JP2021097086A - Prober and probe inspection 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検査方法において、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検査方法に関する。 The present invention relates to a prober and probe inspection method for inspecting electrical characteristics of a plurality of semiconductor devices (chips) formed on a semiconductor wafer, and in particular, a multi-stage prober and probe inspection method including a plurality of measuring 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, the 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 is output. Wafer level inspection is performed by measuring the signal with a test head and electrically inspecting 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 die. As for each of the cut chips, only the chips confirmed to operate normally are packaged in the next assembly step, and the malfunctioning chips are excluded from the assembly step. In addition, the packaged final products are shipped inspected.
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。 Wafer level inspection is performed using a prober that brings the probe into contact with the electrode pads of each chip on the wafer. The probe is electrically connected to the terminal of the test head, and power and test signals are supplied from the test head to each chip via the probe, and the output signal from each chip is detected by the test head to see if it operates normally. To 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, wafers are being made larger and further miniaturized (integrated) in order to reduce manufacturing costs, and the number of chips formed on one wafer is extremely large. ing. Along with this, the time required for inspecting one wafer with a prober has become longer, and improvement in throughput is required. Therefore, in order to improve the throughput, multiprobing is performed in which a large number of probes are provided so that a plurality of chips can be inspected at the same time. In recent years, the number of chips to be inspected at the same time has been increasing, and attempts have been made to inspect all the chips on the wafer at the same time. Therefore, the tolerance for alignment of the electrode pad and the probe in contact with each other is small, and it is required to improve the positioning accuracy of 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, the simplest way to increase the throughput is to increase the number of probers, but increasing the number of probers causes a problem that the installation area of the probers on the production line also increases. In addition, if the number of probers is increased, the equipment cost will increase accordingly. Therefore, it is required to increase the throughput by suppressing the increase in the installation area and the increase in the equipment 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。 Against this background, for example, Patent Document 1 proposes a test apparatus (multi-stage prober) including a plurality of measuring units. In this test device, an alignment device that aligns the wafer and the probe card relative to each other is configured to be able to move between the measuring 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, in the test apparatus described in Patent Document 1, although space saving and cost reduction can be achieved by sharing the alignment apparatus in each measuring unit, 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 moving distance of the alignment device becomes long, the moving mechanism for moving the alignment device to each measurement unit and the support member (frame) to which the moving mechanism is attached are affected by the weight of the alignment device and its thermal expansion or contraction. As a result, distortion is likely to occur, which causes a decrease in the positional accuracy of the alignment device moved to each measurement unit. Therefore, it takes time to detect the positions of the electrode pads and probes on the wafer by using the imaging means, and as a result, the alignment operation takes time, and the throughput becomes 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は位置決め固定装置により位置決めして固定されるので、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 applicant of the present application has proposed a prober that improves the above problem in a multi-stage prober provided with a plurality of measuring units (see Patent Document 2). In this prober, the alignment device moved to each measurement unit is positioned and fixed by the positioning and fixing device, so that the throughput can be reduced by suppressing the increase in the installation area and the device cost while maintaining the accuracy of the moving position of the alignment device. Can be improved.
ところで、特許文献1及び特許文献2に記載される従来のプローバでは、アライメント装置にウエハチャックが着脱自在に支持された状態でウエハとプローブカードとの相対的な位置合わせが行われた後、アライメント装置からプローブカード側にウエハチャックの受け渡し動作が行われている。すなわち、アライメント装置の昇降機構(Z軸移動・回転部)によってウエハチャックをプローブカードに向かって上昇させた後、プローブカードとウエハチャックとの間に形成された内部空間を減圧することでウエハチャックがプローブカード側に吸着され、プローブカードの各プローブが所定圧でウエハの各チップの電極パッドに接触するように構成されている。 By the way, in the conventional probers described in Patent Document 1 and Patent Document 2, alignment is performed after the wafer and the probe card are relatively aligned in a state where the wafer chuck is detachably supported by the alignment device. The wafer chuck is delivered from the device to the probe card side. That is, after the wafer chuck is raised toward the probe card by the elevating mechanism (Z-axis moving / rotating portion) of the alignment device, the internal space formed between the probe card and the wafer chuck is depressurized to reduce the pressure of the wafer chuck. Is attracted to the probe card side, and each probe of the probe card is configured to come into contact with the electrode pad of each chip of the wafer at a predetermined pressure.
しかしながら、従来のプローバでは、ウエハレベル検査の終了後、ウエハチャックをプローブカード側からアライメント装置に受け渡すために、内部空間の真空破壊を行うことでウエハチャックをプローブカード側からリリース(離間)させる動作(リリース動作)が行われる。この場合、内部空間の真空破壊に要する時間が長くかかるため、ウエハチャックの傾きやプローブの長さ(針長さ)のばらつきにより、一部のプローブがウエハと接触している不安定状態が生じやすくなる。そして、このような不安定状態は、拘束力が小さくプローブとウエハとの位置関係がずれ易い状態であり、その箇所でウエハやプローブに損傷を与えてしまうおそれがある。 However, in the conventional prober, after the wafer level inspection is completed, the wafer chuck is released (separated) from the probe card side by vacuum breaking the internal space in order to deliver the wafer chuck from the probe card side to the alignment device. The operation (release operation) is performed. In this case, since it takes a long time to break the vacuum in the internal space, an unstable state occurs in which some probes are in contact with the wafer due to the inclination of the wafer chuck and the variation in the probe length (needle length). It will be easier. In such an unstable state, the binding force is small and the positional relationship between the probe and the wafer is likely to shift, and the wafer or the probe may be damaged at that location.
本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、ウエハやプローブを損傷することなく、ウエハチャックを安定してリリースすることができるプローバ及びプローブ検査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 an object of the present invention is to provide a prober and probe inspection method capable of stably releasing a wafer chuck without damaging a wafer or a probe.
上記課題を解決するために、本発明の第1の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、ウエハチャックに対向する面に複数のプローブを有するプローブカードと、ウエハチャックとプローブカードとの間に内部空間を形成する環状のシール部材と、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昇降させる機械的昇降手段と、内部空間に負圧を付与することによりウエハチャックをプローブカード側に吸着保持する負圧付与手段と、内部空間と外部空間との間を連通する連通路であって、内部空間を非密閉状態に切り替えたときに、プローブカード側からウエハチャックを目標リリース速度でリリースするために必要なエアの流量を確保可能な有効断面積を有する連通路と、連通路に取り付けられ、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シャッタ手段とを備える。 In order to solve the above problems, the prober according to the first aspect of the present invention includes a wafer chuck for holding a wafer, a probe card having a plurality of probes on a surface facing the wafer chuck, and a wafer chuck and a probe card. An annular seal member that forms an internal space between the two, and a mechanical elevating means that has a wafer chuck fixing portion that detachably fixes the wafer chuck and raises and lowers the wafer chuck fixed to the wafer chuck fixing portion, and the inside. A negative pressure applying means that attracts and holds the wafer chuck to the probe card side by applying a negative pressure to the space, and a communication passage that communicates between the internal space and the external space, and switches the internal space to a non-sealed state. At that time, a communication path having an effective cross-sectional area that can secure the flow rate of air required to release the wafer chuck from the probe card side at the target release speed, and a communication path attached to the communication passage to make the internal space unsealed. It is provided with a shutter means that can be selectively switched between a closed state and a closed state.
本発明の第2の態様に係るプローバは、第1の態様において、プローブカード側からウエハチャックをリリースするときに、シャッタ手段を制御して、内部空間を非密閉状態から密閉状態に切り替えるシャッタ制御手段をさらに備える。 In the first aspect, the prober according to the second aspect of the present invention controls the shutter means when the wafer chuck is released from the probe card side to switch the internal space from the non-sealed state to the closed state. Further provide means.
本発明の第3の態様に係るプローブ検査方法は、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に負圧を付与することにより、ウエハチャックをプローブカード側に吸着保持して、ウエハチャックに保持されたウエハの検査を行うプローブ検査方法であって、プローブカード側からウエハチャックをリリースするときに、内部空間と外部空間との間を連通する連通路をシャッタ手段により開放し、内部空間を非密閉状態にする工程を備え、連通路は、内部空間を非密閉状態に切り替えたときに、プローブカード側からウエハチャックを目標リリース速度でリリースするために必要なエアの流量を確保可能な有効断面積を有する。 In the probe inspection method according to the third aspect of the present invention, the wafer chuck is attracted and held on the probe card side by applying a negative pressure to the internal space formed between the wafer chuck and the probe card, and the wafer is wafer. This is a probe inspection method that inspects the wafer held by the chuck. When the wafer chuck is released from the probe card side, the communication path communicating between the internal space and the external space is opened by the shutter means, and the inside is opened. Equipped with a process to make the space unsealed, the communication passage can secure the flow rate of air required to release the wafer chuck from the probe card side at the target release speed when the internal space is switched to the unsealed state. Has an effective cross-sectional area.
本発明によれば、ウエハ及びプローブを損傷することなく、ウエハチャックを安定してリリースすることができる。 According to the present invention, the wafer chuck can be stably released without damaging the wafer and the probe.
以下、添付図面に従って本発明に係るプローバ及びプローブ検査方法の実施の形態について説明する。 Hereinafter, embodiments of the prober and probe inspection method according to the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
(第1の実施形態)
図1及び図2は、第1の実施形態に係るプローバ10の全体構成を示した外観図と平面図である。
(First Embodiment)
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、本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、操作パネル22、後述する制御装置(図8参照)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。
The
ローダ部14は、カード(プローブカード32)が載置されるカードストッカ20を有する。図1に示す例では、測定部16とカードストッカ20は、X方向に同数かつ同ピッチ(同一の間隔)で配置されている。
The
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(Z方向周り)に回転可能に構成されている。
The
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孔が設けられており、搬送アーム26は、この吸着孔でウエハ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に戻される。
Further, the
図3は、本発明の実施形態に係るプローバにおける測定ユニットの構成を示した概略図である。図4は、図3に示した測定ユニットにおける測定部の構成を示した概略図である。 FIG. 3 is a schematic view showing the configuration of a measurement unit in the prober according to the embodiment of the present invention. FIG. 4 is a schematic view showing the configuration of the measuring unit in the measuring unit shown in FIG.
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。
As shown in FIG. 3, the measuring
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
各測定部16は、いずれも同一の構成を有しており、図4に示すように、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とを備えている。また、各測定部16には、それぞれ、図示しないテストヘッドが設けられている。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。
Each measuring
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が着脱自在に装着固定される。ヘッドステージ30に装着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、カンチレバー又は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、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(コンタクト位置)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、ウエハWを真空吸着して固定する。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はウエハ吸着用電磁弁制御部110(図8参照)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リング状シール部材(チャックシールゴム)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に向かって移動(上昇)させたときに、リング状シール部材48がヘッドステージ30の下面に接触することで、ウエハチャック34、プローブカード32、及びリング状シール部材48により囲まれた内部空間R(図10参照)が形成される。なお、リング状シール部材48は本発明の環状のシール部材の一例である。
An elastic ring-shaped seal member (chuck seal rubber) 48 formed so as to surround the wafer W held on the
ヘッドステージ30には、プローブカード32とウエハチャック34との間に形成された内部空間Rに負圧を付与するための圧力供給口50が設けられている。圧力供給口50は、ヘッドステージ30の下面に設けられ、内部空間Rに開口している。また、圧力供給口50は、ヘッドステージ30の内部に形成された供給路52の一端(図4の下端)に形成されており、供給路52の他端(図4の上端)は配管60の一端に接続されている。すなわち、配管60は供給路52及び圧力供給口50を介して内部空間Rに連通している。配管60の他端は減圧用レギュレータ(真空電空レギュレータ)54を介して吸引装置44(真空ポンプ)に接続されている。
The
吸引装置44は、配管60を介して内部空間R内の空気を排出することにより、内部空間Rを減圧して、大気圧よりも低い圧力である負圧にすることができる。減圧用レギュレータ54は大気圧から例えば−100kPa(ゲージ圧)までの任意の圧力(負圧)に設定可能であり、減圧用レギュレータ54を使用して真空度を下げる(負圧を小さく)する場合は、所定の圧力になるまで吸気口54aから内部空間Rへ空気が流入する。なお、吸引装置44及び減圧用レギュレータ54は本発明の負圧付与手段の一例である。
The
ウエハチャック34には、内部空間R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。
The
さらに、ヘッドステージ30には、内部空間Rが外部空間と連通した連通状態(非密閉状態)と内部空間Rが外部空間と連通しない非連通状態(密閉状態)との間で選択的に切替可能なシャッタ手段58が設けられている。
Further, the
シャッタ手段58は、エアシリンダ機構300と、開閉弁302とから構成され、エアシリンダ機構300によって、連通路56を閉鎖した閉鎖位置と連通路56を開放した開放位置との間で開閉弁302を進退移動させることで連通路56の開閉を行う。すなわち、エアシリンダ機構300によるシャッタ手段58の進退移動に伴い、内部空間Rは非連通状態と連通状態との間で選択的に切り替えられる。
The shutter means 58 is composed of an
エアシリンダ機構300は、開閉弁302を水平方向に進退移動させるものであり、シリンダ304と、シリンダ304の内部に収納されたピストン306と、ピストン306に固着したピストンロッド308とを備えて構成されている。シリンダ304は、気体供給路を介してエアシリンダ駆動装置310に接続されており、エアシリンダ駆動装置310から供給された気体により、ピストン306及びピストンロッド308が進退移動する。開閉弁302は、ピストンロッド308の先端に取り付けられており、ピストン306及びピストンロッド308の進退移動に応じて、連通路56を開放する開放位置と連通路56を遮断する遮断位置との間で進退移動可能に構成される。開閉弁302が開放位置に移動した場合には連通路56は開放状態となり、内部空間Rは連通路56を介して外部空間と連通した連通状態となる。一方、開閉弁302が遮断位置に移動した場合には連通路56は遮断状態となり、内部空間Rは外部空間と連通しない非連通状態となる。なお、シャッタ手段58(エアシリンダ機構300)は後述するシャッタ制御部116(図7参照)により制御される。
The
このように本実施形態によれば、シャッタ手段58をヘッドステージ30に設けたので、ウエハチャック34には放熱要素となるシャッタ手段58の構成部品が設けられることがなく、ウエハチャック34の温度分布に与える影響をなくすことができる。また、ウエハチャック34の温度分布に与える影響がなくなることによって、ウエハチャック34のウエハ保持面34aの平面度が向上する。これにより、ウエハWとプローブカード32との平行度をより高くでき、ウエハレベル検査を高精度に行うことが可能となる。また、ウエハチャック34に搭載する部品を少なくすることができるので、ウエハチャック34の重量バランスをとりやすくなる。その結果、ウエハチャック34の重量バランスを崩すことなく、真空吸着方式によるコンタクト動作及びリリース動作を安定して行うことが可能となる。なお、シャッタ手段58は、ウエハチャック34側に設けることも可能である。
As described above, according to the present embodiment, since the shutter means 58 is provided on 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及びシャッタ手段58により内部空間Rを外部空間と連通した連通状態(非密閉状態)と非連通状態(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。この構成によれば、ウエハチャック34には放熱要素となる連通路及びシャッタ手段が設けられないので、ウエハチャック34の温度分布に与える影響を少なくすることができる。また、ウエハチャック34の温度分布に与える影響が少なくなることによって、ウエハチャック34のウエハ保持面34aの平面度が向上する。これにより、ウエハWとプローブカード32との平行度をより高くでき、ウエハレベル検査を高精度に行うことが可能となる。また、本実施形態の構成に比べてウエハチャック34に搭載する部品を少なくすることができるので、ウエハチャック34の重量バランスをとりやすくなる。その結果、ウエハチャック34のコンタクト動作やリリース動作において、ウエハチャック34の重量バランスを崩すことなく安定した状態でウエハチャック34の受け渡しを行うことが可能となる。
In the present embodiment, as an example, a communication state (non-sealed state) and a non-communication state (sealed state) in which the internal space R is communicated with the external space 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。
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及びθ方向に移動することで、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軸方向に移動すると共にZ軸を回転中心として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軸方向に移動するX軸移動台74と、X軸移動台74を支持してY軸方向に移動する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又は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。
The Z-axis moving / rotating
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軸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8参照)と、ウエハチャック34のZ軸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又はリニアスケール等)(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7参照)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8参照)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8参照)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。
Further, the Z-axis moving / rotating
X軸移動台74は、ウエハチャック34をX軸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8参照)と、ウエハチャック34のX軸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8参照)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 includes an X-axis drive motor 118 (for example, a stepping motor, a servomotor, a linear motor, etc.) for moving the
Y軸移動台76は、ウエハチャック34をY軸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8参照)と、ウエハチャック34のY軸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8参照)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 includes a Y-axis drive motor 120 (for example, a stepping motor, a servomotor, 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及びθ方向に移動させて、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は、ボールネジ駆動機構、リニアモータ駆動機構又は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リング状シール部材(Z軸シールゴム)78が設けられる。また、ウエハチャック支持面72aのリング状シール部材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は後述するチャック固定用電磁弁制御部112(図8参照)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。
A ring-shaped seal member (Z-axis seal rubber) 78 having elasticity formed in an annular shape along the outer circumference is provided on the wafer
Z軸移動・回転部72のウエハチャック支持面72aのリング状シール部材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、図5に示すように、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方向及び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。なお、図5は、位置決めピン88とVブロック90との対応関係を示した図である。図5では、図面を簡略化するため、位置決めピン88及びVブロック90以外の構成については図示を省略している。
A
なお、本実施形態では、アライメント装置70は、ウエハチャック34を真空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 the present embodiment, the
図6は、ウエハチャックを示した平面図であり、図7は、シャッタ手段を拡大して示した平面図である。 FIG. 6 is a plan view showing the wafer chuck, and FIG. 7 is an enlarged plan view of the shutter means.
図6に示すように、ウエハチャック34には、シャッタ手段58が4つ取り付けられている。シャッタ手段58は、ウエハチャック34、プローブカード32及びリング状シール部材48により囲まれた内部空間Rと外部空間との間を連通する連通路56に対応して設けられている。連通路56は、プローバ10のプローブカード32のクリーニング時等に排気のために使用される。
As shown in FIG. 6, four shutter means 58 are attached to the
図7に示すように、シャッタ手段58は、駆動部300を含んでいる。駆動部300は、例えば、エアシリンダを含んでおり、ピストン306及びピストンロッド308をその長さ方向に移動させる。駆動部300としては、例えば、モータ又はリニアモータを含むものを用いることも可能である。なお、図4等では、シャッタ手段58を簡略化して示している。
As shown in FIG. 7, the shutter means 58 includes a
図中の符号56Aは、シール用部品(例えば、ゴムパッキン等)である。シール用部品56Aは、開閉弁302(図4参照)の先端部に取り付けられており、開閉弁302を移動させて連通路56を閉塞する時には、シール用部品56Aが連通路56の開口部に当接することにより気密性を確保する。
シール用部品56Aが連通路56の開口部に当接すると、シール用部品56Aにより連通路56が閉塞されて内部空間Rが外部空間と遮断される。一方、シール用部品56Aが連通路56の開口部から離れると、連通路56が開放されて内部空間Rが外部空間とが連通する。これにより、内部空間Rの開放と遮断とを切り替えることができる。
When the
なお、図7の符号50Aは、供給路52と配管60とを接続する接続部である。
図8は、本発明の実施形態に係るプローバの制御装置の構成を示した機能ブロック図である。 FIG. 8 is a functional block diagram showing a configuration of a prober control device according to an embodiment of the present invention.
図8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、ウエハ吸着用電磁弁制御部110、チャック固定用電磁弁制御部112、圧力制御部115、シャッタ制御部116等を備えている。
As shown in FIG. 8, 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、ウエハチャック34をプローブカード32側に吸着保持するコンタクト動作やウエハチャック34をプローブカード32側からリリース(離間)するリリース動作の制御を行う。また、全体制御部100は、これらの動作の他に、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、コンタクト動作及びリリース動作以外の制御については、本発明の特徴的部分ではないため、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軸方向に移動させることにより、ウエハチャック34をX軸方向に移動させる。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軸方向に移動させることにより、ウエハチャック34をY軸方向に移動させる。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軸方向に移動させる。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
ウエハ吸着用電磁弁制御部110は、ウエハ吸着用電磁弁46のON/OFF(開/閉)を制御することで、吸引口40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/非固定を選択的に切り替える。
The wafer suction solenoid
チャック固定用電磁弁制御部112は、チャック固定用電磁弁84のON/OFF(開/閉)を制御することで、吸引口80による吸引圧を調整し、Z軸移動・回転部72に対するウエハチャック34の固定/非固定を選択的に切り替える。
The chuck fixing solenoid
圧力制御部115は、減圧用レギュレータ54の動作を制御することで、内部空間Rの内部圧力を大気圧よりも低い負圧に設定する。
The
シャッタ制御部116は、シャッタ手段58の開閉を制御することで、内部空間Rと外部空間との間を連通する連通路56の開放/遮断を選択的に切り替える。ここで、シャッタ制御部116は、シャッタ制御手段として機能する。
The
次に、第1の実施形態に係るプローバ10におけるコンタクト動作(プローブ検査方法の一例)について、図9〜図11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 (an example of the probe inspection method) in the
図9は、第1の実施形態に係るプローバ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10は、第1の実施形態に係るプローバにおけるコンタクト動作を説明するための図である。図11は、第1の実施形態に係るプローバ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11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11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軸方向の位置(高さ位置)を示している。また、図11における「チャック高さ」とは、プローブ36の先端位置(コンタクト位置)を基準位置(0点位置)としたときのウエハチャック34の高さ位置(具体的には、ウエハ保持面34aのZ軸方向の位置)を示している。
FIG. 9 is a flowchart showing a contact operation in the prober according to the first embodiment. FIG. 10 is a diagram for explaining a contact operation in the prober according to the first embodiment. FIG. 11 is a timing chart showing the contact operation in the prober according to the first embodiment. The time width of the timing chart shown in FIG. 11 is expressed for simplification of the drawing, and is different from the actual time. Further, the “Z-axis height” in FIG. 11 indicates a position (height position) of the wafer
(事前動作)
コンタクト動作の事前動作について説明する。
(Preliminary operation)
The 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 preliminary operation of the contact operation, the
(ステップS10:ウエハチャック固定工程)
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、図10(A)に示すように、チャック固定用電磁弁制御部112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(図11の時間T1)。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。
(Step S10: Wafer chuck fixing step)
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、ウエハ吸着用電磁弁制御部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(図11の時間T2)。
After that, when the wafer W is supplied (loaded) to the
(ステップS12:アライメント工程)
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。
(Step S12: Alignment step)
Next, the X-axis
(ステップS14:シャッタ開工程)
次に、図10(A)に示すように、シャッタ制御部116は、シャッタ手段58を開いて連通路56を開放する(図11の時間T3)。
(Step S14: Shutter opening step)
Next, as shown in FIG. 10A, the
なお、シャッタ開工程は、少なくとも、後述するZ軸上昇工程においてリング状シール部材48がヘッドステージ30に接触した状態(図10(B)参照)になる前に実行されていればよい。例えば、シャッタ開工程は、ウエハチャック固定工程とアライメント工程との間に行われてもよいし、ウエハチャック固定工程よりも先に行われていてもよい。また、シャッタ開工程は、ウエハチャック固定工程又はアライメント工程と同時に行われてもよい。
The shutter opening step may be executed at least before the ring-shaped
(ステップS16:Z軸上昇工程)
次に、図10(B)及び(C)に示すように、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11の時間T4〜T5)。具体的には、ウエハチャック34が所定の高さ位置(待機位置)からリング状シール部材48がヘッドステージ30に接触する高さ位置まで移動するようにウエハチャック34を上昇させ(図10(B)参照)、さらに、少なくともプローブ36の先端位置(コンタクト位置)よりも高い位置までウエハチャック34を上昇させる(図10(C)参照)。これにより、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。
(Step S16: Z-axis ascending step)
Next, as shown in FIGS. 10B and 10C, the Z-axis
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を上昇させる高さとしては、プローブ36の先端位置(コンタクト位置)からプローブカード32の適正オーバードライブ量(適正OD位置)に対して30〜70%の高さ位置である。もしくは、ウエハチャック34を上昇させる高さは、適正オーバードライブ量に対して0〜70%の高さ位置である。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。
In the Z-axis raising step, the height at which the
(ステップS18:シャッタ閉工程)
次に、図10(D)に示すように、シャッタ制御部116は、シャッタ手段58を閉じて連通路56を遮断する(図11の時間T6)。これにより、リング状シール部材48によりウエハチャック34とプローブカード32との間に形成された内部空間Rは外部空間と連通しない非連通状態(密閉状態)となる。
(Step S18: Shutter closing step)
Next, as shown in FIG. 10 (D), the
(ステップS20:減圧工程)
次に、図10(D)に示すように、圧力制御部115は、減圧用レギュレータ54の動作を制御して内部空間Rの減圧を開始する(図11の時間T7)。このとき、圧力制御部115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(適正OD位置)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内部空間Rの内部圧力を調整する。内部空間R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、リング状シール部材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内部空間Rの目標圧力として求められる。但し、ウエハチャック34の重量とリング状シール部材48とを潰すことによる反力分を加味して内部空間Rの目標圧力を設定することが必要である。なお、減圧工程は本発明の負圧付与工程の一例である。
(Step S20: decompression step)
Next, as shown in FIG. 10D, the
なお、ステップS20では、目標圧力を設定するようにしたが、本発明はこれに限定されない。例えば、ウエハチャック34とヘッドステージ30との間の相対的な高さを検出するセンサを用いて、オーバードライブ量を測定しながら適正オーバードライブ量までフィードバック制御を行ってもよい。
In step S20, the target pressure is set, but the present invention is not limited to this. For example, a sensor that detects the relative height between the
(ステップS22:判断工程)
次に、圧力制御部115は、内部空間Rの内部圧力(圧力値P1)が減圧用レギュレータ54による設定圧力(圧力値P2)に到達したか否かを判断する。この判断は内部圧力(圧力値P1)が設定圧力(圧力値P2)に到達するまで繰り返し行われ、設定圧力(圧力値P2)に到達した場合には次のステップS24に進む。これにより、内部空間Rの内部圧力が設定圧力で安定したところで、後述するウエハチャック固定解除工程(ステップS24)が行われる。なお、内部空間R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内部空間Rの内部圧力を直接検出してもよいし、減圧用レギュレータ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。
(Step S22: Judgment step)
Next, the
(ステップS24:ウエハチャック固定解除工程)
次に、チャック固定用電磁弁制御部112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11の時間T9)。
(Step S24: Wafer chuck fixing release step)
Next, the chuck fixing solenoid
このとき、減圧用レギュレータ54により内部空間Rの内部圧力は設定圧力に調節されているので、Z軸移動・回転部72によるウエハチャック34の固定が解除されると、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側に引き寄せられる(図11のT9〜T10)。これにより、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に影響されることなく、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とが所定の接触圧で確実に接触する。
At this time, since the internal pressure of the internal space R is adjusted to the set pressure by the
このように本実施形態では、内部空間Rの減圧が開始された後にウエハチャック34の固定がウエハチャック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できる。
As described above, in the present embodiment, 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、内部空間R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の急激な移動に伴う異常振動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。
Further, in the present embodiment, since the
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 this embodiment, as an example, a
(ステップS26:Z軸下降工程)
次に、図10(E)に示すように、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(待機位置)まで下降させる(図11の時間T11〜T12)。
(Step S26: Z-axis lowering step)
Next, as shown in FIG. 10 (E), 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
以上により、第1の実施形態に係るプローバ10におけるコンタクト動作が終了する。
As a result, the contact operation in 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(プローブ検査方法の一例)について、図12〜図14を参照して説明する。
Next, the release operation (an example of the probe inspection method) performed after the wafer level inspection is completed in the
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フローチャートである。図13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14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. 12 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13(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14の時間T1〜T2)。
(Step S30: Z-axis ascending step)
First, the Z-axis
なお、Z軸移動・回転部72がチャック受け取り高さまで上昇し、かつウエハチャック34がリリース位置に移動したときのウエハチャック34とZ軸移動・回転部72との位置関係としては、図13(A)に示すように、位置決めピン88がVブロック(位置決め溝)90に嵌合しない状態であり、かつリング状シール部材78がウエハチャック34の下面に接触する状態であることが好ましい。後述するチャックリリース工程が行われる前に、リング状シール部材78をウエハチャック34の下面に接触させておくことで、ウエハチャック34のリリース時の衝撃をリング状シール部材78で効果的に吸収することが可能となる。
The positional relationship between the
(ステップS32:チャックリリース工程)
次に、シャッタ制御部116は、シャッタ手段58を制御して連通路56を開放する。これにより、外部空間から内部空間Rにエアが流入して内部空間Rの圧力が上昇し、ウエハチャック34がリリースされる(図14の時間T4)。
(Step S32: Chuck release process)
Next, the
本実施形態において、ウエハW及びプローブ36を損傷させないためには、ウエハチャック34が不安定状態でいる時間を極力短くすることが必要であり、そのためにはウエハチャック34のリリース速度が内部空間Rを大気開放または微小加圧により真空破壊する場合に比べて十分に速いことが望ましい。そのため、目標リリース速度は、プローブカード32やプローブ36、ウエハWの種類等により異なるが、一例として10mm/sec以上とするのが好適であることが実験により確かめられている。
In the present embodiment, in order not to damage the wafer W and the
本実施形態では、プローブカード32側からウエハチャック34が予め設定した目標リリース速度でリリースされるように、連通路56の有効断面積が調整されている。以下に、連通路56の有効断面積の計算方法について説明する。
In the present embodiment, the effective cross-sectional area of the
ウエハチャック34をリリースするときの移動距離をy(mm)、ウエハチャック34をリリースするときの速度をv(mm/sec)、リング状シール部材48により囲まれる領域の面積(以下、シール面積という。)をA(mm2)、プローブカード32からウエハチャック34に加えられる荷重をF(kgf)(適正OD位置)、ウエハチャック34の重量をm(kgf)、温度をt(℃)(最高使用温度)とする。
The moving distance when releasing the
すると、ウエハチャック34をリリースするときの内部空間Rにおける容積の変化量はA×y(mm3)、ウエハチャック34をリリースするために要する時間はy/v(sec)で表される。なお、ここでは、ウエハチャック34をリリースするときの速度vに到達するまでの加速度については考慮しないものとする。
Then, the amount of change in volume in the internal space R when the
ウエハチャック34をリリースするときに、ウエハチャック34、プローブカード32及びリング状シール部材48により囲まれた内部空間Rに流れ込むエアの単位時間当たりの流量(最大流量)Qは、下記の式(1)により求められる。
When the
一方、ウエハチャック34の吸着圧力Pは、下記の式(2)により求められる。ここで、gは、重力加速度である。
On the other hand, the suction pressure P of the
P=−(F+m)×g/A (MPa) …(2)
外部空間から内部空間Rに至るエアの流れがどの場所でも音速よりも小さい亜音速流れであるとした場合、連通路56の有効断面積Sは、下記の式(3)により求められる。
P =-(F + m) x g / A (MPa) ... (2)
Assuming that the air flow from the external space to the internal space R is a subsonic flow smaller than the speed of sound at any place, the effective cross-sectional area S of the
一例として、y=400μm、v=10mm/sec、A=106940mm2、F=20kgf(適正OD位置から100μmの位置における値)、m=10kgf、t=150℃とすると、S=20mm2となる。したがって、この場合に、v≧10mm/secとするために、必要な有効断面積Sは、S≧20mm2となる。
As an example, if y = 400 μm, v = 10 mm / sec, A = 106940 mm 2 , F = 20 kgf (value at a
上記の条件の下で、チャックリリース速度と必要な有効断面積の関係は図15に示したグラフのようになる。図15に示すように、ウエハチャック34のリリース速度と連通路56の有効断面積との間には、例えば一定の相関関係(比例関係)がある。これらの関係(リリース速度‐有効断面積特性)は予め実験により求めることができる。したがって、予め求めたリリース速度‐有効断面積特性を用いて目標リリース速度から連通路56の有効断面積Sを求めることができる。なお、リリース速度‐有効断面積特性は、個々のプローバにより異なるものであり、プローバ毎に求めておくことが好ましい。
Under the above conditions, the relationship between the chuck release speed and the required effective cross-sectional area is as shown in the graph shown in FIG. As shown in FIG. 15, there is, for example, a certain correlation (proportional relationship) between the release speed of the
なお、図6に示す例では、ウエハチャック34の周縁部に並列に4つ設けられている。この場合、合成有効断面積Sは、各連通路56の有効断面積Si(i=1〜n、n=4)とすると、下記の式(4)により求められる。
In the example shown in FIG. 6, four are provided in parallel on the peripheral edge of the
S=S1+S2+…+Sn …(4)
ここで、各連通路56の有効断面積Siは等しくすることが好ましい。なお、有効断面積Siを等しくすることは必須ではない。内部空間R内の圧力分布に起因して、リリース時にウエハチャック34に傾きが生じないようにするためには、例えば、各連通路56のウエハチャック34の中心に対して対向する位置にある連通路56の有効断面積Siが互いに等しくなるようにすればよい。すなわち、ウエハチャック34の中心に対して点対称の位置にある連通路56の有効断面積Siが等しくなるようにしてもよい。
S = S 1 + S 2 + ... + Sn ... (4)
Here, the effective cross-sectional area S i of each
これにより、十分に速いリリース速度でプローブカード32側からウエハチャック34がリリースされる。そして、プローブカード32側からリリース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。
As a result, the
ウエハチャック34のリリースが行われた後、チャック固定用電磁弁制御部112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14の時間T5)。なお、吸引口80による吸引(負圧の付与)はウエハチャック34をリリースする前に開始されていてもよい。ウエハチャック34のリリースが行われる前にアライメント装置70とウエハチャック34との間の空間を大気圧よりも低い負圧にしておくことで、ウエハチャック34のリリース速度を向上させる効果が得られる。
After the
(ステップS34: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13(C)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を所定の高さ位置(待機高さ位置)に変更する(図14の時間T6〜T7)。ステップS34では、シャッタ手段58により連通路56を閉塞するようにしてもよい。
(Step S34: Z-axis lowering step)
Next, the Z-axis
以上により、第1の実施形態に係るプローバ10におけるリリース動作が終了する。
As described above, the release operation in the
次に、第1の実施形態の効果について説明する。 Next, the effect of the first embodiment will be described.
第1の実施形態におけるリリース動作では、圧力制御部115によって、プローブカード32側からウエハチャック34が目標リリース速度でリリースされるように、連通路56の有効断面積が調整されている。これにより、内部空間Rを大気開放又は微小加圧により真空破壊する場合に比べて十分に速いリリース速度でプローブカード32側からウエハチャック34がリリースされる。その結果、ウエハチャック34が不安定状態でいる時間をなくすことができ、ウエハWやプローブ36の損傷を防止することが可能となる。
In the release operation in the first embodiment, the
また、第1の実施形態におけるコンタクト動作では、Z軸移動・回転部72によりウエハチャック34を上下(Z方向)に移動させることによって、ウエハW上の電極パッドとプローブ36とをオーバードライブの状態で接触させる動作が行われる。この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)を含む機械的駆動機構により構成されるため、ウエハチャック34の移動距離や移動速度等を精度よく調整することが可能である。また、Z軸移動・回転部72は、従来技術のように真空吸着方式によるコンタクト動作に比べて十分に速い移動速度でウエハチャック34を移動させることができる。したがって、ウエハW上の電極パッドとプローブ36とを接触させる際に、電極パッド上の酸化膜(絶縁体)をプローブ36の接触によって除去することが可能となり、ウエハWにダメージを与えない状態で、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 contact operation in the first embodiment, the electrode pad and the
また、第1の実施形態では、内部空間Rの減圧を開始するタイミング(第1タイミング;図11の時間T7)よりも遅いタイミング(第2タイミング;図11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、ウエハチャック受け渡し動作を安定して行うことができる。なお、上記制御は、本発明のタイミング制御手段として機能する全体制御部100の制御の下、圧力制御部115とチャック固定用電磁弁制御部112とが連携して制御することによって実現される。
Further, in the first embodiment, the Z-axis movement / rotation occurs at a timing (second timing; time T9 in FIG. 11) later than the timing (first timing; time T7 in FIG. 11) at which the decompression of the internal space R is started. Since the
また、第1の実施形態では、少なくともウエハチャック34のリング状シール部材48がヘッドステージ30に接触した状態(図10(B)参照)となる前にシャッタ開工程(ステップS12)が行われる。すなわち、Z軸上昇工程(ステップS14)において、リング状シール部材48がヘッドステージ30に接触した状態(図10(B)参照)からさらにウエハチャック34を上昇させた状態(図10(C)参照)となるまでの間は、内部空間Rは連通路56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。
Further, in the first embodiment, the shutter opening step (step S12) is performed at least before the ring-shaped sealing
ここで、内部空間R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の上昇に伴って内部空間R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
これに対し、第1の実施形態では、上述したように内部空間R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。
On the other hand, in the first embodiment, as described above, the
また、第1の実施形態では、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、チャック固定用電磁弁84をOFFした場合(大気開放時)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。
Further, in the first embodiment, since 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, the second embodiment will be described. Hereinafter, the parts common to the above-described embodiment will be omitted, and the characteristic parts of the present embodiment will be mainly described.
第1の実施形態におけるコンタクト動作では、内部空間Rの減圧を開始するタイミングよりも遅いタイミングでZ軸移動・回転部72によるウエハチャック34の固定が解除されるようになっているが、ウエハチャック34の固定が解除されると、ウエハチャック34がZ軸移動・回転部72から離脱し、ウエハチャック34はプローブカード32に向かって引き寄せられるように移動する。このとき、ウエハチャック34は、ウエハW上の電極パッドとプローブ36との接触圧(すなわち、プローブカード32の針圧)のみによって水平方向(X、Y方向)への移動が規制されるため、減圧工程が行われる際に、外部から振動等の外乱を受けると、ウエハチャック34に水平方向の位置ずれや傾きが生じやすく、ウエハチャック34が鉛直方向(Z方向)に沿って真っすぐ上昇しない可能性がある。
In the contact operation in the first embodiment, the
また、第1の実施形態におけるリリース動作においても同様な問題がある。すなわち、内部空間Rの加圧によってウエハチャック34がプローブカード32側からリリースされるとき、ウエハチャック34は、ウエハW上の電極パッドとプローブ36との接触圧(すなわち、プローブカード32の針圧)のみによって水平方向(X、Y方向)への移動が規制されるため、ウエハチャック34のリリースが行われる際に、外部から振動等の外乱を受けると、ウエハチャック34に水平方向の位置ずれや傾きが生じやすく、ウエハチャック34が鉛直方向(Z方向)に沿って真っすぐ下降しない可能性がある。
Further, there is a similar problem in the release operation in the first embodiment. That is, when the
そこで、第2の実施形態では、ウエハチャック34のコンタクト動作やリリース動作において、外乱に対する安定性を向上させるために、以下のような構成を備えている。
Therefore, in the second embodiment, in order to improve the stability against disturbance in the contact operation and the release operation of the
図16は、第2の実施形態に係るプローバ10の構成を示した概略図である。
FIG. 16 is a schematic view showing the configuration of the
第2の実施形態に係るプローバ10は、図16に示すように、ウエハチャック34のコンタクト動作やリリース動作において、外乱に対する安定性を向上させるための構成として、ウエハチャック34をZ方向(鉛直方向)に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はガイド手段の一例である。
As shown in FIG. 16, 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、ウエハチャック34のコンタクト動作やリリース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に真空吸着して固定することで、ウエハチャック34の水平方向の移動を規制しつつZ方向に平行に移動させるガイド機構として機能する。そのため、ウエハチャック34(チャックガイド保持部35)にはウエハチャック34の移動方向(Z方向)に直交する水平方向(X、Y方向)において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16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
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(水平方向)の移動が規制された状態でZ方向(鉛直方向)に移動可能に構成されたチャックガイド(ガイド軸部)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。
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を着脱自在に固定する固定部206を備えている。固定部206の上面にはリング状のシール部材(以下、「チャックガイドシールゴム」という。)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、図示しない吸引経路に接続される吸引口(不図示)と、固定部206とヘッドステージ30との間の距離(間隙)を一定に保つためのクリアランス保持部材210とが設けられている。クリアランス保持部材210は、固定部206とヘッドステージ30との間に一定の間隙を保つことができるものであれば、その形状は特に限定されるものではない。
The
次に、第2の実施形態に係るプローバ10におけるコンタクト動作(プローブ検査方法の一例)について説明する。図17は、第2の実施形態に係るプローバ10におけるコンタクト動作を説明するための図である。
Next, the contact operation (an example of the probe inspection method) in the
まず、第1の実施形態と同様にして、ウエハチャック固定工程、アライメント工程、シャッタ開工程が順次行われた後、Z軸上昇工程が行われる。 First, in the same manner as in the first embodiment, the wafer chuck fixing step, the alignment step, and the shutter opening step are sequentially performed, and then the Z-axis raising step is performed.
Z軸上昇工程では、Z軸移動・回転部72によりウエハチャック34がプローブカード32に向かって移動(上昇)し、これによって、図17(A)に示すように、プローブカード32の各プローブ36が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。また、このとき、チャックガイドシールゴム208は、ウエハチャック34のプローブカード32への移動に伴ってヘッドステージ30の下面に接触する。
In the Z-axis ascending step, the
次に、図示しない吸引口及び吸引経路を介して吸引装置44により、チャックガイドシールゴム208、ヘッドステージ30、及び固定部206の内部に形成された内部空間Qを減圧すると、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(図17(B)参照)。このとき、上述したクリアランス保持部材210によりヘッドステージ30との間に一定の間隙が確保されるので、チャックガイド204の固定部(吸着部)206による吸着し過ぎが抑制され、ヘッドステージ30に固定されたチャックガイド204の傾きを防止することができる。
Next, when the internal space Q formed inside the chuck
このようにしてチャックガイド204がヘッドステージ30に吸着固定された後、第1の実施形態と同様にして、シャッタ閉工程、減圧工程、判断工程が順次行われ、さらにウエハチャック固定解除工程が行われる。
After the
ウエハチャック固定解除工程では、Z軸移動・回転部72によるウエハチャック34の固定が解除されると、ウエハチャック34はZ軸移動・回転部72から離脱して内部空間R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。このとき、ヘッドステージ30に固定されたチャックガイド204によりウエハチャック34は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(図17(C)参照)。
In the wafer chuck fixing release step, when the
以上により、第2の実施形態に係るプローバ10におけるコンタクト動作が終了する。
As a result, the contact operation in the
次に、第2の実施形態に係るプローバ10におけるリリース動作(プローブ検査方法の一例)について説明する。図18は、第2の実施形態に係るプローバ10におけるリリース動作を説明するための図である。
Next, a release operation (an example of a probe inspection method) in the
まず、第1の実施形態と同様にして、Z軸上昇工程が行われた後、チャックリリース工程が行われる。 First, in the same manner as in the first embodiment, the Z-axis ascending step is performed, and then the chuck release step is performed.
チャックリリース工程では、シャッタ制御部116は、シャッタ手段58を制御して連通路56を開放する。これにより、外部空間から内部空間Rにエアが流入して内部空間Rの圧力が上昇し、ウエハチャック34が十分に速いリリース速度でプローブカード32側からリリースされる。このとき、図18(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して、Z軸移動・回転部72に支持される。
In the chuck release step, the
その後、チャック固定用電磁弁制御部112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。
After that, the chuck fixing solenoid
次に、チャックガイドリリース工程として、チャックガイドシールゴム208、ヘッドステージ30、及び固定部206の内部に形成された内部空間Qを大気開放又は微小加圧により真空破壊する。これにより、図18(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。
Next, as a chuck guide release step, the internal space Q formed inside the chuck
その後、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。
After that, the Z-axis
以上により、第2の実施形態に係るプローバ10におけるリリース動作が終了する。
As described above, the release operation in the
このように第2の実施形態によれば、チャックガイド204(固定部206)をヘッドステージ30に真空吸着により固定した状態でウエハチャック34をチャックガイド204に沿ってZ方向に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のコンタクト動作やリリース動作において、ウエハチャック34の受け渡しを行う際に、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、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。
As described above, according to the second embodiment, the chuck guide mechanism guides the
なお、第2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、真空吸着による固定方式を示したが、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。
In the second embodiment, as the fixing method of the
また、第2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。
Further, in the second embodiment, the
以上、本発明に係るプローバ及びプローブ検査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。 The prober and probe inspection methods according to the present invention have been described in detail above, but the present invention is not limited to the above examples, and various improvements and modifications may be made without departing from the gist of the present invention. Of course it is good.
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…カードストッカ、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、34a…ウエハ保持面、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…圧力供給口、52…供給路、54…減圧用レギュレータ、56…連通路、58…シャッタ手段、60…配管、70…アライメント装置、72…Z軸移動・回転部、72a…ウエハチャック支持面、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…ウエハ吸着用電磁弁制御部、112…チャック固定用電磁弁制御部、115…圧力制御部、116…シャッタ制御部、118…X軸駆動モータ、120…Y軸駆動モータ、122…Z軸駆動モータ、124…回転駆動モータ、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…クリアランス保持部材、300…エアシリンダ機構、302…開閉弁、304…シリンダ、306…ピストン、308…ピストンロッド、310…エアシリンダ駆動装置、W…ウエハ、R…内部空間、Q…内部空間 10 ... prober, 12 ... measurement unit, 14 ... loader unit, 16 ... measurement unit, 18 ... load port, 20 ... card stocker, 22 ... operation panel, 24 ... transfer unit, 26 ... transfer arm, 30 ... head stage, 32 ... Probe card, 34 ... Wafer chuck, 34a ... Wafer holding surface, 36 ... Probe, 40 ... Suction port, 42 ... Suction path, 44 ... Suction device, 46 ... Wafer suction electromagnetic valve, 48 ... Ring-shaped seal member, 50 ... Pressure supply port, 52 ... Supply path, 54 ... Decompression regulator, 56 ... Communication path, 58 ... Shutter means, 60 ... Piston, 70 ... Alignment device, 72 ... Z-axis moving / rotating part, 72a ... Wafer chuck support surface , 74 ... X-axis moving table, 76 ... Y-axis moving table, 78 ... Ring-shaped seal member, 80 ... Suction port, 82 ... Suction path, 84 ... Chuck fixing electromagnetic valve, 86 ... Squeeze valve, 88 ... Positioning pin, 90 ... V block, 100 ... Overall control unit, 102 ... X-axis movement control unit, 104 ... Y-axis movement control unit, 106 ... Z-axis movement control unit, 108 ... θ rotation control unit, 110 ... Electromagnetic valve control for wafer adsorption Unit, 112 ... Chuck fixing electromagnetic valve control unit, 115 ... Pressure control unit, 116 ... Shutter control unit, 118 ... X-axis drive motor, 120 ... Y-axis drive motor, 122 ... Z-axis drive motor, 124 ... Rotary drive motor , 200 ... Chuck guide mechanism, 202 ... Bearing part, 204 ... Chuck guide, 206 ... Fixed part, 208 ... Chuck guide seal rubber, 210 ... Clearance holding member, 300 ... Air cylinder mechanism, 302 ... Open / close valve, 304 ... Cylinder, 306 ... Piston, 308 ... Piston rod, 310 ... Air cylinder drive, W ... Wafer, R ... Internal space, Q ... Internal space
Claims (3)
前記ウエハチャックに対向する面に複数のプローブを有するプローブカードと、
前記ウエハチャックと前記プローブカードとの間に内部空間を形成する環状のシール部材と、
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昇降させる機械的昇降手段と、
前記内部空間に負圧を付与することにより前記ウエハチャックを前記プローブカード側に吸着保持する負圧付与手段と、
前記内部空間と外部空間との間を連通する連通路であって、前記内部空間を非密閉状態に切り替えたときに、前記プローブカード側から前記ウエハチャックを目標リリース速度でリリースするために必要なエアの流量を確保可能な有効断面積を有する連通路と、
前記連通路に取り付けられ、前記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シャッタ手段と、
を備えるプローバ。 A wafer chuck that holds the wafer and
A probe card having a plurality of probes on the surface facing the wafer chuck, and
An annular sealing member forming an internal space between the wafer chuck and the probe card,
A mechanical elevating means for raising and lowering the wafer chuck fixed to the wafer chuck fixing portion and having a wafer chuck fixing portion for detachably fixing the wafer chuck.
A negative pressure applying means that attracts and holds the wafer chuck to the probe card side by applying a negative pressure to the internal space.
It is a communication passage that communicates between the internal space and the external space, and is necessary for releasing the wafer chuck from the probe card side at a target release speed when the internal space is switched to the non-sealed state. A continuous passage with an effective cross-sectional area that can secure the flow rate of air,
A shutter means attached to the communication passage and capable of selectively switching the internal space between a non-sealed state and a closed state,
Prober with.
請求項1記載のプローバ。 The prober according to claim 1, further comprising a shutter control means for controlling the shutter means to switch the internal space from a non-sealed state to a closed state when the wafer chuck is released from the probe card side.
前記プローブカード側から前記ウエハチャックをリリースするときに、前記内部空間と外部空間との間を連通する連通路をシャッタ手段により開放し、前記内部空間を非密閉状態にする工程を備え、
前記連通路は、前記内部空間を非密閉状態に切り替えたときに、前記プローブカード側から前記ウエハチャックを目標リリース速度でリリースするために必要なエアの流量を確保可能な有効断面積を有する、プローブ検査方法。 By applying a negative pressure to the internal space formed between the wafer chuck and the probe card, the wafer chuck is attracted and held on the probe card side, and the wafer held by the wafer chuck is inspected. It ’s an inspection method,
When the wafer chuck is released from the probe card side, a step of opening the communication passage communicating between the internal space and the external space by a shutter means to make the internal space unsealed is provided.
The communication passage has an effective cross-sectional area that can secure the flow rate of air required to release the wafer chuck from the probe card side at the target release speed when the internal space is switched to the non-sealed state. Probe inspection method.
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