JP2022183460A - プローバ - Google Patents
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Abstract
【課題】搬送アームからウエハチャックへのウエハの受け渡し位置又はウエハチャックから搬送アームへの受け渡し位置の調整を自動にし、高速化かつ高精度化するプローバを提供する。
【解決手段】ウエハを搬送する搬送アームと、ウエハを搬送アームから受け取って保持するウエハチャックと、ウエハチャックとの相対的な第1の位置関係が既知のカメラと、第1の位置関係とカメラによって撮影された搬送アームの画像データとに基づいて、ウエハチャックにウエハを受け渡す際の搬送アームの第1の位置とウエハチャックがウエハを受け取る際のウエハチャックの第2の位置との相対的な第2の位置関係を算出する算出部と、第2の位置関係に基づいて、第1の位置及び第2の位置の少なくとも一方を補正する制御部と、を備えるプローバによって上記課題を解決する。
【選択図】図7
【解決手段】ウエハを搬送する搬送アームと、ウエハを搬送アームから受け取って保持するウエハチャックと、ウエハチャックとの相対的な第1の位置関係が既知のカメラと、第1の位置関係とカメラによって撮影された搬送アームの画像データとに基づいて、ウエハチャックにウエハを受け渡す際の搬送アームの第1の位置とウエハチャックがウエハを受け取る際のウエハチャックの第2の位置との相対的な第2の位置関係を算出する算出部と、第2の位置関係に基づいて、第1の位置及び第2の位置の少なくとも一方を補正する制御部と、を備えるプローバによって上記課題を解決する。
【選択図】図7
Description
本発明は、半導体ウエハ上に形成された複数の半導体装置(チップ)の電気的特性の検査を行うプローバに関する。
半導体製造工程は、多数の工程を有し、品質保証及び歩留まりの向上のために、各種の製造工程で各種の検査が行われる。例えば、半導体ウエハ上に半導体装置の複数のチップが形成された段階で、各チップの半導体装置の電極パッドをテストヘッドに接続し、テストヘッドから電源及びテスト信号を供給し、半導体装置の出力する信号をテストヘッドで測定して、正常に動作するかを電気的に検査するウエハレベル検査が行われている。
ウエハレベル検査の後、ウエハはフレームに貼り付けられ、ダイサで個別のチップに切断される。切断された各チップは、正常に動作することが確認されたチップのみが次の組み立て工程でパッケージ化され、動作不良のチップは組み立て工程から除かれる。更に、パッケージ化された最終製品は、出荷検査が行われる。
ウエハレベル検査は、ウエハチャックに保持されたウエハ上の各チップの電極パッドにプローブを接触させるプローバを使用して行われる。プローブはテストヘッドの端子に電気的に接続され、テストヘッドからプローブを介して各チップに電源及びテスト信号が供給されると共に各チップからの出力信号をテストヘッドで検出して正常に動作するかを測定する。
ところで、プローバでウエハを検査する場合、検査するウエハをウエハチャックに供給(ロード)し、検査済みのウエハをウエハチャックから回収(アンロード)する必要がある。ウエハの供給および回収はローダ部で行われる。なお、本明細書では、プローバとローダ部とを含めた全体を「プローバ」と称することにする。
一般に、プローバにおけるローダ部は、ウエハカセットが載置されるロードポートと、ウエハチャックとウエハカセットとの間でウエハを搬送するウエハ搬送ユニットとを備えている。ウエハ搬送ユニットは、搬送アームを有しており、搬送アームの先端をウエハカセット内に挿入してウエハを取り出し、ウエハチャックに搬送する。
近年では、複数の測定部を備えたマルチステージ式のプローバが登場してきている。マルチステージ式のプローバでは、各測定部(ステージ)にそれぞれウエハチャックが配置されており、各測定部においてウエハチャックに保持されたウエハの検査を同時に行うことができる。このようにステージ同士が隣り合って連結しているプローバでの搬送アームとウエハチャックの受け渡し調整は、スペースが少なく作業の負担となっている。
このような課題に対し、特許文献1には、ウエハチャックにロードしたウエハをアライメントカメラで外形測定し、ウエハチャックの中心位置とウエハの中心位置の差とを求めることで受け渡し位置を調整するプローバが記載されている。
しかしながら、特許文献1に記載されたプローバは、ウエハチャックからウエハがはみ出さない程度に事前に受け渡し位置が調整されていることが前提となっている。このため、装置の組立直後は作業者の目視による受け渡し位置の調整が必要であるという問題がある。
本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、搬送アームからウエハチャックへのウエハの受け渡し位置又はウエハチャックから搬送アームへの受け渡し位置の調整を自動にし、高速化かつ高精度化するプローバを提供することを目的とする。
上記目的を達成するために、以下の発明を提供する。
本発明の第1態様に係るプローバは、ウエハを搬送する搬送アームと、ウエハを搬送アームから受け取って保持するウエハチャックと、ウエハチャックとの相対的な第1の位置関係が既知のカメラと、第1の位置関係とカメラによって撮影された搬送アームの画像データとに基づいて、ウエハチャックにウエハを受け渡す際の搬送アームの第1の位置とウエハを受け取る際のウエハチャックの第2の位置との相対的な第2の位置関係を算出する算出部と、第2の位置関係に基づいて、第1の位置及び第2の位置の少なくとも一方を補正する制御部と、を備える。
本発明の第2態様に係るプローバは、ウエハを搬送する搬送アームと、ウエハを搬送アームから受け取って保持するウエハチャックと、ウエハチャックとの相対的な第1の位置関係が既知のカメラと、第1の位置関係とカメラによって撮影された搬送アームの画像データとに基づいて、ウエハチャックからウエハを受け取る際の搬送アームの第1の位置とウエハを受け渡す際のウエハチャックの第2の位置との相対的な第2の位置関係を算出する算出部と、第2の位置関係に基づいて、第1の位置及び第2の位置の少なくとも一方を補正する制御部と、を備える。
本発明の第3態様に係るプローバは、第1態様又は第2態様において、搬送アームには基準マークが配置され、算出部は、カメラによって撮影された基準マークの位置に基づいて第2の位置関係を算出する。
本発明の第4態様に係るプローバは、第3態様において、搬送アームには複数の基準マークが配置され、算出部は、カメラによって撮影された複数の基準マークの位置に基づいて第2の位置関係を算出する。
本発明の第5態様に係るプローバは、第4態様において、算出部は、複数の基準マークの水平方向の位置の平均値に基づいて水平方向の第2の位置関係を算出する。
本発明の第6態様に係るプローバは、第4態様又は第5態様において、算出部は、複数の基準マークの垂直方向の位置の最小値に基づいて垂直方向の第2の位置関係を算出する。
本発明の第7態様に係るプローバは、第1態様から第6態様のいずれか1つの態様において、複数のプローブを有するプローブカードを備え、カメラは、プローブの先端位置を検出するための針合わせカメラである。
本発明によれば、搬送アームからウエハチャックへのウエハの受け渡し位置又はウエハチャックから搬送アームへの受け渡し位置の調整を自動にし、高速化かつ高精度化することができる。
以下、添付図面に従って本発明の好ましい実施形態について説明する。
〔プローバの構成〕
図1及び図2は、本実施形態に係るプローバ10の平面概略図と側面概略図である。なお、図1では、ウエハ搬送ユニット22の構成を簡略的に記載している。
図1及び図2は、本実施形態に係るプローバ10の平面概略図と側面概略図である。なお、図1では、ウエハ搬送ユニット22の構成を簡略的に記載している。
図1及び図2に示すように、プローバ10は、検査するウエハW(図2参照)を供給及び回収するローダ部14と、ローダ部14に隣接して配置された測定ユニット12とを備えている。測定ユニット12は、複数の測定部16を有しており、ローダ部14から各測定部16にウエハWが供給されると、各測定部16でそれぞれウエハWの各チップの電気的特性の検査(ウエハレベル検査)が行われる。そして、各測定部16で検査されたウエハWはローダ部14により回収される。なお、プローバ10は、後述する制御装置50(図4参照)を備えている。
ローダ部14は、ウエハカセット20が載置されるロードポート18と、測定ユニット12の各測定部16とウエハカセット20との間でウエハWを搬送するウエハ搬送ユニット22とを有する。
ウエハ搬送ユニット22は、搬送アーム24を備えている(図2参照)。搬送アーム24は、多関節のロボットアームにより構成される。搬送アーム24の吸着面(保持面)には図示しない吸着パッドが設けられている。搬送アーム24は、この吸着パッドでウエハWを吸着保持しながら搬送する。なお、本実施形態において、搬送アーム24はツインアームタイプのものが用いられるが、これに限らず、例えば、シングルアームタイプのものであってもよい。
搬送アーム24の下面(吸着面の反対面)の1ヶ所、あるいは複数個所には、アライメント用の基準マークが設置されている。図3は、搬送アーム24の下面図である。図3に示す例では、搬送アーム24の下面には、N個の基準マークM1、M2、…MNが配置されている。ここでは基準マークM1、M2、…MNはZ方向視でそれぞれ十字形(+形、十字架形ともいう)であるが、基準マークM1、M2、…MNの形状は十字形に限定されず、基準マークとして認識可能な形状であれば、円形、矩形等であってもよい。
基準マークM1、M2、…MNは、搬送アーム24の基準位置が特定可能に配置されている。ここでは、基準マークM1、M2、…MNは、基準マークM1、M2、…MNの位置の平均が搬送アーム24の中心位置となるように配置されている。搬送アーム24の中心位置とは、ウエハをずれのない状態で搬送アーム24に載せた場合にウエハWの中心位置と一致する位置である。なお、搬送アーム24の基準位置は中心位置に限定されず、搬送アーム24に載置されるウエハWの位置が特定可能な位置であればよい。基準マークM1、M2、…MNのそれぞれの搬送アーム24における位置は、メモリ部52に記憶されている。
図1及び図2の説明に戻り、搬送アーム24は、回転昇降部材28を介してXステージ26上に支持されている。Xステージ26は、X駆動機構(不図示)によりX方向に移動可能に構成される。したがって、X駆動機構によりXステージ26をX方向に移動させると、Xステージ26と一体となって搬送アーム24をX方向に移動させることができる。なお、X駆動機構については公知であるので、その詳細な説明を省略する。
回転昇降部材28は、Xステージ26とウエハ搬送ユニット22との間に配置されている。回転昇降部材28は、回転昇降機構(不図示)により、θ方向(Z方向周り)に回転可能であるとともに、Z方向に移動可能(昇降可能)に構成される。したがって、回転昇降部材28の上部に支持された搬送アーム24は、回転昇降部材28の回転及び昇降に応じて、回転昇降部材28と一体となって回転及び昇降可能となっている。なお、回転昇降機構については公知であるので、その詳細な説明を省略する。
かかる構成により、ウエハ搬送ユニット22は、X駆動機構及び回転昇降機構により、ロードポート18と任意の測定部16との間で3次元的に移動可能であり、搬送アーム24がそれぞれの位置にアクセス可能となっている。これにより、ウエハカセット20内のウエハWは、ウエハ搬送ユニット22の搬送アーム24によって取り出され、搬送アーム24の吸着面に保持された状態で測定ユニット12の各測定部16に搬送される。また、検査の終了した検査済みのウエハWは逆の経路で各測定部16からウエハカセット20に戻される。
測定ユニット12は、複数の測定部16を備えている。なお、本実施形態の測定ユニット12を構成する複数の測定部16はそれぞれ同様の構成であるため、そのうちの1つを代表して説明する。
図2に示すように、測定部16は、ヘッドステージ30と、プローブカード32と、ウエハチャック34と、アライメントカメラ46と、針合わせカメラ48とを備えている。
ヘッドステージ30は、測定部16の筐体の上板を構成するものである。ヘッドステージ30には、プローブカード32を取り付けるための開口部が形成されており、この開口部にプローブカード32が着脱自在に装着固定されるようになっている。なお、プローブカード32は、検査するウエハW(デバイス)に応じて交換される。
ヘッドステージ30の上面には、テストヘッド36を所定の位置に固定するために複数のドッキングプレート38が設けられている。各ドッキングプレート38は、エアシリンダなどで構成される駆動シリンダと、駆動シリンダの伸縮に応じて昇降自在なピン部材とを備えて構成される。これにより、複数のドッキングプレート38上にテストヘッド36が載置された状態において、各ドッキングプレート38は、駆動シリンダ及びピン部材を用いて、テストヘッド36をヘッドステージ30に接近させた位置(装着位置)と、テストヘッド36をヘッドステージ30から離反させた位置(非装着位置)との間で、テストヘッド36を移動させることが可能となっている。なお、各ドッキングプレート38によりテストヘッド36を装着位置に移動させたときに、テストヘッド36のコンタクト部36aとプローブカード32との間が電気的に接続されるように構成されている。
プローブカード32には、検査するウエハWの各チップの電極パッドの位置に対応して配置された、カンチレバーやスプリングピン等の複数のプローブ40が設けられている。各プローブ40は、テストヘッド36の端子に電気的に接続され、テストヘッド36から各プローブ40を介して各チップに電源及びテスト信号が供給されると共に各チップからの出力信号をテストヘッドで検出して正常に動作するかを測定する。なお、プローブカード32とテストヘッド36との接続構成については、本発明の要部ではないため、詳細な説明を省略する。
プローブ40は、バネ特性を有し、プローブ40の先端位置より接触点を上昇させることにより、電極パッドに所定の接触圧で接触する。また、プローブ40は、電気的検査を行うときに、電極パッドがオーバードライブの状態で接触されると、プローブ40の先端が電極パッドの表面にのめり込み、その電極パッドの表面にそれぞれ針跡を形成するようになっている。なお、オーバードライブとは、ウエハWとプローブ40の先端の配列面との傾き、及び、プローブ40の先端位置のばらつきなどを考慮して、電極パッドとプローブ40が確実に接触するように、プローブ40の先端位置より高い位置までウエハWの表面を所定の距離(この距離を「オーバードライブ量」ともいう。)だけ上昇させた状態をいう。
ウエハチャック34は、ウエハWを保持するものである。ウエハチャック34は、検査するウエハWが載置される保持面34aを有しており、保持面34aには複数の吸引口(不図示)が設けられている。各吸引口は、図示しない吸引管路を介して真空ポンプなどの吸引装置(不図示)に接続されている。したがって、吸引装置を用いて各吸引口に負圧を付与することにより、ウエハチャック34(保持面34a)上に載置されたウエハWが真空吸着により保持される。
ウエハチャック34の内部には、検査するウエハWを高温状態(例えば、最高で150℃)、又は低温状態(例えば最低で-40℃)で電気的特性の検査が行えるように、加熱/冷却源としての加熱冷却機構(不図示)が設けられている。加熱冷却機構としては、公知の適宜の加熱器/冷却器が採用できるものであり、例えば、面ヒータの加熱層と冷却流体の通路を設けた冷却層との二重層構造にしたものや、熱伝導体内に加熱ヒータを巻き付けた冷却管を埋設した一層構造の加熱/冷却装置など、様々のものが考えられる。また、電気加熱ではなく、熱流体を循環させるものでもよく、またペルチエ素子を使用してもよい。
ウエハチャック34は、回転昇降部材42を介してXYステージ44に支持されている。回転昇降部材42は、回転昇降機構(不図示)により、θ方向(Z方向周り)に回転可能であるとともに、Z方向に移動可能(昇降可能)に構成される。したがって、回転昇降部材42の上部に支持されたウエハチャック34は、回転昇降部材42の回転及び昇降に応じて、回転昇降部材42と一体となって回転及び昇降可能となっている。なお、回転昇降機構については公知であるので、その詳細な説明を省略する。
XYステージ44は、XY駆動機構(不図示)により、X方向及びY方向に移動可能に構成される。したがって、回転昇降部材42を介してXYステージ44に支持されたウエハチャック34は、XYステージ44と一体となってX方向及びY方向に移動可能となっている。なお、XY駆動機構については公知であるので、その詳細な説明を省略する。
アライメントカメラ46は、ウエハチャック34上のウエハWのアライメントを行うために設けられたものである。アライメントカメラ46は、ヘッドステージ30の下面に取り付けられており、プローブカード32から水平方向(Y方向)にずれた位置に配置されている。
針合わせカメラ48は、プローブ40の位置を検出するために設けられたものである。針合わせカメラ48は、XYステージ44上に設けられ、XYステージ44と一体となってX方向及びY方向に移動可能となっている。また、針合わせカメラ48は、不図示の昇降機構によりZ方向に移動可能に構成され、撮像対象物に対して針合わせカメラ48の焦点位置を合わせることが可能となっている。針合わせカメラ48は、その基準位置である焦点位置とウエハチャック34との相対的な第1の位置関係が既知である。
以上のように構成されるプローバ10において、ウエハレベル検査を行う場合には、針合わせカメラ48がプローブ40の下に位置するように、XYステージ44を移動させ、針合わせカメラ48でプローブ40の先端位置を検出する。プローブ40の先端の水平面内の位置(X座標及びY座標)は、針合わせカメラ48の座標により検出され、プローブ40の先端の高さ位置(Z座標)は針合わせカメラ48の焦点位置で検出される。このプローブ位置の検出処理は、プローブカード32を交換したときには必ず行う必要があり、プローブカード32を交換しない時でも所定個数のチップを測定する毎に適宜行われる。なお、プローブカード32には、多数本のプローブ40が設けられているため、全てのプローブ40の先端位置を検出せずに、通常は作業効率を考慮して、特定のプローブ40の先端位置を検出する。
次に、ローダ部14から所定の測定部16のウエハチャック34にウエハWを受け渡すウエハ受け渡し処理(ウエハロード)が行われる。ウエハ受け渡し処理では、搬送アーム24によってウエハカセット20内のウエハWを取り出し、搬送アーム24の吸着面に保持した状態でウエハWを所定の測定部16のウエハチャック34に搬送して受け渡す。このとき、ウエハチャック34は、XYステージ44の移動により所定の受け渡し位置(図2に2点鎖線で示した位置)に移動する。そして、その受け渡し位置に移動したウエハチャック34には搬送アーム24からウエハWが受け渡され、ウエハチャック34にウエハWが保持される。
搬送アーム24からウエハチャック34へのウエハWの受け渡しは、例えばウエハチャック34に設けられた不図示の複数のチャックピンが、ウエハチャック34から上昇して搬送アーム24によって搬送されたウエハWを下面から支持し、さらに搬送アーム24の退避後に複数のチャックピンが下降することで保持面34aにウエハWが載置される。また、ウエハWを吸着面に保持した状態で搬送アーム24を反転させて、保持面34aにウエハWを載置してもよい。このように、搬送アーム24によって搬送されるウエハWの位置は、ウエハチャック34の受け渡し位置から水平方向及び垂直方向に一定の範囲内の位置である必要がある。
ウエハチャック34にウエハWが保持されると、アライメントカメラ46によりウエハWの各チップの電極パッドの位置を検出する。1チップのすべての電極パッドの位置を検出する必要はなく、いくつかの電極パッドの位置を検出すればよい。また、ウエハW上のすべてのチップの電極パッドを検出する必要はなく、いくつかのチップの電極パッドの位置が検出される。そして、チップの電極パッドの配列方向とプローブ40の配列方向が一致するように、回転昇降部材42によりウエハチャック34を回転させた後、電極パッドが対応するプローブ40の真下に位置するように、XYステージ44によりウエハチャック34を移動させた後、回転昇降部材42によりウエハチャック34を上昇させて、電極パッドをプローブ40に接触させる。そして、テストヘッド36から、コンタクト部36aを介して電極パッドに電源及びテスト信号を供給し、電極パッドに出力される信号を検出して正常に動作するかを確認する。
プローバ10は、ローダ部14とウエハチャック34との間でウエハWが受け渡されるときの受け渡し位置を自動的に調整する受け渡し調整処理を行う機能を備えている。この受け渡し調整処理では、針合わせカメラ48を利用して搬送アーム24の受け渡し位置とウエハチャック34の受け渡し位置との位置ずれ量を算出し、その位置ずれ量が許容範囲となるように搬送アーム24の受け渡し位置及びウエハチャック34の受け渡し位置の少なくとも一方を自動的に調整するものである。
〔制御装置の構成〕
図4は、プローバ10の制御装置50の要部構成を示した機能ブロック図である。なお、図4では、本発明の要部である受け渡し調整処理に関する構成要素のみを図示している。
図4は、プローバ10の制御装置50の要部構成を示した機能ブロック図である。なお、図4では、本発明の要部である受け渡し調整処理に関する構成要素のみを図示している。
制御装置50は、例えばパーソナルコンピュータやマイクロコンピュータなどの汎用のコンピュータによって実現されるものである。制御装置50は、CPU(Central Processing Unit)やFPGA(Field Programmable Gate Array)等のプロセッサ、ROM(Read Only Memory)やRAM(Random Access Memory)等のメモリ、その他の周辺回路等を含んで構成され、これらを用いて所定の動作プログラムを実行することで、図4に示す制御装置50の各部の機能を実現する処理を行う。
図4に示すように、制御装置50は、メモリ部52と、算出部54と、制御部58として機能する。
メモリ部52は、プローバ10における各種設定情報を記憶するものである。具体的には、メモリ部52には、受け渡し位置として搬送アーム24の設定位置とウエハチャック34の設定位置(基準位置)が記憶されるとともに、後述の算出部54で算出された位置ずれ量が記憶される。さらに、メモリ部52には、搬送アーム24に配置された基準マークの設置位置が記憶される。
算出部54は、針合わせカメラ48が撮影した搬送アーム24の画像データを取得する。そして、算出部54は、針合わせカメラ48が撮影した画像データに基づいて、ウエハの受け渡し位置とウエハチャック34の受け渡し位置との間の位置ずれ量を算出する位置ずれ量算出処理を行う。また、算出部54は、位置ずれ量算出処理により算出した位置ずれ量をメモリ部52に記憶させる書き込み処理を行う。
制御部58は、プローバ10の各部の動作を制御するものである。また、制御部58は、メモリ部52に記憶された位置ずれ量(すなわち、算出部54が算出した位置ずれ量)に基づいて、搬送アーム24の受け渡し位置(設定位置)及びウエハチャック34の受け渡し位置(設定位置)の少なくとも一方を補正する補正処理を行う。
〔受け渡し調整処理〕
次に、プローバ10で実行される受け渡し調整処理について詳細に説明する。図5は、受け渡し調整処理の手順を示したフローチャートである。なお、受け渡し調整処理は、プローバ10の出荷前の製造段階、あるいは出荷後のメンテナンス段階等において実行される処理である。
次に、プローバ10で実行される受け渡し調整処理について詳細に説明する。図5は、受け渡し調整処理の手順を示したフローチャートである。なお、受け渡し調整処理は、プローバ10の出荷前の製造段階、あるいは出荷後のメンテナンス段階等において実行される処理である。
受け渡し調整処理が開始されると、まず、搬送アーム移動処理が行われる(ステップS1)。搬送アーム移動処理では、制御部58は、ウエハ搬送ユニット22の各部(Xステージ26、回転昇降部材28、及び搬送アーム24)の動作を制御して、搬送アーム24をウエハ受け渡し位置の設計値に移動させる。その際、制御部58は、メモリ部52に記憶された搬送アーム24の設定位置を読み出して、その設定位置に搬送アーム24が移動するように制御を行う。
次に、搬送アーム24の基準位置の算出処理が行われる(ステップS2)。搬送アーム24の基準位置の算出処理では、まず、制御部58は、XYステージ44の動作を制御して、ウエハ受け渡し位置にある搬送アーム24の基準マークが針合わせカメラ48の撮影画角に入るように移動させる。また、制御部58は、不図示の昇降機構を制御して、針合わせカメラ48の焦点位置を基準マークに合わせる。これにより、基準マークの水平方向の位置、及び垂直方向の高さを測定することができる。ここでは、針合わせカメラ48は、基準マークM1、M2、…MNの水平方向の位置、及び垂直方向の高さをそれぞれ測定する。
続いて、算出部54は、基準マークの水平方向の位置、及び垂直方向の高さから、搬送アーム24がウエハチャック34にウエハWを受け渡す際の搬送アーム24の基準位置である中心位置(第1の位置の一例)の水平方向の位置、及び垂直方向の高さを算出する。ここでは、算出部54は、基準マークM1、M2、…MNの水平方向の位置、及び垂直方向の高さから、搬送アーム24の中心位置の水平方向の位置、及び垂直方向の高さを算出する。
次に、受け渡し位置の補正処理が行われる(ステップS3)。受け渡し位置の補正処理では、算出部54は、ウエハチャック34のウエハ受け渡し位置と、搬送アーム24のウエハ受け渡し位置とのずれ量(相対的な第2の位置関係の一例)を算出する。ここで、ウエハチャック34の中心位置と針合わせカメラ48の焦点位置との水平方向、及び垂直方向の相対位置(相対的な第1の位置関係の一例)は既知であり、ウエハチャック34がウエハWを受け取る際のウエハチャック34のウエハ受け渡し位置のウエハチャック34の保持面34aの中心位置(第2の位置の一例)も既知である。したがって、算出部54は、これらの既知の値に基づいて、ウエハチャック34のウエハ受け渡し位置と搬送アーム24のウエハ受け渡し位置とのずれ量として、搬送アーム24の中心位置とウエハチャック34の保持面34aの中心位置とのずれ量を水平方向と垂直方向についてそれぞれ算出する。
また、制御部58は、ウエハ受け渡し位置を補正する。ここでは、制御部58は、搬送アーム24の伸ばし量もしくは、ウエハチャック34のウエハ受け渡し位置に対するずれ量を補正する。これにより、ウエハ受け渡し処理時の搬送アーム24の中心位置とウエハチャック34の保持面34aの中心位置とのずれを解消することができる。
以上の実施形態では、搬送アーム24からウエハチャック34にウエハWを受け渡す場合について説明したが、これに限らない。搬送アーム24がウエハチャック34からウエハWを受け取る際の搬送アーム24の基準位置である中心位置(1の位置の一例)と、既知であるウエハチャック34がウエハWを受け渡す際のウエハチャック34のウエハ受け渡し位置のウエハチャック34の保持面34aの中心位置(第2の位置の一例)とのずれ量(相対的な第2の位置関係の一例)を算出する。このずれ量に基づいて、制御部58は、搬送アーム24の伸ばし量もしくはウエハチャック34のウエハ受け渡し位置を補正する。
この方法でも、ウエハ受け渡し時のウエハチャック34の保持面34aの中心とウエハWの中心とのずれを解消することができる。
図6及び図7は、受け渡し調整処理を説明するための図であり、それぞれ搬送アーム24、ウエハチャック34、及び針合わせカメラ48の側面概略図、及び上面概略図である。図6に示すCZは、針合わせカメラ48の基準位置である焦点位置とウエハチャック34の保持面34aの垂直方向の距離であり、既知の値である。図6に示すA1、A2、…ANは、それぞれ針合わせカメラ48の焦点位置と基準マークM1、M2、…MNの垂直方向の距離であり、針合わせカメラ48の焦点距離FZと基準マークM1、M2、…MNのそれぞれに針合わせカメラ48が合焦した位置における不図示の昇降機構のZ方向の位置により求められる値である。図6に示すAZは、算出部54で算出された搬送アーム24の高さ(A1~ANの最小値)である。また、図6に示すLZは、ウエハチャック34の保持面34aと搬送アーム24との垂直方向の距離であり、以下の式1によって求めることができる。
LZ=AZ-CZ …(式1)
図7に示すベクトルCXY→(図7では「CXY」の上に「→」)は、針合わせカメラ48の基準位置からウエハチャック34の保持面34aの中心Oへの水平方向のベクトルであり、既知の値である。図7に示すB1、B2、…BNは、それぞれ針合わせカメラ48で検出した搬送アーム24の基準マークM1、M2、…MNの水平方向の位置である。図7に示すベクトルDXY→(図7では「DXY」の上に「→」)は、針合わせカメラ48の基準位置から搬送アーム24の基準位置への水平方向のベクトルであり、ここでは針合わせカメラ48の基準位置からB1~BNの平均値により求められる搬送アーム24の中心位置BXYへのベクトルである。また、図7に示すベクトルLXY→(図7では「LXY」の上に「→」)は、ウエハチャック34の保持面34aの中心Oから搬送アーム24の中心位置BXYへの水平方向のベクトルであり、以下の式2によって求めることができる。
図7に示すベクトルCXY→(図7では「CXY」の上に「→」)は、針合わせカメラ48の基準位置からウエハチャック34の保持面34aの中心Oへの水平方向のベクトルであり、既知の値である。図7に示すB1、B2、…BNは、それぞれ針合わせカメラ48で検出した搬送アーム24の基準マークM1、M2、…MNの水平方向の位置である。図7に示すベクトルDXY→(図7では「DXY」の上に「→」)は、針合わせカメラ48の基準位置から搬送アーム24の基準位置への水平方向のベクトルであり、ここでは針合わせカメラ48の基準位置からB1~BNの平均値により求められる搬送アーム24の中心位置BXYへのベクトルである。また、図7に示すベクトルLXY→(図7では「LXY」の上に「→」)は、ウエハチャック34の保持面34aの中心Oから搬送アーム24の中心位置BXYへの水平方向のベクトルであり、以下の式2によって求めることができる。
LXY→=DXY→-CXY→ …(式2)
制御部58は、LXY→及びLZが許容範囲内となるように搬送アーム24の中心位置とウエハチャック34の保持面34aの中心位置との少なくとも一方を調整する。また、算出部54は、LXY→及びLZをメモリ部52に記憶させる。
制御部58は、LXY→及びLZが許容範囲内となるように搬送アーム24の中心位置とウエハチャック34の保持面34aの中心位置との少なくとも一方を調整する。また、算出部54は、LXY→及びLZをメモリ部52に記憶させる。
図5の説明に戻り、最後に、特許文献1に記載された受け渡し位置の補正処理が行われる(ステップS4)。すなわち、ステップS3で補正された受け渡し位置でウエハWをウエハチャック34に受け渡し、ウエハWのエッジ測定(外径測定)を行い、ウエハWの中心位置を求める。さらに、ウエハチャック34の保持面34aの中心とのずれ量を計算し、搬送アーム24の伸ばし量もしくは、ウエハチャック34のウエハ受け渡し位置に対してずれ量を補正する。これにより、ウエハ受け渡し時のウエハチャック34の保持面34aの中心とウエハWの中心とのずれを解消することができる。
本実施形態によれば、針合わせカメラ48によって撮影された搬送アーム24の画像データに基づいて、搬送アーム24の受け渡し位置とウエハチャック34の受け渡し位置との相対的な第2の位置関係を算出し、算出した第2の位置関係に基づいて、搬送アーム24の受け渡し位置とウエハチャック34の受け渡し位置との少なくとも一方を補正する。ここで、複数の基準マークM1、M2、…MNの水平方向の位置の平均値に基づいて水平方向の第2の位置関係を算出し、複数の基準マークM1、M2、…MNの垂直方向の位置の最小値に基づいて垂直方向の第2の位置関係を算出する。ウエハチャック34の保持面34aの中心Oの位置と針合わせカメラ48の基準位置との相対的な位置関係は予め分かっているため、ウエハ受け渡し時のウエハチャック34に対する搬送アーム24の適切な位置を高速かつ高精度に算出することができる。
本実施形態によれば、搬送アーム24に基準マークを付与することで治具を必要としないため、客先に納品後も定期メンテナンスや部品交換時の調整の際に実施することが容易になる。
また、装置稼働中にも測定を実施できることを利用して、定期的に測定して調整時からの変化量を求めることにより、搬送アーム24の駆動不良を早期に察知することができる。
さらに、装置稼働中にも測定を実施できることを利用し、様々な質量のウエハを搬送する際の搬送アーム24の撓み量を測定し、撓み量と同じ高さだけ受け渡し位置のウエハチャック34の高さ(第2の位置)を下げることができる。図8は、搬送アーム24の撓み量を説明するための図である。図8に示す100は、相対的に質量の小さいウエハW1を搬送している状態を示しており、撓み量も相対的に小さい。一方、図8に示す102は、相対的に質量の大きいウエハW2を搬送している状態を示しており、撓み量も相対的に大きい。このように、搬送するウエハの質量が異なることで、基準マークMMの垂直方向の位置が異なってくる。本発明によれば、針合わせカメラ48において基準マークMMの高さを測定し、測定した基準マークの高さに応じて受け渡し位置のウエハチャック34の高さを調整することで、ウエハチャック34と搬送アーム24の距離を適切に保つことができ、ウエハWとウエハチャック34の接触等の事故を防止しつつ高速な搬送が可能となる。
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は、以上の例には限定されず、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、各種の改良や変形を行ってもよいのはもちろんである。
10…プローバ
12…測定ユニット
14…ローダ部
16…測定部
18…ロードポート
20…ウエハカセット
22…ウエハ搬送ユニット
24…搬送アーム
26…Xステージ
28…回転昇降部材
30…ヘッドステージ
32…プローブカード
34…ウエハチャック
34a…保持面
36…テストヘッド
36a…コンタクト部
38…ドッキングプレート
40…プローブ
42…回転昇降部材
44…XYステージ
46…アライメントカメラ
48…針合わせカメラ
50…制御装置
52…メモリ部
54…算出部
58…制御部
A1…針合わせカメラの焦点位置と基準マークM1との垂直方向の距離
A2…針合わせカメラの焦点位置と基準マークM2との垂直方向の距離
AN…針合わせカメラの焦点位置と基準マークMNとの垂直方向の距離
AZ…搬送アームの高さ
B1…基準マークM1の水平方向の位置
B2…基準マークM2の水平方向の位置
BN…基準マークMNの水平方向の位置
BXY…搬送アームの中心位置
CXY→針合わせカメラの基準位置とウエハチャックの保持面の中心との水平方向のベクトル量
DXY→…針合わせカメラの基準位置と搬送アームの基準位置との水平方向のベクトル量
LXY→…ウエハチャックの保持面の中心と搬送アームの中心位置との水平方向のベクトル量
LZ…ウエハチャックの保持面と搬送アームとの垂直方向の距離
M1…基準マーク
M2…基準マーク
MM…基準マーク
MN…基準マーク
O…中心
S1~S4… 受け渡し調整処理の各ステップ
W…ウエハ
12…測定ユニット
14…ローダ部
16…測定部
18…ロードポート
20…ウエハカセット
22…ウエハ搬送ユニット
24…搬送アーム
26…Xステージ
28…回転昇降部材
30…ヘッドステージ
32…プローブカード
34…ウエハチャック
34a…保持面
36…テストヘッド
36a…コンタクト部
38…ドッキングプレート
40…プローブ
42…回転昇降部材
44…XYステージ
46…アライメントカメラ
48…針合わせカメラ
50…制御装置
52…メモリ部
54…算出部
58…制御部
A1…針合わせカメラの焦点位置と基準マークM1との垂直方向の距離
A2…針合わせカメラの焦点位置と基準マークM2との垂直方向の距離
AN…針合わせカメラの焦点位置と基準マークMNとの垂直方向の距離
AZ…搬送アームの高さ
B1…基準マークM1の水平方向の位置
B2…基準マークM2の水平方向の位置
BN…基準マークMNの水平方向の位置
BXY…搬送アームの中心位置
CXY→針合わせカメラの基準位置とウエハチャックの保持面の中心との水平方向のベクトル量
DXY→…針合わせカメラの基準位置と搬送アームの基準位置との水平方向のベクトル量
LXY→…ウエハチャックの保持面の中心と搬送アームの中心位置との水平方向のベクトル量
LZ…ウエハチャックの保持面と搬送アームとの垂直方向の距離
M1…基準マーク
M2…基準マーク
MM…基準マーク
MN…基準マーク
O…中心
S1~S4… 受け渡し調整処理の各ステップ
W…ウエハ
Claims (7)
- ウエハを搬送する搬送アームと、
前記ウエハを前記搬送アームから受け取って保持するウエハチャックと、
前記ウエハチャックとの相対的な第1の位置関係が既知のカメラと、
前記第1の位置関係と前記カメラによって撮影された前記搬送アームの画像データとに基づいて、前記ウエハチャックに前記ウエハを受け渡す際の前記搬送アームの第1の位置と前記ウエハを受け取る際の前記ウエハチャックの第2の位置との相対的な第2の位置関係を算出する算出部と、
前記第2の位置関係に基づいて、前記第1の位置及び前記第2の位置の少なくとも一方を補正する制御部と、
を備える、プローバ。 - ウエハを搬送する搬送アームと、
前記ウエハを前記搬送アームから受け取って保持するウエハチャックと、
前記ウエハチャックとの相対的な第1の位置関係が既知のカメラと、
前記第1の位置関係と前記カメラによって撮影された前記搬送アームの画像データとに基づいて、前記ウエハチャックから前記ウエハを受け取る際の前記搬送アームの第1の位置と前記ウエハを受け渡す際の前記ウエハチャックの第2の位置との相対的な第2の位置関係を算出する算出部と、
前記第2の位置関係に基づいて、前記第1の位置及び前記第2の位置の少なくとも一方を補正する制御部と、
を備える、プローバ。 - 前記搬送アームには基準マークが配置され、
前記算出部は、前記カメラによって撮影された前記基準マークの位置に基づいて前記第2の位置関係を算出する、
請求項1又は2に記載のプローバ。 - 前記搬送アームには複数の基準マークが配置され、
前記算出部は、前記カメラによって撮影された前記複数の基準マークの位置に基づいて前記第2の位置関係を算出する、
請求項3に記載のプローバ。 - 前記算出部は、前記複数の基準マークの水平方向の位置の平均値に基づいて水平方向の前記第2の位置関係を算出する、
請求項4に記載のプローバ。 - 前記算出部は、前記複数の基準マークの垂直方向の位置の最小値に基づいて垂直方向の前記第2の位置関係を算出する、
請求項4又は5に記載のプローバ。 - 複数のプローブを有するプローブカードを備え、
前記カメラは、前記プローブの先端位置を検出するための針合わせカメラである、
請求項1から6のいずれか1項に記載のプローバ。
Priority Applications (1)
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---|---|---|---|
JP2021090794A JP2022183460A (ja) | 2021-05-31 | 2021-05-31 | プローバ |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2021090794A JP2022183460A (ja) | 2021-05-31 | 2021-05-31 | プローバ |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
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Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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JP2021090794A Pending JP2022183460A (ja) | 2021-05-31 | 2021-05-31 | プローバ |
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Country | Link |
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-
2021
- 2021-05-31 JP JP2021090794A patent/JP2022183460A/ja active Pending
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