JP2003511852A - 総合検査セル - Google Patents

総合検査セル

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JP2003511852A JP2001528710A JP2001528710A JP2003511852A JP 2003511852 A JP2003511852 A JP 2003511852A JP 2001528710 A JP2001528710 A JP 2001528710A JP 2001528710 A JP2001528710 A JP 2001528710A JP 2003511852 A JP2003511852 A JP 2003511852A
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    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R31/00—Arrangements for testing electric properties; Arrangements for locating electric faults; Arrangements for electrical testing characterised by what is being tested not provided for elsewhere
    • G01R31/28—Testing of electronic circuits, e.g. by signal tracer
    • G01R31/2851—Testing of integrated circuits [IC]
    • G01R31/2886—Features relating to contacting the IC under test, e.g. probe heads; chucks
    • G01R31/2887—Features relating to contacting the IC under test, e.g. probe heads; chucks involving moving the probe head or the IC under test; docking stations

Abstract

(57)【要約】 ハンドリング装置上に配置された半導体装置を検査するようにした半導体検査装置を開示する。この半導体検査装置は自立性のフレームをなしハンドリング装置を受け入れるようにした外部からアクセス可能な開口が形成された検査装置ハウジングを含む。検査制御装置がハウジング内に配置され、フレームに取り付けられている。検査回路を含むピン電子回路が検査制御装置に応答し、それに近接して接続され、フレームに装着されている。接続装置が開口の上方に配置され、検査回路をハンドリング装置に接続するようにしてある。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【技術分野】 本発明は、半導体装置を検査するための自動検査装置に関し、よ
り詳細には、半導体装置を検査するためのフットプリントを格段に小さくした自
動的総合検査システムに関する。
【０００２】
【発明の背景】 半導体装置の製造者は通常ウェーハやパッケージされた装置の
段階で製品を検査する。検査は通常自動検査装置と称する精巧なシステムによっ
て行われる。この装置は一般的に１つまたはそれより多くの検査を受ける装置（
ＤＵＴ）に波形信号を送り、これからの出力を検出する。それから装置が適切に
動作したか否かを決定するために検出された出力が期待値と比較される。
【０００３】 半導体製造者の重要な関心は、検査に用いられる、限られた床面積をいかに最
大限に利用するかということである。典型的には、埃や細片による損傷の可能性
を少なくするために半導体装置の検査時に厳しい清浄度の要件が課せられる。こ
のような要件に適合するために、自動検査装置は特定の用途に応じた粒子の大き
さ及び数を少なくする精巧なクリーンルーム内に設置される。クリーンルームを
動作させ維持するのに必要な経費のために、クリーンルームの床面積を大きくす
ることが製造経費を少なくするのに重要である。
【０００４】 ある型の従来の半導体検査装置は一般的にメインフレームコンピュータないし
検査用コントローラと比較的大きいケーブル束を介してコントローラに接続され
た検査ヘッドとを含む。検査ヘッドは典型的には数百ｋｇ（ポンド）の重量があ
り、検査を受ける半導体装置（ＤＵＴ）に接続するための複雑な回路を含む複数
のチャネルカードを収容している。検査ヘッドは必要に応じてこれを移動させ種
々の位置に調節するマニピュレータに取り付けられている。
【０００５】 効率的な半導体装置の検査は一般的に検査を受ける半導体装置（ＤＵＴ）を移
動させ迅速に検査装置に接続するための装置を必要とする。ウェーハを移動させ
るために、プローバと称する装置が用いられる。パッケージされた部品を扱うた
めにハンドラーと称する装置が用いられる。これらのユニットにより半導体装置
は検査装置の出力部と接触するように正確に位置決めされる。プローバ、ハンド
ラー及び検査装置に対してＤＵＴを位置決めするための他の装置は一般的に「ハ
ンドリング装置」と称する。
【０００６】 上述した従来の検査装置はその意図された用途には有用であると思われるが、
検査ヘッドを移動させ所定位置に位置決めさせるための複雑な自動マニピュレー
タが必要なために検査システムに望ましくない経費が加わる。マニピュレータは
数十万ドル以上を要することが多くある。さらに、またより重要なこととして、
マニピュレータに必要な床面積に関連した検査ヘッドの個々の特性のために比較
的大きいフットプリントとなる。このため与えられたクリーンルームで動作可能
な検査装置の数が少なくなり、装置のスループットが減少してユニットの経費が
全体的に増大するという望ましくない結果になる。
【０００７】 検査装置のフットプリントの問題に対処するものとして、半導体検査装置につ
いての１つの提案においては、メインフレーム／検査ヘッドのユニットをプロー
バないしハンドラーの上部に垂直に配置する。この型の検査装置の一例がマサチ
ューセッツ、ボストンのテラディン・インコーポレーテッドにより製造されてい
る、テラディン・モデルＪ７５０ 検査装置に見られる。この構造はクリーンルームの垂直方向の寸法を有効に用い
ることによって検査装置のフットプリントを格段に減少させるものである。その
結果、与えられたクリーンルームの水平方向の面積内により多くの検査装置が配
置できる。
【０００８】 上述した垂直方向の形状は実質的にフットプリントを減少させるが、プローバ
あるいはハンドラーが一般的にメインフレーム／検査ヘッドユニットを支持して
いる。その結果、マニピュレータがユニットの初期設置あるいはハンドラーない
しプローバからのメインフレーム／検査ヘッドの一時的取外しのような手入れの
ためにさらにマニピュレータが必要とされることが多くある。したがって、一時
的な手入れの計画において、マニピュレータを出し入れするための空間をクリー
ンルームに用意しなければならないことが多くある。 このように留保された空間のためにより多くの検査装置とより大きいスループッ
トのために可能となるクリーンルームの床面積が除外される。
【０００９】 最少のフットプリントとなり手入れのためのマニピュレータを必要としない半
導体検査システムが必要とされていたが、これまで用いられていない。
【００１０】
【発明の概略】 本発明の総合検査セルはプローバないしハンドラーのような取
扱い装置から取外さずに半導体検査装置の手入れを行うことを可能にする。その
結果、マニピュレータを用いる必要がなく、それによって経費が格段に減少する
。これはまた検査装置の平均修理時間（ＭＴＴＲ）のパラメータを大いに減少さ
せるのに寄与する。さらに検査セルの垂直方向の特性により実質的にフットプリ
ントが小さくなり、クリーンルームの利用可能な床面積を大きくすることができ
る。
【００１１】 上記の利点を実現するために、本発明は１つの形において、ハンドリング装置
に配置された半導体装置を検査するようにした半導体検査装置からなる。この半
導体検査装置はハンドリング装置を受け入れるようにした外部からのアクセスが
可能な開口が形成された自立型のフレームをなす検査装置ハウジングを含む。検
査制御装置がハウジング内に配置され、フレームに取り付けられている。検査回
路を含むピン電子回路が検査制御に応答するようになっていて、その近くに接続
されフレームに装着されている。接続装置が開口の上方に配置され、検査回路を
ハンドリング装置に接続できるようにしてある。
【００１２】 他の形において、本発明は半導体装置を検査するための総合検査セルからなる
。総合検査セルは半導体装置を検査可能な位置に取り付けるようにしたハンドリ
ング装置と、自立型フレームをなす検査装置ハウジングとを含む。このフレーム
はハンドリング装置を受け入れるようにした外部からのアクセスが可能な開口が
形成されている。検査制御装置がハウジング内に配置され、フレームに取り付け
られている。検査回路を含むピン電子回路が検査制御装置に応答するようになっ
ていて、検査制御装置の近くに接続されフレームに装着されている。接続装置が
開口の上方に配置され、検査回路をハンドリング装置に接続できるようにしてあ
る。
【００１３】 さらに他の形において、本発明は総合検査セルにおけるハンドリングに係合し
ハンドリング装置を検査セルから、また検査装置に選択的に出し入れできるよう
にするためのカート装置からなる。このカート装置は平行な状態に配置されたそ
れぞれの前側及び後側のチャネル支持部と、前側及び後側のチャネル支持部のそ
れぞれの端部に取り付けられた１対の横方向の側方ビームとを含む。側方ビーム
はチャネル支持部と協働して矩形プラットフォームを形成する。カート装置はさ
らに前側のチャネル支持部に取り付けられた垂直方向に直立するハンドルと、カ
ートを選択的に移動させられるようにプラットフォームの下側に配置された複数
のキャスターとを含む。
【００１４】 さらに他の形において、本発明は半導体装置をハンドリング装置に取り付ける
方法からなる。この方法はハンドリング装置を受け入れるように検査装置内に開
口を設けることと、ハンドリング装置を開口内に滑り込ませることと、検査装置
をハンドリング装置に接続することとの各ステップを含む。
【００１５】 本発明の他の特徴及び利点は添付の図面を参照して以下の詳細な説明から明ら
かとなろう。
【００１６】
【実施例の説明】 ここで図１を参照すると、本発明の一実施例による全体的に
１０で示された半導体検査装置は検査システムの水平方向の寸法に伴う検査装置
のフットプリントを小さくすることにより製造の効率に大きな利点を与える。ハ
ンドリング装置５４（図４）を摺動可能に受け入れるようにした開口５２が形成
された自立型のフレーム１２を用いることによってフットプリントが小さくされ
る。接続装置８０（図５）に沿ってフレームにピン電子回路３９（図２）が設け
られる。接続装置はマニピュレータを用いずに接続されたハンドリング装置を適
宜手入れできるようにし、それによって与えられたクリーンルーム内の高い検査
装置の密度と、それに応じた製造軽費の減少とが可能になる。
【００１７】 ここで図２及び３を参照すると、フレーム１２は電子回路プラットフォーム３
０を取り付けるためのそれぞれ対向して配置された第１及び第２の基台支持構造
１４及び２８が形成されている。フレームの全体的構造は鋼で形成され、比較的
小さい水平方向のフットプリントとなるように垂直方向に突出している。第１の
基台支持部１４は直立した矩形断面を有するように形成され、中央処理装置（Ｃ
ＰＵ）１６、冷却用分配ユニット（ＣＤＵ）１８及び配電ユニット（ＰＤＵ）２
０を装着するための複数の開いた区画を含む。１対の間隔をおいたレバー２２及
び２４により第１の基台支持部の前側部分における高さ調節が可能になり、後側
部分は便宜的な水及び電力のアクセス通口２６を含む。第２の基台支持部２８は
第１の基台支持部に実質的に平行な状態に垂直方向に突出している。第２の基台
支持部は比較的細い矩形断面となるように形成され、下側端部に１対の対向して
配置されたキャスター２９（一方だけ図示されている）を含む。
【００１８】 さらに図２及び３を参照すると、電子回路プラットフォーム３０が基台支持部
１４及び２８と一体的に形成され、これを水平方向に横切るように配置されてい
る。プラットフォームは横方向の矩形構造をなすように協働しそれぞれ第１及び
第２の空所３２及び３４を形成した網目状の溶接されたバーを含む。空所は円形
のプローブリング３６（図３）の両側に、その上方の位置にあり、それぞれ第１
及び第２のカードケージ組立体３８及び４０を装着するようにしてある。カード
ケージは半導体装置（図示せず）を検査するための検査装置ピン電子回路３９を
収容する。プラットフォームはそれぞれの電力供給部４４及び４６（図３）を堆
積体として重ねるための垂直方向に延びるラックフレームワーク４２が形成され
た後側部分を含む。
【００１９】 さらに図２を参照すると、それぞれのカードケージ３２及び４０の上方に複数
のファン５０及び熱交換器５１を取り付けるように形成された冷却システム支持
構造４８が配置されている。ファン及び熱交換器は、１９９９年７月２３日に出
願され、本出願人に権利譲渡されている「半導体検査装置冷却システム」という
名称の米国特許出願第０９／３６０１８０号により完全に記載されており、ここ
での参照に付すものである。第１及び第２の基台支持部１４及び２８と電子回路
プラットフォーム３０とは全体としてハンドリング装置５４を摺動可能に受け入
れるようにした横方向にアクセス可能な開口５２を形成する（図４）。
【００２０】 図４をより詳細に参照すると、開口５２にアクセスするために、ハンドリング
装置５４は可搬のカート装置６０に摺動可能に取り付けられているのが好ましい
。カート装置は平行な状態で配置されこれに取付られている１対の側方ビーム６
６及び６８により横方向に接合されている。側方ビームとチャネル支持部とは矩
形プラットフォームを形成するように協働する。垂直方向に直立する鋼製のハン
ドル７０が約１１ｋｇ（２５ポンド）の押圧／引張りの力でプローバ／カート組
立体の操作可能性を得るために前側のチャネル支持部６２に装着されている。複
数の係止キャスター７２が必要な選択的可搬性を与える。ユニットがフレームの
開口５２内に入る際に操作者に粗位置合せを可能にするように、適宜配置された
視覚的表示器（図示せず）がフィードバック機構（図示せず）と協働する。
【００２１】 ここで図５を参照すると、接続装置８０は半導体装置１０をハンドリング装置
（図示せず）に適宜位置合せし接続するようにしてある。接続装置はプローブリ
ング一組立体３６と、一人の操作者によるハンドリング装置（図示せず）内での
プローブリングの正確な手動的位置合せを可能にする自動位置合せ機構とを含む
。
【００２２】 プローブリング組立体３６はプローバに支持されたウェーハ（図示せず）上に
配置された平行なアレイ状の検査を受ける半導体装置（図示せず）と検査装置１
０のピン電子回路との間に高密度の信号チャネルの結線を与えるモジュラー区画
ないし空所（図示せず）を有するように円形状に形成されている。リングの周囲
に半径方向に突出するハンドル８２及び複数のカム溝８３が配置されている。ピ
ン電子回路３９をハンドリング装置５４に接続するためのプローブリング及び付
随する結線回路は、１９９９年６月２８日に出願され、本出願人に権利譲渡され
ている、「平行半導体検査装置」という名称の米国特許出願第０９／３４０８３
２号により完全に記載されており、ここでの参照に付すものである。
【００２３】 自動位置合せ機構９０はカードケージのバックプレーン組立体９１の１つにご
く近接してフレーム１２に溶接されたそれぞれの横方向及び縦方向の支持部材９
２及び９４に取り付けられている。位置合せ機構は動作時に押圧バー９６として
作用する垂直方向に延びるアームを介してプローブリング３６に連結されている
。アームは枢支部９８に連結されるコネクタ９７によってプローブリングに取り
付けられている。二重軸のテーブル１００は延長アームの上側に装着され、プロ
ーブリングをＸ軸及びＹ軸に沿って水平方向に向けるためのそれぞれの直線状軸
受を含む。釣合せ錘組立体１０６は押圧バーに連結され、ガイドレール１１０に
沿って摺動可能でプローブリングを垂直方向に変位させるように１対のインライ
ンプーリー１１４及び１１８を移動させるケーブル１１２を介して延長アームに
拘束されている。
【００２４】 プローバの用途に関して、好ましいハンドリング装置は日本の東京の東京電気
株式会社（Ｔｏｋｙｏ Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ，Ｌｔｄ．）により製造されて
いるＴＥＬ Ｐ８ＸＬプローバである。このプローバはカム溝８３に係合するた
めの複数のカムフォロワー８５が形成されているベースリング３７を含む。また
プローブリングのポーゴーピン（図示せず）を押圧するための自動的プローブカ
ードチェンジャー（図示せず）も設けられている。この装置は３２サイトのハイ
ピンカウントの用途に供するｚ方向の力のチャックを有することが知られている
。あるいは、システム操作者にとってモニター表示器やキーボードの数を適宜少
なくするようにプローバは操作者のインタフェース１２０（図１）を検査装置１
０と共有してもよい。
【００２５】 パッケージされた装置の検査に関わる場合、好ましいハンドリング装置はニュ
ーハンプシャー、ベッドフォードのカイネトリクス・インコーポレーテッドによ
り製造されているガリレオモデルハンドラーを含む。このハンドラーは標準のＪ
ＥＤＥＣ装置のトレイを操作し、ＤＵＴに高温及び低温での吸収能力を与える。
さらに、ハンドラーはＤＵＴをコンタクタソケットの内及び外に移動させるのに
最適であって、ジャム率を非常に低くし、高いスループットになる。
【００２６】 検査システムの初期設定はプローバをサービスカート６０に係合させることに
よりプローバ５４をフレームの開口５２内に設置することを必要とする。これは
プローバの平準化脚部がチャネル支持部６２及び６４に取り付けられるように最
初にカートをプローバの下側に位置決めすることを要する。それからプローバフ
レームの開口５２内に滑り込まされ、平準化される。プローバが開口内でプロー
ブリングに対して粗位置合せされると、操作者は接続装置をプローバに手動接続
するように次の接続ステップを開始することができる。
【００２７】 ここで図５を参照すると、操作者はプローブリング３６をベースリング３７上
に手動的に下げることによって接続を始める。プローブリングは検査装置のメイ
ンフレームへの連結箇所においてＸ−Ｙテーブル１００により前後及び横方向に
移動可能である。これによりプローバと検査装置との間の小さい位置合せ誤差が
生じ得る。プローブリングはプーリーを有する釣合せ錘１００によって容易に上
下に移動可能である。
【００２８】 それから操作者はプローブリングがベースリングの内径に入ってカムフォロワ
ー８５がカム溝８３に係合するようにプローブリングを視覚的に位置合せする。
これが行われた後に、操作者はハンドルを約２２°だけ反時計方向に回すことに
よりカム係止部を係合させられる。この時点で接続が完了し、操作者はポーゴー
ピンを押圧するように自動プローブカードチェンジャー（図示せず）を始動させ
られる。その際にプローバと検査装置との間の電気的接続が完了する。
【００２９】 上述した接続の手順と当業者に周知の較正手順との後に、ウェーハの段階での
１つまたはそれより多くの半導体装置が検査される。これは通常当業者に周知の
工程のより半導体装置への、また半導体装置からの検査装置波形の適用及び入力
を必要とする。
【００３０】 ある点において、ハンドリング装置及び／または検査装置１０は、例えば防護
的メンテナンスのためにプローバのヘッドプレート１２２（図４）にアクセスす
るためのサービスを必要とするであろう。検査装置フレームの自立的特性により
、サービスを行うための接続解除の補助となるマニピュレータが必要とされない
。むしろ操作者は単にファスナーを緩めプローブリングハンドルを介してプロー
ブリングを上昇させることによりプローブリングをプローバから外すだけである
。
【００３１】 本発明により与えられる多くの利点及び特徴が当業者には理解されよう。半導
体製造者がクリーンルームの空間を最大限に利用できるようにする、検査装置の
フットプリントを格段に小さくしたことは非常な重要性を有する。クリーンルー
ムの利用度を高めることにより、装置のスループットを改善し軽費を低下させる
ようにより多くの検査装置が用いられる。さらに、総合検査セルの自立的特性に
より、検査装置のサービスは軽費を要し嵩張るマニピュレータを用いる必要がな
い。この特徴は部品の軽費を少なくするが、直接的な接続の可能性により修理に
要する平均的時間が実質的に減少し、それによって検査装置のスループットが高
くなる。
【００３２】 本発明を特に好ましい実施例に関連して図示し説明したが、発明の精神及び範
囲を逸脱せずにその形態及び詳細について種々の変更をなし得ることが理解され
よう。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の一実施例による半導体検査装置の正面斜視図である。
【図２】 明確にするために外側パネルを取り外した図１の半導体検査装置の斜視図であ
る。
【図３】 図２の半導体検査装置の部分的な正面平面図である。
【図４】 本発明のカート装置に取り付けられたハンドリング装置の部分図である。
【図５】 図１の検査装置の内部で用いるためのインタフェース装置の斜視図である。
【手続補正書】
【提出日】平成１４年４月１５日（２００２．４．１５）
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【発明の名称】 総合検査セル
【特許請求の範囲】
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【技術分野】 本発明は、半導体装置を検査するための自動検査装置に関し、よ
り詳細には、半導体装置を検査するためのフットプリントを格段に小さくした自
動的総合検査システムに関する。
【０００２】
【発明の背景】 半導体装置の製造者は通常ウェーハやパッケージされた装置の
段階で製品を検査する。検査は通常自動検査装置と称する精巧なシステムによっ
て行われる。この装置は一般的に１つまたはそれより多くの検査を受ける装置（
ＤＵＴ）に波形信号を送り、これからの出力を検出する。それから装置が適切に
動作したか否かを決定するために検出された出力が期待値と比較される。
【０００３】 半導体製造者の重要な関心は、検査に用いられる、限られた床面積をいかに最
大限に利用するかということである。典型的には、埃や細片による損傷の可能性
を少なくするために半導体装置の検査時に厳しい清浄度の要件が課せられる。こ
のような要件に適合するために、自動検査装置は特定の用途に応じた粒子の大き
さ及び数を少なくする精巧なクリーンルーム内に設置される。クリーンルームを
動作させ維持するのに必要な経費のために、クリーンルームの床面積を大きくす
ることが製造経費を少なくするのに重要である。
【０００４】 ある型の従来の半導体検査装置は一般的にメインフレームコンピュータないし
検査用コントローラと比較的大きいケーブル束を介してコントローラに接続され
た検査ヘッドとを含む。検査ヘッドは典型的には数百ｋｇ（ポンド）の重量があ
り、検査を受ける半導体装置（ＤＵＴ）に接続するための複雑な回路を含む複数
のチャネルカードを収容している。検査ヘッドは必要に応じてこれを移動させ種
々の位置に調節するマニピュレータに取り付けられている。
【０００５】 効率的な半導体装置の検査は一般的に検査を受ける半導体装置（ＤＵＴ）を移
動させ迅速に検査装置に接続するための装置を必要とする。ウェーハを移動させ
るために、プローバと称する装置が用いられる。パッケージされた部品を扱うた
めにハンドラーと称する装置が用いられる。これらのユニットにより半導体装置
は検査装置の出力部と接触するように正確に位置決めされる。プローバ、ハンド
ラー及び検査装置に対してＤＵＴを位置決めするための他の装置は一般的に「ハ
ンドリング装置」と称する。
【０００６】 上述した従来の検査装置はその意図された用途には有用であると思われるが、
検査ヘッドを移動させ所定位置に位置決めさせるための複雑な自動マニピュレー
タが必要なために検査システムに望ましくない経費が加わる。グラハムらの米国
特許第５９００７３７号は従来のマニピュレータを示している。マニピュレータ
は数十万ドル以上を要することが多くある。さらに、またより重要なこととして
、マニピュレータに必要な床面積に関連した検査ヘッドの個々の特性のために比
較的大きいフットプリントとなる。このため与えられたクリーンルームで動作可
能な検査装置の数が少なくなり、装置のスループットが減少してユニットの経費
が全体的に増大するという望ましくない結果になる。
【０００７】 検査装置のフットプリントの問題に対処するものとして、半導体検査装置につ
いての１つの提案においては、メインフレーム／検査ヘッドのユニットをプロー
バないしハンドラーの上部に垂直に配置する。この型の検査装置の一例がマサチ
ューセッツ、ボストンのテラディン・インコーポレーテッドにより製造されてい
る、テラディン・モデルＪ７５０検査装置に見られる。この構造はクリーンルー
ムの垂直方向の寸法を有効に用いることによって検査装置のフットプリントを格
段に減少させるものである。その結果、与えられたクリーンルームの水平方向の
面積内により多くの検査装置が配置できる。
【０００８】 上述した垂直方向の形状は実質的にフットプリントを減少させるが、プローバ
あるいはハンドラーが一般的にメインフレーム／検査ヘッドユニットを支持して
いる。その結果、マニピュレータがユニットの初期設置あるいはハンドラーない
しプローバからのメインフレーム／検査ヘッドの一時的取外しのような手入れの
ためにさらにマニピュレータが必要とされることが多くある。したがって、一時
的な手入れの計画において、マニピュレータを出し入れするための空間をクリー
ンルームに用意しなければならないことが多くある。 このように留保された空間のためにより多くの検査装置とより大きいスループッ
トのために可能となるクリーンルームの床面積が除外される。
【０００９】 最少のフットプリントとなり手入れのためのマニピュレータを必要としない半
導体検査システムが必要とされていたが、これまで用いられていない。
【００１０】
【発明の概略】 本発明の総合検査セルはプローバないしハンドラーのような取
扱い装置から取外さずに半導体検査装置の手入れを行うことを可能にする。その
結果、マニピュレータを用いる必要がなく、それによって経費が格段に減少する
。これはまた検査装置の平均修理時間（ＭＴＴＲ）のパラメータを大いに減少さ
せるのに寄与する。さらに検査セルの垂直方向の特性により実質的にフットプリ
ントが小さくなり、クリーンルームの利用可能な床面積を大きくすることができ
る。
【００１１】 上記の利点を実現するために、本発明は１つの形において、ハンドリング装置
に配置された半導体装置を検査するようにした半導体検査装置からなる。この半
導体検査装置はハンドリング装置を受け入れるようにした外部からのアクセスが
可能な開口が形成された自立型のフレームをなす検査装置ハウジングを含む。検
査制御装置がハウジング内に配置され、フレームに取り付けられている。検査回
路を含むピン電子回路が検査制御に応答するようになっていて、その近くに接続
されフレームに装着されている。接続装置が開口の上方に配置され、検査回路を
ハンドリング装置に接続できるようにしてある。
【００１５】 本発明の他の特徴及び利点は添付の図面を参照して以下の詳細な説明から明ら
かとなろう。
【００１６】
【実施例の説明】 ここで図１を参照すると、本発明の一実施例による全体的に
１０で示された半導体検査装置は検査システムの水平方向の寸法に伴う検査装置
のフットプリントを小さくすることにより製造の効率に大きな利点を与える。ハ
ンドリング装置５４（図４）を摺動可能に受け入れるようにした開口５２が形成
された自立型のフレーム１２を用いることによってフットプリントが小さくされ
る。接続装置８０（図５）に沿ってフレームにピン電子回路３９（図２）が設け
られる。接続装置はマニピュレータを用いずに接続されたハンドリング装置を適
宜手入れできるようにし、それによって与えられたクリーンルーム内の高い検査
装置の密度と、それに応じた製造軽費の減少とが可能になる。
【００１７】 ここで図２及び３を参照すると、フレーム１２は電子回路プラットフォーム３
０を取り付けるためのそれぞれ対向して配置された第１及び第２の基台支持構造
１４及び２８が形成されている。フレームの全体的構造は鋼で形成され、比較的
小さい水平方向のフットプリントとなるように垂直方向に突出している。第１の
基台支持部１４は直立した矩形断面を有するように形成され、中央処理装置（Ｃ
ＰＵ）１６、冷却用分配ユニット（ＣＤＵ）１８及び配電ユニット（ＰＤＵ）２
０を装着するための複数の開いた区画を含む。１対の間隔をおいたレバー２２及
び２４により第１の基台支持部の前側部分における高さ調節が可能になり、後側
部分は便宜的な水及び電力のアクセス通口２６を含む。第２の基台支持部２８は
第１の基台支持部に実質的に平行な状態に垂直方向に突出している。第２の基台
支持部は比較的細い矩形断面となるように形成され、下側端部に１対の対向して
配置されたキャスター２９（一方だけ図示されている）を含む。
【００１８】 さらに図２及び３を参照すると、電子回路プラットフォーム３０が基台支持部
１４及び２８と一体的に形成され、これを水平方向に横切るように配置されてい
る。プラットフォームは横方向の矩形構造をなすように協働しそれぞれ第１及び
第２の空所３２及び３４を形成した網目状の溶接されたバーを含む。空所は円形
のプローブリング３６（図３）の両側に、その上方の位置にあり、それぞれ第１
及び第２のカードケージ組立体３８及び４０を装着するようにしてある。カード
ケージ組立体は半導体装置（図示せず）を検査するための検査装置ピン電子回路
３９を収容する。プラットフォームはそれぞれの電力供給部４４及び４６（図３
）を堆積体として重ねるための垂直方向に延びるラックフレームワーク４２が形
成された後側部分を含む。
【００１９】 さらに図２を参照すると、それぞれのカードケージ３２及び４０の上方に複数
のファン５０及び熱交換器５１を取り付けるように形成された冷却システム支持
構造４８が配置されている。ファン及び熱交換器は、１９９９年７月２３日に出
願され、本出願人に権利譲渡されている「半導体検査装置冷却システム」という
名称の米国特許第６２０８５１０号により完全に記載されており、ここでの参照
に付すものである。第１及び第２の基台支持部１４及び２８と電子回路プラット
フォーム３０とは全体としてハンドリング装置５４を摺動可能に受け入れるよう
にした横方向にアクセス可能な開口５２を形成する（図４）。
【００２０】 図４をより詳細に参照すると、開口５２にアクセスするために、ハンドリング
装置５４は可搬のカート装置６０に摺動可能に取り付けられているのが好ましい
。カート装置は平行な状態で配置されこれに取付られている１対の側方ビーム６
６及び６８により横方向に接合されている。側方ビームとチャネル支持部とは矩
形プラットフォームを形成するように協働する。垂直方向に直立する鋼製のハン
ドル７０が約１１ｋｇ（２５ポンド）の押圧／引張りの力でプローバ／カート組
立体の操作可能性を得るために前側のチャネル支持部６２に装着されている。複
数の係止キャスター７２が必要な選択的可搬性を与える。ユニットがフレームの
開口５２内に入る際に操作者に粗位置合せを可能にするように、適宜配置された
視覚的表示器（図示せず）がフィードバック機構（図示せず）と協働する。
【００２１】 ここで図５を参照すると、接続装置８０は半導体装置１０をハンドリング装置
（図示せず）に適宜位置合せし接続するようにしてある。接続装置はプローブリ
ング一組立体３６と、一人の操作者によるハンドリング装置（図示せず）内での
プローブリングの正確な手動的位置合せを可能にする自動位置合せ機構とを含む
。
【００２２】 プローブリング組立体３６はプローバに支持されたウェーハ（図示せず）上に
配置された平行なアレイ状の検査を受ける半導体装置（図示せず）と検査装置１
０のピン電子回路との間に高密度の信号チャネルの結線を与えるモジュラー区画
ないし空所（図示せず）を有するように円形状に形成されている。リングの周囲
に半径方向に突出するハンドル８２及び複数のカム溝８３が配置されている。ピ
ン電子回路３９をハンドリング装置５４に接続するためのプローブリング及び付
随する結線回路は、１９９９年６月２８日に出願され、本出願人に権利譲渡され
ている、「平行半導体検査装置」という名称の米国特許出願第０９／３４０８３
２号により完全に記載されており、ここでの参照に付すものである。
【００２３】 自動位置合せ機構９０はカードケージのバックプレーン組立体９１の１つにご
く近接してフレーム１２に溶接されたそれぞれの横方向及び縦方向の支持部材９
２及び９４に取り付けられている。位置合せ機構は動作時に押圧バー９６として
作用する垂直方向に延びるアームを介してプローブリング３６に連結されている
。アームは枢支部９８に連結されるコネクタ９７によってプローブリングに取り
付けられている。二重軸のテーブル１００は延長アームの上側に装着され、プロ
ーブリングをＸ軸及びＹ軸に沿って水平方向に向けるためのそれぞれの直線状軸
受を含む。釣合せ錘組立体１０６は押圧バーに連結され、ガイドレール１１０に
沿って摺動可能でプローブリングを垂直方向に変位させるように１対のインライ
ンプーリー１１４及び１１８を移動させるケーブル１１２を介して延長アームに
拘束されている。
【００２４】 プローバの用途に関して、好ましいハンドリング装置は日本の東京の東京電気
株式会社（Ｔｏｋｙｏ Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ，Ｌｔｄ．）により製造されて
いるＴＥＬ Ｐ８ＸＬプローバである。このプローバはカム溝８３に係合するた
めの複数のカムフォロワー８５が形成されているベースリング３７を含む。また
プローブリングのポーゴーピン（図示せず）を押圧するための自動的プローブカ
ードチェンジャー（図示せず）も設けられている。この装置は３２サイトのハイ
ピンカウントの用途に供するｚ方向の力のチャックを有することが知られている
。あるいは、システム操作者にとってモニター表示器やキーボードの数を適宜少
なくするようにプローバは操作者のインタフェース１２０（図１）を検査装置１
０と共有してもよい。
【００２５】 パッケージされた装置の検査に関わる場合、好ましいハンドリング装置はニュ
ーハンプシャー、ベッドフォードのカイネトリクス・インコーポレーテッドによ
り製造されているガリレオモデルハンドラーを含む。このハンドラーは標準のＪ
ＥＤＥＣ装置のトレイを操作し、ＤＵＴに高温及び低温での吸収能力を与える。
さらに、ハンドラーはＤＵＴをコンタクタソケットの内及び外に移動させるのに
最適であって、ジャム率を非常に低くし、高いスループットになる。
【００２６】 検査システムの初期設定はプローバをサービスカート６０に係合させることに
よりプローバ５４をフレームの開口５２内に設置することを必要とする。これは
プローバの平準化脚部がチャネル支持部６２及び６４に取り付けられるように最
初にカートをプローバの下側に位置決めすることを要する。それからプローバフ
レームの開口５２内に滑り込まされ、平準化される。プローバが開口内でプロー
ブリングに対して粗位置合せされると、操作者は接続装置をプローバに手動接続
するように次の接続ステップを開始することができる。
【００２７】 ここで図５を参照すると、操作者はプローブリング３６をベースリング３７上
に手動的に下げることによって接続を始める。プローブリングは検査装置のメイ
ンフレームへの連結箇所においてＸ−Ｙテーブル１００により前後及び横方向に
移動可能である。これによりプローバと検査装置との間の小さい位置合せ誤差が
生じ得る。プローブリングはプーリーを有する釣合せ錘１００によって容易に上
下に移動可能である。
【００２８】 それから操作者はプローブリングがベースリングの内径に入ってカムフォロワ
ー８５がカム溝８３に係合するようにプローブリングを視覚的に位置合せする。
これが行われた後に、操作者はハンドルを約２２°だけ反時計方向に回すことに
よりカム係止部を係合させられる。この時点で接続が完了し、操作者はポーゴー
ピンを押圧するように自動プローブカードチェンジャー（図示せず）を始動させ
られる。その際にプローバと検査装置との間の電気的接続が完了する。
【００２９】 上述した接続の手順と当業者に周知の較正手順との後に、ウェーハの段階での
１つまたはそれより多くの半導体装置が検査される。これは通常当業者に周知の
工程のより半導体装置への、また半導体装置からの検査装置波形の適用及び入力
を必要とする。
【００３０】 ある点において、ハンドリング装置及び／または検査装置１０は、例えば防護
的メンテナンスのためにプローバのヘッドプレート１２２（図４）にアクセスす
るためのサービスを必要とするであろう。検査装置フレームの自立的特性により
、サービスを行うための接続解除の補助となるマニピュレータが必要とされない
。むしろ操作者は単にファスナーを緩めプローブリングハンドルを介してプロー
ブリングを上昇させることによりプローブリングをプローバから外すだけである
。
【００３１】 本発明により与えられる多くの利点及び特徴が当業者には理解されよう。半導
体製造者がクリーンルームの空間を最大限に利用できるようにする、検査装置の
フットプリントを格段に小さくしたことは非常な重要性を有する。クリーンルー
ムの利用度を高めることにより、装置のスループットを改善し軽費を低下させる
ようにより多くの検査装置が用いられる。さらに、総合検査セルの自立的特性に
より、検査装置のサービスは軽費を要し嵩張るマニピュレータを用いる必要がな
い。この特徴は部品の軽費を少なくするが、直接的な接続の可能性により修理に
要する平均的時間が実質的に減少し、それによって検査装置のスループットが高
くなる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の一実施例による半導体検査装置の正面斜視図である。
【図２】 明確にするために外側パネルを取り外した図１の半導体検査装置の斜視図であ
る。
【図３】 図２の半導体検査装置の部分的な正面平面図である。
【図４】 本発明のカート装置に取り付けられたハンドリング装置の部分図である。
【図５】 図１の検査装置の内部で用いるためのインタフェース装置の斜視図である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 トルドー，ポール アメリカ合衆国カリフォルニア州94086， サニーヴェイル，サイプレス・アベニュー 337 (72)発明者 ブラグダン，イスリアル アメリカ合衆国カリフォルニア州95110， サン・ホゼ，ホーソーン・ウェイ 90 (72)発明者 レコルスト，アーサー アメリカ合衆国カリフォルニア州93021， ムーアパーク，クリスチャン・バーレット 13434 (72)発明者 ルートヴィッヒ，クリフ アメリカ合衆国カリフォルニア州95070， サラトガ，デヴォン・アベニュー 18900 Ｆターム(参考） 2G003 AG03 AG11 AH00 4M106 AA01 AA04 DD30 DG28

Claims (20)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 ハンドリング装置上に配置された半導体装置を検査するようにし
    た半導体検査装置であって、 自立性のフレームをなし上記ハンドリング装置を受け入れるようにした外部から
    アクセス可能な開口が形成された検査装置ハウジングと、 該ハウジング内に配置され上記フレームに取り付けられた検査制御装置と、 該検査制御装置に応答しそれに近接して配置され上記フレームに装着された検査
    回路を含むピン電子回路と、 上記開口の上方に配置され上記検査回路を上記ハンドリング装置に接続するた
    めの接続装置と、 を含むことを特徴とする半導体検査装置。
  2. 【請求項２】 上記接続装置が上記ハンドリング装置に係合するようにしたプロ
    ーブリング組立体を含むようにしたことを特徴とする請求項１に記載の半導体検
    査装置。
  3. 【請求項３】 上記プローブリング組立体が上記プローブリングを上記ハンドリ
    ング装置に位置合せするための自動位置合せ機構を含むようにしたことを特徴と
    する請求項１に記載の半導体検査装置。
  4. 【請求項４】 上記自動位置合せ機構が 多軸テーブルと、 該多軸テーブルに取り付けられ上記リング上に配置された枢支部を介して上記
    プローブリングに固着されている垂直方向に延びる押圧バーと、 上記プローブリングを上記枢支部を中心として手動的に回動させるように上記
    プローブリングに装着されたハンドルと、 を含むようにしたことを特徴とする請求項１に記載の半導体検査装置。
  5. 【請求項５】 上記フレームが複数のカードケージモジュールをなし、 上記ピン電子回路が上記カードケージモジュールにおいて間隔をおいた状態で
    配置されている複数のチャネルカードからなることを特徴とする請求項１に記載
    の半導体検査装置。
  6. 【請求項６】 上記フレームがそれぞれ第１及び第２の基台支持部を有し上記開
    口が上記基台支持部の中間に形成され、 上記カードケージモジュールが上記開口の上方に間隔をおいて対向する状態に
    設置された１対のカードケージからなる ようにしたことを特徴とする請求項５に記載の半導体検査装置。
  7. 【請求項７】 半導体装置を検査するための総合検査セルであって、 上記検査装置を検査可能な位置に取り付けるようにしたハンドリング装置と、 自立性のフレームをなし上記ハンドリング装置を受け入れるようにした外部か
    らアクセス可能な開口が形成された検査装置ハウジングと、 該検査装置ハウジング内に配置され上記フレームに取り付けられた検査制御装
    置と、 該検査制御装置に応答しそれに近接して連結され上記フレームに装着された検
    査回路を含むピン電子回路と、 上記開口の上方に配置され上記検査回路を上記ハンドリング装置に接続するよ
    うにした接続装置と、 を含むことを特徴とする総合検査セル。
  8. 【請求項８】 上記ハンドリング装置がプローバを含むことを特徴とする請求項
    ７に記載の総合検査セル。
  9. 【請求項９】 上記ハンドリング装置がハンドラーを含むことを特徴とする請求
    項７に記載の総合検査セル。
  10. 【請求項１０】 上記ハンドリング装置に係合し上記ハンドリング装置の上記開
    口への、また上記開口からの選択的で摺動可能な出し入れを行うようにするカー
    ト装置をさらに含むようにしたことを特徴とする請求項７に記載の総合検査セル
    。
  11. 【請求項１１】 上記カート装置が それぞれ平行な状態で配置されたそれぞれの前側及び後側のチャネル支持部と
    、 上記前側及び後側のチャネル支持部のそれぞれの端部に取り付けられそれとと
    もに矩形のプラットフォームを形成するように協働する１対の横方向の側方ビー
    ムと、 上記前側のチャネル支持部に取り付けられた垂直方向の直立したハンドルと、 上記カートに選択的な可搬性を与えるように上記プラットフォームの下側に配
    置された複数のキャスターと、 を含むようにしたことを特徴とする請求項１０に記載の総合検査セル。
  12. 【請求項１２】 上記キャスターが約１１ｋｇ（２５ポンド）以下の押圧／引張
    りの力で上記カートの手動操作可能性が得られるような形になっていることを特
    徴とする請求項１１に記載の総合検査セル。
  13. 【請求項１３】 上記カート装置が上記フレームの開口内での上記ハンドリング
    装置の粗位置合せを行う粗位置合せ機構を含むことを特徴とする請求項１２に記
    載の総合検査セル。
  14. 【請求項１４】 総合検査セルにおけるハンドリング装置に係合し上記検査セル
    への、また検査セルからのハンドリング装置の選択的な出し入れを行うためのカ
    ート装置であって、 平行な状態に配置されたそれぞれの前側及び後側のチャネル支持部と、 上記前側及び後側のチャネル支持部のそれぞれの端部に取り付けられ矩形のプ
    ラットフォームをなすようにそれと協働する１対の横方向の側方ビームと、 上記チャネル支持部に取り付けられた垂直方向の直立したハンドルと、 上記カートに選択的な可搬性を与えるように上記プラットフォームの下側に配
    置された複数のキャスターと、 を含むことを特徴とするカート装置。
  15. 【請求項１５】 上記キャスターが約１１ｋｇ（２５ポンド）以下の押圧／引張
    りの力で上記カートの手動操作可能性が得られるような形になっていることを特
    徴とする請求項１４に記載のカート装置。
  16. 【請求項１６】 上記カート装置が上記フレーム開口内での上記ハンドリング装
    置の粗位置合せを行う粗位置合せ機構を含むことを特徴とする請求項１５に記載
    のカート装置。
  17. 【請求項１７】 自立性のフレームと位置合せ可能なプローブリングを含む接続
    装置とを含む半導体検査装置を総合検査セルを形成するようにハンドリング装置
    に連結する方法であって、 ベースリングを有する上記ハンドリング装置を受け入れるように上記検査装置
    に開口を形成することと、 上記ハンドリング装置を上記開口に滑り込ませることと、 上記検査装置を上記ハンドリング装置に接続することと、 の各ステップを含むことを特徴とする半導体検査装置をハンドリング装置に連結
    する方法。
  18. 【請求項１８】 上記滑り込ませるステップが 上記ハンドリング装置を可搬性のカート装置上に保持することと、 上記開口内で上記ハンドリング装置の粗位置合せを行うように上記カート装置
    を手動操作することと、 の各ステップを含むことを特徴とする請求項１７に記載の方法。
  19. 【請求項１９】 上記接続するステップが 上記プローブリングを上記ベースリング上に手動的に下降させることと、 上記ベースリング内で上記プローブリングを視覚的に位置合せすることと、 上記プローブリングを上記ベースリングに係止することと、 の各ステップを含むことを徳地長とする請求項１７に記載の方法。
  20. 【請求項２０】 ハンドリング装置に接続された半導体検査装置を含む半導体検
    査システムのサービスを行う方法であって、 プローブリングをベースリングから外し上記プローブリングを上記ベースリン
    グ内から手動的に上昇させることによって上記検査装置の上記ハンドリング装置
    からの接続解除を行うことと、 所定のサービス手順を行うように上記ハンドリング装置にアクセスすることと
    、 の各ステップを含むことを特徴とする半導体検査装置のサービスを行う方法。
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