JP2013191737A - ウエハ検査装置 - Google Patents

Abstract

【課題】１つの搬送機構によってウエハをプローブカードに対し、半導体デバイスの特性検査位置に合わせることができるウエハ検査装置を提供する。
【解決手段】ウエハ検査装置の検査室１４はウエハＷの対向面に多数のプローブ２５が配置されたプローブカード２０と、プローブカード２０のウエハ対向面とは逆の面に当接するポゴフレーム４０と、プローブカード２０に対向するチャック部材２３と、チャック部材２３に設けられた位置決めピン６１とを有し、搬送機構１３は位置決めピンに６１に嵌合する凹部６２を備えた搬送アーム１３Ａを有し、搬送アーム１３Ａによって検査室１４内に搬入したプローブカード２０を位置決めピン６１に対して位置決めすると共に、検査室１３内に搬入したウエハＷを位置決めピン６１に対して位置決めし、これによって、ウエハＷとプローブカード２０を半導体デバイスの電気的特性を検査する特性検査位置に位置決めする。
【選択図】図３

Description

本発明は、ウエハに形成された半導体デバイスの電気的特性検査を行うウエハ検査装置に関する。

ウエハ検査装置として、例えば、ウエハに形成された複数の半導体デバイスについて電気的特性検査を行うプローブ装置やバーンイン検査装置が知られている。

図１３は、従来のプローブ装置の概略構成を示す断面図である。

図１３において、プローブ装置１００は、ウエハＷを搬送する搬送領域を形成するローダ室１０１と、ウエハＷに形成された複数の半導体デバイスの電気的特性検査を行う検査室１０２とを備え、ローダ室１０１及び検査室１０２内の各種の機器を制御装置によって制御して半導体デバイスの電気的特性検査を行うように構成されている。検査室１０２は、ローダ室１０１から搬送アーム１０３によって搬入されたウエハＷを載置し、Ｘ、Ｙ、Ｚ及びθ方向に移動する載置台１０６と、載置台１０６の上方に配置されたポゴフレーム１０９と、ポゴフレーム１０９に支持されたプローブカード１０８と、載置台１０６と協働してプローブカード１０８に設けられた複数のプローブ（検査針）とウエハＷに形成された複数の半導体デバイスの各電極とのアライメント（位置合わせ）を行うアライメント機構１１０とを備える。アライメント機構１１０と載置台１０６との協働によってウエハＷとプローブカード１０８のアライメントが行われてプローブカード１０８の各プローブとウエハＷの各電極とがそれぞれ当接し、ウエハＷに形成された複数の半導体デバイスの電気的特性検査が行われる（例えば、特許文献１参照）。

特開２００４−１４０２４１号公報

しかしながら、従来のウエハ検査装置における搬送機構は、検査対象のウエハを検査室内の所定位置まで搬入し、検査後のウエハを検査室から搬出するものであり、ウエハ以外の部材、例えばプローブカードを検査室に搬出入することはできなかった。

本発明の課題は、１つの搬送機構によってウエハ及びプローブカードを検査室内に搬出入することができ、且つウエハをプローブカードに対し、半導体デバイスの電気的特性検査を行う特性検査位置に正確に位置合わせすることができるウエハ検査装置を提供することにある。

上記課題を解決するために、請求項１記載のウエハ検査装置は、ウエハに形成された半導体デバイスの電気的特性を検査する検査室と、該検査室へ前記ウエハを搬出入する搬送機構とを備えたウエハ検査装置において、前記検査室は、前記ウエハに対向する面に多数のプローブが配置されたプローブカードと、該プローブカードの前記ウエハに対向する面とは逆側の面に当接して該プローブカードを支持するフレームと、前記ウエハを挟んで前記プローブカードに対向して配置された台状のチャック部材と、該チャック部材に設けられた位置決めピンとを有し、前記搬送機構は、前記位置決めピンに嵌合する凹部を備えた搬送アームを有し、該搬送アームによって前記プローブカードを前記検査室内に搬入し、前記凹部を前記位置決めピンに嵌合させて該位置決めピンに対する前記プローブカードの位置決めを行った後、該プローブカードを前記フレームに当接させて該フレームに支持させると共に、前記搬送アームによって前記ウエハを前記検査室内に搬入し、前記凹部を前記位置決めピンに嵌合させて該位置決めピンに対する前記ウエハの位置決めを行った後、該ウエハを前記プローブカードのウエハに対向する面に当接させて前記半導体デバイスの前記電気的特性を検査する特性検査状態を形成することを特徴とする。

請求項２記載のウエハ検査装置は、請求項１記載のウエハ検査装置において、前記搬送機構は、前記搬送アームに着脱自在に載置されるウエハプレートを有し、前記プローブカードを前記搬送アームに載置して搬送すると共に、前記ウエハを前記ウエハプレートを介して前記搬送アームに載置して搬送することを特徴とする。

請求項３記載のウエハ検査装置は、請求項１又は２記載のウエハ検査装置において、前記搬送アームは、中央部に厚さ方向に貫通する開口部を有することを特徴とする。

請求項４記載のウエハ検査装置は、請求項１乃至３のいずれか１項に記載のウエハ検査装置において、前記チャック部材に設けられた前記位置決めピンは、該チャック部材の外周部に沿って少なくとも２つ設けられており、前記搬送アームに設けられた前記凹部は、前記チャック部材の位置決めピンに嵌合するように前記搬送アームに少なくとも２つ設けられていることを特徴とする。

請求項５記載のウエハ検査装置は、請求項１乃至４のいずれか１項に記載のウエハ検査装置において、前記プローブカードには、該プローブカードの外周部に沿って少なくとも２つの位置決め用の凹部が設けられており、前記搬送アームには、前記プローブカードの前記位置決め用の凹部にそれぞれ嵌合する少なくとも２つの凸部が設けられていることを特徴とする。

請求項６記載のウエハ検査装置は、請求項２乃至５のいずれか１項に記載のウエハ検査装置において、前記プローブカードは、搬送時に前記搬送アームに吸着、固定され、前記ウエハは、搬送時に前記ウエハプレートを介して前記搬送アームに吸着、固定されることを特徴とする。

請求項７記載のウエハ検査装置は、請求項３乃至６のいずれか１項に記載のウエハ検査装置において、前記ウエハ検査装置は、前記搬送機構の前記搬送アームに対して前記ウエハの位置合わせを行う位置合わせ装置を有し、該位置合わせ装置は、位置合わせ室と、該位置合わせ室内に設けられ、中央部に厚さ方向に貫通する開口部を有する基台フレームと、該基台フレームの外周部に設けられた位置決めピンと、前記基台フレームの前記開口部を貫通可能なサブチャック部材と、を有し、該サブチャック部材は、前記ウエハを載置した前記搬送アームの前記凹部が前記基台フレームの位置決めピンに嵌合した状態で、前記基台フレームの前記開口部及び前記搬送アームの前記開口部を貫通し、前記ウエハを微動させて前記搬送アームに対する前記ウエハの位置合わせを行うことを特徴とする。

請求項８記載のウエハ検査装置は、請求項７記載のウエハ検査装置において、前記ウエハは、前記ウエハプレートを介して前記搬送アームに載置されており、前記サブチャック部材は、前記ウエハを前記ウエハプレート毎微動させて前記搬送アームに対する前記ウエハの位置合わせを行うことを特徴とする。

請求項９記載のウエハ検査装置は、請求項７又は８記載のウエハ検査装置において、前記基台フレームに設けられた位置決めピンは、該基台フレームの外周部に沿って少なくとも２つ設けられていることを特徴とする。

請求項１０記載のウエハ検査装置は、請求項７乃至９のいずれか１項に記載のウエハ検査装置において、前記基台フレームの位置決めピンの位置には、前記チャック部材の位置決めピンの位置が反映されていることを特徴とする。

本発明によれば、搬送アームによってプローブカードを検査室内に搬入し、該搬送アームの凹部をチャック部材の位置決めピンに嵌合させて該位置決めピンに対するプローブカードの位置決めを行った後、該プローブカードをフレームに当接させて該フレームに支持させると共に、同じ搬送アームによってウエハを検査室内に搬入し、該搬送アームの凹部をチャック部材の位置決めピンに嵌合させて該位置決めピンに対するウエハの位置決めを行った後、該ウエハをプローブカードのウエハに対向する面に当接させて半導体デバイスの電気的特性を検査する特性検査状態を形成するので、１つの搬送装置によってウエハ及びプローブカードを検査室内に搬出入することができ、且つウエハをプローブカードに対し、半導体デバイスの電気的特性検査を行う特性検査位置に正確に位置合わせすることができる。

本発明の実施の形態に係るウエハ検査装置の外観を示す斜視図である。 図１におけるウエハ検査装置のII−II線に沿う断面図である。 図２における検査室が有するウエハ検査用インターフェースの構成を概略的に示す断面図である。 図３における搬送アームを示す斜視図である。 図４の搬送アームのＶ−Ｖ線に沿う断面図である。 図４の搬送アームにウエハプレートを載置した状態を示す斜視図である。 図４の搬送アームにプローブカードを載置した状態を示す斜視図である。 図２のアライメント領域に形成されたアライメント室の概略構成を示す断面図である。 図３のウエハ検査用インターフェースを備えたウエハ検査装置を用いたウエハに形成された半導体デバイスの電気的特性検査の工程図である。 図３のウエハ検査用インターフェースを備えたウエハ検査装置を用いたウエハに形成された半導体デバイスの電気的特性検査の工程図である。 図３のウエハ検査用インターフェースを備えたウエハ検査装置を用いたウエハに形成された半導体デバイスの電気的特性検査の工程図である。 図３のウエハ検査用インターフェースを備えたウエハ検査装置を用いたウエハに形成された半導体デバイスの電気的特性検査の工程図である。 従来のプローブ装置の概略構成を示す断面図である。

以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明する。

図１は、本発明の実施の形態に係るウエハ検査装置の外観を示す斜視図である。このウエハ検査装置１０は、ウエハに形成された全半導体デバイスについてプローブカードの全プローブを一度に当接させて電気的特性検査を行う一括接触型の検査装置であって、共用できる装置についてはできるだけ共用するという概念の下、開発されたものである。従って、複数の検査室を有し、検査室以外の別の場所に設けられた位置合わせ装置によってウエハの位置合わせが行われる。

図１において、ウエハ検査装置１０は、当該ウエハ検査装置１０の背面においてウエハの搬出入を行う搬出入領域Ｓ１０と、該搬出入領域Ｓ１０に対向して正面に設けられた検査領域Ｓ４０と、搬出入領域Ｓ１０と検査領域Ｓ４０との間に設けられた搬送領域Ｓ３０とから主として構成されている。

搬出入領域Ｓ１０は、複数の載置機構に対向して複数の単位搬出入領域に仕切られており、検査領域Ｓ４０も複数の検査室に対応して複数の単位検査領域に仕切られている。すなわち、搬出入領域Ｓ１０及び検査領域Ｓ４０は、それぞれマンション風に複数の部屋に仕切られており、その間の搬送領域Ｓ３０をウエハ搬送機構（後述する図２参照）が移動する。

図２は、図１のII−II線に沿う断面図である。

図２において、搬出入領域Ｓ１０には載置機構として、例えば複数のフープＦの受け入れ機構が設けられている。また、搬出入領域Ｓ１０の図中左端には位置合わせ装置（以下、「アライメント室」という。）１２を有するアライメント領域Ｓ２０が形成されており、右端には針跡検査装置１７を有する針跡検査領域Ｓ５０が設けられている。また、搬送領域Ｓ３０にはウエハ搬送機構１３が設けられており、検査領域Ｓ４０には複数の検査室１４が設けられている。

ウエハ搬送機構１３は、例えば、基台上に設けられた回転体と、回転体上でそれぞれ個別に一方向に往復移動する上下二枚の搬送アームと、基台及び搬送アームを昇降させる昇降機構と、これらを搬送領域Ｓ３０に沿って往復移動させる移動機構とを備えており、上側の搬送アームに、例えばウエハＷを載置して搬送する。

ウエハ検査装置１０では、搬送機構１３がフープＦから未検査のウエハを受け取ってアライメント室１２へ搬送し、該アライメント室１２は、搬送機構１３の搬送アームに対するウエハのアライメントを行い、搬送機構１３がアライメント後のウエハを所定の検査室１４へ搬入する。検査室１４は、後述するウエハ検査用インターフェース１８を有し、該ウエハ検査用インターフェース１８は、ウエハＷに形成された複数の半導体デバイスの電気的特性検査を行う。

さらに、搬送機構１３は検査済みのウエハを所定の検査室１４から搬出入領域Ｓ１０の一端に位置する針跡検査領域Ｓ５０内に設けられた針跡検査装置１７へ受け渡し、針跡検査装置１７は検査済みのウエハにおける各半導体デバイスの電極における針跡（プローブ２５の接触痕）の検査を行い、その後、搬送機構１３が検査後のウエハＷを搬出入領域Ｓ１０のフープＦへ搬入する。

この場合、ウエハ搬送機構１３は、第１のフープＦから搬出した第１のウエハをアライメント室１２経由で第１の検査室１４内に搬入するが、第１の検査室１４内で第１のウエハに形成された半導体デバイスの電気的特性検査が行われている間に、第２のフープＦから搬出した第２のウエハをアライメント室１２経由で第２の検査室１４内に搬入することができる。また、ウエハ搬送機構１３は、第１の検査室１４内で第１のウエハに形成された半導体デバイスの電気的特性検査が行われている間に、第３の検査室から検査後の第３のウエハを搬出して第３のフープＦに搬入することもできる。すなわち、ウエハ搬送機構１３は、複数のフープＦ及び複数の検査室１４間で順次ウエハの搬出入を行い、複数の検査室１４は、各検査室１４において、順次複数のウエハについて該ウエハに形成された半導体デバイスの電気的特性検査を行う。

図３は、図２における検査室が有するウエハ検査用インターフェースの構成を概略的に示す断面図である。

図３において、ウエハ検査用インターフェース１８は、検査室１４内の天井部に配された板状部材からなるヘッドプレート１９と、該ヘッドプレート１９の下面を構成するフレーム（以下、「ポゴフレーム」という。）４０と、該ポゴフレーム４０の下面に当接するように配置されたプローブカード２０と、検査室１４内の底部から立設されて図３中上下方向に移動する棒状のリフター２２と、該リフター２２の頂部に設置された台状のチャック部材２３とを有する。

プローブカード２０は、基板２０Ａと、該基板２０Ａのウエハ対向面に設けられた複数のプローブ２５とから主として構成されており、基板２０Ａの外周部に沿って、後述する搬送機構１３の搬送アーム１３Ａに設けられた複数の位置決めピン６３にそれぞれ嵌合する複数の凹部としての切欠部２０Ｂが設けられている。

チャック部材２３は断面凸状を呈し、中央部において図中上方へ突出する凸部２３Ａと、該凸部２３Ａを囲んで凸部２３Ａよりも一段低く形成された段差部２３Ｂとを有する。段差部２３Ｂの上面には該段差部２３Ｂの外周部に沿って、例えば等間隔に設けられた３つの位置決めピン６１が配置されている。なお、凸部２３Ａの上部平面はウエハＷを載置する載置面２３Ｃとなっている。

搬送機構１３は、搬送アーム１３Ａと、該搬送アーム１３Ａに着脱自在に載置されるウエハプレート１５とを有し、ウエハＷを検査室１４内に搬入する際は、該ウエハＷをウエハプレート１５を介して搬送アーム１３Ａに載置して搬入する。一方、プローブカード２０を検査室１４内に搬入する際は、該プローブカード２０を搬送アーム１３Ａに直接載置して搬入する。

図４は、図３における搬送アーム１３Ａを示す斜視図、図５は、図４の搬送アームのＶ−Ｖ線に沿う断面図である。

図３〜図５において、搬送アーム１３Ａには、その中央部に厚さ方向に貫通する開口部１３Ｃが設けられており、開口部１３Ｃを囲む外周部の下面にはその外周部に沿って所定間隔で、例えば３つの凹部としての嵌合溝６２が設けられている。嵌合溝６２は、断面Ｖ字状を呈し、チャック部材２３の段差部２３Ｂに設けられた３つの位置決めピン６１と嵌合して該位置決めピン６１に対する搬送アーム１３Ａの位置決め、ひいては、位置決めピン６１に対する搬送アーム１３Ａによって搬送される部材、例えばウエハＷの位置決めを行う。また、搬送アーム１３Ａの上面には外周部に沿って所定間隔で、例えば３つの凸部としての位置決めピン６３が設けられている。また、搬送アーム１３Ａには、その上面に載置される部材を吸着固定するための吸引ライン１３Ｂが設けられている。搬送アーム１３Ａの吸引ライン１３Ｂ側はローダとの連結部となっている。なお、図３においては、搬送アーム１３Ａに設けられた嵌合溝６２及び位置決めピン６３は、便宜上、同一断面上に表示されている。

図６は、図４の搬送アーム１３Ａにウエハプレート１５を載置した状態を示す斜視図である。中央部に厚さ方向に貫通する開口部１３Ｃを有する搬送アーム１３ＡによってウエハＷを搬送する際は、ウエハＷの撓み、変形等を防止するためにウエハプレート１５を用い、該ウエハプレート１５を介して搬送アーム１３ＡにウエハＷを載置する。後述するアライメント室において、ウエハＷとともに搬送アーム１３Ａに対して位置決めされたウエハプレート１５は、搬送アーム１３Ａに設けられた吸引ライン１３Ｂによって吸引、固定される。

搬送アーム１３Ａに対して位置決めされたウエハプレート１５上にウエハＷが載置され、該ウエハＷはウエハプレート１５を介して搬送アーム１３Ａに設けられた吸引ライン１３Ｂによって吸引され、間接的に搬送アーム１３Ａに固定される。

図７は、図４の搬送アーム１３Ａにプローブカード２０を載置した状態を示す斜視図である。

図３及び図７において、プローブカード２０は、ウエハＷに比べて剛性を有するので、搬送アーム１３Ａの中央部に開口部１３Ｃがあってもプローブカード２０が撓む虞はない。従って、搬送アーム１３Ａでプローブカード２０を搬送する際は、ウエハプレート１５を用いず、プローブカード２０を直接搬送アーム１３Ａに載置して搬送する。プローブカード２０の外周部に沿って所定間隔で設けられた３つの切欠部２０Ｂと、搬送アーム１３Ａの外周部に沿って所定間隔で設けられた３つの位置決めピン６３とが嵌合しており、これによって搬送アーム１３Ａに対してプローブカード２０が位置決めされている。搬送アーム１３Ａに対して位置決めされたプローブカード２０は、搬送アーム１３Ａに設けられた吸引ライン１３Ｂによって吸引、固定される。

図８は、図２のアライメント領域Ｓ２０に形成されたアライメント室の概略構成を示す断面図である。

図８において、アライメント室１２は、該アライメント室１２のほぼ中央に配置され、且つ中央に厚さ方向に貫通する開口部７１Ａを有する基台フレーム７１と、該基台フレーム７１の上面の外周部に沿って所定間隔で、例えば３つ設けられた位置決めピン７２と、基台フレーム７１の開口部７１Ａを貫通可能に設けられたサブチャック部材７３と、該サブチャック部材７３をＸ、Ｙ、Ｚ方向及びθ方向に微動させる位置調整機構としてのリフター７４とから主として構成されている。

基材フレーム７１に設けられた位置決めピン７２の位置には、検査室１４内のチャック部材２３に設けられた位置決めピン６１（図３参照）の位置が反映されている。これによって、アライメント室１２内で搬送アーム１３Ａに対して位置合わせされたウエハＷを検査室１４内に搬入してチャック部材２３の位置決めピン６１に対して位置決めすることにより、検査室１４内で位置決めピン６１に対して位置決めされたプローブカード２０に対して所定位置、例えばウエハＷに設けられた半導体デバイスの電気的特性検査を行う特性検査状態に位置合わせすることができる。

このような構成のアライメント室１２における搬送アーム１３Ａに対するウエハＷの位置決めは以下のように行われる。

すなわち、搬送機構１３がフープＦ（図２参照）から未検査のウエハＷを受け取り、該ウエハＷを、ウエハプレート１５を介して搬送アーム１３Ａに載置してアライメント室１２内へ搬送し、搬送アーム１３Ａを基台フレーム７１上に置く。このとき、搬送アーム１３Ａの下面に設けられた、例えば３つの嵌合溝６２が基台フレーム７１に設けられた、例えば３つの位置決めピン７２とそれぞれ嵌合して位置決めピン７２に対する搬送アーム１３Ａの位置決めが行われる。

このとき、天井に設けられた監視カメラ７５によってウエハＷの位置が監視される。すなわち、基台フレーム７１の位置決めピン７２に対するウエハＷの位置、換言すれば搬送アーム１３Ａに対するウエハＷの位置が、予め求めた検査室１４におけるチャック部材２３の位置決めピン６１に対して位置決めされたプローブカード２０に対する所定位置、すなわち特性検査位置に合致する位置になっているか否かを監視し、特性検査位置に合致する位置になっている場合は、ウエハＷを搬送アーム１３Ａによって検査室１４内に搬入する。一方、特性検査位置に合致する位置になっていない場合は、リフター７４によってサブチャック部材７３を上方に移動させて基台フレーム７１の開口部７１Ａ及び搬送アーム１３Ａの開口部１３Ｃから突出させ、且つサブチャック部材７３の上面をウエハプレート１５の下面に当接させ、この状態でサブチャック部材７３を上下、左右、又は図８中の矢印Ｒ方向（θ方向）に回転させ、これによってウエハＷをウエハプレート１５毎微動させて、位置決めピン７２に対するウエハＷ及びウエハプレート１５の位置を、検査室１４内における特性検査位置と合致する位置に合わせる。

サブチャック部材７３によってウエハＷを微動させる際は、吸引ライン１３Ｂによるウエハプレート１５及びウエハＷの吸引は解除され、位置合わせが完了した時点で再度吸引、固定される。このとき、ウエハＷの吸引を解除することに起因してウエハＷの位置決めピン７２に対する位置がずれたか否かを監視カメラ７５によって再度チェックするようにしてもよい。これによって搬送アーム１３Ａに対するウエハＷの位置合わせ精度を確保することができる。

以下に、このような構成のウエハ検査装置を用いたウエハに形成された半導体デバイスの電気的特性検査について説明する。

図９〜図１２は、図３のウエハ検査用インターフェースを備えたウエハ検査装置を用いたウエハに形成された半導体デバイスの電気的特性検査の工程図である。

先ず、搬送機構１３によってプローブカード２０を検査室１４内に搬入する。すなわち、搬送機構１３は、搬送アーム１３Ａに載置されたプローブカード２０を検査室１４内のポゴフレーム４０とチャック部材２３との間の空間に搬入し（図９（Ａ））、搬送アーム１３Ａをチャック部材２３上に置く（図９（Ｂ））。このとき、搬送アーム１３Ａの下面に設けられた嵌合溝６２とチャック部材２３に設けられた位置決めピン６１とが嵌合して位置決めピン６１に対するプローブカード２０の位置決めが行われる。

位置決めピン６１に対するプローブカード２０の位置決めが終了した後、チャック部材２３を支持するリフター２２が搬送アーム１３Ａに載置されたプローブカード２０をチャック部材２３毎上方へ移動させて、プローブカード２０をヘッドプレート１９の下面のポゴフレーム４０に当接し、該ポゴフレーム４０にプローブカード２０を支持させる（図９（Ｃ））。このとき、図示省略した監視カメラによって、検査室１４とプローブカード２０との位置関係を監視し、半導体デバイスの特性検査位置からずれている場合は、検査室１４内へのプローブカード２０の搬入からやり直し、搬送アーム１３Ａを微動させてプローブカード２０が検査室１４内で所定の特性検査位置となるように位置合わせする。

また、このとき、ダミーのプローブカードを用いて検査室１４内への搬入、固定を行い、予め特性検査位置からのずれ量を測定し、該ずれ量を補正しつつ実際のプローブカード２０を検査室１４内に搬入するようにしてもよい。

次いで、ポゴフレーム４０にプローブカード２０を支持させた後、リフター２２が搬送アーム１３Ａをチャック部材２３毎下降させ（図１０（Ａ））、その後、搬送アーム１３Ａが検査室１４から退出する（図１０（Ｂ））。検査室１４内のポゴフレーム４０に支持されたプローブカード２０の位置情報は、図示省略した監視カメラによって採取され、アライメント室１２における位置決めピン７２に対するウエハＷの位置決め、ひいては搬送アーム１３Ａに対するウエハＷの位置決め時に活用される。

次に、プローブカード２０が搬入された検査室１４内にウエハＷを搬入する。すなわち、搬送機構１３は、搬送アーム１３Ａにウエハプレート１５を介して載置され、且つ搬送アーム１３Ａに対してアライメントが行われたウエハＷ（図８参照）を検査室１４内へ搬入し、プローブカード２０と対向させる（図１１（Ａ））。次いで、搬送機構１３は、搬送アーム１３Ａをチャック部材２３上に置く（図１１（Ｂ））。このとき、搬送アーム１３Ａの下面に設けられた嵌合溝６２がチャック部材２３に設けられた位置決めピン６１と嵌合し、位置決めピン６１に対する搬送アーム１３Ａの位置決め、ひいては、位置決めピン６１に対するウエハＷの位置決めが行われる。

位置決めピン６１に対するウエハＷの位置決めが終了した後、チャック部材２３を支持するリフター２２が、搬送アーム１３Ａにウエハプレート１５を介して載置されたウエハＷをチャック部材２３毎上方へ移動させてウエハＷをポゴフレーム４０に支持されたプローブカード２０に当接する（図１１（Ｃ））。ウエハＷは、図示省略した固定手段、例えば吸引手段によってプローブカード２０に仮止めされる。

次いで、プローブカード２０にウエハＷが仮止めされた後、リフター２２がウエハプレート１５を載置した搬送アーム１３Ａをチャック部材２３毎下降させ（図１２（Ａ））、その後、ウエハプレート１５を載置した搬送アーム１３Ａが検査室１４から退出する（図１２（Ｂ））。

次いで、チャック部材２３を支持するリフター２２がチャック部材２３を上方へ移動させてチャック部材２３のウエハ載置面２３ＣをウエハＷに当接させる。このとき、ヘッドプレート１９とチャック部材２３の間にシール部材６５が介在され、ヘッドプレート１９、ポゴフレーム４０、チャック部材２３及びシール部材６５で囲まれた空間Ｓが形成される（図１２（Ｃ））。シール部材６５は、位置決めピン６１の外側に配置されているが、位置決めピン６１の内側に配置することもできる。

次いで、空間Ｓ内が図示省略した減圧手段によって、例えば、−１〜−５０ｋＰａに減圧され、これによって、プローブカード２０に設けられた複数のプローブ２５が、ウエハＷに設けられた複数の半導体デバイスの各電極に確実に当接する。このとき、ウエハＷは、位置決めピン６１に対して位置決めされているので、同じ位置決めピン６１に対して位置決めされたプローブカード２０と所定の位置関係、すなわち半導体デバイスの電気的特性検査を行う特性検査位置となるように当接する。その後、リフター２２は図中下方へ移動してチャック部材２３から離れる（図１２（Ｄ））。

次いで、プローブカード２０の各プローブ２５から所定値の電流が各半導体デバイスの電極へ流されて各半導体デバイスの電気的特性検査が行われ、その後、本検査を終了する。

本実施の形態によれば、位置決めピン６１及び７２に嵌合する嵌合溝６２を備えた搬送アーム１３Ａによってプローブカード２０を検査室１４内に搬入し、該搬送アーム１３Ａの嵌合溝６２をチャック部材２３に設けられた位置決めピン６１に嵌合させて該位置決めピン６１に対するプローブカード２０の位置決めを行った後、該プローブカード２０をフレーム４０に当接するまで搬送して該フレーム４０に支持させると共に、同じ搬送アーム１３Ａによって、該搬送アーム１３Ａに対してアライメントされたウエハＷを検査室１４内に搬入し、該搬送アーム１３Ａの嵌合溝６２をチャック部材２３に設けられた位置決めピン６１に嵌合させて該位置決めピン６１に対するウエハＷの位置決めを行った後、該ウエハＷをプローブカード２０のウエハ対向面まで搬送してプローブカード２０に当接させるので、チャック部材２３に設けられた位置決めピン６１を介してプローブカード２０に対するウエハＷの位置を正確に位置合わせすることができ、もって、ウエハＷをプローブカード２０に対して半導体デバイスの電気的特性検査を行う特性検査位置で、正確に位置合わせすることができる。

また、本実施の形態によれば、搬送アーム１３Ａの中央部に厚さ方向に貫通する開口部１３Ｃを設けたので、位置合わせ室１２内において該開口部１３Ｃを貫通するサブチャック部材７３によって、位置合わせピン７２に対するウエハＷの位置を微調整することができる。

また、本実施の形態によれば、プローブカード２０の各プローブ２５をそれぞれ対応するウエハＷの全半導体デバイスにおける全電極に一括して当接させて電気的特性検査を行うことができるので、半導体デバイスの生産性が向上する。

本実施の形態において、半導体デバイスの電気的特性を検査する特性検査状態とは、プローブカード２０に対してウエハＷが適正位置で当接され、プローブカード２０の複数のプローブ２５がウエハＷに形成された複数の半導体デバイスの複数の電極にそれぞれ当接している状態をいう。

以上、本発明について、上記実施の形態を用いて説明したが、本発明は上記実施の形態に限定されるものではない。

Ｗ ウエハ
１３搬送機構
１３ 搬送アーム
１４ 検査室
２０ プローブカード
２３ チャック部材
２５ プローブ
４０ ポゴフレーム
６１ 位置決めピン
６２ 嵌合溝（凹部）

Claims (10)

1. ウエハに形成された半導体デバイスの電気的特性を検査する検査室と、該検査室へ前記ウエハを搬出入する搬送機構とを備えたウエハ検査装置において、
   前記検査室は、
   前記ウエハに対向する面に多数のプローブが配置されたプローブカードと、
   該プローブカードの前記ウエハに対向する面とは逆側の面に当接して該プローブカードを支持するフレームと、
   前記ウエハを挟んで前記プローブカードに対向して配置された台状のチャック部材と、
   該チャック部材に設けられた位置決めピンとを有し、
   前記搬送機構は、
   前記位置決めピンに嵌合する凹部を備えた搬送アームを有し、
   該搬送アームによって前記プローブカードを前記検査室内に搬入し、前記凹部を前記位置決めピンに嵌合させて該位置決めピンに対する前記プローブカードの位置決めを行った後、該プローブカードを前記フレームに当接させて該フレームに支持させると共に、
   前記搬送アームによって前記ウエハを前記検査室内に搬入し、前記凹部を前記位置決めピンに嵌合させて該位置決めピンに対する前記ウエハの位置決めを行った後、該ウエハを前記プローブカードのウエハに対向する面に当接させて前記半導体デバイスの前記電気的特性を検査する特性検査状態を形成する
   ことを特徴とするウエハ検査装置。
2. 前記搬送機構は、前記搬送アームに着脱自在に載置されるウエハプレートを有し、
   前記プローブカードを前記搬送アームに載置して搬送すると共に、前記ウエハを前記ウエハプレートを介して前記搬送アームに載置して搬送することを特徴とする請求項１記載のウエハ検査装置。
3. 前記搬送アームは、中央部に厚さ方向に貫通する開口部を有することを特徴とする請求項１又は２記載のウエハ検査装置。
4. 前記チャック部材に設けられた前記位置決めピンは、該チャック部材の外周部に沿って少なくとも２つ設けられており、前記搬送アームに設けられた前記凹部は、前記チャック部材の位置決めピンに嵌合するように前記搬送アームに少なくとも２つ設けられていることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載のウエハ検査装置。
5. 前記プローブカードには、該プローブカードの外周部に沿って少なくとも２つの位置決め用の凹部が設けられており、前記搬送アームには、前記プローブカードの前記位置決め用の凹部にそれぞれ嵌合する少なくとも２つの凸部が設けられていることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載のウエハ検査装置。
6. 前記プローブカードは、搬送時に前記搬送アームに吸着、固定され、前記ウエハは、搬送時に前記ウエハプレートを介して前記搬送アームに吸着、固定されることを特徴とする請求項２乃至５のいずれか１項に記載のウエハ検査装置。
7. 前記ウエハ検査装置は、前記搬送機構の前記搬送アームに対して前記ウエハの位置合わせを行う位置合わせ装置を有し、
   該位置合わせ装置は、
   位置合わせ室と、
   該位置合わせ室内に設けられ、中央部に厚さ方向に貫通する開口部を有する基台フレームと、
   該基台フレームの外周部に設けられた位置決めピンと、
   前記基台フレームの前記開口部を貫通可能なサブチャック部材と、を有し、
   該サブチャック部材は、
   前記ウエハを載置した前記搬送アームの前記凹部が前記基台フレームの位置決めピンに嵌合した状態で、前記基台フレームの前記開口部及び前記搬送アームの前記開口部を貫通し、前記ウエハを微動させて前記搬送アームに対する前記ウエハの位置合わせを行うことを特徴とする請求項３乃至６のいずれか１項に記載のウエハ検査装置。
8. 前記ウエハは、前記ウエハプレートを介して前記搬送アームに載置されており、前記サブチャック部材は、前記ウエハを前記ウエハプレート毎微動させて前記搬送アームに対する前記ウエハの位置合わせを行うことを特徴とする請求項７記載のウエハ検査装置。
9. 前記基台フレームに設けられた位置決めピンは、該基台フレームの外周部に沿って少なくとも２つ設けられていることを特徴とする請求項７又は８記載のウエハ検査装置。
10. 前記基台フレームの位置決めピンの位置には、前記チャック部材の位置決めピンの位置が反映されていることを特徴とする請求項７乃至９のいずれか１項に記載のウエハ検査装置。

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