JP2005227263A - 集積基板搬送モジュールを備えた電子ビームテストシステム - Google Patents

Abstract

【課題】クリーンルームの空間を節約することができ、フラットパネルディスプレイを電子ビームテスト装置の下方に確実に位置させることができるコンパクトな電子ビームテストシステムを提供する。
【解決手段】基板テーブルは、基板をテストチャンバ５００内で水平及び垂直方向に移動することができ、第１ステージと、第２ステージと、第３ステージとを含む。各々のステージは独立して各々の次元で移動する。テストチャンバ５００の第１の側部の近傍に配置されたロードロックチャンバ４００と、テストチャンバ５００の下方に配置されたプローブ収納アセンブリ２００を含む。プローブ搬送アセンブリ３００はテストチャンバ５００の第２の側部の近傍に配置され、プローブ収納アセンブリ２００とテストチャンバ５００との間でプローブ２０５を搬送するように配置される。
【選択図】図１

Description

発明の分野

本発明の実施例は、一般に、ガラスパネル基板の集積電子ビームテストシステムに関する。

関連技術の説明

アクディブマトリクス液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）は、コンピュータ、テレビモニタ、携帯電話ディスプレイ、個人用携帯情報端末（ＰＤＡ）及び他の多くのデバイスに広く用いられている。一般に、アクディブマトリクスＬＣＤは、２つのガラス板と、この間にサンドイッチ状に挟みこまれた液晶物質とを備えている。このガラス板の一方は、典型的には、堆積された導体薄膜を含む。他のガラス板は、典型的には、電源に接続された薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）のアレイを含む。各々のＴＦＴは、オン又はオフのスイッチングが可能であり、これによってＴＦＴと導体薄膜との間に電界を生じさせる。この電界は液晶物質の配向を変化させ、ＬＣＤ上にパターンを作り出す。

生産性が高く生産コストの低い大型ディスプレイの需要は、より大きな基板サイズを収容することが可能な新たな製造システムの必要性を作り出した。現在のＴＦＴ−ＬＣＤ処理装置は、一般的に、約１．５Ｘ１．８ｍまでの基板を収容するように構成されている。しかしながら、１．９Ｘ２．２ｍまでのサイズ及びこれを超えるサイズの基板を収容するように構成されている処理装置が近い将来に想定されている。従って、処理装置のサイズは、プロセスの処理時間と同様、ＴＦＴ−ＬＣＤ生産者にとって経済的視点及び設計的視点の両点から大きな問題である。

品質管理及び収益性上の理由から、ＴＦＴ−ＬＣＤ生産者は、処理中に欠陥をモニタし、これを是正するためのデバイステストにかなり注目している。電子ビームテスト（ＥＢＴ）は、生産プロセス中に欠陥をモニタし、これを是正するために用いることができ、これによって、生産性を向上させ、生産コストを低減することができる。典型的なＥＢＴプロセスにおいて、ＴＦＴの応答がモニタされ、これによって欠陥の情報を提供する。例えば、ＥＴＢは、ＴＦＴに印加された電圧に応答するＴＦＴ電圧を検知するために用いることができる。あるいは、ＴＦＴは電子ビームにより駆動することができ、ＴＦＴによって生じた電圧を測定することができる。

テストの間、各々のＴＦＴは電子ビームの下に位置している。これは、基板をビーム下方に位置するテーブル上に配置し、次いで基板上のＴＦＴが電子ビームテスト装置の下方となる位置にテーブルを移動することにより達成される。

フラットパネルが大型化するにつれて、テストに用いられるテーブル及び関連装置も大型化する。より大きな設備はより大きな空間、即ち、プロセスユニットの処理能力に対してより大きな設置面積を必要とし、その結果所有者により高いコストを生じさせる。また、大型装置は配送のコストを増大させ、装置を配送する手段及び場所に制約を与える。

従って、クリーンルームの空間を節約することができ、フラットパネルディスプレイをＥＢＴ装置の下方に確実に位置させることができるコンパクトなテストシステムが要望されている。

発明の要約

一般的に、本発明は、フラットパネルディスプレイを含む基板をテストする集積システムを提供する。集積システムは内部に基板テーブルが配置された搬送チャンバを含む。基板テーブルは、基板をテストチャンバ内で水平及び垂直方向に移動することができる。１又はそれ以上の実施例において、基板テーブルは第１の次元を移動可能な第１ステージと、第２の次元を移動可能な第２ステージと、第３の次元を移動可能な第３ステージとを含む。各々のステージは独立して各々の次元で移動する。上記された又は他で記載される１又はそれ以上の実施例において、システムは更にテストチャンバの第１の側部の近傍に配置されたロードロックチャンバを含む。上記された又は他で記載される１又はそれ以上の実施例において、システムは更にテストチャンバの下方に配置されたプローブ収納チャンバを含む。上記された又は他で記載される１又はそれ以上の実施例において、プローブ搬送アセンブリはテストチャンバの第２の側部の近傍に配置され、プローブ収納アセンブリとテストチャンバとの間で１又はそれ以上のプローブを搬送するように配置されている。上記された又は他で記載される１又はそれ以上の実施例において、１又はそれ以上のテスト装置をテストチャンバの上面上に配置することができる。上記された又は他で記載される１又はそれ以上の実施例において、１又はそれ以上の電子ビームテスト装置をテストチャンバの上面上に配置することができる。上記された又は他で記載される１又はそれ以上の実施例において、第１ステージはＸ軸に沿って水平に移動可能であり、第２ステージはＹ軸に沿って水平に移動可能であり、第３ステージはＺ軸に沿って垂直に移動可能である。

また、集積テストアセンブリ内で基板をテストする方法も提供される。１又はそれ以上の実施例において、テストされる基板は、１又はそれ以上のテストデバイスが上面に配置されたテストチャンバ内にロードされる。一端テストされる基板がテストチャンバ内にロードされると、第３ステージが上昇し、基板をテスト位置に配置する。第１及び第２ステージがＸ又はＹ次元で移動し、基板を１又はそれ以上のテストデバイスの下方に配置する。テスト完了後、第３ステージが下降し、テストされた基板を第２ステージ上に配置されたエンドエフェクタの上面に搬送する。その後、テストされた基板が配置されたエンドエフェクタはテストチャンバの第１の側部の近傍に配置されたロードロックチャンバ内に延伸し、テストされた基板をロードロックチャンバに搬送する。その後、エンドエフェクタはテストチャンバへ収縮する。

好ましい実施例の詳細な説明

図１に電子ビームテストシステム１００の概略図を示す。電子ビームテストシステム１００は最小スペースを必要とする集積システムであり、１．９ｍＸ２．２ｍまでの及びこれを超える大型ガラスパネル基板をテストすることができる。以下に説明されるように、電子ビームテストシステム１００は基板を安定して処理し、基板及びプローブの配置時間を減少させ、不要な粒子の発生を低減し、テストの正確性、信頼性及び再現性を向上させる。

図１において、電子ビームテストシステム１００は、プローブ収納アセンブリ２００と、プローブ搬送アセンブリ３００と、ロードロックチャンバ４００と、テストチャンバ５００を含む。プローブ収納アセンブリ２００は、使用及び回収を容易にするため、テストチャンバ５００の近傍に１又はそれ以上のプローブ２０５を収納している。好ましくは、プローブ収納アセンブリ２００は、図１に示されるように、テストチャンバ５００の下方に配置され、これによって汚染がなく効率的な操作のために必要とされるクリーンルームのスペースを減少させる。プローブ収納アセンブリ２００は、好ましくは、テストチャンバ５００に近い寸法を有し、テストチャンバ５００を支持するメインフレーム２１０上に配置される。プローブ収納アセンブリ２００は、メインフレーム２１０の周りに配置され１又はそれ以上のプローブ２０５を支持するための棚２２０を含む。更に、プローブ収納アセンブリ２００は、収納エリアを封止し、収納されているプローブ２０５が使用されていないときにこれを保護する引き込み式ドア２３０を含む。

図２にプローブ搬送アセンブリ３００の概略図を示す。プローブ搬送アセンブリ３００は、プローブ２０５をプローブ収納アセンブリ２００とテストチャンバ５００の間で搬送するため、テストチャンバ５００の近傍に配置可能なモジュラユニットである。プローブ搬送アセンブリ３００は、２個又はそれ以上の垂直支持部材３１０Ａ、３１０Ｂ（２個図示されている。）に連結された基部３０５を含む。必要な場合にアセンブリ３００の移動を容易にするため、車輪又はキャスタ３１５を基部３０５の底面に配設してもよい。

更に、プローブ搬送アセンブリ３００は、一端において支持部材３１０Ａ、３１０Ｂに取付けられているリフトアーム３２０を含む。支持部材３１０Ａ、３１０Ｂは、各々、リフトアーム３２０との係合を可能にするための凹トラック３１２（１個のみが図示されている）を含む。凹トラック３１２の一方又は双方は、線形アクチュエータ、空気圧シリンダ、油圧シリンダ、磁気ドライブ、ステッパ又はサーボモータ、又は他の運転装置（図示せず）を収容することができる。運転装置（図示せず）と協力して作用する凹トラック３１２はリフトアーム３２０の垂直運動をガイドして容易に実行可能とする。第２運動装置（図示せず）又は一対の運動装置（図示せず）をリフトアームに連結することができ、これによってリフトアーム３２０を水平方向に移動することができる。この水平方向の運動は、プローブ２０５が配置されたリフトアーム３２０がテストチャンバ５００又はプローブ収納アセンブリ２００内に挿入されることを可能にし、これによって、以下のより詳細に説明されるように、プローブ２０５の搬送が行われる。同様に、リフト３２０の水平方向の運動は、テストチャンバ５００又はプローブ収納アセンブリ２００からのプローブ２０５の回収を可能にする。これらの上述した水平及び垂直駆動モータはリフトアーム３２０を両方向に移動させることができる単一モータとして結合することができる。このような結合されたモータは、凹トラック３１２の一方又は双方に配置してもよく、又はリフトアーム３１２に連結されてもよい。

作用時に、リフトアーム３２０はプローブ２０５をその上面で支持し、凹トラック３１２に配設されたリニアモータ（図示せず）によって上昇又は下降され、これによってテストチャンバ５００又はプローブ収納アセンブリ２００内の高台にプローブ２０５を配置する。その後、リフトアーム３２０は水平リニアモータにより延伸又は収縮され、これによってプローブ２０５がテストチャンバ５００又は収納アセンブリ２００内外に搬送される。

再度図１において、ロードロックチャンバ４００がテストチャンバ５００に近接してこれを連結された状態で配置されている。これらのチャンバ４００、５００は、典型的には、テストチャンバ５００を介して連結されているポンプ（図示せず）によって維持される真空状態である共通雰囲気を共有している。ロードロックチャンバ４００は、搬送チャンバ５００と、典型的には大気圧下のクリーンルームである外部との間で基板を搬送する。ロードロックチャンバ４００は分離された処理環境として作用することができ、この環境はシステムの要求に応じて、加圧又は減圧と同様に、加熱又は冷却されることができる。従って、ロードロックチャンバ４００は、基板を外部の汚染物質に曝すことなく、基板をテストチャンバ５００内外へ搬送することが可能である。

図３はデュアルスロット基板支持部を有するロードロックチャンバ４００の１の実施例の拡大概略図を示す。ロードロックチャンバ４００は、チャンバ本体４０２とその内部に配置されたデュアルスロット基板支持部４２２を含む。チャンバ本体４０２は、図示されるように、少なくとも、その側壁４０８、４１０に形成された第１封止ポート４０４と第２封止ポート４０６を含む。各々のポート４０４、４０６はスリットバルブ（図示せず）により選択的に封止可能であり、これによってチャンバ本体４０２の内部環境を分離することが可能である。典型的には、第１ポート４０４はロードロックチャンバ４００を工場インターフェイス（基板配列システム）、処理システム又は他の装置（図示せず）に連結する。典型的には、第２ポート４０６はロードロックチャンバ４００とテストチャンバ５００の間に配設され、この間における基板搬送を容易にする。

ポンプシステム（図示せず）はポンピングポート（単純化のため図示せず）を介してロードロックチャンバ４００に連結されており、これによってロードロックチャンバ４００内の圧力をテストチャンバ５００内の圧力と実質的に等しいレベルまで減少させ又は上昇させることが可能になる。流量制御バルブが連結された口部（図示せず）がロードロックチャンバ４００のチャンバ本体４０２に形成されている。制御バルブはろ過されたガスをロードロックチャンバ４００内に導入するために開口することができ、これによってロードロックチャンバ４００内の圧力を第１ポートを介してロードロックチャンバ４００に連結されている装置（図示せず）内の圧力と実質的に等しいレベルまで上昇し又は下降させる。

デュアルスロット支持部４２２は上昇機構（図示せず）に連結されたシャフト（図示せず）に配設される。上昇機構はデュアルスロット支持部４２２がチャンバ本体４０２内で垂直方向に移動することを可能にし、これによってロードロックチャンバ４００への又はロードロックチャンバ４００からの基板搬送を容易にする。デュアルスロット支持部４２２は第１基板支持トレイ４２４と第２基板支持トレイ４２６を含み、これらは一対の垂直支持部材４２８により空間を配して積み重ねられた状態に維持されている。

ロードロックチャンバ４００はその内部に配設された加熱器及び／又は冷却器を含むことができ、これによってロードロックチャンバ４００内に配置された基板の温度を制御する。例えば、１又はそれ以上の加熱プレート及び１又はそれ以上の冷却プレート（図示せず）を基板支持トレイ４２４、４２６に設けることができる。また、例えば、熱交換器（図示せず）をチャンバ本体４０２の側壁内に配設してもよい。選択的に、例えば窒素のような非反応性ガスをロードロックチャンバ４００内を通過させ、これによってロードロックチャンバ４００内外へ熱を転送するようにしてもよい。

各々のトレイ４２４、４２６は上部に基板を支持するように構成されている（図示せず）。典型的には、１又はそれ以上の支持ピン４２９が各々の基板支持トレイ４２４、４２６の上面に連結されており、又は少なくとも部分的に基板支持トレイを介して配置されており、これによって基板を支持する。支持ピンは４２９いかなる長さのものであってもよく、基板の下面と基板支持トレイ４２４、４２６の上面との間に所定の空間または間隙を形成する。この間隙は、基板の破損又は基板支持トレイ４２４、４２６から基板への汚染物質の移動を生じさせる可能性がある基板支持トレイ４２４、４２６と基板の間の直接的な接触を防止する。

ある態様では、支持ピン４２９は、その上に配置された基板と接触する丸められた上部を有している。この丸められた表面は基板と接触する表面の面積を減少させ、これによってこの上に配置された基板が破損又は破壊する可能性を減少させる。ある実施例では、丸められた表面は半球形、楕円形又は放物線形に類似している。この丸められた表面は適当な平滑性を有する機械加工された又は研磨された仕上面あるいは他の適切な仕上面を有していてもよい。好ましい実施例においては、この丸められた表面は４マイクロインチより小さな粗さを有している。他の態様では、支持ピン４２９の丸められた上部は化学的に不活性な物質でコーティングされており、これによって支持ピン４２９とその上に支持されている基板の間の化学反応を減少し又は防止する。更に、コーティング物質は基板との摩擦を最小化し、破損又は破壊を減少させる。適切なコーティングは、例えば、窒化ケイ素、窒化チタン及び窒化タンタルのような窒化物を含む。このような支持ピン及びコーティングのより詳細な記載は米国特許第６，５２８，７６７号に見出される。

他の態様において、支持ピン４２９は支持トレイ４２２、４２６の上面に配設された装着ピンと装着ピン上で取り外し可能なキャップとを含むツーピースシステムであってもよい。装着ピンは、好ましくは、セラミック物質で形成される。キャップは、装着ピンを受容するための中空体を含む。キャップの上部は上述したように丸められて平滑化されていてもよい。同様に、キャップは上述したようにコーティングされていてもよい。このような２ピースシステムのより詳細な記載もまた米国特許第６，５２８，７６７号に見出される。

更に、他の態様において、支持ピン４２９の上部はソケットを含むことができ、このソケットは内部で移動可能なボールを保持している。ボールはその上に配置された基板と接触して支持する。ボールは、ボールベアリングと同様に、ソケット内部で回転及びスピンをすることができ、これによって基板が引っかかることなくボールを超えて移動することが可能になる。ボールは、一般的に、ボールと基板の間の摩擦を低減し又は／及び化学反応を防止するため金属又は非金属物質で形成される。例えば、ボールは金属、金属合金、石英、サファイア、窒化ケイ素又は他の適切な非金属物質を含むことができる。好ましくは、ボールは４マイクロインチ又はより平滑な表面仕上を有している。更に、ボールは上述したコーティングを含んでいてもよい。このような支持ピン及びコーティングのより詳細な記載は米国特許第６，５２８，７６７号に見出される。

選択的に、支持ピン４２９は支持トレイ４２２、４２６の上面に配置された装着ピンと装着ピン上で取り外し可能なキャップとを含むツーピースシステムであってもよく、このシステムにおいてキャップは上述したソケットとボールの構成を有する。このようなボール及びソケットのより詳細な説明は、「基板支持」の名称で共に継続中の米国特許出願０９／９８２，４０６号及び１０／３７６，８５７号に見出すことができ、これらの出願はアプライドマテリアルズインコーポレイテッドに譲渡されている。

更に、支持ピン４２９はハウジングを含んでいてもよく、このハウジングは１又はそれ以上のローラアセンブリと少なくとも一部が内部に配置された支持シャフトを有している。この支持シャフトはハウジングを介して軸方向に動くことができ、またハウジング内で回転することができ、これによって支持されている基板のロード及びアンロード時の支持ピン上での摩耗及び破損を低減することができる。また、支持ピン４２９はハウジングを含んでいても良く、このハウジングは、１又はそれ以上のボールアセンブリと少なくとも部分的にハウジング内に配置された支持シャフトを有している。ボールアセンブリは１又はそれ以上の球形部材を含み、この部材は少なくとも部分的にハウジングの周辺に配置されたスリーブにより保持されている。１又はそれ以上の球形部材はシャフトと接触し、シャフトがハウジング内で軸方向及び半径方向に移動することを可能にする。これによって、支持されている基板のロード及びアンロード時におけるピンヘッド上での摩耗及び破損が減少される。このような支持ピンのより詳細な説明は、同一人に譲渡される継続中の米国特許出願第１０／７７９，１３０号の名称「フラットパネル基板の支持ブッシュ」に見出される。

図４にロードロックチャンバ４００及びテストチャンバ５００の部分断面図を示す。テストチャンバ５００はハウジング５０５と、１またはそれ以上の電子ビームテスト（ＥＢＴ）カラム５２５Ａ／Ｂ（図中、２個示されている。）と、基部５３５と、基板テーブル５５０を含む。４個のＥＢＴカラム５２５Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄは図１に示されている。ＥＢＴカラム５２５Ａ／Ｂ／Ｃ／Ｄは、ハウジング５０５の上面に配設されており、ハウジングの上面に形成されたポート５２６Ａ／Ｂを介してハウジング５０５に連結されている。ハウジング５０５は、微粒子が存在しない環境を提供し、基板テーブル５５０及び基部５３５を包囲する。基部５３５はハウジング５０５の底部に固定されており、基板テーブル５５０を支持する。

基板テーブル５５０をより詳細に検討するため、図５に図４に示されているテストチャンバ５００の拡大断面図を示す。基板テーブル５５０は第１ステージ５５５、第２ステージ５６０、第３ステージ５６５を含む。３つのステージ５５５、５６０、５６５は平坦な単一体又は実質的に平坦な単一体であり、互いに積み重ねられている。ある態様において、3つのステージ５５５、５６０、５６５の各々は、直交する軸又は次元に沿って、独立して移動する。説明を単純かつ容易にするため、第１ステージ５５５はＸ軸に沿って移動するステージを表すものとして説明され、下部ステージ５５５と称する。第２ステージ５６０は、Ｙ軸に沿って移動するステージを表すものとして説明され、上部ステージ５６０と称する。第３ステージ５６５はＺ軸に沿って移動するステージを表すものとして説明され、Z−ステージ５６５と称される。

下部ステージ５５５及び上部ステージ５６０は、各々、テストチャンバ５００の向きに応じて、側部から側部又は前方から後方に移動することができる。即ち、下部ステージ５５５及び上部ステージ５６０の双方は、同一の水平面上で直線的に移動するが、互いに直交する方向に移動する。これに対して、Zステージ５６５は垂直方向、即ち、Z方向へ移動する。例えば、下部ステージ５５５は、X方向に側部から側部へ移動し、上部ステージ５６０はY方向に前方及び後方に移動し、Zステージ５６５はZ軸方向に上方及び下方に移動する。

下部ステージ５５５は、第１駆動システム（図示せず）を介して、基部５３５に連結されている。第１駆動システムは下部ステージ５５５をＸ軸に沿って直線的に移動させる。同様に、上部ステージ５６０は第２駆動システム（図示せず）を介して下部ステージ５５５に連結されており、上部ステージ５６０をＹ軸に沿って直線的に移動させる。第１駆動システムは基板テーブル５５０をＸ軸方向又は次元に基板の幅の少なくとも５０％分だけ移動させることができる。同様に、第２駆動システムは、基板テーブル５５０をY軸方向又は次元に基板の長さの少なくとも５０％分だけ移動させることができる。

図６Ａ及び６Ｂにこれらの駆動システムの拡大概略図を示す。図６Aにおいて、第１駆動システム７２２は、一般的に、基部５３５に連結された一対の直線レール７０２Aを含む。複数のガイド７０６Aがレール７０２Aを移動可能に係合しており、下部ステージ５５５（図示せず）の第１側部７０４Aに連結している。ガイド７０６Aはレール７０２Aに沿って移動し、これによって、下部ステージ５５５が基部５３５の上方で第１の方向、即ち、X軸に沿って移動することを可能にしている。ボールスクリュー及びモータのようなリニアモータ７０８Aが下部ステージ５５５と基部５３５の間に連結されており、ガイド７０６Aの位置を制御する。下部ステージ５５５はガイド７０６Aの各々に連結しており、これによって下部ステージ５５５がアクチュエータ７０８Aに応答して移動することを可能にしている。リニアアクチュエータに加え、例えば、空気圧シリンダ、油圧シリンダ、磁気ドライブ、ステッパー又はサーバモータのような他の種類の移動装置も同様に使用することができる。

図６Ｂにおいて、上部ステージ５６０は第２駆動システム７２６を介して下部ステージ５５５に連結されている。第２駆動システム７２６は、第２駆動システム７２６が第１駆動システム７２２と直交する方向に配向している点を除き、第１駆動システム７２２と同様に構成されている。上述の下部ステージ５５５と同様に、上部ステージ５６０の下面はガイド７０６Ｂの各々と連結しており、これによって上部ステージ５６０がリニアモータ７０８Ｂに応答して移動することを可能にしている。一般に、駆動システム７２２、７２６は、テストチャンバ５００内に配置された基板の表面エリアがテストの間ＥＢＴカラム５２５下方を移動することを可能にする移動範囲を有している。

再度図５において、テストチャンバ５００はエンドエフェクタ５７０を含み、これによって基板５８５はテストチャンバ５００内に出し入れされる。操作中、エンドエフェクタ５７０はテストチャンバ５００からロードロックチャンバ４００内に延伸し、基板をロードすることができる。同様に、基板をロードしたエンドエフェクタ５７０はテストチャンバ５００からロードロックチャンバ４００内に延伸することができ、これによって基板をロードロックチャンバ４００内に搬送する。搬送を補助するため、例えば、空気圧シリンダ、油圧シリンダ、磁気ドライブ、ステッパー又はサーブモータ等の線形アクチュエータのような移動装置をエンドエフェクタ５７０に連結することができる。ある態様において、エンドエフェクタ５７０はベアリングブロック５７２を含み、これによって、エンドエフェクタ５７０がテストチャンバ５００内に出入りすることを可能が可能になる。

エンドエフェクタ５７０は平坦又は実質的に平坦な上面を有し、この上に基板５８５が支持される。１の実施例において、エンドエフェクタ５７０は上部ステージ５６０の上面に位置するスロッテッドモノリスである。図５に均等に空間を配して配置された４本のフィンガーを有するエンドエフェクタ５７０の実施例を示し、これは基板５８５が配置されると基板５８５と接触し支持する。フィンガーの実際の数は設計事項であり、本技術分野における当業者が処理される基板のサイズに必要な適切な数のフィンガーを決定することができる。

Ｚステージ５６５は上部ステージ５６０の上面に配置される。Ｚステージ５６５は、平坦又は実質的に平坦な上面を有しテストチャンバ５００内で基板５８５と接触し支持する。Ｚステージ５６５はスロットが形成され、又はセグメント化されており、Ｚステージ５６５の各々のセグメントはエンドエフェクタ５７０のフィンガーの近傍に配置される。このようなＺステージ５６５及びエンドエフェクタ５７０は同一の水平面上で組み合わせることができる。このような構成により、Ｚステージ５６５がエンドエフェクタ５７０の上方及び下方で移動することが可能になる。従って、Ｚステージ５６５のセグメント間の空間はエンドエフェクタ５７０のフィンガーの幅に加えてクリアランスを確実にするための追加的な手段の幅に対応する。図５の断面図には５個のセグメントが示されているが、Ｚステージはいかなる数のセグメントを有していてもよい。

さらに、図５において、１又はそれ以上のＺステージリフト５７５がＺステージ５６５を形成するセグメントの各々の裏面に連結されている。各々のＺステージリフト５７５は上部ステージ５６０に形成された溝部５７６内に配置されており、蛇腹５７７が、各々のＺステージリフト５７５の周りに配置されており、これによってテストチャンバ５００内における微粒子の混入が低減される。Ｚステージリフト５７５は垂直方向に上下動し、空気圧又は電気により駆動されることができる。蛇腹５７７はリフト５７５の動きに応じて収縮し及び拡張する。

図７に、基板テーブル５５０から延伸した位置におけるエンドエフェクタ５７０の概略図を示す。エンドエフェクタ５７０はテストチャンバ５００（図示せず）からロードロックチャンバ４００（図示せず）まで延伸して、基板をその間で搬送する。手順の詳細は以下に示される。図７に示されるように、エンドエフェクタは４本のフィンガー５７１Ａ−Ｄを含み、これらはＺステージ５６５の５つのセグメント５６６Ａ−Ｅから延伸している。基板５８５はフィンガー５７１Ａ−Ｄ上に配置され、これによって支持される。フィンガー５７１Ａ−ＤはＺステージ５６５の内外を移動し、フィンガー５７１Ａ−Ｄは、エンドエフェクタ５７０がＺステージ５６５と実質的に同一平面上に配置されたときにセグメント５６６Ａ−Ｅと組み合わされる。この構成によって、エンドエフェクタ５７０は自由に延伸し及び収縮することが可能になる。下記に示されるように、Ｚステージ５６５はエンドエフェクタ５７０の上方を上昇し、エンドエフェクタ５７０及びＺステージ５６５の間で基板５８５をロードし及びアンロードする。

図８に、図５で示されたテストチャンバ５００の拡大部分断面図を示す。Ｚステージリフト５７５はＺステージを垂直方向に上昇し又は下降させるために駆動される。図示されるように、Ｚステージ５６６は下部即ち基板搬送位置に存在している。この位置において、基板５８５はエンドエフェクタ５７０のフィンガーの上面にあり、プローブ２０５の下面と接触していない。また、リフト５７５は溝５７６の底部に位置し、蛇腹５７７は延伸している。

また図８に示されるように、プローブ２０５は上部ステージ５６０の上面に配置されたカラー５７９上に位置し、ピンアセンブリ５８０によりカラー５７９に固定されている。ピンアセンブリ５８０はカラー５７９に形成された凹部５８２内に配置されたスプリング付勢ピン５８１を含むことができる。ピン５８１はプローブ２０５の周辺に対応する対応容器５８３内に伸び、プローブ２０５を上部ステージ５６０に固定する。

図９にテストチャンバ５００の他の拡大断面図を示す。この図において、Ｚステージ５６５は上昇した位置、即ち、「基板テスト位置」に示されている。テスト位置において、Ｚステージリフト５７５が駆動され、Ｚステージ５６５を「Ｚ方向」において垂直上方に移動させる。Ｚステージ５６５は上方に移動し、エンドエフェクタ５７０のフィンガを横切り、エンドエフェクタ５７０から基板５８５を持ち上げる。Ｚステージ５６５は、基板５８５がプローブ２０５の裏面に到達し、プローブ２０５と基板５８５の間に電気的な結合を形成するまで上昇し続ける。これによって、プローブ２０５は基板５８５と直接的に接触し、後述する電子ビームテスト方法を実行することが可能になる。図９に示されるように、Ｚステージリフト５７５が溝５７６の上方位置に移動し、蛇腹５７７は圧縮される。

更なる理解のため、図１０に図９において断面で示された基板テーブル５６０の基本概略図を示す。ＥＢＴテストカラム５２５Ａ−Ｄとの関係で基板テーブル５５０の要素をより明確に視覚化するため、ハウジング５０５が除かれている。基板テーブル５５０は、側部５５０ＡがＸ方向に向かって配置されたプローブ搬送アセンブリ３００の近傍に存在し、側部５５０ＢがＹ方向に向かって配置されたロードロックチャンバ４００の近傍に存在するように示されている。

この斜視図に示されているように、下部ステージ５５５は基部５３５上に配置され、レール７０２Ａに沿って移動する。上部ステージ５６０は下部ステージ５５５上に配置され、レール７０２Ｂに沿って移動する。Ｚステージ５６５は上部ステージ５６０上に配置され、エンドエフェクタ５７０（図示せず）はこの間に配置される。基板５８５はＺステージ５６５の上部表面上に存在し、プローブ２０５の下部表面に接している。

操作時に、カラム５２５Ａ−Ｄが基板５８５の別々の部分と相互作用することができるように、基板テーブル５５０は基板５８５及びプローブ２０５を位置決めする。各々のカラム５２５Ａ−Ｄは基板５８５上に形成されたデバイスの電圧レベルを検出する電子ビーム発生器である。

一般に、プローブ２０５はピクチャーフレーム構造を有し、これはカラム５２５Ａ−Ｄが基板５８５と相互作用をするウィンドウ即ちディスプレイ２０６の少なくとも１つを少なくとも部分的に規定する側部を有している。各々のウィンドウ２０６は、基板５８５上に形成されたピクセル（又は他のデバイス）の所定のフィールドがカラム５２５Ａ−Ｄにより発生された電子ビームに露出されるように位置する。従って、特定のプローブ２０５におけるウィンドウ２０６の数、大きさ及び位置は基板５８５のレイアウト及びテストされる基板５８５上のデバイスに基づいて選択される。

一般に、基板５８５に接触するプローブ２０５の面はコントローラ（図示せず）に連結された複数の電気接触パッドを含む。電気接触パッドは、特定のピクセル（又は基板５８５上に形成された他のデバイス）とコントローラの間に電気的接触を提供するように位置する。従って、基板５８５がプローブ２０５に対して付勢されると、コントローラと基板５８５上のデバイスの間の電気的接触がプローブ２０５の接触パッドを介して形成される。これによって、テストの間、コントローラが選択されたピクセルに電圧を印加し又は各々のピクセルにおける電圧のような属性の変化を観察することが可能になる。

一の実施例において、基板は、カラム５２５Ａ−Dから出射された少なくとも一つの電子ビームを薄層トランジスタマトリクスを構成する境界部又はピクセル上に順次照射することによりテストされる。ピクセルがテストされた後、基板テーブル５５０は基板５８５をテストチャンバ５００内で他の境界位置に移動し、これによって基板５８５表面上の他のピクセルがテストされることができる。

図１０Ａは１２個の異なるテストロケーションを示すテストパターンの一例を示す。各々のカラム５２５Ａ−Ｄの下の基板表面の別々の部分は一のテストロケーションを表す。図示されているように、基板５８５は矢印１００１によって示されるX軸に沿って移動し、カラム５２５Ａ、５２５Ｂ、５２５Ｃ及び５２５Ｄの下の４つのロケーションでテストされる。その後、基板５８５は矢印１００２によって示されるＹ軸に沿って移動し、４つの異なるロケーションでテストされる。その後、基板５８５は移動され、基板５８５の全面又は基板表面の所望の位置が所望の電子ビームテスト方法を用いてテストされるまで、矢印１０３及び１０４によって示されるようにテストされる。

電子ビームテストはいくつかのテスト方法を採用することができる。例えば、電子ビームは、ピクセル間又はプローブによって電気的接触を介したプローブに印加される電圧に応答するピクセル電圧を感知するため用いられる。選択的に１のピクセル又は複数のピクセルを、ピクセルを荷電させる電流を供給する電子ビームによって駆動しても良い。電流に対するピクセルの応答は、プローブによりピクセルと連結されたコントローラによってモニタされ、これによって検知情報を提供する。電子ビームテストの例は、
シュミットに対し１９９４年１１月２９日に発行された米国特許第５，３６９，３５９号、ブルナーらに対し１９９５年５月９日に発行された米国特許第５，４１４，３７４号、ブルナーらに対し１９９３年１１月２日に発行された米国特許第５，２５８，７０６号、ブルナーらに対し１９９１年１月１５日に発行された米国特許第４，９８５，６８１号及びブルナーらに対し１９９４年１２月６日発行された米国特許第５，３７１，４５９号に記載されている。また、電子ビームは電磁的に偏向されても、これによってより多数のピクセルが与えられた基板テーブル５５１位置でテストされることが可能になる。

図１１−図２０は、ロードロックチャンバ４００及びテストチャンバ５００の部分断面図を示し、基板テーブル５５０の操作の手順を説明するためのものである。図１１は、「テスト位置」におけるZステージ５６５を示す。図示されているように、ロードロックチャンバ４００及びテストチャンバ５００の間のスリットバルブ１１０１は閉じられている。基板５８５AはZステージ５６５の上面に配置されている。Zステージ５６５はエンドエフェクタ５７０のフィンガーの上方に上昇し、プローブ２０５に対し基板５８５Aを保持する。これらの断面図には示されていないが上述されているように、下部ステージ５５５及び上部ステージ５６０は各々の方向に直線的に移動し、基板５８５Ａの別々の部位をテストカラム５２５Ａ−Ｄの少なくとも一の下方に配置する。一旦テストが完了すると、テストされた基板５８５Ａはテストチャンバ５００から搬送され、テストされていない基板５８５Bがロードロックチャンバ４００からテストチャンバ５００内に挿入される。

図１２から図１６は、テストチャンバ５００からロードロックチャンバ４００までのテストされた基板５８５Ａの搬送を説明する。図１２に示されるように、この搬送を可能にするため、スリットバルブ１１０１が開口される。図１３に示されるように、Ｚステージ５６５が下降し、基板５８５Ａをエンドエフェクタ５７０に搬送する。図１４に示されるように、配置された基板５８５Ａを有するエンドエフェクタ５７０は、デュアル基板支持部４２２の下部トレイ４２４の上方のスリットバルブ１１０１を介して延伸する。その後、基板支持部４２２は上昇し、エンドエフェクタ５７０から基板５８５Ａをアンロードする。図１５に示されるように、基板５８５Ａはピン４２９上に配置され支持される。その後、図１６に示されるように、エンドエフェクタ５７０はテストチャンバ５００内に収縮し、テストされた基板５８５のロードロックチャンバ４００への交換を完了する。

図１７から図２０は、テストされていない基板５８５Bのテストチャンバ５００への搬送手順を示す。この搬送を開始するため、デュアル基板支持４０２は下降し、図１７に示されるようにスリットバルブ１１０１へ基板５８５を整列される。図１８に示されるように、エンドエフェクタ５７０はロードロックチャンバ４００内に延伸し、図１９に示されるようにデュアル基板支持部４２２は更に下降し、エンドエフェクタ５７０上に基板５８５Ｂをロードする。配置された基板５８５Ｂを有するエンドエフェクタ５７７はテストチャンバ５００内に収縮し、スリットバルブ１１０１が閉鎖され、これによって図２０に示されるようにロードロックチャンバ４００からテストチャンバ５００へのテストされていない基板５８５Ｂの搬送が完了する。

上記説明は本発明の実施例を対象としたものであるが、本発明の他の及び更なる実施例は本発明の基本的な範囲から逸脱することなく案出されるものであり、この範囲は特許請求の範囲によって決定される。さらに、本出願中で引用された全ての特許、刊行物及び他の書類は本出願と矛盾しない範囲で、引用が許容されている領域内においては、引用によって一体化される。

本発明の上述した構成の詳細な理解と上記部分で要約されている本発明のより具体的な説明は実施例を参照することにより得られるものであり、これらは貼付図面に記載されている。しかしながら、貼付図面は本発明の典型的な実施例のみを記載したものであり、従って、本発明は他の同等に効果的な実施例を含むものであり、図面は本発明の範囲を限定するものと解釈されるべきではない。
集積電子ビームテストアセンブリの一実施例の概略図である。 プローブ搬送アセンブリの一実施例の概略図である。 ロードロックチャンバの一実施例の拡大概略図である。 ロードロックチャンバ及びテストチャンバの部分断面図である。 図４に示されるテストチャンバの一実施例の拡大断面図である。 〜 一実施例に係る駆動システムの拡大概略図である。 基板テーブルから延伸した位置に示されるエンドエフェクタの一実施例の概略図である。 図５に示されるテストチャンバの拡大部分断面図である。 図５に示されるテストチャンバの他の拡大部分断面図である。 図９の断面に示された搬送モジュールの実施例の基本概略図である。 〜 テストチャンバ内に配置された搬送モジュールの操作の手順を説明するためのロードロックチャンバ及びテストチャンバの実施例の部分断面図である。

Claims (23)

1. 内部に配置された基板テーブルを有するテストチャンバを備え、基板テーブルは基板をテストチャンバ内で水平及び垂直方向に移動させるように構成され、基板テーブルは第１の次元を移動可能な第１ステージと、第２の次元を移動可能な第２ステージと、第３の次元を移動可能な第３ステージとを備え、各々のステージは独立して各々の次元を移動するものであり、
   テストチャンバの第１の側部の近傍に配置されたロードロックチャンバと、
   テストチャンバ内に配置され、ロードロックチャンバとテストチャンバの間で基板を搬送するように構成されたエンドエフェクタとを備えた集積テストシステム。
2. 各々のステージが直線的に移動するように構成されている請求項１記載のシステム。
3. 第３ステージの上面は基板を支持するように構成されている前記請求項のいずれか１項記載のシステム。
4. エンドエフェクタが第２ステージの上面上に配置され、第３ステージはエンドエフェクタの周辺で上昇及び下降することが可能な前記請求項のいずれか１項記載のシステム。
5. 第３ステージはエンドエフェクタ上に基板をロードするために下降し、エンドエフェクタから基板をアンロードするために上昇するように構成されている前記請求項のいずれか１項記載のシステム。
6. エンドエフェクタはロードロックチャンバ内に延伸し、これによってロードロックチャンバとテストチャンバの間で基板を搬送する前記請求項のいずれか１項記載のシステム。
7. エンドエフェクタと第３ステージの双方が同一水平面に配置された場合に組み合わされて構成されるスロットが形成された単一体である前記請求項のいずれか１項記載のシステム。
8. ロードロックチャンバは、少なくとも２個の支持トレイを有する基板支持部を備えている前記請求項のいずれか１項記載のシステム。
9. 少なくとも２個の支持トレイの各々は、その上面に配置された複数の支持ピンを備えている前記請求項のいずれか１項記載のシステム。
10. テストチャンバの下方に配置されたプローブ収納チャンバを備えた前記請求項のいずれか１項記載のシステム。
11. テストチャンバの第２の側部の近傍に配置され、プローブ収納アセンブリとテストチャンバとの間で１又はそれ以上のプローブを搬送するように構成されたプローブ搬送アセンブリを備えた前記請求項のいずれか１項記載のシステム。
12. プローブ搬送アセンブリは、テストチャンバとプローブ収納アセンブリとの間でプローブを搬送することが可能なリフトアームを備えた請求項１１記載のシステム。
13. プローブ搬送アセンブリはプローブ収納アセンブリとテストチャンバとの間で１又はそれ以上のプローブを搬送するように配置されている請求項１１又は１２記載のシステム。
14. プローブ搬送アセンブリは１又はそれ以上のホイールを有するモジュラーユニットである請求項１１―１３のいずれか１項記載のシステム。
15. テストチャンバの上面上に配置された１又はそれ以上の電子ビームテスト装置を備えた前記請求項のいずれか１項記載のシステム。
16. 基板テーブルの上方に配置された４個の電子ビームテスト装置を備えた前記請求項のいずれか１項記載のシステム。
17. 第１ステージはＸ軸に沿って基板テーブルを基板の幅の少なくとも５０％移動させるように構成されており、第２ステージはＹ軸に沿って基板テーブルを基板の長さの少なくとも５０％移動させるように構成されている前記請求項のいずれか１項記載のシステム。
18. テストされる基板を内部に基板テーブルが配置されたテストチャンバにロードし、基板テーブルは基板をテストチャンバ内で水平及び垂直方向に移動することが可能であり、基板テーブルは第１の次元を移動可能な第１ステージと、第２の次元を移動可能な第２ステージと、第３の次元を移動可能な第３ステージとを備え、各々のステージは独立して各々の次元を移動するものであり、
    基板がテスト位置に位置するように第３ステージを上昇させ、
    テストチャンバの上面に配置された１又はそれ以上のテスト装置を用いて基板をテストし、第１及び第２ステージはＸ又はＹ方向に移動しこれによって基板を１又はそれ以上のテスト装置の下方に位置させ、
    第３ステージを下降し、第２ステージ上のエンドエフェクタの上面にテストされた基板をロードし、
    テストチャンバの第１の側部の近傍に配置されたロードロックチャンバ内にエンドエフェクタを延伸し、
    ロードロックチャンバ内の基板をアンロードし、
    エンドエフェクタを収縮する基板のテスト方法。
19. テストチャンバの第２の側部の近傍に配置されたプローブ搬送アセンブリを用いて搬送チャンバの下方に収納されたプローブを搬送する請求項１９記載の方法。
20. プローブはテストチャンバの下方に配置されたプローブ収納アセンブリに収納されている前記請求項のいずれか１項記載の方法。
21. 第１ステージはＸ方向に基板の幅の少なくとも５０％移動する前記請求項のいずれか１項記載の方法。
22. 第２ステージはＹ方向に基板の長さの少なくとも５０％移動する前記請求項のいずれか１項記載の方法。
23. テストされる基板を内部に基板テーブルが配置されたテストチャンバ内にロードし、この基板テーブルは３次元的に移動可能であり、
    基板テーブルに基板を載置し、
    基板をテスト位置まで上昇させ、
    電子ビームで基板の少なくとも一部をテストし、
    電子ビームに対し異なる位置まで基板を少なくとも１次元的に移動し、
    異なる位置で基板をテストし、
    テストチャンバから基板をアンロードする集積電子ビームテストアセンブリ内で基板を電子ビームテストする方法。

Images