(57)【要約】【課題】他のテストヘッドの冷媒濡れを防止するとともに、フットプリントを削減することができるウエハ検査装置を提供する。【解決手段】ウエハ検査装置１０は、筐体状のセルタワー１２と、該セルタワー１２に内蔵される２５個のテストヘッド１６とを備え、これらのテストヘッド１６は多段に配置され、テストヘッド１６の各々にはウエハＷに形成された半導体デバイスを検査するためのプローブカード１５が装着され、各テストヘッド１６は冷媒流路２８を内蔵し、セルタワー１２は冷媒流路２８へ冷媒を供給する冷媒供給路２７を内蔵し、各テストヘッド１６において冷媒流路２８及び冷媒供給路２７が継ぎ手３０によって接続され、各テストヘッド１６は継ぎ手３０を覆うカバー３１を有する。【選択図】図４
2014192218.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
筐体状の本体と、該本体に内蔵される複数のテストヘッドとを備え、該複数のテストヘッドは多段に配置され、前記テストヘッドの各々には半導体ウエハに形成された半導体デバイスを検査するためのプローブカードが装着されるウエハ検査装置において、
各前記テストヘッドは冷媒流路を内蔵し、前記本体は前記冷媒流路へ冷媒を供給する冷媒供給路を内蔵し、各前記テストヘッドにおいて前記冷媒流路及び前記冷媒供給路が継ぎ手によって接続され、各前記テストヘッドは前記継ぎ手を覆うカバーを有することを特徴とするウエハ検査装置。
【請求項２】
前記本体は他の構成要素に覆われずに暴露される暴露面を側部に有し、
前記テストヘッドの各々の一部は前記暴露面に露出し、
前記カバーは前記暴露面に露出するテストヘッドの一部の下部に配置されることを特徴とする請求項１記載のウエハ検査装置。
【請求項３】
前記カバーは受け皿形状を呈することを特徴とする請求項２記載のウエハ検査装置。
【請求項４】
前記カバーには漏水チューブが接続され、該漏水チューブは前記本体内に配置されることを特徴とする請求項３記載のウエハ検査装置。
【請求項５】
前記冷媒流路の少なくとも一部及び前記冷媒供給路の少なくとも一部はフレキシブルチューブからなることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載のウエハ検査装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数のテストヘッドを備えるウエハ検査装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
多数の半導体デバイスが形成された半導体ウエハ（以下、単に「ウエハ」という。）において各半導体デバイスの電気的特性検査を行うために、ウエハ検査装置としてのプローバが用いられている。プローバはウエハと対向する円板状のプローブカードを備え、プローブカードはウエハの半導体デバイスにおける各電極パッドや各半田バンプと対向するように配置される複数の柱状接触端子であるコンタクトプローブを有する（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
図８に示すように、プローバ６０は、筐体状の本体６１と、該本体６１上に上方へ回動可能に配置され且つ検査回路を内蔵するテストヘッド６２とを備え、テストヘッド６２の下面にプローブカードが装着されるとともに、本体６１内のステージ６３にウエハＷが載置される。このプローバ６０では、プローブカードの各コンタクトプローブがウエハＷの半導体デバイスにおける電極パッドや半田バンプと接触し、テストヘッド６２の検査回路から各コンタクトプローブを介して各電極パッドや各半田バンプに接続された半導体デバイスの電気回路へ検査信号を流すことによって該電気回路の導通状態等を検査する（例えば、特許文献２参照）。
【０００４】
各半導体デバイスの電気的特性検査を行う際、検査回路は発熱するためにテストヘッド６２を冷却する必要があるが、プローバ６０では、テストヘッド６２が他の構成要素等によって覆われず、暴露されているため、テストヘッド６２は自身からの放熱によって冷却される。
【０００５】
ところで、近年、ウエハの検査効率を向上するために、それぞれにプローブカード及びポゴフレームが装着された複数のテストヘッドを備え、搬送ステージによって一のテストヘッドへウエハを搬送中に他のテストヘッドで他のウエハの半導体デバイスを検査可能なウエハ検査装置が開発されている。このウエハ検査装置では、フットプリント削減の観点から複数のテストヘッドが多段積みで配置される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０１２−０６３２２７号公報
【特許文献２】特開２００９−６００３７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、上述した複数のテストヘッドを備えるウエハ検査装置では、一のテストヘッドが他のテストヘッドで覆われるために、テストヘッドの自身からの放熱効率は低く、各テストヘッドを冷却するのが困難である。
【０００８】
そこで、ウエハ検査装置において冷媒配管を設け、冷媒によって各テストヘッドを冷却することも考えられるが、冷媒配管、特に継ぎ手から冷媒が漏れた場合、該冷媒によって他のテストヘッドが冷媒によって濡れるおそれがある。
【０００９】
他のテストヘッドが冷媒によって濡れるのを防止するためには、冷媒配管をウエハ検査装置の外に配置すればよいが、この場合、ウエハ検査装置の設置面積（フットプリント）が増加するという問題がある。
【００１０】
本発明の目的は、他のテストヘッドの冷媒濡れを防止するとともに、フットプリントを削減することができるウエハ検査装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記目的を達成するために、請求項１記載のウエハ検査装置は、筐体状の本体と、該本体に内蔵される複数のテストヘッドとを備え、該複数のテストヘッドは多段に配置され、前記テストヘッドの各々には半導体ウエハに形成された半導体デバイスを検査するためのプローブカードが装着されるウエハ検査装置において、各前記テストヘッドは冷媒流路を内蔵し、前記本体は前記冷媒流路へ冷媒を供給する冷媒供給路を内蔵し、各前記テストヘッドにおいて前記冷媒流路及び前記冷媒供給路が継ぎ手によって接続され、各前記テストヘッドは前記継ぎ手を覆うカバーを有することを特徴とする。
【００１２】
請求項２記載のウエハ検査装置は、請求項１記載のウエハ検査装置において、前記本体は他の構成要素に覆われずに暴露される暴露面を側部に有し、前記テストヘッドの各々の一部は前記暴露面に露出し、前記カバーは前記暴露面に露出するテストヘッドの一部の下部に配置されることを特徴とする。
【００１３】
請求項３記載のウエハ検査装置は、請求項２記載のウエハ検査装置において、前記カバーは受け皿形状を呈することを特徴とする。
【００１４】
請求項４記載のウエハ検査装置は、請求項３記載のウエハ検査装置において、前記カバーには漏水チューブが接続され、該漏水チューブは前記本体内に配置されることを特徴とする。
【００１５】
請求項５記載のウエハ検査装置は、請求項１乃至４のいずれか１項に記載のウエハ検査装置において、前記冷媒流路の少なくとも一部及び前記冷媒供給路の少なくとも一部はフレキシブルチューブからなることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、各テストヘッドは冷媒流路及び冷媒供給路を接続する継ぎ手を覆うカバーを有するので、継ぎ手から冷媒が漏れたとしてもカバーによって冷媒の拡散が抑制され、もって、他のテストヘッドの冷媒濡れを防止することができる。また、他のテストヘッドの冷媒濡れが防止できるので、冷媒流路を各テストヘッドに内蔵させるとともに、冷媒供給路を本体に内蔵させることができ、もって、ウエハ検査装置のフットプリントを削減することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の実施の形態に係るウエハ検査装置の構成を概略的に示す斜視図である。
【図２】図１における各セルのテストヘッド、ポゴフレーム及びプローブカードの配置状態を示す側面図である。
【図３】図１におけるセルタワーを整備面側から眺めた図である。
【図４】各テストヘッドにおける冷媒供給路及び冷媒流路の接続状態を説明するための図である。
【図５】冷媒流路及び冷媒供給路の切り離し作業を示す工程図である。
【図６】本発明の実施の形態の変形例に係る各テストヘッドを説明するための図である。
【図７】図６のテストヘッドにおける冷媒流路及び冷媒供給路の切り離し作業を示す工程図である。
【図８】従来のプローバの構成を概略的に示す斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明する。
まず、本実施の形態に係るウエハ検査装置について説明する。
図１は、本実施の形態に係るウエハ検査装置の構成を概略的に示す斜視図である。
【００１９】
図１において、ウエハ検査装置１０は、複数、例えば、２５個の検査室（セル）１１が多段に配置されたセルタワー１２（本体）と、該セルタワー１２に隣接して配置され、搬送機構（図示しない）を内蔵してウエハの各セル１１への搬出入を行うローダ１３とを備える。セルタワー１２及びローダ１３はそれぞれ筐体状、例えば、直方体状を呈し、高さは、例えば、２．４ｍである。また、セルタワー１２は熱交換器１４を有する。
【００２０】
ウエハ検査装置１０では、セルタワー１２の側部におけるローダ１３との隣接面の反対側の面（暴露面）（以下、「整備面」という。）、及びローダ１３の側部におけるセルタワー１２との隣接面の反対側の面は、他の構成要素に覆われず、ウエハ検査装置１０が設置される雰囲気、例えば、クリーンルーム内の大気に暴露される。
【００２１】
図２は、図１における各セルのテストヘッド、ポゴフレーム及びプローブカードの配置状態を示す側面図である。
【００２２】
図２において、セル１１は、内部において、プローブカード１５と、検査回路（図示しない）を搭載するテストヘッド１６と、プローブカード１５及びテストヘッド１６の間に介在するポゴフレーム１７とを有する。プローブカード１５及びポゴフレーム１７、並びにポゴフレーム１７及びテストヘッド１６の間にはシール部材１８、１９が配置され、該シール部材１８、１９に囲まれた空間が減圧されることにより、プローブカード１５及びポゴフレーム１７が真空吸着によってテストヘッド１６へ装着される。なお、テストヘッド１６は略直方体状を呈する。
【００２３】
また、セル１１の内部にはチャックプレート２０に載置されたウエハＷが搬送機構によって搬入され、該ウエハＷはチャックプレート２０とともにプローブカード１５へ向けて上昇する。チャックプレート２０の上面にはシール部材２１が配置され、該シール部材２１がポゴフレーム１７に当接した際、シール部材２１に囲まれた空間が減圧されることにより、ウエハＷはチャックプレート２０とともにプローブカード１５へ向けて引き寄せられ、ウエハＷ及びプローブカード１５が当接する。
【００２４】
プローブカード１５は、円板状の本体２２と、本体２２の上面のほぼ一面に配置される多数の電極（図示しない）と、本体２２の下面から図中下方へ向けて突出するように配置される多数の柱状接触端子であるコンタクトプローブ２３とを有する。各電極は対応する各コンタクトプローブ２３と接続され、各コンタクトプローブ２３は、プローブカード１５へウエハＷが当接した際、該ウエハＷに形成された各半導体デバイスの電極パッドや半田バンプ（いずれも図示しない）と接触する。
【００２５】
ポゴフレーム１７は、略平板状の本体２４と、該本体２４に穿設された複数の貫通穴であるポゴブロック挿嵌穴２５とを有し、各ポゴブロック挿嵌穴２５には多数のポゴピンが配列されて形成されるポゴブロック２６が挿嵌される。ポゴブロック２６はテストヘッド１６が有する検査回路に接続されるとともに、ポゴフレーム１７へ装着されたプローブカード１５における本体２２の上面の多数の電極へ接触し、該電極に接続される各コンタクトプローブ２３へ検査信号を流すとともに、ウエハＷの各半導体デバイスの電気回路から各コンタクトプローブ２３を介して流れてきた電流を検査回路へ向けて流す。
【００２６】
図１に戻り、各セル１１は対応するテストヘッド１６の一部、例えば、側端面をセルタワー１２の整備面に露出させ、各テストヘッド１６は水平方向にスライド可能にセルタワー１２に収容され、整備面から取り出し可能に構成される。
【００２７】
図３は、図１におけるセルタワーを整備面側から眺めた図である。なお、図３において、セルタワー１２の外形は破線で示され、該セルタワー１２に内蔵されるテストヘッド１６等が透けて見える状態で描画されている。
【００２８】
図３において、セルタワー１２は、熱交換器１４及び各テストヘッド１６を接続する管状の冷媒供給路２７を内蔵し、冷媒供給路２７は、各テストヘッド１６において当該テストヘッド１６が内蔵する後述の冷媒流路２８に接続される。熱交換器１４は各テストヘッド１６から熱を授受した冷媒、例えば、水、ガルデン（登録商標）やフロリナート（登録商標）を冷却するとともに、該冷却された冷媒を各テストヘッド１６へ供給する。すなわち、各テストヘッド１６の熱は熱交換器１４との間の冷媒の循環よって排熱され、該冷媒の循環は冷媒供給路２７及び冷媒流路２８を介して行われる。
【００２９】
冷媒供給路２７の少なくとも一部、例えば、各テストヘッド１６の近傍に存在する接続部２７ａは自在に屈曲可能なフレキシブルチューブからなり、例えば、各テストヘッド１６が整備面から引き出される場合、冷媒供給路２７がテストヘッド１６の動きに追従することができる。
【００３０】
図４は、各テストヘッドにおける冷媒供給路及び冷媒流路の接続状態を説明するための図である。
【００３１】
図４において、テストヘッド１６は内蔵する冷却ユニット（図示しない）に接続された、例えば、フレキシブルチューブからなる冷媒流路２８を有する。本実施の形態では、冷却ユニットへの冷媒の供給及び該冷却ユニットからの冷媒の回収のために２つの冷媒流路２８が各テストヘッド１６に配され、該２つの冷媒流路２８のそれぞれに対応して各テストヘッド１６の近傍では２つの冷媒供給路２７が配される。
【００３２】
テストヘッド１６は整備面に露出する側端面の下部に窪みからなる収容空間２９を有し、該収容空間２９は２つの冷媒流路２８及び２つの冷媒供給路２７の接続部２７ａを収容し、収容空間２９において、一の冷媒流路２８及び該一の冷媒流路２８に対応する接続部２７ａは、例えば、カプラ（登録商標）からなる継ぎ手３０によって接続される。
【００３３】
また、収容空間２９は受け皿形状を呈するカバー３１によって覆われる。したがって、カバー３１は継ぎ手３０を覆う。また、カバー３１はヒンジ３２によって回動可能にテストヘッド１６へ接続され、回動動作によって開閉される。
【００３４】
カバー３１の側方下端には漏水チューブ３３が接続され、該漏水チューブ３３はセルタワー１２内に配置され、漏水チューブ３３の下流には流量センサ（図示しない）が配置される。継ぎ手３０から冷媒が漏れ、該冷媒がカバー３１内から漏水チューブ３３によって排出される際、流量センサは冷媒の漏れを検知する。本実施の形態では漏水チューブ３３がカバー３１から取り外し可能に構成される。
【００３５】
図５は、冷媒流路及び冷媒供給路の切り離し作業を示す工程図である。
【００３６】
まず、カバー３１内に冷媒が溜まっていないことを確認した後、漏水チューブ３３をカバー３１から外し、該カバー３１を回動させて収容空間２９を開放し、継ぎ手３０を暴露させる（図５（Ａ））。
【００３７】
次いで、継ぎ手３０を作業者側に引き出し、継ぎ手３０を離間させて冷媒流路２８及び冷媒供給路２７の接続部２７ａを切り離し（図５（Ｂ））、本作業を終了する。
【００３８】
本実施の形態にかかるウエハ検査装置１０によれば、各テストヘッド１６は冷媒流路２８及び冷媒供給路２７を接続する継ぎ手３０を覆うカバー３１を有するので、継ぎ手３０から冷媒が漏れたとしてもカバー３１によって冷媒の拡散が抑制され、もって、他のテストヘッド１６の冷媒濡れを防止することができる。
【００３９】
また、他のテストヘッド１６の冷媒濡れが防止できるので、冷媒流路２８を各テストヘッド１６に内蔵させるとともに、冷媒供給路２７をセルタワー１２に内蔵させることができ、もって、ウエハ検査装置１０のフットプリントを削減することができる。
【００４０】
上述したウエハ検査装置１０では、カバー３１は、整備面に露出するテストヘッド１６の側端面に配置されるので、作業者はカバー３１を容易に開閉することができ、もって、テストヘッド１６のメンテナンスに伴う冷媒流路２８及び冷媒供給路２７の切り離し作業を容易に行うことができる。また、カバー３１はテストヘッド１６の側端面における下部に配置され、さらに、カバー３１は受け皿形状を呈するので、継ぎ手３０から冷媒が漏れたとしても該冷媒を一時的にカバー３１内に留めることができ、冷媒の拡散を確実に抑制することができる。
【００４１】
さらに、上述したウエハ検査装置１０では、カバー３１には漏水チューブ３３が接続されるので、カバー３１に一時的に留められた冷媒を、該漏水チューブ３３を介して排出することによって除去することができる。また、漏水チューブ３３はセルタワー１２内に配置されるので、ウエハ検査装置１０のフットプリントの増加を抑制することができる。
【００４２】
また、上述したウエハ検査装置１０では、冷媒流路２８及び冷媒供給路２７の接続部２７ａはフレキシブルチューブからなるので、カバー３１を開放した後、継ぎ手３０を作業者側に向けて容易に移動させることができ、もって、冷媒流路２８及び冷媒供給路２７の切り離し作業をより容易に行うことができる。
【００４３】
以上、本発明について、上述した実施の形態を用いて説明したが、本発明は上述した実施の形態に限定されるものではない。
【００４４】
例えば、冷媒供給路２７は一部をフレキシブルチューブで構成したが、全部をフレキシブルチューブで構成してもよく、また、冷媒流路２８をフレキシブルチューブで構成したが、継ぎ手３０の近傍のみをフレキシブルチューブで構成してもよい。
【００４５】
また、上述した実施の形態では、テストヘッド３４の収容空間２９を、ヒンジ３２によって回動可能にテストヘッド３４へ接続されたカバー３１によって覆ったが、カバーは収容空間２９を開閉可能に覆うものであればよく、例えば、テストヘッド３４から引き出し可能に構成されていてもよい。
【００４６】
図６は、本発明の実施の形態の変形例に係る各テストヘッドを説明するための図である。なお、本実施の形態の変形例に係る各テストヘッドの構成、作用に関し、図４のテストヘッド１６と重複した構成、作用については説明を省略し、以下に異なる構成、作用についての説明を行う。
【００４７】
図６において、テストヘッド３４の収容空間２９も受け皿形状を呈するカバー３５によって覆われる。カバー３５はスライドガイド（図示しない）によってテストヘッド３４に係合し、作業者側に引き出し可能に構成される。
【００４８】
図７は、図６のテストヘッドにおける冷媒流路及び冷媒供給路の切り離し作業を示す工程図である。
【００４９】
まず、カバー３５内に冷媒が溜まっていないことを確認した後、漏水チューブ３３をカバー３５から外し、該カバー３５を収容空間２９から引き出す。このとき、カバー３５に覆われた冷媒流路２８、冷媒供給路２７の接続部２７ａ及び継ぎ手３０もカバー３５の動きに追従し、引き出されたカバー３５内において暴露される（図７（Ａ））。
【００５０】
次いで、カバー３５内から継ぎ手３０を作業者側に引き出し、継ぎ手３０を離間させて冷媒流路２８及び冷媒供給路２７の接続部２７ａを切り離し（図７（Ｂ））、本作業を終了する。
【符号の説明】
【００５１】
Ｗ  ウエハ
１０  ウエハ検査装置
１２  セルタワー
１６  テストヘッド
２７  冷媒供給路
２８  冷媒流路
３０  継ぎ手
３１  カバー
【図１】
2014192218.tif 000003
【図２】
2014192218.tif 000004
【図３】
2014192218.tif 000005
【図４】
2014192218.tif 000006
【図５】
2014192218.tif 000007
【図６】
2014192218.tif 000008
【図７】
2014192218.tif 000009
【図８】
2014192218.tif 000010