JP2005005300A - Inspection stage and inspection method for vacuum probe apparatus - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an inspection stage for a probe apparatus which can inspect electrical characteristics of an element to be inspected under vacuum environment suitable for an inspection. <P>SOLUTION: The inspection stage for the probe apparatus 100 inspects the element to be inspected formed on a wafer-like substrate W in vacuum state. This inspection stage includes an atmospheric stage 10 disposed under an air atmosphere, a first supporting mechanism 14 disposed on the atmospheric stage and constituted to support the wafer-like substrate W, a first moving mechanism 13 constituted to move the first supporting mechanism in X, Y and Z directions, an imaging mechanism 15 for alignment provided at the arm, a vacuum chamber 21 (the vacuum chamber has a vacuum exhausting mechanism 21a, an opening, and an opening and closing mechanism 22b for opening and closing the opening), and a probe mechanism disposed in the vacuum chamber. <P>COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は一般に被検査体を真空中で検査するプローブ装置に関する。特に、シリコンウエハ等のウエハ状の基板上に形成された集積回路、マイクロマシン、若しくは液晶表示装置などの電気的特性を真空中で検査するプローブ装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
マイクロマシンとしては、例えば数ミリメートル以下の大きさ、さらにはサブミリ以下の大きさを持つマイクロマシン技術を応用した超小型電子機械式システム(MEMS)がある。マイクロマシンは、半導体集積回路の製造に用いられるフォトファブリケーション技術とともに、深い溝を掘るエッチング技術や接合技術などの立体的な微細加工を行うマイクロマシニング(微細加工技術)により、種々のマイクロマシンがウエハ状の基板上に作られることができる。
【0003】
マイクロマシンは半導体ウエハ状の基板の表面に作られることができる。マイクロマシンは、極めて微細なメカニズムのため、空気の流れや大気への熱伝導により素子の動きが影響を受ける。このようなマイクロマシンの電気的特性の検査は、真空環境下で実施することが求められる。
【0004】
特許文献1には、フラットパネル等の電気的特性評価を真空中で実施するプローバが開示されている。このプローバはプローブピンを固定した基板(プロービングカード)で大気と真空とを区分けする構造が特徴である。
【0005】
このプローバは信頼性の高い評価をする為の高真空環境を作るのが目的であり、チャンバ内の放出ガスを最小にして、チャンバ内を高真 空に保つことができる。しかし、特性評価が、放出ガスにより影響される特別な評価でない場合は、このような構造を用いて高真空環境を作る必要はない。
【0006】
特許文献2は、バキュームコンタクタを開示している。このバキュームコンタクタは、ウエハ状の基板とコンタクタの間にOリングを入れて密閉空間を作りそこを真空引きすることによりコンタクト圧力がかかる構造となっている。真空力を変えることでコンタクト圧力を変えることができる。密閉空間の真空度はコンタクト圧力の可変が目的であって、検査環境としての真空度については考慮されていない。
【0007】
特許文献3は、図14に示すように、被検査体を真空環境で検査するプローブ装置100xを開示している。このプローブ装置の密閉室は、ヘッドプレート12xの下部に設けられた筒体10xと、移動機構によりZ方向に上昇されるメインチャック6xの上面とにより形成される。この密閉室には、メインチャックと対向し、かつ複数のプローブを有するプロービングカード14xが配置される。この密閉室は真空にされ、且つプロービングカードの複数のプローブが、メインチャック上に載置された被検査体の各電極に接触した状態で、被検査体の電気的特性が検査される。
【0008】
このプローブ装置は、プローブ室全体を真空引きする必要がなく、密閉空間の容積も小さいため所望の真空度に短時間で到達することができる。しかし、真空状態において、メインチャックはXY方向に移動できないため、各被検査体を検査するたびに、真空状態と大気状態を繰り返し作る必要がある。このためスループットが遅いという課題を有していた。
【0009】
特許文献4には、真空環境で実施される低温試験装置が開示されている。この低温試験装置はプローブ全体を真空引きしている。このたるメインチャック移動機構のXYZθ軸は、真空に対応することが必要があり、また大能力の真空ポンプを必要とする。したがって、非常に高価なプローブ装置となっている。
【0010】
【特許文献1】特開平11−337572号公報
【0011】
【特許文献2】特開平10−256323号公報
【0012】
【特許文献3】特願2002−28991号
【0013】
【特許文献4】特開2001−284417号公報
【0014】
【発明が解決しようとする課題】
本願発明は、従来のプローブ装置に使用される検査ステージに改良を加え、上記従来技術が有していた課題の内の少なくとも一つを解決し、検査に適した真空環境下で被検査体Woの電気的特性を検査することができるプローブ装置用の検査ステージを提供することを目的とする。
【0015】
本発明の他の目的及び利点は、以下の明細書に記載されているか、その一部は該記載から自明であるか、又は本発明の実行により得られ得る。
【0016】
【課題を解決するための手段】
本願発明の第1の観点に従って、下記を具備する、ウエハ状の基板上に形成された被検査体を真空状態で検査するための検査ステージが提供される、
大気ステージ(該大気ステージは大気雰囲気下に配置される)、該大気ステージ上に配置され、ウエハ状の基板を支持するように構成された第一の支持機構(該第一の支持機構はアーム部と、該アーム部の先端部に設けられた支持部とを具備する)、該第一の支持機構をX、Y、Z方向に移動するように構成された第一の移動機構;真空ステージ(該真空ステージは、真空雰囲気下に配置される)、該真空ステージ部に配置されたプローブ機構。
【0017】
該検査ステージは、下記a)乃至j)の少なくとも1つを具備することが好ましい。さらに、該検査ステージは、下記a)乃至j)の中の二つ以上を組み合わせて具備することが好ましい。
【0018】
a) 該第一の支持機構の該アーム部に設けられたアライメント用撮影機構。
【0019】
b) 該検査ステージが配置される真空室(該真空室は、真空排気機構、開口部、該開口部を開閉するための開閉機構を具備し、該第一の支持機構は支持したウエハ状の基板を該開口部を介して真空室の内と外の間で移動する)。
【0020】
c) 該アライメント用撮影機構は、該アーム部の上面部に配置された第一のカメラと該アーム部の下面部に配置された第二のカメラの内の少なくとも1つのカメラを具備する。
【0021】
d) 該支持部はバキュームパッドを具備する。
【0022】
e) 該プローブ機構は、下記を具備する、
ウエハ状の基板Wを載置するように構成されたチャックトップ機構、該チャックトップ機構をX,Y及びθ方向に移動するように構成された第2の移動機構、真空室内の上部に配置されたプロービングカード、該プロービングカードをZ方向に移動させる第3の移動機構。
【0023】
f) 第2の移動機構及び第3の移動機構の内の少なくとも1つは、下記の駆動機構を具備する、
真空室を貫通して配置された1つの軸、真空室の外部に位置する該軸の部分の外周に配置されたベーローズ、該軸を軸方向に移動させる移動機構、X軸の端部をチャックトップ機構に取り付けるための取付機構(該取付機構は、チャックトップ機構が各軸に直角でかつ水平方向にスライド可能に各軸の先端をチャックトップ機構に取り付ける)。
【0024】
g) 該プローブ機構はさらに下記を具備する、
ウエハ状の基板Wを載置するように構成されたチャックトップ機構、該チャックトップ機構に設けられたウエハ状の基板Wの固定機構(該固定機構は、押さえ具(該押さえ具は、ウエハ状の基板Wをチャックトップ上に押圧することにより、ウエハ状の基板Wを固定すると、該押さえ具を昇降させるように構成された第1の昇降機構を具備する。)。
【0025】
h) チャックトップ機構上で、ウエハ状の基板Wを昇降させるように構成された複数の支柱体、及び複数の該支柱体を昇降させるように構成される第2の昇降機構。
【0026】
i) 該検査ステージの大気ステージは、アライメント用の撮影機構の光軸位置及び焦点位置の少なくとも1つをチェックするための固定ターゲットを具備する。
【0027】
j) 該被検査体は、ウエハ状の基板の上に形成されたマイクロマシン及び集積回路の内の1つである。
【0028】
本願発明の第2の観点に従って、下記(s1)乃至(s13)を具備する、ウエハ状の基板上に形成された被検査体の電気的特性を真空下で検査するための検査方法が提供される(該検査方法は大気環境下にある大気ステージ及び真空環境下にある真空ステージを具備する検査ステージ上で実施される)、
(S1) 大気環境下にある大気ステージに配置されたアライメント用の撮影機構の光軸位置及び焦点位置に関するデータを得る、
(S2) ローダー部のウエハカセットからウエハ状の基板を取り出し、大気ステージ上に配置された第一の支持機構にウエハ状の基板を渡す、
(S3) 第一の支持機構は、そのアームの先端部を、真空室内にある真空ステージ上に移動し、その先端部が支持していたウエハ状の基板を、真空ステージ上に配置されたチャックトップ上に載置し、固定する、
(S4) 第一の支持機構の先端部に設けられた少なくとも1つのカメラによる撮影データと、撮影機構の光軸位置及び焦点位置に関するデータとを使用して、被検査体と、チャックトップの上方に配置されたプロービングカードとのアライメントを行う、
(S5) 第一の支持機構を真空室から退出させ、ゲートバルブを閉めて真空室内を所定の真空度にする、
(S6) プロービングカードを下降させ、その複数のプローブを被検査体の各電極にオーバードライブ状態で接触させる、
(S7) 被検査体の電気的特性を検査する、
(S8) プロービングカードを上昇させ、ウエハ状の基板を次の被検査体まで移動させる、
(S9) 上記(S6)乃至(S8)を繰り返すことにより、所定の被検査体の電気的特性の検査を終了させる、
(S10) ウエハ状の基板をチャックトップ上から移動可能な状態にする、
(S11) 真空室内を大気圧とする、
(S12) 第1の支持機構の先端部に設けた支持部が、チャックトップ上から検査済みのウエハ状の基板を受け取り、真空ステージから搬出し、ローダー部のウエハカセットに戻す、
(S13) 上記(S2)乃至(S12)を所定回数繰り返す。
【0029】
【発明の実施の形態】
添付した図面は、明細書の一部と連携しかつ一部を構成し、本発明の好適な実施例を図示する。そして、該図面は上記で記述した一般的な記述と以下に記述する好適な実施例に関する詳細な説明とにより、本発明の説明に資するものである。
【0030】
本願発明は、シリコンウエハ等のウエハ状の基板上に形成されたマイクロマシン、集積回路、或いは液晶表示パネルなど種々の電子回路部品を検査対象とすることができる。しかし、本願発明をより具体的に説明する便宜上から、以下被検査体Woとして、シリコンウエハ状の基板上に作られた集積回路の電気的特性を検査するプローブ装置及びプローブ方法が説明される。
【0031】
以下、図1乃至図10に基づいて本発明の実施形態を説明する。図1は、本発明の一実施例におけるプローブ装置100の本体の上面図である。図2は、同正面図である。図1及び図2に示されるように、プローバ室29のトッププレート29a上に、大気ステージ10及び真空ステージ20を有する検査ステージ40が配置されることができる。大気ステージ10及び真空ステージ20を有する検査ステージ40はプローバ室内に配置されることもできる。真空ステージ20は、開口部22aを有する真空室21内に配置される。
【0032】
本実施例によるプローブ装置100は、プローバ室29(図2)のトッププレート29a上に検査ステージ40を備える。検査ステージ40は、大気ステージ10と真空ステージ20を有する。
【0033】
図1及び図3において、ローダー部1は、複数のウエハ状の基板Wを収容したウエハカセット3を備えている。例えばピンセット状をした搬送機構2は、ウエハカセット3の中からウエハ状の基板Wを一枚づつ取り出して、大気ステージ10(後述)に引き渡す。搬送機構2によって、ローダー部1のカセット3から取り出されたウエハ状の基板Wは、大気ステージ10上に配置された第一の支持機構14の支持部14cに受け取られる。この作業は、図3に示されるように、ウエハ状の基板Wは、搬送機構2から支持部14cに直接渡されることができる。しかし、図4A及び図4Bに示されるように、ウエハ状の基板Wは、受渡しテーブル2bを介して、搬送機構2から支持部14cに渡されることもできる。
【0034】
第一の支持機構14は、アーム部14aを有することができる。アーム部14aはXテーブル上に配置された昇降軸13dに固定されることができる。昇降軸13dは、昇降機構13iにより、ガイド筒13eの中で昇降される。アーム部14aは、その先端部14bに支持部14Cを有する。該支持部14Cは搬送機構2により搬送されてきたウエハ状の基板Wを受け取りウエハ状の基板Wを支持する。第一の支持機構14としては、ウエハ状の基板Wを受け取り、支持することができるいずれの支持機構も採用されることができる。
【0035】
図3に示されるように、第一の支持機構14は、第一の移動機構13により、X,Y,Z方向に移動することができる。第一の移動機構13は、第一の支持機構14をZ方向に移動するために、昇降軸13d、ガイド筒13e及び昇降機構13iよりなる昇降機構13fを具備する。この昇降機構13fは、さらに、昇降軸13dを回転させるための回転機構も具備することができる。
【0036】
さらに、第一の移動機構13は、第一の支持機構14をX,Y方向に移動するためのX方向移動機構13gとY方向移動機構13hとを具備する。X方向移動機構13gは、Xテーブル13a、一対のガイドレール13b、モーター13cとを具備することができる。モーター13cの駆動力により、Xテーブルはガイドレール13b上をX方向に移動されることができる。
【0037】
Y方向移動機構13hは、Yテーブル16a、一対のガイドレール16b、モーター16cとを具備することができる。Yテーブル16aは、モーター16Cの駆動力により、Y方向に移動することができる。
【0038】
第一の支持機構14は、Xテーブル13a上に載置され、Xテーブル13aはYテーブル16a上に載置される。第一の支持機構14は、昇降機構13f、第一のX方向移動機構13g、第一のY方向移動機構13hにより、第一の支持機構をX,Y,Z方向に移動させることができる。
【0039】
この第一の移動機構13は、図3に示された機構に限られるものではない。要は、第一の支持機構14をX,Y,Z方向に移動することができるいずれの機構も、第一の移動機構として採用されることができる。例えば、第一のX方向移動機構13g及び第一のY方向移動機構13hに代わって、リニアモーターの原理に基いて、1つのテーブル上で第一の支持機構14をX,Y方向に移動することができる機構も採用されることができるる
図1、図2及び図5に示すように、プローバー室29内には、大気ステージ10に隣接して、真空室21が配置される。真空室21は、開口部22a、該開口部22aを開閉するための開閉機構(以下、「ゲートバルブ」という)22b及び真空ステージ20を具備することができる。
【0040】
図5において、真空室21内には、真空ステージ20、その上のチャックトップ機構(以下、チャックトップいう)24及びプロービングカード28が配置されることができる。大気ステージ10に配置された第一の支持機構14は、その支持部14cで支持したウエハ状の基板Wを開口部22aを介してチャックトップ24上に移動する。
【0041】
図6及び図7には、チャックトップ24をX,Y,θ方向に移動させるように構成された第2の移動機構23の例が示されている。
【0042】
第2の移動機構23は、チャックトップ24を支持するXテーブル25aと、Xテーブル25aを移動させるためのXテーブル移動機構25、該Xテーブル25aを支持するYテーブル27aとYテーブルを移動させるためのYテーブル移動機構27、及びチャックトップを回転させるθ軸駆動機構26を具備することができる。
【0043】
Xテーブル移動機構25は、真空室21を貫通して配置されたX軸ロッド25bを移動させることにより、Xテーブル25aを移動させる。X軸ロッド25aの先端は、取付機構25iを介してXテーブル25aに取り付けられている。Xテーブル移動機構25は、真空室21内に配置することもできる。この場合、回転軸25f,モータ25g、ガイド25hは真空対応の部品とすることが必要である。
【0044】
取付機構25iは、チャックトップ24が、X軸ロッドに直角でかつ水平方向にスライド可能なようにX軸ロッドの先端をチャックトップ24に取り付けることができる。取付機構25iは、スライド構造を採用することができる。
【0045】
X軸ロッド25bを紙面上下方向に移動させるための機構の例が説明される。X軸ロッドの他端は、移動体25eに固定されることができる。真空室21外にあるX軸ロッド25bの外周には、ベローズ25dが配置されることが好ましい。ベローズ25dは、真空室21と大気との間を遮断するために配置されることができる。
【0046】
移動体25eは雌ネジを有し、回転軸25fは雄ネジを有する。これら両ネジが嵌合する状態で、回転軸25fは移動体25eに取り付けられる。回転軸25fがモータ25gにより回転されることにより、移動体25eは、ガイド25hに沿って移動する。
【0047】
この移動体25eの移動により、該移動体25eにその他端が固定されたX軸ロッドも、ガイドロール25cに案内されて紙面上下方向に移動する。X軸ロッド25bの移動により、X軸ロッド25bの先端に取付機構25iを介して取り付けられたXテーブル25aは、一対のガイドレール13b,13b上を矢印X方向に移動する。
【0048】
本願発明が採用できる、X軸ロッド25bを紙面上下方向に移動させるための機構は、上記の例に限定されることはない。例えば、X軸ロッド25bをリニアモーターで直接移動させる機構も採用することができる。
【0049】
一対のガイドレール13b,13bは、Yテーブル27a上に固定されている。このYテーブル27aは、Xテーブル移動機構25と同様のYテーブル移動機構27により、矢印Y方向に移動されることができる。
【0050】
本実施例では、Yテーブル移動機構27は、Y軸ロッド27b,ベローズ27d,移動体27e,回転軸27f、モータ27g,ガイド27hを具備する。Yテーブル移動機構27は、真空室21内に配置することもできる。この場合、回転軸27f,モータ27g,ガイド27hは真空対応の部品とすることが必要である。
【0051】
Yテーブル移動機構27は、Yテーブル27aを、真空ステージ上に固定された一対のガイドレール16b、16b上を矢印Y方向に移動する。
【0052】
Xテーブル25a上に回転可能に配置されたチャックトップ24を回転させるためのθ軸駆動機構26の例が説明される。チャックトップ24の外周に、θ軸駆動機構26が配置される。θ軸駆動機構26は、チャックトップ24の外周に回転力を印加する。チャックトップ24は、この回転力により、矢印θ方向に回転する。θ軸駆動機構26は、上記例に限られない。例えば、θ軸駆動機構26は、チャックトップ24を支持する回転軸を直接回転させる機構でもよい。
【0053】
以上のように、チャックトップ24上に載置される被検査体Woの位置合わせのため、或いは個々の被検査体Woの電気的特性を検査する時に被検査体Woをプローブに接触させていくため等に、チャックトップ24は、Xテーブル移動機構25、Yテーブル移動機構27、θ軸駆動機構26により、X、Y及びθ方向に正確に移動することができる。本実施例では、チャックトップ24はX、Y及びθ方向に移動可能なように構成されている。さらに、チャックトップ24は、Z方向にも移動可能なように構成されることもできる。
【0054】
図7を参照して、真空室21内に配置されるプロービングカード28と、プロービングカード28をZ方向に移動させるための第3の移動機構30を説明する。
【0055】
真空室21内には、真空ステージ20、真空ステージ20上のベース20a上に配置されたYテーブル27a、Yテーブル上に配置されたXテーブル25a、Xテーブル25a上に配置されたチャックトップ24が配置されることができる。さらに、Xテーブル24の上方には、プロービングカード28が、矢印Z方向に移動可能に配置されることができる。
【0056】
プロービングカード28は、複数のプローブ28gを有している。これらのプローブ28gはテスタ34(図1)に接続されている。プロービングカード28は、複数の支柱28e、支持体28bを具備するプロービングカード支持機構28aにより支持されることができる。プロービングカード28は、プロービングカード支持機構28aに交換可能に取り付けられることができる。支持体28e及びプロービングカード28は、第3の移動機構30により、Z方向に移動されることもできる。
【0057】
第3の移動機構30は、Xテーブル移動機構25と同様の機構とされることができる。すなわち、第3の移動機構30は、真空室21を貫通するZ軸ロッド30b、ガイドローラ30c、ベローズ30d、移動体30e、回転軸30f、モータ30g、ガイド30h、を具備することができる。ガイドローラ30cは、4方向からZ軸ロッド30bを挟み込むのが好ましい。
【0058】
プロービングカード支持機構28a、及び第3の移動機構30は、上記の実施例に限定されない。例えば、Z軸ロッド30bは、真空室21を貫通させずに、真空室21内に配置することもできる。この場合、真空室21の必要スペースが大きくなる。Z軸ロッド30bは、モータにより直接Z方向に移動されることができる。
【0059】
本実施例のプローブ装置100の第一の支持機構14のアーム部14aの先端部14bには、ウエハ状の基板Wを支持するための支持部14cが設けられる。この支持部14cは、ウエハ状の基板Wを支持した状態で、ウエハ状の基板Wを大気ステージ10と真空ステージ20の間で移動させることがかの可能ないずれの構造も採用されることができる。例えば、図11Aに示されるピンセット構造14c’、或いは図11Bに示されるバキュームパッド構造14dを採用することができる。
【0060】
図9には、メインチャック24上に、ウエハ状の基板Wを固定するための固定機構24aの例が示されている。この固定機構24aは、ウエハ状の基板Wの周囲を押さえる押さえ具(以下、クランプリングという )24cを採用している。
【0061】
図10Aに示されるように、クランプリング24cは、リング24caと、リング状のつば部24cbとネジ孔24ccを具備することができる。このクランプリング24cは、図10Bに示したように、チャックトップ24に固定具(例、ネジ)40で固定されることにより、ウエハ状の基板Wを押圧して台形状エリア24mに固定することができる。
【0062】
図9Aを用いて、固定機構24aに弾性体(例、ばね材)24nを採用した機構が説明される。図9Aに示されるように、この固定機構24aは、チャックトップ支持台24bを貫通して配置される複数の支持柱24d、支持柱24dの周囲に配置されたバネ材24n、複数の支持柱24dを一括して固定する固定部材24k、固定部材24kを昇降させるための昇降機構24pを具備することができる。
【0063】
昇降機構24pは、真空室の底24jを貫通して昇降可能なロッド24g、ロッド24gの外周に配置したベローズ24h、ロッド24gを昇降させる駆動機構24q、及びロッド24gの先端により押圧される座金24fとを具備することができる。
【0064】
図9Aに示されるように、駆動機構24qがロッド24gを下降させた状態では、クランプリング24cはバネ材24nの圧縮力により、押し下げられる。この結果、ウエハ状の基板Wは、クランプリング24cにより、チャックトップ24上に押圧され固定される。この押圧された状態で、被検査体Woの電気的特性が検査される。
【0065】
図9A及び図9Bは、クランプリング24cによりウエハ状の基板Wを押圧する作業を自動化する機構を示す。
【0066】
図9Bは、例えば、被検査体Woの電気的特性の検査が終了した後、駆動機構24qがロッド24gを上昇させ、座金24fを介して、固定部材24kを上昇させた状態を示している。この状態では、クランプリング24cはウエハ状の基板Wから離れており、ウエハ状の基板Wはチャックトップ24上で移動可能な状態になっている。
【0067】
図9Aに示されるように、複数のピン24iが固定部材24kに設けらることもできる。図9Bに示すように、固定部材24kが上昇し、クランプリング24cがウエハ状の基板Wから離れた後、これらのピン24iも上昇し、ウエハ状の基板Wをチャックトップ24から持ち上げる。持ち上げられたウエハ状の基板Wは、その下部に図11Aに示された支持部14cを挿入し、支持部14cを持ち上げることにより(或いは、ロッド24gを下げることにより、ウエハ状の基板Wは支持部14cに渡される。
【0068】
図8は、複数の押さえ具24cによりウエハ状の基板Wを押圧する作業を自動化する他の機構を示す。図8に示された固定機構24aは、押さえ具24c、移動体24r、駆動機構24sより構成されることができる。押さえ具24cは移動体24rに固定され、移動体24rは駆動機構24sにより、図中の矢印方向(ウエハ状の基板Wに向かって進退方向)に移動させられる。図8は押さえ具24cがウエハ状の基板Wを固定している状態を示している。これらのパーツは、ベース24t上に配置されることができる。
【0069】
本実施例のプローブ装置100に採用されることができるアライメント機構15が説明される。
【0070】
図11A,図11Bにおいて、第一の支持機構14のアーム部14aの先端部14bに、アライメント用の撮影機構(例、CCDカメラ。以下、カメラという)15を設けることができる。カメラ15は、先端部14bの上面及び下面のそれぞれに上カメラ15a及び下カメラ15bを設けることができる。しかし、必要がなければ、いずれか1つのカメラのみを採用することもできる。上カメラ15aはプロービングカードのアライメント用マーク(例、プローブの先端)を撮影し、下カメラ15bはウエハ状の基板W上のアライメント用マーク(例、パッド)を撮影する。
【0071】
アライメント作業に入る前に、上カメラ15a及び下カメラ15bの各光軸位置と、各焦点位置をチェックすることが必要なケースがある。これらのチェックは、図12Aに示された薄い透明ガラス上の固定マーク33(例、直径30μm)を使用して行われることができる。図12Bに示されるように、固定マーク33は、梁部材31bの先端に取り付けられることができる。梁部材31bの他端は、大気ベース10上のベース31dに固定された支持台31cに固定されることができる。
【0072】
上カメラ15aの光軸位置と焦点位置のチェック作業が、図12Bを参照しつつ説明される。上カメラ15aを固定マーク33の下部に移動する。第一支持機構14をX、Y、Z方向に移動させて、上カメラ15aが固定マークを的確に撮影する。この撮影位置から、上カメラ15aの光軸位置と焦点位置のデータを得ることができる。図12Cに示すように、第一支持機構14を固定マーク33の下から後退させ、図12Dに示すように、下カメラ15bを固定マーク33の上部に移動させる。図12Bと同様に、第一の支持機構14を移動させて、下カメラで固定マークを的確に撮影する。この撮影位置から、下カメラ15bの光軸位置と焦点位置のデータを得ることができる。これらのデータを得る際には、透明ガラスの厚さと屈折率も考慮することが好ましい。
【0073】
図13を参照して、アライメントの作業工程が説明される。図5に示されるように、第一の支持機構14のアームを開口部22aを介して真空室21に挿入し、そのカメラ15をチャックトップ24上に載置されたウエハ状の基板Wの上方に移動させる。この移動は、大気ステージ10に配置された第一の移動機構13(図3参照)により第一の支持機構14を移動させることにり実施することができる。
【0074】
第一の移動機構13は、大気環境下に配置されることから、第一の移動機構13を構成する各パーツ(例、昇降回転機構13i、モーター13c,16c)の仕様は真空環境に対応可能とする条件を求められない。
【0075】
図13を参照して、第一の移動機構13により上カメラ15aをX、Y及びZ方向に移動させて、上カメラ15aで、真空室21内の上部に配置されたプロービングカード28のアライメント用マーク(例、所定のプローブ28gの先端)を撮影する。この撮影位置と、上カメラ15aの光軸位置と焦点位置に関する上記データから、プロービングカード28の位置を特定する。
【0076】
同様に、大気ステージに設置された第一の支持機構14を第一の移動機構13によりX、Y及びZ方向に移動させることにより、下カメラ15bでウエハ状の基板W上のアライメント用マークを撮影する。この撮影に際しては、チャックトップ24をθ方向に回転させて、下カメラ15bとアライメント用マークとのアライメントも行う。この撮影位置と、下カメラ15bの光軸位置と焦点位置に関する上記データから、ウエハ状の基板Wの位置を特定する。また、下カメラ15bの焦点をウエハ状の基板W上のアライメントマークに合わせた後で、下カメラ15bの位置を固定して、チャックトップ24をX,Y及びθ方向に回転させて、アライメントすることができる。
【0077】
以上の作業により、把握したプロービングカード28の位置と、ウエハ状の基板Wの位置とに基いて、チャックトップ24をX,Y方向に移動させて、ウエハ状の基板Wとプロービングカード28とのアライメントを行う。
【0078】
次に、本実施例による検査ステージを用いたプローブ装置100を用いて、ウェハ状の被検査体Woの電気的特性を真空中で検査する方法を説明する。
【0079】
(S1) 図12A乃至図12Dを参照して説明したように、アライメント用カメラの光軸位置及び焦点位置に関するデータを得る。
【0080】
(S2) ローダー部1の搬送装置2はウエハカセット3からウエハ状の基板Wを取り出し、大気ステージ10上の第一の支持機構14の支持部14cにウエハ状の基板Wを引き渡す。
【0081】
(S3) 第一の支持機構14は、第一の移動機構13によりX、Y及びZ方向に移動され、そのアーム14aの先端部14bは開口部22aを通って真空室21内に移動される。先端部14bが支持していたウエハ状の基板Wは、チャックトップ24上に載置される。
【0082】
昇降機構24pがロッド24gを下降させる。クランプリング24cは下降し、ウエハ状の基板Wはクランプリング24cによりチャックトップ24上に押圧され、固定される。
【0083】
(S4) 第一の支持機構14の先端部14bに設けられたカメラ15(15a,15b)と、チャックトップ24をX、Y及びθ方向に移動させる第2の移動機構25,26,27、プロービングカード28をZ方向に移動させる第3の移動機構30などを使用して、被検査体Woとプロービングカード28とのアライメントを行う。
【0084】
(S5) 第一の支持機構14が真空室21から退出し、真空室21のゲートバルブ22bが閉じられる。排気ポンプ21bが、バルブ21aを介して、真空室21内から空気を排気し、真空室21内を所定の真空度にする。
【0085】
(S6) 第3の移動機構30が、プロービングカード28を下降させ、その複数のプローブを被検査体Woの電極にオーバードライブ状態で接触させる。
【0086】
テスタ34は、複数のプローブ28gを介して、被検査体Woとの間で測定用信号と測定結果信号を送信・受信することにより、被検査体Woの電気的特性を検査する。電気的特性の検査は、1つの被検査体(集積回路)毎に実施されることも、複数の被検査体毎に実施されることもできる。
【0087】
(S7)) プロービングカードを上昇させ、ウエハ状の基板を次の被検査体まで移動させる。
【0088】
(S8) 上記(S6)乃至(S7)を繰り返すことにより、所定の被検査体の電気的特性の検査を終了させる、
(S9) 第3の移動機構30が、プロービングカード28を上昇させる。駆動機構24qがロッド24gを上昇させることにより、クランプリング24cを上昇させる。この結果、ウエハ状の基板Wはチャックトップ上から移動可能な状態にされる。
【0089】
(S10) 真空室21のバルブ21aを開き、真空室21内を大気圧にし、ゲートバルブ22bを開く。
【0090】
(S11) 大気ステージ10上の第1の支持機構14の支持部14cを真空室内に挿入し、支持部14cはチャックトップ24上から検査済みのウエハ状の基板Wを受け取り、真空室21から搬出する。第一の支持機構14は、真空室21から搬出した検査済みウエハ状の基板Wをローダ部1の搬送機構2に引き渡す。
【0091】
(S12) ローダ部1の搬送機構2は、検査済みのウエハ状の基板Wを、例えばウエハカセット3に収納するとともに、ウエハカセット3から未検査のウエハ状の基板Wを取り出し、大気ステージ10上の第一の支持機構14に引き渡す。
【0092】
以下、上記(S1)乃至(S12)の操作を繰り返すことにより、全てのウエハ状の基板Wに対する検査を終了する。
【0093】
さらなる特徴及び変更は、当技術分野の当業者には着想されるところである。それ故に、本発明はより広い観点に立つものであり、特定の詳細な及びここに開示された代表的な実施例に限定されるものではない。従って、特許請求の範囲に規定された広い発明概念及びその均等物の解釈と範囲において、そこから離れることなく、種々の変更をおこなうことができる。
【0094】
【発明の効果】
本願発明の実施例によれば、チャックトップやプロービングカードなどの最低限必要な検査用機器を真空環境下の真空ステージ上に配置する一方で、被検査体の移動機構やアライメント機構を大気環境下に配置する。この結果、被検査体の移動機構やアライメント機構は、真空環境に対応するための仕様を有する必要がなく、簡便かつ安価な機器を使用することができる。また、真空室内からの放出ガスも少ない。
【0095】
本願発明の実施例によれば、例えばマイクロマシンや集積回路などの被検査体Woの電気的特性を、必要最小限の容積の真空室で実施することができる。また、真空室とその関連構造をシンプルにすることができる。プローブ装置全体を真空にするために必要な大型の排気ポンプの必要性が無く、所定の真空度にするための時間が短いため、検査時間のスピードアップを図ることができる。また、真空室の容積を最小にすることができ、真空室を迅速に高真空にすることができる。
本願発明の実施例によれば、例えばマイクロマシンや集積回路などの被検査体Woの電気的特性を、大気ステージ10に配置した機器をも活用して、真空下で検査することができる。この結果、大気ステージに配置した機器に対する対真空対策の必要性を除くことができる。
【0096】
本願発明の実施例によれば、真空室の真空度は、検査に必要な検査環境(所定の真空度下の環境)を確保する観点から決定されることができる。
【0097】
本願発明の実施例によれば、プロービングカードを昇降させることにより、その複数のプローブと被検査体とをオーバードライブ状態で接触させる機構を採用することができる。この機構を採用することにより、所定のオーバードライブ状態を正確に設定することができる。
【0098】
本願発明の実施例によれば、真空室の開口部を開閉する開閉機構を採用することができる。この採用により、真空室用の密閉空間をよりシンプルな機構により実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本願発明の実施例における検査ステージの上面図である。
【図2】本願発明の実施例における、検査ステージを具備するプローブ装置の正面図である。
【図3】本願発明の実施例における、検査ステージを構成する大気ステージの概観図である。
【図4】本願発明の実施例における、基板受渡台を具備する大気ステージの概観図である。図4Aはその斜視図であり、図4Bは基板受渡の状況例を示す図である。
【図5】本願発明の実施例における、検査ステージを構成する真空ステージの概観図である。
【図6】本願発明の実施例における、チャックトップ機構を移動させるX及びYテーブル移動機構の上面図である。
【図7】本願発明の実施例における、プロービングカードをZ方向に移動させるための第三の移動機構の側面図である
【図8】本願発明の実施例における、ウエハ状基板の固定機構の側面図である。
【図9】本願発明の実施例における、他のウエハ状基板の固定機構の側面図である。図9Aはウエハ状基板が固定された状態をしめし、図9Bはウエハ状基板が固定されていない状態をしめす。
【図10】本願発明の実施例におけるクランプリングを示す図である。図10Aはクランプリングの概観図、図10Bはクランプリングの側面図である。
【図11】本願発明の実施例におけるアーム部の側面図である。図11Aはピンセット状の支持部を有するアーム部の側面図であり、図11Bはバキュウムパッドの支持部を有するアーム部の側面図である。
【図12】図12A乃至Dは、本願発明の実施例における、撮影機構の光軸位置及び焦点位置の検出機構を説明する図である。
【図13】本願発明の実施例における、プロービングカードと被検査体とをアライメントする状況を説明する図である。
【図14】従前の真空プロービング装置の側面図である。
【符号の説明】
1…ローダー部、2…搬送機構、3…ウエハカセット、10…大気ステージ、14…第一の支持機構、15…撮影機構、20…真空ステージ、21…真空室。
[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention generally relates to a probe apparatus for inspecting an object to be inspected in a vacuum. In particular, the present invention relates to a probe apparatus that inspects the electrical characteristics of an integrated circuit, a micromachine, or a liquid crystal display device formed on a wafer-like substrate such as a silicon wafer in a vacuum.
[0002]
[Prior art]
As a micromachine, for example, there is a micro electromechanical system (MEMS) to which micromachine technology having a size of several millimeters or less and further a submillimeter or less is applied. Micromachines are made into various wafers by microfabrication (microfabrication technology) that performs three-dimensional microfabrication such as etching technology and bonding technology for digging deep grooves as well as photofabrication technology used in the manufacture of semiconductor integrated circuits. Can be made on a substrate.
[0003]
Micromachines can be made on the surface of a semiconductor wafer-like substrate. The micromachine has a very fine mechanism, and the movement of the element is affected by the flow of air and heat conduction to the atmosphere. Such inspection of the electrical characteristics of the micromachine is required to be performed in a vacuum environment.
[0004]
Patent Document 1 discloses a prober that performs electrical property evaluation of a flat panel or the like in a vacuum. This prober is characterized by a structure in which air and vacuum are separated by a substrate (probing card) to which probe pins are fixed.
[0005]
The purpose of this prober is to create a high vacuum environment for highly reliable evaluation, and it is possible to keep the inside of the chamber at a high vacuum while minimizing the gas emitted from the chamber. However, it is not necessary to create a high vacuum environment using such a structure if the characterization is not a special assessment that is affected by the emitted gas.
[0006]
Patent Document 2 discloses a vacuum contactor. This vacuum contactor has a structure in which contact pressure is applied by inserting an O-ring between a wafer-like substrate and a contactor to create a sealed space and evacuating it. The contact pressure can be changed by changing the vacuum force. The purpose of the degree of vacuum of the sealed space is to vary the contact pressure, and the degree of vacuum as an inspection environment is not considered.
[0007]
Patent Document 3 discloses a probe device 100x for inspecting an object to be inspected in a vacuum environment as shown in FIG. The sealed chamber of the probe device is formed by a cylindrical body 10x provided at the lower part of the head plate 12x and an upper surface of the main chuck 6x that is lifted in the Z direction by a moving mechanism. In the sealed chamber, a probing card 14x facing the main chuck and having a plurality of probes is arranged. The sealed chamber is evacuated, and the electrical characteristics of the test object are inspected in a state in which the probes of the probing card are in contact with the electrodes of the test object placed on the main chuck.
[0008]
This probe apparatus does not need to evacuate the entire probe chamber, and since the volume of the sealed space is small, a desired degree of vacuum can be reached in a short time. However, since the main chuck cannot move in the XY directions in a vacuum state, it is necessary to repeatedly create a vacuum state and an atmospheric state each time each inspection object is inspected. Therefore, there is a problem that the throughput is slow.
[0009]
Patent Document 4 discloses a low-temperature test apparatus that is performed in a vacuum environment. This low temperature test apparatus evacuates the entire probe. The XYZθ axis of the main chuck moving mechanism needs to correspond to a vacuum and requires a high-capacity vacuum pump. Therefore, the probe device is very expensive.
[0010]
[Patent Document 1] Japanese Patent Laid-Open No. 11-337572
[0011]
[Patent Document 2] JP-A-10-256323
[0012]
[Patent Document 3] Japanese Patent Application No. 2002-28991
[0013]
[Patent Document 4] Japanese Patent Laid-Open No. 2001-284417
[0014]
[Problems to be solved by the invention]
The present invention improves the inspection stage used in the conventional probe apparatus, solves at least one of the problems of the above-described conventional techniques, and inspects the object Wo in a vacuum environment suitable for inspection. It is an object to provide an inspection stage for a probe apparatus that can inspect the electrical characteristics of the probe device.
[0015]
Other objects and advantages of the present invention are set forth in the following specification, a portion of which is obvious from the description, or may be obtained by practice of the invention.
[0016]
[Means for Solving the Problems]
According to a first aspect of the present invention, there is provided an inspection stage for inspecting an object to be inspected formed on a wafer-like substrate in a vacuum state, comprising:
An air stage (the air stage is disposed in an air atmosphere), a first support mechanism disposed on the air stage and configured to support a wafer-like substrate (the first support mechanism is an arm) A first moving mechanism configured to move the first support mechanism in the X, Y, and Z directions; and a vacuum stage. (The vacuum stage is disposed in a vacuum atmosphere), a probe mechanism disposed in the vacuum stage portion.
[0017]
The inspection stage preferably includes at least one of the following a) to j). Further, the inspection stage preferably includes a combination of two or more of the following a) to j).
[0018]
a) An alignment photographing mechanism provided on the arm portion of the first support mechanism.
[0019]
b) A vacuum chamber in which the inspection stage is disposed (the vacuum chamber includes an evacuation mechanism, an opening, an opening / closing mechanism for opening / closing the opening, and the first support mechanism is a The substrate is moved between the inside and outside of the vacuum chamber through the opening).
[0020]
c) The alignment photographing mechanism includes at least one of the first camera disposed on the upper surface of the arm and the second camera disposed on the lower surface of the arm.
[0021]
d) The support comprises a vacuum pad.
[0022]
e) The probe mechanism comprises:
A chuck top mechanism configured to place a wafer-like substrate W, a second moving mechanism configured to move the chuck top mechanism in the X, Y, and θ directions, and disposed in an upper portion of the vacuum chamber And a third moving mechanism for moving the probing card in the Z direction.
[0023]
f) At least one of the second moving mechanism and the third moving mechanism includes the following driving mechanism.
One shaft disposed through the vacuum chamber, bellows disposed on the outer periphery of the shaft portion located outside the vacuum chamber, a moving mechanism for moving the shaft in the axial direction, and chucking the end of the X-axis An attachment mechanism for attaching to the top mechanism (the attachment mechanism attaches the tip of each axis to the chuck top mechanism so that the chuck top mechanism is slidable in a direction perpendicular to each axis and in the horizontal direction).
[0024]
g) The probe mechanism further comprises:
A chuck top mechanism configured to place a wafer-like substrate W, and a fixing mechanism for the wafer-like substrate W provided in the chuck top mechanism (the fixing mechanism is a pressing member (the pressing member is a wafer-like member). When the wafer-shaped substrate W is fixed by pressing the substrate W on the chuck top, a first lifting mechanism configured to lift and lower the pressing tool is provided.
[0025]
h) A plurality of support bodies configured to raise and lower the wafer-like substrate W on the chuck top mechanism, and a second lifting mechanism configured to raise and lower the plurality of support bodies.
[0026]
i) The atmospheric stage of the inspection stage includes a fixed target for checking at least one of an optical axis position and a focal position of an imaging mechanism for alignment.
[0027]
j) The object to be inspected is one of a micromachine and an integrated circuit formed on a wafer-like substrate.
[0028]
According to a second aspect of the present invention, there is provided an inspection method for inspecting the electrical characteristics of an object to be inspected formed on a wafer-like substrate, comprising the following (s1) to (s13) under vacuum. (The inspection method is carried out on an inspection stage having an atmospheric stage in an atmospheric environment and a vacuum stage in a vacuum environment)
(S1) to obtain data relating to the optical axis position and the focal position of the alignment imaging mechanism disposed on the atmospheric stage in the atmospheric environment;
(S2) Take out the wafer-like substrate from the wafer cassette of the loader unit, and pass the wafer-like substrate to the first support mechanism arranged on the atmospheric stage.
(S3) The first support mechanism moves the tip of the arm onto a vacuum stage in the vacuum chamber, and the wafer-like substrate supported by the tip is placed on the vacuum stage. Place and fix on top,
(S4) Above the object to be inspected and the chuck top by using the photographing data by at least one camera provided at the tip of the first support mechanism and the data on the optical axis position and the focal position of the photographing mechanism. Align with the probing card placed in the
(S5) The first support mechanism is withdrawn from the vacuum chamber, the gate valve is closed, and the vacuum chamber has a predetermined degree of vacuum.
(S6) The probing card is lowered, and the plurality of probes are brought into contact with each electrode of the device under test in an overdrive state.
(S7) Inspecting the electrical characteristics of the object to be inspected,
(S8) Raise the probing card and move the wafer-like substrate to the next object to be inspected.
(S9) By repeating the above (S6) to (S8), the inspection of the electrical characteristics of the predetermined object to be inspected is terminated.
(S10) Making the wafer-like substrate movable from the chuck top.
(S11) The inside of the vacuum chamber is set to atmospheric pressure.
(S12) The support portion provided at the tip of the first support mechanism receives the inspected wafer-like substrate from the chuck top, carries it out of the vacuum stage, and returns it to the wafer cassette of the loader portion.
(S13) The above (S2) to (S12) are repeated a predetermined number of times.
[0029]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
The accompanying drawings are incorporated in and constitute a part of the specification and illustrate a preferred embodiment of the present invention. The drawings contribute to the description of the invention by the general description given above and the detailed description of the preferred embodiment described below.
[0030]
In the present invention, various electronic circuit components such as a micromachine, an integrated circuit, or a liquid crystal display panel formed on a wafer-like substrate such as a silicon wafer can be tested. However, for the sake of convenience in describing the present invention more specifically, a probe apparatus and a probe method for inspecting the electrical characteristics of an integrated circuit formed on a silicon wafer-like substrate will be described below as the object to be inspected Wo.
[0031]
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to FIGS. 1 to 10. FIG. 1 is a top view of a main body of a probe apparatus 100 according to an embodiment of the present invention. FIG. 2 is a front view of the same. As shown in FIGS. 1 and 2, an inspection stage 40 having an atmospheric stage 10 and a vacuum stage 20 can be disposed on the top plate 29 a of the prober chamber 29. The inspection stage 40 having the atmospheric stage 10 and the vacuum stage 20 can also be disposed in the prober chamber. The vacuum stage 20 is disposed in a vacuum chamber 21 having an opening 22a.
[0032]
The probe apparatus 100 according to the present embodiment includes an inspection stage 40 on the top plate 29a of the prober chamber 29 (FIG. 2). The inspection stage 40 includes an atmospheric stage 10 and a vacuum stage 20.
[0033]
1 and 3, the loader unit 1 includes a wafer cassette 3 in which a plurality of wafer-like substrates W are accommodated. For example, the tweezers-like transport mechanism 2 takes out the wafer-like substrates W one by one from the wafer cassette 3 and delivers them to the atmospheric stage 10 (described later). The wafer-like substrate W taken out from the cassette 3 of the loader unit 1 by the transport mechanism 2 is received by the support unit 14 c of the first support mechanism 14 disposed on the atmospheric stage 10. In this operation, as shown in FIG. 3, the wafer-like substrate W can be directly transferred from the transport mechanism 2 to the support portion 14c. However, as shown in FIGS. 4A and 4B, the wafer-like substrate W can be transferred from the transport mechanism 2 to the support portion 14c via the transfer table 2b.
[0034]
The first support mechanism 14 can have an arm portion 14a. The arm part 14a can be fixed to a lifting shaft 13d disposed on the X table. The elevating shaft 13d is raised and lowered in the guide cylinder 13e by the elevating mechanism 13i. The arm part 14a has a support part 14C at its tip part 14b. The support portion 14C receives the wafer-like substrate W transferred by the transfer mechanism 2 and supports the wafer-like substrate W. As the first support mechanism 14, any support mechanism that can receive and support the wafer-like substrate W can be adopted.
[0035]
As shown in FIG. 3, the first support mechanism 14 can be moved in the X, Y, and Z directions by the first moving mechanism 13. The first moving mechanism 13 includes an elevating mechanism 13f including an elevating shaft 13d, a guide cylinder 13e, and an elevating mechanism 13i in order to move the first support mechanism 14 in the Z direction. The elevating mechanism 13f can further include a rotating mechanism for rotating the elevating shaft 13d.
[0036]
Furthermore, the first moving mechanism 13 includes an X-direction moving mechanism 13g and a Y-direction moving mechanism 13h for moving the first support mechanism 14 in the X and Y directions. The X-direction moving mechanism 13g can include an X table 13a, a pair of guide rails 13b, and a motor 13c. The X table can be moved in the X direction on the guide rail 13b by the driving force of the motor 13c.
[0037]
The Y-direction moving mechanism 13h can include a Y table 16a, a pair of guide rails 16b, and a motor 16c. The Y table 16a can move in the Y direction by the driving force of the motor 16C.
[0038]
The first support mechanism 14 is placed on the X table 13a, and the X table 13a is placed on the Y table 16a. The first support mechanism 14 can move the first support mechanism in the X, Y, and Z directions by the elevating mechanism 13f, the first X direction moving mechanism 13g, and the first Y direction moving mechanism 13h.
[0039]
The first moving mechanism 13 is not limited to the mechanism shown in FIG. In short, any mechanism that can move the first support mechanism 14 in the X, Y, and Z directions can be employed as the first movement mechanism. For example, instead of the first X-direction moving mechanism 13g and the first Y-direction moving mechanism 13h, the first support mechanism 14 is moved in the X and Y directions on one table based on the principle of a linear motor. A mechanism that can also be adopted
As shown in FIGS. 1, 2, and 5, a vacuum chamber 21 is disposed in the prober chamber 29 adjacent to the atmospheric stage 10. The vacuum chamber 21 can include an opening 22 a, an opening / closing mechanism (hereinafter referred to as “gate valve”) 22 b for opening and closing the opening 22 a, and the vacuum stage 20.
[0040]
In FIG. 5, a vacuum stage 20, a chuck top mechanism (hereinafter referred to as “chuck top”) 24 and a probing card 28 on the vacuum stage 20 can be disposed in the vacuum chamber 21. The first support mechanism 14 disposed on the atmospheric stage 10 moves the wafer-like substrate W supported by the support portion 14c onto the chuck top 24 through the opening 22a.
[0041]
6 and 7 show an example of the second moving mechanism 23 configured to move the chuck top 24 in the X, Y, and θ directions.
[0042]
The second moving mechanism 23 moves the X table 25a supporting the chuck top 24, the X table moving mechanism 25 for moving the X table 25a, the Y table 27a supporting the X table 25a, and the Y table. The Y table moving mechanism 27 and the θ-axis driving mechanism 26 for rotating the chuck top can be provided.
[0043]
The X table moving mechanism 25 moves the X table 25a by moving the X axis rod 25b disposed through the vacuum chamber 21. The tip of the X-axis rod 25a is attached to the X table 25a via an attachment mechanism 25i. The X table moving mechanism 25 can also be disposed in the vacuum chamber 21. In this case, the rotary shaft 25f, the motor 25g, and the guide 25h need to be vacuum-compatible components.
[0044]
The attachment mechanism 25i can attach the tip end of the X-axis rod to the chuck top 24 so that the chuck top 24 can slide at right angles to the X-axis rod and in the horizontal direction. The attachment mechanism 25i can employ a slide structure.
[0045]
An example of a mechanism for moving the X-axis rod 25b in the vertical direction on the paper will be described. The other end of the X-axis rod can be fixed to the moving body 25e. A bellows 25d is preferably disposed on the outer periphery of the X-axis rod 25b outside the vacuum chamber 21. The bellows 25d can be arranged to block between the vacuum chamber 21 and the atmosphere.
[0046]
The moving body 25e has a female screw, and the rotating shaft 25f has a male screw. The rotating shaft 25f is attached to the moving body 25e in a state where these two screws are fitted. As the rotary shaft 25f is rotated by the motor 25g, the moving body 25e moves along the guide 25h.
[0047]
By the movement of the moving body 25e, the X-axis rod whose other end is fixed to the moving body 25e is also guided by the guide roll 25c and moved in the vertical direction on the paper surface. By the movement of the X-axis rod 25b, the X table 25a attached to the tip of the X-axis rod 25b via the attachment mechanism 25i moves on the pair of guide rails 13b and 13b in the arrow X direction.
[0048]
The mechanism for moving the X-axis rod 25b in the vertical direction of the drawing, which can be adopted by the present invention, is not limited to the above example. For example, a mechanism for directly moving the X-axis rod 25b with a linear motor can be employed.
[0049]
The pair of guide rails 13b and 13b are fixed on the Y table 27a. The Y table 27 a can be moved in the arrow Y direction by a Y table moving mechanism 27 similar to the X table moving mechanism 25.
[0050]
In this embodiment, the Y table moving mechanism 27 includes a Y-axis rod 27b, a bellows 27d, a moving body 27e, a rotating shaft 27f, a motor 27g, and a guide 27h. The Y table moving mechanism 27 can also be disposed in the vacuum chamber 21. In this case, the rotary shaft 27f, the motor 27g, and the guide 27h need to be vacuum-compatible parts.
[0051]
The Y table moving mechanism 27 moves the Y table 27a in the arrow Y direction on a pair of guide rails 16b and 16b fixed on the vacuum stage.
[0052]
An example of the θ-axis drive mechanism 26 for rotating the chuck top 24 rotatably arranged on the X table 25a will be described. A θ-axis drive mechanism 26 is disposed on the outer periphery of the chuck top 24. The θ-axis drive mechanism 26 applies a rotational force to the outer periphery of the chuck top 24. The chuck top 24 rotates in the direction of the arrow θ by this rotational force. The θ-axis drive mechanism 26 is not limited to the above example. For example, the θ-axis drive mechanism 26 may be a mechanism that directly rotates a rotation shaft that supports the chuck top 24.
[0053]
As described above, the inspected object Wo is brought into contact with the probe for alignment of the inspected object Wo placed on the chuck top 24 or when inspecting the electrical characteristics of the individual inspected objects Wo. For this reason, the chuck top 24 can be accurately moved in the X, Y, and θ directions by the X table moving mechanism 25, the Y table moving mechanism 27, and the θ-axis drive mechanism 26. In this embodiment, the chuck top 24 is configured to be movable in the X, Y, and θ directions. Further, the chuck top 24 can be configured to be movable also in the Z direction.
[0054]
With reference to FIG. 7, the probing card 28 disposed in the vacuum chamber 21 and the third moving mechanism 30 for moving the probing card 28 in the Z direction will be described.
[0055]
In the vacuum chamber 21, there are a vacuum stage 20, a Y table 27a disposed on a base 20a on the vacuum stage 20, an X table 25a disposed on the Y table, and a chuck top 24 disposed on the X table 25a. Can be arranged. Further, a probing card 28 can be arranged above the X table 24 so as to be movable in the arrow Z direction.
[0056]
The probing card 28 has a plurality of probes 28g. These probes 28g are connected to a tester 34 (FIG. 1). The probing card 28 can be supported by a probing card support mechanism 28a including a plurality of support columns 28e and a support body 28b. The probing card 28 can be replaceably attached to the probing card support mechanism 28a. The support 28e and the probing card 28 can be moved in the Z direction by the third moving mechanism 30.
[0057]
The third moving mechanism 30 can be the same mechanism as the X table moving mechanism 25. That is, the third moving mechanism 30 can include a Z-axis rod 30b penetrating the vacuum chamber 21, a guide roller 30c, a bellows 30d, a moving body 30e, a rotating shaft 30f, a motor 30g, and a guide 30h. The guide roller 30c preferably sandwiches the Z-axis rod 30b from four directions.
[0058]
The probing card support mechanism 28a and the third moving mechanism 30 are not limited to the above embodiment. For example, the Z-axis rod 30 b can be disposed in the vacuum chamber 21 without penetrating the vacuum chamber 21. In this case, the required space of the vacuum chamber 21 is increased. The Z-axis rod 30b can be moved directly in the Z direction by a motor.
[0059]
A support portion 14 c for supporting the wafer-like substrate W is provided at the distal end portion 14 b of the arm portion 14 a of the first support mechanism 14 of the probe apparatus 100 of the present embodiment. The support portion 14c may employ any structure capable of moving the wafer-like substrate W between the atmospheric stage 10 and the vacuum stage 20 while supporting the wafer-like substrate W. it can. For example, a tweezer structure 14c ′ shown in FIG. 11A or a vacuum pad structure 14d shown in FIG. 11B can be adopted.
[0060]
FIG. 9 shows an example of a fixing mechanism 24 a for fixing the wafer-like substrate W on the main chuck 24. The fixing mechanism 24a employs a presser (hereinafter referred to as a clamp ring) 24c that presses the periphery of the wafer-like substrate W.
[0061]
As shown in FIG. 10A, the clamp ring 24c can include a ring 24ca, a ring-shaped collar portion 24cb, and a screw hole 24cc. As shown in FIG. 10B, the clamp ring 24 c is fixed to the chuck top 24 by pressing the wafer-like substrate W by being fixed to the chuck top 24 with a fixture (eg, screw) 40. Can do.
[0062]
A mechanism in which an elastic body (eg, spring material) 24n is used as the fixing mechanism 24a will be described with reference to FIG. 9A. As shown in FIG. 9A, the fixing mechanism 24a includes a plurality of support columns 24d disposed through the chuck top support 24b, a spring material 24n disposed around the support columns 24d, and a plurality of support columns 24d. A fixing member 24k for fixing the fixing members 24k and a lifting mechanism 24p for lifting and lowering the fixing member 24k can be provided.
[0063]
The lifting mechanism 24p includes a rod 24g that can be lifted and lowered through the bottom 24j of the vacuum chamber, a bellows 24h disposed on the outer periphery of the rod 24g, a drive mechanism 24q that lifts and lowers the rod 24g, and a washer 24f that is pressed by the tip of the rod 24g. Can be provided.
[0064]
As shown in FIG. 9A, when the drive mechanism 24q lowers the rod 24g, the clamp ring 24c is pushed down by the compression force of the spring material 24n. As a result, the wafer-like substrate W is pressed and fixed onto the chuck top 24 by the clamp ring 24c. In this pressed state, the electrical characteristics of the inspection object Wo are inspected.
[0065]
9A and 9B show a mechanism for automating the operation of pressing the wafer-like substrate W by the clamp ring 24c.
[0066]
FIG. 9B shows a state in which, after the inspection of the electrical characteristics of the object to be inspected Wo is completed, for example, the drive mechanism 24q raises the rod 24g and raises the fixing member 24k via the washer 24f. In this state, the clamp ring 24 c is separated from the wafer-like substrate W, and the wafer-like substrate W is movable on the chuck top 24.
[0067]
As shown in FIG. 9A, a plurality of pins 24i can be provided on the fixing member 24k. As shown in FIG. 9B, after the fixing member 24 k is raised and the clamp ring 24 c is separated from the wafer-like substrate W, these pins 24 i are also raised to lift the wafer-like substrate W from the chuck top 24. The lifted wafer-like substrate W is supported by inserting the support portion 14c shown in FIG. 11A into the lower portion thereof and lifting the support portion 14c (or by lowering the rod 24g, thereby supporting the wafer-like substrate W. To the part 14c.
[0068]
FIG. 8 shows another mechanism for automating the operation of pressing the wafer-like substrate W by a plurality of pressing tools 24c. The fixing mechanism 24a shown in FIG. 8 can be composed of a pressing tool 24c, a moving body 24r, and a driving mechanism 24s. The pressing member 24c is fixed to the moving body 24r, and the moving body 24r is moved in the direction of the arrow in the figure (the direction of moving back and forth toward the wafer-like substrate W) by the drive mechanism 24s. FIG. 8 shows a state where the presser 24c fixes the wafer-like substrate W. These parts can be arranged on the base 24t.
[0069]
An alignment mechanism 15 that can be employed in the probe apparatus 100 of the present embodiment will be described.
[0070]
11A and 11B, an imaging mechanism (for example, a CCD camera; hereinafter referred to as a camera) 15 for alignment can be provided at the distal end portion 14b of the arm portion 14a of the first support mechanism 14. The camera 15 can be provided with an upper camera 15a and a lower camera 15b on the upper surface and the lower surface of the distal end portion 14b, respectively. However, if it is not necessary, only one of the cameras can be employed. The upper camera 15a captures an alignment mark (eg, probe tip) of the probing card, and the lower camera 15b captures an alignment mark (eg, pad) on the wafer-like substrate W.
[0071]
There are cases where it is necessary to check the optical axis positions and the focal positions of the upper camera 15a and the lower camera 15b before entering the alignment operation. These checks can be performed using a fixed mark 33 (eg, 30 μm in diameter) on the thin transparent glass shown in FIG. 12A. As shown in FIG. 12B, the fixed mark 33 can be attached to the tip of the beam member 31b. The other end of the beam member 31 b can be fixed to a support base 31 c fixed to the base 31 d on the atmospheric base 10.
[0072]
The checking operation of the optical axis position and the focal position of the upper camera 15a will be described with reference to FIG. 12B. The upper camera 15 a is moved to the lower part of the fixed mark 33. The first support mechanism 14 is moved in the X, Y, and Z directions, and the upper camera 15a accurately photographs the fixed mark. From this photographing position, data of the optical axis position and the focal position of the upper camera 15a can be obtained. As shown in FIG. 12C, the first support mechanism 14 is retracted from below the fixed mark 33, and the lower camera 15 b is moved to the upper part of the fixed mark 33 as shown in FIG. 12D. Similarly to FIG. 12B, the first support mechanism 14 is moved, and the fixed mark is accurately photographed by the lower camera. From this photographing position, data of the optical axis position and the focal position of the lower camera 15b can be obtained. In obtaining these data, it is preferable to consider the thickness and refractive index of the transparent glass.
[0073]
With reference to FIG. 13, the alignment work process will be described. As shown in FIG. 5, the arm of the first support mechanism 14 is inserted into the vacuum chamber 21 through the opening 22 a, and the camera 15 is placed above the wafer-like substrate W placed on the chuck top 24. Move to. This movement can be performed by moving the first support mechanism 14 by the first movement mechanism 13 (see FIG. 3) arranged on the atmospheric stage 10.
[0074]
Since the first moving mechanism 13 is arranged in an atmospheric environment, the specifications of the parts (eg, the lifting / lowering rotating mechanism 13i and the motors 13c, 16c) constituting the first moving mechanism 13 are compatible with the vacuum environment. The condition that
[0075]
Referring to FIG. 13, the upper camera 15 a is moved in the X, Y, and Z directions by the first moving mechanism 13, and the upper camera 15 a is used for alignment of the probing card 28 arranged at the upper part in the vacuum chamber 21. A mark (eg, the tip of a predetermined probe 28g) is photographed. The position of the probing card 28 is specified from this photographing position and the above-mentioned data relating to the optical axis position and the focal position of the upper camera 15a.
[0076]
Similarly, the first support mechanism 14 installed on the atmospheric stage is moved in the X, Y, and Z directions by the first moving mechanism 13 so that the alignment mark on the wafer-like substrate W is moved by the lower camera 15b. Take a picture. At the time of photographing, the chuck top 24 is rotated in the θ direction, and the lower camera 15b and the alignment mark are also aligned. The position of the wafer-like substrate W is specified from this photographing position and the above-described data relating to the optical axis position and the focal position of the lower camera 15b. Further, after the lower camera 15b is focused on the alignment mark on the wafer-like substrate W, the position of the lower camera 15b is fixed, and the chuck top 24 is rotated in the X, Y, and θ directions for alignment. be able to.
[0077]
The chuck top 24 is moved in the X and Y directions based on the grasped position of the probing card 28 and the position of the wafer-like substrate W, and the wafer-like substrate W and the probing card 28 are moved. Align.
[0078]
Next, a method for inspecting the electrical characteristics of the wafer-like object Wo in a vacuum using the probe apparatus 100 using the inspection stage according to the present embodiment will be described.
[0079]
(S1) As described with reference to FIGS. 12A to 12D, data on the optical axis position and the focal position of the alignment camera is obtained.
[0080]
(S 2) The transfer device 2 of the loader unit 1 takes out the wafer-like substrate W from the wafer cassette 3 and delivers the wafer-like substrate W to the support portion 14 c of the first support mechanism 14 on the atmospheric stage 10.
[0081]
(S3) The first support mechanism 14 is moved in the X, Y, and Z directions by the first moving mechanism 13, and the tip 14b of the arm 14a is moved into the vacuum chamber 21 through the opening 22a. . The wafer-like substrate W supported by the front end portion 14 b is placed on the chuck top 24.
[0082]
The lifting mechanism 24p lowers the rod 24g. The clamp ring 24c is lowered, and the wafer-like substrate W is pressed onto the chuck top 24 by the clamp ring 24c and fixed.
[0083]
(S4) Cameras 15 (15a, 15b) provided at the tip 14b of the first support mechanism 14 and second moving mechanisms 25, 26, 27 for moving the chuck top 24 in the X, Y, and θ directions, Using the third moving mechanism 30 that moves the probing card 28 in the Z direction, the object Wo and the probing card 28 are aligned.
[0084]
(S5) The first support mechanism 14 leaves the vacuum chamber 21, and the gate valve 22b of the vacuum chamber 21 is closed. The exhaust pump 21b exhausts air from the inside of the vacuum chamber 21 through the valve 21a, and makes the inside of the vacuum chamber 21 have a predetermined degree of vacuum.
[0085]
(S6) The third moving mechanism 30 lowers the probing card 28 and brings the plurality of probes into contact with the electrodes of the object to be examined Wo in an overdrive state.
[0086]
The tester 34 inspects the electrical characteristics of the inspected object Wo by transmitting and receiving measurement signals and measurement result signals to and from the inspected object Wo through the plurality of probes 28g. The inspection of electrical characteristics can be performed for each object to be inspected (integrated circuit) or for each of a plurality of objects to be inspected.
[0087]
(S7)) The probing card is raised and the wafer-like substrate is moved to the next object to be inspected.
[0088]
(S8) By repeating the above (S6) to (S7), the inspection of the electrical characteristics of the predetermined object to be inspected is terminated.
(S9) The third moving mechanism 30 raises the probing card 28. The drive mechanism 24q raises the rod 24g to raise the clamp ring 24c. As a result, the wafer-like substrate W is made movable from the chuck top.
[0089]
(S10) The valve 21a of the vacuum chamber 21 is opened, the inside of the vacuum chamber 21 is set to atmospheric pressure, and the gate valve 22b is opened.
[0090]
(S11) The support portion 14c of the first support mechanism 14 on the atmospheric stage 10 is inserted into the vacuum chamber, and the support portion 14c receives the inspected wafer-like substrate W from the chuck top 24 and carries it out of the vacuum chamber 21. To do. The first support mechanism 14 delivers the inspected wafer-like substrate W carried out of the vacuum chamber 21 to the transport mechanism 2 of the loader unit 1.
[0091]
(S 12) The transport mechanism 2 of the loader unit 1 stores the inspected wafer-like substrate W in, for example, the wafer cassette 3, and takes out the uninspected wafer-like substrate W from the wafer cassette 3. The first support mechanism 14 is handed over.
[0092]
Thereafter, by repeating the operations (S1) to (S12), the inspection for all wafer-like substrates W is completed.
[0093]
Additional features and modifications will occur to those skilled in the art. Thus, the present invention is based on a broader perspective and is not limited to the specific details and exemplary embodiments disclosed herein. Accordingly, various modifications can be made without departing from the scope and interpretation of the broad inventive concept defined in the claims and equivalents thereof.
[0094]
【The invention's effect】
According to the embodiment of the present invention, the minimum required inspection equipment such as a chuck top and a probing card is arranged on a vacuum stage in a vacuum environment, while the moving mechanism and alignment mechanism of the object to be inspected are in an atmospheric environment. To place. As a result, the moving mechanism and alignment mechanism of the object to be inspected do not need to have specifications for dealing with the vacuum environment, and simple and inexpensive equipment can be used. Also, the amount of gas released from the vacuum chamber is small.
[0095]
According to the embodiment of the present invention, the electrical characteristics of the object Wo to be inspected, such as a micromachine and an integrated circuit, can be implemented in a vacuum chamber having a minimum necessary volume. In addition, the vacuum chamber and its related structure can be simplified. Since there is no need for a large exhaust pump necessary for evacuating the entire probe apparatus, and the time required to obtain a predetermined degree of vacuum is short, the inspection time can be increased. Further, the volume of the vacuum chamber can be minimized, and the vacuum chamber can be quickly brought to a high vacuum.
According to the embodiment of the present invention, the electrical characteristics of the object Wo to be inspected, such as a micromachine and an integrated circuit, can be inspected under vacuum using the equipment arranged on the atmospheric stage 10. As a result, it is possible to eliminate the necessity of countermeasures against vacuum for the devices arranged on the atmospheric stage.
[0096]
According to the embodiment of the present invention, the degree of vacuum of the vacuum chamber can be determined from the viewpoint of ensuring the inspection environment (environment under a predetermined degree of vacuum) necessary for the inspection.
[0097]
According to the embodiment of the present invention, it is possible to employ a mechanism for bringing the plurality of probes and the object to be inspected into contact with each other by moving the probing card up and down. By adopting this mechanism, a predetermined overdrive state can be set accurately.
[0098]
According to the embodiment of the present invention, an opening / closing mechanism for opening / closing the opening of the vacuum chamber can be employed. By adopting this, the sealed space for the vacuum chamber can be realized by a simpler mechanism.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a top view of an inspection stage in an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a front view of a probe apparatus having an inspection stage in an embodiment of the present invention.
FIG. 3 is an overview diagram of an atmospheric stage constituting an inspection stage in an embodiment of the present invention.
FIG. 4 is a schematic view of an atmospheric stage including a substrate delivery table in an embodiment of the present invention. FIG. 4A is a perspective view thereof, and FIG. 4B is a diagram illustrating an example of a situation of substrate delivery.
FIG. 5 is a schematic view of a vacuum stage constituting the inspection stage in the embodiment of the present invention.
6 is a top view of an X and Y table moving mechanism for moving a chuck top mechanism in an embodiment of the present invention. FIG.
FIG. 7 is a side view of a third moving mechanism for moving the probing card in the Z direction in the embodiment of the present invention.
FIG. 8 is a side view of a wafer-like substrate fixing mechanism in an embodiment of the present invention.
FIG. 9 is a side view of another wafer-like substrate fixing mechanism in the embodiment of the present invention. FIG. 9A shows a state where the wafer-like substrate is fixed, and FIG. 9B shows a state where the wafer-like substrate is not fixed.
FIG. 10 is a view showing a clamp ring in an embodiment of the present invention. FIG. 10A is a schematic view of the clamp ring, and FIG. 10B is a side view of the clamp ring.
FIG. 11 is a side view of an arm portion in an embodiment of the present invention. FIG. 11A is a side view of an arm portion having a tweezer-shaped support portion, and FIG. 11B is a side view of an arm portion having a support portion of a vacuum pad.
FIGS. 12A to 12D are diagrams for explaining an optical axis position and focal position detection mechanism of an imaging mechanism in an embodiment of the present invention. FIGS.
FIG. 13 is a diagram illustrating a situation in which a probing card and an object to be inspected are aligned in an embodiment of the present invention.
FIG. 14 is a side view of a conventional vacuum probing apparatus.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Loader part, 2 ... Conveyance mechanism, 3 ... Wafer cassette, 10 ... Atmospheric stage, 14 ... First support mechanism, 15 ... Imaging mechanism, 20 ... Vacuum stage, 21 ... Vacuum chamber.

Claims (12)

ウエハ状の基板上に形成された被検査体を真空状態で検査するための検査ステージ、該検査ステージは下記を具備する:
大気ステージ、該大気ステージは大気雰囲気下に配置される;
該大気ステージ上に配置され、ウエハ状の基板を支持するように構成された第一の支持機構、該第一の支持機構はアーム部と、該アーム部の先端部に設けられた支持部とを具備する、
該第一の支持機構をX、Y、Z方向に移動するように構成された第一の移動機構;
真空ステージ,該真空ステージは、真空雰囲気下に配置される;
該真空ステージ部に配置されたプローブ機構。
An inspection stage for inspecting an object to be inspected formed on a wafer-like substrate in a vacuum state, the inspection stage includes:
An atmospheric stage, the atmospheric stage being placed in an atmospheric atmosphere;
A first support mechanism disposed on the atmospheric stage and configured to support a wafer-like substrate, the first support mechanism includes an arm portion, and a support portion provided at a tip portion of the arm portion. Comprising
A first movement mechanism configured to move the first support mechanism in the X, Y, and Z directions;
A vacuum stage, which is placed in a vacuum atmosphere;
A probe mechanism disposed on the vacuum stage.
該第一の支持機構の該アーム部に設けられたアライメント用撮影機構、をさらに具備する、請求項1に記載の検査ステージ。The inspection stage according to claim 1, further comprising an alignment imaging mechanism provided on the arm portion of the first support mechanism. さらに、該検査ステージが配置される真空室を具備する請求項2記載の検査ステージ、ここで、該真空室は、真空排気機構、開口部、該開口部を開閉するための開閉機構を具備し、該第一の支持機構は支持したウエハ状の基板を該開口部を介して真空室の内と外の間で移動する。The inspection stage according to claim 2, further comprising a vacuum chamber in which the inspection stage is disposed, wherein the vacuum chamber includes a vacuum exhaust mechanism, an opening, and an opening / closing mechanism for opening and closing the opening. The first support mechanism moves the supported wafer-like substrate between the inside and the outside of the vacuum chamber through the opening. 該アライメント用撮影機構は、該アーム部の上面部に配置された第一のカメラと該アーム部の下面部に配置された第二のカメラの内の少なくとも1つのカメラを具備する、請求項2に記載の検査ステージ。The alignment photographing mechanism includes at least one of a first camera disposed on an upper surface portion of the arm portion and a second camera disposed on a lower surface portion of the arm portion. Inspection stage described in. 該支持部はバキュームパッドを具備する、請求項2に記載の検査ステージ。The inspection stage according to claim 2, wherein the support part includes a vacuum pad. 該プローブ機構は、さらに下記を具備する請求項2に記載の検査ステージ:
ウエハ状の基板Wを載置するように構成されたチャックトップ機構,
該チャックトップ機構をX,Y及びθ方向に移動するように構成された第2の移動機構,
真空室内の上部に配置されたプロービングカード、
該プロービングカードをZ方向に移動させる第3の移動機構。
The inspection stage according to claim 2, wherein the probe mechanism further comprises:
A chuck top mechanism configured to place a wafer-like substrate W;
A second moving mechanism configured to move the chuck top mechanism in the X, Y and θ directions;
A probing card located at the top of the vacuum chamber,
A third moving mechanism for moving the probing card in the Z direction.
第2の移動機構及び第3の移動機構の内の少なくとも1つは、下記の駆動機構を具備する請求項6に記載の検査ステージ:
真空室を貫通して配置された1つの軸;
真空室の外部に位置する該軸の部分の外周に配置されたベーローズ;
該軸を軸方向に移動させる移動機構;
X軸の端部をチャックトップ機構に取り付けるための取付機構、該取付機構は、チャックトップ機構が各軸に直角でかつ水平方向にスライド可能に各軸の先端をチャックトップ機構に取り付ける。
The inspection stage according to claim 6, wherein at least one of the second moving mechanism and the third moving mechanism includes the following driving mechanism:
One axis placed through the vacuum chamber;
A bellows disposed on the outer periphery of the portion of the shaft located outside the vacuum chamber;
A moving mechanism for moving the shaft in the axial direction;
An attachment mechanism for attaching the end portion of the X axis to the chuck top mechanism, and the attachment mechanism attaches the tip end of each axis to the chuck top mechanism so that the chuck top mechanism can slide at right angles to each axis and horizontally.
該プローブ機構はさらに下記を具備する、請求項2に記載の検査ステージ:
ウエハ状の基板Wを載置するように構成されたチャックトップ機構;
該チャックトップ機構に設けられたウエハ状の基板Wの固定機構
該ウエハ状の基板の固定機構は、下記を具備する:
押さえ具、該押さえ具はウエハ状の基板をチャックトップ
上に押圧することにより、ウエハ状の基板を固定する;
該押さえ具を昇降させるように構成された第1の昇降機構。
The inspection stage according to claim 2, wherein the probe mechanism further comprises:
A chuck top mechanism configured to place a wafer-like substrate W;
Wafer-like substrate W fixing mechanism provided on the chuck top mechanism The wafer-like substrate fixing mechanism comprises the following:
A presser, the presser fixing the wafer-like substrate by pressing the wafer-like substrate onto the chuck top;
A first elevating mechanism configured to raise and lower the presser.
請求項8に記載の検査ステージ、該検査ステージは、さらに、チャックトップ機構上で、ウエハ状の基板Wを昇降させるように構成された複数の支柱体、及び複数の該支柱体を昇降させるように構成される第2の昇降機構を具備する。The inspection stage according to claim 8, wherein the inspection stage further moves up and down the plurality of support bodies configured to raise and lower the wafer-like substrate W on the chuck top mechanism. The 2nd raising / lowering mechanism comprised is comprised. 請求項2に記載された検査ステージ、該検査ステージの大気ステージは、アライメント用の撮影機構の光軸位置及び焦点位置の少なくとも1つをチェックするための固定ターゲットを具備する。The inspection stage described in claim 2 and the atmospheric stage of the inspection stage include a fixed target for checking at least one of the optical axis position and the focal position of the imaging mechanism for alignment. 該被検査体は、ウエハ状の基板の上に形成されたマイクロマシン及び集積回路の内の1つである、請求項2に記載の検査ステージ。The inspection stage according to claim 2, wherein the object to be inspected is one of a micromachine and an integrated circuit formed on a wafer-like substrate. ウエハ状の基板上に形成された被検査体の電気的特性を真空下で検査するための検査方法、該検査方法は大気環境下にある大気ステージ及び真空環境下にある真空ステージを具備する検査ステージ上で実施され、該検査方法は下記を具備する:
(S1) 大気環境下にある大気ステージに配置されたアライメント用の撮影機構の光軸位置及び焦点位置に関するデータを得る;
(S2) ローダー部のウエハカセットからウエハ状の基板を取り出し、大気ステージ上に配置された第一の支持機構にウエハ状の基板を渡す。
(S3) 第一の支持機構は、そのアームの先端部を、真空室内にある真空ステージ上に移動し、その先端部が支持していたウエハ状の基板を、真空ステージ上に配置されたチャックトップ上に載置し、固定する。
(S4) 第一の支持機構の先端部に設けられた少なくとも1つのカメラによる撮影データと、撮影機構の光軸位置及び焦点位置に関するデータとを使用して、被検査体と、チャックトップの上方に配置されたプロービングカードとのアライメントを行う。
(S5) 第一の支持機構を真空室から退出させ、ゲートバルブを閉めて真空室内を所定の真空度にする。
(S6) プロービングカードを下降させ、その複数のプローブを被検査体の各電極にオーバードライブ状態で接触させる。
(S7) 被検査体の電気的特性を検査する。
(S8) プロービングカードを上昇させ、ウエハ状の基板を次の被検査体まで移動させる。
(S9) 上記(S6)乃至(S8)を繰り返すことにより、所定の被検査体の電気的特性の検査を終了させる。
(S10) ウエハ状の基板をチャックトップ上から移動可能な状態にする。
(S11) 真空室内を大気圧とする。
(S12) 第1の支持機構の先端部に設けた支持部が、チャックトップ上から検査済みのウエハ状の基板を受け取り、真空ステージから搬出し、ローダー部のウエハカセットに戻す。
(S13) 上記(S2)乃至(S12)を所定回数繰り返す。
An inspection method for inspecting the electrical characteristics of an object to be inspected formed on a wafer-like substrate under a vacuum, the inspection method comprising an atmospheric stage under an atmospheric environment and an inspection with a vacuum stage under a vacuum environment Performed on the stage, the inspection method comprises:
(S1) obtaining data relating to an optical axis position and a focal position of an alignment imaging mechanism disposed on an atmospheric stage in an atmospheric environment;
(S2) The wafer-like substrate is taken out from the wafer cassette of the loader unit, and the wafer-like substrate is transferred to the first support mechanism arranged on the atmospheric stage.
(S3) The first support mechanism moves the tip of the arm onto a vacuum stage in the vacuum chamber, and the wafer-like substrate supported by the tip is placed on the vacuum stage. Place on top and secure.
(S4) Above the object to be inspected and the chuck top by using the photographing data by at least one camera provided at the tip of the first support mechanism and the data on the optical axis position and the focal position of the photographing mechanism. Align with the probing card placed in
(S5) The first support mechanism is withdrawn from the vacuum chamber, and the gate valve is closed to make the vacuum chamber have a predetermined degree of vacuum.
(S6) The probing card is lowered, and the plurality of probes are brought into contact with each electrode of the device under test in an overdrive state.
(S7) Inspect the electrical characteristics of the object to be inspected.
(S8) The probing card is raised and the wafer-like substrate is moved to the next object to be inspected.
(S9) By repeating the above (S6) to (S8), the inspection of the electrical characteristics of a predetermined object to be inspected is completed.
(S10) The wafer-like substrate is moved from the chuck top.
(S11) The vacuum chamber is set to atmospheric pressure.
(S12) The support portion provided at the tip of the first support mechanism receives the inspected wafer-like substrate from the chuck top, carries it out of the vacuum stage, and returns it to the wafer cassette of the loader portion.
(S13) The above (S2) to (S12) are repeated a predetermined number of times.
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