JP6276053B2

JP6276053B2 - プローバ

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Publication number: JP6276053B2
Application number: JP2014025579A
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Inventors: 秋山　収司; 収司秋山; 和哉矢野; 勇猪股
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Priority date: 2014-02-13
Filing date: 2014-02-13
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Description

本発明は、半導体ウエハに形成された半導体デバイスを検査するプローバに関する。

基板としての半導体ウエハ（以下、単に「ウエハ」という。）に形成された半導体デバイス、例えば、パワーデバイスやメモリの電気的特性を検査する基板検査装置としてプローバが知られている。

プローバは、多数のプローブ針１２０を有する円板状のプローブカード１２１（図１２参照。）と、ウエハを載置して上下左右に自在に移動するステージとを備え、ウエハを載置するステージがプローブカード１２１へ向けて移動することにより、各プローブ針１２０を半導体デバイスが有する電極パッドや半田バンプに接触させ、各プローブ針１２０から電極パッドや半田バンプへ検査電流を流すことによって半導体デバイスの電気的特性を検査する（例えば、特許文献１参照。）。

半導体デバイスの電気的特性の検査において、同じプローブカード１２１を用いたまま、当該半導体デバイスに関して複数種の検査を行うことがあるが、この場合、図１３（Ａ）及び図１３（Ｂ）に示すように、ウエハＷを、例えば、１８０°ほど水平面内において回転（以下、「水平回転」という。）させ、各プローブ針１２０に接触する電極パッド１３０を変更する。

従来、ステージは水平回転可能に構成されるが、ステージの回転機構はボールネジを用いたスライド機構からなり、ボールネジに螺合するスライダとしてのナットの移動によってステージを回転させるため、ステージの水平回転量はナットの移動量に制限されてせいぜい±７°〜８°であり（例えば、特許文献２参照。）、ウエハＷを１８０°も水平回転させることができない。

そこで、ウエハＷを１８０°ほど水平回転させる際は一旦、ウエハＷをステージから離脱させ、当該ウエハＷをプローバのローダ内に配された回転台によって水平回転させた後、再び、ステージへ載置し直す。

特開平７―２９７２４２号公報特許４９７１４１６号公報

しかしながら、ウエハＷをローダ内に配された回転台によって水平回転させる際には、ウエハＷをステージ及び回転台の間で往復させる必要があり、半導体デバイスの検査のスループットが低下するという問題がある。

本発明の目的は、基板の半導体デバイスの検査のスループットが低下するのを防止することができるプローバを提供することにある。

上記目的を達成するために、本発明のプローバは、半導体デバイスが形成された基板が載置される水平な載置面を有するステージと、該ステージに対向するプローブカードとを備えるプローバにおいて、前記ステージの周りに配置されて鉛直な回転軸を有する少なくとも１つのローラを備え、前記ローラは前記基板の外周に接して前記基板を水平面内において回転させることを特徴とする。

上記目的を達成するために、本発明のプローバは、半導体デバイスが形成された基板が載置される水平な載置面を有し、水平面内において回転可能に支持された円板状のステージと、該ステージに対向するプローブカードとを備えるプローバにおいて、前記ステージの周りに配置されて鉛直な回転軸を有する少なくとも１つのローラを備え、前記ローラは前記ステージの外周に接して前記ステージを水平面内において回転させることを特徴とする。

本発明によれば、ステージの周りに配置されて鉛直な回転軸を有するローラは基板の外周に接して基板を水平面内において回転させるので、ローラの回転を継続することによって基板を水平面内において大角度で回転させることができ、もって、基板をローダ内に配された回転台へ搬送して水平回転させる必要を無くすことができる。その結果、基板の半導体デバイスの検査のスループットが低下するのを防止することができる。

本発明によれば、ステージの周りに配置されて鉛直な回転軸を有するローラはステージの外周に接してステージを水平面内において回転させるので、ローラの回転を継続することによってステージとともに基板を水平面内において大角度で回転させることができ、もって、基板をローダ内に配された回転台へ搬送して水平回転させる必要を無くすことができる。その結果、基板の半導体デバイスの検査のスループットが低下するのを防止することができる。

本発明によれば、載置面の中心部に配置されて基板を持ち上げる昇降部がモータの回転駆動力によって鉛直な回転軸周りに回転するので、モータの回転を継続することによって基板を大角度で回転させることができ、もって、基板をローダ内に配された回転台へ搬送して水平回転させる必要を無くすことができる。その結果、基板の半導体デバイスの検査のスループットが低下するのを防止することができる。

本発明によれば、基板の中心部を吸着する吸着機構がモータの回転駆動力によって鉛直な回転軸周りに回転するので、モータの回転を継続することによって基板を大角度で回転させることができ、もって、基板をローダ内に配された回転台へ搬送して水平回転させる必要を無くすことができる。その結果、基板の半導体デバイスの検査のスループットが低下するのを防止することができる。

本発明によれば、搬送アームのローラは基板の外周に接して基板を水平面内において回転させるので、ローラの回転を継続することによって基板を水平面内において大角度で回転させることができる。すなわち、基板をローダ内に配された回転台へ搬送することなく、基板を搬送アームが受け取るだけで基板を大角度で水平回転させることができるので、基板をローダ内に配された回転台へ搬送して水平回転させる必要を無くすことができ、基板の半導体デバイスの検査のスループットが低下するのを防止することができる。

本発明の第１の実施の形態に係るプローバの構成を概略的に示す斜視図である。図１のプローバの本体の内部構成を概略的に示す斜視図である。図２におけるステージの回りに配置されたローラ機構を説明するための図であり、図３（Ａ）はステージの平面図であり、図３（Ｂ）は各ローラ機構の側面図である。本発明の第２の実施の形態に係るプローバのステージの構成を概略的に説明するための図であり、図４（Ａ）は平面図であり、図４（Ｂ）は図４（Ａ）における線IV−IVに関する断面図である。本実施の形態に係るプローバのステージの第１の変形例の構成を概略的に説明するための断面図である。本実施の形態に係るプローバのステージの第２の変形例の構成を概略的に説明するための図であり、図６（Ａ）は平面図であり、図６（Ｂ）は図６（Ａ）における線VI−VIに関する断面図である。本発明の第３の実施の形態に係るプローバのステージの構成を概略的に説明するための図であり、図７（Ａ）は平面図であり、図７（Ｂ）は側面図である。本発明の第４の実施の形態に係るプローバの本体の内部構成を概略的に示す斜視図である。図８におけるウエハ回転ユニットが実行するウエハの水平回転処理の工程図である。図８におけるウエハ回転ユニットが実行するウエハの水平回転処理の工程図である。本発明の第５の実施の形態に係るプローバが備える搬送アームの構成を概略的に示す図であり、図１１（Ａ）は平面図であり、図１１（Ｂ）は側面図である。プローブカードの構成を概略的に示す斜視図である。ウエハの半導体デバイスの検査におけるウエハの水平回転の様子を説明するための工程図である。

以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明する。

まず、本発明の第１の実施の形態に係るプローバについて説明する。

図１は、本実施の形態に係るプローバの構成を概略的に示す斜視図である。

図１において、プローバ１０は、ウエハＷを載置する略円柱状のステージ１１を内蔵する本体１２と、該本体１２に隣接して配置されるローダ１３と、本体１２を覆うように配置されるテストヘッド１４とを備え、大口径、例えば、直径が３００ｍｍや４５０ｍｍのウエハＷに形成された半導体デバイスの電気的特性の検査を行う。

本体１２は内部が空洞の筐体形状を呈し、天井部１２ａにはステージ１１に載置されたウエハＷの上方において開口する開口部１２ｂが設けられ、該開口部１２ｂには、略円板状のプローブカードホルダ（図示しない）が係合し、プローブカードホルダは円板状のプローブカード１６を保持する（後述の図２参照）。ステージ１１は頂部にはウエハＷが載置される水平な載置面１１ａが形成され、プローブカード１６は載置面１１ａに載置されたウエハＷと対向する。

テストヘッド１４は方体形状を呈し、本体１２上に設けられたヒンジ機構１５によって上方向へ回動可能に構成される。テストヘッド１４が本体１２を覆う際、該テストヘッド１４はコンタクトリング（図示しない）を介してプローブカード１６と電気的に接続される。また、テストヘッド１４はプローブカード１６から伝送される半導体デバイスの電気的特性を示す電気信号を測定データとして記憶するデータ記憶部や該測定データに基づいて検査対象のウエハＷの半導体デバイスの電気的な欠陥の有無を判定する判定部（いずれも図示しない）を有する。

ローダ１３は、搬送容器であるＦＯＵＰ（図示しない）に収容される、半導体デバイスが形成されたウエハＷを取り出して本体１２のステージ１１へ載置し、半導体デバイスの電気的特性の検査が終了したウエハＷをステージ１１から除去してＦＯＵＰへ収容する。また、ローダ１３はウエハＷを水平回転させる回転台（図示しない）を有する。

プローブカード１６におけるステージ１１の対向面には多数のプローブ針（図示しない）が集中的に配置され、ステージ１１はプローブカード１６及びウエハＷの相対位置を調整して半導体デバイスの電極パッド等を各プローブ針へ当接させる。

半導体デバイスの電極パッド等を各プローブ針へ当接する際、テストヘッド１４はプローブカード１６の各プローブ針を介して半導体デバイスへ検査電流を流し、その後、プローブカード１６は半導体デバイスの電気的特性を示す電気信号をテストヘッド１４のデータ記憶部に伝送し、該データ記憶部は伝送された電気信号を測定データとして記憶し、判定部は記憶された測定データに基づいて検査対象の半導体デバイスの電気的な欠陥の有無を判定する。

図２は、図１のプローバの本体の内部構成を概略的に示す斜視図である。

図２において、ステージ１１は、図中に示すＹ方向に沿って移動するＹ方向移動ユニット１８と、図中に示すＸ方向に沿って移動するＸ方向移動ユニット１９と、図中に示すＺ方向に沿って移動してステージ１１をプローブカード１６へ向けて移動させるＺ方向移動ユニット２０とによって支持される。

Ｙ方向移動ユニット１８はＹ方向に沿って配置されたボールねじ（図示しない）の回動によってＹ方向に高精度に駆動され、ボールねじはステップモータであるＹ方向移動ユニット用モータ（図示しない）によって回動される。Ｘ方向移動ユニット１９はＸ方向に沿って配置されたボールねじ１９ａの回動によってＸ方向に高精度に駆動される。ボールねじ１９ａもステップモータであるＸ方向移動ユニット用モータ（図示しない）によって回動される。

本実施の形態では、Ｙ方向移動ユニット１８、Ｘ方向移動ユニット１９、Ｚ方向移動ユニット２０がステージ１１を図中Ｙ方向、同Ｘ方向、同Ｚ方向に移動可能であり、ウエハＷを載置するステージ１１をプローブカード１６に対向させる。特に、Ｚ方向移動ユニット２０はステージ１１を図中Ｚ方向に沿ってプローブカード１６へ向けて移動させ、ウエハＷにおける半導体デバイスの電極パッド等を各プローブ針へ当接させる。

本体１２の内部では、ステージ１１に隣接してプローブカードホルダガイド２１が配置される。プローブカードホルダガイド２１は、プローブカード１６を保持するプローブカードホルダを担持可能な二股状のフォーク２２を有し、図中Ｙ方向及び同Ｚ方向に関して移動可能に構成され、プローブカード１６の交換を行う。

また、本体１２の内部には、ステージ１１及びプローブカードホルダガイド２１の間において、ＡＳＵカメラ２３と、針先研磨ユニット２４とが配置され、さらに、ステージ１１の上方には、アライメントブリッジ２５（移動部材）が配置される。

ＡＳＵカメラ２３や針先研磨ユニット２４はステージ１１へ固定的に接続され、図中図中Ｙ方向、同Ｘ方向、同Ｚ方向に関してステージ１１とともに移動可能に構成され、アライメントブリッジ２５は図中Ｙ方向に移動可能に構成され、ステージ１１やＡＳＵカメラ２３に対向する。

ＡＳＵカメラ２３はアライメントブリッジ２５に設けられた位置確認用マーク（図示しない）を検知して本体１２の内部におけるステージ１１の正確な位置を確認する。針先研磨ユニット２４はプローブカード１６へ向けて移動してプローブカード１６における各プローブ針の針先を研磨する。

ステージ１１の頂部の周りには鉛直な回転軸（Ｚ方向に沿う回転軸）を有する３つのローラ機構２６が、載置面１１ａに載置されたウエハＷの周りを囲むように配置される。具体的には、図３（Ａ）に示すように、各ローラ機構２６は水平面（図中Ｘ方向及びＹ方向に沿って延伸する面）内におけるウエハＷと同心の円周上において等間隔（１２０°ピッチ）で配置される。

各ローラ機構２６は、図３（Ｂ）に示すように、鉛直な中心軸２６ａと、該中心軸２６ａ回りへ締結されて中心軸２６ａとともに鉛直な回転軸回りに回転する円板状のローラ２６ｂと、中心軸２６ａへ回転駆動力を付与するモータ２６ｃと、ステージ１１の側面に固定されてモータ２６ｃを中心軸２６ａやローラ２６ｂとともに図中矢印の方向（Ｚ方向）へ持ち上げるリフター２６ｄとを有する。

ローラ機構２６では、ローラ２６ｂが外周に近づくほど厚みが薄くなる断面テーパ形状を呈し、ローラ２６ｂはほぼ外縁でウエハＷの外周に接する。

本実施の形態では、半導体デバイスに関して複数種の検査を行うためにウエハＷを水平回転させる際、各ローラ機構２６において、各リフター２６ｄが各ローラ２６ｂを持ち上げるが、ウエハＷの外周には３つのローラ２６ｂが接するため、ウエハＷは３つのローラ２６ｂとともに持ち上げられる。

その後、モータ２６ｃが中心軸２６ａへ回転駆動力を付与し、中心軸２６ａとともにローラ２６ｂを鉛直な回転軸回りに回転させるが、ローラ２６ｂの回転によってウエハＷも回転駆動され、鉛直な回転軸回りに回転する、すなわち、水平回転する。このとき、モータ２６ｃが回転を継続することによってウエハＷを水平面内において大角度（例えば、１８０°以上）で回転させることができる。これにより、ウエハＷを大角度で水平回転させるために当該ウエハＷをローダ１３内に配された回転台へ搬送して水平回転させる必要を無くすことができる。その結果、ウエハＷの半導体デバイスの検査のスループットが低下するのを防止することができる。

また、本実施の形態では、３つのローラ２６ｂがウエハＷの周りにおいて円周上等間隔に配置されるので、各ローラ２６ｂによって回転駆動されるウエハＷを安定して支持することができ、もって、ウエハＷを安定して水平回転させることができる。

次に、本発明の第２の実施の形態に係るプローバについて説明する。

本実施の形態は、その構成、作用が上述した第１の実施の形態と基本的に同じであるので、重複した構成、作用については説明を省略し、以下、異なる構成、作用についてのみ説明する。

図４は、本実施の形態に係るプローバのステージの構成を概略的に説明するための図であり、図４（Ａ）は平面図であり、図４（Ｂ）は図４（Ａ）における線IV−IVに関する断面図である。

図４（Ａ）及び図４（Ｂ）において、ステージ１１とＹ方向移動ユニット２０の間には略円柱状のベース２７（基台）が介在し、ステージ１１はベース２７によって水平回転可能に支持される。具体的には、ステージ１１はベース２７と対向する面（下面）の中心部に半球状の凹部１１ｂを有し、ベース２７はステージ１１と対向する面（上面）の中心部に半球状の凸部２７ａを有し、凸部２７ａは凹部１１ｂへ遊合する。これにより、ステージ１１はベース２７とは独立して水平回転する。

ステージ１１がベース２７とは独立して水平回転する際、ステージ１１及びベース２７の間にエアが供給されてステージ１１はベース２７からエアによって浮上し、ステージ１１の位置がベース２７に対して固定される際、ステージ１１はベース２７へ真空吸着される。

また、ステージ１１の周りには鉛直な回転軸（Ｚ方向に沿う回転軸）を有する３つのローラ機構２８が、ステージ１１の周りを囲むように配置される。具体的には、図４（Ａ）に示すように、各ローラ機構２８は水平面内におけるステージ１１と同心の円周上において等間隔（１２０°ピッチ）で配置される。

各ローラ機構２８は、図４（Ｂ）に示すように、鉛直な中心軸２８ａと、該中心軸２８ａ回りへ締結されて中心軸２８ａとともに鉛直な回転軸回りに回転する平円板状のローラ２８ｂと、中心軸２８ａへ回転駆動力を付与するモータ２８ｃとを有し、ローラ２８ｂは外周でウエハＷの外周に接する。

本実施の形態では、ウエハＷを水平回転させる際、モータ２８ｃが中心軸２８ａへ回転駆動力を付与し、中心軸２８ａとともにローラ２８ｂを鉛直な回転軸回りに回転させるが、ローラ２８ｂの回転によってステージ１１も回転駆動されて水平回転する。このとき、モータ２８ｃが回転を継続することによってステージ１１とともに載置面１１ａに載置されたウエハＷを水平面内において大角度で回転させることができる。これにより、ウエハＷを大角度で水平回転させるために当該ウエハＷをローダ１３内に配された回転台へ搬送して水平回転させる必要を無くすことができる。その結果、ウエハＷの半導体デバイスの検査のスループットが低下するのを防止することができる。

また、本実施の形態でも、３つのローラ２８ｂがステージ１１の周りにおいて円周上等間隔に配置されるので、各ローラ２８ｂによって回転駆動されるステージ１１を安定して水平回転させることができる。

さらに、本実施の形態では、ベース２７の凸部２７ａがステージ１１の凹部１１ｂへ遊合するとともに、ステージ１１がベース２７から浮上するので、ステージ１１の水平回転時に作用する回転摩擦を低減することができ、ステージ１１を円滑に水平面内において回転させることができる。

上述した本実施の形態では、凸部２７ａ及び凹部１１ｂはいずれも半球状を呈するが、凸部２７ａ及び凹部１１ｂの形状はこれに限られず、例えば、図５に示すように、円錐状を呈してもよい。この場合も、凸部２７ａは凹部１１ｂに遊合する。

また、上述した本実施の形態では、ステージ１１のベース２７から浮上にはエアが用いられたが、ベース２７内に電磁石を埋設し、ステージ１１がベース２７とは独立して水平回転する際、ステージ１１をベース２７から磁力による反発力によって浮上させ、ステージ１１の位置をベース２７に対して固定する際、ステージ１１を磁力による吸着力によってベース２７へ吸着させてもよい。

さらに、上述した本実施の形態では、ステージ１１が１つの部材（メンバ）によって構成されたが、図６（Ａ）及び図６（Ｂ）に示すように、ステージ１１を鉛直方向に重ねられて互いに水平面内において互いに独立して回転可能に支持された円板状の２つのメンバ２９、３０で構成してもよい。この場合、下側のメンバ２９の周りには３つのローラ機構２８が水平面内におけるメンバ２９と同心の円周上において１２０°ピッチで配置され、上側のメンバ３０の周りにも３つのローラ機構２８が水平面内におけるメンバ３０と同心の円周上において１２０°ピッチで配置される。下側のメンバ２９の周りの各ローラ機構２８では、モータ２８ｃが中心軸２８ａを高速で回転駆動し、上側のメンバ３０の周りの各ローラ機構２８では、モータ２８ｃが中心軸２８ａを低速ではあるものの精密に回転駆動する。これにより、下側のメンバ２９の周りの各ローラ機構２８のローラ２８ｂは下側のメンバ２９を大回転角で回転駆動し、上側のメンバ３０の周りの各ローラ機構２８のローラ２８ｂは上側のメンバ３０を精密に回転駆動する。

このとき、下側のメンバ２９の周りの各ローラ機構２８のローラ２８ｂ及び上側のメンバ３０の周りの各ローラ機構２８のローラ２８ｂを同時に回転駆動させると、ステージ１１ともに載置面１１ａに載置されたウエハＷを所望の回転角だけ迅速且つ正確に水平回転させることができる。

次に、本発明の第３の実施の形態に係るプローバについて説明する。

本実施の形態も、その構成、作用が上述した第１の実施の形態と基本的に同じであるので、重複した構成、作用については説明を省略し、以下、異なる構成、作用についてのみ説明する。

図７は、本実施の形態に係るプローバのステージの構成を概略的に説明するための図であり、図７（Ａ）は平面図であり、図７（Ｂ）は側面図である。

図７（Ａ）及び図７（Ｂ）において、ステージ１１の載置面１１ａの中心部には載置されたウエハＷを持ち上げる昇降ユニット３１（昇降部）が配置される。昇降ユニット３１は、鉛直な中心軸３１ａと、中心軸３１ａに接続されるとともにウエハＷ（図７（Ｂ）において破線で示す。）の裏面に当接するリング状部材で構成されるサポート３１ｂと、中心軸３１ａへ回転駆動力を付与するモータ３１ｃと、中心軸３１ａを鉛直方向に上下動させるリフター３１ｄとを有し、平面視におけるサポート３１ｂの中心はウエハＷの中心と一致する。

本実施の形態では、ウエハＷを水平回転させる際、まず、リフター３１ｄが中心軸３１ａを持ち上げるが、このとき、ウエハＷはサポート３１ｂとともに持ち上げられる。

その後、モータ３１ｃが中心軸３１ａへ回転駆動力を付与して中心軸３１ａを鉛直な回転軸回りに回転させるが、中心軸３１ａの回転によってウエハＷも回転駆動されて水平回転する。このとき、モータ３１ｃが回転を継続することによってウエハＷを水平面内において大角度で回転させることができる。これにより、ウエハＷを大角度で水平回転させるために当該ウエハＷをローダ１３内に配された回転台へ搬送して水平回転させる必要を無くすことができ、ウエハＷの半導体デバイスの検査のスループットが低下するのを防止することができる。

なお、本実施の形態では、ウエハＷの裏面に当接するサポート３１ｂはリング状部材で構成されるので、ウエハＷを安定して支持することができるとともに、回転質量を低減することができ、もって、モータ３１ｃの負担を軽減することができる。

次に、本発明の第４の実施の形態に係るプローバについて説明する。

図８は、本実施の形態に係るプローバの本体の内部構成を概略的に示す斜視図である。

図８において、アライメントブリッジ２５は側方に張り出したウエハ回転ユニット３２を有し、ウエハ回転ユニット３２は、後述の図９（Ａ）に示すように、ウエハＷの中心部を吸着するチャック３２ａ（吸着機構）と、チャック３２ａの上方に配置されるモータ３２ｂと、チャック３２ａを直方向に上下動させるリフター（図示しない）を有する。モータ３２ｂはチャック３２ａと鉛直方向に関して同軸上に配置され、回転駆動力を付与してチャック３２ａを鉛直な回転軸回りに回転させる。

図９及び図１０は、図８におけるウエハ回転ユニットが実行するウエハの水平回転処理の工程図である。

まず、アライメントブリッジ２５がステージ１１の上方へ向けて移動し（図９（Ａ））、ウエハ回転ユニット３２が載置面１１ａに載置されたウエハＷに対向すると（図９（Ｂ））、リフターがチャック３２ａを降下させてウエハＷの中止部へ当接させる（図９（Ｃ））。

次いで、チャック３２ａがウエハＷを吸着し、さらに、Ｚ方向移動ユニット２０がステージ１１を降下させてウエハＷをステージ１１から離脱させる（図９（Ｄ））。

次いで、モータ３２ｂがチャック３２ａへ回転駆動力を付与してチャック３２ａを鉛直な回転軸回りに回転させるが、ウエハＷにはチャック３２ａが吸着しているため、ウエハＷも水平回転する。このとき、モータ３２ｂが回転を継続することによってウエハＷを水平面内において大角度で回転させることができる。

次いで、ウエハＷを所望の角度ほど水平回転させた後、Ｚ方向移動ユニット２０がステージ１１を上昇させて載置面１１ａにウエハＷを当接させ（図１０（Ａ））、さらに、チャック３２ａがウエハＷを切り離し、リフターがチャック３２ａを上昇させてウエハＷを載置面１１ａに載置させる（図１０（Ｂ））。

次いで、アライメントブリッジ２５がステージ１１の上方から待避するように移動し（図１０（Ｃ））、本処理が終了する。

図９及び図１０の処理によれば、ウエハＷの中心部を吸着するチャック３２ａがモータ３２ｂの回転駆動力によって鉛直な回転軸周りに回転するので、モータ３２ｂの回転を継続することによってウエハＷを大角度で回転させることができ、もって、ウエハＷをローダ１３内に配された回転台へ搬送して水平回転させる必要を無くすことができる。その結果、ウエハＷの半導体デバイスの検査のスループットが低下するのを防止することができる。

なお、チャック３２ａがウエハＷを吸着する際には、真空吸着、電磁吸着又は静電吸着のいずれを利用してもよい。

次に、本発明の第５の実施の形態に係るプローバについて説明する。

本実施の形態に係るプローバ１０は、ローダ１３からステージ１１へウエハＷを搬送する搬送アーム３３（図１１（Ａ）及び図１１（Ｂ）参照。）を備える。

搬送アーム３３は、長尺の平板状部材からなり、上面３３ａにおいてウエハＷを水平回転可能に載置し、載置されたウエハＷの周りには鉛直な回転軸回りに回転する３つのローラ３４が、上面３３ａに載置されたウエハＷの周りを囲むように配置される。具体的には、図１１（Ａ）に示すように、各ローラ３４は水平面内におけるウエハＷと同心の円周上において等間隔で配置され、各ローラ３４の外周はウエハＷの外周に接する。

本実施の形態では、半導体デバイスに関して複数種の検査を行うためにウエハＷを水平回転させる際、一旦、搬送アーム３３がウエハＷをステージ１１から受け取り、搬送アーム３３において各ローラ３４を鉛直な回転軸回りに回転させることにより、ウエハＷを回転駆動して水平回転させる。このとき、ローラ３４が回転を継続することによってウエハＷを水平面内において大角度で回転させることができる。すなわち、ウエハＷをローダ１３内に配された回転台へ搬送することなく、ウエハＷを搬送アーム３３が受け取るだけでウエハＷを大角度で水平回転させることができるので、ウエハＷをローダ１３内に配された回転台へ搬送して水平回転させる必要を無くすことができ、ウエハＷの半導体デバイスの検査のスループットが低下するのを防止することができる。

また、本実施の形態では、３つのローラ３４がウエハＷの周りにおいて円周上等間隔に配置されるので、各ローラ３４によってウエハＷを安定して水平回転させることができる。

なお、搬送アーム３３におけるウエハＷの回転角度や位置を正確に検出するために、搬送アーム３３は上面３３ａに載置されたウエハＷの外周の一部と重畳する位置に切り欠き窓３３ｂを設け、さらに、切り欠き窓３３ｂを挟んで対向するように、ＬＥＤ光３３ｃを照射するプリアライン光照射器３３ｄと、ＬＥＤ光３３ｃの受光器であるプリアラインセンサ３３ｅとを設けてもよい（図１１（Ｂ））。この場合、一部がウエハＷの外周部によって遮断されるＬＥＤ光３３ｃをプリアラインセンサ３３ｅによって受光して当該ＬＥＤ光３３ｃの遮断度合いを検出することにより、ウエハＷの回転角度や位置を検出する。

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

例えば、ローラ機構２６、ローラ機構２８やローラ３４は円周上に等間隔で３つ配置されたが、ローラ機構２６、ローラ機構２８やローラ３４の数は３つに限られず、ウエハＷやステージ１１をＸ方向やＹ方向に移動させることなく水平回転させることができるのであれば、ローラ機構２６、ローラ機構２８やローラ３４の数は少なくとも１つであってもよい。

また、モータ２６ｃ、モータ２８ｃ、モータ３１やモータ３２ｂはそれぞれ中心軸２６ａ、中心軸２８ａ、中心軸３１ａやチャック３２ａを直接回転駆動してもよく、又はカムギアトレイン等を介して回転駆動してもよい。

Ｗウエハ
１０プローバ
１１ステージ
１１ａ載置面
１１ｂ凹部
２５アライメントブリッジ
２６，２８ローラ機構
２６ｂ，２８ｂ，３４ローラ
２６ｃ，２８ｃ，３１ｃ，３２ｂモータ
２７ベース
２７ａ凸部
２９，３０メンバ
３１昇降ユニット
３１ｂサポート
３２ウエハ回転ユニット
３２ａチャック
３３搬送アーム

Claims

半導体デバイスが形成された基板が載置される水平な載置面を有するステージと、該ステージに対向するプローブカードとを備えるプローバにおいて、
前記ステージの周りに配置されて鉛直な回転軸を有する少なくとも１つのローラを備え、
前記ローラは前記基板の外周に接して前記基板を水平面内において回転させることを特徴とするプローバ。
複数の前記ローラが前記載置された基板の周りにおいて円周上等間隔に配置されることを特徴とする請求項１記載のプローバ。
半導体デバイスが形成された基板が載置される水平な載置面を有し、水平面内において回転可能に支持された円板状のステージと、該ステージに対向するプローブカードとを備えるプローバにおいて、
前記ステージの周りに配置されて鉛直な回転軸を有する少なくとも１つのローラを備え、
前記ローラは前記ステージの外周に接して前記ステージを水平面内において回転させることを特徴とするプローバ。
複数の前記ローラが前記ステージの周りにおいて円周上等間隔に配置されることを特徴とする請求項３記載のプローバ。
前記ステージは、鉛直方向に重ねられて互いに水平面内において回転可能に支持された円板状の２つのメンバからなり、一方の前記メンバの外周には大角度回転用の前記ローラが接し、他方の前記メンバの外周には精密回転用の前記ローラが接することを特徴とする請求項３又は４記載のプローバ。
前記ステージは基台に支持され、
前記ステージは前記基台と対向する面の中心部に半球状の凹部を有し、前記基台は前記ステージと対向する面の中心部に半球状の凸部を有し、前記凸部は前記凹部へ遊合することを特徴とする請求項３乃至５のいずれか１項に記載のプローバ。
前記ステージは基台に支持され、
前記ステージは前記基台と対向する面の中心部に円錐状の凹部を有し、前記基台は前記ステージと対向する面の中心部に円錐状の凸部を有し、前記凸部は前記凹部へ遊合することを特徴とする請求項３乃至５のいずれか１項に記載のプローバ。
前記ステージは、水平面内において回転する際には空気によって前記基台から浮上し、位置が固定される際には前記基台へ真空吸着されることを特徴とする請求項６又は７記載のプローバ。
前記ステージは、水平面内において回転する際には磁力によって前記基台から浮上し、位置が固定される際には磁力によって前記基台へ吸着されることを特徴とする請求項６又は７記載のプローバ。