(57)【要約】      （修正有）【課題】本発明の課題は、生産過程で基板、特に半導体ウェハーの検査に起因する必要な空間及びコストを低減することにある。【解決手段】本発明は、基板を検査する装置に関する。この装置は、少なくともチャック，チャックドライブ，制御電子機器，プローブ又はハンドリングシステム３，基板マガジンステーション７及び整合ステーション１０を有するプローブボード保持手段から構成された検査機を有する。課題は、ハンドリングシステム，基板マガジンステーション及び整合ステーションに互いに作用的に接合されている少なくとも２つの検査機１，２が提供されていることによって解決される。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板を検査する装置にあって、この装置は、少なくともチャック，チャックドライブ，制御電子機器，プローブ又はハンドリングシステム（３），基板マガジンステーション（７）及び整合ステーション（１０）を有するプローブボード保持手段から構成された検査機を有する装置において、ハンドリングシステム，基板マガジンステーション及び整合ステーションに互いに作用的に接合されている少なくとも２つの検査機（１；２；１１；１２；１４；１５）が提供されていることを特徴とする装置。
【請求項２】
各検査機（１；２；１１；１２；１４；１５）は、独立したモジュールとして構成されていることを特徴とする請求項１に記載の装置。
【請求項３】
ハンドリングシステム（３），基板マガジンステーション（７）及び整合ステーション（１０）は、１つの共通のモジュール内に配置されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の装置。
【請求項４】
各モジュールは、同じ基本格子寸法であり、各モジュールは、互いに接合され得ることを特徴とする請求項２又は３に記載の装置。
【請求項５】
モジュールがその設置位置内で移動し固定され得るように、このモジュールは設計されていることを特徴とする請求項２〜４のいずれか１項に記載の装置。
【請求項６】
共通のハウジング（１７）が提供されていて、検査機（１；２；１１；１２；１４；１５），ハンドリングシステム（３），基板マガジンステーション（７）及び整合ステーション（７）が、このハウジング（１７）内に組み込まれていることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の装置。
【請求項７】
各モジュールは、振動絶縁部、特に位置制御されるプラットフォーム上に配置されていることを特徴とする請求項２，３又は６に記載の装置。
【請求項８】
各モジュールは、その他のモジュールから独立したプラットフォーム上に配置されていることを特徴とする請求項７に記載の装置。
【請求項９】
全ての検査機（１；２；１１；１２；１４；１５）が平面内に配置されて中央の自由空間（１３）を形成し、ハンドリングシステム（３）及び／又は整合ステーション（１０）が中央の自由空間（１３）内に配置されていることを特徴とする請求項１〜８のいずれか１項に記載の装置。
【請求項１０】
２台以上の検査機（１；２；１１；１２；１４；１５）が提供され、３台以上の検査機を取り外すことができることを特徴とする請求項１〜９のいずれか１項に記載の装置。
【請求項１１】
少なくとも１台の検査機（１；２；１１；１２；１４；１５）は、追加の装置を有することを特徴とする請求項１〜１０のいずれか１項に記載の装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、基板を検査する装置に関する。この装置は、少なくともチャック，チャックドライブ，制御電子機器，プローブ又はハンドリングシステム，基板マガジンステーション及び整合ステーションを有するプローブボード保持手段から構成された検査機を有する。
【背景技術】
【０００２】
半導体ウェハー，集積回路，多重チップモジュール，プリント基板，フラットディスプレイ等のような電気的又は電気機械的特性を有する検査基板を生産中に検査することが必要である。この目的のため、プローブを通じて基板に接触する検査装置が使用される。これらのプローブは、検査信号を基板に送るため及び／又は検査信号に対する基板の応答を測定するために使用される。
【０００３】
特にこのような装置は、半導体生産の分野で基板を検査するために使用される。ここでは、用語「プローバー」が使用される。この場合、公知のように、一般に組み込まれた半導体チップが、半導体ウェハー上で半導体チップの組み立て中に検査される。ウェハーは、シリコン，ＧａＡｓ，ＩｎＰｈ等の材料のような様々な材料から構成され、特に２″〜12″の直径及び90〜500 μm のオーダーの厚さを有する。ウェハーの体系化後に、こうして生産された半導体チップが検査される。次いで、これらの半導体チップが、分離され、最終的に搭載されて完成した構成要素になる。
【０００４】
完成した集積回路の品質を確保するため、これらの集積回路を適切なプローブによって個別に検査する必要がある。検査信号に対する過程で測定された応答が、先に規定した基準と比較することによって個々の回路の特性に関する情報を供給する。
【０００５】
それ故に、個々のチップは、分離後は検査のために取り扱うことが困難であり、最後の取り付け後にしか適切に検査が実施できないので、分離前のウェハーの組み立て中の検査が好ましい。しかしながらこのことは、要求される品質に見合わない少なからずの数のチップが最終的に搭載されうることを意味する。
【０００６】
一般に半導体ウェハーは、ウェハーマガジン内に搭載され搬送される。この場合、一般に最大で25枚の半導体ウェハーが、互いに垂直方向にウェハーマガジン内に保持される。      
【０００７】
半導体ウェハーは、亀裂及びあらゆる不純物に対して敏感であるので、人の手が触れることは禁じられている。そのため、ハンドリングロボットが一般に使用される。これらのハンドリングロボットは、半導体ウェハーを１つの処理ステーションから別の処理ステーションへ搬送するか又は半導体ウェハーをウェハーマガジンの中若しくは外に搬送する。      
【０００８】
このようなハンドリングロボットは、ロボットドライブに連結されているロボットアームから構成され、垂直な自由度（ｚ）及び２つの水平な自由度（ｘ，ｙ）方向に移動し、垂直軸線の周りを回転する。ウェハーホルダーが、ロボットアームの自由な前面に配置されている。このウェハーホルダーは、掴みアームを有する。これらの掴みアームは、真空吸引ホルダーと共に回転する。これらの掴みアームは、半導体ウェハーを掴むことができ、この半導体ウェハーを処理ステーション又はウェハーマガジンの中又は外に移し、ロボットアームによってこのロボットアームのウェハーホルダーを半導体ウェハーの下面又は背面の真下に位置決めし、ロボットドライブによってこのウェハーホルダーを接触させる。その後にこれらの掴みアームは、半導体ウェハーを吸引する。その結果、半導体ウェハーは、ウェハーホルダーの上面の真空開口部上で保持され、１つの位置から別の位置へ搬送され得る。
【０００９】
この種類のプローバーは、半導体工場内で使用される。これらのプローバーは、ファブ(fab) ，プロダクションプローバー(production prober) として公知である。この場合、このような多数の装置が設けられているので、これらのプロダクションプローバーは、広い領域を占有する。これらのファブのコストに起因して、これらのプロダクションプローバーによって占有される領域も非常にコストがかかる。これらの領域のうちの大部分の領域が、プロダクションプローバー用に提供される。自動検査システムに検査すべき半導体ウェハーを連続して供給するため、技術者又はオペレータが、これらの領域内で移動できる。
【００１０】
全自動検査システムは、オペレータ又は技術者が初期の１回のセッティングで幾つかのウェハーマガジンを設置し、全ての半導体ウェハーが検査されるまで操作することを可能にする。この種類の全自動検査システムは、主にチャック，チャックドライバ，制御電子機器，プローブ又はプローブボード及び適切な掴み手段及び連結手段から構成された実際の検査装置に加えてウェハー自律調整用のパターン認識システム，ＣＣＤカメラ，検査基板観察用の顕微鏡，モニター，ハンドリングシステム，ウェハーマガジンステーションや整合ステーションを有する。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
本発明の課題は、生産過程で基板、特に半導体ウェハーの検査に起因する必要な空間及びコストを低減することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
この課題は、本発明により、ハンドリングシステム，基板マガジンステーション及び整合ステーションに互いに作用的に接合されている少なくとも２つの検査機が提供されていることによって解決される。
【００１３】
それ故に、ウェハーマガジンが、基板マガジンステーションによって使用され得る。検査用の半導体ウェハーが、このウェハーマガジンによって全ての検査機に供給される。この場合、このハンドリングシステムは、半導体ウェハーをウェハーマガジンから取り出し、このウェハーを予備位置決めの目的で整合ステーション上に設置する。この半導体ウェハーは、予備位置決め後に再び持ち上げられて検査機に送られる。
【００１４】
このことは、多くの利点をもたらす。第一に、ハンドリングシステム，基板マガジンステーション及び整合ステーションが、複数の検査機に対して使用され得る。その一方で従来の技術では、この設備を各検査機に設ける必要がある。このことは、検査機を製造する費用を削減する。第二に、操作時間及び予備調整時間が検査時間に比べて短いので、上述したステーションの性能が十分に活用され得る。第三に、オペレータ又は技術者が基板を搬送する必要なしに、いろいろな検査方法、例えば高温又は低温測定，高速測定及び高精度測定が、１台の装置及び同じ装置で実施され得る。一方では試験機自体に必要な空間が小さく、他方ではオペレータ又は技術者が検査機に近づくための領域が各検査機に対して提供されていないので、検査機によって要求される空間がこの目的にしたがって減少する。
【００１５】
本発明の１つの実施の形態では、各試験機が、独立した１つのモジュールとして構成されている。基板検査機に直接接合されている全ての要素が上の領域内に位置し、媒体供給部，制御装置等が下の領域内に位置するように、このようなモジュールは適切に構成されている。
【００１６】
さらに、ハンドリングシステム，基板マガジンステーション及び整合ステーションが共通のモジュール内に配置されていることが好ましい。これらの要素は、互いに近くで操作される関係にあるので、最適な関係は、このようなモジュール設計で実現され得る。何故なら、このようなモジュールは、独立して構成され設計されそして完全に現場で使用され得るからである。
【００１７】
さらに、各モジュールが同じ基本格子設計であり、各モジュールが互いに接合していることが有利である。したがって、一区画が、構成ブロック原理にしたがって構成され得る。構成が最小になる。
【００１８】
本発明のさらなる改良では、モジュールがその設置位置に移動され固定されるように、モジュールが設計されている。したがって、保守や修理に対して、検査機を一区画から取り出す一方で、この区画内のその他の検査機を操作し続けることが可能である。例えば直立面のローラによって実施され得る移動能力の結果として、非常に簡単な移送が可能である。その一方で設置位置内の不慮のずれは排除され得る。
【００１９】
共通のハウジングが提供されることによって、装置を単一のサブアセンブリとして構成することが好ましい。検査機，ハンドリングシステム，ウェハーマガジンシステム及び整合ステーションが、この共通のハウジング内に組み込まれる。したがって、第一に、各サブアセンブリに対する独立したハウジングが節約される。第二に、複数の検査機を有する装置全体を特定の気候や特定の環境条件にさらすことも可能である。したがって、例えば共通の電気機械的な検査の可能性がある。
【００２０】
各機械の動きが振動を起こすので、各モジュールを振動絶縁、特に位置制御プラットフォーム上に配置することが有益である。第一に、このことは、装置によって発生する機械的な振動がその他の装置に伝達しない条件によって実現される。第二に、このことは、監視に有害な影響を有するあらゆる種類の機械的な振動又は検査中の検査結果が外部から入らない条件を実現する。
【００２１】
この場合、各モジュールが、その他のモジュールから独立したプラットフォーム上に配置されていることが特に好ましい。したがって、１つの検査機からもう１つの検査機に伝わる振動を回避することも可能である。
【００２２】
これらの検査機に届く能力を上げるため、移動距離を短くするためには、全ての検査機が平面内に配置されて中央の自由空間を形成し、ハンドリングシステム及び／又は整合ステーションが中央の自由空間内に配置されていることが好ましい。
【００２３】
本発明のさらなる改良では、２台以上の検査機が提供される。３台以上の検査機を取り外すことができる。このことは、検査操作中に１台又はそれ以上の検査機を取り外し、例えば保守やその他の装置の性能を上げる状況を実現する。
【００２４】
最後に本発明のさらなる改良では、追加の装置が少なくとも１つの検査機に装備されている。この追加の装置は、ステレオ顕微鏡を含む顕微鏡，高低温制御部を有するサーマルチャック，遮光カバー，電磁気室又はガスシーリング室，レーザ切断装置，放射カメラ等でもよい。１台又はそれ以上の検査機が、これらの装置によってそれぞれいろいろな目的に対して構成され得る。
【００２５】
以下に、本発明を実施の形態に基づいて詳しく説明する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２６】
第１検査機１及び第２検査機２が、図１中に示されているように設けられている。これらの検査機の寸法が同じ格子寸法であり、この一般的な実施の形態では互いに同じであるように、これらの検査機はそれぞれモジュール式に構成されている。それ故に、これらの２つの検査機１，２を互いに近くに並べてこれらの検査機を互いに接合することが可能になる。
【００２７】
ハンドリングシステム３が、検査機１，２の列の並んで横に配置されている。このハンドリングシステム３は、ロボットアーム４を有する。このロボットアーム４は、ロボットドライブ５に連結されている。ウェハーホルダー６が、ロボットアーム４の自由な前面に配置されている。図示しなかった半導体ウェハーの下面が、持ち上げられ真空手段によって吸引されて吸着される。
【００２８】
ウェハーマガジンステーション７も設けられている。入力ウェハーマガジン８及び出力ウェハーマガジン９が、このウェハーマガジンステーション７内に挿入され得る。
【００２９】
整合ステーション１０が、ウェハーマガジンステーション７とハンドリングシステム３との間に設けられている。
【００３０】
本発明の装置の機能を説明する。１枚の半導体ウェハーが、ウェハーホルダー６によって入力ウェハーマガジン８から取り出され、一時的に整合ステーション１０上に搭載される。このとき、この半導体ウェハーが、検査機１又は２のうちの１つの検査機に挿入され、検査機１又は２内で精確に調整される必要があるときに、この半導体ウェハーが精確な位置方向になるように、この半導体ウェハーの位置は、この整合ステーション１０内で調整される。次いでこれらの半導体ウェハーは、ロボットアーム４及びロボットドライブの制御下で検査機１又は２のうちの１つの検査機に搬送される。これらの検査機１又は２のうちのどの検査機に装填されるかは、制御プログラムによって決定されている。
【００３１】
図２中に示されているように、第３検査機１１及び第４検査機１２が設けられている。これらの検査機は、中央の装置に対して対称に配置されている。したがって、ハンドリングシステム３及び整合ステーション１０及びウェハーマガジンステーション７が、図中の装置内の中央の自由空間内に位置する。
【００３２】
図３中に示されているように、第５検査機１４及び第６検査機１５が設けられている。この場合、中央の自由空間１３がハンドリングシステム３及び整合ステーション１０の配置に対して確保されているように、全ての検査機１，２，１１，１２，１４及び１５が配置されている。
【００３３】
この配置では、拡張モジュール１６用の空間も設けられている。そこには、別の検査ステーションや別のモジュール、例えば中間貯蔵モジュールや第２ウェハーマガジンステーションが配置され得る。
【００３４】
図４中には、検査機１，２，１１，１２，１４及び１５を有する装置が示されている。装置全体が、共通のハウジング１７を有する。このハウジング１７は、ウェハーマガジンステーション７側だけにハウジングのドア１８を備える。図４中に特に図示しなかったウェハーマガジンステーション８，９が、このドア１８を通じて操作され得る。オペレータの入口１９が、この操作のためだけに設けられている。その他の自由領域２０は必要でない。その結果、どんな場合でも小さく要求される空間は、さらに小さくできる。
【００３５】
全ての検査機１，２，１１，１２，１４及び１５は、検査及び温度の影響，高速検査，高精度検査又は用途及び使用範囲に応じた特定の環境条件下の検査のような同じ機能又は異なる機能を実施できる。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】２つの検査機を有する半導体ウェハーを検査するための本発明の装置の平面図である。
【図２】４つの検査機を有する半導体ウェハーを検査するための本発明の装置の平面図である。
【図３】６つの検査機を有する半導体ウェハーを検査するための本発明の装置の平面図である。
【図４】生産環境内で半導体ウェハーを検査するための本発明の装置の平面図である。
【符号の説明】
【００３７】
１  第１検査機
２  第２検査機
３  ハンドリングシステム
４  ロボットアーム
５  ロボットドライブ
６  ウェハーホルダー
７  ウェハーマガジンステーション
８  入力ウェハーマガジン
９  出力ウェハーマガジン
１０  整合ステーション
１１  第３検査機
１２  第４検査機
１３  中央の自由空間
１４  第５検査機
１５  第６検査機
１６  拡張モジュール
１７  ハウジング
１８  ハウジングのドア
１９  オペレータの入口
２０  自由領域
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【外国語明細書】
Title of Invention
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Brief Description of Drawings
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Claims
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１．Abstract
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２．Representative Drawing
Ｆｉｇ１
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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