特許ウォッチ

公開番号2024155929
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-10-31
出願番号2024133861,2022005019
出願日2024-08-09,2022-01-17
発明の名称ウェハテストシステム、プローブカード交換方法、及びプローバ
出願人株式会社東京精密
代理人個人,個人,個人,個人
主分類H01L 21/66 20060101AFI20241024BHJP(基本的電気素子)
要約【課題】設置スペースの増加を抑えつつ低コストでプローブカードの交換を自動化できるウェハテストシステム、プローブカード交換方法、及びプローバを提供する。
【解決手段】プローバ10と、半導体ウェハWを収納するカセットCSをプローバ10に搬入及びプローバ10から回収する無人搬送車(天井走行式無人搬送車54)と、プローバ10においてプローブカード30を保持位置と交換位置との間で搬送するカード搬送機構32と、無人搬送車を制御して、プローブカード30を交換位置と保管所との間で搬送する搬送制御部(回収制御部84、搬入制御部86)と、カード搬送機構32を制御して、交換前のプローブカード30を保持位置から交換位置まで搬送する分離処理を実行する分離制御部64と、カード搬送機構32を制御して、新たなプローブカード30を交換位置から保持位置まで搬送する装着処理を実行する装着制御部66と、を備える。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
半導体ウェハを保持するチャックと、プローブ針を有するプローブカードとを備え、前記半導体ウェハに形成された複数の半導体チップに前記プローブ針を接触させて前記半導体チップの検査を行うプローバと、
検査前の複数の前記半導体ウェハを収納するカセットを前記プローバに搬入し且つ検査済みの複数の前記半導体ウェハを収納する前記カセットを前記プローバから回収する無人搬送車と、
前記無人搬送車を制御して、前記プローブカードを、前記プローバにおいて予め定められた前記プローブカードの交換位置と、前記プローバとは別の場所にある前記プローブカードの保管所との間で搬送する搬送制御部と、
前記プローバに設けられ、前記プローブカードを前記プローバ内で保持される保持位置と前記交換位置との間で搬送するカード搬送機構と、
前記カード搬送機構を制御して、交換前の前記プローブカードを前記保持位置から前記交換位置まで搬送する分離処理を実行する分離制御部と、
前記カード搬送機構を制御して、新たな前記プローブカードを前記交換位置から前記保持位置まで搬送する装着処理を実行する装着制御部と、
を備えるウェハテストシステム。
続きを表示（約 2,700 文字）【請求項２】
前記プローバが、
前記チャック、前記プローブカード、及び前記カード搬送機構を収納する筐体と、
前記筐体に形成され、前記交換位置を前記筐体の外部に露出させる開口部と、
前記開口部を開放する開状態と前記開口部を覆う閉じ状態とに切替可能な扉と、
前記扉を前記開状態と前記閉じ状態とに切り替える扉開閉機構と、
前記分離処理において前記扉開閉機構を駆動して前記扉を前記閉じ状態から前記開状態に切り替え、且つ前記装着処理において前記扉開閉機構を駆動して前記扉を前記開状態から前記閉じ状態に切り替える扉開閉制御部と、
を備える請求項１に記載のウェハテストシステム。
【請求項３】
前記扉の位置を基準として予め設定されたプロテクトエリア内への人の侵入の有無を検出する人検出センサを備え、
前記扉開閉制御部が、前記人検出センサの検出結果に基づき前記プロテクトエリア内に人が侵入している間、前記扉開閉機構の駆動を停止させる請求項２に記載のウェハテストシステム。
【請求項４】
前記扉開閉制御部が、前記扉開閉機構の駆動を途中で停止させた場合に、前記人検出センサの検出結果が前記プロテクトエリア内への人の侵入有から侵入無に切り替わるのに応じて、前記扉開閉機構の駆動を再開させる請求項３に記載のウェハテストシステム。
【請求項５】
前記プローブカードを前記保持位置で着脱自在に保持するカード保持部を備え、
前記カード搬送機構が、前記プローブカードを保持可能なトレイを有し、前記トレイを前記保持位置と前記交換位置との間で搬送し、
前記分離制御部が、前記分離処理として、前記カード搬送機構を駆動して前記トレイを前記保持位置に搬送する処理と、前記カード保持部による前記プローブカードの保持を解除して前記トレイに前記プローブカードを保持させる処理と、前記カード搬送機構を駆動して前記トレイを前記保持位置から前記交換位置に搬送する処理と、を順番に実行し、
前記装着制御部が、前記交換位置にある前記トレイに新たな前記プローブカードが保持された場合に、前記装着処理として、前記カード搬送機構を駆動して前記トレイを前記交換位置から前記保持位置に搬送する処理と、前記カード保持部により前記プローブカードを保持させる処理と、を順番に実行する請求項１から４のいずれか１項に記載のウェハテストシステム。
【請求項６】
前記プローバが、前記プローブカードを保持するカードホルダを備え、
前記カード搬送機構が、前記プローブカード及び前記カードホルダを一体に前記保持位置と前記交換位置との間で搬送する請求項１から５のいずれか１項に記載のウェハテストシステム。
【請求項７】
前記カードホルダが、前記プローブカードを保持するカード保持穴を有し、
前記無人搬送車が、前記交換位置にある前記カードホルダの前記カード保持穴に前記プローブカードを載置し、
前記カードホルダの前記カード保持穴を形成する開口縁部に設けられた複数の位置決め部を備え、
前記複数の位置決め部が、前記無人搬送車により前記プローブカードが前記カード保持穴に載置される場合に、前記プローブカードを前記カード保持穴に案内するガイド面を有する請求項６に記載のウェハテストシステム。
【請求項８】
前記搬送制御部が、前記無人搬送車を制御して、前記プローバの交換前の前記プローブカードを前記交換位置から前記保管所まで搬送する回収処理と、新たな前記プローブカードを前記保管所から前記交換位置まで搬送する搬入処理を実行し、
前記交換位置を基準として予め設定されたプロテクトエリア内への人の侵入の有無を検出する人検出センサを備え、
前記搬送制御部が、前記人検出センサの検出結果に基づき前記プロテクトエリア内への人の侵入有の状態の間、前記回収処理を停止し、
前記搬送制御部が、前記人検出センサの検出結果に基づき前記プロテクトエリア内への人の侵入有の状態の間、前記搬入処理を停止する請求項１からの７のいずれか１項に記載のウェハテストシステム。
【請求項９】
前記搬送制御部が、前記無人搬送車を制御して、前記プローバの交換前の前記プローブカードを前記交換位置から前記保管所まで搬送する回収処理と、新たな前記プローブカードを前記保管所から前記交換位置まで搬送する搬入処理を実行し、
前記無人搬送車が、昇降自在で且つ前記カセット又は前記プローブカードを着脱自在に保持する昇降保持部を備え、
前記搬送制御部が、前記回収処理として、前記無人搬送車を前記交換位置の直上位置まで移動させる処理と、前記昇降保持部を前記交換位置まで下降させる処理と、前記昇降保持部により前記交換位置にある前記プローブカードを保持させる処理と、前記昇降保持部を上昇させる処理と、前記無人搬送車を前記直上位置から前記保管所まで移動させる処理と、を実行し、
前記搬送制御部が、前記搬入処理として、前記保管所において前記昇降保持部に前記プローブカードを保持させる処理と、前記無人搬送車を前記保管所から前記直上位置まで移動させる処理と、前記昇降保持部を下降させる処理と、前記昇降保持部により前記交換位置で前記プローブカードの保持を解除させる処理と、前記昇降保持部を上昇させる処理と、を実行する請求項１から８のいずれか１項に記載のウェハテストシステム。
【請求項１０】
前記プローバに設けられ、前記プローブカードを前記プローバ内で保持される保持位置と前記交換位置との間で搬送するカード搬送機構を備え、
前記カード搬送機構が、前記プローブカードを保持可能なトレイを有し、前記トレイを前記保持位置と前記交換位置との間で搬送し、
前記トレイに設けられ、前記トレイ上の前記プローブカードの有無を検出するカードセンサを備え、
前記搬送制御部が、前記カードセンサにおいて前記トレイ上に前記プローブカードが無と検出されている間、前記昇降保持部を下降させる処理を実行し、さらに前記カードセンサの検出結果が前記トレイ上の前記プローブカードの無から有に切り替わるのに応じて、前記昇降保持部による前記プローブカードの保持解除と、前記昇降保持部を上昇させる処理と、を実行する請求項９に記載のウェハテストシステム。
（【請求項１１】以降は省略されています）
発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、プローバを用いて半導体ウェハの検査を行うウェハテストシステム、プローバのプローブカードを交換するプローブカード交換方法、及びウェハテストシステムに用いられるプローバに関する。
続きを表示（約 2,100 文字）【背景技術】
【０００２】
半導体ウェハの表面には、同一の電気素子回路を有する複数の半導体チップが形成されている。各半導体チップは、半導体製造工程においてダイサーで個々に切断される前に、ウェハテストシステムにより電気的特性が検査される。このウェハテストシステムは、プローバとテスタとを備える（特許文献１参照）。
【０００３】
プローバは、半導体ウェハをウェハチャック上に保持した状態で、プローブ針を有するプローブカードとウェハチャックとを相対移動させることにより、半導体チップの電極パッドにプローブ針を電気的に接触（コンタクト）させる。テスタは、プローブ針に接続された端子を介して、半導体チップに各種の試験信号を供給すると共に、半導体チップから出力される信号を受信及び解析して半導体チップが正常に動作するか否かをテストする。
【０００４】
近年、半導体製造工程の自動化が進んでおり、ウェハテストシステムにおいても自動化が進んでいる。例えば上記特許文献１に記載のウェハテストシステムでは、天井走行式無人搬送車（Overhead Hoist Transport：ＯＨＴ）を用いて、検査対象の複数の半導体ウェハを収納したカセットをプローバのロードポートに載置する。次いでウェハテストシステムでは、ウェハチャックへの半導体ウェハのセット、半導体ウェハの各半導体チップへのプローブ針のコンタクト、及びテスタによる各半導体チップのテストが行われる。そして、ＯＨＴにより検査済みの半導体ウェハを収納したカセットがプローバから回収される。これにより、オペレータが介在することなく半導体ウェハの検査を行うことができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
特開２００７－３２９４５８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、半導体ウェハに形成される半導体チップの種類は多様であり、半導体チップの検査に用いられるプローブカードの種類も多様である。このため、ウェハテストシステムでは、検査対象の半導体チップの種類の切り替えに応じて、プローバにセットするプローブカードの種類を交換しなければならない場合がある。従来、プローバにおけるプローブカードの交換には必ずオペレータが介在しており、この交換は手動又はセミオートで行われていた。このため、米国及びヨーロッパに納入される装置は、所定の安全規格（ＳＥＭＩ規格Ｓ２ＣＥ等）を満たす必要があり、例えばプローブカードの交換時にプローバの扉を開閉する場合にはプローバの駆動部の電源ＯＦＦする必要がある。さらに、オペレータによる手作業でのプローブカードの交換は、誤ってプローブカードを落下させるおそれがあるため、半導体製造工程においてプローバにおけるプローブカードの交換を自動化することが強く要望されている。
【０００７】
プローバのプローブカードの交換を自動化するためには、プローバからの交換前のプローブカードの回収と、プローバへの新たなプローブカードの搬入とを自動化する必要がある。しかしながら、プローブカードの回収及び搬入を行う設備を半導体製造工程に新設する場合には費用、設置スペースの点で問題がある。
【０００８】
本発明はこのような事情に鑑みてなされたものであり、設置スペースの増加を抑えつつ低コストでプローブカードの交換を自動化できるウェハテストシステム、プローブカード交換方法、及びプローバを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の目的を達成するためのウェハテストシステムは、半導体ウェハを保持するチャックと、プローブ針を有するプローブカードとを備え、半導体ウェハに形成された複数の半導体チップにプローブ針を接触させて半導体チップの検査を行うプローバと、複数の半導体ウェハを収納するカセットを保持した状態で搬送レールに沿って移動する天井走行式無人搬送車であって、検査前の複数の半導体ウェハを収納するカセットをプローバに搬入し且つ検査済みの複数の半導体ウェハを収納するカセットをプローバから回収する天井走行式無人搬送車と、天井走行式無人搬送車を制御して、プローブカードを、プローバにおいて予め定められたプローブカードの交換位置と、プローバとは別の場所にあるプローブカードの保管所との間で搬送する搬送制御部と、プローバに設けられ、プローブカードをプローバ内で保持される保持位置と交換位置との間で搬送するカード搬送機構と、カード搬送機構を制御して、交換前のプローブカードを保持位置から交換位置まで搬送する分離処理を実行する分離制御部と、カード搬送機構を制御して、新たなプローブカードを交換位置から保持位置まで搬送する装着処理を実行する装着制御部と、を備える。
【００１０】
このウェハテストシステムによれば、カセット搬送用の天井走行式無人搬送車を利用して、プローバのプローブカードの交換を自動で行うことができる。
（【００１１】以降は省略されています）

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