特許 5894825 プローブ装置及びウエハ搬送ユニット

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】5894825

(24)【登録日】2016年3月4日

(45)【発行日】2016年3月30日

(54)【発明の名称】プローブ装置及びウエハ搬送ユニット

(51)【国際特許分類】

   H01L 21/66 20060101AFI20160317BHJP

   H01L 21/677 20060101ALI20160317BHJP

【ＦＩ】

   H01L21/66 B

   H01L21/68 A

【請求項の数】3

【全頁数】9

(21)【出願番号】特願2012-63864(P2012-63864)

(22)【出願日】2012年3月21日

(65)【公開番号】特開2013-197375(P2013-197375A)

(43)【公開日】2013年9月30日

【審査請求日】2014年12月19日

(73)【特許権者】

【識別番号】000219967

【氏名又は名称】東京エレクトロン株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110001092

【氏名又は名称】特許業務法人サクラ国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】秋山 収司

(72)【発明者】

【氏名】雨宮 浩

【審査官】 井上 弘亘

(56)【参考文献】

【文献】 国際公開第２０００／００２２３９（ＷＯ，Ａ１）

【文献】 特開２０１０−０７３８２７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００１−２４８６１０（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｈ０１Ｌ ２１／６６

Ｈ０１Ｌ ２１／６７７

(57)【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、
半導体ウエハ収納容器が載置されるロードポートと、
上下駆動機構と、回転駆動機構と、水平駆動機構とを有し、前記半導体ウエハ収納容器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、
前記ウエハ搬送機構の前記上下駆動機構によって上下動可能とされ、前記半導体ウエハ収納容器の蓋を開閉する蓋開閉機構と、
を具備し、
前記蓋開閉機構は、前記蓋を吸着する吸着機構と、前記蓋の複数のラッチ機構を開閉するラッチ開閉機構とを具備し、前記ラッチ開閉機構は、１つの駆動機構と当該駆動機構に接続されたリンク機構によって、複数の前記ラッチ機構を開閉するよう構成されるとともに、前記ラッチ開閉機構の動きを検出して、前記ラッチ機構の開位置を検出する１つの開位置センサ及び閉位置を検出する１つの閉位置センサを有する
ことを特徴とするプローブ装置。

【請求項2】

半導体ウエハ収納容器が載置されるロードポートと、
上下駆動機構と、回転駆動機構と、水平駆動機構とを有し、前記半導体ウエハ収納容器内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、
前記ウエハ搬送機構の前記上下駆動機構によって上下動可能とされ、前記半導体ウエハ収納容器の蓋を開閉する蓋開閉機構と、
を具備し、
前記蓋開閉機構は、前記蓋を吸着する吸着機構と、前記蓋の複数のラッチ機構を開閉するラッチ開閉機構とを具備し、前記ラッチ開閉機構は、１つの駆動機構と当該駆動機構に接続されたリンク機構によって、複数の前記ラッチ機構を開閉するよう構成されるとともに、前記ラッチ開閉機構の動きを検出して、前記ラッチ機構の開位置を検出する１つの開位置センサ及び閉位置を検出する１つの閉位置センサを有する
ことを特徴とするウエハ搬送システム。

【請求項3】

請求項２記載のウエハ搬送システムであって、
前記半導体ウエハの位置決めを行う位置決め機構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、ウエハ収納容器（ＦＯＵＰ）を載置するロードポート及びウエハ収納容器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。）。

【0003】

また、上記プローブ装置及びウエハ搬送ユニットにおいては、ウエハ収納容器（ＦＯＵＰ）の蓋の開け閉めを行う蓋開閉機構を具備したものが知られている。この蓋開閉機構は、蓋を保持するとともに、蓋に配設されたラッチを開閉するためのラッチ開閉用駆動機構を具備した保持部と、この保持部を上下動させる上下駆動機構と、保持部と蓋とを近接離間させる水平駆動機構とを具備した構成となっている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【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】

【0005】

上記のとおり、プローブ装置及びウエハ搬送ユニットにおいては、ウエハ収納容器（ＦＯＵＰ）の蓋の開け閉めを行う蓋開閉機構を具備したものが知られており、蓋開閉機構は、蓋に配設されたラッチを開閉するためのラッチ開閉用駆動機構、蓋を移動させて開閉するための上下動機構、蓋開閉機構と蓋とを近接及び離間させるための水平駆動機構等の駆動機構を有した構成となっている。

【0006】

しかしながら、上記のプローブ装置及びウエハ搬送ユニットにおいても、省資源化を図り、製造コストを削減することが求められている。

【0007】

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、従来に比べてウエハ搬送、スループット向上と省資源化を図り、かつ蓋を移動させて開閉するための上下動機構の共有化における削減と製造コストを削減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】

【0008】

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、半導体ウエハ収納容器が載置されるロードポートと、上下駆動機構と、回転駆動機構と、水平駆動機構とを有し、前記半導体ウエハ収納容器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、前記ウエハ搬送機構の前記上下駆動機構によって上下動可能とされ、前記半導体ウエハ収納容器の蓋を開閉する蓋開閉機構と、を具備し、前記蓋開閉機構は、前記蓋を吸着する吸着機構と、前記蓋の複数のラッチ機構を開閉するラッチ開閉機構とを具備し、前記ラッチ開閉機構は、１つの駆動機構と当該駆動機構に接続されたリンク機構によって、複数の前記ラッチ機構を開閉するよう構成されるとともに、前記ラッチ開閉機構の動きを検出して、前記ラッチ機構の開位置を検出する１つの開位置センサ及び閉位置を検出する１つの閉位置センサを有することを特徴とする。

【0009】

本発明のウエハ搬送システムの一態様は、半導体ウエハ収納容器が載置されるロードポートと、上下駆動機構と、回転駆動機構と、水平駆動機構とを有し、前記半導体ウエハ収納容器内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、前記ウエハ搬送機構の前記上下駆動機構によって上下動可能とされ、前記半導体ウエハ収納容器の蓋を開閉する蓋開閉機構と、を具備し、前記蓋開閉機構は、前記蓋を吸着する吸着機構と、前記蓋の複数のラッチ機構を開閉するラッチ開閉機構とを具備し、前記ラッチ開閉機構は、１つの駆動機構と当該駆動機構に接続されたリンク機構によって、複数の前記ラッチ機構を開閉するよう構成されるとともに、前記ラッチ開閉機構の動きを検出して、前記ラッチ機構の開位置を検出する１つの開位置センサ及び閉位置を検出する１つの閉位置センサを有することを特徴とする。

【発明の効果】

【0010】

本発明によれば、従来に比べてウエハ搬送、スループット向上と省資源化を図り、製造コストを削減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】

【0011】

【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】図１のプローブ装置の搬送ユニットの構成を模式的に示す図。

【図3】図２の搬送ユニットの要部構成を模式的に示す図。

【図4】図２の搬送ユニットの要部構成を模式的に示す図。

【図5】図２の搬送ユニットの要部構成を模式的に示す図。

【図6】図２の搬送ユニットの要部構成を模式的に示す図。

【発明を実施するための形態】

【0012】

以下、本発明の実施形態を、図面を参照して説明する。

【0013】

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、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の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。

【0014】

ローダー部１５０には、半導体ウエハ収納容器（ＦＯＵＰ）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、図２にも示すように、ウエハ搬送機構１６０のロードポート１５２とは反対側には、バッファテーブル１７０及び位置合わせ機構１７１が上下に重ねて配設されている。なお、バッファテーブル１７０は、プローブの針先を研磨するためのウエハ等を収容しておくためのものである。また、位置合わせ機構１７１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。

【0015】

ウエハ搬送機構１６０は、図３に示すようなアームユニット１６１を具備している。アームユニット１６１は、上側アーム１８１と下側アーム１８２の上下二段に配設された半導体ウエハ保持用アームを具備している。これらの上側アーム１８１と下側アーム１８２は、その長手方向に沿って上側アーム１８１と下側アーム１８２とを夫々独立に水平方向に移動させる水平駆動機構としての上側アーム駆動機構１８３、下側アーム駆動機１８４を具備している。

【0016】

また、アームユニット１６１の上側アーム１８１及び下側アーム１８２の先端側には、半導体ウエハ収納容器１５１内の半導体ウエハＷの有無を検出するためのウエハセンサ１８５が配設されている。

【0017】

図２に示すように、上記アームユニット１６１は、このアームユニット１６１を回転させる回転駆動機構１６２の上に配設されており、回転駆動機構１６２によってアームユニット１６１全体が例えば１８０°の範囲で回転されるよう構成されている。また、回転駆動機構１６２は、この回転駆動機構１６２をＺ軸方向（上下方向）に移動させる上下駆動機構１６３の上に配設されている。

【0018】

また、ウエハ搬送機構１６０の上下駆動機構１６３には、半導体ウエハ収納容器（ＦＯＵＰ）１５１の蓋を開閉するための蓋開閉機構１９０が固定されており、この蓋開閉機構１９０は、ウエハ搬送機構１６０の上下駆動機構１６３によって上下動されるようになっている。

【0019】

蓋開閉機構１９０は、蓋保持部１９１を備えている。図４に示すように、この蓋保持部１９１は、半導体ウエハ収納容器１５１の蓋を吸着保持するための２つの吸着保持部１９２と、半導体ウエハ収納容器１５１のラッチ機構を開閉して蓋を着脱するための２つのラッチ開閉機構１９３とを具備している。

【0020】

これらのラッチ開閉機構１９３は、１つのシリンダ１９４と、このシリンダ１９４に接続されたリンク機構１９５によって、同時に回転される構成となっている。また、ラッチ開閉機構１９３の動きに応じてラッチ開閉機構１９３の動きを検出するための２つの位置センサ１９６、１９７が配設されている。これらの位置センサ１９６、１９７のうちの一方は、ラッチ機構の開位置を検出し、他方は、ラッチ機構の閉位置を検出するようになっている。

【0021】

上記のように、１つのシリンダ１９４によって、２つのラッチ開閉機構１９３を回転させるよう構成されているので、２つのラッチ開閉機構１９３を夫々別のシリンダによって回転させる場合に比べて駆動機構としてのシリンダの数を削減することができる。また、２つのラッチ開閉機構１９３を夫々別のシリンダによって回転させる場合、夫々のラッチ開閉機構１９３について、開位置と閉位置とを検出するための位置センサを２つずつ合計４つ設ける必要があるが、本実施形態では、このような位置センサの数を２つとすることができ、位置センサの数も削減することができる。これによって、従来に比べて省資源化することができ、製造コストを削減することができる。

【0022】

上記蓋保持部１９１は、図５に示す水平方向駆動機構１９６を介して、図６に示すウエハ搬送機構１６０の上下駆動機構１６３の台座部１６３ａに固定されている。水平方向駆動機構１９６は、略垂直に固定された板状部材からなる固定部１９６ａを有しており、この固定部１９６ａに蓋保持部１９１が固定される。また、水平方向駆動機構１９６は、シリンダを具備しており、図５中矢印で示すように、固定部１９６ａ及びここに固定された蓋保持部１９１を水平方向に移動可能とされている。

【0023】

上記構成のプローブ装置１００では、蓋開閉機構１９０をウエハ搬送機構１６０の上下駆動機構１６３によって上下動させるようになっている。したがって、蓋開閉機構１９０を上下動させるための上下駆動機構を別途に設ける必要がなく、駆動機構を削減することができる。これによって、従来に比べて省資源化することができ、製造コストを削減することができる。

【0024】

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に半導体ウエハＷを収容した半導体ウエハ収納容器（ＦＯＵＰ）１５１が載置されると、まず、ウエハ搬送機構１６０の上下駆動機構１６３によって蓋開閉機構１９０を上昇させ、半導体ウエハ収納容器１５１の前方に蓋保持部１９１を位置させる。

【0025】

次に、水平方向駆動機構１９６によって、蓋保持部１９１を水平方向に移動させて半導体ウエハ収納容器１５１の蓋に当接させ、２つの吸着保持部１９２によって蓋を吸着するとともに、ラッチ開閉機構１９３を半導体ウエハ収納容器１５１のラッチ機構と嵌合させる。

【0026】

次に、蓋保持部１９１に配設されたシリンダ１９４を駆動してラッチ開閉機構１９３により、半導体ウエハ収納容器１５１のラッチ機構を回転させ、ラッチ機構を開けた状態とする。

【0027】

次に、水平方向駆動機構１９６によって、蓋保持部１９１を後退させて半導体ウエハ収納容器１５１の蓋を外し、この後、ウエハ搬送機構１６０の上下駆動機構１６３によって蓋開閉機構１９０を下降させ、半導体ウエハ収納容器１５１の蓋を下方に移動させる。

【0028】

この後、ウエハ搬送機構１６０のウエハセンサ１８５を、半導体ウエハ収納容器１５１の入口部分に挿入し、例えば上側から下側にウエハセンサ１８５を移動させることにより、半導体ウエハ収納容器１５１内のどのスロットに半導体ウエハＷが収容されているかを検出する。

【0029】

次に、ウエハ搬送機構１６０の上側アーム１８１又は下側アーム１８２のいずれか一方、本実施形態では上側アーム１８１によって、半導体ウエハ収納容器１５１内の半導体ウエハＷを取り出し、位置合わせ機構１７１に搬送する。そして、位置合わせ機構１７１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。

【0030】

次に、位置合わせ機構１７１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の上側アーム１８１によって、位置合わせ機構１７１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。

【0031】

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。

【0032】

上記の測定部１１０における半導体ウエハＷの検査中に、次に検査を行う半導体ウエハＷを、ウエハ搬送機構１６０の上側アーム１８１によって取り出し、位置合わせ機構１７１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の位置を検知した後、再度上側アーム１８１によって半導体ウエハＷを保持し、この状態で待機する。

【0033】

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、次に検査を行う半導体ウエハＷを保持していない方のアーム、本実施形態では下側アーム１８２によって取り出し、上側アーム１８１上に保持していた次に検査を行う半導体ウエハＷを載置台１１１上に載置する。

【0034】

そして、検査が終了した半導体ウエハＷを、下側アーム１８２によって一旦位置合わせ機構１７１に搬送する。そして、位置合わせ機構１７１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。

【0035】

この後、位置を検知した半導体ウエハＷを、再度ウエハ搬送機構１６０の下側アーム１８２によって保持し、半導体ウエハ収納容器１５１の前方まで搬送する。

【0036】

次に、ウエハセンサ１８５によって、半導体ウエハ収納容器１５１のスロットに半導体ウエハＷが収容されていないことを確認した後、半導体ウエハＷを保持した下側アーム１８２を半導体ウエハ収納容器１５１内に挿入して、半導体ウエハＷを半導体ウエハ収納容器１５１のスロット上に載置する。

【0037】

この後、上側アーム１８１によって次に検査を行う半導体ウエハＷを半導体ウエハ収納容器１５１内から取り出し、上述した工程を繰り返し行うことによって、半導体ウエハ収納容器１５１内に収容された半導体ウエハＷの検査を行う。

【0038】

そして、半導体ウエハ収納容器１５１内に収容された検査を行うべき半導体ウエハＷを全て検査した後、ウエハ搬送機構１６０の上下駆動機構１６３によって蓋開閉機構１９０を上昇させ、半導体ウエハ収納容器１５１の前方に、蓋を保持した蓋保持部１９１を位置させる。

【0039】

次に、水平方向駆動機構１９６によって、蓋保持部１９１を水平方向に移動させ、蓋保持部１９１に保持された蓋を半導体ウエハ収納容器１５１に当接させる。そして、シリンダ１９４を駆動してラッチ開閉機構１９３により半導体ウエハ収納容器１５１のラッチ機構を回転させ、ラッチ機構を閉じた状態とし、蓋を半導体ウエハ収納容器１５１に固定する。

【0040】

次に、２つの吸着保持部１９２による蓋の吸着を解除するとともに、水平方向駆動機構１９６によって、蓋保持部１９１を後退させた後、ウエハ搬送機構１６０の上下駆動機構１６３によって蓋開閉機構１９０を下降させる。

【0041】

なお、上記の工程では、初めに半導体ウエハ収納容器１５１の蓋を開け、全ての半導体ウエハＷの検査が終了するまで蓋を開けた状態として半導体ウエハＷの検査を行い、最後に蓋を閉める場合について説明したが、１枚の半導体ウエハＷを取り出す毎に、半導体ウエハ収納容器１５１の蓋を開け閉めするようにしてもよい。

【0042】

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】

【0043】

１００……プローブ装置、１１０……測定部、１１１……載置台、１５０……ローダー部、１５１……半導体ウエハ収納容器（ＦＯＵＰ）、１５２……ロードポート、１６０……ウエハ搬送機構、１６１……アームユニット、１６２……回転駆動機構、１６３……上下駆動機構、１７０……バッファテーブル、１７１……位置合わせ機構、１８１……上側アーム、１８２……下側アーム、１８３……上側アーム駆動機構、１８４……下側アーム駆動機構、１８５……ウエハセンサ、１９０……蓋開閉機構、１９１……蓋保持部、１９２……吸着保持部、１９３……ラッチ開閉機構。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】