JP2008311618A - プローブ装置 - Google Patents

Abstract

【課題】プローブカードを用いてウエハ上のＩＣチップの電気的特性を調べるプローブ装置において、ウェハの搬送効率を高めて高スループット化された装置の提供。
【解決手段】複数のウェハＷが収納されたキャリアＣ１、Ｃ２を載置する第１と第２のロードポート１１、１２と、下面にプローブが形成されたプローブカードを備えた複数のプローブ装置本体と、鉛直軸回りに回転自在及び昇降自在に構成され、前記第１と第２のロードポート１１、１２と前記プローブ装置本体との間において前記ウェハＷの受け渡しを行うためのウェハ搬送機構３と、をプローブ装置に設置して、このウェハ搬送機構３に互いに独立して進退自在な少なくとも３枚以上の基板保持部材を設ける。そしてウェハ搬送機構３によりキャリアＣ１、Ｃ２から少なくとも２枚のウェハＷを受け取り、これら少なくとも２枚のウェハＷを複数のプローブ装置本体内に順次搬入する。
【選択図】図２

Description

本発明は、プローブを被検査体の電極パッドに電気的に接触させて当該被検査体の電気的特性を測定する技術に関する。

半導体ウェハ（以下ウェハという）上にＩＣチップを形成した後、このＩＣチップの電気的特性を調べるために、ウェハの状態でプローブ装置によるプローブテストを行うようにしている。このプローブ装置におけるウェハの流れを簡単に説明すると、先ず複数枚のウェハが収納されたキャリアから搬送機構によりウェハを取り出し、このウェハに対してプリアライメント工程と呼ばれる位置合わせ工程及びＯＣＲ工程と呼ばれるウェハ上に形成された例えばＩＤなどを取得する工程を行う。そして、プローブ装置本体内にウェハを搬入して、Ｘ，Ｙ，Ｚ方向に移動自在かつＺ軸周りに回転自在なウェハチャックにこのウェハを載置し、例えばウェハチャックに設けられた下カメラと、このウェハチャックに対向するようにプローブ装置本体の上方に設けられた上カメラと、により例えばウェハ上に形成された電極パッドと、ウェハチャックの上方に設けられたプローブカードのプローブと、を夫々撮像し、この電極パッドとプローブとの位置を正確に合わせるファインアライメント工程を行う。その後、プローブ例えばプローブ針とウェハのＩＣチップの電極パッドとを接触させ、このプローブ針から所定の電気信号を電極パッドに供給することにより、上記の電気的特性の検査を行うようにしている。

この電気的特性の検査は、例えば多岐の内容に亘って行われるため長時間を要してしまう。そのため、スループットを高めるためにプローブ装置本体の待機時間（検査を行っていない時間）を極力減らすことが望ましい。そこで、キャリアから未検査のウェハを取り出してプローブ装置本体内に搬入するための搬入アームと、プローブ装置本体内から検査済みのウェハを取り出してキャリアに戻すための搬出アームと、を上記の搬送機構に独立して進退自在に設けて、ウェハの検査中に未検査のウェハをキャリアから取り出し、このウェハに対して予め上記のプリアライメント工程やＯＣＲ工程を行っておき、プローブ装置本体内から検査済みのウェハを取り出した後直ぐに未検査のウェハをプローブ装置本体内に搬入することによって、ウェハの交換を行うときのプローブ装置本体の待機時間をできるだけ短縮するようにしている。

また、このようなプローブ装置においては、装置の設置面積（フットスペース）を減らすために、例えば１基の搬送機構に対して複数台例えば２台のプローブ装置本体を設けて、この２台のプローブ装置本体に対して１基の共通の搬送機構によりウェハを搬送する装置が知られている。具体的には、例えば２台のプローブ装置本体内において夫々既にウェハの検査を行っている例について説明すると、例えばキャリアから１枚のウェハを取り出して、このウェハに対して上記のプリアライメント工程及びＯＣＲ工程を行った後、このウェハと例えば一方のプローブ装置本体内の検査済みのウェハとを交換する。続いてキャリアに検査済みのウェハを戻すと共に、未検査のウェハを取り出して同様にプリアライメント工程とＯＣＲ工程とを行い、このウェハと例えば他方のプローブ装置本体内の検査済みのウェハとを交換するようにしている。このような構成のプローブ装置では、２台のプローブ装置本体に対して１基の共通の搬送機構でウェハを搬送するようにしているので、１基分の搬送機構の設置スペースを減らすことができるため、プローブ装置の設置面積を低減できる。

しかし、上記の一方のプローブ装置本体内のウェハを交換した後に他方のプローブ装置本体内のウェハを交換するまでには、キャリアへのアクセスや上記のプリアライメント工程あるいはＯＣＲ工程を行う必要があるので長時間を要してしまう。そのために、例えば一方のプローブ装置本体において検査が終了してこの一方のプローブ装置本体内のウェハの入れ替えを行っている時に、他方のプローブ装置本体でも検査が終わっている場合には、その後この他方のプローブ装置本体のウェハを交換するまでの長い時間を当該他方のプローブ装置本体が待機することになり、スループットの低下に繋がってしまう。

一方、上記の搬入アームと搬出アームとが個別に独立して移動できるように夫々のアームに駆動機構を設けて、キャリアへのウェハの搬入出とプローブ装置本体へのウェハの搬入出とを夫々別のアームにより行う手法が知られている。具体的には、搬出アームがキャリアからウェハを取り出して、この搬出アームから搬入アームにウェハを引き渡し、そして搬入アームによりプローブ装置本体内にウェハを搬入するようにしている。そのため、搬入アームがプローブ装置本体にアクセスしている間に搬出アームが次のウェハをキャリアから取り出すことができるので、ウェハの搬送時間が短くなり、ひいてはプローブ装置本体の待機時間が短くなる。しかし、このような構成では、上記のように搬入アームと搬出アームとに個別に駆動機構を設ける必要があるので、プローブ装置のコストが高くなってしまうし、またアームの動作シーケンスが複雑になってしまう。
特許文献１には、複数枚のアームを備えた基板搬送手段が記載されているが、上記のプローブ装置における具体的なアームの動作シーケンスなどについては何ら検討されていない。

また、上記のファインアライメントを行うにあたって、プローブ装置本体内においてウェハチャックの移動領域を確保する必要があるが、ウェハが大口径化するにつれてその移動領域も広くなり、装置の大型化を免れない。更にウェハチャックの移動領域が広くなると、その移動時間も長くなり、アライメントに要する時間も長くなる。また、一方においてスループットを高める要請から、複数のキャリアを搬入できるようにローダ部を構成したり、複数の検査部に対してローダ部を共通化するなどの工夫が行われているが、高スループットを追及すると装置の占有面積が大きくなるというトレードオフの関係も浮上してくる。

従来高スループットを狙ったプローブ装置として、特許文献２に記載の装置が知られている。この装置は、ローダ部の両側にウェハチャックやプローブカードなどを含む２台の検査部を接続した構成となっている。しかしながら検査部自体には小型化の工夫がされていないため、ローダ部の両側に検査部を設けることで装置の占有面積が大きくなるし、またローダ部に搬入されたキャリアとの間でウェハの受け渡しを行うローダ部の長さ方向に進退自在なピンセットと、このピンセットと左右の検査部との間で夫々ウェハの受け渡しを行う２台のスイングアームと、を設置していることから、ウェハの搬送効率が高いとは言い難く、またこれらのスイングアームの移動軌跡を確保しなければならないことから、装置全体の小型化の課題を解決できるものではない。

特開２００１−２５０７６７号公報：段落００３１、第６図 特公平６−６６３６５号公報：第１図

本発明はこのような事情の下になされたものであり、その目的はウェハの搬送効率を高めることによってスループットを向上させると共に、装置の小型化を図りまたこの小型化により高いスループットを得ることができるプローブ装置を提供することにある。

本発明のプローブ装置は、
多数の被検査チップが配列された基板を水平方向及び鉛直方向に移動可能な基板載置台に載せ、プローブカードのプローブに前記被検査チップの電極パッドを接触させて被検査チップの検査を行うプローブ装置において、
複数の基板が収納されたキャリアを載置するロードポートと、
下面にプローブが形成されたプローブカードを備えた複数のプローブ装置本体と、
鉛直軸回りに回転自在及び昇降自在に構成され、前記ロードポートと前記プローブ装置本体との間において前記基板の受け渡しを行うための基板搬送機構と、
前記プローブ装置本体及び前記基板搬送機構に対して制御信号を出力する制御部と、を備え、
前記基板搬送機構は互いに独立して進退自在な少なくとも３枚の基板保持部材を備え、
前記制御部は、前記基板搬送機構によりキャリアから少なくとも２枚の基板を受け取り、これら少なくとも２枚の基板を、空いている基板保持部材を利用して複数のプローブ装置本体内の検査済みの基板と順次交換するように制御信号を出力することを特徴とする。
前記基板搬送機構は、基板の位置合わせを行うために、前記基板保持部材から受け取った基板を回転させる回転部と、前記回転部上の基板の周縁部を含む領域に光を照射して、当該領域を介して通過した光を受光する検出部と、からなるプリアライメント機構を備えていても良い。

本発明は、複数の基板が収納されたキャリアを載置するロードポートと、下面にプローブが形成されたプローブカードを備えた複数のプローブ装置本体と、前記ロードポートと前記プローブ装置本体との間において基板の受け渡しを行うための基板搬送機構と、を備えたプローブ装置において、互いに独立して進退自在な少なくとも３枚の基板保持部材を前記基板搬送機構に設けている。そして、基板搬送機構によりキャリアから少なくとも２枚の基板を受け取るようにしているので、これら少なくとも２枚の基板を、空いている基板保持部材を利用して複数のプローブ装置本体内の検査済みの基板と順次交換できる。そのためプローブ装置本体の待機時間を減らすことができるので、スループットを高めることができる。

［第１の実施の形態］
本発明の第１の実施の形態であるプローブ装置は、図１から図３に示すように、多数の被検査チップが配列された基板であるウェハＷの受け渡しを行うためのローダ部１と、ウェハＷに対してプロービングを行うプローブ装置本体２と、を備えている。先ず、ローダ部１及びプローブ装置本体２の全体のレイアウトについて簡単に説明しておく。
ローダ部１は、複数枚のウェハＷが収納された搬送容器である第１のキャリアＣ１及び第２のキャリアＣ２が夫々搬入される第１のロードポート１１及び第２のロードポート１２と、これらロードポート１１、１２の間に配置された搬送室１０と、を備えている。第１のロードポート１１及び第２のロードポート１２には、Ｙ方向に互いに離間して配置され、第１のキャリアＣ１及び第２のキャリアＣ２の受け渡し口（前面の開口部）が互いに対向するように、これらキャリアＣ１、Ｃ２を夫々載置するための第１の載置台１３及び第２の載置台１４が設けられている。また前記搬送室１０には、基板保持部材であるアーム３０によりウェハＷの搬送を行うウェハ搬送機構(基板搬送機構)３が設けられている。

プローブ装置本体２は、ローダ部１とＸ方向に並ぶように当該ローダ部１に隣接して配置され、プローブ装置本体２の外装部分を構成する筐体２２を備えている。この筐体２２は仕切り壁２０を介してＹ方向に２分割されており、一方の分割部分及び他方の分割部分は、夫々第１の検査部２１Ａ及び第２の検査部２１Ｂを区画形成する外装体に相当する。
第１の検査部２１Ａは、基板載置台であるウェハチャック４Ａと、このウェハチャック４Ａの上方領域をＹ方向（ロードポート１１、１２を結ぶ方向）に移動するカメラを備えた撮像ユニットであるアライメントブリッジ５Ａと、筐体２２の天井部をなすヘッドプレート２０１に設けられたプローブカード６Ａと、を備えている。第２の検査部２１Ｂについても同様に構成され、ウェハチャック４Ｂ、アライメントブリッジ５Ｂ及びプローブカード６Ｂを備えている。

次にローダ部１に関して詳述する。第１のロードポート１１及び第２のロードポート１２は、互いに対称にかつ同一に構成されているため、第１のロードポート１１の構造を図４に代表して示しておく。ローダ部１は、図３及び図４に示すように仕切り壁２０ａによって前記搬送室１０から仕切られており、この仕切り壁２０ａには、シャッターＳとこのシャッターＳと共に第１のキャリアＣ１の受け渡し口を一体的に開閉するための図示しない開閉機構とが設けられている。また、第１の載置台１３は、第１の載置台１３の下方側に設けられた図示しない回転機構により、時計回り及び反時計回りにそれぞれ９０度ずつ回転できるように構成されている。
即ち、この第１の載置台１３は、例えばプローブ装置の正面側（図中Ｘ方向右側）から、フープと呼ばれる密閉型のキャリアＣ１が前面の開口部をプローブ装置側（Ｘ方向左側）に向けて、クリーンルーム内の図示しない自動搬送車（ＡＧＶ）により第１の載置台１３に載置されると、この第１の載置台１３が時計回りに９０度回転し、開口部を前述のシャッターＳに相対向させ、また同様に第１のキャリアＣ１を第１の載置台１３から搬出する時には、第１のキャリアＣ１を反時計回りに９０度回転させるように構成されている。

第１のキャリアＣ１とウェハ搬送機構３との間におけるウェハＷの受け渡しは、第１のキャリアＣ１の開口部をシャッターＳ側に相対向させ、既述の開閉機構２０ｂによりシャッターＳと第１のキャリアＣ１の受け渡し口とを一体的に開放し、搬送室１０と第１のキャリアＣ１内とを連通させて、ウェハ搬送機構３を第１のキャリアＣ１に対して進退させることにより行われる。

ウェハ搬送機構３は、図５に示すように、搬送基台３５と、この搬送基台３５を鉛直軸回りに回転させる回転軸３ａと、この回転軸３ａを昇降させる昇降機構３ｂと、を備えている。この搬送基台３５上には、先端部が矩形に切り欠かかれた３枚のアーム３０（上段アーム３１、中段アーム３２、下段アーム３３）が進退自在に設けられており、各々のアーム３０が互いに独立して進退して、ウェハＷの搬送を行う役割を有している。回転軸３ａの回転中心は、第１のキャリアＣ１と第２のキャリアＣ２との中間、即ち第１のキャリアＣ１及び第２のキャリアＣ２から等距離位置に設定されている。また、ウェハ搬送機構３は、第１のキャリアＣ１または第２のキャリアＣ２との間でウェハＷを受け渡すための上位置と、第１の検査部２１Ａまたは第２の検査部２１Ｂとの間でウェハＷを受け渡すための下位置と、の間で昇降できるように構成されている。

この搬送室１０内の下方には、上記のウェハ搬送機構３の動作（回転及び昇降）と干渉しない位置例えばこのウェハ搬送機構３の回転中心から第２の載置台１４側に離れた位置に、ウェハＷのプリアライメントを行うためのプリアライメント機構３９が設けられている。このプリアライメント機構３９は、ウェハＷを載置して鉛直軸回りに回転させる回転載置台５００と、この回転載置台５００上に載置されるウェハＷの周縁部を含む領域を上下に挟むように設けられた発光センサ及び受光センサからなる検出部である光センサ３７と、これらの回転載置台５００及び光センサ２７を下方にて支持するベース５０１と、を備えている。この回転載置台５００は、当該回転載置台５００がアーム３０の先端の切り欠き部内に入り込めるように、この切り欠き部の開口寸法よりも幅寸法が細くなるように構成されている。尚、図示していないが、ローダ部１には、光センサ３７からの検出信号に基づいてウェハＷのノッチやオリフラなどの方向基準部とウェハＷの中心位置とを検出し、その検出結果に基づいてノッチ等が所定の向きを向くように回転載置台５００を回転させるコントローラが付設されている。

光センサ３７と回転載置台５００とからなるプリアライメント機構３９によるウェハＷの向きの調整（プリアライメント）について、以下に簡単に説明する。先ず、ウェハ搬送機構３により回転載置台５００上にウェハＷを載置して、回転載置台５００によりウェハＷを回転させると共に、光センサ３７の発光部からウェハＷの周縁部（端部）を含む領域を介して受光部に向けて光を照射する。この光センサ３７によりウェハＷの外周縁の軌跡が読み取られて、ウェハＷの向きと中心位置とが把握される。そして、ウェハＷが回転載置台５００上において所定の向きとなるようにこの回転載置台５００を停止させ、次いでウェハ搬送機構３にウェハＷを引き渡すことにより、ウェハＷの向きを調整する。その後、例えば第１の検査部２１Ａのウェハチャック４ＡにウェハＷを載置するときに、ウェハＷの偏心が修正されるように、ウェハ搬送機構３の位置を調整する。こうして、ウェハＷの向き及び偏心の調整が行われる。
また、図示を省略しているが、例えば搬送室１０内には、例えばウェハＷの表面に形成された個体識別用の標識などのＩＤを判別するための例えばカメラなどからなるＯＣＲ機構（カセット）が設けられており、例えば上記のプリアライメント工程の後に、上記のＩＤが取得されるように構成されている。

次に、プローブ装置本体２について詳述する。このプローブ装置本体２の筐体２２においてローダ部１側の側壁には、第１の検査部２１Ａと第２の検査部２１Ｂとの間においてウェハＷを受け渡すために、横方向（Ｙ方向）に伸びる帯状の搬送口２２ａが開口している。尚、これらの第１の検査部２１Ａと第２の検査部２１Ｂとは、ウェハ搬送機構３の回転中心を通り、第１のロードポート１１と第２のロードポート１２とを結ぶ直線に直交する水平ラインＨＬに対して、それぞれのウェハＷの受け渡し位置、ウェハＷ表面の撮像位置及びプローブカード６Ａの設置位置などが左右対称となり、且つ同じ構成となっているため、説明の重複を避けるために、第１の検査部２１Ａについて、図３、図６及び図７を参照して説明する。

検査部２１Ａは、基台２３を備えており、この基台２３上には、Ｙ方向に伸びるガイドレールに沿って、例えばボールネジなどによりＹ方向に駆動されるＹステージ２４と、Ｘ方向に伸びるガイドレールに沿って、例えばボールネジによりＸ方向に駆動されるＸステージ２５と、が下からこの順番で設けられている。このＸステージ２５とＹステージ２４とには、それぞれエンコーダが組み合わされたモーターが設けられているが、ここでは省略している。

Ｘステージ２５上には、エンコーダが組み合わされた図示しないモータによりＺ方向に駆動されるＺ移動部２６が設けられており、このＺ移動部２６には、Ｚ軸のまわりに回転自在な（θ方向に移動自在な）基板載置台であるウェハチャック４Ａが設けられている。従ってこのウェハチャック４Ａは、Ｘ、Ｙ、Ｚ、θ方向に移動できることになる。Ｘステージ２５、Ｙステージ２４及びＺ移動部２６は、駆動部をなし、ウェハ搬送機構３との間においてウェハＷの受け渡しを行うための受け渡し位置と、後述するように、ウェハＷ表面の撮像位置と、プローブカード６Ａのプローブ針２９にコンタクトするコンタクト位置（検査位置）と、の間でウェハチャック４Ａを駆動できるように構成されている。

ウェハチャック４Ａの移動領域の上方には、プローブカード６Ａがヘッドプレート２０１に着脱自在に取り付けられている。尚、プローブカード６Ａの取り付け構造や交換方法などについては、後で詳述する。プローブカード６Ａの上面側には、電極群が形成されており、この電極群と図示しないテストヘッドとの間において電気的導通を取るために、プローブカード６Ａの上方には、プローブカード６Ａの電極群の配置位置に対応するように電極部であるポゴピン２８ａが下面に多数形成されたポゴピンユニット２８が設けられている。このポゴピンユニット２８の上面には、通常は図示しないテストヘッドが位置するが、この例ではテストヘッドはプローブ装置本体２とは別の位置に配置され、ポゴピンユニット２８とテストヘッドとは図示しないケーブルで接続されている。

また、プローブカード６Ａの下面側には、上面側の電極群に夫々電気的に接続された、プローブ例えばウェハＷの表面に対して垂直に伸びる垂直針（線材プローブ針）が、ウェハＷの電極パッドの配列に対応して、例えばプローブカード６Ａの全面に設けられている。プローブとしては、ウェハＷの表面に対して斜め下方に伸びる金属線よりなるプローブ針２９や、フレキシブルなフィルムに形成された金バンプ電極などであってもよい。プローブカード６Ａは、この例ではウェハＷ表面の被検査チップ（ＩＣチップ）の全ての電極パッドに一括してコンタクトできるように構成されており、従って一回のコンタクトで電気的特性の測定が終了する。

既述のＺ移動部２６におけるウェハチャック４Ａの仕切り壁２０側における側方位置には、プローブ針２９撮像用の第１の撮像手段である、視野が上向きのマイクロカメラ４１が固定板４１ａを介して固定されている。このマイクロカメラ４１は、プローブ針２９の針先やプローブカード６Ａのアライメントマークを拡大して撮れるように、ＣＣＤカメラを含む高倍率のカメラとして構成されている。このマイクロカメラ４１は、ウェハチャック４ＡにおけるＸ方向の概ね中間点に位置している。また、マイクロカメラ４１は、アライメント時にプローブ針２９の配列の向き及び位置を調べるために、特定のプローブ針２９例えばＸ方向の両端のプローブ針２９及びＹ方向の両端のプローブ針２９を撮像し、また定期的に各プローブ針２９の状態を観察するために、全てのプローブ針２９を順次撮像するといった役割を持っている。

また、固定板４１ａの上には、マイクロカメラ４１に隣接して、プローブ針２９の配列を広い領域で撮るための低倍率のカメラであるマクロカメラ４２が固定されている。更に固定板４１ａには、マイクロカメラ４１の合焦面に対して光軸と交差する方向に進退機構４３により進退できるように、ターゲット４４が設けられている。このターゲット４４は、マイクロカメラ４１及び後述のマイクロカメラ４５により画像認識できるように構成されており、例えば透明なガラス板に、位置合わせ用の被写体である円形の金属膜例えば直径１４０ミクロンの金属膜が蒸着されている。図７（ａ）、（ｂ）は、それぞれウェハチャック４Ａとマイクロカメラ４１及びマクロカメラ４２との位置関係を概略的に示す平面図及び側面図である。尚、この図７においては、既述のターゲット４４や進退機構４３の図示を省略している。

ウェハチャック４Ａとプローブカード６Ａとの間の領域における筐体２２の内壁面のＸ方向の両側（手前側と奥側）には、Ｙ方向に沿ってガイドレール４７が設けられている。このガイドレール４７に沿って、図８に示すように、撮像ユニットであるアライメントブリッジ５Ａが後述の標準位置及び撮像位置の間においてＹ方向に移動自在に設けられている。

アライメントブリッジ５Ａには、基板撮像用の第２の撮像手段をなす視野が下向きのマイクロカメラ４５が例えばＸ方向に沿って、一列に等間隔に複数例えば３個設けられている。３個のマイクロカメラ４５のうち中央のマイクロカメラ４５は、Ｘ方向におけるウェハチャック４Ａの移動範囲の中央に位置し、両端のマイクロカメラ４５は、ウェハチャック４Ａの中心とウェハＷの最外の被検査チップとの距離と同じかそれよりも短い距離例えばウェハＷの直径の１／３の距離だけ中央のマイクロカメラ４５から離れている。また、マイクロカメラ４５は、ウェハＷの表面を拡大して撮像できるように、ＣＣＤカメラを含む高倍率のカメラとして構成されている。このマイクロカメラ４５の側方におけるアライメントブリッジ５Ａには、ウェハＷを広い視野で確認するための低倍率カメラ４６が設けられている。尚、低倍率カメラ４６については、図２以外では図示を省略する。

上記のアライメントブリッジ５Ａの停止位置である標準位置は、ウェハチャック４Ａとウェハ搬送機構３との間でウェハＷの受け渡しを行う時、ウェハＷがプローブカード６Ａにコンタクトしている時及び前記第１の撮像手段（マイクロカメラ４１）によりプローブ針２９の撮像を行っている時に、ウェハチャック４Ａやウェハ搬送機構３にアライメントブリッジ５Ａが干渉しないように退避する位置である。また、前記撮像位置は、アライメントブリッジ５Ａのマイクロカメラ４５及び低倍率カメラ４６によりウェハＷの表面を撮像する時の位置である。このマイクロカメラ４５及び低倍率カメラ４６によるウェハＷの表面の撮像は、撮像位置にアライメントブリッジ５Ａを固定して、ウェハチャック４Ａを移動させることにより行われる。

そして、この撮像位置は、図９の下側にも示すように、プローブカード６Ａの中心位置よりもＹ軸方向の奥側（プローブ装置本体２の中心側）に偏移している。この理由は、以下の通りである。
既述のように、マイクロカメラ４１がウェハチャック４Ａの側面（Ｙ軸方向手前側）に設けられており、このマイクロカメラ４１によりプローブ針２９を撮像する時には、図９の中段にも示すように、ウェハチャック４ＡのＹ軸方向における移動ストロークＤ２（ウェハチャック４Ａの中心位置Ｏ１の移動範囲）がプローブカード６Ａの中心位置Ｏ２からＹ軸方向の奥側にずれている。一方、図９の上段に示すように、コンタクト時（ウェハＷとプローブ針２９とを接触させる時）におけるウェハチャック４Ａの移動ストロークＤ１は、例えばプローブカード６Ａの下面にウェハＷとプローブ針２９とを一括して接触させるために、多数のプローブ針２９が形成されているので、非常に短い距離となっている。そのために、アライメントブリッジ５Ａの撮像位置をプローブカード６Ａの中心位置Ｏ２と合わせると、マイクロカメラ４５によりウェハＷの表面を撮像するときのウェハチャック４Ａの移動ストロークＤ３が前述の移動ストロークＤ１の右側に飛び出してしまう。

そこで、アライメントブリッジ５Ａの撮像位置をＹ軸方向の手前側に偏移させ、移動ストロークＤ２、Ｄ３が重なるようにして、ウェハチャック４Ａの移動ストロークＤ１〜Ｄ３を含む領域である可動ストローク（移動可能な範囲）Ｄ４が短くなるように、つまりプローブ装置本体２のＹ軸方向の長さが短くなるようにしている。尚、移動ストロークＤ２、Ｄ３が同じ範囲でなくとも、アライメントブリッジ５Ａの撮像位置がプローブカード６Ａの中心位置Ｏ２よりもＹ軸方向の奥側にずれていれば良い。

また、図２に示すように、プローブ装置には、例えばコンピュータからなる制御部１５が設けられており、この制御部１５は、プログラム、メモリ、ＣＰＵからなるデータ処理部などを備えている。このプログラムは、キャリアＣがロードポート１１（１２）に搬入された後、ウェハＷに対して検査が行われ、その後ウェハＷがキャリアＣに戻されてキャリアＣが搬出されるまでの一連の各部の動作を制御するようにステップ群が組まれている。このプログラム（処理パラメータの入力操作や表示に関するプログラムも含む）は、例えばフレキシブルディスク、コンパクトディスク、ＭＯ（光磁気ディスク）、ハードディスクなどの記憶媒体１６に格納されて制御部１５にインストールされる。

次に、上記プローブ装置の作用について、以下に説明する。先ず、クリーンルーム内の自動搬送車（ＡＧＶ）により、ロードポート１１（１２）におけるプローブ装置本体２とは反対側から当該ロードポート１１にキャリアＣが搬入される。この時キャリアＣの受け渡し口はプローブ装置本体２に向いているが、載置台１３（１４）が回転してシャッターＳと対向する。その後載置台１３が前進してキャリアＣがシャッターＳ側に押しつけられ、キャリアＣの蓋とシャッターＳとが取り外される。
次いで、キャリアＣ内からウェハＷが取り出されて、検査部２１Ａ（２１Ｂ）に搬送されるが、これ以降の作用説明については、既に２枚のウェハＷ１、Ｗ２が各々第１の検査部２１Ａ及び第２の検査部２１Ｂにて検査されており、この状態において後続のウェハＷ３及びウェハＷ４がキャリアＣから取出され、一連の工程が行われる様子について説明する。

先ず図１０に示すように、上段アーム３１が第２のキャリアＣ２内に進入し、ウェハＷ３を受け取って後退する。次いで、同様に中段アーム３２が第２のキャリアＣ２内に進入して、ウェハＷ４を受け取って後退する。そして、ウェハ搬送機構３は、下位置に下降すると共に、アーム３１（３２）が回転載置台５００に対してアクセスできる向きとなるように回転する。続いて、図１１に示すように例えば上段アーム３１上のウェハＷ３が回転載置台５００の上方位置に位置するまで上段アーム３１が回転載置台５００側に伸び出して、次いでウェハ搬送機構３が僅かに下降して回転載置台５００上にウェハＷ３を載置する。そして、回転載置台５００が回転すると共に光センサ３７によりウェハＷ３の周縁部を含む領域に光を照射し、当該周縁部を含む領域を介して通過した光を受光する。この光センサ３７の検出結果に基づいて、第１、第２の検査部２１Ａ、２１Ｂのうち、このウェハＷ３が搬入される検査部２１Ａ（２１Ｂ）に対応したノッチの向きとなるように、ウェハＷ３の向きが調整され、また偏心についても検出されて、プリアライメントが行われる。そして、ウェハ搬送機構３が上昇してウェハＷ３を受け取る。また、同様にウェハＷ４についても、このウェハＷ４が搬入される検査部２１Ａ（２１Ｂ）に対応したノッチの向きとなるように、ウェハＷ４の向きの調整と偏心の検出とを行う。そして、既述の図示しないＯＣＲ機構により、これらのウェハＷ３、４の表面に形成されたＩＤを取得する。

次に、第１の検査部２１Ａ内のウェハＷ１とウェハ搬送機構３上のウェハＷ３との交換を行う。後述の実施例において説明する図４９（１）に、このときのウェハ搬送機構３の一連の動作を概略的に示しておく。ウェハＷ１の検査が終了している場合には、ウェハチャック４Ａが図１２に示すように、仕切り壁２０に寄った受け渡し位置に移動する。そして、ウェハチャック４Ａのバキュームチャックが解除されて、ウェハチャック４Ａ内のリフトピンが上昇し、ウェハＷ１を上昇させる。次いで、空の下段アーム３３がウェハチャック４Ａ上に進入し、ウェハ搬送機構３が上昇することでウェハＷ１を受け取り、後退する。また、ウェハ搬送機構３が僅かに下降し、上段アーム３１がウェハチャック４Ａ上に進入し、先のプリアライメントによりウェハＷ３の中心位置がずれていたと判断された場合には、ウェハＷ３の偏心を修正するように、図示しない前記リフトピンと上段アーム３１との協働作用により、ウェハチャック４Ａ上にウェハＷ３を載置する。

そして、図１３に示すように、第１の検査部２１ＡにウェハＷ３を引き渡して空になった上段アーム３１を第２の検査部２１Ｂに進入させて、ウェハチャック４Ｂから同様にして検査済みのウェハＷ２を受け取り、後退させた後、中段アーム３２をウェハチャック４Ｂ上に進入させて、検査前のウェハＷ４を中段アーム３２からウェハチャック４Ｂに引き渡す。
その後、ウェハ搬送機構３が上昇し、ウェハＷ１とウェハＷ２とを例えば第１のキャリアＣ１に戻し、また次のウェハＷ（ウェハＷ５、Ｗ６）についても同様にして２枚ずつキャリアＣから取出して、同様に処理が行われる。

一方、第１の検査部２１Ａにおいては、ウェハチャック４ＡにウェハＷ３が引き渡された後、ウェハチャック４Ａに設けられたマイクロカメラ４１により、プローブカード６Ａのプローブ針２９の撮像を行う。具体的には例えばＸ方向に最も離れている両端のプローブ針２９及びＹ方向に最も離れている両端のプローブ針２９を撮像してプローブカード６Ａの中心とプローブ針２９の並びの方向とを把握する。この場合、ウェハチャック４Ａに設けられたマクロカメラ４２により、目標位置近傍のエリアを見つけ出し、その後マイクロカメラ４１により目標のプローブ針２９の針先位置を検出する。尚、このときアライメントブリッジ５Ａは、図８に示す標準位置に退避している。

次に、アライメントブリッジ５ＡをウェハＷ３の撮像位置まで移動させ（図８参照）ると共に、ターゲット４４（図６参照）をウェハチャック４Ａ側のマイクロカメラ４１とアライメントブリッジ５Ａ側のマイクロカメラ４５との間の領域に突出させ、両カメラ４１、４５の焦点及び光軸をターゲット４４のターゲットマークに一致するようにウェハチャック４Ａの位置を合わせ、いわゆる両カメラ４１、４５の原点出しを行う。

続いてターゲット４４を退避させた後、ウェハチャック４Ａをアライメントブリッジ５Ａの下方側に位置させ、ウェハＷ３上に形成された複数の特定点がアライメントブリッジ５Ａの３つのマイクロカメラ４５のいずれかにより撮像できるようにウェハチャック４Ａを移動させる。なおこの場合においても、マクロカメラ４６の撮像結果によりウェハチャック４ＡをウェハＷ上の目標領域付近まで誘導する。この例では既述のように３つのマイクロカメラ４５の互いの間隔がウェハＷ３の直径の１／３に設定されているので、これらマイクロカメラ４５により仮にウェハＷの全面を順次撮像したとしても、Ｘ方向へのウェハＷ３の移動距離（Ｘステージ２５を移動させるために必要なボールネジの駆動量）は、図１４に示すように、一端側のマイクロカメラ４５とウェハＷ３の一端（同図中の周縁の向かって左端）とが重なる位置と他端側のマイクロカメラ４５とウェハＷ３の他端側とが重なる位置との間で、ウェハチャック４Ａの中心部が移動する距離Ｌ１となり、ウェハＷ３の直径に比べて概ね１／３の距離で済む。このためウェハＷ３上の特定点がウェハＷ３の周縁部に位置していても、ウェハチャック４ＡのＸ方向の移動距離は小さくなる。

こうして各撮像を行ったウェハチャック４Ａの位置及び前記原点出しを行ったときのウェハチャック４Ａの位置から、制御部１５側ではウェハＷ３上の各電極パッドとプローブカード６Ａの各プローブ針２９とがコンタクトするウェハチャック４Ａの座標が計算できることになる。そして計算されたコンタクト座標位置にウェハチャック４Ａを移動させ、ウェハＷ３上の各電極パッドとプローブカード６Ａの各プローブ針２９とを一括コンタクトさせる。そして図示しないテストヘッドからポゴピンユニット２８及びプローブカード６Ａを介してウェハＷ３上の各ＩＣチップの電極パッドに所定の電気的信号を送り、これにより各ＩＣチップの電気的特性の検査を行う。その後、既述のウェハＷ１と同様に、ウェハチャック４Ｂを受け渡し位置に移動させ、ウェハ搬送機構３によりウェハチャック４ＢからウェハＷ３を搬出する。なお第２の検査部２１Ｂに搬入されたウェハＷ４についても同様にして検査が行われる。

上述の実施の形態によれば、ウェハ搬送機構３に３枚のアーム３０（３１〜３３）を設けて、このウェハ搬送機構３により２枚の未検査のウェハＷをキャリアＣから受け取るようにしている。そのため、２台の検査部２１にウェハＷを順次搬送できるので、検査部２１の待機時間を減らすことができ、プローブ装置のスループットを高めることができる。従って、例えばウェハＷ１及びウェハＷ２を搬送する時（プローブ装置においてウェハＷの検査を開始するとき）においても、ウェハＷを２台の検査部２１に順次搬送できるので、検査部２１での検査を早く開始することができ、その結果スループットを高めることができる。また、例えば既述の例のようにウェハＷの交換を行う時には、検査部２１においてウェハＷを検査している間に未検査のウェハＷに対してプリアライメント工程などを行っておくことができるので、検査終了後に直ぐにウェハＷを交換でき、更に検査部２１の待機時間を短縮できる。

また、従来の例のように、ウェハＷを検査部２１に搬送するアームと検査部２１からウェハＷを回収するアームとを区別せずに、３枚のアーム３０のうちウェハＷを搬送していない（空いている）アーム３３を利用して検査済みのウェハＷを回収するようにしている。つまり、上記の例では第１の検査部２１Ａにおいては下段アーム３３にはウェハＷが載置されていないためこの下段アーム３３によりウェハＷ１を受け取ることができるし、またこのウェハＷ１に替えて第１の検査部２１Ａに上段アーム３１上のウェハＷ３を搬入するので、この上段アーム３１上にはウェハＷがなくなるため第２の検査部２１Ｂにおいては上段アーム３１により検査済みのウェハＷ２を受け取ることができる。そのため、上記のようにウェハＷの搬送効率を高める（ウェハＷの搬送時間を短縮する）ことができる。また、このように空いているアーム３３を利用することによって、搬送するウェハＷの枚数に対してアーム３３の枚数を１枚増やすだけで複数枚のウェハＷの交換を行うことができるので、ウェハ搬送機構３の大型化を抑えることができる。

また、互いに向き合うように２個のキャリアＣを夫々載置するための第１及び第２のロードポート１１、１２と、これらロードポート１１、１２の中間位置に回転中心を有するウェハ搬送機構３と、これらロードポート１１、１２の並びに沿って配置されかつ互いに対称な、即ちウェハＷの受け渡し時のウェハチャック４Ａ、４Ｂの位置、ウェハＷ撮像時のウェハチャック４Ａ、４Ｂの移動領域及びプローブカード６Ａ、６Ｂの位置が前記水平ラインＨＬ（図２参照）に対して対称な第１及び第２の検査部２１Ａ、２１Ｂと、を設け、そして前記キャリアＣと検査部２１Ａ（または２１Ｂ）のウェハチャック４Ａ（または４Ｂ）との間でウェハ搬送機構３によりウェハＷの受け渡しを直接行うように構成している。このため、装置の小型化を図ることができ、また第１及び第２の検査部２１Ａ及び２１ＢにてウェハＷの検査を並行して行うことができると共に、キャリアＣとウェハチャック４Ａ、４Ｂとの間で直接搬送を行っていることから、基板の検査効率、搬送効率が高く、このため高スループット化を図ることができる。
また、アライメントブリッジ５Ａ（５Ｂ）にＸ方向に沿って３つのマイクロカメラ４５を例えばウェハＷの直径の１／３の間隔で配列しているため、既述のようにこれらカメラ４５によるウェハＷの表面の撮像時において、ウェハチャック４Ａ（４Ｂ）の移動領域が少なくて済む。

ところで、上記の一括コンタクトを行う場合に対して、例えば多数回コンタクトを行う場合には、図１５に示すように、コンタクト時におけるウェハチャック４Ａの移動ストロークＤ１’の中心位置は、プローブカード５０の中心位置Ｏ２とほぼ合致させていた。また、アライメントブリッジ５Ａの撮像位置をこの移動ストロークＤ１’の中心位置（プローブカード６Ａの中心位置Ｏ２）に合わせていたので、ウェハＷ撮像時の移動ストロークＤ３’は、コンタクト時の移動ストロークＤ１’と同じ範囲となっていた。この時には、プローブ針２９の配列領域が狭いので、このプローブ針２９を撮像するために必要なウェハチャック４Ａの移動ストロークＤ２’がかなり短いことから、これらの移動ストロークＤ１’〜Ｄ３’を含むウェハチャック４Ａの可動ストロークＤ４’は、既述のプローブカード６Ａを用いた時の可動ストロークＤ４とほぼ同程度となっており、その長さが最小限に抑えられていた。

しかし、この状態（コンタクト時の移動ストロークＤ１’とウェハＷ撮像時の移動ストロークＤ３’とにおける中心位置を合わせた状態）で、ウェハＷの全面に対応する領域に形成されたプローブ針２９を撮像しようとすると、プローブ針２９を撮像するときの移動ストロークＤ２を含むように、ウェハチャック４Ａの可動ストロークＤ４’を広くする必要があり、結果としてプローブ装置本体２が大きくなってしまう。そこで、この実施の形態では、上述したように、プローブ装置本体２を一括コンタクトのプローブカード６Ａに特化するように、プローブ針２９撮像時の移動ストロークＤ２とウェハＷ撮像時の移動ストロークＤ３とにおけるウェハチャック４Ａの中心位置を合わせるようにしており、これによってウェハチャック４Ａの可動ストロークＤ４を短くすることができ、プローブ装置本体２を小さくすることができる。

［第１の実施の形態の変形例］
次に、上記の第１の実施の形態の変形例について、図１６、図１７を参照して説明する。
この例では、ウェハ搬送機構３は、ウェハＷのプリアライメントを行うためのプリアライメント機構３９を備えている。このプリアライメント機構３９は、搬送基台３５内を貫通して昇降しかつ回転自在な軸部３６ａと、この軸部の頂部に設けられ、通常時は搬送基台３５の表面の凹部に嵌合して当該表面と面一になる回転ステージであるチャック部３６と、を備えている。このチャック部３６は、途中まで縮退した状態にあるアーム３０上のウェハＷの中心位置に対応する位置に設定され、各段のアーム３０上のウェハＷをそのアーム３０から僅かに持ち上げて回転できるように構成されている。

また、プリアライメント機構３９は、チャック部３６にて回転されるウェハＷの周縁を検出する発光センサ及び受光センサからなる検出部である光センサ３７、３８を備えている。この光センサ３７、３８は、アーム３０の移動領域から横に外れた位置にて搬送基台３５を介して固定されており、この例では、プリアライメントの対象となるウェハＷを下段アーム３３上のウェハＷ及び中段アーム３２上のウェハＷとしているため、チャック部３６により持ち上げられた各ウェハＷの周縁の上下であってかつウェハＷのアクセス時にウェハＷと干渉しない高さレベルに設定されている。

この実施の形態のプリアライメント機構３９によるウェハＷの向きの調整（プリアライメント）を含めた作用について、下段アーム３３上のウェハＷを例に取り、以下に簡単に説明する。尚、この例においては、プリアライメント以外の工程については既述の例と同じ工程となるため、説明を省略する。

先ず、例えば下段アーム３３がキャリアＣ内に進入し、ウェハＷを受け取ってプリアライメントを行う位置まで後退する。そして、図１８に示すように、チャック部３６により下段アーム３３上のウェハＷを僅かに持ち上げて、ウェハＷを回転させると共に、光センサ３８の発光部からウェハＷの周縁部（端部）を含む領域を介して受光部に向けて光を照射する。そして、この光センサ３８の検出結果に基づいて、第１、第２の検査部２１Ａ、２１Ｂのうち、このウェハＷが搬入される検査部２１Ａ（２１Ｂ）に対応したノッチの向きとなるようにチャック部３６を停止させ、またチャック部３６を下降させて、下段アーム３３上にウェハＷを引き渡すことによりウェハＷの向きを調整する。その後、例えば検査部２１Ａ（２１Ｂ）のウェハチャック４ＡにウェハＷを載置するときに、ウェハＷの偏心が修正されるように、ウェハ搬送機構３の位置を調整する。こうして、ウェハＷの向き及び偏心の調整が行われる。尚、図１６では、この光センサ３７、３８の図示を省略している。

この実施の形態によれば、上述の第１の実施の形態の効果に加えて、以下の効果が得られる。つまり、ウェハ搬送機構３にプリアライメントを行うためのチャック部３６などのプリアライメント機構３９を組み合わせて設けているので、ウェハ搬送機構３がウェハＷを取り出した後、プリアライメント機構３９が設けられている場所まで移動しなくてよいため、ウェハＷの搬送効率を高める（ウェハＷの搬送時間を短縮する）ことができる。また、プリアライメント機構３９の設置スペースを別途設けなくて良いので、装置の設置面積を抑えることができる。

ここで、プローブカード６Ａを交換するための機構及びポゴピンユニット２８の周辺部分について、図１９〜図２１を参照しながら説明する。
ヘッドプレート２０１には、ウェハＷの検査を行うための検査位置（ポゴピンユニット２８の真下位置）と、筐体２２の外部（仕切り壁２０とは反対側の側方部）における交換位置と、の間でプローブカード６Ａを案内するための一対のガイドレール８０がＹ方向に伸びるように設けられている。このガイドレール８０には、トレイ８２の端部が嵌合されており、このトレイ８２は、トレイ８２上に固定されたカードホルダ８１と共にガイドレール８０に沿ってＹ方向に移動可能に構成されている。また、このカードホルダ８１には、プローブカード６Ａがクランプされていて、例えばトレイ８２に対してプローブカード６Ａとカードホルダ８１とを所定の向きに回転させることにより、プローブカード６Ａとカードホルダ８１とを一体的に着脱できるように、トレイ８２は図示しない着脱機構などを備えている。

一方、ポゴピンユニット２８は、ヘッドプレート２０１の開口部に設けられた昇降部８３により、図１９に示すプローブカード６Ａに接触する位置と、図２０に示す上方位置と、の間で昇降できるように構成されている。従って、プローブカード６Ａの交換時には、ポゴピンユニット２８を上昇させた後、図２１に示すように、トレイ８２を交換位置まで引き出し、プローブカード６Ａあるいはプローブカード６Ａとカードホルダ８１とを所定の向きに回転させて、プローブカード６Ａを取り外す。そして、新たなプローブカード６Ａをトレイ８２に載せて、所定の向きに位置設定し、取り外し時と逆の経路でトレイ８２を介してガイドレール８０上を検査位置まで案内し、ポゴピンユニット２８を下降させる。

尚、プローブカード６Ａ交換時におけるカードホルダ８１の移動領域と、アライメントブリッジ５Ａの移動領域と、はそれぞれが干渉しないように上下に分かれており、プローブカード６Ａ交換時には、アライメントブリッジ５Ａは例えば図２に示す実線位置に設定される。このように、アライメントブリッジ５Ａとプローブカード６Ａとが干渉しないので、アライメントブリッジ５Ａの位置にかかわらずプローブカード６Ａの交換を行うことができる。またヘッドプレート２０１とプローブカード６Ａとの交換機構（ガイドレール８０等）が一体化しているので、ヘッドプレート２０１を開けてメンテナンスを行うことができる。尚、第２の検査部２１Ｂにおいても、同様にプローブカード６Ｂの交換機構が設けられている。

また、このようなプローブカード６Ａの交換方法の他にも、例えば図２２に示すように、検査位置と交換位置との間で水平方向にスイング可能な搬送台９０ａを備え、かつ昇降可能な交換部材９０により、検査位置に位置するプローブカード６Ａを下降させ、その後この交換部材９０を筐体２２の外側にスイングさせてプローブカード６Ａを交換位置に取出すことにより、プローブカード６Ａの交換を行うようにしても良い。しかしながら、この場合には、ヘッドプレート２０１を開け、更に交換部材９０を外へ退避させないとメンテナンスを行いにくいことから、図１９〜図２１の交換機構を用いる方が有利である。

［第１の実施の形態の応用例］
次に、上述した第１の実施の形態の応用例を、図２３〜図２６に示しておく。尚、図示の繁雑化を避けるために、既述のプリアライメント機構３９の記載については省略する。以下の例についても同様とする。
図２３の例では、第１の実施の形態に係るプローブ装置本体２を、ローダ部１の両側（Ｘ軸方向）に並べている。ウェハ搬送機構３のアーム２０の枚数は３枚でも良いが、この場合４つの検査部に対してウェハ搬送機構３が共通になるため、５枚（４＋１）のアームをウェハ搬送機構３に持たせ、４枚のウェハＷをウェハ搬送機構３により取出して順次４つの検査部に搬入するようにしても良い。このように、複数台の検査部に対して複数枚のアームをウェハ搬送機構３に持たせて、複数枚のウェハＷの搬送を行うようにしても良い。この複数台の検査部を備えたプローブ装置に本発明を適用することにより、更にウェハＷの搬送効率を高めることができ、またプローブ装置のスループットを高めることができる。尚、この場合には、複数枚例えばアームの枚数よりも１枚少ない枚数のウェハＷをキャリアＣから取り出すようにしても良い。更にまた図２４の例では、第１の実施の形態におけるプローブ装置本体２とローダ部１とを２組設けて、各々のプローブ装置本体２側が隣接するように並べている。

更にまた図２５の例では、第１の実施の形態に係るプローブ装置３００を、プローブ装置本体２側が互いに対向するように、Ｘ方向に間隔をおいて２台並べると共に、この２台の組をＹ方向に間隔をおいて並べている。このプローブ装置３００、３００間の空間は、例えばクリーンルーム内において、キャリアＣを搬送するための図示しない搬送手段の移動や、あるいはプローブカード６Ａ、６Ｂの交換のためのスペースとして利用される。

また、図２６の例では、ウェハチャック４Ａ、４Ｂの温度調整を行う場合に、Ｘ方向に並ぶ２台のプローブ装置３００の間に、その離間領域の中心に対して点対称に各々のチラーなどの温調器６０、６０を設置して、この温調器６０とプローブ装置３００とを温調媒体路６１により接続している。このようなレイアウトを用いれば、クリーンルーム内におけるプローブ装置３００の設置スペースが抑えられる。

［第２の実施の形態］
この実施の形態は、図２７に示すように、検査部２１の向きを９０度変えて、アライメントブリッジ５Ａ、５Ｂの移動方向が既述の移動方向に対して直角となるようにプローブ装置本体２をローダ部１に接続した構成であり、それ以外の構成は第１の実施の形態と同様である。従って、この場合においても、第１の検査部２１Ａ及び第２の検査部２１Ｂは、前記水平ラインＨＬに対して対象に構成されている。また、このプローブ装置では、既述の図２２に示すスイング方式によりプローブカード６Ａの交換を行うようにしており、この場合既述のようにプローブカード６Ａの交換部材９０とアライメントブリッジ５Ａとが干渉するため、プローブカード６Ａの交換時には、例えば図２８に示すように、アライメントブリッジ５Ａをローダ部１側に寄せた退避位置に退避させるようにしている。２００はプローブカード６Ａの交換エリアである。尚、図２９に示すように、このような構成のプローブ装置においても、既述の図２３と同様に、プローブ装置本体２をローダ部１の両側（Ｘ軸方向）に並べるようにしても良い。この場合においても、同様にアーム２０の枚数を５枚に増やしても良い。

また、上述の実施の形態において、図３０（ａ）、（ｂ）に示すようにプローブ装置本体２の側面の２つの搬送口２２ａを独立して開閉するシャッター１２０を設けてもよい。
具体的には搬送口２２ａは、ローダ室１側にてその周囲が樹脂製のシール体１２３により囲まれており、シャッター１２０は、昇降軸１２２を介して昇降機構１２１により搬送口２２ａを開閉するように構成されている。このような例においては、ウェハＷを搬送する以外は搬送口２２ａをシール体１２３を介して閉じるようにすれば、検査部２１Ａ、２１Ｂ同士の間あるいは検査部２１Ａ、２１Ｂとローダ室１との間における雰囲気（環境）の相互の影響を小さく抑えることができる。このため、検査部２１Ａ、２１Ｂ内において、例えば一方の検査部２１Ａ（２１Ｂ）においてウェハＷの検査を行っている時に、他方の検査部２１Ｂ（２１Ａ）においてメンテナンス例えばプローブカード６の交換を行う場合でも、検査を行っている雰囲気がメンテナンスを行っている雰囲気の影響を受けない。また、検査部２１Ａ、２１Ｂ内のそれぞれの温度や湿度などの環境を変える場合であっても、その環境を維持し、また相互の環境の影響を抑えた状態でウェハＷの検査を行うことができる。

［その他の変形例］
以上の例では、既述の図７に示すように、ウェハチャック４Ａにマイクロカメラ４１とマクロカメラ４２とをそれぞれ一台ずつ設けたが、例えば図３１に示すように、マイクロカメラ４１とマクロカメラ４２との組を両側（Ｘ軸方向）に挟むように、更にマイクロカメラ７０を複数台例えば２台設置するようにしても良い。これらマイクロカメラ７０は、前記マイクロカメラ４１と同様に、プローブ針２９の針先を確認するためのものである。

このような構成においては、プローブ針２９を撮像する時にウェハチャック４ＡがＸ軸方向に移動する領域を狭くすることができ、その結果プローブ装置本体２の大きさを小さくすることができる。図３２及び図３３は、各々マイクロカメラ４１を１個設けた場合と、図３１のように３個設けた場合と、において、プローブカード６Ａ（６Ｂ）のＸ方向の両端のプローブ針２９、２９を撮像するときのウェハチャック４Ａ（４Ｂ）の中心の移動ストロークＤ１０、Ｄ２０を示している。後者の場合の移動ストロークＤ２０は、前者の場合の移動ストロークＤ１０よりも大幅に短くなっていることが分かる。尚、図３１では、ターゲット４４や進退機構４３の図示を省略している。
また、各々のカメラ（マイクロカメラ４１とマイクロカメラ７０）が撮像するプローブ針２９の領域を分けているので、複数のプローブ針２９を撮像する時のウェハチャック４Ａの移動量を少なくすることができる。

また、図３４に示すように、ウェハチャック４Ａ上のウェハＷの載置領域を挟んでマイクロカメラ４１とマクロカメラ４２とからなる第１の撮像ユニット２１０に対して、ウェハチャック４Ａ（４Ｂ）の中心について点対称となるように、この第１の撮像ユニット２１０と同じ構成の第２の撮像ユニット２１１を配置するようにしても良い。この例においては、第１の撮像ユニット２１０のマイクロカメラ４１と第２の撮像ユニット２１１のマイクロカメラ４１とがＸ軸方向に離れて配置されるので、ウェハチャック４Ａ（４Ｂ）のＸ方向の移動ストロークが小さくなると共に、両マイクロカメラ４１、４１はＹ方向にはウェハチャック４Ａ（４Ｂ）の直径分離れているので、ウェハチャック４Ａ（４Ｂ）のＹ方向の移動ストロークは、第１の撮像ユニット２１０が１個の場合に比べて概ね半分になり、プローブ装置本体２の大きさを小さくすることができる。尚、図３４（ｂ）では、配置関係を明確にするために、双方（紙面奥側及び手前側）の第１の撮像ユニット２１０と第２の撮像ユニット２１１とを実線で示している。
また、この２台のマイクロカメラ４１とマクロカメラ４２とを両側（Ｘ軸側）に挟むように、それぞれ２台の図３１に示すマイクロカメラ７０を設けるようにしても良い。

既述のプローブカード６Ａとしては、一括コンタクトを行う場合だけでなく、例えばウェハＷの直径により２分割した領域の電極パッド群の配置に対応するようにプローブ針２９を設けて、２回に分けてウェハＷとプローブ針２９とのコンタクトを行う場合や、あるいはウェハＷを周方向に４分割した領域の電極パッド群の配置に対応するようにプローブ針２９を設けて、この４分割された領域に順次ウェハＷをコンタクトさせる場合などであっても良い。このような場合には、ウェハチャック４Ａを回転させることで、プローブ針２９とウェハＷとのコンタクトが行われる。本発明のプローブ装置においては、１回〜４回のコンタクトによりウェハＷの検査が終了する構成に適用することが好ましい。
また、上記の例においては、マイクロカメラ４５を３個としたが、２個あるいは４個でも良く、その場合には、例えばマイクロカメラ４５の個数がｎ個であれば、互いの間隔をウェハＷの直径の１／ｎとすることが好ましい。

上記の各例においては、アーム３０の枚数を３枚として、同時に２枚あるいは３枚のウェハＷの搬送を行うことにより、ウェハＷの搬送に要する時間を短縮しているが、アーム３０の枚数が３枚よりも少ない場合例えば１枚であっても、各検査部２１に搬入する向きに応じて、プリアライメント機構３９によりウェハＷの向きの調整と偏心の修正とを行うようにしても良い。

尚、プローブ装置本体２における各ウェハＷの処理（ファインアライメントや電気的特性の評価試験）が設定時間通りに終わる場合には、上記のように、各ウェハＷについて順次処理されていくが、例えば搬送予定の第１の検査部２１Ａあるいは第２の検査部２１ＢにおけるウェハＷの処理が例えばトラブル等により長引いてしまい、次にその搬送予定の第１の検査部２１Ａあるいは第２の検査部２１Ｂで処理を行う予定のウェハＷを搬送できない時などには、既述のようにウェハ搬送機構３にプリアライメント機構３９が設けられているので、例えば以下のように搬送先を変更して、処理を滞らせずに続けるようにしても良い。

そのような状況としては、具体的には例えば第１の検査部２１Ａにおいて処理するために、ウェハ搬送機構３が下位置において未処理のウェハＷを保持しているが、第１の検査部２１Ａ内におけるウェハＷの処理が終わっておらず、一方で第２の検査部２１Ｂ内におけるウェハＷの処理が終わっている場合などが挙げられる。
ウェハ搬送機構３に保持されたウェハＷは、既述のように、例えば第１のキャリアＣ１から搬出されてウェハ搬送機構３が下降している時には、予定の搬送先（第１の検査部２１Ａ）に応じて、ウェハＷの向きが既に調整されている。そこで、前述のように、ウェハＷの搬送先を変更する場合は、その変更先（第２の検査部２１Ｂ）に応じた向きとなるように、キャリアＣから取出した時と同様に、ウェハＷの向きを変更し、変更先の第２の検査部２１ＢにウェハＷを搬入する。このように、実際のウェハＷの処理に要する時間に応じて随時搬送先を変更することで、プローブ装置本体２が処理をせずに待機しているだけの無駄な時間を省くことができる。

次に、ポゴピンユニット２８の上方に位置するテスタ１００のヒンジ機構の一例について説明する。図３５は、プローブ装置本体２上においてテスタ１００が設置されている状態を示す平面図である。各テスタ１００の側面には、Ｌ字型の回動用プレート１０１が接続されている。これら回動用プレート１０１におけるテスタ１００から伸び出している部分の間には、モータ１０２により水平軸回りに回動する駆動部材１０３が設けられている。また、各々のプレート１０１には、駆動部材１０３と連結可能で図示しない駆動部によりＹ方向に進退可能な連結部材１０４が設けられている。この連結部材１０４の一方を駆動部材１０３に対して前進させて駆動部材１０３と連結し、また他方の連結部材１０４を後退させて連結解除状態とすることによって、共通の駆動部である１基のモータ１０２により、一方のテスタ１００及び他方のテスタ１００がポゴピンユニット２８に接触する位置と、ポゴピンユニット２８と離れる位置と、の間で開閉できることになる。

ここでウェハ搬送機構３のウェハ搬送の一例について図３６、図３７に示す。これらの図は、キャリアＣ１（Ｃ２）からウェハを順次取り出して検査部２１Ａ、２１Ｂに搬入し、検査を行ってキャリアＣ１（Ｃ２）に戻される一連の流れを示している。縦方向は時間の流れを示しており、左端の欄は処理の状態を示している。左端の欄における「ＬｏｔＳｔａｒｔ」は、キャリアからのウェハの搬出、検査を含む一連の流れの開始を示し、「Ｗａｆ．１Ｓｔａｒｔ」はＷａｆ．１がテスタにより検査されていることを示し、「Ｗａｆ．１Ｅｎｄ」はＷａｆ．１のテスタの検査終了を示している。左から２番目の欄及び右端の欄は、夫々Ｓｔａｇｅ１、２、即ちウェハチャック４Ａ、４Ｂの状態を示しており、「Ｗａｆ．１」はＷａｆ．１が該当するウェハチャックに載置されていることを示し、「Ａｌｉｇｎｍｅｎｔ」はウェハＷ及びプローブ針２９を撮像してコンタクト位置の計算をするまでの状態を示し、「Ｔｅｓｔ」はウェハが検査されている状態を示している。なお「Ｗａｆ．１」などの番号は、キャリアＣ１（Ｃ２）内のウェハについて取り出しの順番に付した便宜上の番号である。

また左から３欄目、４欄目及び５欄目は夫々ＵｐｐｅｒＡｒｍ（上段アーム３１）、ＭｉｄｄｌｅＡｒｍ（中段アーム３２）及びＬｏｗｅｒＡｒｍ（下段アーム３３）の状態を示しており、これらの欄において「Ｗａｆ．１」はＷａｆ．１を保持している状態、Ｃａｒｒｉｅｒは、保持しているウェハをキャリアＣ１（Ｃ２）内に受け渡したことを示している。

従って各行はある時間帯におけるウェハチャック４Ａ、４Ｂの状態、各アーム３１〜３３の保持の状態、即ちシーケンスプログラムにおけるスケジュールの各ステップを示しており、結局図３６は、装置のフローを示していることになる。時間を追って説明すると、先ず制御部１５（図２参照）から「ＬｏｔＳｔａｒｔ」の指示がなされ、ウェハ搬送機構３の上段アーム３１及び中段アーム３２により夫々Ｗａｆ．２及びＷａｆ．１が例えばキャリアＣ１から取り出される。次いでＷａｆ．１はステージ１に受け渡され、アライメントが行われる一方、Ｗａｆ．２はステージ２に受け渡される。

次いでＷａｆ．１については検査が行われると共にＷａｆ．２についてはアライメントが行われるが、このとき３枚のアーム３１〜３３は空になっているので、キャリアＣ１に次のＷａｆ．３及びＷａｆ．４を取りにいく。この結果上段アーム３１にはＷａｆ．４が、中段アーム３２にはＷａｆ．３が保持されることになる。そしてＷａｆ．２について検査が開始され、その後、先に検査が開始されたＷａｆ．１の検査が終了する。このとき下段アーム３３は空の状態であるから、この下段アーム３３によりステージ１にＷａｆ．１を取りに行き、当該ステージ１に対して中段アーム３２上のＷａｆ．３を受け渡す。

続いてこのＷａｆ．３に対してアライメントが行われる一方、下段アーム３３上のＷａｆ．１をキャリアＣ１に戻すと共に、空になった中段アーム３２によりキャリアＣ１内に次のＷａｆ．５を取りに行く。そしてステージ１上のＷａｆ．３の検査が開始され、更にステージ２上のＷａｆ．２の検査が終了する。そこで空になっている下段アーム３３により当該Ｗａｆ．２を受け取り、上段アーム３１に保持されていたＷａｆ．４をステージ２に受け渡す。このＷａｆ．４についてはアライメントが開始される一方、下段アーム３３上のＷａｆ．２をキャリアＣ１に戻すと共に、空になった上段アーム３１によりキャリアＣ１内に次のＷａｆ．６を取りに行く。そしてＷａｆ．４について検査が開始される。ここまでがＷａｆ．４スタートまでの説明である。以後同様にしてウェハの搬送、検査が行われることになる。

以上から分かるようにこの例においては、３枚アーム３１〜３３について、上段アーム３１及び中段アーム３２によりキャリアＣ１からステージ１、２までのウェハの搬送を行い、下段アーム３３によりステージ１、２からキャリアＣ１までの検査済みウェハの搬送を行っている。

次に図３６の下部における枠内のステップは、ステージ１にトラブルが発生し、オペレータの対応により解除した状態を示している。「Ｓｔａｇｅ１Ａｓｓｉｓｔ発生」及び「Ｓｔａｇｅ１Ａｓｓｉｓｔ解除」は、夫々このトラブル発生及び解除に相当する。当該枠内のステップは、その前のＷａｆ．１０Ｓｔａｒｔから続くステップである。更に図３７は、図３６から続くステップであり、これらステップ群が長いことから図面を２つに分割している。そして図３７における「Ｓｔａｇｅ１Ｅｒｒｏｒ発生」（切り離し）とは、ステージ１にオペレータでは対応ができないトラブルが発生し、当該ステージ１をシステムの運用から切り離した状態を示している。なおイニシャルスタート、エンドは、このシーケンス表の場合、Stage１でエラーが発生し、その解除のためイニシャルを行う。（イニシャルはオペレータがスイッチにて行い、処理としては、内部データの初期化、ステージ関係の初期化を行う。）このイニシャルの開始をイニシャルスタート、終了をイニシャルエンドとしている。また「Ｉｆ Ｗａｆ．９ Ｔｅｓｔｅｄ」及び「Ｉｆ Ｗａｆ．９ Ｕｎｔｅｓｔｅｄ」とは、夫々Ｗａｆ．９が検査された場合及び検査されない場合を示している。 更に図３７の「Ｓｔａｇｅ１／２同時Ｃｌｅａｎｉｎｇ」とは、ステージ１、２を連続してクリーニングすることであり、またクリーニングとは専用のウェハＮＰＷを用いてプローブ針の針先を研磨（Ｐｏｌｉｓｈ）することである。

また図３８及び図３９は、図３６、図３７のシーケンスを実施する装置例えば第１の実施の形態の装置において、ウェハ搬送機構３のアームの数を２枚とした場合のシーケンスである。これらのシーケンスから分かるように、検査部２１（２１Ｂ）にトラブルがあった場合例えばステージ１または２にトラブルがあってウェハをそのステージに搬入できなくなり、その後そのステージのトラブルが解消した場合、あるいは検査部２１（２１Ｂ）におけるプローブ針のクリーニングを行う場合などがあると、ウェハ搬送機構３のアームの数が２枚であるよりも３枚である方がスループットが高いことが分かる。

ここで図２に示した制御部１５の構成の一例を図４０に示す。１５１はＣＰＵ、１５２はプローブ装置の一連の動作を行うためのプログラム、１５３は検査部２１Ａ（２１Ｂ）で行われる検査のレシピを格納するレシピ格納部、１５４はプローブ装置のパラメータや運転モードの設定、あるいは運転に関する各操作を行うため操作部、１５５はバスである。操作部１５４は、例えばタッチパネルなどの画面により構成されており、その操作画面の一部の一例を図４１に示す。

図４１中、１６０はウェハ取り出し機能の一つである連続ロット機能を設定するためのソフトスイッチである。このスイッチ１６０をオンにすると次のような運用がなされる。 即ち、一のロットに対応するキャリアＣ１内のウェハが順次取り出されて、最後の未検査ウェハが例えば中段アーム３２により取り出されたとすると、この中段アーム３２に前記未検査ウェハが載っている状態で次のロットに対応するキャリアＣ２内の先頭未検査ウェハが例えば上段アーム３１により取り出される。便宜的な説明をすると、図３６におけるＷａｆ．９がキャリアＣ１内の最後のウェハだとすると、Ｗａｆ．１０がキャリアＣ２内の先頭未検査ウェハに相当する場合ということができる。

つまりウェハ搬送機構３の一のアームに前のロット（例えばキャリアＣ１）のウェハが載っているときに、そのウェハが検査部に搬入される前に次のロット（例えばキャリアＣ２）のウェハが他のアームにより取り出されるという運用が行われる。このような運用を行えば、互いに異なるロットを連続処理するときに高いスループットが得られる。
なおこの連続ロット機能が設定されていないときには、ウェハ搬送機構３のアーム上に前のロット（キャリア）のウェハが検査部に搬入された後、次のロット（キャリア）のウェハが取り出されることになる。

また１６１はウェハ取り出しモードの一つである連続搬入機能を設定するためのソフトスイッチである。このスイッチ１６１をオンにすると次のような運用がなされる。即ち、一のキャリア内のウェハがウェハチャック４Ａ、４Ｂの一方に載置されているときに、他方のウェハチャックが空であると、他のキャリア内のウェハをその空のウェハチャックに搬入する運用を行う。例えば一のキャリアの最後の未検査ウェハが一方のウェハチャックにて検査が行われていても、他のキャリアの先頭の未検査ウェハが他方のウェハチャック上に搬入される運用が行われる。

１６２はキャリア振り分け機能を設定するためのソフトスイッチである。このスイッチ１６２をオンにすると、２つのロードポート１２、１３に対して検査部を割り当てる画面が表示され、その割り当てを行うことができる。例えばロードポート１２上に置かれたキャリア内のウェハは第１の検査部２１Ａに搬送し、ロードポート１３上に置かれたキャリア内のウェハは第２の検査部２１Ｂに搬送するといった具合に振り分けを行うことができる。

１６３はロット振り分け機能を設定するためのソフトスイッチである。このスイッチ１６３をオンにすると、一つのロードポート１２（１３）に置かれたキャリアから空いているウェハチャックに順次ウェハが搬送される。この機能は例えばロードポート１２、１３の両方に適用するようにしてもよいし、別途の画面によりその機能を一方のロードポートのみに適用するようにしてもよい。

１６４は検査部におけるレシピを設定するためのソフトスイッチである。このスイッチ１６４をオンにすると、レシピ設定画面が表示されて、各検査部ごとにレシピを設定することができる。検査部２１Ａ、２１Ｂにおいて共通のレシピを設定することもできるし、互いに異なるレシピを設定することもできる。レシピの設定例としては、例えばウェハチャックの温度の設定、ウェハ上の全てのチップを検査するのかそれとも一部のチップ例えば不良と判定されたチップのみを検査するのかという設定などを挙げることができる。

１６５は連続検査機能を設定するためのソフトスイッチである。このスイッチ１６５をオンにすると、詳細設定画面が表示され、検査部の順番が決められ、その順番に従ってウェハが２つの検査部２１Ａ（２１Ｂ）の一方から他方に搬送される。例えばウェハは検査部２１Ａにて検査され、次いでキャリアに戻されることなく検査部２１Ｂにて検査される。この場合、例えば検査部２１Ａでは全てのチップについて検査され、検査部２１Ｂでは検査部２１Ａにて不良と判断されたチップについてのみ検査される例を挙げることができる。またこの場合例えば検査部２１Ｂにて、不良チップにマーキングをするといった運用を行うこともできる。更にまた検査部２１Ａでは第１の温度で検査が行われ、検査部２１Ｂでは第２の温度で検査が行われる場合もある。なおスイッチ１６５をオフにしているときには、ウェハは一方の検査部においてのみ検査されることになる。

１６６はウェハチャック代替機能を設定するためのソフトスイッチである。このスイッチ１６６をオンにすると、一方の検査部２１Ａ（２１Ｂ）に不具合が発生したときには、他方の検査部２１Ｂ（２１Ａ）により処理を代替する運用が行われる。
更に本発明では、２つの検査部２１Ａ、２１Ｂに対して共通のテスタを用い、２つのウェハチャック４Ａ、４Ｂにウェハを載せて、前記テスタにより同時に検査を行うようにしてもよい。この場合には例えばプローブ装置本体２とは別に共通のテスタを設置し、プローブカード６Ａ、６Ｂの各々とテスタとをケーブルで接続する構成が採用される。
ここで図２、図３及び図５などに記載したアライメントブリッジ５Ａ、５Ｂに搭載した第２の撮像手段について好ましい例を説明する。先の例では図１４などに示すように高倍率カメラであるマイクロカメラ４５が３個設けられているが、以下の例では２個のマイクロカメラを設けている。アライメントブリッジ５Ａ、５Ｂは、同じ構成であることから一方のアライメントブリッジ５Ａについて述べる。以下の説明では、便宜上、Ｘ方向（図２参照）を左右方向ということとする。

アライメントブリッジ５Ａには、図４２に示すように当該アライメントブリッジ５Ａを左右に２等分する中心線３００に対して対称にマイクロカメラ３０１、３０２と、マクロカメラ４０１、４０２とが設けられている。マイクロカメラ３０１、３０２は、図２で示せばマクロカメラ４０１、４０２よりも、第１の検査部２１Ａ及び第２の検査部２１Ｂの境界である水平ラインＨＬ側に位置している。またマイクロカメラ３０１、３０２と中心線３００との距離ｌは例えば７３ｍｍであり、マクロカメラ４０１、４０２と中心線３００との距離ｒは例えば４５ｍｍである。

このような構成とすれば、次のようにウェハチャック４Ａの移動領域が狭くなる。ウェハＷとプローブ針２９との位置合わせを行うための作業の一つとして、マイクロカメラ３０１、３０２によりウェハＷの左右両端部分のアライメントマークを観察したり、あるいは検査後にウェハＷ上の針跡を見る場合があり、そのためにマイクロカメラ３０１、３０２の直下にウェハＷの左右両端部位を位置させることがある。図４３はこのような操作を行うときのウェハチャック４Ａの移動の様子を示したものである。今、図４３（ａ）に示すようにアライメントブリッジ５Ａの下方位置にて、アライメントブリッジ５Ａの中心線３００とウェハＷの中心Ｃとが重なるようにウェハＷが位置しているとする。ここからウェハＷの向かって左側領域をマイクロカメラ３０１により撮像しようとすると、図４３（ｂ）に示すようにウェハＷの向かって左端をマイクロカメラ３０１の真下に位置するようにウェハチャック４ＡをＸ方向に移動させることになる。このときの図４３（ａ）からのウェハチャック４Ａの移動量はＭ１となる。ここで３００ｍｍウェハＷであればＭ１は７７ｍｍとなる。

図４４にＸ方向のウェハＷの全体の移動量を示す。図４４に示すようにアライメントブリッジ５Ａの中心線３００にウェハＷの中心Ｃが位置している状態を基準にして、この状態からウェハＷが左側領域及び右側領域に移動する量は夫々Ｍ１である。この例では３００ｍｍウェハＷを用いているため、Ｍ１は７７ｍｍであり、ウェハＷの全体の移動量は１５４ｍｍとなる。

図４５は、アライメントブリッジ５Ａに１個のマイクロカメラ３０１を取り付けた場合であり、この場合には先ずマイクロカメラ３０１の真下にウェハＷの中心を位置させた後、ウェハチャック４ＡをＸ方向に移動させてウェハＷの左右両端部位をマイクロカメラ３０１の真下に夫々位置させるので、図４５に示すようにウェハＷが左側領域及び右側領域に移動する量Ｍ２は、当該ウェハＷの半径分に相当する。この例では３００ｍｍウェハＷを用いているため、Ｍ２は１５０ｍｍであり、ウェハＷの全体の移動量は３００ｍｍとなる。

更にまたウェハＷ上の理想座標（ウェハの中心を原点とした各チップの電極パッドの座標）とウェハチャック４Ａの駆動系における実座標（Ｘ、Ｙ方向に所定量移動させるときのモータのエンコーダのパルス数）との関係を求めるために、ウェハＷ上の複数ポイントを撮像することが行われる。この場合、これら複数ポイントは、例えばウェハＷの中心と、Ｘ方向及びＹ方向に夫々伸びるウェハＷの直径を通るダイシングラインに沿ったチップの縁部に設けられた合計４個のアライメントマークとの合計５点であり、これら位置合わせ用の５点をマイクロカメラ３０１、３０２により分担して撮像することで、１個のマイクロカメラを用いる場合に比べてウェハＷチャック４Ａの移動量が少なくて済み、また移動に要する時間も短くなる。

次にマクロカメラ４０１、４０２の使用方法を図４６〜図４８に示しておく。図４６は、ウェハＷの４点Ｅ１〜Ｅ４を撮像して各々の座標位置を求め、これら４点のうちＥ１とＥ３との２点を結ぶ直線及びＥ２とＥ４との２点を結ぶ直線の交点を求める様子を示し、この交点がウェハＷの中心点（中心座標）Ｃとなる。またＥ１、Ｅ３（Ｅ２、Ｅ４）を結ぶ直線の長さはウェハＷの直径となる。例えば３００ｍｍウェハＷといっても、実際にはウェハＷの直径は３００ｍｍに対してわずかな誤差を含むことから、ウェハＷ上のチップのマップ（各電極パッドの座標）を正確に作成するためには、ウェハＷの中心座標と直径とを把握しておく必要がある。またウェハ上の座標系（いわゆる理想座標系）における各チップの電極パッドの登録位置は、ウェハＷの中心座標からの相対位置で記憶していることから、ウェハＷの中心座標を求める必要がある。

図４６に示すようにＥ２、Ｅ３は、予め定めた距離だけ離れており、ウェハＷをＹ方向に移動させることによりこのＥ２、Ｅ３間の線分をＹ方向に移動させて当該線分とウェハＷの周縁とが交わった点がＥ１、Ｅ４である。この例では、図４７（ａ）、（ｂ）に示すようにマクロカメラ４０１、４０２により順次ウェハＷの図４７中の下半分の左右を撮像し、Ｅ２、Ｅ３の位置を求める。次いでウェハＷをＹ方向に移動させて図４８（ａ）、（ｂ）に示すようにマクロカメラ４０１、４０２により順次ウェハＷの図４８中の上半分の左右を撮像し、Ｅ１、Ｅ４の位置を求める。

一方、マクロカメラが１個であればウェハＷ上の４点の各点に対応する位置に順次チャックを移動させなければならないが、この例ではＥ１、Ｅ３（あるいはＥ２、Ｅ４）の２ポイントの組をマクロカメラ４０１、４０２を切り替えることでほぼ同時に確認でき、ウェハチャック４Ａの移動はＥ１、Ｅ３の確認を行った後、１回のみＹ方向に移動させるだけでよい。従ってウェハＷの周縁位置である４点の撮像を短時間で行えることができる。そして２個のマクロカメラ４０１、４０２を用いる場合には、前記中心線３００に対して左右対称に設けることが好ましい。その理由は、マクロカメラ４０１、４０２によりウェハＷの左右領域の撮像を夫々分担させる場合に、中心線３００に対してウェハチャック４Ａの移動領域が左右対称になり、マイクロカメラ３０１、３０２によりウェハＷを撮像するときの移動領域と重ね合わせると、結果としてウェハチャック４Ａの移動領域が非対称の場合に比べて狭くなる。なお、マクロカメラ４０１、４０２の配置は前記中心線３００に対して非対称であってもよい。

またマイクロカメラ３０１、３０２は、光学系の光路上に変倍機構が設けられていて、変倍機構を制御することで高倍率カメラとして用いられるときの倍率よりも少し低い倍率の視野（ミドル視野）を得ることができる。なお高倍率カメラとして用いられるときの倍率とは、電極パッド上の針跡が確認できる程度の倍率であり、例えば電極パッド１個だけが視野内に収まる倍率である。検査後にオペレータが電極パッド上の針跡を確認するときにマクロカメラ４０１、４０２では針跡が見えず、またマイクロカメラ３０１、３０２では電極パッドを１個ずつの確認しかできず長い時間がかかるため、ミドル視野により複数の電極パッドを一度にみることができるようにして、針跡の有無を効率よく確認できるようにしている。なお既述のウェハＷ上の位置合わせ用の例えば５点を撮像するにあたっては、このミドル視野を利用してもよい。

以上のことから、マイクロカメラ及びマクロカメラの組を２組用いることにより、プローブ針２９に対するウェハＷの位置決めを行うときのウェハチャック４Ａの移動量を１組の場合よりも少なくなり、スループットの向上が図れると共に装置の小型化を図れる。またウェハチャックの移動量が少ない装置仕様の場合、マイクロカメラ及びマクロカメラの組が１組ではウェハ全域を観察できないが、２組用いることで、そのような装置仕様にも適用できる。

既述の第１の実施の形態において説明したウェハＷの交換時のウェハ搬送機構３の動作シーケンスについて、アーム３０の枚数が３枚の場合（本発明）と、２枚の場合（従来例）と、の差を比較した。尚、アーム３０の枚数以外の装置などについては同様の構成とした。
既述のように、アーム３０の枚数が３枚の場合には、カセットＣやプリアライメント機構３９を介することなく第１の検査部２１Ａと第２の検査部２１Ｂとに対して連続して順次ウェハＷを搬送できるが、アーム３０が２枚の場合には、第１の検査部２１ＡにウェハＷを搬入した後、第２の検査部２１ＢにウェハＷを搬送する前にカセットＣやプリアライメント機構３９へのアクセスが必要となる。図４９は、この時のウェハ搬送機構３の動作を模式的に示したものである。同図中、左側の（１）にはアーム３０の枚数が３枚の場合、右側の（２）にはアーム３０の枚数が２枚の場合を夫々示している。また、上段側から下段側（（１）では（Ａ）〜（Ｆ）、（２）では（ａ）〜（ｇ））に向けて、順次ウェハＷの処理（搬送）が行われていくものとする。この時のウェハ搬送機構３の動作について、以下の例では２つのウェハチャック４Ａ、４Ｂでは夫々ウェハＷ１、２の検査が行われており、このウェハＷ１、２と後続の未検査のウェハＷ３、４とを交換する時の流れについて具体的に説明する。

この図４９（１）に示すように、アーム３０の枚数が３枚の場合には、例えば上段アーム３１（Ｕｐｐｅｒ）及び中段アーム３２（Ｍｉｄｄｌｅ）により夫々未検査のウェハＷ３及びウェハＷ４を搬送する（Ａ）。この時ウェハチャック４ＡにおけるウェハＷ１の検査が終了する前に、このウェハＷ３、４について既述のプリアライメント工程やＯＣＲ工程を行っておく。そして、ウェハチャック４Ａでの検査が終了した時には、例えば検査済みのウェハＷ１を下段アーム３３（Ｌｏｗｅｒ）により回収する（Ｂ）。そして、上段アーム３１のウェハＷ３をこのウェハチャック４Ａに載置する（Ｃ）。次いで、ウェハチャック４Ｂにおける検査済みのウェハＷ２を上段アーム３１で回収し（Ｄ）、中段アーム３２のウェハＷ４をウェハチャック４Ｂに載置する（Ｅ）。その結果ウェハ搬送機構３には検査済みのウェハＷ１、２が回収され、ウェハチャック４Ａ、４Ｂには未検査のウェハＷ３、４が載置されて検査が行われることとなる（Ｆ）。このようにウェハ搬送機構３に３枚のアーム３０を設けて、これらのアーム３０に未検査のウェハを２枚保持させることで、第１の検査部２１Ａと第２の検査部２１Ｂとに順次ウェハＷを搬送することができる。

一方、アーム３０の枚数が２枚の場合には、同図（２）に示すように、例えば上段アーム３１により未検査のウェハＷ３を搬送する（ａ）。この時も、ウェハチャック４ＡにおけるウェハＷ１の検査が終了する前に、ウェハＷ３に対してプリアライメント工程やＯＣＲ工程を行っておく。そして、ウェハチャック４Ａにおける検査が終了した場合には、下段アーム３３により検査済みのウェハＷ１を回収する（ｂ）。そして、上段アーム３１のウェハＷ３をウェハチャック４Ａに載置する（ｃ）。次に、ウェハ搬送機構３をキャリアＣとの受け渡しを行う上位置に上昇させ、ウェハＷ１をキャリアＣに戻すと共に、後続のウェハＷ４を例えば上段アーム３１により取り出す（ｄ）。そして、このウェハＷ４に対してプリアライメント（プリアライン）工程やＯＣＲ工程（ＯＣＲカセットへのアクセス）を行う（ｅ）。その後、ウェハチャック４Ｂにおける検査済みのウェハＷ２を回収し（ｆ）、上段アーム３１のウェハＷ４をウェハチャック４Ｂに載置する（ｇ）。

上記のウェハ搬送機構３の流れについて、未検査のウェハＷ１、２を搬送する時の経過時間を図５０に概略的に示す。この例では、上段側にアーム３０の枚数を３枚とした例（１）、下段側にアーム３０の枚数を２枚とした例（２）を示している。この図５０において、左端の「３枚アーム」あるいは「２枚アーム」の項目の右側の項目（「１ｓｔ／２ｎｄ Ｗａｆｅｒ」、「１ｓｔ Ｗａｆｅｒ」、「２ｎｄ Ｗａｆｅｒ」、「３ｒｄ Ｗａｆｅｒ」）は、夫々何番目のウェハＷに対して処理を行うのかを示しており、また更にその右側の項目から、そのウェハＷに対して行う処理の内容を示している。
また、この図５０において、既述の（Ａ）〜（Ｆ）、（ａ）〜（ｇ）に対応する工程にこれらのアルファベットを付しておく。同図中、横軸に経過時間を示している。尚、この図５０には、上記の図４９では図示を省略したプリアライメント工程についても示している。また、同図中、「Ｓｈｕｔｔｅｒ」は検査部２１の搬送口２２ａに設けられた図示しないシャッターを開放する工程、「Ａｌｉｇｎｍｅｎｔ」は検査部２１で行われるファインアライメント工程、「ＷａｆｅｒＬｏａｄ」は検査部２１へのウェハＷの搬入工程、「Ｗａｆｅｒ取り出」はキャリアＣからのウェハＷの取り出し工程、Ｆｒｏｎｔ（Ｒｅａｒ）Ｓｔａｇｅはウェハチャック４Ａ（４Ｂ）である。

この図５０に示すように、アーム３０の枚数を２枚から３枚に増やすことにより、ウェハＷの搬送効率が高まりウェハＷの搬送に要する時間が極めて短くなり、動作開始から２枚のウェハＷの搬入が終了するまでに要する時間及び１枚目のウェハＷ１の搬入開始から２枚目のウェハＷ２を搬入し終わるまでに要する時間を短縮できることが分かった。従って、アーム３０の枚数を３枚に増やすことにより、プローブ装置のスループットを高めることができることが分かった。尚、アーム３０の枚数が２枚の例については、ウェハＷ１、２、３を夫々別段に分けて示している。また、既述の図４９にて説明したようにウェハＷの交換を行う場合には、図５０の最下段に示すように、キャリアＣへウェハＷ１を戻す（収納する）ために余分に時間が必要になる。

本発明の第１の実施の形態におけるプローブ装置の一例の全体を示す概観斜視図である。 上記のプローブ装置の一例を示す概略平面図である。 上記のプローブ装置の一例を示す縦断面図である。 上記のプローブ装置におけるロードポートの一例を示す斜視図である。 上記のプローブ装置におけるウェハ搬送機構の一例を示す概略図である。 上記のプローブ装置における検査部の一例を示す斜視図である。 上記の検査部の一例を示す概略図である。 上記の検査部におけるアライメントブリッジの位置を示す平面図である。 上記の検査部におけるウェハチャックの移動ストロークの一例を示す概略図である。 上記のプローブ装置の作用の一例を示す平面図である。 上記のプローブ装置の作用の一例を示す平面図である。 上記のプローブ装置の作用の一例を示す平面図である。 上記のプローブ装置の作用の一例を示す平面図である。 第２の撮像手段によりウェハ上の特定点を撮像するときのウェハチャックの移動範囲を示す平面図である。 従来の多数回コンタクト用のプローブカードを用いたときのウェハチャックの移動ストロークを示す概略図である。 第１の実施の形態の変形例におけるプローブ装置を示す縦断面図である。 上記の変形例におけるウェハ搬送機構を示す概略図である。 上記の変形例におけるプローブ装置の作用を示す平面図である。 上記の検査部におけるプローブカードの交換機構の一例を示すプローブカードの側面図である。 上記のプローブカードの交換機構の一例を示すプローブカードの側面図である。 上記のプローブカードの交換機構の一例を示すプローブカードの側面図である。 従来のプローブカードの交換機構の一例を示すプローブカードの側面図である。 上記のプローブ装置の他の構成例を示す平面図である。 上記のプローブ装置の他の構成例を示す平面図である。 上記のプローブ装置のレイアウトの一例を示す平面図である。 上記のプローブ装置のレイアウトの一例を示す平面図である。 上記のプローブ装置の他の構成例を示す平面図である。 上記のプローブ装置の検査部におけるアライメントブリッジの位置を示す平面図である。 上記のプローブ装置の他の構成例を示す平面図である。 上記のプローブ装置におけるシャッターの一例を示す概略図である。 上記の検査部の他の例を示す概略図である。 上記の第１の実施の形態におけるマイクロカメラの移動ストロークを示す平面図である。 上記の他の構成例におけるマイクロカメラの移動ストロークを示す平面図である。 上記の検査部の他の例を示す概略図である。 上記のプローブ装置本体におけるプローブカードを交換する時の様子の一例を示す平面図である。 上記実施の形態で用いられるウェハ搬送機構によるウェハの搬送シーケンスを示す説明図である。 上記実施の形態で用いられるウェハ搬送機構によるウェハの搬送シーケンスを示す説明図である。 ウェハ搬送機構が２枚のアームを備えた場合おけるウェハの搬送シーケンスを示す説明図である。 ウェハ搬送機構が２枚のアームを備えた場合おけるウェハの搬送シーケンスを示す説明図である。 上記実施の形態で用いられる制御部の構成の一例を示す構成図である。 制御部で用いられる操作画面の一部の例を示す説明図である。 本発明の実施の形態に係るアライメントブリッジの他の例を示す平面図である。 上記アライメントブリッジを用いた場合のウェハチャックの移動の様子を示す説明図である。 上記アライメントブリッジを用いた場合のＸ方向のウェハＷの全体の移動量を示す説明図である。 アライメントブリッジに１個のマイクロカメラを取り付けた場合のＸ方向のウェハの全体の移動量を示す説明図である。 上記アライメントブリッジのマクロカメラの使用方法を示す説明図である。 上記アライメントブリッジのマクロカメラの使用方法を示す説明図である。 上記アライメントブリッジのマクロカメラの使用方法を示す説明図である。 本発明の実施例におけるウェハ搬送機構の動作シーケンスの一例を示す概略図である。 上記の実施例において実際に得られたウェハ搬送機構の移動や処理などに要する時間を時系列に並べて示す概略図である。

符号の説明

１ ローダ部
２ プローブ装置本体
３ ウェハ搬送機構
４Ａ、４Ｂ ウェハチャック
５Ａ、５Ｂ アライメントブリッジ
６Ａ、６Ｂ プローブカード
１０ 搬送室
１１ 第１のロードポート
１２ 第２のロードポート
２１Ａ、２１Ｂ 検査部
２９ プローブ針
３０ アーム
３１ 上段アーム
３２ 中段アーム
３３ 下段アーム
３６ チャック部
３７、３８ 光センサ
４１ マイクロカメラ
４５ マイクロカメラ

Claims (2)

1. 多数の被検査チップが配列された基板を水平方向及び鉛直方向に移動可能な基板載置台に載せ、プローブカードのプローブに前記被検査チップの電極パッドを接触させて被検査チップの検査を行うプローブ装置において、
   複数の基板が収納されたキャリアを載置するロードポートと、
   下面にプローブが形成されたプローブカードを備えた複数のプローブ装置本体と、
   鉛直軸回りに回転自在及び昇降自在に構成され、前記ロードポートと前記プローブ装置本体との間において前記基板の受け渡しを行うための基板搬送機構と、
   前記プローブ装置本体及び前記基板搬送機構に対して制御信号を出力する制御部と、を備え、
   前記基板搬送機構は互いに独立して進退自在な少なくとも３枚の基板保持部材を備え、
   前記制御部は、前記基板搬送機構によりキャリアから少なくとも２枚の基板を受け取り、これら少なくとも２枚の基板を、空いている基板保持部材を利用して複数のプローブ装置本体内の検査済みの基板と順次交換するように制御信号を出力することを特徴とするプローブ装置。
2. 前記基板搬送機構は、基板の位置合わせを行うために、前記基板保持部材から受け取った基板を回転させる回転部と、前記回転部上の基板の周縁部を含む領域に光を照射して、当該領域を介して通過した光を受光する検出部と、からなるプリアライメント機構を備えていることを特徴とする請求項１に記載のプローブ装置。

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