(57)【要約】      （修正有）【課題】結露の発生を防止することができる基板検査装置を提供する。【解決手段】ウエハ検査装置１０は、プローブカード１８を保持するポゴフレーム２２と、プローブカード１８に対向し且つウエハＷを載置するチャックトップ２０と、ポゴフレーム２２やチャックトップ２０が配置される検査室１１とは別に設けられるガス導入管とを備える。チャックトップ２０をポゴフレーム２２に近づけて、プローブカード１８へウエハＷを接触させるとともに、ポゴフレーム２２及びチャックトップ２０の間に形成される密閉空間を形成し、密閉空間を減圧することによって、プローブカード１８及びウエハＷの接触状態を維持し、ガス導入管が、ドライガス室の内部空間のドライガスを密閉空間へ導入することによって、プローブカード１８からウエハＷを離脱させる。【選択図】図２
2018049989.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
プローブカードを保持する保持部材と、前記プローブカードに対向し且つ前記基板を載置する板状のチャックと、前記保持部材及び前記チャックが配置される検査室とを備え、前記チャックを前記保持部材に近づけて前記プローブカードへ前記基板を接触させるとともに前記保持部材及び前記チャックの間に密閉空間を形成し、前記密閉空間を減圧することによって前記プローブカード及び前記基板の接触状態を維持する基板検査装置において、
前記検査室とは別に設けられ且つ仕切られた空間のガスを前記密閉空間へ導入するガス導入路を備え、
前記仕切られた空間にはドライガスが充填されることを特徴とする基板検査装置。
【請求項２】
前記ガス導入路は非透湿材で構成されることを特徴とする請求項１記載の基板検査装置。
【請求項３】
前記ガス導入路は少なくとも１つの継ぎ手を有し、前記継ぎ手は金属で構成されることを特徴とする請求項１又は２記載の基板検査装置。
【請求項４】
前記仕切られた空間にはドライガスが常時充填されることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の基板検査装置。
【請求項５】
前記ガス導入路は前記保持部材を介して前記密閉空間へ前記ドライガスを導入することを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の基板検査装置。
【請求項６】
前記ガス導入路は分岐して減圧ポンプへ接続されることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載の基板検査装置。
【請求項７】
前記ドライガスはドライエアからなることを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項に記載の基板検査装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は基板検査装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
多数の半導体デバイスが形成されたウエハの検査を行うために、検査装置として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プローブカードを備え、プローブカードは板状の基部と、基部において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（プローブ針）とを備える（例えば、特許文献１参照。）。
【０００３】
プローバでは、ウエハを載置するステージを用いてプローブカードへウエハを接触させることにより、プローブカードの各コンタクトプローブを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させ、各コンタクトプローブから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電気を流すことによって該電気回路の導通状態等の電気的特性を検査する。
【０００４】
また、ウエハの検査効率を向上するために、検査室内に複数のプローブカードを配置し、搬送ステージによって一のプローブカードへウエハを搬送中に他のプローブカー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、ウエハと対向可能に配置されるウエハ検査用インターフェースとして複数のテスタが検査室内に配置され、各テスタにプローブカードが取り付けられる。
【０００５】
一方、このようなウエハ検査装置では、コストやレイアウトの制約から各テスタに対応して搬送ステージを設けることができないため、半導体デバイスの電気的特性を検査するために搬送ステージを用いてプローブカードへウエハを接触させ続けることは困難である。そこで、搬送ステージとは別に各テスタに対応してウエハを載置する板状のチャックトップを設け、チャックトップをテスタに近づけてプローブカードへウエハを接触させるとともに、テスタにおいてプローブカードを保持するポゴフレーム及びチャックトップの間の空間（以下、「密閉空間」という。）を密閉し、さらに密閉空間を減圧することにより、密閉空間を収縮させてウエハをチャックトップごとポゴフレームへ引き寄せてプローブカードへウエハを接触させ続ける（例えば、特許文献２参照。）。また、半導体デバイスの電気的特性の検査が終了した場合、密閉空間を昇圧することにより、密閉空間の減圧状態を解除し、チャックトップをポゴフレームから遠ざけてウエハをプローブカードから離間させる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００２−２２７６８号公報
【特許文献２】特開２０１５−９７２９２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、半導体デバイスの電気的特性の検査を極低温、例えば、−３０℃付近で行うことがあり、この場合、検査終了後に密閉空間を昇圧するために当該密閉空間へ大気を導入すると冷却された基板やチャックトップに大気中の水分が結露することがある。そこで、結露を防止するために、ドライガス、例えば、ドライエアが導入される検査室内のガスを密閉空間へ導入することも検討されたが、この場合、検査室内のガスを密閉空間へ導入するためのガス導入路を検査室からガス導入制御機器としてのソレノイドバルブを経由して密閉空間へ引き回す必要があり、さらに、ガス導入路の大部分がレイアウトの制約からウエハ検査装置の大気暴露箇所に配置される。すなわち、比較的長いガス導入路が大気暴露箇所に配置されるため、大気がガス導入路へ浸透し易く、その結果、密閉空間へ大気が導入され易くなるために結露が発生するのを防止することが困難である。
【０００８】
本発明の目的は、結露の発生を防止することができる基板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】
【０００９】
上記目的を達成するために、本発明の基板検査装置は、プローブカードを保持する保持部材と、前記プローブカードに対向し且つ前記基板を載置する板状のチャックと、前記保持部材及び前記チャックが配置される検査室とを備え、前記チャックを前記保持部材に近づけて前記プローブカードへ前記基板を接触させるとともに前記保持部材及び前記チャックの間に密閉空間を形成し、前記密閉空間を減圧することによって前記プローブカード及び前記基板の接触状態を維持する基板検査装置において、前記検査室とは別に設けられ且つ仕切られた空間のガスを前記密閉空間へ導入するガス導入路を備え、前記仕切られた空間にはドライガスが充填されることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、ガス導入路は仕切られた空間に充填されたドライガスを密閉空間へ導入し、仕切られた空間は検査室と別に設けられるので、ガス導入路を検査室から密閉空間へ引き回す必要を無くすことができ、もって、ガス導入路を比較的短くすることができる。その結果、ガス導入路へ大気が浸透するのを抑制することができ、仕切られた空間に充填されたドライガスのみを密閉空間へ導入することができる。これにより、密閉空間へ大気が導入されるのを確実に防止することができ、結露の発生を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の実施の形態に係る基板検査装置としてのウエハ検査装置の構成を概略的に示す水平断面図である。
【図２】図１における線II−IIに沿う縦断面図である。
【図３】ウエハの半導体デバイスの電気的特性の検査におけるチャックトップ等の動作を説明するための工程図である。
【図４】図２におけるガス制御ユニットの構成を概略的に示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
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。
【００１３】
まず、本実施の形態に係る基板検査装置としてのウエハ検査装置について説明する。
【００１４】
図１は、本実施の形態に係る基板検査装置としてのウエハ検査装置の構成を概略的に示す水平断面図であり、図２は、図１における線II−IIに沿う縦断面図である。
【００１５】
図１及び図２において、ウエハ検査装置１０は検査室１１を備え、該検査室１１は、ウエハＷの半導体デバイスの電気的特性の検査を行う検査領域１２と、検査室１１に対するウエハＷの搬出入を行う搬出入領域１３と、検査領域１２及び搬出入領域１３の間に設けられた搬送領域１４とを有する。検査領域１２にはウエハ検査用インターフェースとしての複数のテスタ１５が配置され、テスタ１５の各々の下部にはプローブカード１８を保持するポゴフレーム２２（保持部材）が装着される。
【００１６】
搬出入領域１３は複数の収容空間１６に区画され、各収容空間１６には複数のウエハＷを収容する容器、例えば、ＦＯＵＰ１７を受け入れるポート１６ａ、プローブカード１８が搬入され且つ搬出されるローダ１６ｃやウエハ検査装置１０の各構成要素の動作を制御するコントローラ１６ｄが配置される。
【００１７】
検査領域１２では、各テスタ１５に対応して、プローブカード１８に対向するように、ウエハＷを載置して吸着する板状部材からなるチャックトップ２０（チャック）が配置される。チャックトップ２０はアライナー２１に支持され、アライナー２１はチャックトップ２０を上下左右に移動させ、チャックトップ２０に載置されたウエハＷをプローブカード１８へ正対させる。
【００１８】
搬送領域１４には移動自在な搬送ロボット１９が配置される。搬送ロボット１９は、搬出入領域１３のポート１６ａからウエハＷを受け取って各テスタ１５に対応するチャックトップ２０へ搬送し、また、半導体デバイスの電気的特性の検査が終了したウエハＷを各テスタ１５に対応するチャックトップ２０からポート１６ａへ搬送する。さらに、搬送ロボット１９は各テスタ１５からメンテナンスを必要とするプローブカード１８を搬出入領域１３のローダ１６ｃへ搬送し、また、新規やメンテナンス済みのプローブカード１８をローダ１６ｃから各テスタ１５へ搬送する。
【００１９】
このウエハ検査装置１０では、各テスタ１５が搬送されたウエハの半導体デバイスの電気的特性の検査を行うが、搬送ロボット１９が一のテスタ１５へ向けてウエハを搬送している間に、他のテスタ１５は他のウエハの半導体デバイスの電気的特性の検査を行うことができるので、ウエハの検査効率を向上することができる。
【００２０】
図３は、ウエハの半導体デバイスの電気的特性の検査におけるチャックトップ等の動作を説明するための工程図である。
【００２１】
図３において、まず、搬送ロボット１９からウエハＷを受け取ったチャックトップ２０をアライナー２１が移動させ、チャックトップ２０に載置されたウエハＷをプローブカード１８へ正対させる（図３（Ａ））。ウエハ検査装置１０では、ポゴフレーム２２からは筒状の伸縮自在なベローズ２３が垂れ下がり、チャックトップ２０にはウエハＷを囲むように環状のリップシール２４が配置されるが、アライナー２１がチャックトップ２０を上昇させてウエハＷをプローブカード１８へ接近させると、ベローズ２３がリップシール２４と当接し、チャックトップ２０、ポゴフレーム２２、ベローズ２３及びリップシール２４で囲われる密閉空間Ｓを構成する（図３（Ｂ））。
【００２２】
その後もアライナー２１がチャックトップ２０を上昇させると、やがてウエハＷがプローブカード１８へ接触する。次いで、密閉空間Ｓが減圧されると、密閉空間Ｓが収縮してチャックトップ２０がポゴフレーム２２へ引き寄せられてプローブカード１８及びウエハＷの接触状態が維持される。ウエハ検査装置１０では、チャックトップ２０はアライナー２１に支持されるのみなので、チャックトップ２０がポゴフレーム２２へ引き寄せられる際、チャックトップ２０はアライナー２１から離間する（図３（Ｃ））。なお、アライナー２１はチャックトップ２０の下方で待機する。その後、プローブカード１８からウエハＷの半導体デバイスの電気回路へ電気を流すことによって該電気回路の導通状態等の電気的特性が検査される。
【００２３】
半導体デバイスの電気的特性の検査が終了すると、密閉空間Ｓへガスが導入されて当該密閉空間Ｓが昇圧されることにより、密閉空間Ｓの減圧状態が解除され、チャックトップ２０がポゴフレーム２２から遠ざかり、ウエハＷがプローブカード１８から離間する。このとき、チャックトップ２０の下方で待機していたアライナー２１がチャックトップ２０を受け取る（図３（Ｄ））。次いで、アライナー２１が下降してベローズ２３からリップシール２４を離間させる（図３（Ｅ））。その後、アライナー２１が移動してウエハＷをチャックトップ２０から搬送ロボット１９へ引き渡す。
【００２４】
図２に戻り、ウエハ検査装置１０では、検査室１１と別に設けられる複数のガス制御ユニット２５が配置される。各ガス制御ユニット２５は各テスタ１５に対応して、すなわち、１つのテスタ１５に対して１つのガス制御ユニット２５が設けられ、ガス制御ユニット２５は対応するテスタ１５における密閉空間Ｓへガスを導入する。
【００２５】
図４は、図２におけるガス制御ユニットの構成を概略的に示す図である。図４では、理解を容易にするために一部が断面図で描画されている。
【００２６】
図４において、ガス制御ユニット２５は、筐体状のガスコントローラ２６と、ドライガス供給ユニット２７と、減圧ポンプ２８と、ガス導入管２９とを有する。ガス導入管２９は、非透湿材、例えば、テフロン（登録商標）で構成され、金属で構成される継ぎ手３０，３１を介してガスコントローラ２６及びポゴフレーム２２に連結される。ポゴフレーム２２の内部にはガス導入管２９及び密閉空間Ｓを連通させる連通路３２が形成される。ガスコントローラ２６は、ソレノイドバルブ３３と、該ソレノイドバルブ３３及びガス導入管２９を連結する連結管３４と、ソレノイドバルブ３３に接続される吸気管３５と、ソレノイドバルブ３３及び減圧ポンプ２８を連結する減圧管３６とを有する。
【００２７】
ガスコントローラ２６は隔壁３７で仕切られて大気から隔離された空間からなるドライガス室３８を有し、ソレノイドバルブ３３、連結管３４及び吸気管３５はドライガス室３８の内部空間に配置される。ドライガス供給ユニット２７はドライガス室３８に接続されてドライガス室３８の内部空間へドライガス、例えば、ドライエアを常時充填する。吸気管３５の一端はドライガス室３８の内部空間において開放され、吸気管３５、ソレノイドバルブ３３、連結管３４、ガス導入管２９及び連通路３２は、ドライガス室３８の内部空間と密閉空間Ｓを連通される。
【００２８】
ソレノイドバルブ３３は、連結管３４、ひいてはガス導入管２９を、吸気管３５及び減圧管３６のいずれかへ選択的に接続させる。ソレノイドバルブ３３がガス導入管２９を吸気管３５に接続させる際、吸気管３５、ソレノイドバルブ３３、連結管３４、ガス導入管２９及び連通路３２を介してドライガス室３８の内部空間に充填されたドライガスが減圧された密閉空間Ｓへ吸い込まれる。すなわち、吸気管３５、ソレノイドバルブ３３、連結管３４、ガス導入管２９及び連通路３２は、密閉空間Ｓへドライガスを導入するガス導入路を構成する。一方、ソレノイドバルブ３３がガス導入管２９を減圧管３６に接続させる際、減圧ポンプ２８は、減圧管３６、ソレノイドバルブ３３、連結管３４、ガス導入管２９及び連通路３２を介して密閉空間Ｓを減圧する。
【００２９】
本実施の形態に係るウエハ検査装置１０によれば、吸気管３５、ソレノイドバルブ３３、連結管３４、ガス導入管２９及び連通路３２からなるガス導入路はドライガス室３８の内部空間に充填されたドライガスを密閉空間Ｓへ導入し、ドライガス室３８は検査室１１と別に設けられるので、ガス導入路におけるガス導入管２９を検査室１１から密閉空間Ｓへ引き回す必要を無くすことができ、もって、ガス導入管２９を比較的短くすることができる。その結果、ガス導入管２９へ大気が浸透するのを抑制することができ、ドライガス室３８の内部空間に充填されたドライガスのみを密閉空間Ｓへ導入することができる。これにより、密閉空間Ｓへ大気が導入されるのを確実に防止することができ、ウエハＷやチャックトップ２０において結露が発生するのを防止することができる。
【００３０】
ガス制御ユニット２５では、ガス導入管２９は非透湿材であるテフロンで構成されるので、大気が直接、ガス導入管２９へ浸透するのを防止することができる。また、ガス導入管２９の継ぎ手３０，３１は金属で構成されるので、継ぎ手３０，３１からガス導入管２９へ大気が浸透するのを防止することができる。
【００３１】
また、ドライガス室３８にはドライガス供給ユニット２７からドライガスが常時充填されるので、タイミングに関わりなく、必要とされるときにドライガスを密閉空間Ｓへ導入することができ、もって、確実に結露の発生を防止することができる。
【００３２】
ウエハ検査装置１０では、ガス導入路がポゴフレーム２２（連通路３２）を介して密閉空間Ｓへドライガスを導入するが、密閉空間Ｓはポゴフレーム２２及びチャックトップ２０の間に形成される、すなわち、ポゴフレーム２２は密閉空間Ｓに面するので、密閉空間Ｓへ迅速にドライガスを導入することができ、もって、密閉空間Ｓの減圧状態を迅速に解除してプローブカード１８からウエハＷを迅速に離間させることができる。
【００３３】
また、ウエハ検査装置１０では、ガス導入路がソレノイドバルブ３３によって分岐されて減圧ポンプ２８へ接続されるので、ガス導入路を用いて密閉空間Ｓを減圧することができる。すなわち、密閉空間Ｓの減圧のために、ガス導入路とは別に経路を設ける必要が無いので、ウエハ検査装置１０の構成を簡素化することができる。
【００３４】
なお、検査室１１の内部には、通常、ドライガスが導入されるため、例えば、連通路３２の一端をガス導入管２９へ接続させること無く、検査室１１の内部へ開放することにより、検査室１１の内部のドライガスを連通路３２によって直接、密閉空間Ｓへ導入することも考えられる。しかしながら、検査室１１の内部がメンテナンス等によって大気開放された際に、当該内部の樹脂部品が吸湿し、さらに、細部の配管等に大気が残留することがあるため、検査室１１の内部にドライガスが導入されても、残留した大気が連通路３２を介して密閉空間Ｓへ導入され、さらには、樹脂部品から放出された水分が連通路３２を介して密閉空間Ｓへ導入されるおそれがある。これに対して、本実施の形態は、大気から隔離されて常時、ドライガスが充填されるドライガス室３８の内部からドライガスが密閉空間Ｓへ導入されるため、検査室１１の内部のドライガスを直接、密閉空間Ｓへ導入する場合に比して、密閉空間Ｓへの水分や大気の導入を確実に防止できる点で利得がある。
【００３５】
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。
【００３６】
例えば、ウエハ検査装置１０では、ポゴフレーム２２に連通路３２が設けられ、連通路３２から密閉空間Ｓへドライガスが導入されたが、チャックトップ２０に密閉空間Ｓへ開口する連通路を設け、当該連通路へガス導入管２９を連結してチャックトップ２０の連通路から密閉空間Ｓへドライガスを導入してもよい。
【００３７】
ウエハ検査装置１０では、コストや安全性を考慮し、ドライガス供給ユニット２７がドライガス室３８へドライガスとしてドライエアを充填するが、ドライガス室３８へ充填されるガスはドライエアに限られず、他の乾燥したガス、例えば、乾燥した不活性ガスをドライガス室３８へ充填してもよい。
【００３８】
また、密閉空間Ｓは、ポゴフレーム２２、ベローズ２３、リップシール２４及びチャックトップ２０によって囲まれるが、ベローズをプローブカード１８から垂れ下げてウエハＷに当接させることにより、プローブカード１８及びウエハＷの間に密閉空間を形成してもよい。
【符号の説明】
【００３９】
Ｓ  密閉空間
１１  検査室
１８  プローブカード
２０  チャックトップ
２２  ポゴフレーム
２５  ガス制御ユニット
２８  減圧ポンプ
２９  ガス導入管
３０，３１  継ぎ手
３８  ドライガス室
【図１】
2018049989.tif 000003
【図２】
2018049989.tif 000004
【図３】
2018049989.tif 000005
【図４】
2018049989.tif 000006