JP2023061192A - 検査装置及び検査方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】基板検査装置において、プローブの高さによらず、プローブと基板を適切に接触させる検査装置及び検査方法を提供する。【解決手段】方法は、載置部材(チャックトップ70)の上面又は保持部(ポゴフレーム90)の下面に接触してプローブ102に対する載置部材の高さを規定する複数の位置決め部材(位置決めピン130)と、位置決め部材の高さを調節する調節機構140と、プローブ、載置部材及び位置決め部材を検出する検出部(下カメラ80)と、制御部と、を備える。制御部は、プローブの高さを取得し、載置部材の高さを取得し、位置決め部材の高さを取得し、調節機構を用いて、検出部による検出結果に基づいて、オーバードライブ量がゼロになる基準高さに位置決め部材を位置決めし、所望のオーバードライブ量となる位置決め部材の高さを取得し、その高さになるまで調節機構の駆動量を調整しつつ、載置部材を上昇させる。【選択図】図4
Description
本開示は、検査装置及び検査方法に関する。
特許文献1には、プローブカードとウェハとを加圧接触させてウェハ検査を行うウェハ検査装置が開示されている。このウェハ検査装置では、バキューム機構の真空引きにより囲繞空間内でプローブカードとウェハとの間に加えられる真空吸引力の圧力が、それに先立つ移動ステージとチャックトップの押し上げによりプローブカードとウェハとの間に加えられた押圧力の圧力に略精確に一致するようになっている。
本開示にかかる技術は、基板を検査する検査装置において、プローブの高さによらず、プローブと基板を適切に接触させる。
本開示の一態様は、基板を検査する検査装置であって、基板が載置される載置部材と、基板に接触するプローブを有するプローブカードを保持する保持部と、前記載置部材の上面または前記保持部の下面に接触して前記プローブに対する前記載置部材の高さを規定する複数の位置決め部材と、前記位置決め部材の高さを調節する調節機構と、前記プローブ、前記載置部材及び前記位置決め部材を検出するための検出部と、制御部と、を備え、前記制御部は、前記検出部を用いた前記プローブの検出結果に基づいて、前記プローブの高さを取得する工程と、前記検出部を用いた前記載置部材の検出結果に基づいて、前記載置部材の高さを取得する工程と、前記検出部を用いた前記位置決め部材の検出結果に基づいて、前記位置決め部材の高さを取得する工程と、前記検出部を用いた前記プローブ、前記載置部材及び前記位置決め部材の検出結果に基づいて、オーバードライブ量がゼロになる基準高さに、前記調節機構を用いて、前記位置決め部材を位置決めする工程と、所望のオーバードライブ量となる前記位置決め部材の高さを取得し、その高さになるまで前記調節機構の駆動量を調整しつつ、前記載置部材を上昇させる工程と、を実行するように構成されている。
本開示によれば、基板を検査する検査装置において、プローブの高さによらず、プローブと基板を適切に接触させることができる。
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行う検査装置としては、ウェハが載置されるチャックトップと、プローブカードを保持するポゴフレームとの間の密閉空間を減圧し、当該空間に含まれるウェハとプローブカードのプローブとを接触させるものが知られている。この検査装置では、上記密閉空間を減圧して縮めることにより、チャックトップをプローブカード側に引き寄せ、すなわち上昇させ、チャックトップ上のウェハをプローブカードのプローブに当接させる。このとき、チャックトップの高さは、当該チャックトップ上のウェハがプローブに接触してから所定のオーバードライブ量の分高くなる高さとされる。これにより、ウェハ上の保護膜等の有無によらず、ウェハの電極とプローブとを接触させている。
なお、チャックトップは、アライナによって保持され、当該アライナによって水平方向及び上下方向に移動可能である。ただし、チャックトップ上のウェハとプローブとが接触し電気的特性の検査を行う段階では、チャックトップは、アライナに支持されておらず、上記密閉空間を形成するベローズに支持されている。
また、チャックトップの高さは、従来、ポゴフレームまたはアライナを基準に設定される。具体的には、チャックトップの高さは、従来、例えばポゴフレームまたはアライナに設けられた高さセンサによる検出結果に基づき、ポゴフレームまたはアライナからチャックトップまでの距離が所定の値になるように設定される。
また、チャックトップの高さは、従来、ポゴフレームまたはアライナを基準に設定される。具体的には、チャックトップの高さは、従来、例えばポゴフレームまたはアライナに設けられた高さセンサによる検出結果に基づき、ポゴフレームまたはアライナからチャックトップまでの距離が所定の値になるように設定される。
ところで、プローブカードのプローブの高さ(具体的にはプローブのウェハへの接触端の高さ)は、プローブカードの温度によって変わり、また、ポゴフレームが熱膨張または熱収縮することによっても変わる。したがって、電気的特性の検査を行う時のチャックトップの高さを、上述のようにポゴフレームまたはアライナを基準に設定すると、プローブとウェハ(具体的には電極)とを適切に接触させられないことがある。
上述を鑑み、本開示にかかる技術は、基板を検査する検査装置において、プローブの高さによらず、プローブと基板を適切に接触させる。
以下、本実施形態にかかる検査装置及び検査方法について、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。
<検査装置>
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横断面図及び縦断面図である。なお、図2では、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横断面図及び縦断面図である。なお、図2では、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、例えばCPUやメモリ等を備えたコンピュータにより構成され、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。上記記憶媒体は一時的なものであっても非一時的なものであってもよい。なお、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、テスタ40が複数設けられている。具体的には、検査領域13は、例えば、図2に示すように、鉛直方向に3つに分割され、各分割領域13aには、水平方向(図のX方向)に配列された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、各分割領域13a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、後述のチャックトップ70を保持して、水平方向(図のX方向及びY方向、図のZ軸を中心としたθ方向)及び上下方向(図のZ方向)に移動させることが可能に構成されている。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に用いられる。
アライナ50は、後述のチャックトップ70を保持して、水平方向(図のX方向及びY方向、図のZ軸を中心としたθ方向)及び上下方向(図のZ方向)に移動させることが可能に構成されている。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に用いられる。
上カメラ60は、下方を撮像するように設けられている。一実施形態において、上カメラ60は、水平に移動自在に構成されている。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の手前側(図のY方向負側)の領域であって、後述のポゴフレームと平面視では重ならない領域に位置して、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。
なお、上カメラ60は、制御部22により制御される。また、上カメラ60による撮像結果は制御部22に出力される。
なお、上カメラ60は、制御部22により制御される。また、上カメラ60による撮像結果は制御部22に出力される。
チャックトップ70は、載置部材の一例であり、ウェハWが載置される。チャックトップ70は、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。
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。
<検査領域>
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、後述のポゴフレームの周辺の断面図である。図5は、後述のポゴフレームの下面の模式部分拡大図である。図5では、後述のプローブの図示は省略している。
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、後述のポゴフレームの周辺の断面図である。図5は、後述のポゴフレームの下面の模式部分拡大図である。図5では、後述のプローブの図示は省略している。
検査領域13の各分割領域13aには、前述のように、アライナ50及び上カメラ60が設けられている。また、図3に示すように、各分割領域13aには、後述の下カメラ80、ポゴフレーム90及びプローブカード100が設けられている。
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。
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。
下カメラ80は、検出部の一例であり、プローブカード100に設けられた後述のプローブ及び後述の位置決めピンを検出するためのものである。また、下カメラ80は、撮像部の一例であり、上方を撮像する。
下カメラ80は、アライナ50に固定されている。具体的には、下カメラ80は、アライナ50のZステージ53に固定されている。このように固定されているため、下カメラ80は、アライナ50により、チャックトップ70と共に移動可能である。
下カメラ80は、例えば、ポゴフレーム90に固定されたプローブカード100の下方の領域に位置して、当該プローブカード100を撮像する。
下カメラ80は、例えば、ポゴフレーム90に固定されたプローブカード100の下方の領域に位置して、当該プローブカード100を撮像する。
なお、アライナ50や下カメラ80は、制御部22により制御される。また、下カメラ80による撮像結果と、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とは、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、ポゴフレーム90が設けられている。
さらに、テスタ40の下方には、ポゴフレーム90が設けられている。
ポゴフレーム90は、保持部の一例であり、プローブカード100を保持する。また、ポゴフレーム90は、プローブカード100とテスタ40とを電気的に接続する。このポゴフレーム90は、上述の電気的な接続のために、ポゴピン91を有し、具体的には、多数のポゴピン91を保持するポゴブロック92を有する。また、ポゴフレーム90は、ポゴブロック92が取り付けられるフレーム本体93を有する。
ポゴフレーム90の下面には、プローブカード100が、所定の位置に位置合わせされた状態で固定される。
ポゴフレーム90の下面には、プローブカード100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90に真空吸着され、プローブカード100は、ポゴフレーム90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90の各ポゴピン91の下端は、プローブカード100の後述のカード本体101の上面における、対応する電極に接触し、各ポゴピン91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100は、複数の電極が上面に設けられた円板状のカード本体101を有する。カード本体101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102が複数設けられている。
カード本体101の上面に設けられた上述の複数の電極はそれぞれ対応するプローブ102と電気的に接続されている。また、検査時には、プローブ102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(図示せず)と接触する。したがって、電気的特性検査時には、ポゴピン91、カード本体101の上面に設けられた電極及びプローブ102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。
カード本体101の上面に設けられた上述の複数の電極はそれぞれ対応するプローブ102と電気的に接続されている。また、検査時には、プローブ102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(図示せず)と接触する。したがって、電気的特性検査時には、ポゴピン91、カード本体101の上面に設けられた電極及びプローブ102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102は、カード本体101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90の下面には、ベローズ94が取り付けられている。ベローズ94は、筒状部材の一例であり、伸縮自在に構成され且つ筒状に形成されており、チャックトップ70とポゴフレーム90との間に密閉空間Sを形成する。また、ベローズ94は、プローブカード100を囲繞するようにポゴフレーム90から垂下する。このベローズ94は、図4において点線で示すように、プローブカード100の下方の位置にチャックトップ70を吸着保持する。
さらに、ベローズ94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100及びウェハWを含む密閉空間Sを形成する。密閉空間Sは、ポゴフレーム90、ベローズ94及びチャックトップ70で囲まれ、ポゴフレーム90のフレーム本体93に形成された排気路93aの一端に連通している。排気路93aの他端には、減圧機構110と大気開放機構120とが接続されている。
減圧機構110は、密閉空間Sを減圧する。これにより、ウェハWとプローブ102との接触状態が維持される。減圧機構110は、密閉空間Sを排気する真空ポンプや真空ポンプによる排気の開始と停止を切り換える切換弁等を有し、制御部22により制御される。
大気開放機構120は、密閉空間Sを大気圧に戻すための機構であり、密閉空間Sに大気を導入する。大気開放機構120は、密閉空間Sへの大気導入の開始と停止を切り換える切換弁等を有し、制御部22により制御される。
密閉空間Sを大気圧に戻すために、大気を導入する代わりに不活性ガス等を導入するようにしてもよい。
密閉空間Sを大気圧に戻すために、大気を導入する代わりに不活性ガス等を導入するようにしてもよい。
さらに、本実施形態では、位置決めピン130が複数設けられている。位置決めピン130は、位置決め部材の一例であり、ポゴフレーム90側から下方に突出し、チャックトップ70の上面に接触しプローブ102に対するチャックトップ70の高さを規定する。位置決めピン130は、具体的には、ポゴフレーム90の下面から下方に突出し、その下端がチャックトップ70の上面に接触し、当該チャックトップ70の上面の高さを規定する。
また、複数の位置決めピン130は、例えば、図5に示すように、ベローズ94の外側の領域に、当該ベローズ94の外周に沿って、プローブカード100の中心を中心とした同一円周上に、互いに間隔を空けて(具体的には等間隔で)設けられている。各位置決めピン130の形状は例えば円柱状である。
なお、位置決めピン130の数は、図5の例の4つに限られず、当該位置決めピン130で高さを規定するチャックトップ70の姿勢を水平に維持可能であれば、5つ以上または3つであってもよい。
なお、位置決めピン130の数は、図5の例の4つに限られず、当該位置決めピン130で高さを規定するチャックトップ70の姿勢を水平に維持可能であれば、5つ以上または3つであってもよい。
また、本実施形態では、位置決めピン130毎に、当該位置決めピン130の高さを調節する調節機構140が設けられている。
調節機構140は、具体的には、位置決めピン130の下端の高さを調節する。言い換えると、調節機構140は、位置決めピン130のポゴフレーム90の下面から下方への突出長さ(すなわち突出量)を調節する。
調節機構140は、例えば、対応する位置決めピン130の高さを調節するために、当該位置決めピン130の昇降を駆動する駆動部(図示せず)を有する。駆動部は、上述の昇降のための駆動力を発生する駆動ユニットとして、例えばモータ(図示せず)を有する。また、駆動部は、モータに接続されたエンコーダ(図示せず)を有する。エンコーダは、モータによる位置決めピン130の移動量に応じたパルス数を、制御部22に出力する。制御部22は、このエンコーダからの出力に基づいて、対応する位置決めピン130の高さを取得することができる。
調節機構140は、具体的には、位置決めピン130の下端の高さを調節する。言い換えると、調節機構140は、位置決めピン130のポゴフレーム90の下面から下方への突出長さ(すなわち突出量)を調節する。
調節機構140は、例えば、対応する位置決めピン130の高さを調節するために、当該位置決めピン130の昇降を駆動する駆動部(図示せず)を有する。駆動部は、上述の昇降のための駆動力を発生する駆動ユニットとして、例えばモータ(図示せず)を有する。また、駆動部は、モータに接続されたエンコーダ(図示せず)を有する。エンコーダは、モータによる位置決めピン130の移動量に応じたパルス数を、制御部22に出力する。制御部22は、このエンコーダからの出力に基づいて、対応する位置決めピン130の高さを取得することができる。
また、調節機構140の駆動部に対しては、当該駆動部の負荷を検出する検出部として、トルク検出部が設けられている。トルク検出部は、例えば、駆動部のモータのトルクを検出し、検出結果を制御部22に出力する。制御部22は、このトルク検出部からの出力に基づいて、対応する位置決めピン130とチャックトップ70との接触を検知することができる。
<検査装置1を用いた検査処理>
続いて、検査装置1を用いた検査処理について、図6~図12を用いて説明する。
続いて、検査装置1を用いた検査処理について、図6~図12を用いて説明する。
(S1:搬入)
まず、所望の分割領域13a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、例えば中段の分割領域13a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。
まず、所望の分割領域13a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、例えば中段の分割領域13a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。
(S2:プローブの水平方向にかかる位置及び高さの取得)
次いで、制御部22により、下カメラ80を用いたプローブ102の検出結果に基づいて、プローブ102の水平方向にかかる位置(以下、「水平位置」という。)と高さが取得される。具体的には、制御部22の制御の下、図6に示すように、プローブカード100の下方の領域に下カメラ80が位置するよう、チャックトップ70がアライナ50によって移動される。そして、制御部22により、下カメラ80の撮像結果とアライナ50の位置検出機構の検出結果とに基づいて、プローブ102の水平位置と高さが取得される。
次いで、制御部22により、下カメラ80を用いたプローブ102の検出結果に基づいて、プローブ102の水平方向にかかる位置(以下、「水平位置」という。)と高さが取得される。具体的には、制御部22の制御の下、図6に示すように、プローブカード100の下方の領域に下カメラ80が位置するよう、チャックトップ70がアライナ50によって移動される。そして、制御部22により、下カメラ80の撮像結果とアライナ50の位置検出機構の検出結果とに基づいて、プローブ102の水平位置と高さが取得される。
プローブ102の水平位置及び高さとは、例えば、プローブカード100に設けられたプローブ102のうちの、予め定められた複数箇所のプローブ102の下端の重心に係る水平位置及び高さである。
(S3:位置決めピンの高さの取得)
次いで、制御部22により、下カメラ80を用い、位置決めピン130の高さが取得される。具体的には、制御部22の制御の下、図7に示すように、位置決めピン130の下方の領域に下カメラ80が位置するよう、チャックトップ70がアライナ50によって移動される。そして、制御部22により、下カメラ80の撮像結果とアライナ50の位置検出機構の検出結果とに基づいて、位置決めピン130の高さが取得される。なお、位置決めピン130の高さとは、具体的には位置決めピン130の下端の高さである。
また、一実施形態において、位置決めピン130の高さは位置決めピン130毎に取得される。
次いで、制御部22により、下カメラ80を用い、位置決めピン130の高さが取得される。具体的には、制御部22の制御の下、図7に示すように、位置決めピン130の下方の領域に下カメラ80が位置するよう、チャックトップ70がアライナ50によって移動される。そして、制御部22により、下カメラ80の撮像結果とアライナ50の位置検出機構の検出結果とに基づいて、位置決めピン130の高さが取得される。なお、位置決めピン130の高さとは、具体的には位置決めピン130の下端の高さである。
また、一実施形態において、位置決めピン130の高さは位置決めピン130毎に取得される。
(S4:ウェハの水平位置及び高さの取得)
次いで、制御部22により、上カメラ60を用いて、アライナ50に保持されたチャックトップ70上のウェハWの水平位置と高さが取得される。具体的には、制御部22の制御の下、図8に示すように、上カメラ60の下方の領域に、チャックトップ70がアライナ50によって移動される。そして、制御部22により、上カメラ60の撮像結果とアライナ50の位置検出機構の検出結果とに基づいて、チャックトップ70上のウェハWの水平位置と高さが取得される。
上記ウェハWの水平位置とは、例えば、ウェハWに設けられた電極のうちの、予め定められた複数箇所の電極の重心に係る水平位置である。
次いで、制御部22により、上カメラ60を用いて、アライナ50に保持されたチャックトップ70上のウェハWの水平位置と高さが取得される。具体的には、制御部22の制御の下、図8に示すように、上カメラ60の下方の領域に、チャックトップ70がアライナ50によって移動される。そして、制御部22により、上カメラ60の撮像結果とアライナ50の位置検出機構の検出結果とに基づいて、チャックトップ70上のウェハWの水平位置と高さが取得される。
上記ウェハWの水平位置とは、例えば、ウェハWに設けられた電極のうちの、予め定められた複数箇所の電極の重心に係る水平位置である。
(S5:チャックトップの高さの取得)
また、制御部22により、上カメラ60を用いて、アライナ50に保持されたチャックトップ70の高さが取得される。具体的には、制御部22の制御の下、図9に示すように、上カメラ60の下方の領域に、チャックトップ70がアライナ50によって移動される。そして、制御部22により、上カメラ60の撮像結果とアライナ50の位置検出機構の検出結果とに基づいて、位置決めピン130が接触するチャックトップ70の高さが取得される。なお、チャックトップ70の高さとは、具体的にはチャックトップ70の外周部の上面の高さである。
また、制御部22により、上カメラ60を用いて、アライナ50に保持されたチャックトップ70の高さが取得される。具体的には、制御部22の制御の下、図9に示すように、上カメラ60の下方の領域に、チャックトップ70がアライナ50によって移動される。そして、制御部22により、上カメラ60の撮像結果とアライナ50の位置検出機構の検出結果とに基づいて、位置決めピン130が接触するチャックトップ70の高さが取得される。なお、チャックトップ70の高さとは、具体的にはチャックトップ70の外周部の上面の高さである。
(S6:位置決めピンを基準高さに調整)
その後、制御部22により取得した、プローブ102の高さ、位置決めピン130の高さ、ウェハWの高さ及びチャックトップ70の高さに基づいて、位置決めピン130の高さすなわち下方への突出長さが、オーバードライブ量ODがゼロになるように、設定される。つまり、調節機構140により、位置決めピン130は、オーバードライブ量ODがゼロになる基準高さに位置決めされる。この基準高さは、プローブ102がウェハWに接触するタイミングと、位置決めピン130がチャックトップ70に接触するタイミングとが、ほぼ同じとなるように設定される。
なお、位置決めピン130の高さの設定に、制御部22により取得したウェハWの高さを用いなくてもよく、代わりに、予め記憶されたウェハWの厚さの情報等を用いてもよい。
その後、制御部22により取得した、プローブ102の高さ、位置決めピン130の高さ、ウェハWの高さ及びチャックトップ70の高さに基づいて、位置決めピン130の高さすなわち下方への突出長さが、オーバードライブ量ODがゼロになるように、設定される。つまり、調節機構140により、位置決めピン130は、オーバードライブ量ODがゼロになる基準高さに位置決めされる。この基準高さは、プローブ102がウェハWに接触するタイミングと、位置決めピン130がチャックトップ70に接触するタイミングとが、ほぼ同じとなるように設定される。
なお、位置決めピン130の高さの設定に、制御部22により取得したウェハWの高さを用いなくてもよく、代わりに、予め記憶されたウェハWの厚さの情報等を用いてもよい。
(S7:プローブカードの下方へのウェハWの移動)
ステップS2~S6の後、制御部22の制御の下、図10に示すように、チャックトップ70がアライナ50によってプローブカード100の下方へ移動される。このとき、ウェハWとプローブカード100のプローブ102とは、ステップS2及びステップS4での取得結果に基づいて位置合わせされる。
ステップS2~S6の後、制御部22の制御の下、図10に示すように、チャックトップ70がアライナ50によってプローブカード100の下方へ移動される。このとき、ウェハWとプローブカード100のプローブ102とは、ステップS2及びステップS4での取得結果に基づいて位置合わせされる。
(S8:密閉空間の形成)
続いて、制御部22の制御の下、チャックトップ70がアライナ50によって上昇され、図11に示すように、密閉空間Sが形成される。具体的には、例えば、制御部22の制御の下、チャックトップ70が、アライナ50によって、ベローズ94の下端に当接するまで上昇され、その後、当該ベローズ94によって吸着保持される。これにより、ポゴフレーム90、ベローズ94及びチャックトップ70で囲まれ、内部にプローブカード100とウェハWを含む密閉空間Sが形成される。
続いて、制御部22の制御の下、チャックトップ70がアライナ50によって上昇され、図11に示すように、密閉空間Sが形成される。具体的には、例えば、制御部22の制御の下、チャックトップ70が、アライナ50によって、ベローズ94の下端に当接するまで上昇され、その後、当該ベローズ94によって吸着保持される。これにより、ポゴフレーム90、ベローズ94及びチャックトップ70で囲まれ、内部にプローブカード100とウェハWを含む密閉空間Sが形成される。
(S9:密閉空間の減圧及び位置決めピンとチャックトップとの接触)
次いで、制御部22の制御の下、密閉空間Sが減圧されると共に、基準高さにそれぞれ調整された位置決めピン130とチャックトップ70の上面とが接触される。この接触により、プローブ102に対し、チャックトップ70上のウェハWは平行に維持される。
次いで、制御部22の制御の下、密閉空間Sが減圧されると共に、基準高さにそれぞれ調整された位置決めピン130とチャックトップ70の上面とが接触される。この接触により、プローブ102に対し、チャックトップ70上のウェハWは平行に維持される。
具体的には、例えば、制御部22の制御の下、チャックトップ70がアライナ50からから切り離されると共に、密閉空間Sが減圧機構110によって減圧される。これにより、チャックトップ70が上昇し、図12に示すように、チャックトップ70上のウェハWとプローブ102とが接触すると共に、位置決めピン130の下端とチャックトップ70の上面とが接触する。
(S10:チャックトップの上昇及び位置決めピン130の高さの調整)
その後、制御部22により、所望のオーバードライブ量ODとなる位置決めピン130の高さすなわち目標高さが取得され、調節機構140による位置決めピン130の上昇の駆動量の調整が行われつつ、チャックトップ70が上昇される。具体的には、制御部22により、全ての位置決めピン130について、目標高さが記憶部(図示せず)から取得されると共に、位置決めピン130の高さと関係する、調節機構140による位置決めピン130の駆動量がモニタされ、それぞれの位置決めピン130が目標高さまで移動される。このとき、密閉空間Sの減圧が継続されることにより、位置決めピン130の上昇に追従して、チャックトップ70が上昇される。その結果、プローブ102を所望の接触圧でウェハWに均一に接触させることができる。
その後、制御部22により、所望のオーバードライブ量ODとなる位置決めピン130の高さすなわち目標高さが取得され、調節機構140による位置決めピン130の上昇の駆動量の調整が行われつつ、チャックトップ70が上昇される。具体的には、制御部22により、全ての位置決めピン130について、目標高さが記憶部(図示せず)から取得されると共に、位置決めピン130の高さと関係する、調節機構140による位置決めピン130の駆動量がモニタされ、それぞれの位置決めピン130が目標高さまで移動される。このとき、密閉空間Sの減圧が継続されることにより、位置決めピン130の上昇に追従して、チャックトップ70が上昇される。その結果、プローブ102を所望の接触圧でウェハWに均一に接触させることができる。
また、このチャックトップ70の上昇の際、全ての位置決めピン130とチャックトップ70との接触が維持されるよう、調節機構140による位置決めピン130の昇降の駆動量が調整される。これにより、チャックトップ70の平行度を維持することができる。
(S11:検査)
そして、制御部22の制御により、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91やプローブ102等を介して電子デバイスに入力される。
そして、制御部22の制御により、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91やプローブ102等を介して電子デバイスに入力される。
(S12.搬出)
その後、検査後のウェハWが搬出される。
具体的には、制御部22の制御の下、ベローズ94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、上記ステップS1~S12はウェハW毎に行われる。また、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。
その後、検査後のウェハWが搬出される。
具体的には、制御部22の制御の下、ベローズ94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、上記ステップS1~S12はウェハW毎に行われる。また、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。
<本実施形態の主な効果>
本実施形態では、検査を行う際に、カメラにより取得した結果より算出した位置決めピン130の基準高さ、すなわちプローブ102がウェハWに接触する接触高さ(オーバードライブ量ODがゼロの位置)を基準にし、位置決めピン130を上昇させつつ、チャックトップ70を上昇させる。そのため、プローブ102とウェハWを適切に接触させることができる。また、位置決めピン130によってチャックトップ70の平行度は維持されるので、所望のオーバードライブ量で面内均一に接触させることができる。
さらに、本実施形態では、下カメラ80を用いて、位置決めピン130(の下端)を実際に検出している。そして、その検出結果に基づいて、位置決めピン130の基準高さを設定している。そのため、位置決めピン130の状態(例えば位置決めピン130の熱膨張度合いや位置決めピン130の傾き)によらず、位置決めピン130(の下端)を目標高さにすることができる。したがって、位置決めピン130の状態によらず、プローブ102とウェハWとを適切に接触させることができる。
本実施形態では、検査を行う際に、カメラにより取得した結果より算出した位置決めピン130の基準高さ、すなわちプローブ102がウェハWに接触する接触高さ(オーバードライブ量ODがゼロの位置)を基準にし、位置決めピン130を上昇させつつ、チャックトップ70を上昇させる。そのため、プローブ102とウェハWを適切に接触させることができる。また、位置決めピン130によってチャックトップ70の平行度は維持されるので、所望のオーバードライブ量で面内均一に接触させることができる。
さらに、本実施形態では、下カメラ80を用いて、位置決めピン130(の下端)を実際に検出している。そして、その検出結果に基づいて、位置決めピン130の基準高さを設定している。そのため、位置決めピン130の状態(例えば位置決めピン130の熱膨張度合いや位置決めピン130の傾き)によらず、位置決めピン130(の下端)を目標高さにすることができる。したがって、位置決めピン130の状態によらず、プローブ102とウェハWとを適切に接触させることができる。
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。
例えば、位置決めピン130が、チャックトップ70側に設けられ、ポゴフレーム90の下面に接触する形態であってもよい。
1 検査装置
22 制御部
70 チャックトップ
80 下カメラ
90 ポゴフレーム
100 プローブカード
102 プローブ
130 位置決めピン
140 調節機構
W ウェハ
22 制御部
70 チャックトップ
80 下カメラ
90 ポゴフレーム
100 プローブカード
102 プローブ
130 位置決めピン
140 調節機構
W ウェハ
Claims (5)
- 基板を検査する検査装置であって、
基板が載置される載置部材と、
基板に接触するプローブを有するプローブカードを保持する保持部と、
前記載置部材の上面または前記保持部の下面に接触して前記プローブに対する前記載置部材の高さを規定する複数の位置決め部材と、
前記位置決め部材の高さを調節する調節機構と、
前記プローブ、前記載置部材及び前記位置決め部材を検出するための検出部と、
制御部と、を備え、
前記制御部は、
前記検出部を用いた前記プローブの検出結果に基づいて、前記プローブの高さを取得する工程と、
前記検出部を用いた前記載置部材の検出結果に基づいて、前記載置部材の高さを取得する工程と、
前記検出部を用いた前記位置決め部材の検出結果に基づいて、前記位置決め部材の高さを取得する工程と、
前記検出部を用いた前記プローブ、前記載置部材及び前記位置決め部材の検出結果に基づいて、オーバードライブ量がゼロになる基準高さに、前記調節機構を用いて、前記位置決め部材を位置決めする工程と、
所望のオーバードライブ量となる前記位置決め部材の高さを取得し、その高さになるまで前記調節機構の駆動量を調整しつつ、前記載置部材を上昇させる工程と、を実行するように構成されている、検査装置。 - 前記オーバードライブ量がゼロになる基準高さは、当該載置部材上の基板が前記プローブに接触する高さである、請求項1に記載の検査装置。
- 前記載置部材と前記保持部との間に密閉空間を形成する、伸縮自在な筒状部材と、
前記密閉空間を減圧する排気経路と、をさらに備え、
前記制御部は、前記基板及び前記プローブカードを含む前記密閉空間を減圧させる工程を実行するように構成されている、請求項1または2に記載の検査装置。 - 前記基準高さは、前記位置決め部材毎に設定される、請求項1~3のいずれか1項に記載の検査装置。
- 検査装置により基板を検査する検査方法であって、
前記検査装置は、
基板が載置される載置部材と、
基板に接触するプローブを有するプローブカードを保持する保持部と、
前記載置部材の上面または前記保持部の下面に接触して前記プローブに対する前記載置部材の高さを規定する複数の位置決め部材と、
前記位置決め部材の高さを調節する調節機構と、
前記プローブ、前記載置部材及び前記位置決め部材を検出するための検出部と、を備え、
前記検出部を用いた前記プローブの検出結果に基づいて、前記プローブの高さを取得する工程と、
前記検出部を用いた前記載置部材の検出結果に基づいて、前記載置部材の高さを取得する工程と、
前記検出部を用いた前記位置決め部材の検出結果に基づいて、前記位置決め部材の高さを取得する工程と、
前記検出部を用いた前記プローブ、前記載置部材及び前記位置決め部材の検出結果に基づいて、オーバードライブ量がゼロになる基準高さに、前記調節機構を用いて、前記位置決め部材を位置決めする工程と、
所望のオーバードライブ量となる前記位置決め部材の高さを取得し、その高さになるまで前記調節機構の駆動量を調整しつつ、前記載置部材を上昇させる工程と、を含む、検査方法。
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