JP2021097086A - Prober and probe inspection method - Google Patents

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Abstract

To provide a prober and a probe inspection method capable of stably releasing a wafer chuck without damaging a wafer or a probe.SOLUTION: A prober includes: a wafer chuck; a probe card that has a plurality of probes on a surface facing the wafer chuck; an annular sealing member that forms an internal space between the wafer chuck and the probe card; mechanical lifting means that has a wafer chuck fixing portion and raises and lowers the wafer chuck fixed to the wafer chuck fixing portion; negative pressure applying means that attracts and holds the wafer chuck to the probe card side by applying negative pressure to the internal space; a communication passage that 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 a non-sealed state; and shutter means that is attached to the communication passage and can switch the internal space between the non-sealed state and a closed state.SELECTED DRAWING: Figure 1

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.

特開2010−186998号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2010-186998 特開2014−192218号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2014-192218

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.

第1の実施形態に係るプローバの全体構成を示した外観図External view showing the overall configuration of the prober according to the first embodiment 第1の実施形態に係るプローバの全体構成を示した平面図Top view showing the overall configuration of the prober according to the first embodiment 第1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The schematic diagram which showed the structure of the measurement unit in the prober which concerns on 1st Embodiment 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The schematic diagram which showed the structure of the measuring part in the measuring unit shown in FIG. 位置決めピンとVブロックとの対応関係を示した図The figure which showed the correspondence relationship between a positioning pin and a V block ウエハチャックを示した平面図Top view showing wafer chuck シャッタ手段を拡大して示した平面図Enlarged plan view of the shutter means 第1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Functional block diagram showing the configuration of the prober control device according to the first embodiment. 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A flowchart showing a contact operation in the prober according to the first embodiment. 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The figure for demonstrating the contact operation in the prober which concerns on 1st Embodiment. 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のタイミングチャート図Timing chart of contact operation in the prober according to the first embodiment 第1の実施形態に係るプローバにおけるリリース動作を示したフローチャートA flowchart showing the release operation in the prober according to the first embodiment. 第1の実施形態に係るプローバにおけるリリース動作を説明するための図The figure for demonstrating the release operation in the prober which concerns on 1st Embodiment 第1の実施形態に係るプローバにおけるリリース動作を示したタイミングチャート図Timing chart diagram showing the release operation in the prober according to the first embodiment チャックリリース速度と連通路の有効断面積の関係を示したグラフGraph showing the relationship between the chuck release speed and the effective cross-sectional area of the communication passage 第2の実施形態に係るプローバの構成を示した概略図Schematic diagram showing the configuration of the prober according to the second embodiment 第2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The figure for demonstrating the contact operation in the prober which concerns on 2nd Embodiment 第2の実施形態に係るプローバにおけるリリース動作を説明するための図The figure for demonstrating the release operation in the prober which concerns on 2nd Embodiment

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 prober 10 according to the first embodiment.

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 prober 10 of the present embodiment has a loader unit 14 for supplying and recovering a wafer W (see FIG. 4) to be inspected, and a measurement unit 12 arranged adjacent to the loader unit 14. And have. The measuring unit 12 has a plurality of measuring units 16, and when the wafer W is supplied from the loader unit 14 to each measuring unit 16, each measuring unit 16 inspects the electrical characteristics of each chip of the wafer W. (Wafer level inspection) is performed. Then, the wafer W inspected by each measuring unit 16 is collected by the loader unit 14. The prober 10 also includes an operation panel 22, a control device (see FIG. 8) described later, and the like.

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 loader unit 14 has a load port 18 on which the wafer cassette is placed, and a transfer unit 24 for transporting the wafer W between each measurement unit 16 of the measurement unit 12 and the wafer cassette.

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 loader unit 14 has a card stocker 20 on which a card (probe card 32) is placed. In the example shown in FIG. 1, the measuring unit 16 and the card stocker 20 are arranged in the same number and at the same pitch (same interval) in the X direction.

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 transport unit 24 is provided with a transport unit drive mechanism (not shown), and is configured to be movable in the X and Z directions and to be rotatable in the θ direction (around the Z direction).

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 transport unit 24 includes a transport arm 26 that is vertically expanded and contracted back and forth by the transport unit drive mechanism. A suction hole (not shown) is provided on the upper surface of the transfer arm 26, and the transfer arm 26 holds the wafer W by vacuum suctioning the back surface of the wafer W with the suction hole. As a result, the wafer W in the wafer cassette is taken out by the transfer arm 26 of the transfer unit 24 and transferred to each measurement unit 16 of the measurement unit 12 in a state of being held on the upper surface thereof. Further, the inspected wafer W that has been inspected is returned to the wafer cassette from each measuring unit 16 by the reverse route.

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 unit 12 has a laminated structure (multi-stage structure) in which a plurality of measuring units 16 are laminated in a multi-stage shape, and each measuring unit 16 has 2 along the X direction and the Z direction. It is arranged dimensionally. In the present embodiment, as an example, four measuring units 16 in the X direction are stacked in three stages in the Z direction.

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 measurement unit 12 includes a housing (not shown) having a grid shape in which a plurality of frames are combined in a grid pattern. This housing is formed by combining a plurality of frames extending in the X direction, the Y direction, and the Z direction in a grid pattern, and each space portion formed by these frames is a component of the measurement unit 16. Is placed.

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 unit 16 has the same configuration, and includes a head stage 30, a probe card 32, and a wafer chuck 34, as shown in FIG. Further, each measuring unit 16 is provided with a test head (not shown). The test head is supported above the head stage 30 by a test head holding portion (not shown).

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 head stage 30 is supported by a frame member (not shown) that constitutes a part of the housing, and the probe card 32 is detachably attached and fixed. The probe card 32 mounted and fixed to the head stage 30 is provided so as to face the wafer holding surface 34a of the wafer chuck 34. The probe card 32 is replaced according to the wafer W (device) to be inspected.

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 probe card 32 is provided with a plurality of probes 36 such as a cantilever or a spring pin arranged corresponding to the positions of the electrode pads of each chip of the wafer W to be inspected. Each probe 36 is electrically connected to a terminal of a test head (not shown), a power supply and a test signal are supplied from the test head to each chip via each probe 36, and an output signal from each chip is detected by the test head. And measure whether it works normally. The detailed description of the connection configuration between the probe card 32 and the test head will be omitted.

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 probe 36 has a spring property, and by raising the contact point from the tip position of the probe 36, the probe 36 comes into contact with the electrode pad at a predetermined contact pressure. Further, when the electrode pad is in contact with the probe 36 in an overdrive state during an electrical inspection, the tip of the probe 36 sinks into the surface of the electrode pad and forms needle marks on the surface of the electrode pad. It is designed to do. The overdrive is a probe so that the electrode pad and the probe 36 are surely in contact with each other in consideration of the inclination of the wafer W and the arrangement surface of the tip of the probe 36 and the variation in the tip position of the probe 36. This refers to a state in which the surface of the electrode pad, that is, the wafer W, is raised by a distance α to a position higher than the tip position of 36. Further, the amount of movement that further raises the surface of the wafer W from the tip position (contact position) of the probe 36, that is, the distance α is referred to as an overdrive amount.

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 wafer chuck 34 vacuum-sucks and fixes the wafer W. The wafer chuck 34 has a wafer holding surface 34a on which the wafer W to be inspected is placed, and the wafer holding surface 34a is provided with a plurality of suction ports 40 (only one is shown in FIG. 4). The suction port 40 is connected to a suction device (vacuum source) 44 such as a vacuum pump via a suction path 42 formed inside the wafer chuck 34. A wafer suction solenoid valve 46 is provided in the suction path connecting the suction device 44 and the suction path 42. The wafer adsorption solenoid valve 46 is controlled by the wafer adsorption solenoid valve control unit 110 (see FIG. 8).

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 wafer holding surface 34a is provided outside the wafer holding surface 34a of the wafer chuck 34. When the wafer chuck 34 is moved (raised) toward the probe card 32 by the Z-axis moving / rotating portion 72 described later, the ring-shaped sealing member 48 comes into contact with the lower surface of the head stage 30, so that the wafer chuck 34, An internal space R (see FIG. 10) surrounded by the probe card 32 and the ring-shaped sealing member 48 is formed. The ring-shaped seal member 48 is an example of the annular seal member of the present invention.

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 head stage 30 is provided with a pressure supply port 50 for applying a negative pressure to the internal space R formed between the probe card 32 and the wafer chuck 34. The pressure supply port 50 is provided on the lower surface of the head stage 30 and is open to the internal space R. Further, the pressure supply port 50 is formed at one end (lower end of FIG. 4) of the supply path 52 formed inside the head stage 30, and the other end of the supply path 52 (upper end of FIG. 4) is the pipe 60. It is connected to one end. That is, the pipe 60 communicates with the internal space R via the supply path 52 and the pressure supply port 50. The other end of the pipe 60 is connected to the suction device 44 (vacuum pump) via a pressure reducing regulator (vacuum electropneumatic regulator) 54.

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 suction device 44 can reduce the pressure of the internal space R to a negative pressure lower than the atmospheric pressure by discharging the air in the internal space R through the pipe 60. The decompression regulator 54 can be set to any pressure (negative pressure) from atmospheric pressure to, for example, -100 kPa (gauge pressure), and when the decompression regulator 54 is used to reduce the degree of vacuum (reduce the negative pressure). Air flows into the internal space R from the intake port 54a until a predetermined pressure is reached. The suction device 44 and the pressure reducing regulator 54 are examples of the negative pressure applying means of the present invention.

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 wafer chuck 34 is provided with a communication passage 56 that communicates between the internal space R and the external space. One end of the communication passage 56 is open in a region of the wafer holding surface 34a of the wafer chuck 34 near the outer periphery where the wafer W is not placed, and the other end of the communication passage 56 is open on the side surface of the wafer chuck 34.

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 head stage 30 can be selectively switched between a communication state in which the internal space R communicates with the external space (non-sealed state) and a non-communication state in which the internal space R does not communicate with the external space (sealed state). Shutter means 58 is provided.

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 air cylinder mechanism 300 and an on-off valve 302, and the air-cylinder mechanism 300 provides an on-off valve 302 between a closed position in which the communication passage 56 is closed and an open position in which the communication passage 56 is opened. The communication passage 56 is opened and closed by moving it forward and backward. That is, as the shutter means 58 moves back and forth by the air cylinder mechanism 300, the internal space R is selectively switched between the non-communication state and the communication state.

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 air cylinder mechanism 300 moves the on-off valve 302 in the horizontal direction, and includes a cylinder 304, a piston 306 housed inside the cylinder 304, and a piston rod 308 fixed to the piston 306. ing. The cylinder 304 is connected to the air cylinder driving device 310 via a gas supply path, and the piston 306 and the piston rod 308 move forward and backward by the gas supplied from the air cylinder driving device 310. The on-off valve 302 is attached to the tip of the piston rod 308, and is located between an open position for opening the communication passage 56 and a shutoff position for shutting off the communication passage 56 according to the advancing / retreating movement of the piston 306 and the piston rod 308. It is configured to be able to move forward and backward. When the on-off valve 302 moves to the open position, the communication passage 56 is in an open state, and the internal space R is in a communication state communicating with the external space via the communication passage 56. On the other hand, when the on-off valve 302 moves to the shutoff position, the communication passage 56 is in a shutoff state, and the internal space R is in a non-communication state that does not communicate with the external space. The shutter means 58 (air cylinder mechanism 300) is controlled by a shutter control unit 116 (see FIG. 7), which will be described later.

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 head stage 30, the wafer chuck 34 is not provided with the components of the shutter means 58 which are heat dissipation elements, and the temperature distribution of the wafer chuck 34 is not provided. The effect on the Further, the flatness of the wafer holding surface 34a of the wafer chuck 34 is improved by eliminating the influence on the temperature distribution of the wafer chuck 34. As a result, the parallelism between the wafer W and the probe card 32 can be made higher, and the wafer level inspection can be performed with high accuracy. Further, since the number of parts mounted on the wafer chuck 34 can be reduced, it becomes easy to balance the weight of the wafer chuck 34. As a result, the contact operation and the release operation by the vacuum suction method can be stably performed without disturbing the weight balance of the wafer chuck 34. The shutter means 58 can also be provided on the wafer chuck 34 side.

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 communication passage 56 and the shutter means 58 provided in the wafer chuck 34. Although the configuration can be selectively switched between the two, instead of the configuration of the present embodiment, for example, the head stage 30 or the probe card 32 may be provided with a communication passage and a shutter means. According to this configuration, since the wafer chuck 34 is not provided with the communication passage and the shutter means that serve as heat dissipation elements, the influence on the temperature distribution of the wafer chuck 34 can be reduced. Further, the flatness of the wafer holding surface 34a of the wafer chuck 34 is improved by reducing the influence on the temperature distribution of the wafer chuck 34. As a result, the parallelism between the wafer W and the probe card 32 can be made higher, and the wafer level inspection can be performed with high accuracy. Further, since the number of parts mounted on the wafer chuck 34 can be reduced as compared with the configuration of the present embodiment, it becomes easy to balance the weight of the wafer chuck 34. As a result, in the contact operation and the release operation of the wafer chuck 34, the wafer chuck 34 can be delivered in a stable state without disturbing the weight balance of the wafer chuck 34.

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 wafer chuck 34, a heating / cooling source is provided so that the wafer W to be inspected can be inspected for electrical characteristics in a high temperature state (for example, 150 ° C. at the maximum) or in a low temperature state (for example, −40 ° C. at the minimum). A heating / cooling mechanism (not shown) is provided. As the heating / cooling mechanism, a known appropriate heater / cooler can be adopted. For example, a double-layer structure of a heating layer of a surface heater and a cooling layer provided with a cooling fluid passage, or heat. Various types are conceivable, such as a single-layer heating / cooling device in which a cooling tube around which a heater is wound is embedded in the conductor. Further, instead of electric heating, a thermal fluid may be circulated, or a Pertier element may be used.

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 wafer chuck 34 is detachably supported and fixed to an alignment device 70 described later. The alignment device 70 moves the wafer chuck 34 in the X, Y, Z, and θ directions to perform relative alignment between the wafer W held by the wafer chuck 34 and the probe card 32.

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 alignment device 70 detachably supports and fixes the wafer chuck 34, moves the wafer chuck 34 in the Z-axis direction, and rotates in the θ direction with the Z-axis as the center of rotation. An X-axis moving table 74 that supports the rotating portion 72 and moves in the X-axis direction, and a Y-axis moving table 76 that supports the X-axis moving table 74 and moves in the Y-axis direction are provided.

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 unit 72, the X-axis moving table 74, and the Y-axis moving table 76 are each configured to move or rotate the wafer chuck 34 in a predetermined direction by a mechanical drive mechanism including at least a motor. .. The mechanical drive mechanism includes, for example, a ball screw drive mechanism in which a servomotor and a ball screw are combined. Further, the structure is not limited to the ball screw drive mechanism, and may be composed of a linear motor drive mechanism, a belt drive mechanism, or the like. The Z-axis moving / rotating unit 72, the X-axis moving table 74, and the Y-axis moving table 76 are configured so that the moving distance, moving direction, moving speed, and acceleration of the wafer chuck 34 can be changed by each control unit described later. There is. Specifically, the present embodiment has the following configuration.

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 unit 72 is an example of the mechanical lifting means of the present invention, and is a Z-axis drive motor 122 (for example, a stepping motor, a servomotor, a linear motor, etc.) for moving the wafer chuck 34 in the Z-axis direction. (See FIG. 8) and a Z-axis encoder (for example, a rotary encoder or a linear scale) (not shown) for detecting the moving distance of the wafer chuck 34 in the Z-axis direction. The Z-axis drive motor 122 is controlled based on a motor control signal from the Z-axis movement control unit 106 (see FIG. 7) described later, and drives the wafer chuck 34 to move to a target position at a desired movement speed or acceleration. .. Further, the Z-axis encoder outputs an encoder signal according to the movement of the wafer chuck 34.

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 unit 72 includes a rotary drive motor 124 (for example, a stepping motor, a servomotor, a linear motor, etc.) for rotating the wafer chuck 34 in the θ direction (see FIG. 8) and the wafer chuck 34. It is provided with a rotation encoder (for example, a rotary encoder or the like) (not shown) for detecting a rotation angle in the θ direction. The rotation drive motor 124 is controlled based on a motor control signal from the θ rotation control unit 108 (see FIG. 8) described later, and drives the wafer chuck 34 to move to a target position at a desired rotation speed or acceleration. Further, the rotary encoder outputs an encoder signal according to the rotation of the wafer chuck 34.

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 wafer chuck 34 in the X-axis direction (see FIG. 8) and an X-axis of the wafer chuck 34. It is equipped with an X-axis encoder (for example, a rotary encoder, a linear scale, etc.) (not shown) for detecting a moving distance in a direction. The X-axis drive motor 118 is controlled based on a motor control signal from the X-axis movement control unit 102 (see FIG. 8) described later, and drives the wafer chuck 34 to move to a target position at a desired movement speed or acceleration. .. Further, the X-axis encoder outputs an encoder signal according to the movement of the wafer chuck 34.

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 wafer chuck 34 in the Y-axis direction (see FIG. 8) and a Y-axis of the wafer chuck 34. It is equipped with a Y-axis encoder (for example, a rotary encoder, a linear scale, etc.) (not shown) for detecting a moving distance in a direction. The Y-axis drive motor 120 is controlled based on a motor control signal from the Y-axis movement control unit 104 (see FIG. 8) described later, and drives the wafer chuck 34 to move to a target position at a desired movement speed or acceleration. .. Further, the Y-axis encoder outputs an encoder signal according to the movement of the wafer chuck 34.

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 alignment device 70 is provided for each stage (see FIG. 3), and is configured to be mutually movable between a plurality of measuring units 16 arranged in each stage by an alignment device drive mechanism (not shown). .. That is, the alignment device 70 is shared among a plurality of (four in this example) measuring units 16 arranged in the same stage, and moves between the plurality of measuring units 16 arranged in the same stage. To do. The alignment device 70 moved to each measuring unit 16 is fixed in a predetermined position by a positioning and fixing device (not shown), and the wafer chuck 34 is moved in the X, Y, Z and θ directions and held by the wafer chuck 34. Relative alignment between the wafer W and the probe card 32 is performed. Although not shown, the alignment device 70 includes a needle position detection camera and a needle position detection camera in order to detect the relative positional relationship between the electrode pad of each chip of the wafer W held by the wafer chuck 34 and the probe 36. It is equipped with a wafer alignment camera. Further, the alignment device drive mechanism is composed of a mechanical drive mechanism such as a ball screw drive mechanism, a linear motor drive mechanism, or a belt drive mechanism.

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 chuck support surface 72a of the Z-axis moving / rotating portion 72 forming the upper surface of the alignment device 70. Further, a suction port 80 is provided inside the ring-shaped seal member 78 of the wafer chuck support surface 72a. The suction port 80 is connected to the suction device 44 via a suction path 82 formed inside the wafer chuck 34. The suction path connecting the suction device 44 and the suction path 82 is provided with a chuck fixing solenoid valve 84 and a throttle valve 86 in this order from the suction device 44 side. The chuck fixing solenoid valve 84 is controlled by the chuck fixing solenoid valve control unit 112 (see FIG. 8), which will be described later. The wafer chuck support surface 72a of the Z-axis moving / rotating portion 72 is an example of the wafer chuck fixing portion of the present invention. Further, the suction port 80 provided on the wafer chuck support surface 72a is an example of a component of the wafer chuck fixing portion.

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 positioning pin 88 is provided on the outside of the ring-shaped seal member 78 of the wafer chuck support surface 72a of the Z-axis moving / rotating portion 72 so that the relative positional relationship of the wafer chuck 34 with respect to the alignment device 70 is always constant. ing. As shown in FIG. 5, the positioning pins 88 are provided at three positions at equal intervals along the circumferential direction centered on the central axis of the wafer chuck 34 (only two are shown in FIG. 4). A V block 90, which is a positioning member, is provided on the lower surface of the wafer chuck 34 at a position corresponding to each positioning pin 88. When the wafer chuck 34 is attracted and fixed by vacuum suction, the corresponding positioning pins 88 are engaged in the V grooves of each V block 90 in the horizontal direction (X direction and Y direction) of the wafer chuck 34. ) Is restrained, and the alignment device 70 and the wafer chuck 34 are relatively positioned. Note that FIG. 5 is a diagram showing the correspondence between the positioning pin 88 and the V block 90. In FIG. 5, in order to simplify the drawing, the configurations other than the positioning pin 88 and the V block 90 are not shown.

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 alignment device 70 vacuum-sucks and fixes the wafer chuck 34, but any fixing means other than vacuum suction may be used as long as the wafer chuck 34 can be fixed, for example, by mechanical means. It may be fixed.

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 wafer chuck 34. The shutter means 58 is provided corresponding to a communication passage 56 that communicates between the internal space R surrounded by the wafer chuck 34, the probe card 32, and the ring-shaped sealing member 48 and the external space. The communication passage 56 is used for exhaust when cleaning the probe card 32 of the prober 10.

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 drive unit 300. The drive unit 300 includes, for example, an air cylinder, and moves the piston 306 and the piston rod 308 in the length direction thereof. As the drive unit 300, for example, one including a motor or a linear motor can be used. In FIG. 4 and the like, the shutter means 58 is shown in a simplified manner.

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。 Reference numeral 56A in the drawing is a sealing component (for example, rubber packing or the like). The sealing part 56A is attached to the tip of the on-off valve 302 (see FIG. 4), and when the on-off valve 302 is moved to close the communication passage 56, the sealing part 56A is placed in the opening of the communication passage 56. Airtightness is ensured by contacting.

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 sealing component 56A comes into contact with the opening of the communication passage 56, the sealing component 56A closes the communication passage 56 and blocks the internal space R from the external space. On the other hand, when the sealing component 56A separates from the opening of the communication passage 56, the communication passage 56 is opened and the internal space R communicates with the external space. As a result, the opening and closing of the internal space R can be switched.

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。 Reference numeral 50A in FIG. 7 is a connection portion for connecting the supply path 52 and the pipe 60.

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 prober 10 of the present embodiment includes an overall control unit 100, an X-axis movement control unit 102, a Y-axis movement control unit 104, a Z-axis movement control unit 106, and a θ rotation control unit 108. It includes a wafer suction solenoid valve control unit 110, a chuck fixing solenoid valve control unit 112, a pressure control unit 115, a shutter control unit 116, and the like.

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 overall control unit 100 comprehensively controls each unit constituting the prober 10. Specifically, the overall control unit 100 controls a contact operation of sucking and holding the wafer chuck 34 on the probe card 32 side and a release operation of releasing (separating) the wafer chuck 34 from the probe card 32 side. In addition to these operations, the overall control unit 100 controls the movement of the alignment device 70 to move between the measurement units 16 and the operation of the wafer level inspection by the test head. Since the controls other than the contact operation and the release operation are not characteristic parts of the present invention, detailed description thereof will be omitted.

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 movement control unit 102 moves the X-axis moving table 74 in the X-axis direction by controlling the drive of the X-axis drive motor 118 provided on the X-axis moving table 74, thereby moving the wafer chuck 34 in the X-axis direction. Move to. The Y-axis movement control unit 104 controls the drive of the Y-axis drive motor 120 provided on the Y-axis movement base 76 to move the Y-axis movement base 76 in the Y-axis direction, thereby moving the wafer chuck 34 in the Y-axis direction. Move to. The Z-axis movement control unit 106 raises and lowers the Z-axis movement / rotation unit 72 by controlling the drive of the Z-axis drive motor 122 provided in the Z-axis movement / rotation unit 72, thereby moving the wafer chuck 34 in the Z-axis direction. Move to. The θ rotation control unit 108 rotates the Z-axis movement / rotation unit 72 in the θ direction by controlling the drive of the rotation drive motor 124 provided in the Z-axis movement / rotation unit 72, thereby rotating the wafer chuck 34 in the θ direction. Rotate to.

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 valve control unit 110 adjusts the suction pressure by the suction port 40 by controlling ON / OFF (open / close) of the wafer suction solenoid valve 46, and fixes / fixes the wafer W to the wafer chuck 34. Selectively switch between non-fixed.

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 valve control unit 112 adjusts the suction pressure by the suction port 80 by controlling ON / OFF (opening / closing) of the chuck fixing solenoid valve 84, and the wafer with respect to the Z-axis moving / rotating unit 72. The chuck 34 is selectively switched between fixed and non-fixed.

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 pressure control unit 115 sets the internal pressure of the internal space R to a negative pressure lower than the atmospheric pressure by controlling the operation of the pressure reducing regulator 54.

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 shutter control unit 116 selectively switches between opening and closing of the communication passage 56 communicating between the internal space R and the external space by controlling the opening and closing of the shutter means 58. Here, the shutter control unit 116 functions as a shutter control means.

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 prober 10 according to the first embodiment will be described with reference to FIGS. 9 to 11. This operation is performed under the control of the overall control unit 100.

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 chuck support surface 72a of the Z-axis moving / rotating portion 72 in the Z-axis direction. Further, the “chuck height” in FIG. 11 is the height position (specifically, the wafer holding surface) of the wafer chuck 34 when the tip position (contact position) of the probe 36 is set as the reference position (0 point position). The position of 34a in the Z-axis direction) is shown.

(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 alignment device 70 is moved to the measuring unit 16 to be inspected, and then the wafer chuck 34 is delivered to the alignment device 70 in a state of being positioned and fixed by a positioning and fixing device (not shown). .. Since the transfer operation of the wafer chuck 34 before the start of the contact operation is not a main part of the present invention, detailed description thereof will be omitted.

(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 wafer chuck 34 is delivered to the alignment device 70, as shown in FIG. 10A, the chuck fixing solenoid valve control unit 112 turns the chuck fixing solenoid valve 84 ON (open state) and Z-axis. The wafer chuck 34 is attracted and fixed to the wafer chuck support surface 72a (see FIG. 4) of the moving / rotating portion 72 (time T1 in FIG. 11). At this time, by engaging the positioning pin 88 of the Z-axis moving / rotating portion 72 into the V groove of the V block 90 of the wafer chuck 34, the alignment device 70 and the wafer chuck 34 are relatively positioned.

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 wafer chuck 34 supported and fixed to the alignment device 70, the wafer adsorption electromagnetic valve control unit 110 turns on the wafer adsorption electromagnetic valve 46 (open state), and the wafer The wafer W is adsorbed and fixed to the holding surface 34a (see FIG. 4) (time T2 in FIG. 11).

(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 movement control unit 102, the Y-axis movement control unit 104, and the θ rotation control unit 108 are based on the results imaged by the needle position detection camera and the wafer alignment camera under the control of the overall control unit 100. The X-axis drive motor 118, the Y-axis drive motor 120, and the rotary drive motor 124 are controlled to perform relative alignment between the wafer W held by the wafer chuck 34 and the probe card 32.

(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 shutter control unit 116 opens the shutter means 58 to open the communication passage 56 (time T3 in FIG. 11).

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 seal member 48 comes into contact with the head stage 30 (see FIG. 10B) in the Z-axis raising step described later. For example, the shutter opening step may be performed between the wafer chuck fixing step and the alignment step, or may be performed before the wafer chuck fixing step. Further, the shutter opening step may be performed at the same time as the wafer chuck fixing step or the alignment step.

(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 movement control unit 106 controls the Z-axis drive motor 122 to raise the Z-axis movement / rotation unit 72, thereby causing the wafer chuck. The 34 is moved toward the probe card 32 (time T4 to T5 in FIG. 11). Specifically, the wafer chuck 34 is raised so that the wafer chuck 34 moves from a predetermined height position (standby position) to a height position where the ring-shaped sealing member 48 contacts the head stage 30 (FIG. 10B). ), Further, the wafer chuck 34 is raised to a position higher than the tip position (contact position) of the probe 36 (see FIG. 10C). As a result, each probe 36 of the probe card 32 comes into contact with the electrode pad of each chip of the wafer W in an overdrive state.

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 wafer chuck 34 is raised by the Z-axis moving / rotating portion 72 is set from the tip position (contact position) of the probe 36 to the appropriate overdrive amount (appropriate OD position) of the probe card 32. It is a height position of 30 to 70%. Alternatively, the height at which the wafer chuck 34 is raised is a height position of 0 to 70% of the appropriate overdrive amount. The Z-axis raising step is an example of the wafer chuck moving step of the present invention.

(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 shutter control unit 116 closes the shutter means 58 and shuts off the communication passage 56 (time T6 in FIG. 11). As a result, the internal space R formed between the wafer chuck 34 and the probe card 32 by the ring-shaped sealing member 48 becomes a non-communication state (sealed state) that does not communicate with the external space.

(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 pressure control unit 115 controls the operation of the decompression regulator 54 to start depressurization of the internal space R (time T7 in FIG. 11). At this time, the pressure control unit 115 has an appropriate overdrive amount (appropriate OD position) of the probe card 32 when the wafer chuck 34 is released from being fixed by the suction port 80 (see FIG. 4) of the Z-axis moving / rotating unit 72. A target pressure is set so that the wafer chuck 34 rises up to, and the internal pressure of the internal space R is adjusted so as to reach the target pressure. The target pressure of the internal space R may be obtained empirically or experimentally, or may be obtained from the design value. For example, in order to determine the target pressure, the reaction force received from the probe 36 when the wafer chuck 34 rises to the appropriate overdrive amount of the probe card 32 (the reaction force when the probe 36 is crushed) and the probe card 32. It can be obtained from the total number of probes 36 provided in. If the total stylus pressure of the probe card 32 (total pressure received from the probe 36) is known, the negative pressure required by dividing by the area of the surface (adsorption surface) surrounded by the ring-shaped sealing member 48 is the target of the internal space R. Obtained as pressure. However, it is necessary to set the target pressure of the internal space R in consideration of the weight of the wafer chuck 34 and the reaction force caused by crushing the ring-shaped sealing member 48. The depressurization step is an example of the negative pressure applying step of the present invention.

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 wafer chuck 34 and the head stage 30 may be used to perform feedback control up to an appropriate overdrive amount while measuring the overdrive amount.

(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 pressure control unit 115 determines whether or not the internal pressure (pressure value P1) of the internal space R has reached the set pressure (pressure value P2) set by the pressure reducing regulator 54. This determination is repeated until the internal pressure (pressure value P1) reaches the set pressure (pressure value P2), and when the set pressure (pressure value P2) is reached, the process proceeds to the next step S24. As a result, when the internal pressure of the internal space R stabilizes at the set pressure, the wafer chuck fixing release step (step S24) described later is performed. As the internal pressure of the internal space R, for example, the internal pressure of the internal space R may be directly detected by a pressure sensor provided in the wafer chuck 34 or the head stage 30, or the pressure built in or connected to the decompression regulator 54. It may be detected by a sensor.

(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 valve control unit 112 turns off the chuck fixing solenoid valve 84 (closed state), and fixes the wafer chuck 34 by the suction port 80 (see FIG. 4) of the Z-axis moving / rotating unit 72. It is released (time T9 in FIG. 11).

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 decompression regulator 54, the wafer chuck 34 moves in the Z-axis when the fixing of the wafer chuck 34 by the Z-axis moving / rotating portion 72 is released. -It is separated from the rotating portion 72 and pulled toward the probe card 32 side (T9 to T10 in FIG. 11). As a result, the electrode pads and probe card 32 of each chip of the wafer W to be inspected are not affected by the inclination of the wafer W and the array surface of the tip of the probe 36 and the variation of the tip position of the probe 36. The probe 36 is surely in contact with the probe 36 at a predetermined contact pressure.

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 wafer chuck 34 is fixed and the wafer chuck 34 is released after the decompression of the internal space R is started. Therefore, the wafer chuck 34 is set to which side at the moment of switching between these steps. There is no fixed state (free state), and the transfer operation of the wafer chuck 34 can be performed stably.

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 throttle valve 86 is provided in the suction path connecting the suction path 82 of the Z-axis moving / rotating portion 72 and the chuck fixing solenoid valve 84, the internal space R is depressurized. Even if the wafer chuck 34 is released from being fixed after the start of the operation, the negative pressure on the lower side (Z-axis moving / rotating portion 72 side) of the wafer chuck 34 is not suddenly lost. Therefore, the wafer chuck 34 is suddenly restrained from below (that is, the Z-axis moving / rotating portion 72) while being pulled from both the upper and lower sides (that is, both sides of the Z-axis moving / rotating portion 72 and the probe card 32). Since the fixing force due to adsorption from the wafer chuck 34 is not lost, abnormal vibration and abnormal contact due to sudden movement of the wafer chuck 34 can be reduced. Therefore, it is possible to prevent the wafer chuck 34 from suddenly detaching from the Z-axis moving / rotating portion 72 when the wafer chuck fixing release step is performed, so that the transfer operation of the wafer chuck 34 is performed more stably. It becomes possible.

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 throttle valve 86 is provided in the suction path connecting the suction path 82 of the Z-axis moving / rotating portion 72 and the chuck fixing electromagnetic valve 84. A throttle valve 86 may be provided in the path connecting the suction port 80 of the shaft moving / rotating portion 72 and the suction device 44. For example, the throttle valve 86 may be provided in the suction path 82 of the Z-axis moving / rotating portion 72. May be provided.

(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 movement control unit 106 controls the Z-axis drive motor 122 to lower the Z-axis movement / rotation unit 72 to a predetermined height position (standby position). (Times T11 to T12 in FIG. 11).

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 wafer chuck 34 is handed over from the alignment device 70 (Z-axis moving / rotating portion 72) to the head stage 30 (probe card 32 side), each probe 36 of the probe card 32 has a uniform contact pressure. The wafer W is in contact with the electrode pads of each chip, and the wafer level inspection can be started. After that, a power supply and a test signal are supplied from the test head to each chip of the wafer W via each probe 36, and the signal output from each chip is detected to perform an electrical operation inspection.

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 wafer chuck 34 is handed over from the alignment device 70 (Z-axis moving / rotating unit 72) to the head stage 30 (probe card 32 side), the alignment device 70 moves to another measuring unit 16 and measures the wafer chuck 34. In the unit 16, the contact operation is performed in the same procedure, and the wafer level inspection is sequentially performed.

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 prober 10 according to the first embodiment is completed.

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 prober 10 of the first embodiment will be described with reference to FIGS. 12 to 14.

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 prober 10 of the first embodiment. FIG. 13 is a diagram for explaining a release operation in the prober 10 of the first embodiment. FIG. 14 is a timing chart showing the release operation in the prober 10 of the first embodiment.

(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 movement control unit 106 controls the Z-axis drive motor 122 so that the Z-axis movement / rotation unit 72 can receive the wafer chuck 34 from a predetermined height position as shown in FIG. 13 (A). Raise to a high position (chuck receiving height) (time T1 to T2 in FIG. 14).

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 wafer chuck 34 and the Z-axis moving / rotating portion 72 when the Z-axis moving / rotating portion 72 rises to the chuck receiving height and the wafer chuck 34 moves to the release position is shown in FIG. As shown in A), it is preferable that the positioning pin 88 is not fitted in the V block (positioning groove) 90 and the ring-shaped sealing member 78 is in contact with the lower surface of the wafer chuck 34. By bringing the ring-shaped sealing member 78 into contact with the lower surface of the wafer chuck 34 before the chuck release step described later is performed, the ring-shaped sealing member 78 effectively absorbs the impact at the time of releasing the wafer chuck 34. It becomes possible.

(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 shutter control unit 116 controls the shutter means 58 to open the communication passage 56. As a result, air flows from the external space into the internal space R, the pressure in the internal space R rises, and the wafer chuck 34 is released (time T4 in FIG. 14).

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 probe 36, it is necessary to shorten the time during which the wafer chuck 34 is in an unstable state as much as possible, and for that purpose, the release speed of the wafer chuck 34 is the internal space R. It is desirable that the wafer is sufficiently faster than the case where the wafer is evacuated by opening to the atmosphere or micropressurizing. Therefore, the target release speed varies depending on the type of the probe card 32, the probe 36, the wafer W, and the like, but it has been confirmed by experiments that it is preferable to set the target release speed to 10 mm / sec or more as an example.

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 communication passage 56 is adjusted so that the wafer chuck 34 is released from the probe card 32 side at a preset target release speed. The method of calculating the effective cross-sectional area of the communication passage 56 will be described below.

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(mm)、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 wafer chuck 34 is y (mm), the speed when releasing the wafer chuck 34 is v (mm / sec), and the area of the area surrounded by the ring-shaped sealing member 48 (hereinafter referred to as the sealing area). ) Is A (mm 2 ), the load applied from the probe card 32 to the wafer chuck 34 is F (kgf) (appropriate OD position), the weight of the wafer chuck 34 is m (kgf), and the temperature is t (° C) (maximum). Operating temperature).

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(mm)、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 wafer chuck 34 is released is represented by A × y (mm 3 ), and the time required to release the wafer chuck 34 is represented by y / v (sec). Here, the acceleration until the speed v at the time of releasing the wafer chuck 34 is not considered.

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 wafer chuck 34 is released, the flow rate (maximum flow rate) Q per unit time of the air flowing into the internal space R surrounded by the wafer chuck 34, the probe card 32, and the ring-shaped sealing member 48 is calculated by the following equation (1). ).

Figure 2021097086
Figure 2021097086

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 wafer chuck 34 is obtained by the following formula (2). Here, g is the gravitational acceleration.

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 communication passage 56 can be obtained by the following equation (3).

Figure 2021097086
Figure 2021097086

一例として、y=400μm、v=10mm/sec、A=106940mm、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=20mm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≧20mmとなる。 As an example, if y = 400 μm, v = 10 mm / sec, A = 106940 mm 2 , F = 20 kgf (value at a position 100 μm from the proper OD position), m = 10 kgf, t = 150 ° C., then S = 20 mm 2. .. Therefore, in this case, the effective cross-sectional area S required to set v ≧ 10 mm / sec is S ≧ 20 mm 2 .

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 wafer chuck 34 and the effective cross-sectional area of the communication passage 56. These relationships (release rate-effective cross-sectional area characteristics) can be determined in advance by experiments. Therefore, the effective cross-sectional area S of the communication passage 56 can be obtained from the target release speed by using the release speed-effective cross-sectional area characteristic obtained in advance. The release speed-effective cross-sectional area characteristic differs depending on each prober, and it is preferable to obtain it for each prober.

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S(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 wafer chuck 34. In this case, the combined effective cross-sectional area S is obtained by the following formula (4), assuming that the effective cross-sectional area S i (i = 1 to n, n = 4) of each passage 56.

S=S+S+…+S …(4)
ここで、各連通路56の有効断面積Sは等しくすることが好ましい。なお、有効断面積S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S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S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 communication passage 56 is preferably equal. It is not essential that the effective cross-sectional areas Si are equal. In order to prevent the wafer chuck 34 from tilting at the time of release due to the pressure distribution in the internal space R, for example, a series at a position facing the center of the wafer chuck 34 of each passage 56. effective area S i of the passage 56 may be to be equal to each other. In other words, it may be effective area S i of the communication passage 56 at the position of point symmetry with respect to the center of the wafer chuck 34 is equal.

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 wafer chuck 34 is released from the probe card 32 side at a sufficiently high release speed. Then, the wafer chuck 34 released from the probe card 32 side is supported by the Z-axis moving / rotating portion 72.

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 wafer chuck 34 is released, the chuck fixing solenoid valve control unit 112 turns the chuck fixing solenoid valve 84 ON (open state), and the suction port 80 of the Z-axis moving / rotating unit 72 (see FIG. 4). ) Is fixed (time T5 in FIG. 14). The suction (giving negative pressure) by the suction port 80 may be started before the wafer chuck 34 is released. By setting the space between the alignment device 70 and the wafer chuck 34 to a negative pressure lower than the atmospheric pressure before the wafer chuck 34 is released, the effect of improving the release speed of the wafer chuck 34 can be obtained.

(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 movement control unit 106 controls the Z-axis drive motor 122 and lowers the Z-axis movement / rotation unit 72 as shown in FIG. 13C to lower the wafer chuck 34 to determine the wafer chuck 34. Change to the height position (standby height position) (time T6 to T7 in FIG. 14). In step S34, the communication passage 56 may be blocked by the shutter means 58.

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 prober 10 according to the first embodiment is completed.

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 pressure control unit 115 adjusts the effective cross-sectional area of the communication passage 56 so that the wafer chuck 34 is released from the probe card 32 side at the target release speed. As a result, the wafer chuck 34 is released from the probe card 32 side at a sufficiently high release speed as compared with the case where the internal space R is evacuated by opening to the atmosphere or by micropressurizing. As a result, it is possible to eliminate the time during which the wafer chuck 34 is in an unstable state, and it is possible to prevent damage to the wafer W and the probe 36.

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 probe 36 on the wafer W are overdriven by moving the wafer chuck 34 up and down (Z direction) by the Z-axis moving / rotating portion 72. The operation of contacting with is performed. Since the Z-axis moving / rotating unit 72 is composed of at least a mechanical drive mechanism including a motor (Z-axis drive motor 122), it is possible to accurately adjust the moving distance, moving speed, etc. of the wafer chuck 34. is there. Further, the Z-axis moving / rotating unit 72 can move the wafer chuck 34 at a moving speed sufficiently faster than the contact operation by the vacuum suction method as in the prior art. Therefore, when the electrode pad on the wafer W and the probe 36 are brought into contact with each other, the oxide film (insulator) on the electrode pad can be removed by the contact of the probe 36, and the wafer W is not damaged. , Good contact can be achieved between the electrode pad on the wafer W and the probe 36.

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 wafer chuck 34 is released from being fixed by the suction port 80 (see FIG. 4) of the portion 72, the wafer chuck 34 is not fixed to either side at the moment of switching between these steps, and is in an unstable state (free). The state) disappears, and the wafer chuck delivery operation can be performed stably. The above control is realized by controlling the pressure control unit 115 and the chuck fixing solenoid valve control unit 112 in cooperation with each other under the control of the overall control unit 100 that functions as the timing control means of the present invention.

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 member 48 of the wafer chuck 34 is in contact with the head stage 30 (see FIG. 10B). That is, in the Z-axis raising step (step S14), the wafer chuck 34 is further raised from the state where the ring-shaped sealing member 48 is in contact with the head stage 30 (see FIG. 10B) (see FIG. 10C). ), The internal space R is in a communication state (non-sealed state) communicating with the external space via the communication passage 56.

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 wafer chuck 34 is to be raised by the Z-axis moving / rotating portion 72 in a non-communication state (sealed state) in which the internal space R does not communicate with the external space, the internal space R is raised as the wafer chuck 34 is raised. The air inside is momentarily compressed to generate a strong reaction force, which causes the head stage 30 to vibrate, and the probe card 32 and the wafer W may come into contact with each other in an unintended manner. In this case, the probe card 32 and the wafer W may be damaged due to abnormal contact between the probe card 32 and the wafer W.

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 wafer chuck 34 is raised by the Z-axis moving / rotating portion 72 in the communicating state (non-sealed state) in which the internal space R communicates with the external space. The wafer chuck 34 can be raised stably and efficiently without generating an unreasonable reaction force (reaction force for returning the wafer chuck 34 to its original position) when the wafer chuck 34 is raised, and the probe card 32 and the probe card 32 can be raised. It is possible to prevent the wafer W from being damaged.

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 throttle valve 86 for limiting the flow rate of gas is provided in the path connected to the suction port 80 of the Z-axis moving / rotating portion 72, the chuck fixing solenoid valve 84 is used. When it is turned off (when it is open to the atmosphere), it is possible to prevent the wafer chuck 34 from suddenly detaching from the Z-axis moving / rotating portion 72, and the transfer operation of the wafer chuck 34 can be performed more stably. ..

(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 wafer chuck 34 is released from being fixed by the Z-axis moving / rotating portion 72 at a timing later than the timing at which the decompression of the internal space R is started. When the fixing of the 34 is released, the wafer chuck 34 is separated from the Z-axis moving / rotating portion 72, and the wafer chuck 34 moves so as to be attracted toward the probe card 32. At this time, the wafer chuck 34 is restricted from moving in the horizontal direction (X, Y direction) only by the contact pressure between the electrode pad on the wafer W and the probe 36 (that is, the stylus pressure of the probe card 32). When the decompression process is performed, if the wafer chuck 34 is subjected to disturbance such as vibration from the outside, the wafer chuck 34 is likely to be displaced or tilted in the horizontal direction, and the wafer chuck 34 may not rise straight along the vertical direction (Z direction). There is sex.

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 wafer chuck 34 is released from the probe card 32 side by the pressurization of the internal space R, the wafer chuck 34 has a contact pressure between the electrode pad on the wafer W and the probe 36 (that is, the stylus pressure of the probe card 32). ) Only restricts the movement in the horizontal direction (X, Y direction). Therefore, when the wafer chuck 34 is released, if a disturbance such as vibration is received from the outside, the wafer chuck 34 is displaced in the horizontal direction. Wafer chuck 34 may not descend straight along the vertical direction (Z direction).

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 wafer chuck 34, the following configuration is provided.

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 prober 10 according to the second embodiment.

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 prober 10 according to the second embodiment has the wafer chuck 34 in the Z direction (vertical direction) as a configuration for improving the stability against disturbance in the contact operation and the release operation of the wafer chuck 34. ) Is provided with a chuck guide mechanism 200. The chuck guide mechanism 200 is an example of a guide means.

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 chuck guide mechanisms 200 are provided in parallel over the peripheral portion of the wafer chuck 34, specifically, the peripheral portion of the chuck guide holding portion 35 integrated with the wafer chuck 34 in the circumferential direction. The chuck guide mechanism 200 regulates the horizontal movement of the wafer chuck 34 by vacuum-sucking and fixing the chuck guide 204, which will be described later, to the head stage 30 before the contact operation and the release operation of the wafer chuck 34 are performed. While doing so, it functions as a guide mechanism that moves in parallel in the Z direction. Therefore, the wafer chuck 34 (chuck guide holding portion 35) is provided with at least three chuck guide mechanisms 200 at positions different from each other in the horizontal direction (X, Y direction) orthogonal to the moving direction (Z direction) of the wafer chuck 34. .. Although not shown in this example, the chuck guide holding portion 35 is provided with four chuck guide mechanisms 200 at equal intervals (every 90 degrees) along the circumferential direction (only two are shown in FIG. 16). ..

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 chuck guide mechanism 200 will be described in detail.

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 chuck guide mechanism 200 can move in the Z direction (vertical direction) with the bearing portion 202 formed in the chuck guide holding portion 35 and the bearing portion 202 restricting the movement in the X and Y directions (horizontal direction). It has a configured chuck guide (guide shaft portion) 204. The bearing portion 202 is composed of, for example, a ball bearing or the like.

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 chuck guide 204 is rotatably supported by the bearing portion 202, and a fixing portion 206 for detachably fixing the chuck guide 204 to the head stage 30 is provided above the chuck guide 204. A ring-shaped seal member (hereinafter referred to as "chuck guide seal rubber") 208 is provided on the upper surface of the fixing portion 206, and a suction port (not shown) connected to a suction path (not shown) is provided inside the chuck guide seal rubber 208. (Shown) and a clearance holding member 210 for keeping the distance (gap) between the fixing portion 206 and the head stage 30 constant are provided. The shape of the clearance holding member 210 is not particularly limited as long as it can maintain a constant gap between the fixing portion 206 and the head stage 30.

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 prober 10 according to the second embodiment will be described. FIG. 17 is a diagram for explaining a contact operation in the prober 10 according to the second embodiment.

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 wafer chuck 34 moves (ascends) toward the probe card 32 by the Z-axis moving / rotating portion 72, whereby, as shown in FIG. 17A, each probe 36 of the probe card 32 moves (ascends). Touches the electrode pad of each chip of the wafer W in the overdrive state. At this time, the chuck guide seal rubber 208 comes into contact with the lower surface of the head stage 30 as the wafer chuck 34 moves to the probe card 32.

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 guide seal rubber 208, the head stage 30, and the fixing portion 206 is depressurized by the suction device 44 via a suction port and a suction path (not shown), the chuck guide 204 is moved upward ( Ascending toward the head stage 30 side), the fixing portion 206 of the chuck guide 204 is attracted to and fixed to the head stage 30 (see FIG. 17B). At this time, since a certain gap is secured between the clearance holding member 210 and the head stage 30 by the above-mentioned clearance holding member 210, excessive suction by the fixing portion (suction portion) 206 of the chuck guide 204 is suppressed and the chuck guide 204 is fixed to the head stage 30. It is possible to prevent the chuck guide 204 from being tilted.

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 chuck guide 204 is sucked and fixed to the head stage 30 in this way, the shutter closing step, the depressurizing step, and the determination step are sequentially performed in the same manner as in the first embodiment, and further, the wafer chuck fixing release step is performed. It is said.

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 wafer chuck 34 is released from being fixed by the Z-axis moving / rotating portion 72, the wafer chuck 34 is separated from the Z-axis moving / rotating portion 72 and the wafer chuck 34 is depressurized in the internal space R. Is moved so as to be attracted toward the probe card 32. At this time, the wafer chuck 34 is guided and moved in the Z direction while the movement in the X and Y directions is restricted by the chuck guide 204 fixed to the head stage 30 (see FIG. 17C).

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 prober 10 according to the second embodiment is completed.

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 prober 10 according to the second embodiment will be described. FIG. 18 is a diagram for explaining a release operation in the prober 10 according to the second embodiment.

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 shutter control unit 116 controls the shutter means 58 to open the communication passage 56. As a result, air flows from the external space into the internal space R, the pressure in the internal space R rises, and the wafer chuck 34 is released from the probe card 32 side at a sufficiently high release speed. At this time, as shown in FIG. 18B, the wafer chuck 34 is guided in the Z direction while being restricted from moving in the X and Y directions by the chuck guide 204, descends, and is supported by the Z-axis moving / rotating portion 72. Will be done.

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 valve control unit 112 turns on the chuck fixing solenoid valve 84 (open state), and fixes the wafer chuck 34 via the suction port 80 (see FIG. 4) of the Z-axis moving / rotating unit 72. To do.

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 guide seal rubber 208, the head stage 30, and the fixing portion 206 is evacuated by opening to the atmosphere or by micropressurizing. As a result, as shown in FIG. 18C, the chuck guide 204 is released from being attracted to the head stage 30.

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 movement control unit 106 controls the Z-axis drive motor 122 to lower the Z-axis movement / rotation unit 72.

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 prober 10 according to the second embodiment is completed.

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 wafer chuck 34 in the Z direction along the chuck guide 204 in a state where the chuck guide 204 (fixing portion 206) is fixed to the head stage 30 by vacuum suction. Since the 200 is provided, it is possible to prevent the wafer chuck 34 from being displaced or tilted when the wafer chuck 34 is delivered in the contact operation or the release operation of the wafer chuck 34. Therefore, it is possible to prevent tilting and misalignment due to eccentric load due to the components of the wafer chuck 34, and to stably perform the transfer operation of the wafer chuck 34 while maintaining the parallelism between the probe card 32 and the wafer W. It becomes possible to realize good contact between the electrode pad on the wafer W and the probe 36.

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 chuck guide mechanism 200, a fixing method by vacuum suction is shown, but various well-known methods as long as the chuck guide 204 can be detachably fixed to the head stage 30. Can be adopted, and a mechanical method such as a clamp may be used.

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 chuck guide mechanism 200 is provided on the wafer chuck 34 side and the chuck guide 204 (fixed portion 206) is attracted to the head stage 30 side, but the chuck guide mechanism 200 is attached to the head stage. The chuck guide 204 (fixed portion 206) may be attracted to the wafer chuck 34 side by providing the chuck guide 204 on the 30 side.

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)

ウエハを保持するウエハチャックと、
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.
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、前記シャッタ手段を制御して、前記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
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.
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、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して、前記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、
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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