JP4282379B2

JP4282379B2 - ウエハ検査装置

Info

Publication number: JP4282379B2
Application number: JP2003162121A
Authority: JP
Inventors: 徹秋葉; 新一土坂
Original assignee: Olympus Corp
Current assignee: Olympus Corp
Priority date: 2003-06-06
Filing date: 2003-06-06
Publication date: 2009-06-17
Anticipated expiration: 2023-06-06
Also published as: JP2004363455A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、半導体ウエハを検査するウエハ検査装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般的にウエハ検査装置は、カセットから直動アームによりウエハを取り出してアライナに搬送し、アライメントをした後に、このウエハを揺動ステージに載せ換えてマクロ検査し、さらに回転アームにより顕微鏡装置のステージへ受け渡してミクロ検査する方式が取られている。このウエハ検査装置では、カセットと顕微鏡装置のステージとの間にアライナやマクロ検査用の揺動ステージを配置しなければならず、検査装置が大型化する。近年、半導体ウエハのサイズはますます大きくなり、最近では８インチサイズから１２インチサイズへと移行しつつあり、検査装置の小型化が要求されている。
【０００３】
検査装置の小型化を図るものとして特許文献１が知られている。図２は、この検査装置の構成を示す斜視図である。搬出搬入手段１０１は、凹字形搬送アーム１０２と凸字形載換台１０３とを備えている。凹字形搬送アーム１０２は、カセット１０４から基板１０５を取り出し可能であるとともに、カセット１０４内に基板を収納可能である。凸字形載換台１０３は、搬送アーム１０２から基板を受け取ってＸステージ１０６上に載置可能であるとともに、Ｘステージ１０６上に載置されている基板を搬送アーム１０２に載換可能である。
【０００４】
【特許文献１】
特開平６−２２９９３４号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上述した特許文献１の検査装置では、凹字形搬送アーム１０２によりカセット１０４内からウエハを取り出し、凸字形載換台１０３を上昇させて凹字形搬送アーム１０２よりウエハを受け取った後、顕微鏡検査用ステージ１０６が移動してウエハを受け取りに行くため、カセット１０４と顕微鏡検査用ステージ１０６との間にマクロ検査用の揺動ステージを設けることができない。
【０００６】
仮に、カセット１０４と顕微鏡検査用ステージ１０６との間にマクロ検査用揺動ステージを設けると、前述のウエハ検査装置と同様に大型化する。さらに、ウエハの受け渡し回数が増えると、ウエハの搬送過程において、ウエハを破損させる原因となるばかりか、ウエハ搬送時のタクトタイムが長くなる問題が生じる。
【０００７】
本発明の目的は、装置全体の小型化を図るとともにウエハの受け渡し回数を削減するウエハ検査装置を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
課題を解決し目的を達成するために、本発明のウエハ検査装置は以下の如く構成されている。
【０００９】
本発明のウエハ検査装置は、半導体ウエハの検査を行うウエハ検査装置において、前記半導体ウエハを検査領域内でＸＹ方向に移動する下ステージと上ステージからなるＸＹステージと、前記上ステージ上に設けられ前記半導体ウエハを吸着保持する回転テーブルと、
前記上ステージ上に設けられ前記半導体ウエハを前記回転テーブルに搬送する搬送アームと、前記上ステージ上に設けられ前記回転テーブルを挟んで該半導体ウエハを揺動させてマクロ検査するマクロ検査用アームと、を備え、前記搬送アームは、前記回転テーブルと干渉しない略コ字形状に形成され、前記マクロ検査用アームは、前記回転テーブル及び前記搬送アームと干渉しない略Ｅ字形状に形成されていることを特徴としている。
また、本発明のウエハ検査装置は、半導体ウエハの検査を行うウエハ検査装置において、
前記半導体ウエハを検査領域内でＸＹ方向に移動する下ステージと上ステージからなるＸＹステージと、前記上ステージの移動延長線上に位置され、かつ前記ＸＹステージに近接して配置される前記半導体ウエハを収納するカセットと、前記上ステージ上に設けられ前記半導体ウエハを吸着保持する回転テーブルと、前記上ステージ上に設けられ前記半導体ウエハを前記回転テーブルに搬送する搬送アームと、前記上ステージ上、かつ前記回転テーブルに対して前記カセット側に設けられ、前記回転テーブルから前記半導体ウエハを受取り、該半導体ウエハを揺動させてマクロ検査するマクロ検査用アームと、を備え、前記搬送アームは、前記カセット前方のウエハ受渡し位置において該カセット内から前記半導体ウエハを取り出し、前記回転ステージの上方を通過して前記回転テーブルに搬送することを特徴としている。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。
【００１１】
図１は、本発明の実施の形態に係るウエハ検査装置の構成を示す斜視図である。このウエハ検査装置に備えられたウエハ検査用ステージは、ウエハ搬送機能、ウエハアライメント機能、及び外観マクロ検査機能を有する。
【００１２】
図１に示すように、基台１には、エレベータユニット２、二本のガイドレール３，３、及び送り機構４が設けられている。また、基台１の上方には図示しないミクロ観察用の顕微鏡装置が設けられている。エレベータユニット２は、図示しない昇降可能なカセット台に、複数の半導体ウエハが収納されたカセット２ａが設置されている。
【００１３】
二本のガイドレール３，３上には、下ステージとしてＹステージ５が載せられている。Ｙステージ５は、送りねじ４１とモータ４２とを用いた送り機構４の駆動により、ガイドレール３，３に沿ってＹ方向へ移動可能である。また、Ｙステージ５上に二本のガイドレール６，６及び送り機構７が設けられている。二本のガイドレール６，６上には、上ステージとしてＸステージ８が載せられている。Ｘステージ８は、送りねじ７１とモータ７２を用いた送り機構７の駆動により、ガイドレール６，６に沿ってＸ方向へ移動可能である。
【００１４】
上ステージであるＸステージ８上には、二本のガイドレール９，９、回転テーブル１０、及びＥ字形状のマクロ検査用アーム１１が設けられている。二本のガイドレール９，９上には、コ字形状の搬送アーム１２が載せられている。搬送アーム１２は、リニアモータなどの送り機構の駆動により、ガイドレール９，９に沿ってＸ方向へ移動可能で、図示しないシリンダ機構により昇降可能である。また搬送アーム１２は、回転テーブル１０、マクロ検査用アーム１１の上方を通過してカセット２ａ内に移動し、カセット２ａ内から取り出した半導体ウエハを回転テーブル１０上に受け渡すために、回転テーブル１０及びマクロ検査用アーム１１と干渉せずにＺ方向へ昇降する構造のものであれば、上ステージと別体に設けることも可能である。
【００１５】
回転テーブル１０は、図示しない回転機構によりＸ−Ｙ平面上で回転可能で、Ｚ方向に昇降可能である。マクロ検査用アーム１１は、一方の側部１１１が揺動機構であるモータ１３の回転軸により軸支されており、前記回転軸を中心としてＸ軸周りに揺動可能である。またマクロ検査用アーム１１は、図１に示すように回転テーブル１０を挟んで搬送アーム１２と対峙した状態で図示しない昇降機構により、回転テーブル１０及び搬送アーム１２と干渉せずにＺ方向へ昇降可能である。
【００１６】
なお、エレベータユニット２、Ｙステージ５、Ｘステージ８、搬送アーム１２、回転テーブル１０、及びマクロ検査用アーム１１は、図示しない制御部の制御により駆動する。
【００１７】
次に、以上のように構成されたウエハ検査装置における制御部の制御による動作について説明する。ウエハ搬送時に、マクロ検査用アーム１１は水平な状態で、搬送アーム１２と回転テーブル１０よりも下方に位置している。この状態で、エレベータユニット２のカセット台が所定ピッチでＺ方向へ移動することにより、カセットに収納されている検査用のウエハが、搬送アーム１２の挿入位置に位置決めされる。
【００１８】
次に、搬送アーム１２がＸ方向へ移動してカセット２ａ内からウエハを取り出し、回転テーブル１０の上方まで搬送する。そして、回転テーブル１０は上下機構により上昇し、ウエハを搬送アーム１２から受け取る。その後、回転テーブル１０が回転し、アライメントセンサ１４によりウエハのエッジが検出され、このウエハのエッジデータに基づいてウエハに対してアライメントが行なわれる。
【００１９】
次に、マクロ検査用アーム１１は昇降機構により上昇し、回転テーブル１０上のウエハを受け取り、自身の表面にウエハを吸着保持する。その後、マクロ検査用アーム１１は揺動機構により、Ｘ軸周りに揺動する。これにより、検査者は目視によりマクロ照明下においてウエハの外観マクロ検査を行なうことができる。マクロ検査が終了すると、マクロ検査用アーム１１は揺動機構により水平な状態となる。
【００２０】
続いて、マクロ検査用アーム１１は昇降機構により下降し、回転テーブル１０にウエハを受け渡し、さらに下降して初期位置に停止する。回転テーブル１０は、マクロ検査用アーム１１からウエハを受け取り吸着保持する。その後、Ｘステージ８が送り機構７によりＸ方向へ移動するとともに、Ｙステージ５が送り機構４によりＹ方向へ移動することにより、検査者は回転テーブル１０上に吸着保持されたウエハ上の任意の箇所を顕微鏡装置で検査することができる。アライメント動作は、マクロ検査後に半導体ウエハを回転テーブル１０に受け渡した後で行なってもよい。
【００２１】
検査が終了すると、Ｘステージ８が送り機構７によりＸ方向へ移動するとともに、Ｙステージ５が送り機構４によりＹ方向へ移動し、回転テーブル１０をカセット２ａの前方の受け渡し位置に戻す。そして、回転テーブル１０はウエハの吸着を解除するとともに昇降機構により下降し、ウエハを搬送アーム１２に受け渡す。その後、搬送アーム１２はウエハを吸着保持し、ガイドレール９，９に沿ってＸ方向に移動し、ウエハをカセットに収納する。
【００２２】
続いて、エレベータユニット２のカセット台が所定ピッチＺ方向へ移動することにより、カセットに収納されている次の検査用のウエハが、搬送アーム１２の挿入位置に位置決めされ、以降、上記と同様の動作が行なわれる。
【００２３】
本実施の形態によれば、カセットからウエハを取り出し収納するための搬送アーム１２と、回転テーブル１０とを顕微鏡検査用のＸＹステージの上ステージ（Ｘステージ８）に設けている。これにより、カセットに顕微鏡検査用のＸＹステージ（５，８）を近接して設けることが可能となり、装置全体の小型化が図れる。また、外観マクロ検査機能を付加させても、Ｅ字形状に形成されたマクロ検査用アーム１１を回転テーブル１０を挟んで搬送アーム１２に対向させて配置することにより、カセットと顕微鏡検査用のＸＹステージ（５，８）との間隔が大きくならず、装置全体の小型化が図れる。また、搬送アーム１２によりカセット内に収納された半導体ウエハをミクロ検査用ステージに搬送することができるため、ウエハの受け渡し回数が減少し、受け渡し時のウエハの破損を防ぐことができるとともに、ウエハ搬送時のタクトタイムを短縮できる。また、顕微鏡装置への受け渡しアームが無くなりレイアウト的に余裕ができるため、アーム形状の制約が減り、ウエハを確実に保持できるアーム形状にすることができる。
【００２４】
なお、本発明は上記実施の形態のみに限定されず、要旨を変更しない範囲で適宜変形して実施できる。例えば、ウエハがダイシングフレーム（テープフレーム）に貼り付けられた状態の標本であっても、適用できる。
【００２５】
【発明の効果】
本発明によれば、装置全体の小型化を図るとともにウエハの受け渡し回数を削減するウエハ検査装置を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態に係るウエハ検査用ステージの構成を示す斜視図。
【図２】従来例に係る検査装置の構成を示す斜視図。
【符号の説明】
１…基台２…エレベータユニット２ａ…カセット３…ガイドレール４…送り機構４１…送りねじ４２…モータ５…Ｙステージ６…ガイドレール７…送り機構７１…送りねじ７２…モータ８…Ｘステージ９…ガイドレール１０…回転テーブル１１…マクロ検査用アーム１２…搬送アーム
１３…モータ１４…アライメントセンサ

Claims

半導体ウエハの検査を行うウエハ検査装置において、
前記半導体ウエハを検査領域内でＸＹ方向に移動する下ステージと上ステージからなるＸＹステージと、
前記上ステージ上に設けられ前記半導体ウエハを吸着保持する回転テーブルと、
前記上ステージ上に設けられ前記半導体ウエハを前記回転テーブルに搬送する搬送アームと、
前記上ステージ上に設けられ前記回転テーブルを挟んで該半導体ウエハを揺動させてマクロ検査するマクロ検査用アームと、
を備え、
前記搬送アームは、前記回転テーブルと干渉しない略コ字形状に形成され、前記マクロ検査用アームは、前記回転テーブル及び前記搬送アームと干渉しない略Ｅ字形状に形成されることを特徴とするウエハ検査装置。
半導体ウエハの検査を行うウエハ検査装置において、
前記半導体ウエハを検査領域内でＸＹ方向に移動する下ステージと上ステージからなるＸＹステージと、
前記上ステージの移動延長線上に位置され、かつ前記ＸＹステージに近接して配置される前記半導体ウエハを収納するカセットと、
前記上ステージ上に設けられ前記半導体ウエハを吸着保持する回転テーブルと、
前記上ステージ上に設けられ前記半導体ウエハを前記回転テーブルに搬送する搬送アームと、
前記上ステージ上、かつ前記回転テーブルに対して前記カセット側に設けられ、前記回転テーブルから前記半導体ウエハを受取り、該半導体ウエハを揺動させてマクロ検査するマクロ検査用アームと、
を備え、
前記搬送アームは、前記カセット前方のウエハ受渡し位置において該カセット内から前記半導体ウエハを取り出し、前記回転ステージの上方を通過して前記回転テーブルに搬送することを特徴とするウエハ検査装置。
前記上ステージの延長線上に配置され、かつ前記ＸＹステージに近接して配置される前記半導体ウエハを収納するカセットを備え、
前記搬送アームは、前記カセット前方のウエハ受渡し位置において該カセット内から前記半導体ウエハを取り出し、前記回転ステージ上方を通過して前記回転テーブルに搬送することを特徴とする請求項１に記載のウエハ検査装置。
前記上ステージには、前記回転テーブルに吸着保持される前記半導体ウエハのエッジを検出するアライメントセンサが設けられ、前記回転テーブルは、前記アライメントセンサからのエッジデータに基づき該半導体ウエハに対してアライメントを行うことを特徴とする請求項１または２に記載のウエハ検査装置。
前記搬送アームは、前記回転テーブルと干渉しない略コ字形状に形成され、前記マクロ検査用アームは、前記回転テーブル及び前記搬送アームと干渉しない略Ｅ字形状に形成されることを特徴とする請求項２に記載のウエハ検査装置。
前記マクロ検査用アームは、昇降可能に設けられ、該回転テーブルから前記半導体ウエハを受取る際に前記回転テーブルより上方に上昇した状態で揺動動作することを特徴とする請求項１または２に記載のウエハ検査装置。
前記マクロ検査用アームは、前記回転テーブルに対して前記カセット側に設けられることを特徴とする請求項３に記載のウエハ検査装置。
前記アライメントは、前記搬送アームから前記半導体ウエハを前記回転テーブルに受け渡した際に行うことを特徴とする請求項４に記載のウエハ検査装置。
前記アライメントは、前記マクロ検査用アームから前記半導体ウエハを前記回転テーブルに受け渡した際に行うことを特徴とする請求項３に記載のウエハ検査装置。
前記上ステージは、前記カセットに対する前記半導体ウエハの搬出搬入の際に該カセットの前方の受渡し位置に位置することを特徴とする請求項２または３に記載ウエハ検査装置。