JP2002026088A - ウエハ検査装置 - Google Patents

ウエハ検査装置

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JP2002026088A
JP2002026088A JP2000203915A JP2000203915A JP2002026088A JP 2002026088 A JP2002026088 A JP 2002026088A JP 2000203915 A JP2000203915 A JP 2000203915A JP 2000203915 A JP2000203915 A JP 2000203915A JP 2002026088 A JP2002026088 A JP 2002026088A
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wafer
microscope
wafer stage
moving
inspection apparatus
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JP2000203915A
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Takashi Oishi
高史 大石
Naoya Toragai
直也 寅貝
Toshio Nakanishi
利男 中西
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Mitsubishi Electric Corp
Original Assignee
Mitsubishi Electric Corp
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 300mm以上のサイズのウエハ上の離れた
チップを順次プロービングする際に、ウエハ直径の半分
以下の移動距離でプロービングでき、移動時間を短縮で
き、移動機構部を小さくできるウエハ検査装置を提供す
る。 【解決手段】 ウエハ検査装置は、検査するウエハ12
をセットするためのウエハステージ8と、ウエハステー
ジ移動手段10と、ウエハ上のデバイスチップに対応さ
せるプローブカード11と、デバイスチップにプローブ
カードを介してプロービングするためのプローブ9と、
デバイスチップの画像を得る顕微鏡7と、顕微鏡移動手
段13aと、ウエハステージ移動手段と顕微鏡移動手段
とを相互に連動して動作させる連動機構14とからな
る。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、ウエハをプロービ
ングして検査する際に利用する検査装置、殊に、ウエハ
検査装置に関する。
【0002】
【従来の技術】ウエハの寸法は次第に大きくなり、近
年、300mmウエハが登場し始めてきた。ウエハ上に
形成されるデバイスチップの検査は、通常、各チップご
とに分離される前に行なわれる。各デバイスチップが正
常に動作するかの検査は、デバイスチップに対応するプ
ローブカードを介してプロービングすることにより行な
われる。これによって、不良チップを半導体装置の製造
工程から早期に除去することができ、生産性の向上を図
ることができる。なお、プロービング方法には、ウエハ
ステージの傾きを検出して補正量を算出し、該補正量に
基づいてウエハステージを触針に対して、例えば、Z軸
方向に相対移動させるものがある(特開平10−150
081号公報)。
【0003】図1に従来のウエハ検査装置の正面図を示
し、その側面図を図2に示す。従来のウエハ検査装置
は、通常、下部機構と上部機構とに分けることができ
る。下部機構として、検査しようとするウエハ6を置く
ウエハステージ2は、その底部のXYテーブル4に支持
されている。XYテーブル4は、ウエハ上の各デバイス
チップを顕微鏡1直下でプロービングするためにXY方
向に移動させることができるように、前後左右への移動
用マニュピレータ4a,4b,4c,4dを備えてい
る。一方、上部機構として、検査対象のデバイスチップ
の種類ごとに選択できるプローブカード5と、プローブ
カード5を介してウエハ6上のデバイスチップをプロー
ビングするプローブ3を備えている。さらに、ウエハ6
上のプロービングする位置を拡大して確認するために顕
微鏡1を備えており、顕微鏡の視野の微調整用に上下・
前後・左右移動用のマニュピレータ1a、1b、1cを
備えている。
【0004】従来のウエハ検査装置でウエハ6をプロー
ビングする場合には、図1に示すように、ウエハステー
ジ2をマニュピレータ4aで手前の作業者側に移動させ
てウエハ6を載せ、ウエハ6を真空吸着させてウエハス
テージ2に固定する。次いで、ウエハ6上の解析しよう
とするデバイスチップをマニュピレータ4a,4b,4
c,4dで顕微鏡1の直下に移動させる。そして顕微鏡
1でデバイスチップを観察しながらプローブカード5の
プローブピンをデバイスチップのボンディングパッドの
真上に移動させる。次に、マニュピレータ2aでウエハ
ステージ2を上昇させてプローブピンをボンディングパ
ッドに接触させる。さらに、顕微鏡1の倍率を上げてチ
ップ内の解析しようとする配線を見つけてマニュピレー
タ3a,3b,3cでウエハステージ2の位置を調整し
て解析しようとする配線にプローブを接触させている。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】しかし、300mmウ
エハのように大きなウエハサイズになるほどプロービン
グするための移動距離が大きくなる。たとえば、ウエハ
の端にあるチップにプロービングしていた場合、反対側
の端にあるチップにプロービングしようとすると、端部
にあるチップから反対側の端部にあるチップまで移動さ
せるためには最大300mmのストロークが必要とな
る。このため、マニュピレータでの移動では時間がかか
る。また、ストロークはウエハ直径に依存するため、移
動機構部の平面方向における寸法が大きくなってしま
う。また、従来のウエハ検査装置では、ウエハをウエハ
ステージにセットしようとすると、XYテーブルを最大
限手前に移動した状態で、ウエハ検査装置の上部機構と
下部機構の境界の定盤とウエハステージの隙間からウエ
ハを斜めから挿入してセットしなければならなかった。
そのため、ウエハにダメージを与えることがあり、セッ
ト時間もかかっていた。
【0006】そこで、本発明の目的は、ウエハサイズが
300mm以上等の大きなウエハであっても、容易に検
査できるウエハ検査装置を提供することである。また、
本発明の目的は、ウエハのセットが容易であって、セッ
ト時にウエハにダメージを与えることなく、セット時間
を短縮できるウエハ検査装置を提供することである。
【0007】
【課題を解決するための手段】本発明に係るウエハ検査
装置は、検査するウエハをセットするためのウエハステ
ージと、前記ウエハステージを移動させるウエハステー
ジ移動手段と、前記ウエハ上における検査対象のデバイ
スチップに対応させるプローブカードと、前記デバイス
チップに前記プローブカードを介してプロービングする
プローブと、前記デバイスチップの画像を得る顕微鏡
と、前記顕微鏡を移動させる顕微鏡移動手段と、前記ウ
エハステージ移動手段と前記顕微鏡移動手段とを相互に
連動して動作させる連動機構とからなるウエハ検査装
置。
【0008】また、本発明に係るウエハ検査装置は、前
記ウエハ検査装置であって、前記連動機構は、ボールス
クリュ機構、ギア機構及びベルト機構の中の少なくとも
一つの機械的機構を含むことを特徴とする。
【0009】また、本発明に係るウエハ検査装置は、前
記ウエハ検査装置であって、前記連動機構は、前記ウエ
ハステージ移動手段と前記顕微鏡移動手段との動作を電
気信号によって相互に伝達する電気的機構を含むことを
特徴とする。
【0010】さらに、本発明に係るウエハ検査装置は、
前記ウエハ検査装置であって、前記連動機構は、前記ウ
エハステージ移動手段と前記顕微鏡移動手段とに、前記
ウエハステージと前記顕微鏡を相互に反対方向に移動さ
せることを特徴とする。
【0011】またさらに、本発明に係るウエハ検査装置
は、前記ウエハ検査装置であって、前記ウエハステージ
移動手段は、前記ウエハステージを回転させるウエハス
テージ回転手段を備えると共に、前記顕微鏡移動手段
は、前記顕微鏡を回転させる顕微鏡回転手段を備えるこ
とを特徴とする。
【0012】また、本発明に係るウエハ検査装置は、前
記ウエハ検査装置であって、前記連動機構は、前記ウエ
ハステージ移動手段と前記顕微鏡移動手段とに、前記ウ
エハステージと前記顕微鏡を同一方向に回転させること
を特徴とする。
【0013】さらに、本発明に係るウエハ検査装置は、
前記ウエハステージの上方を開放するまで前記ウエハス
テージを引き出すウエハステージ引出し機構をさらに設
けたことを特徴とする。
【0014】本発明に係るウエハ検査装置は、検査する
ウエハをセットするためのウエハステージと、前記ウエ
ハステージを移動させるウエハステージ移動手段と、前
記ウエハ上における検査対象のデバイスチップに対応さ
せるプローブカードと、前記デバイスチップに前記プロ
ーブカードを介してプロービングするプローブと、前記
デバイスチップの画像を得る顕微鏡と、前記顕微鏡を移
動させる顕微鏡移動手段と、前記ウエハステージの上方
を開放するまで前記ウエハステージを引き出すウエハス
テージ引出し機構とからなるウエハ検査装置。
【0015】また、本発明に係るウエハ検査装置は、前
記ウエハ検査装置であって、前記顕微鏡の画像出力は、
CCDカメラを介して外部モニタに画像出力することを
特徴とする。
【0016】
【発明の実施の形態】以下に、本発明の理解を容易にす
るために添付図面を用いて各実施の形態について説明す
る。
【0017】実施の形態1.図3に実施の形態1に係る
ウエハ検査装置の正面図を示す。図4の(a)に実施の
形態1に係るウエハ検査装置の側面図を示す。図3、図
4において、7は顕微鏡、8はウエハステージ、9はプ
ローブ、10はXYテーブル、11はプローブカード、
12はウエハ、13は顕微鏡保持用上部XYテーブル、
13aは顕微鏡保持用下部XYテーブル、14は方向反
転ユニットである。
【0018】このウエハ検査装置は、下部機構と上部機
構とに分けることができる。まず、下部機構として、検
査しようとするウエハ12を置くウエハステージ8は、
底面部にあるXYテーブル10の上に載置されている。
XYテーブル10は、ウエハ上の各デバイスチップを顕
微鏡7直下でプロービングするためにXY方向に移動さ
せることができるように、前後左右への移動用マニュピ
レータ10a,10b,10c,10dを備えている。
また、ウエハ12上のプロービングする位置を拡大して
確認する顕微鏡7を顕微鏡保持用下部XYテーブル13
aによって下部で保持する。さらに、この顕微鏡保持用
下部XYテーブル13aとXYテーブル10とを相互に
反対方向に移動させる連動機構として、方向反転ユニッ
ト14を備えている。一方、上部機構として、検査対象
のデバイスチップの種類ごとに選択できるプローブカー
ド11と該プローブカード11を介してウエハ12上の
デバイスチップをプロービングするプローブ9を備えて
いる。さらに、顕微鏡7はその上方で顕微鏡保持用上部
XYテーブル13によって保持される。従って、顕微鏡
7は、上部は顕微鏡保持用上部XYテーブル13で保持
され、下部は顕微鏡保持用下部XYテーブル13aで保
持される。顕微鏡保持用上部XYテーブル13は、枠組
みに支持されている。また、顕微鏡7は、視野の微調整
用に上下・前後・左右移動用のマニュピレータ7a、7
b、71cを備えている。
【0019】このウエハ検査装置でウエハ12をプロー
ビングする場合には、図3に示すように、ウエハステー
ジ8をマニュピレータ10aで手前の作業者側に移動さ
せてウエハ12を載せ、ウエハ12を真空吸着させてウ
エハステージ8に固定する。次いで、ウエハ12上の解
析しようとするデバイスチップをマニュピレータ10
a,10b,10c,10dで顕微鏡7の直下に移動さ
せる。そして顕微鏡7でデバイスチップを観察しながら
プローブカード11のプローブピンをデバイスチップの
ボンディングパッドの真上に移動させる。次に、マニュ
ピレータ8aでウエハステージ8を上昇させてプローブ
ピンをボンディングパッドに接触させる。さらに、顕微
鏡7の倍率を上げてチップ内の解析しようとする配線を
見つけてマニュピレータ9a,9b,9cでウエハステ
ージ8の位置を調整して解析しようとする配線にプロー
ブを接触させている。
【0020】このウエハ検査装置では、ウエハステージ
8を載せているXYテーブル10を手前から奥側に移動
させた場合、顕微鏡7を保持している顕微鏡用XYテー
ブルは、XYテーブル10とは逆方向に移動して手前側
に移動する。その機構について以下に説明する。図4の
(b)に方向反転ユニット14におけるタイミングベル
ト15のテンション維持機構の正面図を示し、(c)に
その側面図を示す。図4の(a)、(b)、(c)に示
すように、XYテーブル10を前後に移動させると、X
Yテーブル10と顕微鏡保持用下部XYテーブル13a
とを貫いている前後移動用ボールスクリュ16aが回転
する。前後移動用ボールスクリュ16aでは、XYテー
ブル10の部分と顕微鏡保持用下部XYテーブル13a
の部分で同一ピッチであるが逆方向にネジが切られてい
るので顕微鏡保持用下部XYテーブル13aはXYテー
ブル10とは逆方向の奥側から手前に移動する。
【0021】一方、図4の(a)に示すように、ウエハ
ステージ8を載せているXYテーブル10を左側から右
側に移動させた場合、顕微鏡用XYテーブル13aはX
Yテーブル10とは反対に右側から左側に移動する。こ
の機構について以下に説明する。図3と図4の(a)、
(b)及び(c)に示すように、XYテーブル10を左
右に移動させる左右移動用ボールスクリュ16bの回転
は、側面のギア16dからタイミングベルト15を介し
てギア16eに伝達されて、さらにギア16eは、かみ
合わされているギア16fをギア16dとは逆方向に回
転させる。ギア16fは、顕微鏡保持用下部XYテーブ
ル13aの左右移動用ボールスクリュ16c(図示して
いない)の側面に設けられているので、ギア16fの回
転はそのまま左右移動用ボールスクリュ16cの回転と
なる。なお、左右移動用ボールスクリュ16cは図示し
ていないが、ギア16fから図4(a)の紙面について
垂直下向きに延在し、XYテーブル10の左右移動用ボ
ールスクリュ16bと平行に延在している。これによっ
て、XYテーブル10の左側から右側への移動は、左右
移動用ボールスクリュ16bの回転となり、タイミング
ベルト15を介して顕微鏡保持用下部XYテーブル13
aの左右移動用ボールスクリュ16cに伝達される。こ
のとき、左右移動用ボールスクリュ16cの回転はXY
テーブルの左右移動用ボールスクリュ16bとは逆方向
に回転するので、顕微鏡保持用下部XYテーブル13a
はXYテーブルとは逆に右側から左側に移動する。な
お、ギア16eを設けずに直接ギア16fに回転を伝え
てもよく、この場合には、左右移動用ボールスクリュ1
6cのネジの切り方を左右移動用ボールスクリュ16b
のネジの切り方とは逆にしておくことによって顕微鏡保
持用下部XYテーブル13aをはXYテーブルとは逆に
右側から左側に移動させることができる。また、顕微鏡
用XYテーブル13aの移動距離は、ギア16d、16
e、16fのギア比で適宜調節してもよく、XYテーブ
ル10の移動距離と同じとしてもよい。
【0022】また、方向反転ユニット14は、前後移動
用ボールスクリュ16a、XYテーブル10の左右移動
用ボールスクリュ16b、顕微鏡保持用下部XYテーブ
ル13aの左右移動用ボールスクリュ16c、それにギ
ア16d、16e、16fとその回転を伝達するタイミ
ングベルト15、タイミングベルト15のテンションを
一定に保つテンション用プーリ14f、14g、プーリ
上下用ボールスクリュ14eとから構成される。ここ
で、XYテーブル10と顕微鏡保持用下部XYテーブル
13aが互いに逆方向に移動すると、各ギアの相互距離
が変わる。ギア16d、16e、16f間で回転の伝達
にタイミングベルト15を用いているため、各ギアの相
互距離が変わっても回転を確実に伝達するためにはタイ
ミングベルト15のテンションを一定に保つ必要があ
る。そこで、前後移動用ボールスクリュ16aの回転を
ベベルギア14b、14c、14dを通じて伝達し、プ
ーリ上下用ボールスクリュ14eを回転させ、タイミン
グベルトの上下に設けたテンション用プーリ14f、1
4gを上下に移動させる。これによって、タイミングベ
ルト15が緩んだり過度に緊張することを防止して、テ
ンションを一定に保つことができる。なお、プーリ上下
用ボールスクリュ14eは、ベベルギア14dの上下で
ネジの切り方を反対にしており、テンション用プーリ1
4f、14gは同一軸上で互いに反対方向に移動する。
【0023】なお、XYテーブル10は、本発明におけ
るウエハステージ移動手段の具体例である。また、顕微
鏡保持用下部XYテーブル13aは、本発明における顕
微鏡移動手段の具体例である。さらに、方向反転ユニッ
ト14は、ウエハステージ移動手段と顕微鏡移動手段と
の連動機構の一部の具体例である。さらに、このウエハ
検査装置の上部機構において、ウエハ12上における検
査対象のデバイスチップに対応させるプローブカード1
1は、顕微鏡7と共に移動するように上部機構に保持さ
れている。また、プローブカード11は、上部機構の底
部に設けられたスリット内を移動させることができる。
これによって常に顕微鏡7の観察レンズの真下にプロー
ブピンを置くことができる。
【0024】なお、本発明における方向反転ユニット1
4は、上記実施の形態のようにボールスクリュ機構、ギ
ア機構及びベルト機構を全て組み合わせる場合には限ら
れず、ボールスクリュ機構、ギア機構及びベルト機構の
中の少なくとも一つの機械的機構を含んでいてもよい。
また、方向反転ユニット14は、XYテーブル10の動
作と顕微鏡保持用下部XYテーブル13aの動作を電気
信号によって相互に伝達する電気的機構を含んでいても
よい。この実施の形態1に係るウエハ検査装置における
方向反転ユニット14は、ボールスクリュ機構とギア機
構とベルト機構を全て組み合わせて構成しており、XY
テーブル10と顕微鏡保持用下部XYテーブル13aを
滑らかに連動して動作させている。
【0025】実施の形態1に係るウエハ検査装置によっ
て、ウエハサイズが300mm以上のウエハ12であっ
ても、ウエハ12の両端にあるチップを少ない移動距離
で検査することができる。つまり、ウエハ12の端にあ
るチップから相対する端にあるチップの検査において、
ウエハステージ8と顕微鏡7を上述のように前後移動用
ボールスクリュ16a、左右移動用ボールスクリュ16
b,16cによって互いに反対方向に移動させ、それぞ
れの移動距離をウエハ12の直径の半分とすることがで
きる。これによって、移動機構部の占有面積が小さいウ
エハ検査装置を提供することができる。なお、このウエ
ハ検査装置を半導体装置の製造工程のウエハ検査工程に
おいて用いることによって、迅速に検査することができ
るので検査工程に要する時間を短縮することができるこ
とから半導体の製造工程全体の時間を短縮することがで
き、半導体装置の信頼性を向上させることができるとと
もに、製造コストを低減させることができる。
【0026】実施の形態2.図5に実施の形態2に係る
ウエハ検査装置の正面図を示す。図6に、図5のA−
A’線断面図を示す。また、図7に実施の形態2に係る
ウエハ検査装置の側面図を示す。図5から図7におい
て、17はCCDカメラ、18はウエハステージ、19
はプローブ、20はXYテーブル、21はプローブカー
ド、22はウエハ、23はCCDカメラ保持用XYテー
ブル、24は回転ユニット保持機構、25は回転ユニッ
ト、26は回転伝達機構、40は円形定盤である。
【0027】このウエハ検査装置は、実施の形態1に係
るウエハ検査装置と比較して、方向反転ユニット14は
ないが、回転ユニット25と回転伝達機構26とを有し
ている点で相違する。また、実施の形態1に係るウエハ
検査装置における顕微鏡7は、このウエハ検査装置にお
いてはCCDカメラ17である点で相違する。
【0028】このウエハ検査装置は、図5と図7に示す
ように、下部機構と上部機構とに分けることができる。
まず、下部機構として、検査しようとするウエハ22を
置くウエハステージ18は、底面部にあるXYテーブル
20の上に載置されている。XYテーブル20は、ウエ
ハ22上の各デバイスチップを、ウエハ22上のプロー
ビングする位置を拡大して確認するCCDカメラ17直
下でプロービングするためにXY方向に移動させること
ができるように、前後・左右への移動用マニュピレータ
10a,10b,10c,10dを備えている。またウ
エハステージ18は、ウエハステージ18を回転させる
機構を備えると共にウエハステージ18の回転を伝達す
るための回転伝達機構26を備えている。さらに、図7
に示すように、この回転伝達機構26から上部機構のC
CDカメラ17を回転させる回転ユニット25に回転を
伝達する回転軸29が下部機構から上部機構を貫いて設
けられている。一方、上部機構として、ウエハ上の検査
対象のデバイスチップに対応させるプローブカード21
と、該プローブカード21を介してウエハ22上のデバ
イスチップをプロービングするプローブ19を備えてい
る。また、CCDカメラ17は、これを回転させる回転
ユニット25とその保持機構24により枠組みに上方か
ら支持されている。さらに、上部機構は、CCDカメラ
17とプローブ19とを釣支しており、底部に円形定盤
40を有している。上部機構を上方から支持すると相当
の重量となるため、底部の円形定盤40は、回転に関与
しない外部枠組みの定盤に取り付けられたローラベアリ
ングを介して回転自在に支持されている。また、CCD
カメラ17は、視野の微調整用に上下・前後・左右移動
用のマニュピレータ17a、17b、17cを備えてい
る。
【0029】このウエハ検査装置では、図5に示すよう
に、ウエハステージ18を上から見て時計方向に回転さ
せた場合、回転ユニット25もまた時計方向に回転し
て、回転ユニット25にCCDカメラ保持用XYテーブ
ル23で保持されているCCDカメラ17も同様に時計
方向に回転させることができる。同様に、ウエハステー
ジ18を上から見て反時計方向に回転させた場合、CC
Dカメラ17も反時計方向に回転させることができる。
このとき、CCDカメラ17もウエハステージ18と同
一角度回転させるのが望ましい。
【0030】次に、このウエハ検査装置の各部分の動作
について説明する。まず、図6に示すように、回転伝達
機構26において、ウエハステージ18の内部にはギア
26aがあり、ギア26aは、ウエハステージ18の回
転と同期して回転する。さらに、ギア26aの回転は、
ギア26b,26cに伝達され、タイミングベルト30
aを通じてギア26dに伝達される。次いで、ギア26
dを貫く回転軸29を回転させ、回転軸29の上部に備
えたギア26eからギア26f,26gに伝達され、さ
らにタイミングベルト30bを通じて回転ユニット25
に伝達される機構となっている。リンク27aは、XY
テーブル20が前後に移動した場合も常に一定のテンシ
ョンをタイミングベルト30aに与えることができる機
構としている。同様に、リンク27b、27cは、XY
テーブル20が左右に移動した場合も常に一定のテンシ
ョンをタイミングベルト30aに与えることができる機
構としている。従って、XYテーブル20の回転を高精
度で回転ユニット25に伝達することができる。一方、
回転ユニット25は、上部機構を上方から支持しながら
CCDカメラ17、プローブ19、プローブカード21
を回転させることができる。回転ユニット25の底部の
円形定盤40は回転自在に支持されている。また、顕微
鏡の画像出力をCCDカメラ17を介して外部モニタ
(図示せず)で確認することができるので、検査する対
象のデバイスチップを容易に選択できる。
【0031】これによって、検査用のデバイスチップの
画像は、ウエハステージ18の回転にかかわらず常に一
定方向で外部モニタ上に映し出すことができる。また、
プローブカード21は、CCDカメラ17に連結されて
いる定盤40に固定されているので、ウエハステージ1
8と同一方向に同一角度で回転させることができる。こ
こで、検査されるウエハ22の斜視図を図10に示す。
図10に示すように、検査対象のデバイスチップ39a
は長方形状をしており、ウエハ39を回転させるとデバ
イスチップ39aも回転してしまい、通常の固定された
プローブカード38ではプローブピン38bの位置が合
わなくなってしまうためプロービングできなくなる。こ
れに対して、この実施の形態2に係るウエハ検査装置で
は、プローブカード38もウエハ39と同一方向に同一
角度の回転をさせることができるので、ウエハ39の回
転にかかわらず検査しようとするデバイスチップ39a
の回転に対応してプローブピン38bをセットすること
ができる。なお、この場合、プローブカード21の回転
の中心軸は、ウエハステージ18の回転の中心軸と異な
っていることが好ましい。これによって、ウエハステー
ジ18を回転させることにより、ウエハ22上の同一半
径上にあるデバイスチップは、XYテーブル20のわず
かな移動だけでプロービングすることができる。そのた
めウエハサイズが300mm以上であっても、直径の半
分以内の移動距離でウエハ22上の各デバイスチップを
プロービングすることができ、移動にかかる時間を短縮
し、移動機構部の寸法が小さいウエハ検査装置を提供で
きる。
【0032】実施の形態3.図8に実施の形態3に係る
ウエハ検査装置の正面図を示し、図9に実施の形態3に
係るウエハ検査装置の側面図を示す。図8、図9に示す
ように、31は顕微鏡、32はウエハステージ、33は
プローブ、34はXYテーブル、35はプローブカー
ド、37はテーブル引出しユニット、50は前面であ
る。
【0033】このウエハ検査装置は、実施の形態1に係
るウエハ検査装置と比較して、方向反転ユニット14は
ないが、テーブル引出しユニット37を有している点で
相違する。また、実施の形態2に係るウエハ検査装置と
比較して、回転ユニット25、回転伝達機構26とを有
しないが、テーブル引出しユニット37を有している点
で相違する。さらに、実施の形態2に係るウエハ検査装
置におけるCCDカメラ17は、このウエハ検査装置で
は顕微鏡31である点で相違する。
【0034】このウエハ検査装置は、図8と図9に示す
ように、下部機構と上部機構とに分けることができる。
まず、図8と図9に示すように、下部機構として、検査
しようとするウエハ36を置くウエハステージ32は、
底面部にあるXYテーブル34の上に載置されている。
XYテーブル34は、ウエハ36上の各デバイスチップ
を、ウエハ36上のプロービングする位置を拡大して確
認する顕微鏡31直下でプロービングするためにXY方
向に移動させることができるように、前後左右への移動
用マニュピレータ34a,34b,34c,34dを備
えている。さらに、XYテーブル34の下にテーブル引
出しユニット37を設けており、テーブル引出しユニッ
ト37は、引出しテーブル保持機構37bにより保持さ
れており、引出しハンドル37aを持って手前の作業者
側へ引き出すことができる。一方、上部機構として、ウ
エハ36上における検査対象のデバイスチップに対応さ
せるプローブカード35を介してウエハ36上のデバイ
スチップをプロービングするプローブ33を備えてい
る。さらに、顕微鏡31は、顕微鏡の視野の微調整用に
上下・前後・左右移動用のマニュピレータ31a、31
b、31cを備えている。
【0035】また、図8に示すように、このウエハ検査
装置では、テーブル引出しユニット37は、引出しテー
ブル保持機構37bにローラで支持されており、さらに
テーブル引出しユニット37の上にXYテーブル34を
載せている。ウエハ36をウエハステージ32にセット
する時には、引出しハンドル37aを手前に引き出すと
テーブル引出しユニット37とその上のXYテーブル3
4、ウエハステージ32が前面50よりも手前の作業者
側に引き出されて、ウエハをセットする部分の上方を開
放することができる。これによって、ウエハ36をウエ
ハステージ32の真上よりセットすることができる。な
お、テーブル引出しユニット37は、XYテーブル34
の下部に設ける場合に限られず、ウエハステージ32と
その移動用マニュピレータ34a,34b,34cとの
間、又は、移動用マニュピレータ34a,34b,34
cとXYテーブル34との間のいずれの箇所に設けても
よい。
【0036】従来のウエハ検査装置では、上部機構とウ
エハステージとの間からウエハを斜めに挿入してセット
していたのに対して、実施の形態3に係るウエハ検査装
置では、ウエハ36をウエハステージ32の上方からセ
ットすることができる。好ましくは、ウエハ36をウエ
ハステージ32の真上からセットできるものである。こ
のテーブル引出しユニット37によって、ウエハのセッ
ト時にウエハステージの上方を開放することができ、ウ
エハ36をウエハステージ32に上方からセットするこ
とが容易になり、セット時にウエハ36に与えるダメー
ジの可能性を少なくするとともに、セット時間を短縮す
ることができる。
【0037】
【発明の効果】以上、詳述したように本発明に係るウエ
ハ検査装置によれば、ウエハステージ移動手段と顕微鏡
移動手段とを相互に連動して動作させる連動機構を備え
ることから、ウエハサイズが300mm以上のウエハで
あっても、少ない移動距離でウエハの両端にあるチップ
を検査することができる。
【0038】また、本発明に係るウエハ検査装置によれ
ば、連動機構としてボールスクリュ機構、ギア機構及び
ベルト機構より選ばれた少なくとも一つの機械的機構を
含むことから、使用態様に応じた機構構成を採ることが
できる。
【0039】さらに、本発明に係るウエハ検査装置によ
れば、連動機構として電気的機構を含むことから、連動
機構の占めるスペースを小さくすることができる。
【0040】またさらに、本発明に係るウエハ検査装置
によれば、ウエハステージと顕微鏡を互いに反対方向に
移動させることにより、ウエハサイズが300mm以上
のウエハであっても、少ない移動距離でウエハの両端に
あるチップを検査することができる。即ち、ウエハの端
にあるチップから相対する端にあるチップの検査におい
て、ウエハステージと顕微鏡のそれぞれを互いに反対方
向に移動させ、それぞれの移動距離をウエハの直径の半
分とすることができる。これによって、移動機構部の占
有面積を小さくできるウエハ検査装置を提供することが
できる。
【0041】また、本発明に係るウエハ検査装置によれ
ば、ウエハステージ移動手段と顕微鏡移動手段に共に回
転手段を備えていることから、ウエハを回転させること
によって、従来より少ない移動距離でウエハの両端にあ
るチップを検査することができる。
【0042】さらに、本発明に係るウエハ検査装置によ
れば、ウエハステージと顕微鏡を同一方向に回転させる
ことができる。これによって、検査用のデバイスチップ
の画像は、ウエハステージの回転にかかわらず常に一定
方向でモニタ上に映し出すことができる。また、プロー
ブカードは、顕微鏡に連結されている円形定盤に固定さ
れているので、ウエハステージと同一方向に同一角度で
回転させることができる。これによって、ウエハの回転
にかかわらず検査しようとするデバイスチップの回転に
対応してプローブピンをセットすることができる。
【0043】また、本発明に係るウエハ検査装置によれ
ば、ウエハをウエハステージの上方からセットすること
ができるので、ウエハをウエハステージにセットするこ
とが容易になり、セット時にウエハに与えるダメージの
可能性を少なくするとともに、セット時間を短縮するこ
とができる。
【0044】本発明に係るウエハ検査装置によれば、ウ
エハのセット時にウエハステージの上方を開放できるの
で、ウエハをウエハステージに上方からセットすること
が容易になり、セット時にウエハに与えるダメージの可
能性を少なくするとともに、セット時間を短縮すること
ができる。
【0045】また、本発明に係るウエハ検査装置によれ
ば、顕微鏡の画像出力をCCDカメラから外部モニタで
確認することができ、検査する対象のチップを容易に選
択できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 従来のウエハ検査装置の正面図である。
【図2】 従来のウエハ検査装置の側面図である。
【図3】 (a)本発明の実施の形態1に係るウエハ検
査装置の正面図と、(b)方向反転ユニットにおけるタ
イミングベルトのテンション維持機構の正面図と、
(c)その側面図である。
【図4】 本発明の実施の形態1に係るウエハ検査装置
の側面図である。
【図5】 本発明の実施の形態2に係るウエハ検査装置
の正面図である。
【図6】 図5のA−A’線断面図である。
【図7】 本発明の実施の形態2に係るウエハ検査装置
の側面図である。
【図8】 本発明の実施の形態3に係るウエハ検査装置
の正面図である。
【図9】 本発明の実施の形態3に係るウエハ検査装置
の側面図である。
【図10】 ウエハ検査時のプローブカードを示す斜視
図である。
【符号の説明】
1、7、31 顕微鏡、 1a、7a、31a 顕微鏡
上下移動用マニュピレータ、 1b、7b、31b 顕
微鏡前後移動用マニュピレータ、 1c、7c、31c
顕微鏡左右移動用マニュピレータ、 2、8、18、
32 ウエハステージ、 2a、8a、18a、32a
ウエハステージ上下移動用マニュピレータ、 3、
9、19、33 プローブ、 3a、9a、19a、3
3a プローブ上下移動用マニュピレータ、 3b、9
b、19b、33b プローブ前後移動用マニュピレー
タ、 3c、9c、19c、33c プローブ左右移動
用マニュピレータ、 4、10、20、34 XYテー
ブル、 4a、10a、20a、34a XYテーブル
前後用マニュピレータ(粗調整)、 4b、10b、2
0b、34b XYテーブル左右用マニュピレータ(粗
調整)、 4c、10c、20c、34c XYテーブ
ル前後用マニュピレータ(微調整)、 4d、10d、
20d、34d XYテーブル左右用マニュピレータ
(微調整)、 5、11、21、35 プローブカー
ド、 6、12、22、36 ウエハ、 13 顕微鏡
保持用上部XYテーブル、13a 顕微鏡保持用下部X
Yテーブル、14 方向反転ユニット、 14a ベベ
ルギア1、 14b ベベルギア2、 14c ベベル
ギア3、 14d ベベルギア4、 14e プーリ上
下用ボールスクリュ、 14f テンション用プーリ
1、 14g テンション用プーリ2、 15 タイミ
ングベルト、 16a 前後移動用ボールスクリュ、1
6b XYテーブル左右移動用ボールスクリュ、 16
c 顕微鏡保持用XYテーブル左右移動用ボールスクリ
ュ、 16d ギア1、 16e ギア2、16f ギ
ア3、 17 CCDカメラ、 17a CCDカメラ
上下移動用マニュピレータ、 17b CCDカメラ前
後移動用マニュピレータ、 17cCCDカメラ左右移
動用マニュピレータ、 24 回転ユニット保持機構、
25 回転ユニット、 26回転伝達機構、 26a
ギア1、 26b ギア2、 26c ギア3、 2
6d ギア4、 26e ギア5、 26f ギア6、
26g ギア7、 27a テンション用リンク1、
27b テンション用リンク2、 27c テンショ
ン用リンク3、 28a テンション用プーリ1、 2
8b テンション用プーリ2、 28c テンション用
プーリ3、 28d テンション用プーリ4、 29
回転軸、 30a タイミングベルト1、 30b タ
イミングベルト2、 37 テーブル引出しユニット、
37a引出しハンドル、 37b 引出しテーブル保
持機構、 37c ストッパ、38 プローブカード、
38a ケーブル、 38b プローブピン、 39
ウエハ、 39a デバイスチップ、 40 円形定
盤、 50 前面
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 中西 利男 兵庫県伊丹市荻野1丁目132番地 大王電 機株式会社内 Fターム(参考) 2G011 AA02 AA15 AB06 AC06 AD01 AE03 AF07 2G032 AA00 AE04 AF04 AL03 4M106 AA01 BA01 CA01 DD03 DD10 DD30 DJ02 DJ04 DJ06 DJ07 DJ23

Claims (9)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 検査するウエハをセットするウエハステ
    ージと、 前記ウエハステージを移動させるウエハステージ移動手
    段と、 前記ウエハ上における検査対象のデバイスチップに対応
    させるプローブカードと、 前記デバイスチップに前記プローブカードを介してプロ
    ービングするプローブと、 前記デバイスチップの画像を得る顕微鏡と、 前記顕微鏡を移動させる顕微鏡移動手段と、 前記ウエハステージ移動手段と前記顕微鏡移動手段とを
    相互に連動して動作させる連動機構とからなるウエハ検
    査装置。
  2. 【請求項2】 前記連動機構は、ボールスクリュ機構、
    ギア機構及びベルト機構の中の少なくとも一つの機械的
    機構を含むことを特徴とする請求項1に記載のウエハ検
    査装置。
  3. 【請求項3】 前記連動機構は、前記ウエハステージ移
    動手段と前記顕微鏡移動手段との動作を電気信号によっ
    て相互に伝達する電気的機構を含むことを特徴とする請
    求項1又は2に記載のウエハ検査装置。
  4. 【請求項4】 前記連動機構は、前記ウエハステージ移
    動手段と前記顕微鏡移動手段とに、前記ウエハステージ
    と前記顕微鏡を相互に反対方向に移動させるさせること
    を特徴とする請求項1から3のいずれか一項に記載のウ
    エハ検査装置。
  5. 【請求項5】 前記ウエハステージ移動手段は、前記ウ
    エハステージを回転させるウエハステージ回転手段を備
    えると共に、前記顕微鏡移動手段は、前記顕微鏡を回転
    させる顕微鏡回転手段を備えることを特徴とする請求項
    1から4のいずれか一項に記載のウエハ検査装置。
  6. 【請求項6】 前記連動機構は、前記ウエハステージ移
    動手段と前記顕微鏡移動手段とに、前記ウエハステージ
    と前記顕微鏡を同一方向に回転させることを特徴とする
    請求項5に記載のウエハ検査装置。
  7. 【請求項7】 前記ウエハステージの上方を開放するま
    で前記ウエハステージを引き出すウエハステージ引出し
    機構をさらに備えたことを特徴とする請求項1から6の
    いずれか一項に記載のウエハ検査装置。
  8. 【請求項8】 検査するウエハをセットするウエハステ
    ージと、 前記ウエハステージを移動させるウエハステージ移動手
    段と、 前記ウエハ上における検査対象のデバイスチップに対応
    させるプローブカードと、 前記デバイスチップに前記プローブカードを介してプロ
    ービングするプローブと、 前記デバイスチップの画像を得る顕微鏡と、 前記顕微鏡を移動させる顕微鏡移動手段と、 前記ウエハステージの上方を開放するまで前記ウエハス
    テージを引き出すウエハステージ引出し機構とからなる
    ウエハ検査装置。
  9. 【請求項9】 前記顕微鏡の画像出力は、CCDカメラ
    を介して外部モニタに画像出力することを特徴とする請
    求項1から8のいずれか一項に記載のウエハ検査装置。
JP2000203915A 2000-07-05 2000-07-05 ウエハ検査装置 Pending JP2002026088A (ja)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100547439B1 (ko) * 2002-04-19 2006-01-31 주식회사 디엠에스 평판 디스플레이 검사 현미경
CN100403506C (zh) * 2003-03-17 2008-07-16 飞而康公司 探针定位和连结设备以及探针连结方法
KR100981648B1 (ko) 2006-02-23 2010-09-10 씨에스전자(주) 수동식 반도체 웨이퍼 검사장치

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