本開示は、検査システムに関する。

半導体デバイスの製造プロセスにおいては、基板である半導体ウエハ(以下単にウエハと記す)における全てのプロセスが終了した段階で、ウエハに形成されている複数の半導体素子(デバイス)の電気的検査が行われる。このような電気的検査を行う装置は、一般的に、ウエハステージ、デバイスに接触するプローブを有するプローブカード、ウエハの位置合わせを行うアライナー等を有するプローバ部と、デバイスに電気的信号を与え、デバイスの種々の電気特性を検査するためのテスタとを有している。

また、このような電気的検査を多数のウエハに対して効率的に行うため、プローブカードやウエハ保持用のチャックプレート等を有するプローバ部と、テスタを収納したテストヘッドとを有するセルを横方向および高さ方向に複数台並べた検査システムが用いられている(例えば特許文献1)。特許文献1では横方向に4個、高さ方向に3個のセルを有するものが例示されている。また、各セルにおいては、プローバ部の上にテストヘッドが載せられている。

特開2014−179379号公報

本開示は、テスタの実装密度を高くすることができる検査システムを提供する。

本開示の一実施形態に係る検査システムは、被検査体の電気的検査を行うためのテスタとプローブカードとを有するテスタ部が収容される検査室を複数段有する検査モジュールと、被検査体と前記テスタ部のアライメントを行うアライナーモジュールと、前記アライナーモジュールを収容するアライメントエリアと、被検査体を前記アライナーモジュールに搬入出するローダ部とを有し、前記検査モジュールは、前記アライメントエリアに隣接して設けられている。

本開示によれば、テスタの実装密度を高くすることができる検査システムが提供される。

第1の実施形態に係る検査システムの概略構成を示す平面図である。

図1の検査システムを示す縦断面図である。

検査室内でウエハに形成されたデバイスの電気検査を行っている際のテスタ部およびチャックトップの状態を示す図である。

テスタ部にウエハを搬送する際の手順を説明するための図である。

テスタ部にウエハを搬送する際の手順を説明するための図である。

テスタ部にウエハを搬送する際の手順を説明するための図である。

テスタ部にウエハを搬送する際の手順を説明するための図である。

テスタ部にウエハを搬送する際の手順を説明するための図である。

テスタの冷却機構の一例を示す図である。

テスタの冷却機構の他の例を示す図である。

テスタの冷却機構のさらに他の例を示す図である。

図11Aの冷却機構において、テスタを冷却部材から切り離した状態を示す図である。

テスタの冷却機構の別の例を示す側面図である。

テスタの冷却機構の別の例を示す平面図である。

テスタの冷却方式の一例を示す図である。

テスタの冷却方式の他の例を示す図である。

検査室に用いられるシャッターを含むシャッターユニットの構造を示す断面図である。

検査室に用いられるシャッターを含むシャッターユニットの構造を示す正面図である。

検査室に用いられるシャッターを含むシャッターユニットのシャッターガイドの構成を示す図である。

第2の実施形態に係る検査システムの概略構成を示す平面図である。

第3の実施形態に係る検査システムの概略構成を示す縦断面図である。

第3の実施形態に係る検査システムにおけるアライメントの際の状態を説明する断面図である。

以下、添付図面を参照して実施の形態について詳細に説明する。

<第1の実施形態> まず、第1の実施形態について説明する。 図1は第1の実施形態に係る検査システムの概略構成を示す平面図、図2は図1の検査システムを示す縦断面図である。

本実施形態の検査システム100は、被検査体であるウエハに形成されたデバイスの電気的特性の検査するものであり、−40〜−20℃程度の低温における検査が可能に構成されている。

検査システム100は、ウエハWの検査を行う検査部200と、ウエハの搬入出等を行うローダ部300とを有する。

検査部200は、アライナーモジュール6と、アライメントエリア1と、複数(本例では6個)の検査モジュール2とを有する。アライナーモジュール6は、ウエハとテスタとのアライメントを行うためのものであり、アライメントエリア1に収容されている。アライメントエリア1は平面形状が多角形状をなし、複数の検査モジュール2は、アライメントエリア1の周囲に放射状にクラスター形状を有するように設けられている。

ローダ部300は、載置台10と、ローダモジュール12と、搬送部3と、バッファ部4と、プリアライメント部5と、制御部15とを有する。載置台10は、複数のウエハWを収容する容器であるFOUP11が載置され、ロードポートを有する。ローダモジュール12は、ウエハ等を搬送するローダ13を有する。搬送部3は、ウエハWを搬送する搬送機構7を有する。バッファ部4は、ウエハWを仮置きする。プリアライメント部5は、ウエハWのプリアライメントを行う。制御部15は、載置台10の内部に設けられている。

また、アライメントエリア1、検査モジュール2、および搬送部3の下にはチラーエリア8が設けられている。

検査部200は、低温での検査の際に、結露しないように、検査に適した環境であるドライ雰囲気に調整される。ドライ雰囲気はドライエアを供給することにより形成することができる。また、ローダ部300のうち、搬送部3、バッファ部4、プリアライメント部5も、ドライ雰囲気に調整される。ローダ部300の他の部分は大気雰囲気となっている。

各検査モジュール2は、複数段、本例では5段の検査室21を有しており、最下段の検査室21の下には電装部品収納部26が設けられている。その下のチラーエリア8の検査モジュール2の下側部分にはチラーユニット27が設けられている。なお、電装部品収納部26を設ける代わりに検査室21を設け、検査室21の段数をさらに増加させてもよい。

各検査室21にはテスタとプローブカードを含むコンタクト機構とを有するテスタ部22が収容される。そして、テスタ部22のコンタクト部にウエハを搭載したチャックトップ23を吸着させた状態で検査が行われる。検査室21とアライメントエリア1との間には、開口24が設けられており、開口24はシャッター25により開閉されるようになっている。テスタ部22およびチャックトップ23は、図示しない移動機構により、それぞれ別個にアライメントエリア1に引き出すことが可能となっている。なお、シャッター25およびテスタ部22の詳細については後述する。

各検査室21の背面側はメンテナンスエリアとなっており、テスタ部22をメンテナンスエリアに引き出してテスタ部22のメンテナンスを行えるようになっている。

搬送部3内の搬送機構7は、例えば、図示するように多関節構造を有しており、搬送機構7は搬送部3内の空間を昇降可能に設けられている。搬送部3の下側にはアライメントエリア1に繋がる開口41を有しており、開口41はシャッター42により開閉可能となっている。そして、開口41を介して搬送機構7からウエハWがアライメントエリア1に対して搬入出される。また、搬送機構7は、開口41の上方位置で、バッファ部4およびプリアライメント部5に対するウエハWの受け渡しを行う。

アライナーモジュール6は、筐体31と、アライナー32と、ファンフィルターユニット(FFU)33と、上カメラ34と、下カメラ35とを有している。筐体31は、Z方向に昇降およびZ軸回りのθ方向に回転可能に設けられている。アライナー32は、筐体31内の底部に設けられている。ファンフィルターユニット(FFU)33は、筐体31の上面に設けられている。上カメラ34は、筐体31の上面中央に上下動可能に設けられている。下カメラ35は、アライナー32の側面に設けられている。

筐体31の昇降は、例えばボールねじ機構により行うことができる。FFU33からは清浄なドライ空気のダウンフローが供給される。また、筐体31の側面には、搬送部3の搬送機構7によりウエハWを搬入出するための間口36と、テスタ部22およびチャックトップ23を搬入出するための間口37とを有している。間口36および37は、それぞれシャッター38および39により開閉可能となっている。そして、ウエハWを搬入出する際には、間口36が搬送部3の間口41に合うようにアライナーモジュール6を移動させる。また、テスタ部22および/またはチャックトップ23を搬入出する際には、間口37が対応する検査モジュール2の検査室の間口24に合うようにアライナーモジュール6を移動させる。

ローダ13は、ローダモジュール12内の空間を、図中のX方向、Y方向、Z方向、およびZ軸回りのθ方向に移動可能に設けられている。これにより、FOUP11内のウエハWを、ロードポートを介して受け取り、バッファ部4またはプリアライメント部5に搬送するか、または、バッファ部4に搬送された検査済みのウエハWをFOUPに戻す。バッファ部4の搬送間口およびプリアライメント部5の搬送間口は、それぞれシャッター43および44により開閉可能となっている。

シャッター43および44により、大気雰囲気とドライ雰囲気が仕切られるようになっている。また、搬送部3とアライメントエリア1との間にシャッター42を設けることにより、実際に結露を防止したいアライメントエリア1および検査モジュール2内への大気の侵入を確実に防止するようになっている。また、複数の検査室21は各々区画されており、各検査室21のシャッター25を閉めることで、各検査室21毎に所望のドライ雰囲気に制御することができる。また、シャッター25は、メンテナンスを行っている検査室21からの大気の侵入を防止する機能も有する。なお、各検査室21の雰囲気制御は一体的に行ってもよい。

次に、テスタ部22およびチャックトップ23について説明する。 図3は、検査室21内でウエハWに形成されたデバイスの電気的検査を行っている際のテスタ部22およびチャックトップ23の状態を示す図である。

テスタ部22は、テスタ50と、プローブカード52と、インターフェイス部51と、ベローズ54とを有している。テスタ50は、ウエハWに形成された複数のデバイスの電気的検査を行うものである。テスタ50は、筐体内に、ウエハW上のデバイスに対する電力供給、波形入力(ドライバ)、波形測定(コンパレータ)、電圧、電流出力および測定を行うテスタモジュールボード(図示せず)が複数設けられて構成されている。プローブカード52は、ウエハWに形成された複数のデバイスの電極に接触する多数のコンタクトプローブ53を有する。インターフェイス部51は、テスタ50とプローブカード52との間に形成される。ベローズ54は、ウエハWを保持したチャックトップ23をテスタ部22に真空吸着する際の密閉空間を形成する。

チャックトップ23は、その表面にウエハWが吸着保持されるとともに、その内部に温調機構を有しており、低温検査を行う場合は、チラーユニット27からチラー(冷却液)が供給されて温調されるようになっている。なお、高温検査も行えるようにする場合は、チャックトップ23内に温調機構としてヒーターも設けられる。

チャックトップ23は、ベローズ54内の密閉空間が真空引きされることにより、テスタ部22に吸着された状態となり、コンタクトプローブ53がウエハWに接触する。この状態で、テスタ50からの電気的信号が、インターフェイス部51およびプローブカード52を経てウエハWの各デバイスに送られ、ウエハWの各デバイスからの応答信号がプローブカード52およびインターフェイス部51を経てテスタ50に戻る。これにより、デバイスの電気的特性の検査が行われる。

制御部15は、検査システム100を構成する各構成部を制御する、CPU(コンピュータ)を有する主制御部と、入力装置(キーボード、マウス等)、出力装置(プリンタ等)、表示装置(ディスプレイ等)、記憶装置(記憶媒体)を有している。制御対象である各構成部としては、例えば、各検査室21のテスタ50、真空吸着機構、アライナーモジュール6、搬送機構7、ローダ13、テスタ部22およびチャックトップ23の移動機構、アライナー32等を挙げることができる。制御部15の主制御部は、例えば、記憶装置に内蔵された記憶媒体、または記憶装置にセットされた記憶媒体に記憶された処理レシピに基づいて、検査システム100に所定の動作を実行させる。

テスタ部22にウエハWを搬送する際には、図4に示すように、チャックトップ23がアライメントエリア1に搬入されてアライナー32の上に載置され、吸着された状態とする。このときの位置合わせは、下降した状態の上カメラ34により行われる。

そして、図5に示すように、間口36から搬送装置7によりアライナーモジュール6の筐体31内にウエハWを搬入し、チャックトップ23の所定位置に載置し、吸着する。

次いで、図6に示すように、上カメラ34を戻して間口37からテスタ部22をアライナーモジュール6の筐体31に搬入させ、下カメラ35でテスタ部22の位置合わせを行う。

次いで、図7に示すように、アライナー32のZブロックによりチャックトップ23を上昇させ、テスタ部22のプローブカード52のコンタクトプローブをウエハに接触させた後、さらにチャックトップ23を上昇させコンタクトプローブをウエハに押し付ける。その状態でベローズ54に囲まれた空間を真空引きしてチャックトップ23をテスタ部22に吸着させるとともに、ウエハWがコンタクトプローブに押し付けられた状態を維持する。この際に、筐体31は、所定の部材を介してテスタ部22を支持し、ウエハWへの押しつけ力が逃げないようにする機能を有する。

次いで、図8に示すように、アライナー32とチャックトップ23の吸着を解除し、テスタ部22とそれに吸着されたチャックトップ23を検査室21に移動させ、ウエハWの検査を開始する。

ウエハWの検査が終了した際には、ウエハWの搬入の際の動作と逆の動作でウエハWを搬出する。すなわち、検査が終了したウエハWが存在する検査室21のテスタ部とそれに吸着されたチャックトップ23を、図8とは逆に、検査室21からアライナーモジュール6の筐体31内に移動させる。次いで、チャックトップ23をアライナー32に載置し、吸着させ、図7に示す状態とする。この状態で、ベローズ54に囲まれた空間の真空を解除し、チャックトップ23の吸着を解除し、図6の状態とする。次いで、テスタ部22を検査室21に退避させ、チャックトップ23上のウエハWを搬送装置7により間口36を介して搬出する。

そして、図4に示す状態となったチャックトップ23上に、次の未検査のウエハWが載置され、図5〜図8の手順でウエハWが吸着されたチャックトップ23をテスタ部22に吸着させた状態で検査室21に戻し、新たなウエハWの検査が行われる。

次に、テスタ50の冷却機構について説明する。 テスタ部22のテスタ50を構成する複数のテスタモジュールボードは発熱するため、テスタ50(テスタモジュールボード)を冷却する必要がある。このため、従来、テスタモジュールボードに熱伝導シートを介して冷却プレートを貼り付け、冷却プレート内に冷却水チューブを介してチラーユニットから冷却水を循環供給していた。冷却水により熱交換し、昇温した冷却水をチラーユニット(熱交換器)により冷却することによりテスタ50の冷却を行っていた。しかし、本実施形態のようにテスタ50が移動する場合には、冷却水チューブをテスタ50とともに移動させる必要があり冷却水チューブの引き回しが複雑となる。

これを回避するテスタ50の冷却構造として、図9に示すものを挙げることができる。この冷却構造は、チラーユニット55から検査室21内のテスタ50における複数のテスタモジュールボードに冷却水を循環供給するための冷却水チューブ56および57を、真空ラインや給電ケーブルとともに多関節式ケーブルダクト58内に収容する。このような手法を用いることにより、テスタ50が移動しても冷却水チューブ56および57は多関節ケーブルダクト58内にあるので引き回しの複雑化は生じ難い。もちろん、これに加えて真空ラインや給電ケーブルの引き回しの複雑性も回避することができる。

図9でもなお不十分な場合には、他の冷却機構として図10に示す冷却機構を用いることができる。図10の冷却機構は、検査室21内のテスタ50の背面側に、冷却水流路62が設けられた冷却部材61を配置し、チラーユニットから冷却水チューブを介して冷却水路62に冷却水を循環供給する。それとともに、テスタ50を冷却部材61に対して接離可能とし、検査の際には、テスタ50を冷却部材61に接触させて伝熱により冷却し、アライメントの際にはテスタ50を冷却部材61から切り離す。テスタ50内がアライナーモジュール6に移動された際には、冷却の必要性は検査時よりも低いので、テスタ50内の冷却水流路63に冷却水を内部循環させればよい。

また、冷却機構のさらに他の例として、図11Aに示すように、検査室21内のテスタ50の背面側に、内部に2つの冷却水流路72が形成され、冷却水路72の接続端部にカプラ73が設けられた冷却部材70を配置したものを用いてもよい。本例では、チラーユニットから冷却水チューブを介して冷却水路72に冷却水を供給するようにする。それとともに、テスタ50を冷却部材70に対して接離可能とし、検査の際には、テスタ50を冷却部材70に接続し、テスタ50の内部の冷却水流路71と、冷却部材70の冷却水流路72とをカプラ73に接続して冷却水が循環するようにする。これにより、検査の際には十分な冷却を確保し、検査時よりも冷却の要求が小さいアライメント時には、図11Bに示すように、テスタ50が冷却部材70から切り離されてテスタ50の冷却水流路71内に冷却水を循環させるようにすることができる。

なお、図10、図11A、図11Bの場合には、テスタ部22のメンテナンスの際に、冷却部材61および冷却部材70を開いて、テスタ部22がメンテナンスエリアに引き出せるようにすればよい。

さらに、冷却機構の別の例として、図12A、図12Bに示すようにヒートパイプを用いて冷却することも有効である。図12Aはテスタ50の内部および本例の冷却機構の側面図であり、図12Bはその平面図である。本例では、テスタ50内の複数のテスタモジュールボード80のそれぞれに接触するようにヒートパイプ81が設けられている。ヒートパイプ81は一つのテスタモジュールボード80に対して3本設けられている。ただし、ヒートパイプ81の本数は限定されない。各テスタモジュールボード80におけるヒートパイプ81の基端部は、テスタ側冷却部材82内に挿入されており、図12Bに示すように、テスタ側冷却部材82は、複数のテスタモジュールボード81に対応して複数並べて配置されている。複数のテスタ側冷却部材82は冷却部材83に接離可能に設けられている。冷却部材83内には冷却水流路が設けられており、チラーユニットから冷却水チューブを介して冷却水が循環供給されることにより冷却されるようになっている。

本例においては、テスタ50による検査の際には、テスタ側冷却部材82を冷却部材83に接触させて、冷却部材83の冷熱を、テスタ側冷却部材82およびヒートパイプ81を介してテスタ50に供給して冷却する。より詳しくは、冷熱をテスタ50内の各テスタモジュールボード80に供給して冷却する。アライメントの際にはテスタ50をテスタ側冷却部材82とともに、冷却部材83から切り離す。テスタ50内がアライナーモジュール6に移動された際には、冷却の必要性は検査時よりも低いのでテスタ側冷却部材82の冷熱をヒートパイプ81を介してテスタ50に伝熱させればよい。

ヒートパイプ81は、両端が閉塞された筒状をなす金属(例えば銅または銅合金)からなり、その中に水などの作動液が充填された密閉構造を有している。そして、内部に充填された作動液の蒸発現象と凝縮現象を利用して、一端から他端に大量の熱を容易に輸送する機能、およびその中に温度の高低がある場合に速やかに熱を輸送して温度を均一化する機能を有する。ヒートパイプ81は作動液が先端に流れ落ちることができるよう、斜めに配置されている。このヒートパイプ81の機能により、冷却部材83の冷熱がテスタ側冷却部材82およびヒートパイプ81を介してテスタ50(テスタモジュールボード80)に伝達される。したがって、冷却水チューブや冷却水路等を用いない簡易な構造でテスタ50(テスタモジュールボード80)を冷却することができる。

なお、本例では、テスタ部22のメンテナンスの際に、冷却部材83を開いて、ヒートパイプ81およびテスタ側冷却部材82ごとテスタ部22をメンテナンスエリアに引き出し、その後、ヒートパイプ81およびテスタ側冷却部材82を取り外せばよい。

以上のテスタ50におけるテスタモジュールボードの冷却の説明においては、冷却水で冷却することを前提として記載したが、他の冷却液であってもよい。

テスタを構成するテスタモジュールボードを冷却するためのチラーユニット(熱交換器)として、従来、テスタ専用のものが用いられており、本実施形態でもテスタ専用のものを用いてもよい。しかし、この場合には、チラーユニットの分、検査システムのフットプリントが大きくなり、また、テスタ専用のチラーユニットにおいて冷却水等の熱交換のための電力も必要である。

テスタ専用のチラーユニットを用いる場合のフットプリントの増加および電力の問題を解消可能な冷却方式として、チャックトップ23のチラーユニット27の冷却液を利用するものを用いることができる。

図13は、その場合の冷却方式の一例を説明する図である。 チラーユニット27は熱交換器として機能し、冷却液供給配管91および冷却液返戻配管92が接続されており、冷却液供給配管91へ所定の温度に冷却された冷却液が供給される。また、冷却液返戻配管92から冷却に供せられて昇温した冷却液がチラーユニット27に返戻される。冷却液供給配管91および冷却液返戻配管92は中継部材93に接続される。

中継部材93には、冷却液供給配管91に連通するテスタ側冷却液供給路94および冷却液返戻配管92に連通するテスタ側冷却液返戻路95が接続されている。テスタ側冷却液供給路94にはバルブ96が介装されている。冷却液の温度は、ウエハのテスト温度、熱量に合わせて上下する可能性があるので、バルブ96によりテスタ50に供給される冷却液の流量制御により、テスタ50内のテスタモジュール温度が所定範囲内に収まるように制御する。テスタ側冷却液供給路94は、テスタ50に至り、テスタ50内で分岐して、各テスタモジュールボードに熱伝導シートを介して貼り付けられた冷却プレート(いずれも図示せず)に接続され、各テスタモジュールボードを冷却する。また、テスタ側冷却水返戻路95もテスタ50に至り、テスタ50内で分岐して、各テスタモジュールボードに熱伝導シートを介して貼り付けられた冷却プレートに接続され冷却に供せられた後の昇温した冷却液がチラーユニット27に向けて返戻される。

テスタ側冷却液供給路94からはチャックトップ側冷却液供給路97が分岐しており、テスタ側冷却液返戻路95からはチャックトップ側冷却液返戻路98が分岐している。チャックトップ側冷却液供給路97にはバルブ99が介装されており、チャックトップ23に供給される冷却液の流量を制御するようになっている。チャックトップ側冷却液供給路97を介してチャックトップ23内の冷却液流路に冷却液が供給されることにより、チャックトップ23が所定温度に制御される。また、チャックトップ側冷却液返戻路98もチャックトップ23内の冷却液流路に接続され、チャックトップ23の冷却に供せられた後の昇温した冷却液がチラーユニット27に向けて返戻される。

このように、チャックトップ23のチラーユニット27を用いてテスタ50内のテスタマザーボードを冷却することにより、テスタ専用のチラーユニットを設ける必要がない。このため、検査システムのフットプリントを小さくすることができ、冷却水等の熱交換のための電力を低減することができる。

また、図14に示すように、冷却液として工場内で循環水等として用いられる工場内水(市水)をテスタ50(テスタモジュールボード)の冷却に用いてもよい。ただし、供給可能な水の温度、水質、圧力等は工場によって異なるので、テスタ50の冷却条件に合致するか否かの確認は必要である。この場合にも、テスタ専用のチラーユニットを設ける必要がないので、検査システムのフットプリントを小さくすることができ、冷却水等の熱交換のための電力を低減することができる。

次に、各検査モジュール2の各段の検査室21に用いられるシャッター25について説明する。 図2では、シャッター25を垂直に描いているが、検査モジュール2が複数配列され、各検査モジュール2の検査室21は多段に設けられているため、実際には、シャッター25を垂直に設けるとシャッター25を上下方向に移動して開口24を開閉しようとするとシャッターどうしの干渉が問題となる。また、シャッター25を横方向に開閉すると、検査モジュール2の配置に制限が生じるとともに、検査システム自体のフットプリントが大きくなってしまう。本実施形態ではこのような問題を解消した、以下に説明するようなシャッターユニットを設ける。

図15は検査室21に用いられるシャッター25を含むシャッターユニットの構造を示す断面図、図16はその正面図、図17はシャッターガイドの構成を示す図である。 図15および図16に示すように、シャッターユニット110は、ベースプレート101と、シャッター25と、パッキン102と、ガイド部材103と、シリンダ機構104とを有する。ベースプレート101は、検査室21の前面に設けられている。シャッター25は、ベースプレート101上を移動して検査室21前面の開口24を開閉する。パッキン102は、シャッター25を気密にシールする。ガイド部材103は、ベース部材101に設けられており、シャッター25をガイドする。シリンダ機構104は、シャッター25をガイド部材103に沿って移動させる。

ベースプレート101は、その前面が鉛直方向から傾いており、シャッター25は、その鉛直方向から傾いた前面に沿って上下方向に斜めに移動して、検査室21の開口24を開閉するように設けられている。シャッター25は、複数のカムフォロア105を有し、カムフォロア105によりガイド部材103にガイドされるようになっている。

ベースプレート101は、当該検査室21の下の段の検査室21の前面側に延びる退避部101aを有しており、シャッター25が開放される際には、シャッター25は退避部101aに退避される。退避部101aには開口111が形成されており、下の段の検査室21に対するテスタ部22およびチャックトップ23の搬入出が妨げられないようになっている。

このように、前面が鉛直方向から傾いたベースプレート101を検査室21の前面に設け、シャッター25をその鉛直方向から傾いた前面に沿って上下方向斜めに移動するようにすることにより、以下のような効果が得られる。すなわち、下の検査室21のシャッタースペースを確保することができ、多段に積層された複数の検査室21においてシャッター25を上下方向に移動するのにもかかわらず、シャッター25の干渉を防止することができる。このため、検査モジュール2の配置の制限や、検査システム自体のフットプリントが大きくなることを解消することができる。

図17に示すように、ガイド部材103の上端には角度が付けられた落とし込み部103aが設けられている。これにより、シャッター25が閉じられたときにカムフォロア105が落とし込み部103aに移動し、シャッター25がベースプレート101に押し付けられて気密性が確保される。ガイド部材103の中間部にも落とし込み部103aが設けられており、シャッター25が開放された時にもカムフォロア105が落とし込み部103aに移動し、シャッター25が位置決めされるようになっている。

以上のように構成された検査システム100においては、FOUP11から検査前のウエハWをローダ13により取り出し、プリアライメント部5に搬送し、プリアライメント部5でプリアライメントを行う。その後、搬送装置7によりプリアライメント部5のウエハWを受け取り、搬送装置7上のウエハWをアライメントエリア1のアライナーモジュール6に搬送する。このとき、アライナーモジュール6の筐体31内のアライナー32の上にはチャックトップ23が装着されており、ウエハWをチャックトップ23上に搬送する。チャックトップ23上でウエハWは真空吸着される。

そして、上述したように、対応するテスタ部22を検査室21からアライナーモジュール6の筐体31内に移動し、アライナー32を上昇させて、ウエハWをプローブカード52のコンタクトプローブに接触させ、ベローズ54に囲まれる空間を真空引きすることによりチャックトップ23をテスタ部22に吸着させる。その後、テスタ部22を吸着されたチャックトップ23とともに検査室21に戻し、ウエハW(デバイス)の電気的検査を開始する。

以上のようなウエハWの搬送動作を、1つの検査モジュール2あたり5段、6個の検査モジュール2について合計30個分の検査室に対して行い、セットが完了した検査室から順次検査を実施する。

そして、検査が終了した検査室21については、上述したように、その中のテスタ部22を吸着されたチャックトップ23とともに、アライナーモジュール6の筐体31内に挿入し、チャックトップ23をアライナー32に装着するとともに、チャックトップ23をテスタ部22から取り外し、テスタ部22を検査室21に戻す。そして、チャックトップ23上の検査後のウエハWを搬送装置7により受け取り、バッファ部4に搬送し、バッファ部4のウエハWをローダ13によりFOUP11に戻す。

次いで、アライナー32の上に存在する、ウエハWが搬送された後のチャックトップ23の上に、上述したような手順で、検査前のウエハWを搬送するとともに、上述した手順でチャックトップ23をテスタ部22に吸着させることによりウエハWを装着して、テスタ部22をチャックトップ23とともに検査室21に戻し、次のウエハW(デバイス)の検査を実施する。 そして、以上のような動作を繰り返し行う。

上述したように、特許文献1では、複数のウエハに対して効率的な電気的検査を行うために、プローバ部と、テスタを収納したテストヘッドとを有するセルを横方向および高さ方向に複数台並べた検査システムが提案されている。しかし、さらなる効率的な検査が求められ、スループットを高めるためにさらにセル数を増加させることが求められている。しかし、このような検査システムを配置するクリーンルームの高さに制限があり、また、クリーンルームでのシステムのフットプリントを極力抑える必要があることから、特許文献1の技術では限界がある。

これに対し、本実施形態では、検査室21(テスタ)を複数段有する検査モジュール2を、アライナーモジュール6を収容するアライメントエリア1に隣接して設ける構成とした。これにより、アライメントエリア1の周囲に、検査室21を多段に積み重ねた検査モジュール2を複数配置することができる。このため、テスタの実装密度を高くすることができる。したがって、装置のフットプリントに対するテスタの数を従来よりも多くすることができ、より効率的でスループットの高い検査を行うことができる。

また、本実施形態では、アライメントエリア1にテスタ部22を搬入して、アライメントエリア1でアライナー32によるウエハの位置合わせを行うので、従来のような、テスタの下方位置でのアライナーによるウエハの位置合わせが不要となる。このため、検査室21(テスタ)の積み重ね段数を従来よりも増加させることができ、テスタの実装密度をより高くすることができる。

さらに、本実施形態では、アライメントエリア1の周囲に複数の検査モジュール2を放射状に配置したクラスター形状を有しているので、ウエハ収納容器であるFOUP11と検査室21との間のウエハWの搬送距離を短くすることができ、この点からもスループットを高めることができる。

さらに、チラーユニット27からのチラーによりチャックトップ23を低温にして検査を行う際に、検査部200をドライ雰囲気とされるので、結露が生じることを防止することができる。

さらにまた、以下の(1)〜(3)により、アライメントエリア1および検査室21への大気の侵入を確実に防止することができる。 (1)ローダ部300のうち、検査部200とのインターフェイスとなる搬送部3、バッファ部4、プリアライメント部5もドライ雰囲気とする。 (2)バッファ部4およびプリアライメント部5と大気雰囲気との間をシャッター43およびシャッター44で仕切るようにする。 (3)搬送部3とアライメントエリア1との間にシャッター42を設ける。

さらにまた、各検査室21にシャッター25を設けたので、各検査室21内を個別にまたは一体的に確実に所望のドライ雰囲気にすることができる。また、これに加えて、検査室21をメンテナンスする際に、メンテナンスしている検査室21からアライメントエリア1への大気の侵入を防止することができる。

さらにまた、アライナーモジュール6を、FFU33からのドライエアのダウンフローを供給した筐体31内で、チャックトップ23およびウエハWとテスタ部22とのアライメントを行う構成としたので、アライメントの際にも結露の影響を防止することができる。また、筐体31のウエハ搬送のための間口36、およびテスタ部22およびチャックトップ搬送のための間口37にシャッター38および39を設けたので、アライメントの際の結露の影響をより一層確実に防止することができる。また、ウエハWをプローブカード52のコンタクトプローブに押し付ける際に、筐体31が所定の部材を介してテスタ22を支持することができるので、ウエハWへの押しつけ力が逃げないようにすることができる。

さらにまた、本実施形態においては、冷却が必要なテスタ50(テスタ部22)が検査室21とアライナーユニット6との間で移動するので、冷却水チューブで直接冷却水を供給するとチューブの引き回しが複雑になる。これに対して、図9や図10の例では、検査室21のテスタ50の背面に冷却部材61や冷却水供給部70を接離可能に設けたので、このような不都合を防止することができる。すなわち、冷却の必要性が高い検査時には、冷却部材61や冷却水供給部70をテスタ50に接触ないしは接続させて伝熱や直接冷却水を流すことで冷却を確保することができる。また、冷却の必要性が比較的低いメンテナンス時には、テスタ50を冷却部材61や冷却水供給部70から切り離して、テスタ50内で冷却水を循環させて必要な冷却を確保することができる。このため、冷却水チューブの複雑な引き回しが不要となる。

さらにまた、本実施形態では、チラーエリア8を検査部200の下に設けたので、チラーエリアがフットプリントを増加させることはない。

<第2の実施形態> 次に、第2の実施形態について説明する。 図18は第2の実施形態に係る検査システムの概略構成を示す平面図である。本実施形態において、図1と同じものには同じ符号を付して説明を省略する。

本実施形態の検査システム100′は、検査部200′と、第1の実施形態と同様のローダ部300とを有する。本実施形態では、検査部200′は、ローダ部300のローダ13が移動するY方向と直交するX方向に延びる長い直方体状のアライメントエリア1′を有し、その長手方向の両面に沿って複数、本例では6個ずつ合計12個の検査モジュール2が設けられている。検査モジュール2は第1の実施形態と同様、5段の検査室21を有しており、合計60個の検査室21を有している。

アライメントエリア1′のアライナーモジュール6′は基本構成は第1の実施形態のアライナーモジュール6と同様であるが、昇降および回転の他、X方向に走行可能な点がアライナーモジュール6とは異なっている。ウエハWの搬送、チャックトップ23のアライメント、テスタ部22とウエハWとのアライメント等は第1の実施形態と同様に行うことができる。

本実施形態では、アライナーモジュール6′がX方向に移動するため、その移動時間の分、スループットに影響が出る可能性がある。しかし、フットプリントに対する、検査室(テスタ)の数を著しく多くすることができ、テスタの実装密度をより一層高くすることができる。

<第3の実施形態> 次に、第3の実施形態について説明する。 図19は、第3の実施形態に係る検査システムの概略構成を示す縦断面図である。本実施形態では、検査システムの構成は、第1の実施形態と類似しているが、アライナーモジュールの構成が第1の実施形態とは異なり、また、アライメントの位置も第1の実施形態とは異なっている。なお、本実施形態において、図2と同じものには同じ符号を付して説明を省略する。

本実施形態の検査システム100″は、検査部200″と、第1の実施形態と同様のローダ部300とを有する。本実施形態では、検査部200″は、アライナーモジュール6″と、アライメントエリア1と、複数(本例では6個)の検査モジュール2′とを有する。アライナーモジュール6″は、ウエハとテスタとのアライメントを行うためのものであり、アライメントエリア1に収容されている。アライメントエリア1は、第1の実施形態と同様、平面形状が多角形状をなし、複数の検査モジュール2′は、アライメントエリア1の周囲に放射状にクラスター形状を有するように設けられている。

各検査モジュール2′は、複数段、本例では3段の検査室21′を有している。検査室21′は、第1の実施形態の検査室21とは異なり、テスタ部22の下方にアライメントのためのエリアが形成されている。

アライナーモジュール6″は、ベース110と、ベース110上に支持されたアライナー32と、上下方向を撮影可能なアライメント用カメラ112とを有している。アライナーモジュール6″は、AGVのように、アライメントエリア1内の上下方向および水平方向、および検査室21′のテスタ部22の下方の空間に対して自走可能となっている。アライメントの際には、アライナーモジュール6″が、検査室21′のテスタ部22の下方のエリアに侵入するようになっている。

テスタ部22にウエハWを搬送する際には、アライナーモジュール6″を検査室21′のテスタ部22の下方のエリアに侵入させ、チャックトップ23をアライナー32の上に載置した状態とし、アライナーモジュール6″をアライメントエリア1に戻す。そして、アライメントエリア1内にて、間口41から搬送装置7により搬送されてきたウエハWを、アライナー32に保持されたチャックトップ23上に載置し吸着させる。そして、ウエハWが吸着されたチャックトップ23とともにアライナーモジュール6″を検査室21′に搬入し、アライメントを行う。

アライメントを行う際の状態を図20を参照して説明する。図20は、図19の検査室21′を示す断面図であり、図19とは直交する方向の断面を示している。ベース110上にはアライナー32の他に、アライメントカメラ112の位置合わせ機構114が設けられている。位置合わせ機構114は、アライメントカメラ112をX、Y、Z方向に駆動可能であり、アライメントカメラ112が破線で示すホームポジションにあるときに、光軸ずれ合わせおよびフォーカス位置の調整を行う。アライメントカメラ112は、図20に示すように、ホームポジションからプローブカード52とウエハWの間の任意の位置に移動可能となっている。

図20の状態で、アライメントを行う際には、アライメントカメラ112でウエハWを撮影することで、ウエハWの所定の電極パッドの座標を確認し、また、プローブカード52を撮影することでそれに対応するコンタクトプローブの座標を確認する。そして、電極パッド/コンタクトプローブの座標差を計算する。このような動作を、さらに例えば3箇所の電極パッドの座標およびコンタクトプローブの座標について行って、電極パッド/コンタクトプローブの座標差を計算する。これら座標差の平均でコンタクト座標を決定する。

本実施形態のアライメントカメラ112を用いることにより、アライナー32がストロークしてアライメントを行う必要がないため、アライナーモジュール6″(アライナー32)の小型化を実現することが可能となる。これにより、上述した、アライナーモジュール6″のアライメントエリア1内での動きや、検査室21′のテスタ部22の下方のエリアへ侵入する動きが可能となる。

なお、本実施形態では、検査システムの基本構成を第1の実施形態とした場合について説明したが、基本構成を第2の実施形態とした場合についても同様である。

<他の適用> 以上、実施形態について説明したが、今回開示された実施形態は、全ての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。上記の実施形態は、添付の特許請求の範囲およびその主旨を逸脱することなく、様々な形態で省略、置換、変更されてもよい。

例えば、上記実施形態では、チラーユニットを設けて低温で検査することが可能な検査装置を示したが、高温検査用の装置であってもよい。その場合は、チラーエリアが不要となり、検査モジュールの検査室(テスタ)の段数をさらに増加させることができ、また、シャッターを設ける必要もない。

また、上記実施形態では、チラーにより冷却する際の結露を防止するために、大気雰囲気のローダ部に対して検査部をドライ雰囲気に調整したが、他の目的で、検査部の雰囲気を検査に適した他の環境、例えば、減圧雰囲気または他のガス雰囲気等にしてもよい。このように検査部を大気雰囲気と異なる環境に保持するためには、上記実施形態と同様シャッターが必要となる。

さらに、アライナーモジュール6を、筐体内にアライナーを設けた構成としたが、必ずしも筐体を用いる必要はない。

さらに、第1の実施形態および第2の実施形態の検査モジュールの配置は例示に過ぎず、アライメントエリアの周囲に検査モジュールが配置された構成であればよい。また、検査モジュールの数および検査モジュールの検査室(テスタ)の段数も任意である。ただし、従来に対する優位性をより確実なものとするためには、検査室(テスタ)の段数は4段以上であることが好ましい。

1,1′;アライメントエリア、2,2′;検査モジュール、3;搬送部、6,6′6″;アライナーモジュール、15;制御部、21,21′;検査室、22;テスタ部、23;チャックトップ、32;アライナー、34;上カメラ、35;下カメラ、50;テスタ、51;インターフェイス部、52;プローブカード、53;コンタクトプローブ、100,100′,100″;検査装置、200,200′,200″;検査部、300;ローダ部、W;ウエハ(被検査体)