特許 7382560 ウェーハ検出装置、ウェーハ検出方法、及びプローバ

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2023-11-09

(45)【発行日】2023-11-17

(54)【発明の名称】ウェーハ検出装置、ウェーハ検出方法、及びプローバ

(51)【国際特許分類】

   H01L 21/677 20060101AFI20231110BHJP

   H01L 21/67 20060101ALI20231110BHJP

【ＦＩ】

H01L21/68 A

H01L21/68 L

【請求項の数】 4

(21)【出願番号】P 2022186988

(22)【出願日】2022-11-24

(62)【分割の表示】P 2019004378の分割

【原出願日】2019-01-15

(65)【公開番号】P2023010931

(43)【公開日】2023-01-20

【審査請求日】2022-11-24

(73)【特許権者】

【識別番号】000151494

【氏名又は名称】株式会社東京精密

(74)【代理人】

【識別番号】100083116

【弁理士】

【氏名又は名称】松浦 憲三

(74)【代理人】

【識別番号】100170069

【弁理士】

【氏名又は名称】大原 一樹

(74)【代理人】

【識別番号】100128635

【弁理士】

【氏名又は名称】松村 潔

(74)【代理人】

【識別番号】100140992

【弁理士】

【氏名又は名称】松浦 憲政

(72)【発明者】

【氏名】石本 隆

(72)【発明者】

【氏名】飯島 裕樹

【審査官】杢 哲次

(56)【参考文献】

【文献】特開２００４－１６５５４３（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平１－３１５１５６（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０００－１５０６２４（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００６－２９４６４２（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１３－１４３４２５（ＪＰ，Ａ）

【文献】登録実用新案第３１６９６７６（ＪＰ，Ｕ）

【文献】特開２０１７－１７４８９９（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｈ０１Ｌ ２１／６７７

Ｈ０１Ｌ ２１／６７

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

複数のウェーハを第１方向に沿って間隔をあけて収容するカセット内の前記ウェーハを検出するウェーハ検出装置において、
前記ウェーハを検出する検出センサと、
前記検出センサを、前記カセット内の前記ウェーハごとのウェーハ収容位置に沿って前記第１方向に第１速度で走査する走査機構と、
前記第１方向に走査中の前記検出センサの検出結果に基づき、前記検出センサによる検出エラーの発生の有無を判定する判定部と、
前記判定部が前記検出エラーの発生有と判定した場合に、前記走査機構を制御して、前記検出センサを、前記第１速度から変更した第２速度で前記第１方向に再走査する走査制御部と、
を備えるウェーハ検出装置。

【請求項2】

前記判定部が、前記第１方向に再走査中の前記検出センサの検出結果に基づき、前記検出エラーの発生の有無を再判定し、
前記判定部による再判定で前記検出エラーの発生有りと判定された場合に、前記走査制御部による前記検出センサの再走査と、前記判定部による再判定と、を繰り返し実行させる繰り返し制御を実行する繰り返し制御部を備え、
前記繰り返し制御部が、前記判定部が前記検出エラーの発生無と判定した場合、又は前記繰り返し制御を予め定められた指定回数だけ繰り返しても前記判定部が前記検出エラーの発生有と判定した場合に、前記繰り返し制御を停止する請求項１に記載のウェーハ検出装置。

【請求項3】

複数のウェーハを第１方向に沿って間隔をあけて収容するカセットが載置されるロードポートと、
前記ウェーハの電気的特性を検査する測定ユニットと、
前記測定ユニットと前記カセットとの間で前記ウェーハを搬送する搬送ユニットと、
請求項１又は２に記載のウェーハ検出装置と、
を備えるプローバ。

【請求項4】

複数のウェーハを第１方向に沿って間隔をあけて収容するカセット内の前記ウェーハを検出するウェーハ検出方法において、
前記ウェーハを検出する検出センサを、前記カセット内の前記ウェーハごとのウェーハ収容位置に沿って前記第１方向に第１速度で走査する走査ステップと、
前記第１方向に走査中の前記検出センサの検出結果に基づき、前記検出センサによる検出エラーの発生の有無を判定する判定ステップと、
前記判定ステップで前記検出エラーの発生有と判定した場合に、前記検出センサを、前記第１速度から変更した第２速度で前記第１方向に再走査する走査制御ステップと、
を有するウェーハ検出方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、カセット内に収容されている複数のウェーハの検出を行うウェーハ検出装置及びウェーハ検出方法と、このウェーハ検出装置を備えるプローバに関する。

【背景技術】

【0002】

半導体製造工程では、ウェーハ上に半導体装置の複数のチップが形成された段階で、プローバにより各チップが正常に動作するか否かを電気的に検査するウェハレベル検査が行われている。このプローバは、検査するウェーハを供給及び回収するローダ部と、ローダ部から供給されたウェーハを検査する測定ユニット（プローバ本体）と、を備える。また、ローダ部は、複数のウェーハを収容したカセットが載置されるロードポートと、カセットと測定ユニットとの間でウェーハを搬送する搬送ユニット（ローダ搬送部）と、を備える（特許文献１参照）。

【0003】

カセットには、上下方向に沿って複数のウェーハが間隔をあけて収容されている。そして、ローダ部には、ロードポートに載置されたカセット内のウェーハ収容位置（例えばスロット）ごとにウェーハの有無等を検出するウェーハセンシング（ウェーハマッピングともいう）を行うセンシング装置（ウェーハ検出装置）が設けられている。

【0004】

このセンシング装置は、例えば、発光部及び受光部により構成される透過型の検出センサを、カセット内でウェーハごとのウェーハ収容位置に沿って上下方向に走査することで、ウェーハ収容位置ごとのウェーハの有無を検出している（特許文献２参照）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【文献】特開２０１８－０６７６０３号公報

【文献】特開２００４－１５３２８１号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

ところで、上記特許文献２に記載のウェーハセンシングを実行する場合、搬送ユニットによるウェーハの搬送の信頼性を向上するために、センシング装置は、ウェーハ収容位置ごとのウェーハの有無を検出する他に、ウェーハ収容位置ごとのウェーハの位置及び厚みのばらつきを同時に検出している。そして、センシング装置は、ウェーハの位置及び厚みのばらつきが想定値から大きく外れる場合には、検出センサによる検出エラーが発生したと判定している。

【0007】

この際に、一定の頻度で実際にはウェーハの位置及び厚みのばらつきが正常であるにもかかわらずセンシング装置が検出エラーの発生を誤判定する場合がある。この場合には、プローバの再立ち上げが必要になりタイムロスが発生してしまう。さらに、測定ユニットが複数の測定部（測定ステージ）を有し且つ１つの搬送ユニットで複数の測定部に対してウェーハを搬送しているプローバでは、搬送ユニットが止まると複数の測定部に影響が生じるので非常に大きなタイムロスが発生してしまう。

【0008】

そこで、例えば、ウェーハセンシングを実行する場合に検出センサを上下方向に走査する走査速度を遅くすることで検出エラーの誤判定の発生を減らすことが考えられるが、この場合、ウェーハセンシングのスループットが低下するという問題が発生する。

【0009】

本発明はこのような事情に鑑みてなされたものであり、検出エラーの発生の正確な判定と、スループットの低下防止とを両立可能なウェーハ検出装置及びウェーハ検出方法と、このウェーハ検出装置を備える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】

【0010】

本発明の目的を達成するためのウェーハ検出装置は、複数のウェーハを第１方向に沿って間隔をあけて収容するカセット内のウェーハを検出するウェーハ検出装置において、ウェーハを検出する検出センサと、検出センサを、カセット内のウェーハごとのウェーハ収容位置に沿って第１方向に第１速度で走査する走査機構と、第１方向に走査中の検出センサの検出結果に基づき、検出センサによる検出エラーの発生の有無を判定する判定部と、判定部が検出エラーの発生有と判定した場合に、走査機構を制御して、検出センサを、予め定められた第２速度であって且つ判定部が検出エラーの発生の有無を誤判定する確率が第１速度よりも低い第２速度で第１方向に再走査する走査制御部と、を備える。

【0011】

このウェーハ検出装置によれば、検出センサの再走査時のみ検出センサの走査速度を第１速度から第２速度に変更するので、装置のスループットを低下させることなく、初回の検出エラーの発生の判定が誤判定であるか否かを正確に判定することができる。

【0012】

本発明の他の態様に係るウェーハ検出装置において、検出センサによるウェーハ収容位置ごとのウェーハの検出結果に基づき、ウェーハ収容位置ごとのウェーハの有無を検出する第１ウェーハ検出部を備える。

【0013】

本発明の他の態様に係るウェーハ検出装置において、検出センサによるウェーハ収容位置ごとのウェーハの検出結果に基づき、ウェーハ収容位置ごとのウェーハの位置及びウェーハの厚みのばらつきの少なくとも一方を検出する第２ウェーハ検出部を備える。

【0014】

本発明の他の態様に係るウェーハ検出装置において、検出センサが、ウェーハごとのウェーハ収容位置から第１方向に対して垂直な第２方向にシフトした位置に設けられており、検出センサが、第１方向及び第２方向の双方に垂直な第３方向に向けて検査光を出射する発光部と、発光部に対して第３方向に間隔をあけて配置され且つ発光部から出射された検査光を受光する受光部と、を備え、走査機構による検出センサの第１方向の走査に応じて、第３方向に平行な検査光がウェーハごとのウェーハ収容位置を通過する。これにより、カセット内のウェーハ収容位置ごとにウェーハの検出を行うことができる。

【0015】

本発明の他の態様に係るウェーハ検出装置において、判定部が、第１方向に再走査中の検出センサの検出結果に基づき、検出エラーの発生の有無を再判定し、判定部による再判定で検出エラーの発生有りと判定された場合に、走査制御部による検出センサの再走査と、判定部による再判定と、を繰り返し実行させる繰り返し制御を実行する繰り返し制御部を備え、繰り返し制御部が、判定部が検出エラーの発生無と判定した場合、又は繰り返し制御を予め定められた指定回数だけ繰り返しても判定部が検出エラーの発生有と判定した場合に、繰り返し制御を停止する。これにより、判定部による初回の検出エラーの発生有の判定が誤判定であるか否かを高精度に判定することができる。

【0016】

本発明の目的を達成するためのプローバは、複数のウェーハを第１方向に沿って間隔をあけて収容するカセットが載置されるロードポートと、ウェーハの電気的特性を検査する測定ユニットと、測定ユニットとカセットとの間でウェーハを搬送する搬送ユニットと、上述のウェーハ検出装置と、を備えるプローバ。

【0017】

本発明の目的を達成するためのウェーハ検出方法は、複数のウェーハを第１方向に沿って間隔をあけて収容するカセット内のウェーハを検出するウェーハ検出方法において、ウェーハを検出する検出センサを、カセット内のウェーハごとのウェーハ収容位置に沿って第１方向に第１速度で走査する走査ステップと、第１方向に走査中の検出センサの検出結果に基づき、検出センサによる検出エラーの発生の有無を判定する判定ステップと、判定ステップで検出エラーの発生有と判定した場合に、検出センサを、予め定められた第２速度であって且つ判定ステップで検出エラーの発生の有無を誤判定する確率が第１速度よりも低い第２速度で第１方向に再走査する走査制御ステップと、を有する。

【発明の効果】

【0018】

本発明は、検出エラーの発生の正確な判定と、スループットの低下防止とを両立することができる。

【図面の簡単な説明】

【0019】

【図1】プローバの外観斜視図である。

【図2】プローバをその上方側から見た概略図である。

【図3】カセットの外観斜視図である。

【図4】検査位置に移動されたセンシング装置の斜視図である。

【図5】走査機構による検出センサの走査を説明するための説明図である。

【図6】図５中の検出センサ等の上面図である。

【図7】プローバの統括制御部の機能ブロック図である。

【図8】第１設置環境下における３台のロードポートの走査速度と、ウェーハＷの厚みのばらつきの平均値及び標準偏差３σと、の関係を示したグラフである。

【図9】第２設置環境下における３台のロードポートの走査速度と、ウェーハＷの厚みのばらつきの平均値及び標準偏差３σと、の関係を示したグラフである。

【図10】プローバによるカセットのウェーハセンシング処理の流れを示すフローチャートである。

【発明を実施するための形態】

【0020】

［プローバの構成］
図１は、プローバ１０の外観斜視図である。図２は、プローバ１０をその上方側から見た概略図である。なお、図中のＸ軸方向（本発明の第３方向に相当）と、Ｙ軸方向（本発明の第２方向に相当）と、Ｚ軸方向（本発明の第１方向に相当）とは互いに直交している。また、Ｘ軸方向及びＹ軸方向は水平方向に平行な方向であり、Ｚ軸方向は上下方向に平行（水平方向に垂直）な方向である。

【0021】

図１及び図２に示すように、プローバ１０は、ウェーハＷを検査する測定ユニット１２と、測定ユニット１２に対するウェーハＷの供給及び測定ユニット１２からのウェーハＷの回収を行うローダ部１４と、を備える。また、プローバ１０は表示部１５を備える。この表示部１５は、例えば、オペレータが各種操作の入力を行ったり、各種情報の表示を行ったりするためのタッチパネル式のモニタである。

【0022】

測定ユニット１２は、Ｘ軸方向に沿って配置された複数の測定部１６を有する。各測定部１６は、ローダ部１４から供給されたウェーハＷの電気的特性の検査（ウェハレベル検査）を行う。また、測定ユニット１２内には、詳しくは後述するが、統括制御部４０（図７参照）が設けられている。

【0023】

ローダ部１４は、複数のロードポート１８と、各ロードポート１８に載置されたカセット２０（ポッドともいう）と、各測定部１６及び各カセット２０の間でウェーハＷを搬送する搬送ユニット２２と、を有する。

【0024】

図３は、カセット２０の外観斜視図である。図３に示すように、カセット２０は、Ｚ軸方向に沿って複数のスロット（段でも可、図示は省略）を有しており、各スロットによりＺ軸方向に沿って複数のウェーハＷを互いに間隔をあけて収容する容器である。カセット２０の測定ユニット１２側の側面には、搬送ユニット２２によるウェーハＷの取り出し及び戻し用の開口窓２０ａが形成されている。

【0025】

図１及び図２に戻って、搬送ユニット２２は、図示しない搬送ユニット駆動機構を備えており、Ｘ軸方向及びＺ軸方向に移動可能に構成されると共に、Ｚ軸方向に平行な回転軸を中心として回転可能に構成されている。また、搬送ユニット２２は、前後に伸縮自在に構成された搬送アームを備え、この搬送アームによりウェーハＷを真空吸着してウェーハＷを保持する。これにより、カセット２０内のウェーハＷは、搬送ユニット２２によってカセット２０から取り出された後で測定ユニット１２の各測定部１６に搬送される。また、各測定部１６で検査の終了した検査済みのウェーハＷは、搬送ユニット２４により逆の経路で各測定部１６からカセット２０内に戻される。

【0026】

また、ローダ部１４内には、ロードポート１８ごとにセンシング装置３０（本発明のウェーハ検出装置に相当）が設けられている。各センシング装置３０は、カセット２０内のウェーハ収容位置（スロット）ごとにウェーハＷの有無、位置、及び厚みのばらつき等を検出するウェーハセンシングを行う。各センシング装置３０は、カセット２０内の各ウェーハＷのウェーハ収容位置からＹ軸方向（測定ユニット１２側）にシフトした位置に設けられている。

【0027】

各センシング装置３０は、不図示の装置移動機構によりＹ軸方向に進退移動自在に保持されている。各装置移動機構は、ウェーハセンシングの実行時にはセンシング装置３０を、後述の検出センサ３２（図４参照）の少なくとも一部がカセット２０の内部に挿入される検査位置まで移動させる。また、各装置移動機構は、ウェーハセンシングの実行時以外では、搬送ユニット２２によるウェーハＷの搬送の妨げにならない退避位置まで、センシング装置３０をカセット２０から退避させる。

【0028】

なお、本実施形態では、ロードポート１８ごとにセンシング装置３０を設けているが、前述の装置移動機構によりセンシング装置３０をＸ軸方向にも移動可能にすることで、１つのセンシング装置３０で各カセット２０に対するウェーハセンシングを実行可能にしてもよい。

【0029】

図４は、検査位置に移動されたセンシング装置３０の斜視図である。図４に示すように、センシング装置３０は、透過型の検出センサ３２と走査機構３４とを備える。

【0030】

検出センサ３２は、アーム３６と、発光部３８Ａ及び受光部３８Ｂと、を備える。アーム３６は、そのＸ軸方向両端部がそれぞれカセット２０内に向けてＹ軸方向に突出した形状を有している。アーム３６のＸ軸方向両端部は、発光部３８Ａ及び受光部３８ＢをＸ軸方向に間隔をあけて保持する。なお、Ｙ軸方向及びＺ軸方向における発光部３８Ａ及び受光部３８Ｂの位置が揃えられている。また、発光部３８Ａ及び受光部３８ＢのＸ軸方向の間隔は、ウェーハＷの少なくとも一部が発光部３８Ａ及び受光部３８Ｂの間に入り込む大きさであれば特に限定されない。既述の装置移動機構によりセンシング装置３０が検査位置まで移動されると、Ｚ軸方向から見た場合において、カセット２０内のウェーハＷの一部が発光部３８Ａ及び受光部３８Ｂの間に位置する。

【0031】

発光部３８Ａは、例えば公知の発光ダイオード及びレーザ光源等が用いられ、受光部３８Ｂに向けてＸ軸方向に平行な検査光Ｌを出射する。受光部３８Ｂは、例えば公知の光電センサ等が用いられ、発光部３８Ａから出射された検査光Ｌを受光して検出信号（電気信号）を出力する。

【0032】

図５は、走査機構３４による検出センサ３２の走査を説明するための説明図である。図５及び既述の図４に示すように、走査機構３４は、例えばボールねじ機構、リニアモータ機構、及びスライド機構の各種直動機構が用いられる。走査機構３４は、検出センサ３２をＺ軸方向に移動自在に保持しており、且つウェーハセンシング時に検出センサ３２をＺ軸方向に後述の標準速度で走査する。これにより、検出センサ３２がカセット２０内のウェーハＷごとのウェーハ収容位置に沿ってＺ軸方向に標準速度で走査される。その結果、Ｘ軸方向に平行な検査光Ｌが、Ｚ軸方向に移動しながらカセット２０内の各ウェーハ収容位置（各ウェーハＷ）を通過する。

【0033】

図６は、図５中の検出センサ３２等の上面図である。図６に示すように、走査機構３４による検出センサ３２のＺ軸方向の走査が開始されると、検出センサ３２がＺ軸方向の上方及び下方のいずれか一方から他方に向けて移動する。そして、この移動中において、図６の符号６Ａに示すように、カセット２０内の各ウェーハＷのいずれもが発光部３８Ａと受光部３８Ｂとの間に存在しない場合には、受光部３８Ｂが発光部３８Ａから出射された検査光Ｌを受光して検出信号を出力する。

【0034】

一方、上述の移動中において、図６の符号６Ｂに示すように、カセット２０内の各ウェーハＷのいずれかが発光部３８Ａと受光部３８Ｂとの間に存在する場合には、発光部３８Ａから出射された検査光ＬがウェーハＷにより遮られる。その結果、受光部３８Ｂは、検査光Ｌを受光しないので検査光Ｌの検出信号を出力しない。

【0035】

従って、受光部３８Ｂが検査光Ｌの検出信号を出力しているか否かに応じて、発光部３８Ａと受光部３８Ｂとの間にウェーハＷが存在しているか否かを判定することができる。このため、走査機構３４による検出センサ３２のＺ軸方向の走査中にこの検出センサ３２から出力された検出信号に基づき、詳しくは後述するが、カセット２０内のウェーハ収納位置ごとのウェーハＷの有無と、カセット２０内に収容されている各ウェーハＷの位置（Ｚ軸方向位置）及び厚みのばらつきと、を検出することができる。

【0036】

図７は、プローバ１０の統括制御部４０の機能ブロック図である。なお、図７では、図面の煩雑化を防止するため、統括制御部４０の各種の機能のうちウェーハセンシングに係る機能のみを図示している。

【0037】

図７に示すように、統括制御部４０は、タッチパネル式の表示部１５に対する入力操作に基づき、プローバ１０の各部の動作を統括制御する。この統括制御部４０は、既述のセンシング装置３０と共に本発明のウェーハ検出装置として機能する。

【0038】

統括制御部４０は、例えばパーソナルコンピュータのような演算装置であり、各種のプロセッサ（Processor）及びメモリ等から構成された演算回路を備える。各種のプロセッサには、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＧＰＵ（Graphics Processing Unit）、ＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）、及びプログラマブル論理デバイス［例えばＳＰＬＤ（Simple Programmable Logic Devices）、ＣＰＬＤ（Complex Programmable Logic Device）、及びＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Arrays）］等が含まれる。なお、統括制御部４０の各種機能は、１つのプロセッサにより実現されてもよいし、同種または異種の複数のプロセッサで実現されてもよい。

【0039】

統括制御部４０には、既述の表示部１５、検出センサ３２、及び走査機構３４等の他に、記憶部４２が接続されている。

【0040】

記憶部４２には、統括制御部４０が実行する制御プログラムの他に、標準速度情報４４及び最適速度情報４６が記憶されている。標準速度情報４４は、詳しくは後述するが、新たなカセット２０に対する初回（１回目）のウェーハセンシング実行時の検出センサ３２のＺ軸方向の走査速度を示す情報である。また、最適速度情報４６は、詳しくは後述するが、ウェーハセンシングのリトライ時（検出センサ３２の再走査時）における検出センサ３２のＺ軸方向の走査速度を示す情報である。

【0041】

統括制御部４０は、ウェーハセンシング時に記憶部４２内の不図示の制御プログラムを実行することで、ウェーハ検出部５０、判定部５２、走査制御部５４、繰り返し制御部５６、及び表示制御部５８として機能する。

【0042】

ウェーハ検出部５０は、本発明の第１ウェーハ検出部及び第２ウェーハ検出部に相当する。ウェーハ検出部５０は、検出センサ３２のＺ軸方向の走査中（後述の再走査中も含む）に検出センサ３２から入力された検査光Ｌの検出信号に基づき、カセット２０内のウェーハ収納位置ごとのウェーハＷの有無と、カセット２０内に収容されている各ウェーハＷの位置（Ｚ軸方向位置）及び厚みのばらつきと、を検出する。

【0043】

具体的には、ウェーハ検出部５０は、検出センサ３２からの検査光Ｌの検出信号の入力のオンオフと、検出センサ３２のＺ軸方向位置と、カセット２０内の既知の各スロットの位置と、に基づき、カセット２０内のウェーハ収納位置ごとのウェーハＷの有無を検出する。また、ウェーハ検出部５０は、受光部３８Ｂから検査光Ｌの検出信号が出力される際の検出センサ３２のＺ軸方向位置に基づき、カセット２０内に収容されている各ウェーハＷの位置（Ｚ軸方向位置）及びＺ軸方向の厚みを検出する。さらに、ウェーハ検出部５０は、上述のウェーハＷごとの厚みの検出結果に基づき、カセット２０内の各ウェーハＷの厚みのばらつきを検出する。なお、ここでいう厚みのばらつきとは、例えば、厚みの最大値と最小値との差である。

【0044】

判定部５２は、Ｚ軸方向に走査中（再走査中も含む）の検出センサ３２の検出結果（検出信号）に基づき、ウェーハセンシング時の検出センサ３２による検出エラーの発生の有無を判定する。

【0045】

例えば、判定部５２は、上述のウェーハ検出部５０と同様に、走査中の検出センサ３２の検出信号に基づき各ウェーハＷの位置及び各ウェーハＷの厚みのばらつきを検出し、「位置検出結果」及び「厚みのばらつき検出結果」の双方が所定の想定値（想定範囲）から外れる場合に検出センサ３２の検出エラーの発生有と判定する。また逆に、判定部５２は、位置検出結果及び厚みのばらつき検出結果の少なくとも一方が想定値内である場合に検出センサ３２の検出エラーの発生無と判定する。なお、位置検出結果及び厚みのばらつき検出結果の双方が想定値内である場合に検出センサ３２の検出エラーの発生無と判定し、それ以外の場合に検出センサ３２の検出エラーの発生有と判定してもよい。

【0046】

また、判定部５２が、各ウェーハＷの位置及び各ウェーハの厚みのばらつきを検出する代わりに、これらの検出結果をウェーハ検出部５０から取得してもよい。

【0047】

走査制御部５４は、走査機構３４による検出センサ３２のＺ軸方向の走査を制御する。この走査制御部５４は、カセット２０に対する初回のウェーハセンシング実行時には、記憶部４２内の標準速度情報４４に基づき、走査機構３４を駆動して検出センサ３２をＺ軸方向に標準速度で走査させる。また、走査制御部５４は、初回のウェーハセンシング実行後に判定部５２が検出センサ３２の検出エラーの発生有と判定した場合に、記憶部４２内の最適速度情報４６に基づき、走査機構３４を駆動して検出センサ３２をＺ軸方向に最適速度で再走査させる。これにより、カセット２０に対するウェーハセンシングがリトライされる。

【0048】

標準速度は、本発明の第１速度に相当する。この標準速度は、例えばプローバ１０のメーカによって定められた走査速度であり、メーカによって記憶部４２内の標準速度情報４４に登録される。なお、標準速度情報４４への標準速度の登録、及び標準速度情報４４に登録されている標準速度の変更を、プローバ１０のユーザにより実行可能にしてもよい。

【0049】

最適速度は、本発明の第２速度に相当する。この最適速度は、プローバ１０のユーザによって定められた走査速度であり、ユーザによって記憶部４２内の最適速度情報４６に登録される。なお、最適速度情報４６に登録される最適速度は、ユーザにより変更可能である。

【0050】

最適速度は、ロードポート１８（カセット２０）の設置環境下において、判定部５２が検出エラーの発生の有無を誤判定する確率（以下、単に検出エラーの誤判定確率という）が前述の標準速度よりも低くなる走査速度である。ここでいう誤判定とは、例えば、各ウェーハＷの位置及び各ウェーハの厚みのばらつきが実際には想定値の範囲内であっても、検出センサ３２の検出信号に基づいた判定部５２の判定結果が「検出エラーの発生有」となることである。

【0051】

そして、最適速度は、ロードポート１８の設置環境（例えば床の種類、クリーンルームの空調機の振動等）の違い、及び走査機構３４の性能のばらつき（ロードポート１８ごとに走査機構３４が設けられている場合）等の各種要因により変化する。

【0052】

図８は、第１設置環境下における図２中の３台のロードポート１８［ＬＰ１（符号８Ａ）、ＬＰ２（符号８Ｂ）、ＬＰ３（符号８Ｃ）］の走査速度と、ウェーハＷの厚みのばらつきの平均値及び標準偏差３σ（図中では単に「３σ」と表示）と、の関係を示したグラフである。図９は、第１設置環境下とは異なる第２設置環境下における３台のロードポート１８［ＬＰ１（符号９Ａ）、ＬＰ２（符号９Ｂ）、ＬＰ３（符号９Ｃ）］の走査速度と、ウェーハＷの厚みのばらつきの平均値及び標準偏差３σ図中では単に「３σ」と表示と、の関係を示したグラフである。なお、図８及び図９における符号ＳＴＤは既述の標準速度を示す。

【0053】

図８に示すように、第１設置環境下では、走査速度が低くなるほど、ウェーハWの厚みのばらつきの平均値及び標準偏差３σが最小となる。ここで、各グラフ中のバー（平均値及び標準偏差３σ）が大きくなるほど、ウェーハＷの厚みのばらつきが大きくなる、すなわち検出エラーの誤判定確率が高くなることを示す。また逆に、各グラフ中のバー（平均値及び標準偏差３σ）が小さくなるほど、ウェーハＷの厚みのばらつきが小さくなる、すなわち検出エラーの誤判定確率が低くなることを示す。従って、第１設置環境下では、走査速度を最小にすることで、検出エラーの誤判定確率が最小となる。

【0054】

一方、図９に示すように、第２設置環境下では、必ずしも最小の走査速度でウェーハWの厚みのばらつきの平均値及び標準偏差３σが最小にはならない、すなわち検出エラーの誤判定が発生する確率が最小にならない。

【0055】

このようにロードポート１８（カセット２０）の設置環境に応じて最適速度は異なる。このため、ユーザは、ロードポート１８（カセット２０）の設置環境ごとに、走査速度と、検出エラーの誤判定確率を示す指標値（本実施形態では図８及び図９に示した平均値及び標準偏差３σ）との対応関係を予め実験又はシミュレーション等により求め、その結果に基づき最適速度を決定する。そして、ユーザは、決定した最適速度を、タッチパネル式の表示部１５を操作して記憶部４２内の最適速度情報４６に登録する。

【0056】

判定部５２による検出エラーの発生有の判定に応じて走査機構３４が検出センサ３２をＺ軸方向に最適速度で再走査させてウェーハセンシングをリトライすることで、標準速度で行う初回のウェーハセンシングと比較して、検出エラーの誤判定確率が低減する。このため、初回のウェーハセンシングで仮に判定部５２が検出エラーの発生有を誤判定した場合でも、その後の最適速度で行われたウェーハセンシングのリトライで判定部５２が正しい判定（検出エラーの発生無の判定）を行う確率が高くなる。すなわち検出エラーの誤判定確率を減らすことができる。

【0057】

前述の判定部５２は、走査機構３４による検出センサ３２の最適速度でのＺ軸方向の再走査（ウェーハセンシングのリトライ）が実行された場合、この再走査中の検出センサ３２の検出結果に基づき検出エラーの発生の有無を再判定する。これにより、初回のウェーハセンシング時の判定部５２による検出エラーの発生有の判定が、誤判定であるか否かを高精度に判定することができる。

【0058】

繰り返し制御部５６は、走査制御部５４及び判定部５２を制御して、走査機構３４による最適速度での検出センサ３２の再走査（ウェーハセンシングのリトライ）と、判定部５２による検出エラーの発生の有無の判定と、を繰り返し実行させる繰り返し制御を行う。この繰り返し制御は、判定部５２が１回目の再判定で検出エラーの発生有と判定した場合であって且つウェーハセンシングのリトライの指定回数の設定が２回以上である場合に実行される。なお、上述の指定回数の設定は、ユーザがタッチパネル式の表示部１５を操作して行う。

【0059】

繰り返し制御部５６による繰り返し制御は、判定部５２が再判定で検出エラーの発生無と判定した場合、又は予め定められた指定回数分だけ繰り返し制御が繰り返されても判定部５２が再判定で検出エラーの発生有と判定した場合に終了する。このように繰り返し制御を実行することで、初回のウェーハセンシング時の判定部５２による検出エラーの発生有の判定が誤判定であるか否かをより高精度に判定することができる。

【0060】

表示制御部５８は表示部１５の表示を制御する。この表示制御部５８は、ウェーハセンシングのリトライが指定回数分（１回又は複数回）だけ実行された後に実施される判定部５２の最終の再判定（以下、最終再判定という）においても引き続き検出エラーの発生有との判定がなされた場合に、表示部１５にエラー表示を表示させる。これにより、ユーザに対して異常の発生を知らせることができる。

【0061】

なお、統括制御部４０は、判定部５２の最終再判定で検出エラーの発生有との判定がなされた場合に、プローバ１０の少なくともローダ部１４の動作を停止させる。

【0062】

［プローバの作用］
図１０は、上記構成のプローバ１０によるカセット２０のウェーハセンシング処理の流れ（本発明のウェーハ検出方法に相当）を示すフローチャートである。

【0063】

図１０に示すように、統括制御部４０は、ロードポート１８に新たなカセット２０が載置されると、このカセット２０に対するウェーハセンシング処理を開始する。最初に走査制御部５４が、記憶部４２内の標準速度情報４４に基づき、走査機構３４を駆動して検出センサ３２をＺ軸方向に標準速度で走査させる（ステップＳ１０、本発明の走査ステップに相当）。これにより、Ｚ軸方向に走査中の検出センサ３２から統括制御部４０へ検査光Ｌの検出信号が逐次出力される。

【0064】

そして、ウェーハ検出部５０は、上述の走査中に検出センサ３２から逐次入力された検査光Ｌの検出信号に基づき、カセット２０内のウェーハ収納位置ごとのウェーハＷの有無と、カセット２０内に収容されている各ウェーハＷの位置及び厚みのばらつきと、を検出する。これにより、カセット２０に対する初回のウェーハセンシング、すなわち標準速度でのウェーハセンシングが完了する。

【0065】

また、判定部５２は、上述の走査中に検出センサ３２から逐次入力された検査光Ｌの検出信号に基づき各ウェーハＷの位置及び厚みのばらつきを検出し、これらの検出結果に基づき検出センサ３２の検出エラーの発生の有無を判定する（ステップＳ１２、本発明の判定ステップに相当）。そして、判定部５２が検出エラーの発生無と判定した場合には、統括制御部４０はウェーハセンシングを終了して次の工程を開始させる（ステップＳ１２でＮＯ）。

【0066】

一方、判定部５２が検出エラーの発生有と判定した場合に、走査制御部５４は、カセット２０に対するウェーハセンシングのリトライを開始する（ステップＳ１２でＹＥＳ）。

【0067】

具体的には走査制御部５４は、記憶部４２内の最適速度情報４６に基づき、走査機構３４を駆動して検出センサ３２をＺ軸方向に最適速度で再走査させる（ステップＳ１４，Ｓ１６、本発明の走査制御ステップに相当）。これにより、初回の標準速度でのウェーハセンシング時よりも検出エラーの誤判定確率が低減される。この際に、最適速度が前述の標準速度よりも遅い場合には検出センサ３２の再走査に時間がかかるが、この再走査が行われるのはウェーハセンシングのリトライ時のみである。このため、ウェーハセンシングのリトライを行っても例えば数秒程度の時間が余分にかかるだけであり、プローバ１０の全体の稼働時間に対する影響は微々たるものである。また、検出エラーの誤判定に基づくプローバ１０の不要な再立ち上げを防止することができるので、スループットを向上させることができる。

【0068】

検出センサ３２の再走査が実行されると、この再走査中の検出センサ３２の検出結果に基づき、前述のウェーハ検出部５０による各種検出と、判定部５２による検出エラーの発生の有無の再判定（ステップＳ１８）とが実行される。これにより、判定部５２による初回（ステップＳ１２）の検出エラーの発生有の判定が、誤判定であるか否かを正確に判定することができる。なお、判定部５２が再判定で検出エラーの発生無を判定した場合、すなわち前回の検出エラーの発生有の判定が誤判定であった場合に、統括制御部４０はウェーハセンシングを終了して次の工程を開始させる（ステップＳ１８でＮＯ）。

【0069】

一方、判定部５２が再判定で検出エラーの発生有を判定した場合（ステップＳ１８でＹＥＳ）であって且つウェーハセンシングのリトライの指定回数の設定が１回である場合（ステップＳ２０でＮＯ）、後述のステップＳ２４に進む。

【0070】

また、判定部５２が再判定で検出エラーの発生有を判定した場合（ステップＳ１８でＹＥＳ）であって且つウェーハセンシングのリトライの指定回数の設定が２回以上である場合（ステップＳ２０でＹＥＳ）、繰り返し制御部５６が作動する。そして、繰り返し制御部５６は、走査制御部５４及び判定部５２を制御して、検出センサ３２の再走査（ウェーハセンシングのリトライ）と、判定部５２による再判定と、を繰り返し実行させる繰り返し制御を行う（ステップＳ１６からステップＳ２２）。これにより、判定部５２による初回の検出エラーの発生有の判定が誤判定であるか否かを高精度に判定することができる。

【0071】

この繰り返し制御は、判定部５２が再判定で検出エラーの発生無と判定した場合（ステップＳ１８でＮＯ）、又は判定部５２が最終再判定で検出エラーの発生有と判定した場合に終了する（ステップＳ２２でＹＥＳ）。そして、判定部５２が繰り返し制御時の再判定で検出エラーの発生無と判定した場合（ステップＳ１８でＮＯ）、統括制御部４０はウェーハセンシングを終了して次の工程を開始させる。

【0072】

一方、判定部５２の最終再判定で検出エラーの発生有との判定がなされた場合（ステップＳ２０でＮＯ又はステップＳ２２でＹＥＳ）、表示制御部５８は表示部１５にエラー表示を表示させる（ステップＳ２４）。また、このエラー表示と同時又は前後して、統括制御部４０はプローバ１０の少なくともローダ部１４を停止させる。

【0073】

［本実施形態の効果］
以上のように本実施形態では、検出センサ３２の走査を標準速度で行う初回のウェーハセンシングで検出エラーが発生した場合に、検出センサ３２の再走査を最適速度で行うウェーハセンシングのリトライを実行することで、初回の検出エラーの発生の判定が誤判定であるか否かを正確に判定することができる。このため、検出エラーの発生の有無を正確に判定することができる。また、仮に最適速度が標準速度よりも遅い場合に、普段のプローバ１０の稼働時（例えば初回のウェーハセンシング時）にも最適速度で検出センサ３２の走査を行うとプローバ１０のスループットが低下するが、本実施形態ではウェーハセンシングのリトライ時にのみ最適速度で検出センサ３２の再走査を行うので上述のスループットの低下が防止される。その結果、本実施形態では、検出エラーの発生の正確な判定と、スループットの低下防止とを両立することができる。

【0074】

また、本実施形態では、検出エラーの発生の有無を正確に判定することができるので、誤判定に基づくプローバ１０の再立ち上げ及びこれに伴うタイムロスの発生が防止される。特に、１つの搬送ユニット２２で複数の測定部１６に対してウェーハＷを搬送する本実施形態のプローバ１０では、誤判定により搬送ユニット２２が停止すること、及びこの停止により複数の測定部１６に影響が生じて非常に大きなタイムロスが生じることが防止される。

【0075】

［その他］
上記実施形態の判定部５２は、各ウェーハＷの位置及び各ウェーハＷの厚みのばらつきに基づき検出エラーの発生の有無を判定しているが、例えば検出センサ３２から出力される検出信号の大きさが想定値（想定範囲）内であるか否かに基づき検出エラーの発生の有無を判定してもよい。さらに、判定部５２は、各ウェーハＷの位置、各ウェーハＷの厚みのばらつき、及び検出信号の大きさに基づき検出エラーの発生の有無を判定してもよい。

【0076】

上記実施形態では、発光部３８Ａ及び受光部３８Ｂを備える透過型の検出センサ３２を用いてウェーハセンシングを行っているが、少なくともカセット２０内のウェーハ収納位置ごとのウェーハＷの有無（好ましくは各ウェーハＷの位置及び厚みのばらつき等）を検出可能であればセンサの種類の特に限定されるものではない。例えば、検出センサ３２として撮像素子を有するカメラを用いると共に、走査中及び再走査中のカメラによる撮影画像（動画像を含む）を画像解析してウェーハＷの有無等を検出してもよい。

【0077】

上記実施形態では、繰り返し制御部５６による繰り返し制御を行う場合に、同一の最適速度で検出センサ３２の再走査を繰り返しているが、再走査を行うごとに最適速度を変更してもよい。例えば最適速度が遅いほど検出エラーの誤判定確率が低くなるような場合には、再走査を繰り返すごとに最適速度を段階的に低くしてもよい。これにより、ウェーハセンシングのリトライに要する時間を短縮することができる。

【0078】

上記実施形態では、標準速度情報４４及び最適速度情報４６が記憶部４２内に記憶されているが、標準速度情報４４及び最適速度情報４６がインターネット上のサーバ等に格納されていてもよい。この場合、走査制御部５４は、インターネット上のサーバ等にアクセスして標準速度情報４４及び最適速度情報４６をそれぞれ参照する。

【0079】

上記実施形態のウェーハ検出部５０は、カセット２０内のウェーハ収納位置ごとのウェーハＷの有無と、カセット２０内に収容されている各ウェーハＷの位置及び厚みのばらつきと、を検出しているが、各ウェーハＷの位置及び厚みのばらつきについてはいずれか一方のみを検出してもよい。また、ウェーハ検出部５０が、ウェーハＷの有無のみを検出してもよい。

【0080】

上記実施形態では、Ｚ軸方向が上下方向に平行である場合を例に挙げて説明したが、Ｚ軸方向が上下方向に対して非平行であってもよい。

【0081】

上記実施形態では、プローバ１０にセットされるカセット２０に対するウェーハセンシングについて説明したが、ウェーハＷに対するレーザ加工又はダイシング加工を行う加工装置、及びウェーハＷを複数のチップに分割する分割装置等にセットされるカセット２０に対するウェーハセンシングにも本発明を適用可能である。

【符号の説明】

【0082】

１０…プローバ，
１４…ローダ部，
１８…ロードポート，
２０…カセット，
３０…センシング装置，
３２…検出センサ，
３４…走査機構，
３８Ａ…発光部，
３８Ｂ…受光部，
４０…統括制御部，
４２…記憶部，
４４…標準速度情報，
４６…最適速度情報，
５０…ウェーハ検出部，
５２…判定部，
５４…走査制御部，
５６…繰り返し制御部，
５８…表示制御部

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】