JP2022082057A - 検査装置における接触解除方法及び検査装置 - Google Patents

Abstract

【課題】基板の検査が行われる検査空間が複数段設けられた検査装置において、一の検査空間に設けられた基板支持部の設定温度が変更された場合に、他の検査空間での基板とプローブとの位置合わせを適切に行う。【解決手段】検査装置の制御部は、被固定部（ポゴフレーム８０）には、位置補正用マーク（位置補正用ピン８５）が複数設けられ、基板支持部（チャックトップ７０）に支持された基板Ｗとプローブとを接触させる時の、アライナ５０による移動平面内における基板支持部の位置である、接触位置を補正する補正部をする。補正部は、一の検査空間において基板支持部の設定温度に変更があった場合、他の検査空間Ｋで設定温度の変更後に撮像部（下カメラ５４）により位置補正用マーク夫々を撮像した結果と、位置補正用の基準値と、に基づいて、他の検査空間における接触位置を補正する。【選択図】図５

Description

本開示は、検査装置における接触解除方法及び検査装置に関する。

特許文献１には、水平に配列された複数のテスタからなるテスタ列の３層構造を有し、ウェハを搬送する搬送ステージをさらに備えるウェハ検査装置が開示されている。特許文献１では、上述の検査装置において、伸縮自在なベローズをテスタのプローブカードを囲むように配置し、ウェハを厚板部材であるチャックトップに載置する。また、チャックトップを搬送ステージに支持させ、搬送ステージをウェハ及びチャックトップと共にプローブカードに対向させた後、搬送ステージをプローブカードへ向けて移動させてチャックトップをベローズへ当接させる。そして、チャックトップがベローズへ当接した後も、搬送ステージをウェハ及びチャックトップとともにプローブカードへ向けて移動させてウェハをプローブカードへ当接させる。

特開２０１４－７５４２０号公報

本開示にかかる技術は、基板の検査が行われる検査空間が複数段設けられた検査装置において、一の検査空間に設けられた基板支持部の設定温度が変更された場合に、他の検査空間での基板とプローブとの位置合わせを適切に行う。

本開示の一態様は、基板の検査が行われる検査空間が複数段設けられ、前記検査空間それぞれには、基板を支持する基板支持部と、検査用のプローブを有するプローブカードが固定される被固定部と、ベース壁上に配され、前記被固定部に固定された前記プローブカードと対向する移動平面に沿って前記基板支持部を移動可能且つ前記移動平面と直交する高さ方向に前記基板支持部を移動可能に構成された移動機構と、前記移動機構により前記基板支持部と共に移動する撮像部と、が設けられ、前記被固定部には、位置補正用マークが複数設けられ、前記基板支持部に支持された基板と前記プローブとを接触させる時の、前記移動平面内における前記基板支持部の位置である、接触位置を補正する補正部を有し、前記補正部は、一の前記検査空間において前記基板支持部の設定温度に変更があった場合、他の前記検査空間で前記設定温度の変更後に前記撮像部により前記位置補正用マークそれぞれを撮像した結果と、位置補正用の基準値と、に基づいて、前記他の前記検査空間における前記接触位置を補正する。

本開示によれば、基板の検査が行われる検査空間が複数段設けられた検査装置において、一の検査空間に設けられた基板支持部の設定温度が変更された場合に、他の検査空間での基板とプローブとの位置合わせを適切に行うことができる。

本実施形態にかかる検査装置の構成の概略を示す上面横断面図である。 本実施形態にかかる検査装置の構成の概略を示す正面縦断面図である。 検査領域の側断面図である。 検査領域の正面断面の部分拡大図である。 検査空間のチャックトップの設定温度が変更されたときの様子を示す側断面図である。 検査装置における接触位置の補正処理に関する制御部の機能ブロック部である。 接触位置の補正方法の具体例１を説明するための図である。 接触位置の補正方法の具体例１を説明するための図である。 接触位置の補正方法の具体例２を説明するための図である。 上記接触位置の補正方法の具体例２を説明するための図である。 上記接触位置の補正方法の具体例３を説明するための図である。

半導体製造プロセスでは、半導体ウェハ（以下、「ウェハ」という。）上に所定の回路パターンを持つ多数の半導体デバイスが形成される。形成された半導体デバイスは、電気的特性等の検査が行われ、良品と不良品とに選別される。半導体デバイスの検査は、例えば、各半導体デバイスに分割される前のウェハの状態で、検査装置を用いて行われる。

検査装置には、多数の針状の接触端子であるプローブを多数有するプローブカードが設けられている。電気的特性の検査の際はまず、ウェハとプローブカードとが近づけられ、ウェハに形成されている半導体デバイスの各電極にプローブカードのプローブが接触する。この状態で、プローブカードの上方に設けられたテスタから各プローブを介して半導体デバイスに電気信号が供給される。そして、各プローブを介して半導体デバイスからテスタが受信した電気信号に基づいて、当該半導体デバイスが不良品か否か判別される。

このような電気的特性検査を多数のウェハに対して効率的に行うため、ウェハの検査が行われる検査空間が複数段積み重ねられた検査装置が用いられている（特許文献１参照）。

このような検査装置では、検査空間毎に、プローブカードと、ウェハを支持するウェハ支持部と、ウェハ支持部を移動平面に沿って移動可能且つ上記移動平面と直交する高さ方向に移動させる移動機構が設けられている。そして、この検査装置では、下カメラでプローブカードの所定の位置を撮像し、上カメラでウェハの所定の位置を撮像し、これらの撮像結果から、ウェハに形成されている電極とプローブカードのプローブとが正確に接触するように、ウェハ（具体的にはウェハを支持するウェハ支持部）の上記移動平面内における位置合わせを行っている。

また、近年では、種々の温度条件下での電子デバイスの電気的特性検査を可能とするため、ウェハ支持部に温度調整手段が設けられることがある。

ところで、本発明者らが鋭意調査したところ、上述のように検査空間が複数段積み重ねられた検査装置において、ウェハ支持部に温度調整手段を設けたときに以下のようにウェハ上の電極とプローブとを適切に接触させることができない場合があることが判明した。すなわち、検査空間が複数段積み重ねられた検査装置において、一の検査空間のウェハ支持部の設定温度を変更すると、他の検査空間で、上述のように上カメラと下カメラとを用いてウェハの位置合わせを行っても、ウェハ上の電極とプローブとを適切に接触させることができない場合があることが判明した。

そこで、本開示にかかる技術は、ウェハの検査が行われる検査空間が複数段設けられた検査装置において、一の検査空間に設けられたウェハ保持部の設定温度が変更された場合に、他の検査空間での基板とプローブとの位置合わせを適切に行う。

以下、本実施形態にかかる検査装置及び検査装置における基板支持部の位置補正方法について、図面を参照しながら説明する。なお、本明細書及び図面において、実質的に同一の機能構成を有する要素においては、同一の符号を付することにより重複説明を省略する。

図１及び図２はそれぞれ、本実施形態にかかる検査装置の構成の概略を示す上面横断面図及び正面縦断面図である。なお、図２には、後述のアライナについてはその一部のみを示している。

図１及び図２の検査装置１は、基板としてのウェハＷを検査するものであり、具体的には、ウェハＷに形成された検査対象デバイスとしての半導体デバイスの電気的特性検査を行うものである。検査装置１は、筐体１０を有し、該筐体１０には、搬入出領域１１、搬送領域１２、検査領域１３が設けられている。搬入出領域１１は、検査装置１に対してウェハＷの搬入出が行われる領域である。搬送領域１２は、搬入出領域１１と検査領域１３とを接続する領域である。また、検査領域１３は、ウェハＷに形成された半導体デバイスの電気的特性検査が行われる領域である。

搬入出領域１１には、複数のウェハＷを収容したカセットＣを受け入れるポート２０、後述のプローブカードを収容するローダ２１、検査装置１の各構成要素の制御等を行う制御部２２が設けられている。制御部２２は、各種情報を記憶する記憶部（図示せず）を有している。記憶部には、例えば、検査処理等を実現するプログラムが格納されている。なお、上記プログラムは、コンピュータに読み取り可能な非一時的な記憶媒体に記録されていたものであって、当該記憶媒体から上記制御部２２にインストールされたものであってもよい。プログラムの一部または全ては専用ハードウェア（回路基板）で実現してもよい。また、上記記憶部は、例えばＨＤＤ等のストレージデバイス、プログラムの演算に係る一時的に必要な情報を記憶するＲＡＭ等のメモリ、またはこれらの組み合わせである。

搬送領域１２には、ウェハＷ等を保持した状態で自在に移動可能な搬送装置３０が配置されている。この搬送装置３０は、搬入出領域１１のポート２０内のカセットＣと、検査領域１３との間でウェハＷの搬送を行う。また、搬送装置３０は、検査領域１３内の後述のポゴフレームに固定されたプローブカードのうちメンテナンスを必要とするものを搬入出領域１１のローダ２１へ搬送する。さらに、搬送装置３０は、新規な又はメンテナンス済みのプローブカードをローダ２１から検査領域１３内へ搬送する。

検査領域１３は、図２に示すように、ウェハＷの検査が行われる検査空間Ｋが複数段（図の例では３段）設けられており、鉛直方向に積層されている。以下の説明では、３つの検査空間Ｋそれぞれを、下から順に検査空間Ｋ１、検査空間Ｋ２、検査空間Ｋ３ということがある。各検査空間Ｋには、水平方向（図２のＡ方向）に配列された複数（図の例では４つ）のテスタ４０からなるテスタ列が設けられている。また、各検査空間には、１つの移動機構としてのアライナ５０と、１つの上カメラ６０が設けられている。なお、テスタ４０、アライナ５０、上カメラ６０の数や配置は任意に選択できる。

テスタ４０は、電気的特性検査用の電気信号をウェハＷとの間で送受するものである。
アライナ５０は、チャックトップ７０を保持して、後述のポゴフレームに固定されたプローブカードと対向する移動平面に沿って移動させることが可能且つ上記移動平面と直交する高さ方向に移動させることが可能に構成されている。例えば、上記移動平面が水平である場合、アライナ５０は、左右方向（図２のＡ方向）、前後方向（図２のＢ方向）及び上下方向（図２のＣ方向）にチャックトップ７０を移動させることができる。また、このアライナ５０は、チャックトップ７０に載置されたウェハＷと後述のプローブカードのプローブとの位置合わせを行うことができる。

上カメラ６０は、水平に移動自在に構成されており、下方を撮像するように設けられている。上カメラ６０は、例えば、当該上カメラ６０が設けられた検査内の各テスタ４０の前に位置して、アライナ５０上のチャックトップ７０に載置されたウェハＷを撮像する。

チャックトップ７０は、ウェハＷを支持する基板支持部であり、例えば、載置されたウェハＷを吸着等により保持することができる。
チャックトップ７０には温度調節機構が設けられている。温度調節機構は、例えば、抵抗ヒータ等の加熱機構及び冷媒の流路等の冷却機構の少なくともいずれか１つである。また、チャックトップ７０には、温度センサ（図示せず）が設けられている。そして、チャックトップ７０に設けられた温度調節機構は、制御部２２の制御の下、上記温度センサでの測定結果が設定温度になるように、すなわち、チャックトップ７０の温度が設定温度になるように、チャックトップ７０の温度を調節する。

この検査装置１では、搬送装置３０が一のテスタ４０へ向けてウェハＷを搬送している間に、他のテスタ４０は他のウェハＷに形成された電子デバイスの電気的特性の検査を行うことができる。

続いて、図３～図５を用いて、検査領域１３のより詳細な構成について説明する。図３は、検査領域１３の側断面図である。図４は、検査領域１３の正面断面の部分拡大図である。図５は、検査空間Ｋ１のチャックトップ７０の設定温度が変更されたときの様子を示す側断面図である。

検査領域１３の各検査空間Ｋには、前述のように、アライナ５０が設けられている。また、図３に示すように、各検査空間Ｋには、チャックトップ７０と、ポゴフレーム８０が設けられている。

アライナ５０は、検査空間Ｋを画成する下側の壁である筐体１０のベース壁（具体的には、筐体１０の底壁１０ａ、検査空間Ｋ１と検査空間Ｋ２とを隔てる横隔壁１０ｂ、検査空間Ｋ２と検査空間Ｋ３とを隔てる横隔壁１０ｃ）上に配されている。なお、アライナ５０が配される上記ベース壁は、筐体１０の支持部材としての奥壁１０ｄと、搬送領域１２と検査領域１３とを隔てる縦隔壁１０ｅとに支持されている。
アライナ５０は、例えばＸステージ５１、Ｙステージ５２及びＺステージ５３を有する。

Ｘステージ５１は、アライナ５０による移動平面（ＸＹ平面）の座標系を構成するＸ軸方向に、ガイドレール５１ａに沿って移動する。このＸステージ５１に対しては、Ｘステージ５１のＸ方向にかかる位置、すなわちチャックトップ７０のＸ軸方向にかかる位置を検出する位置検出機構（図示せず）が設けられている。上記位置検出機構は、例えばリニアエンコーダである。

Ｙステージ５２は、Ｘステージ５１上を移動する。具体的には、アライナ５０による移動平面（ＸＹ平面）の座標系を構成するＹ軸方向に、ガイドレール５２ａに沿って移動する。このＹステージ５２に対しては、Ｙステージ５２のＹ軸方向にかかる位置、すなわちチャックトップ７０のＹ軸方向にかかる位置を検出する位置検出機構（図示せず）が設けられている。上記位置検出機構は、例えばリニアエンコーダである。

Ｚステージ５３は、アライナ５０による移動平面（ＸＹ平面）と直交する高さ方向（Ｚ方向）に伸縮自在な伸縮軸５３ａにより、上記高さ方向（Ｚ方向）に移動する。このＺステージ５３に対しては、Ｚステージ５３のＺ方向にかかる位置、すなわちチャックトップ７０のＺ方向にかかる位置を検出する位置検出機構（図示せず）が設けられている。上記位置検出機構は、例えばリニアエンコーダである。
また、Ｚステージ５３上にチャックトップ７０が着脱自在に吸着保持される。Ｚステージ５３によるチャックトップ７０の吸着保持は、吸着保持機構（図示せず）による真空吸着等により行われる。
さらに、Ｚステージ５３には、下カメラ５４が設けられている。

下カメラ５４は、上述のようにＺステージ５３に設けられているため、アライナ５０により、チャックトップ７０と共に移動する。
下カメラ５４は、上方を撮像するように設けられている。下カメラ５４は、例えば、後述のポゴフレームに固定されたプローブカードを撮像し、また、後述のポゴフレームに設けられた位置補正用ピンを撮像する。

なお、アライナ５０や下カメラ５４は、制御部２２により制御され、また、Ｘステージ５１、Ｙステージ５２及びＺステージ５３に設けられた位置検出機構による位置検出結果は制御部２２に出力される。

テスタ４０は、図４に示すように、テスタマザーボード４１を底部に有する。テスタマザーボード４１には、複数の検査回路基板（図示せず）が立設状態で装着されている。また、テスタマザーボード４１の底面には複数の電極（図示せず）が設けられている。
さらに、テスタ４０の下方には、被固定部としてのポゴフレーム８０が設けられている。

ポゴフレーム８０は、プローブカード９０が固定され、当該プローブカード９０とテスタ４０とを電気的に接続する。また、ポゴフレーム８０は、アライナ５０が配されるベース壁と同様、筐体１０の奥壁１０ｄに支持される。ただし、ポゴフレーム８０は、上記ベース壁と異なり、縦隔壁１０ｅには支持されていない。このポゴフレーム８０は、テスタ４０とプローブカード９０とを電気的に接続するポゴピン８１を有し、具体的には、多数のポゴピン８１を保持するポゴブロック８２を有する。また、ポゴフレーム８０は、ポゴブロック８２が挿篏されることによりポゴピン８１が取り付けられる取り付け孔８３ａが形成されたフレーム本体８３を有する。

ポゴフレーム８０の下面には、プローブカード９０が、所定の位置に位置合わせされた状態で固定される。

なお、排気機構（図示せず）によって、テスタマザーボード４１はポゴフレーム８０に真空吸着され、プローブカード９０は、ポゴフレーム８０に真空吸着される。これら真空吸着を行うための真空吸引力により、ポゴフレーム８０の各ポゴピン８１の下端は、プローブカード９０の後述のカード本体９１の上面における、対応する電極パッドに接触し、各ポゴピン８１の上端は、テスタマザーボード４１の下面の対応する電極に押し付けられる。

プローブカード９０は、複数の電極パッドが上面に設けられた円板状のカード本体９１を有する。カード本体９１の下面には、下方へ向けて延びる針状の接触端子であるプローブ９２が複数設けられている。
カード本体９１の上面に設けられた上述の複数の電極パッドはそれぞれ対応するプローブ９２と電気的に接続されている。また、検査時には、プローブ９２はそれぞれ、ウェハＷに形成された半導体デバイスの電極と接触する。したがって、電気的特性検査時には、ポゴピン８１、カード本体９１の上面に設けられた電極パッド及びプローブ９２を介して、テスタマザーボード４１とウェハＷ上の半導体デバイスとの間で、検査にかかる電気信号が送受される。
なお、検査装置１は、ウェハＷに形成された複数の半導体デバイスの電気的特性検査を一括で行うために、プローブ９２は、カード本体９１の下面略全体を覆うように多数設けられている。

また、ポゴフレーム８０の下面には、ベローズ８４が取り付けられている。ベローズ８４は、プローブカード９０を囲繞するように垂下する筒状の伸縮自在な部材である。また、ベローズ８４は、プローブカード９０の下方の位置にチャックトップ７０を吸着保持する。

また、ベローズ８４は、チャックトップ７０を吸着保持することにより、プローブカード９０を含むポゴフレーム８０、ベローズ８４及びチャックトップ７０で囲まれる密閉空間Ｓを形成する。密閉空間Ｓを減圧機構（図示せず）により減圧することで、ウェハＷとプローブ９２との接触状態を維持することができる。

上述のように、アライナ５０が配されるベース壁（底壁１０ａ、横隔壁１０ｂ、１０ｃ）とポゴフレーム８０は筐体１０の奥壁１０ｄに支持されている。また、この奥壁１０ｄは、検査空間Ｋの間で共通である。

上述のように構成されている検査装置１において、一の検査空間Ｋのチャックトップ７０の設定温度を変更したときに、他の検査空間Ｋで上カメラ６０及び下カメラ５４を用いた従来の位置合わせを行っても、ウェハＷ上の電極とプローブ９２とを適切に接触させることができないことがある。この原因について、本発明者らが鋭意検討したところ、以下のような知見が得られた。

検査空間Ｋが複数段設けられた検査装置１では、前述のように、アライナ５０が配されるベース壁と、ポゴフレームとが、複数段の検査空間Ｋの間で共通の支持部材すなわち奥壁１０ｄに支持されている。例えば、最下段の検査空間Ｋ１のチャックトップ７０の設定温度が変更されると、このチャックトップ７０に支持されたウェハＷと接触したプローブカード９０の温度が変わる。そのため、奥壁１０ｄと縦隔壁１０ｅのうち、プローブカード９０に近い奥壁１０ｄの温度が変わるので、図５に示すように、奥壁１０ｄが鉛直方向に熱膨張または熱収縮する。その結果、例えば中段の検査空間Ｋ２におけるベース壁（具体的には横隔壁１０ｂ）とポゴフレーム８０との相対的な角度が変化し、つまり、中段の検査空間Ｋ２における、ベース壁（具体的には横隔壁１０ｂ）上に配されたアライナ５０によるチャックトップ７０の移動平面（ＸＹ平面）とポゴフレームと８０の相対的な角度が変化する。このことから、中段の検査空間Ｋ２について、最下段の検査空間Ｋ１におけるチャックトップ７０の設定温度の変更前と同様に位置合わせを行っても、ウェハＷ上の電極とプローブ９２とを適切に接触させることができない、という現象が生じるものと考えられる。

本実施形態は、上述のような知見に基づき、図３及び図４に示すように、ポゴフレーム８０（具体的にはフレーム本体８３の底面）に位置補正用マークとしての位置補正用ピン８５を複数設けている。これら位置補正用ピン８５を下カメラ５４で撮像すなわち認識したときの結果は、アライナ５０が載置されるベース壁とポゴフレーム８０との相対的な角度、言い換えると、アライナ５０によるチャックトップ７０の移動平面（ＸＹ平面）とポゴフレーム８０との相対的な角度に応じて変わる。そのため、本実施形態では、以下に詳述するように、位置補正用ピン８５それぞれの下カメラ５４での撮像結果に基づき、接触位置の補正を行う。接触位置とは、チャックトップ７０に支持されたウェハＷとプローブ９２とを接触させる時の、上記移動平面内におけるチャックトップ７０の位置である。

なお、複数の位置補正用ピン８５は、例えば、アライナ５０によるチャックトップ７０の移動平面の座標系を構成するＸ軸方向から視て互いに離間するように設けられた位置補正用ピン８５ａ、８５ｂと、上記座標系を構成するＹ軸方向から視て互いに離間するように設けられた位置補正用ピン８５ｃ、８５ｄと、を含む。
また、各位置補正用ピン８５には、筐体１０の奥壁１０ｄの材料より熱膨張率が小さい材料が用いられ、例えば、ポゴフレーム８０のフレーム本体８３と同じ材料が用いられる。
なお、以下の説明では、説明の簡易化のため、各検査空間Ｋにはテスタ４０やポゴフレーム８０は１つのみ設けられているものとする。

図６は、検査装置１における接触位置の補正処理に関する制御部２２の機能ブロック部である。
制御部２２は、ＣＰＵ等のプロセッサが記憶部に記憶されたプログラムを読み出して実行することにより、撮像制御部２２ａ、補正部２２ｂ、取得部２２ｃとして機能する。

撮像制御部２２ａは、下カメラ５４及びアライナ５０（具体的にはアライナ５０の駆動系）を制御し、下カメラ５４により、位置補正用ピン８５それぞれを撮像させる。撮像制御部２２ａは、下カメラ５４により位置補正用ピン８５を撮像した結果として、位置補正用ピン８５を下カメラ５４で認識したときのチャックトップ７０の位置を、アライナ５０による移動平面の座標系すなわちＸＹ座標系で出力する。

補正部２２ｂは、上記接触位置を補正する。
本実施形態において、補正部２２ｂは、一の検査空間Ｋにおいてチャックトップ７０の設定温度に変更があった場合、上記設定温度の変更後に他の検査空間Ｋで下カメラ５４により位置補正用ピン８５それぞれを撮像した結果と、位置補正用の基準値と、に基づいて、上記他の検査空間Ｋにおける接触位置を補正する。例えば、補正部２２ｂは、最下段の検査空間Ｋ１においてチャックトップ７０の設定温度に変更があった場合、上記設定温度の変更後に中段の検査空間Ｋ２で下カメラ５４により位置補正用ピン８５それぞれを撮像した結果と、位置補正用の基準値と、に基づいて、中段の検査空間Ｋ２における接触位置を補正する。以下、中段の検査空間Ｋ２について接触位置を補正する例で説明する。

取得部２２ｃは、上記位置補正用の基準値を取得する。取得部２２ｃは、例えば、中段の検査空間Ｋ２について、事前に下カメラ５４により位置補正用ピンそれぞれを撮像した結果から、上記位置補正用の基準値を取得する。なお、「事前」とは、例えば検査空間Ｋ１におけるチャックトップ７０の設定温度の変更前または変更直後を意味する。なお、「変更直後」とは、設定温度の変更に起因した奥壁１０ｄの熱膨張または熱収縮が未だ生じていない期間を意味する。

（補正方法の具体例１）
図７及び図８は、上記接触位置の補正方法の具体例１を説明するための図である。
取得部２２ｃは、例えば、中段の検査空間Ｋ２について、撮像制御部２２ａの制御の下で事前に下カメラ５４により２つの位置補正用ピン８５ａ、８５ｂそれぞれを撮像した結果から、ＸＹ座標系を構成するＹ軸方向に関する、２つの位置補正用ピン８５間の距離の基準値Ｌ１を算出し取得する。図７に示すように、事前に下カメラ５４により一方の位置補正用ピン８５ａを認識したときのチャックトップ７０の位置のＹ座標をｙ１、他方の位置補正用ピン８５ｂを認識したときのチャックトップ７０の位置のＹ座標をｙ２としたとき、上記基準値Ｌ１は以下の式（１）で示すことができる。
Ｌ１＝ｙ２－ｙ１ …（１）

一方、補正部２２ｂは、最下段の検査空間Ｋ１においてチャックトップ７０の設定温度に変更があった場合、以下の情報を取得する。すなわち、補正部２２ｂは、上記設定温度の変更後に、中段の検査空間Ｋ２について、撮像制御部２２ａの制御の下で下カメラ５４により２つの位置補正用ピン８５ａ、８５ｂそれぞれを撮像した結果から、Ｙ軸方向に関する２つの位置補正用ピン８５間の距離Ｌ２を取得する。図８に示すように、上記設定温度の変更後に下カメラ５４により一方の位置補正用ピン８５ａを認識したときのチャックトップ７０の位置のＹ座標をｙ３、他方の位置補正用ピン８５ｂを認識したときのチャックトップ７０の位置のＹ座標をｙ４としたとき、上記距離Ｌ２は以下の式（２）で示すことができる。
Ｌ２＝ｙ４－ｙ３ …（２）

そして、補正部２２ｂは、上記距離Ｌ２と上記基準値Ｌ１との差ΔＬ（＝Ｌ２-Ｌ１）に基づいて、Ｙ軸方向に関する接触位置を補正する。
具体的には、補正部２２ｂは、以下の式（３）に基づいて、Ｙ軸方向に関する、原点から接触位置までのチャックトップ７０の移動量を補正する。
ΔＹ１´＝ΔＹ１＋ａ＊ΔＬ …（３）

なお、ΔＹ１は、下カメラ５４によるプローブカード９０の所定の部分の撮像結果に基づいて決定される、Ｙ軸方向に関する、原点から接触位置までのチャックトップ７０の移動量であり、ΔＹ１は、補正後の、Ｙ軸方向に関する、原点から接触位置までのチャックトップ７０の移動量である。
また、ａは、変数であり、例えば、位置補正用ピン８５ａ、８５ｂのポゴフレーム８０上での距離に基づいて設定される。

Ｘ軸方向に関する、原点から接触位置までのチャックトップ７０の移動量の補正も、下カメラ５４により位置補正用ピン８５ｃ、８５ｄを撮像した結果に基づいて、同様に行うことができる。

（補正方法の具体例２）
図９及び図１０は、上記接触位置の補正方法の具体例２を説明するための図である。
この例の場合、撮像制御部２２ａは、下カメラ５４により位置補正用ピン８５を撮像した結果として、位置補正用ピン８５に対し焦点が合ったときの下カメラ５４の高さ（具体的にはチャックトップ７０の高さ）を出力する。チャックトップ７０の高さは、例えば、Ｚステージ５３の位置を検出する位置検出機構（図示せず）に基づいて決定される。

取得部２２ｃは、例えば、中段の検査空間Ｋ２について、撮像制御部２２ａの制御の下で事前に撮像した際に２つの位置補正用ピン８５ａ、８５ｂそれぞれに対し焦点が合ったときの下カメラ５４の高さＺ１、Ｚ２から、Ｘ軸方向から視たポゴフレーム８０と横隔壁１０ｂとの相対的な傾きの基準値θ１を算出し取得する。図９に示すように、事前に撮像した際に一方の位置補正用ピン８５ａに対し焦点が合ったときの下カメラ５４の高さＺ１と、他方の位置補正用ピン８５ｂに対し焦点が合ったときの下カメラ５４の高さＺ２と、前述の基準値Ｌ１と、を用いて、上記基準値θ１は以下の式（４）で示すことができる。
θ１＝ａｒｃｔａｎ（（Ｚ１－Ｚ２）／Ｌ１） …（４）

一方、補正部２２ｂは、最下段の検査空間Ｋ１においてチャックトップ７０の設定温度に変更があった場合、中段の検査空間Ｋ２について、撮像制御部２２ａの制御の下で上記設定温度の変更後に撮像した際に２つの位置補正用ピン８５ａ、８５ｂそれぞれに対し焦点が合ったときの下カメラ５４の高さＺ３、Ｚ４から、Ｘ軸方向から視たポゴフレーム８０と横隔壁１０ｂとの相対的な傾きθ２を算出し取得する。図１０に示すように、上記設定温度の変更後に撮像した際に一方の位置補正用ピン８５ａに対し焦点が合ったときの下カメラ５４の高さＺ３と、他方の位置補正用ピン８５ｂに対し焦点が合ったときの下カメラ５４の高さＺ４と、前述の距離Ｌ２と、を用いて、上記傾きθ２は以下の式（５）で示すことができる。
θ２＝ａｒｃｔａｎ（（Ｚ４－Ｚ３）／Ｌ２） …（５）

そして、補正部２２ｂは、上記傾きθ２と上記基準値θ１との差Δθ（＝θ２-θ１）に基づいて、Ｙ軸方向に関する接触位置を補正する。
具体的には、補正部２２ｂは、以下の式（６）に基づいて、Ｙ軸方向に関する、原点から接触位置までのチャックトップ７０の移動量を補正する。
ΔＹ１´＝ΔＹ１＊ｃｏｓ（θ２－θ１） …（６）

Ｘ軸方向に関する、原点から接触位置までのチャックトップ７０の移動量の補正も、下カメラ５４により位置補正用ピン８５ｃ、８５ｄを撮像した結果に基づいて同様に行うことができる。

（補正方法の具体例３）
図１１は、上記接触位置の補正方法の具体例３を説明するための図である。
この例の場合、撮像制御部２２ａは、下カメラ５４により位置補正用ピン８５を撮像した結果として出力する情報は、前述の具体例１と同様である。
また、取得部２２ｃが、位置補正用の基準値として取得する情報も、前述の具体例１と同様である。取得部２２ｃは、例えば、中段の検査空間Ｋ２について、事前に下カメラ５４により２つの位置補正用ピン８５ａ、８５ｂそれぞれを撮像した結果から、ＸＹ座標系を構成するＹ軸方向に関する、２つの位置補正用ピン８５間の距離の基準値Ｌ１１を算出し取得する。

ここで、Ｘ軸方向から視てポゴフレーム８０と横隔壁１０ｂとが相対的に傾いているときに、Ｙ軸方向に関し、ポゴフレーム８０の所定の位置Ｐの直下にチャックトップ７０の所望の位置（例えば中心）が位置すると思われる位置に、チャックトップ７０を移動させたとする。この場合、Ｙ軸方向に関する位置が実際に検出されているのはチャックトップ７０ではなくＹステージ５２であること、及び、チャックトップ７０にはＹステージ５２からの高さがあることから、Ｙ軸方向に関し、ポゴフレーム８０の所定の位置Ｐの直下に、チャックトップ７０の所望の位置（例えば中心）は位置しない。Ｙ軸方向に関し、ポゴフレーム８０の所定の位置Ｐの直下に、チャックトップ７０の所望の位置（例えば中心）を位置させるには、チャックトップ７０をさらにＹ軸方向にΔＹ２移動させる必要がある。

そこで、補正部２２ｂは、最下段の検査空間Ｋ１においてチャックトップ７０の設定温度に変更があった場合、まず、前述の具体例１と同様、以下の情報を取得する。すなわち、補正部２２ｂは、上記設定温度の変更後に、中段の検査空間Ｋ２について、下カメラ５４により２つの位置補正用ピン８５ａ、８５ｂそれぞれを撮像した結果から、Ｙ軸方向に関する２つの位置補正用ピン８５間の距離Ｌ１２を取得する。

また、補正部２２ｂは、上記基準値Ｌ１１と上記距離Ｌ１２とから、Ｘ軸方向から視たポゴフレーム８０と横隔壁１０ｂとの相対的な傾きθ１１を算出し取得する。図１１に示すように、上記基準値Ｌ１１と上記距離Ｌ１２と、を用いて、上記傾きθ２は以下の式（７）で示すことができる。
θ１１＝ａｒｃｃｏｓ（Ｌ１１／Ｌ１２） …（７）

そして、補正部２２ｂは、上記傾きθ１１と、チャックトップ７０の高さ（具体的にはチャックトップ７０をアライナ５０に常温で組み付けた際の、チャックトップ７０のＹステージ５２からの高さ）Ｚ３とに基づいて、Ｙ軸方向に関する接触位置を補正する。
具体的には、補正部２２ｂは、以下の式（８）に基づいて、Ｙ軸方向に関する、原点から接触位置までのチャックトップ７０の移動量の補正量ΔＹ２を算出する。
ΔＹ２＝ｔａｎθ１１＊Ｚ３…（８）

そして、補正部２２ｂは、以下の式（９）に基づいて、Ｙ軸方向に関する、原点から接触位置までのチャックトップ７０の移動量を補正する。
ΔＹ１´＝ΔＹ１＋ΔＹ２ …（９）

Ｘ軸方向に関する、原点から接触位置までのチャックトップ７０の移動量の補正も、下カメラ５４により位置補正用ピン８５ｃ、８５ｄを撮像した結果に基づいて同様に行うことができる。ただし、補正に用いるチャックトップ７０の高さは、具体的にはチャックトップ７０のＸステージ５１からの高さである。

次に検査装置１を用いた検査処理について説明する。まず、接触位置の補正を伴わない検査処理について説明する。

（Ｓ１．搬入）
まず、所望の検査空間Ｋへの検査対象のウェハＷの搬入が行われる。
具体的には、搬送装置３０等が制御部２２により制御され、搬入出領域１１のポート２０内のカセットＣからウェハＷが取り出されて、例えば中段の検査領域１３内に搬入され、アライナ５０に吸着保持されたチャックトップ７０上に載置される。このとき、チャックトップ７０の温度は温度調整機構（図示せず）により設定温度に調整されている。

（Ｓ２．位置合わせ）
次いで、ウェハＷとプローブカード９０との位置合わせが行われる。
具体的には、上カメラ６０でのチャックトップ７０上のウェハＷの撮像結果と下カメラ５４によるプローブ９２の撮像結果とに基づいて、アライナ５０が、制御部２２により制御され、プローブカード９０と対向する移動平面内における、チャックトップ７０上のウェハＷとプローブ９２との位置合わせが行われる。通常は、この位置合わせのみで、すなわち、上述したような接触位置の補正を行わなくても、ウェハＷとプローブ９２とを適切に接触することができるよう、検査装置１の立ち上げ時やメンテナンス時に、接触位置の調整が行われている。

（Ｓ３．チャックトップ７０の吸着保持）
続いて、チャックトップ７０をポゴフレーム８０に吸着させる。
具体的には、プローブカード９０のプローブ９２とウェハＷに形成された電子デバイスの電極とが接触するまでチャックトップ７０が上昇される。ウェハＷ上の電極とプローブ９２とが接触している状態で、減圧機構（図示せず）等が制御されると共にアライナ５０のＺステージ５３が下降し、これにより、チャックトップ７０が、アライナ５０から分離されポゴフレーム８０に吸着される。

（Ｓ４．検査）
チャックトップ７０とアライナ５０との切り離し後、ウェハＷに形成された電子デバイスの電気的特性検査が行われる。
具体的には、チャックトップ７０が設定温度に調整された状態で、ウェハＷに形成された電子デバイスの電気的特性検査が行われる。電気的特性検査用の電気信号は、テスタ４０からポゴピン８１やプローブ９２等を介して電子デバイスに入力される。

（Ｓ５．搬出）
その後、検査後のウェハＷが搬出される。
具体的には、ポゴフレーム８０に吸着されていたチャックトップ７０がアライナ５０に受け渡され保持される。また、アライナ５０に保持されたチャックトップ７０上の検査後のウェハＷが、搬送装置３０によって、検査領域１３から搬出され、搬入出領域１１のポート２０内のカセットＣに戻される。
なお、一のテスタ４０での検査中、アライナ５０によって、他のテスタ４０への検査対象のウェハＷの搬送や他のテスタ４０からの検査後のウェハＷの回収が行われる。

次に、検査装置１を用いた、接触位置の補正を伴なう検査処理について説明する。なお、以下の説明では、接触位置の補正対象の検査空間Ｋは、中段の検査空間Ｋ２であるものとする。また、以下の説明では、取得部２２ｃが、中段の検査空間Ｋ２について、下カメラ５４により位置補正用ピンそれぞれを撮像した結果から、位置補正用の基準値を取得しているものとする。

（Ｓ１１．搬入）
まず、前述のＳ１の搬入工程と同様、中段の検査空間Ｋ２への検査対象のウェハＷの搬入が行われる。

（Ｓ１２．上カメラ６０による撮像）
次いで、上カメラ６０による撮像が行われる。
具体的には、撮像制御部２２ａの制御の下、上カメラ６０により、チャックトップ７０上のウェハＷの所定の部分が撮像される。

（Ｓ１３．チャックトップ７０の位置の調整）
次いで、チャックトップ７０の位置が調整される。
具体的には、上カメラ６０による、チャックトップ７０に支持されたウェハＷの所定の部分の撮像結果に基づいて、チャックトップ７０の位置が調整される。

（Ｓ１４．下カメラ５４による位置合わせ用の撮像）
次いで、下カメラ５４による位置合わせ用の撮像が行われる。
具体的には、撮像制御部２２ａの制御の下、下カメラ５４により、プローブカード９０の所定の部分が撮像される。

（Ｓ１５．下カメラ５４による位置補正用の撮像）
次いで、下カメラ５４による接触位置の補正用の撮像が行われる。
具体的には、撮像制御部２２ａの制御の下、下カメラ５４により、ポゴフレーム８０に形成された複数の位置補正用ピン８５それぞれが撮像すなわち認識される。

（ステップＳ１６．接触位置の算出）
続いて、接触位置の算出が行われる。
具体的には、制御部２２が、下カメラ５４による、プローブカード９０の所定の部分を撮像した結果から、接触位置を算出する。制御部２２が、下カメラ５４による、プローブカード９０の所定の部分を撮像した結果から、原点から接触位置までのチャックトップ７０の移動量を算出する。

（ステップＳ１７．接触位置の補正）
次いで、接触位置の補正が行われる。
具体的には、補正部２２ｂが、ステップＳ１４で位置補正用ピン８５それぞれを撮像した結果と、位置補正用の基準値と、に基づいて、ステップＳ１６で算出された接触位置（より具体的には原点から接触位置までのチャックトップ７０の移動量）を補正する。
補正方法としては、前述の具体例１～３のいずれを用いてもよい。また、前述の具体例１～３のいずれか２以上を組み合わせて用いてもよい。例えば、前述の具体例１にかかる方法で補正した接触位置と前述の具体例２にかかる方法で補正した接触位置との平均値を、補正後の接触位置としてもよい。

（ステップＳ１８．位置合わせ）
そして、ウェハＷとプローブカード９０との位置合わせが行われる。
具体的には、アライナ５０が、ステップＳ１７での算出結果に基づいて、チャックトップ７０を、補正後の接触位置へ移動させる。

（Ｓ１９．チャックトップ７０の吸着保持）
続いて、前述のステップＳ３と同様、チャックトップ７０をポゴフレーム８０に吸着させる。

（Ｓ２０．検査）
次に、前述のステップＳ４と同様、チャックトップ７０とアライナ５０との切り離し後、チャックトップ７０上のウェハＷに形成された電子デバイスの電気的特性検査が行われる。

（Ｓ２１．搬出）
その後、前述のステップＳ５と同様、検査後のウェハＷが搬出される。

続いて、別の検査対象ウェハＷについて、上述のステップＳ１１～ステップＳ２１の処理が繰り返される。ただし、下カメラ５４による位置合わせ用のプローブカード９０の撮像結果に変化がなければ、前述のステップＳ１５の工程（すなわち、下カメラ５４により複数の位置補正用ピン８５それぞれを撮像する工程）を省略してもよい。言い換えると、前述のステップＳ１５の工程を、下カメラ５４による位置合わせ用のプローブカード９０の撮像結果に変化があるときのみ行うようにしてもよい。これにより、検査のスループットを向上させることができる。
なお、前述のステップＳ１５の工程が省略される場合は、前述のステップＳ１７の接触位置を補正する工程も省略され、前述のステップＳ１８の位置合わせ工程では、直近に補正されたときの補正後の接触位置が用いられ、この接触位置へ、チャックトップ７０が移動される。

本実施形態にかかる検査装置１は、ウェハＷの検査が行われる検査空間Ｋが複数段設けられている。一の検査空間Ｋでチャックトップ７０の設定温度に変更があった場合、他の検査空間Ｋで、上記設定温度の変更後に、アライナ５０が載置されるベース壁とポゴフレーム８０との相対的な角度が変化し、上記設定温度の変更前と同様に位置合わせを行っても、ウェハＷ上の電極とプローブ９２とを適切に接触させることができないおそれがある。これを避けるため、本実施形態では、下カメラ５４で撮像したときの結果が上記相対的な角度に応じて変わる位置補正用ピン８５を複数設けている。そして、本実施形態では、補正部２２ｂが、一の検査空間Ｋにおいてチャックトップ７０の設定温度に変更があった場合、上記設定温度の変更後に他の検査空間Ｋで下カメラ５４により位置補正用ピン８５それぞれを撮像した結果と、位置補正用の基準値と、に基づいて、上記他の検査空間Ｋにおける接触位置を補正する。
したがって、本実施形態によれば、ウェハＷを検査する検査空間Ｋが複数段設けられた検査装置１において、一の検査空間Ｋに設けられたチャックトップ７０の設定温度が変更された場合であっても、他の検査空間ＫでのウェハＷとプローブ９２との位置合わせを適切に行うことができる。

なお、以上の例では、位置補正用の基準値は、下カメラ５４によって位置補正用ピン８５を撮像した結果から取得されるが、下カメラ５４による撮像を用いずに予め定められたものであってもよい。

以上の例では、最下段の検査空間Ｋ１のチャックトップ７０の設定温度が変更された場合、接触位置の補正対象の検査空間Ｋは、直上の検査空間Ｋ２であったが、さらにその上方の検査空間Ｋ３も接触位置の補正対象にしてもよい。また、一の検査空間Ｋのチャックトップ７０の設定温度が変更された場合、上記一の検査空間Ｋより上方の検査空間Ｋだけでなく、上記一の検査空間より下方の検査空間Ｋ２も接触位置の補正対象にしてもよい。

今回開示された実施形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。上記の実施形態は、添付の請求の範囲及びその主旨を逸脱することなく、様々な形態で省略、置換、変更されてもよい。

１ 検査装置
１０ａ 底壁
１０ｂ 横隔壁
１０ｃ 横隔壁
２２ｂ 補正部
５０ アライナ
５４ 下カメラ
７０ チャックトップ
８０ ポゴフレーム
８５ 位置補正用ピン
８５ａ 位置補正用ピン
８５ｂ 位置補正用ピン
８５ｃ 位置補正用ピン
８５ｄ 位置補正用ピン
９０ プローブカード
Ｋ 検査空間
Ｋ１ 検査空間
Ｋ２ 検査空間
Ｋ３ 検査空間
Ｌ１ 基準値
Ｌ１１ 基準値
Ｗ ウェハ
θ１ 基準値

Claims (9)

1. 基板の検査が行われる検査空間が複数段設けられ、
   前記検査空間それぞれには、
   基板を支持する基板支持部と、
   検査用のプローブを有するプローブカードが固定される被固定部と、
   ベース壁上に配され、前記被固定部に固定された前記プローブカードと対向する移動平面に沿って前記基板支持部を移動可能且つ前記移動平面と直交する高さ方向に前記基板支持部を移動可能に構成された移動機構と、
   前記移動機構により前記基板支持部と共に移動する撮像部と、が設けられ、
   前記被固定部には、位置補正用マークが複数設けられ、
   前記基板支持部に支持された基板と前記プローブとを接触させる時の、前記移動平面内における前記基板支持部の位置である、接触位置を補正する補正部を有し、
   前記補正部は、一の前記検査空間において前記基板支持部の設定温度に変更があった場合、他の前記検査空間で前記設定温度の変更後に前記撮像部により前記位置補正用マークそれぞれを撮像した結果と、位置補正用の基準値と、に基づいて、前記他の前記検査空間における前記接触位置を補正する、検査装置。
2. 前記他の前記検査空間について、事前に前記撮像部により前記位置補正用マークそれぞれを撮像した結果から、前記位置補正用の基準値を取得する取得部をさらに有する、請求項１に記載の検査装置。
3. 前記位置補正用の基準値は、前記移動平面の座標系を構成する一の軸方向に関する、２つの前記位置補正用マーク間の距離の基準値Ｌ１であり、
   前記補正部は、前記設定温度の変更後に撮像したときの、前記一の軸方向に関する、前記２つの前記位置補正用マーク間の距離Ｌ２を取得し、前記距離Ｌ２と前記基準値Ｌ１との差に基づいて、前記一の軸方向に関する前記接触位置を補正する、請求項１または２に記載の検査装置。
4. 前記移動平面の座標系は一の軸及び他の軸方向から構成され
   前記位置補正用の基準値は、前記他の軸方向から視た、前記被固定部と前記ベース壁との相対的な傾きの基準値θ１であり、
   ２つの前記位置補正用マークは前記他の軸方向から視て互いに離間しており、
   前記補正部は、
   前記設定温度の変更後に前記２つの前記位置補正用マークそれぞれに対し焦点が合ったときの前記撮像部の高さから、前記他の軸方向から視た、前記被固定部と前記ベース壁との相対的な傾きθ２を算出し、
   前記基準値θ１と前記傾きθ２との差に基づいて、前記一の軸方向に関する前記接触位置を補正する、請求項１～３のいずれか１項に記載の検査装置。
5. 前記位置補正用の基準値は、前記移動平面の座標系を構成する一の軸方向に関する、２つの前記位置補正用マーク間の距離の基準値Ｌ１１であり、
   前記補正部は、
   前記設定温度の変更後に撮像したときの、前記一の軸方向に関する、前記２つの前記位置補正用マーク間の距離Ｌ１２を取得し、
   前記基準値Ｌ１１と前記距離Ｌ１２とから、前記他の軸方向から視た、前記被固定部と前記ベース壁との相対的な傾きθ１１を算出し、
   前記傾きθ１１と、前記基板支持部の高さＺと、に基づいて、前記一の軸方向に関する前記接触位置を補正する、請求項１～４のいずれか１項に記載の検査装置。
6. 前記撮像部は、前記基板支持部に支持された基板と前記プローブとの位置合わせのために前記プローブカードの撮像をさらに行い、
   前記設定温度の変更後の前記撮像部による前記位置補正用マークの撮像は、前記撮像部による前記位置合わせのための前記プローブカードの撮像結果に変化があるときにのみ、行われる、請求項１～５のいずれか１項に記載の検査装置。
7. 前記検査空間それぞれの前記ベース壁及び前記被固定部は共通の支持部材に支持される、請求項１～６のいずれか１項に記載の検査装置。
8. 前記被固定部の材料は、前記支持部材の材料より熱膨張率が小さい、請求項７に記載の検査装置。
9. 基板の検査が行われる検査空間が複数段設けられた検査装置において、基板を支持する基板支持部の位置を補正する方法であって、
   前記検査空間それぞれには、
   前記基板支持部と、
   検査用のプローブを有するプローブカードが固定される被固定部と、
   ベース壁上に配され、前記被固定部に固定された前記プローブカードと対向する移動平面に沿って前記基板支持部を移動可能且つ前記移動平面と直交する高さ方向に前記基板支持部を移動可能に構成された移動機構と、
   前記移動機構により前記基板支持部と共に移動する撮像部と、が設けられ、
   前記被固定部には、位置補正用マークが複数設けられ、
   前記基板支持部に支持された基板とプローブとを接触させる時の、前記移動平面内における前記基板支持部の位置である、接触位置を補正する工程、を含み、
   前記補正する工程は、一の前記検査空間において前記基板支持部の設定温度に変更があった場合、他の前記検査空間で前記設定温度の変更後に前記撮像部により前記位置補正用マークそれぞれを撮像した結果と、位置補正用の基準値と、に基づいて、前記他の前記検査空間における前記接触位置を補正する、方法。
   

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