JP2020061590A

JP2020061590A - ウエハ検査装置及びウエハ検査方法

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Publication number: JP2020061590A
Application number: JP2020009153A
Authority: JP
Inventors: 浩史山田; Hiroshi Yamada
Original assignee: Tokyo Electron Ltd
Current assignee: Tokyo Electron Ltd
Priority date: 2020-01-23
Filing date: 2020-01-23
Publication date: 2020-04-16

Abstract

【課題】正確な検査を行うことができるウエハ検査装置を提供する。【解決手段】ウエハ検査装置１０は、ウエハＷへ向けて突出する多数のコンタクトプローブ２５を有するプローブカード１９と、ウエハＷを載置し且つプローブカード１９へ向けて移動するチャックトップ２９と、チャックトップ２９をθ方向へ回転させるローラリング４８を含み、プローブカード１９に対するチャックトップ２９の相対的な傾斜を調整するアライナー３２とを備える。【選択図】図４

Description

本発明は、ウエハ検査用のプローブカードを用いるウエハ検査装置及びウエハ検査方法に関する。

多数の半導体デバイスが形成されたウエハの検査を行うための検査装置としてのプローバは、複数の柱状接触端子であるコンタクトプローブを有するプローブカードを備え、プローブカードへウエハを当接させることにより、各コンタクトプローブを半導体デバイスにおける電極パッドや半田バンプと接触させ、さらに、各コンタクトプローブから各電極パッドや各半田バンプに接続された半導体デバイスの電気回路へ電気を流すことによって該電気回路の導通状態等を検査する。

近年、ウエハの検査効率を向上するために、複数のプローブカードを備え、搬送ステージによって一のプローブカードへウエハを搬送中に他のプローブカードでウエハの半導体デバイスを検査可能なウエハ検査装置が開発されている。このウエハ検査装置では、各プローブカードへ各ウエハを接触させる際、ウエハの反りを防止するために、厚板部材であるチャックトップ１００にウエハＷを載置し（図１０（Ａ））、プローブカード１０１及びチャックトップ１００の間の空間を真空引きすることによってチャックトップ１００とともにウエハＷをプローブカード１０１へ当接させる（図１０（Ｂ））（例えば、特許文献１参照。）。

ウエハ検査装置において正確な検査を行うためには、プローブカードの各コンタクトプローブを半導体デバイスの各電極パッドや各半田バンプへ均等に当接させる必要があることから、ウエハをプローブカードへ平行に当接させる。

ところで、近年、ウエハの検査を行う際の検査条件が複雑化し、特に、高温環境下や低温環境下での検査が数多く行われるようになっている。

特開２０１４−７５４２０号公報

しかしながら、高温環境下や低温環境下では熱膨張や熱収縮の影響でプローブカードやチャックトップが変形し、結果としてプローブカードやチャックトップが傾斜することがある。このとき、チャックトップに載置されたウエハはプローブカードと平行を保つのが困難であり、ウエハをプローブカードへ当接させた際、各コンタクトプローブを各電極パッドや各半田バンプへ均等に当接させることが困難となる。すなわち、ウエハ検査装置において正確な検査を行うことが困難となる。

本発明の目的は、正確な検査を行うことができるウエハ検査装置及びウエハ検査方法を提供することにある。

上記目的を達成するために、本発明のウエハ検査装置は、ウエハへ向けて突出する多数の接触端子を有するプローブカードと、前記ウエハを載置し且つ前記プローブカードへ向けて移動する搬送ステージとを備えるウエハ検査装置において、搬送ステージはアライナー及び該アライナーに載置されるチャックトップを有し、前記アライナー及び前記チャックトップは分離可能であり、前記ウエハは前記チャックトップに載置され、前記アライナーは、前記チャックトップをθ方向へ回転させるθ方向駆動部及び前記プローブカードに対する前記チャックトップの相対的な傾斜を調整する傾斜調整機構を備え、前記θ方向は、前記チャックトップにおける前記ウエハの載置面に対する垂直軸回りの回転方向であることを特徴とする。

上記目的を達成するために、本発明のウエハ検査方法は、ウエハへ向けて突出する多数の接触端子を有するプローブカードと、チャックトップに載置されるウエハとを当接させるウエハ検査方法であって、前記チャックトップを支持するアライナーに対する前記チャックトップの位置を規定する位置規定ステップと、前記プローブカードに対する前記チャックトップの相対的な傾斜を調整する傾斜調整ステップと、前記ウエハを載置する前記チャックトップが前記プローブカードへ向けて移動する移動ステップとを有し、前記位置規定ステップでは、前記アライナーをＸ方向、Ｙ方向、Ｚ方向及びθ方向の少なくとも１つに沿って揺動させ、前記Ｘ方向及び前記Ｙ方向は、前記チャックトップにおける前記ウエハの載置面に平行な方向であって、互いに直交し、前記Ｚ方向は前記ウエハの載置面に対して垂直な方向であり、前記θ方向は、前記Ｚ方向の軸回りの回転方向であることを特徴とする。

本発明によれば、ウエハ検査装置において正確な検査を行うことができる。

本発明の実施の形態に係るウエハ検査装置の構成を概略的に示す水平断面図である。図１における線II−IIに沿う断面図である。図１及び図２における搬送ステージ及びテスターの構成を概略的に示す側面図である。図３における搬送ステージの構成を説明するための図である。アライナーに対するチャックトップの位置を規定する位置規定動作を示す工程図である。図３におけるチャックトップの断熱構造を説明するための図である。本発明の実施の形態に係るウエハ検査方法におけるプローブカードへのチャックトップの取り付け方法を示す工程図である。本発明の実施の形態に係るウエハ検査方法におけるプローブカードへのチャックトップの取り付け方法を示す工程図である。本発明の実施の形態に係るウエハ検査方法におけるウエハアライメント調整処理を示すフローチャートである。従来のウエハ検査方法におけるプローブカードへのチャックトップの取り付け方法を示す工程図である。

以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明する。

まず、本実施の形態に係るウエハ検査装置について説明する。

図１は、本実施の形態に係るウエハ検査装置の構成を概略的に示す水平断面図であり、図２は、図１における線II−IIに沿う断面図である。

図１及び図２において、ウエハ検査装置１０は検査室１１を備え、該検査室１１は、ウエハＷの各半導体デバイスの電気的特性検査を行う検査領域１２と、検査室１１に対するウエハＷの搬出入を行う搬出入領域１３と、検査領域１２及び搬出入領域１３の間に設けられた搬送領域１４とを有する。

検査領域１２には複数のウエハ検査用インターフェースとしてのテスター１５が配置される。具体的に、検査領域１２は水平に配列された複数のテスターからなるテスター列の３層構造を有し、テスター列の各々に対応して１つのテスター側カメラ１６（傾斜確認機構）が配置される。各テスター側カメラ１６は対応するテスター列に沿って水平に移動し、テスター列を構成する各テスター１５の前に位置して後述する搬送ステージ１８が搬送するウエハＷ等の位置や後述するチャックトップ２９の傾斜の程度を確認する。

搬出入領域１３は複数の収容空間１７に区画され、各収容空間１７には複数のウエハを収容する容器であるＦＯＵＰを受け入れるポート１７ａ、ウエハの位置合わせを行うアライナー１７ｂ、プローブカード１９が搬入され且つ搬出されるローダ１７ｃやウエハ検査装置１０の各構成要素の動作を制御するコントローラ１７ｄが配置される。

搬送領域１４には該搬送領域１４だけでなく検査領域１２や搬出入領域１３へも移動自在な搬送ステージ１８が配置される。搬送ステージ１８は各ステージ列に対応して１つずつ設けられ、搬出入領域１３のポート１７ａからウエハＷを受け取って各テスター１５へ搬送し、また、半導体デバイスの電気的特性の検査が終了したウエハＷを各テスター１５からポート１７ａへ搬送する。

このウエハ検査装置１０では、各テスター１５が搬送されたウエハＷの各半導体デバイスの電気的特性を行うが、搬送ステージ１８が一のテスター１５へ向けてウエハＷを搬送している間に、他のテスター１５は他のウエハＷの各半導体デバイスの電気的特性を行うことができるので、ウエハの検査効率を向上することができる。

図３は、図１及び図２における搬送ステージ及びテスターの構成を概略的に示す側面図である。なお、図３は、搬送ステージ１８がウエハＷをテスター１５のプローブカード１９へ当接させた状態を示し、主にテスター１５の構成を断面図で示す。

図３において、テスター１５は装置フレーム（図示しない）に固定されるポゴフレーム２０上に設置される。ポゴフレーム２０の下部にはプローブカード１９が装着される。ポゴフレーム２０に対して上下方向に関して移動自在なフランジ２２が当該ポゴフレーム２０に係合される。ポゴフレーム２０及びフランジ２２の間には円筒状のベローズ２３が介在する。

プローブカード１９は、円板状の本体２４と、本体２４の上面のほぼ一面に配置される多数の電極（図示しない）と、本体２４の下面から図中下方へ向けて突出するように配置される多数のコンタクトプローブ２５（接触端子）とを有する。各電極は対応する各コンタクトプローブ２５と接続され、各コンタクトプローブ２５は、プローブカード１９へウエハＷが当接した際、該ウエハＷに形成された各半導体デバイスの電極パッドや半田バンプと接触する。

ポゴフレーム２０は、略平板状の本体２６と、該本体２６の中央部近辺に穿設された複数の貫通穴であるポゴブロック挿嵌穴２７とを有し、各ポゴブロック挿嵌穴２７には多数のポゴピンが配列されて形成されるポゴブロック２８が挿嵌される。ポゴブロック２８はテスター１５が有する検査回路（図示しない）に接続されるとともに、ポゴフレーム２０へ装着されたプローブカード１９における本体２４の上面の多数の電極へ接触し、該電極に接続されるプローブカード１９の各コンタクトプローブ２５へ電流を流すとともに、ウエハＷの各半導体デバイスの電気回路から各コンタクトプローブ２５を介して流れてきた電流を検査回路へ向けて流す。

フランジ２２は円筒状の本体２２ａと、該本体２２ａの下部に形成された円環状部材からなる当接部２２ｂとを有し、プローブカード１９を囲むように配される。後述するようにフランジ２２へチャックトップ２９が当接するまでは、フランジ２２は自重によって当接部２２ｂの下面がプローブカード１９の各コンタクトプローブ２５の先端よりも下方に位置するように下方へ移動する。ベローズ２３は金属製の蛇腹構造体であり、上下方向に伸縮自在に構成される。ベローズ２３の下端及び上端はそれぞれフランジ２２の当接部２２ｂの上面及びポゴフレーム２０の下面に密着する。

テスター１５では、ポゴフレーム２０及びベース２１の間の空間がシール部材３０で封止され、該空間が真空引きされることによってポゴフレーム２０がベース２１に装着される。ポゴフレーム２０及びプローブカード１９の間の空間もシール部材３１で封止され、該空間が真空引きされることによってプローブカード１９がポゴフレーム２０に装着される。

搬送ステージ１８は、厚板部材のチャックトップ２９及びアライナー３２（傾斜調整機構）からなり、チャックトップ２９はアライナー３２に載置され、チャックトップ２９の上面にはウエハＷが載置される。チャックトップ２９はアライナー３２に真空吸着され、ウエハＷはチャックトップ２９に真空吸着される。したがって、搬送ステージ１８が移動する際、ウエハＷが搬送ステージ１８に対して相対的に移動するのを防止することができる。なお、チャックトップ２９やウエハＷの保持方法は真空吸着に限られず、チャックトップ２９やウエハＷのアライナー３２に対する相対的な移動を防止できる方法であればよく、例えば、電磁吸着やクランプによる保持であってもよい。なお、チャックトップ２９の上面の周縁部には段差２９ａが形成され、該段差２９ａにはシール部材３３が配置される。

搬送ステージ１８は移動自在であるため、テスター１５のプローブカード１９の下方へ移動してチャックトップ２９に載置されたウエハＷをプローブカード１９へ対向させることができるとともに、テスター１５へ向けて移動させることができる。チャックトップ２９がフランジ２２の当接部２２ｂへ当接し、ウエハＷがプローブカード１９へ当接した際に形成される、チャックトップ２９、フランジ２２、ポゴフレーム２０及びプローブカード１９が囲む空間Ｓはベローズ２３及びシール部材３３によって封止され、該空間Ｓが真空引きされることによってチャックトップ２９がプローブカード１９に保持され、チャックトップ２９に載置されるウエハＷがプローブカード１９へ当接する。このとき、ウエハＷの各半導体デバイスにおける各電極パッドや各半田バンプと、プローブカード１９の各コンタクトプローブ２５とが当接する。なお、ウエハ検査装置１０では、搬送ステージ１８の移動はコントローラ１７ｄによって制御され、該コントローラ１７ｄは搬送ステージ１８の位置や移動量を把握する。

ところで、ウエハの検査を行う際の検査条件の複雑化に対応して各テスター１５のプローブカード１９（正確にはポゴフレーム２０）やチャックトップ２９は、ヒータや冷媒通路等の温調機構（いずれも図示しない）を内蔵し、高温環境下や低温環境下での検査を実現する。このような高温環境下や低温環境下での検査では、内蔵するヒータからの放熱や冷媒通路への吸熱により、プローブカード１９やチャックトップ２９が変形し、結果としてプローブカード１９やチャックトップ２９が傾斜することがある。その結果、チャックトップ２９に載置されたウエハＷがプローブカード１９と平行を保つのが困難となることがある。本実施の形態では、これに対応して、アライナー３２がプローブカード１９に対するチャックトップ２９の相対的な傾斜を調整する。

図４は、図３における搬送ステージの構成を説明するための図であり、理解を容易にするためにアライナー３２の内部が透視された状態で描画されている。また、チャックトップ２９はアライナー３２から離間された状態で描画され、図中における左右方向がＸ方向とされ、上下方向がＺ方向とされ、奥行き方向がＹ方向とされ、Ｚ方向の軸回りの回転方向がθ方向とされる。

図４において、アライナー３２は、板状部材のＸベース３４と、該Ｘベース３４上においてＸ方向に延伸するレール状のＸガイド３５と、該Ｘガイド３５と係合してＸ方向に移動可能な複数のＸブロック３６と、各Ｘブロック３６によって支持される板状部材のＹベース３７と、該Ｙベース３７上においてＹ方向に延伸するレール状のＹガイド３８と、該Ｙガイド３８と係合してＹ方向に移動可能な複数のＹブロック３９と、各Ｙブロック３９によって支持される板状部材のＺベース４０とを備える。各Ｘブロック３６がＸ方向に移動することによってＹベース３７はＸベース３４に対してＸ方向に移動可能であり、各Ｙブロック３９がＹ方向に移動することによってＺベース４０はＹベース３７やＸベース３４に対してＹ方向に移動可能である。

また、Ｚベース４０の中心にはＺブロック穴４１が形成され、該Ｚブロック穴４１には断面Ｈ形状のＺブロック４２が遊合される。Ｚブロック４２は内部にフランジ状部４３を有し、フランジ状部４３はＺ方向に延伸するボールねじ４４と螺合する。ボールねじ４４はＺ軸モータ４５から駆動ベルト４６を介して伝達される回転力によって軸回りに回転し、回転するボールねじ４４と螺合するフランジ状部４３はＺ方向に移動する。その結果、Ｚブロック４２が図示しないガイドに沿ってＺ方向に移動する。フランジ状部４３の上面には複数のアクチュエータ４７が配置され、各アクチュエータ４７はローラリング４８を介して略円板状のチャックベース４９を支持する。ローラリング４８は図示しないθ方向の駆動機構を有し、チャックベース４９をθ方向へ回転可能に支持する。配置されるアクチュエータ４７の数は２つ以上であればよく、例えば、３つのアクチュエータ４７が配置されてもよく、又は、２つのアクチュエータ４７と１つの高さ固定支持部（図示しない）が配置されてもよい。チャックベース４９は図示しない構造によってθ方向に回転する。チャックベース４９は上面の中心部分からなるチャックトップ吸着面５２を有し、チャックトップ２９のボトムプレート５３はチャックトップ吸着面５２に真空吸着される。これにより、チャックトップ２９がアライナー３２へ載置されて装着される。また、チャックベース４９は上面の周縁部に配置される複数のハイトセンサ５４と、上端が半球状の位置決めピン５５とを有する。一方、チャックトップ２９は下面において各ハイトセンサ５４と対向する位置に配置される複数の検出用プレート５６と、各位置決めピン５５と対向する位置に配置される複数の位置決めブロック５７とを有し、各位置決めブロック５７の下端は円錐状に成形され、対応する位置決めピン５５の半球状の上端と係合する。本実施の形態では、各位置決めブロック５７及び各位置決めピン５５は位置規定機構を構成し、各位置決めブロック５７が対応する各位置決めピン５５に係合することにより、チャックベース４９（アライナー３２）に対するチャックトップ２９の位置を規定する。ところで、各位置決めブロック５７を対応する各位置決めピン５５に係合させる際、図５（Ａ）に示すように、各位置決めブロック５７の下端と位置決めピン５５の半球状の上端とが部分的に当接し、各位置決めブロック５７が対応する各位置決めピン５５へ正確に係合しない場合がある。この場合、アライナー３２に対してチャックトップ２９がずれることになるため、アライナー３２によってチャックトップ２９の傾斜を調整しても、チャックトップ２９の傾斜の程度を所望の傾斜の程度に合わせることができないおそれがある。本実施の形態では、これに対応し、チャックトップ２９をアライナー３２へ載置した後にアライナー３２のチャックベース４９をＸ方向、Ｙ方向、Ｚ方向及びθ方向の少なくとも１つに沿って揺動させる位置規定動作を実行する。これにより、チャックトップ２９に対してチャックベース４９をずらし、各位置決めブロック５７の下端と位置決めピン５５の半球状の上端との当接状態を改善して各位置決めブロック５７を対応する各位置決めピン５５へ正確に係合させる（位置規定ステップ）（図５（Ｂ））。位置規定動作はチャックトップ２９をアライナー３２に載置した直後に行うのが好ましいが、後述するウエハアライメント調整処理の実行直前に行ってもよい。

図４に戻り、アライナー３２は、プローブカード１９やポゴフレーム２０の傾斜の程度を確認するための上方確認カメラ６２（傾斜確認機構）を有する。上方確認カメラ６２はＺブロック４２に取り付けられる。また、アライナー３２では、各アクチュエータ４７がチャックベース４９をリフトするが、各アクチュエータ４７のリフト量は個別に調整可能である。すなわち、各アクチュエータ４７のリフト量を異ならせることにより、チャックベース４９の傾斜、ひいてはチャックトップ２９の傾斜を調整することができる。

図６は、図３におけるチャックトップの断熱構造を説明するための図である。

図６において、チャックトップ２９は、厚板部材からなる本体５８と、該本体５８の下面に配置されたボトムプレート５３と、該ボトムプレート５３及び本体５８の間に配置されるクーラ６０及びヒータ５９を有する。ボトムプレート５３は本体５８、より詳細にはクーラ６０やヒータ５９から僅かな距離をおいて離間して配置される。本体５８及びボトムプレート５３は円筒状の断熱カラー６１によって接続される。これにより、クーラ６０がボトムプレート５３を介してアライナー３２の熱を吸収することを防止し、さらに、ヒータ５９の熱がボトムプレート５３を介してアライナー３２へ放出されるのを防止することができ、もって、チャックトップ２９の温度制御性を向上することができる。また、本体５８及びボトムプレート５３の間には断熱カラー６１が介在するため、クーラ６０やヒータ５９による本体５８の熱収縮や熱膨張の影響がボトムプレート５３へ伝わるのを防止することができる。その結果、ボトムプレート５３の変形を抑制することができ、もって、チャックトップ２９を安定してアライナー３２へ吸着させることができる。

次に、本実施の形態に係るウエハ検査方法について説明する。

図７及び図８は、本実施の形態に係るウエハ検査方法におけるプローブカードへのチャックトップの取り付け方法を示す工程図である。

まず、アライナー３２へチャックトップ２９を吸着させ、各ハイトセンサ５４が、各ハイトセンサ５４から対応する各検出用プレート５６までの距離を測定する。測定された距離が予め設定された許容値から外れていた場合、アライナー３２へのチャックトップ２９の吸着を中断し、上述した位置規定動作を行う。次いで、再度、アライナー３２へチャックトップ２９を吸着させ、各ハイトセンサ５４が、各ハイトセンサ５４から対応する各検出用プレート５６までの距離を測定する。測定された距離が予め設定された許容値に収まるまで、これら一連の動作を繰り返す。その後、搬送ステージ１８（アライナー３２）によってウエハＷを載置するチャックトップ２９を或るテスター１５の前方まで移動させ、チャックトップ２９をテスター側カメラ１６と対向させる（図７（Ａ））。このとき、テスター側カメラ１６はチャックトップ２９の傾斜の程度を確認する（傾斜確認ステップ）。その後、テスター１５に対してアライナー３２を移動させ、アライナー３２の上方確認カメラ６２をプローブカード１９と対向させる（図７（Ｂ））。このとき、上方確認カメラ６２はプローブカード１９の傾斜の程度を確認する（傾斜確認ステップ）。

次いで、アライナー３２及びチャックトップ２９をテスター１５に対して移動させ、チャックトップ２９に載置されるウエハＷをプローブカード１９と対向させる。さらに、確認されたチャックトップ２９の傾斜の程度及びプローブカード１９の傾斜の程度に基づいてウエハＷがプローブカード１９と平行を保つためのチャックトップ２９の傾斜の程度を算出し、算出されたチャックトップ２９の傾斜の程度を実現するために、各アクチュエータ４７によってチャックベース４９のプローブカード１９に対する相対的な傾斜を調整する（傾斜調整ステップ）（図８（Ａ））。その後、チャックトップ２９をプローブカード１９へ移動させ、プローブカード１９とウエハＷを当接させる（移動ステップ）（図８（Ｂ））。このとき、空間Ｓが真空引きされてチャックトップ２９がプローブカード１９に保持される。

図７及び図８の方法によれば、チャックトップ２９に載置されるウエハＷがプローブカード１９と平行を保つようにチャックトップ２９のプローブカード１９に対する相対的な傾斜が調整される。これにより、高温環境下や低温環境下の測定においてプローブカード１９やチャックトップ２９が傾斜しても、チャックトップ２９のプローブカード１９に対する相対的な傾斜を調整することにより、ウエハＷをプローブカード１９と平行に保つことができる。その結果、各コンタクトプローブ２５をウエハＷに形成された半導体デバイスの各電極パッドや各半田バンプへ均等に当接させることができ、もって、ウエハ検査装置１０において正確な検査を行うことができる。

また、図７及び図８の方法では、プローブカード１９の傾斜の程度及びチャックトップ２９の傾斜の程度が確認されるので、チャックトップ２９のプローブカード１９に対する相対的な傾斜を確実に把握することができ、もって、ウエハＷがプローブカード１９と平行を保つためのチャックトップ２９の傾斜の程度を正確に算出することができる。なお、スループットを優先する場合等では、プローブカード１９の傾斜の程度及びチャックトップ２９の傾斜の程度のいずれか１つのみを確認し、ウエハＷがプローブカード１９と平行を保つためのチャックトップ２９の傾斜の程度を算出してもよい。

ウエハ検査装置１０では、各テスター１５のプローブカード１９やチャックトップ２９がヒータや冷媒通路を内蔵し、各プローブカード１９やチャックトップ２９の傾斜の程度が異なることがあるが、アライナー３２によってチャックトップ２９の各プローブカード１９に対する相対的な傾斜を調整することにより、いずれのテスター１５においても、ウエハＷは各プローブカード１９と平行を保つことができる。その結果、複数のプローブカード１９を用いて多数のウエハＷの検査を正確に行うことができ、もって、ウエハＷの検査の効率を向上することができる。

また、ウエハ検査装置１０では、アライナー３２の揺動等により、各位置決めブロック５７を対応する各位置決めピン５５へ正確に係合させてアライナー３２に対するチャックトップ２９の位置が規定される。これにより、アライナー３２によってチャックトップ２９の傾斜を調整する際、チャックトップ２９の傾斜の程度を所望の傾斜の程度へ正確に合わせることができる。その結果、ウエハＷをプローブカード１９と確実に平行を保たせることができる。

ところで、上述した図７及び図８の方法では、ウエハＷがプローブカード１９と平行を保つためのチャックトップ２９の傾斜の程度を算出し、算出されたチャックトップ２９の傾斜の程度を実現するように各アクチュエータ４７によってチャックベース４９の傾斜を調整したが、各アクチュエータ４７のリフト量のばらつき等の影響により、算出されたチャックトップ２９の傾斜の程度を正確に実現するのは容易ではない。本実施の形態では、これに対応して、チャックベース４９の傾斜の調整を複数回繰り返すことにより、算出されたチャックトップ２９の傾斜の程度を正確に実現する。

図９は、本実施の形態に係るウエハ検査方法におけるウエハアライメント調整処理を示すフローチャートである。

まず、テスター側カメラ１６や上方確認カメラ６２によってチャックトップ２９やプローブカード１９の傾斜の程度を確認することにより、ウエハアライメントを測定する（ステップＳ９０１）。次いで、ウエハ検査装置１０がウエハ傾斜調整機構、本実施の形態では、各アクチュエータ４７を有するか否かを判別する（ステップＳ９０２）。ウエハ傾斜調整機構を有する場合、ウエハ検査装置１０において傾斜調整実行設定（アライナー３２によるチャックベース４９の傾斜の調整の実行設定）がなされているか否かを判別する（ステップＳ９０３）。傾斜調整実行設定がなされている場合、傾斜調整においてプローブカード１９の傾斜を考慮するか否か、具体的には、ウエハＷがプローブカード１９と平行を保つためのチャックトップ２９の傾斜の程度を算出する際にプローブカード１９の傾斜の程度を考慮するか否かを判別する（ステップＳ９０４）。プローブカード１９の傾斜を考慮する場合は、チャックトップ２９の傾斜の程度だけでなくプローブカード１９の傾斜の程度を合計してウエハＷのプローブカード１９に対する傾斜の程度（合計傾斜）を算出し（ステップＳ９０５）、プローブカード１９の傾斜を考慮しない場合は、チャックトップ２９の傾斜の程度だけを考慮してウエハＷのプローブカード１９に対する傾斜の程度（ウエハ単独傾斜）を算出する（ステップＳ９０６）。

次いで、ステップＳ９０５やステップＳ９０６で算出された傾斜の程度が許容範囲内か否かを判別し（ステップＳ９０７）、許容範囲内で無ければ、今まで実行した傾斜調整の回数が設定値以内か否かを判別し（ステップＳ９０８）、設定値以内であれば、ステップＳ９０５やステップＳ９０６で算出された傾斜の程度に基づいて算出されるウエハＷがプローブカード１９と平行を保つためのチャックトップ２９の傾斜の程度が各アクチュエータ４７のリフトによって調整可能な範囲以内か否かを判別し（ステップＳ９０９）、調整可能な範囲以内であれば、ウエハＷがプローブカード１９と平行を保つためのチャックトップ２９の傾斜の程度を実現するために、各アクチュエータ４７によるチャックベース４９（ウエハＷ）のプローブカード１９に対する相対的な傾斜の調整を実行する（ステップＳ９１０）。その後、ステップＳ９０１に戻る。

ステップＳ９０２の判別の結果、ウエハ検査装置１０がウエハ傾斜調整機構を有さない場合、確認されたチャックトップ２９やプローブカード１９の傾斜の程度から算出されるウエハＷのプローブカード１９に対する傾斜の程度が許容範囲内か否かを判別し（ステップＳ９１１）、許容範囲内であれば、本処理を終了し、許容範囲内で無ければ、ウエハ検査装置１０の表示部等にエラーを表示し（ステップＳ９１２）、その後、本処理を終了する。

ステップＳ９０７の判別の結果、ステップＳ９０５やステップＳ９０６で算出された傾斜の程度が許容範囲内であれば、本処理を終了し、ステップＳ９０８の判別の結果、今まで実行した傾斜調整の回数が設定値以内では無い場合やステップＳ９０９の判別の結果、ウエハＷがプローブカード１９と平行を保つためのチャックトップ２９の傾斜の程度が各アクチュエータ４７のリフトによって調整可能な範囲以内では無い場合、確認されたチャックトップ２９やプローブカード１９の傾斜の程度から算出されるウエハＷのプローブカード１９に対する傾斜の程度が許容範囲内か否かを判別し（ステップＳ９１３）、許容範囲内であれば、本処理を終了し、許容範囲内で無ければ、ウエハ検査装置１０の表示部等にエラーを表示し（ステップＳ９１４）、その後、本処理を終了する。

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

例えば、或るテスター１５において前回のウエハＷの検査時におけるチャックベース４９（チャックトップ２９）の傾斜の程度を記憶し、新たに当該テスター１５においてウエハＷの検査を行う際、テスター側カメラ１６によってチャックベース４９（チャックトップ２９）の傾斜の程度を確認する前に、記憶されたチャックベース４９（チャックトップ２９）の傾斜の程度を実現するように各アクチュエータ４７を動作させてもよい。これにより、ウエハＷのプローブカード１９に対する相対的な傾斜の調整の前にウエハＷのプローブカード１９に対する傾斜の程度が許容範囲内に収まる可能性を高めることができ、もって、ウエハアライメント処理におけるスループットを向上することができる。

また、本発明の目的は、上述した実施の形態の機能を実現するソフトウェアのプログラムコードを記録した記憶媒体を、ウエハ検査装置１０が備えるコントローラ１７ｄに供給し、コントローラ１７ｄのＣＰＵが記憶媒体に格納されたプログラムコードを読み出して実行することによっても達成される。

この場合、記憶媒体から読み出されたプログラムコード自体が上述した実施の形態の機能を実現することになり、プログラムコード及びそのプログラムコードを記憶した記憶媒体は本発明を構成することになる。

また、プログラムコードを供給するための記憶媒体としては、例えば、ＲＡＭ、ＮＶ−ＲＡＭ、フロッピー（登録商標）ディスク、ハードディスク、光磁気ディスク、ＣＤ−ＲＯＭ、ＣＤ−Ｒ、ＣＤ−ＲＷ、ＤＶＤ（ＤＶＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤ−ＲＡＭ、ＤＶＤ−ＲＷ、ＤＶＤ＋ＲＷ）等の光ディスク、磁気テープ、不揮発性のメモリカード、他のＲＯＭ等の上記プログラムコードを記憶できるものであればよい。或いは、上記プログラムコードは、インターネット、商用ネットワーク、若しくはローカルエリアネットワーク等に接続される不図示の他のコンピュータやデータベース等からダウンロードすることによりコントローラ１７ｄに供給されてもよい。

また、コントローラ１７ｄが読み出したプログラムコードを実行することにより、上記実施の形態の機能が実現されるだけでなく、そのプログラムコードの指示に基づき、ＣＰＵ上で稼動しているＯＳ（オペレーティングシステム）等が実際の処理の一部又は全部を行い、その処理によって上述した実施の形態の機能が実現される場合も含まれる。

更に、記憶媒体から読み出されたプログラムコードが、コントローラ１７ｄに挿入された機能拡張ボードやコントローラ１７ｄに接続された機能拡張ユニットに備わるメモリに書き込まれた後、そのプログラムコードの指示に基づき、その機能拡張ボードや機能拡張ユニットに備わるＣＰＵ等が実際の処理の一部又は全部を行い、その処理によって上述した実施の形態の機能が実現される場合も含まれる。

上記プログラムコードの形態は、オブジェクトコード、インタプリタにより実行されるプログラムコード、ＯＳに供給されるスクリプトデータ等の形態から成ってもよい。

Ｗウエハ
１０ウエハ検査装置
１６テスター側カメラ
１８搬送ステージ
１９プローブカード
２９チャックトップ
３２アライナー
４７アクチュエータ
５５位置決めピン
５７位置決めブロック
５９ヒータ
６０クーラ
６２上方確認カメラ

Claims

ウエハへ向けて突出する多数の接触端子を有するプローブカードと、前記ウエハを載置し且つ前記プローブカードへ向けて移動する搬送ステージとを備えるウエハ検査装置において、
搬送ステージはアライナー及び該アライナーに載置されるチャックトップを有し、前記アライナー及び前記チャックトップは分離可能であり、
前記ウエハは前記チャックトップに載置され、
前記アライナーは、前記チャックトップをθ方向へ回転させるθ方向駆動部及び前記プローブカードに対する前記チャックトップの相対的な傾斜を調整する傾斜調整機構を備え、
前記θ方向は、前記チャックトップにおける前記ウエハの載置面に対する垂直軸回りの回転方向であることを特徴とするウエハ検査装置。
前記傾斜調整機構は、前記θ方向駆動部を介して前記チャックトップを支持して前記相対的な傾斜を調整することを特徴とする請求項１記載のウエハ検査装置。
前記チャックトップは、本体、温調機構、断熱構造及び前記アライナーに吸着するボトムプレートを有し、前記温調機構及び前記断熱構造は、前記本体と前記ボトムプレートの間に配置されることを特徴とする請求項１又は２記載のウエハ検査装置。
前記ボトムプレートは、前記本体及び前記温調機構から離間して配置され、前記断熱構造により前記本体と接続されることを特徴とする請求項３記載のウエハ検査装置。
前記断熱構造は、前記温調機構による前記アライナーからの熱の吸収、又は前記温調機構からの熱の前記アライナーへの放出を防止し、前記本体の熱収縮や熱膨張の影響が、前記ボトムプレートに伝わるのを防止することを特徴とする請求項３又は４記載のウエハ検査装置。
ウエハへ向けて突出する多数の接触端子を有するプローブカードと、チャックトップに載置されるウエハとを当接させるウエハ検査方法であって、
前記チャックトップを支持するアライナーに対する前記チャックトップの位置を規定する位置規定ステップと、
前記プローブカードに対する前記チャックトップの相対的な傾斜を調整する傾斜調整ステップと、
前記ウエハを載置する前記チャックトップが前記プローブカードへ向けて移動する移動ステップとを有し、
前記位置規定ステップでは、前記アライナーをＸ方向、Ｙ方向、Ｚ方向及びθ方向の少なくとも１つに沿って揺動させ、
前記Ｘ方向及び前記Ｙ方向は、前記チャックトップにおける前記ウエハの載置面に平行な方向であって、互いに直交し、前記Ｚ方向は前記ウエハの載置面に対して垂直な方向であり、前記θ方向は、前記Ｚ方向の軸回りの回転方向であることを特徴とするウエハ検査方法。