JP2014238371A - プローバシステム - Google Patents

Abstract

【課題】ロット仕掛数、プローブカードおよび半導体テスタの数を削減すると共に、アライメントと検査を同時に行って効率よくチップテストを行う。
【解決手段】複数のチップ２１の電極パッド座標データを取得するチップ毎のアライメント動作の後に、この電極パッド座標データを用いて複数のチップ２１の電極パッドにそれぞれ、テスタ３に接続される複数の端子（プローブカード２６の多数のプローブ２４）をそれぞれ接続させて複数のチップ２１の検査動作を行うプローバシステム１において、複数のチップ２１を搭載する搭載部材２８が位置決めされて搭載されるアライメント専用のステージ手段２Ａと、アライメント専用のステージ手段２Ａから搬送された複数のチップ２１を搭載する搭載部材２８が位置決めされて搭載される検査専用のステージ手段２Ｂとが隣接配置され、アライメント動作と検査動作とが同時に時間的に略１対１の関係でそれぞれ独立して実行される。
【選択図】図１

Description

本発明は、半導体ウエハに形成された複数の半導体装置（デバイス）の電気的特性などの特性検査を行うために、半導体テスタの端子を各デバイス（チップ）の電極パッドに接続するウエハプロービングマシン（以下プローバという）と半導体テスタを組み合わせたプローバシステムに関する。

従来の半導体製造工程では、薄い円板状の半導体ウエハに各種の処理を施して半導体ウエハに複数のデバイス（チップ）を形成した後に、各デバイスの電気的特性などの各種特性が検査される。半導体ウエハの状態で各種特性が検査される場合もあるが、このデバイス（チップ）には大容量メモリなどの高集積度のデバイスだけでなく、トランジスタや発光ダイオード（ＬＥＤ）などの簡単な構成のデバイスもある。このような簡単な構成のデバイスでは、例えば０．２〜０．５ｍｍ角程度の小型のデバイスであって、高耐圧・高出力のパワーデバイスであることが多く、半導体ウエハの状態では正確な検査を行うことができない。このため、ダイサーやスクライバーなどによって半導体ウエハを切断して個別のチップに個片化した後に各種検査が行われている。このような各半導体装置（チップ）の電気的特性などの特性検査は、プローバと半導体テスタを組み合わせたプローバシステムで行われる。

半導体ウエハからの各チップの分離は、中央が開口したフレーム（リング）の裏面に貼り付けた伸縮自在な粘着テープに半導体ウエハを貼り付け、ダイサーにより半導体ウエハに溝を形成した後に、スクライバーなどによって半導体ウエハを格子状に切断して個別のチップに分離する。各チップは切断して分離した状態で粘着テープ上に貼り付けられている。その粘着テープ上の各チップの位置は、粘着テープが周りから引っ張られて各チップ間隔が広げられているために、各チップ間隔が変化して正確に規則正しく配列された状態にはなっていない。

このような状態で行うチップ、例えばＬＥＤチップの検査について説明する。

ＬＥＤチップの動作試験の検査（電気的特性検査）や光学検査を正確に行うには、個別のＬＥＤチップに分離した状態で、各ＬＥＤチップの電極パッドにニードルを接触させてＬＥＤチップを動作させ、そのときのＬＥＤチップの電気特性と共に出力光の光学特性を検査する必要がある。

図２０は、特許文献１に開示されている従来の プローバシステムの概略構成図である。図２１は、図２０の従来のプローバシステムの平面図である。

図２０および図２１において、従来の プローバシステム１００は、ウエハＷを保持して移動する２台のウエハ保持・移動機構１０１Ａ、１０１Ｂを有するプローバ１０１と、これにそれぞれプローブカード１０２Ａ，１０２Ｂを介して各種検査を行う半導体テスタ１０３Ａ，１０３Ｂとを備えている。

プローバ１０１として、筐体のベース１０４上にガイドレール１０５とリニアモータの固定子１０６とが設けられており、その上に２台のウエハ保持・移動機構１０１Ａ、１０１Ｂが精密に移動可能に配置されている。ヘッドステージ１０７の両側にはプローブカード１０２Ａ，１０２Ｂが取り付けられている。ヘッドステージ１０７の中央部には、ウエハアライメントカメラ１０８が設けられている。

２台のウエハ保持・移動機構１０１Ａ、１０１Ｂは、それぞれウエハチャック１０９Ａ、１０９Ｂ、Ｚ軸移動・回転部１１０Ａ、１１０Ｂ、プローブ位置検出カメラ１１１Ａ、１１１Ｂ、カメラ移動機構１１２Ａ、１１２Ｂ、Ｙ軸移動ステージ１１３Ａ、１１３Ｂ、Ｘ軸移動ステージ１１４Ａ、１１４Ｂを有して、ガイドレール１０５上を独立して移動可能である。

Ｘ軸移動ステージ１１４Ａ、１１４Ｂはそれぞれ、ガイドレール１０５上を互いに干渉しない範囲で移動可能である。左側に位置するＸ軸移動ステージ１１４Ａは、ウエハアライメントカメラ１０８下の位置から、プローブカード１０２Ａ下の位置まで移動可能であり、右側に位置するＸ軸移動ステージ１１４Ｂは、ウエハアライメントカメラ１０８下の位置から、プローブカード１０２Ｂ下の位置まで移動可能である。

従来の プローバシステム１００は、配置された２個のウエハカセット１２０Ａ、１２０ＢからウエハＷを取り出してウエハチャック１０９Ａ、１０９Ｂ上に搬送し、検査の終了したウエハＷをウエハチャック１０９Ａ、１０９Ｂ上からウエハカセット１２０Ａ、１２０Ｂに搬送するウエハ搬送機構を有している。このウエハ搬送機構は、アーム台１２１と、アーム台１２１に設けられ、ウエハＷを保持して搬送可能とするアーム１２２とを有している。

図２２は、特許文献２に開示されている従来の検査装置の概略構成例を示す平面図である。図２３は、図２２の従来の検査装置の要部構成を示す側面図である。

図２２および図２３において、従来の検査装置２００は、被検査体の半導体ウエハＷの全面に形成された検査用電極パッドに対してプローブカード２０１を同時に一括して電気的に接触させて半導体ウエハＷの電気的特性検査を行うように構成されている。この従来の検査装置２００は、半導体ウエハＷの電気的特性検査を行うプローバ室２０２と、プローバ室２０２へ半導体ウエハＷを搬送するローダ室２０３と、それらの制御装置（図示せず）とを備え、プローバ室２０２が第１、第２のプローブ領域に分かれ、制御装置（図示せず）の制御下で第１、第２のプローブ領域で２枚の半導体ウエハＷを並行して検査処理できるように構成されている。

プローバ室２０２は、半導体ウエハＷを載置し且つＸ、Ｙ、Ｚ方向へ移動可能に第１、第２のプローブ領域２０４Ａ、２０４Ｂにそれぞれ配置されたウエハチャック２０５と、これらのウエハチャック２０５の上方にそれぞれ配置されたプローブカード２０１と、ウエハチャック２０５上に載置された半導体ウエハＷとプローブカード２０１とのアライメントを行うために第１、第２のプローブ領域２０４Ａ、２０４Ｂを移動するように設けられた一つのアライメント機構２０６とを備え、制御装置の制御下で、一つのアライメント機構２０６が第１、第２のプローブ領域２０４Ａ、２０４Ｂそれぞれのウエハチャック２０５と協働して半導体ウエハＷとプローブカード２０１のアライメントを行う。つまり、一つのアライメント機構２０６は、第１、第２のプローブ領域２０４Ａ、２０４Ｂの双方で使用される。

アライメント機構２０６は、半導体ウエハＷを撮像するために設けられた第１のＣＣＤカメラ２０６Ａと、第１のＣＣＤカメラ２０６Ａを中央で支持するアライメントブリッジ２０６Ｂと、プローバ室２０２のＸ方向両端部にＹ方向に沿ってそれぞれ設けられ且つアライメントブリッジ２０６ＢをＹ方向へ移動案内する一対のガイドレール２０６Ｃとを備え、第１のＣＣＤカメラ２０６Ａがアライメントブリッジ２０６Ｂを介してガイドレール２０６Ｃに従ってＹ方向の両端部の間で第１、第２のプローブ領域２０４Ａ、２０４Ｂ内の任意の位置まで移動し、停止できるように構成されている。

半導体ウエハＷとプローブカード２０１とのアライメントを行うときには、第１のＣＣＤカメラ２０６Ａがアライメントブリッジ２０６Ｂを介して第１、第２のプローブ領域２０４Ａ、２０４Ｂへ移動し、第１のＣＣＤカメラ２０６Ａが、第１、第２のプローブ領域２０４Ａ、２０４Ｂそれぞれのウエハチャック２０５と協働してウエハチャック２０５上の半導体ウエハＷを撮像する。ウエハチャック２０５がＸ、Ｙ方向へ移動する間に、半導体ウエハＷのいずれの部位も第１のＣＣＤカメラ２０６Ａの真下を通り、第１のＣＣＤカメラ２０６Ａによって半導体ウエハＷの全面に形成された検査用電極パッドを漏れなく撮像することができる。このアライメントブリッジ２０６Ｂは、半導体ウエハＷの検査時等には図２２に実線で示すように第１、第２のプローブ領域２０４Ａ、２０４Ｂの境界で待機している。

各ウエハチャック２０５にはアライメント機構２０６を構成する第２のＣＣＤカメラ２０６Ｄがそれぞれ２個ずつ対向して設けられている。これらのＣＣＤカメラ２０６Ｄによってプローブカード２０１における配線基板２０１Ｂ下のプローブ２０１Ａを撮像するようになっている。２個の第２のＣＣＤカメラ２０６Ｄ、２０６Ｄは、ウエハチャック２０５の外周に周方向に１８０°隔てて対向して付設され、それぞれがウエハチャック２０５上面の中心を通るＸ軸上に配置されている。

ローダ室２０３は、プローバ室２０２に隣接しており、そのＹ方向の中央にはウエハ搬送装置２１０が配置され、Ｙ方向の両隣にはカセットＣを載置するカセット載置部２１１Ａ、２１１Ｂが配置されている。ウエハ搬送装置２１０は、アーム２１０Ａおよびその駆動機構２１０Ｂを備え、アーム２１０Ａが駆動機構２１０Ｂを介してカセットＣとプローバ室２０２との間で半導体ウエハＷを一枚ずつ搬送するようになっている。

特開２００８−１８２０６１号公報 特開２００８−２４３８５９号公報

特許文献１に開示されている上記従来の プローバシステム１００では、２台のウエハ保持・移動機構１０１Ａ、１０１Ｂが交互に移動して１台のウエハアライメントカメラ１０８を共用している。このため、ロット仕掛が２個必要で、プローブカード１０２Ａ，１０２Ｂおよび半導体テスタ１０３Ａ，１０３Ｂが各２個づつ必要になる。

特許文献２に開示されている上記従来の検査装置２００では、１台の第１のＣＣＤカメラ２０６Ａが２台のウエハチャック２０５の上方に移動して共用化されている。このため、ロット仕掛が２個で、プローブカード２０１および半導体テスタ（図示せず）が各２個づつ必要になる。

さらに、上記従来のＬＥＤチップなどのチップサイズが小さいチップテストでは測定数が多くテストに時間がかかっている。また、光学測定を伴うため、各チップに分割された状態（個片化状態）で各種検査を行う必要があり、検査試験前にチップ毎の端子位置の正確なアライメントを行うことが一般的である。本発明者らが考案した同測テストの技術により、テスト時間が飛躍的に短縮されるため、チップ毎のアライメント時間がスループットに大きく影響を及ぼすようになる。このため、アライメント時間の改善が必要になっている。

本発明は、上記従来の問題を解決するもので、ロット仕掛数、プローブカードおよび半導体テスタの数を削減すると共に、アライメントと検査を同時に行って効率よくチップテストを行うことができるプローバシステムを提供することを目的とする。

本発明のプローバシステムは、配列された複数のチップの電極パッド座標データを取得するチップ毎のアライメント動作の後に、該電極パッド座標データを用いて該複数のチップの電極パッドにそれぞれ、テスタに接続される複数の端子をそれぞれ接続させて該複数のチップの検査動作を行うプローバシステムにおいて、該複数のチップを搭載する搭載部材が位置決めされて搭載されるアライメント専用のステージ手段と、該アライメント専用のステージ手段から搬送された該複数のチップを搭載する搭載部材が位置決めされて搭載される検査専用のステージ手段とが隣接配置され、該アライメント動作と該検査動作とが同時にそれぞれ独立して実行されるものであり、そのことにより上記目的が達成される。

また、好ましくは、本発明のプローバシステムにおけるアライメント専用のステージ手段および前記検査専用のステージ手段にそれぞれ、前記複数のチップが搭載される搭載部材の位置決めを行う位置決め手段が設けられている。

さらに、好ましくは、本発明のプローバシステムにおける位置決め手段はピン手段で構成され、該ピン手段は前記アライメント専用のステージ手段および前記検査専用のステージ手段にそれぞれ複数設けられている。

さらに、好ましくは、本発明のプローバシステムにおけるピン手段の長さおよび太さのうちの少なくともいずれかが互いに異なっている。

さらに、好ましくは、本発明のプローバシステムにおけるアライメント専用のステージ手段の動作時間と前記検査専用のステージ手段の動作時間が同等の関係になるようにそれぞれの台数が設定されている。

さらに、好ましくは、本発明のプローバシステムにおけるアライメント専用のステージ手段で得たアライメント情報を、前記検査専用のステージ手段で用いると共に、該検査専用のステージ手段で得た前記複数のチップの検査結果に基づいて該複数のチップをランク分けするソータ手段で用いる。

本発明のプローバシステムは、複数のプローブの各先端位置に検査対象の複数のチップの各電極パッドを同時に接触させるプローバシステムにおいて、切断後のウエハの複数のチップを上面に固定可能とし、Ｘ軸、Ｙ軸およびＺ軸の３軸方向に移動可能とすると共に、Ｚ軸周りに回転可能とする移動台と、検査用の複数のプローブの先端位置を検出するプローブ位置検出手段と、該切断後の検査対象の複数のチップにおける各電極パッドの位置を検出するパッド位置検出手段と、該各電極パッドとのコンタクト用の複数のプローブが設けられたプローブ手段と、該プローブ位置検出手段および該パッド位置検出手段からの各画像に基づいて該複数のプローブ先端および該各電極パッドの各位置を検出し、検出した該複数のプローブ先端および該各電極パッドの各位置に基づいて、該複数のプローブの先端位置に検査対象の該各チップの各電極パッドが対応するように該移動台上の当該各電極パッドの３軸座標位置を制御すると共に該Ｚ軸周りの回転位置を制御する位置制御装置とを有するものであり、そのことにより上記目的が達成される。

また、好ましくは、本発明のプローバシステムにおける位置制御装置は、前記複数のチップの各電極パッドの位置および前記複数のプローブの先端配置を検出するプローブ・パッド位置検出手段と、検査対象の複数のチップの配列角度を該複数のプローブの先端配列角度に合わせる一括角度補正手段を有する。

さらに、好ましくは、本発明のプローバシステムにおける一括角度補正手段は、前記複数のプローブの配列角度（θ１Ａ）と、前記複数のチップの各電極パッドの配列角度（θ１Ｂ）との差（θ１＝θ１Ａ−θ１Ｂ）からＺ軸周りの回転角度を算出し、前記移動台を該複数のプローブの配列角度（θ１Ａ）に対して合うようにＺ軸周りに回転させる。

さらに、好ましくは、本発明のプローバシステムにおける検査対象のチップ個々の配列角度の平均値を用いて一括角度補正位置を補正する個別角度平均化手段を更に有する。

さらに、好ましくは、本発明のプローバシステムにおける一方向において前記複数のチップの中心座標の平均値を前記複数のプローブの配列の補正値とし、該一方向に直交する他方向において各チップ間隔の理論値と実測値とのズレ量を算出し、各プローブ先端間隔の理論値と実測値とのズレ量を算出し、該各チップ間隔と該各プローブ先端間隔の各理論値からのズレ量の各平均値を減算した値を補正値とする水平方向位置補正手段を更に有する。

さらに、好ましくは、本発明のプローバシステムにおける検査対象とする前記複数のチップのうちの中央チップの中心座標または中央チップ間の中心座標と、前記複数のプローブの中央プローブの先端座標または中央プローブ間の中心座標とをＸＹ方向に位置合わせするように補正する水平方向位置補正手段を更に有する。

さらに、好ましくは、本発明のプローバシステムにおける複数のプローブの全ての先端位置が検査対象の複数のチップの各電極パッドに少なくとも一つ位置していない場合に、少なくとも、同時コンタクトが不可の一または複数のチップの各電極パッドとそれ以外の一または複数のチップの各電極パッドとの二つのコンタクト群に分割処理するコンタクト群分割手段を更に有する。

さらに、好ましくは、本発明のプローバシステムにおける複数のプローブの全ての先端位置が検査対象の複数のチップの各電極パッドに少なくとも一つ位置していない場合に、同時コンタクトが不可の一または複数のチップの各電極パッドと、これを境としてそれ以前とそれ以降の一または複数のチップの各電極パッドとの一連の複数のコンタクト群の位置補正処理に分割処理するコンタクト群分割手段を更に有する。

さらに、好ましくは、本発明のプローバシステムにおけるコンタクト群分割手段が分割処理した同時コンタクトが不可の一または複数のチップの各電極パッドに、当該各電極パッドに対応する一または複数のプローブの先端位置が合うように該同時コンタクトが不可の一または複数のチップの各電極パッドをＸＹθ座標補正する。

さらに、好ましくは、本発明のプローバシステムにおけるプローブ手段はプローブカードである。

さらに、好ましくは、本発明のプローバシステムにおけるプローブ手段を介して、検査対象の複数のチップの電気的動作特性および光学特性のうちの少なくともいずれかを検査するテスタを有する。

本発明のプローバシステムのコンタクト位置補正方法は、複数のプローブの各先端位置に検査対象の複数のチップの各電極パッドを同時に接触させる際に、位置制御装置が、プローブ位置検出手段およびパッド位置検出手段からの各画像に基づいてプローブ手段の複数のプローブ先端位置および検査対象の複数のチップの各電極パッドの位置を検出し、検出した該複数のプローブ先端位置および該検査対象の複数のチップの各電極パッドの位置に基づいて、該複数のプローブの先端位置に該検査対象の複数のチップの各電極パッドが対応するように移動台上の複数のチップの各電極パッドの３軸座標位置を制御すると共に該Ｚ軸周りの回転位置を制御するコンタクト位置制御工程を有するものであり、そのことにより上記目的が達成される。

また、好ましくは、本発明のプローバシステムのコンタクト位置補正方法におけるコンタクト位置制御工程は、プローブ・パッド位置検出手段が、前記複数のチップの各電極パッドの位置および前記複数のプローブの先端配置を検出するプローブ・パッド位置検出工程と、一括角度補正手段が、前記検査対象の複数のチップの配列角度を該複数のプローブの先端配列角度に合わせる一括角度補正工程を有する。

さらに、好ましくは、本発明のプローバシステムのコンタクト位置補正方法における一括角度補正工程は、前記複数のプローブの配列角度（θ１Ａ）と、前記複数のチップの各電極パッドの配列角度（θ１Ｂ）との差（θ１＝θ１Ａ−θ１Ｂ）からＺ軸周りの回転角度を算出し、前記移動台を該複数のプローブの配列角度（θ１Ａ）に対応するようにＺ軸周りに回転させる。

さらに、好ましくは、本発明のプローバシステムのコンタクト位置補正方法におけるコンタクト位置制御工程は、個別角度平均化手段が、前記検査対象のチップ個々の配列角度の平均値を用いて一括角度補正位置を補正する個別角度平均化工程とを有する。

さらに、好ましくは、本発明のプローバシステムのコンタクト位置補正方法における水平方向位置補正手段が、一方向において前記複数のチップの各中心座標の平均値を前記複数のプローブの配列の補正値とし、該一方向に直交する他方向において各チップ間隔の理論値と実測値とのズレ量を算出し、各プローブ先端間隔の理論値と実測値とのズレ量を算出し、該各チップ間隔と該各プローブ先端間隔の各理論値からのズレ量の各平均値を減算した値を補正値とする水平方向位置補正工程を更に有する。

さらに、好ましくは、本発明のプローバシステムのコンタクト位置補正方法における水平方向位置補正手段が、前記検査対象とする前記複数のチップのうちの中央チップの中心座標または中央チップ間の中心座標を、前記複数のプローブの中央プローブの先端座標または中央プローブ間の中心座標にＸＹ方向に位置合わせするように補正する水平方向位置補正工程を更に有する。

さらに、好ましくは、本発明のプローバシステムのコンタクト位置補正方法における複数のプローブの全ての先端位置が検査対象の複数のチップの各電極パッドに少なくとも一つ位置していない場合に、コンタクト群分割手段が、少なくとも、同時コンタクトが不可の一または複数のチップの各電極パッドとそれ以外の一または複数のチップの各電極パッドとの二つのコンタクト群に分割処理するコンタクト群分割工程を更に有する。

さらに、好ましくは、本発明のプローバシステムのコンタクト位置補正方法における複数のプローブの全ての先端位置が検査対象の複数のチップの各電極パッドに少なくとも一つ位置していない場合に、コンタクト群分割手段が、同時コンタクトが不可の一または複数のチップの各電極パッドと、これを境としてそれ以前とそれ以降の一または複数のチップの各電極パッドとの一連の複数のコンタクト群の位置補正処理に分割処理するコンタクト群分割工程を更に有する。

さらに、好ましくは、本発明のプローバシステムのコンタクト位置補正方法におけるコンタクト群分割手段が分割処理した同時コンタクトが不可の一または複数のチップの各電極パッドに、当該各電極パッドに対応する一または複数のプローブの先端位置が合うように該同時コンタクトが不可の一または複数のチップの各電極パッドの位置をＸＹθ座標補正する補正工程を更に有する。

さらに、好ましくは、本発明のプローバシステムのコンタクト位置補正方法におけるプローブ手段はプローブカードである。

本発明の制御プログラムは、本発明の上記プローバシステムのコンタクト位置補正方法の各工程をコンピュータに実行させるための処理手順が記述されたものであり、そのことにより上記目的が達成される。

本発明の可読記憶媒体は、本発明の上記制御プログラムが格納されたコンピュータ読み取り可能なものであり、そのことにより上記目的が達成される。

上記構成により、以下、本発明の作用を説明する。

本発明においては、配列された複数のチップの電極パッド座標データを取得するチップ毎のアライメント動作の後に、電極パッド座標データを用いて該複数のチップの電極パッドにそれぞれ、テスタに接続される複数の端子をそれぞれ接続させて該複数のチップの検査動作を行うプローバシステムにおいて、複数のチップを搭載する搭載部材が位置決めされて搭載されるアライメント専用のステージ手段と、アライメント専用のステージ手段から搬送された複数のチップを搭載する搭載部材が位置決めされて搭載される検査専用のステージ手段とが隣接配置され、アライメント動作と該検査動作とが同時にそれぞれ独立して実行される。

これによって、アライメント専用のステージ手段と検査専用のステージ手段とが隣接配置され、１台のアライメント専用のステージ手段へのロット仕掛数は「１」であり、１台の検査専用のステージ手段のプローブカードおよび半導体テスタの数も各１でこれらの設備部材を削減すると共に、アライメントと検査を同時に行って効率よくチップテストを行うことが可能となる。

以上により、本発明によれば、アライメント専用のステージ手段と検査専用のステージ手段とが隣接配置されるため、ロット仕掛数、プローブカードおよび半導体テスタの数を削減すると共に、アライメントと検査を同時に行って効率よくチップテストを行うことができる。

本発明の実施形態１におけるプローバシステムの概略構成を示す要部構成図である。 （ａ）および（ｂ）は図１のチップがＬＥＤチップの場合に検出位置座標の事例を示す平面図である。 図１のアライメント専用のステージ手段と検査専用のステージ手段の動作を説明するための要部構成例を示す模式図である。 本実施形態１のプローバシステム１の動作を従来の事例と比較して説明するための図である。 （ａ）は図１の検査専用のステージ手段において各チップ２１を搭載した搭載部材を構成する粘着テープおよびこれを保持するリングの模式図、（ｂ）は図１のアライメント用のステージ手段において各チップを搭載した搭載部材を構成する粘着テープおよびこれを保持するリングの模式図、（ｃ）は図１の各ステージ手段において各チップを搭載した搭載部材の一部を構成する着脱可能な吸着ステージの模式図である。 （ａ）および（ｂ）は、半導体ウエハから切断後の各チップの不規則な配列状態を示す一部平面図である。 図１のプローバシステムを用いて多数のチップの各電極パッドと同時コンタクトして検査する様子を示す模式図である。 （ａ）は、図１のプローバシステムのアライメント用の制御装置における概略構成例を示すブロック図、（ｂ）は、図１のプローバシステムの検査用の制御装置における概略構成例を示すブロック図である。 図１のプローバシステム１における制御装置２７Ｂの動作を説明するためのフローチャートである。 図９のステップＳ３の一括角度補正処理を説明するための図である。 図９のステップＳ４の個別角度補正処理を説明するための図である。 図９のステップＳ５の水平方向位置補正処理（その１）を説明するための図である。 図９のステップＳ５の水平方向位置補正処理（その２）を説明するための図である。 図９のステップＳ１１のコンタクト群分割補正処理を説明するための図である。 従来のウエハでのθ補正のみの場合と本実施形態１のチップ配列単位での一括θ補正および個別θ補正、水平方向位置調整を行う場合の各チップの平面図である。 （ａ）は、本発明の実施形態２におけるプローバシステムのアライメント専用のステージ手段と検査専用のステージ手段の動作を説明するための要部構成例を示す模式図、（ｂ）は、複数のチップを搭載する搭載部材の位置合わせ方法の一例を説明するための模式図である。 本発明の実施形態２におけるプローバシステムにおいて複数のチップを搭載する搭載部材の位置合わせ方法の他の事例を説明するための模式図である。 本発明の実施形態３におけるプローバシステムの１台のアライメント専用のステージ手段と２台の検査専用のステージ手段の動作を説明するための要部構成例を示す模式図である。 （ａ）は、上記実施形態１〜３のいずれかのプローバシステムとソータとを組み合わせた場合の平面模式図、（ｂ）は、本実施形態４のプローバシステムとソータとを組み合わせた場合の平面模式図である。 特許文献１に開示されている従来のプローバシステムの概略構成図である。 図２０の従来のプローバシステムの平面図である。 特許文献２に開示されている従来の検査装置の概略構成例を示す平面図である。 図２２の従来の検査装置の要部構成を示す側面図である。

以下に、本発明のプローバシステムの実施形態１〜４について図面を参照しながら詳細に説明する。なお、各図における構成部材のそれぞれの厚みや長さなどは図面作成上の観点から、図示する構成に限定されるものではない。また、複数のチップなどの個数も実際の個数と一致していなくてもよく、図示および説明の便宜を考慮した個数としたものであり、図示する構成に限定されるものではない。

（実施形態１）
図１は、本発明の実施形態１におけるプローバシステムの概略構成を示す要部構成図である。

図１において、本実施形態１のプローバシステム１は、２次元状に配列された複数の各チップ２１（例えばＬＥＤチップ）の電極パッドと所定電圧出力端とを位置決めした後にその各所定電圧出力端を各電極パッドにそれぞれ接続して所定電圧を各電極パッドに印加可能とするプローバ２と、電気的および光学的な各種チップ特性を検査するテスタ３とを備えている。

プローバ２は、アライメント用のステージ手段２Ａと、検査用のステージ手段２Ｂとをそれぞれ専用に隣接配置している。

アライメント用のステージ手段２Ａは、切断後の各チップ２１を搭載した搭載部材２８を上面に固定可能とし、基台２２上に設けられたＸ軸、Ｙ軸およびＺ軸の３軸方向に移動可能とすると共に、Ｚ軸周りに回転可能とするアライメント用のステージとしての移動台２３Ａと、切断後の各チップ２１の電極パッドの位置を検出するパッド位置検出手段としてのパッド位置検出カメラ２９と、移動台２３Ａの座標（Ｘ、Ｙ、Ｚ）の３軸座標位置を制御すると共に回転位置を制御し、各チップ２１の電極パッドの位置座標を取得制御する制御装置２７Ａとを有している。

移動台２３Ａは、ウエハ保持・移動機構を構成しており、最上部のウエハチャックと、その下のＺ軸移動・回転部と、その下のＹ軸移動ステージと、その下のＸ軸移動ステージとを有している。

パッド位置検出カメラ２９はアライメント用の移動台２３Ａの上方の天面２５に設けられていてもよく、切断後の各チップ２１の電極パッドの位置を検出できればそれ以外の位置に設けられていてもよい。パッド位置検出カメラ２９は複数回に分けて搭載部材２８上に搭載された複数（例えば１万個程度）のチップ２１を画像データとして撮像する。

制御装置２７Ａは、アライメント用の後述の位置制御手段２７６Ａとして、パッド位置検出カメラ２９により２次元状でマトリクス状に配列された所定数の各チップ２１の電極パッドを順次撮像するようにパッド位置検出カメラ２９とアライメント用の移動台２３Ａとの相対的な位置関係を移動制御する。また、制御装置２７Ａは、後述の座標取得制御手段２７６Ｂとして、パッド位置検出カメラ２９を駆動制御して得た画像データに基づいて演算処理などにより各チップ２１の電極パッドの位置座標を順次取得制御してこのパッド座標を記憶部（図示せず）に一旦記憶する。

なお、図２（ａ）に示すように、チップ２１がＬＥＤチップの場合にそのチップ２１の中央に発光領域２１ａが設けられ、チップ２１の中央の発光領域２１ａを上下位置に２個の電極パッド２１ｂが配置されている。この場合に、チップ２１の左上角部Ｐ１と右下角部Ｐ２をチップ２１の位置座標とすることができる。また、図２（ａ）に示すように、チップ２１の左上角部Ｐ１または右下角部Ｐ２とチップ２１の中心部Ｐ３（対角線の交差位置）をチップ２１の位置座標とすることもできる。さらには、図２（ｂ）に示すように、中央にある発光領域２１ａの上下に配置された電極パッド２１ｂの２箇所をチップ２１の位置座標としてもよい。本発明ではチップ２１の両電極パッド２１ｂにプローブカード２６の各プローブ２４を接触させることから、検出するチップ２１の位置座標としてチップ２１の両電極パッド２１ｂの各中心位置を採用している。

制御装置２７Ａは、パッド位置検出カメラ２９とアライメント用の移動台２３Ａとの初期位置に移動台２３Ａをその上の各チップ２１の搭載部材２８と共に移動制御する。次に、制御装置２７Ａは、初期位置から複数回に分けて複数のチップ２１を順次撮像して全体の複数のチップ２１の画像を撮像するように、パッド位置検出カメラ２９に対してアライメント用の移動台２３Ａを移動制御する。初期位置設定時は、マトリクス状に配列された複数のチップ２１のうちの基準となる例えば左上角のチップ２１の位置座標が原点位置（基準位置）になるように、検査対象の複数のチップ２１の各電極パッドの位置を３軸座標（Ｘ，Ｙ，Ｚ）の位置を制御すると共に回転位置（θ）を制御する。

このようにして、制御装置２７Ａにより、パッド位置検出カメラ２９が何回かに分けて撮影した全画像に基づいて全チップ２１の電極パッドの位置座標を全て演算処理して検出すると共に、検出した全電極パッドの位置座標を図示しない記憶部に記憶するように制御が為される。

次に、検査用のステージ手段２Ｂは、切断後の各チップ２１を搭載した搭載部材２８を上面に固定可能とし、基台２２上に設けられたＸ軸、Ｙ軸およびＺ軸の３軸方向に移動可能とすると共に、Ｚ軸周りに回転可能とする検査用のステージとしての移動台２３Ｂと、プローブ２４の先端位置を検出するプローブ位置検出手段としてのプローブ位置検出カメラ（図示せず）と、天面２５に配置され、各チップ２１の電極パッドとのコンタクト用の多数のプローブ２４が設けられたプローブ手段としてのプローブカード２６と、プローブ２４の先端位置と各チップ２１の電極パッドの位置を位置合わせするように、各チップ２１を搭載した搭載部材２８が搭載された移動台２３Ｂの座標（Ｘ、Ｙ、Ｚ）の３軸座標位置を制御すると共に回転位置をマッチング制御さらにコンタクト制御した後にテスタ３に対して検査制御する制御装置２７Ｂとを有している。

移動台２３Ｂは、ウエハ保持・移動機構を構成しており、最上部のウエハチャックと、その下のＺ軸移動・回転部と、プローブ位置検出カメラ（図示せず）と、これを搭載するカメラ移動機構と、カメラ移動機構およびカメラ移動機構を搭載するＹ軸移動ステージと、これを搭載するＸ軸移動ステージとを有している。

プローブカード２６は、検査するデバイス、例えばＬＥＤ素子の電極パッドの配置に応じて配置された多数の針状のプローブ２４を有しており、検査するデバイス（ここではＬＥＤチップ）に応じて針ピッチなど交換可能とされている。プローブカード２６には、通常、数１００または１０００以上の多数のプローブ２４が設けられているが、数１０であってもよいし、ここでは説明を簡略化するために４対のプローブ２４に対して説明している。

プローブ位置検出カメラ（図示せず）およびカメラ移動機構は移動台２３Ｂの外周側に設けられるように構成したが、これに限らず、プローブ２４の先端位置を検出できる位置であればそれ以外の位置に設けられていてもよい。

制御装置２７Ｂは、検査前に、プローブ位置検出カメラ（図示せず）からのプローブ２４の先端の画像データと、上記記憶部に記憶させた各チップ２１の電極パッドの位置座標データとに基づいて各プローブ２４および各電極パッドの各位置をそれぞれ検出し、制御装置２７Ｂは、検出した各プローブ２４および各電極パッドの各位置に基づいて、各プローブ２４の先端位置に検査対象の各チップ２１の各電極パッドの位置が対応するように移動台２３Ｂ上の当該各電極パッドの３軸座標（Ｘ，Ｙ，Ｚ）位置を駆動制御すると共に回転位置（θ）を駆動制御して位置合わせ処理を行う。

要するに、制御装置２７Ｂは、プローブ位置検出カメラ（図示せず）が撮影した画像データからプローブ２４の先端配置および高さ位置を算出し、この算出したプローブ２４の先端位置および高さ位置と、パッド位置検出カメラ２９が撮影して画像データに基づいて演算処理された上記記憶部に記憶させた各チップ２１の電極パッドの位置座標データとに基づいて、複数のプローブ２４の先端が検査対象の一塊の複数のチップ２１の各電極パッドに接触してコンタクトできるように演算処理して、その演算結果に基づいて移動台２３Ｂを移動台２３Ｂ上の複数のチップ２１と共に移動制御する。

制御装置２７Ｂは、各プローブ２４の先端位置に検査対象の各チップ２１の各電極パッド２１ｂが対応するように移動台２３Ｂ上の当該各電極パッドの３軸座標（Ｘ，Ｙ，Ｚ）位置を駆動制御すると共に回転位置（θ）を駆動制御して位置合わせ処理（マッチング処理）をした後に、各チップ２１が搭載された移動台２３Ｂを上昇させて検査対象の各チップ２１の各電極パッド２１ｂに各プローブ２４の先端位置を当接（コンタクト処理）させて、続いて、動作特性テスタ３１と光学特性テスタ３３とを駆動開始（または駆動終了）して各種検査を実施（または終了）する。

テスタ３は、制御装置２７Ｂにより駆動制御され、プローブカード２６からの電気信号を入力し、検査するデバイス、例えば各チップ２１（例えばＬＥＤチップ）のＩＶ特性などの電気的動作特性を検査する動作特性テスタ３１と、プローブカード２６の中央窓から各チップ２１（例えばＬＥＤチップ）の発光を積分球３２に入射させて発光色および発光量などの光学特性を検査する光学特性テスタ３３とを有している。プローブカード２６には各プローブ２４に接続される各端子が設けられており、各端子が動作特性テスタ３１に接続されて、各チップ２１の電極パッドに所定電圧を印加したり所定電流を流して発光させたりして所定の検査を行うようになっている。

ここで、本実施形態１のプローバ２の動作原理について詳細に説明する。

本実施形態１のプローバシステム１によって、ロット仕掛、プローブカード２６およびテスタ３の数を削減すると共に、アライメントと検査を同時に行って効率よくチップテスト（検査）を行うことができる。

図３は、図１のアライメント専用のステージ手段２Ａと検査専用のステージ手段２Ｂの動作を説明するための要部構成例を示す模式図である。

図３において、本実施形態１のプローバ２は、アライメント専用のステージ手段２Ａと、検査専用のステージ手段２Ｂとを隣接配置している。アライメント専用のステージ手段２ＡはＸ１可動軸とＹ１可動軸に沿って移動すると共にＺ軸に沿って移動可能でＺ軸周りに回転可能であり、検査専用のステージ手段２ＢはＸ２可動軸とＹ２可動軸に沿って移動すると共にＺ軸に沿って移動可能でＺ軸周りに回転可能であって、それぞれ独立に駆動する。

このように、２台のステージ手段２Ａ、２Ｂの移動台２３Ａ，２３Ｂを用意し、機能は測定用専用／アライメント用専用としてそれぞれ独立に駆動する。このように、ステージ手段２Ａはアライメント専用で、ステージ手段２Ｂは検査専用である。このため、従来は、２台の移動台に対してロット仕掛が２個必要で、２台の移動台に対してそれぞれプローブカードおよびテスタが必要になるが、本実施形態１では、アライメント専用の１台の移動台２３Ａに対してのみロット仕掛が必要で、検査専用の１台の移動台２３Ｂに対してのみプローブカードおよび半導体テスタが必要になって、構成部材が削減できる。

また、従来のように、２台のウエハ保持・移動機構１０１Ａ、１０１Ｂが交互に移動して１台のウエハアライメントカメラ１０８を共用している場合の必要平面視領域はウエハ保持・移動機構が３台分必要で、これに比べて、本実施形態１の必要平面視領域は２台分あればよくその必要平面視領域を本実施形態１の方が狭くできて空間を有効活用することができる。また同様に、従来のように、１台の第１のＣＣＤカメラ２０６Ａが２台のウエハチャック２０５の上方に移動して共用化されている場合の必要高さ領域に比べて、本実施形態１の方が低く構成できて高さ空間を有効活用することができる。以上によって、装置サイズをコンパクト化することができる。

各チップ２１の各電極パッド２１ｂの位置座標を検出するアライメント処理をアライメント専用のステージ手段２Ａにて行っているときに同時に、この前回に検出したアライメント情報（各チップ２１の各電極パッド２１ｂの位置座標）を用いて、分割された複数のチップ２１を検査専用のステージ手段２Ｂにて所定数同時に測定して検査を行うようになっている。ステージ手段２Ｂで各チップ２１の検査中に、次の各チップ２１のアライメント処理を別のステージ手段２Ａで同時に実施する。このように、検査処理と次ウエハの各チップ２１毎のアライメント処理とを同時に実施することにより、半導体ウエハ毎の各チップ２１のアライメント工程／検査工程におけるスループットを大幅に向上させることができる。

このように、２台のステージ手段２Ａ、２Ｂはアライメント専用と検査測定専用とするが、取得したアライメントデータ（上記各チップ２１の位置座標データ）は、ステージ手段２Ａ、２Ｂ間（移動台２３Ａ、２３Ｂ間）でウエハ搬送を実施しても上記位置座標データが変化せずに使用することができて、データ保持ができる機構を有する必要がある。各チップ２１の位置座標データを保持するため、切断後の各チップ２１を搭載した搭載部材２８を正確に位置決めできる搬送アーム（図示せず）や機械構造的な位置決め機構を有すればよい。即ち、切断後の各チップ２１を搭載した搭載部材２８として、円形状の枠体であるリング２８ａに粘着テープ２８ｂが貼り付けられ、粘着テープ２８ｂ上に複数のチップ２１が搭載されている場合を想定することができる。この場合、リング２８ａに付いているオリフラや切り欠き、凹凸部を用いてそれが移動台２３Ａ，２３Ｂに嵌合するように構成するかまたは、オリフラや切り欠き、凹凸部を用いてチップ配置方向を決めて搬送アームにより、リング２８ａに貼り付けられた粘着テープ２８ｂ上に搭載された複数のチップ２１を搭載部材２８としてリング２８ａおよび粘着テープ２８ｂと共に正確に搬送するようにしてもうよい。

さらに、切断後の各チップ２１を搭載した搭載部材２８として、リング２８ａに粘着テープ２８ｂが貼り付けられ、粘着テープ２８ｂ上に複数のチップ２１が搭載されているが、これを搬送する場合に代えて、切断後の各チップ２１を搭載した搭載部材２８として、これをさらに着脱可能な吸着ステージ２８ｃ上に搭載し、着脱可能な吸着ステージ２８ｃに、複数のチップ２１の方向を決めるオリフラや切り欠き、凹凸部を設けてもよい。この着脱可能な吸着ステージ２８ｃのオリフラや切り欠き、凹凸部を用いてそれが移動台２３Ａ，２３Ｂに嵌合するように構成するかまたは、オリフラや切り欠き、凹凸部を用いてチップ配置方向を決めて搬送アームにより、リング２８ａに貼り付けられた粘着テープ２８ｂ上に搭載された複数のチップ２１を搭載部材２８としてリング２８ａおよび粘着テープ２８ｂ、吸着ステージ２８ｃと共に正確に搬送するようにしてもうよい。

上記構成により、本実施形態１のプローバシステム１の動作についてさらに詳細に説明する。

図４は、本実施形態１のプローバシステム１の動作を従来の事例と比較して説明するための図である。

図４において、従来のプローバシステムでは、ウエハカセットから、リング２８ａに貼り付けられた粘着テープ２８ｂ上に搭載された複数のチップ２１をリング２８ａおよび粘着テープ２８ｂと共に搭載部材２８として移動台２３Ａ上に搬送アームや人手などにより取り出すウエハローディング工程と、ウエハθアライメント工程と、チップ毎アライメント工程と、チップ毎インデックス工程と、チップ毎テスト工程とを有している。検査済みの複数のチップは移動台２３Ｂからウエハカセットに搬送アームや人手などにより搬送されるウエハローディング工程を行う。このように、移動台２３Ａ，２３Ｂは処理前後にウエハローディングされて常に動作状態になるように制御されている。従来のプローバシステムの処理時間として、ウエハ１枚分を処理するのに、ウエハθアライメント工程とチップ毎アライメント工程のアライメント工程で３０分間かかり、チップ毎インデックス工程とチップ毎テスト工程の検査工程で３〜４時間かかっていた。仮に、例えば８個づつ同時に測定して検査したとしても搬送時間の１分を加えて１ウエハ当たり全所要時間は６１分になる。

これに対して、本実施形態１のプローバシステム１では、ウエハローディング工程後のウエハθアライメント工程およびチップ毎アライメント工程と、チップ毎インデックス工程およびチップ毎テスト工程とを同時にそれぞれ専用のステージ手段２Ａ、２Ｂにて行っている。これによって、半導体ウエハ毎の各チップ２１のアライメント工程／検査工程におけるスループットを向上させることができる。しかも、アライメント工程（ウエハθアライメント工程およびチップ毎アライメント工程）は例えば３０分間かかるものとして、検査工程（チップ毎インデックス工程およびチップ毎テスト工程）は従来は例えば３〜４時間かかるとしたときに、前述したが、各チップ２１を例えば８個づつ同時に測定して検査すれば例えば３０分で終了することができる。この場合、アライメント工程の３０分間と検査工程の３０分間は所要時間として同等であることから、アライメント工程と検査工程を別々の専用のプローバ２Ａ、２Ｂで同時に行えば、所要時間が６０分から３０分の半分になって工数が半減して有効である。即ち、１ウエハ当たり搬送時間の１分を加えて全所要時間は３１分とすることができる。

このとき、搬送アームによりアライメント用の移動台２３Ａから検査用の移動台２３Ｂに、リング２８ａに貼り付けられた粘着テープ２８ｂ上に搭載された複数のチップ２１をリング２８ａおよび粘着テープ２８ｂと共に搭載部材２８として移し変える必要があるが、そのとき、アライメント情報として各チップ２１の電極パッド２１ｂの位置座標が変化しないように位置決めされた状態で搭載部材２８を移し変えなければならない。

なお、検査済みの複数のチップは搭載部材２８と共に移動台２３Ｂからウエハカセットに搬送アームや人手などにより搬送されて戻される。

図５（ａ）は図１の検査専用のステージ手段２Ｂにおいて各チップ２１を搭載した搭載部材２８を構成する粘着テープ２８ｂおよびこれを保持するリング２８ａの模式図、図５（ｂ）は図１のアライメント用のステージ手段２Ａにおいて各チップ２１を搭載した搭載部材２８を構成する粘着テープ２８ｂおよびこれを保持するリング２８ａの模式図、図５（ｃ）は図１のステージ手段２Ａ、２Ｂにおいて各チップ２１を搭載した搭載部材２８の一部を構成する着脱可能な吸着ステージ２８ｃの模式図である。図６（ａ）および図６（ｂ）は、半導体ウエハから切断後の各チップ２１の不規則な配列状態を示す一部平面図である。

図５（ａ）および図５（ｂ）に示すように、ウエハから切断された複数のチップ２１を搭載した搭載部材２８として、個片化した各チップ２１の状態で、円形枠体のリング（フレーム）に取り付けられた粘着テープ２８ｂ上に各チップ２１が貼り付けられ、各チップ２１の位置は、粘着テープ２８ｂが周りから引っ張られて各チップ２１の間隔が広げられている。このため、図６（ａ）および図６（ｂ）に示すように各チップ２１の間隔も変化して正確に規則正しく配列された状態にはなっていない。

図７は、図１のプローバシステム１を用いて多数のチップ２１の各電極パッドと同時コンタクトして検査する様子を示す模式図である。

図７に示すように、中央穴を持つ平板状のフレーム（リング）の裏面に貼り付けられた伸縮自在な粘着テープ２８ｂ上に切断後の多数のチップ２１が貼り付けられている。半導体ウエハからの切断後の多数のチップ２１の各電極パッド２１ｂの配置は、図６（ａ）のように縦方向に並んでいる場合もあるし、図６（ｂ）のように横方向に並んでいる場合もある。いずれにせよ、その粘着テープ２８ｂ上の各チップ２１の位置は、粘着テープ２８ｂが引っ張られて各チップ２１の間隔が広げられているため、各チップ２１の間隔が変化して不規則に配列された状態になっている。この不規則に配列された切断後の多数のチップ２１の電極パッド２１ｂの配置に対して、プローブカード２６に固定された各プローブ２４を、制御装置２７Ｂにより移動台２３Ｂの３軸位置および回転位置を移動制御して最大限コンタクトできるようにしている。制御装置２７Ｂによる移動台２３Ｂの３軸位置および回転位置制御については詳細に後述する。

図８（ａ）は、図１のプローバシステム１のアライメント用の制御装置２７Ａにおける概略構成例を示すブロック図、図８（ｂ）は、図１のプローバシステム１の検査用の制御装置２７Ｂにおける概略構成例を示すブロック図である。

図８（ａ）において、本実施形態１のアライメント用の制御装置２７Ａは、コンピュータシステムで構成されており、各種入力指令を可能とするキーボードやマウス、画面入力装置などの操作入力部２７１Ａと、各種入力指令に応じて表示画面上に、初期画面、選択誘導画面および処理結果画面などの各種画像を表示可能とする表示部２７２Ａと、全体的な制御を行う制御手段としてのＣＰＵ２７６（中央演算処理装置）と、ＣＰＵ２７６の起動時にワークメモリとして働く一時記憶手段としてのＲＡＭ２７４Ａと、ＣＰＵ２７６を動作させるための制御プログラムおよびこれに用いる各種データなどが記録されたコンピュータ読み取り可能な可読記録媒体（記憶手段）としてのＲＯＭ２７５Ａとを有している。

ＣＰＵ２７６（制御手段）は、操作入力部２７１Ａからの入力指令の他、ＲＯＭ２７５Ａ内からＲＡＭ２７４Ａ内に読み出された制御プログラムおよびこれに用いる各種データに基づいて、パッド位置検出カメラ２９により２次元状でマトリクス状に配列された所定数の各チップ２１の電極パッドを順次撮像するようにパッド位置検出カメラ２９とアライメント用の移動台２３Ａとの相対的な位置関係（ここでは移動台２３Ａを移動）を移動制御する位置制御手段２７６Ａと、パッド位置検出カメラ２９を駆動制御して得た画像データに基づいて演算処理などにより各チップ２１の電極パッドの位置座標を順次取得制御してこのパッド座標を記憶部（例えばＲＡＭ２７４Ａ）に一旦記憶する座標取得制御手段２７６Ｂとを有している。

図８（ｂ）において、本実施形態１の検査用の位置制御装置２７Ｂは、コンピュータシステムで構成されており、各種入力指令を可能とするキーボードやマウス、画面入力装置などの操作入力部２７１と、各種入力指令に応じて表示画面上に、初期画面、選択誘導画面および処理結果画面などの各種画像を表示可能とする表示部２７２と、全体的な制御を行う制御手段としてのＣＰＵ２７３（中央演算処理装置）と、ＣＰＵ２７３の起動時にワークメモリとして働く一時記憶手段としてのＲＡＭ２７４と、ＣＰＵ２７３を動作させるための制御プログラムおよびこれに用いる各種データなどが記録されたコンピュータ読み取り可能な可読記録媒体（記憶手段）としてのＲＯＭ２７５とを有している。

ＣＰＵ２７３（制御手段）は、操作入力部２７１からの入力指令の他、ＲＯＭ２７５内からＲＡＭ２７４内に読み出された制御プログラムおよびこれに用いる各種データに基づいて、各チップ２１の各電極パッドの位置および各プローブ２４の先端配置を検出するプローブ・パッド位置検出手段２７３Ａと、全チップ２１の角度（傾き）をプローブ２４の先端配置に合わせる一括角度補正手段２７３Ｂと、各チップ２１個々の傾き角度の平均値を用いて一括角度補正位置を補正する個別角度平均化手段２７３Ｃと、チップ間隔およびプローブ先端間隔の平均値の差を補正値として算出してチップ間隔とプローブ先端間隔が対応するようにＸＹ座標を補正する水平方向位置補正手段２７３Ｄと、複数のプローブ２４の各先端位置と複数のチップ２１の電極パッドの位置とのマッチング動作、コンタクト動作、次の検査対象への移動動作などを行う検査動作手段２７３Ｅと、少なくとも、同時コンタクトが不可の一または複数のチップ２１の各電極パッドとそれ以外の一または複数のチップ２１の各電極パッドとの一連のコンタクト群に分割処理するコンタクト群分割手段２７３Ｆと、コンタクト動作後にテスタ３を駆動開始するなど検査動作を制御する検査制御手段２７３Ｇとを有している。

プローブ・パッド位置検出手段２７３Ａは、プローブ位置検出カメラおよびパッド位置検出カメラからの各画像に基づいて、各チップ２１の各電極パッドの位置を検出すると共に各プローブ２４の先端配置を検出する。

一括角度補正手段２７３Ｂは、プローブ配置の傾き（θ１Ａ）、電極パッド配置の傾き（θ１Ｂ）の差（θ１＝θ１Ａ−θ１Ｂ）から最適なウエハ回転角度を算出し、移動台２３（ウエハステージ）を各プローブ２４の配置に対して最適な位置にＺ軸周りに回転させる。これによって、ウエハ全体（全チップ）の角度を針先角度（プローブ２４の先端配置）に合わせる。

個別角度平均化手段２７３Ｃは、各チップ２１個々の傾き角度（θ２Ａ、θ２Ｂ、θ２Ｃ、θ２Ｄ）から算出した平均値に基づいて一括角度補正手段２７３Ｂによる一括角度補正位置を更に補正する。

水平方向位置補正手段２７３Ｄは、一方向においてチップ中心座標の平均値をプローブ２４の針当て基準に使用する。他方向においてチップ間隔理論値と実測値からのズレ量を算出する。針先間隔理論値と実測値からのズレ量を算出する。チップ間隔、針先間隔（プローブ先端間隔）の理論値からのズレ平均値を減算し、このズレ平均値を補正値として使用する。要するに、水平方向位置補正手段２７３Ｄは、一方向において各チップ２１の中心座標の平均値を各プローブの配列の補正値とし、他方向において各チップ間隔の理論値と実測値とのズレ量を算出し、各プローブ先端間隔の理論値と実測値とのズレ量を算出し、各チップ間隔と各プローブ先端間隔の各理論値からのズレ量の各平均値を減算した値を補正値とする。

または、水平方向位置補正手段２７３Ｄは、補正対象とする複数のチップ２１のうちの同測の中央チップの中心座標または中央チップ間の中心座標と、複数のプローブ２４の中央プローブ２４または中央プローブ２４間の中心座標とをＸＹ方向に位置合わせするように補正する。

検査動作手段２７３Ｅは、複数のプローブ２４の各先端位置が検査対象の複数のチップ２１の全ての電極パッドの範囲内に位置したかどうかを検出する。また、検査動作手段２７３Ｅは、移動台２３を複数のチップ２１と共にＺ軸方向に上昇させて、検査対象の複数のチップ２１の各電極パッドとプローブカード２６の複数のプローブ２４とを接触させるように制御する。さらに、検査動作手段２７３Ｅは、半導体ウエハから切断した複数のチップ２１の各電極パッドの検査が全て終了したかどうかを判定する。検査動作手段２７３Ｅは、複数のチップ２１の各電極パッドの検査が全て終了していないと判定した場合、プローブカード２６の位置に次の検査対象のチップ群が対応するように移動台２３上を複数のチップ２１と共に移動させる。さらに、検査動作手段２７３Ｅは、一分割群に対応する一または複数のプローブ２４の先端位置が一分割群の一または複数のチップ２１の全ての電極パッドの範囲内に位置したかどうかを検出する。また、検査動作手段２７３Ｅは、分割群の一または複数のチップ２１の各電極パッドの検査が全て終了したかどうかを判定する。

コンタクト群分割手段２７３Ｆは、同時コンタクトが不可の一または複数のチップ２１の電極パッドと、これを境としてそれ以前とそれ以降の一または複数のチップ２１の各電極パッドとの一連の三つのコンタクト群の位置補正処理に分割処理する。または、コンタクト群分割手段２７３Ｆは、同時コンタクトが不可の一または複数のチップ２１の各電極パッドとそれ以外の一または複数のチップ２１の各電極パッドとの一連の二つのコンタクト群の位置補正処理に分割処理する。

ＲＯＭ２７５，２７５Ａは、ハードディスク、光ディスク、磁気ディスクおよびＩＣメモリなどの可読記録媒体（記憶手段）で構成されている。この制御プログラムおよびこれに用いる各種データは、携帯自在な光ディスク、磁気ディスクおよびＩＣメモリなどからＲＯＭ２７５、２７５Ａにダウンロードされてもよいし、コンピュータのハードディスクからＲＯＭ２７５、２７５Ａにダウンロードされてもよいし、無線または有線、インターネットなどを介してＲＯＭ２７５、２７５Ａにダウンロードされてもよい。

上記構成により、以下、その動作について説明する。

図９は、図１のプローバシステム１における検査用の制御装置２７Ｂの動作を説明するためのフローチャートである。図１０は、図９のステップＳ３の一括角度補正処理を説明するための図、図１１は、図９のステップＳ４の個別角度補正処理を説明するための図、図１２および図１３は、図９のステップＳ５の水平方向位置補正処理（その１およびその２）を説明するための図、図１４は、図９のステップＳ１１のコンタクト群分割補正処理を説明するための図である。

図９に示すように、まず、ステップＳ１の電極パッド配置取得処理でプローブ・パッド位置検出手段２７３Ａが、パッド位置検出カメラの下方位置に、移動台２３と共にその上の多数のチップ２１を移動させて、パッド位置検出カメラにより多数のチップ２１の各電極パッドを撮影し、撮影した各電極パッドの画像に基づいて各チップ２１の電極パッドの位置を検出する。

次に、ステップＳ２のプローブ２４の先端配置取得処理でプローブ・パッド位置検出手段２７３Ａが、プローブ２４の先端配置の真下に、プローブ位置検出カメラを移動台２３と共に移動させて、プローブ位置検出カメラによりプローブ２４の先端配置を撮影し、この撮影したプローブ２４の先端配置の画像に基づいて、プローブ２４の先端配置を検出する。

続いて、ステップＳ３の一括角度補正処理で、一括角度補正手段２７３Ｂが、図６に示すようにプローブ配置の傾き（θ１Ａ）、電極パッド配置の傾き（θ１Ｂ）の差（θ１＝θ１Ａ−θ１Ｂ）から最適なウエハ回転角度を算出し、移動台２３（ウエハステージ）を各プローブ２４の配置に対して最適な位置にＺ軸周りに回転させる。これによって、ウエハ全体（全チップ）の角度を針先角度（プローブ２４の先端配置）に合わせる。要するに、検査対象の複数のチップ２１の電極パッドの並びの傾きと、プローブ２４の先端配置の並びの両側を結ぶ線の傾きとを合わせるように、一括角度補正手段２７３Ｂは移動台２３の３軸座標（Ｘ，Ｙ，Ｚ）位置を制御すると共に回転位置（θ）を制御する。

その後、ステップＳ４の個別角度補正処理で、個別角度補正手段２７３Ｃが、図７に示すように各チップ２１個々の傾き角度（θ２Ａ、θ２Ｂ、θ２Ｃ、θ２Ｄ）を画像から検出し、検出した各チップ２１個々の傾き角度（θ２Ａ、θ２Ｂ、θ２Ｃ、θ２Ｄ）からその平均値を算出する。その平均値をθ補正値θ２としてＸｙθ座標を算出する。ステップＳ３で算出した補正位置に対して、針当対象（検査対象）の全チップ２１の傾きから平均値のθ補正値θ２を算出し、そのθ補正値θ２に基づいて各チップ２１のＸＹθ座標を補正する。

θ補正値θ２＝（θ２Ａ＋θ２Ｂ＋θ２Ｃ＋θ２Ｄ）／４
さらに、ステップＳ５の水平方向（Ｘ方向およびＹ方向の面方向）位置補正処理で、水平方向位置補正手段２７３Ｄが、図８に示すように、検査対象とする複数のチップ２１が縦並び（Ｙ方向）の場合に、Ｘ方向においてチップ座標の平均値をプローブ２４の針当て基準に使用する。Ｙ方向においてチップ間隔理論値と実測値からズレ量を算出する。針先間隔理論値と実測値からズレ量を算出する。チップ間隔、針先間隔の理論値からのズレ平均値を減算し、これを補正値として使用する。即ち、チップ間隔および針先間隔の平均値を補正値として算出してチップ間隔とプローブ先端間隔が対応するようにＸＹ座標を補正する。

また、検査対象とする複数のチップ２１が横並び（Ｘ方向）の場合に、Ｙ方向においてチップ座標の平均値をプローブ２４の針当て基準に使用する。Ｘ方向においてチップ間隔理論値と実測値からズレ量を算出する。針先間隔理論値と実測値からズレ量を算出する。チップ間隔、針先間隔の理論値からのズレ平均値を減算し、これを補正値として使用する。即ち、チップ間隔および針先間隔の平均値を補正値として算出してチップ間隔とプローブ先端間隔が対応するようにＸＹ座標を補正する。

または、ステップＳ５の水平方向位置補正処理で、水平方向位置補正手段２７３Ｄが、図９に示すように、補正対象とする複数のチップ２１のうちの同測の中央チップの中心座標または中央チップ間の中心座標と、複数のプローブ２４の中央プローブ２４または中央プローブ２４間の中心座標とをＸＹ方向に位置合わせする。

次に、ステップＳ６で複数のプローブ２４の全ての先端位置が検査対象の複数のチップ２１の全ての電極パッドの範囲内に位置したかどうかを検出する。

即ち、ステップＳ６では検査対象の複数のプローブ２４の全ての先端位置が複数のチップ２１の全ての電極パッドの範囲内に位置したと検査動作手段２７３Ｅが判定した場合（ＹＥＳ）には、ステップＳ７のコンタクト処理で位置制御装置２７の検査動作手段２７３Ｅが移動台２３を複数のチップ２１と共にＺ軸方向に上昇させて、検査対象の複数のチップ２１の各電極パッドとプローブカード２６の複数のプローブ２４とを接触させる。

これによって、ステップＳ８の検査処理でプローブカード２６の対のプローブ２４を順次介して複数のチップ２１の対の電極パッドに順次所定電圧が印加されてＶＩ特性や光学特性が順次検査される。

さらに、ステップＳ９で位置制御装置２７の検査動作手段２７３Ｅが複数のチップ２１の各電極パッドの検査が全て終了したかどうかを判定する。ステップＳ９で位置制御装置２７の検査動作手段２７３Ｅが複数のチップ２１の各電極パッドの検査が全て終了したと判定した場合（ＹＥＳ）には全ての処理を終了する。また、ステップＳ９で位置制御装置２７の検査動作手段２７３Ｅが複数のチップ２１の各電極パッドの検査が全て終了していないと判定した場合（ＮＯ）には、ステップＳ１０でプローブカード２６の複数のプローブ２４の真下に次の検査対象のチップ群が来るように検査動作手段２７３Ｅが移動台２３を複数のチップ２１と共に移動させる。その後、ステップＳ３の一括角度補正処理に戻る。このとき、ステップＳ１の電極パッド配置取得処理に戻って順次処理を繰り返してもよい。

一方、ステップＳ６で複数のプローブ２４の全ての先端位置が複数のチップ２１の電極パッドの範囲内に少なくとも一つ位置していないと検査動作手段２７３Ｅが判定した場合（ＮＯ）には、ステップＳ１１のコンタクト群分割処理で、図１０に示すように検査対象のチップ２１が４個の場合を想定して、上から３番目のチップ２１の電極パッドが同時コンタクトが不可の場合、上から１番目と２番目のチップ２１のグループと、上から３のチップ２１と、上から４番目のチップ２１との三つにコンタクト群を分割処理する。または、検査対象のチップ２１が４個の場合を想定して、上から３番目のチップ２１の電極パッドが同時コンタクトが不可の場合、上から１番目と２番目と４番目のチップ２１のグループと、その以外の上から３番目のコンタクト不可のチップ２１のグループとの二つにコンタクト群を分割処理してもよい。要するに、コンタクト群分割手段２７３Ｆは、同時コンタクトが不可のチップ２１の電極パッドと、これを境としてそれ以前とそれ以降の各チップ２１の電極パッドとの一連の三つのコンタクト群の位置補正処理に分割処理する。または、コンタクト群分割手段２７３Ｆは、同時コンタクトが不可のチップ２１の電極パッドと、これ以外の複数のチップ２１の電極パッドとの一連の二つのコンタクト群の位置補正処理に分割処理する。

次に、ステップＳ１２で一分割群に対応する一または複数のプローブ２４の先端位置が一分割群の一または複数のチップ２１の全ての電極パッドの範囲内に位置したかどうかを検査動作手段２７３Ｅが検出する。

ステップＳ１２で一分割群の一または複数のチップ２１の全ての電極パッドの範囲内にそれに対応する一または複数のプローブ２４の先端が位置した場合（ＹＥＳ）には、ステップＳ１３のコンタクト処理で位置制御装置２７の検査動作手段２７３Ｅが移動台２３を複数のチップ２１と共にＺ軸方向に上昇させて、分割検査対象の複数のチップ２１の各電極パッドとプローブカード２６の複数のプローブ２４とを接触させる。

これによって、ステップＳ１４の検査処理でプローブカード２６の対のプローブ２４を順次介して一または複数のチップ２１の対の電極パッドに所定電圧が印加されてＶＩ特性や光学特性が順次検査される。

さらに、ステップＳ１５で位置制御装置２７の検査動作手段２７３Ｅが分割群の一または複数のチップ２１の各電極パッドの検査が全て終了したかどうかを判定する。ステップＳ１５で位置制御装置２７の検査動作手段２７３Ｅが各分割群全ての一または複数のチップ２１の各電極パッドの検査が終了したと判定した場合（ＹＥＳ）にはステップＳ９の処理に移行する。

また、ステップＳ１５で位置制御装置２７の検査動作手段２７３Ｅが各分割群全ての一または複数のチップ２１の各電極パッドの検査が終了していないと判定した場合（ＮＯ）には、ステップＳ１２の処理に移行して、次の一分割群に対応する一または複数のプローブ２４の先端位置が次の検査対象の一分割群の一または複数のチップ２１の全ての電極パッドの範囲内に位置したかどうかを検査動作手段２７３Ｅが検出する。ステップＳ１２で次の一分割群の一または複数のチップ２１の全ての電極パッドの範囲内にそれに対応する一または複数のプローブ２４の先端が位置していない場合（ＮＯ）には、ステップＳ１６で同時コンタクト不可のチップ２１の中心座標と、これに対応するプローブカード２６の対のプローブ２４の中心座標とを一致させて位置補正処理を行う。その後、ステップＳ１３のコンタクト処理に移行する。全てのチップ２１の電極パッドに対する検査処理が終了するまで以上の処理を繰り返す。なお、ステップＳ１６の処理を行わずに同時コンタクト不可のチップ２１のアドレズを記憶手段に記憶させてステップＳ１５の処理に移行するようにしてもよい。

要するに、本実施形態１のプローバシステム１のコンタクト位置補正方法は、プローブ・パッド位置検出手段２７２Ａが、複数のチップ２１の各電極パッドの位置および複数のプローブ２４の先端配置を検出するプローブ・パッド位置検出工程と、一括角度補正手段２７３Ｂが、検査対象の複数のチップ２１の配列角度を複数のプローブ２４の先端配列角度に合わせる一括角度補正工程と、個別角度平均化手段２７３Ｃが、チップ個々の配列角度の平均値を用いて一括角度補正位置を補正する個別角度平均化工程と、水平方向位置補正手段２７３Ｄが、一方向において前記複数のチップ２１の中心座標の平均値を複数のプローブ２４の配列の補正値とし、他方向において各チップ間隔の理論値と実測値とのズレ量を算出し、各プローブ先端間隔の理論値と実測値とのズレ量を算出し、各チップ間隔と各プローブ先端間隔の各理論値からのズレ量の各平均値を減算した値を補正値とする水平方向位置補正工程または、水平方向位置補正手段２７３Ｄが、補正対象とする複数のチップ２１のうちの中央チップの中心座標または中央チップ間の中心座標を、複数のプローブ２４の中央プローブの先端座標または中央プローブ間の中心座標にＸＹ方向に位置合わせするように補正する水平方向位置補正工程と、複数のプローブ２４の全ての先端位置が検査対象の複数のチップ２１の各電極パッドに少なくとも一つ位置していない場合に、コンタクト群分割手段２７３Ｆが、少なくとも、同時コンタクトが不可の一または複数のチップ２１の各電極パッドとそれ以外の一または複数のチップ２１の各電極パッドとの複数のコンタクト群に分割処理するコンタクト群分割工程または、複数のプローブ２４の全ての先端位置が検査対象の複数のチップ２１の各電極パッドに少なくとも一つ位置していない場合に、コンタクト群分割手段２７３Ｆが、同時コンタクトが不可の一または複数のチップ２１の各電極パッドと、これを境としてそれ以前とそれ以降の一または複数のチップ２１の各電極パッドとの一連の複数のコンタクト群の位置補正処理に分割処理するコンタクト群分割工程と、コンタクト群分割手段２７３Ｆが分割処理した同時コンタクトが不可の一または複数のチップ２１の各電極パッドに対して当該各電極パッドに一または複数のプローブ２４の先端位置が合うように同時コンタクトが不可の一または複数のチップの各電極パッドの位置をＸＹθ座標補正する補正工程とを有している。

このように、本実施形態１では、プローブ・パッド位置検出工程と、一括角度補正工程と、個別角度平均化工程と、水平方向位置補正工程と、コンタクト群分割工程と、上記ＸＹθ座標補正をする補正工程とを有する場合であるが、個別角度平均化工程と、水平方向位置補正工程と、コンタクト群分割工程と、上記ＸＹθ座標補正をする補正工程とのうち少なくともいずれかがなくてもよい。但し、コンタクト群分割工程がなければ、上記ＸＹθ座標補正をする補正工程もない。

したがって、図１５に示すように、従来のような半導体ウエハ単位でのプローブカード２６の各プローブ（ピッチが固定で点線で示している）に対するパッドのθ補正だけで合わせていたのに比べて、補正対象のチップ配列単位でのプローブカード２６のプローブに対する一括θ補正を行うと共に個別θ補正をも行っている。しかも、補正対象のチップ配列単位でのプローブカード２６のプローブに対する水平方向（Ｘ，Ｙ）のチップ位置調整をも行っている。このため、切断後の多数のチップ２１に対してもより確実に多数のプローブ２４の同時コンタクトを実現することができる。

以上により、複数のプローブ２４の各先端位置に検査対象の複数のチップ２１の各電極パッドを同時に接触させるプローバシステム１において、検査専用のステージ手段２Ｂとして、切断後のウエハの複数のチップ２１を上面に固定可能とし、Ｘ軸、Ｙ軸およびＺ軸の３軸方向に移動可能とすると共に、Ｚ軸周りに回転可能とする移動台２３Ｂと、検査用の複数のプローブ２４の先端位置を検出するプローブ位置検出カメラ（図示せず）と、各電極パッドとのコンタクト用の複数のプローブ２４が設けられたプローブ手段としてのプローブカード２６と、パッド位置検出カメラ２９からの画像データから演算処理されて得られた記憶部からの各電極パッドの位置座標データと、プローブ位置検出カメラ（図示せず）からの画像データに基づいて得られた複数のプローブ先端の位置座標データとを検出し、検出した複数のプローブ先端および各電極パッドの各位置に基づいて、複数のプローブ２４の先端位置に検査対象の各チップ２１の各電極パッドが対応するように移動台２３上の当該各電極パッドの３軸座標位置をマッチング制御すると共に回転位置をマッチング制御する制御装置２７Ｂとを有している。

このように、多数のチップ２１の各電極パッドへの同時コンタクトのためにプローブカード２６を使用している。複数のコンタクト対象の各チップ２１の各電極パッドの位置とプローブカード２６のプローブ２４の先端位置を認識し、各チップ２１の各電極パッドに対する最適なプローブカード２６のプローブ２４の先端位置に最大限に精度よくＸ軸、Ｙ軸およびθ調整を行うことができる。物理的にコンタクト不可のチップ２１がある場合には、コンタクト可能な一または複数のチップ群の小さな単位に分割し、物理的にコンタクト不可のチップ２１に対しても個別に位置補正してコンタクト不良を防止することができる。

これによって、プローブカード２６の多数のプローブ２４と多数チップ２１の各電極パッドとを精度よく位置決めできて、同時コンタクトチップ数を増やすことができてテストの効率化を図ることができる。したがって、複数チップ２１に効率良く同時コンタクトすることにより、半導体ウエハの検査時間を削減することができる。これにより、検査費用の削減、必要な検査装置台数の削減を実現することもできる。

なお、本実施形態１では、前述したプローブ・パッド位置検出手段２７３Ａと、一括角度補正手段２７３Ｂと、個別角度平均化手段２７３Ｃと、水平方向位置補正手段２７３Ｄと、コンタクト群分割手段２７３Ｆと、上記ＸＹθ座標補正をする補正手段（図示せず）とを有する場合について説明したが、これに限らず、個別角度平均化手段２７３Ｃと、水平方向位置補正手段２７３Ｄと、コンタクト群分割手段２７３Ｆと、上記ＸＹθ座標補正をする補正手段（図示せず）とのうち少なくともいずれかがなくてもよい。但し、コンタクト群分割手段２７３Ｆがなければ、上記ＸＹθ座標補正をする補正手段（図示せず）もない。

以上により、本実施形態１によれば、配列された複数のチップ２１の電極パッド座標データを取得するチップ毎のアライメント動作の後に、この電極パッド座標データを用いて複数のチップ２１の電極パッドにそれぞれ、テスタ３に接続される複数の端子（プローブカード２６の多数のプローブ２４）をそれぞれ接続させて複数のチップ２１の検査動作を行うプローバシステム１において、複数のチップ２１を搭載する搭載部材２８が位置決めされて搭載されるアライメント専用のステージ手段２Ａと、アライメント専用のステージ手段２Ａから搬送された複数のチップ２１を搭載する搭載部材２８が位置決めされて搭載される検査専用のステージ手段２Ｂとが隣接配置され、アライメント動作と検査動作とが同時に時間的に略１対１の関係でそれぞれ独立して実行される。

これによって、１台のアライメント専用のステージ手段１Ａに対してロット仕掛数は「１」であり、１台の検査専用のステージ手段２Ｂに対してプローブカード２６およびテスタ３の数は各１とすることができて従来に比べて構成部材を削減することができると共に、アライメント動作と検査動作とを同時に時間的に略１対１の関係でそれぞれ独立して行うため、より効率よくチップテストを行うことができる。このとき、複数のチップ２１を同時に測定して検査するため、より効率よくチップテストを行うことができる。

（実施形態２）
上記実施形態１では、アライメント専用のステージ手段２Ａおよび検査専用のステージ手段２Ｂにそれぞれ複数のチップ２１が搭載される搭載部材２８の位置決めを行う位置決め手段が設けられている場合について説明したが、本実施形態２では、取得したアライメントデータがステージ手段２Ａ’，２Ｂ’間でウェハ搬送を実施しても保持できる位置決め機構（位置決め手段）として具体的に太さが大小２本の位置決めピンからなるピン手段で構成される場合について説明する。

図１６（ａ）は、本発明の実施形態２におけるプローバシステム１’のアライメント専用のステージ手段２Ａ’と検査専用のステージ手段２Ｂ’の動作を説明するための要部構成例を示す模式図、図１６（ｂ）は、複数のチップ２１を搭載する搭載部材２８’の位置合わせ方法の一例を説明するための模式図である。

図１６（ａ）において、本実施形態２のプローバ２’は、アライメント専用のステージ手段２Ａ’と、検査専用のステージ手段２Ｂ’とを隣接配置している。アライメント専用のステージ手段２Ａ’はＸ１可動軸とＹ１可動軸に沿って移動すると共にＺ軸に沿って移動可能でＺ軸周りに回転可能であり、検査専用のステージ手段２Ｂ’はＸ２可動軸とＹ２可動軸に沿って移動すると共にＺ軸に沿って上下移動可能でＺ軸周りに回転可能であって、それぞれ独立に駆動する。

各チップ２１の各電極パッド２１ｂの位置座標を検出するアライメント処理をアライメント専用のステージ手段２Ａ’にて行っているときに同時に、この前回に検出したアライメント情報（各チップ２１の各電極パッド２１ｂの位置座標）を用いて、分割された複数のチップ２１を検査専用のステージ手段２Ｂ’にて所定数同時に測定して検査を行うようになっている。ステージ手段２Ｂ’で各チップ２１の検査中に、次の各チップ２１のアライメント処理を別のステージ手段２Ａ’で同時に実施する。このように、検査処理と次ウエハの各チップ２１毎のアライメント処理とを同時に実施することにより、半導体ウエハ毎の各チップ２１のアライメント工程／検査工程におけるスループットを大幅に向上させることができる。

前述したが、２台のステージ手段２Ａ’、２Ｂ’はアライメント専用と検査測定専用とするが、ステージ手段２Ａ’で取得したアライメントデータ（上記各チップ２１の位置座標データ）は、ステージ手段２Ａ’、２Ｂ’間（移動台２３Ａ、２３Ｂ間）でウエハ搬送を実施しても上記位置座標データが変化せずに使用することができて、データ保持ができる機構を有する必要がある。各チップ２１の位置座標データを保持するため、切断後の各チップ２１を搭載した搭載部材２８’を正確に位置決めできる位置決め機構（位置決め手段）を有すればよい。

図１６（ｂ）において、アライメント用の移動台２３Ａ１上から検査用の移動台２３Ｂ１上に、切断後の各チップ２１を搭載した搭載部材２８’を搬送アーム４１で挟むことで保持して搬送するが、アライメント用のステージ手段２Ａ’で得た上記位置座標データが変化しないように搭載部材２８’を位置決め機構（位置決め手段）としてのピン手段２３１，２３２を用いて位置決めする。

アライメント用の移動台２３Ａ１上および検査用の移動台２３Ｂ１上の外周部にそれぞれ、位置決め機構としてのピン手段２３１，２３２が所定位置に互いに対向するように立設されている。これらのピン手段２３１，２３２にそれぞれ対応するように切断後の各チップ２１を搭載した搭載部材２８’の裏面に、ウエハ設置方向間違い防止のために、太さが大小のピン手段２３１，２３２にそれぞれ嵌合する大小の凹部が形成されている。切断されたウエハの設置方向を間違えると、ピン手段２３１，２３２の太い側が小さい側の凹部に嵌合せず、搭載部材２８’が移動台２３Ｂ１上に設置できない。

アライメント用の移動台２３Ａ１上に配置された位置決め機構としてのピン手段２３１，２３２にそれぞれ搭載部材２８’の裏面の凹部が嵌合するように搬送アーム４１で搭載部材２８’をその上の各チップ２１と共に保持して搬送する。さらに、アライメント用の移動台２３Ａ１上から、検査用の移動台２３Ｂ１上に配置された位置決め機構としてのピン手段２３１，２３２にそれぞれ搭載部材２８’の裏面の凹部が嵌合するように、搭載部材２８’をその上の各チップ２１と共に搬送アーム４１で保持して搬送する。

切断後の各チップ２１を搭載した搭載部材２８’としては、ここでは、複数のチップ２１が搭載された粘着テープ２８ｂが取り付けられた枠体のリング２８ａが着脱可能な吸着ステージ２８ｃ１上の所定位置に搭載されているが、ピン手段２３１，２３２にそれぞれ対応するように形成される凹部はこの着脱可能な吸着ステージ２８ｃ１の裏面に形成されている。これに限らず、搬送アーム４１での搬送を、吸着ステージ２８ｃ１を含まず、複数のチップ２１が搭載された粘着テープ２８ｂが取り付けられた枠体のリング２８ａだけとしてもよい。この場合には、複数のチップ２１が搭載された粘着テープ２８ｂが取り付けられた枠体のリング２８ａの裏面に、ピン手段２３１，２３２にそれぞれ対応するように凹部が形成される。このように、取得したアライメントデータ（各チップ２１の位置座標データ）は、ステージ手段２Ａ’，２Ｂ’間でウェハ搬送を実施しても保持できる位置決め機構（位置決め手段としてのピン手段２３１，２３２）を有している。

以上により、本実施形態２によれば、アライメント用ステージ手段２Ａ’と検査用ステージ手段２Ｂ’との双方（移動台２３Ａ１，２３Ｂ１）は、位置決めピンであるピン手段２３１，２３２を搭載しており、ステージ手段２Ａ’、２Ｂ’の移動台２３Ａ１，２３Ｂ１の位置に対する複数のチップ２１毎の相対座標は同じになり、アライメント用ステージ手段２Ａ’で取得した画像データから得た位置座標データを検査用ステージ手段２Ｂ’のアライメント情報として共有することにより、検査とアライメントの並列処理を実現することができる。

なお、本実施形態２では、取得したアライメントデータがステージ手段２Ａ’，２Ｂ’の移動台２３Ａ１，２３Ｂ１間でウェハ搬送を実施してもアライメント情報が保持できる位置決め機構（位置決め手段）として具体的に太さが大小２本の位置決めピンからなるピン手段２３１，２３２で構成される場合について説明したが、これに限らず、位置決め機構（位置決め手段）として具体的に長さが長短異なる２本の位置決めピンからなるピン手段を用いてウエハ設置間違い防止機構としてもよい。これらのピン手段の異なる太さや長さは両方含めてウエハ設置間違い防止機構としてもよい。

また、本実施形態２では、取得したアライメントデータがステージ手段２Ａ’，２Ｂ’の移動台２３Ａ１，２３Ｂ１間でウェハ搬送を実施してもアライメント情報が保持できる位置決め機構（位置決め手段）として具体的に太さや長さが異なる２本の位置決めピンからなるピン手段で構成される場合について説明したが、これに限らず、図１７に示すように、切断後の各チップ２１を搭載した搭載部材として、複数のチップ２１が搭載された粘着テープ２８ｂが取り付けられた枠体のリング２８ａが着脱可能な吸着ステージ２８ｃ２上の所定位置に搭載されており、吸着ステージ２８ｃ２に平面視外形円形に対して弦で切り取った平坦部（オリフラ）が形成されている。移動台２３Ａ，２３Ｂ上にそれぞれ、オリフラが付いた吸着ステージ２８ｃ２が搭載される。オリフラが付いた吸着ステージ２８ｃ２を２本の平行平板２３３ａ，２３３ｂで吸着ステージ２８ｃ２を挟み込むように互いに接近離間可能に構成されている。この接近離間方向に直交する方向に別の２本の平行平板２３４ａ，２３４ｂが挟み込むように互いに接近離間可能に構成されている。２本の平行平板２３４ａ，２３４ｂは２本の平行平板２３３ａ，２３３ｂよりも長さが短く構成されている。これによって、オリフラが下の位置になるように吸着ステージ２８ｃ２を移動台２３Ａ，２３Ｂ上でそれぞれ位置決めすることができる。このように、取得したアライメントデータ（各チップ２１の位置座標データ）が、各ステージ手段間でウェハ搬送を実施しても保持できる位置決め機構（位置決め手段としてのオリフラ位置合わせ手段）を有する。吸着ステージ２８ｃ２の代わりにリング２８’にオリフラを設けて位置決め機構（位置決め手段としてのオリフラ位置合わせ手段）により両側から挟み込んでオリフラの位置を所定位置に調整するようにしてもよい。

ここでは、オリフラが付いた吸着ステージ２８ｃ２について説明したが、これに限らず、複数のチップ２１が搭載された粘着テープ２８ｂが取り付けられた枠体のリング２８ａ自体にオリフラが付いていてもよく、このオリフラの位置が下の位置になるように、オリフラ位置合わせ手段としての２本の平行平板２３３ａ，２３３ｂと２本の平行平板２３４ａ，２３４ｂにより移動台２３Ａ，２３Ｂ上でそれぞれ、複数のチップ２１が搭載された粘着テープ２８ｂが取り付けられた枠体のリング２８ａの位置を位置決めすることができる。

（実施形態３）
上記実施形態１，２では、複数のチップ２１を搭載する搭載部材２８が位置決めされて搭載される１台のアライメント専用のステージ手段２Ａまたは２Ａ’と、アライメント専用のステージ手段２Ａまたは２Ａ’から搬送された複数のチップ２１を搭載する搭載部材２８が位置決めされて搭載される１台の検査専用のステージ手段２Ｂまたは２Ｂ’とが隣接配置され、アライメント動作と検査動作とが同時に時間的に略１対１の関係でそれぞれ独立して実行される場合について説明したが、本実施形態３では、１台のアライメント専用のステージ手段２Ａの移動台２３Ａに対して、２台の検査専用のステージ手段２Ｂの移動台２３Ｂａ、２３Ｂｂとしてアライメント動作と検査動作とが同時に時間的に略１対１の関係でそれぞれ独立して実行される場合について説明する。

図１８は、本発明の実施形態３におけるプローバシステムの１台のアライメント専用のステージ手段２Ａと２台の検査専用のステージ手段２Ｂの動作を説明するための要部構成例を示す模式図である。なお、図１８において図１の部材と同一の作用効果を奏する部材は同一の部材番号を付して説明する。

図１８において、本実施形態２のプローバシステムは、１台のアライメント専用のステージ手段２Ａの移動台２３Ａと２台の検査専用のステージ手段２Ｂの移動台２３Ｂａ，２３Ｂｂを有している。要するに、２台の検査専用のステージ手段２Ｂの移動台２３Ｂａ、２３Ｂｂとしてアライメント動作と検査動作とが同時に時間的に略１対１の関係でそれぞれ独立して実行される。上記実施形態１，２では、説明を簡略化するために複数のチップ２１として８個のチップ２１を同時に測定するとしながらも説明では４個のチップ２１を同時に測定して検査する場合について説明してきたが、８個のチップ２１の同時測定に対して４個のチップ２１の同時測定では、８個のチップ２１の同時測定に比べて倍の時間が必要になる。この場合、アライメント動作と検査動作とが同時に時間的に略１対１の関係でそれぞれ独立して実行されるようにするためには、１台のアライメント専用のステージ手段２Ａの移動台２３Ａに対して２台の検査専用のステージ手段２Ｂの移動台２３Ｂａ，２３Ｂｂが必要である。

以上により、本実施形態３によれば、１台のアライメント専用のステージ手段１Ａに対してロット仕掛数は「１」であり構成部材の削減ができ、２台の検査専用のステージ手段２Ｂａ，２Ｂｂに対してプローブカード２６およびテスタ３の数は各２とするものの、効率のよいチップテストを行うことができる。このとき、複数のチップ２１を同時に測定して検査するため、アライメント動作の移動台２３Ａと検査動作の移動台２３Ｂａ，２３Ｂｂとが常に休むことなくより効率よくチップテストを行える。

また、当然であるが、上記実施形態１〜３のいずれかのアライメント動作の移動台と検査動作の移動台とのセットが複数（２以上）あってもよい。

（実施形態４）
上記実施形態１〜３では、プローバシステムのアライメント専用のステージ手段の移動台２３Ａ上で得た各チップ２１の位置座標データのアライメント情報を、各チップ２１が搭載された搭載部材の位置決め機構により位置決めするため、検査専用のステージ手段の移動台２３Ｂでも用いるようにした場合について説明したが、本実施形態４では、ソータにより特性ランク分けして、特性ランク毎のトレーにチップ２１を振り分ける場合にも、上記と同様の位置決めをすることによりそのアライメント情報を用いて効率化する場合について説明する。

図１９（ａ）は、上記実施形態１〜３のいずれかのプローバシステムとソータとを組み合わせた場合の平面模式図、図１９（ｂ）は、本実施形態４のプローバシステムとソータとを組み合わせた場合の平面模式図である。

図１９（ａ）に示すように、上記実施形態１〜３のいずれかのプローバシステムにおいてアライメント専用のステージ手段の移動台２３Ａ上で得た各チップ２１の位置座標データのアライメント情報は、各チップ２１が搭載された搭載部材の位置決め機構により位置決めするため、検査専用のステージ手段の移動台２３Ｂで用いることができる。ここでは、次の工程のソータにより複数のチップ２１を特性ランクに分けて、特性ランクＧ１〜Ｇ３毎のトレー４２にチップ２１を振り分けるときに、再度、各チップ２１の位置座標データのアライメント情報を得る必要があった。

これを解決するために、図１９（ｂ）に示すように、検査工程で得られた検査結果に基づいて、ソータ手段の吸着アーム４３により複数のチップ２１を特性ランク分けて、特性ランクＧ１〜Ｇ３毎のトレー４２（シート）に複数のチップ２１を振り分けるが、このとき、上記実施形態１〜３と同様の位置決めをすることによりそのアライメント情報を用いて作業を効率化することができる。

上記実施形態１〜４において、半導体ウエハから切断されて粘着テープ２８ｂ上で配列された複数のチップ２１をアライメント動作および検査動作をする他に、半導体ウエハから切断されて粘着テープ２８ｂ上で配列された複数のチップ２１を所定数（例えば１００００個など）取り出して所定シート上に配列した複数のチップ２１をアライメント動作および検査動作をする場合にも本発明を適用することができる。

以上のように、本発明の好ましい実施形態１〜４を用いて本発明を例示してきたが、本発明は、この実施形態１〜４に限定して解釈されるべきものではない。本発明は、特許請求の範囲によってのみその範囲が解釈されるべきであることが理解される。当業者は、本発明の具体的な好ましい実施形態１〜４の記載から、本発明の記載および技術常識に基づいて等価な範囲を実施することができることが理解される。本明細書において引用した特許、特許出願および文献は、その内容自体が具体的に本明細書に記載されているのと同様にその内容が本明細書に対する参考として援用されるべきであることが理解される。

本発明は、半導体ウエハに形成された複数の半導体装置（デバイス）の電気的特性などの特性検査を行うために、半導体テスタの端子を各デバイス（チップ）の電極パッドに接続するウエハプロービングマシン（以下プローバという）と半導体テスタを組み合わせたプローバシステムの分野において、ロット仕掛数、プローブカードおよび半導体テスタの数を削減すると共に、アライメントと検査を同時に行って効率よくチップテストを行うことができる。

１、１’ プローバシステム
２、２’ プローバ
２Ａ、２Ａ’ アライメント用のステージ手段
２Ｂ、２Ｂ’ 検査用のステージ手段
２１ チップ
２１ａ 発光領域
２１ｂ 電極パッド
２２ 基台
２３Ａ，２３Ｂ、２３Ａ１，２３Ｂ１ 移動台
２３１，２３２ ピン手段
２４ プローブ
２５ 天面
２６ プローブカード
２７Ａ，２７Ｂ 制御装置
２７１、２７１Ａ 操作入力部
２７２、２７２Ａ 表示部
２７３、２７６ ＣＰＵ（制御部）
２７３Ａ プローブ・パッド位置検出手段
２７３Ｂ 一括角度補正手段
２７３Ｃ 個別角度平均化手段
２７３Ｄ 水平方向位置補正手段
２７３Ｅ 検査動作手段
２７３Ｆ コンタクト群分割手段
２７４、２７４Ａ ＲＡＭ
２７５、２７６Ａ ＲＯＭ
２７６Ａ 位置制御手段
２７６Ｂ 座標取得制御手段
２７３Ｇ 検査制御手段
２８、２８’ 搭載部材
２８ａ、２８ａ’ 枠体のリング
２８ｂ 粘着テープ
２８ｃ、２８ｃ１，２８ｃ２ 着脱可能な吸着ステージ
２９ パッド位置検出カメラ
３ テスタ
３１ 動作特性テスタ
３２ 積分球
３３ 光学特性テスタ
４１ 搬送アーム
４２ トレー
４３ 吸着アーム
Ｇ１〜Ｇ３ 特性ランク（例えば発光量ランク）

Claims (5)

1. 配列された複数のチップの電極パッド座標データを取得するチップ毎のアライメント動作の後に、該電極パッド座標データを用いて該複数のチップの電極パッドにそれぞれ、テスタに接続される複数の端子をそれぞれ接続させて該複数のチップの検査動作を行うプローバシステムにおいて、
   該複数のチップを搭載する搭載部材が位置決めされて搭載されるアライメント専用のステージ手段と、該アライメント専用のステージ手段から搬送された該複数のチップを搭載する搭載部材が位置決めされて搭載される検査専用のステージ手段とが隣接配置され、該アライメント動作と該検査動作とが同時にそれぞれ独立して実行されるプローバシステム。
2. 前記アライメント専用のステージ手段および前記検査専用のステージ手段にそれぞれ、前記複数のチップが搭載される搭載部材の位置決めを行う位置決め手段が設けられている請求項１に記載のプローバシステム。
3. 前記位置決め手段はピン手段で構成され、該ピン手段は前記アライメント専用のステージ手段および前記検査専用のステージ手段にそれぞれ複数設けられている請求項２に記載のプローバシステム。
4. 前記アライメント専用のステージ手段の動作時間と前記検査専用のステージ手段の動作時間が同等の関係になるようにそれぞれの台数が設定されている請求項１に記載のプローバシステム。
5. 前記アライメント専用のステージ手段で得たアライメント情報を、前記検査専用のステージ手段で用いると共に、該検査専用のステージ手段で得た前記複数のチップの検査結果に基づいて該複数のチップをランク分けするソータ手段で用いる請求項１に記載のプローバシステム。