JP2008311618A - プローブ装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】複数のウェハWが収納されたキャリアC1、C2を載置する第1と第2のロードポート11、12と、下面にプローブが形成されたプローブカードを備えた複数のプローブ装置本体と、鉛直軸回りに回転自在及び昇降自在に構成され、前記第1と第2のロードポート11、12と前記プローブ装置本体との間において前記ウェハWの受け渡しを行うためのウェハ搬送機構3と、をプローブ装置に設置して、このウェハ搬送機構3に互いに独立して進退自在な少なくとも3枚以上の基板保持部材を設ける。そしてウェハ搬送機構3によりキャリアC1、C2から少なくとも2枚のウェハWを受け取り、これら少なくとも2枚のウェハWを複数のプローブ装置本体内に順次搬入する。
【選択図】図2
Description
特許文献1には、複数枚のアームを備えた基板搬送手段が記載されているが、上記のプローブ装置における具体的なアームの動作シーケンスなどについては何ら検討されていない。
多数の被検査チップが配列された基板を水平方向及び鉛直方向に移動可能な基板載置台に載せ、プローブカードのプローブに前記被検査チップの電極パッドを接触させて被検査チップの検査を行うプローブ装置において、
複数の基板が収納されたキャリアを載置するロードポートと、
下面にプローブが形成されたプローブカードを備えた複数のプローブ装置本体と、
鉛直軸回りに回転自在及び昇降自在に構成され、前記ロードポートと前記プローブ装置本体との間において前記基板の受け渡しを行うための基板搬送機構と、
前記プローブ装置本体及び前記基板搬送機構に対して制御信号を出力する制御部と、を備え、
前記基板搬送機構は互いに独立して進退自在な少なくとも3枚の基板保持部材を備え、
前記制御部は、前記基板搬送機構によりキャリアから少なくとも2枚の基板を受け取り、これら少なくとも2枚の基板を、空いている基板保持部材を利用して複数のプローブ装置本体内の検査済みの基板と順次交換するように制御信号を出力することを特徴とする。
前記基板搬送機構は、基板の位置合わせを行うために、前記基板保持部材から受け取った基板を回転させる回転部と、前記回転部上の基板の周縁部を含む領域に光を照射して、当該領域を介して通過した光を受光する検出部と、からなるプリアライメント機構を備えていても良い。
本発明の第1の実施の形態であるプローブ装置は、図1から図3に示すように、多数の被検査チップが配列された基板であるウェハWの受け渡しを行うためのローダ部1と、ウェハWに対してプロービングを行うプローブ装置本体2と、を備えている。先ず、ローダ部1及びプローブ装置本体2の全体のレイアウトについて簡単に説明しておく。
ローダ部1は、複数枚のウェハWが収納された搬送容器である第1のキャリアC1及び第2のキャリアC2が夫々搬入される第1のロードポート11及び第2のロードポート12と、これらロードポート11、12の間に配置された搬送室10と、を備えている。第1のロードポート11及び第2のロードポート12には、Y方向に互いに離間して配置され、第1のキャリアC1及び第2のキャリアC2の受け渡し口(前面の開口部)が互いに対向するように、これらキャリアC1、C2を夫々載置するための第1の載置台13及び第2の載置台14が設けられている。また前記搬送室10には、基板保持部材であるアーム30によりウェハWの搬送を行うウェハ搬送機構(基板搬送機構)3が設けられている。
第1の検査部21Aは、基板載置台であるウェハチャック4Aと、このウェハチャック4Aの上方領域をY方向(ロードポート11、12を結ぶ方向)に移動するカメラを備えた撮像ユニットであるアライメントブリッジ5Aと、筐体22の天井部をなすヘッドプレート201に設けられたプローブカード6Aと、を備えている。第2の検査部21Bについても同様に構成され、ウェハチャック4B、アライメントブリッジ5B及びプローブカード6Bを備えている。
即ち、この第1の載置台13は、例えばプローブ装置の正面側(図中X方向右側)から、フープと呼ばれる密閉型のキャリアC1が前面の開口部をプローブ装置側(X方向左側)に向けて、クリーンルーム内の図示しない自動搬送車(AGV)により第1の載置台13に載置されると、この第1の載置台13が時計回りに90度回転し、開口部を前述のシャッターSに相対向させ、また同様に第1のキャリアC1を第1の載置台13から搬出する時には、第1のキャリアC1を反時計回りに90度回転させるように構成されている。
また、図示を省略しているが、例えば搬送室10内には、例えばウェハWの表面に形成された個体識別用の標識などのIDを判別するための例えばカメラなどからなるOCR機構(カセット)が設けられており、例えば上記のプリアライメント工程の後に、上記のIDが取得されるように構成されている。
既述のように、マイクロカメラ41がウェハチャック4Aの側面(Y軸方向手前側)に設けられており、このマイクロカメラ41によりプローブ針29を撮像する時には、図9の中段にも示すように、ウェハチャック4AのY軸方向における移動ストロークD2(ウェハチャック4Aの中心位置O1の移動範囲)がプローブカード6Aの中心位置O2からY軸方向の奥側にずれている。一方、図9の上段に示すように、コンタクト時(ウェハWとプローブ針29とを接触させる時)におけるウェハチャック4Aの移動ストロークD1は、例えばプローブカード6Aの下面にウェハWとプローブ針29とを一括して接触させるために、多数のプローブ針29が形成されているので、非常に短い距離となっている。そのために、アライメントブリッジ5Aの撮像位置をプローブカード6Aの中心位置O2と合わせると、マイクロカメラ45によりウェハWの表面を撮像するときのウェハチャック4Aの移動ストロークD3が前述の移動ストロークD1の右側に飛び出してしまう。
次いで、キャリアC内からウェハWが取り出されて、検査部21A(21B)に搬送されるが、これ以降の作用説明については、既に2枚のウェハW1、W2が各々第1の検査部21A及び第2の検査部21Bにて検査されており、この状態において後続のウェハW3及びウェハW4がキャリアCから取出され、一連の工程が行われる様子について説明する。
その後、ウェハ搬送機構3が上昇し、ウェハW1とウェハW2とを例えば第1のキャリアC1に戻し、また次のウェハW(ウェハW5、W6)についても同様にして2枚ずつキャリアCから取出して、同様に処理が行われる。
また、アライメントブリッジ5A(5B)にX方向に沿って3つのマイクロカメラ45を例えばウェハWの直径の1/3の間隔で配列しているため、既述のようにこれらカメラ45によるウェハWの表面の撮像時において、ウェハチャック4A(4B)の移動領域が少なくて済む。
次に、上記の第1の実施の形態の変形例について、図16、図17を参照して説明する。
この例では、ウェハ搬送機構3は、ウェハWのプリアライメントを行うためのプリアライメント機構39を備えている。このプリアライメント機構39は、搬送基台35内を貫通して昇降しかつ回転自在な軸部36aと、この軸部の頂部に設けられ、通常時は搬送基台35の表面の凹部に嵌合して当該表面と面一になる回転ステージであるチャック部36と、を備えている。このチャック部36は、途中まで縮退した状態にあるアーム30上のウェハWの中心位置に対応する位置に設定され、各段のアーム30上のウェハWをそのアーム30から僅かに持ち上げて回転できるように構成されている。
ヘッドプレート201には、ウェハWの検査を行うための検査位置(ポゴピンユニット28の真下位置)と、筐体22の外部(仕切り壁20とは反対側の側方部)における交換位置と、の間でプローブカード6Aを案内するための一対のガイドレール80がY方向に伸びるように設けられている。このガイドレール80には、トレイ82の端部が嵌合されており、このトレイ82は、トレイ82上に固定されたカードホルダ81と共にガイドレール80に沿ってY方向に移動可能に構成されている。また、このカードホルダ81には、プローブカード6Aがクランプされていて、例えばトレイ82に対してプローブカード6Aとカードホルダ81とを所定の向きに回転させることにより、プローブカード6Aとカードホルダ81とを一体的に着脱できるように、トレイ82は図示しない着脱機構などを備えている。
次に、上述した第1の実施の形態の応用例を、図23〜図26に示しておく。尚、図示の繁雑化を避けるために、既述のプリアライメント機構39の記載については省略する。以下の例についても同様とする。
図23の例では、第1の実施の形態に係るプローブ装置本体2を、ローダ部1の両側(X軸方向)に並べている。ウェハ搬送機構3のアーム20の枚数は3枚でも良いが、この場合4つの検査部に対してウェハ搬送機構3が共通になるため、5枚(4+1)のアームをウェハ搬送機構3に持たせ、4枚のウェハWをウェハ搬送機構3により取出して順次4つの検査部に搬入するようにしても良い。このように、複数台の検査部に対して複数枚のアームをウェハ搬送機構3に持たせて、複数枚のウェハWの搬送を行うようにしても良い。この複数台の検査部を備えたプローブ装置に本発明を適用することにより、更にウェハWの搬送効率を高めることができ、またプローブ装置のスループットを高めることができる。尚、この場合には、複数枚例えばアームの枚数よりも1枚少ない枚数のウェハWをキャリアCから取り出すようにしても良い。更にまた図24の例では、第1の実施の形態におけるプローブ装置本体2とローダ部1とを2組設けて、各々のプローブ装置本体2側が隣接するように並べている。
この実施の形態は、図27に示すように、検査部21の向きを90度変えて、アライメントブリッジ5A、5Bの移動方向が既述の移動方向に対して直角となるようにプローブ装置本体2をローダ部1に接続した構成であり、それ以外の構成は第1の実施の形態と同様である。従って、この場合においても、第1の検査部21A及び第2の検査部21Bは、前記水平ラインHLに対して対象に構成されている。また、このプローブ装置では、既述の図22に示すスイング方式によりプローブカード6Aの交換を行うようにしており、この場合既述のようにプローブカード6Aの交換部材90とアライメントブリッジ5Aとが干渉するため、プローブカード6Aの交換時には、例えば図28に示すように、アライメントブリッジ5Aをローダ部1側に寄せた退避位置に退避させるようにしている。200はプローブカード6Aの交換エリアである。尚、図29に示すように、このような構成のプローブ装置においても、既述の図23と同様に、プローブ装置本体2をローダ部1の両側(X軸方向)に並べるようにしても良い。この場合においても、同様にアーム20の枚数を5枚に増やしても良い。
具体的には搬送口22aは、ローダ室1側にてその周囲が樹脂製のシール体123により囲まれており、シャッター120は、昇降軸122を介して昇降機構121により搬送口22aを開閉するように構成されている。このような例においては、ウェハWを搬送する以外は搬送口22aをシール体123を介して閉じるようにすれば、検査部21A、21B同士の間あるいは検査部21A、21Bとローダ室1との間における雰囲気(環境)の相互の影響を小さく抑えることができる。このため、検査部21A、21B内において、例えば一方の検査部21A(21B)においてウェハWの検査を行っている時に、他方の検査部21B(21A)においてメンテナンス例えばプローブカード6の交換を行う場合でも、検査を行っている雰囲気がメンテナンスを行っている雰囲気の影響を受けない。また、検査部21A、21B内のそれぞれの温度や湿度などの環境を変える場合であっても、その環境を維持し、また相互の環境の影響を抑えた状態でウェハWの検査を行うことができる。
以上の例では、既述の図7に示すように、ウェハチャック4Aにマイクロカメラ41とマクロカメラ42とをそれぞれ一台ずつ設けたが、例えば図31に示すように、マイクロカメラ41とマクロカメラ42との組を両側(X軸方向)に挟むように、更にマイクロカメラ70を複数台例えば2台設置するようにしても良い。これらマイクロカメラ70は、前記マイクロカメラ41と同様に、プローブ針29の針先を確認するためのものである。
また、各々のカメラ(マイクロカメラ41とマイクロカメラ70)が撮像するプローブ針29の領域を分けているので、複数のプローブ針29を撮像する時のウェハチャック4Aの移動量を少なくすることができる。
また、この2台のマイクロカメラ41とマクロカメラ42とを両側(X軸側)に挟むように、それぞれ2台の図31に示すマイクロカメラ70を設けるようにしても良い。
また、上記の例においては、マイクロカメラ45を3個としたが、2個あるいは4個でも良く、その場合には、例えばマイクロカメラ45の個数がn個であれば、互いの間隔をウェハWの直径の1/nとすることが好ましい。
ウェハ搬送機構3に保持されたウェハWは、既述のように、例えば第1のキャリアC1から搬出されてウェハ搬送機構3が下降している時には、予定の搬送先(第1の検査部21A)に応じて、ウェハWの向きが既に調整されている。そこで、前述のように、ウェハWの搬送先を変更する場合は、その変更先(第2の検査部21B)に応じた向きとなるように、キャリアCから取出した時と同様に、ウェハWの向きを変更し、変更先の第2の検査部21BにウェハWを搬入する。このように、実際のウェハWの処理に要する時間に応じて随時搬送先を変更することで、プローブ装置本体2が処理をせずに待機しているだけの無駄な時間を省くことができる。
なおこの連続ロット機能が設定されていないときには、ウェハ搬送機構3のアーム上に前のロット(キャリア)のウェハが検査部に搬入された後、次のロット(キャリア)のウェハが取り出されることになる。
更に本発明では、2つの検査部21A、21Bに対して共通のテスタを用い、2つのウェハチャック4A、4Bにウェハを載せて、前記テスタにより同時に検査を行うようにしてもよい。この場合には例えばプローブ装置本体2とは別に共通のテスタを設置し、プローブカード6A、6Bの各々とテスタとをケーブルで接続する構成が採用される。
ここで図2、図3及び図5などに記載したアライメントブリッジ5A、5Bに搭載した第2の撮像手段について好ましい例を説明する。先の例では図14などに示すように高倍率カメラであるマイクロカメラ45が3個設けられているが、以下の例では2個のマイクロカメラを設けている。アライメントブリッジ5A、5Bは、同じ構成であることから一方のアライメントブリッジ5Aについて述べる。以下の説明では、便宜上、X方向(図2参照)を左右方向ということとする。
既述のように、アーム30の枚数が3枚の場合には、カセットCやプリアライメント機構39を介することなく第1の検査部21Aと第2の検査部21Bとに対して連続して順次ウェハWを搬送できるが、アーム30が2枚の場合には、第1の検査部21AにウェハWを搬入した後、第2の検査部21BにウェハWを搬送する前にカセットCやプリアライメント機構39へのアクセスが必要となる。図49は、この時のウェハ搬送機構3の動作を模式的に示したものである。同図中、左側の(1)にはアーム30の枚数が3枚の場合、右側の(2)にはアーム30の枚数が2枚の場合を夫々示している。また、上段側から下段側((1)では(A)〜(F)、(2)では(a)〜(g))に向けて、順次ウェハWの処理(搬送)が行われていくものとする。この時のウェハ搬送機構3の動作について、以下の例では2つのウェハチャック4A、4Bでは夫々ウェハW1、2の検査が行われており、このウェハW1、2と後続の未検査のウェハW3、4とを交換する時の流れについて具体的に説明する。
また、この図50において、既述の(A)〜(F)、(a)〜(g)に対応する工程にこれらのアルファベットを付しておく。同図中、横軸に経過時間を示している。尚、この図50には、上記の図49では図示を省略したプリアライメント工程についても示している。また、同図中、「Shutter」は検査部21の搬送口22aに設けられた図示しないシャッターを開放する工程、「Alignment」は検査部21で行われるファインアライメント工程、「WaferLoad」は検査部21へのウェハWの搬入工程、「Wafer取り出」はキャリアCからのウェハWの取り出し工程、Front(Rear)Stageはウェハチャック4A(4B)である。
2 プローブ装置本体
3 ウェハ搬送機構
4A、4B ウェハチャック
5A、5B アライメントブリッジ
6A、6B プローブカード
10 搬送室
11 第1のロードポート
12 第2のロードポート
21A、21B 検査部
29 プローブ針
30 アーム
31 上段アーム
32 中段アーム
33 下段アーム
36 チャック部
37、38 光センサ
41 マイクロカメラ
45 マイクロカメラ
Claims (2)
- 多数の被検査チップが配列された基板を水平方向及び鉛直方向に移動可能な基板載置台に載せ、プローブカードのプローブに前記被検査チップの電極パッドを接触させて被検査チップの検査を行うプローブ装置において、
複数の基板が収納されたキャリアを載置するロードポートと、
下面にプローブが形成されたプローブカードを備えた複数のプローブ装置本体と、
鉛直軸回りに回転自在及び昇降自在に構成され、前記ロードポートと前記プローブ装置本体との間において前記基板の受け渡しを行うための基板搬送機構と、
前記プローブ装置本体及び前記基板搬送機構に対して制御信号を出力する制御部と、を備え、
前記基板搬送機構は互いに独立して進退自在な少なくとも3枚の基板保持部材を備え、
前記制御部は、前記基板搬送機構によりキャリアから少なくとも2枚の基板を受け取り、これら少なくとも2枚の基板を、空いている基板保持部材を利用して複数のプローブ装置本体内の検査済みの基板と順次交換するように制御信号を出力することを特徴とするプローブ装置。 - 前記基板搬送機構は、基板の位置合わせを行うために、前記基板保持部材から受け取った基板を回転させる回転部と、前記回転部上の基板の周縁部を含む領域に光を照射して、当該領域を介して通過した光を受光する検出部と、からなるプリアライメント機構を備えていることを特徴とする請求項1に記載のプローブ装置。
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