JP2017183423A - Prober and probe contact method - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、半導体ウエハ上に形成された複数の半導体装置(チップ)の電気的特性の検査を行うプローバ及びプローブコンタクト方法において、特に、複数の測定部を備えたマルチステージ式のプローバ及びプローブコンタクト方法に関する。 The present invention relates to a prober and probe contact method for inspecting electrical characteristics of a plurality of semiconductor devices (chips) formed on a semiconductor wafer, and in particular, a multistage prober and probe contact having a plurality of measurement units. Regarding the method.
半導体製造工程は、多数の工程を有し、品質保証及び歩留まりの向上のために、各種の製造工程で各種の検査が行われる。例えば、半導体ウエハ上に半導体装置の複数のチップが形成された段階で、各チップの半導体装置の電極パッドをテストヘッドに接続し、テストヘッドから電源及びテスト信号を供給し、半導体装置の出力する信号をテストヘッドで測定して、正常に動作するかを電気的に検査するウエハレベル検査が行われている。 The semiconductor manufacturing process has a large number of processes, and various inspections are performed in various manufacturing processes in order to guarantee quality and improve yield. For example, when a plurality of chips of a semiconductor device are formed on a semiconductor wafer, electrode pads of the semiconductor device of each chip are connected to a test head, a power supply and a test signal are supplied from the test head, and the semiconductor device outputs A wafer level inspection is performed in which a signal is measured by a test head to electrically inspect whether it operates normally.
ウエハレベル検査の後、ウエハはフレームに貼り付けられ、ダイサで個別のチップに切断される。切断された各チップは、正常に動作することが確認されたチップのみが次の組み立て工程でパッケージ化され、動作不良のチップは組み立て工程から除かれる。更に、パッケージ化された最終製品は、出荷検査が行われる。 After wafer level inspection, the wafer is affixed to the frame and cut into individual chips with a dicer. For each chip that has been cut, only chips that have been confirmed to operate normally are packaged in the next assembly process, and defective chips are excluded from the assembly process. Further, the packaged final product is subjected to shipping inspection.
ウエハレベル検査は、ウエハ上の各チップの電極パッドにプローブを接触させるプローバを使用して行われる。プローブはテストヘッドの端子に電気的に接続され、テストヘッドからプローブを介して各チップに電源及びテスト信号が供給されると共に各チップからの出力信号をテストヘッドで検出して正常に動作するかを測定する。 The wafer level inspection is performed using a prober in which a probe is brought into contact with an electrode pad of each chip on the wafer. The probe is electrically connected to the terminals of the test head, and power and test signals are supplied from the test head to each chip through the probe, and whether the output signal from each chip is detected by the test head and is operating normally Measure.
半導体製造工程においては、製造コストの低減のために、ウエハの大型化や一層の微細化(集積化)が進められており、1枚のウエハ上に形成されるチップの個数が非常に大きくなっている。それに伴って、プローバでの1枚のウエハの検査に要する時間も長くなっており、スループットの向上が求められている。そこで、スループットの向上を図るため、多数のプローブを設けて複数個のチップを同時に検査できるようにするマルチプロービングが行われている。近年、同時に検査するチップ数は益々増加し、ウエハ上のすべてのチップを同時に検査する試みも行われている。そのため、電極パッドとプローブを接触させる位置合わせの許容誤差が小さくなっており、プローバにおける移動の位置精度を高めることが求められている。 In the semiconductor manufacturing process, in order to reduce the manufacturing cost, the wafer is increased in size and further miniaturized (integrated), and the number of chips formed on one wafer becomes very large. ing. Along with this, the time required for inspecting a single wafer with a prober has also become longer, and an improvement in throughput is required. Therefore, in order to improve the throughput, multi-probing is performed in which a large number of probes are provided so that a plurality of chips can be inspected simultaneously. In recent years, the number of chips to be inspected at the same time has increased, and attempts have been made to inspect all chips on a wafer at the same time. For this reason, the tolerance of alignment for bringing the electrode pad and the probe into contact with each other is small, and it is required to improve the positional accuracy of the movement in the prober.
一方、スループットを増加するもっとも簡単な方法として、プローバの台数を増加させることが考えられるが、プローバの台数を増加させると、製造ラインにおけるプローバの設置面積も増加するという問題を生じる。また、プローバの台数を増加させると、その分装置コストも増加することになる。そのため、設置面積の増加や装置コストの増加を抑えてスループットを増加させることが求められている。 On the other hand, as the simplest method for increasing the throughput, it is conceivable to increase the number of probers. However, when the number of probers is increased, there is a problem that the installation area of the prober in the production line also increases. Further, if the number of probers is increased, the cost of the apparatus will increase accordingly. Therefore, it is required to increase the throughput while suppressing an increase in installation area and an increase in apparatus cost.
このような背景のもと、例えば特許文献1には、複数の測定部を備えた試験装置(マルチステージ式のプローバ)が提案されている。この試験装置では、ウエハとプローブカードとの相対的な位置合わせを行うアライメント装置が各測定部間を相互に移動できるように構成されている。 Under such a background, for example, Patent Document 1 proposes a test apparatus (multistage prober) including a plurality of measurement units. In this test apparatus, an alignment apparatus that performs relative alignment between the wafer and the probe card is configured to be able to move between the measurement units.
しかしながら、特許文献1に記載された試験装置では、各測定部でアライメント装置を共有することによって省スペース化やコストダウンを図ることができるものの、次のような問題がある。 However, although the test apparatus described in Patent Document 1 can achieve space saving and cost reduction by sharing the alignment apparatus among the measurement units, there are the following problems.
すなわち、アライメント装置の移動距離が長くなると、アライメント装置を各測定部に移動させるための移動機構やその移動機構が取り付けられる支持部材(フレーム)は、アライメント装置の自重や熱膨張又は熱収縮による影響によって歪みが発生しやすくなるので、各測定部に移動したアライメント装置の位置精度が低下する要因となる。このため、撮像手段を用いてウエハ上の電極パッドやプローブの位置を検出するのに時間を要し、結果的にアライメント動作に時間がかかり、スループットが遅くなるという問題がある。 That is, when the movement distance of the alignment apparatus becomes longer, the movement mechanism for moving the alignment apparatus to each measurement unit and the support member (frame) to which the movement mechanism is attached are affected by the weight of the alignment apparatus, thermal expansion, or thermal contraction. As a result, distortion is likely to occur, which causes a decrease in the positional accuracy of the alignment apparatus moved to each measurement unit. For this reason, it takes time to detect the positions of the electrode pads and probes on the wafer using the imaging means, resulting in a problem that the alignment operation takes time and throughput is slow.
これに対し、本願出願人は、複数の測定部を備えたマルチステージ式のプローバにおいて、上記問題を改善したプローバを提案している(特許文献2参照)。このプローバでは、各測定部に移動したアライメント装置を位置決めして固定する位置決め固定装置を備えているので、アライメント装置の移動位置の精度を保ちつつ、設置面積の増加や装置コストの増加を抑えてスループットを向上させることができる。 On the other hand, the present applicant has proposed a prober in which the above problem is improved in a multistage prober provided with a plurality of measuring units (see Patent Document 2). This prober is equipped with a positioning and fixing device that positions and fixes the alignment device that has moved to each measurement unit, so that while maintaining the accuracy of the movement position of the alignment device, the increase in the installation area and the increase in device cost can be suppressed. Throughput can be improved.
ところで、特許文献1や特許文献2に記載される従来のプローバにおいては、ウエハチャックをプローブカード側に保持する真空吸着方式が採用されている。この真空吸着方式では、ウエハチャックとプローブカードとの間に形成された内部空間(密閉空間)を減圧手段により減圧して、ウエハチャックをプローブカード側に引き寄せることにより、ウエハ上の電極パッドとプローブとが離れた状態から接触した状態となるコンタクト動作が行われる。 By the way, in the conventional probers described in Patent Document 1 and Patent Document 2, a vacuum suction method for holding the wafer chuck on the probe card side is employed. In this vacuum suction method, the internal space (sealed space) formed between the wafer chuck and the probe card is depressurized by the depressurizing means, and the wafer chuck is pulled toward the probe card side, so that the electrode pad and probe on the wafer are A contact operation is performed in which the contact state is changed from the state where the contact points are separated from each other.
しかしながら、真空吸着方式によるコンタクト動作を行う場合、ウエハチャックの引き寄せ動作において、プローブ、シール部材、重量バランス等の原因により、ウエハ上の電極パッドとプローブとの間の位置関係に誤差が生じ、コンタクト動作にばらつきが生じやすく、ウエハ上の電極パッドとプローブとの電気的な接触信頼性を高めることが難しいという問題がある。 However, when performing contact operation using the vacuum suction method, an error occurs in the positional relationship between the electrode pad on the wafer and the probe due to the probe, seal member, weight balance, etc. during the wafer chuck pulling operation. There is a problem that the operation is likely to vary and it is difficult to improve the electrical contact reliability between the electrode pad on the wafer and the probe.
本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、マルチステージ式プローバにおいて、ウエハ上の電極パッドとプローブとの間で良好なコンタクトを実現することができるプローバ及びプローブコンタクト方法を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of such circumstances, and provides a prober and a probe contact method capable of realizing good contact between an electrode pad on a wafer and a probe in a multi-stage prober. For the purpose.
上記目的を達成するために、本発明の第1態様に係るプローバは、ウエハを保持するウエハチャックと、ウエハチャックと対向するように設けられ、ウエハの各電極パッドと対応する位置にプローブを有するプローブカードと、プローブカードを着脱自在に保持するヘッドステージと、ウエハチャックのヘッドステージ側に設けられ、ウエハチャックに保持されたウエハを取り囲むように形成された環状の第1のシール部材と、ウエハチャックを着脱自在に固定するウエハチャック固定部を有し、ウエハチャック固定部に固定されたウエハチャックを鉛直方向に移動させる機械的昇降手段と、第1のシール部材がヘッドステージに密着したときに第1のシール部材により囲まれた第1の内部空間を減圧する減圧手段と、減圧手段による第1の内部空間の減圧によりウエハチャックがプローブカードに向かって移動するときにウエハチャックの水平方向の移動を規制しつつ鉛直方向の移動を案内するウエハチャックガイド手段と、を備える。 In order to achieve the above object, a prober according to a first aspect of the present invention is provided with a wafer chuck for holding a wafer, and a probe at a position corresponding to each electrode pad of the wafer. A probe card; a head stage that detachably holds the probe card; a ring-shaped first seal member that is provided on the head stage side of the wafer chuck and is formed so as to surround the wafer held by the wafer chuck; When the first seal member is in close contact with the head stage, a mechanical lifting means for moving the wafer chuck fixed to the wafer chuck fixing portion in the vertical direction, and a wafer chuck fixing portion for removably fixing the chuck. A decompression means for decompressing the first internal space surrounded by the first seal member, and a first by the decompression means Reduced pressure by a wafer chuck parts space and a wafer chuck guide means for guiding the movement of the vertical direction while restricting the horizontal movement of the wafer chuck as it moves towards the probe card.
本発明の第2態様に係るプローバは、第1態様において、ウエハチャックガイド手段は、ウエハチャック又はヘッドステージの水平方向に互いに異なる位置に少なくとも3つ設けられる。 In the prober according to the second aspect of the present invention, in the first aspect, at least three wafer chuck guide means are provided at different positions in the horizontal direction of the wafer chuck or the head stage.
本発明の第3態様に係るプローバは、第1態様又は第2態様において、第1のシール部材とは別に設けられ、第1の内部空間を非密閉状態と密閉状態との間で選択的に切り替え可能な第1のシャッタ手段を備える。 The prober according to the third aspect of the present invention is provided separately from the first sealing member in the first aspect or the second aspect, and selectively selects the first internal space between an unsealed state and a sealed state. A switchable first shutter means is provided.
本発明の第4態様に係るプローバは、第1態様〜第3態様のいずれか1つの態様において、ウエハチャックガイド手段は、ウエハチャックに設けられた軸受部と、ヘッドステージに着脱自在に固定可能であり、軸受部により水平方向の移動が規制されつつ鉛直方向の移動が案内されるチャックガイドとを有する。 A prober according to a fourth aspect of the present invention is the prober according to any one of the first to third aspects, wherein the wafer chuck guide means can be detachably fixed to a bearing portion provided on the wafer chuck and the head stage. And a chuck guide that guides the movement in the vertical direction while the movement in the horizontal direction is restricted by the bearing portion.
本発明の第5態様に係るプローバは、第4態様において、チャックガイドは、ヘッドステージ側に設けられた環状の第2のシール部材を有し、第2のシール部材がヘッドステージに密着したときに第2のシール部材により囲まれた第2の内部空間を減圧することによりチャックガイドがヘッドステージに吸着固定される。 The prober according to a fifth aspect of the present invention is the prober according to the fourth aspect, wherein the chuck guide has an annular second seal member provided on the head stage side, and the second seal member is in close contact with the head stage. The chuck guide is attracted and fixed to the head stage by reducing the pressure of the second internal space surrounded by the second seal member.
本発明の第6態様に係るプローバは、第5態様において、第2のシール部材とは別に設けられ、第2の内部空間を非密閉状態と密閉状態との間で選択的に切り替え可能な第2のシャッタ手段を備える。 A prober according to a sixth aspect of the present invention is the prober according to the fifth aspect, provided separately from the second seal member, and capable of selectively switching the second internal space between an unsealed state and a sealed state. Two shutter means are provided.
本発明の第7態様に係るプローバは、第1態様〜第6態様のいずれか1つの態様において、機械的昇降手段又はウエハチャックに設けられ、機械的昇降手段とウエハチャックとの間の距離を検出する第1の変位センサを備える。 The prober according to a seventh aspect of the present invention is the prober according to any one of the first aspect to the sixth aspect, wherein the prober is provided on the mechanical lifting means or the wafer chuck, and the distance between the mechanical lifting means and the wafer chuck is set. A first displacement sensor for detection is provided.
本発明の第8態様に係るプローバは、第7態様において、第1の変位センサは、機械的昇降手段又はウエハチャックの水平方向に互いに異なる位置に少なくとも3つ設けられる。 The prober according to an eighth aspect of the present invention is the prober according to the seventh aspect, wherein at least three first displacement sensors are provided at different positions in the horizontal direction of the mechanical lifting means or the wafer chuck.
本発明の第9態様に係るプローバは、第1態様〜第6態様のいずれか1つの態様において、ウエハチャック又はヘッドステージに設けられ、ウエハチャックとヘッドステージとの間の距離を検出する第2の変位センサを備える。 A prober according to a ninth aspect of the present invention is the prober according to any one of the first to sixth aspects, provided on the wafer chuck or the head stage, and detecting a distance between the wafer chuck and the head stage. Displacement sensor.
本発明の第10態様に係るプローバは、第9態様において、第2の変位センサは、ウエハチャック又はヘッドステージの水平方向に互いに異なる位置に少なくとも3つ設けられる。 In the prober according to the tenth aspect of the present invention, in the ninth aspect, at least three second displacement sensors are provided at different positions in the horizontal direction of the wafer chuck or the head stage.
本発明の第11態様に係るプローブコンタクト方法は、ウエハを保持するウエハチャックと、ウエハチャックと対向するように設けられ、ウエハの各電極パッドと対応する位置にプローブを有するプローブカードと、プローブカードを着脱自在に保持するヘッドステージと、ウエハチャックのヘッドステージ側に設けられ、ウエハチャックに保持されたウエハを取り囲むように形成された環状の第1のシール部材と、ウエハチャックを着脱自在に固定するウエハチャック固定部を有し、ウエハチャック固定部に固定されたウエハチャックを鉛直方向に移動させる機械的昇降手段と、を備えるプローバにおけるプローブコンタクト方法であって、機械的昇降手段によりウエハチャックをプローブカードに向かって移動させるウエハチャック移動工程と、ウエハチャック移動工程が行われた後、第1のシール部材がヘッドステージに密着したときに第1のシール部材により形成される第1の内部空間を減圧する減圧工程と、第1の内部空間の減圧によりウエハチャックがプローブカードに向かって移動するときにウエハチャックの水平方向の移動を規制しつつ鉛直方向の移動を案内するウエハチャックガイド工程と、を備える。 A probe contact method according to an eleventh aspect of the present invention includes a wafer chuck that holds a wafer, a probe card that is provided to face the wafer chuck, and has a probe at a position corresponding to each electrode pad of the wafer, and a probe card The wafer stage is detachably held, and the wafer chuck is provided with an annular first seal member formed on the head stage side of the wafer chuck so as to surround the wafer, and the wafer chuck is detachably fixed. A probe contact method in a prober having a wafer chuck fixing portion for moving the wafer chuck fixed to the wafer chuck fixing portion in a vertical direction, wherein the wafer chuck is held by the mechanical lifting means. Wafer chuck movement to move toward the probe card After the wafer chuck moving step is performed, a depressurizing step for depressurizing the first internal space formed by the first seal member when the first seal member comes into close contact with the head stage; And a wafer chuck guide step for guiding the movement of the wafer chuck in the vertical direction while regulating the movement of the wafer chuck in the horizontal direction when the wafer chuck moves toward the probe card due to the decompression of the internal space.
本発明によれば、ウエハチャックの受け渡し動作を安定して行うことが可能となり、ウエハ上の電極パッドとプローブとの間で良好なコンタクトを実現することができる。 According to the present invention, the transfer operation of the wafer chuck can be performed stably, and good contact can be realized between the electrode pad on the wafer and the probe.
以下、添付図面に従って本発明の好ましい実施形態について説明する。 Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
(第1の実施形態)
まず、第1の実施形態について説明する。
(First embodiment)
First, the first embodiment will be described.
図1及び図2は、第1の実施形態のプローバ10の全体構成を示した外観図と平面図である。
1 and 2 are an external view and a plan view showing the overall configuration of the
図1及び図2に示すように、第1の実施形態のプローバ10は、検査するウエハW(図4参照)を供給及び回収するローダ部14と、ローダ部14に隣接して配置され、複数の測定部16を有する測定ユニット12とを備えている。測定ユニット12は、複数の測定部16を有しており、ローダ部14から各測定部16にウエハWが供給されると、各測定部16でそれぞれウエハWの各チップの電気的特性の検査(ウエハレベル検査)が行われる。そして、各測定部16で検査されたウエハWはローダ部14により回収される。なお、プローバ10は、操作パネル22、後述する制御装置(図6参照)等も備えている。
As shown in FIGS. 1 and 2, the
ローダ部14は、ウエハカセット20が載置されるロードポート18と、測定ユニット12の各測定部16とウエハカセット20との間でウエハWを搬送する搬送ユニット24とを有する。搬送ユニット24は、図示しない搬送ユニット駆動機構を備えており、X、Z方向に移動可能に構成されるとともに、θ方向に回転可能に構成されている。また、搬送ユニット24は、上記搬送ユニット駆動機構により前後に伸縮自在に構成された搬送アーム26を備えている。搬送アーム26の上面部には図示しない吸着パッドが設けられており、搬送アーム26は、この吸着パッドでウエハWの裏面を真空吸着してウエハWを保持する。これにより、ウエハカセット20内のウエハWは、搬送ユニット24の搬送アーム26によって取り出され、その上面に保持された状態で測定ユニット12の各測定部16に搬送される。また、検査の終了した検査済みのウエハWは逆の経路で各測定部16からウエハカセット20に戻される。
The
なお、X、Y、Z方向は互いに直交しており、X方向は水平方向、Y方向はX方向に直交する水平方向、Z方向は鉛直方向である。また、θ方向はZ方向周りの回転方向である。 The X, Y, and Z directions are orthogonal to each other, the X direction is the horizontal direction, the Y direction is the horizontal direction orthogonal to the X direction, and the Z direction is the vertical direction. The θ direction is the rotation direction around the Z direction.
図3は、測定ユニット12の構成を示した概略図である。
FIG. 3 is a schematic diagram illustrating the configuration of the
図3に示すように、測定ユニット12は、複数の測定部16が多段状に積層された積層構造(多段構造)を有しており、各測定部16はX方向及びZ方向に沿って2次元的に配列されている。本実施形態では、一例として、X方向に4つの測定部16がZ方向に3段積み重ねられている。なお、各測定部16は、いずれも同一の構成を有しており、詳細を後述するように、プローブカード32やウエハチャック34等を備えて構成される。
As shown in FIG. 3, the
測定ユニット12は、複数のフレームを格子状に組み合わせた格子形状を有する筐体(不図示)を備えている。この筐体は、X方向、Y方向、Z方向にそれぞれ延びる複数のフレームを格子状に組み合わせて形成されたものであり、これらのフレームにより形成された各空間部にそれぞれ測定部16の構成要素が配置される。
The
次に、測定部16の構成について説明する。図4は、測定部16の構成を示した概略図である。
Next, the configuration of the
図4に示すように、測定部16は、ヘッドステージ30と、プローブカード32と、ウエハチャック34と、テストヘッド(不図示)とを備えている。なお、テストヘッドは、図示しないテストヘッド保持部によりヘッドステージ30の上方に支持されている。
As shown in FIG. 4, the
ヘッドステージ30は、筐体の一部を構成するフレーム部材(不図示)に支持されており、プローブカード32を着脱自在に保持固定する。ヘッドステージ30に保持固定されたプローブカード32は、ウエハチャック34のウエハ保持面34aと対向するように設けられる。なお、プローブカード32は、検査するウエハW(デバイス)に応じて交換される。
The
プローブカード32には、検査するウエハWの各チップの電極パッドの位置に対応して配置された、カンチレバーやスプリングピン等の複数のプローブ36が設けられている。各プローブ36は、図示しないテストヘッドの端子に電気的に接続され、テストヘッドから各プローブ36を介して各チップに電源及びテスト信号が供給されると共に各チップからの出力信号をテストヘッドで検出して正常に動作するかを測定する。なお、プローブカード32とテストヘッドとの接続構成については、本発明の要部ではないため、詳細な説明を省略する。
The
プローブ36は、バネ特性を有し、プローブ36の先端位置より接触点を上昇させることにより、電極パッドに所定の接触圧で接触する。また、プローブ36は、電気的検査を行うときに、電極パッドがオーバードライブの状態で接触されると、プローブ36の先端が電極パッドの表面にくい込み、その電極パッドの表面にそれぞれ針跡を形成するようになっている。なお、オーバードライブとは、ウエハWとプローブ36の先端の配列面との傾き、及び、プローブ36の先端位置のばらつきなどを考慮して、電極パッドとプローブ36が確実に接触するように、プローブ36の先端位置より高い位置まで電極パッド、すなわちウエハWの表面を距離αだけ上昇させた状態をいう。また、プローブ36の先端位置からウエハWの表面を更に上昇させる移動量、すなわち上記距離αをオーバードライブ量と称する。
The
ウエハチャック34は、真空吸着によりウエハWを吸着して固定する。ウエハチャック34は、検査するウエハWが載置されるウエハ保持面34aを有しており、ウエハ保持面34aには複数の吸引口40が設けられている(図4では1つのみ図示)。吸引口40は、ウエハチャック34の内部に形成された吸引路42を介して真空ポンプなどの吸引装置(真空源)44に接続されている。吸引装置44と吸引路42との間を接続する吸引経路にはウエハ吸着用電磁弁46が設けられている。なお、ウエハ吸着用電磁弁46は後述する吸引制御部110(図6参照)により制御される。
The
ウエハチャック34のウエハ保持面34aよりも外側には、ウエハ保持面34aに保持されたウエハWを取り囲むように形成された弾性を有するチャックシールゴム(リング状シール部材)48が設けられている。後述するZ軸移動・回転部72によりウエハチャック34をプローブカード32に向かってZ方向(鉛直方向)に移動(上昇)させたときに、チャックシールゴム48がヘッドステージ30の下面に密着することで、ウエハチャック34とヘッドステージ30との間にチャックシールゴム48により囲まれたチャック内部空間S(図8参照)が形成される。なお、チャックシールゴム48は本発明の第1のシール部材の一例である。また、チャック内部空間Sは本発明の第1の内部空間の一例である。
Outside the
ヘッドステージ30には、チャックシールゴム48により囲まれたチャック内部空間Sを減圧するための吸引口50が設けられている。吸引口50は、ヘッドステージ30の内部に形成された吸引路52を介して吸引装置44に接続されている。吸引装置44と吸引路52との間を接続する吸引経路には真空電空レギュレータ54が設けられている。真空電空レギュレータ54はチャック内部空間Sの内部圧力(真空度)を調節する制御弁である。なお、真空電空レギュレータ54は後述する吸引制御部110(図6参照)により制御される。吸引装置44及び真空電空レギュレータ54は減圧手段の一例である。
The
ウエハチャック34には、チャック内部空間Sと外部空間との間を連通する連通路56が設けられている。連通路56の一端はウエハチャック34のウエハ保持面34aのうちウエハWが載置されない外周付近の領域に開口しており、連通路56の他端はウエハチャック34の側面に開口している。ウエハチャック34の側面には、連通路56を開放及び遮断可能なチャックシャッタ58が設けられている。チャックシャッタ58を開いた場合には連通路56は開放状態となり、チャック内部空間Sは連通路56を介して外部空間と連通した状態(非密閉状態)となる。一方、チャックシャッタ58を閉じた場合には連通路56は遮断状態となり、チャック内部空間Sは外部空間と連通しない状態(密閉状態)となる。なお、チャックシャッタ58は本発明の第1のシャッタ手段の一例であり、後述するシャッタ制御部112(図6参照)により制御される。チャックシャッタ58の構成には公知の構成が適用されるため、詳細な説明を省略する。
The
なお、本実施形態では、一例として、ウエハチャック34に設けられた連通路56及びチャックシャッタ58によりチャック内部空間Sを非密閉状態と密閉状態との間で選択的に切り替え可能な構成としたが、本実施形態の構成に代えて、例えば、ヘッドステージ30あるいはプローブカード32に連通路及びシャッタ手段を設けた構成としてもよい。
In this embodiment, as an example, the chuck internal space S can be selectively switched between the non-sealed state and the sealed state by the
ウエハチャック34の内部には、検査するウエハWを高温状態(例えば、最高で150℃)、又は低温状態(例えば最低で−40℃)で電気的特性の検査が行えるように、加熱/冷却源としての加熱冷却機構(不図示)が設けられている。加熱冷却機構としては、公知の適宜の加熱器/冷却器が採用できるものであり、例えば、面ヒータの加熱層と冷却流体の通路を設けた冷却層との二重層構造にしたものや、熱伝導体内に加熱ヒータを巻き付けた冷却管を埋設した一層構造の加熱/冷却装置など、様々のものが考えられる。また、電気加熱ではなく、熱流体を循環させるものでもよく、またペルチエ素子を使用してもよい。
A heating / cooling source is provided inside the
ウエハチャック34は、後述するアライメント装置70に着脱自在に支持固定される。アライメント装置70は、ウエハチャック34をX、Y、Z、θ方向に移動または回転することで、ウエハチャック34に保持されたウエハWとプローブカード32との相対的な位置合わせを行う。
The
アライメント装置70は、ウエハチャック34を着脱自在に支持固定してウエハチャック34をZ方向に移動すると共にθ方向に回転するZ軸移動・回転部72と、Z軸移動・回転部72を支持してX方向に移動するX軸移動台74と、X軸移動台74を支持してY方向に移動するY軸移動台76とを備えている。
The
Z軸移動・回転部72、X軸移動台74、及びY軸移動台76は、それぞれ、少なくともモータを含む機械的な駆動機構によりウエハチャック34を所定の方向に移動自在もしくは回転自在に構成される。機械的な駆動機構としては、例えば、サーボモータとボールネジとを組み合わせたボールネジ駆動機構により構成される。また、ボールネジ駆動機構に限らず、リニアモータ駆動機構やベルト駆動機構等で構成されていてもよい。なお、Z軸移動・回転部72、X軸移動台74、及びY軸移動台76は、後述する各制御部によりウエハチャック34の移動距離、移動方向、移動速度、加速度を変更可能に構成されている。本実施形態では、具体的には次のような構成を有する。
Each of the Z-axis movement /
Z軸移動・回転部72は、本発明の機械的昇降手段の一例であり、ウエハチャック34をZ方向に移動させるためのZ軸駆動モータ122(例えば、ステッピングモータ、サーボモータ、リニアモータ等)(図6参照)と、ウエハチャック34のZ方向への移動距離を検出するためのZ軸エンコーダ(例えば、ロータリーエンコーダやリニアスケール等)(不図示)とを備えている。Z軸駆動モータ122は、後述するZ軸移動制御部106(図6参照)からのモータ制御信号に基づき制御され、ウエハチャック34を所望の移動速度または加速度で目標位置に移動させるように駆動する。また、Z軸エンコーダは、ウエハチャック34の移動に応じてエンコーダ信号を出力する。
The Z-axis moving / rotating
また、Z軸移動・回転部72は、ウエハチャック34をθ方向に回転させるための回転駆動モータ124(例えば、ステッピングモータ、サーボモータ、リニアモータ等)(図6参照)と、ウエハチャック34のθ方向への回転角度を検出するための回転エンコーダ(例えば、ロータリーエンコーダ等)(不図示)とを備えている。回転駆動モータ124は、後述するθ回転制御部108(図6参照)からのモータ制御信号に基づき制御され、ウエハチャック34を所望の回転速度または加速度で目標位置に移動させるように駆動する。また、回転エンコーダは、ウエハチャック34の回転に応じてエンコーダ信号を出力する。
The Z-axis moving / rotating
X軸移動台74は、ウエハチャック34をX方向に移動させるためのX軸駆動モータ118(例えば、ステッピングモータ、サーボモータ、リニアモータ等)(図6参照)と、ウエハチャック34のX方向への移動距離を検出するためのX軸エンコーダ(例えば、ロータリーエンコーダやリニアスケール等)(不図示)とを備えている。X軸駆動モータ118は、後述するX軸移動制御部102(図6参照)からのモータ制御信号に基づき制御され、ウエハチャック34を所望の移動速度または加速度で目標位置に移動させるように駆動する。また、X軸エンコーダは、ウエハチャック34の移動に応じてエンコーダ信号を出力する。
The X-axis moving table 74 has an X-axis drive motor 118 (for example, a stepping motor, a servo motor, a linear motor, etc.) (see FIG. 6) for moving the
Y軸移動台76は、ウエハチャック34をY方向に移動させるためのY軸駆動モータ120(例えば、ステッピングモータ、サーボモータ、リニアモータ等)(図6参照)と、ウエハチャック34のY方向への移動距離を検出するためのY軸エンコーダ(例えば、ロータリーエンコーダやリニアスケール等)(不図示)とを備えている。Y軸駆動モータ120は、後述するY軸移動制御部104(図6参照)からのモータ制御信号に基づき制御され、ウエハチャック34を所望の移動速度または加速度で目標位置に移動させるように駆動する。また、Y軸エンコーダは、ウエハチャック34の移動に応じてエンコーダ信号を出力する。
The Y-axis moving table 76 has a Y-axis drive motor 120 (for example, a stepping motor, a servo motor, a linear motor, etc.) for moving the
アライメント装置70は、それぞれの段毎に設けられており(図3参照)、図示しないアライメント装置駆動機構によって、各段に配置された複数の測定部16間で相互に移動可能に構成されている。すなわち、アライメント装置70は、同一の段に配置される複数(本例では4つ)の測定部16間で共有されており、同一の段に配置された複数の測定部16間を相互に移動する。各測定部16に移動したアライメント装置70は図示しない位置決め固定装置により所定位置に位置決めされた状態で固定され、ウエハチャック34をX、Y、Z、θ方向に移動または回転させて、ウエハチャック34に保持されたウエハWとプローブカード32との相対的な位置合わせを行う。なお、図示は省略したが、アライメント装置70は、ウエハチャック34に保持されたウエハWの各チップの電極パッドとプローブ36との相対的な位置関係を検出するために、針位置検出カメラと、ウエハアライメントカメラとを備えている。また、アライメント装置駆動機構としては、ボールネジ駆動機構、リニアモータ駆動機構、ベルト駆動機構等の機械的な駆動機構により構成される。
The
アライメント装置70の上面を構成するZ軸移動・回転部72のウエハチャック支持面72aには、外周に沿って環状に形成された弾性を有するZ軸シールゴム(リング状シール部材)78が設けられる。また、ウエハチャック支持面72aのZ軸シールゴム78の内側には吸引口80が設けられている。吸引口80は、ウエハチャック34の内部に形成された吸引路82を介して吸引装置44に接続されている。吸引装置44と吸引路82との間を接続する吸引経路には、吸引装置44側から順に、チャック固定用電磁弁84、と、絞り弁86とが設けられている。なお、チャック固定用電磁弁84は後述する吸引制御部110(図6参照)により制御される。Z軸移動・回転部72のウエハチャック支持面72aは本発明のウエハチャック固定部の一例である。また、ウエハチャック支持面72aに設けられた吸引口80はウエハチャック固定部の構成要素の一例である。
On the wafer
Z軸移動・回転部72のウエハチャック支持面72aのZ軸シールゴム78の外側には、アライメント装置70に対するウエハチャック34の相対的な位置関係が常に一定となるように位置決めピン88が設けられている。この位置決めピン88は、ウエハチャック34の中心軸を中心とする周方向に沿って等間隔に3箇所に設けられている(図4においては2つのみを図示)。ウエハチャック34の下面には各位置決めピン88にそれぞれ対応する位置に位置決め部材であるVブロック90が設けられている。ウエハチャック34を真空吸着により吸着して固定する際には、各Vブロック90のV溝内にそれぞれ対応する位置決めピン88を係合させることで、ウエハチャック34の水平方向(X、Y方向)の動きを拘束して、アライメント装置70とウエハチャック34との相対的な位置決めが行われる。
Positioning pins 88 are provided outside the Z-
なお、本実施形態では、アライメント装置70は、真空吸着によりウエハチャック34を吸着して固定するが、ウエハチャック34を固定できるものであれば、真空吸着以外の固定手段でもよく、例えば機械的手段等で固定するようにしてもよい。
In this embodiment, the
本実施形態では、上述した構成に加え、さらに、チャック内部空間Sの減圧によりウエハチャック34がプローブカード32に向かって引き寄せられるように移動するときに、ウエハチャック34のX、Y方向の移動を規制しつつZ方向の移動を案内するチャックガイド機構200を備えている。チャックガイド機構200は本発明のウエハチャックガイド手段の一例である。
In the present embodiment, in addition to the above-described configuration, when the
チャックガイド機構200は、ウエハチャック34の周縁部、具体的にはウエハチャック34と一体化されたチャックガイド保持部35の外周部の周方向にわたって複数並列に設けられている。チャックガイド機構200は、チャック内部空間Sの減圧によりウエハチャック34をプローブカード32に向かって引き寄せる動作が行われる前に、後述するチャックガイド204をヘッドステージ30に真空吸着により吸着固定することで、ウエハチャック34のX、Y方向の移動を規制しつつZ方向の移動を案内するウエハチャックガイド手段として機能する。そのため、ウエハチャック34(チャックガイド保持部35)には、ヘッドステージ30側から平面視した場合に互いに異なる位置に少なくとも3つのチャックガイド機構200が設けられる。なお、本例では、図示を省略したが、チャックガイド保持部35には4つのチャックガイド機構200が周方向に沿って等間隔(90度毎)に設けられる(図4では2つのみ図示)。
A plurality of
ここで、チャックガイド機構200の構成について詳しく説明する。
Here, the configuration of the
図5は、チャックガイド機構200の具体的な構成例を示した図である。
FIG. 5 is a diagram illustrating a specific configuration example of the
図5に示すように、チャックガイド機構200は、チャックガイド保持部35に形成された軸受部202と、軸受部202によりX、Y方向の移動が規制された状態でZ方向の移動が案内されるチャックガイド204とを有する。軸受部202は、例えばボールベアリング等で構成される。
As shown in FIG. 5, the
チャックガイド204は軸受部202に回転自在に軸支され、その上部には、ヘッドステージ30に対してチャックガイド204を着脱自在に固定可能な固定部(吸着部)206を備えている。固定部206の上面にはチャックガイドシールゴム(リング状シール部材)208が設けられるとともに、チャックガイドシールゴム208の内側には吸引口210が形成されている。吸引口210はチャックガイド204の内部に形成された吸引路212を介して吸引装置44に接続され、吸引装置44と吸引路212との間を接続する吸引経路にはチャックガイド用電磁弁214が設けられている(図4参照)。なお、チャックガイド用電磁弁214は後述する吸引制御部110(図6参照)により制御される。チャックガイドシールゴム208は本発明の第2のシール部材の一例である。
The
かかる構成により、Z軸移動・回転部72によりウエハチャック34をプローブカード32に向かってZ方向に移動(上昇)させ、チャックガイドシールゴム208をヘッドステージ30に密着させた後、ヘッドステージ30とチャックガイド204(固定部206)との間でチャックガイドシールゴム208により囲まれたチャックガイド内部空間Q(図8参照)を吸引装置44により吸引口210を介して減圧すると、チャックガイド204が上方(ヘッドステージ30側)に向かって上昇してチャックガイド204の固定部206がヘッドステージ30に吸着して固定された状態となる。そして、チャック内部空間Sの減圧によりウエハチャック34をプローブカード32に向かって引き寄せる際に、ウエハチャック34は、ヘッドステージ30に固定されたチャックガイド204によりX、Y方向の移動が規制されつつZ方向に案内されて移動する。これにより、ウエハチャック34の構成部品による偏荷重による傾きや位置ずれを防止することができ、プローブカード32とウエハWとの平行度を保った状態でウエハチャック34の受け渡し動作を安定して行うことが可能となり、ウエハW上の電極パッドとプローブ36との間で良好なコンタクトを実現することが可能となる。なお、チャックガイド内部空間Qは本発明の第2の内部空間の一例である。
With this configuration, the
また、本実施形態では、ヘッドステージ30に対するチャックガイド204の吸着固定をより安定的に実現するために、チャックガイド内部空間Qを非密閉状態と密閉状態との間で選択的に切り替え可能とするための構成として、チャックガイド内部空間Qと外部空間との間を連通する連通路216と、連通路216を開放及び遮断可能なチャックガイドシャッタ218とを備えている。チャックガイドシャッタ218を開いた場合には連通路216は開放状態となり、チャックガイド内部空間Qは連通路216を介して外部空間と連通した状態(非密閉状態)となる。一方、チャックガイドシャッタ218を閉じた場合には連通路216は遮断状態となり、チャックガイド内部空間Qは外部空間と連通しない状態(密閉状態)となる。なお、チャックガイドシャッタ218は後述するシャッタ制御部112(図6参照)により制御される。チャックガイドシャッタ218の構成には公知の構成が適用されるため、詳細な説明を省略する。チャックガイドシャッタ218は本発明の第2のシャッタ手段の一例である。
Further, in the present embodiment, in order to more stably realize the suction and fixation of the
図6は、第1の実施形態のプローバ10の制御装置の構成を示した機能ブロック図である。
FIG. 6 is a functional block diagram illustrating the configuration of the control device of the
図6に示すように、本実施形態のプローバ10の制御装置は、全体制御部100、X軸移動制御部102、Y軸移動制御部104、Z軸移動制御部106、θ回転制御部108、吸引制御部110、シャッタ制御部112等を備えている。
As shown in FIG. 6, the control device of the
全体制御部100は、プローバ10を構成する各部を統括的に制御する。具体的には、全体制御部100は、検査するウエハWの各チップの電極パッドとプローブカード32の各プローブ36とを接触させる動作(コンタクト動作)の制御を行う。また、全体制御部100は、コンタクト動作の他に、各測定部16の間でアライメント装置70を相互に移動させる移動制御や、テストヘッドによるウエハレベル検査の動作の制御などを行う。なお、コンタクト動作以外の制御については、本発明の要部ではないため、詳細な説明を省略する。
The
X軸移動制御部102は、X軸移動台74に設けられるX軸駆動モータ118の駆動を制御することでX軸移動台74をX方向に移動させることにより、ウエハチャック34をX方向に移動させる。Y軸移動制御部104は、Y軸移動台76に設けられるY軸駆動モータ120の駆動を制御することでY軸移動台76をY方向に移動させることにより、ウエハチャック34をY方向に移動させる。Z軸移動制御部106は、Z軸移動・回転部72に設けられるZ軸駆動モータ122の駆動を制御することでZ軸移動・回転部72を昇降させることにより、ウエハチャック34をZ方向に移動させる。θ回転制御部108は、Z軸移動・回転部72に設けられる回転駆動モータ124の駆動を制御することでZ軸移動・回転部72をθ方向に回転させることにより、ウエハチャック34をθ方向に回転させる。
The X-axis
吸引制御部110は、各種電磁弁46、84、214のON/OFF(開/閉)を制御することで、それぞれ対応する吸引口40、80、210による吸引圧を調整し、ウエハチャック34に対するウエハWの固定/非固定、Z軸移動・回転部72に対するウエハチャック34の固定/非固定、ヘッドステージ30に対するチャックガイド204(固定部206)の固定/非固定をそれぞれ選択的に切り替える。
The
また、吸引制御部110は、真空電空レギュレータ54の動作を制御することで、チャック内部空間Sの内部圧力(真空度)を無段階に調節する。
Further, the
シャッタ制御部112は、チャックシャッタ58、チャックガイドシャッタ218の開閉を制御することで、チャック内部空間Sと外部空間との間を連通する連通路56の開放/遮断、チャックガイド内部空間Qと外部空間との間を連通する連通路216の開放/遮断をそれぞれ選択的に切り替える。
The
次に、第1の実施形態のプローバ10におけるコンタクト動作について、図7〜図9を参照して説明する。なお、この動作は全体制御部100による制御の下で行われる。
Next, the contact operation in the
図7は、第1の実施形態のプローバ10におけるコンタクト動作を示したフローチャートである。図8は、第1の実施形態のプローバ10におけるコンタクト動作を説明するための図である。図9は、第1の実施形態のプローバ10におけるコンタクト動作を示したタイミングチャート図である。なお、図9に示すタイミングチャートの時間幅は図面を簡略化するために表現したものであり、実際の時間とは異なっている。また、図9における「Z軸高さ」とは、Z軸移動・回転部72のウエハチャック支持面72aのZ方向の高さ位置を示している。また、図9における「チャック高さ」とは、ウエハチャック34のウエハ保持面34aのZ方向の高さ位置(以下、「ウエハチャック34の高さ位置」という。)を示している。後述する他の図も同様である。
FIG. 7 is a flowchart showing a contact operation in the
(事前動作)
コンタクト動作の事前動作について説明する。
(Pre-operation)
A pre-operation of the contact operation will be described.
まず、コンタクト動作の事前動作として、これから検査を行う測定部16にアライメント装置70を移動させた後、不図示の位置決め固定装置により位置決め固定した状態で、アライメント装置70にウエハチャック34が受け渡される。なお、コンタクト動作の開始前におけるウエハチャック34の受け渡し動作については、本発明の要部ではないため、詳細な説明を省略する。
First, as a pre-operation of the contact operation, after the
アライメント装置70にウエハチャック34が受け渡された後、吸引制御部110は、チャック固定用電磁弁84をON(開状態)とし、Z軸移動・回転部72のウエハチャック支持面72a(図4参照)にウエハチャック34を吸着して固定する。このとき、Z軸移動・回転部72の位置決めピン88をウエハチャック34のVブロック90のV溝内に係合させることで、アライメント装置70とウエハチャック34との相対的な位置決めが行われる。
After the
その後、アライメント装置70に支持固定されたウエハチャック34にウエハWが供給(ロード)されると、吸引制御部110は、ウエハ吸着用電磁弁46をON(開状態)とし、ウエハ保持面34a(図4参照)にウエハWを吸着固定する。
After that, when the wafer W is supplied (loaded) to the
次に、X軸移動制御部102、Y軸移動制御部104、及びθ回転制御部108は、全体制御部100による制御の下、針位置検出カメラ及びウエハアライメントカメラにより撮像された結果に基づき、X軸駆動モータ118、Y軸駆動モータ120、回転駆動モータ124を制御して、ウエハチャック34に保持されたウエハWとプローブカード32との相対的な位置合わせを行う。
Next, the X-axis
上述した位置合わせが行われた後、アライメント装置70は、ウエハチャック34を所定の待機位置に移動させる。ウエハチャック34が待機位置に移動したときの状態を図8(A)に示す。ウエハチャック34が待機位置に移動したときのウエハチャック34の高さ位置(待機高さ)をH0とする。
After the alignment described above is performed, the
(ステップS10:Z軸上昇工程)
次に、Z軸移動制御部106は、Z軸駆動モータ122を制御して、Z軸移動・回転部72を上昇させることにより、ウエハチャック34をプローブカード32に向かって移動させる(図9の時間T1〜T2)。具体的には、ウエハチャック34の高さ位置がプローブ36の先端に接触するときの高さ位置(コンタクト開始高さ)H2よりも高い位置H3となるようにウエハチャック34を上昇させる。これにより、図8(B)に示すように、プローブカード32の各プローブ36はオーバードライブの状態でウエハWの各チップの電極パッドに接触する。なお、Z軸上昇工程は本発明のウエハチャック移動工程の一例である。
(Step S10: Z-axis raising process)
Next, the Z-axis
また、Z軸移動・回転部72によりウエハチャック34をプローブカード32に向かって移動させる前に、シャッタ制御部112は、チャックシャッタ58を開いて連通路56を開放するとともに、チャックガイドシャッタ218を開いて連通路216を開放する。これにより、チャック内部空間S及びチャックガイド内部空間Qが外部空間と連通した連通状態(非密閉状態)でZ軸移動・回転部72によるウエハチャック34の上昇が行われるので、ウエハチャック34を上昇させる際に無理な反力(ウエハチャック34を元に戻そうとする反力)が生じることなく、ウエハチャック34を安定かつ効率的に上昇させることができ、プローブカード32やウエハWの破損を防ぐことができる。
Before moving the
なお、チャックシャッタ58及びチャックガイドシャッタ218をそれぞれ開くタイミングは上述した例に限定されず、少なくともチャックシールゴム48及びチャックガイドシールゴム208がそれぞれヘッドステージ30に接触した状態になる前にチャックシャッタ58、チャックガイドシャッタ218を開いていればよい。また、チャックシャッタ58とチャックガイドシャッタ218を開くタイミングは同時でもよいし、異なっていてもよい。
The timing for opening the
Z軸上昇工程において、Z軸移動・回転部72によりウエハチャック34を上昇させるときのウエハチャック34の高さ位置H3としては、コンタクト開始高さH2からプローブカード32の適正オーバードライブ量に対して30〜70%(より好ましくは40〜60%)の高さ位置であることが好ましい。なお、本実施形態では、好ましい態様として、コンタクト開始高さH2からプローブカード32の適正オーバードライブ量に対して50%の高さ位置までウエハチャック34を上昇させる。
In the Z-axis raising step, the height position H3 of the
(ステップS12:Z軸下降工程)
次に、Z軸移動制御部106は、Z軸駆動モータ122を制御して、Z軸移動・回転部72を下降させることにより、ウエハチャック34の高さ位置をコンタクト開始高さH2に変更する(図9の時間T3〜T4)。
(Step S12: Z-axis lowering step)
Next, the Z-axis
(ステップS14:チャックガイド固定工程)
次に、シャッタ制御部112は、チャックガイドシャッタ218を閉じて連通路216を遮断して、チャックガイド内部空間Qを密閉状態とする(図9の時間T5)。その後、吸引制御部110は、チャックガイド用電磁弁214をON(開状態)とし、吸引装置44により吸引口210を介してチャックガイド内部空間Qを減圧する。これにより、図8(C)に示すように、チャックガイド204の固定部206がヘッドステージ30に吸着固定される(図9の時間T6)。
(Step S14: chuck guide fixing step)
Next, the
(ステップS16:ウエハチャック吸着工程)
次に、シャッタ制御部112は、チャックシャッタ58を閉じて連通路56を遮断し、チャック内部空間Sを密閉状態とする(図9の時間T7)。その後、吸引制御部110は、真空電空レギュレータ54の動作を制御してチャック内部空間Sの減圧を開始する(図9の時間T8)。このとき、吸引制御部110は、Z軸移動・回転部72の吸引口80(図4参照)によるウエハチャック34の固定が解除された場合にプローブカード32の適正オーバードライブ量となる高さ位置(適正OD高さ)H4までウエハチャック34が上昇するような目標圧力を設定し、その目標圧力となるようにチャック内部空間Sの内部圧力を調整する。チャック内部空間Sの目標圧力は経験的または実験的に求めてもよいし、設計値から求めてもよい。例えば、目標圧力を決めるためには、プローブカード32の適正オーバードライブ量までウエハチャック34が上昇したときにプローブ36から受ける反力(プローブ36が潰されたときの反力)と、プローブカード32に設けられているプローブ36の総本数とから求めることができる。プローブカード32の総針圧(プローブ36から受ける圧力の合計)が分かれば、チャックシールゴム48によって囲まれる面(吸着面)の面積で除算することによって必要な負圧がチャック内部空間Sの目標圧力として求められる。但し、ウエハチャック34の重量とチャックシールゴム48とを潰すことによる反力分を加味してチャック内部空間Sの目標圧力を設定することが必要である。なお、ウエハチャック吸着工程は本発明の減圧工程の一例である。
(Step S16: Wafer chuck adsorption process)
Next, the
(ステップS18:ウエハチャック固定解除工程)
次に、吸引制御部110は、チャック内部空間Sの内部圧力(圧力値P1)が真空電空レギュレータ54による設定圧力(圧力値P2)に到達したか否かを判断し、設定圧力(圧力値P2)に到達するまでは待機状態となる。そして、設定圧力(圧力値P2)に到達した場合にはチャック固定用電磁弁84をOFF(閉状態)とし、Z軸移動・回転部72の吸引口80(図4参照)によるウエハチャック34の固定を解除する(図8の時間T9)。これにより、図8(D)に示すように、ウエハチャック34はZ軸移動・回転部72から離脱して、プローブカード32に向かって引き寄せられ、プローブカード32の適正オーバードライブ量となる高さ位置(適正OD高さ)H4まで上昇する(図9のT9〜T10)。
(Step S18: Wafer chuck fixation release process)
Next, the
Z軸移動・回転部72によるウエハチャック34の固定が解除され、チャック内部空間Sの減圧によりウエハチャック34がプローブカード32に向かって引き寄せられる際、ウエハチャック34は、ヘッドステージ30に固定されたチャックガイド204により、X、Y方向の移動が規制されつつZ方向に案内されて移動する(ウエハチャックガイド工程)。これにより、ウエハチャック34の構成部品による偏荷重による傾きや位置ずれを防止することができ、プローブカード32とウエハWとの平行度を保った状態でウエハチャック34の受け渡し動作を安定して行うことが可能となり、ウエハW上の電極パッドとプローブ36との間で良好なコンタクトを実現することが可能となる。
When the fixation of the
なお、チャック内部空間Sの内部圧力は、例えばウエハチャック34又はヘッドステージ30に設けた圧力センサによりチャック内部空間Sの内部圧力を直接検出してもよいし、真空電空レギュレータ54に内蔵又は接続された圧力センサにより検出してもよい。
As for the internal pressure of the chuck internal space S, the internal pressure of the chuck internal space S may be directly detected by a pressure sensor provided in the
また、本実施形態では、チャック内部空間Sの減圧が開始された後にウエハチャック34の固定が解除されるので、これらの工程の切り替えの瞬間にウエハチャック34がどちら側にも固定されていない不安定な状態(フリーな状態)がなくなり、ウエハチャック34の受け渡し動作を安定して行うことが可能となり、ウエハW上の電極パッドとプローブ36との間で良好なコンタクトを実現することができる。
In this embodiment, since the fixation of the
また、本実施形態では、Z軸移動・回転部72の吸引路82とチャック固定用電磁弁84との間を接続する吸引経路には絞り弁86が設けられているため、チャック内部空間Sの減圧が開始された後にウエハチャック34の固定が解除されても、ウエハチャック34の下側(Z軸移動・回転部72側)の負圧が急に失われないようになっている。そのため、ウエハチャック34が上下両側(すなわち、Z軸移動・回転部72とプローブカード32との両側)から引っ張られている状態で急に下側からの拘束(すなわち、Z軸移動・回転部72からの吸着による固定力)がなくなることがないので、ウエハチャック34の急激な移動が生じることがなく、異常振動の発生や異常接触を低減できる。したがって、ウエハチャック固定解除工程が行われたときにウエハチャック34がZ軸移動・回転部72から急激に離脱するのを抑制することができるので、ウエハチャック34の受け渡し動作をより安定して行うことが可能となる。
In the present embodiment, a
なお、本実施形態では、一例として、Z軸移動・回転部72の吸引路82とチャック固定用電磁弁84との間を接続する吸引経路に絞り弁86を設けた構成を示したが、Z軸移動・回転部72の吸引口80と吸引装置44との間を接続する経路に絞り弁86が設けられていればよく、例えば、Z軸移動・回転部72の吸引路82に絞り弁86が設けられていてもよい。
In the present embodiment, as an example, a configuration in which the
(ステップS20:Z軸下降工程)
次に、Z軸移動制御部106は、Z軸駆動モータ122を制御して、Z軸移動・回転部72を所定の高さ位置まで下降させる(図9の時間T11〜T12)。
(Step S20: Z-axis lowering step)
Next, the Z-axis
以上のようにして、ウエハチャック34がアライメント装置70(Z軸移動・回転部72)からヘッドステージ30(プローブカード32側)に受け渡されると、プローブカード32の各プローブ36は均一な接触圧でウエハWの各チップの電極パッドに接触した状態となり、ウエハレベル検査を開始可能な状態となる。その後、テストヘッドから各プローブ36を介してウエハWの各チップに電源及びテスト信号が供給され、各チップから出力される信号を検出して電気的な動作検査が行われる。
As described above, when the
なお、ウエハチャック34がアライメント装置70(Z軸移動・回転部72)からヘッドステージ30(プローブカード32側)に受け渡された後、アライメント装置70は他の測定部16に移動し、その測定部16において同様の手順でコンタクト動作が行われ、ウエハレベル検査が順次行われる。
After the
次に、第1の実施形態のプローバ10においてウエハレベル検査が終了した後に行われるリリース動作について、図10〜図12を参照して説明する。
Next, a release operation performed after the wafer level inspection is completed in the
図10は、第1の実施形態のプローバ10におけるリリース動作を示したフローチャートである。図11は、第1の実施形態のプローバ10におけるリリース動作を説明するための図である。図12は、第1の実施形態のプローバ10におけるリリース動作を示したタイミングチャート図である。
FIG. 10 is a flowchart showing the release operation in the
(ステップS30:Z軸上昇工程)
まず、Z軸移動制御部106は、Z軸駆動モータ122を制御して、図11(A)に示すように、Z軸移動・回転部72を所定の高さ位置からウエハチャック34を受け取り可能な高さ位置(チャック受け取り高さ)まで上昇させる(図9の時間T1〜T2)。
(Step S30: Z-axis raising process)
First, the Z-axis
また、Z軸上昇工程が行われるとき、あるいはZ軸上昇工程の前後に、吸引制御部110は、真空電空レギュレータ54の動作を制御して、ウエハチャック34をコンタクト開始高さH2に移動させる。これにより、後述するチャックリリース工程が行われるときのウエハチャック34とZ軸移動・回転部72との距離を短くすることができ、ウエハチャック34の受け渡しを安定化することができる。
Further, when the Z-axis raising process is performed or before and after the Z-axis raising process, the
(ステップS32:チャックリリース工程)
次に、吸引制御部110は、真空電空レギュレータ54の動作の制御を停止するとともに、シャッタ制御部112は、チャックシャッタ58を開いて連通路56を開放する(図9の時間T4)。これにより、チャック内部空間Sは非密閉状態となり、ヘッドステージ30に対するウエハチャック34の吸着が解除される。そして、図11(B)に示すように、ウエハチャック34はチャックガイド204によりX、Y方向の移動が規制されつつZ方向に案内されて下降する。このとき、上述したようにZ軸移動・回転部72はチャック受け取り高さに移動しているので、ヘッドステージ30に対する吸着が解除されたウエハチャック34はZ軸移動・回転部72に支持される。
(Step S32: chuck release process)
Next, the
その後、吸引制御部110は、チャック固定用電磁弁84をON(開状態)とし、Z軸移動・回転部72の吸引口80(図4参照)を介してウエハチャック34を固定する(図12の時間T5)。なお、ウエハチャック34の固定は、ウエハチャック34の吸着を開放する前に開始されていてもよい。
Thereafter, the
(ステップS34:チャックガイドリリース工程)
次に、吸引制御部110は、チャックガイド用電磁弁214をOFF(閉状態)とするとともに、シャッタ制御部112は、チャックガイドシャッタ218を開いて連通路216を開放する(図12の時間T6)。これにより、チャックガイド内部空間Qを非密閉状態となり、図11(C)に示すように、ヘッドステージ30に対するチャックガイド204の吸着が解除される。
(Step S34: chuck guide release process)
Next, the
(ステップS36:Z軸下降工程)
次に、Z軸移動制御部106は、Z軸駆動モータ122を制御して、図11(D)に示すように、Z軸移動・回転部72を下降させることにより、ウエハチャック34の高さ位置を待機高さH0に変更する(図12の時間T7〜T8)。
(Step S36: Z-axis lowering step)
Next, the Z-axis
以上により、第1の実施形態のプローバ10におけるリリース動作が終了する。
Thus, the release operation in the
次に、本実施形態の効果について説明する。 Next, the effect of this embodiment will be described.
本実施形態に係るプローバ10におけるコンタクト動作では、アライメント装置70を構成するZ軸移動・回転部72は、少なくともモータ(Z軸駆動モータ122)を含む機械的な駆動機構によりウエハチャック34をプローブカード32に向かって上昇させるので、チャック内部空間Sの減圧によりウエハチャック34を吸着して上昇させる場合に比べて十分に速い速度でウエハチャック34を上昇させることができる。
In the contact operation of the
また、本実施形態では、上記動作に加え、Z軸移動・回転部72によりウエハチャック34を少なくともコンタクト開始高さH2よりも高い位置H3まで上昇させる。このとき、ウエハチャック34の高さ位置H3としては、コンタクト開始高さH2からプローブカード32の適正オーバードライブ量に対して30〜70%(より好ましくは40〜60%)の高さ位置であることが好ましい。
In this embodiment, in addition to the above operation, the Z-axis moving / rotating
このように本実施形態では、少なくともモータを含む機械的な駆動機構によりウエハチャック34をプローブカード32に向かって上昇させて、プローブカード32の各プローブ36をウエハWの各チップの電極パッドにオーバードライブの状態で接触させている。これにより、プローブ36の先端が電極パッドの表面にくい込み、その電極パッドの表面にそれぞれ針跡を形成するので、電極パッドに形成された酸化膜をプローブ36の接触によって除去することができると共に、ウエハチャック34をアライメント装置70からプローブカード32に受け渡す際に発生する外乱(振動)に対して、プローブ36の水平方向(X方向及びY方向)の位置ずれ(横ずれ)を防ぐことができる。
As described above, in this embodiment, the
また、本実施形態では、チャック内部空間Sの減圧によりウエハチャック34をプローブカード32に向かって引き寄せられるように移動するときに、ウエハチャック34のX、Y方向(水平方向)の移動を規制しつつZ方向(鉛直方向)の移動を案内するチャックガイド機構200を備えたので、ウエハチャック34の位置ずれや傾きを防止することができる。したがって、ウエハチャック34の構成部品による偏荷重による傾きや位置ずれを防止することができ、平行度を保った状態でウエハチャック34の受け渡し動作を安定して行うことが可能となり、ウエハW上の電極パッドとプローブ36との間で良好なコンタクトを実現することが可能となる。
Further, in this embodiment, when the
また、本実施形態では、チャック内部空間Sの減圧を開始するタイミング(第1タイミング;図9の時間T8)よりも遅いタイミング(第2タイミング;図9の時間T9)でZ軸移動・回転部72の吸引口80(図4参照)によるウエハチャック34の固定が解除されるので、これらの工程の切り替えの瞬間にウエハチャック34がどちら側にも固定されていない不安定な状態(フリーな状態)がなくなり、ウエハチャック34の受け渡し動作を安定して行うことが可能となり、ウエハW上の電極パッドとプローブ36との間で良好なコンタクトを実現することができる。
Further, in the present embodiment, the Z-axis moving / rotating unit is at a timing (second timing; time T9 in FIG. 9) that is later than the timing (first timing; time T8 in FIG. 9) at which pressure reduction of the chuck internal space S starts. 72, the
また、本実施形態では、Z軸上昇工程(ステップS10)において、Z軸移動・回転部72によりウエハチャック34を上昇させている間は、チャックシャッタ58及びチャックガイドシャッタ218は開かれた状態となっており、チャック内部空間S及びチャックガイド内部空間Qはそれぞれ連通路56、216を介して外部空間と連通した連通状態(非密閉状態)となっている。
In the present embodiment, the
ここで、チャック内部空間Sが外部空間と連通しない非連通状態(密閉状態)でZ軸移動・回転部72によりウエハチャック34を上昇させようとした場合、ウエハチャック34の上昇に伴ってチャック内部空間S内の空気が瞬間的に圧縮されて強い反力が発生し、この反力によりヘッドステージ30が振動してしまい、プローブカード32とウエハWとが意図しない形で接触する可能性がある。この場合、プローブカード32とウエハWとの異常接触により、プローブカード32やウエハWが破損してしまう恐れがある。
Here, when the
また、チャックガイド内部空間Qが外部空間と連通しない非連通状態(密閉状態)でZ軸移動・回転部72によりウエハチャック34を上昇させようとした場合にも同様な問題が生じる可能性がある。
Further, when the chuck guide internal space Q is not in communication with the external space (sealed state) and the
これに対し、本実施形態では、上述したようにチャック内部空間S及びチャックガイド内部空間Qが外部空間と連通した連通状態(非密閉状態)でZ軸移動・回転部72によるウエハチャック34の上昇が行われるので、ウエハチャック34を上昇させる際に無理な反力(ウエハチャック34を元に戻そうとする反力)が生じることなく、ウエハチャック34を安定かつ効率的に上昇させることができ、プローブカード32やウエハWの破損を防ぐことができる。
In contrast, in the present embodiment, as described above, the
また、本実施形態では、Z軸移動・回転部72の吸引口80に接続される経路には気体の流量を制限する絞り弁86が設けられているので、ウエハチャック固定解除工程(ステップS18)が行われたときにウエハチャック34がZ軸移動・回転部72から急激に離脱するのを抑制することができ、ウエハチャック34の受け渡し動作をより安定して行うことが可能となる。
In the present embodiment, since the
(変形例)
次に、第1の実施形態の変形例について説明する。
(Modification)
Next, a modification of the first embodiment will be described.
第1の実施形態では、Z軸移動・回転部72によりウエハチャック34をコンタクト開始高さH2よりも高い位置H3まで上昇させ、プローブカード32の各プローブ36をウエハWの各チップの電極パッドにオーバードライブの状態で接触(ファーストコンタクト)させた後にウエハチャック34をコンタクト開始高さH1に下降させているが、ウエハチャック34を下降させたときの高さ位置はコンタクト開始高さH1に限定されるものではない。
In the first embodiment, the
図13は、第1の実施形態のプローバ10におけるコンタクト動作の変形例を示したフローチャートである。図14は、第1の実施形態のプローバ10におけるコンタクト動作の変形例を示したタイミングチャート図である。なお、図13において、図7と共通する処理には同一の符号を付して、その説明を省略する。
FIG. 13 is a flowchart showing a modification of the contact operation in the
図13及び図14に示した変形例では、Z軸上昇工程(ステップS10)によりウエハチャック34をコンタクト開始高さH2よりも高い位置H3まで上昇させ、プローブカード32の各プローブ36をウエハWの各チップの電極パッドにオーバードライブの状態で接触させた後、ウエハチャック34をコンタクト開始高さH2よりも低い位置H1に下降させる(図14の時間T5〜T6)。
In the modification shown in FIGS. 13 and 14, the
その後、チャックガイド吸着工程(ステップS14)が行われた後、ウエハチャック吸着工程(ステップS16)により、ウエハチャック34をコンタクト開始高さH1よりも低い位置H1から適正OD高さH4まで移動させる。
Thereafter, after the chuck guide suction process (step S14) is performed, the
ここで、ウエハチャック34をコンタクト開始高さH2よりも低い位置H1に移動した場合、従来のような真空吸着方式では、プローブ36の先端が電極パッドの表面にくい込むことによるアンカー効果を得ることができず、プローブ36の水平方向(X方向及びY方向)の位置ずれ(横ずれ)が生じやすい要因となる。
Here, when the
これに対し、第1の実施形態では、上述したチャックガイド機構200によりウエハチャック34のX、Y方向の移動が規制されつつZ方向の移動が案内されるので、本変形例のようにウエハチャック34をコンタクト開始高さH2よりも低い位置H1に下降させる場合でも、チャックガイド機構200によりウエハチャック34の位置ずれや傾きが生じることなくZ方向に沿って案内されるので、第1の実施形態と同様な効果を得ることが可能となる。
On the other hand, in the first embodiment, the movement in the Z direction is guided while the movement of the
また、第1の実施形態では、Z軸移動・回転部72によりウエハチャック34をコンタクト開始高さH2よりも高い位置H3まで上昇させ、プローブカード32の各プローブ36をウエハWの各チップの電極パッドにオーバードライブの状態で接触させるコンタクト動作(ファーストコンタクト)が行われるが、電極パッドに形成された酸化膜による問題がなければ上述したコンタクト動作を省略してもよい。
In the first embodiment, the Z-axis moving / rotating
図15は、第1の実施形態のプローバ10におけるコンタクト動作の他の変形例を示したタイミングチャート図である。
FIG. 15 is a timing chart showing another modified example of the contact operation in the
図15に示した変形例では、Z軸移動・回転部72によりウエハチャック34をコンタクト開始高さH2よりも低い位置H1に上昇させた後、チャック内部空間Sの減圧によりウエハチャック34をプローブカード32の適正オーバードライブ量となる高さ位置(適正OD高さ)H4まで上昇させている。
In the modification shown in FIG. 15, after the
本変形例によれば、Z軸移動・回転部72を昇降させる制御が簡単になり、全体のスループットを向上させることが可能となる。
According to this modification, the control for moving the Z-axis movement /
また、第1の実施形態では、チャックガイド機構200の固定方式として、真空吸着による方式を示したが、ヘッドステージ30にチャックガイド204を着脱自在に固定できるものであれば周知の様々な方式を採用でき、クランプ等による機械的な方式であってもかまわない。
Further, in the first embodiment, as a fixing method of the
また、第1の実施形態では、チャックガイド機構200をウエハチャック34側に設けてヘッドステージ30側にチャックガイド204(固定部206)を吸着させる構成を示したが、チャックガイド機構200をヘッドステージ30側に設けてウエハチャック34側にチャックガイド204(固定部206)を吸着させる構成としてもよい。
In the first embodiment, the
(第2の実施形態)
次に、第2の実施形態について説明する。以下、上述した実施形態と共通する部分については説明を省略し、本実施形態の特徴的部分を中心に説明する。
(Second Embodiment)
Next, a second embodiment will be described. Hereinafter, description of parts common to the above-described embodiment will be omitted, and description will be made focusing on characteristic parts of the present embodiment.
図16は、第2の実施形態におけるチャックガイド機構200の構成例を示した図である。図17は、第2の実施形態における制御装置の要部構成を示した機能ブロック図である。
FIG. 16 is a diagram illustrating a configuration example of the
図16に示すように、第2の実施形態におけるチャックガイド機構200には、差動トランス式変位計220が設けられる。この差動トランス式変位計220は、チャックガイド保持部35に固定されたコイル部222と、チャックガイド204(固定部206)に取り付けられてコイル部222内に挿入されたコア(磁性体)224とから構成され、コイル部222に対するコア224のZ方向の相対的な変位量を電圧信号として出力する。なお、差動トランス式変位計220は、複数のチャックガイド機構200にそれぞれ設けられる。差動トランス式変位計220は本発明の第2の変位センサの一例である。
As shown in FIG. 16, a differential transformer
上記構成により、チャックガイド204の固定部206がヘッドステージ30に吸着固定された状態でウエハチャック34(チャックガイド保持部35)がZ方向に変位すると、これと連動して、コイル部222に対してコア224がZ方向に相対的に変位する。そして、差動トランス式変位計220によってコイル部222に対するコア224のZ方向の相対的な変位量(すなわち、ヘッドステージ30に対するウエハチャック34のZ方向の相対変位量)に応じた電圧信号が出力される。
With the above configuration, when the wafer chuck 34 (chuck guide holding portion 35) is displaced in the Z direction with the fixing
差動トランス式変位計220から出力された電圧信号は、図17に示すように、制御装置に具備されるウエハチャック高さ検出部114に入力され、ウエハチャック高さ検出部114はこの電圧信号に基づいてヘッドステージ30とウエハチャック34との間の距離を算出し、その算出結果に基づいてウエハチャック34のZ方向の高さ位置を検出する。なお、プローバ10の任意の基準面からのヘッドステージ30の高さ位置は既知であり、ヘッドステージ30の高さ位置と差動トランス式変位計220の出力データ(すなわち、ヘッドステージ30に対するウエハチャック34のZ方向の相対変位量)とから、上記基準面からのウエハチャック34のZ方向の高さ位置を求めることができる。
As shown in FIG. 17, the voltage signal output from the differential transformer
吸引制御部110は、ウエハチャック高さ検出部114で検出されたウエハチャック34の高さ位置に基づいて、ウエハチャック34の高さ位置と目標高さ位置との差分が小さくなるように真空電空レギュレータ54により制御されるチャック内部空間Sの内部圧力をフィードバック制御する。
Based on the height position of the
このように第2の実施形態では、チャックガイド機構200にはヘッドステージ30に対するウエハチャック34のZ方向の相対変位量に応じた電圧信号を出力する差動トランス式変位計220が設けられる。これにより、差動トランス式変位計220の出力データからウエハチャック34の高さ位置を求めることができ、真空電空レギュレータ54により制御されるチャック内部空間Sの内部圧力をウエハチャック34の高さ位置に基づきフィードバック制御することができるので、より高精度なコンタクトを実現することが可能となる。
As described above, in the second embodiment, the
また、第2の実施形態では、ウエハチャック34の重さやコンタクト荷重による変形でプローブカード32側(ヘッドステージ30側)に変位が生じるような場合でも、差動トランス式変位計220の出力データからヘッドステージ30に保持されるプローブカード32とウエハチャック34との間の距離を直接的に求めることができるので、その変位による影響を受けることなく、ウエハチャック34のZ方向の高さ位置を安定かつ精度よく制御することが可能となる。
Further, in the second embodiment, even when a displacement occurs on the
また、第2の実施形態では、複数の差動トランス式変位計220の出力データからウエハチャック34の高さ位置だけでなく傾きを監視することが可能となる。したがって、チャック内部空間Sの減圧によりウエハチャック34をプローブカード32に向かって引き寄せる際に、プローブ36の潰し量(オーバードライブ量)の確認やウエハチャック34の傾き、測定時の状態変化等を監視することができ、正しく測定が行われているか否かを正確に判定することが可能となる。
Further, in the second embodiment, it is possible to monitor not only the height position of the
なお、第2の実施形態では、チャックガイド機構200及び差動トランス式変位計220をウエハチャック34側に設けた構成を示したが、これらはヘッドステージ30側に設けられていてもよい。
In the second embodiment, the
また、第2の実施形態では、ウエハチャック34の高さ位置を検出するための構成として、チャックガイド機構200に差動トランス式変位計220を設けた構成を示したが、例えば図18に示すように、Z軸移動・回転部72側にウエハチャック34とZ軸移動・回転部72との間の距離を検出する非接触式の変位計226(例えばレーザ変位計)を周方向に沿って等間隔に複数配置してもよい。これにより、Z軸移動・回転部72側を基準としてウエハチャック34の高さ位置や傾きを検出することができ、上述した第2の実施形態と同様な効果を得ることができる。なお、図18に示した例では、Z軸移動・回転部72側に変位計226を設けた構成を示したが、ウエハチャック34側に変位計226が設けられていてもよい。変位計226は本発明の第1の変位センサの一例である。
Further, in the second embodiment, as a configuration for detecting the height position of the
以上、本発明のプローバ及びプローブコンタクト方法について詳細に説明したが、本発明は、以上の例には限定されず、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、各種の改良や変形を行ってもよいのはもちろんである。 Although the prober and the probe contact method of the present invention have been described in detail above, the present invention is not limited to the above examples, and various improvements and modifications may be made without departing from the spirit of the present invention. Of course.
10…プローバ、12…測定ユニット、14…ローダ部、16…測定部、18…ロードポート、20…ウエハカセット、22…操作パネル、24…搬送ユニット、26…搬送アーム、30…ヘッドステージ、32…プローブカード、34…ウエハチャック、36…プローブ、40…吸引口、42…吸引路、44…吸引装置、46…ウエハ吸着用電磁弁、48…リング状シール部材、50…吸引口、52…吸引路、54…真空電空レギュレータ、56…連通路、58…チャックシャッタ、70…アライメント装置、72…Z軸移動・回転部、74…X軸移動台、76…Y軸移動台、78…リング状シール部材、80…吸引口、82…吸引路、84…チャック固定用電磁弁、86…絞り弁、88…位置決めピン、90…Vブロック、100…全体制御部、102…X軸移動制御部、104…Y軸移動制御部、106…Z軸移動制御部、108…θ回転制御部、110…吸引制御部、112…シャッタ制御部、114…ウエハチャック高さ検出部、118…X軸駆動モータ、120…Y軸駆動モータ、122…Z軸駆動モータ、200…チャックガイド機構、202…軸受部、204…チャックガイド、206…固定部、208…チャックガイドシールゴム、210…吸引口、212…吸引路、214…チャックガイド用電磁弁、216…連通路、218…チャックガイドシャッタ、220…差動トランス式変位計、222…コイル部、224…コア、226…変位計
DESCRIPTION OF
Claims (11)
前記ウエハチャックと対向するように設けられ、前記ウエハの各電極パッドと対応する位置にプローブを有するプローブカードと、
前記プローブカードを着脱自在に保持するヘッドステージと、
前記ウエハチャックの前記ヘッドステージ側に設けられ、前記ウエハチャックに保持された前記ウエハを取り囲むように形成された環状の第1のシール部材と、
前記ウエハチャックを着脱自在に固定するウエハチャック固定部を有し、前記ウエハチャック固定部に固定された前記ウエハチャックを鉛直方向に移動させる機械的昇降手段と、
前記第1のシール部材が前記ヘッドステージに密着したときに前記第1のシール部材により囲まれた第1の内部空間を減圧する減圧手段と、
前記減圧手段による前記第1の内部空間の減圧により前記ウエハチャックが前記プローブカードに向かって移動するときに前記ウエハチャックの水平方向の移動を規制しつつ鉛直方向の移動を案内するウエハチャックガイド手段と、
を備えるプローバ。 A wafer chuck for holding the wafer;
A probe card provided to face the wafer chuck and having a probe at a position corresponding to each electrode pad of the wafer;
A head stage for detachably holding the probe card;
An annular first seal member provided on the head stage side of the wafer chuck and formed to surround the wafer held by the wafer chuck;
A mechanical lifting and lowering means for moving the wafer chuck in a vertical direction, having a wafer chuck fixing part for detachably fixing the wafer chuck;
Decompression means for decompressing the first internal space surrounded by the first seal member when the first seal member is in close contact with the head stage;
Wafer chuck guide means for guiding vertical movement while restricting horizontal movement of the wafer chuck when the wafer chuck moves toward the probe card due to the pressure reduction of the first internal space by the pressure reducing means. When,
Prober equipped with.
請求項1に記載のプローバ。 The wafer chuck guide means is provided in at least three different positions in the horizontal direction of the wafer chuck or the head stage.
The prober according to claim 1.
請求項1又は2に記載のプローバ。 A first shutter means provided separately from the first seal member and capable of selectively switching the first internal space between an unsealed state and a sealed state;
The prober according to claim 1 or 2.
請求項1〜3のいずれか1項に記載のプローバ。 The wafer chuck guide means can be detachably fixed to a bearing portion provided on the wafer chuck and the head stage, and the movement in the vertical direction is guided by the bearing portion while the movement in the horizontal direction is restricted. A chuck guide,
The prober according to any one of claims 1 to 3.
請求項4に記載のプローバ。 The chuck guide has an annular second seal member provided on the head stage side, and is surrounded by the second seal member when the second seal member comes into close contact with the head stage. The chuck guide is attracted and fixed to the head stage by depressurizing the internal space of 2;
The prober according to claim 4.
請求項5に記載のプローバ。 A second shutter means provided separately from the second seal member and capable of selectively switching the second internal space between an unsealed state and a sealed state;
The prober according to claim 5.
請求項1〜6のいずれか1項に記載のプローバ。 A first displacement sensor that is provided on the mechanical lifting means or the wafer chuck and detects a distance between the mechanical lifting means and the wafer chuck;
The prober according to any one of claims 1 to 6.
請求項7に記載のプローバ。 At least three first displacement sensors are provided at different positions in the horizontal direction of the mechanical lifting means or the wafer chuck,
The prober according to claim 7.
請求項1〜6のいずれか1項に記載のプローバ。 A second displacement sensor that is provided on the wafer chuck or the head stage and detects a distance between the wafer chuck and the head stage;
The prober according to any one of claims 1 to 6.
請求項9に記載のプローバ。 At least three second displacement sensors are provided at different positions in the horizontal direction of the wafer chuck or the head stage.
The prober according to claim 9.
前記ウエハチャックと対向するように設けられ、前記ウエハの各電極パッドと対応する位置にプローブを有するプローブカードと、
前記プローブカードを着脱自在に保持するヘッドステージと、
前記ウエハチャックの前記ヘッドステージ側に設けられ、前記ウエハチャックに保持された前記ウエハを取り囲むように形成された環状の第1のシール部材と、
前記ウエハチャックを着脱自在に固定するウエハチャック固定部を有し、前記ウエハチャック固定部に固定された前記ウエハチャックを鉛直方向に移動させる機械的昇降手段と、
を備えるプローバにおけるプローブコンタクト方法であって、
前記機械的昇降手段により前記ウエハチャックを前記プローブカードに向かって移動させるウエハチャック移動工程と、
前記ウエハチャック移動工程が行われた後、前記第1のシール部材が前記ヘッドステージに密着したときに前記第1のシール部材により形成される第1の内部空間を減圧する減圧工程と、
前記第1の内部空間の減圧により前記ウエハチャックが前記プローブカードに向かって移動するときに前記ウエハチャックの水平方向の移動を規制しつつ鉛直方向の移動を案内するウエハチャックガイド工程と、
を備えるプローブコンタクト方法。 A wafer chuck for holding the wafer;
A probe card provided to face the wafer chuck and having a probe at a position corresponding to each electrode pad of the wafer;
A head stage for detachably holding the probe card;
An annular first seal member provided on the head stage side of the wafer chuck and formed to surround the wafer held by the wafer chuck;
A mechanical lifting and lowering means for moving the wafer chuck in a vertical direction, having a wafer chuck fixing part for detachably fixing the wafer chuck;
A probe contact method in a prober comprising:
A wafer chuck moving step of moving the wafer chuck toward the probe card by the mechanical lifting means;
A depressurizing step of depressurizing a first internal space formed by the first seal member when the first seal member is in close contact with the head stage after the wafer chuck moving step;
A wafer chuck guide step for guiding the movement of the wafer chuck in the vertical direction while regulating the movement of the wafer chuck in the horizontal direction when the wafer chuck moves toward the probe card due to the decompression of the first internal space;
A probe contact method comprising:
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