JP6647379B2

JP6647379B2 - 検査システム

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Publication number: JP6647379B2
Application number: JP2018236370A
Authority: JP
Inventors: 広樹保坂; 雅彦秋山
Original assignee: Tokyo Electron Ltd
Current assignee: Tokyo Electron Ltd
Priority date: 2018-12-18
Filing date: 2018-12-18
Publication date: 2020-02-14
Anticipated expiration: 2034-09-29
Also published as: JP2019071442A

Description

本発明は、例えば半導体ウエハなどの基板の検査に用いる検査システム、及び該検査システムにおいて基板を搬送する搬送方法に関する。

半導体ウエハに形成された集積回路、半導体メモリなどのデバイスの電気的特性の検査は、プローブ装置を用いて行われる。プローブ装置は、通常、半導体ウエハの検査を行う検査部と、検査部に隣接するローダー部と、を備えている。検査部では、常温検査のほか、半導体ウエハを冷却又は加熱した状態で、低温検査又は高温検査が行われることがある。ローダー部は、複数の半導体ウエハをカセット単位で収納する収納部と、カセットと検査部との間で半導体ウエハを搬送する複数の搬送アームを有する搬送装置と、を備えている。搬送装置は、搬送アームによってカセット内の半導体ウエハを取り出し、検査部へ搬送するとともに、検査済みの半導体ウエハを検査部から受け取ってカセット内の元の場所へ搬送する。

低温検査を行う場合、半導体ウエハは、低露点環境に維持された検査部内でマイナス数十度に冷却される。検査部内での低温検査が終了すると、搬送装置によって検査部から検査済みの半導体ウエハが搬出され、ローダー部のカセット内へ戻される。この際、検査部からローダー部のカセットへ搬送する間や、カセット内で、半導体ウエハに結露や氷結が発生すると、半導体ウエハに形成されたデバイスに不具合をもたらす原因となる。このような低温検査後の結露や氷結を防止するため、搬送アームを覆う遮蔽容器を設けるとともに、この遮蔽容器内に乾燥気体を供給する手段を設けることが提案されている（例えば、特許文献１）。

ところで、近年、多数の半導体ウエハに対して速やかに検査を行うため、複数のカセットを設置可能なローダー部と、複数の検査装置とを備えた検査システムが提案されている（例えば、特許文献２）。このような検査システムは、搬送装置によって、複数の検査装置とカセットとの間で半導体ウエハを搬送できるように構成されている。

特許第３７８３０７５号公報（図１など）特開２０１３−２５４８１２号公報（図１など）

特許文献１のプローブ装置では、一つの検査部と、ローダー部のカセットとの間で半導体ウエハの搬送が行われる。従って、新しい半導体ウエハの検査をしている間、その直前に検査が終了した半導体ウエハを搬送装置の搬送アーム上に一定時間待機させておくことができる。この待機状態の間に、遮蔽容器内に乾燥空気を供給することによって、半導体ウエハでの結露や氷結を防止できる。また、十分な待機時間を設けることによって、カセットへ受け渡す時点では、ほぼ結露や氷結の問題が生じない温度まで検査済みの半導体ウエハを昇温させることができる。

一方、特許文献２に開示されたような複数の検査装置を有する検査システムにおいて、スループットを向上させるためには、搬送装置の空き時間を極力減らすことが重要である。つまり、当該検査システムでは、搬送装置によって、検査が終了した半導体ウエハを直ちに検査装置から搬出し、未検査の半導体ウエハと交換するとともに、検査済みの半導体ウエハを速やかにローダー部へ受け渡して別の半導体ウエハの搬送に備える必要がある。そのため、上記検査システムでは、低温検査を行う場合に、搬送アーム上で、半導体ウエハの結露や氷結を防止するための十分な待機時間を確保することが困難になる。そして、この問題は、搬送対象となる検査装置の数が増えるほど解決が難しくなる。つまり、複数の検査装置を有する検査システムにおいて半導体ウエハの低温検査を行う場合、搬送途中での結露や氷結を有効に防止するために、従来の方法では不十分であり、新たな対策が求められていた。

従って、本発明の目的は、複数の検査装置を有する検査システムにおいて、スループットを低下させることなく、半導体ウエハの搬送途中での結露や氷結を効果的に防止することである。

本発明の搬送方法は、基板の電気的特性の検査を行う検査システムにおいて前記基板を搬送する方法である。
本発明の搬送方法において、前記検査システムは、前記基板の検査を行う複数の検査装置を有する検査ユニットと、複数の前記基板を収容するカセットを載置するローダーユニットと、前記検査ユニットと前記ローダーユニットとの間で前記基板を搬送する搬送装置と、
を備えている。
また、本発明の搬送方法において、前記搬送装置は、前記基板を支持する水平方向に回転可能な搬送アームと、前記搬送アームを覆うとともに、該搬送アームの進出及び退避を許容する開口部を有し、かつ、水平方向に回転可能な搬送アーム容器と、前記開口部を、開放した状態と閉じた状態とに切り替える遮蔽部材と、前記搬送アーム容器内に乾燥気体を導入する気体導入装置と、を有している。
そして、本発明の搬送方法は、前記検査ユニットから検査済みの前記基板を受け取る第１のステップと、前記遮蔽部材によって前記開口部を遮蔽した状態で、前記検査ユニットから受け取った検査済みの前記基板を前記ローダーユニットへ向けて搬送する第２のステップと、検査済みの前記基板を前記ローダーユニットに受け渡す第３のステップと、を含む。

本発明の搬送方法は、前記第１のステップにおいて、前記搬送アーム及び前記搬送アーム容器を第１の回転位置にセットして、前記検査ユニットから検査済みの前記基板を受け取ってもよい。
また、本発明の搬送方法は、前記第２のステップにおいて、前記搬送アーム容器を前記第１の回転位置とは異なり、かつ前記遮蔽部材によって前記開口部が遮蔽される第２の回転位置にセットして検査済みの前記基板を搬送してもよい。
また、本発明の搬送方法は、前記第３のステップにおいて、前記搬送アーム及び前記搬送アーム容器を前記第１の回転位置及び前記第２の回転位置とは異なる第３の回転位置にセットして、検査済みの前記基板を前記ローダーユニットに受け渡してもよい。

本発明の搬送方法において、前記遮蔽部材は、前記搬送アーム容器が前記第２の回転位置にあるとき、前記開口部に重なることによって該開口部を塞ぐ壁であってもよい。

本発明の搬送方法において、前記気体導入装置は、前記搬送アーム容器内に未検査の前記基板が収容されているとき、前記搬送アーム容器内に前記乾燥気体を導入しないか、又は第１の流量で導入してもよい。この場合、前記気体導入装置は、少なくとも前記第１のステップでは、前記搬送アーム容器内に、前記第１の流量よりも多い第２の流量で前記乾燥気体を導入してもよい。

本発明の搬送方法において、前記気体導入装置は、前記第２のステップにおいて、又は、前記第２のステップ及び前記第３のステップにおいて、継続して前記第２の流量を保持してもよい。

本発明の検査システムは、基板の電気的特性の検査を行うものである。
本発明の検査システムは、前記基板の電気的特性の検査を行う複数の検査装置を有する検査ユニットと、複数の前記基板を収容するカセットを載置するローダーユニットと、前記検査ユニットと前記ローダーユニットとの間で前記基板を搬送する搬送装置と、前記搬送装置を制御する制御部と、を備えている。
また、本発明の検査システムにおいて、前記搬送装置は、前記基板を支持する水平方向に回転可能な搬送アームと、前記搬送アームを覆うとともに、該搬送アームの進出及び退避を許容する開口部を有し、かつ、水平方向に回転可能な搬送アーム容器と、前記開口部を、開放した状態と閉じた状態とに切り替える遮蔽部材と、前記搬送アーム容器内に乾燥気体を導入する気体導入装置と、を有している。
また、本発明の検査システムにおいて、前記制御部は、前記搬送アーム及び前記搬送アーム容器の回転を制御する回転制御部と、前記気体導入装置による前記乾燥気体の導入を制御する気体導入制御部と、を有している。
そして、本発明の検査システムにおいて、前記回転制御部は、前記検査装置から検査済みの前記基板を受け取るときに、前記搬送アーム及び前記搬送アーム容器を第１の回転位置にセットする。
また、前記回転制御部は、前記検査ユニットから受け取った検査済みの前記基板を前記ローダーユニットへ向けて搬送するときに、前記搬送アーム容器を前記第１の回転位置とは異なり、かつ前記遮蔽部材によって前記開口部が遮蔽される第２の回転位置にセットする。
また、前記回転制御部は、検査済みの前記基板を前記ローダーユニットに受け渡すときに、前記搬送アーム及び前記搬送アーム容器を前記第１の回転位置及び前記第２の回転位置とは異なる第３の回転位置にセットする。

本発明の検査システムにおいて、前記遮蔽部材は、前記搬送アーム容器が前記第２の回転位置にあるとき、前記開口部に重なることによって該開口部を塞ぐ壁であってもよい。

本発明の検査システムにおいて、前記気体導入制御部は、前記搬送アーム容器内に未検査の前記基板が収容されているとき、前記搬送アーム容器内に前記乾燥気体を導入しないか、又は第１の流量で導入するように前記気体導入装置を制御するものであってもよい。この場合、前記気体導入制御部は、少なくとも前記搬送アーム容器が前記第１の回転位置にあるとき、前記搬送アーム容器内に前記第１の流量よりも多い第２の流量で前記乾燥気体を導入するように前記気体導入装置を制御するものであってもよい。

本発明の検査システムにおいて、前記気体導入制御部は、前記搬送アーム容器が、前記第２の回転位置にあるとき、又は、前記第２の回転位置及び前記第３の回転位置にあるとき、前記第２の流量を継続して保持するように前記気体導入装置を制御するものであってもよい。

本発明によれば、複数の検査装置を有する検査システムにおいて、スループットを低下させることなく、半導体ウエハの搬送途中での結露や氷結を効果的に防止することができる。

本発明の一実施の形態に係る検査システムの概略構成を示す平面図である。図１におけるII−II線矢視における断面図である。搬送装置の上部の外観構成を示す斜視図である。搬送装置の縦断面図である。制御部のハードウェア構成の一例を示す図面である。制御部における搬送装置の制御に関連する機能ブロック図である。図３の状態から、カバーを水平方向に所定角度回転させた状態を示す説明図である。図７の状態から、カバーを水平方向にさらに所定角度回転させた状態を示す説明図である。本実施の形態の搬送方法における乾燥気体の流量制御の一態様を説明するタイミングチャートである。本実施の形態の搬送方法における乾燥気体の流量制御の別の態様を説明するタイミングチャートである。本実施の形態の搬送方法における乾燥気体の流量制御のさらに別の態様を説明するタイミングチャートである。

以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら詳細に説明する。

図１は、本発明の一実施の形態に係る検査システムの概略構成を示す平面図、図２は、図１における検査システムのII−II線矢視における断面図である。この検査システム１００は、基板としての半導体ウエハ（以下、単に「ウエハ」と記す）Ｗに形成されたデバイスの電気的特性検査を行うものである。図１において、検査システム１００は、複数の検査装置を備えた検査ユニット１０と、ローダーユニット２０と、検査ユニット１０とローダーユニット２０との間に設けられた搬送ユニット３０と、これらの各ユニットを制御する制御部４０と、を有している。

＜検査ユニット＞
検査ユニット１０は、デバイスの電気的特性検査を行う複数の検査部１１を有している。各検査部１１には、それぞれウエハ検査用インターフェース（図示せず）を備えた検査装置１３が配置されている。図２に示すように、検査ユニット１０は、６つの検査部１１が、それぞれ上段、中段及び下段の３段に配置され、合計１８の検査部１１が設けられている。本実施の形態では、各検査部１１において、ウエハＷに形成されたデバイスの低温検査が行われる。各検査部１１内は、例えば乾燥空気が導入されて低露点環境に維持されている。なお、検査ユニット１０における検査部１１の数や配置は、図１及び図２に例示した内容に限定されるものではない。

また、検査ユニット１０は、図１、図２中、Ｘ方向に移動可能な搬送ステージ１５を有している。搬送ステージ１５は、検査ユニット１０の上段、中段及び下段のそれぞれに配置されている。搬送ステージ１５を介して、各段の各検査部１１に対し、未検査のウエハＷの搬入及び検査済みウエハＷの搬出が行われる。なお、搬送ステージ１５を設けず、搬送ユニット３０の搬送装置３１（後述）と各検査部１１との間で、直接、未検査のウエハＷの搬入、及び検査済みウエハＷの搬出を行ってもよい。

＜ローダーユニット＞
ローダーユニット２０は、検査システム１００にウエハＷ、ウエハトレイ、プローブカード等の搬出入を行う。ローダーユニット２０は、複数の搬入出ステージ２１に区分されている。各搬入出ステージ２１には、例えば、カセットとしてのフープＦを載置できるようになっている。なお、図示は省略するが、ローダーユニット２０は、ウエハＷの位置合わせを行うアライメント装置や、検査後のウエハＷに対して針跡検査を行う針跡検査装置などを有していてもよい。

＜搬送ユニット＞
搬送ユニット３０には、ウエハＷの搬送を行う搬送装置３１が設けられている。搬送装置３１は、図１及び図２において、Ｘ方向、Ｙ方向及びＺ方向に移動可能に構成されている。搬送装置３１は、ローダーユニット２０の、例えばフープＦから受け取った未検査のウエハＷを搬送し、検査ユニット１０の搬送ステージ１５に受け渡す。また、搬送装置３１は、検査後のウエハＷを検査ユニット１０の搬送ステージ１５から受け取ってローダーユニット２０の、例えばフープＦまで搬送する。なお、搬送装置３１は、一台に限らず、複数台でもよい。

ここで、図３及び図４を参照しながら、搬送装置３１の詳細な構成について説明する。図３は、搬送装置３１の上部の外観構成を示す斜視図であり、図４は、搬送装置３１の概略の縦断面図である。図３及び図４に示すように、搬送装置３１は、例えば上下２段に配置され、ウエハＷを支持する搬送アーム３３Ａ，３３Ｂと、搬送アーム３３Ａ，３３Ｂを覆う搬送アーム容器としてのカバー３５と、これら搬送アーム３３Ａ，３３Ｂ及びカバー３５を同期して水平方向に回転（θ回転）させる回転駆動部３７と、搬送アーム３３Ａ，３３Ｂ、カバー３５及び回転駆動部３７を支持するベース部３９と、を備えている。また、搬送装置３１は、カバー３５の外側に配置された枠状部材４１及び遮蔽壁４３を備えている。さらに、搬送装置３１は、カバー３５内に乾燥気体を導入する気体導入装置４５を備えている。

（搬送アーム）
一対の搬送アーム３３Ａ，３３Ｂ（以下、両者を区別しない場合は、「搬送アーム３３」と記すことがある）は、図示しないスライド駆動部によって、それぞれ独立して水平方向に進出及び退避が可能になされている。搬送アーム３３は、進出状態で、搬送ステージ１５、フープＦなどの部材との間でウエハＷの受け渡しを行う。搬送アーム３３は、退避状態で、ウエハＷをカバー３５内に収容する。

（カバー）
カバー３５は、天井部３５ａと、底部３５ｂと、４つの側部３５ｃを有している。カバー３５の天井部３５ａには、カバー３５内に乾燥気体を導入するガス導入部４７Ａが設けられている。また、カバー３５の底部３５ｂには、カバー３５内に乾燥気体を導入するガス導入部４７Ｂが設けられている。ガス導入部４７Ａは、気体導入装置４５が接続される複数の導入口４９Ａを有している。ガス導入部４７Ｂは、気体導入装置４５が接続される複数の導入口４９Ｂを有している。また、カバー３５の一つの側部３５ｃには、ウエハＷを支持した搬送アーム３３の進出及び退避を許容する開口部３５ｄが形成されている。カバー３５は、例えば金属、合成樹脂などの材質で形成することができる。また、カバー３５は、複数の部材を組み合わせて形成してもよい。

（回転駆動部）
回転駆動部３７は、搬送アーム３３及びカバー３５を、水平方向に回転（θ回転）させる。回転駆動部３７は、ベース部３９、ベース部３９に固定された枠状部材４１及び遮蔽壁４３は回転させず、搬送アーム３３及びカバー３５を水平回転させる。従って、枠状部材４１及び遮蔽壁４３と、搬送アーム３３及びカバー３５とは、回転駆動部３７によって、相対的な回転位置が変化するように構成されている。

（ベース部）
ベース部３９は、搬送アーム３３、カバー３５、回転駆動部３７、枠状部材４１及び遮蔽壁４３を支持している。ベース部３９は、図示しない駆動機構を有しており、この駆動機構によって、搬送装置３１の全体がＸ方向、Ｙ方向及びＺ方向（図１、図２参照）に移動可能に構成されている。

（枠状部材）
枠状部材４１は、ベース部３９に固定された部分カバーである。枠状部材４１は、搬送アーム３３が挿入される開口部４１ａを有している。枠状部材４１は、検査ユニット１０の搬送ステージ１５との間でウエハＷの受け渡しを行う際に、ウエハＷを支持した搬送アーム３３が進出、退避する空間を外部から遮蔽する機能を有している。また、枠状部材４１は、カバー３５の外周に沿った円弧状の切欠き部分４１ｂを有し、この切欠き部分４１ｂが僅かな隙間を介してカバー３５と隣接している。枠状部材４１は、例えば金属、合成樹脂などの材質で形成することができる。

（遮蔽壁）
遮蔽壁４３は、ベース部３９に固定されている。遮蔽壁４３は、カバー３５の開口部３５ｄを、開放した状態と閉じた状態とに切り替える遮蔽部材である。搬送アーム３３が搬送ステージ１５、フープＦなどの部材との間でウエハＷの受け渡しを行う際には、遮蔽壁４３は、カバー３５の開口部３５ｄと重ならない位置に配置されている。一方、搬送アーム３３が特定の回転位置にあるとき、遮蔽壁４３は、カバー３５の開口部３５ｄと重なり、開口部３５ｄを遮蔽する。この点については、後で詳しく説明する。遮蔽壁４３は、例えば金属、合成樹脂などの材質で形成することができる。

（気体導入装置）
気体導入装置４５は、カバー３５のガス導入部４７Ａ，４７Ｂを介してカバー３５内に乾燥気体を導入する。図４に示すように、気体導入装置４５は、気体供給源５１と、この気体供給源５１と複数の導入口４９Ａとを接続する供給管５３と、供給管５３の途中に配設された開閉バルブ５５Ａ及び流量制御のためのマスフローコントローラ（ＭＦＣ）５７Ａを備えている。また、気体導入装置４５は、気体供給源５１と、この気体供給源５１と複数の導入口４９Ｂとを接続する供給管５４と、供給管５４の途中に配設された開閉バルブ５５Ｂ及び流量制御のためのマスフローコントローラ（ＭＦＣ）５７Ｂを備えている。気体供給源５１から供給する気体としては、例えば乾燥空気、窒素ガスなどを挙げることができる。図４では、気体供給源５１は、乾燥気体の代表例として乾燥空気（ＤＲＹＡＩＲ）を供給するものとしている。供給管５３は、途中で複数本の分岐管５３ａに分岐して、各分岐管５３ａがそれぞれ導入口４９Ａに接続されている。供給管５４は、途中で複数本の分岐管５４ａに分岐して、各分岐管５４ａがそれぞれ導入口４９Ｂに接続されている。供給管５３，５４、分岐管５３ａ，５４ａは、例えばフレキシブルな材料によって形成されていてもよい。気体導入装置４５は、開閉バルブ５５Ａ，５５Ｂによって乾燥気体の供給・停止を切り替えるとともに、マスフローコントローラ（ＭＦＣ）５７Ａ，５７Ｂによって所望の流量に調節しながら、供給管５３及び供給管５４から、独立してカバー３５内に乾燥気体を導入することができる。

＜制御部＞
検査システム１００の各構成部は、それぞれ制御部４０に接続されて、制御部４０によって制御される。制御部４０は、典型的にはコンピュータである。図５は、図１に示した制御部４０のハードウェア構成の一例を示している。制御部４０は、主制御部１０１と、キーボード、マウス等の入力装置１０２と、プリンタ等の出力装置１０３と、表示装置１０４と、記憶装置１０５と、外部インターフェース１０６と、これらを互いに接続するバス１０７とを備えている。主制御部１０１は、ＣＰＵ（中央処理装置）１１１、ＲＡＭ（ランダムアクセスメモリ）１１２およびＲＯＭ（リードオンリメモリ）１１３を有している。記憶装置１０５は、情報を記憶できるものであれば、その形態は問わないが、例えばハードディスク装置または光ディスク装置である。また、記憶装置１０５は、コンピュータ読み取り可能な記録媒体１１５に対して情報を記録し、また記録媒体１１５より情報を読み取るようになっている。記録媒体１１５は、情報を記憶できるものであれば、その形態は問わないが、例えばハードディスク、光ディスク、フラッシュメモリなどである。記録媒体１１５は、本実施の形態の検査システム１００において行われる搬送方法のレシピを記録した記録媒体であってもよい。

制御部４０では、ＣＰＵ１１１が、ＲＡＭ１１２を作業領域として用いて、ＲＯＭ１１３または記憶装置１０５に格納されたプログラムを実行することにより、本実施の形態の検査システム１００において、複数のウエハＷに対し、ウエハＷ上に形成されたデバイスに対する検査を実行できるようになっている。具体的には、制御部４０は、検査システム１００において、各構成部（例えば、検査装置１３、搬送ステージ１５、搬送装置３１等）を制御する。

図６は、制御部４０における搬送装置３１の制御に関連する機能を示す機能ブロック図である。図６に示すように、制御部４０は、搬送制御部１２１と、回転制御部１２２と、アーム制御部１２３と、気体導入制御部１２４と、入出力制御部１２５を備えている。これらは、ＣＰＵ１１１が、ＲＡＭ１１２を作業領域として用いて、ＲＯＭ１１３または記憶装置１０５に格納されたソフトウエア（プログラム）を実行することによって実現される。なお、制御部４０は、他の機能も有しているが、ここでは説明を省略する。

（搬送制御部）
搬送制御部１２１は、搬送装置３１のＸ方向、Ｙ方向及びＺ方向への移動を制御する。具体的には、搬送制御部１２１は、搬送装置３１のベース部３９の駆動機構（図示せず）に対して制御信号を送り、搬送装置３１を、Ｘ方向、Ｙ方向、Ｚ方向に所定速度で移動させたり、所定位置で停止させたりする制御を行う。

（回転制御部）
回転制御部１２２は、搬送装置３１における搬送アーム３３及びカバー３５の水平方向の回転（θ回転）を制御する。具体的には、回転制御部１２２は、搬送装置３１の回転駆動部３７に対して制御信号を送り、搬送アーム３３及びカバー３５を、水平方向に所定の速度で回転させたり、所定の回転角度で停止させたりする制御を行う。

（アーム制御部）
アーム制御部１２３は、搬送装置３１における搬送アーム３３の進退動作を制御する。具体的には、アーム制御部１２３は、搬送装置３１の搬送アーム３３のスライド駆動部（図示せず）に対して制御信号を送り、搬送アーム３３Ａ又は搬送アーム３３Ｂを個別に進出させたり、退避させたりする制御を行う。アーム制御部１２３の制御の下で、搬送アーム３３は、搬送ステージ１５又はフープＦとの間でウエハＷの受け渡しを行う。

（気体導入制御部）
気体導入制御部１２４は、気体導入装置４５によるカバー３５内への乾燥気体の導入や停止を制御する。具体的には、気体導入制御部１２４は、開閉バルブ５５Ａ，５５Ｂ及びマスフローコントローラ（ＭＦＣ）５７Ａ，５７Ｂに対して制御信号を送り、開閉バルブ５５Ａ，５５Ｂの開閉や、マスフローコントローラ（ＭＦＣ）５７Ａ，５７Ｂによる流量調節によって、カバー３５内への乾燥気体の供給／停止の切り替え、流量の切り替えなどを制御する。

入出力制御部１２５は、入力装置１０２からの入力の制御や、出力装置１０３に対する出力の制御や、表示装置１０４における表示の制御や、外部インターフェース１０６を介して行う外部とのデータ等の入出力の制御を行う。

＜回転位置＞
次に、図３、図７及び図８を参照して、搬送アーム３３とカバー３５の回転位置について説明する。上記のとおり、回転制御部１２２による制御の下で、回転駆動部３７によって、搬送アーム３３とカバー３５は、同期して水平方向に正逆に回転（θ回転）する。図７及び図８は、図３の状態から、カバー３１を、それぞれ所定角度回転させた状態を示している。図３、図７及び図８では、搬送アーム３３及びカバー３５が回転する方向を符号θで示している。なお、図３、図７及び図８では、外観のカバー３５を示しているが、内部の搬送アーム３３もカバー３５と同期して回転する。

仮に、図３の状態を初期位置とすると、図７は、カバー３５を初期位置から水平方向に反時計回りにθ１（例えば９０度）の角度で回転させた状態を示している。また、図８は、カバー３５を図７の回転位置から、さらに水平方向に、反時計回りにθ２（例えば９０度）の角度で回転させた状態を示している。つまり、図８の回転位置は、図３の初期位置から水平方向にθ１＋θ２（例えば１８０度）の角度で回転させた位置である。

図３に示す初期位置を、検査ユニット１０の搬送ステージ１５から、検査済みのウエハＷを受け取る位置とする。本実施の形態では、この位置を第１の回転位置とする。第１の回転位置では、カバー３５の開口部３５ｄは、ベース部３９に固定された枠状部材４１の開口部４１ａと重なる位置にあり、搬送アーム３３が開口部３５ｄ及び開口部４１ａを介して進出、退避することが可能になる。

図７に示す回転位置は、検査ユニット１０の搬送ステージ１５から受け取った検査済みのウエハＷをローダーユニット２０へ向けて搬送するときの回転位置である。本実施の形態では、この位置を、第２の回転位置とする。第２の回転位置では、ベース部３９に固定された遮蔽壁４３が、カバー３５の開口部３５ｄに重なることによって、開口部３５ｄが塞がれる。そのため、カバー３５内に水分を含む外気が進入し難くなり、低温の検査済みのウエハＷにおいて、結露や氷結の発生が防止される。また、遮蔽壁４３によって開口部３５ｄが塞がれることで、カバー３５の内部を乾燥雰囲気に保持することが容易になる。その結果、気体導入装置４５からカバー３５内に導入する乾燥気体の流量を抑制することもできる。このように、本実施の形態では、回転駆動部３７によってθ回転動作を行うように構成されているカバー３５の開口部３５ｄを、固定された遮蔽壁４３を利用して塞ぐことによって、開口部３５ｄを塞ぐための特別の駆動機構を設ける必要がなくなり、装置構成を簡素化することができる。なお、固定された遮蔽壁４３と回転するカバー３５との間には、回転を妨げない程度のクリアランスが存在するため、第２の回転位置において、遮蔽壁４３によってカバー３５内が完全な密閉状態となるわけではない。従って、本発明において、カバー３５内を「遮蔽する」、開口部３５ｄを「塞ぐ」と言うときは、完全な気密状態を意味するものではない。

図８に示す回転位置は、検査済みのウエハＷをローダーユニット２０（例えばフープＦ）に受け渡すときの回転位置である。本実施の形態では、この位置を、第３の回転位置とする。第３の回転位置では、カバー３５の開口部３５ｄは、ベース部３９に固定された遮蔽壁４３とは重ならず、搬送アーム３３が開口部３５ｄを介して進出、退避することが可能になる。

＜搬送方法＞
以上の構成を有する本実施の形態の検査システム１００では、搬送装置３１によって、複数の検査装置１３を備えた検査ユニット１０とローダーユニット２０との間で、ウエハＷを搬送することにより、複数枚のウエハＷについて、順次デバイスの検査を行うことができる。例えば、検査システム１００において、ウエハＷに対する低温検査を実施する場合、本実施の形態の搬送方法は、例えば以下の第１〜第３のステップを含むことができる。

（第１のステップ）
第１のステップでは、検査ユニット１０から検査済みのウエハＷを受け取る。すなわち、搬送装置３１は、搬送アーム３３及びカバー３５を第１の回転位置（図３参照）にセットした状態で、検査ユニット１０から検査済みのウエハＷを搬送アーム３３に受け取る。第１のステップでは、気体導入装置４５からカバー３５内に所定流量で乾燥気体を導入する。第１のステップにおいて、乾燥気体は、搬送アーム３３が検査ユニット１０から検査済みのウエハＷを受け取る前、受け取ると同時、又は、受け取った後のいずれかのタイミングで導入を開始すればよいが、検査済みのウエハＷを受け取る前にカバー３５内に乾燥気体を導入しておくことが好ましい。

（第２のステップ）
第２のステップでは、遮蔽壁４３によってカバー３５の開口部３５ｄを遮蔽した状態で、検査ユニット１０から受け取った検査済みのウエハＷをローダーユニット２０へ向けて搬送する。すなわち、搬送装置３１は、搬送アーム３３及びカバー３５を第１の回転位置から第２の回転位置（図７参照）に回転させ、第２の回転位置にセットした状態で、搬送アーム３３に支持されたウエハＷをローダーユニット２０に向けて搬送する。第２の回転位置では、遮蔽壁４３によってカバー３５内への外気の進入が妨げられるため、気体導入装置４５からカバー３５内に導入された、もしくは導入され続けている乾燥気体によって、カバー３５の内部の乾燥雰囲気が確保される。つまり、特別な待機時間を設けなくても、ローダーユニット２０に向けて検査済みのウエハＷを搬送している間に、ウエハＷを乾燥状態で昇温させることができるので、高スループットの搬送が可能になる。

(第３のステップ）
第３のステップでは、検査済みのウエハＷをローダーユニット２０に受け渡す。すなわち、搬送装置３１は、搬送アーム３３及びカバー３５を第２の回転位置から第３の回転位置（図８参照）に回転させ、第３の回転位置にセットした状態で、搬送アーム３３に支持されたウエハＷをローダーユニット２０に受け渡す。

本実施の形態の搬送方法において、上記第１〜第３のステップは、制御部４０による制御の下で行うことができる。

＜乾燥気体の流量制御＞
次に、図９〜図１１を参照して、本実施の形態の搬送方法における乾燥気体の流量制御について説明する。検査システム１００において複数枚のウエハＷに対して低温検査を実施する間は、カバー３５内の雰囲気を乾燥状態に維持するため、気体導入装置４５から乾燥気体を連続的に導入し続けておくことが好ましい。しかし、冷却された検査済みのウエハＷを搬送アーム３３によって受け取った直後においては、結露や氷結が特に発生しやすい。一方、搬送装置３１で未検査のウエハＷを搬送している間や、カバー３５内にウエハＷを収容していない状態で大量の乾燥気体を導入し続けることは合理的ではない。そのため、本実施の形態の検査システム１００では、搬送アーム３３によって検査済みのウエハＷを受け取る前後において、カバー３５内に導入する乾燥気体の流量が増加するように制御することが好ましい。なお、乾燥気体は、カバー３５の天井部３５ａのガス導入部４７Ａ、及び底部３５ｂのガス導入部４７Ｂのいずれか片方又は両方を介してカバー３５内に導入することが可能である。また、以下に説明する乾燥気体の流量は、ガス導入部４７Ａ及び／又はガス導入部４７Ｂから導入される流量の合計である。

図９〜図１１は、上記第１〜第３のステップにおける、搬送アーム３３及びカバー３５の回転位置と、気体導入装置４５からカバー３５内に導入される乾燥気体の流量との関係を示すタイミングチャートである。図９〜図１１の横軸は時間を示し、時点ｔ_１からｔ_２までの期間が第１のステップであり、時点ｔ_２からｔ_３までの期間が第２のステップであり、ｔ_３からｔ_４までの期間が第３のステップである。また、時点ｔ_１からｔ_４までは、搬送装置３１が検査ユニット１０から１枚ないし２枚の検査済みのウエハＷを受け取り、ローダーユニット２０へ受け渡すまでの期間を意味する。さらに、時点ｔ_４からｔ_５までの期間は、搬送装置３１が検査ユニット１０から新たに検査済みウエハＷを受け取るまでの待機・移動の期間であり、この期間に未検査のウエハＷをローダーユニット２０から検査ユニット１０に移送することも行われる。ｔ_５以降では、別の検査済みウエハＷについて第１〜第３のステップが繰り返される。図９〜図１１に示すように、搬送アーム３３及びカバー３５は、第１のステップでは第１の回転位置であり、第２のステップでは第２の回転位置であり、第３のステップでは第３の回転位置となる。

図９〜図１１に示す態様において、乾燥気体の流量の具体例としては、容積が約５０Ｌのカバーに対し、流量「大」（大流量）は、１００〜３００Ｌ／ｍｉｎ、好ましくは１５０〜２５０Ｌ／ｍｉｎの流量とすることができ、流量「小」（小流量）は、０〜８０Ｌ／ｍｉｎ、好ましくは３０〜７０Ｌ／ｍｉｎの流量とすることができる。ここで、流量が０（ゼロ）は、乾燥気体を導入しないことを意味する。図９〜図１１において、例えば時点ｔ_４からｔ_５までの待機・移動の期間（搬送装置３１のカバー３５内に未検査のウエハＷを収容している状態も含む）には、気体導入装置４５からカバー３５内に導入される乾燥気体の流量を「小」とすることが、経済的観点から好ましい。

図９に示す態様では、時点ｔ_１からｔ_４までの第１のステップから第３のステップにおいて、気体導入装置４５からカバー３５内に大流量で乾燥気体を導入する。ここで、第１のステップにおいて、乾燥気体は、搬送アーム３３が検査ユニット１０から検査済みのウエハＷを受け取る前、受け取ると同時、又は、受け取った後のいずれかのタイミングで導入を開始すればよいが、検査済みのウエハＷを受け取る前にカバー３５内に乾燥気体を導入しておくことが好ましい。一方、時点ｔ_４からｔ_５までの待機・移動の期間では、気体導入装置４５によってカバー３５内に導入する乾燥気体の流量を小流量とし、ｔ_１〜ｔ_４までの期間に比べて相対的に流量に減少させるか、もしくは停止する。このように、検査ユニット１０から検査済みのウエハＷを受け取る段階から、ローダーユニット２０に受け渡すまでの間、気体導入装置４５によってカバー３５内へ大流量で乾燥気体を導入し続けることによって、カバー３５内を継続的に乾燥雰囲気に保ち、搬送アーム３３に支持されたウエハＷにおける結露や氷結を防ぐことができる。

また、図９に示す態様では、時点ｔ_２でカバー３５の回転位置を第１の回転位置から第２の回転位置に切り替えるため、時点ｔ_３までの間、遮蔽壁４３によってカバー３５内を密閉状態に近づけることができる。そのため、導入される乾燥気体によって、カバー３５内を効果的に乾燥雰囲気に維持できる。従って、大流量の乾燥気体によって、ローダーユニット２０に向けて検査済みのウエハＷを搬送している間に、搬送アーム３３に支持されたウエハＷにおける結露や氷結を確実に防ぐことができる。また、図９に示す態様では、特別な待機時間を設けなくても、ローダーユニット２０に向けて検査済みのウエハＷを搬送している間に、ウエハＷを乾燥状態で昇温させることができるので、高スループットの搬送が可能になる。

図１０に示す態様では、時点ｔ_１からｔ_３までの第１のステップ及び第２のステップにおいて、気体導入装置４５からカバー３５内に大流量で乾燥気体を導入する。ここで、第１のステップにおいて、乾燥気体は、搬送アーム３３が検査ユニット１０から検査済みのウエハＷを受け取る前、受け取ると同時、又は、受け取った後のいずれかのタイミングで導入を開始すればよいが、検査済みのウエハＷを受け取る前にカバー３５内に乾燥気体を導入しておくことが好ましい。一方、時点ｔ_３からｔ_４までの第３のステップ及び時点ｔ_４からｔ_５までの待機・移動の期間では、気体導入装置４５によってカバー３５内に導入する乾燥気体の流量を小流量とし、ｔ_１〜ｔ_３までの期間に比べて相対的に減少させるか、もしくは停止する。このように、検査ユニット１０から検査済みのウエハＷを受け取る段階から、ローダーユニット２０に向けて搬送している間、気体導入装置４５によってカバー３５内へ大流量で乾燥気体を導入し続けることによって、カバー３５内を乾燥雰囲気に保ち、搬送アーム３３に支持されたウエハＷにおける結露や氷結を防ぐことができる。

また、図１０に示す態様では、時点ｔ_２でカバー３５の回転位置を第１の回転位置から第２の回転位置に切り替えるため、時点ｔ_３までの間、遮蔽壁４３によってカバー３５内を密閉状態に近づけることができる。そのため、時点ｔ_３まで導入される乾燥気体によって、カバー３５内を効果的に乾燥雰囲気に維持できる。従って、図１０に示す態様では、図９示す態様に比べ、乾燥気体の使用量を節約しながら、搬送アーム３３に支持されたウエハＷにおける結露や氷結を防ぐことができる。また、図１０に示す態様では、特別な待機時間を設けなくても、ローダーユニット２０に向けて検査済みのウエハＷを搬送している間に、ウエハＷを乾燥状態で昇温させることができるので、高スループットの搬送が可能になる。

図１１に示す態様では、時点ｔ_１からｔ_２までの第１のステップにおいて、気体導入装置４５からカバー３５内に大流量で乾燥気体を導入する。ここで、第１のステップにおいて、乾燥気体は、搬送アーム３３が検査ユニット１０から検査済みのウエハＷを受け取る前、受け取ると同時、又は、受け取った後のいずれかのタイミングで導入を開始すればよいが、検査済みのウエハＷを受け取る前にカバー３５内に乾燥気体を導入しておくことが好ましい。一方、時点ｔ_２からｔ_４までの第２のステップ及び第３のステップ、並びに時点ｔ_４からｔ_５までの待機・移動の期間では、気体導入装置４５によってカバー３５内に導入する乾燥気体の流量を小流量とし、ｔ_１〜ｔ_２までの期間に比べて相対的に減少させるか、停止させる。このように、検査ユニット１０から検査済みのウエハＷを受け取る段階で、気体導入装置４５によってカバー３５内へ大流量で乾燥気体を導入することによって、カバー３５内を乾燥雰囲気に保ち、搬送アーム３３に支持されたウエハＷにおける結露や氷結を防ぐことができる。

また、図１１に示す態様では、時点ｔ_１からｔ_２までの第１のステップでカバー３５内に乾燥気体を導入した後、時点ｔ_２でカバー３５の回転位置を第１の回転位置から第２の回転位置に切り替えるため、時点ｔ_３までの間、遮蔽壁４３によってカバー３５内をほぼ密閉状態に近づけることができる。そのため、時点ｔ_２で気体導入装置４５からの乾燥気体の導入を減少もしくは停止しても、外気の進入が抑制されるため、カバー３５内を乾燥雰囲気に維持できる。従って、図１１に示す態様では、図９、図１０に示す態様に比べ、乾燥気体の使用量を最小限に節約しながら、搬送アーム３３に支持されたウエハＷにおける結露や氷結を防ぐことができる。また、図１１に示す態様では、特別な待機時間を設けなくても、ローダーユニット２０に向けて検査済みのウエハＷを搬送している間に、ウエハＷを乾燥状態で昇温させることができるので、高スループットの搬送が可能になる。

以上のように、複数の検査装置１３を有する本実施の形態の検査システム１００では、搬送装置３１による搬送のスループットを低下させることなく、ウエハＷの結露や氷結を効果的に防止することができる。

以上、本発明の実施の形態を例示の目的で詳細に説明したが、本発明は上記実施の形態に制約されることはなく、種々の変形が可能である。例えば、上記実施の形態では、回転駆動部３７によって搬送アーム３３とカバー３５が同期して水平方向に回転する構成としたが、搬送アーム３３とカバー３５は、それぞれ独立して水平方向に回転するようにしてもよい。

また、上記実施の形態では、検査ユニット１０は、各検査装置１３で低温検査を行うことを前提に説明したが、検査ユニットの複数の検査装置１３で、常温検査、低温検査、高温検査を混合して実施する場合にも、本発明を適用できる。

さらに、上記実施の形態では、カバー３５に導入する乾燥気体の流量を、大流量と、停止を含む小流量との２段階で切り替える構成としたが、３段階以上の流量を切り替える構成としてもよい。

１０…検査ユニット、１１…検査部、１３…検査装置、１５…搬送ステージ、２０…ローダーユニット、２１…搬入出ステージ、３０…搬送ユニット、３１…搬送装置、３３Ａ，３３Ｂ…搬送アーム、３５…カバー、３５ａ…天井部、３５ｂ…底部、３５ｃ…側部、３５ｄ…開口部、３７…回転駆動部、３９…ベース部、４０…制御部、４１…枠状部材、４１ａ…開口部、４３…遮蔽壁、４５…気体導入装置、５１…気体供給源、５３，５４…供給管、５５Ａ，５５Ｂ…開閉バルブ、５７Ａ，５７Ｂ…マスフローコントローラ（ＭＦＣ）、１００…検査システム、Ｆ…フープ、Ｗ…半導体ウエハ

Claims

複数の基板を収容するカセットを載置するローダーユニットと、
前記基板の検査を行う複数の検査部と、
気体導入装置を有し、前記検査部と前記ローダーユニットとの間に設けられたＸ方向、Ｙ方向及びＺ方向に所定速度で移動および所定位置で停止する搬送装置と、
を備え、
前記複数の検査部は、横方向に配列され、かつ、多段に設けられており、
前記気体導入装置は、前記搬送装置内に乾燥気体を導入することによって、前記基板の搬送先の環境に応じて前記搬送装置内の環境を制御するものであって、
検査済みの前記基板を受け取る前の待機及び移動の期間に、第１の流量で前記乾燥気体を導入し、
前記検査部から検査済みの前記基板を受け取った後に、前記第１の流量よりも多い流量で前記乾燥気体を導入するものである検査システム。
複数の基板を収容するカセットを載置するローダーユニットと、
前記基板の検査を行う複数の検査部と、
気体導入装置を有し、前記検査部と前記ローダーユニットとの間に設けられたＸ方向、Ｙ方向及びＺ方向に所定速度で移動および所定位置で停止する搬送装置と、
を備え、
前記複数の検査部は、横方向に配列され、かつ、多段に設けられており、
前記気体導入装置は、前記搬送装置内に乾燥気体を導入することによって、前記基板の搬送先の環境に応じて前記搬送装置内の環境を制御するものであって、
前記検査部から検査済みの前記基板を受け取った後に、第一の流量で前記乾燥気体を導入し、
検査済みの前記基板を前記ローダーユニットに受け渡す時に、前記第一の流量よりも少ない流量で前記乾燥気体を導入するものである検査システム。
前記気体導入装置は、前記基板の搬送先が所定の乾燥雰囲気である場合、前記搬送装置内が該所定の乾燥雰囲気となるように制御するものである請求項１又は２に記載の検査システム。
前記検査部は、乾燥空気が導入された低露点環境である請求項１から３のいずれかに記載の検査システム。
前記検査部において前記基板に対して低温検査を実施する場合、前記搬送装置内の雰囲気を乾燥状態に維持する請求項１から４のいずれか１項に記載の検査システム。
前記搬送装置は、前記基板を収容するとともに、開口部を有し、該開口部を開放した状態と閉じた状態とに切り替え可能に構成されているカバーを有しており、前記気体導入装置は、前記カバー内に前記乾燥気体を導入するものである請求項１から５のいずれか１項に記載の検査システム。