JP2019161185A - プローバ - Google Patents

Abstract

【課題】多大な手間を要することなく、短時間で効率よく高精度に受け渡し位置を調整可能なプローバを提供する。【解決手段】ローダ部１４と、ローダ部１４が搬送したウエハＷを受け渡し位置で受け取って保持するウエハチャック３４と、アライメントカメラ４６と、アライメントカメラ４６が撮像した画像データに基づいて、ウエハチャック３４とウエハＷとの間の位置ずれ量を算出する算出部５４と、算出部５４が算出した位置ずれ量に基づいて、受け渡し位置を補正する制御部５８と、を備える。【選択図】図２

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に関する。

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。

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。

ウエハレベル検査は、ウエハチャックに保持された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。

ところで、プローバでウエハを検査する場合、検査するウエハをウエハチャックに供給（ロード）し、検査済みのウエハをウエハチャックから回収（アンロード）する必要がある。ウエハの供給および回収はローダ部で行われる（特許文献１を参照。）。なお、本明細書では、プローバとローダ部とを含めた全体を「プローバ」と称することにする。

一般に、プローバにおけるローダ部は、ウエハカセットが載置されるロードポートと、ウエハチャックとウエハカセットとの間でウエハを搬送するウエハ搬送ユニットとを備えている。ウエハ搬送ユニットは、搬送アームを有しており、搬送アームの先端をウエハカセット内に挿入してウエハを取り出し、ウエハチャックに搬送する。

特開２００９−２２４６７２号公報

ところで、従来では、プローバのセットアップの際、ローダ部とウエハチャックとの間におけるウエハの受け渡し調整において作業者が手動で調整を行う必要があった。例えば、従来の受け渡し調整では、調整ツールを使用してアーム位置やウエハ搬送ユニット（搬送アーム）の回転角度を微小移動させながら調整が行われていた。しかし、手動での調整は時間を要するだけでなく、ウエハがウエハチャックの中心に載置されているか否かの判定も目視での確認となっているため、作業者によって調整精度に違いがある。また、ウエハチャックの中心にウエハが載置されているか否かを確認するために穴あきウエハを用意する必要があった。

このように従来のプローバでは、ローダ部とウエハチャックとの間におけるウエハの受け渡し調整において、多大な手間と時間を要するとともに調整精度がよくないという問題がある。

本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、多大な手間を要することなく、短時間で効率よく高精度に受け渡し位置を調整可能なプローバを提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、以下の発明を提供する。

本発明の第１態様に係るプローバは、ウエハを搬送するローダ部と、ローダ部が搬送したウエハを受け渡し位置で受け取って保持するウエハチャックと、ウエハチャックとウエハとの相対的な位置関係を検出するためのセンサと、センサが出力した検出信号に基づいて、ウエハチャックとウエハとの間の位置ずれ量を算出する算出部と、算出部が算出した位置ずれ量に基づいて、受け渡し位置を補正する制御部と、を備える。

本発明の第２態様に係るプローバは、第１態様において、センサはカメラであり、検出信号はカメラが撮像した画像データである。

本発明の第３態様に係るプローバは、第１態様において、センサは静電容量センサであり、検出信号は静電容量センサが検出した静電容量データである。

本発明の第４態様に係るプローバは、第１態様又は第２態様において、算出部は、ウエハチャックの中心位置とウエハの中心位置との間の中心ずれ量に基づいて位置ずれ量を算出する。

本発明の第５態様に係るプローバは、第１態様から第３態様のいずれか１つの態様において、算出部は、ウエハチャックの外縁部とウエハの外縁部との間の隙間量に基づいて位置ずれ量を算出する。

本発明によれば、多大な手間を要することなく、短時間で効率よく高精度に受け渡し位置の調整を行うことができる。

第１の実施形態のプローバの平面概略図 第１の実施形態のプローバの側面概略図 第１の実施形態のプローバの制御装置の要部構成を示した機能ブロック図 第１の実施形態における受け渡し調整処理の手順を示したフローチャート 第１の実施形態における受け渡し調整処理を説明するための図 第１の実施形態における受け渡し調整処理を適用した場合にウエハチャックとウエハとの間の位置ずれ量の変化の様子を示したグラフ 第２の実施形態のプローバの要部構成を示した概略図 第２の実施形態のプローバの制御装置の要部構成を示した機能ブロック図 第２の実施形態における位置ずれ量算出処理を説明するための図

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。

（第１の実施形態）
図１及び図２は、第１の実施形態のプローバ１０の平面概略図と側面概略図である。なお、図１では、ウエハ搬送ユニット２２の構成を簡略的に記載している。

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２参照）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た測定ユニット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、後述する制御装置５０（図３参照）を備えている。

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を搬送するウエハ搬送ユニット２２とを有する。

ウエハ搬送ユニット２２は、搬送アーム２４を備えている（図２参照）。搬送アーム２４は、多関節のロボットアームにより構成される。搬送アーム２４の吸着面（保持面）には図示しない吸着パッドが設けられている。搬送アーム２４は、この吸着パッドでウエハＷを吸着保持しながら搬送する。なお、本実施形態において、搬送アーム２４はツインアームタイプのものが用いられるが、これに限らず、例えば、シングルアームタイプのものであってもよい。

搬送アーム２４は、回転昇降部材２８を介してＸステージ２６上に支持されている。Ｘステージ２６は、Ｘ駆動機構（不図示）によりＸ方向に移動可能に構成される。したがって、Ｘ駆動機構によりＸステージ２６をＸ方向に移動させると、Ｘステージ２６と一体となって搬送アーム２４をＸ方向に移動させることができる。なお、Ｘ駆動機構については公知であるので、その詳細な説明を省略する。

回転昇降部材２８は、Ｘステージ２６とウエハ搬送ユニット２２との間に配置されている。回転昇降部材２８は、回転昇降機構（不図示）により、θ方向（Ｚ方向周り）に回転可能であるとともに、Ｚ方向に移動可能（昇降可能）に構成される。したがって、回転昇降部材２８の上部に支持された搬送アーム２４は、回転昇降部材２８の回転及び昇降に応じて、回転昇降部材２８と一体となって回転及び昇降可能となっている。なお、回転昇降機構については公知であるので、その詳細な説明を省略する。

かかる構成により、ウエハ搬送ユニット２２は、Ｘ駆動機構及び回転昇降機構により、ロードポート１８と任意の測定部１６との間で３次元的に移動可能であり、搬送アーム２４がそれぞれの位置にアクセス可能となっている。これにより、ウエハカセット２０内のウエハＷは、ウエハ搬送ユニット２２の搬送アーム２４によって取り出され、搬送アーム２４の吸着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。

測定ユニット１２は、複数の測定部１６を備えている。なお、本実施形態の測定ユニット１２を構成する複数の測定部１６はそれぞれ同様の構成であるため、そのうちの１つを代表して説明する。

図２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、アライメントカメラ４６と、針位置検出カメラ（不図示）とを備えている。

ヘッドステージ３０は、測定部１６の筐体の上板を構成するものである。ヘッドステージ３０には、プローブカード３２を取り付けるための開口部が形成されており、この開口部にプローブカード３２が着脱自在に装着固定されるようになっている。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。

ヘッドステージ３０の上面には、テストヘッド３６を所定の位置に固定するために複数のドッキングプレート３８が設けられている。各ドッキングプレート３８は、エアシリンダなどで構成される駆動シリンダと、駆動シリンダの伸縮に応じて昇降自在なピン部材とを備えて構成される。これにより、複数のドッキングプレート３８上にテストヘッド３６が載置された状態において、各ドッキングプレート３８は、駆動シリンダ及びピン部材を用いて、テストヘッド３６をヘッドステージ３０に接近させた位置（装着位置）と、テストヘッド３６をヘッドステージ３０から離反させた位置（非装着位置）との間で、テストヘッド３６を移動させることが可能となっている。なお、各ドッキングプレート３８によりテストヘッド３６を装着位置に移動させたときに、テストヘッド３６のコンタクト部３６ａとプローブカード３２との間が電気的に接続されるように構成されている。

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４０が設けられている。各プローブ４０は、テストヘッド３６の端子に電気的に接続され、テストヘッド３６から各プローブ４０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３６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。

プローブ４０は、バネ特性を有し、プローブ４０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４０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４０の先端が電極パッドの表面にのめり込み、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４０の先端の配列面との傾き、及び、プローブ４０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４０が確実に接触するように、プローブ４０の先端位置より高い位置までウエハＷの表面を所定の距離（この距離を「オーバードライブ量」ともいう。）だけ上昇させた状態をいう。

ウエハチャック３４は、ウエハＷを保持するものである。ウエハチャック３４は、検査するウエハＷが載置される保持面３４ａを有しており、保持面３４ａには複数の吸引口（不図示）が設けられている。各吸引口は、図示しない吸引管路を介して真空ポンプなどの吸引装置（不図示）に接続されている。したがって、吸引装置を用いて各吸引口に負圧を付与することにより、ウエハチャック３４（保持面３４ａ）上に載置されたウエハＷが真空吸着により保持される。

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。

ウエハチャック３４は、回転昇降部材４２を介してＸＹステージ４４に支持されている。回転昇降部材４２は、回転昇降機構（不図示）により、θ方向（Ｚ方向周り）に回転可能であるとともに、Ｚ方向に移動可能（昇降可能）に構成される。したがって、回転昇降部材４２の上部に支持されたウエハチャック３４は、回転昇降部材４２の回転及び昇降に応じて、回転昇降部材４２と一体となって回転及び昇降可能となっている。なお、回転昇降機構については公知であるので、その詳細な説明を省略する。

ＸＹステージ４４は、ＸＹ駆動機構（不図示）により、Ｘ方向及びＹ方向に移動可能に構成される。したがって、回転昇降部材４２を介してＸＹステージ４４に支持されたウエハチャック３４は、ＸＹステージ４４と一体となってＸ方向及びＹ方向に移動可能なっている。なお、ＸＹ駆動機構については公知であるので、その詳細な説明を省略する。

アライメントカメラ４６は、ウエハチャック３４上のウエハＷのアライメントを行うために設けられたものである。アライメントカメラ４６は、ヘッドステージ３０の下面に取り付けられており、プローブカード３２から水平方向（Ｙ方向）にずれた位置に配置されている。

針位置検出カメラは、プローブ４０の位置を検出するために設けられたものである。針位置検出カメラは、ＸＹステージ４４上に設けられ、ＸＹステージ４４と一体となってＸ、Ｙ方向に移動可能となっている。

以上のように構成されるプローバ１０において、ウエハレベル検査を行う場合には、針位置検出カメラがプローブ４０の下に位置するように、ＸＹステージ４４を移動させ、針位置検出カメラでプローブ４０の先端位置を検出する。プローブ４０の先端の水平面内の位置（Ｘ座標及びＹ座標）は、カメラの座標により検出され、プローブ４０の先端の高さ位置（Ｚ座標）はカメラの焦点位置で検出される。このプローブ位置の検出処理は、プローブカード３２を交換したときには必ず行う必要があり、プローブカード３２を交換しない時でも所定個数のチップを測定する毎に適宜行われる。なお、プローブカード３２には、多数本のプローブ４０が設けられているため、全てのプローブ４０の先端位置を検出せずに、通常は作業効率を考慮して、特定のプローブ４０の先端位置を検出する。

次に、ローダ部１４から所定の測定部１６のウエハチャック３４にウエハＷを受け渡すウエハ受け渡し処理（ウエハロード）が行われる。ウエハ受け渡し処理では、搬送アーム２４によってウエハカセット２０内のウエハＷを取り出し、搬送アーム２４の吸着面に保持した状態でウエハＷを所定の測定部１６のウエハチャック３４に搬送して受け渡す。このとき、ウエハチャック３４は、ＸＹステージ４４の移動により所定の受け渡し位置（図２に２点鎖線で示した位置）に移動する。そして、その受け渡し位置に移動したウエハチャック３４には搬送アーム２４からウエハＷが受け渡され、ウエハチャック３４にウエハＷが保持される。

ウエハチャック３４にウエハＷが保持されると、アライメントカメラ４６によりウエハＷの各チップの電極パッドの位置を検出する。１チップのすべての電極パッドの位置を検出する必要はなく、いくつかの電極パッドの位置を検出すればよい。また、ウエハＷ上のすべてのチップの電極パッドを検出する必要はなく、いくつかのチップの電極パッドの位置が検出される。そして、チップの電極パッドの配列方向とプローブの配列方向が一致するように、回転昇降部材４２によりウエハチャック３４を回転させた後、電極パッドが対応するプローブの真下に位置するように、ＸＹステージ４４によりウエハチャック３４を移動させた後、回転昇降部材４２によりウエハチャック３４を上昇させて、電極パッドをプローブ４０に接触させる。そして、テストヘッド３６から、コンタクト部３６ａを介して電極に電源及びテスト信号を供給し、電極に出力される信号を検出して正常に動作するかを確認する。

第１の実施形態のプローバ１０では、ローダ部１４とウエハチャック３４との間でウエハＷが受け渡されるときのウエハチャック３４の受け渡し位置（以下、単に「受け渡し位置」ともいう。）を自動的に調整する受け渡し調整処理を行う機能を備えている。この受け渡し調整処理では、アライメントカメラ４６を利用してウエハチャック３４とウエハＷとの間の位置ずれ量を算出し、その位置ずれ量が許容範囲となるように受け渡し位置を自動的に調整するものである。

図３は、第１の実施形態のプローバ１０の制御装置５０の要部構成を示した機能ブロック図である。なお、図３では、本発明の要部である受け渡し調整処理に関する構成要素のみを図示している。

制御装置５０は、例えばパーソナルコンピュータやマイクロコンピュータなどの汎用のコンピュータによって実現されるものである。制御装置５０は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）やＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）等のプロセッサ、ＲＯＭ（Read Only Memory）やＲＡＭ（Random Access Memory）等のメモリ、その他の周辺回路等を含んで構成され、これらを用いて所定の動作プログラムを実行することで、図３に示す制御装置５０の各部の機能を実現する処理を行う。

図３に示すように、制御装置５０は、メモリ部５２と、算出部５４と、制御部５８として機能する。

メモリ部５２は、プローバ１０における各種設定情報を記憶するものである。具体的には、メモリ部５２には、受け渡し位置としてウエハチャック３４の設定位置（基準位置）が記憶されるとともに、後述の算出部５４で算出された位置ずれ量が記憶される。また、メモリ部５２には、後述のカウンタ値Ｋ（図４参照）が記憶される。

算出部５４は、アライメントカメラ４６が撮像した測定対象物（ウエハチャック３４及びその上に載置されたウエハＷを含む）の画像データを取得する。そして、算出部５４は、アライメントカメラ４６が撮像した画像データに基づいて、ウエハチャック３４とウエハＷとの間の位置ずれ量を算出する位置ずれ量算出処理を行う。また、算出部５４は、位置ずれ量算出処理により算出した位置ずれ量をメモリ部５２に記憶させる書き込み処理を行う。なお、アライメントカメラ４６は、本発明の「センサ」の一例であり、ウエハチャック３４とウエハＷとの相対的な位置関係を検出するためのセンサを構成するものである。

制御部５８は、プローバ１０の各部の動作を制御するものである。また、制御部５８は、メモリ部５２に記憶された位置ずれ量（すなわち、算出部５４が算出した位置ずれ量）に基づいて受け渡し位置を補正する補正処理を行う。

次に、第１の実施形態のプローバ１０で実行される受け渡し調整処理について詳細に説明する。図４は、第１の実施形態における受け渡し調整処理の手順を示したフローチャートである。図５は、第１の実施形態における受け渡し調整処理を説明するための図である。なお、受け渡し調整処理は、プローバ１０の出荷前の製造段階、あるいは出荷後のメンテナンス段階等において実行される処理である。

受け渡し調整処理が開始されると、まず、ウエハチャック移動処理が行われる（ステップＳ１０）。ウエハチャック移動処理では、制御部５８は、ＸＹステージ４４の動作を制御して、ウエハチャック３４を受け渡し位置に移動させる。その際、制御部５８は、メモリ部５２に記憶された受け渡し位置（ウエハチャック３４の設定位置）を読み出して、その受け渡し位置にウエハチャック３４が移動するように制御を行う。

次に、カウンタ初期化処理が行われる（ステップＳ１２）。カウンタ初期化処理では、制御部５８は、メモリ部５２に記憶されたカウンタ値Ｋを１に初期化する（ステップＳ１２）。カウンタ値Ｋは、後述の補正処理（ステップＳ２２）が行われた回数をカウントするための変数である。なお、制御部５８は、補正処理を行うたびにカウンタ値Ｋをアップしてメモリ部５２に記憶する機能を有している。

次に、ウエハ受け渡し処理（ウエハロード）が行われる（ステップＳ１４）。ウエハ受け渡し処理では、制御部５８は、ローダ部１４のローダ動作を制御して、ローダ部１４からウエハチャック３４にウエハＷを受け渡す。具体的には、制御部５８は、ウエハ搬送ユニット２２の各部（Ｘステージ２６、回転昇降部材２８、及び搬送アーム２４）の動作を制御して、搬送アーム２４によってウエハカセット２０内のウエハＷを取り出し、搬送アーム２４の吸着面に保持した状態でウエハＷを搬送し、ウエハＷをウエハチャック３４に受け渡す。そして、制御部５８は、吸引装置の動作を制御して、ウエハチャック３４の保持面３４ａの吸引口に負圧を生じさせる。これにより、ウエハチャック３４上にウエハＷが真空吸着により保持される。

次に、センサ検出処理が行われる（ステップＳ１６）。センサ検出処理では、制御部５８は、アライメントカメラ４６の撮像動作を制御して、アライメントカメラ４６で測定対象物（ウエハチャック３４及びその上に載置されたウエハＷを含む）を撮像する。アライメントカメラ４６が撮像した画像データは算出部５４に対して出力される。

次に、位置ずれ量算出処理が行われる（ステップＳ１８）。位置ずれ量算出処理では、算出部５４は、アライメントカメラ４６が撮像した画像データに画像処理等を行い、ウエハチャック３４とウエハＷとの間の位置ずれ量を算出する。算出部５４で算出された位置ずれ量はメモリ部５２に対して出力される。

ここで、位置ずれ量算出処理について図５を参照して詳しく説明する。図５は、アライメントカメラ４６で撮像された測定対象物の画像を概略的に示した図である。

本実施形態において、算出部５４は、アライメントカメラ４６が撮像した画像データに対して、公知のエッジ検出処理を行い、図５に示すように、ウエハチャック３４の輪郭に相当するエッジ部分（ウエハチャック３４の外縁部の位置）を検出するとともに、ウエハＷの輪郭に相当するエッジ部分（ウエハＷの外縁部の位置）を検出する。なお、図５では、エッジ検出された点を白抜き円で示している。そして、算出部５４は、ウエハチャック３４の輪郭（エッジ部分）を円近似し、近似円の中心座標をウエハチャック３４の中心位置Ｃ１として算出するとともに、ウエハＷの輪郭（エッジ部分）を円近似し、近似円の中心座標をウエハＷの中心位置Ｃ２として算出する。

ここで、ウエハチャック３４の中心位置Ｃ１のＸ座標、Ｙ座標をＸ１、Ｙ１とし、ウエハＷの中心位置Ｃ２のＸ座標、Ｙ座標をＸ２、Ｙ２とする。また、ウエハチャック３４の中心位置Ｃ１とウエハＷの中心位置Ｃ２とのＸ方向の位置ずれ量をΔｘとし、Ｙ方向の位置ずれ量をΔｙとすると、以下の式（１）及び（２）が成り立つ。

Δｘ＝Ｘ２−Ｘ１ ・・・（１）
Δｙ＝Ｙ２−Ｙ１ ・・・（２）
となる。

算出部５４は、式（１）及び式（２）を用いて、ウエハチャック３４の中心位置Ｃ１とウエハＷの中心位置Ｃ２との間の中心ずれ量（すなわち、Ｘ方向の位置ずれ量Δｘ及びＹ方向の位置ずれ量Δｙ）を、ウエハチャック３４とウエハＷとの間の位置ずれ量として算出する。そして、算出部５４は、算出した中心ずれ量（Δｘ、Δｙ）を位置ずれ量としてメモリ部５２に記憶する。

このようにして位置ずれ量算出処理が行われた後、ウエハ回収処理（ウエハアンロード）が行われる（ステップＳ２０）。ウエハ回収処理では、制御部５８は、ローダ部１４のローダ動作を制御して、ウエハチャック３４上のウエハＷをローダ部１４により回収する。具体的には、制御部５８は、吸引装置の動作を制御して、ウエハチャック３４において真空吸着によるウエハＷの保持を解除した後、ウエハ搬送ユニット２２の各部（Ｘステージ２６、回転昇降部材２８、及び搬送アーム２４）の動作を制御して、搬送アーム２４によってウエハチャック３４上のウエハＷを受け取り、搬送アーム２４の吸着面に保持した状態でウエハＷを搬送し、ウエハＷをウエハカセット２０内に戻す。

次に、補正処理が行われる（ステップＳ２２）。補正処理では、制御部５８は、メモリ部５２に記憶された位置ずれ量（すなわち、算出部５４が算出した位置ずれ量）と受け渡し位置とを読み出し、これらに基づいて受け渡し位置の補正を行う。具体的には、制御部５８は、メモリ部５２から読み出した位置ずれ量を相殺する方向に、位置ずれ量の分だけ受け渡し位置を補正する。そして、制御部５８は、メモリ部５２に記憶された受け渡し位置を補正後の受け渡し位置に更新する処理を行うとともに、ＸＹステージ４４を介してウエハチャック３４が補正後の受け渡し位置に移動するように制御を行う。

次に、カウンタ判定処理が行われる（ステップＳ２４）。カウンタ判定処理では、制御部５８は、メモリ部５２に記憶されたカウンタ値Ｋが予め設定した基準回数Ｔ（Ｔは１以上の整数）と等しいか否かを判定する。なお、基準回数Ｔは、メモリ部５２に記憶されており、プローバ１０の管理者等が入力装置（不図示）を用いて適宜設定又は変更することが可能となっている。

カウンタ判定処理においてカウンタ値Ｋが基準回数Ｔ未満であると判定された場合（ステップＳ２４においてＮｏの場合）には、カウンタ値Ｋをインクリメントする処理（すなわち、カウンタ値Ｋに１を加算する処理）を行い（ステップＳ２６）、ステップＳ１４に戻る。そして、カウンタ判定処理においてカウンタ値Ｋが基準回数Ｔと等しいと判定されるまで、ステップＳ１４からステップＳ２４までの処理を繰り返し行う。

一方、カウンタ判定処理においてカウンタ値Ｋが基準回数Ｔと等しいと判定された場合（ステップＳ２４においてＹｅｓの場合）には、位置ずれ量判定処理を行う（ステップＳ２８）。位置ずれ量判定処理では、制御部５８は、直近（最新）の位置ずれ量算出処理で算出された位置ずれ量をメモリ部５２から読み出し、その位置ずれ量が予め設定した規定値以下であるか否かを判定する。なお、規定値は、メモリ部５２に記憶されており、プローバ１０の管理者等が入力装置（不図示）を用いて適宜設定又は変更することが可能となっている。

位置ずれ量判定処理において位置ずれ量が規定値以下であると判定された場合（ステップＳ２８においてＹｅｓの場合）には、補正した受け渡し位置を保存する（ステップＳ３０）。

一方、位置ずれ量判定処理において位置ずれ量が規定値以下でないと判定された場合（ステップＳ２８においてＮｏの場合）には、補正した受け渡し位置の保存処理は行わず初期値に戻す（ステップＳ３２）。

第１の実施形態では、複数の測定部１６を有しているため、位置ずれ量判定処理後（ステップＳ２８）、未調整の測定部１６の有無の判定を行う（ステップＳ３４）。未調整の測定部１６が有りと判定された場合（ステップＳ３４においてＮｏの場合）には、ウエハ搬送ユニット２２が未調整の測定部１６へ移動し（ステップＳ３６）、ステップＳ１０に戻る。そして、未調整の測定部１６が無くなるまで、ステップＳ１０からステップＳ３６を繰り返し行う。

一方、未調整の測定部１６が無しと判定された場合（ステップＳ３４においてＹｅｓの場合）には、フローチャートは終了となる。

図６は、第１の実施形態における受け渡し調整処理を適用した場合にウエハチャック３４とウエハＷとの間の位置ずれ量（Ｘ方向の位置ずれ量Δｘ及びＹ方向の位置ずれ量Δｙ）の変化の様子を示したグラフである。

第１の実施形態では、アライメントカメラ４６を利用してウエハチャック３４とウエハＷとの間の位置ずれ量を算出し、その位置ずれ量に基づいて受け渡し位置（ウエハチャック３４の設定位置）を更新しながら補正が行われるので、例えば図６に示すように、ウエハチャック３４とウエハＷとの間の位置ずれ量を少ない補正回数で短時間に正確に許容範囲Ｒ内に収めることが可能となる。

これにより、例えば、従来における手動での調整処理による作業時間（５時間以上）よりも短時間（例えば１０〜１５分）で受け渡し位置の調整作業を完了させることが可能である。また、ウエハチャック３４とウエハＷとの間の位置ずれ量を許容範囲Ｒ内に容易に収めることが可能である。

したがって、第１の実施形態によれば、多大な手間を要することなく、短時間で効率よく高精度に受け渡し位置の調整を行うことが可能となる。特に、第１の実施形態のように複数の測定部１６を備えたプローバ１０においては、その効果がより一層顕著なものとなる。

また、第１の実施形態では、受け渡し位置の調整が自動的に行われるため、作業者が調整作業に拘束されることなく他の作業を行うことが可能となるので、作業効率が向上する。

なお、第１の実施形態では、受け渡し位置として、ローダ部１４の搬送アーム２４からウエハＷを受け渡されるときウエハチャック３４の設定位置を調整するようにしたが、これに限らず、ウエハチャック３４に対してウエハＷを受け渡すときの搬送アーム２４の設定位置を調整するようにしてもよい。また、ウエハチャック３４及び搬送アーム２４の両方の設定位置を調整するようにしてもよい。後述する第２の実施形態においても同様である。

（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、第１の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。

図７は、第２の実施形態のプローバ１０Ａの要部構成を示した概略図である。図７に示すように、第２の実施形態のプローバ１０Ａは、第１の実施形態のプローバ１０の構成（図２参照）に加え、さらに静電容量センサ４８を備えている。

静電容量センサ４８は、アライメントカメラ４６とユニット化された状態でヘッドステージ３０の下面に取り付けられている（図２参照）。なお、アライメントカメラ４６とはユニット化されずに、例えば、アライメントカメラ４６に隣接した位置に取り付けられている構成であってもよい。なお、静電容量センサ４８は、本発明の「センサ」の一例であり、ウエハチャック３４とウエハＷとの相対的な位置関係を検出するためのセンサを構成するものである。

静電容量センサ４８は、測定対象物（ウエハチャック３４及びその上に載置されたウエハＷを含む）に対して水平方向（Ｘ方向及びＹ方向）に相対的に移動しながら、測定対象物との距離に応じた静電容量の変化を示す静電容量データを検出する。具体的には、静電容量センサ４８は、ウエハチャック３４に対してＸ方向に相対的に移動しながら、測定対象物との距離に応じた静電容量の変化を示す第１静電容量データを検出するとともに、ウエハチャック３４に対してＹ方向に相対的に移動しながら、測定対象物との距離に応じた静電容量の変化を示す第２静電容量データを検出する。なお、ウエハチャック３４と静電容量センサ４８との相対移動は、ＸＹステージ４４によりウエハチャック３４を水平方向に移動させることによって実現されるが、静電容量センサ４８を水平方向に対して移動可能に構成してもよい。静電容量センサ４８が検出した静電容量データ（第１静電容量データ及び第２静電容量データ）は、後述の算出部５４Ａ（図８参照）に対して出力される。

図８は、第２の実施形態のプローバ１０Ａの制御装置５０の要部構成を示した機能ブロック図である。なお、図８では、図３と同様に、本発明の要部である受け渡し調整処理に関する構成要素のみを図示している。

図８に示すように、算出部５４Ａは、静電容量センサ４８が検出した静電容量データを取得し、その静電容量データに基づいて、ウエハチャック３４とウエハＷとの間の位置ずれ量を算出する位置ずれ量算出処理を行う。

ここで、第２の実施形態における位置ずれ量算出処理について詳しく説明する。図９は、第２の実施形態における位置ずれ量算出処理を説明するための図である。図９に示すように、静電容量センサ４８は、測定対象物（ウエハチャック３４及びその上に載置されたウエハＷを含む）に対してＸ方向に相対的に移動しながら、Ｘ方向に平行な第１走査ラインＬ１に沿って測定対象物との距離に応じた静電容量の変化を示す第１静電容量データを検出する。また、静電容量センサ４８は、測定対象物に対してＹ方向に相対的に移動しながら、Ｙ方向に平行な第２走査ラインＬ２に沿って測定対象物との距離に応じた静電容量の変化を示す第２静電容量データを検出する。なお、図８では、第１走査ラインＬ１及び第２走査ラインＬ２は、ウエハチャック３４の中心位置からずれた位置に設定されているが、これに限らず、ウエハチャック３４の中心位置を通過するように設定されてもよい。

算出部５４Ａは、静電容量センサ４８が検出した第１静電容量データ及び第２静電容量データを用いて、静電容量の変化（すなわち、測定対象物との距離の変化）からＸ方向及びＹ方向のエッジを検出する。すなわち、算出部５４Ａは、図９に示すように、第１走査ラインＬ１上においてウエハチャック３４の輪郭に相当するエッジ部分（ウエハチャック３４の外縁部の位置Ｍ１〜Ｍ４）と、第２走査ラインＬ２上においてウエハＷの輪郭に相当するエッジ部分（ウエハＷの外縁部の位置Ｎ１〜Ｎ４）とを検出する。そして、算出部５４Ａは、これらの位置Ｍ１〜Ｍ４、Ｎ１〜Ｎ４に基づいて、ウエハチャック３４とウエハＷとの間のＸ方向の隙間量Ｘａ、Ｘｂを算出するとともに、Ｙ方向の隙間量Ｙａ、Ｙｂを算出する。

さらに算出部５４Ａは、ウエハチャック３４とウエハＷとの間の位置ずれ量として、以下の式（３）及び式（４）を用いて、Ｘ方向の位置ずれ量（Ｘ方向の隙間量の差）ΔｘとＹ方向の位置ずれ量（Ｙ方向の隙間量の差）Δｙとを算出する。算出部５４Ａは、算出した位置ずれ量（Δｘ、Δｙ）をメモリ部５２に記憶する。

Δｘ＝（Ｘａ−Ｘｂ）／２ ・・・（３）
Δｙ＝（Ｙａ−Ｙｂ）／２ ・・・（４）
制御部５８Ａは、メモリ部５２に記憶された位置ずれ量（すなわち、算出部５４Ａが算出した位置ずれ量）に基づいて受け渡し位置を補正する補正処理を行う。補正処理の具体的な処理については、第１の実施形態と同様である。

なお、第２の実施形態では、静電容量センサ４８を利用して位置ずれ量を算出している点以外は基本的に第１の実施形態と同様である。すなわち、図４のフローチャートに示される処理は第２の実施形態においても同様に実行される。

第２の実施形態によれば、静電容量センサ４８を利用してウエハチャック３４の外縁部とウエハＷの外縁部との間の隙間量に基づいて位置ずれ量を算出し、その位置ずれ量に基づいて受け渡し位置を更新しながら補正が行われるので、第１の実施形態と同様に、ウエハチャック３４とウエハＷとの間の位置ずれ量を少ない補正回数で短時間に正確に許容範囲内に収めることが可能となる。したがって、多大な手間を要することなく、短時間で効率よく高精度に受け渡し位置の調整を行うことが可能となる。

なお、第１の実施形態では、アライメントカメラ４６が撮像した画像データに基づいて、ウエハチャック３４の中心位置Ｃ１とウエハＷの中心位置Ｃ２との間の中心ずれ量を位置ずれ量として算出するようにしているが、これに代えて、第２の実施形態と同様に、アライメントカメラ４６が撮像した画像データに対してエッジ検出処理を行い、ウエハチャック３４とウエハＷとの間のＸ方向及びＹ方向の隙間量を算出し、その隙間量に基づいて位置ずれ量を算出するようにしてもよい。

以上、本発明に係るプローバ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。

１０、１０Ａ…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…ウエハ搬送ユニット、２４…搬送アーム、２６…Ｘステージ、２８…回転昇降部材、３０…ヘッドステージ、３２…プローブカード、３４…ウエハチャック、３４ａ…保持面、３６…テストヘッド、３６ａ…コンタクト部、３８…ドッキングプレート、４０…プローブ、４２…回転昇降部材、４４…ＸＹステージ、４６…アライメントカメラ、４８…静電容量センサ、５０…制御装置、５２…メモリ部、５４、５４Ａ…算出部、５６…補正部、５８、５８Ａ…制御部

Claims (5)

1. ウエハを搬送するローダ部と、
   前記ローダ部が搬送した前記ウエハを受け渡し位置で受け取って保持するウエハチャックと、
   前記ウエハチャックと前記ウエハとの相対的な位置関係を検出するためのセンサと、
   前記センサが出力した検出信号に基づいて、前記ウエハチャックと前記ウエハとの間の位置ずれ量を算出する算出部と、
   前記算出部が算出した前記位置ずれ量に基づいて、前記受け渡し位置を補正する制御部と、
   を備える、プローバ。
2. 前記センサはカメラであり、前記検出信号は前記カメラが撮像した画像データである、
   請求項１に記載のプローバ。
3. 前記センサは静電容量センサであり、前記検出信号は前記静電容量センサが検出した静電容量データである、
   請求項１に記載のプローバ。
4. 前記算出部は、前記ウエハチャックの中心位置と前記ウエハの中心位置との間の中心ずれ量に基づいて前記位置ずれ量を算出する、
   請求項１又は２に記載のプローバ。
5. 前記算出部は、前記ウエハチャックの外縁部と前記ウエハの外縁部との間の隙間量に基づいて前記位置ずれ量を算出する、
   請求項１から３のいずれか１項に記載のプローバ。

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