特許 6945336 ウエハ検査装置

(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】6945336

(24)【登録日】2021年9月16日

(45)【発行日】2021年10月6日

(54)【発明の名称】ウエハ検査装置

(51)【国際特許分類】

   H01L 21/66 20060101AFI20210927BHJP

   H01L 21/02 20060101ALI20210927BHJP

【ＦＩ】

   H01L21/66 B

   H01L21/02 D

【請求項の数】10

【全頁数】8

(21)【出願番号】特願2017-85424(P2017-85424)

(22)【出願日】2017年4月24日

(65)【公開番号】特開2018-186128(P2018-186128A)

(43)【公開日】2018年11月22日

【審査請求日】2019年11月15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】100107766

【弁理士】

【氏名又は名称】伊東 忠重

(74)【代理人】

【識別番号】100070150

【弁理士】

【氏名又は名称】伊東 忠彦

(72)【発明者】

【氏名】秋山 収司

(72)【発明者】

【氏名】保坂 広樹

【審査官】 今井 聖和

(56)【参考文献】

【文献】 特開平０７−０２７８１８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１５−１４４１５５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１１−０７５３５１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００７−１０９７５９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１４−０７５４２０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平１０−２９１６０７（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｈ０１Ｌ ２１／６６

Ｈ０１Ｌ ２１／０２

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

高さ方向及び横方向に配列された複数の検査部を有するウエハ検査装置であって、
横方向に配列された複数の検査部を含む循環領域の長手方向の両端部に、前記循環領域内の空気を循環させる一対の空気循環手段が配設されており、
前記空気循環手段は、前記循環領域内に清浄空気を吹き出すファンフィルタユニットを含む、
ウエハ検査装置。

【請求項2】

前記一対の空気循環手段は、前記循環領域ごとに配設されている、
請求項１に記載のウエハ検査装置。

【請求項3】

前記一対の空気循環手段は、高さ方向を回転軸とした回転方向に空気の循環経路を形成する、
請求項１又は２に記載のウエハ検査装置。

【請求項4】

前記一対の空気循環手段のうち、一方の空気循環手段の前記ファンフィルタユニットと他方の空気循環手段の前記ファンフィルタユニットとが対角線上に位置する、
請求項１乃至３のいずれか一項に記載のウエハ検査装置。

【請求項5】

前記空気循環手段は、前記循環領域内から空気を吸引する吸引ファンを含み、
前記一対の空気循環手段のうち、一方の空気循環手段の前記吸引ファンと他方の空気循環手段の前記吸引ファンとが対角線上に位置する、
請求項１乃至４のいずれか一項に記載のウエハ検査装置。

【請求項6】

前記空気循環手段は、前記循環領域を開閉自在に密封する、
請求項１乃至５のいずれか一項に記載のウエハ検査装置。

【請求項7】

前記循環領域内に前記循環領域の空気の露点を低下させる乾燥空気を供給する乾燥空気供給手段を有する、
請求項１乃至６のいずれか一項に記載のウエハ検査装置。

【請求項8】

前記循環領域は、−４０度以下の露点温度に維持することができる、
請求項１乃至７のいずれか一項に記載のウエハ検査装置。

【請求項9】

前記空気循環手段の動作を制御する制御手段を有し、
前記制御手段は、前記検査部の動作状態に応じて、前記空気循環手段から前記循環領域に吹き出される前記空気の風量を制御する、
請求項１乃至８のいずれか一項に記載のウエハ検査装置。

【請求項10】

前記循環領域には露点センサが設けられており、
前記制御手段は、前記露点センサの検出値に基づいて、前記空気循環手段から前記循環領域に吹き出される前記空気の風量を制御する、
請求項９に記載のウエハ検査装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、ウエハ検査装置に関する。

【背景技術】

【0002】

従来から、クリーンルームや半導体製造装置の内部といった清浄度が要求される箇所にファンフィルタユニット（ＦＦＵ）を設置し、内部環境を清浄化することが行われている。また、プローバ装置等の検査装置においても、低温検査の要求により、検査部の内部の空気を、ＦＦＵを介して循環させる技術が利用されるようになってきている（例えば、特許文献１参照）。

【0003】

また、近年、検査工程のスループット向上の観点から、高さ方向及び横方向に複数の検査部が配列されたウエハ検査装置が開発されている（例えば、特許文献２参照）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開２０１５−１４４１５５号公報

【特許文献2】特開２０１４−０７５４２０号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

しかしながら、高さ方向及び横方向に複数の検査部が配列されたウエハ検査装置においては、検査部ごとにＦＦＵを設置しようとすると多くの設置スペースが必要となる。また、ＦＦＵごとに制御系等を用意する必要があるため煩雑になる。

【0006】

そこで、本発明では、高さ方向及び横方向に複数の検査部が配列されたウエハ検査装置において、省スペース且つ効果的に検査部の内部の清浄度を維持することが可能なウエハ検査装置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】

【0007】

上記目的を達成するため、本発明の一態様に係るウエハ検査装置は、高さ方向及び横方向に配列された複数の検査部を有するウエハ検査装置であって、横方向に配列された複数の検査部を含む循環領域の長手方向の両端部に、前記循環領域内の空気を循環させる一対の空気循環手段が配設されており、前記空気循環手段は、前記循環領域内に清浄空気を吹き出すファンフィルタユニットを含む。

【発明の効果】

【0008】

開示のウエハ検査装置によれば、高さ方向及び横方向に複数の検査部が配列されたウエハ検査装置において、省スペース且つ効果的に検査部の内部の清浄度を維持することができる。

【図面の簡単な説明】

【0009】

【図1】本発明の実施形態に係るウエハ検査装置の一例を示す概略断面図

【図2】図１における一点鎖線Ａ−Ａにおいて切断した断面図

【図3】空気循環手段の一例を示す図

【図4】メンテナンス時の空気循環手段の状態の一例を示す図

【図5】メンテナンス時の空気循環手段の状態の別の例を示す図

【図6】パーティクル測定点を説明するための図

【発明を実施するための形態】

【0010】

以下、本発明を実施するための形態について図面を参照して説明する。なお、本明細書及び図面において、実質的に同一の構成については、同一の符号を付することにより重複した説明を省く。

【0011】

〔ウエハ検査装置〕
本発明の実施形態に係るウエハ検査装置は、高さ方向及び横方向に複数の検査部を搭載し、これらの検査部が独立で同時にウエハを検査し、高速なロット処理が可能なウエハ一括テストシステムである。また、横方向に配列された複数の検査部を含む循環領域の長手方向の両端部に一対の空気循環手段を配設することで、循環領域内の空気を循環させ、省スペース且つ効果的に検査部の内部の清浄度を維持する。

【0012】

図１は、本発明の実施形態に係るウエハ検査装置の一例を示す概略断面図である。図２は、図１における一点鎖線Ａ−Ａにおいて切断した断面図である。

【0013】

図１及び図２に示されるように、ウエハ検査装置１０は、検査室１１を備える。検査室１１は、検査領域１２と、搬出入領域１３と、搬送領域１４とを有する。なお、検査領域１２及び搬送領域１４が循環領域Ｐを構成する。

【0014】

検査領域１２は、ウエハＷに形成された各半導体デバイスの電気特性の検査を行う領域であり、複数の検査部を有する。検査領域１２には、複数の検査部に対応して、複数のウエハ検査用のインターフェースとしてのテスタ１５が配置される。具体的に、検査領域１２は水平に配列された複数のテスタ１５からなるテスタ列の多段構造、例えば３段構造を有し、テスタ列の各々に対応して１つのテスタ側カメラ１６が配置される。各テスタ側カメラ１６は対応するテスタ列に沿って水平に移動し、テスタ列を構成する各テスタ１５の前に位置して搬送ステージ１８が搬送するウエハＷ等の位置を確認する。

【0015】

搬出入領域１３は、検査室１１に対するウエハＷの搬出入を行う領域である。搬出入領域１３は、複数の収容空間１７に区画されている。各収容空間１７には、複数のウエハＷを収容する容器であるＦＯＵＰを受け入れるポート１７ａ、ウエハＷの位置合わせを行うアライナ１７ｂ、プローブカードが搬出入されるローダ１７ｃ、ウエハ検査装置１０の各部の動作を制御するコントローラ１７ｄが配置される。コントローラ１７ｄは、制御手段の一例である。

【0016】

搬送領域１４は、検査領域１２及び搬出入領域１３の間に設けられた領域である。搬送領域１４には、搬送領域１４だけでなく検査領域１２や搬出入領域１３へも移動自在な搬送ステージ１８が配置される。搬送ステージ１８は、搬出入領域１３のポート１７ａからウエハＷを受け取り各テスタ１５へ搬送すると共に、半導体デバイスの電気特性の検査が終了したウエハＷを各テスタ１５からポート１７ａへ搬送する。

【0017】

循環領域Ｐの長手方向（図中のＸ方向）の両端部には、循環領域Ｐ内の空気を循環させる一対の空気循環手段２０が配設されている。一対の空気循環手段２０は、図２に示されるように、高さ方向に複数形成された循環領域Ｐごとに配設されている。図示の例では、高さ方向に３つの循環領域Ｐが形成されており、それぞれの循環領域Ｐに一対の空気循環手段２０が配設されている。

【0018】

図３は、空気循環手段２０の一例を示す図である。図３に示されるように、一対の空気循環手段２０は、循環領域Ｐの長手方向の一端に設けられた空気循環手段２０ａと、循環領域Ｐの長手方向の他端に設けられた空気循環手段２０ｂと、を含む。空気循環手段２０ａは、ファンフィルタユニット（ＦＦＵ）２１ａ、吸引ファン２２ａ、ダクト２３ａ、及びブラケット２４ａを有する。空気循環手段２０ｂは、ＦＦＵ２１ｂ、吸引ファン２２ｂ、ダクト２３ｂ、及びブラケット２４ｂを有する。

【0019】

ＦＦＵ２１ａ，２１ｂは、それぞれダクト２３ａ，２３ｂからの空気を通過させて防塵するフィルタと、フィルタで防塵された清浄空気を循環領域Ｐ内に吹き出す吹出ファンとを含む。ＦＦＵ２１ａ及びＦＦＵ２１ｂは、循環領域Ｐの対角線上に位置するように設けられている。ＦＦＵ２１ａ，２１ｂは、コントローラ１７ｄにより、吹出ファンの回転数が制御されることで、循環領域Ｐ内に吹き出す清浄空気の風量が調整される。循環領域Ｐ内に吹き出す清浄空気の風量は、例えば循環領域Ｐの大きさ等に応じて定められる。また、コントローラ１７ｄは、複数の検査部の動作状態に応じて、ＦＦＵ２１ａ，２１ｂから循環領域Ｐ内に吹き出す清浄空気の風量を自動的に制御してもよい。

【0020】

吸引ファン２２ａ，２２ｂは、循環領域Ｐ内から空気を吸引する。吸引ファン２２ａ，２２ｂにより循環領域Ｐ内から吸引された空気は、それぞれダクト２３ａ，２３ｂに送られる。吸引ファン２２ａ，２２ｂを設けることで、循環領域Ｐ内の空気をダクト２３ａ，２３ｂ内に効率よく送ることができるので、循環領域Ｐ内の空気を効率よく循環させることができる。なお、ＦＦＵ２１ａ，２１ｂのみで循環領域Ｐ内の空気を効率よく循環させることができれば、吸引ファン２２ａ，２２ｂを設けなくてもよい。

【0021】

ダクト２３ａ，２３ｂは、それぞれ一方の端部がＦＦＵ２１ａ，２１ｂに接続され、他方の端部が吸引ファン２２ａ，２２ｂに接続されている。ダクト２３ａ，２３ｂは、それぞれ吸引ファン２２ａ，２２ｂが吸引した空気をＦＦＵ２１ａ，２１ｂへ送る。

【0022】

ＦＦＵ２１ａ，２１ｂ及び吸引ファン２２ａ，２２ｂを動作させることにより、図３の紙面反時計回りの空気の循環経路Ｒが形成される。即ち、一対の空気循環手段２０は、高さ方向（図中のＺ方向）を回転軸とした回転方向に空気の循環経路Ｒを形成する。

【0023】

また、循環領域Ｐには、空気の露点を低下させる乾燥空気（ドライエア）を、循環領域Ｐの複数の箇所に供給可能な乾燥空気供給手段３０が設けられている。乾燥空気供給手段３０は、複数の乾燥空気供給ノズル３１を有し、それぞれの乾燥空気供給ノズル３１から所定（例えば６０Ｌ／ｍｉｎ）の風量の乾燥空気を循環領域Ｐ内に供給可能となっている。乾燥空気供給ノズル３１には、複数（例えば５つ）の吐出孔が形成されている。なお、図示の例では、５つの乾燥空気供給ノズル３１が循環経路Ｒに沿って所定の間隔を有して設けられている。

【0024】

また、循環領域Ｐの内部には、露点センサ４０が設けられていてもよい。コントローラ１７ｄは、露点センサ４０により検出される検出値に基づいて、ＦＦＵ２１ａ，２１ｂ及び／又は吸引ファン２２ａ，２２ｂを制御することで、循環領域Ｐ内に吹き出す清浄空気の風量を調整してもよい。また、コントローラ１７ｄは、露点センサ４０により検出される検出値に基づいて、乾燥空気供給手段３０から循環領域Ｐ内に供給する乾燥空気の風量を調整してもよい。なお、図示の例では、２つの露点センサ４０が設けられているが、露点センサ４０は１つであってもよく、３つ以上であってもよい。

【0025】

このようにウエハ検査装置１０では、循環領域Ｐ内に乾燥空気を供給すると共に、循環領域Ｐ内の空気を循環させることで、循環領域Ｐ内を低温（例えば−４０度以下の露点温度）、且つ清浄な環境（例えばクラス１０００、クラス１００）に維持することができる。そして、低温且つ清浄な環境に維持された循環領域Ｐ内で、各テスタ１５がウエハＷの各半導体デバイスに電気信号を印加して電気特性を検査する。このとき、搬送ステージ１８が一のテスタ１５へ向けてウエハＷを搬送している間に、他のテスタ１５は他のウエハＷの各半導体デバイスの電気特性を検査することができる。そのため、ウエハＷの検査効率を向上させることができる。

【0026】

図４は、メンテナンス時の空気循環手段２０の状態の一例を示す図である。図４では、一方の空気循環手段２０ａを開いてメンテナンスを行うときの状態を示している。図４に示されるように、空気循環手段２０ａは、循環領域Ｐを開閉自在に密封する。具体的には、ウエハ検査装置１０の動作時等の通常時には、空気循環手段２０ａは循環領域Ｐの端部に形成された開口を密封する。一方、ウエハ検査装置１０のメンテナンス時には、空気循環手段２０ａは、高さ方向を回転軸として、ＦＦＵ２１ａ、吸引ファン２２ａ、及びダクト２３ａを回転させる。これにより、循環領域Ｐの端部に形成された開口が開かれる。これにより、容易に循環領域Ｐ内のメンテナンスを実施することができる。

【0027】

図５は、メンテナンス時の空気循環手段２０の状態の別の例を示す図である。図５では、他方の空気循環手段２０ｂを開いてメンテナンスを行うときの状態を示している。図５に示されるように、空気循環手段２０ｂは、循環領域Ｐを開閉自在に密封する。具体的には、ウエハ検査装置１０の動作時等の通常時には、空気循環手段２０ｂは循環領域Ｐの端部に形成された開口を密封する。一方、ウエハ検査装置１０のメンテナンス時には、空気循環手段２０ｂは、吸引ファン２２ｂを回転させることなく、高さ方向を回転軸として、ＦＦＵ２１ｂ、及びダクト２３ｂの一部を回転させる。これにより、循環領域Ｐの端部に形成された開口の一部が開かれる。これにより、容易に循環領域Ｐ内のメンテナンスを実施することができる。図５の例では、通常時及びメンテナンス時に吸引ファン２２ｂを回転させることがないので、回転半径を小さくすることができる。そのため、循環領域Ｐの端部の近傍にチラー配管等が設置されている場合であっても、空気循環手段２０ｂがチラー配管等と干渉することを防止することができる。

【0028】

〔実施例〕
次に、本発明の実施形態に係るウエハ検査装置１０の効果を確認するための実施例について説明する。図６は、パーティクル測定点を説明するための図である。

【0029】

実施例では、ウエハ検査装置１０の循環領域Ｐ内のパーティクル数を、粒子計数器（パーティクルカウンタ）を用いて測定した。具体的には、ウエハ検査装置１０を停止させた状態（以下「停止状態」ともいう。）、及びウエハ検査装置１０を動作させた状態（以下「動作状態」ともいう。）のそれぞれにおいて、図６に示されるＡ，Ｂ，Ｃ，Ｄの４箇所のパーティクル数を測定した。動作状態は、ウエハの検査を実行している状態、ウエハを搬送している状態等を含む。

【0030】

停止状態及び動作状態のそれぞれにおいて、Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄの箇所でパーティクル数を測定した結果、停止状態では、いずれの箇所においても、クラス１００の気中パーティクル濃度限界基準を満たしていた。また、動作状態では、いずれの箇所においても、クラス１０００の気中パーティクル濃度限界基準を満たしていた。

【0031】

以上、本発明を実施するための形態について説明したが、上記内容は、発明の内容を限定するものではなく、本発明の範囲内で種々の変形及び改良が可能である。

【0032】

上記の実施形態では、高さ方向に３段、横方向に４つの検査部が配列されたウエハ検査装置１０を例に挙げて説明したが、これに限定されず、高さ方向の段数は１段以上であればよく、横方向の数は２つ以上であればよい。

【符号の説明】

【0033】

１０ ウエハ検査装置
１１ 検査室
１２ 検査領域
１３ 搬出入領域
１４ 搬送領域
１７ｄ コントローラ
２０，２０ａ，２０ｂ 空気循環手段
２１ａ，２１ｂ ＦＦＵ
２２ａ，２２ｂ 吸引ファン
３０ 乾燥空気供給手段
３１ 乾燥空気供給ノズル
４０ 露点センサ
Ｐ 循環領域
Ｒ 循環経路

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】