KR102411760B1 - 웨이퍼 검사 장치 - Google Patents

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KR102411760B1
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히로키 호사카
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도쿄엘렉트론가부시키가이샤
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Abstract

일 실시 형태의 웨이퍼 검사 장치는, 높이 방향 및 가로 방향으로 배열된 복수의 검사부를 갖는 웨이퍼 검사 장치로서, 가로 방향으로 배열된 복수의 검사부를 포함하는 순환 영역의 긴 방향의 양 단부에, 상기 순환 영역 내의 공기를 순환시키는 한 쌍의 공기 순환 수단이 배치되어 있다.

Description

웨이퍼 검사 장치
본 발명은, 웨이퍼 검사 장치에 관한 것이다.
종래로부터, 클린 룸이나 반도체 제조 장치의 내부라고 하는 청정도가 요구되는 개소에 팬 필터 유닛(FFU)을 설치하여, 내부 환경을 청정화하는 것이 행하여지고 있다. 또한, 프로버 장치 등의 검사 장치에 있어서도, 저온 검사의 요구에 의해, 검사부의 내부의 공기를, FFU를 거쳐서 순환시키는 기술이 이용되게 되었다(예컨대, 특허문헌 1 참조).
또한, 최근, 검사 공정의 스루풋 향상의 관점으로부터, 높이 방향 및 가로 방향으로 복수의 검사부가 배열된 웨이퍼 검사 장치가 개발되어 있다(예컨대, 특허문헌 2 참조).
특허문헌 1 : 일본 특허 공개 2015-144155호 공보 특허문헌 2 : 일본 특허 공개 2014-075420호 공보
그렇지만, 높이 방향 및 가로 방향으로 복수의 검사부가 배열된 웨이퍼 검사 장치에 있어서는, 검사부마다 FFU를 설치하고자 하면 많은 설치 스페이스가 필요하게 된다. 또한, FFU마다 제어계 등을 준비할 필요가 있기 때문에 번잡해진다.
그래서, 본 발명에서는, 높이 방향 및 가로 방향으로 복수의 검사부가 배열된 웨이퍼 검사 장치에 있어서, 스페이스를 절약하고 또한 효과적으로 검사부의 내부의 청정도를 유지하는 것이 가능한 웨이퍼 검사 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기 목적을 달성하기 위해, 본 발명의 일 태양과 관련되는 웨이퍼 검사 장치는, 높이 방향 및 가로 방향으로 배열된 복수의 검사부를 갖는 웨이퍼 검사 장치로서, 가로 방향으로 배열된 복수의 검사부를 포함하는 순환 영역의 긴 방향의 양 단부에, 상기 순환 영역 내의 공기를 순환시키는 한 쌍의 공기 순환 수단이 배치되어 있다.
개시된 웨이퍼 검사 장치에 의하면, 높이 방향 및 가로 방향으로 복수의 검사부가 배열된 웨이퍼 검사 장치에 있어서, 스페이스를 절약하고 또한 효과적으로 검사부의 내부의 청정도를 유지할 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시 형태와 관련되는 웨이퍼 검사 장치의 일례를 나타내는 개략 단면도이다.
도 2는 도 1에 있어서의 일점쇄선 A-A에 있어서 절단한 단면도이다.
도 3은 공기 순환 수단의 일례를 나타내는 도면이다.
도 4는 메인터넌스 때의 공기 순환 수단의 상태의 일례를 나타내는 도면이다.
도 5는 메인터넌스 때의 공기 순환 수단의 상태의 다른 예를 나타내는 도면이다.
도 6은 파티클 측정점을 설명하기 위한 도면이다.
이하, 본 발명을 실시하기 위한 형태에 대하여 도면을 참조하여 설명한다. 또, 본 명세서 및 도면에 있어서, 실질적으로 동일한 구성에 대해서는, 동일한 부호를 부여하는 것에 의해 중복된 설명을 생략한다.
[웨이퍼 검사 장치]
본 발명의 실시 형태와 관련되는 웨이퍼 검사 장치는, 높이 방향 및 가로 방향으로 복수의 검사부를 탑재하고, 이들 검사부가 독립적으로 동시에 웨이퍼를 검사하여, 고속의 로트 처리가 가능한 웨이퍼 일괄 테스트 시스템이다. 또한, 가로 방향으로 배열된 복수의 검사부를 포함하는 순환 영역의 긴 방향의 양 단부에 한 쌍의 공기 순환 수단을 배치함으로써, 순환 영역 내의 공기를 순환시켜, 스페이스를 절약하고 또한 효과적으로 검사부의 내부의 청정도를 유지한다.
도 1은 본 발명의 실시 형태와 관련되는 웨이퍼 검사 장치의 일례를 나타내는 개략 단면도이다. 도 2는 도 1에 있어서의 일점쇄선 A-A에 있어서 절단한 단면도이다.
도 1 및 도 2에 나타내어지는 바와 같이, 웨이퍼 검사 장치(10)는, 검사실(11)을 구비한다. 검사실(11)은, 검사 영역(12)과, 반출입 영역(13)과, 반송 영역(14)을 갖는다. 또, 검사 영역(12) 및 반송 영역(14)이 순환 영역 P를 구성한다.
검사 영역(12)은, 웨이퍼 W에 형성된 각 반도체 디바이스의 전기 특성의 검사를 행하는 영역이고, 복수의 검사부를 갖는다. 검사 영역(12)에는, 복수의 검사부에 대응하여, 복수의 웨이퍼 검사용의 인터페이스로서의 테스터(15)가 배치된다. 구체적으로, 검사 영역(12)은 수평으로 배열된 복수의 테스터(15)로 이루어지는 테스터 열의 다단 구조, 예컨대 3단 구조를 갖고, 테스터 열의 각각에 대응하여 1개의 테스터측 카메라(16)가 배치된다. 각 테스터측 카메라(16)는 대응하는 테스터 열을 따라 수평으로 이동하고, 테스터 열을 구성하는 각 테스터(15)의 앞에 위치하여 반송 스테이지(18)가 반송하는 웨이퍼 W 등의 위치를 확인한다.
반출입 영역(13)은, 검사실(11)에 대한 웨이퍼 W의 반출입을 행하는 영역이다. 반출입 영역(13)은, 복수의 수용 공간(17)으로 구획되어 있다. 각 수용 공간(17)에는, 복수의 웨이퍼 W를 수용하는 용기인 FOUP를 받아들이는 포트(17a), 웨이퍼 W의 위치 맞춤을 행하는 얼라이너(17b), 프로브 카드가 반출입되는 로더(17c), 웨이퍼 검사 장치(10)의 각 부의 동작을 제어하는 컨트롤러(17d)가 배치된다. 컨트롤러(17d)는, 제어 수단의 일례이다.
반송 영역(14)은, 검사 영역(12) 및 반출입 영역(13)의 사이에 마련된 영역이다. 반송 영역(14)에는, 반송 영역(14)뿐만 아니라 검사 영역(12)이나 반출입 영역(13)으로도 이동이 자유로운 반송 스테이지(18)가 배치된다. 반송 스테이지(18)는, 반출입 영역(13)의 포트(17a)로부터 웨이퍼 W를 받아 각 테스터(15)에 반송함과 아울러, 반도체 디바이스의 전기 특성의 검사가 종료된 웨이퍼 W를 각 테스터(15)로부터 포트(17a)에 반송한다.
순환 영역 P의 긴 방향(도면 중의 X 방향)의 양 단부에는, 순환 영역 P 내의 공기를 순환시키는 한 쌍의 공기 순환 수단(20)이 배치되어 있다. 한 쌍의 공기 순환 수단(20)은, 도 2에 나타내어지는 바와 같이, 높이 방향으로 복수 형성된 순환 영역 P마다 배치되어 있다. 도시의 예에서는, 높이 방향으로 3개의 순환 영역 P가 형성되어 있고, 각각의 순환 영역 P에 한 쌍의 공기 순환 수단(20)이 배치되어 있다.
도 3은 공기 순환 수단(20)의 일례를 나타내는 도면이다. 도 3에 나타내어지는 바와 같이, 한 쌍의 공기 순환 수단(20)은, 순환 영역 P의 긴 방향의 일단에 마련된 공기 순환 수단(20a)과, 순환 영역 P의 긴 방향의 타단에 마련된 공기 순환 수단(20b)을 포함한다. 공기 순환 수단(20a)은, 팬 필터 유닛(FFU)(21a), 흡인 팬(22a), 덕트(23a), 및 브래킷(24a)을 갖는다. 공기 순환 수단(20b)은, FFU(21b), 흡인 팬(22b), 덕트(23b), 및 브래킷(24b)을 갖는다.
FFU(21a, 21b)는, 각각 덕트(23a, 23b)로부터의 공기를 통과시켜 방진하는 필터와, 필터로 방진된 청정 공기를 순환 영역 P 내에 분출하는 분출 팬을 포함한다. FFU(21a) 및 FFU(21b)는, 순환 영역 P의 대각선 상에 위치하도록 마련되어 있다. FFU(21a, 21b)는, 컨트롤러(17d)에 의해, 분출 팬의 회전수가 제어됨으로써, 순환 영역 P 내에 분출하는 청정 공기의 풍량이 조정된다. 순환 영역 P 내에 분출하는 청정 공기의 풍량은, 예컨대 순환 영역 P의 크기 등에 따라 정해진다. 또한, 컨트롤러(17d)는, 복수의 검사부의 동작 상태에 따라, FFU(21a, 21b)로부터 순환 영역 P 내에 분출하는 청정 공기의 풍량을 자동적으로 제어하더라도 좋다.
흡인 팬(22a, 22b)은, 순환 영역 P 내로부터 공기를 흡인한다. 흡인 팬(22a) 및 흡인 팬(22b)은, 순환 영역 P의 대각선 상에 위치하도록 마련되어 있다. 흡인 팬(22a, 22b)에 의해 순환 영역 P 내로부터 흡인된 공기는, 각각 덕트(23a, 23b)에 보내어진다. 흡인 팬(22a, 22b)을 마련함으로써, 순환 영역 P 내의 공기를 덕트(23a, 23b) 내에 효율적으로 보낼 수 있으므로, 순환 영역 P 내의 공기를 효율적으로 순환시킬 수 있다. 또, FFU(21a, 21b)만으로 순환 영역 P 내의 공기를 효율적으로 순환시킬 수 있으면, 흡인 팬(22a, 22b)을 마련하지 않더라도 좋다.
덕트(23a, 23b)는, 각각 한쪽의 단부가 FFU(21a, 21b)에 접속되고, 다른 쪽의 단부가 흡인 팬(22a, 22b)에 접속되어 있다. 덕트(23a, 23b)는, 각각 흡인 팬(22a, 22b)이 흡인한 공기를 FFU(21a, 21b)에 보낸다.
FFU(21a, 21b) 및 흡인 팬(22a, 22b)을 동작시키는 것에 의해, 도 3의 지면 반시계방향의 공기의 순환 경로 R이 형성된다. 즉, 한 쌍의 공기 순환 수단(20)은, 높이 방향(도면 중의 Z 방향)을 회전축으로 한 회전 방향으로 공기의 순환 경로 R을 형성한다.
또한, 순환 영역 P에는, 공기의 이슬점을 저하시키는 건조 공기(드라이 에어)를, 순환 영역 P의 복수의 개소에 공급 가능한 건조 공기 공급 수단(30)이 마련되어 있다. 건조 공기 공급 수단(30)은, 복수의 건조 공기 공급 노즐(31)을 갖고, 각각의 건조 공기 공급 노즐(31)로부터 소정(예컨대 60L/min)의 풍량의 건조 공기를 순환 영역 P 내에 공급 가능하게 되어 있다. 건조 공기 공급 노즐(31)에는, 복수(예컨대 5개)의 토출 구멍이 형성되어 있다. 또, 도시의 예에서는, 5개의 건조 공기 공급 노즐(31)이 순환 경로 R을 따라 소정의 간격을 갖고 마련되어 있다.
또한, 순환 영역 P의 내부에는, 이슬점 센서(40)가 마련되어 있더라도 좋다. 컨트롤러(17d)는, 이슬점 센서(40)에 의해 검출되는 검출치에 근거하여, FFU(21a, 21b) 및/또는 흡인 팬(22a, 22b)을 제어함으로써, 순환 영역 P 내에 분출하는 청정 공기의 풍량을 조정하더라도 좋다. 또한, 컨트롤러(17d)는, 이슬점 센서(40)에 의해 검출되는 검출치에 근거하여, 건조 공기 공급 수단(30)으로부터 순환 영역 P 내에 공급하는 건조 공기의 풍량을 조정하더라도 좋다. 또, 도시의 예에서는, 2개의 이슬점 센서(40)가 마련되어 있지만, 이슬점 센서(40)는 1개이더라도 좋고, 3개 이상이더라도 좋다.
이와 같이 웨이퍼 검사 장치(10)에서는, 순환 영역 P 내에 건조 공기를 공급함과 아울러, 순환 영역 P 내의 공기를 순환시킴으로써, 순환 영역 P 내를 저온(예컨대 -40도 이하의 이슬점 온도)으로, 또한 청정한 환경(예컨대 클래스 1000, 클래스 100)으로 유지할 수 있다. 그리고, 저온으로 또한 청정한 환경으로 유지된 순환 영역 P 내에서, 각 테스터(15)가 웨이퍼 W의 각 반도체 디바이스에 전기 신호를 인가하여 전기 특성을 검사한다. 이때, 반송 스테이지(18)가 하나의 테스터(15)로 향하여 웨이퍼 W를 반송하고 있는 동안에, 다른 테스터(15)는 다른 웨이퍼 W의 각 반도체 디바이스의 전기 특성을 검사할 수 있다. 그 때문에, 웨이퍼 W의 검사 효율을 향상시킬 수 있다.
도 4는 메인터넌스 때의 공기 순환 수단(20)의 상태의 일례를 나타내는 도면이다. 도 4에서는, 한쪽의 공기 순환 수단(20a)을 열고 메인터넌스를 행할 때의 상태를 나타내고 있다. 도 4에 나타내어지는 바와 같이, 공기 순환 수단(20a)은, 순환 영역 P를 개폐가 자유롭게 밀봉한다. 구체적으로는, 웨이퍼 검사 장치(10)의 동작 때 등의 통상 때에는, 공기 순환 수단(20a)은 순환 영역 P의 단부에 형성된 개구를 밀봉한다. 한편, 웨이퍼 검사 장치(10)의 메인터넌스 때에는, 공기 순환 수단(20a)은, 높이 방향을 회전축으로 하여, FFU(21a), 흡인 팬(22a), 및 덕트(23a)를 회전시킨다. 이것에 의해, 순환 영역 P의 단부에 형성된 개구가 열린다. 이것에 의해, 용이하게 순환 영역 P 내의 메인터넌스를 실시할 수 있다.
도 5는 메인터넌스 때의 공기 순환 수단(20)의 상태의 다른 예를 나타내는 도면이다. 도 5에서는, 다른 쪽의 공기 순환 수단(20b)을 열고 메인터넌스를 행할 때의 상태를 나타내고 있다. 도 5에 나타내어지는 바와 같이, 공기 순환 수단(20b)은, 순환 영역 P를 개폐가 자유롭게 밀봉한다. 구체적으로는, 웨이퍼 검사 장치(10)의 동작 때 등의 통상 때에는, 공기 순환 수단(20b)은 순환 영역 P의 단부에 형성된 개구를 밀봉한다. 한편, 웨이퍼 검사 장치(10)의 메인터넌스 때에는, 공기 순환 수단(20b)은, 흡인 팬(22b)을 회전시키는 일 없이, 높이 방향을 회전축으로 하여, FFU(21b), 및 덕트(23b)의 일부를 회전시킨다. 이것에 의해, 순환 영역 P의 단부에 형성된 개구의 일부가 열린다. 이것에 의해, 용이하게 순환 영역 P 내의 메인터넌스를 실시할 수 있다. 도 5의 예에서는, 통상 때 및 메인터넌스 때에 흡인 팬(22b)을 회전시키는 일이 없으므로, 회전 반경을 작게 할 수 있다. 그 때문에, 순환 영역 P의 단부의 근방에 칠러 배관 등이 설치되어 있는 경우에도, 공기 순환 수단(20b)이 칠러 배관 등과 간섭하는 것을 방지할 수 있다.
[실시예]
다음으로, 본 발명의 실시 형태와 관련되는 웨이퍼 검사 장치(10)의 효과를 확인하기 위한 실시예에 대하여 설명한다. 도 6은 파티클 측정점을 설명하기 위한 도면이다.
실시예에서는, 웨이퍼 검사 장치(10)의 순환 영역 P 내의 파티클 수를, 입자 계수기(파티클 카운터)를 이용하여 측정했다. 구체적으로는, 웨이퍼 검사 장치(10)를 정지시킨 상태(이하 "정지 상태"라고도 한다), 및 웨이퍼 검사 장치(10)를 동작시킨 상태(이하 "동작 상태"라고도 한다)의 각각에 있어서, 도 6에 나타내어지는 A, B, C, D의 4개소의 파티클 수를 측정했다. 동작 상태는, 웨이퍼의 검사를 실행하고 있는 상태, 웨이퍼를 반송하고 있는 상태 등을 포함한다.
정지 상태 및 동작 상태의 각각에 있어서, A, B, C, D의 개소에서 파티클 수를 측정한 결과, 정지 상태에서는, 어느 개소에 있어서도, 클래스 100의 공기 중 파티클 농도 한계 기준을 만족시키고 있었다. 또한, 동작 상태에서는, 어느 개소에 있어서도, 클래스 1000의 공기 중 파티클 농도 한계 기준을 만족시키고 있었다.
이상, 본 발명을 실시하기 위한 형태에 대하여 설명했지만, 상기 내용은, 발명의 내용을 한정하는 것이 아니고, 본 발명의 범위 내에서 다양한 변형 및 개량이 가능하다.
상기의 실시 형태에서는, 높이 방향으로 3단, 가로 방향으로 4개의 검사부가 배열된 웨이퍼 검사 장치(10)를 예로 들어 설명했지만, 이것으로 한정되지 않고, 높이 방향의 단수는 1단 이상이면 되고, 가로 방향의 수는 2개 이상이면 된다.
본 국제 출원은, 2017년 4월 24일에 출원한 일본 특허 출원 제 2017-085424호에 근거하는 우선권을 주장하는 것이고, 그 출원의 모든 내용을 본 국제 출원에 원용한다.
10 : 웨이퍼 검사 장치
11 : 검사실
12 : 검사 영역
13 : 반출입 영역
14 : 반송 영역
17d : 컨트롤러
20, 20a, 20b : 공기 순환 수단
21a, 21b : FFU
22a, 22b : 흡인 팬
30 : 건조 공기 공급 수단
31 : 건조 공기 공급 노즐
40 : 이슬점 센서
P : 순환 영역
R : 순환 경로

Claims (10)

  1. 높이 방향 및 가로 방향으로 배열된 복수의 검사부를 갖는 웨이퍼 검사 장치로서,
    가로 방향으로 배열된 복수의 검사부를 포함하는 순환 영역의 긴 방향의 양 단부에, 상기 순환 영역 내의 공기를 순환시키는 한 쌍의 공기 순환 수단이 배치되어 있고,
    상기 공기 순환 수단은, 상기 순환 영역을 개폐가 자유롭게 밀봉하는
    웨이퍼 검사 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 한 쌍의 공기 순환 수단은, 상기 순환 영역마다 배치되어 있는 웨이퍼 검사 장치.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 한 쌍의 공기 순환 수단은, 높이 방향을 회전축으로 한 회전 방향으로 공기의 순환 경로를 형성하는 웨이퍼 검사 장치.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 공기 순환 수단은, 상기 순환 영역 내에 청정 공기를 분출하는 팬 필터 유닛을 포함하고,
    상기 한 쌍의 공기 순환 수단 중, 한쪽의 공기 순환 수단의 상기 팬 필터 유닛과 다른 쪽의 공기 순환 수단의 상기 팬 필터 유닛이 대각선 상에 위치하는
    웨이퍼 검사 장치.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 공기 순환 수단은, 상기 순환 영역 내로부터 공기를 흡인하는 흡인 팬을 포함하고,
    상기 한 쌍의 공기 순환 수단 중, 한쪽의 공기 순환 수단의 상기 흡인 팬과 다른 쪽의 공기 순환 수단의 상기 흡인 팬이 대각선 상에 위치하는
    웨이퍼 검사 장치.
  6. 삭제
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 순환 영역 내에 상기 순환 영역의 공기의 이슬점을 저하시키는 건조 공기를 공급하는 건조 공기 공급 수단을 갖는 웨이퍼 검사 장치.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 순환 영역은, -40도 이하의 이슬점 온도로 유지할 수 있는 웨이퍼 검사 장치.
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 공기 순환 수단의 동작을 제어하는 제어 수단을 갖고,
    상기 제어 수단은, 상기 검사부의 동작 상태에 따라, 상기 공기 순환 수단으로부터 상기 순환 영역에 분출되는 상기 공기의 풍량을 제어하는
    웨이퍼 검사 장치.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 순환 영역에는 이슬점 센서가 마련되어 있고,
    상기 제어 수단은, 상기 이슬점 센서의 검출치에 근거하여, 상기 공기 순환 수단으로부터 상기 순환 영역에 분출되는 상기 공기의 풍량을 제어하는
    웨이퍼 검사 장치.
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