JP6827385B2

JP6827385B2 - 検査システム

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Publication number: JP6827385B2
Application number: JP2017151113A
Authority: JP
Inventors: 秋山　収司; 収司秋山; 剛央齊藤; 永一松澤
Original assignee: Tokyo Electron Ltd
Current assignee: Tokyo Electron Ltd
Priority date: 2017-08-03
Filing date: 2017-08-03
Publication date: 2021-02-10
Anticipated expiration: 2037-08-03
Also published as: US20190041454A1; JP2019029627A; KR102071799B1; KR20190015135A; US10823778B2

Description

本発明は、低温領域で基板の検査を行う検査システムに関する。

半導体デバイスの製造プロセスにおいては、基板である半導体ウエハ（以下単にウエハと記す）における全てのプロセスが終了した段階で、ウエハに形成されている複数の半導体素子（デバイス）の電気的検査が行われる。このような電気的検査を行う検査装置は、一般的に、ウエハを搬送するローダ部と、ローダ部から搬送されたウエハの電気的検査を行うプローバ部とを備えており、プローバ部は、ウエハを保持するウエハステージ（チャックトップ）と、ウエハに形成された複数のデバイスに接触するプローブを有するプローブカードと、ウエハとプローブカードとの位置合わせを行うアライナーとを備えており、テスタからウエハに形成されたデバイスにプローブカードを介して電気的信号を与え、デバイスの種々の電気特性を検査する。

半導体デバイスは、例えば−３０℃といった低温環境下で動作させる場合があり、このような環境で動作することを保証するため、ウエハを同様の低温領域に温度制御してデバイスの電気的検査を行う必要がある。

低温領域で検査を行う検査装置としては、筐体内に設けられたウエハステージに冷媒を供給してステージを所定の低温領域に冷却するとともに、筐体内に低露点の空気を供給して、ウエハステージ上での結露を防止するものが提案されている（例えば特許文献１）。

ところで、近時、このような電気的検査を多数のウエハに対して効率的に行うため、ウエハステージ、プローブカード、およびテスタを備えた検査ユニットを、高さ方向に複数段積層し、各段において検査ユニットを横方向に複数並べた検査装置（検査システム）が用いられている（例えば特許文献２）。

そして、このような複数の検査ユニットを有する検査システムで低温領域での電気的検査を行うことができれば、低温領域での電気的検査を効率良く行うことが可能となる。

特開平９−２９８２２５号公報特開２０１３−２５４８１２号公報

ところで、特許文献１のような単体のプローバ部を有する検査装置では、単純に外部のチラーユニットからウエハステージに冷媒を供給および排出するための配管を接続するだけでウエハステージの冷却を行うことができるが、特許文献２に示すような、検査ユニットを縦横複数並べた検査システムにおいては、ウエハステージが各検査ユニットに存在するため、冷媒配管が多数必要となり、外部からウエハステージに冷媒配管を直接接続すると、メンテナンス性に支障が生じてしまう。

また、検査ユニットを縦横複数並べた検査システムにおいては、システム全体を低露点環境にすることは困難であり、結露対策が難しい。さらに、検査ユニット内は複雑な構造を有しているため、ウエハステージに接続される冷媒配管の這い回しが必要であり、冷媒配管スペース確保のために、大きなスペースが必要となる可能性もある。

したがって、本発明は、検査ユニットを縦横複数並べた構成の検査システムにおいて、メンテナンス性が良好で、結露が生じ難く、かつ省スペース化を確保しつつ低温検査を行うことができる技術を提供することを課題とする。

上記課題を解決するため、本発明は、ステージ上の被検査体の電気的検査を行う検査ユニットを収容する検査室を複数備え、前記検査室を水平方向の一方向に複数配列した検査空間を垂直方向に複数段有する検査部と、前記検査部の前記検査ユニットの前記ステージに対して被検査体の授受を行うローダ部とを有するシステム本体と、前記ステージに冷媒を供給する冷媒供給部とを備え、前記ステージ上の被検査体に対して低温環境での検査を行う検査システムであって、前記システム本体は、前記各検査空間に対応して前記各検査空間の上または下に設けられ、前記冷媒供給部から延びる複数の冷媒配管が配設される複数の冷媒配管配設空間をさらに有し、前記各冷媒配管配設空間内で、前記冷媒配管がそれぞれ対応する前記検査室に向かうように配設されていることを特徴とする検査システムを提供する。

前記冷媒配管の周囲には断熱材が巻かれていることが好ましい。前記システム本体は、前記各冷媒配管配設空間内に、前記複数の冷媒配管を覆うように設けられたカバーを有し、前記カバー内に冷媒温度よりも露点温度が低いドライエアが供給され、前記カバー内が低露点環境とされることが好ましい。前記カバーは、スリットを有し、前記スリットから前記ドライエアを吹き出させることが好ましい。

前記カバーは、前記冷媒供給部側から前記冷媒配管配設空間内に挿入された前記複数の冷媒配管を前記冷媒配管配設空間の長手方向に沿って導くメインカバーと、前記メインカバー内の複数の冷媒配管からそれぞれ対応する前記各検査空間の前記各検査空間に向かう前記冷媒配管を覆う複数の個別カバーとを有する構成とすることができる。

前記冷媒配管配設空間内において、前記複数の冷媒配管は、前記各検査ユニットに向かうものどうしが分散するように設けられていることが好ましい。前記冷媒配管配設空間内において、前記複数の冷媒配管は、隣接するものどうしがスペーサ用断熱材により間隔を空けて配設されていることが好ましい。この場合に、前記冷媒配管は、冷媒を前記ステージに供給する冷媒供給配管と、冷媒を前記ステージから前記冷媒供給部に返戻する冷媒返戻配管とを有し、前記メインカバー内において前記冷媒供給配管と前記冷媒返戻配管とが交互に配置され、前記メインカバーから前記冷媒供給配管および前記冷媒返戻配管が１本ずつ、前記各個別カバーに順次振り分けられ、前記スペーサ用断熱材は、前記メインカバー内の隣接する前記冷媒供給配管と前記冷媒返戻配管との間、および前記個別カバー内の前記冷媒供給配管と前記冷媒返戻配管との間の間隔を空けるように設けられるようにすることができる。前記カバーは樹脂製であり、その内側に断熱材が設けられていることが好ましい。

前記複数の検査空間には低露点温度のドライエアが供給され前記複数の検査室は低露点環境となっており、前記各段の前記冷媒配管配設空間において、前記冷媒配管は、前記ローダ部側とは反対側の背面側に延び、前記背面側から対応する前記検査室に侵入し、前記ステージに接続される構成とすることが好ましい。

この場合に、前記検査室の背面に、前記検査ユニットの制御機器が配置されたコントロールユニットが前記検査室と連通して設けられ、前記コントロールユニット内もドライエアが供給された低露点環境とされ、前記冷媒配管は、前記冷媒配管配設空間から前記コントロールユニットを介して前記検査室内の前記ステージに接続される構成とすることができる。前記冷媒配管の前記冷媒配管配設空間から前記コントロールユニットに至る部分は、内側に断熱材が設けられた樹脂製のカバーで覆われた構成とすることができる。

前記冷媒配管は、前記冷媒配管配設空間から出た後、固定された金具継手で接続され、前記金具継手は、低露点環境の前記コントロールユニット内に設けられ、前記金具継手は、固定部を含めて断熱材カバーで覆われた構成とすることができる。

低露点環境の前記各検査室の前記ローダ部側にはシャッターが設けられ、前記ローダ部の搬送機構により前記ステージに対して被検査体を授受する際のみに前記シャッターが開放されるようにすることができる。この場合に、前記搬送機構は、被検査体を搬送する回転可能な搬送アームと、前記搬送アームを覆い、かつ被検査体の搬送口を有し、前記搬送アームとともに回転可能なカバー部材と、前記カバー部材の外側に設けられ前記搬送口を遮蔽する遮蔽壁を有し、前記カバー部材を回転させて前記搬送口を前記遮蔽壁で遮蔽した状態で、前記カバー部材内に低露点温度のドライエアを供給してその中を低露点環境としてから、前記搬送口を前記検査室の搬送口に対応させ、前記シャッターを開けて前記搬送アームと前記ステージとの間で被検査体の授受を行うように構成することができる。

前記複数の冷媒配管の前記冷媒供給部から前記システム本体に至るまでの間の部分には、前記断熱材として、常温の大気雰囲気でその表面に結露が生じない程度の厚さの断熱材が巻かれており、前記冷媒配管同士が接触して断熱材が潰れないように、前記冷媒配管をガイドするフレーム、および前記冷媒配管を間隔を空けて固定するための配管配列部材が設けられた構成とすることができる。また、複数の前記冷媒配管配設空間は、複数の前記検査空間と同じ数設けられ、前記各検査空間の下にそれぞれに対応するように前記各冷媒配管配設空間が配置される構成とすることができる。

本発明によれば、冷媒供給部からシステム本体に導入される冷媒配管を、各検査空間に対応して各検査空間の上または下に設けられた専用の冷媒配管配設空間に這い回してそれぞれ各検査室内の検査ユニットにおけるステージに接続するようにしたので、メンテナンス性に支障を生じることなくステージに冷媒を供給することができる。また、専用空間である冷媒配管配設空間に冷媒配管を配設するので、他の部材は存在せず、結露対策を行いやすい。また、冷媒配管を様々な機器が存在する部分に這い回す必要がなく、かつ、冷媒配管配設空間は冷媒配管が配設できればよく、スペースを小さくすることができるので、省スペース化に資することができる。

本発明の一実施形態に係る検査システムの外観を示す斜視図である。本発明の一実施形態に係る検査システムの外観を示す平面図である。本発明の一実施形態に係る検査システムのシステム本体を示す水平断面図である。図３のシステム本体のIV−IV′線による断面図である。図３のシステム本体のＹ方向に沿った断面図である。図３のシステム本体の検査ユニットの概略構成を示す図である。冷媒供給部のチラーユニットからシステム本体へ入るまでの断熱材が厚く巻かれた冷媒供給配管および冷媒返戻配管の断熱材の潰れを防止するための構成を示す図である。断熱材が厚く巻かれた冷媒供給配管どうし、冷媒返戻配管どうしを間隔を空けて固定する配管配列部材を示す図である。冷媒配管配設空間内で冷媒供給配管および冷媒返戻配管がカバーで覆われた状態を示す斜視図である。冷媒配管配設空間内における冷媒供給配管および冷媒返戻配管の配設状態を説明するための平面図である。冷媒配管配設空間内における冷媒供給配管および冷媒返戻配管の配設状態を示す断面図である。冷媒供給配管および冷媒返戻配管が冷媒配管配設空間からコントロールユニットに至る部分を説明するための断面図である。

以下、添付図面を参照して本発明の実施の形態について詳細に説明する。

図１は本発明の一実施形態に係る検査システムの外観を示す斜視図、図２はその平面図、図３は本発明の一実施形態に係る検査システムのシステム本体を示す水平断面図、図４は図３のシステム本体のIV−IV′線による断面図であり、図５は図３のシステム本体のＹ方向に沿った断面図である。

本実施形態の検査システム１００は、例えば−３０℃の低温環境で被検査体であるウエハに形成された複数のデバイスの電気的特性の検査するものであり、実際の検査を行うシステム本体２００と、システム本体２００に冷媒を供給する冷媒供給部３００とを有する。

図１、２に示すように、システム本体２００は、ウエハ（ウエハに形成されたデバイス）に対して電気的検査を行う複数の検査ユニットを有する検査部１２と、検査部１２にウエハを搬送するローダ部１３とを有する。

また、冷媒供給部３００は、システム本体２００に冷媒を供給する３つのチラーユニット１２０を有しており、各チラーユニット１２０から冷媒を供給または返戻するための複数の冷媒配管からなる冷媒配管群６０がシステム本体２００内に延びている。なお、符号１３０は熱交換機である。

システム本体２００は、図３〜５に示すように、検査部１２とローダ部１３が連結されて構成されている。

検査部１２は、Ｘ方向に沿って４つの検査室（セル）２４がＸ方向に複数４つ配列され、このような検査室列がＺ方向（上下方向）に３段配置されている。各段の検査室列は連通して一つの略密閉空間である検査空間となっており、上段検査空間１２ａ、中段検査空間１２ｂ、下段検査空間１２ｃを形成している。上段検査空間１２ａと中段検査空間１２ｂとの間、中段検査空間１２ｂと下段検査空間１２ｃとの間、下段検査空間１２ｃの下には、冷媒供給部３００から延びる冷媒配管群６０が配設される冷媒配管配設空間２７が設けられている。冷媒配管配設空間２７の冷媒配管群６０として、後述するように、その上の段の４つの検査ユニット３０に対応して、冷媒供給配管６１と冷媒返戻配管６２が４本ずつ配設されている。検査部１２はローダ部１３と反対側の背面側がメンテナンス側となっている。

各検査室２４には、ウエハ検査用のテスタ３１、プローブカード３２およびウエハＷを保持するチャックトップ（ウエハステージ）３６が組み込まれた検査ユニット（プローバ）３０が設けられている。そして、上段空間１２ａ、中段空間１２ｂ、下段空間１２ｃのそれぞれに、Ｘ方向に配列された４つの検査ユニット３０に対して、ウエハＷの着脱および位置決めを行うための、Ｘ方向に移動可能な１台のアライナー（ステージ）２８が検査ユニット３０の下方に設けられている。また、上段検査空間１２ａ、中段検査空間１２ｂ、下段検査空間１２ｃのそれぞれに、検査ユニット３０よりもローダ部１３よりの部分をＸ方向に沿って移動可能に１台のアライメント用のカメラ２９が設けられている。なお、検査ユニット３０の詳細は後述する。

各検査室２４の背面側には、各検査ユニット３０の制御機器であるセルコントロールユニット２５が設けられている。セルコントロールユニット２５は、ソレノイド、バキュームセンサ、電空レギュレータ、Ｅ−ＩＯＭ基板、温調器等を有し、エレキ機器であるＥ−ＩＯＭ基板、温調器等と、エア／バキューム機器であるソレノイド、バキュームセンサ、電空レギュレータを分離した状態で配設されている。また、各検査室２４の前面には、搬送口２４ａが設けられており、搬送口２４ａはシャッター２６により開閉可能となっている。検査室２４とセルコントロールユニット２５は連通している。

ローダ部１３は、検査部１２と対向するように、複数のウエハＷを収容する容器であるＦＯＵＰ１８を載置する載置台１９と、プローブカードローダ２０と、ウエハＷの位置合わせを行う位置合わせ部２１とがＸ方向に配列されてなる搬入出部１４と、搬入出部１４および検査部１２の間に設けられ、ウエハＷを搬送する搬送機構２２が走行する搬送室２３とを有する。搬入出部１４の内部には制御部９０が設けられている。

搬送機構２２は、図５に示すように、ウエハＷを支持する搬送アーム５１とアームを支持し、搬送アームを回転させる回転駆動部５２と、回転駆動部５２を支持するベース部５３と、回転駆動部５２に支持され、搬送アーム５１を覆う容器である円筒状のカバー部材５４と、ベース部５３の検査部１２側に固定され、ウエハＷの搬送口５５ａを有する枠状部材５５と、枠状部材５５と一体的に設けられ、カバー部材５４の外周の一部分を覆うように設けられた遮蔽壁（図示せず）とを有する。カバー部材５４は、回転駆動部５２により搬送アーム５１とともに回転されるようになっており、ウエハＷの搬送口５４ａを有している。カバー部材５４内には低露点温度のドライエアが供給可能となっており、カバー部材５４を回転させて遮蔽壁により搬送口５４ａを塞いだ状態でカバー部材５４内にドライエアが供給されることにより低露点環境とすることができ、結露対策が施さる。搬送機構２２は、Ｚ方向およびＸ方向に移動可能に設けられ、搬送アーム５１の前後動およびθ方向の回転により、ＦＯＵＰ１８から検査前のウエハＷを受け取り、各段の検査室２４へウエハＷを受け渡す。また、検査後のウエハＷを受け取ってＦＯＵＰ１８へ戻す。ウエハＷを検査室２４との間で受け渡す際には、カバー部材５４内をドライエアによる低露点環境にし、枠状部材５５を検査室２４の搬送口２４ａの周囲部分に密着させた状態で、搬送口５４ａ，５５ａ，２４ａを一致させてウエハＷの搬送を行う。

また、搬送機構２２は各検査ユニット３０からメンテナンスを必要とするプローブカードをプローブカードローダ２０へ搬送し、また、新規やメンテナンス済みのプローブカードを各検査ユニット３０へ搬送する。

図６は、検査ユニット３０の概略構成を示す図である。検査ユニット３０は、ウエハＷに形成されたデバイスに検査信号を送るテスタ３１と、ウエハＷに形成された複数のデバイスの電極に接触する複数のプローブ３２ａを有するプローブカード３２と、テスタ３１の下に設けられ、プローブカード３２を支持する支持プレート３３と、テスタ３１とプローブカード３２とを接続するコンタクトブロック３４と、支持プレート３３から垂下し、プローブカード３２を囲繞するように設けられたベローズ３５と、ウエハＷを真空吸着により吸着支持し、ウエハＷを温調するチャックトップ（ウエハステージ）３６とを有する。コンタクトブロック３４の上下面には、プローブカード３２とテスタ３１を電気的に接続する多数のポゴピン３４ａが設けられている。ベローズ３５は、チャックトップ３６上のウエハＷをプローブカード３２の複数のプローブ３２ａをウエハＷに接触した状態で、プローブカード３２とウエハＷを含む密閉空間を形成するためのものであり、その密閉空間をバキュームラインを介して真空引きすることにより、チャックトップ３６が支持プレート３３に吸着される。また、プローブカード３２も同様に真空引きすることにより支持プレート３３に吸着される。

アライナー２８は、その段のベース板の上に設けられたガイドレール４１上をＸ方向に移動するＸブロック４２と、Ｘブロック４２上にＹ方向に沿って設けられたガイドレール４３上をＹ方向に移動するＹブロック４４と、Ｙブロック４４に対してＺ方向に移動するＺブロック４５とを有し、Ｚブロック４５上には、チャックトップ３６が所定の位置関係を保った状態で係合される。なお、Ｙブロック４４の周壁には、プローブカード３２の下面を撮影するための下カメラ４６が設けられている。

アライナー２８は、Ｘブロック４２がＸ方向に移動することにより各検査ユニット３０にアクセス可能であり、各検査ユニット３０に対して被検査体であるウエハＷの位置合わせ、チャックトップ３６上のウエハＷのプローブカード３２への装着、プローブカード３２からのチャックトップ３６上のウエハＷの取り外し、および搬送機構２２に対するウエハＷの授受等を行えるように、移動機構（図示せず）によりＸブロック４２、Ｙブロック４４、Ｚブロック４５を移動させてウエハを載置するチャックトップ３６をＸ，Ｙ，Ｚ方向に移動させる。

チャックトップ３６にウエハＷを搬送してウエハＷをプローブカード３２に装着するときは、アライナー２８上のチャックトップ３６に搬送機構２２からウエハを受け取り、次いで、ウエハＷのプローブカード３２に対する位置合わせを行い、次いで、アライナー２８によりチャックトップ３６を上昇させて、ウエハＷをプローブカード３２のプローブ３２ａに接触させた後、さらにチャックトップ３６を上昇させ、ウエハＷをプローブ３２ａに押し付ける。その状態でベローズ３５に囲まれた空間を真空引きしてチャックトップ３６を支持プレート３３に吸着させるとともに、ウエハがプローブ３２ａに押し付けられた状態を維持する。この状態で、テスタ３１による電気的検査が開始される。このとき、アライナー２２のＺブロック４５は下方に退避され、アライナー２２は検査終了後の他の検査ユニット３０に移動され、上記と逆動作により、検査後のチャックトップ３６を下降させて、チャックトップ３６の検査後のウエハＷを搬送機構２２によりＦＯＵＰ１８に戻す。

冷媒供給部３００の３つのチラーユニット１２０は、それぞれ上段検査空間１２ａの検査ユニット３０、中段検査空間１２ｂの検査ユニット３０、下段検査空間１２ｃの検査ユニット３０に対応している。各チラーユニット１２０に接続された冷媒配管群６０からは、４本の冷媒供給配管６１および４本の冷媒返戻配管６２が延びている。

各チラーユニット１２０に４本ずつ接続された冷媒供給配管６１および冷媒返戻配管６２が、システム本体２００内の各冷媒配管配設空間２７に延びる。冷媒供給配管６１および冷媒返戻配管６２はフレキシブル配管（ホース）からなっている。冷媒供給配管６１および冷媒返戻配管６２は、その上の段の各検査ユニット３０に対応する位置において、メンテナンス側（背面側）に向かって延び、その上のセルコントロールユニット２５に向けて上方に屈曲し、セルコントロールユニット２５から対応する検査室２４内のチャックトップ３６に接続される（図５参照）。そして、各チラーユニット１２０から冷媒供給配管６１を介して、対応する段の各検査ユニット３０のチャックトップ３６に低温の冷媒が供給され、冷媒返戻配管６２を介して各チラーユニット１２０に戻される。例えば−３０℃の低温検査を行う場合、冷媒としては−３５℃のものを用いる。

このような低温の冷媒を供給する場合には、システムの何れの位置にも結露を生じさせないことが重要であり、そのために以下のような構成を有している。

チラーユニット１２０からシステム本体２００に入るまでの間は、常温の大気雰囲気であるから、表面温度が低いと冷媒供給配管６１および冷媒返戻配管６２の表面に結露が生じる。このため、この間の冷媒供給配管６１および冷媒返戻配管６２には発砲ウレタン等の断熱性の高い断熱材を厚く巻いて表面温度が露点よりも高くなるようにする。

また、配管同士が接触して断熱材が潰れると断熱効果が低下するため、各チラーユニット１２０の４本の冷媒供給配管６１と４本の冷媒返戻配管６２とが接触しないように、図７に示すように、配管をガイドするフレーム６４と、断熱材で覆われた冷媒供給配管６１どうし、冷媒返戻配管どうしを間隔を空けて固定するための配管配列部材６５とを用いる。具体的には、各チラーユニット１２０の４本の冷媒供給配管６１と４本の冷媒返戻配管６２とを分けて、それぞれひとまとめにし、各チラーユニット１２０からこれら配管を垂下させるとともに、その垂直部分において、４本の冷媒供給配管６１および４本の冷媒返戻配管６２を、それぞれ配管配列部材６５で互いに接触しないようにし、その後、フレーム６４によって、これら配管を水平方向に導き、各段に対応する冷媒配管配設空間２７に侵入するようにする。このとき、４本の冷媒供給配管６１および４本の冷媒返戻配管６２が接触して潰れないように、配管の水平部に４本の冷媒供給配管６１および４本の冷媒返戻配管６２が上下に分かれるような２段構造の配管配列部材６６を設ける。また、水平部の途中にも必要に応じて通常の配管配列部材６５を設ける。

配管配列部材６５は、図８に示すように、各配管６１（６２）に対応した三角状に外側に突出する突起部６７ａを４つ有するプレート６７を２つ有し、これらを断熱材６８を介して配管６１（６２）を挟むように構成されている。配管配列部材６６は、配管配列部材６５を２段に連結した構成を有している。

各チラーユニット１２０から延びる４本の冷媒供給配管６１および４本の冷媒返戻配管６２は、システム本体２００の各冷媒配管配設空間２７に挿入される。

システム本体２００は、１２個の検査ユニット３０を有し、搬送系も含めて構造が複雑であるため、その中の全ての領域を低露点環境にすることはできず、本実施形態では、結露を防止するための種々の工夫を凝らしている。

冷媒配管配設空間２７内では省スペース化の観点から、配管に厚く断熱材を巻くことは困難であるため、断熱材の厚さを例えば６ｍｍ程度とし、図９に示すように、冷媒供給配管６１および冷媒返戻配管６２を樹脂製のカバー７０で覆い、カバー７０内には冷媒温度よりも露点温度が低いドライエア、好ましくは露点温度が−４５℃以下、例えば−７０℃のドライエアを適切な流量で供給して、低露点環境を形成する。ドライエアは、図示しないドライエア供給部から配管を介して、冷媒供給部３００側から供給される。

カバー７０は、冷媒配管配設空間２７の長手方向（Ｘ方向）に沿って設けられたにメインカバー７１と、メインカバー７１から４つの検査ユニット３０にそれぞれ対応する位置において、メンテナンス側（背面側）に向かって延びる個別カバー７２とを有する。図１０に示すように、冷媒配管配設空間２７の入口側において４本ずつの冷媒供給配管６１および冷媒返戻配管６２は交互に配置されてメインカバー７１に至り、メインカバー７１から冷媒供給配管６１および冷媒返戻配管６２が１本ずつ、４つの個別カバー７２に順次振り分けられる。

ドライエアは低露点環境を形成して結露を防止するために供給されるが、カバー７０が密閉されているとドライエアがカバー７０内に滞留し、冷媒供給配管６１および冷媒返戻配管６２の表面が低温状態となって結露が生じるため、カバー７０にスリット７３を形成してドライエアがスリット７３から吹き出すようにし、カバー７０内のドライエアの流れを良好にして結露の発生を防ぐようにしている。スリット７３は、カバー７０のメインカバー７１および個別カバー７２の表面に複数形成されており、ドライエアの流れの下流側で数が多くなるようにして、ドライエアの流れを調節するようになっている。

また、冷媒供給配管６１および冷媒返戻配管６２が密集すると、これら配管の間でドライエアの対流が悪くなり結露が生じるため、図１０のように、これら配管は、各検査ユニット３０に向かうものどうしが分散するように設けられ、密集を避けるようになっている。さらに、同じくこれら配管が並列に配置される部分において互いに接触すると、やはりその部分でドライエアの対流が悪くなり結露が生じる。このため、個別カバー７２内では、図１１（ａ）に示すように、冷媒供給配管６１および冷媒返戻配管６２の下に、これら配管に対応した形状の凹部を有するスペーサ用断熱材７５を設けて、冷媒供給配管６１および冷媒返戻配管６２の間に、例えば１０ｍｍ程度のスペースを設け、メインカバー７１内では、図１１（ｂ）に示すように、冷媒供給配管６１および冷媒返戻配管６２の下に、これらの配管の間のスペーサを有するスペーサ用断熱材７７を設けて、冷媒供給配管６１および冷媒返戻配管６２の間に、例えば２．５ｍｍ程度の隙間を設けて、配管の間のドライエアの対流が良好になるようにし、配管の間の対流を確保するようになっている。また、個別カバー７２およびメインカバー７１は樹脂製であり、かつこれらの内側には、それぞれ断熱材７６および７８が設けられている。これにより、カバー７０の表面の結露を防止することができる。また、冷媒供給配管６１および冷媒返戻配管６２と断熱材７６および７８との間を５ｍｍ以上として、個別カバー７２およびメインカバー７１内のドライエアの対流を確保する。

上述したように、冷媒配管配設空間２７のメンテナンス側に至った冷媒供給配管６１および冷媒返戻配管６２は、上方に向かって屈曲し、セルコントロールユニット２５に至る。図１２に示すように、その屈曲部分を、内側に断熱材８１が貼り付けられた樹脂カバー８０で覆うことにより結露を防止している。

上述した上段検査空間１２ａ、中段検査空間１２ｂ、下段検査空間１２ｃは、それぞれ分離され独立した空間となっており、これら空間に冷媒温度よりも露点温度が低いドライエアが供給され、これにより検査室２４およびセルコントロールユニット２５は低露点環境になる。ドライエアは、セルコントロールユニット２５からドライエアチューブ（図示せず）を介して樹脂カバー８０に所定流量でパージされ、外部へ排出される。

冷媒配管配設空間２７を出た後の冷媒供給配管６１および冷媒返戻配管６２は、チャックトップ３６に導くために、途中で固定された金具継手８２に接続される（１個のみ図示）。この金具継手８２は、低露点環境のセルコントロールユニット２５内に設けられる。これにより、金具継手８２の結露を生じ難くすることができる。ただし、金具継手８２は樹脂固定されるが、低温状態の金具継手８２から樹脂を介して、その周りの部品（カバー、ネジ等）が結露するおそれがあるので、固定部を含めて金具継手８２は断熱材カバー８３で覆われている。符号８４はスペーサである。

金具継手８２以降の冷媒供給配管６１および冷媒返戻配管６２は、セルコントロールユニット２５から検査室２４に至り、検査ユニット３０のチャックトップ３６に接続される。このとき、検査室２４およびセルコントロールユニット２５は低露点環境であり、ドライエアは対流しているため、チャックトップ３６およびその他の部材には結露は生じない。

制御部９０は、基本的にはコンピュータからなり、検査システム１００を構成する各構成部、例えば、各検査ユニット３０のテスタ３１、真空吸着機構、アライナー２８、搬送機構２２、チラーユニット１２０、ドライエアの供給等を制御する、ＣＰＵを有する主制御部と、入力装置（キーボード、マウス等）、出力装置（プリンタ等）、表示装置（ディスプレイ等）、記憶装置（記憶媒体）を有している。制御部９０の主制御部は、例えば、記憶装置に内蔵された記憶媒体、または記憶装置にセットされた記憶媒体に記憶された処理レシピに基づいて、検査システム１００に所定の動作を実行させる。

このように構成される検査システム１００においては、冷媒供給部３００のチラーユニット１２０から、システム本体２００の各検査ユニット３０のチャックトップ３６に、冷媒を供給してチャックトップ３６表面を例えば−３０℃とし、低温環境でのウエハＷの電気的検査を行う。

システム本体２００においては、ローダ部１３の載置台１９上に載置されたＦＯＵＰ１８から搬送機構２２によりウエハＷを各検査ユニット３０に搬送し、電気的検査が行われ検査後のウエハＷは搬送装置２２によりＦＯＵＰ１８に戻されるという動作が同時並行的に連続して行われる。

従来は、このような複数の検査ユニット３０のチャックトップ３６に対し、冷媒配管を介して冷媒を供給するという発想はなく、従来の単体の検査装置（プローバ）の延長線上で外部からチャックトップ３６に冷媒配管を直接接続することが考えられたが、多数の冷媒配管を外部からチャックトップ３６に冷媒配管を直接接続すると、メンテナンス性に支障が生じてしまう。また、複数の検査ユニットを有する検査システムは、構造が複雑であるため、結露対策が難しく、また冷媒配管の這い回しのスペースが必要となり省スペースを図ることが困難であった。

これに対し、本実施形態では、冷媒供給部３００のチラーユニット１２０からシステム本体２００に導入される冷媒配管である冷媒供給配管６１および冷媒返戻配管６２を、各段の検査室２４の下に設けられた専用の冷媒配管配設空間２７に這い回してそれぞれ各検査室２４内の検査ユニット３０におけるチャックトップ３６に接続するようにしたので、メンテナンス性に支障を生じることなくチャックトップ３６に冷媒を供給することができる。また、専用空間である冷媒配管配設空間２７に冷媒供給配管６１および冷媒返戻配管６２を配設するので、他の部材は存在せず、結露対策を行いやすい。また、冷媒供給配管６１および冷媒返戻配管６２を様々な機器が存在する部分に這い回す必要がなく、かつ、冷媒配管配設空間２７は冷媒配管が配設できればよく、スペースを小さくすることができるので、省スペース化に資することができる。

また、冷媒配管配設空間２７において、冷媒供給配管６１および冷媒返戻配管６２に省スペース化を妨げない程度の厚さの断熱材を巻き、これらをメインカバー７１および個別カバー７２からなるカバー７０で覆い、その中に冷媒温度よりも露点温度が低いドライエアを供給して対流させて低露点環境としつつ、冷媒供給配管６１および冷媒返戻配管６２をメンテナンス側の各検査室２４に対応する位置まで導くようにしたので、冷媒配管配設空間２７において、冷媒供給配管６１および冷媒返戻配管６２の表面温度を露点以上にすることができ、これら配管の表面に結露を生じ難くすることができる。

このとき、カバー７０内が狭いので、ドライエアの流れが悪くなって、冷媒供給配管６１および冷媒返戻配管６２の表面が低温になることにより結露するおそれがある。これに対し、カバー７０にスリット７３を設けてドライエアを外部に排出することによりカバー７０内のドライエアの流れが良好になるようにしたので、これら配管表面の結露をより有効に防止することができる。

さらに、メインカバー７１内の複数の冷媒供給配管６１および冷媒返戻配管６２のうち、各検査ユニット３０に向かうものどうしを分散して設け、密集を避けるとともに、冷媒供給配管６１および冷媒返戻配管６２をスペーサ用断熱材７５，７７の上に配置して、これら配管の間にスペースを形成したので、これら配管の間にドライエアが滞留して結露が生じることも防止することができる。さらに、カバー７０を樹脂製とし、その内側に断熱材を設けたので、カバー７０の表面温度の低下を抑制し、カバー７０表面の結露を防止することができる。

さらにまた、各検査室２４のメンテナンス側（背面側）にその中の検査ユニット３０の種々のコントロールを行うエレキ機器およびエア／バキューム機器を収納したセルコントロールユニット２５を設け、検査室２４とセルコントロールユニット２５とを連通させ、これらの領域にも冷媒の温度よりも露点温度が低いドライエアを供給して低露点環境とするので、セルコントロールユニット２５内の機器の結露が防止され、また、チャックトップ３６上のウエハＷの搬送時に、たとえ大気が侵入したとしてもこれらの機器の結露を防止することができる。また、冷媒供給配管６１および冷媒返戻配管６２の金具継手８２を低露点環境下のセルコントロールユニット２５内に設け、金具継手８２をその固定部を含めて断熱材カバー８３で覆ったので、金具継手８２およびその周りの部材（カバー、ネジ等）が結露することを防止することができる。

さらにまた、搬送機構２２は搬送アーム５１をカバー部材５４で覆い、予めカバー部材５４の搬送口５４ａを遮蔽壁（図示せず）で遮蔽した状態でカバー部材５４内にも低露点温度のドライエアを供給して低露点環境としてからシャッター２６を開けて枠状部材５５を検査室２４の搬送口２４ａの周囲部分に密着させた状態で検査ユニット３０のチャックトップ３６に対するウエハＷとの間で授受するので、ウエハＷ搬送の際にもチャックトップの結露を防止することができる。また、ウエハＷの授受の際にたとえ検査室２４およびセルコントロールユニット２５内に大気が侵入しても、これら内部の低露点環境には大きな影響を及ぼさない。

さらにまた、冷媒供給部３００とシステム本体２００との間の冷媒供給配管６１と冷媒返戻配管６２は、発泡ウレタン等の断熱性の高い断熱材を厚く巻いて表面温度が露点よりも高くなるようにし、かつ、これら配管をガイドするフレーム６４、および配管を間隔を空けて固定するための配管配列部材６５、２段構造で配管を固定する配管配列部材６６により、これら配管が接触して断熱材が潰れることによる断熱効果の低減を防止するので、冷媒供給部３００とシステム本体２００との間においても冷媒供給配管６１と冷媒返戻配管６２の結露を防止することができる。

なお、本発明は上記実施の形態に限定されることなく、本発明の思想の範囲内において種々変形可能である。
例えば、上記実施の形態では、システム本体の冷媒配管配設空間を、検査室が配列された各段の下に配設したが、これに限らず、各段の上に設けてもよい。

また、上記実施の形態では、１段の検査室の数を４とし、高さ方向の段数を３段とした例を示したが、これに限定されるものではなく、検査システムの配置スペースに応じて適宜の段数とすればよい。

さらに、上記実施の形態では、搬送機構として搬送アームを覆うカバー部材を設け、搬送アームによりウエハを検査室内のチャックトップに対してウエハを授受する際にカバー部材の内部をドライエアによる低露点環境下にすることが可能な構成としたが、カバー部材を設けずに、大気雰囲気でウエハを搬送するようにしてもよい。このような場合でも検査室等の低露点環境に大きな影響を受けることなく、結露を有効に防止することができる。

１２；検査部
１２ａ；上段検査空間
１２ｂ；中段検査空間
１２ｃ；下段検査空間
１３；ローダ部
１４；搬入出部
１８；ＦＯＵＰ
２２；搬送機構
２３；搬送室
２４；検査室
２５；セルコントロールユニット
２６；シャッター
２７；冷媒配管配設空間
５１；搬送アーム
５４；カバー部材
６０；冷媒配管群
６１；冷媒供給配管
６２；冷媒返戻配管
６４；フレーム
６５，６６；配管配列部材
７０；カバー
７３；スリット
７５，７７；スペーサ用断熱材
７６，７８，８１；断熱材
８２；金具継手
８３；断熱材カバー
９０；制御部
１００；検査システム
１２０；チラーユニット
２００；システム本体
３００；冷媒供給部
Ｗ；ウエハ

Claims

ステージ上の被検査体の電気的検査を行う検査ユニットを収容する検査室を複数備え、前記検査室を水平方向の一方向に複数配列した検査空間を垂直方向に複数段有する検査部と、前記検査部の前記検査ユニットの前記ステージに対して被検査体の授受を行うローダ部とを有するシステム本体と、
前記ステージに冷媒を供給する冷媒供給部とを備え、
前記ステージ上の被検査体に対して低温環境での検査を行う検査システムであって、
前記システム本体は、前記各検査空間に対応して前記各検査空間の上または下に設けられ、前記冷媒供給部から延びる複数の冷媒配管が配設される複数の冷媒配管配設空間をさらに有し、
前記各冷媒配管配設空間内で、前記冷媒配管がそれぞれ対応する前記検査室に向かうように配設されていることを特徴とする検査システム。
前記冷媒配管の周囲には断熱材が巻かれていることを特徴とする請求項１に記載の検査システム。
前記システム本体は、前記各冷媒配管配設空間内に、前記複数の冷媒配管を覆うように設けられたカバーを有し、前記カバー内に冷媒温度よりも露点温度が低いドライエアが供給され、前記カバー内が低露点環境とされることを特徴とする請求項２に記載の検査システム。
前記カバーは、スリットを有し、前記スリットから前記ドライエアを吹き出させることを特徴とする請求項３に記載の検査システム。
前記カバーは、前記冷媒供給部側から前記冷媒配管配設空間内に挿入された前記複数の冷媒配管を前記冷媒配管配設空間の長手方向に沿って導くメインカバーと、前記メインカバー内の複数の冷媒配管からそれぞれ対応する前記各検査空間の前記各検査空間に向かう前記冷媒配管を覆う複数の個別カバーとを有することを特徴とする請求項３または請求項４に記載の検査システム。
前記冷媒配管配設空間内において、前記複数の冷媒配管は、前記各検査ユニットに向かうものどうしが分散するように設けられていることを特徴とする請求項５に記載の検査システム。
前記冷媒配管配設空間内において、前記複数の冷媒配管は、隣接するものどうしがスペーサ用断熱材により間隔を空けて配設されていることを特徴とする請求項５または請求項６に記載の検査システム。
前記冷媒配管は、冷媒を前記ステージに供給する冷媒供給配管と、冷媒を前記ステージから前記冷媒供給部に返戻する冷媒返戻配管とを有し、前記メインカバー内において前記冷媒供給配管と前記冷媒返戻配管とが交互に配置され、前記メインカバーから前記冷媒供給配管および前記冷媒返戻配管が１本ずつ、前記各個別カバーに順次振り分けられ、前記スペーサ用断熱材は、前記メインカバー内の隣接する前記冷媒供給配管と前記冷媒返戻配管との間、および前記個別カバー内の前記冷媒供給配管と前記冷媒返戻配管との間の間隔を空けるように設けられることを特徴とする請求項７に記載の検査システム。
前記カバーは樹脂製であり、その内側に断熱材が設けられていることを特徴とする請求項３から請求項８のいずれか１項に記載の検査システム。
前記複数の検査空間には低露点温度のドライエアが供給され前記複数の検査室は低露点環境となっており、前記各段の前記冷媒配管配設空間において、前記冷媒配管は、前記ローダ部側とは反対側の背面側に延び、前記背面側から対応する前記検査室に侵入し、前記ステージに接続されることを特徴とする請求項１から請求項９のいずれか１項に記載の検査システム。
前記検査室の背面に、前記検査ユニットの制御機器が配置されたコントロールユニットが前記検査室と連通して設けられ、前記コントロールユニット内もドライエアが供給された低露点環境とされ、前記冷媒配管は、前記冷媒配管配設空間から前記コントロールユニットを介して前記検査室内の前記ステージに接続されることを特徴とする請求項１０に記載の検査システム。
前記冷媒配管の前記冷媒配管配設空間から前記コントロールユニットに至る部分は、内側に断熱材が設けられた樹脂製のカバーで覆われていることを特徴とする請求項１１に記載の検査システム。
前記冷媒配管は、前記冷媒配管配設空間から出た後、固定された金具継手で接続され、前記金具継手は、低露点環境の前記コントロールユニット内に設けられ、前記金具継手は、固定部を含めて断熱材カバーで覆われていることを特徴とする請求項１１または請求項１２に記載の検査システム。
前記各検査室の前記ローダ部側にはシャッターが設けられ、前記ローダ部の搬送機構により前記ステージに対して被検査体を授受する際のみに前記シャッターが開放されることを特徴とする請求項１０から請求項１３いずれか１項に記載の検査システム。
前記搬送機構は、被検査体を搬送する回転可能な搬送アームと、前記搬送アームを覆い、かつ被検査体の搬送口を有し、前記搬送アームとともに回転可能なカバー部材と、前記カバー部材の外側に設けられ前記搬送口を遮蔽する遮蔽壁を有し、前記カバー部材を回転させて前記搬送口を前記遮蔽壁で遮蔽した状態で、前記カバー部材内に低露点温度のドライエアを供給してその中を低露点環境としてから、前記搬送口を前記検査室の搬送口に対応させ、前記シャッターを開けて前記搬送アームと前記ステージとの間で被検査体の授受を行うことを特徴とする請求項１４に記載の検査システム。
前記複数の冷媒配管の前記冷媒供給部から前記システム本体に至るまでの間の部分には、前記断熱材として、常温の大気雰囲気でその表面に結露が生じない程度の厚さの断熱材が巻かれており、前記冷媒配管同士が接触して断熱材が潰れないように、前記冷媒配管をガイドするフレーム、および前記冷媒配管を間隔を空けて固定するための配管配列部材が設けられていることを特徴とする請求項２から請求項９、および請求項１２のいずれか１項に記載の検査システム。
複数の前記冷媒配管配設空間は、複数の前記検査空間と同じ数設けられ、前記各検査空間の下にそれぞれに対応するように前記各冷媒配管配設空間が配置されることを特徴とする請求項１から請求項１６のいずれか１項に記載の検査システム。