JP2020184632A - テスト装置 - Google Patents

Abstract

【課題】本発明は、ウェハ（１０２）上の集積回路を電気的にテストするためのテスト装置（１００）を提供する。【解決手段】テスト装置は、真空チャンバ（１０９）、ウェハを保持するためのチャック（１０１）、集積回路と電気的に接触するためのプローブカード（１０３）、ならびに真空チャンバ内に配置されチャックおよびプローブカードを囲む放射シールド（１０７）を備える。テスト装置において、真空チャンバにはゲートバルブ（１２３）が設けられ、放射シールドにはハッチ（１２２）が設けられ、テスト装置は、ゲートバルブおよびハッチを介してチャック上にウェハを装填するためのウェハ装填アセンブリ（１２５）を含む。【選択図】図１Ａ

Description

発明の技術分野
本発明は、特許請求の範囲の独立請求項の前文に係るテスト装置に関する。

発明の背景
半導体デバイス製造は、フォトリソグラフィーおよび化学処理ステップの複数のステップシーケンスを用いて、半導体材料で形成されるウェハ上に集積回路を作成するために一般的に用いられるプロセスである。プロセスの一部として、ウェハ上に形成される集積回路は、通常、特別なテストパターンを適用されることにより、機能上の欠陥がないかテストされる。このテストは、ウェハプローバと呼ばれるテスト装置を用いて実行される。

公知のウェハプローバの一例は、テストされるウェハを保持するためのチャックと、ウェハ上の集積回路に電気的に接触するためのプローブカードとを含む。プローブカードは、テストプログラムに従って集積回路を電気的にテストする電子テストユニットに電気的に接続される。テストプログラムは、テストパターンの内容と、テストパターンが集積回路に適用される順序とを規定する。チャックおよびプローブカードはチャンバ内に配置されているため、制御される環境で集積回路をテストできる。電気的テストでは、チャックに取り付けられるウェハがテスト位置間を移動する間、プローブカードは所定の位置に保持される。各テスト位置で、プローブカードの接触要素は、集積回路の組の接触パッドと電気的に接触するように配置され、次いで、集積回路は、電子テストユニットで電気的にテストされる。

公知のウェハプローバに関連する問題は、チャンバ内の温度、圧力、湿度などの条件がウェハ装填中に大きくに変化するため、ウェハのチャックへの装填が困難で時間がかかることである。特にウェハ上の集積回路を４Ｋ未満などの非常に低い温度でテストする必要がある場合は、ウェハが装填された後にチャンバ内の条件を復元するのに時間がかかり、エネルギーが消費される。

発明の目的
本発明の主な目的は、上に提示される先行技術の問題を低減または排除さえすることである。

本発明の目的は、ウェハ上の集積回路を電気的にテストするためのテスト装置を提供することである。より詳細には、本発明の目的は、テスト装置の内部の条件の変化を最小限に抑えて、テスト装置のチャックに対してウェハを装填および装填解除できるテスト装置を提供することである。本発明のさらなる目的は、ウェハをテスト装置のチャックに対して迅速かつ容易に装填および装填解除できるテスト装置を提供することである。

上記の目的を実現するために、本発明によるテスト装置は、特許請求の範囲の独立請求項の特徴部分に示されるものによって特徴付けられる。本発明の有利な実施形態は、従属請求項に記載されている。

発明の説明
本発明によるテスト装置は、真空チャンバと、集積回路を含むウェハを保持するためのチャックと、ウェハ上の集積回路に電気的に接触するためのプローブカードと、真空チャンバ内に配置され、チャックとプローブカードとを囲む放射シールドとを含む。本発明によるテスト装置では、真空チャンバにはゲートバルブが設けられ、放射シールドにはハッチが設けられ、テスト装置は、ゲートバルブおよびチャックを介してウェハをチャックに装填するためのウェハ装填アセンブリを備える。

本発明によるテスト装置は、ウェハ上の集積回路を電気的にテストするために用いることができる。テスト装置は、ウェハプローバと呼ぶことができる。本発明に係るテスト装置において、テストされるウェハは、ウェハ装填アセンブリでチャックに装填され、チャックは、テスト位置の間で移動される。各テスト位置で、プローブカードは１つ以上の集積回路と電気的に接触し、集積回路は電気的にテストされることができる。

チャックは、集積回路のテスト中にウェハを保持するために用いられる。チャックは、例えば、チャックのベースプレート上にウェハを保持するための複数の熱伝導ピンを含む機械的チャックであり得る。代替的に、チャックは、例えば、誘電材料の層でコーティングされる金属ベースプレートを含む静電チャックであり得る。金属ベースプレートとウェハとの間に電圧差を設けることにより、静電力がウェハをチャック上に保持する。ウェハの平坦性を維持し、ウェハからの熱の迅速な伝達を容易にするために、チャックは、銅または金などの熱伝導性材料でできていることが好ましい。チャックは金メッキされた銅で形成することができる。これらの材料は、充分な熱特性および性能を提供する。

プローブカードは、ウェハ上の集積回路に電気的に接触するために用いられる。プローブカードは、プリント回路基板（ＰＣＢ）と、集積回路の接触パッドと電気的に接触して配置することができる１つ以上の接触要素とを含むことができる。テスト装置は、プローブカード上の接触要素およびウェハ上の接触パッドの位置を光学的に突き止めるためのカメラを含み得る。この情報を用いることにより、テストされる集積回路の接触パッドをプローブカードの接触要素に整列させることができる。

プローブカードは、放射シールドに取り付けられるプローブカードホルダに取り付けることができる。プローブカードは、例えば、接触要素の形状および形態に応じて、針、垂直ピン、またはＭＥＭＳ（マイクロエレクトロメカニカルシステム）タイプのプローブカードとすることができる。プローブカードの接触要素は、例えば、タングステンまたはタングステン／レニウム合金で形成することができる。集積回路の接触パッドは、例えば、アルミニウム、銅、銅合金、または鉛−スズおよびスズ−銀などの多くのタイプのはんだで形成することができる。典型的には、プローブカードは、ウェハ上のすべての集積回路を電気的にテストできるように、ウェハのタイプごとに特注で形成される。

チャックおよびプローブカードは、放射シールド内に配置される。放射シールドは熱シールドとして機能し、熱伝達を低減する。つまり、放射シールドは熱放射シールドである。放射シールドは、チャックおよびプローブカードが配置される本質的に囲まれた空間を規定する。放射シールドは、１つ以上のシールド部品で構成され得る。放射シールドは、真空チャンバまたはそれを囲む別の放射シールドに機械的に取り付けることができるが、それらから熱的に分離することができる。放射シールドは、円筒形の側壁と、周囲を側壁の上縁に取り付けられた上端壁と、周囲を側壁の下縁に取り付けられた下端壁とを含むことができる。放射シールドは、例えば、アルミニウムで形成することができる。

輻射熱伝達（放出／吸収）は、放射シールドの表面および真空チャンバの内側面を反射性にすることによって低減することができる。熱反射面は、例えば、研磨された金属とすることができる。熱反射面の割合を最大化することができ、表面を局所的に熱吸収性にすることにより、形状における間隙などの非理想性のみが補償される。熱吸収面はたとえば黒色陽極処理または黒色塗装され得る。

ハッチは、放射シールドの壁、好ましくは側壁に取り付けられる。ハッチは、アルミニウムまたは銅ケーブルで放射シールドに熱的に固定されることが好ましい。ハッチは、放射シールドの壁の開口部と接続状態で構成される。ハッチは、閉位置と開位置との間で可動である。閉位置では、ハッチは放射シールドの壁の開口部を閉じ、放射は遮断される。開位置では、ウェハをチャックに装填したり、チャックから装填解除したりできる。好ましくは、ハッチは、内方向にのみ開くように構成される。ハッチは好ましくは矩形である。ハッチは、放射シールドと同じ材料で形成されることが好ましい。

真空チャンバにより、制御される環境で集積回路をテストできる。真空チャンバ内の圧力および温度などの条件をさまざまな装置で制御することができる。テスト装置は、例えば、圧力を制御するために真空チャンバに接続される真空ポンプと、真空チャンバ内の温度を制御するために真空チャンバに接続される冷却ユニットとを備えることができる。真空チャンバは、例えば、ステンレス鋼またはアルミニウムで形成することができる。集積回路をテストする場合、真空チャンバ内の圧力は通常１０Ｅ−４ｍｂａｒ未満である。

ゲートバルブは、真空チャンバの壁、好ましくは側壁に取り付けられる。ゲートバルブは、真空チャンバの壁の開口部と接続状態で構成される。ゲートバルブは、開閉することができる。ゲートバルブを閉じると、真空チャンバの内部は周囲から遮断される。ゲートバルブが開いているときは、ウェハをチャックに装填したり、チャックから装填解除したりできる。

ゲートバルブは、丸いまたは矩形のゲートを含んでもよく、ゲートは、ねじ切りされたステムでゲートに取り付けられるアクチュエータで動かすことができる。ゲートを持ち上げると、ゲートバルブが開かれる。ゲートと座部との間のシール面は、通常は平面である。ゲートバルブは、オールメタル製であり得、例えばステンレス鋼で形成される。

ウェハは、ウェハ装填アセンブリを用いてチャックに装填される。ウェハ装填アセンブリは、以下のようにして、ウェハをゲートバルブおよびハッチを介してチャック上に移動する。まず、ゲートバルブを開いてウェハを真空チャンバ内に移動させ、次にハッチを開いてウェハを放射シールド内に移動させてチャック上に載置する。ウェハ装填アセンブリは、チャックからウェハを装填解除するために用いることもできる。

テスト装置は、プローブカードに対してチャックを移動させるための手段を含み得る。移動手段は、チャックを３つの垂直方向に移動するためのアクチュエータと、チャックを軸の周りで回転させるための別のアクチュエータとを含んでもよい。アクチュエータは、好ましくは、放射シールドの外側に、または真空チャンバの外側でも配置され、それにより、アクチュエータによって生成される熱は、集積回路がテストされる空間、すなわち放射シールドの内部を加熱しない。移動手段は、第１の端部および第２の端部を有する支柱を含み得る。支柱の第１の端部はチャックに取り付けられ、支柱の第２の端部はアクチュエータに取り付けられ得る。したがって、アクチュエータによって生じた運動は、支柱を介してチャックに伝達される。支柱は、ステンレス鋼などの金属、または良好な機械的特性および低い熱伝導率を有する他の材料で形成することができる。支柱は、シートメタルで形成できるワンピースまたはマルチピースの管とすることができる。管の壁厚は０．０５ｍｍ〜０．３ｍｍの範囲とすることができ、これにより、支柱を通る熱伝達が最小限であると同時に、支柱はその形状を保持するのに十分な剛性である。

テスト装置は、ウェハ上の集積回路を電気的にテストするための電子テストユニットを含んでもよい。電子テストユニットは、プローブカードに電気的に接続される。好ましくは、電子テストユニットは、真空チャンバの外側に配置される。プローブカードは、電子テストユニットとウェハ上の集積回路との間に電気経路を提供し、それにより集積回路のテストおよび検証を可能にする。電子テストユニットは、テストパターンの内容とテストパターンが集積回路に適用される順序とを規定するテストプログラムに従って、集積回路をテストする。電子テストユニットは、プロセッサと、コンピュータプログラムコードを含むメモリとを備えてもよく、メモリおよびコンピュータプログラムコードは、プロセッサとともに、電子テストユニットに集積回路を電気的にテストさせるように構成される。

本発明によるテスト装置の利点は、集積回路がテストされる空間、すなわち放射シールドの内部の条件の変化を最小限にして、ウェハをチャックに装填およびチャックから装填解除できることである。本発明によるテスト装置の別の利点は、迅速および容易に、ウェハをチャックに装填し、チャックから装填解除できることである。

本発明の一実施形態によれば、ウェハ装填アセンブリは、ゲートバルブと接続状態で真空チャンバに取り付けられる装填チャンバと、ウェハを担持するためのエンドディフェクタを含む装填アームと、装填チャンバとチャックとの間でエンドディフェクタを移動させるアクチュエータとを含む。装填チャンバと真空チャンバとは、ゲートバルブを介して互いと連通している。装填チャンバは、アクセスドアを含むことができ、それを通してウェハをエンドディフェクタに載置し、そこから除去することができる。エンドディフェクタは、例えば、ウェハを下から担持する平面フォーク型プレートであり得る。装填アームは、エンドディフェクタが端部に取り付けられるロッドを含んでもよい。アクチュエータは、ロッドに接続され、ロッドをその長手方向に動かすように構成され得る。アクチュエータは、例えば、モータによって作動されるボールねじ駆動であり得る。アクチュエータは、ロッドに接続される線形移動機構を含み得る。ロッドは装填チャンバの壁を通り抜け、リードスルーは密閉される。

ウェハは次のようにチャックに装填できる。まず、ウェハは装填チャンバ内にあるエンドディフェクタ上に載置される。ゲートバルブは、ウェハの載置が完了し、装填チャンバ内の所望の条件が達成されるまで、閉じたままに保持される。次に、ゲートバルブが開かれ、エンドディフェクタが真空チャンバ内に移動し、さらにハッチを通過して放射シールド内に入る。ハッチは、エンドディフェクタが放射シールド内に移動するときにエンドディフェクタによって押し開かれるか、または別のメカニズムによって開かれる。最後に、ウェハはエンドディフェクタからチャックに移され、次にエンドディフェクタが装填チャンバ内に戻され、ゲートバルブが閉じられる。

本発明の実施形態によれば、ハッチは、第１の熱接触領域を含み、エンドディフェクタは、エンドディフェクタがハッチに接触すると、エンドディフェクタからハッチに熱を伝導するための第２の熱接触領域を含む。第１の熱接触領域は、ハッチの外側に設けられる。第１および第２の熱接触領域は、銅で形成することができる。第１および第２の熱接触領域の利点は、エンドディフェクタおよびエンドディフェクタ上に載置されるウェハを、それらが放射シールド内に移動される前に、冷却できることである。第１の熱接触領域が第２の熱接触領域と接触している時間が長ければ長いほど、エンドディフェクタおよびウェハをより冷却することができる。

本発明の実施形態によれば、ハッチは、その上端で放射シールドにヒンジ結合される。好ましくは、ハッチは、それが垂直位置にあるとき、それが放射シールドの開口部を閉じるような態様で構成される。この場合、開口部は重力によりハッチによって自動的に閉じられる。ハッチはエンドディフェクタで押すと開くことができる。代替的に、ハッチは別途のメカニズムで開くことができる。

本発明の一実施形態によれば、ハッチは、ハッチを閉じるためのばねを含む。ばねにより、ハッチが適切に閉じられることが保証される。

本発明の一実施形態によれば、テスト装置は、放射シールドに熱的に接続される冷却ユニットを含む。本明細書において、「熱的に接続される」という表現は、２つの部材がそれらの間で熱を伝導できるように接続されることを意味する。冷却ユニットは、放射シールドの内部を所望のテスト温度まで冷却し、集積回路のテスト中にテスト温度を維持するために用いられる。放射シールド内のテスト温度は、たとえば１Ｋ〜４Ｋの範囲とすることができる。熱は、放射シールドと冷却ユニットとの間に接続される１つ以上の熱リンクを介して放射シールドの外に伝達される。熱リンクは、例えば、銅またはアルミニウムで形成されるケーブルまたはバーであり得る。

本発明の実施形態によれば、冷却ユニットは、チャックおよびプローブカードに熱的に接続される。冷却ユニットは、チャックおよびプローブカードを冷却するために用いられる。チャックが冷却ユニットによって冷却されると、チャック上に取り付けられたウェハからの熱が伝導によってチャックに伝達され得る。それに対応して、プローブカードが冷却ユニットによって冷却されると、プローブカードが集積回路と電気的に接触しているときに、ウェハからの熱がプローブカードに伝わり得る。熱は、集積回路の接触パッドとプローブカードの接触要素とを介して伝導によって伝達される。したがって、冷却ユニットは、チャックおよびプローブカードを介してウェハを効率的に冷却することを可能にする。

冷却ユニットは、複数の温度段を有することができる。好ましくは、チャックおよびプローブカードは、放射シールドに熱的に接続される温度段よりも低い温度を与える温度段に熱的に接続される。この温度段によって与えられる温度は、例えば、０．８Ｋ〜１．２Ｋの範囲、または約１Ｋであり得る。熱は、チャックと冷却ユニットとの間に接続される１つ以上の熱リンクを通してチャックから離れるように伝達される。熱は、プローブカードと冷却ユニットとの間に接続される１つ以上の熱リンクを介して、プローブカードから離れるように伝達される。好ましくは、冷却ユニットは、プローブカードホルダを介してプローブカードに熱的に接続される。熱リンクは、例えば、銅またはアルミニウムで形成されるケーブルまたはバーであり得る。冷却ユニットを用いてチャックおよびプローブカードを冷却する利点は、ウェハをより迅速に、およびエネルギー効率よく、所望のテスト温度に冷却できることである。

本発明の一実施形態によれば、冷却ユニットは、閉ループヘリウム循環を用いる乾式クライオスタットである。乾式クライオスタットを用いる場合、真空チャンバは室温に保たれ（液体窒素浴または液体ヘリウム浴内ではない）、すべての低温構成要素は真空チャンバ内に配置される。乾式クライオスタットは、複数の温度段、例えば、５０Ｋ、４Ｋおよび１Ｋ段を含み得る。乾式クライオスタットの利点は、システム全体を液体ヘリウム浴に浸漬することなく、ウェハを４Ｋ未満の温度に冷却できることである。

本発明の一実施形態によれば、テスト装置は、真空チャンバ内に配置される複数の入れ子式放射シールドを備え、入れ子式放射シールドの各々には、ウェハをチャックに装填できるハッチが設けられている。放射シールドの数は、例えば、２、３、４、または４より多くすることができる。チャックおよびプローブカードは、最も内側の放射シールドの内側に配置される。複数の入れ子式放射シールドの利点は、テスト装置の改善された熱シールドであり、それにより、最も内側の放射シールド内の所望のテスト温度が、放射シールドを１つだけ有するテスト装置よりも少ないエネルギーで達成および維持できる。

本発明の一実施形態によれば、冷却ユニットは、異なる放射シールドに熱的に接続される複数の温度段を有する。冷却ユニットの温度段は、放射シールドに異なる温度を与えるように構成される。最も低い温度を与える温度段は、最も内側の放射シールドに熱的に接続され、２番目に低い温度を与える温度段は、２番目に最も内側の放射シールドに熱的に接続される、などとなる。温度段を用いることにより、最も内側の放射シールドを３Ｋ〜５Ｋの範囲の温度、または約４Ｋに冷却でき、２番目に最も内側の放射シールドを４５Ｋ〜５５Ｋの範囲の温度、または約５０Ｋに冷却できる。熱は、温度段と放射シールドの間に接続される１つ以上の熱リンクを介して放射シールドの外に伝達される。熱リンクは、例えば、銅またはアルミニウムで形成されるケーブルまたはバーであり得る。複数の温度段を有する冷却ユニットの利点は、集積回路がテストされる空間、すなわち最も内側の放射シールドの内部をより迅速に、エネルギー効率よく所望のテスト温度に冷却できることである。

本発明の一実施形態によれば、チャックは、チャックのベースプレート上にウェハを保持するための複数の熱伝導ピンを含む。熱伝導ピンは、ウェハからチャックに熱を伝導する。チャックは、熱をチャックから遠ざかるように移動させるために冷却ユニットに熱的に接続することができる。熱伝導ピンの数は、例えば、３、４、５、または５より多くすることができる。熱伝導ピンは、例えば、銅で形成することができる。ベースプレートは、銅や金、または金メッキされた銅などの熱伝導材料でできており、ウェハからベースプレートに熱を効率的に伝導することを可能にする。

本発明の一実施形態によれば、熱伝導ピンは、ベースプレートの周囲に取り付けられる。したがって、熱伝導ピンは、ウェハをベースプレート上に保持するためにウェハの外縁に接触するように構成される。

本発明の一実施形態によれば、熱伝導ピンの少なくとも１つは、ベースプレートの周囲にばねで取り付けられ、ばねは、ベースプレートの面内で可動である。ばね作動式のピンは、ウェハをチャックに装填するエンドディフェクタで移動させることができる。ばねは、ウェハと熱伝導ピンとの間の良好な接触を保証し、したがってウェハからチャックへの熱伝導を改善する。

本発明の一実施形態によれば、熱伝導ピンの外側端は、ウェハをベースプレートに押し付けることを可能にする円錐台の形状を有する。円錐台の形状は、ウェハと熱伝導ピンとベースプレートとの間の良好な接触を保証し、したがってウェハからチャックへの熱伝導を改善する。

本明細書に提示されている本発明の例示的な実施形態は、特許請求の範囲の適用性に制限を課すものとして解釈されない。「備える／含む」という動詞は、本明細書においては、記載されていない特徴の存在も排除しない開いた限定として、用いられる。従属請求項に記載される特徴は、特に明記されない限り、相互に自由に組み合わせることができる。

本発明の実施形態によるウェハのテスト装置への装填を示す。 本発明の実施形態によるウェハのテスト装置への装填を示す。 例示的なチャックを示す。 例示的なチャックを示す。

図面の詳細な説明
異なる実施形態において、同じ参照符号が、同じであるかまたは同様の構成要素に用いられる。

図１Ａ〜図１Ｂは、本発明の実施形態によるウェハのテスト装置への装填を示す。図１Ａは、図１Ｂよりもテスト装置のより詳細な断面図を示す。

テスト装置１００は、集積回路を含むウェハ１０２を保持するためのチャック１０１と、プローブカードホルダ１０４に取り付けられ、ウェハ１０２上の集積回路と電気的に接触するためのプローブカード１０３とを備える。プローブカード１０３は接触要素１０５を含み、接触要素１０５は、集積回路の接触パッドと電気的に接触状態になるよう構成することができる。集積回路の電気的テストは、プローブカード１０３に電気的に接続される電子テストユニット１０６で行われる。プローブカード１０３は、電子テストユニット１０６とウェハ１０２上の集積回路との間に電気経路を提供する。

テスト装置１００は、真空チャンバ１０９内に配置される２つの入れ子式放射シールド１０７および１０８を備える。チャック１０１およびプローブカード１０３は、最も内側の放射シールド１０７内に配置される。真空チャンバ１０９により、集積回路を制御された環境でテストすることができる。真空チャンバ１０９内の圧力は、真空ポンプ１１０で制御される。

チャック１０１は、第１の端部および第２の端部を有する支柱１１１を含む移動手段を用いて、プローブカード１０３に対して移動させることができる。支柱１１１の第１の端部は、チャック１０１に取り付けられており、チャック１０１は支柱１１１の長手方向軸に対して垂直である。移動手段は、支柱１１１を３つの垂直方向に移動するためのアクチュエータ１１２、および支柱１１１をその長手方向軸の周りに回転させるためのアクチュエータ１１３も含む。アクチュエータ１１２および１１３は、支柱１１１の第２の端部に取り付けられ、その結果、運動が、支柱１１１を介してチャック１０１に伝達される。支柱１１１は、放射シールド１０７および１０８の壁を通過するように構成され、支柱１１１の第１の端部は放射シールド１０７の内部に延在し、支柱１１１の第２の端部は放射シールド１０８の外に延在する。

テスト装置１００は、ウェハ１０２を所望のテスト温度に冷却し、集積回路のテスト中にテスト温度を維持するための冷却ユニット１１４を備える。冷却ユニット１１４は、３つの温度段１１５、１１６、および１１７を含み、その各々は、それが熱的に接続される部分に特定の温度を与えるように構成される。第１の温度段１１５は、チャック１０１およびプローブカード１０３に熱的に接続される。第１の温度段１１５で達成できる温度は、第２および第３の温度段１１６および１１７で達成できる温度よりも低い。熱は、第１の温度段１１５とチャック１０１との間に接続される熱リンク１１８を介してチャック１０１から遠ざかるように伝達される。熱は、第１の温度段１１５とプローブカードホルダ１０４との間に接続される熱リンク１１９を介してプローブカード１０３から遠ざかるように伝達される。第２の温度段１１６は放射シールド１０７に熱的に接続され、第３の温度段１１７は放射シールド１０８に熱的に接続される。第２の温度段１１６で達成できる温度は、第３の温度段１１７で達成できる温度よりも低い。熱は、第２の温度段１１６と放射シールド１０７との間に接続される熱リンク１２０を介して放射シールド１０７から外に伝達される。熱は、第３の温度段１１７と放射シールド１０８との間に接続される熱リンク１２１を介して放射シールド１０８から外に伝達される。

放射シールド１０７および１０８の各々には、放射シールド１０７、１０８の側壁に取り付けられるハッチ１２２が設けられている。ハッチ１２２は、その上端で放射シールド１０７、１０８にヒンジ結合されており、ハッチ１２２が内側にのみ開くことができるような態様で構成されている。ハッチ１２２は、閉位置と開位置との間で可動である。閉位置では、ハッチ１２２は、放射が遮断されるように、放射シールド１０７、１０８の壁の開口部を閉じる。開位置では、ウェハ１０２をチャック１０１に装填するかまたはチャック１０１から装填解除することができる。ハッチ１２２は、開口部が重力でハッチ１２２によって自動的に閉じられるように構成される。

真空チャンバ１０９には、ゲートバルブ１２３が設けられている。ゲートバルブ１２３は、真空チャンバ１０９の側壁に、開口部と接続状態で取り付けられる。ゲートバルブ１２３は、開口部を開閉するために上下に移動することができるゲート１２４を含む。ゲートバルブ１２３が閉じられると、真空チャンバ１０９の内部は周囲から隔離される。ゲートバルブ１２３が開いているときは、ウェハ１０２を、チャック１０１に装填するかまたはチャック１０１から装填解除することができる。

テスト装置１００は、ゲートバルブ１２３およびハッチ１２２を介してウェハ１０２をチャック１０１に装填するためのウェハ装填アセンブリ１２５を備える。ウェハ装填アセンブリ１２５は、ゲートバルブ１２３と接続状態で真空チャンバ１０９に取り付けられる装填チャンバ１２６を含む。装填チャンバ１２６および真空チャンバ１０９は、ゲートバルブ１２３を介して互いに連通している。ウェハ装填アセンブリ１２５は、ウェハ１０２を担持するためのエンドディフェクタ１２８を含む装填アーム１２７と、装填チャンバ１２６とチャック１０１との間でエンドディフェクタ１２８を移動させるためのアクチュエータ１２９とをさらに含む。装填アーム１２７は、エンドディフェクタ１２８が端部に取り付けられるロッド１３０を含む。アクチュエータ１２９は、ロッド１３０に接続され、ロッド１３０をその長手方向に移動させるように構成される。

ウェハ１０２は、以下のようにチャック１０１上に装填される。まず、図１Ａに示すように、ウェハ１０２が、装填チャンバ１２６内に配置されるエンドディフェクタ１２８上に配置される。ゲートバルブ１２３は、ウェハ１０２の載置が完了し、装填チャンバ１２６内の所望の条件が達成されるまで、閉じられたままである。次に、ゲートバルブ１２３が開かれ、エンドディフェクタ１２８が真空チャンバ１０９内に移動され、さらにハッチ１２２を介して放射シールド１０７内に移動される。ハッチ１２２は、エンドディフェクタ１２８がチャック１０１に向かって移動されると、エンドディフェクタ１２８によって押し開かれる。各ハッチ１２２は熱接触領域１３１を含み、エンドディフェクタ１２８は、エンドディフェクタ１２８がハッチ１２２に接触するとエンドディフェクタ１２８からハッチ１２２に熱を伝導するための熱接触領域１３２を含む。各ハッチ１２２は、熱リンク１３３によって放射シールド１０７または１０８に熱的に接続される。最後に、図１Ｂに示すように、ウェハ１０２は、エンドディフェクタ１２８からチャック１０１上に移送される。

図２Ａ〜図２Ｂは、ウェハを保持するための例示的なチャックを示す。図２Ａはチャックの上面図を示し、図２Ｂは、チャックの側面図を示す。チャック１０１は、ウェハ１０２をベースプレート２０４上に保持し、ウェハ１０２からベースプレート２０４に熱を伝導するための３つの熱伝導ピン２０１、２０２および２０３を含む。熱伝導ピン２０１、２０２および２０３はベースプレート２０４の周囲に取り付けられ、熱伝導ピン２０１、２０２および２０３がウェハ１０２の外縁に接触して、ウェハ１０２をベースプレート２０４上に保持することを可能にする。熱伝導ピン２０１、２０２および２０３の外側端は、ウェハ１０２をベースプレート２０４に押し付けることを可能にする円錐台の形状を有する。熱伝導ピン２０３は、ばね２０５でベースプレート２０４の周囲に取り付けられる。ばね２０５は、ベースプレート２０４の平面内で可動である。ばね作動式ピン２０３は、ウェハ１０２をチャック１０１上に装填するエンドディフェクタ（図２Ａ〜図２Ｂには図示せず）で移動させることができる。

本発明の有利な例示的実施形態のみが図に記載されている。本発明が上に提示された例のみに限定されず、本発明が以下に提示される特許請求の範囲内で変化し得ることは、当業者には明らかである。本発明のいくつかの可能な実施形態は、従属請求項に記載されており、それらは、本発明の保護の範囲をそのようなものとして制限するものと見なされるべきではない。

１００ テスト装置、１０１ チャック、１０２ ウェハ、１０３ プローブカード、１０７ 放射シールド、１０９ 真空チャンバ、１２２ ハッチ、１２３ ゲートバルブ、１２５ ウェハ装填アセンブリ。

Claims (14)

1. テスト装置であって、
   −真空チャンバと、
   −集積回路を含むウェハを保持するためのチャックと、
   −前記ウェハ上の前記集積回路に電気的に接触するためのプローブカードと、
   −前記真空チャンバ内に配置され、前記チャックおよび前記プローブカードを囲む放射シールドとを備え、
   −前記真空チャンバにはゲートバルブが設けられ、
   −前記放射シールドにはハッチが設けられ、
   −前記テスト装置は、前記ゲートバルブと前記ハッチとを介して前記チャックに前記ウェハを装填するためのウェハ装填アセンブリを備えることを特徴とする、テスト装置。
2. 前記ウェハ装填アセンブリは、
   −前記ゲートバルブと接続状態で前記真空チャンバに取り付けられる装填チャンバと、
   −前記ウェハを担持するためのエンドディフェクタを含む装填アームと、
   −前記装填チャンバと前記チャックの間で前記エンドディフェクタを移動するためのアクチュエータとを含むことを特徴とする、請求項１に記載のテスト装置。
3. 前記ハッチは、第１の熱接触領域を含み、前記エンドディフェクタは、前記エンドディフェクタが前記ハッチに接触したときに前記エンドディフェクタから前記ハッチに熱を伝導するための第２の熱接触領域を含むことを特徴とする、請求項２に記載のテスト装置。
4. 前記ハッチはその上端で前記放射シールドにヒンジ結合されていることを特徴とする、請求項１〜請求項３のいずれか１項に記載のテスト装置。
5. 前記ハッチは、前記ハッチを閉じるためのばねを含むことを特徴とする、請求項１〜請求項４のいずれか１項に記載のテスト装置。
6. 前記テスト装置は、前記放射シールドに熱的に接続される冷却ユニットを備えることを特徴とする、請求項１〜請求項５のいずれか１項に記載のテスト装置。
7. 前記冷却ユニットは、前記チャックおよび前記プローブカードに熱的に接続されることを特徴とする、請求項６に記載のテスト装置。
8. 前記冷却ユニットは、閉ループヘリウム循環を用いる乾式クライオスタットであることを特徴とする、請求項６または請求項７に記載のテスト装置。
9. 前記テスト装置は、前記真空チャンバ内に配置される複数の入れ子式放射シールドを備え、前記入れ子式放射シールドの各々には、前記ウェハを前記チャックに装填することができるハッチが設けられることを特徴とする、請求項１〜請求項８のいずれか１項に記載のテスト装置。
10. 前記冷却ユニットは、異なる放射シールドに熱的に接続される複数の温度段を有することを特徴とする、請求項９に記載のテスト装置。
11. 前記チャックは、前記チャックのベースプレート上に前記ウェハを保持するための複数の熱伝導ピンを含むことを特徴とする、請求項１〜請求項１０のいずれか１項に記載のテスト装置。
12. 前記熱伝導ピンは前記ベースプレートの周囲に取り付けられることを特徴とする、請求項１１に記載のテスト装置。
13. 前記熱伝導ピンの少なくとも１つは、前記ベースプレートの周囲にばねで取り付けられ、前記ばねは前記ベースプレートの面内で可動であることを特徴とする、請求項１１または請求項１２に記載のテスト装置。
14. 前記熱伝導ピンの外側端は、前記ウェハを前記ベースプレートに押し付けることを可能にする円錐台の形状を有することを特徴とする、請求項１１〜請求項１３のいずれか１項に記載のテスト装置。

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