用するロード位置及びアンロード
位置との間をそれぞれ接続する丸ベルトコンベアとによ
り構成される。このような全自動半導体ウェハプローバ
は、例えば、特公昭59−2182号公報によって詳し
く述べられている。
第1図において、半導体ウェハの測定載置台1の測定載
置面を形作る1つの部品ブロック2が示されている。同
図において、その中央に垂直方向に設けられた小孔は、
吸引孔3を構成する。すなわち、その下部には、図示し
ないチューブを介して真空ポンプに結合される。
上記部品ブロック2の表面には、第2図に示した平面図
のように、同心状の複数の94 a〜4dが設けられる
。これらの同心状溝4a〜4dは、特に制限されないが
、上記吸引孔3を中心として半径方向に走る2つのV字
状の溝5a、5bによってそれぞれ共通に結合される。
また、上記部品ブロック2の表面には、斜めに向かう複
数の噴射小孔9が設けられる。これらの噴射小孔9は、
部品ブロック2の下面側に設けられた凹部の空洞9aに
よって共通に結合される。
この空洞9aには、図示しないが、パルプを介して選択
的に圧縮空気(又はチッソガス)が供給されらことによ
って、上記噴射小孔9から矢印で示した斜め方向に噴き
出される。これにより、半導体ウェハを上述したように
アンロード位置に搬出させる。なお、第2図において、
上記噴射小孔9は省略されている。
この実施例では、半導体ウェハの有無を検出するため、
上記吸引孔3は、溝5を介して小孔6と結合される。こ
の小孔6は、その下部において接続チューブ7を介して
圧力センサー8と接続される。この圧力センサー8は、
特に制限されないが、オランダ国のフィリップス社から
販売されている’KP 100AJモノリシツク圧力セ
ンサーが利用される。
なお、上記部品プロ・ツク2の下側には、他の部品ブロ
ックが結合され、全体として半導体ウェハ測定載置台1
を構成する。
この実施例では、圧力センサー8に結合される小孔6は
、上記吸引孔3とは分離して設けるものであるので、そ
の表面に半導体ウェハが載置されていない場合、吸引孔
3の吸引動作とは無関係にはゾ大気圧にされる。一方、
半導体ウェハが載置されると、半導体ウェハの下面によ
って谷溝の上部が塞がれることの結果、溝が密封されの
で上記吸引孔3から行われる吸引動作に従った低い圧力
にされる。このように、圧力センサー8に伝えられる圧
力は、半導体ウェハが載置されているか否かに従ったは
ソ゛2値の圧力とすることができるものである。また、
上記圧力センサー8に導く小孔6を中心部に配置するこ
とによって、最も小さな径の半導体ウェハでも比較的低
い圧力にすることができる。
第3図には、半導体ウェハの有無の検出信号を形成する
検出回路の一実施例の回路図が示されている。同図にお
いて、抵抗R1〜R4で示したブリフジ回路は、上記モ
ノリシック圧力センサーの等価回路である。ブリフジ回
路で示した圧力センサー8の出力は、演算増幅回路OP
1とその利得設定のための抵抗R5,R6からなる増幅
回路によって増幅される。この増幅回路の増幅出力にお
ける温度補償又は大気圧の補償を行うため、この実施例
では、同図で点線で示したように、ダミーの圧力センサ
ー8′と上記同様な増幅回路(OF2、R5,R6)が
設けられる。上記ダミーの圧力センサー8゛は、大気中
に置かれるものである。
上記一対の圧力センサー8,8°の増幅出力は、演算増
幅回路OP3の反転入力(−)と非反転入力(+)とに
差動的に供給される。この演算増幅回路OP3の差動増
幅作用によって、上記大気圧の変動ないし増幅回路の温
度補償等を行うことができる。
すなわち、半導体ウェハが載置されない場合、再圧力セ
ンサー8.8′ は、同じ大気圧に従った出力信号を送
出するので、その変動を補償することができる。また、
増幅回路OPIとOF2における温度依存性又は電源電
圧依存性等も同様に相殺される。これにより、半導体ウ
ェハが載置されてなければ、演算増幅回路OP3の出力
からははソ′回路の接地電位のようなロウレベルの出力
信号が得られる。これにより、トランジスタQ1はオフ
状態にされる。また、半導体ウェハが載置されていれば
、再圧力センサー8.8°から得られた出力信号の増幅
信号の差分が演算増幅回路OP3と、その抵抗R7,R
8によって設定された利得に従ったハイレベルにされる
。このハイレベルは、特に制限されないが、抵抗R9と
ダイオードD1を介してトランジスタQ1のベースに伝
えられ、このトランジスタQ1をオン状態にする。
上記トランジスタQ1のオン/オフ状態によって、その
出力からロウレベル/ハイレベルの検出出力が得られる
。上記トランジスタQ1は、そのエミッタは回路の接地
電位に結合され、そのコレクタには、負荷としての抵抗
R11と発光ダーfオードLEDが設けられる。この発
光ダイオードLEDは、半導体ウェハの有無を表示させ
るためのものである。
なお、特に制限されないが、上記抵抗R9とダイオード
D1及びトランジスタQ1のベース、エミッタ間抵抗R
IOが設けられることによって、上記演算増幅回路OP
3のロウレベルの出力信号が、回路の接地電位以上の中
間レベルになっていても、トランジスタQ1はオン状態
にならないようにしている。すなわち、トランジスタQ
1は、演算増幅回路OP3の出力電圧を抵抗R9とR1
0で分圧した電圧が、ダイオードD1とトランジスタQ
1とを共にオン状態にするに必要な電圧にならなければ
オン状態にされない。
〔効 果〕
(1)半導体ウェハの測定表面に設けられた溝を介して
吸引孔に結合される小孔を設けて、これに圧力センサー
を接続させることにより、半導体ウェハの有無に従った
はゾ2値の圧力の変化を作り出すことができる。これに
よって、精度の高い半導体ウェハの有無の検出を実現す
ることができるという効果が得られる。
(2)上記(1)により、はり2値の圧力変化を検出す
るものであるから、比較的感度の悪い安価な圧力センサ
ーを用いても高精度で半導体ウェハの有無を検出するこ
とができるという効果が得られる。
(3)検出回路として、大気中に置かれたダミーの圧力
センサーを設けて、差の信号を形成することによって、
大気圧の変動及び微少なセンサー出力を増幅する増幅回
路におるけ温度補償、電源電圧依存性等の補償を行うこ
とができる。したがって、上記(1)ないしく2)と相
乗的な作用によって、極めて安定し、かつ高い精度での
半導体ウェハの有無の検出を行うことができるという効
果が得られる。
(4)上記(1)ないしく3)によって、全自動半導体
ウェハプローバに通用した場合には、半導体ウェハの有
無を確実に検出できるから、半導体ウェハの自動ロード
/アンロード動作において、半導体ウェハの損傷や無駄
な待ち時間を防止することができるという効果が得られ
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、この発明は上記実施例に限定される
ものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可
能であることはいうまでもない。例えば、使用する圧力
センサーは、上記のような気圧の変化を検出できるもの
であれば何であってもよい。また、吸引孔及び小孔と真
空ポンプ及び圧力センサーとをそれぞれ結合させる手段
は、種々の実施形態を採ることができるものである。さ
らに、圧力センサーの出力を信号処理する検出回路は、
ダミー圧力センサーを省略して構成するもの等積々の実
施形態を採ることができるものである。
〔利用分野〕
この発明は、例えば、全自動半導体ウエハプローバ等の
ように半導体ウェハを吸引固定して、その測定を行う各
種の半導体半導体ウェハ検査装置に広く利用できるもの
である。
【図面の簡単な説明】
第1図は、この発明の一実施例を示す概略断面図、 第2図は、その概略平面図、 第3図は、その検出回路の一実施例を示す回路図・ 第4図は、この発明に先立って検討された半導体ウェハ
の有無を検出する方法を示す原理図である。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、被測定半導体ウェハを吸引固定する複数の溝と、上
    記溝に結合された吸引孔と、上記吸引孔が設けられた位
    置と異なる溝の一部と圧力センサーとを結合させる小孔
    と、上記圧力センサーを含む半導体ウェハの検出回路と
    を含むことを特徴とする半導体ウェハ測定載置台。 2、半導体ウェハの検出回路は、上記圧力センサーの出
    力と、大気中に置かれた上記同様の圧力センサーの出力
    とを受ける差動増幅回路を含むものであることを特徴と
    する特許請求の範囲第1項記載の半導体ウェハ測定載置
    台。 3、上記半導体ウェハ測定載置台は、全自動半導体ウェ
    ハプローバに設けられるものであることを特徴とする特
    許請求の範囲第1又は第2項記載の半導体ウェハ測定載
    置台。
JP24658584A 1984-11-21 1984-11-21 半導体ウエハ測定載置台 Granted JPS61125038A (ja)

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