JP3820224B2 - 半導体ウェーハ用検査装置及び同装置の真空接続方法 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、半導体ウェーハ上の電極にプローブ端子を一括して接触させることにより各種検査を行う半導体ウェーハ用検査装置及び同装置の真空接続方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、半導体ウェーハに温度負荷を与えて初期不良の検査を行う半導体ウェーハ用検査装置は知られており、既に、本出願人も、半導体ウェーハを真空吸着したウェーハカセットの被吸気口に対して、検査装置本体における吸気系の吸気口をＸ方向，Ｙ方向及びＺ方向において正確に位置合わせすることにより、安定かつ確実に接続し、信頼性を高めることができる半導体ウェーハ用検査装置を、特開２００１−１５６１３１号公報により提案した。
【０００３】
この半導体ウェーハ用検査装置は、ウェーハカセットが検査装置本体におけるカセット支持部に挿入された際に、挿入されたウェーハカセットに係合し、ウェーハカセットに設けた被吸気口に対して吸気系における吸気口のＸ方向及びＹ方向の位置を自動で位置決めするとともに、ウェーハカセットがカセット支持部に挿入された後に、吸気口と一体の係止部が下降することによりウェーハカセットに係合し、被吸気口に対して吸気口のＺ方向の位置を自動で位置決めして、被吸気口と吸気口を接続する自動吸気系接続部を設けたものである。
【０００４】
この場合、ウェーハカセットは、コンタクタと円盤形のウェーハトレイを備えており、半導体ウェーハは当該コンタクタとウェーハトレイ間に挟まれて保持されるとともに、ウェーハカセットは、被吸気口から真空吸引され、被吸気口に設けた逆止弁によりウェーハトレイとコンタクタの吸着状態（真空圧状態）が維持されている。そして、ウェーハカセットが検査装置本体に収容された際は、ウェーハカセットの被吸気口と検査装置本体に内蔵する真空吸引部の吸気口が自動で接続され、ウェーハカセットに対する真空吸引が行われる。このときの接続方法は、次のようになる。まず、真空吸引部は規定圧（真空圧）に制御（設定）されるとともに、吸気通路の開閉バルブは開側に切換られる。これにより、無負荷となる吸気口からは外気が吸入されるため、位置決めされた吸気口を、ウェーハカセットの被吸気口に近付けることにより、被吸気口と吸気口が自動で吸引接続（真空接続）される。
【特許文献１】
特開２００１−１５６１３１号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、半導体ウェーハ用検査装置は、通常、複数のカセット装填部（スロット）を備えており、複数のウェーハカセットを各スロットに順次挿入してセッティングする。
【０００６】
しかし、各ウェーハカセットは、構造上のバラつきや時間の経過により、検査装置本体に収容される時点では、真空圧にかなりのバラつき、例えば、規定圧（真空圧）の−８０〔ＫＰａ〕に対して−２０〜−７０〔ＫＰａ〕程度のバラつきを生じる。このため、上述した従来の半導体ウェーハ用検査装置（真空接続方法）では、特に、ウェーハカセットの真空圧と規定圧間の圧力差、即ち、被吸気口と吸気口の圧力差が大きい場合、被吸気口に吸気口を接続する際に、ウェーハカセットの内部が急激に吸気されることに伴う衝撃が発生し、半導体ウェーハを傷付けたり、ウェーハカセットの耐久性を低下させてしまう問題があった。
【０００７】
本発明は、このような従来の技術に存在する課題を解決したものであり、ウェーハカセットを真空吸引部に真空接続する際の衝撃を排除し、半導体ウェーハの傷付防止及びウェーハカセットの耐久性向上を図ることができる半導体ウェーハ用検査装置及び同装置の真空接続方法の提供を目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段及び実施の形態】
本発明に係る半導体ウェーハ用検査装置１は、半導体ウェーハＷ…を真空吸着により保持するウェーハカセットＣ…と、ウェーハカセットＣ…が収容されたなら当該ウェーハカセットＣ…の被吸気口２…に、吸気口３…を接続して真空吸引する真空吸引部４を内蔵した検査装置本体Ｍを備える検査装置であって、特に、ウェーハカセットＣに、このウェーハカセットＣの真空圧を測定する圧力センサ５を配設するとともに、検査装置本体Ｍに、この検査装置本体Ｍに収容されるウェーハカセットＣに接触して圧力センサ５に接続するコンタクトプローブ６ａ，６ｂ，６ｃ及びこのコンタクトプローブ６ａ，６ｂ，６ｃに接続したコントローラ７を備えることを特徴とする。
【０００９】
この場合、好適な実施の形態により、コントローラ７には、圧力センサ５により測定した真空圧に対応して真空吸引部４を制御する制御機能を設けることができる。また、コンタクトプローブ６ａ，６ｂ，６ｃは、少なくともウェーハカセットＣが検査装置本体Ｍに収容される際の収容途中で圧力センサ５に接続することができる。
【００１０】
一方、本発明に係る半導体ウェーハ用検査装置１の真空接続方法は、半導体ウェーハＷ…を真空吸着により保持する複数のウェーハカセットＣ…を、検査装置本体Ｍへ収容した際に、この検査装置本体Ｍに内蔵した真空吸引部４の吸気口３…とウェーハカセットＣ…の被吸気口２…を接続する真空接続方法であって、任意のウェーハカセットＣを検査装置本体Ｍへ収容した際に、任意のウェーハカセットＣの真空圧（測定圧Ｐｄ）を測定し、かつ真空吸引部４の真空圧を測定圧Ｐｄになるように制御して、吸気口３と被吸気口２を接続するとともに、接続後、真空吸引部４の真空圧を規定圧Ｐｓまで変化させた後に吸気通路Ｒを閉じる個別接続処理を順次実行し、接続すべき全ウェーハカセットＣ…に対する個別接続処理が終了したなら、吸気通路Ｒ…を開いて全ウェーハカセットＣ…に規定圧Ｐｓを付与することを特徴とする。
【００１１】
この場合、好適な実施の態様により、ウェーハカセットＣに、このウェーハカセットＣの測定圧Ｐｄを測定する圧力センサ５を配設するとともに、検査装置本体Ｍに、この検査装置本体Ｍに収容されるウェーハカセットＣに接触して圧力センサ５に接続するコンタクトプローブ６ａ，６ｂ，６ｃ及びこのコンタクトプローブ６ａ，６ｂ，６ｃに接続したコントローラ７を設けることができる。また、ウェーハカセットＣが検査装置本体Ｍに収容される際の収容途中で、コンタクトプローブ６ａ，６ｂ，６ｃを圧力センサ５に接続することにより測定圧Ｐｄを測定することができる。なお、真空吸引部４の真空圧を規定圧Ｐｓまで変化させる際は、徐々に変化させることが望ましい。さらに、測定圧Ｐｄが予め設定した正常範囲を外れているときは、不良処理を行うことができる。
【００１２】
【実施例】
次に、本発明に係る好適な実施例を挙げ、図面に基づき詳細に説明する。
【００１３】
まず、本実施例に係る半導体ウェーハ用検査装置１の基本構成について、図２〜図７を参照して説明する。
【００１４】
図２は、一枚の半導体ウェーハＷを保持するウェーハカセットＣを示す。このウェーハカセットＣは検査装置本体Ｍ（図３）に収容されて目的の環境試験が行われる。ウェーハカセットＣは、半導体ウェーハＷ上の電極にプローブ端子を一括して接触させることにより検査を行う一括コンタクト方式を採用する。ウェーハカセットＣは四角形に形成したカセットベース１１を有し、このカセットベース１１の下面周縁部には補強フレーム１２を固着するとともに、カセットベース１１の上面周縁部には係止用フレーム１３を固着する。そして、補強フレーム１２の左右には、後述するカセット支持部５８側のガイドレール部６８ｐ，６８ｑに装填する係合辺部Ｃｐ，Ｃｑを形成する。
【００１５】
また、ウェーハカセットＣの裏面となるカセットベース１１の下面の所定位置には、複数の一側コネクタ（例えば、インレット）１５…を配設する。なお、一側コネクタ１５…は、通常、六十端子のコネクタが十〜二十個配される。一方、カセットベース１１の上面には、サブヒータを内蔵する円盤形のコンタクタ１６を取付けるとともに、このコンタクタ１６と円盤形のウェーハトレイ１７間に半導体ウェーハＷを挟んで保持する。この場合、コンタクタ１６は、図２に部分拡大図で示すように、半導体ウェーハＷ上における多数の電極Ｗｅ…に一括してプローブ端子Ｐ…を接触させるためのボードであり、一側コネクタ１５…に接続する導体配線を有するガラス基板１８と、このガラス基板１８に重なる異方導電性ゴム１９と、この異方導電性ゴム１９に重なり、かつバンプＢ…を有する薄膜シート２０からなる。なお、１９ｅ…は導電粒子を有する異方導電性ゴム１９の導通部である。
【００１６】
さらに、ウェーハトレイ１７の外周面には、外方に突出した被吸気口取付部２１を設け、この被吸気口取付部２１の先端に、逆止弁を内蔵する一対の被吸気口２，２を取付ける（図１参照）。この被吸気口２，２の向きは、ウェーハカセットＣの中心に対して放射方向となる。そして、予め、被吸気口２…から真空吸引することにより、ウェーハトレイ１７とコンタクタ１６の吸着状態が維持され、半導体ウェーハＷは、ウェーハトレイ１７とコンタクタ１６間に保持される。また、被吸気口取付部２１の両側には、後述する真空接続機構７０における第一係止部７６の規制片部８１，８１が係止して吸気口３…の進退方向に対して規制する一対の凹部２２，２２を設ける。
【００１７】
他方、図３は、半導体ウェーハ用検査装置１における検査装置本体Ｍの外観を示す。検査装置本体Ｍは、正面パネル３０に設けた複数のスロット３１…を有する試験槽３３を備える。また、試験槽３３の右側には機器ボックス３４を設け、この機器ボックス３４の正面パネル３５にはディスプレイ３６と引出式キーボード（操作部）３７を配するとともに、下部にはコンピュータ等の収容部３８を設ける。なお、３９はタッチパネル式表示部，４０は両手操作用セーフティロックスイッチ，４１は非常停止スイッチである。
【００１８】
図４〜図７は試験槽３３の内部構造を示す。５０と５１は試験槽３３の内部における左右に離間して配した固定フレームである。固定フレーム５０と５１間には複数の水平支持板５２…を上下方向に一定間隔置きに架設する。そして、任意の水平支持板５２（他の水平支持板５２…側も同じ）の上面には接続基部５３を固定する。接続基部５３は、半導体ウェーハＷに検査用信号を供給するドライブ回路を備える回路基板を有するとともに、上面には、ウェーハカセットＣの一側コネクタ１５…に接続する複数の他側コネクタ（例えば、アウトレット）５４…を配設する。なお、接続基部５３の上面には、ウェーハカセットＣに対する不図示の位置決め部を有する。
【００１９】
さらに、水平支持板５２の上面には、図４及び図５に示すように、四本のガイドシャフト５７…を垂直に起設し、このガイドシャフト５７…によりカセット支持部５８及びヒータ支持部５９を昇降自在に支持する。この場合、カセット支持部５８にはガイドシャフト５７…に対応する位置にリニアベアリング６０…を取付け、このリニアベアリング６０…にガイドシャフト５７…を挿通させるとともに、ヒータ支持部５９にもガイドシャフト５７…に対応する位置にリニアベアリング６１…を取付け、このリニアベアリング６１…にガイドシャフト５７…を挿通させる。
【００２０】
ヒータ支持部５９は、ウェーハカセットＣの上面（ウェーハトレイ１７）に接触して加熱を行うメインヒータ６２を上方へ変位自在に支持する。具体的には、ヒータ支持部５９に開口部５９ｏを形成し、この開口部５９ｏの内方にメインヒータ６２を収容するとともに、メインヒータ６２から外方へ突出させて設けた係止プレート６３ｉ，６３ｊをヒータ支持部５９の上面に形成した段差凹部６４ｉ，６４ｊに載置する。また、段差凹部６４ｉ，６４ｊには、図４に示すガイドピン６５…を起設し、このガイドピン６５…に係止プレート６３ｉ，６３ｊに設けたガイド孔６６…をスライド自在に係合させる。なお、６２ａは、メインヒータ６２の底面に設けたアダプタであり、これにより、ウェーハトレイ１７の上面に適合させることができる。さらに、水平支持板５２の上面には、ヒータ支持部５９を昇降させる左右一対の駆動シリンダ６７ｐ，６７ｑを配設する。
【００２１】
一方、カセット支持部５８は、図４及び図５に示すように、左支持板部５８ｐ，右支持板部５８ｑ，後支持板部５８ｒ及び前支持板部５８ｆにより矩形枠形に構成し、左支持板部５８ｐと右支持板部５８ｑの内縁には、前述したウェーハカセットＣの係合辺部Ｃｐ及びＣｑが装填（スライド）するガイドレール部６８ｐ及び６８ｑを設ける。また、カセット支持部５８とヒータ支持部５９間には、カセット支持部５８とヒータ支持部５９を連結する四つのリンクシャフト６９…を設ける。このリンクシャフト６９…の機能により、カセット支持部５８は、ヒータ支持部５９に対して一定のストローク範囲で昇降自在に支持される。
【００２２】
このカセット支持部５８には、ウェーハカセットＣが挿入された際に、挿入されたウェーハカセットＣに係合し、当該ウェーハカセットＣに設けた被吸気口２…に対して、真空吸引部４の吸気口３…を自動で位置決めして接続を行う真空接続機構７０を配設する。
【００２３】
図６及び図７に真空接続機構７０の構成を示す。この真空接続機構７０は、カセット支持部５８における右支持板部５８ｑの上面に配設する。真空接続機構７０は、カセット支持部５８に装填されるウェーハカセットＣに係止することにより、ウェーハカセットＣが正規の装填位置Ｓｒ（図１１参照）にあるときに吸気口３…を被吸気口２…に対して同一直線Ｌｏ（図１２参照）上に位置させる係合部７１を有する可動盤７２を備える。これにより、係合部７１がウェーハカセットＣに係止し、ウェーハカセットＣが正規の装填位置Ｓｒにあれば、ウェーハカセットＣに角度のズレが生じても、後述するガイド部８３の作用により、吸気口３…を被吸気口２…に対して同一直線Ｌｏ上に位置させる機能を有する。
【００２４】
また、可動盤７２に設けたヒンジ部７４を介して吸気口３…及びこの吸気口３…を被吸気口２…に対して進退移動させる直進駆動部７５を昇降自在に支持し、かつ第一係止部７６を一体に有する昇降板７７を備える。昇降板７７は一端部がヒンジ部７４により回動自在に支持される昇降ベース部７８を有し、この昇降ベース部７８に、直進駆動部７５を構成する駆動シリンダ７５ｃを配設する。この場合、駆動シリンダ７５ｃは一対のガイド体７９，７９により吸気口３…の進退方向に対して一定のストローク範囲Ｚｓ（図１２参照）で進退変位自在に支持される。そして、この駆動シリンダ７５ｃに第一係止部７６を固定するとともに、駆動シリンダ７５ｃの駆動ロッド７５ｒには、前記被吸気口２，２に対応する一対の吸気口３，３を有する吸気口ブロック８０を取付ける。第一係止部７６は下降することにより、収容されたウェーハカセットＣの上面に載ることができるとともに、先端には、下方へ直角に折曲形成した規制片部８１，８１を有する。さらに、吸気口ブロック８０と昇降ベース部７８間には、一対のスプリング８２，８２を架設し、吸気口３…を進退方向後方へ付勢する。
【００２５】
一方、右支持板部５８ｑの上面には、可動盤７２をウェーハカセットＣの出入方向へ変位自在に支持し、かつ吸気口３…が常に正規の装填位置Ｓｒに装填されたウェーハカセットＣの中心を向くようにガイドする円弧状のガイド部８３を配設する。ガイド部８３は円弧状に湾曲した一枚の板材により形成し、右支持板部５８ｑの上面に起設した支柱８４により支持される。この場合、可動盤７２は、下面に設けた四つの空転ローラ８５…がガイド部８３に係合し、このガイド部８３に沿って移動自在となる。
【００２６】
また、昇降板７７には、この昇降板７７を昇降させるための第二係止部８７を有し、この第二係止部８７は、メインヒータ６２が下降した際にヒータ支持部５９の上面に係止する。この場合、ヒータ支持部５９に開口部５９ｏを形成し、この内縁部に第二係止部８７を係止させる。さらに、可動盤７２と右支持板部５８ｑ間にはスプリング８８を架設し、当該可動盤７２をウェーハカセットＣの取出方向へ付勢する。以上により、真空接続機構７０が構成される。
【００２７】
なお、カセット支持部５８には、ウェーハカセットＣが中途位置まで挿入されたなら、当該ウェーハカセットＣにフック部を係止して正規の装填位置Ｓｒまで自動で取込むとともに、取出時には、当該装填位置ＳｒのウェーハカセットＣを中途位置まで自動で押し出す不図示の自動装填機構が付設されている。
【００２８】
次に、本実施例に係る半導体ウェーハ用検査装置１の特徴部分である要部構成について図１を参照して説明する。
【００２９】
まず、ウェーハカセットＣには、このウェーハカセットＣの真空圧を測定する圧力センサ５を配設する。圧力センサ５を配設する位置は、図１に示すように、ウェーハカセットＣに保持される半導体ウェーハＷの外方であって、コンタクタ１６とウェーハトレイ１７間の空間に臨ませる。また、ウェーハカセットＣの外面には、被接触端子２３ａ，２３ｂ，２３ｃを配設し、圧力センサ５は、内部配線２４を介して各被接触端子２３ａ，２３ｂ，２３ｃに接続される。この場合、被接触端子２３ａ，２３ｂ，２３ｃには、電圧入力端子，検出信号出力端子及びアース端子が含まれる。
【００３０】
一方、検査装置本体Ｍには、この検査装置本体Ｍに収容されるウェーハカセットＣに接触して圧力センサ５に接続するコンタクトプローブ６ａ，６ｂ，６ｃ及びこのコンタクトプローブ６ａ，６ｂ，６ｃに接続したコントローラ７を備える。コンタクトプローブ６ａ，６ｂ，６ｃは、前述した被接触端子２３ａ，２３ｂ，２３ｃに対応して設ける。この場合、検査装置本体Ｍは、ウェーハカセットＣがスロット３１から中途位置まで挿入されたなら、当該ウェーハカセットＣにフック部を係止して正規の装填位置Ｓｒまで自動で取込む不図示の自動装填機構を備えている。したがって、図１に示すように、ウェーハカセットＣがスロット３１から挿入されれば、係止位置Ｓｓ（図１参照）に突出しているストッパ２５に一旦係止して停止するため、コンタクトプローブ６ａ，６ｂ，６ｃは、この停止した位置において被接触端子２３ａ，２３ｂ，２３ｃに接触するように配設位置を選定する。なお、コンタクトプローブ６ａ，６ｂ，６ｃは、スプリング等により弾性支持し、ウェーハカセットＣの円滑なスライド移動を妨げないようにするとともに、被接触端子２３ａ，２３ｂ，２３ｃに対して確実に接触できるように考慮する。そして、ウェーハカセットＣがストッパ２５に係止した後、タッチパネル式表示部３９に表示される取込ボタン３２をタッチ操作（オン）すれば、ストッパ２５は非係止位置Ｓｉ（図１１参照）に変位し、不図示のフック部がウェーハカセットＣに係止することにより自動で取込を行う。
【００３１】
コンタクトプローブ６ａ，６ｂ，６ｃの配設位置は、このように選定されるため、ウェーハカセットＣが検査装置本体Ｍに収容される際の収容途中で圧力センサ５に接続されるとともに、ウェーハカセットＣが正規の装填位置Ｓｒに達した時点では接続が解除される。したがって、ウェーハカセットＣの収容途中で、このウェーハカセットＣの真空圧を測定することができ、メインヒータ６２及びサブヒータの温度等の影響による真空圧の変動を回避することができる。
【００３２】
なお、被接触端子２３ａ，２３ｂ，２３ｃは、解り易くするため、ウェーハカセットＣの側辺に配設した場合を示したが、このような配設位置に限定されるものではなく、望ましくは、ウェーハカセットＣの先端辺（奥辺）における左右方向に配列させて設けることができる。この場合、被接触端子２３ａ，２３ｂ，２３ｃは、ウェーハカセットＣの下面に配設するとともに、コンタクトプローブ６ａ，６ｂ，６ｃは、当該被接触端子２３ａ，２３ｂ，２３ｃの位置に対応する接続基部５３上に配設することができる。また、ストッパ２５は、一例として独立したストッパ機能部品を用いた場合を示したが、上述したウェーハカセットＣの取込みを行うフック部をストッパに兼用することもできる。
【００３３】
他方、７は各種の制御（シーケンス制御）及び処理等を実行するコンピュータ機能を有するコントローラであり、各コンタクトプローブ６ａ，６ｂ，６ｃは、コントローラ７に接続する。このコントローラ７には、さらに、ソレノイドプランジャ等により可動する前述したストッパ２５を接続するとともに、ウェーハカセットＣが正規の装填位置Ｓｒ（終端）に達したことを検出する終端センサ（位置センサ）２６を接続する。また、真空吸引部４は、真空ポンプ等の吸気装置２７を備え、この吸気装置２７は、吸気通路（配管）Ｒを介して吸気口３…に接続するとともに、吸気通路Ｒの中途には、電磁バルブを用いた開閉バルブ２８を接続する。そして、開閉バルブ２８及び吸気装置２７は、コントローラ７に接続する。
【００３４】
以上、任意の水平支持板５２上における一段の基本構成について説明したが、他の段における複数の水平支持板５２…上の構成も同一に構成される。この場合、図１に示す吸気装置２７は各段の共有になるが、開閉バルブ２８…は各段毎に接続される。
【００３５】
次に、本実施例に係る真空接続方法を含む半導体ウェーハ用検査装置１の動作について、図１〜図７，図１１及び図１２を参照しつつ図８〜図１０に示すフローチャートに従って説明する。なお、図８は本実施例に係る真空接続方法の全体の手順を示すフローチャート、図９は任意のウェーハカセットＣを装填する際の動作を示すフローチャート、図１０は任意のウェーハカセットＣを装填した際における真空接続処理の手順を示すフローチャートである。
【００３６】
まず、非使用時には、カセット支持部５８及びヒータ支持部５９は上昇位置で停止している。この状態を図４に示す。一方、使用時には、予め用意した任意のウェーハカセットＣを、検査装置本体ＭにおけるＮ番目のスロット（空スロット）３１に挿入する（ステップＳ１）。これにより、Ｎ番目のスロット３１における個別接続処理が行われる（ステップＳ２）。
【００３７】
この個別接続処理について、図９に示すフローチャートを参照して説明する。まず、スロット３１にウェーハカセットＣが挿入されれば、ウェーハカセットＣの係合辺部Ｃｐ，Ｃｑがカセット支持部５８のガイドレール部６８ｐ，６８ｑにガイドされ、試験槽３３の内部に収容されるとともに、係止位置Ｓｓにあるストッパ２５に係止する（ステップＳ１１，Ｓ１２）。この状態を図１に示す。この際、コンタクトプローブ６ａ，６ｂ，６ｃは、被接触端子２３ａ，２３ｂ，２３ｃに接触するため、圧力センサ５とコントローラ７が接続され、後述する圧力センサ５の真空圧を測定できる（ステップＳ１３，Ｓ３０）。
【００３８】
そして、ウェーハカセットＣが係止位置Ｓｓにあるストッパ２５に係止したなら、ウェーハカセットＣを押込むのを止め、タッチパネル式表示部３９に表示される取込ボタン３２をタッチ操作（オン）する（ステップＳ１４，Ｓ１５）。これにより、不図示の自動装填機構が作動することにより自動取込動作が開始する（ステップＳ１６）。自動取込動作により、ストッパ２５が非係止位置Ｓｉ（図１１参照）に変位するとともに、ウェーハカセットＣにはフック部が係止することにより自動で取込まれる。ウェーハカセットＣの移動により、コンタクトプローブ６ａ，６ｂ，６ｃは、被接触端子２３ａ，２３ｂ，２３ｃから離脱し、両者間の接触は解除される（ステップＳ１７）。ウェーハカセットＣが取込まれることにより終端に達すれば、終端センサ２６により検出され、コントローラ７は自動取込動作を停止する（ステップＳ１８，Ｓ１９，Ｓ２０）。よって、ウェーハカセットＣは、正規の装填位置Ｓｒにセットされる。この装填位置Ｓｒを図１１に示す。
【００３９】
一方、ウェーハカセットＣが係止位置Ｓｓにあるストッパ２５に係止した時点では、コンタクトプローブ６ａ，６ｂ，６ｃが被接触端子２３ａ，２３ｂ，２３ｃに接触するため、前述した取込ボタン３２のタッチ操作（オン）に基づいて真空接続処理が行われる（ステップＳ３０）。この真空接続処理について、図１０に示すフローチャートを参照して説明する。まず、コンタクトプローブ６ａ，６ｂ，６ｃと被接触端子２３ａ，２３ｂ，２３ｃの接触により、ウェーハカセットＣに内蔵した圧力センサ５がコントローラ７に接続されるため、コントローラ７は圧力センサ５によりウェーハカセットＣの真空圧を測定する（ステップＳ１３ｓ，Ｓ３１）。この場合、測定した真空圧は、測定圧Ｐｄとして一時記憶する。そして、コントローラ７は、測定圧Ｐｄが正常範囲（設定圧以下）にあるか否か判断する（ステップＳ３２）。この際、正常範囲を外れている場合には不良処理を行う（ステップＳ３３）。他方、正常範囲にあるときは、吸気装置２７を作動（オン）させ、吸気装置２７の真空圧（設定圧）が測定圧Ｐｄとなるように制御する（ステップＳ３４）。例えば、正規の真空圧である規定圧Ｐｓが−８０〔ＫＰａ〕であるのに対して、ウェーハカセットＣの構造上のバラつきや時間の経過により、測定圧Ｐｄが−５０〔ＫＰａ〕になっていた場合には、コントローラ７は、真空圧が−５０〔ＫＰａ〕となるように吸気装置２７を制御する。この後、コントローラ７は、開閉バルブ２８を開側に切換制御する（ステップＳ３５）。これにより、無負荷となる吸気口３…から外気が吸入される。そして、吸気装置２７の吸引を安定させる所定の設定時間が経過し、さらに、ウェーハカセットＣが前述した正規の装填位置Ｓｒに移動したことを終端センサ２６により検出したならウェーハカセットＣの被吸気口２…を真空吸引部４の吸気口３…に接続する接続処理を行う（ステップＳ３６）。
【００４０】
この接続処理は、次のように行われる。まず、ウェーハカセットＣが正規の装填位置Ｓｒに達することにより、被吸気口２…と吸気口３…は、真空接続機構７０の機能によって位置決めされた状態で対向する（図１２参照）。即ち、カセット支持部５８に装填された取込途中のウェーハカセットＣが、可動盤７２に備える係合部７１に係止すれば、可動盤７２はスプリング８８の付勢に抗してウェーハカセットＣと一緒に変位する。この際、可動盤７２は円弧状のガイド部８３にガイドされるため、ウェーハカセットＣが正規の装填位置Ｓｒに装填されれば、図１２に示すように、吸気口３…は被吸気口２…に対して同一直線Ｌｏ上に位置し、Ｘ方向及びＹ方向の正確な位置決めが行われる。この場合、装填位置ＳｒにおけるウェーハカセットＣの角度にズレを生じても、そのズレに対応して吸気口３…の位置も追従変位するため、吸気口３…は被吸気口２…に対して常に同一直線Ｌｏ上に位置する。
【００４１】
次いで、駆動シリンダ６７ｐ，６７ｑが駆動制御され、ウェーハカセットＣの接続及びメインヒータ６２のセッティングが行われる。この場合、駆動シリンダ６７ｐ，６７ｑの駆動制御により、ヒータ支持部５９（メインヒータ６２）及びカセット支持部５８（ウェーハカセットＣ）を含む全体が一緒に下降する。そして、カセット支持部５８に保持されるウェーハカセットＣに設けた一側コネクタ１５…が、接続基部５３に設けた他側コネクタ５４…に当接すれば、カセット支持部５８の下降は停止する。この際、カセット支持部５８は、リンク部６９…によりヒータ支持部５９に対して一定のストローク範囲で昇降自在となるように連結されているため、カセット支持部５８の下降が停止しても、ヒータ支持部５９はさらに下降する。そして、メインヒータ６２がウェーハカセットＣの上面に当接すれば、メインヒータ６２の下降も停止する。この場合、メインヒータ６２はヒータ支持部５９によって上方へ変位自在に支持されているため、メインヒータ６２の下降が停止しても、ヒータ支持部５９は下降を継続する。この後、さらにヒータ支持部５９が下降すれば、リンク部６９…の下端によりカセット支持部５８が押圧され、カセット支持部５８は強制的に下降せしめられる。この結果、ウェーハカセットＣに設けた一側コネクタ１５…と接続基部５３に設けた他側コネクタ５４…は完全に接続される。
【００４２】
また、ウェーハカセットＣの挿入時に、昇降板７７（昇降ベース部７８）は図７に示すように、第二係止部８７によって上昇位置にある。即ち、ヒータ支持部５９の上昇により、このヒータ支持部５９に係止する第二係止部８７と一緒に昇降ベース部７８も上昇している。したがって、ウェーハカセットＣの挿入後（装填後）に、ヒータ支持部５９が下降して、メインヒータ６２がウェーハカセットＣに当接すれば、昇降ベース部７８も一緒に下降し、第一係止部７６はウェーハカセットＣの上面（ウェーハトレイ１７の上面）に係止する。よって、ウェーハカセットＣにおける各部の厚さのバラつきによって被吸気口２…の上下方向の位置に誤差が存在しても、吸気口２…と被吸気口３…におけるＺ方向の正確な位置決めが行われる。
【００４３】
そして、直進駆動部７５における駆動シリンダ７５ｃを駆動制御し、駆動ロッド７５ｒ…を突出させれば、最初に、図１２に示すように、駆動シリンダ７５ｃはスプリング８２…（図６）の押圧作用により、吸気口３…が停止した状態でストローク範囲Ｚｓだけ後退するため、駆動シリンダ７５ｃに固定した第一係止部７６における規制片部８１…もストローク範囲Ｚｓだけ後退し、吸気口３…の進退方向におけるウェーハカセットＣに対する位置決めが行われる。また、駆動シリンダ７５ｃがストローク範囲Ｚｓだけ後退した後は、ガイド体７９…により位置規制されるため、駆動ロッド７５ｒ…の突出に従って、吸気口３…が前進し、図５に示すように、被吸気口２…に接続される。即ち、吸気口３…は、上述したように無負荷で外気を吸引する状態になっているため、被吸気口２…は吸気口３…に対する近接位置において自動で吸引接続（真空接続）される。なお、前述した開閉バルブ２８を開側へ切換えるタイミングは、駆動シリンダ７５ｃの駆動制御を開始するタイミングに合わせることが望ましい。
【００４４】
この場合、吸気装置２７の真空圧は、直前に測定したウェーハカセットＣの真空圧（測定圧Ｐｄ）になるように制御されるため、接続時における被吸気口２…と吸気口３…間の圧力差はほとんど無く、ウェーハカセットＣの内部が急激に吸気されることに伴う衝撃の発生は回避される。したがって、半導体ウェーハを傷付けたり、ウェーハカセットの耐久性を低下させる不具合は解消される。
【００４５】
そして、接続が終了したなら、正常に接続されたか否か判別する。即ち、一定時間経過後における漏れがないか否か、設定圧Ｐｄが維持されているか否か等を判別する（ステップＳ３７）。この際、正常でない場合には、アラーム表示を行うとともに、以後の検査を停止するなどのアラーム処理を行う（ステップＳ３８）。一方、正常の場合には、コントローラ７は吸気装置２７を制御し、測定圧Ｐｄ（真空圧）を規定圧Ｐｓまで徐々に変化させる。上述した例では、−５０〔ＫＰａ〕から−８０〔ＫＰａ〕まで予め設定した変化勾配となるように制御することになる（ステップＳ３９）。この後、ウェーハカセットＣの真空圧が規定圧Ｐｓに達したなら、コントローラ７は開閉バルブ２８を閉側に切換制御する（ステップＳ４０，Ｓ４１）。
【００４６】
よって、任意のウェーハカセットＣに対する個別接続処理が終了する（ステップＳ３）。この後、同様の個別接続処理（装填処理）をスロット３１…の空が無くなるまで或いは検査すべき全てのウェーハカセットＣ…を装填するまで行う（ステップＳ４，Ｓ１〜Ｓ３）。そして、装填すべき全ウェーハカセットＣ…に対する個別接続処理が終了したなら、正常のウェーハカセットＣ…が有るか否か判別する（ステップＳ５）。この際、一つでも正常なウェーハカセットＣがあれば検査を行う。
【００４７】
この場合、各ウェーハカセットＣ…に対して吸気装置２７が接続されるとともに、開閉バルブ２８…は閉側に切換えられているため、コントローラ７は、吸気装置２７に対して規定圧Ｐｓが発生するように制御するとともに、正常なウェーハカセットＣ…に接続される全ての開閉バルブ２８…のみを、同時に開側に切換制御する（ステップＳ６）。これにより、各吸気通路Ｒ…が開放され、正常な全ウェーハカセットＣ…に対して規定圧Ｐｓ（真空圧）が同時に付与される。この際、上述した個別接続処理の場合と同様、各ウェーハカセットＣ…において、接続時における被吸気口２…と吸気口３…間の圧力差はほとんど無いため、ウェーハカセットＣ…の内部が急激に吸気されることに伴う衝撃の発生は回避される。なお、ステップＳ５において、正常なウェーハカセットＣ…が一つも無い場合にはエラー処理を行う（ステップＳ７）。エラー処理としては、例えば、エラー表示を行うとともに、自動取込機構により全てのウェーハカセットＣの排出を行うことができる。
【００４８】
他方、半導体ウェーハＷはメインヒータ６２とコンタクタ１６に内蔵するサブヒータにより、１２５℃に加熱される。また、不図示の送風ファン及び換気ダクトにより試験槽３３内は４５℃の比較的低温に維持される。一方、半導体ウェーハＷには、接続基部５３のドライブ回路からコネクタ５４…及び１５…を介して試験信号が付与され、予め設定した試験時間だけ目的の環境試験が行われる。環境試験が終了すれば、駆動シリンダ６７ｐ，６７ｑが駆動制御され、ヒータ支持部５９の上昇により、メインヒータ６２とウェーハカセットＣの接触が解除されるとともに、カセット支持部５８の上昇により、ウェーハカセットＣと接続基部５３の接続が解除される。また、真空接続機構７０により、吸気口３…と被吸気口２…の接続が解除される。そして、不図示の自動装填機構により、ウェーハカセットＣは自動で所定の位置まで押出されるため、検査装置本体Ｍのスロット３１から取出すことができる。
【００４９】
以上、実施例について詳細に説明したが、本発明はこのような実施例に限定されるものではなく、細部の構成，手法，素材，数量，数値等において、本発明の要旨を逸脱しない範囲で任意に変更，追加，削除できる。例えば、圧力センサ５は、真空接続する際の測定圧Ｐｄを得る目的で用いたが、通常のデータ収集に利用してもよい。また、コンタクトプローブ６ａ，６ｂ，６ｃは、ウェーハカセットＣが検査装置本体Ｍに収容される際の収容途中で圧力センサ５に接続する場合を示したが、検査装置本体Ｍに収容された後に接続する場合を排除するものではない。
【００５０】
【発明の効果】
このように本発明に係る半導体ウェーハ用検査装置は、ウェーハカセットに、このウェーハカセットの真空圧を測定する圧力センサを配設するとともに、検査装置本体に、この検査装置本体に収容されるウェーハカセットに接触して圧力センサに接続するコンタクトプローブ及びこのコンタクトプローブに接続したコントローラを備えるため、次のような顕著な効果を奏する。
【００５１】
（１） 検査装置本体に収容された際におけるウェーハカセットの真空圧を容易かつ確実に測定できる。
【００５２】
（２） 検査装置本体に収容された際におけるウェーハカセットの真空圧を測定できるため、測定された真空圧は、ウェーハカセットと真空吸引部を真空接続する際の衝撃を排除する真空吸引部の制御に利用することができる。
【００５３】
また、本発明に係る半導体ウェーハ用検査装置の真空接続方法は、任意のウェーハカセットを検査装置本体へ収容した際に、任意のウェーハカセットの真空圧（測定圧）を測定し、かつ真空吸引部の真空圧を測定圧に制御して、吸気口と被吸気口を接続するとともに、接続後、真空吸引部の真空圧を規定圧まで変化させた後に吸気通路を閉じる個別接続処理を順次実行し、接続すべき全ウェーハカセットに対する個別接続処理が終了したなら、吸気通路を開いて全ウェーハカセットに規定圧を付与するようにしたため、次のような顕著な効果を奏する。
【００５４】
（１） ウェーハカセットを真空吸引部に真空接続する際の衝撃を排除できるため、半導体ウェーハの傷付防止及びウェーハカセットの耐久性向上を図ることができる。
【００５５】
（２） 好適な実施の態様により、ウェーハカセットが検査装置本体に収容される際の収容途中で、コンタクトプローブを圧力センサに接続することにより測定圧を測定するようにすれば、メインヒータ及びサブヒータの温度等の影響による真空圧の変動を回避することができる。
【００５６】
（３） 好適な実施の態様により、真空吸引部の真空圧を規定圧まで変化させる際に、徐々に変化させるようにすれば、ウェーハカセットを真空吸引部に真空接続する際の衝撃をより緩和させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の好適な実施例に係る半導体ウェーハ用検査装置の特徴部分を示す要部の模式的構成図、
【図２】同半導体ウェーハ用検査装置におけるウェーハカセットの一部断面正面図、
【図３】同半導体ウェーハ用検査装置の外観正面図、
【図４】同半導体ウェーハ用検査装置の内部構造を示す図５中Ｘ−Ｘ線断面を含む一部断面正面構成図、
【図５】同半導体ウェーハ用検査装置の内部構造を示す一部断面平面構成図、
【図６】同半導体ウェーハ用検査装置における真空接続機構の平面構成図、
【図７】同真空接続機構の一部断面を含む正面構成図、
【図８】本発明の好適な実施例に係る真空接続方法における全体の手順を示すフローチャート、
【図９】同真空接続方法における任意のウェーハカセットを装填する際の動作を示すフローチャート、
【図１０】同真空接続方法における任意のウェーハカセットを装填した際における真空接続処理の手順を示すフローチャート、
【図１１】同半導体ウェーハ用検査装置のウェーハカセットを正規の装填位置に取込んだ状態における特徴部分を示す要部の模式的構成図、
【図１２】同半導体ウェーハ用検査装置における真空接続機構の動作を説明するための模式的平面構成図、
【符号の説明】
１ 半導体ウェーハ用検査装置
２… 被吸気口
３… 吸気口
４ 真空吸引部
５ 圧力センサ
６ａ コンタクトプローブ
６ｂ コンタクトプローブ
６ｃ コンタクトプローブ
７ コントローラ
Ｗ 半導体ウェーハ
Ｃ ウェーハカセット
Ｍ 検査装置本体
Ｒ 吸気通路

Claims (8)

1. 半導体ウェーハを真空吸着により保持するウェーハカセットと、前記ウェーハカセットが収容されたなら当該ウェーハカセットの被吸気口に、吸気口を接続して真空吸引する真空吸引部を内蔵した検査装置本体を備える半導体ウェーハ用検査装置において、前記ウェーハカセットに、このウェーハカセットの真空圧を測定する圧力センサを配設するとともに、前記検査装置本体に、この検査装置本体に収容される前記ウェーハカセットに接触して前記圧力センサに接続するコンタクトプローブ及びこのコンタクトプローブに接続したコントローラを備えることを特徴とする半導体ウェーハ用検査装置。
2. 前記コントローラは、前記圧力センサにより測定した真空圧に対応して前記真空吸引部を制御する制御機能を備えることを特徴とする請求項１記載の半導体ウェーハ用検査装置。
3. 前記コンタクトプローブは、少なくとも前記ウェーハカセットが前記検査装置本体に収容される際の収容途中で前記圧力センサに接続することを特徴とする請求項１記載の半導体ウェーハ用検査装置。
4. 半導体ウェーハを真空吸着により保持する複数のウェーハカセットを、検査装置本体へ収容した際に、この検査装置本体に内蔵した真空吸引部の吸気口と前記ウェーハカセットの被吸気口を接続する半導体ウェーハ用検査装置の真空接続方法において、任意のウェーハカセットを前記検査装置本体へ収容した際に、前記任意のウェーハカセットの真空圧（測定圧）を測定し、かつ前記真空吸引部の真空圧を前記測定圧になるように制御して、前記吸気口と前記被吸気口を接続するとともに、接続後、前記真空吸引部の真空圧を規定圧まで変化させた後に吸気通路を閉じる個別接続処理を順次実行し、接続すべき全ウェーハカセットに対する個別接続処理が終了したなら、前記吸気通路を開いて全ウェーハカセットに前記規定圧を付与することを特徴とする半導体ウェーハ用検査装置の真空接続方法。
5. 前記ウェーハカセットに、前記測定圧を測定する圧力センサを配設するとともに、前記検査装置本体に、この検査装置本体に収容される前記ウェーハカセットに接触して前記圧力センサに接続するコンタクトプローブ及びこのコンタクトプローブに接続したコントローラを備えることを特徴とする請求項４記載の半導体ウェーハ用検査装置の真空接続方法。
6. 前記ウェーハカセットが前記検査装置本体に収容される際の収容途中で、前記コンタクトプローブを前記圧力センサに接続することにより前記測定圧を測定することを特徴とする請求項５記載の半導体ウェーハ用検査装置の真空接続方法。
7. 前記真空吸引部の真空圧を規定圧まで変化させる際は、徐々に変化させることを特徴とする請求項４記載の半導体ウェーハ用検査装置の真空接続方法。
8. 前記測定圧が予め設定した正常範囲を外れているときは、不良処理を行うことを特徴とする請求項４記載の半導体ウェーハ用検査装置の真空接続方法。

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