WO2023127490A1 - 検査装置及び検査方法 - Google Patents

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WO2023127490A1
WO2023127490A1 PCT/JP2022/045925 JP2022045925W WO2023127490A1 WO 2023127490 A1 WO2023127490 A1 WO 2023127490A1 JP 2022045925 W JP2022045925 W JP 2022045925W WO 2023127490 A1 WO2023127490 A1 WO 2023127490A1
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WO
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imaging unit
imaging
probe card
substrate
mounting member
Prior art date
Application number
PCT/JP2022/045925
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
知基 糠信
朋也 遠藤
顕太朗 小西
大紀 鹿川
裕昭 坂本
Original Assignee
東京エレクトロン株式会社
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 東京エレクトロン株式会社 filed Critical 東京エレクトロン株式会社
Publication of WO2023127490A1 publication Critical patent/WO2023127490A1/ja

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    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R31/00—Arrangements for testing electric properties; Arrangements for locating electric faults; Arrangements for electrical testing characterised by what is being tested not provided for elsewhere
    • G01R31/28—Testing of electronic circuits, e.g. by signal tracer
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/67—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/68—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere for positioning, orientation or alignment
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L22/00—Testing or measuring during manufacture or treatment; Reliability measurements, i.e. testing of parts without further processing to modify the parts as such; Structural arrangements therefor

Definitions

  • the present disclosure relates to an inspection device and an inspection method.
  • Patent Literature 1 discloses an inspection device that moves a wafer placed on an alignment stage to a position where it contacts the probes of a probe card.
  • This inspection apparatus includes a step of acquiring card barycentric coordinates of a probe card with a first acquisition unit on the aligner side, and a step of acquiring reference coordinates in a target coordinate system of a reference target provided on a pogo frame with the first acquisition unit. , and execute the process including.
  • the inspection apparatus includes a step of acquiring common coordinates between the second acquiring unit and the first acquiring unit on the pogo frame side, a step of acquiring wafer barycentric coordinates in the second acquiring unit, card barycentric coordinates, common coordinates, and moving the aligner with a command including the contact coordinates determined based on the barycentric coordinates of the wafer.
  • the technology according to the present disclosure more accurately aligns the substrate and the probes of the probe card in an inspection apparatus that inspects the substrate.
  • One aspect of the present disclosure is an inspection apparatus for inspecting a substrate, comprising: a mounting member on which the substrate is mounted; a holding unit that holds a probe card having probes that contact electrodes on the substrate; a moving mechanism for holding and moving a member, a first imaging unit for recognizing the substrate placed on the placing member, and a second imaging unit for recognizing the probe of the probe card held by the holding part.
  • the holding section includes Based on the results of imaging by the first imaging unit and the second imaging unit in a state in which the mounting member on which the substrate is placed is located below the held probe card, Alignment is performed between the placed substrate and the probes of the probe card.
  • alignment between the substrate and the probes of the probe card can be performed more accurately.
  • FIG. 4 is a side cross-sectional view of one sub-area of the inspection area; 3 is a perspective view of a housing of an imaging unit; FIG. FIG. 4 is a cross-sectional view of the periphery of the pogo frame; It is a top view of an imaging part.
  • FIG. 5 is a diagram for explaining inspection processing that accompanies contact position determination processing according to the present embodiment;
  • a large number of semiconductor devices with predetermined circuit patterns are formed on a substrate such as a semiconductor wafer (hereinafter referred to as "wafer").
  • the semiconductor devices thus formed are inspected for electrical characteristics and the like, and sorted into non-defective products and defective products.
  • Semiconductor devices are inspected, for example, by using an inspection apparatus in a state of a wafer before being divided into semiconductor devices.
  • the inspection device is provided with a probe card having a large number of probes that are needle-shaped contact terminals.
  • the wafer and the probe card are brought close to each other, and the probes of the probe card contact each electrode of the semiconductor device formed on the wafer.
  • an electrical signal is supplied to the semiconductor device through each probe from a tester provided above the probe card. Based on the electrical signal received by the tester from the semiconductor device via each probe, it is determined whether or not the semiconductor device is defective.
  • the inspection apparatus aligns the probes of the probe card and the wafer, more specifically, aligns the probes with the electrodes on the wafer.
  • the inspection apparatus 500 has, for example, a pogo frame 502 that holds a probe card 501, a chuck top 503 on which a wafer W is placed, and an aligner 504 that moves the chuck top 503. Also, the inspection apparatus 500 has an upper camera 510 for wafer recognition provided in a region that does not overlap the probe card 501 in plan view, and a lower camera 511 for probe card recognition is fixed to the aligner 504 . In this inspection apparatus 500, for example, the probes 501a of the probe card 501 and the wafer W on the chuck top 503 are aligned based on the following imaging results.
  • the above alignment method has room for improvement in terms of time required for alignment and alignment accuracy.
  • the technology according to the present disclosure enables a board inspection device to accurately align a board and probes of a probe card in a short time.
  • ⁇ Inspection device> 3 and 4 are a cross-sectional view and a vertical cross-sectional view, respectively, showing the outline of the configuration of the inspection apparatus according to this embodiment.
  • the inspection apparatus 1 shown in FIGS. 3 and 4 inspects a wafer W as a substrate, and more specifically, inspects the electrical characteristics of semiconductor devices formed on the wafer W as devices to be inspected. be.
  • the inspection apparatus 1 has a housing 10 , and the housing 10 is provided with a loading/unloading area 11 , a transport area 12 and an inspection area 13 .
  • the loading/unloading area 11 is an area where the wafer W is loaded/unloaded to/from the inspection apparatus 1 .
  • the transport area 12 is an area that connects the loading/unloading area 11 and the inspection area 13 .
  • the inspection area 13 is an area where the electrical characteristics of the semiconductor devices formed on the wafer W are inspected.
  • the loading/unloading area 11 is provided with a port 20 for receiving a cassette C containing a plurality of wafers W, a loader 21 for containing a probe card described later, and a control unit 22 for controlling each component of the inspection apparatus 1.
  • the control unit 22 is configured by a computer having a CPU, a memory, etc., and has a storage unit (not shown) that stores various information.
  • the storage unit stores, for example, programs including commands for realizing inspection processing and the like.
  • the program may be recorded in a computer-readable storage medium and installed in the control unit 22 from the storage medium.
  • the storage medium may be temporary or non-temporary. Part or all of the program may be realized by dedicated hardware (circuit board).
  • the storage unit is, for example, a storage device such as an HDD, a memory such as a RAM that temporarily stores necessary information related to program operations, or a combination thereof.
  • a transfer device 30 that can freely move while holding a wafer W or the like is arranged.
  • the transfer device 30 transfers the wafer W between the cassette C in the port 20 of the loading/unloading area 11 and the inspection area 13 .
  • the transport device 30 transports probe cards fixed to a pogo frame, which will be described later, in the inspection area 13 and requiring maintenance to the loader 21 in the loading/unloading area 11 . Further, the transport device 30 transports new or maintained probe cards from the loader 21 into the inspection area 13 .
  • a plurality of testers 40 are provided in the inspection area 13 .
  • the inspection area 13 is divided into three in the vertical direction (the Z direction in the figure) and two in the horizontal direction (the X direction in the figure). is provided with two testers 40 arranged horizontally.
  • an aligner 50 as a moving mechanism is provided for each tester 40 in each divided area 13a.
  • one imaging unit 60 is provided in each divided area 13a. That is, in each divided area 13a, the imaging section 60 is provided so as to be shared by the testers 40 adjacent in the horizontal direction.
  • the number and arrangement of the testers 40, aligners 50, and imaging units 60 can be arbitrarily selected.
  • the tester 40 transmits and receives electrical signals to and from the wafer W for electrical characteristic inspection.
  • the aligner 50 holds a chuck top 70, which will be described later, and moves in the horizontal direction (the X direction and the Y direction in FIG. 4, the ⁇ direction around the Z axis in FIG. 3) and the vertical direction (the Z direction in FIGS. 3 and 4). ).
  • the aligner 50 is also used for alignment between the wafer W placed on the chuck top 70 and probes of a probe card, which will be described later.
  • the imaging unit 60 images both the probes of the probe card and the wafer W placed on the chuck top 70 .
  • the chuck top 70 is an example of a mounting member, on which the wafer W is mounted.
  • the chuck top 70 can hold, for example, the mounted wafer W by suction or the like.
  • the transfer apparatus 30 while the transfer apparatus 30 is transferring the wafer W toward one tester 40, the other tester 40 tests the electrical characteristics of the electronic devices formed on the other wafer W. be able to.
  • FIG. 5 is a side sectional view of one divided area 13a of the inspection area 13.
  • FIG. 6 is a perspective view of a later-described housing of the imaging unit 60.
  • FIG. 7 is a cross-sectional view of the periphery of a pogo frame, which will be described later.
  • FIG. 8 is a top view of the imaging unit 60.
  • Each divided area 13a of the inspection area 13 is provided with the aligner 50 and the imaging unit 60 as described above. Further, as shown in FIG. 5, each divided area 13a is provided with a pogo frame 80 and a probe card 90, which will be described later.
  • the aligner 50 has an X stage 51, a Y stage 52 and a Z stage 53, for example.
  • the X stage 51 moves along a guide rail 51a extending in the horizontal direction (X direction in the drawing).
  • a drive unit (not shown) for driving the movement is provided for the X stage 51 .
  • the driving section has, for example, a motor as a driving source that generates a driving force for the movement.
  • the X stage 51 is provided with a position detection mechanism (not shown) for detecting the position of the X stage 51 in the X direction, that is, the position of the chuck top 70 in the X direction.
  • the position detection mechanism is, for example, a linear encoder.
  • the Y stage 52 moves on the X stage 51. Specifically, the Y stage 52 moves along a guide rail 52a extending in the horizontal direction (the Y direction in the drawing).
  • a drive unit (not shown) for driving the movement is provided for the Y stage 52 .
  • the driving section has, for example, a motor as a driving source that generates a driving force for the movement.
  • the Y stage 52 is provided with a position detection mechanism (not shown) for detecting the position of the Y stage 52 in the Y direction, that is, the position of the chuck top 70 in the Y direction.
  • the position detection mechanism is, for example, a linear encoder.
  • the Z stage 53 moves vertically by means of a telescopic shaft 53a that is telescopic in the vertical direction (the Z direction in the drawing).
  • a drive unit (not shown) for driving the movement is provided for the Z stage 53 .
  • the driving section has, for example, a motor as a driving source that generates a driving force for the movement.
  • the Z stage 53 is provided with a position detection mechanism (not shown) for detecting the position of the Z stage 53 in the Z direction, that is, the position of the chuck top 70 in the Z direction.
  • the position detection mechanism is, for example, a linear encoder.
  • the chuck top 70 is detachably held by suction on the Z stage 53 .
  • the chuck top 70 is held by the Z stage 53 by vacuum suction or the like by a suction holding mechanism (not shown).
  • the aligner 50 is controlled by the control unit 22. Specifically, the drive units of the X stage 51 , Y stage 52 and Z stage 53 of the aligner 50 are controlled by the control unit 22 . Position detection results obtained by the above-described position detection mechanisms provided on the X stage 51 , Y stage 52 and Z stage 53 are output to the control unit 22 .
  • the imaging unit 60 images both the probes 91 of the probe card 90 and the wafer W placed on the chuck top 70 as described above.
  • the imaging unit 60 has a housing 60a. As shown in FIG. 6, both the first imaging unit 61 and the second imaging unit 62 are fixed to the housing 60a. In other words, in the imaging section 60, the first imaging unit 61 and the second imaging unit 62 are fixed to the common housing 60a.
  • the first imaging unit 61 is provided in the lower part of the housing 60a, and the second imaging unit 62 is provided in the upper part of the housing 60a.
  • the first imaging unit 61 recognizes the wafer W placed on the chuck top 70 . Specifically, the first imaging unit 61 images the wafer W placed on the chuck top 70 in order to recognize the wafer W. As shown in FIG.
  • the first imaging unit 61 has a macro view camera 61a for capturing images at low resolution and a micro view camera 61b for capturing images at high resolution.
  • the second imaging unit 62 recognizes the probes 91 of the probe card 90 . Specifically, the second imaging unit 62 images the probe 91 of the probe card 90 in order to recognize the probe 91 .
  • the second imaging unit 62 has a macro-view camera 62a for imaging at low resolution and a micro-view camera 62b for imaging at high resolution.
  • the first imaging unit 61 and the second imaging unit 62 are provided coaxially. Specifically, as shown in the figure, the optical axes P1a and P2a of the macro-viewing cameras 61a and 62a are coaxial, and the optical axes P1b and P2b of the micro-viewing cameras 61b and 62b are also coaxial.
  • the imaging unit 60 is controlled by the control unit 22 . Also, the imaging result of the imaging unit 60 is output to the control unit 22 .
  • the imaging unit 60 is configured to be movable in the horizontal direction (XY direction in FIG. 5 etc.) and vertical direction (Z direction in FIG. 5 etc.) by the imaging movement mechanism 100 (see FIG. 8).
  • the housing 60 a of the imaging unit 60 is configured to be movable in the horizontal direction and the vertical direction by the imaging movement mechanism 100 .
  • the imaging movement mechanism 100 will be described later.
  • the tester 40 has a tester motherboard 41 at its bottom, as shown in FIG.
  • a plurality of inspection circuit boards (not shown) are mounted on the tester motherboard 41 in an upright state.
  • a plurality of electrodes (not shown) are provided on the bottom surface of the tester motherboard 41 .
  • a pogo frame 80 is provided below the tester 40 .
  • the pogo frame 80 is an example of a holding section and holds the probe card 90 . Also, the pogo frame 80 electrically connects the probe card 90 and the tester 40 . This pogo frame 80 has pogo pins 81 for the electrical connection described above, and more specifically, has a pogo block 82 that holds a large number of pogo pins 81 . A probe card 90 is fixed to the lower surface of the pogo frame 80 while being aligned at a predetermined position.
  • the tester motherboard 41 is vacuum-sucked to the pogo frame 80 by an exhaust mechanism (not shown), and the probe card 90 is vacuum-sucked to the pogo frame 80 .
  • the lower end of each pogo pin 81 of the pogo frame 80 contacts the corresponding electrode on the upper surface of the card body 92 of the probe card 90, and the upper end of each pogo pin 81 It is pressed against the corresponding electrodes on the underside of the tester motherboard 41 .
  • the probe card 90 has a disk-shaped card body 92 with a plurality of electrodes provided on its upper surface.
  • a plurality of probes 91 which are needle-like contact terminals extending downward, are provided on the lower surface of the card body 92.
  • the plurality of electrodes provided on the upper surface of the card body 92 are electrically connected to corresponding probes 91 respectively.
  • the probes 91 are brought into contact with electrodes (not shown) of semiconductor devices formed on the wafer W, respectively. Therefore, during the electrical characteristic inspection, electrical signals for inspection are transmitted and received between the tester mother board 41 and the semiconductor devices on the wafer W via the pogo pins 81, the electrodes provided on the upper surface of the card body 92, and the probes 91. be done.
  • the inspection apparatus 1 is provided with a large number of probes 91 so as to cover substantially the entire lower surface of the card body 92 in order to collectively inspect the electrical characteristics of a plurality of semiconductor devices formed on the wafer W.
  • a bellows 83 is attached to the lower surface of the pogo frame 80 .
  • the bellows 83 is a tubular extendable member that hangs down so as to surround the probe card 90 . Further, the bellows 83 sucks and holds the chuck top 70 at a position below the probe card 90 as indicated by the dotted line in FIG.
  • the bellows 83 sucks and holds the chuck top 70 to form a sealed space S surrounded by the pogo frame 80 including the probe card 90 , the bellows 83 and the chuck top 70 .
  • the contact state between the wafer W and the probes 91 can be maintained by decompressing the sealed space S by a decompression mechanism (not shown).
  • the housing 60a of the imaging unit 60 is configured to be movable in the horizontal direction and the vertical direction by the imaging movement mechanism 100 of FIG.
  • the imaging movement mechanism 100 has a pair of guide rails 101 and a pair of movement rails 102 .
  • Each of the guide rails 101 is provided so as to extend along the horizontal direction (the X direction in the drawing).
  • the guide rail 101 is provided so as to connect the partition wall 10a separating the divided regions 13a having the same height and the side wall of the housing 10 of the inspection device 1 .
  • the pair of guide rails 101 are separated from each other so that the chuck top 70 can pass between the guide rails 101 .
  • a pair of moving rails 102 are provided so as to extend in a horizontal direction (the Y direction in the figure) orthogonal to the guide rails 101, and support the housing 60a of the image pickup unit 60 so as to extend along the guide rails 102. It is configured to be movable along rails 101 .
  • a drive unit (not shown) for driving the movement is provided for the pair of moving rails 102 .
  • the driving section has, for example, a motor as a driving source that generates a driving force for the movement.
  • a position detection mechanism (not shown) detects the position of the pair of moving rails 102 in the X direction, that is, the position of the housing 60a of the imaging unit 60 in the X direction. is provided.
  • the position detection mechanism is, for example, a linear encoder.
  • the pair of moving rails 102 supports the housing 60a of the imaging unit 60 so as to be movable along the extending direction of the moving rails 102 (the Y direction in the drawing) and the vertical direction (the Z direction in the drawing).
  • a driving unit (not shown) for driving the moving rails 102 in the extending direction and the vertical direction is provided.
  • the driving section has, for example, a motor as a driving source that generates a driving force for the movement.
  • a position detection mechanism (not shown) for detecting the position of the housing 60a in the direction in which the moving rail 102 extends and in the vertical direction is provided for the housing 60a of the imaging unit 60.
  • the position detection mechanism is, for example, a linear encoder.
  • the imaging movement mechanism 100 is controlled by the control unit 22 .
  • the control unit 22 controls the driving unit for the moving rail 102 and the housing 60a. Further, the position detection result by the above-described position detection mechanism provided on the moving rail 102 and the housing 60 a is output to the control section 22 .
  • the contact position is a position in the horizontal direction (X direction and Y direction in FIG. 5 etc.) of the chuck top 70 when the wafer W supported by the chuck top 70 and the probe 91 are brought into contact with each other.
  • Step S1 Transport
  • the wafer W to be inspected is transferred to the desired tester 40 .
  • the transfer device 30 and the like are controlled by the control unit 22, and the wafer W is taken out from the cassette C in the port 20 of the loading/unloading area 11, loaded into the upper divided area 13a, for example, and sent to a desired tester.
  • 40 is placed on the chuck top 70 sucked and held by the aligner 50 corresponding to 40 .
  • Step S2 Movement of chuck top 70
  • the controller 22 controls the aligner 50 to move the chuck top 70 on which the wafer W is placed to a predetermined temporary contact position.
  • Step S3 Movement of imaging section 60
  • the imaging unit 60 is moved to a position between the probe card 90 and the chuck top 70 below the probe card 90 .
  • the imaging moving mechanism 100 is controlled by the control unit 22, and the housing 60a of the imaging unit 60 is moved to the above position. Steps S2 and S3 may be performed at the same time, regardless of the order of steps S2 and S3.
  • Step S4 Imaging
  • the control unit 22 acquires the representative position of the wafer W using the first imaging unit 61 positioned between the probe card 90 and the chuck top 70, and A representative position of the probe 91 is obtained using the second imaging unit 62 positioned in between.
  • the representative position of the wafer W is acquired based on the imaging result of the first imaging unit 61 and the detection result of the position detection mechanism of the imaging movement mechanism 100 . Further, the representative position of the wafer W is, for example, the center-of-gravity position of the electrodes at a plurality of predetermined positions on the wafer W. As shown in FIG. The approximate position of each electrode is obtained based on the images obtained by the macro-view camera 61a. Also, the exact position of each electrode is obtained based on the image obtained by the micro-field camera 61b.
  • the accurate position (specifically, the position coordinates) of each electrode can be obtained from the position detection mechanism of the imaging movement mechanism 100 when the center of the electrode is positioned at the center of the image obtained by the micro-view camera 61b. Based on the output, it can be obtained.
  • the representative position of the probe 91 is acquired based on the imaging result of the second imaging unit 62 and the detection result of the position detection mechanism of the imaging movement mechanism 100 . Further, the representative position of the probes 91 is, for example, the center-of-gravity positions of the probes 91 at a plurality of predetermined locations on the probe card 90 . The approximate position of each probe 91 is obtained based on the images obtained by the macro-view camera 62a. Also, the exact position of each probe 91 is obtained based on the image obtained by the micro-field camera 62b.
  • each probe 91 can be determined by the position detection mechanism of the imaging movement mechanism 100 when the tip of the probe 91 is positioned at the center of the image obtained by the micro-view camera 62b. can be obtained based on the output from
  • Step S5 alignment
  • the wafer W placed on the chuck top 70 and the probes 91 of the probe card 90 are aligned based on the imaging results of the first imaging unit 61 and the second imaging unit 62 .
  • the control unit 22 corrects the temporary contact position based on the imaging results of the first imaging unit 61 and the second imaging unit 62, and determines the corrected temporary contact position as the contact position. be.
  • the controller 22 controls the aligner 50 to move the chuck top 70 to the determined contact position.
  • Correction of the temporary contact positions is performed based on, for example, the representative positions of the wafer W and the representative positions of the probes 91 acquired in step S4. More specifically, the temporary contact position is corrected so that the positional deviation of the representative position of the wafer W from the representative position of the probe 91 is canceled.
  • Step S6 Treatment of imaging section 60
  • the housing 60a of the imaging unit 60 is retracted to a region that does not overlap the chuck top 70 in plan view.
  • the imaging movement mechanism 100 is controlled by the control unit 22, and portions that can interfere with the casing 60a of the imaging unit 60 and the chuck tops 70 of the imaging movement mechanism 100 are adjacent chuck tops in the same divided area 13a. The area between 70 is saved. Steps S5 and S6 may be performed at the same time, regardless of the order of steps S5 and S6.
  • Step S7 Ascent of chuck top 70
  • the controller 22 controls the aligner 50 to raise the chuck top 70 . Lifting is performed until the wafer W and the probes 91 come into contact with each other.
  • the reference height of the chuck top 70 which serves as a reference for how far the chuck top 70 should be raised, is determined, for example, as follows. That is, for example, when the representative position of the wafer W and the like are acquired in step S4, the height of the wafer W placed on the chuck top 70 (specifically, the height of the electrodes) and the height of the probes 91 are also The control unit 22 determines the reference height of the chuck top 70 from these heights. The height of the wafer W placed on the chuck top 70 is acquired based on the imaging result of the first imaging unit 61 and the detection result of the position detection mechanism regarding the vertical position of the imaging moving mechanism 100. be. Also, the height of the probe 91 is acquired based on the image pickup result of the second image pickup unit 62 and the detection result of the position detection mechanism regarding the vertical position of the image pickup movement mechanism 100 .
  • Step S8 Adsorption of chuck top 70
  • the chuck top 70 is attracted to the pogo frame 80 under the control of the controller 22 .
  • a decompression mechanism (not shown) or the like is controlled and the Z stage 53 of the aligner 50 is lowered, whereby the chuck top 70 is It is separated from the aligner 50 and attached to the pogo frame 80 .
  • Step S9 inspection After the chuck top 70 and the aligner 50 are separated, the electrical characteristics of the electronic devices formed on the wafer W are inspected. An electrical signal for electrical characteristic inspection is input from the tester 40 to the electronic device via the pogo pins 81, the probes 91, and the like.
  • Step S10 Unloading
  • the wafer W after inspection is unloaded.
  • the chuck top 70 sucked to the pogo frame 80 is delivered to and held by the aligner 50 .
  • the inspected wafer W on the chuck top 70 held by the aligner 50 is unloaded from the inspection area 13 by the transport device 30 and returned to the cassette C in the port 20 of the loading/unloading area 11 .
  • the aligner 50 or the like transports the wafer W to be inspected to another tester 40 and recovers the wafer W after the inspection from the other tester 40 .
  • the wafer W on the chuck top 503 in the inspection apparatus 500 and the probes 501a of the probe card 501 are aligned with each other in this embodiment. Similar to , the imaging result of the wafer W is used.
  • the chuck top 503 is positioned in a region that does not overlap the probe card 501 in plan view when the wafer W is imaged, and the contact position below the probe card 501 is a distance away. be. Therefore, if the frame in which the aligner 504 is installed is distorted, it may not be possible to accurately align the wafer W and the probes 501a in the comparison mode.
  • the chuck top 70 is positioned at the contact position below the probe card 90 when the wafer W on the chuck top 70 is imaged. Therefore, even if the housing 10 in which the aligner 50 is installed is distorted, the wafer W and the probes 91 can be brought into contact more appropriately than in the comparative embodiment. That is, according to the present embodiment, alignment between the wafer W and the probes 91 of the probe card 90 can be performed more accurately. Note that the above-described distortion of the housing 10 and the like may occur on the order of ⁇ m due to, for example, expansion or contraction of the housing 10 due to temperature changes, changes in the center of gravity of the plurality of aligners 50 within the housing 10, and the like.
  • the chuck top 70 it is not necessary to move the chuck top 70 significantly between the imaging of the wafer W on the chuck top 70 and the imaging of the probe 91, as compared with the comparative embodiment. Therefore, according to this embodiment, it is possible to shorten the time required for alignment between the wafer W and the probes 91 . Also, in the comparison mode, it may be necessary to image a common target with the upper camera 510 and the lower camera 511 . In the present embodiment, such imaging is not necessary, so from this point of view as well, the time required for alignment can be shortened.
  • the imaging unit 60 is provided so as to be shared among the plurality of testers 40 arranged in the horizontal direction, that is, among the pogo frames 80 . Specifically, the imaging unit 60 is provided so as to be shared between the horizontally adjacent testers 40 , that is, between the pogo frames 80 . Therefore, the cost can be reduced and the footprint of the inspection apparatus 1 can be reduced compared to the case where the imaging unit 60 is provided for each tester 40 , that is, for each pogo frame 80 .
  • the first imaging unit 61 and the second imaging unit 62 are provided coaxially, but the optical axis of the first imaging unit 61 and the optical axis of the second imaging unit 62 may be shifted.
  • the contact position is determined, for example, as follows. That is, the temporary contact position after being corrected based on the imaging results of the first imaging unit 61 and the second imaging unit 62 is the positional relationship between the optical axis of the first imaging unit 61 and the optical axis of the second imaging unit 62. and the corrected and calibrated provisional contact position is determined as the contact position.
  • inspection device 50 aligner 60 imaging unit 60a housing 61 first imaging unit 62 second imaging unit 70 chuck top 80 pogo frame 90 probe card 91 probe 100 imaging movement mechanism W wafer

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Abstract

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、基板上の電極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、前記載置部材を保持し移動させる移動機構と、前記載置部材に載置された基板を認識する第１撮像ユニットと、前記保持部に保持された前記プローブカードの前記プローブを認識する第２撮像ユニットとを有し、前記第１撮像ユニットと前記第２撮像ユニットが共通の筐体に固定された撮像部と、前記撮像部の前記筐体を移動させる撮像移動機構と、を備え、前記保持部に保持された前記プローブカードの下方に基板が載置された前記載置部材が位置する状態での、前記第１撮像ユニット及び前記第２撮像ユニットによる撮像結果に基づいて、前記載置部材に載置された基板と前記プローブカードの前記プローブとの位置合わせを行う。

Description

検査装置及び検査方法
　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、アライメントステージの上に載置されたウェハをプローブカードのプローブに接触させる位置に移動させる検査装置が開示されている。この検査装置は、アライナ側の第１取得部でプローブカードのカード重心座標を取得する工程と、ポゴフレームに設けられた基準ターゲットのターゲット座標系における基準座標を第１取得部で取得する工程と、を含む処理を実行する。また、検査装置は、ポゴフレーム側の第２取得部と第１取得部との共通座標を取得する工程と、第２取得部でウェハ重心座標を取得する工程と、カード重心座標、共通座標、及びウェハ重心座標に基づいて求まるコンタクト座標を含むコマンドでアライナを移動させる工程とを含む処理を実行する。
特開２０２１－１６６２２８号公報
　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、基板とプローブカードのプローブとの位置合わせをより正確に行う。
　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、基板上の電極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、前記載置部材を保持し移動させる移動機構と、前記載置部材に載置された基板を認識する第１撮像ユニットと、前記保持部に保持された前記プローブカードの前記プローブを認識する第２撮像ユニットとを有し、前記第１撮像ユニットと前記第２撮像ユニットが共通の筐体に固定された撮像部と、前記撮像部の前記筐体を移動させる撮像移動機構と、を備え、前記保持部に保持された前記プローブカードの下方に基板が載置された前記載置部材が位置する状態での、前記第１撮像ユニット及び前記第２撮像ユニットによる撮像結果に基づいて、前記載置部材に載置された基板と前記プローブカードの前記プローブとの位置合わせを行う。
　本開示によれば、基板を検査する検査装置において、基板とプローブカードのプローブとの位置合わせをより正確に行うことができる。
比較の形態にかかる位置合わせ方法を説明するための図である。 比較の形態にかかる位置合わせ方法を説明するための図である。 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縦断面図である。 検査領域の一の分割領域の側断面図である。 撮像部の筐体の斜視図である。 ポゴフレームの周辺の断面図である。 撮像部の上面図である。 本実施形態にかかる、接触位置の決定処理を伴う検査処理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。）等の基板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が適切に行われるよう、検査装置では、プローブカードのプローブとウェハとの位置合わせ、具体的には、プローブとウェハ上の電極との位置合わせが行われている。
　図１に示すように、検査装置５００は、例えば、プローブカード５０１を保持するポゴフレーム５０２と、ウェハＷが載置されるチャックトップ５０３と、チャックトップ５０３を移動させるアライナ５０４と、を有する。また、検査装置５００は、プローブカード５０１と平面視で重ならない領域にウェハ認識用の上カメラ５１０が設けられ、且つ、プローブカード認識用の下カメラ５１１がアライナ５０４に固定されている。この検査装置５００では、例えば、以下の撮像結果に基づいて、プローブカード５０１のプローブ５０１ａとチャックトップ５０３上のウェハＷとの位置合わせを行う。
・図１に示すようにプローブカード５０１の下方に下カメラ５１１を移動させた状態での、下カメラ５１１によるプローブカード５０１の撮像結果
・図２に示すようにプローブカード５０１とは平面視で重ならない領域に位置する上カメラ５１０の下方にチャックトップ５０３を移動させた状態での、上カメラ５１０によるチャックトップ５０３上のウェハＷの撮像結果
　しかし、上述の位置合わせ方法は、位置合わせに要する時間及び位置合わせ精度の点で改善の余地がある。
　本開示にかかる技術は、基板の検査装置において、基板とプローブカードのプローブとの位置合わせを短時間で正確に行うことを可能にする。
　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３及び図４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。
　図３及び図４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指令を含む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４に示すように、上下方向（図のＺ方向）に３つ、水平方向（図のＸ方向）２つに分割され、各分割領域１３ａには、水平方向に配列された２つのテスタ４０が設けられている。また、各分割領域１３ａには、例えばテスタ４０毎に移動機構としてのアライナ５０が設けられている。さらに、各分割領域１３ａには、１つの撮像部６０が設けられている。すなわち、各分割領域１３ａでは、撮像部６０が、水平方向に隣接するテスタ４０間で共用されるように設けられている。
　なお、テスタ４０、アライナ５０、撮像部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４のＸ方向及びＹ方向、図３のＺ軸を中心としたθ方向）及び上下方向（図３及び図４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。
　撮像部６０は、プローブカードのプローブとチャックトップ７０に載置されたウェハＷとの両方を撮像する。
　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５～図８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５は、検査領域１３の一の分割領域１３ａの側断面図である。図６は、撮像部６０の後述の筐体の斜視図である。図７は、後述のポゴフレームの周辺の断面図である。図８は、撮像部６０の上面図である。
　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と撮像部６０が設けられている。また、図５に示すように、各分割領域１３ａには、後述のポゴフレーム８０及びプローブカード９０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、水平方向（図のＸ方向）に延びるガイドレール５１ａに沿って移動する。このＸステージ５１に対しては、上記移動を駆動する駆動部（図示せず）が設けられている。上記駆動部は、上記移動のための駆動力を発生する駆動源として例えばモータを有する。また、Ｘステージ５１に対しては、当該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、Ｙステージ５２は水平方向（図のＹ方向）に延びるガイドレール５２ａに沿って移動する。このＹステージ５２に対しては、上記移動を駆動する駆動部（図示せず）が設けられている。上記駆動部は、上記移動のための駆動力を発生する駆動源として例えばモータを有する。また、Ｙステージ５２に対しては、当該Ｙステージ５２のＹ方向にかかる位置、すなわちチャックトップ７０のＹ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、上下方向（図のＺ方向）に伸縮自在な伸縮軸５３ａにより、上下方向に移動する。このＺステージ５３に対しては、上記移動を駆動する駆動部（図示せず）が設けられている。上記駆動部は、上記移動のための駆動力を発生する駆動源として例えばモータを有する。また、Ｚステージ５３に対しては、当該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。
　なお、アライナ５０は制御部２２により制御される。具体的には、アライナ５０の、Ｘステージ５１、Ｙステージ５２及びＺステージ５３の前述の駆動部は制御部２２により制御される。また、Ｘステージ５１、Ｙステージ５２及びＺステージ５３に設けられた前述の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。
　撮像部６０は、前述のようにプローブカード９０のプローブ９１とチャックトップ７０に載置されたウェハＷとの両方を撮像する。この撮像部６０は筐体６０ａを有する。筐体６０ａには、図６に示すように、第１撮像ユニット６１と第２撮像ユニット６２の両方が固定されている。言い換えると、撮像部６０では、第１撮像ユニット６１及び第２撮像ユニット６２が共通の筐体６０ａに固定されている。第１撮像ユニット６１は、筐体６０ａの下部に設けられ、第２撮像ユニット６２は筐体６０ａの上部に設けられている。
　第１撮像ユニット６１は、チャックトップ７０に載置されたウェハＷを認識する。具体的には、第１撮像ユニット６１は、チャックトップ７０に載置されたウェハＷを認識するために、当該ウェハＷを撮像する。第１撮像ユニット６１は、低解像度で撮像するマクロ視野カメラ６１ａと、高解像度で撮像するマイクロ視野カメラ６１ｂとを有する。
　第２撮像ユニット６２は、プローブカード９０のプローブ９１を認識する。具体的には、第２撮像ユニット６２は、プローブカード９０のプローブ９１を認識するために、当該プローブ９１を撮像する。第２撮像ユニット６２は、低解像度で撮像するマクロ視野カメラ６２ａと、高解像度で撮像するマイクロ視野カメラ６２ｂとを有する。
　撮像部６０において、第１撮像ユニット６１及び第２撮像ユニット６２は同軸上に設けられている。具体的には、図示するように、マクロ視野カメラ６１ａ、６２ａの光軸Ｐ１ａ、Ｐ２ａは同軸となっており、また、マイクロ視野カメラ６１ｂ、６２ｂの光軸Ｐ１ｂ、Ｐ２ｂも同軸となっている。
　なお、撮像部６０は制御部２２により制御される。また、撮像部６０による撮像結果は制御部２２に出力される。
　さらに、撮像部６０は、撮像移動機構１００（図８参照）により、水平方向（図５等のＸＹ方向）及び上下方向（図５等のＺ方向）に移動可能に構成されている。具体的には、撮像部６０の筐体６０ａは、撮像移動機構１００により、水平方向及び上下方向に移動可能に構成されている。撮像移動機構１００については後述する。
　テスタ４０は、図７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８０が設けられている。
　ポゴフレーム８０は、保持部の一例であり、プローブカード９０を保持する。また、ポゴフレーム８０は、プローブカード９０とテスタ４０とを電気的に接続する。このポゴフレーム８０は、上述の電気的な接続のために、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。
　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９２の上面における、対応する電極に接触し、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、複数の電極が上面に設けられた円板状のカード本体９２を有する。カード本体９２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９１が複数設けられている。
　カード本体９２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９１と電気的に接続されている。また、検査時には、プローブ９１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８１、カード本体９２の上面に設けられた電極及びプローブ９１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９１は、カード本体９２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８３が取り付けられている。ベローズ８３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８３は、図７において点線で示すように、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。
　このベローズ８３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８３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９１との接触状態を維持することができる。
　前述のように、撮像部６０の筐体６０ａは、図８の撮像移動機構１００により、水平方向及び上下方向に移動可能に構成されている。
　撮像移動機構１００は、一対のガイドレール１０１と、一対の移動レール１０２と、を有する。
　ガイドレール１０１はそれぞれ、水平方向（図のＸ方向）に沿って延びるように設けられている。一実施形態において、ガイドレール１０１は、同じ高さの分割領域１３ａ間を隔てる隔壁１０ａと、検査装置１の筐体１０の側壁と、を接続するように、設けられている。また、ガイドレール１０１間をチャックトップ７０が通過できるように、一対のガイドレール１０１は互いに離間している。
　一対の移動レール１０２は、水平方向であってガイドレール１０１と直交する方向（図のＹ方向）に沿って延びるように設けられ、また、撮像部６０の筐体６０ａを支持した状態で、ガイドレール１０１に沿って移動可能に構成されている。この一対の移動レール１０２に対しては、上記移動を駆動する駆動部（図示せず）が設けられている。上記駆動部は、上記移動のための駆動力を発生する駆動源として例えばモータを有する。また、一対の移動レール１０２に対しては、当該一対の移動レール１０２のＸ方向にかかる位置、すなわち撮像部６０の筐体６０ａのＸ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。
　さらに一対の移動レール１０２は、撮像部６０の筐体６０ａを当該移動レール１０２の延在する方向（図のＹ方向）及び上下方向（図のＺ方向）に沿って移動可能に支持する。撮像部６０の筐体６０ａと一対の移動レール１０２との間には、上述の移動レール１０２の延在する方向及び上下方向への移動を駆動する駆動部（図示せず）が設けられている。上記駆動部は、上記移動のための駆動力を発生する駆動源として例えばモータを有する。また、撮像部６０の筐体６０ａに対しては、移動レール１０２の延在する方向及び上下方向にかかる筐体６０ａの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。
　なお、撮像移動機構１００は制御部２２により制御される。具体的には、移動レール１０２及び筐体６０ａに対する前述の駆動部は制御部２２により制御される。また、移動レール１０２及び筐体６０ａに設けられた前述の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。
＜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、接触位置の決定処理を伴う検査処理について、図９を用いて説明する。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９１とを接触させる時のチャックトップ７０の水平方向（図５等のＸ方向及びＹ方向）にかかる位置である。
（ステップＳ１：搬送）
　まず、所望のテスタ４０に対する検査対象のウェハＷの搬送が行われる。
　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、例えば上段の分割領域１３ａ内に搬入され、所望のテスタ４０に対応するアライナ５０に吸着保持されたチャックトップ７０上に載置される。
（ステップＳ２：チャックトップ７０の移動）
　次いで、図９に示すように、ウェハＷが載置されたチャックトップ７０が、プローブカード９０の下方に移動される。
　具体的には、制御部２２によりアライナ５０が制御され、ウェハＷが載置されたチャックトップ７０が、予め定められた仮の接触位置に移動される。
（ステップＳ３：撮像部６０の移動）
　また、プローブカード９０と、プローブカード９０の下方のチャックトップ７０との間となる位置に、撮像部６０が移動される。
　具体的には、制御部２２により撮像移動機構１００が制御され、上記の位置に、撮像部６０の筐体６０ａが移動される。
　ステップＳ２及びステップＳ３の順番は問わず、ステップＳ２とステップＳ３が同時に行われてもよい。
（ステップＳ４：撮像）
　その後、プローブカード９０とチャックトップ７０との間から、第１撮像ユニット６１及び第２撮像ユニット６２による撮像が行われる。言い換えると、制御部２２により、プローブカード９０とチャックトップ７０との間に位置する第１撮像ユニット６１を用いて、ウェハＷの代表位置が取得され、且つ、プローブカード９０とチャックトップ７０との間に位置する第２撮像ユニット６２を用いて、プローブ９１の代表位置が取得される。
　ウェハＷの代表位置は、具体的には、第１撮像ユニット６１の撮像結果と撮像移動機構１００の位置検出機構の検出結果とに基づいて取得される。
　また、ウェハＷの代表位置とは、例えばウェハＷ上の予め定められた複数箇所の電極の重心位置である。各電極のおおよその位置は、マクロ視野カメラ６１ａにより得られた画像に基づいて取得される。また、各電極の正確な位置は、マイクロ視野カメラ６１ｂにより得られた画像に基づいて取得される。例えば、各電極の正確な位置（具体的には位置座標）は、マイクロ視野カメラ６１ｂにより得られた画像の中心に当該電極の中心が位置する時の、撮像移動機構１００の位置検出機構からの出力に基づいて、取得することができる。
　プローブ９１の代表位置は、具体的には、第２撮像ユニット６２の撮像結果と撮像移動機構１００の位置検出機構の検出結果とに基づいて取得される。
　また、プローブ９１の代表位置とは、例えばプローブカード９０の予め定められた複数箇所のプローブ９１の重心位置である。各プローブ９１のおおよその位置は、マクロ視野カメラ６２ａにより得られた画像に基づいて取得される。また、各プローブ９１の正確な位置は、マイクロ視野カメラ６２ｂにより得られた画像に基づいて取得される。例えば、各プローブ９１の正確な位置（具体的には位置座標）は、マイクロ視野カメラ６２ｂにより得られた画像の中心に当該プローブ９１の先端が位置する時の、撮像移動機構１００の位置検出機構からの出力に基づいて、取得することができる。
（ステップＳ５：位置合わせ）
　次いで、第１撮像ユニット６１及び第２撮像ユニット６２による撮像結果に基づいて、チャックトップ７０に載置されたウェハＷとプローブカード９０のプローブ９１との位置合わせが行われる。具体的には、制御部２２により、第１撮像ユニット６１及び第２撮像ユニット６２による撮像結果に基づいて、仮の接触位置が補正され、補正後の仮の接触位置が、接触位置に決定される。そして、制御部２２によりアライナ５０が制御され、チャックトップ７０が、決定された接触位置に移動される。
　仮の接触位置の補正は、例えば、ステップＳ４で取得されたウェハＷの代表位置及びプローブ９１の代表位置と、に基づいて行われる。より具体的には、仮の接触位置は、プローブ９１の代表位置からのウェハＷの代表位置の位置ずれが相殺されるように補正される。
（ステップＳ６：撮像部６０の退避）
　また、撮像部６０の筐体６０ａが、平面視でチャックトップ７０と重ならない領域に退避される。具体的には、制御部２２により撮像移動機構１００が制御され、撮像部６０の筐体６０ａ及び撮像移動機構１００のチャックトップ７０と干渉し得る部分が、同じ分割領域１３ａ内の隣り合うチャックトップ７０の間の領域に、退避される。
　ステップＳ５及びステップＳ６の順番は問わず、ステップＳ５とステップＳ６が同時に行われてもよい。
（ステップＳ７：チャックトップ７０の上昇）
　その後、制御部２２によりアライナ５０が制御され、チャックトップ７０が上昇される。上昇は、ウェハＷとプローブ９１とが接触するまで行われる。
　このときにチャックトップ７０をどこまで上昇させるかの基準となるチャックトップ７０の基準高さは例えば以下のように決定される。
　すなわち、例えば、ステップＳ４においてウェハＷの代表位置等が取得される際に、チャックトップ７０に載置されたウェハＷの高さ（具体的には電極の高さ）と、プローブ９１の高さも取得されるようにし、これらの高さから、制御部２２により、チャックトップ７０の基準高さが決定される。
　チャックトップ７０に載置されたウェハＷの高さは、第１撮像ユニット６１の撮像結果と、撮像移動機構１００の上下方向の位置にかかる位置検出機構の検出結果と、に基づいて、取得される。
　また、プローブ９１の高さは、第２撮像ユニット６２の撮像結果と、撮像移動機構１００の上下方向の位置にかかる位置検出機構の検出結果と、に基づいて、取得される。
（ステップＳ８：チャックトップ７０の吸着）
　その後、制御部２２の制御の下、チャックトップ７０がポゴフレーム８０に吸着される。
　具体的には、ウェハＷとプローブ９１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が下降され、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。
（ステップＳ９：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。
　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９１等を介して電子デバイスに入力される。
（ステップＳ１０：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等によって、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＞
　図１及び図２を用いて説明した形態（以下、比較の形態という。）では、検査装置５００でのチャックトップ５０３上のウェハＷとプローブカード５０１のプローブ５０１ａとの位置合わせに、本実施形態と同様、ウェハＷの撮像結果を用いている。しかし、比較の形態では、本実施形態と異なり、ウェハＷの撮像の際、チャックトップ５０３は、プローブカード５０１と平面視では重ならない領域に位置し、プローブカード５０１の下方の接触位置まで距離がある。したがって、アライナ５０４が設置されたフレームに歪みがあると、比較の形態では、ウェハＷとプローブ５０１ａとの位置合わせを正確に行うことができない場合がある。それに対し、本実施形態では、チャックトップ７０上のウェハＷの撮像の際、チャックトップ７０はプローブカード９０の下方の接触位置に位置する。したがって、アライナ５０が設置された筐体１０に歪みが生じていたとしても、比較の形態に比べて、ウェハＷとプローブ９１とをより適切に接触させることができる。つまり、本実施形態によれば、ウェハＷとプローブカード９０のプローブ９１との位置合わせをより正確に行うことができる。なお、上述の筐体１０等の歪みは、例えば、当該筐体１０の温度変化による膨張または収縮や、当該筐体１０内における複数のアライナ５０の重心変化等により、μｍオーダーで生じ得る。
　また、比較の形態に比べて、本実施形態では、チャックトップ７０上のウェハＷの撮像と、プローブ９１の撮像との間に、チャックトップ７０を大きく移動させる必要がない。したがって、本実施形態によれば、ウェハＷとプローブ９１との位置合わせに要する時間を短縮することができる。また、比較の形態では、上カメラ５１０と下カメラ５１１とで共通のターゲットを撮像する必要がある場合がある。本実施形態では、このような撮像は不要であるため、この観点からも、位置合わせに要する時間を短縮することができる。
　さらに、本実施形態では、撮像部６０が、水平方向に並ぶ複数のテスタ４０の間すなわちポゴフレーム８０の間で共用されるように設けられている。具体的には、撮像部６０が、水平方向に隣接するテスタ４０間すなわちポゴフレーム８０間で共用されるように設けられている。したがって、撮像部６０をテスタ４０毎すなわちポゴフレーム８０毎に設ける場合に比べて、コストを削減することができ、且つ、検査装置１のフットプリントを縮小することができる。
＜変形例＞
　以上の例では、第１撮像ユニット６１及び第２撮像ユニット６２は同軸上に設けられていたが、第１撮像ユニット６１の光軸と第２撮像ユニット６２の光軸はずれていてもよい。この場合、接触位置は、例えば、以下のようにして決定される。すなわち、第１撮像ユニット６１及び第２撮像ユニット６２の撮像結果に基づいて補正された後の仮の接触位置が、第１撮像ユニット６１の光軸と第２撮像ユニット６２の光軸の位置関係に基づいて較正され、補正後且つ較正後の仮の接触位置が、接触位置に決定される。
　ただし、ずれている場合の第１撮像ユニット６１の光軸と第２撮像ユニット６２の光軸の位置関係は、正確に把握することは難しく、また、温度の影響による筐体１０の歪み等によって変化する。したがって、第１撮像ユニット６１及び第２撮像ユニット６２は同軸上に設けられている方が、上述のような較正が不要であり、適切な接触位置をより確実に取得することができ、すなわち適切な位置合わせをより確実に行うことができる。
　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。
１　検査装置
５０　アライナ
６０　撮像部
６０ａ　筐体
６１　第１撮像ユニット
６２　第２撮像ユニット
７０　チャックトップ
８０　ポゴフレーム
９０　プローブカード
９１　プローブ
１００　撮像移動機構
Ｗ　ウェハ

Claims (10)

  1. 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、
    基板上の電極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、
    前記載置部材を保持し移動させる移動機構と、
    前記載置部材に載置された基板を認識する第１撮像ユニットと、前記保持部に保持された前記プローブカードの前記プローブを認識する第２撮像ユニットとを有し、前記第１撮像ユニットと前記第２撮像ユニットが共通の筐体に固定された撮像部と、
    前記撮像部の前記筐体を移動させる撮像移動機構と、を備え、
    前記保持部に保持された前記プローブカードの下方に基板が載置された前記載置部材が位置する状態での、前記第１撮像ユニット及び前記第２撮像ユニットによる撮像結果に基づいて、前記載置部材に載置された基板と前記プローブカードの前記プローブとの位置合わせを行う、検査装置。
  2. 前記第１撮像ユニット及び前記第２撮像ユニットは同軸上に設けられている、請求項１に記載の検査装置。
  3. 前記保持部が水平方向に複数並べられており、
    前記撮像部は、水平方向に並ぶ複数の前記保持部間で共用されるように設けられている、請求項１または２に記載の検査装置。
  4. 前記撮像移動機構は、前記撮像部の前記筐体を水平方向及び上下方向に移動させる、請求項１～３のいずれか１項に記載の検査装置。
  5. 前記第１撮像ユニットは、低解像度で撮像するカメラと、高解像度で撮像するカメラと、を有する、請求項１～４のいずれか１項に記載の検査装置。
  6. 前記第２撮像ユニットは、低解像度で撮像するカメラと、高解像度で撮像するカメラと、を有する、請求項１～５のいずれか１項に記載の検査装置。
  7. 検査装置により基板を検査する検査方法であって、
    検査装置は、
    　基板が載置される載置部材と、
    　基板上の電極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、
    　前記載置部材に載置された基板を認識する第１撮像ユニットと、前記保持部に保持された前記プローブカードの前記プローブを認識する第２撮像ユニットとを有し、前記第１撮像ユニットと前記第２撮像ユニットが共通の筐体に固定された撮像部と、を備え、
    前記保持部に保持された前記プローブカードの下方に基板が載置された前記載置部材を移動させる工程と、
    その後、前記プローブカードと前記載置部材との間から、前記第１撮像ユニット及び前記第２撮像ユニットによる撮像を行う工程と、
    その後、前記第１撮像ユニット及び前記第２撮像ユニットによる撮像結果に基づいて、前記載置部材に載置された基板と前記プローブカードの前記プローブとの位置合わせを行う工程と、を含む、検査方法。
  8. 前記位置合わせを行う工程は、前記第１撮像ユニット及び前記第２撮像ユニットによる撮像結果に基づいて、前記載置部材に載置された基板と前記プローブとを接触させるときの前記載置部材の位置である接触位置を補正する工程を含む、請求項７に記載の検査方法。
  9. 前記位置合わせ後、前記載置部材を上昇させる工程をさらに含む、請求項７または８に記載の検査方法。
  10. 前記撮像を行う工程と、前記載置部材を上昇させる工程との間に、前記撮像部の筐体を平面視で前記載置部材と重ならない領域に退避させる工程を含む、請求項９に記載の検査方法。
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Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH05326675A (ja) * 1992-03-23 1993-12-10 Tokyo Electron Ltd プローブ装置
JP2010034482A (ja) * 2008-07-31 2010-02-12 Tokyo Electron Ltd 検査装置
JP2010161171A (ja) * 2009-01-07 2010-07-22 Tokyo Electron Ltd プローブ装置
JP2014106216A (ja) * 2012-11-30 2014-06-09 Yoshiyuki Bessho プローブの針先と被検査体の電極との位置合わせカメラ
JP2015190942A (ja) * 2014-03-28 2015-11-02 株式会社ソシオネクスト 検査装置、検査方法及びプローブカード
WO2019017050A1 (ja) * 2017-07-19 2019-01-24 東京エレクトロン株式会社 検査システム

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH05326675A (ja) * 1992-03-23 1993-12-10 Tokyo Electron Ltd プローブ装置
JP2010034482A (ja) * 2008-07-31 2010-02-12 Tokyo Electron Ltd 検査装置
JP2010161171A (ja) * 2009-01-07 2010-07-22 Tokyo Electron Ltd プローブ装置
JP2014106216A (ja) * 2012-11-30 2014-06-09 Yoshiyuki Bessho プローブの針先と被検査体の電極との位置合わせカメラ
JP2015190942A (ja) * 2014-03-28 2015-11-02 株式会社ソシオネクスト 検査装置、検査方法及びプローブカード
WO2019017050A1 (ja) * 2017-07-19 2019-01-24 東京エレクトロン株式会社 検査システム

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