JP3820226B2

JP3820226B2 - Semiconductor wafer inspection equipment

Info

Publication number: JP3820226B2
Application number: JP2003013765A
Authority: JP
Inventors: 正幸涌井; 一範浅沼; 由美夫中村; 克和江澤
Original assignee: Orion Machinery Co Ltd; Panasonic Corp; Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Orion Machinery Co Ltd; Panasonic Corp; Panasonic Holdings Corp
Priority date: 2003-01-22
Filing date: 2003-01-22
Publication date: 2006-09-13
Anticipated expiration: 2023-01-22
Also published as: JP2004228313A

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真空接続機構により自動で接続され、ウェーハカセットに対する真空吸引が行われる。
【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、このような半導体ウェーハ用検査装置では、ウェーハカセットのコンタクタに備えるプローブ端子を、半導体ウェーハ上の電極に一括して接触させ、半導体ウェーハに対する各種検査を行う。また、このプローブ端子は、ウェーハカセットに設けたコネクタ（一側コネクタ）に接続されるとともに、この一側コネクタは、ウェーハカセットが検査装置本体に収容された際に、検査装置本体に設けたコネクタ（他側コネクタ）に接続される。
【０００６】
一方、ウェーハの種類によっては、検査時に、ウェーハトレイを通してウェーハの裏面に電圧を印加する場合がある。この場合、上記コネクタを利用することはできず、ウェーハカセットの外面に電気的接点を接触させるなどの別途の電気的接続構造を追加する必要がある。しかし、このような構造を採用した場合には、配設スペースの確保に加え、部品及び製造に係わるコストアップを招くとともに、接続の確実性及び正確性を確保しくいなどの不具合を招いてしまう。
【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、ウェーハカセットの外面に対する電気的接続構造を追加する際における配設スペースの確保を不要にするとともに、部品及び製造に係わるコストアップを招くことなく接続の確実性及び正確性を確保できる半導体ウェーハ用検査装置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を備える半導体ウェーハ用検査装置１を構成するに際して、ウェーハカセットＣの被吸気口２…と真空吸引部４の吸気口３…を接続する真空接続機構５に、機械的接続時に電気的接続が行われる一又は二系統以上の電気接点部６ａ，６ｂ，６ｃを、真空接続機構５の機械的接続部７ａ，７ｂ，７ｃに兼用させて設けたことを特徴とする。
【０００９】
この場合、好適な実施の形態により、機械的接続部７ａ，７ｂ，７ｃは、接続部位となる先端部位を導通部材により形成し、かつこの先端部位を他の部位に対して電気的に絶縁することにより、電気接点部６ａ，６ｂ，６ｃに兼用させることができる。また、電気接点部６ａ，６ｂ，６ｃは、少なくともウェーハトレイ１０に電圧を印加する目的に利用できる。なお、電気接点部６ａは、真空吸引部４の吸気口３…に、電気接点部６ｂは、ウェーハカセットＣに対して水平方向の位置規制を行う真空接続機構５における水平位置規制部８に、電気接点部６ｃは、ウェーハカセットＣに対して垂直方向の位置規制を行う真空接続機構５における垂直位置規制部９にそれぞれ兼用させることができる。
【００１０】
これにより、真空接続機構５によりウェーハカセットＣの被吸気口２…と真空吸引部４の吸気口３…を機械的に接続すれば、真空接続機構５の機械的接続部７ａ，７ｂ，７ｃに兼用させて設けた一又は二系統以上の電気接点部６ａ，６ｂ，６ｃも同時に電気的接続が行われる。よって、電気接点部６ａ，６ｂ，６ｃを通してウェーハトレイ１０に少なくとも電圧を印加することができる。
【００１１】
【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。
【００１２】
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。
【００１３】
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検査が行われる。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９１を有し、このカセットベース９１の下面周縁部には補強フレーム９２を固着するとともに、カセットベース９１の上面周縁部には係止用フレーム９３を固着する。そして、補強フレーム９２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。
【００１４】
また、ウェーハカセットＣの裏面となるカセットベース９１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）９５…を配設する。なお、一側コネクタ９５…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９１の上面には、サブヒータを内蔵する円盤形のコンタクタ９６を取付けるとともに、このコンタクタ９６と円盤形のウェーハトレイ１０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９６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９５…に接続する導体配線を有するガラス基板９８と、このガラス基板９８に重なる異方導電性ゴム９９と、この異方導電性ゴム９９に重なり、かつバンプＢ…を有する薄膜シート１００からなる。なお、９９ｅ…は導電粒子を有する異方導電性ゴム９９の導通部である。
【００１５】
さらに、ウェーハトレイ１０の外周面には、外方に突出した被吸気口取付部１０１を設け、この被吸気口取付部１０１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。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１０とコンタクタ９６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１０とコンタクタ９６間に保持される。また、被吸気口取付部１０１の両側には、後述する真空接続機構５における垂直位置規制部９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１０２，１０２を設ける。
【００１６】
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。
【００１７】
図４及び図５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９５…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。
【００１８】
さらに、水平支持板５２の上面には、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。
【００１９】
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１０）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１０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。
【００２０】
一方、カセット支持部５８は、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。
【００２１】
さらに、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、不図示の真空ポンプ等を有する真空吸引部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５を配設する。
【００２２】
図６〜図９に真空接続機構５の具体的構成を示す。この真空接続機構５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５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５参照）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８参照）上に位置させる水平位置規制部８を有し、この水平位置規制部８は、可動盤７２により支持される。これにより、水平位置規制部８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。
【００２３】
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、かつ垂直位置規制部９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８参照）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に昇降板７７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。昇降板７７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、先端に取付けた垂直位置規制部９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。
【００２４】
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。
【００２５】
また、昇降板７７には、この昇降板７７を昇降させるための昇降係止部８７を有し、この昇降係止部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、この内縁部に昇降係止部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５が構成される。
【００２６】
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。
【００２７】
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を参照して具体的に説明する。
【００２８】
まず、吸気口ブロック８０の先端面には、パイプ状の吸気口３，３を取付けるため、この吸気口３，３を第一の電気接点部６ａとして利用する。この場合、吸気口３，３は、導通部材（ステンレス等）により形成するとともに、導通部材（ステンレス等）で形成した一枚の電極プレート１２を用意する。吸気口３，３は、吸気口ブロック８０の先端面に螺着する後端ネジ部と中間位置に設けた六角部１１，１１を一体に有するため、吸気口３，３の後端ネジ部を吸気口ブロック８０の先端面に螺着する際に、電極プレート１２を六角部１１，１１と吸気口ブロック８０間に挟み込んで電極プレート１２を吸気口３，３に接続する。そして、電極プレート１２の端部には固定ネジ１３によりリード線１４の一端を固定するとともに、このリード線１４の他端は制御部１５に接続する。さらに、吸気口ブロック８０の全体又は一部は、絶縁部材（ガラスエポキシ樹脂等）で形成することにより吸気口ブロック８０を取付けた駆動ロッド７５ｒ（図６）等の他の部位に対して電気的に絶縁する。これにより、吸気口３，３のみが機械的接続部７ａとして機能するとともに、電気接点部６ａを兼用する。
【００２９】
また、水平位置規制部８は、第二の電気接点部６ｂとして利用する。この場合、水平位置規制部８と可動盤７２は本来一体形成するものであるが、可動盤７２の先端部位を分割し、この分割した先端部位を導通部材（ステンレス等）で形成することにより電気接点部６ｂとして利用する。そして、電気接点部６ｂと可動盤７２は、隙間Ｇを介して離間させるとともに、絶縁板１６により連結する。なお、１７…は絶縁板１６を電気接点部６ｂと可動盤７２にそれぞれ固定する固定ネジである。加えて、電気的接続をより確実にするため、水平位置規制部８には、補助接続板１８を取付けた。この補助接続板１８は、絶縁板１６と電気接点部６ｂを固定する固定ネジ１７…を利用して一緒に固定する。補助接続板１８は、導通部材（リン青銅等）で形成することにより、一部を水平位置規制部８の上面から水平方向であって係止面方向（図１中、下方向）へ突出させる。この補助接続板１８を設ける理由は、組立寸法精度によって電気接点部６ｂ（水平位置規制部８）とウェーハトレイ１０が接触しない場合に、両者の接触（接続）を確保するためである。また、水平位置規制部８には固定ネジ１９によりリード線２０の一端を固定するとともに、このリード線２０の他端は制御部１５に接続する。これにより、水平位置規制部８及び補助接続板１８は、機械的接続部７ｂとして機能するとともに、電気接点部６ｂを兼用する。
【００３０】
さらに、垂直位置規制部９は、第三の電気接点部６ｃとして利用する。垂直位置規制部９は、導通部材（ステンレス等）により形成し、前述した規制片部８１，８１を有するとともに、昇降板７７における離間した一対のアーム部７７ａ，７７ａの先端部間に、固定ネジ２１，２１により固定する。この場合、固定ネジ２１，２１は、絶縁部材（合成樹脂等）で形成するとともに、垂直位置規制部９とアーム部７７ａ，７７ａ間には、絶縁部材（合成樹脂等）で形成したワッシャを介在させることにより、垂直位置規制部９とアーム部７７ａ，７７ａ間を電気的に絶縁する。また、垂直位置規制部９には固定ネジ２２によりリード線２３の一端を固定するとともに、このリード線２３の他端は制御部１５に接続する。これにより、垂直位置規制部９は、機械的接続部７ｃとして機能するとともに、電気接点部６ｃを兼用する。
【００３１】
その他、電気接点部６ａ，６ｂ，６ｃを設けることにより、必要な電気的絶縁を施す。例えば、メインヒータ６２の中央に配設する不図示の温度センサは、ウェーハトレイ１０の中央に接触しているため、ウェーハトレイ１０の中央には絶縁フィルム（カプトンフィルム等）を追加してウェーハトレイ１０と温度センサ間の電気的絶縁を確保する。
【００３２】
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。
【００３３】
次に、本実施例に係る半導体ウェーハ用検査装置１の要部構成の機能を含む全体の動作について、各図を参照して説明する。
【００３４】
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。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。即ち、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、所定の係止位置にある不図示のストッパに係止する。
【００３５】
そして、ウェーハカセットＣがストッパに係止したなら、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をタッチ操作（オン）する。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ウェーハカセットＣは自動で取込まれる。ウェーハカセットＣが正規の装填位置Ｓｒに取込まれ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。
【００３６】
この場合、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５の機能によって位置決めされた状態で対向する（図８参照）。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に備える水平位置規制部８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８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。したがって、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。なお、図６及び図７は、ウェーハカセットＣの取込途中の状態を示している。
【００３７】
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９５…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９５…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。
【００３８】
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、昇降係止部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に係止する昇降係止部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、垂直位置規制部９はウェーハカセットＣの上面（ウェーハトレイ１０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り被吸気口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。
【００３９】
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８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に固定した垂直位置規制部９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１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。
【００４０】
この場合、真空接続機構５により、ウェーハトレイ１０の被吸気口２…と真空吸引部４の吸気口３…、ウェーハトレイ１０の被吸気口取付部１０１と水平位置規制部８、ウェーハトレイ１０の凹部１０２，１０２（被吸気口取付部１０１）と垂直位置規制部９がそれぞれ機械的に接続されるとともに、真空接続機構５の機械的接続部７ａ，７ｂ，７ｃに兼用させて設けた三系統の電気接点部６ａ，６ｂ，６ｃも同時に電気的接続が行われる。これにより、ウェーハトレイ１０は、各電気接点部６ａ，６ｂ，６ｃを介して制御部１５に接続される。なお、各電気接点部６ａ，６ｂ，６ｃは、電圧印加用，接続確認用，モニタ用として利用される。
【００４１】
よって、このような電気接点部６ａ，６ｂ，６ｃを設けることにより、ウェーハカセットＣ（ウェーハトレイ１０）の外面に対する電気的接続構造を追加する際における配設スペースの確保を不要にできるとともに、部品及び製造に係わるコストアップを招くことなく接続の確実性及び正確性を確保できる。そして、少なくともウェーハトレイ１０に電圧を印加、即ち、ウェーハトレイ１０を介して半導体ウェーハＷの裏面に電圧（ステージバイアス）を印加する検査を実現できるなど、検査の多様化を図ることができる。さらに、電気接点部６ａを真空吸引部４の吸気口３…に兼用させ、電気接点部６ｂをウェーハカセットＣに対して水平方向の位置規制を行う真空接続機構５における水平位置規制部８に兼用させ、電気接点部６ｃをウェーハカセットＣに対して垂直方向の位置規制を行う真空接続機構５における垂直位置規制部９に兼用させれば、吸引又は加圧により電気的接続が行われるため、接続の確実性及び正確性をより高めることができる。
【００４２】
他方、半導体ウェーハＷはメインヒータ６２とコンタクタ９６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９５…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５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。
【００４３】
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，素材，数量等において、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、電気接点部は、例示の機械的接続部７ａ，７ｂ，７ｃ以外の機械的接続部に兼用できるとともに、例示の機械的接続部７ａ，７ｂ，７ｃのいずれか一つ又は二つであってもよい。
【００４４】
【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、ウェーハカセットの被吸気口と真空吸引部の吸気口を接続する真空接続機構に、機械的接続時に電気的接続が行われる一又は二系統以上の電気接点部を、真空接続機構の機械的接続部に兼用させて設けたため、次のような顕著な効果を奏する。
【００４５】
（１）ウェーハカセットの外面に対する電気的接続構造を追加する際における配設スペースの確保を不要にできるとともに、部品及び製造に係わるコストアップを招くことなく接続の確実性及び正確性を確保できる。
【００４６】
（２）好適な実施の形態により、電気接点部を、少なくともウェーハトレイに電圧を印加する目的に利用すれば、ウェーハトレイを介してウェーハの裏面に電圧を印加する検査の実現により検査の多様化を図ることができる。
【００４７】
（３）好適な実施の形態により、電気接点部を真空吸引部の吸気口に兼用させ、電気接点部をウェーハカセットに対して水平方向の位置規制を行う真空接続機構における水平位置規制部に兼用させ、電気接点部をウェーハカセットに対して垂直方向の位置規制を行う真空接続機構における垂直位置規制部に兼用させれば、吸引又は加圧により電気的接続が行われるため、接続の確実性及び正確性をより高めることができる。
【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】同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、
【図９】図８の状態における真空接続機構の正面構成図、
【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真空接続機構
６ａ… 電気接点部
７ａ… 機械的接続部
８水平位置規制部
９垂直位置規制部
１０ウェーハトレイ
Ｗ半導体ウェーハ
Ｃウェーハカセット
Ｍ検査装置本体[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a semiconductor wafer inspection apparatus that performs various inspections by bringing probe terminals into contact with electrodes on a semiconductor wafer all at once.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, a semiconductor wafer inspection apparatus for inspecting an initial defect by applying a temperature load to a semiconductor wafer is already known, and the present applicant has already applied the semiconductor wafer to a suction inlet of a wafer cassette that has vacuum-adsorbed the semiconductor wafer. Patent application title: Semiconductor wafer inspection apparatus capable of stably and reliably connecting and improving reliability by accurately aligning the intake port of the intake system in the inspection apparatus main body in the X, Y, and Z directions Proposed by the publication 2001-156131.
[0003]
This semiconductor wafer inspection apparatus engages with the inserted wafer cassette when the wafer cassette is inserted into the cassette support portion of the inspection apparatus main body, and sucks air in the intake system with respect to the intake port provided in the wafer cassette. The position of the mouth in the X direction and the Y direction is automatically positioned, and after the wafer cassette is inserted into the cassette support portion, the locking portion integrated with the air inlet is lowered to engage with the wafer cassette, so An automatic intake system connecting portion that automatically positions the position of the intake port in the Z direction with respect to the port and connects the intake port and the intake port is provided.
[0004]
In this case, the wafer cassette includes a contactor and a disk-shaped wafer tray, and the semiconductor wafer is held between the contactor and the wafer tray. The suction state (vacuum pressure state) between the wafer tray and the contactor is maintained by a check valve provided at the mouth. When the wafer cassette is accommodated in the inspection apparatus main body, the intake port of the wafer cassette and the intake port of the vacuum suction unit built in the inspection apparatus main body are automatically connected by the vacuum connection mechanism, and vacuum suction to the wafer cassette is performed. Done.
[Patent Document 1]
Japanese Patent Laid-Open No. 2001-156131
[Problems to be solved by the invention]
By the way, in such an inspection apparatus for a semiconductor wafer, probe terminals provided in a contactor of a wafer cassette are brought into contact with electrodes on the semiconductor wafer at once to perform various inspections on the semiconductor wafer. The probe terminal is connected to a connector (one side connector) provided on the wafer cassette, and this one side connector is a connector provided on the inspection apparatus main body when the wafer cassette is accommodated in the inspection apparatus main body. Connected to (other side connector).
[0006]
On the other hand, depending on the type of wafer, a voltage may be applied to the back surface of the wafer through the wafer tray during inspection. In this case, the connector cannot be used, and it is necessary to add a separate electrical connection structure such as bringing an electrical contact into contact with the outer surface of the wafer cassette. However, when such a structure is adopted, in addition to securing the arrangement space, the cost for parts and manufacturing is increased, and problems such as difficulty in ensuring the reliability and accuracy of connection are caused. .
[0007]
The present invention solves such a problem existing in the prior art, and makes it unnecessary to secure an arrangement space when adding an electrical connection structure to the outer surface of the wafer cassette, and also to parts and manufacturing. It is an object of the present invention to provide a semiconductor wafer inspection apparatus capable of ensuring connection reliability and accuracy without incurring the associated cost increase.
[0008]
[Means for Solving the Problems and Embodiments]
In the present invention, a wafer cassette C that holds the semiconductor wafers W by vacuum suction, and if the wafer cassette C is accommodated, an intake port 3 is connected to an intake port 2 of the wafer cassette C. When the semiconductor wafer inspection apparatus 1 including the inspection apparatus main body M including the vacuum suction section 4 for vacuum suction is configured, a vacuum that connects the suction inlet 2 of the wafer cassette C and the suction inlet 3 of the vacuum suction section 4 is connected. The connection mechanism 5 is provided with one or more systems of electrical contact portions 6a, 6b, 6c that are electrically connected at the time of mechanical connection, and are also used as the mechanical connection portions 7a, 7b, 7c of the vacuum connection mechanism 5. It is characterized by that.
[0009]
In this case, according to a preferred embodiment, the mechanical connection portions 7a, 7b, and 7c form a tip portion serving as a connection portion by a conductive member, and electrically insulate the tip portion from other portions. Thus, the electric contact portions 6a, 6b and 6c can be used together. Further, the electrical contact portions 6a, 6b, 6c can be used for the purpose of applying a voltage to at least the wafer tray 10. The electrical contact portion 6a is connected to the suction port 3 of the vacuum suction portion 4, and the electrical contact portion 6b is connected to the horizontal position restricting portion 8 in the vacuum connection mechanism 5 that restricts the position of the wafer cassette C in the horizontal direction. The electrical contact portion 6c can also be used as the vertical position restricting portion 9 in the vacuum connection mechanism 5 that restricts the position of the wafer cassette C in the vertical direction.
[0010]
Thus, if the suction port 2 of the wafer cassette C and the suction port 3 of the vacuum suction unit 4 are mechanically connected by the vacuum connection mechanism 5, the mechanical connection portions 7a, 7b, and 7c of the vacuum connection mechanism 5 are connected. One or two or more electrical contact portions 6a, 6b, 6c provided to be shared are also electrically connected at the same time. Therefore, at least a voltage can be applied to the wafer tray 10 through the electrical contact portions 6a, 6b, 6c.
[0011]
【Example】
Next, preferred embodiments according to the present invention will be given and described in detail with reference to the drawings.
[0012]
First, the basic configuration of the semiconductor wafer inspection apparatus 1 according to the present embodiment will be described with reference to FIGS.
[0013]
FIG. 2 shows a wafer cassette C that holds one semiconductor wafer W. The wafer cassette C is accommodated in the inspection apparatus main body M (FIG. 3), and the intended environmental inspection is performed. The wafer cassette C employs a batch contact method in which inspection is performed by bringing probe terminals into contact with the electrodes on the semiconductor wafer W at once. The wafer cassette C has a square-shaped cassette base 91, and a reinforcing frame 92 is fixed to the periphery of the lower surface of the cassette base 91 and a locking frame 93 is fixed to the periphery of the upper surface of the cassette base 91. . Engagement side portions Cp and Cq to be loaded on guide rail portions 68p and 68q on the cassette support portion 58 side described later are formed on the left and right sides of the reinforcing frame 92.
[0014]
Further, a plurality of one-side connectors (for example, inlets) 95... Are arranged at predetermined positions on the lower surface of the cassette base 91 that is the back surface of the wafer cassette C. The one-side connectors 95 are usually provided with ten to twenty connectors having 60 terminals. On the other hand, a disc-shaped contactor 96 with a built-in sub-heater is attached to the upper surface of the cassette base 91, and the semiconductor wafer W is held between the contactor 96 and the disc-shaped wafer tray 10. In this case, the contactor 96 is a board for bringing the probe terminals P into contact with a large number of electrodes We on the semiconductor wafer W as shown in a partially enlarged view in FIG. A glass substrate 98 having a conductor wiring connected to the substrate, an anisotropic conductive rubber 99 overlapping the glass substrate 98, and a thin film sheet 100 overlapping the anisotropic conductive rubber 99 and having bumps B. 99e is a conducting portion of the anisotropic conductive rubber 99 having conductive particles.
[0015]
Further, an air intake port mounting portion 101 protruding outward is provided on the outer peripheral surface of the wafer tray 10, and a pair of air intake ports 2, 2 incorporating a check valve at the tip of the air intake port mounting portion 101. Install. The direction of the intake ports 2 and 2 is a radial direction with respect to the center of the wafer cassette C. The suction state of the wafer tray 10 and the contactor 96 is maintained in advance by vacuum suction from the intake ports 2..., And the semiconductor wafer W is held between the wafer tray 10 and the contactor 96. Further, on both sides of the intake port attachment portion 101, a pair of restriction pieces 81, 81 of a vertical position restriction portion 9 in the vacuum connection mechanism 5 to be described later are engaged to restrict the advancing and retreating directions of the intake ports 3. Are provided.
[0016]
On the other hand, FIG. 3 shows the appearance of the inspection apparatus body M in the semiconductor wafer inspection apparatus 1. The inspection apparatus main body M includes a test tank 33 having a plurality of slots 31 provided in the front panel 30. An equipment box 34 is provided on the right side of the test chamber 33. A display 36 and a pull-out keyboard (operation part) 37 are arranged on the front panel 35 of the equipment box 34, and a housing part 38 such as a computer is provided at the bottom. Is provided. Reference numeral 39 denotes a touch panel display, 40 denotes a safety lock switch for two-hand operation, and 41 denotes an emergency stop switch.
[0017]
4 and 5 show the internal structure of the test tank 33. FIG. Reference numerals 50 and 51 denote fixed frames spaced apart from each other in the test tank 33. A plurality of horizontal support plates 52 are installed between the fixed frames 50 and 51 at regular intervals in the vertical direction. Then, the connection base 53 is fixed to the upper surface of an arbitrary horizontal support plate 52 (the same applies to the other horizontal support plates 52...). The connection base 53 includes a circuit board including a drive circuit that supplies a test signal to the semiconductor wafer W, and a plurality of other connectors (for example, outlets) connected to the one-side connectors 95 of the wafer cassette C on the upper surface. ) 54. Note that a positioning portion (not shown) for the wafer cassette C is provided on the upper surface of the connection base 53.
[0018]
Further, four guide shafts 57 are vertically arranged on the upper surface of the horizontal support plate 52, and the cassette support portion 58 and the heater support portion 59 are supported by the guide shafts 57 so as to be movable up and down. In this case, linear bearings 60 are attached to the cassette support 58 at positions corresponding to the guide shafts 57. The guide shafts 57 are inserted into the linear bearings 60. Linear bearings 61 are attached at positions corresponding to the guide shafts 57 are inserted into the linear bearings 61.
[0019]
The heater support portion 59 supports the main heater 62 that heats by contacting the upper surface (wafer tray 10) of the wafer cassette C so as to be displaceable upward. Specifically, an opening 59o is formed in the heater support portion 59, the main heater 62 is accommodated inside the opening 59o, and the locking plate 63i provided to protrude outward from the main heater 62, 63j is placed in step recesses 64i and 64j formed on the upper surface of the heater support 59. Further, guide pins 65 shown in FIG. 4 are provided in the step recesses 64i and 64j, and guide holes 66 provided in the locking plates 63i and 63j are slidably engaged with the guide pins 65. Note that 62 a is an adapter provided on the bottom surface of the main heater 62, so that it can be adapted to the top surface of the wafer tray 10. Further, a pair of left and right drive cylinders 67p and 67q for raising and lowering the heater support portion 59 are disposed on the upper surface of the horizontal support plate 52.
[0020]
On the other hand, as shown in FIG. 5, the cassette support portion 58 is formed in a rectangular frame shape by a left support plate portion 58p, a right support plate portion 58q, a rear support plate portion 58r, and a front support plate portion 58f. 58p and the inner edge of the right support plate portion 58q are provided with guide rail portions 68p and 68q into which the engaging side portions Cp and Cq of the wafer cassette C described above are loaded (slid). Between the cassette support 58 and the heater support 59, there are provided four link shafts 69 that connect the cassette support 58 and the heater support 59. Due to the function of the link shafts 69, the cassette support 58 is supported so as to be movable up and down within a fixed stroke range with respect to the heater support 59.
[0021]
Further, when the wafer cassette C is inserted into the cassette support portion 58, the cassette support portion 58 engages with the inserted wafer cassette C, and is not shown with respect to the intake ports 2 provided in the wafer cassette C. A vacuum connection mechanism 5 for automatically positioning and connecting the intake ports 3 of the vacuum suction unit 4 having a vacuum pump or the like is provided.
[0022]
6 to 9 show a specific configuration of the vacuum connection mechanism 5. The vacuum connection mechanism 5 is disposed on the upper surface of the right support plate portion 58q in the cassette support portion 58. The vacuum connection mechanism 5 is engaged with the wafer cassette C loaded in the cassette support portion 58, so that when the wafer cassette C is in the normal loading position Sr (see FIG. 5), the intake ports 3. 2 has a horizontal position restricting portion 8 which is positioned on the same straight line Lo (see FIG. 8), and this horizontal position restricting portion 8 is supported by a movable platen 72. As a result, if the horizontal position restricting portion 8 is locked to the wafer cassette C and the wafer cassette C is in the regular loading position Sr, even if the wafer cassette C is misaligned, the guide portion 83 described later acts. The air intake ports 3 have a function of being positioned on the same straight line Lo with respect to the air intake ports 2.
[0023]
Further, the intake port 3... And the linear drive unit 75 that moves the intake port 3 forward and backward with respect to the intake port 2... An elevating plate 77 having the restricting portion 9 is provided. The elevating plate 77 has an elevating base portion 78 whose one end is rotatably supported by a hinge portion 74, and a drive cylinder 75 c constituting the rectilinear drive portion 75 is disposed on the elevating base portion 78. In this case, the drive cylinder 75c is supported by a pair of guide bodies 79, 79 so as to be able to advance and retract in a fixed stroke range Zs (see FIG. 8) with respect to the advancing and retreating direction of the intake ports 3. An elevator plate 77 is fixed to the drive cylinder 75c, and an intake port block 80 having a pair of intake ports 3 and 3 corresponding to the intake ports 2 and 2 is attached to the drive rod 75r of the drive cylinder 75c. . The elevating plate 77 is lowered so that it can be placed on the upper surface of the accommodated wafer cassette C, and the vertical position restricting portion 9 attached to the tip is provided with restricting piece portions 81, 81 bent downward at a right angle. Have. Further, a pair of springs 82 and 82 are installed between the intake port block 80 and the elevating base portion 78 to urge the intake ports 3.
[0024]
On the other hand, on the upper surface of the right support plate portion 58q, the movable platen 72 is supported so as to be displaceable in the loading / unloading direction of the wafer cassette C, and the center of the wafer cassette C in which the air inlets 3 are always loaded at the regular loading position Sr. An arcuate guide portion 83 that guides to face is provided. The guide portion 83 is formed of a single plate material curved in an arc shape, and is supported by a support column 84 provided on the upper surface of the right support plate portion 58q. In this case, in the movable platen 72, four idle rollers 85 provided on the lower surface engage with the guide portion 83 and are movable along the guide portion 83.
[0025]
The lifting plate 77 has a lifting / lowering locking portion 87 for moving the lifting / lowering plate 77 up and down. The lifting / lowering locking portion 87 is engaged with the upper surface of the heater support portion 59 when the main heater 62 is lowered. Stop. In this case, an opening 59o is formed in the heater support portion 59, and the elevation locking portion 87 is locked to the inner edge portion. Further, a spring 88 is installed between the movable platen 72 and the right support plate portion 58q to urge the movable platen 72 in the direction of taking out the wafer cassette C. The vacuum connection mechanism 5 is comprised by the above.
[0026]
When the wafer cassette C is inserted to the halfway position in the cassette support 58, the hook portion is locked to the wafer cassette C and automatically taken to the proper loading position Sr. An automatic loading mechanism (not shown) for automatically pushing the wafer cassette C at the position Sr to the midway position is attached.
[0027]
Next, the configuration of the main part, which is a characteristic part of the semiconductor wafer inspection apparatus 1 according to the present embodiment, will be specifically described with reference to FIG.
[0028]
First, since the pipe-like intake ports 3 and 3 are attached to the front end surface of the intake port block 80, the intake ports 3 and 3 are used as the first electrical contact portion 6a. In this case, the air inlets 3 and 3 are formed of a conductive member (stainless steel or the like), and a single electrode plate 12 formed of a conductive member (stainless steel or the like) is prepared. Since the intake ports 3 and 3 integrally include the rear end screw portion screwed to the front end surface of the intake port block 80 and the hexagonal portions 11 and 11 provided at the intermediate position, the rear end screw portion of the intake ports 3 and 3 is When screwing the front end surface of the intake block 80, the electrode plate 12 is sandwiched between the hexagonal portions 11 and 11 and the intake block 80 to connect the electrode plate 12 to the intake ports 3 and 3. One end of the lead wire 14 is fixed to the end portion of the electrode plate 12 by a fixing screw 13, and the other end of the lead wire 14 is connected to the control unit 15. Further, the whole or a part of the air inlet block 80 is formed of an insulating member (glass epoxy resin or the like) so that it is electrically connected to other parts such as the drive rod 75r (FIG. 6) to which the air inlet block 80 is attached. Insulate. Thus, only the intake ports 3 and 3 function as the mechanical connection portion 7a and also serve as the electrical contact portion 6a.
[0029]
Moreover, the horizontal position control part 8 is utilized as the 2nd electrical contact part 6b. In this case, the horizontal position restricting portion 8 and the movable platen 72 are originally integrally formed. However, the tip portion of the movable platen 72 is divided and the divided tip portion is formed by a conductive member (stainless steel or the like). Used as the contact portion 6b. The electrical contact portion 6b and the movable platen 72 are separated by a gap G and are connected by the insulating plate 16. 17 are fixing screws for fixing the insulating plate 16 to the electric contact portion 6b and the movable platen 72, respectively. In addition, an auxiliary connection plate 18 is attached to the horizontal position restricting portion 8 in order to make electrical connection more reliable. The auxiliary connecting plate 18 is fixed together using fixing screws 17 for fixing the insulating plate 16 and the electric contact portion 6b. The auxiliary connecting plate 18 is formed of a conductive member (phosphor bronze or the like), so that a part of the auxiliary connecting plate 18 protrudes from the upper surface of the horizontal position restricting portion 8 in the horizontal direction and the locking surface direction (downward in FIG. 1). . The reason why the auxiliary connection plate 18 is provided is to ensure contact (connection) between the electrical contact portion 6b (horizontal position restricting portion 8) and the wafer tray 10 when the assembly dimensional accuracy does not contact. In addition, one end of the lead wire 20 is fixed to the horizontal position restricting portion 8 by a fixing screw 19, and the other end of the lead wire 20 is connected to the control portion 15. Thereby, the horizontal position restricting portion 8 and the auxiliary connecting plate 18 function as the mechanical connecting portion 7b and also serve as the electric contact portion 6b.
[0030]
Further, the vertical position restricting portion 9 is used as the third electric contact portion 6c. The vertical position restricting portion 9 is formed of a conductive member (stainless steel or the like), has the restricting pieces 81 and 81 described above, and a fixing screw between the distal ends of the pair of spaced arm portions 77a and 77a in the lifting plate 77. It is fixed by 21 and 21. In this case, the fixing screws 21 and 21 are formed of an insulating member (synthetic resin or the like), and a washer formed of an insulating member (synthetic resin or the like) is interposed between the vertical position restricting portion 9 and the arm portions 77a and 77a. By doing so, the vertical position restricting portion 9 and the arm portions 77a and 77a are electrically insulated. In addition, one end of the lead wire 23 is fixed to the vertical position restricting portion 9 by a fixing screw 22, and the other end of the lead wire 23 is connected to the control portion 15. Thereby, the vertical position restricting portion 9 functions as the mechanical connection portion 7c and also serves as the electrical contact portion 6c.
[0031]
In addition, necessary electrical insulation is provided by providing the electrical contact portions 6a, 6b, and 6c. For example, since the temperature sensor (not shown) disposed at the center of the main heater 62 is in contact with the center of the wafer tray 10, an insulating film (Kapton film or the like) is added to the center of the wafer tray 10 to add the wafer tray. Ensure electrical insulation between 10 and the temperature sensor.
[0032]
The basic configuration of one stage on an arbitrary horizontal support plate 52 has been described above, but the configuration on the plurality of horizontal support plates 52 in other stages is also configured in the same way.
[0033]
Next, the entire operation including the function of the main configuration of the semiconductor wafer inspection apparatus 1 according to the present embodiment will be described with reference to the drawings.
[0034]
First, when not in use, the cassette support 58 and the heater support 59 are stopped at the raised position. This state is shown in FIG. On the other hand, in use, an arbitrary wafer cassette C prepared in advance is inserted into the Nth slot (empty slot) 31 in the inspection apparatus main body M. As a result, the individual connection process in the Nth slot 31 is performed. That is, when the wafer cassette C is inserted into the slot 31, the engagement side portions Cp and Cq of the wafer cassette C are guided by the guide rail portions 68 p and 68 q of the cassette support portion 58 and accommodated in the test chamber 33. At the same time, it is locked to a stopper (not shown) at a predetermined locking position.
[0035]
Then, when the wafer cassette C is locked to the stopper, the wafer cassette C is stopped from being pushed, and the take-in button displayed on the touch panel type display unit 39 is touched (ON). Thereby, the wafer cassette C is automatically taken in by operating an automatic loading mechanism (not shown). When the wafer cassette C is taken into the regular loading position Sr, connection processing for connecting the intake ports 2 of the wafer cassette C to the intake ports 3 of the vacuum suction unit 4 is performed.
[0036]
In this case, when the wafer cassette C reaches the normal loading position Sr, the intake ports 2 and the intake ports 3 face each other while being positioned by the function of the vacuum connection mechanism 5 (see FIG. 8). That is, if the wafer cassette C in the middle of loading loaded in the cassette support portion 58 is locked to the horizontal position restricting portion 8 provided in the movable plate 72, the movable plate 72 resists the bias of the spring 88. Displaces along with C. At this time, since the movable platen 72 is guided by the arcuate guide portion 83, when the wafer cassette C is loaded at the regular loading position Sr, as shown in FIG. Are positioned on the same straight line Lo, and accurate positioning in the X and Y directions is performed. Therefore, even if a deviation occurs in the angle of the wafer cassette C at the loading position Sr, the position of the intake port 3... Follows the displacement corresponding to the deviation, so that the intake port 3. Located on the same straight line Lo. 6 and 7 show a state in the middle of taking in the wafer cassette C. FIG.
[0037]
Next, the drive cylinders 67p and 67q are driven and controlled, and the wafer cassette C is connected and the main heater 62 is set. In this case, the drive support of the drive cylinders 67p and 67q causes the whole including the heater support 59 (main heater 62) and the cassette support 58 (wafer cassette C) to move down together. When the one side connectors 95 provided on the wafer cassette C held by the cassette support 58 come into contact with the other connectors 54 provided on the connection base 53, the lowering of the cassette support 58 stops. At this time, since the cassette support portion 58 is connected to the heater support portion 59 by a link portion 69 so as to be movable up and down within a certain stroke range, even if the lowering of the cassette support portion 58 is stopped, The heater support 59 is further lowered. When the main heater 62 comes into contact with the upper surface of the wafer cassette C, the lowering of the main heater 62 is also stopped. In this case, since the main heater 62 is supported by the heater support portion 59 so as to be displaceable upward, even if the lowering of the main heater 62 stops, the heater support portion 59 continues to descend. Thereafter, when the heater support portion 59 is further lowered, the cassette support portion 58 is pressed by the lower ends of the link portions 69, and the cassette support portion 58 is forcibly lowered. As a result, the one side connectors 95 provided on the wafer cassette C and the other side connectors 54 provided on the connection base 53 are completely connected.
[0038]
Further, when the wafer cassette C is inserted, the elevating plate 77 (elevating base portion 78) is in the raised position by the elevating locking portion 87 as shown in FIG. That is, as the heater support portion 59 rises, the elevating base portion 78 is also raised together with the elevating locking portion 87 locked to the heater supporting portion 59. Therefore, after the wafer cassette C is inserted (after loading), if the heater support part 59 is lowered and the main heater 62 comes into contact with the wafer cassette C, the elevating base part 78 is also lowered together, and the vertical position restricting part 9 Is locked to the upper surface of the wafer cassette C (the upper surface of the wafer tray 10). Therefore, even if there is an error in the vertical position of the intake ports 2... Due to variations in the thickness of each part in the wafer cassette C, accurate positioning in the Z direction at the intake ports 2. Is called.
[0039]
Then, if the drive cylinder 75c in the rectilinear drive unit 75 is drive-controlled and the drive rods 75r are projected, first, as shown in FIG. 8, the drive cylinder 75c is pressed by the spring 82 (FIG. 6). Since the intake port 3 is retracted by the stroke range Zs in a stopped state, the restricting piece 81 in the vertical position restricting unit 9 fixed to the drive cylinder 75c is also retracted by the stroke range Zs, and the advancing / retreating direction of the intake port 3 ... Positioning with respect to the wafer cassette C is performed. Further, after the drive cylinder 75c is retracted by the stroke range Zs, the position of the drive cylinder 75c is regulated by the guide bodies 79, so that the intake port 3 moves forward as the drive rod 75r projects, and as shown in FIG. Connected to the air inlets 2. That is, since the intake ports 3 are in a state of sucking outside air with no load as described above, the intake ports 2 are automatically suction-connected (vacuum connected) at positions close to the intake ports 3. .
[0040]
In this case, the suction port 2 of the wafer tray 10, the suction port 3 of the vacuum suction unit 4, the suction port mounting unit 101 of the wafer tray 10, the horizontal position regulating unit 8, and the wafer tray 10 are The recesses 102 and 102 (intake port mounting portion 101) and the vertical position restricting portion 9 are mechanically connected to each other, and are also provided as the mechanical connection portions 7a, 7b and 7c of the vacuum connection mechanism 5. The electrical contacts 6a, 6b and 6c are also electrically connected at the same time. Thereby, the wafer tray 10 is connected to the control part 15 via each electrical contact part 6a, 6b, 6c. The electrical contact portions 6a, 6b, and 6c are used for voltage application, connection confirmation, and monitoring.
[0041]
Therefore, by providing such electrical contact portions 6a, 6b, and 6c, it is not necessary to secure an arrangement space when adding an electrical connection structure to the outer surface of the wafer cassette C (wafer tray 10). In addition, the reliability and accuracy of the connection can be ensured without causing an increase in manufacturing costs. In addition, it is possible to diversify the inspection, for example, to realize an inspection in which a voltage is applied to at least the wafer tray 10, that is, a voltage (stage bias) is applied to the back surface of the semiconductor wafer W via the wafer tray 10. Further, the electric contact portion 6a is also used as the intake port 3 of the vacuum suction portion 4, and the electric contact portion 6b is also used as the horizontal position restricting portion 8 in the vacuum connection mechanism 5 that restricts the position of the wafer cassette C in the horizontal direction. If the electrical contact portion 6c is also used as the vertical position restricting portion 9 in the vacuum connection mechanism 5 that restricts the position of the wafer cassette C in the vertical direction, the electrical connection is performed by suction or pressurization. The certainty and accuracy can be further improved.
[0042]
On the other hand, the semiconductor wafer W is heated to 125 ° C. by the main heater 62 and the sub heater built in the contactor 96. Further, the inside of the test tank 33 is maintained at a relatively low temperature of 45 ° C. by a blower fan and a ventilation duct (not shown). On the other hand, a test signal is applied to the semiconductor wafer W from the drive circuit of the connection base 53 via the connectors 54... 95 and a target environmental test is performed for a preset test time. When the environmental test is completed, the drive cylinders 67p and 67q are driven and controlled, the contact between the main heater 62 and the wafer cassette C is released by raising the heater support 59, and the wafer cassette is raised by raising the cassette support 58. The connection between C and the connection base 53 is released. Further, the connection of the intake ports 3 and the intake ports 2 is released by the vacuum connection mechanism 5. Since the wafer cassette C is automatically pushed out to a predetermined position by an automatic loading mechanism (not shown), the wafer cassette C can be taken out from the slot 31 of the inspection apparatus main body M.
[0043]
As described above, the embodiments have been described in detail. However, the present invention is not limited to such embodiments, and the detailed configuration, material, quantity, and the like can be arbitrarily changed without departing from the gist of the present invention. Can be added or deleted. For example, the electrical contact portion may be used as a mechanical connection portion other than the illustrated mechanical connection portions 7a, 7b, and 7c, and may be any one or two of the illustrated mechanical connection portions 7a, 7b, and 7c. May be.
[0044]
【The invention's effect】
As described above, the semiconductor wafer inspection apparatus according to the present invention has one or more systems in which electrical connection is performed at the time of mechanical connection to the vacuum connection mechanism that connects the suction port of the wafer cassette and the suction port of the vacuum suction unit. Since the electrical contact portion is also used as the mechanical connection portion of the vacuum connection mechanism, the following remarkable effects can be obtained.
[0045]
(1) It is possible to make it unnecessary to secure an arrangement space when adding an electrical connection structure to the outer surface of the wafer cassette, and it is possible to ensure the reliability and accuracy of connection without incurring cost increase related to parts and manufacturing.
[0046]
(2) According to the preferred embodiment, if the electrical contact portion is used for the purpose of applying a voltage to at least the wafer tray, diversification of the inspection by realizing the inspection for applying the voltage to the back surface of the wafer through the wafer tray. Can be achieved.
[0047]
(3) According to a preferred embodiment, the electrical contact portion is also used as the suction port of the vacuum suction portion, and the electrical contact portion is also used as the horizontal position restriction portion in the vacuum connection mechanism that restricts the position of the wafer cassette in the horizontal direction. If the electrical contact portion is also used as a vertical position restricting portion in a vacuum connection mechanism that restricts the position in the vertical direction with respect to the wafer cassette, electrical connection is performed by suction or pressurization. The accuracy can be further increased.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a configuration diagram of a main part showing a characteristic part of a semiconductor wafer inspection apparatus according to a preferred embodiment of the present invention;
FIG. 2 is a partial sectional front view of a wafer cassette in the semiconductor wafer inspection apparatus;
FIG. 3 is an external front view of the semiconductor wafer inspection apparatus;
4 is a partial cross-sectional front configuration diagram including a cross section taken along line XX in FIG. 5 showing the internal structure of the semiconductor wafer inspection apparatus;
FIG. 5 is a partial cross-sectional plan view showing the internal structure of the semiconductor wafer inspection apparatus;
FIG. 6 is a plan configuration diagram of a vacuum connection mechanism in the semiconductor wafer inspection apparatus;
FIG. 7 is a front configuration diagram including a partial cross section of the vacuum connection mechanism;
FIG. 8 is a schematic plan configuration diagram for explaining the operation of the vacuum connection mechanism;
9 is a front configuration diagram of the vacuum connection mechanism in the state of FIG.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Semiconductor wafer inspection apparatus 2 ... Intake port 3 ... Intake port 4 Vacuum suction part 5 Vacuum connection mechanism 6a ... Electrical contact part 7a ... Mechanical connection part 8 Horizontal position control part 9 Vertical position control part 10 Wafer tray W Semiconductor wafer C Wafer cassette M Inspection device body

Claims

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の被吸気口と前記真空吸引部の吸気口を接続する真空接続機構に、機械的接続時に電気的接続が行われる一又は二系統以上の電気接点部を、前記真空接続機構の機械的接続部に兼用させて設けたことを特徴とする半導体ウェーハ用検査装置。A semiconductor comprising a wafer cassette for holding a semiconductor wafer by vacuum suction, and an inspection apparatus body incorporating a vacuum suction portion for suctioning a vacuum by connecting an air inlet to the air inlet of the wafer cassette if the wafer cassette is accommodated. In the wafer inspection apparatus, the vacuum connection mechanism that connects the suction port of the wafer cassette and the suction port of the vacuum suction unit to one or more electrical contact portions that are electrically connected at the time of mechanical connection, An inspection apparatus for a semiconductor wafer, which is also provided as a mechanical connection portion of the vacuum connection mechanism.

前記機械的接続部は、接続部位となる先端部位を導通部材により形成し、かつこの先端部位を他の部位に対して電気的に絶縁することにより、前記電気接点部に兼用させた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。The mechanical connection portion is also used as the electrical contact portion by forming a distal end portion serving as a connection portion with a conductive member and electrically insulating the distal end portion from other portions. The semiconductor wafer inspection apparatus according to claim 1.

前記電気接点部は、少なくとも前記ウェーハトレイに電圧を印加する目的に利用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。2. The semiconductor wafer inspection apparatus according to claim 1, wherein the electrical contact portion is used for the purpose of applying a voltage to at least the wafer tray.

前記電気接点部は、前記真空吸引部の吸気口に兼用させたことを特徴とする請求項３記載の半導体ウェーハ用検査装置。4. The semiconductor wafer inspection apparatus according to claim 3, wherein the electrical contact portion is also used as an air inlet of the vacuum suction portion.

前記電気接点部は、前記ウェーハカセットに対して水平方向の位置規制を行う前記真空接続機構における水平位置規制部に兼用させたことを特徴とする請求項３記載の半導体ウェーハ用検査装置。4. The semiconductor wafer inspection apparatus according to claim 3, wherein the electrical contact portion is also used as a horizontal position restricting portion in the vacuum connection mechanism that restricts the position of the wafer cassette in the horizontal direction.

前記電気接点部は、前記ウェーハカセットに対して垂直方向の位置規制を行う前記真空接続機構における垂直位置規制部に兼用させたことを特徴とする請求項３記載の半導体ウェーハ用検査装置。4. The semiconductor wafer inspection apparatus according to claim 3, wherein the electrical contact portion is also used as a vertical position restricting portion in the vacuum connection mechanism for restricting a position in a vertical direction with respect to the wafer cassette.