(57)【要約】【課題】半導体ウエハが反っている場合でも、半導体ウエハを吸着保持することができ、搬送エラー等の発生を抑制することのできるプローブ装置及びウエハ搬送ユニットを提供する。【解決手段】半導体ウエハに形成された半導体デバイスの電気的な検査を行うプローブ装置であって、載置台上に載置された前記半導体ウエハの前記半導体デバイスにプローブを接触させて電気的な測定を行う測定部と、半導体ウエハを収納したウエハキャリアが載置されるロードポートと、半導体ウエハを真空吸着するウエハ保持部を有し、前記ウエハキャリアと前記載置台との間で前記半導体ウエハを搬送可能とされたウエハ搬送機構と、前記ウエハキャリア内の前記半導体ウエハを前記ウエハ保持部により真空吸着する際に、前記半導体ウエハの上面に気体を吹き付ける気体噴出機構と、を具備している。【選択図】図１
2014135363.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
半導体ウエハに形成された半導体デバイスの電気的な検査を行うプローブ装置であって、
載置台上に載置された前記半導体ウエハの前記半導体デバイスにプローブを接触させて電気的な測定を行う測定部と、
半導体ウエハを収納したウエハキャリアが載置されるロードポートと、
半導体ウエハを真空吸着するウエハ保持部を有し、前記ウエハキャリアと前記載置台との間で前記半導体ウエハを搬送可能とされたウエハ搬送機構と、
前記ウエハキャリア内の前記半導体ウエハを前記ウエハ保持部により真空吸着する際に、前記半導体ウエハの上面に気体を吹き付ける気体噴出機構と、
を具備したことを特徴とするプローブ装置。
【請求項２】
請求項１記載のプローブ装置であって、
前記気体噴出機構は、前記半導体ウエハの中央部に気体を吹き付けるよう構成されていることを特徴とするプローブ装置。
【請求項３】
請求項１又は２記載のプローブ装置であって、
前記気体噴出機構は、
気体を噴出するためのノズルと、
当該ノズルを待機位置と前記半導体ウエハの上方の気体噴出位置との間で移動させる回転駆動機構と
を具備したことを特徴とするプローブ装置。
【請求項４】
半導体ウエハを収容したウエハキャリアが載置されるロードポートと、
半導体ウエハを真空吸着するウエハ保持部を有し、前記ウエハキャリア内の前記半導体ウエハを出し入れするウエハ搬送機構と、
前記ウエハキャリア内の前記半導体ウエハを前記ウエハ保持部により真空吸着する際に、前記半導体ウエハの上面に気体を吹き付ける気体噴出機構と、
を具備したことを特徴とするウエハ搬送システム。
【請求項５】
請求項４記載のウエハ搬送システムであって、
前記気体噴出機構は、前記半導体ウエハの中央部に気体を吹き付けるよう構成されていることを特徴とするウエハ搬送システム。
【請求項６】
請求項４又は５記載のウエハ搬送システムであって、
前記気体噴出機構は、
気体を噴出するためのノズルと、
当該ノズルを待機位置と前記半導体ウエハの上方の気体噴出位置との間で移動させる回転駆動機構と
を具備したことを特徴とするウエハ搬送システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、プローブ装置及びウエハ搬送ユニットに関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体デバイスの製造工程では、半導体ウエハ上に形成された半導体デバイスの電気的な検査を行うためのプローブ装置が用いられている。このようなプローブ装置としては、載置台に載置された半導体ウエハの半導体デバイスの電極にプローブを接触させて電気的な測定を行う測定部と、ウエハキャリア（ウエハカセット又はＦＯＵＰ）を載置するロードポート及びウエハキャリアと載置台との間で半導体ウエハを搬送する搬送機構等を備えた搬送ユニットとを組み合わせた構成とされているものが知られている（例えば、特許文献１参照。）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００８−２３５８４５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
従来のプローブ装置及びウエハ搬送ユニットでは、半導体ウエハを支持して搬送する場合、半導体ウエハをウエハ搬送機構のウエハ搬送アーム等によって真空吸着して搬送するよう構成されたものが多い。しかしながら、半導体ウエハが反っている場合、半導体ウエハを真空吸着できない場合があり、搬送エラーとなって装置が停止してしまう場合があるという問題があった。このような半導体ウエハの反りの問題は、パワー半導体の需要が拡大することに伴い、半導体ウエハの薄化によって、より拡大することが予想される。
【０００５】
本発明は、上記従来の事情に対処してなされたものであり、半導体ウエハが反っている場合でも、半導体ウエハを吸着保持することができ、搬送エラー等の発生を抑制することのできるプローブ装置及びウエハ搬送ユニット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】
【０００６】
本発明のプローブ装置の一態様は、半導体ウエハに形成された半導体デバイスの電気的な検査を行うプローブ装置であって、載置台上に載置された前記半導体ウエハの前記半導体デバイスにプローブを接触させて電気的な測定を行う測定部と、半導体ウエハを収納したウエハキャリアが載置されるロードポートと、半導体ウエハを真空吸着するウエハ保持部を有し、前記ウエハキャリアと前記載置台との間で前記半導体ウエハを搬送可能とされたウエハ搬送機構と、前記ウエハキャリア内の前記半導体ウエハを前記ウエハ保持部により真空吸着する際に、前記半導体ウエハの上面に気体を吹き付ける気体噴出機構と、を具備したことを特徴とする。
【０００７】
本発明のウエハ搬送ユニットの一態様は、半導体ウエハを収容したウエハキャリアが載置されるロードポートと、半導体ウエハを真空吸着するウエハ保持部を有し、前記ウエハキャリア内の前記半導体ウエハを出し入れするウエハ搬送機構と、前記ウエハキャリア内の前記半導体ウエハを前記ウエハ保持部により真空吸着する際に、前記半導体ウエハの上面に気体を吹き付ける気体噴出機構と、を具備したことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、半導体ウエハが反っている場合でも、半導体ウエハを吸着保持することができ、搬送エラー等の発生を抑制することのできるプローブ装置及びウエハ搬送ユニットを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の一実施形態に係るプローブ装置の全体構成を模式的に示す図。
【図２】本発明の一実施形態に係る搬送ユニットの要部構成を模式的に示す図。
【図３】本発明の一実施形態に係る搬送ユニットの要部構成を模式的に示す図。
【図４】本発明の一実施形態に係る搬送ユニットの動作を示すフローチャート。
【図５】他の実施形態に係る搬送ユニットの要部構成を模式的に示す図。
【図６】図５の搬送ユニットの作用を模式的に示す図。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、本発明の実施形態を、図面を参照して説明する。
【００１１】
図１は、本発明の一実施形態に係るプローブ装置１００の全体構成を模式的に示す図である。図１に示すように、プローブ装置１００は、測定部１１０と、搬送ユニットであるローダー部１５０とからその主要部が構成されている。測定部１１０には、ｘ−ｙ−ｚ方向に移動可能とされ半導体ウエハＷが載置される載置台１１１が設けられており、載置台１１１を駆動することによって、図示しないプローブカードに配設されたプローブと、半導体ウエハＷに複数形成された半導体デバイスの電極とを接触させて、半導体デバイスの電気的特性を測定するよう構成されている。
【００１２】
ローダー部１５０には、その前方側（図１中下側）に、半導体ウエハＷを収容するウエハキャリアとしてのウエハカセット１５１が載置されるロードポート１５２が配設されており、このロードポート１５２に隣接してウエハ搬送機構１６０が配設されている。また、ローダー部１５０の後方側（図１中上側）には、位置合わせ機構１７０が配設されている。位置合わせ機構１７０は、半導体ウエハＷを回転させてノッチの位置と半導体ウエハＷの偏芯の状態を検出するよう構成されている。
【００１３】
ウエハ搬送機構１６０は、半導体ウエハＷを真空吸着して搬送するためのウエハ搬送アーム１６１を具備している。このウエハ搬送アーム１６１には、半導体ウエハＷを真空吸着するための吸着部（吸着パッド）１６２が複数（本実施形態では２つ）配設されている。これらの吸着部１６２には、真空ポンプ等の吸引源に接続された真空ライン（図１には図示せず。）が接続されている。なお、ウエハ搬送アーム１６１は、必要に応じて例えば上下に重ねて複数配設される。
【００１４】
ウエハ搬送機構１６０は、ウエハ搬送アーム１６１を進退及び旋回させることによって、ロードポート１５２に載置されたウエハカセット１５１と、位置合わせ機構１７０と、測定部１１０の載置台１１１との間で半導体ウエハＷを搬送する。
【００１５】
ロードポート１５２は、上下動機構によって上下動自在とされており、ロードポート１５２とウエハ搬送機構１６０との間には、支持フレーム１５３が配設されている。この支持フレーム１５３には図示しない光学検出器が配設されている。そして、ロードポート１５２に載置されたウエハカセット１５１を上下動させながら、この光学検出器で半導体ウエハＷの有無を検出することにより、ウエハカセット１５１内のどのスロットに半導体ウエハＷが配置されているかを検出できるようになっている。
【００１６】
また、上記支持フレーム１５３には、気体噴出機構１５４が配設されている。この気体噴出機構１５４は、図２、図３にも示すように、パイプ状の部材から形成された気体噴出ノズル１５５を具備している。この気体噴出ノズル１５５の基端側は、支持フレーム１５３に配設された回転駆動機構１５６に固定されている。そして、図３（ａ）に示すように、気体噴出ノズル１５５の全体が半導体ウエハＷの上方から退避した退避位置と、図３（ｂ）に示すように、気体噴出ノズル１５５の先端部が半導体ウエハＷの中央部上方に位置する気体噴出位置との間で、気体噴出ノズル１５５を移動させることができるようになっている。
【００１７】
本実施形態において、ウエハカセット１５１は、図２に示すように、反りのある半導体ウエハＷを収容可能な構成となっており、通常のウエハカセットに比べてスロットの間隔が広く、例えば、５〜６倍程度（スロットピッチが例えば２３ｍｍ〜２９ｍｍ程度）に設定されている。また、スロット数は通常のウエハカセットに比べて少なくなっており、例えば、６〜８程度とされている。
【００１８】
そして、ウエハカセット１５１内の反りのある半導体ウエハＷを、搬送機構１６０のウエハ搬送アーム１６１で吸着保持する際は、図２及び図３（ｂ）に示すように、半導体ウエハＷの上側の略中央部から気体噴出ノズル１５５によって下側に向けて気体（本実施形態では空気）を噴出し、半導体ウエハＷの中央部を気体の圧力で、物理的に下方に向けて押圧し、半導体ウエハＷの反りを減少させてウエハ搬送アーム１６１で半導体ウエハＷを吸着できるようにする。
【００１９】
なお、図２に示すように、中央部が上側に向けて凸状となるように反った半導体ウエハＷを、下側からウエハ搬送アーム１６１でそのまま吸着保持しようとすると、ウエハ搬送アーム１６１の吸着部１６２と半導体ウエハＷの裏面との間に間隔が生じてしまい、半導体ウエハＷを真空吸着することが困難になる。これに対して、本実施形態では、半導体ウエハＷの上側の略中央部から気体噴出ノズル１５５によって下側に向けて気体を噴出し、半導体ウエハＷの中央部を気体の圧力で、物理的に下方に向けて押圧した状態で半導体ウエハＷを吸着するので、実質的に半導体ウエハＷの反りが減少した状態で半導体ウエハＷを吸着することになり、より高い確率で反りのある半導体ウエハＷを吸着保持することが可能になる。
【００２０】
次に、図４のフローチャートを参照して、ウエハ搬送アーム１６１で反りのある半導体ウエハＷを真空吸着する工程について説明する。
【００２１】
先ず、通常時は待機位置に位置している気体噴出ノズル１５５の旋回を開始して、気体噴出ノズル１５５の先端部を、半導体ウエハＷの中央部上方に位置させ（図４のＳ４０１）、これとともにウエハ搬送アーム１６１を駆動して、半導体ウエハＷの下側に挿入する（図４のＳ４０２）。
【００２２】
次に、気体噴出ノズル１５５の旋回が完了したか否かを判定し（図４のＳ４０３）、所定時間経過しても旋回が完了しない場合は、「ノズル旋回異常」のエラー表示を行って（図４のＳ４０４）、異常終了する。
【００２３】
一方、気体噴出ノズル１５５の旋回が完了した場合は、気体噴出ノズル１５５から半導体ウエハＷに向けて基体の噴出を行い、エアアシストを実行する（図４のＳ４０５）。
【００２４】
次に、ウエハ搬送アーム１６１の真空吸着機構をオンとし（図４のＳ４０６）、続いてロードポート１５２の上下動機構を駆動することによってウエハカセット１５１を下降させて半導体ウエハＷの吸着を行う（図４のＳ４０７）。
【００２５】
次に、ウエハ搬送アーム１６１に半導体ウエハＷが真空吸着されたか否かを判定し（図４のＳ４０８）、吸着できた場合は、気体噴出ノズル１５５を旋回させて待機位置に戻して収納し（図４のＳ４０９）、処理を正常終了する。
【００２６】
一方、半導体ウエハＷを吸着できなかった場合は、「吸着エラー」のエラー表示を行い（図４のＳ４１０）、処理を異常終了する。
【００２７】
上記構成のプローブ装置１００では、ローダー部１５０のロードポート１５２に反りのある半導体ウエハＷを収容したウエハカセット１５１が載置されると、まず、上下動機構によってウエハカセット１５１上下動させ、光学検出器によって半導体ウエハＷがどのスロットに収容されているかを検出する。
【００２８】
次に、上記した気体噴出機構１５４によるエアアシストを行うことによって、反りのある半導体ウエハＷをウエハ搬送機構１６０のウエハ搬送アーム１６１に吸着して、位置合わせ機構１７０に搬送する。そして、位置合わせ機構１７０によって半導体ウエハＷのノッチを検出して半導体ウエハＷの位置を検知する。
【００２９】
次に、位置合わせ機構１７０による位置検出の終了した半導体ウエハＷを、ウエハ搬送機構１６０のウエハ搬送アーム１６１によって、位置合わせ機構１７０から取り出し、測定部１１０の載置台１１１上に半導体ウエハＷを載置する。
【００３０】
そして、載置台１１１上の半導体ウエハＷの半導体デバイスにプローブカードのプローブを当接させて電気的な導通を得、図示しないテスタからテスト信号を供給するとともに、半導体デバイスからの出力信号を測定することによって、半導体デバイスの電気的な特性の検査を行う。
【００３１】
半導体ウエハＷの半導体デバイスの電気的な状態の検査が終了すると、載置台１１１上の半導体ウエハＷを、ウエハ搬送機構１６０のウエハ搬送アーム１６１によって取り出し、ウエハカセット１５１に収容する。
【００３２】
上記実施形態では、中央部が上側に向けて凸状に反っている半導体ウエハＷを吸着する場合について説明したが、逆に中央部が下側に向けて凹状に反っている半導体ウエハＷを吸着する場合は、例えば、図５に示す構成の搬送アーム１６１ａ等を使用することが好ましい。すなわち、図５に示すウエハ搬送アーム１６１ａは、図１、図３等に示した搬送アーム１６１の２つの吸着部１６２に加えて、長手方向後端側にさらに２つの吸着部１６２ａを具備しており、合計４つの吸着部１６２，１６２ａを有している。また、吸着部１６２には真空ライン１６３が接続され、吸着部１６２ａには真空ライン１６３ａが接続されており、吸着部１６２と吸着部１６２ａの真空吸着を夫々独立にオン、オフできるようになっている。
【００３３】
上記構成のウエハ搬送アーム１６１ａを用いると、例えば、図６に示すように、中央部が下側に向けて凹状に反っている半導体ウエハＷを吸着する場合、先端側の吸着部１６２のみでは真空吸着できない場合であっても、後端側の吸着部１６２ａで吸着できる可能性が高くなる。この場合、後端側の吸着部１６２ａで半導体ウエハＷを吸着することにより、先端側の吸着部１６２においても半導体ウエハＷを吸着できるようになる場合があり、この場合は、後端側の吸着部１６２ａと先端側の吸着部１６２の双方を使用して半導体ウエハＷを吸着する。一方、後端側の吸着部１６２ａと、先端側の吸着部１６２のいずれか一方でのみ半導体ウエハＷを吸着できた場合は、吸着できなかった側の真空吸着をオフとすることにより、いずれか一方で半導体ウエハＷを吸着することができる。
【００３４】
以上本発明を実施形態について説明したが、本発明は上述した実施形態に限定されるものではなく、各種の変形が可能であることは勿論である。
【符号の説明】
【００３５】
１００……プローブ装置、１１０……測定部、１１１……載置台、１５０……ローダー部、１５１……ウエハカセット、１５２……ロードポート、１５３……支持フレーム、１５４……気体噴出機構、１５５……気体噴出ノズル、１５６……回転駆動機構、１６０……ウエハ搬送機構、１６１……ウエハ搬送アーム、１６２……吸着部、１７０……位置合わせ機構。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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