JP5293034B2 - プローブ装置 - Google Patents

Description

本発明は、プローブカードのプローブに基板の披検査チップの電極パッドを接触させて披検査チップの電気的測定を行うプローブ装置に関する。

従来、半導体ウェハ（以下ウェハという）上に形成される披検査チップであるＩＣチップの電気的特性を調べるプローブ装置は、プローブ装置本体（検査部）と、ローダ室と、ローダ室内のＦＯＵＰ等のキャリアと検査部のウェハチャックとの間で基板を搬送するための基板搬送手段とを備えている。

検査部では、プローブカードの下方側を移動自在な上側撮像ユニットで下方側のウェハチャック上の基板表面のパッドを撮像すると共に、ウェハチャック側の下側撮像ユニットで上方のプローブカードのプローブを撮像し、その撮像結果に基づいて基板上の各パッドが対応するプローブに接触する座標（コンタクト座標）を計算し、ウェハチャックを上昇させてパッドとプローブとを接触させ、ＩＣチップの検査を行うようにしている。そしてスループットの向上を図るために２台の検査部を互いに接続し、共通の基板搬送アームにより各検査部のウェハチャックとロードポートのＦＯＵＰとの間でウェハの搬送を行うプローブ装置も検討されている。

ところで、下側撮像ユニットによるプローブの撮像時及び上側撮像ユニットによるウェハ表面の撮像時には、ウェハチャックは広範囲を移動することとなり、ウェハサイズが大型化してくると、ウェハチャックの移動範囲が広くなることから、検査部が大型化する。また検査部を複数接続する場合には、ローダ室が共通化されているため、ローダ室と検査部とが１対１のプローブ装置に比べてフットプリントは小さくなるが、検査部自体が大きいため、プローブ装置全体としては大型のものになってしまう。

一方、特許文献１には、１つの筐体に、１つのプローブカード、２つの載置台及び各載置台に専用の撮像ユニットが備えられたプローブ装置が記載されている。このプローブ装置は、高価なプローブカードを共有化することで、コストの削減を図ろうとするものであるが、一方の載置台上のウェハをテストしている間、他方の載置台上のウェハは、テストすることができないため、スループットという点では劣る。

特開２００８−１１７８９７号公報（段落番号００２９、００３０）

本発明はこのような事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、小型化を図ってプローブ装置の占有面積を低減することができ、しかも高いスループットが得られるプローブ装置を提供することにある。

本発明のプローブ装置では、
基板収納部から基板搬送手段により基板を取り出して検査部内の載置台に受け渡すと共に、視野が下向きの上側撮像ユニットにより基板の表面を撮像すると共に、載置台側に設けられ、視野が上向きの下側撮像ユニットによりプローブカードのプローブを撮像し、制御部により撮像結果に基づいて基板の被検査チップの電極パッドとプローブカードのプローブとが接触する座標位置を求め、電極パッドとプローブとを接触させて被検査チップの電気的特性を検査する装置において、
前記検査部は、
互いに平面方向に離間して配置された２個のプローブカードと、
前記基板搬送手段により基板が受け渡され、平面上での縦横に移動自在及び高さ方向に移動自在な２個の載置台と、
前記２個のプローブカードの配列方向に移動自在に構成され、前記２個の載置台に各々載置される基板に対して共用化された上側撮像ユニットと、を有し、
基板表面の撮像時及びプローブの撮像時の少なくとも一方における、一方の載置台の移動領域の一部と他方の載置台の移動領域の一部とが重なるように設定され、
前記制御部は、一方の載置台上の基板に対してプローブカードによる検査が行われている間に他方の載置台上の基板に対して撮像を行うように前記載置台及び撮像ユニットを制御する機能を備えたことを特徴としている。

また本発明のプローブ装置は、例えば前記検査部として、第１の検査部及び第２の検査部が設けられ、前記制御部は、第１の検査部の一方の載置台、第２の検査部の一方の載置台、第１の検査部の他方の載置台及び第２の検査部の他方の載置台の順に基板収納部から基板を搬送するように基板搬送手段を制御する機能を備えていてもよい。また本発明のプローブ装置では、例えば前記第１及び第２の検査部は、第１の検査部の２個のプローブカードと第２の検査部の２個のプローブカードとが一列になるように配置され、基板搬送手段は、これら検査部に対して共用化されていることが好ましい。また本発明のプローブ装置では、例えば前記検査部において、前記移動領域の一部同士が互いに重なる撮像作業を一方の載置台が行っているときには、当該検査部の他方の載置台の移動が禁止されていてもよい。

本発明によれば、２つの載置台に対して上側撮像ユニットを共用化しているため、部品点数を削減することができる。そして上側撮像ユニットによる基板表面の撮像時及び載置台側に設けられた下側撮像ユニットによるプローブカードのプローブの撮像時の少なくとも一方において双方の載置台の移動領域が重なるため、プローブカード、載置台を備えた検査部を２台並べる場合に比べて装置の占有面積が狭くなる。更に各々２台の載置台を備えた第１の検査部及び第２の検査部を設け、第１の検査部の一方の載置台、第２の検査部の一方の載置台、第１の検査部の他方の載置台及び第２の検査部の他方の載置台の順に基板収納部から基板を搬送することにより、一方の載置台を用いて撮像作業を行っているときに他方の載置台の移動が制限されながらも、スループットの低下を抑えることができる。

本発明の第１の実施形態であるプローブ装置について図１ないし図６を参照して説明する。図１ないし図３に示すように示すように、プローブ装置は、多数の被検査チップが配列された基板であるウェハＷの受け渡しを行うためのローダ部１と、ウェハＷに対して検査（プローブテスト）を行う本発明の検査部に相当するプローブ装置本体２と、を備えている。先ず、ローダ部１及びプローブ装置本体２の全体のレイアウトについて簡単に説明しておく。

ローダ部１は、複数枚のウェハＷが収納された密閉型搬送容器（基板収納部）であるＦＯＵＰ１００が搬入され、互いにＹ方向（図示左右方向）に離間して対向配置される、第１のロードポート１１及び第２のロードポート１２と、これらロードポート１１、１２の間に配置された搬送室１０とを備えている。ロードポート１１（１２）は、各々ケーシング１１ａ（１２ａ）を備え、ＦＯＵＰ１００は、ロードポート１１（１２）の図示Ｘ方向に設けられた搬入口１１ｂ（１２ｂ）からケーシング１１ａ（１２ａ）内に搬入される。搬入されたＦＯＵＰ１００は、ロードポート１１（１２）に備えられている図示しない蓋体開閉手段により、蓋体が外されてロードポート１１（１２）内の側壁に蓋体が保持されるようになっており、蓋体を外されたＦＯＵＰ１００は回転させられ、開口部が搬送室１０側に向けられる。

搬送室１０には、図２、図３に示すように基板搬送手段であるウェハ搬送アーム３が設けられている。ウェハ搬送アーム３は、鉛直軸回りに回転自在、昇降自在及び図示Ｙ方向に移動自在な搬送基台３０に進退可能な２枚のアーム体３５が設けられて構成されている。ここで３３は図示Ｙ方向に伸びるレールに沿って移動する基台移動部、３２は基台移動部３３に対して昇降する基台昇降部３２、３１は基台昇降部３２に設けられた回転部である。また搬送基台３０には、アーム体３５に載置されている状態のウェハＷに対してプリアライメントを行い、ウェハＷの向きを調整すると共に中心位置を検出するプリアライメント機構３６（図４参照）が設けられている。

プリアライメント機構３６は、図４に示すようにチャック部３７、軸部３７ａ、光センサ３８を有し、これらの部材は搬送基第３０上に搭載されている。チャック部３７は、搬送基台３０を貫通して昇降しかつ回転自在な軸部３７ａの頂部に設けられ、通常時は搬送基台３０の表面の凹部に嵌合して当該表面と面一になる回転ステージである。チャック部３７は、搬送基台３０上に後退したアーム体３５上のウェハＷの中心に対応する位置に設定され、アーム体３５上からウェハＷを僅かに持ち上げて回転できるように構成されている。光センサ３８は、チャック部３７にて回転されるウェハＷの周縁を検出する発光センサ及び受光センサからなる検出部である。光センサ３８は、アーム体３５の移動領域から横に外れた位置にて搬送基台３０を介して固定されており、チャック部３７により持ち上げられたウェハＷの周縁の上下であってかつウェハＷのアクセス時にウェハＷと干渉しない位置に配設されている。なお本実施形態では上下に並ぶように設けられた２枚のアーム体３５のうち、下側のアーム体３５でのみプリアライメントを行うように設定されている。

プリアライメント機構３６のプリアライメントは以下のように行われる。まず、チャック部３７によりアーム体３５上のウェハＷを僅かに持ち上げて、ウェハＷを回転させると共に、光センサ３８の発光部からウェハＷの周縁部（端部）を含む領域に光を照射する。そして後述する制御部１５が、光センサ３８の検出信号に基づいて、ウェハＷのノッチやオリフラなどの方向基準部とウェハＷの中心位置とを検出し、その検出結果に基づいてノッチ等が、アーム体３５上において所定の向きとなるようにチャック部３７を回転させてウェハＷの向きを調整する。その後ウェハＷの偏心が修正されるように、アーム体３５の位置を調整してチャック部３７からアーム体３５へとウェハＷを受け渡す。これによりウェハＷの向き及び偏心の調整が行われる。なおプリアライメント機構３６は、ウェハ搬送アーム３に接続することに限らず、ウェハ搬送アーム３の搬送経路に設けても良いが、ウェハ搬送アーム３をプリアライメントのたびにプリアライメント機構まで搬送しなければならずかつプリアライメントのステージとアーム３との間でウェハＷの受け渡しを行わなければならないことから、本例の構成が得策である。

またローダ部１の上部には、図３に示すようにプローブ装置本体２を制御する制御部１５が設けられている。制御部１５は、例えばコンピュータからなり、プログラム、メモリ、ＣＰＵからなるデータ処理部などを備えている。プログラムは、ＦＯＵＰ１００がロードポート１１（１２）に搬入され、ＦＯＵＰ１００からウェハＷがプローブ装置本体２に搬入されてプローブテストが行われ、その後ウェハＷがＦＯＵＰ１００に戻されてＦＯＵＰ１００が搬出されるまでの一連の各部の動作を制御するようにステップ群が組まれている。このプログラム（処理パラメータの入力操作や表示に関するプログラムも含む）は、例えばフレキシブルディスク、コンパクトディスク、ＭＯ（光磁気ディスク）、ハードディスクなどの記憶媒体に格納されて制御部１５にインストールされる。

次に本発明の要部であるプローブ装置本体２について詳述する。図２に示すようにプローブ装置本体２は、ローダ部１とＸ方向に並ぶように当該ローダ部１に隣接して配置されており、Ｙ方向に並ぶ第１の検査部２１Ａと第２の検査部２１Ｂとを有している。なお図２では、検査部２１Ａ（２１Ｂ）は後述するヘッドプレート７が外れた状態を示している。また検査部２１Ａ（２１Ｂ）は同一構造であるため図５、図６では検査部２１Ａのみ示す。また説明の便宜上、図６では検査部２１Ａを模式的に示している。

検査部２１Ａは、図２、図３及び図５に示すように夫々のユニットを区画形成する外装体に相当する１つの筐体２２ａを有しており、筐体２２ａの内部には、２つのテーブルユニット２４ａ、テーブルユニット２４ｂと上側撮像ユニット５が配設されている。テーブルユニット２４ａ（２４ｂ）は、図示Ｙ方向に並ぶように配設され、Ｘ、Ｙ、Ｚ（上下）方向に移動自在、即ち平面上で縦横に移動自在かつ高さ方向に移動自在であって、更に上部が鉛直軸回りに回転する。このテーブルユニット２４ａ（２４ｂ）の上部にはウェハＷを載置するための載置台であり、真空吸着機能を有する２台のウェハチャック４Ａ及び４Ｂが積載されている。ウェハチャック４Ａ（４Ｂ）には、下側撮像ユニット４０Ａ、下側撮像ユニット４０Ｂが組み合わされており、ウェハ搬送アーム３との間においてウェハＷの受け渡しを行うための受け渡し位置と、後述するウェハ表面の撮像位置と、プローブカード６Ａ（６Ｂ）のプローブ６０にウェハＷをコンタクトさせるコンタクト位置（検査位置）との間で移動できるようになっている。

下側撮像ユニット４０Ａ（４０Ｂ）は、ウェハチャック４Ａ（４Ｂ）から見て筐体２２ａの中心線ＣＬに対して反対側の側部に設けられている（図５及び図６参照）。この下側撮像ユニット４０Ａ（４０Ｂ）は、図５に示すようにマイクロカメラである下カメラ４１、マクロカメラ４２、ターゲット４３、進退機構４４を備えており、テーブルユニット２４ａ（２４ｂ）と共に移動して、後述するプローブカード６Ａ（６Ｂ）のプローブ６０を撮像する。ターゲット４３はアライメント作業時に、下カメラ４１と後述する上カメラ５１との原点出しを行うために、両カメラの焦点及び光軸を一致させる部材であり、ターゲット４３は進退機構４４によって両カメラの原点出しを行う位置に対して進退するように構成されている。

またウェハチャック４Ａ（４Ｂ）の移動領域の上方には、Ｙ方向に移動する上側撮像ユニット５が配設されている。上側撮像ユニット５は、筐体２２ａのＸ方向の両端に、筐体２２ａのＹ方向の全域に亘って形成されたガイドレール５２によってガイドされるように構成されており、ウェハチャック４Ａ（４Ｂ）上をＹ方向に自在に移動し、図５に示す筐体２２ａのＹ方向の中心線ＣＬ（図６に示す後述するプローブカード６Ａ及び６Ｂの中心点を結んだ直線の中点と直交する直線）を含む中央領域を上側撮像ユニット５の基準待機位置としている。また上側撮像ユニット５には、上カメラ５１が搭載されており、上側撮像ユニット５は上カメラ５１の移動支持体としての機能を有する。上カメラ５１は、ＣＣＤカメラ等を備えており、上側撮像ユニット５によって撮像位置にいるウェハチャック４Ａ（４Ｂ）の上方に移動してウェハＷの表面を撮影する。

ウェハチャック４Ａ（４Ｂ）及び上側撮像ユニット５の移動領域の上方には、図６に示すように筐体２２ａの天井部をなすヘッドプレート７に装着されたプローブカード６Ａ（６Ｂ）が設けられている。プローブカード６Ａ（６Ｂ）は、ヘッドプレート７に装着保持される。このプローブカード６Ａ（６Ｂ）の上面側には、図示しないポゴピンユニットを介してテストヘッド８が配置される。また、プローブカード６Ａ（６Ｂ）の下面側には、上面側の電極群に夫々電気的に接続された、プローブ例えばウェハＷの表面に対して垂直に伸びる垂直針（線材プローブ針）のプローブ６０が、ウェハＷの電極パッドの配列に対応して、例えばプローブカード６Ａ（６Ｂ）の全面に設けられている。また検査部２１Ｂは、図２に示すようにテーブルユニット２４ｃ、２４ｄ、ウェハチャック４Ｃ、４Ｄ、下側撮像ユニット４０Ｃ、４０Ｄ、上側撮像ユニット５、図示しないプローブカード等を備えており、検査部２１Ａと同様に構成されている。

次に上述実施形態の作用について図２、図３、図７ないし図１３を参照して説明する。図７、図８、図１０ないし図１３中のＷ１〜Ｗ５はウェハを示し、Ｗ１は１番最初に搬送されるウェハ、Ｗ２は２番目に搬送されるウェハといった具合にＦＯＵＰ１００から何番目に搬出されたウェハであるかを示している。またウェハチャック４Ａ〜４Ｄで行われるプローブテストに要する時間は等しいものとする。

本実施形態では、図２に示すようにウェハチャック４Ａ〜４Ｄの待機位置（ホーム位置）は、プローブカード６Ａ（６Ｂ）の真下となる。まず図７に示すようにＦＯＵＰ１００からウェハＷ１がウェハ搬送アーム３によって搬出され、プリアライメント機構３６によりプリアライメントが行われてウェハＷ１の向きの調整と、中心位置の検出が行われる。また第１の検査部２１Ａの一方のウェハチャック４Ａがウェハ搬送アーム３からウェハＷ１を受け取る受け渡し位置へと移動する。そしてウェハ搬送アーム３が搬入口２３ａ（図３参照）から筐体２２ａ内に進入し、ウェハチャック４ＡにウェハＷ１を受け渡す。

ウェハＷ１を受け渡した後、図８に示すように、ウェハ搬送アーム３はＦＯＵＰ１００から次のウェハＷ２を取り出し、ウェハＷ２に対してウェハＷ１と同様にプリアライメントを行う。また第２の検査部２１Ｂの一方のウェハチャック４Ｃがウェハ搬送アーム３からウェハＷ２を受け取る受け渡し位置へと移動する。そしてウェハ搬送アーム３が搬入口２３ｃ（図３参照）から筐体２２ｂ内に進入し、ウェハチャック４ＣにウェハＷ２を受け渡す。一方ウェハチャック４ＡにウェハＷ１が受け渡された後、このウェハＷ１をプローブカード６Ａにコンタクトさせる前処理としてアライメント作業と呼ばれるウェハＷ１表面の電極パッド及びプローブカード６Ａのプローブ６０の座標位置の取得作業が行われる。このアライメント作業は次のようにして行われる。

まず第１の検査部２１Ａの上側撮像ユニット５を、ウェハチャック４Ａ上のウェハＷを撮像するための撮像位置に移動させ、上側撮像ユニット５の上カメラ５１とウェハチャック４Ａのテーブルユニット２４ａ（詳しくはＺ方向に移動する部分）に設けられた下側撮像ユニット４０Ａの下カメラ４１との原点出しを行う。この原点出しは、図９（ａ）に示すようにターゲット４３を下カメラ４１と上カメラ５１との間の領域に位置させて下カメラ４１と上カメラ５１の焦点及び光軸を一致させ、このときのウェハチャック４Ａの移動後のＸ、Ｙ、Ｚ座標を読み取る作業である。この撮像位置は、ウェハチャック４Ａが筐体２２ａのＹ方向の外側へ向けて移動し、移動領域の限界まで移動した際に上カメラ５１によって、ウェハＷ１におけるＹ方向内側（ウェハチャック４Ｂ側）の端部を撮像できる位置である。そして本実施形態では、例えば図８に示すようにプローブカード６Ａ（図６参照）の中心点と中心線ＣＬとの中間点よりも、プローブカード６Ａ側に１８５ｍｍ移動した位置が撮像位置として設定されている。

次いで図９（ｂ）に示すように上側撮像ユニット５を撮像位置に固定した状態で、一方のウェハチャック４Ａを他方のウェハチャック４Ｂから離れるように移動させ、上カメラ５１で例えばウェハＷ１の周縁部の４点と中心点とを撮像し、ウェハＷ１上の電極パッドの位置データを取得する。ウェハＷ１の撮像が完了すると上側撮像ユニット５は、図９（ｃ）に示すように筐体２２ａの角側（図５参照）の側壁とプローブカード６Ａとの間の領域に設定された退避位置に退避する。そしてテーブルユニット２４ａによりウェハチャック４ＡをＺ方向に上昇させて、下カメラ４１の焦点をプローブカード６Ａのプローブ６０の先端に合わせ、ウェハチャック４Ａをウェハチャック４Ｂ側へ向けて移動させプローブ６０を撮像してプローブ６０の先端の位置データを取得する。

下カメラ４１と上カメラ５１の原点出しを行っているため、下カメラ４１と上カメラ５１とによりウェハＷ１の表面の撮像データとプローブ６０の撮像データとを取得した場合、共通の撮像装置でウェハＷ１の表面の撮像データとプローブ６０の撮像データとを取得したことと同じ結果になる。そのためプローブ６０の撮像データとウェハＷ１の電極パッドの撮像データを基に、プローブ６０と電極パッドとの正確なコンタクト位置を求めることができる。これにより本実施形態のプローブ装置では、電極パッドとプローブ６０とをコンタクトさせてウェハＷ１のプローブテストを行う。

また本実施形態では下カメラ４１によってプローブ６０を撮像する際に、ウェハチャック４Ａが上昇して上側撮像ユニット５の高さ位置にまで到達する。そしてウェハチャック４Ａは、その高さ位置にいる状態でウェハチャック４Ｂ側に向けて移動し、中心線ＣＬを通過してウェハチャック４Ｂ側の領域へと進入する。そのため上側撮像ユニット５が撮像位置及び基準待機位置（図５に示す筐体２２ａのＹ方向の中心線ＣＬを含む中央領域）で停止していると、ウェハチャック４Ａと干渉してしまい、プローブ６０の撮像を行うことができない。そこで本実施形態では下カメラ４１によるプローブ６０の撮像を行う前に、上側撮像ユニット５を、筐体２２ａの角側の側壁とプローブカード６Ａとの間の領域（退避位置）に退避させるように設定されている。これによりウェハチャック４Ａが上側撮像ユニット５と干渉することなく、下カメラ４１によるプローブ６０の撮像を行うことが可能となっている。

上述した工程を経てアライメント作業が終了すると、ウェハチャック４Ａは、図１０に示すようにアライメント作業によって求められたコンタクト位置へと移動する。このときウェハチャック４Ａは、まず上側撮像ユニット５の高さレベルよりも降下し、次いで、上側撮像ユニット５がウェハチャック４Ａの上方領域を通過して基準待機位置に移動する。本実施形態では、上側撮像ユニット５を退避位置に退避させたままプローブテストを行うと、ウェハチャック４Ａをコンタクト位置に移動させた際に上側撮像ユニット５と干渉するので、上側撮像ユニット５を図５に示す筐体２２ａのＹ方向の中心線ＣＬを含む中央領域である基準待機位置に移動させている。そしてウェハチャック４Ａがコンタクト位置の下方領域に到達し、上側撮像ユニット５が基準待機位置に到達すると、ウェハチャック４Ａは上昇し、アライメント作業時に求められたコンタクト座標に基づいて、ウェハＷ１の電極パッドとプローブ６０とをコンタクトさせてテストヘッド８を用いたプローブテストを開始する。この例では、ウェハＷ１上の全てのパッドとプローブ６０とが一括コンタクトしている。

一方、ウェハ搬送アーム３はウェハＷ２を受け渡した後、ＦＯＵＰ１００から次のウェハＷ３を取り出し、ウェハＷ３に対してウェハＷ１と同様にプリアライメントを行う。ウェハＷ１に対してプローブテストが開始された後、ウェハチャック４Ｂがウェハ搬送アーム３からウェハＷ３を受け取る受け渡し位置へと移動し、ウェハチャック４ＢにウェハＷ３を受け渡す。一方、ウェハ搬送アーム３から第１の検査部２１Ａのウェハチャック４Ｂに３番目のウェハＷ３を受け渡すときには、第２の検査部２１Ｂのウェハチャック４Ｃ上のウェハＷ３に対して、アライメント作業が開始されている。このアライメント作業は、既述のウェハＷ１と同様に行われ、第２の検査部２１ＢのプローブカードとウェハＷ２の電極パッドとのコンタクト位置が求められる。その後ウェハチャック４Ｃは求められたコンタクト位置の下方領域へ移動すると共に、上側撮像ユニット５がウェハチャック４Ｃの上方領域を通過して基準待機位置に移動し（図１１参照）、その後第１の検査部２１Ａと同様にプローブテストが開始される。

なお第２の検査部２１Ｂでは、第１の検査部２１Ａと同様に上側撮像ユニット５の基準待機位置、撮像位置、退避位置が設定されている。この第２の検査部２１Ｂでは、例えば図１０に示す筐体２２ｂのＹ方向の中心線ＣＬ２（筐体２２ｂ内の図示しない２つのプローブカードの中心点を通るＸ方向の直線）を含む中央領域が基準待機位置として設定され、プローブカードの中心点と中心線ＣＬ２との中間点よりも、各プローブカード側に１８５ｍｍ移動した位置が撮像位置として設定され、筐体２２ｂの角側の側壁とプローブカードとの間の領域が退避位置として設定されている。

そしてウェハ搬送アーム３は、ウェハＷ３を第１の検査部２１Ａのウェハチャック４Ｂに受け渡した後、図１１に示すようにＦＯＵＰ１００から次の（４番目の）ウェハＷ４を取り出し、ウェハＷ４に対してウェハＷ１と同様にプリアライメントを行う。また第２の検査部２１Ｂの一方のウェハチャック４Ｃに載置されたウェハＷ２に対してプローブテストが開始されると、第２の検査部２１Ｂの他方のウェハチャック４Ｄがウェハ搬送アーム３からウェハＷ４を受け取る受け渡し位置へと移動する。そしてウェハ搬送アーム３がウェハチャック４ＤにウェハＷ４を受け渡す。

第１の検査部２１Ａにおける動作についてみると、ウェハ搬送アーム３から第２の検査部２１Ｂの他方のウェハチャック４ＤにウェハＷ４を受け渡すときには、第１の検査部２１Ａの他方のウェハチャック４Ｂ上のウェハＷ３に対してアライメント作業が開始されており、このアライメント作業により４Ｂ上のウェハＷ３とプローブカード６Ｂのプローブ６０とのコンタクト位置が求められる。その後同様にしてプローブテストが開始される。

なお第１の検査部２１Ａの他方のウェハチャック４Ｂでは、上側撮像ユニット５とウェハチャック４ＢとのＹ方向の位置関係が逆転するため、アライメント作業を行う際に、上側撮像ユニット５とウェハチャック４Ｂの移動方向が一方のウェハチャック４Ａの場合と比べて逆転するが、基本的な動きについては一方のウェハチャック４Ａと同じである。

そして第１の検査部２１Ａの他方のウェハチャック４Ｂに載置されたウェハＷ３に対してプローブテストが開始されると、ウェハチャック４Ｄでは、ウェハＷ１と同様ウェハＷ４に対してアライメント作業が行われ、コンタクト位置が求められる。その後ウェハチャック４Ｄは求められたコンタクト位置の下方領域へ移動すると共に、上側撮像ユニット５がウェハチャック４Ｄの上方領域を通過して基準待機位置に移動し、ウェハチャック４Ｄがコンタクト位置の下方領域に、上側撮像ユニット５が基準待機位置に到達すると（図１３参照）、ウェハチャック４Ａと同様にプローブテストが開始される。

その後ウェハチャック４ＡのウェハＷ１のプローブテストが最も早く終了すると、ウェハ搬送アーム３は、図１３に示すようにＦＯＵＰ１００から次の（５番目の）ウェハＷ５を取り出し、ウェハＷ５に対してウェハＷ１と同様にプリアライメントを行う。そしてウェハチャック４Ａが、図７に示すようにウェハの受け渡し位置まで移動し、ウェハ搬送アーム３に検査済みのウェハＷ１を受け渡し、ウェハ搬送アーム３は未検査のウェハＷ５を受け渡す。次いで、ウェハ搬送アーム３は、ＦＯＵＰ１００に検査済みのウェハＷ１を搬入し、ＦＯＵＰ１００内に未検査の次のウェハＷがある場合には、次のウェハＷを搬出してプリアライメントを行う。その後は既述の工程を繰り返して、ＦＯＵＰ１００内の未検査のウェハＷが無くなるまで、ＦＯＵＰ１００内のウェハＷに対して検査部２１Ａ（２１Ｂ）による検査が行われる。

本実施形態のプローブ装置では、アライメント作業時に、第１の検査部２１Ａの一方のウェハチャック４Ａと他方のウェハチャック４Ｂの各移動領域の一部が互いに重なるように、また第２の検査部２１Ｂの一方のウェハチャック４Ｃと他方のウェハチャック４Ｄの各移動領域の一部が互いに重なるように設定されている。そこで本実施形態では、一方のウェハチャック４Ａ、４Ｃを用いてアライメント作業をしているときは、他方のウェハチャック４Ｂ、４Ｄの移動を禁止するように、また他方のウェハチャック４Ｂ、４Ｄを用いてアライメント作業を行っているときは、一方のウェハチャック４Ａ、４Ｃの移動を禁止するように制御部１５により制御されている。

上述した本実施形態のプローブ装置では、各検査部２１Ａ（２１Ｂ）に２台のウェハチャック４Ａ、４Ｂ（４Ｃ、４Ｄ）を設けると共に、これらウェハチャック４Ａ、４Ｂ（４Ｃ、４Ｄ）上のウェハＷに対して上側撮像ユニット５を共通化している。このため各ウェハチャック４Ａ、４Ｂ（４Ｃ、４Ｄ）ごとに上側撮像ユニット５を設ける場合に比べてコストを低く抑えることができる。ウェハチャック４Ａ、４Ｂ（４Ｃ、４Ｄ）は、筐体２２ａ（２２ｂ）内で移動領域が重なるように設定され、第１の検査部２１Ａにおいては、ウェハチャック４Ａ、４Ｂのうちの一方が移動しているときには、他方の移動が禁止されるようになっている。また第２の検査部２１Ｂにおいてもウェハチャック４Ｃ、４Ｄの一方が移動しているときには、他方の移動が禁止されるようになっている。このためウェハチャック４Ａ、４Ｂ（４Ｃ、４Ｄ）の移動領域の重なっている領域の分だけ、プローブカード、ウェハチャック、上側撮像ユニットを１組備えたプローブ装置を２台接続した場合と比べて筐体２２ａ（２２ｂ）を小さくすることができる。

さらに、このように構成された検査部２１Ａ（２１Ｂ）を２台接続していることから、更なるコスト削減効果及びプローブ装置のフットプリントの低減効果が得られる。そして第１の検査部２１Ａ内の一方のウェハチャック（４Ａまたは４Ｂ）、第２の検査部２１Ｂ内の一方のウェハチャック（４Ｃまたは４Ｄ）、第１の検査部２１Ａ内の他方のウェハチャック（４Ｂまたは４Ａ）、第２の検査部２１Ｂ内の他方のウェハチャック（４Ｄまたは４Ｃ）の順にウェハＷを搬送することにより、第１の検査部２１Ａにてアライメント作業が行われているタイミングと、他の検査部２１ＢへのウェハＷの搬送のタイミングとが重なる。このため、その後第１の検査部２１Ａに次のウェハＷを搬送しようとするときには、当該第１の検査部２１Ａにおける既述のアライメント作業は終了しているか或いは残り時間が短いので、次のウェハＷを第１の検査部２１Ａに速やかに受け渡してアライメント作業に備えることができる。このため各作業における待ち時間がないか或いは短く抑えられ、２つのウェハチャック４Ａ、４Ｂ（４Ｃ、４Ｄ）の移動領域が重なることにより作業の制約を受ける中で、高いスループットが得られる。

なお本発明の特徴部分は、第１の検査部、第２の検査部の一方及び他方の載置台交互に基板を搬送する点にあることから、本発明の実施の形態としては、ウェハチャック４Ａ→ウェハチャック４Ｄ→ウェハチャック４Ｂ→ウェハチャック４Ｃの順にウェハＷを搬送してもよく、またウェハチャック４Ｂ→ウェハチャック４Ｃ→ウェハチャック４Ａ→ウェハチャック４Ｄの順にウェハＷを搬送してもよい。

また本発明の実施の形態は、検査部を複数組み合わせてプローブ装置本体を構成したものに限定されるものではなく、例えば上述した実施形態の検査部を１つ備えたプローブ装置であってもよい。このようなプローブ装置であっても、２つの載置台に対して１つの上側撮像ユニットを備えるだけでプローブテストを行うことができる。従って載置台ごとに上側撮像ユニットを備えたプローブ装置と比較して上側撮像ユニットの数を削減してコストを削減することができ、載置台の移動領域を重なるように設定して筐体フットプリントを削減することも可能となる。また本実施形態では、一括コンタクトによってプローブテストを行っているが、本発明は、分割コンタクトによるプローブテストを行うプローブ装置にも適用可能である。分割コンタクトによるプローブテストを行う場合には、プローブテストを行う際に載置台が移動する範囲をテスト領域として設定すると共に載置台の待機位置をテスト領域の中央部に設定し、このテスト領域と載置台の移動領域とが重ならないように、載置台の移動領域を設定すればよい。

［他の実施形態］
以上本発明の実施形態について説明したが、本発明は上述の実施の形態に限定されるものではない。例えば本発明を実施するにあたっては、図１４に示すようにプローブ装置本体を構成することも可能となる。図１４に示すプローブ装置では、装置の中央にウェハ搬送アーム１０３を備えた搬送室１１０を配設し、搬送室１１０の図示Ｙ方向の両端部にロードポート１１１、１１２を配設している。そして搬送室１１０の図示Ｘ方向の両端部に第１の実施形態と同構成の検査部２１Ａ、２１Ｂを配設している。つまり図１４に示すプローブ装置では、検査部２１Ａ、２１Ｂを、搬送室１１０を挟んで並列に配設することによってプローブ装置本体１２１を構成している。このようなプローブ装置であっても、ロードポート１１１、１１２にウェハＷを収納したＦＯＵＰ１００を載置して、検査部２１Ａ、２１Ｂに対してウェハＷ１〜Ｗ４をウェハ搬送アーム１０３により、上述した実施形態と同様に搬送することができ、コストとフットプリントを削減することが可能となる。

本発明のプローブ装置では、アライメント作業時における２つの載置台の移動領域の一部が重なるが、この重なりは上述実施形態のように、上側撮像ユニットによる基板の撮像時及び下側撮像ユニットによるプローブの撮像時の両方で起きることに限られず、どちらか一方の撮像時における両載置台の移動領域が重なる場合であってもよい。そして載置台の移動領域が重なることは、載置台そのものだけでなく、載置台を移動させるテーブルの移動領域が重なる場合も含む意味である。

また本発明の実施の形態としては、上述した実施形態の検査部を３台以上、例えば３台の検査部を直列に並べてプローブ装置本体を構成したものも含まれる。このようなプローブ装置本体を備えたプローブ装置では、基板を搬送する順番が、第１の検査部の一方の載置台→第２の検査部の一方の載置台→第３の検査部の一方の載置台→第１の検査部の他方の載置台→第２の検査部の他方の載置台→第３の検査部の他方の載置台となる。このようなプローブ装置であっても、第１の検査部と第２の検査部では、第１の検査部の一方の載置台→第２の検査部の一方の載置台→第１の検査部の他方の載置台→第２の検査部の他方の載置台という順番で基板は搬送される。つまり本発明の特徴的な基板の搬送方法により基板は搬送されることになる。従って本発明の権利範囲には、３台以上の検査部を有するプローブ装置本体を備えたプローブ装置が含まれることになる。

また本発明では、２つの載置台の移動制御を、例えば図１５に示すような座標を用いて制御してもよい。ここで図１５（ａ）の１５Ａは、ウェハチャック４Ａの移動制御を行う座標範囲を示し、図１５（ｂ）の１５Ｂは、ウェハチャック４Ｂの移動制御を行う座標範囲を示している。図１５に示すように、この実施例では、ウェハチャック４Ａの移動制御を行う座標１５Ａの原点Ｇ１０と、ウェハチャック４Ｂの移動制御を行う座標１５Ｂの原点Ｇ２０とが異なる位置に設定されている。なお原点Ｇ２０は、筐体２２ａの外部の位置に設定された仮想点である。このように座標１５Ａ、１５Ｂの原点Ｇ１０、Ｇ２０の位置を変え、さらにウェハチャック４Ｂを制御する座標１５Ｂの原点を筐体２２ａの外部に設定する目的としては、夫々の座標１５Ａ、１５Ｂでウェハチャック４Ａ（４Ｂ）の移動制御を行う際に、ウェハチャック４Ａがテスト領域の中央部で停止している際の中心点ＳＡから原点Ｇ１０までの距離Ｌと、ウェハチャック４Ｂがテスト領域の中央部で停止している際の中心点ＳＢから原点Ｇ２０までの距離Ｌとを等しくするためである。つまりウェハチャック４Ａ（４Ｂ）では、どちらも原点Ｇ１０、Ｇ２０から見て同じ座標位置にテスト領域が存在するようになる。これによりウェハチャック４Ａ（４Ｂ）の移動制御時のステップを短くすることが可能となり、ウェハチャック４Ａ４（Ｂ）の制御上のスループットを向上させることも可能となる。

本実施形態のプローブ装置の概略を示す斜視図である。 本実施形態のプローブ装置の概略を示す平面図である。 本実施形態のプローブ装置の概略を示す側面図である。 本実施形態のウェハ搬送アーム３の概略を説明するための説明図である。 本実施形態の検査部２１Ａの概略を示す平面図である。 本実施形態の検査部２１Ａの概略を示す側面図である。 本実施形態のプローブテストについて説明するための第１の説明図である。 本実施形態のプローブテストについて説明するための第２の説明図である。 本実施形態のアライメント作業について説明するための説明図である。 本実施形態のプローブテストについて説明するための第３の説明図である。 本実施形態のプローブテストについて説明するための第４の説明図である。 本実施形態のプローブテストについて説明するための第５の説明図である。 本実施形態のプローブテストについて説明するための第６の説明図である。 本発明に係る他の実施例のプローブ装置の概略を示す平面図である。 本発明に係る他の実施例の制御方法について説明するための説明図である。

符号の説明

２ プローブ装置本体
３ ウェハ搬送アーム（基板搬送手段）
４Ａ、４Ｂ、４Ｃ、４Ｄ ウェハチャック（載置台）
５ 上側撮像ユニット
６Ａ、６Ｂ プローブカード
１０ 搬送室
１１、１２ ロードポート
１５ 制御部
２１Ａ、２１Ｂ 検査部
２２ａ、２２ｂ 筐体
２４ａ、２４ｂ、２４ｃ、２４ｄ テーブルユニット
３５ アーム体
３６ プリアライメント機構
４０Ａ、４０Ｂ、４０Ｃ、４０Ｄ 下側撮像ユニット
４１ 下カメラ
４３ ターゲット
５１ 上カメラ
５２ ガイドレール
６０ プローブ
１００ ＦＯＵＰ
Ｗ ウェハ

Claims (4)

1. 基板収納部から基板搬送手段により基板を取り出して検査部内の載置台に受け渡すと共に、視野が下向きの上側撮像ユニットにより基板の表面を撮像すると共に、載置台側に設けられ、視野が上向きの下側撮像ユニットによりプローブカードのプローブを撮像し、制御部により撮像結果に基づいて基板の被検査チップの電極パッドとプローブカードのプローブとが接触する座標位置を求め、電極パッドとプローブとを接触させて被検査チップの電気的特性を検査する装置において、
   前記検査部は、
   互いに平面方向に離間して配置された２個のプローブカードと、
   前記基板搬送手段により基板が受け渡され、平面上での縦横に移動自在及び高さ方向に移動自在な２個の載置台と、
   前記２個のプローブカードの配列方向に移動自在に構成され、前記２個の載置台に各々載置される基板に対して共用化された上側撮像ユニットと、を有し、
   基板表面の撮像時及びプローブの撮像時の少なくとも一方における、一方の載置台の移動領域の一部と他方の載置台の移動領域の一部とが重なるように設定され、
   前記制御部は、一方の載置台上の基板に対してプローブカードによる検査が行われている間に他方の載置台上の基板に対して撮像を行うように前記載置台及び撮像ユニットを制御する機能を備えたことを特徴とするプローブ装置。
2. 前記検査部として、第１の検査部及び第２の検査部が設けられ、
   前記制御部は、第１の検査部の一方の載置台、第２の検査部の一方の載置台、第１の検査部の他方の載置台及び第２の検査部の他方の載置台の順に基板収納部から基板を搬送するように基板搬送手段を制御する機能を備えたことを特徴とする請求項１記載のプローブ装置。
3. 前記第１及び第２の検査部は、第１の検査部の２個のプローブカードと第２の検査部の２個のプローブカードとが一列になるように配置され、基板搬送手段は、これら検査部に対して共用化されていることを特徴とする請求項２に記載のプローブ装置。
4. 前記検査部において、前記移動領域の一部同士が互いに重なる撮像作業を一方の載置台が行っているときには、当該検査部の他方の載置台の移動が禁止されることを特徴とする請求項１ないし３のいずれか一つに記載のプローブ装置。

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