(57)【要約】【課題】小形半導体基板が検査可能で、低価格でしかも専有面積が小さい半導体検査装置を提供する。【解決手段】プローバ部１２１とテスタ部１２２とを一体化し、プローバ部１２１をテスタ部１２２の上に配置する。そして、ＨＥＰＡフィルタ付き給気ファンユニット２００を用いて、外部のガスを、プローバ部１２１の天井面から導入してクリーン化し、下方に貫流させて、テスタ部１２２に供給する。テスタ部１２２は、遮蔽板を用いた冷却機構３１０により、給気側空間と排気側空間とに気密に分離されている。これにより、クリーンエアーは、給気側空間に供給されたのち、テスタ本体３００の内部を通過して回路等を冷却し、排気側空間を介して外部に排気される。【選択図】図１
2015084356.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
処理基板を収容して、該処理基板に形成された集積回路に対する信号の入出力を行うプローバ部と、
前記集積回路に入力する信号を前記プローバ部に供給するとともに、該集積回路から出力された信号を該プローバ部を介して受け取って、前記処理基板の検査を実行するテスタ本体を有するテスタ部と、
を備え、
前記プローバ部が前記テスタ部の上に配置されたことを特徴とするプローバ・テスタ一体型基板検査装置。
【請求項２】
前記プローバ部は、外部のガスを、天井面から導入して下方に貫流させる給気機構を備え、且つ、
前記テスタ部は、前記プローバ部内を貫流した前記ガスを上方から導入して、前記テスタ本体の内部を冷却させた後に、外部に排気する冷却機構を備える、
ことを特徴とする請求項１に記載のプローバ・テスタ一体型基板検査装置。
【請求項３】
前記給気機構は、前記プローバ部の外部の前記ガスを内部に導入する給気ファンと、該給気ファンで導入された前記ガスを通過させてクリーン化するクリーンフィルタとを備えることを特徴とする請求項２に記載のプローバ・テスタ一体型基板検査装置。
【請求項４】
前記冷却機構は、前記テスタ部の筐体の内部を、前記テスタ本体の給気口が接する給気側空間と、該テスタ本体の排気口が接する排気側空間とに、気密に分離するための、１又は複数の遮蔽板を備え、
前記プローバ部を貫流した前記ガスが、前記給気側空間から前記テスタ本体の前記給気口に供給され、該テスタ本体内を貫流して前記排気口から排気されたのち、前記排気側空間から前記テスタ部の外部に排気される、
ことを特徴とする請求項２又は３に記載のプローバ・テスタ一体型基板検査装置。
【請求項５】
前記処理基板は、直径２０ｍｍ以下の円形もしくは１辺２０ｍｍ以下の角形の半導体基板であることを特徴とする請求項１乃至４の何れかに記載のプローバ・テスタ一体型基板検査装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、半導体ウェハ等の処理基板に形成された回路を検査する基板検査装置に関し、小形(例えば、直径２０ｍｍ以下の円形または一辺２０ｍｍ以下の角形)の処理基板を検査するものに適用される場合に特に有益である。
【背景技術】
【０００２】
従来の基板検査装置について、半導体製造プロセスに使用される装置を例に採って説明する。
【０００３】
従来の半導体集積回路の大量生産工程での検査では、半導体基板上の複数のチップ内の集積回路に所定の信号を同時入力させ、このときの出力信号の正常／異常を同時検出することで、多点について同時に動作確認を行っている。従来の半導体検査装置としては、例えば、特許文献１に記載された装置が知られている。
【０００４】
従来の半導体検査装置のシステムでは、集積回路に所定の信号を入力させて、出力信号の正常／異常を検査するテスタ装置と、このテスタ装置に接続され、入力信号の供給と出力信号の取り込みの際に、プローブ基板のプローブ端子を半導体基板上の検査用電極に接触させるプローバ装置とが、別個独立に構成されている。別個独立に構成される理由は、テスタ装置が、ウェハプローバ専用の装置でないためで、半導体ウェハ状態でテストする際にはウェハプローバと接続し、各種パッケージ状態でテストする際にはテストハンドラーと接続して使用されるためである。
【０００５】
また、プローバ装置は、検査用電極とプローブとの接触を、ＸＹステージを移動させながら複数回実施するため、ＸＹステージの稼動範囲を大きくする必要がある。このため、半導体ウェハが大口径化すると、プローバ装置も、非常に大型化する。
【０００６】
テスタ装置についても、半導体ウェハ上での多点について同時に動作確認を行うために、多くの計測モジュールを備えておく必要があり、このため大型化している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００４−１４０２４１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
近年、ユーザのニーズの多様化に伴い、半導体集積回路の多品種少量生産に対する要望が高まっている。この多品種少量生産を、大規模な半導体製造工場で大量生産用の大型半導体製造装置や大口径半導体基板を用いて行おうとすると、高額な設備投資費や運営費用がかかるため、利益を出すことが非常に難しい。また、市場の需要変動に合わせた生産量調整も難しい。以上のような理由から、小形半導体基板と小型半導体製造装置を用いて、半導体集積回路の多品種少量生産を安価に行うための小規模半導体製造システムが切望されている。
【０００９】
しかしながら、上述した従来の半導体検査装置のシステムのままで、小規模半導体製造システム用の小型半導体検査装置を開発しようとすると、以下のような問題が生じる。
【００１０】
１点目の問題は、従来の半導体検査装置では、テスタ装置とプローバ装置とがそれぞれ大型で別個独立に並置されていたため、装置価格が高価であるとともに、専有面積が非常に広い、という問題である。
【００１１】
２点目の問題は、半導体基板へのパーティクルの付着を防止して検査の信頼性を高めるために、半導体工場のクリーンルーム内に設置する必要があり、ランニングコストが非常に高い、という問題である。
【００１２】
３点目の問題は、テスタ装置やプローバ装置の大型化に伴って、テスタの冷却やプローバステージの温度の均一化が困難になるという問題である。テスタ内やプローバステージ内の温度が均一で無い場合、検査精度の安定化を図りにくくなる。
【００１３】
この発明の課題は、小形処理基板が検査可能で、少量多品種生産に対応でき、低価格でしかも専有面積が小さい処理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】
【００１４】
上記課題を解決するために、請求項１に係る発明は、処理基板を収容して、該処理基板に形成された集積回路に対する信号の入出力を行うプローバ部と、前記集積回路に入力する信号を前記プローバ部に供給するとともに、該集積回路から出力された信号を該プローバ部を介して受け取って、前記処理基板の検査を実行するテスタ本体を有するテスタ部とを備え、前記プローバ部が前記テスタ部の上に配置されたことを特徴とする。
【００１５】
請求項２に係る発明は、請求項１の構成に加え、前記プローバ部は、外部のガスを、天井面から導入して下方に貫流させる給気機構を備え、且つ、前記テスタ部は、前記プローバ部内を貫流した前記ガスを上方から導入して、前記テスタ本体の内部を冷却させた後に、外部に排気する冷却機構を備えることを特徴とする。
【００１６】
請求項３に係る発明は、請求項２の構成に加え、前記給気機構が、前記プローバ部の外部の前記ガスを内部に導入する給気ファンと、該給気ファンで導入された前記ガスを通過させてクリーン化するクリーンフィルタとを備えることを特徴とする。
【００１７】
請求項４に係る発明は、請求項２又は３の構成に加え、前記冷却機構は、前記テスタ部の筐体の内部を、前記テスタ本体の給気口が接する給気側空間と、該テスタ本体の排気口が接する排気側空間とに、気密に分離するための、１又は複数の遮蔽板を備え、前記プローバ部を貫流した前記ガスが、前記給気側空間から前記テスタ本体の前記給気口に供給され、該テスタ本体内を貫流して前記排気口から排気されたのち、前記排気側空間から前記テスタ部の外部に排気されることを特徴とする。
【００１８】
請求項５に係る発明は、請求項１乃至４の何れかの構成に加え、前記処理基板は、直径２０ｍｍ以下の円形もしくは１辺２０ｍｍ以下の角形の半導体基板であることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１９】
請求項１の発明によれば、プローバ部とテスタ部とを一体化して、プローバ部をテスタ部の上に配置したので、基板検査装置の専有面積を低減することが可能になる。
【００２０】
請求項２の発明によれば、天井面から導入されたガスを用いてプローバ部とテスタ部を冷却して温度管理するので、プローバ部及びテスタ部の温度を均一に保つことができ、これにより、検査精度の安定化を図ることができる。
【００２１】
請求項３の発明によれば、外部のガスをクリーンフィルタでクリーン化してプローバ部内に供給すると共に、このガスを用いてテスタ本体を冷却するので、基板検査装置をクリーンルーム内に設置しなくても処理基板へのパーティクルの付着を防止することができると共に、テスタ本体の冷却を非常に安価に行うことができる。
【００２２】
請求項４の発明によれば、テスタ部内を、遮蔽板で、給気側空間と排気側空間に気密に分離することによって、冷却機構を構成したので、この冷却機構を非常に安価に実現することができる。
【００２３】
請求項５の発明によれば、直径２０ｍｍ以下の円形もしくは１辺２０ｍｍ以下の角形の半導体基板に絞りこむことで、検査装置を小型化、低価格化することが容易となる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】この発明の実施の形態１に係る半導体検査装置の全体構成を概念的に示す斜視図である。
【図２】同実施の形態１に係る半導体検査装置に設けられたＨＥＰＡフィルタ付きファンユニットの構成を概念的に示す断面図である。
【図３】同実施の形態１に係る半導体検査装置に設けられたテスタ部の前面側の構成を概念的に示す斜視図である。
【図４】同実施の形態１に係る半導体検査装置に設けられたテスタ部の背面側の構成を概念的に示す斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
［発明の実施の形態１］
以下、本発明の実施の形態１について、本発明を小形の半導体基板の検査に適用した場合を例に採って説明する。
【００２６】
図１は、この実施の形態１に係る半導体検査装置の全体構成を概念的に示す斜視図である。
【００２７】
図１から解るように、この実施の形態１に係る半導体検査装置１００は、装置前室１１０と検査室１２０とを備える。装置前室１１０と検査室１２０とは、分離可能に構成されている。
【００２８】
装置前室１１０は、半導体基板搬送容器（図示せず）に収容された半導体基板（図示せず）を取り出して、検査室１２０に搬送するための部屋である。装置前室１１０の天板１１０ａには、半導体基板搬送容器を載置するための容器載置台１１１や、載置された半導体基板搬送容器を上方から押圧固定する押さえレバー１１２、半導体検査装置１００の操作を行うための操作釦１１４等が設けられている。また、装置前室１１０は、図示しない搬送ロボットを備えており、半導体基板搬送容器から下方に取り出した半導体基板を水平方向に搬送して、検査室１２０に搬入する。この実施の形態１では、半導体基板として、例えば１０ｍｍ角の小形半導体基板を使用する。
【００２９】
検査室１２０は、プローバ部１２１とテスタ部１２２とを備える。図１に示したように、この実施の形態１では、プローバ部１２１を、テスタ部１２２の上に配置した。
【００３０】
プローバ部１２１は、プローバ機構（図示せず）を備えている。このプローバ機構には、プローブカード（すなわち、プローブ基板）が設けられている。装置前室１１０からプローバ部１２１内に半導体基板が搬入されると、この半導体基板の位置合わせを行ったのち、プローブカードを用いて、半導体基板に形成された集積回路に対する、検査信号の入出力が行われる。プローバ機構の詳細については、説明を省略する。
【００３１】
上述のように、この実施の形態１に係る半導体検査装置１００は、小形半導体基板の検査に使用する。このため、プローバ部１２１の容積も非常に小さくてよく、例えば０．０６５ｍ３
である。
【００３２】
このプローバ部１２１の天板１２１ａには、本発明の「給気機構」としての、ＨＥＰＡフィルタ付き給気ファンユニット２００が配設されている（詳細は後述）。
【００３３】
テスタ部１２２には、テスタ本体３００が配置される。このテスタ本体３００は、半導体基板の集積回路に入力する信号をプローバ部１２１に供給すると共に、該集積回路から出力された信号をプローバ部１２１を介して受け取って、半導体基板の検査を実行する。テスタ部１２２の詳細については、説明を省略する。
【００３４】
テスタ部１２２は、冷却機構３１０を備えている（詳細は後述）。後述するように、冷却機構３１０は、プローバ部１２１の給気ファンユニット２００によって導入されたクリーンエアーを用いて、テスタ本体３００の内部を冷却する。
【００３５】
図２は、ＨＥＰＡフィルタ付き給気ファンユニット２００の構成例を概念的に示す断面図である。
【００３６】
図２において、導入筒２０１は、環状の鍔部２０１ａを有している。そして、天井部の天板１２１ａの開口１２１ｂに導入筒２０１を嵌め込んで、この天板１２１ａの上面に鍔部２０１ａを当接させることで、この天板１２１ａに導入筒２０１を支持させている。
【００３７】
導入筒２０１の上側開口端には、略円筒型の支持部材２０２が、固定されている。また、この支持部材２０２の上側開口端には、本発明の「クリーンフィルタ」としてのＨＥＰＡフィルタ２０３が、敷設されている。更に、このＨＥＰＡフィルタ２０３の上面には、天井カバー２０４が設けられている。ＨＥＰＡフィルタ２０３の上面は、天井カバー２０４のスリット２０４ａを介して、外部に接している。
【００３８】
また、導入筒２０１の内側には、ファン２０５が設けられている。このファン２０５は、図示しない支持手段で、導入筒２０１に支持されている。ファン２０５は、図示しない内蔵モータで回転駆動されることにより、外部の空気をプローバ部１２１内に送気する。
【００３９】
このような構成によれば、ファン２０５の送気により、外部の空気をＨＥＰＡフィルタ２０３でクリーン化して、プローバ部１２１内に導入することができる。
【００４０】
なお、この実施の形態１では、外部の空気をＨＥＰＡフィルタ２０３でクリーン化したが、他の種類のフィルタを使用してもよく、また、フィルタを用いずに外部からクリーンエアーを直接導入することとしてもよく、更には、空気以外のガスを導入することとしてもよい。
【００４１】
図３、図４は、テスタ部１２２の構成例を概念的に示す斜視図であり、図３は前面側、図４は背面側を示している。
【００４２】
上述のように、テスタ部１２２内には、テスタ本体３００が設置されている。
【００４３】
このテスタ本体３００は、クリーンエアーを内部に給気するための給気窓３０１，３０２，３０３と、内部のクリーンエアーを外部に排気するための排気窓３０４，３０５，３０６とを備えている。排気窓３０４，３０５には、図示しない排気ファンユニットが設けられている。
【００４４】
テスタ本体３００内には、図示しない温度センサが設けられている。そして、この温度センサの測定温度に応じて、排気ファンユニットで排気されるクリーンエアーの流量を制御することにより、テスタ本体３００内の温度を精度良く制御することができる。
【００４５】
加えて、テスタ部１２２は、冷却機構３１０を備えている。
【００４６】
この冷却機構３１０は、本発明の「遮蔽板」として、底板３１１と、天板３１２と、側板３１３，３１４とを備えている。
【００４７】
底板３１１の上面は、テスタ本体３００の底面に、気密に当接している。更に、この底板３１１の各側面は、前側面３１１ａを除いて、検査室１２０の内壁面に気密に当接している。
【００４８】
また、天板３１２の下面は、テスタ本体３００の上面に、気密に当接している。更に、この天板３１２の各側面は、前側面３１２ａと横側面３１２ｂを除いて、検査室１２０の内壁面に気密に当接している。
【００４９】
側板３１３，３１４は、それぞれ、一方の横側面でテスタ本体３００の側板に気密に当接し、他方の横側面で検査室１２０の内側面に気密に当接し、下側面で底板３１１に気密に当接し、且つ、上側面で天板３１２に気密に当接している。
【００５０】
このような構成によれば、テスタ部１２２の筐体１２２ａの内部を、テスタ本体３００の給気窓３０１−３０３が接する給気側空間３２０と、排気窓３０４−３０６が接する排気側空間３３０とに、気密に分離することができる。
【００５１】
なお、この実施の形態１における「気密に」とは、給気側空間３２０に供給されたクリーンエアーのうち、冷却に必要な量のクリーンエアーをテスタ本体３００内に導ける程度の気密性を有することを意味し、一部のクリーンエアーがテスタ本体３００を通過せずに排気側空間３３０に達してもよい。
【００５２】
次に、この実施の形態１に係る半導体検査装置１００において、プローバ部１２１内のクリーン化及びテスタ部１２２内の冷却を行う動作について説明する。
【００５３】
まず、給気ファンユニット２００のファン２０５の回転を開始する。これにより、外部の空気（図２の矢印Ａ参照）が、天井カバー２０４のスリット２０４ａ及びＨＥＰＡフィルタ２０３を通過して、プローバ部１２１内に導入される（図２の矢印Ｂ参照）。このとき、この空気は、ＨＥＰＡフィルタ２０３でクリーン化されて、クリーンエアーとなる。
【００５４】
上述のように、この実施の形態１に係るプローバ部１２１の容積は非常に小さく、従って、外部から供給される空気の風速は非常に遅くて良い。この結果、この実施の形態１では、ＨＥＰＡフィルタ２０３の厚みを薄くしても、この空気のクリーン度を十分に高くすることができる。このため、半導体検査装置１００をクリーンルーム内に設置しなくても、半導体基板へのパーティクルの付着を防止して、信頼性の高い検査を行うことができる。
【００５５】
クリーンエアーは、プローバ部１２１内を上方から下方に貫流して、テスタ部１２２内に導入される。
【００５６】
上述のように、テスタ部１２２の筐体１２２ａの内部を、テスタ本体３００の給気窓３０１−３０３が接する給気側空間３２０と、排気窓３０４−３０６が接する排気側空間３３０とに、気密に分離されている。そして、プローバ部１２１内を貫流したクリーンエアーは、給気側空間３２０に導入される。
【００５７】
給気側空間３２０に導入されたクリーンエアーは、排気窓３０４，３０５（図４参照）の排気ファンユニット（図示せず）の送風作用により、テスタ本体３００の内部に導かれる（図３の矢印Ｃ参照）。そして、テスタ本体３００の内部回路等（図示せず）を冷却する。上述のように、この実施の形態１では、テスタ本体３００内に温度センサを設け、この温度センサの測定温度に従って排気ファンユニットで排気されるクリーンエアーの流量を制御することとしたので、正確な温度制御が可能になる。
【００５８】
その後、このクリーンエアーは排気窓３０４，３０５，３０６から排気側空間３３０に排気され、更に、テスタ部１２２の排気窓１２２ｂを通過して、半導体検査装置１００の外部に排気される（図４の矢印Ｄ参照）。
【００５９】
以上説明したように、この実施の形態１によれば、プローバ部１２１をテスタ部１２２の上に配置したので、半導体検査装置１００の専有面積を低減することができる。
【００６０】
また、冷却機構３１０を設けたことにより、天井カバー２０４から導入されたガス（ここではクリーンエアー）を用いてプローバ部１２１とテスタ部１２２を冷却し、これにより温度を管理することができるので、プローバ部１２１及びテスタ部１２２の温度を均一に保つことができ、この結果、検査精度の安定化を図ることができる。
【００６１】
加えて、プローバ部１２１内にクリーンエアーを導入すると共に、このクリーンエアーを用いてテスタ本体を冷却するので、半導体検査装置１００をクリーンルーム内に設置する必要がなくなると共に、冷却機構を非常に安価に実現することができる。
【００６２】
更に、遮蔽板を用いてテスタ部１２２の筐体１２２ａ内を給気側空間と排気側空間に気密に分離することによって冷却機構を構成したので、この冷却機構を非常に安価に実現することができる。
【００６３】
なお、この実施の形態１ではシリコン基板を想定して説明したが、本発明は、他の種類の化合物半導体基板、ＭＥＭＳ(Micro Electro Mechanical Systems)搭載基板、石英基板などにも適用することができる。
【符号の説明】
【００６４】
１００  半導体検査装置
１１０  装置前室
１２０  検査室
１２１  プローバ部
１２２  テスタ部
２００  給気ファンユニット
２０１  導入筒
２０２  支持部材
２０３  ＨＥＰＡフィルタ
２０４  天井カバー
２０５  ファン
３００  テスタ本体
３０１，３０２，３０３  給気窓
３０４，３０５，３０６  排気窓
３１０  冷却機構
３１１，３１２，３１３，３１４  遮蔽板
【図１】
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【図２】
2015084356.tif 000004
【図３】
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【図４】
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