JP6361975B2 - Prober - Google Patents

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Description

本発明は、半導体ウエハ上に形成された複数のチップの電気的な検査を行うプローバに関する。   The present invention relates to a prober that performs electrical inspection of a plurality of chips formed on a semiconductor wafer.

半導体製造工程では、薄い円板状の半導体ウエハに各種の処理を施して、半導体装置(デバイス)をそれぞれ有する複数のチップ(ダイ)を形成する。各チップは電気的特性が検査され、その後ダイサーで切り離なされた後、リードフレームなどに固定されて組み立てられる。上記の電気的特性の検査は、プローバとテスタで構成されるウエハテストシステムにより行われる。プローバは、ウエハをウエハチャックに固定し、各チップの電極にプローブを接触させる。テスタは、プローブに電気的に接続され、電気的検査のために各チップに電流や電圧を印加し特性を測定する。   In the semiconductor manufacturing process, various processes are performed on a thin disk-shaped semiconductor wafer to form a plurality of chips (dies) each having a semiconductor device (device). Each chip is inspected for electrical characteristics, then separated by a dicer, and then fixed to a lead frame and assembled. The inspection of the electrical characteristics is performed by a wafer test system composed of a prober and a tester. The prober fixes the wafer to the wafer chuck and brings the probe into contact with the electrode of each chip. The tester is electrically connected to the probe, and measures the characteristics by applying current and voltage to each chip for electrical inspection.

パワートランジスタ、パワーMOSFET(電界効果型トランジスタ)、IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor)、LED、半導体レーザなどの半導体装置(デバイス)は、一般にウエハの表面に電極(チップ表面電極)が形成されると共に、ウエハの裏面にも電極(チップ裏面電極)が形成される。例えば、IGBTでは、ウエハの表面にゲート電極及びエミッタ電極が形成され、ウエハの裏面にコレクタ電極が形成される。   Semiconductor devices (devices) such as power transistors, power MOSFETs (field effect transistors), IGBTs (insulated gate bipolar transistors), LEDs, and semiconductor lasers generally have electrodes (chip surface electrodes) formed on the surface of a wafer. An electrode (chip back electrode) is also formed on the back surface of the wafer. For example, in an IGBT, a gate electrode and an emitter electrode are formed on the front surface of a wafer, and a collector electrode is formed on the back surface of the wafer.

上記のようなウエハの両面に電極を有するチップが複数形成されたウエハにおいてウエハレベル検査を行うため、ウエハチャックには、ウエハの裏面を接触した状態で保持し、テスタの測定電極として作用する導電性の支持面(ウエハ載置面)が設けられる。この支持面は、ウエハチャックから引き出されるケーブルを介してテスタに電気的に接続される。そして、検査を行う場合には、ウエハチャックにウエハを保持し、ウエハの表面に形成された各チップの電極(チップ表面電極)にプローブを接触させた状態で各種測定が行われるようになっている。   In order to perform wafer level inspection on a wafer in which a plurality of chips having electrodes are formed on both surfaces of the wafer as described above, the wafer chuck holds the back surface of the wafer in contact and acts as a measurement electrode for the tester. A supporting surface (wafer mounting surface) is provided. This support surface is electrically connected to the tester via a cable drawn from the wafer chuck. When inspection is performed, various measurements are performed in a state where the wafer is held on the wafer chuck and the probe is in contact with the electrode (chip surface electrode) of each chip formed on the surface of the wafer. Yes.

しかしながら、ウエハチャックとテスタとの間を接続するケーブルは、プローバを構成する筐体の側面又は背面などに設けられる接続コネクタを介して筐体の内外を引き回された状態で配設されるため、その長さは通常1〜3mぐらいが必要となる。このため、チップ裏面電極とテスタとの間に形成される電気経路が長くなり、その抵抗やインダクタンスが大きくなるので、高周波測定や動的測定の測定誤差が生じ、要求される精度でウエハレベル検査を適正に行うことができない問題がある。   However, since the cable connecting the wafer chuck and the tester is arranged in a state of being routed inside and outside the housing via a connection connector provided on the side surface or the back surface of the housing constituting the prober. The length is usually about 1 to 3m. For this reason, the electrical path formed between the chip back electrode and the tester becomes longer, and the resistance and inductance increase, resulting in measurement errors in high frequency measurement and dynamic measurement, and wafer level inspection with the required accuracy. There is a problem that cannot be performed properly.

このような問題を解決するために、例えば、特許文献1には、ウエハチャックの導電性の支持面に対面するように設けられたチャックリード板と、ウエハチャックの周辺部に固定されたポゴピンと、を備えた検査装置が記載されている。この検査装置によれば、チップ裏面電極とテスタとの間に形成される電気経路がポゴピンとチャックリード板とを経由して構成されるので、上述した従来の構成に比べて上記電気経路に生じる抵抗やインダクタンスを小さくすることが可能となる。   In order to solve such a problem, for example, Patent Document 1 discloses a chuck lead plate provided so as to face a conductive support surface of a wafer chuck, and a pogo pin fixed to a peripheral portion of the wafer chuck. , An inspection apparatus provided with. According to this inspection apparatus, since the electrical path formed between the chip back electrode and the tester is configured via the pogo pin and the chuck lead plate, the electrical path is generated in the electrical path as compared with the conventional configuration described above. Resistance and inductance can be reduced.

しかしながら、特許文献1に記載される検査装置では、ポゴピンがウエハチャックに固定されているので、検査するチップのウエハ上の位置によってチップ裏面電極とテスタとの間の電気経路の長さが変化する。例えば、ウエハの中央付近に存在するチップを検査する場合とウエハの端部付近に存在するチップを検査する場合とでは上記電気経路の長さが異なってしまう。このため、検査するチップのウエハ上の位置に応じて上記電気経路に生じる抵抗やインピーダンスが変化してしまい、高周波測定や動的測定に悪影響を及ぼし、ウエハレベル検査を高精度に行うことができないという問題がある。   However, in the inspection apparatus described in Patent Document 1, since the pogo pins are fixed to the wafer chuck, the length of the electrical path between the chip back electrode and the tester varies depending on the position of the chip to be inspected on the wafer. . For example, the length of the electrical path is different between the case of inspecting a chip existing near the center of the wafer and the case of inspecting a chip existing near the edge of the wafer. For this reason, the resistance and impedance generated in the electrical path change depending on the position of the chip to be inspected on the wafer, which adversely affects high frequency measurement and dynamic measurement, and the wafer level inspection cannot be performed with high accuracy. There is a problem.

このような問題に対し、本願出願人は、ウエハチャックと一体的に移動する導電性のステージ部材に対して、ステージ部材と対面する位置に固定された接触子を電気的に接触させるように構成したプローバを提案している(特許文献2参照)。このプローバによれば、検査するチップのウエハ上の位置に左右されることなく、チップ裏面電極とテスタとの間に形成される電気経路における抵抗やインピーダンスが小さくかつ変動が少ないため、高周波測定や動的測定を安定して行うことができ、ウエハレベル検査を高精度に行うことが可能となる。   In order to solve such a problem, the applicant of the present application is configured to electrically contact a contactor fixed at a position facing the stage member with respect to the conductive stage member that moves integrally with the wafer chuck. Proposed probers (see Patent Document 2). According to this prober, the resistance and impedance in the electrical path formed between the chip back electrode and the tester are small and less fluctuating without being influenced by the position of the chip to be inspected on the wafer. Dynamic measurement can be performed stably, and wafer level inspection can be performed with high accuracy.

特開2011−138865号公報JP2011-138865A 特開2014−110381号公報JP 2014-110381 A

ところで、本願出願人が提案した上記プローバにおいては、ステージ部材がウエハチャックと一体的に移動するため、プローブコンタクト時のウエハチャックの高さ(コンタクト高さ)に合わせて接触子の高さを調整する必要がある。特に、例えばプローブカード等に代表されるプローブ保持部には多種類があり、プローブの長さは様々であるため、段取り替え等によるプローブ保持部の交換等が発生すると、その都度コンタクト高さに合わせて接触子の高さを調整しなければならず、作業効率の低下及びコストアップを招く要因となる。また、接触子の高さが適正に調整されていないと、ステージ部材に対する接触子の接触圧にばらつきが生じ、チップ裏面電極とテスタとの間に形成される電気経路における抵抗やインピーダンスが変化してしまい、ウエハレベル検査の精度を低下させる要因となる。   By the way, in the prober proposed by the applicant of the present application, the stage member moves integrally with the wafer chuck, so the height of the contact is adjusted according to the height of the wafer chuck (contact height) at the time of probe contact. There is a need to. In particular, there are many types of probe holders represented by, for example, probe cards, etc., and the length of the probe varies. In addition, the height of the contact must be adjusted, which causes a reduction in work efficiency and an increase in cost. In addition, if the height of the contact is not properly adjusted, the contact pressure of the contact with the stage member will vary, and the resistance and impedance in the electrical path formed between the chip back electrode and the tester will change. As a result, the accuracy of wafer level inspection is reduced.

本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、作業効率の向上及びコストの削減を図ることができ、高周波測定や動的特性のウエハレベル検査を高精度に行うことができるプローバ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 can provide a prober that can improve work efficiency and reduce costs, and can perform high-frequency measurement and wafer level inspection of dynamic characteristics with high accuracy. The purpose is to provide.

上記目的を達成するために、本発明の第1態様に係るプローバは、両面に電極を有するチップが複数形成されたウエハを保持するウエハチャックであって、ウエハの裏面に形成されたチップ裏面電極に接触する導電性の支持面を有するウエハチャックと、ウエハチャックを移動及び回転する移動回転機構と、ウエハの表面に形成されたチップ表面電極に接触してチップ表面電極をテスタの端子に接続するプローブを有するプローブ保持部と、プローブ保持部のプローブの先端の高さを検出するプローブ位置検出カメラと、ウエハチャックに保持されたウエハのチップ表面電極の位置を検出するウエハアライメントカメラと、ウエハアライメントカメラを上下方向に昇降させる第1昇降機構と、プローブ位置検出カメラの検出結果に基づいて、プローブの先端の高さとウエハアライメントカメラの焦点位置とが同じ高さとなるように第1昇降機構を制御する制御部と、支持面に対して平行に形成されると共に支持面に電気的に接続された導電性のステージ面を有し、ウエハチャックと一体的に移動するステージ部材と、ウエハアライメントカメラと一体的に移動可能に構成され、ステージ面に接触してチップ裏面電極をテスタに電気的に接続する導電性接触子と、を備える。   In order to achieve the above object, the prober according to the first aspect of the present invention is a wafer chuck for holding a wafer on which a plurality of chips having electrodes on both sides are formed, and the chip back electrode formed on the back surface of the wafer A wafer chuck having a conductive support surface in contact with the wafer, a moving rotation mechanism for moving and rotating the wafer chuck, and a chip surface electrode formed on the surface of the wafer in contact with the chip surface electrode to connect to a tester terminal A probe holding unit having a probe, a probe position detection camera for detecting the height of the probe tip of the probe holding unit, a wafer alignment camera for detecting the position of the chip surface electrode of the wafer held by the wafer chuck, and wafer alignment Based on the first lifting mechanism that moves the camera up and down and the detection result of the probe position detection camera, A control unit that controls the first elevating mechanism so that the height of the lobe tip and the focal position of the wafer alignment camera are the same height, and is formed parallel to the support surface and electrically connected to the support surface. The stage member has a conductive stage surface and moves integrally with the wafer chuck, and can move integrally with the wafer alignment camera. The chip back surface electrode is electrically connected to the tester by contacting the stage surface. A conductive contact to be connected.

本態様によれば、導電性接触子はウエハアライメントカメラと一体的に移動可能に構成されるので、プローブの先端の高さ(プロービング高さ)とウエハアライメントカメラの焦点位置(アライメント高さ)とが同一の高さとなるようにウエハアライメントカメラを上下方向に移動させることで、導電性接触子の先端の高さはプローブの先端の高さに対して常に一定の位置関係となる。したがって、プローブ保持部を交換した際にプローブの長さが変わった場合でも、導電性接触子の高さ調整は不要となるので、作業効率の向上及びコストの削減を図ることができる。また、プロービング高さが変化してもステージ部材の導電性接触子に対する接触圧は常に一定となるので、接触圧のばらつきによる抵抗やインダクタンスの変化を抑えることができ、高周波測定や動的測定を安定して行うことができ、ウエハレベル検査を高精度に行うことが可能となる。   According to this aspect, since the conductive contact is configured to be movable integrally with the wafer alignment camera, the height of the probe tip (probing height) and the focal position of the wafer alignment camera (alignment height) By moving the wafer alignment camera in the vertical direction so that the heights are the same, the height of the tip of the conductive contact is always in a fixed positional relationship with the height of the tip of the probe. Therefore, even when the length of the probe changes when the probe holding part is replaced, it is not necessary to adjust the height of the conductive contact, so that the work efficiency can be improved and the cost can be reduced. In addition, even if the probing height changes, the contact pressure with respect to the conductive contact of the stage member is always constant, so changes in resistance and inductance due to variations in contact pressure can be suppressed, and high-frequency measurement and dynamic measurement can be performed. It is possible to perform stably, and to perform wafer level inspection with high accuracy.

本発明の第2態様に係るプローバは、第1態様において、ウエハアライメントカメラに対する導電性接触子の相対的な高さを変化させる第2昇降機構を備える。   The prober according to a second aspect of the present invention includes, in the first aspect, a second elevating mechanism that changes a relative height of the conductive contact with respect to the wafer alignment camera.

本態様によれば、ウエハアライメントカメラが配置されるアライメント領域にウエハチャックが移動した場合でも、第2昇降機構によってウエハアライメントカメラに対する導電性接触子の相対的な高さを変化させることができるので、導電性接触子がウエハチャックまたはその上に保持されるウエハと干渉するのを防ぐことが可能となる。   According to this aspect, even when the wafer chuck moves to the alignment region where the wafer alignment camera is arranged, the relative height of the conductive contact with respect to the wafer alignment camera can be changed by the second lifting mechanism. Thus, it is possible to prevent the conductive contact from interfering with the wafer chuck or the wafer held thereon.

本発明の第3態様に係るプローバは、第1態様又は第2態様において、ステージ部材は、ウエハチャックとは分離して構成され、ステージ面と支持面は配線部材を介して電気的に接続される。   In the prober according to the third aspect of the present invention, in the first aspect or the second aspect, the stage member is configured separately from the wafer chuck, and the stage surface and the support surface are electrically connected via the wiring member. The

本態様は、本発明の好ましい一態様である。この態様によれば、ステージ部材がウエハチャックから熱的に分離されるため、ウエハレベル検査の際にウエハチャックを加熱、冷却する場合でも、ウエハチャックの温度変化がステージ部材に伝熱しにくく断熱効果が得られるのでエネルギー効率が良く、しかもステージ部材の熱変形が防止される。これにより、ステージ部材のステージ面に対する導電性接触子の接触位置(Z方向の高さ)が変動することなく、導電性接触子は常に一定の接触圧でステージ部材のステージ面に当接することができる。したがって、ウエハチャックの温度変化による影響を受けることなく、ウエハレベル検査の測定精度や信頼性を高めることが可能となる。   This embodiment is a preferred embodiment of the present invention. According to this aspect, since the stage member is thermally separated from the wafer chuck, even when the wafer chuck is heated and cooled during the wafer level inspection, the temperature change of the wafer chuck is not easily transferred to the stage member, and the heat insulation effect Therefore, energy efficiency is good and thermal deformation of the stage member is prevented. As a result, the conductive contact can always come into contact with the stage surface of the stage member with a constant contact pressure without changing the contact position (the height in the Z direction) of the conductive contact with the stage surface of the stage member. it can. Therefore, it is possible to improve the measurement accuracy and reliability of the wafer level inspection without being affected by the temperature change of the wafer chuck.

本発明の第4態様に係るプローバは、第1態様又は第2態様において、ステージ部材は、ウエハチャックと一体的に構成される。   In the prober according to the fourth aspect of the present invention, in the first aspect or the second aspect, the stage member is configured integrally with the wafer chuck.

本態様は、本発明における具体的態様の1つを示したものである。すなわち、ステージ部材は、ウエハチャックと一体的に構成されていてもよく、上述した第1態様における効果を得ることができる。   This aspect shows one of the specific aspects in the present invention. That is, the stage member may be configured integrally with the wafer chuck, and the effect of the first aspect described above can be obtained.

本発明の第5態様に係るプローバは、第1態様〜第4態様のいずれか1つの態様において、ステージ部材は、ウエハチャックの移動可能範囲においてプローブがチップ表面電極に接触するときには導電性接触子がステージ面に常に接触可能に構成される。   The prober according to a fifth aspect of the present invention is the prober according to any one of the first to fourth aspects, wherein the stage member is a conductive contact when the probe contacts the chip surface electrode in the movable range of the wafer chuck. Is configured such that it can always contact the stage surface.

本態様によれば、ウエハチャックの位置に関係なく、プローブがチップ表面電極に接触するときには接触子がステージ部材のステージ面に常に接触可能に構成されるので、ウエハレベル検査を安定かつ確実に行うことが可能となる。   According to this aspect, since the contact is always capable of contacting the stage surface of the stage member when the probe contacts the chip surface electrode regardless of the position of the wafer chuck, the wafer level inspection is performed stably and reliably. It becomes possible.

本発明によれば、作業効率の向上及びコストの削減を図ることができ、高周波測定や動的特性のウエハレベル検査を高精度に行うことができる。   According to the present invention, it is possible to improve work efficiency and reduce costs, and to perform high-frequency measurement and wafer level inspection of dynamic characteristics with high accuracy.

本発明が適用されるウエハテストシステムを示した概略構成図Schematic configuration diagram showing a wafer test system to which the present invention is applied ウエハチャックとステージ部材との関係を示す平面図Plan view showing relationship between wafer chuck and stage member ウエハレベル検査の流れを示したフローチャート図Flow chart showing the flow of wafer level inspection 図3に示した各工程を説明するための図The figure for demonstrating each process shown in FIG. 図3に示した各工程を説明するための図The figure for demonstrating each process shown in FIG. 図3に示した各工程を説明するための図The figure for demonstrating each process shown in FIG. 図3に示した各工程を説明するための図The figure for demonstrating each process shown in FIG. 図3に示した各工程を説明するための図The figure for demonstrating each process shown in FIG. プローブカードのプローブの高さが異なる場合におけるアライメント高さとプロービング高さとの関係を示した図Diagram showing the relationship between alignment height and probing height when the probe card has different probe heights 第1の変形例の説明図Explanatory drawing of a 1st modification 第2の変形例の説明図Explanatory drawing of a 2nd modification

以下、添付図面に従って本発明の好ましい実施の形態について説明する。   Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.

図1は、本発明が適用されるウエハテストシステムを示した概略構成図である。同図に示すように、ウエハテストシステム100は、ウエハW上の各チップの電極にプローブ25を接触させるプローバ10と、プローブ25に電気的に接続され、電気的検査のために各チップに電流や電圧を印加し特性を測定するテスタ30とで構成される。   FIG. 1 is a schematic configuration diagram showing a wafer test system to which the present invention is applied. As shown in the figure, a wafer test system 100 is connected to a prober 10 that makes a probe 25 contact an electrode of each chip on a wafer W, and the probe 25, and a current is supplied to each chip for electrical inspection. And a tester 30 for applying a voltage and measuring characteristics.

プローバ10は、基台11と、その上に設けられた移動ベース12と、Y軸移動台13と、X軸移動台14と、Z軸移動・回転部15と、ウエハチャック16と、プローブ位置検出カメラ18と、ウエハアライメントカメラ19と、ヘッドステージ22と、ヘッドステージ22に設けられたカードホルダ23と、カードホルダ23に取り付けられるプローブカード24と、プローバ10の各部を制御する制御部60と、を有する。プローブカード24には、プローブ25が設けられる。   The prober 10 includes a base 11, a moving base 12, a Y-axis moving table 13, an X-axis moving table 14, a Z-axis moving / rotating unit 15, a wafer chuck 16, and a probe position. Detection camera 18, wafer alignment camera 19, head stage 22, card holder 23 provided on head stage 22, probe card 24 attached to card holder 23, and control unit 60 that controls each part of prober 10 Have. A probe 25 is provided on the probe card 24.

移動ベース12と、Y軸移動台13と、X軸移動台14と、Z軸移動・回転部15は、ウエハチャック16を3軸方向及びZ軸周りに回転する移動回転機構を構成する。移動回転機構については広く知られているので、ここでは説明を省略する。   The movement base 12, the Y-axis movement table 13, the X-axis movement table 14, and the Z-axis movement / rotation unit 15 constitute a movement rotation mechanism that rotates the wafer chuck 16 in the three axis directions and around the Z axis. Since the moving and rotating mechanism is widely known, the description thereof is omitted here.

ウエハチャック16は、複数のチップが形成されたウエハWを真空吸着により保持するものであり、その上面にはテスタ30の測定電極として作用する導電性の支持面(ウエハ載置面)16aが設けられる。また、ウエハチャック16の内部には、チップを高温状態、例えば、最高で150℃、又は低温状態、例えば最低で−40℃、で電気的特性検査が行えるように、加熱/冷却源としての加熱/冷却機構(加熱冷却機構)が設けられる。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。   The wafer chuck 16 holds a wafer W on which a plurality of chips are formed by vacuum suction, and a conductive support surface (wafer mounting surface) 16a that acts as a measurement electrode of the tester 30 is provided on the upper surface thereof. It is done. Further, inside the wafer chuck 16, heating as a heating / cooling source is performed so that the electrical characteristics can be inspected in a high temperature state, for example, a maximum of 150 ° C. or a low temperature state, for example, −40 ° C. / Cooling mechanism (heating / cooling mechanism) 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 passage for cooling fluid, Various devices such as a heating / cooling device having a single layer structure in which a cooling pipe around which a heater is wound are embedded in a heat conductor are conceivable. Further, instead of electrical heating, a thermal fluid may be circulated, and a Peltier element may be used.

ウエハチャック16は、Z軸移動・回転部15の上に取り付けられており、上述した移動回転機構により3軸方向(X、Y、Z方向)に移動可能であると共に、Z軸周りの回転方向(θ方向)に回転可能である。   The wafer chuck 16 is mounted on the Z-axis moving / rotating unit 15 and can be moved in the three-axis directions (X, Y, Z directions) by the above-described moving and rotating mechanism, and the rotation direction around the Z-axis. It can be rotated in the (θ direction).

ウエハWが保持されるウエハチャック16の上方には、プローブカード24が配置される。プローブカード24は、プローバ10の筺体の天板を構成するヘッドステージ22の開口部に取り付けられたカードホルダ23が装着される。   A probe card 24 is disposed above the wafer chuck 16 on which the wafer W is held. The probe card 24 is mounted with a card holder 23 attached to the opening of the head stage 22 that constitutes the top plate of the housing of the prober 10.

プローブカード24は、検査するチップの電極配置に応じて配置されたプローブ25を有し、検査するチップに応じて交換される。なお、プローブカード24は、プローブ保持部の一例である。   The probe card 24 has a probe 25 arranged according to the electrode arrangement of the chip to be inspected, and is exchanged according to the chip to be inspected. The probe card 24 is an example of a probe holding unit.

テスタ30は、テスタ本体31と、テスタ本体31に設けられたコンタクトリング32とを備えている。プローブカード24には、各プローブ25に接続される端子が設けられており、コンタクトリング32はこの端子に接触するように配置されたスプリングプローブを有する。テスタ本体31は、図示していない支持機構により、プローバ10に対して保持される。   The tester 30 includes a tester body 31 and a contact ring 32 provided on the tester body 31. The probe card 24 is provided with a terminal connected to each probe 25, and the contact ring 32 has a spring probe arranged so as to contact the terminal. The tester body 31 is held with respect to the prober 10 by a support mechanism (not shown).

プローブ位置検出カメラ18は、X軸移動台14の上に取り付けられており、X軸移動台14及びY軸移動台13によりウエハチャック16と一体となってXY方向に移動可能である。プローブ位置検出カメラ18は、プローブカード24のプローブ25を下方から撮像してプローブ25の先端位置を検出する。プローブ25の先端の水平面内の位置(X及びY座標)はカメラの座標により検出され、垂直方向(Z方向)の位置、すなわちプローブ25の先端の高さ(プロービング高さ)はカメラの焦点位置で検出される。プローブ位置検出カメラ18による検出結果は、制御部60に入力される。   The probe position detection camera 18 is mounted on the X-axis moving table 14 and can be moved in the XY direction integrally with the wafer chuck 16 by the X-axis moving table 14 and the Y-axis moving table 13. The probe position detection camera 18 images the probe 25 of the probe card 24 from below and detects the tip position of the probe 25. The position (X and Y coordinates) of the tip of the probe 25 in the horizontal plane is detected by the coordinates of the camera, and the position in the vertical direction (Z direction), that is, the height of the tip of the probe 25 (probing height) is the focal position of the camera. Is detected. A detection result by the probe position detection camera 18 is input to the control unit 60.

ウエハアライメントカメラ19は、プローブカード24が配置されるプローブ領域に隣接したアライメント領域に配置される。ウエハアライメントカメラ19は、図示しない支柱によって支持されており、カメラ昇降機構(第1昇降機構)40によってZ方向(上下方向)に移動可能である。このカメラ昇降機構40は、公知の直線的な移動機構であればよく、例えばリニアガイド機構、ボールネジ機構等により構成されており、制御部60からの出力によって駆動される。ウエハアライメントカメラ19は、ウエハチャック16に保持されたウエハWを上方から撮像してウエハWの表面に形成されたチップの電極(チップ表面電極)の位置を検出する。ウエハアライメントカメラ19による検出結果は、制御部60に入力される。制御部60では、ウエハアライメントカメラ19で得られた情報とプローブ位置検出カメラ18で得られたプローブ25の先端の位置情報とをもとに、公知の画像処理技術を用いて、プローブ25とウエハWのチップの電極(チップ表面電極)のXY面内の二次元的な位置整合を自動で行う。   The wafer alignment camera 19 is disposed in an alignment region adjacent to the probe region where the probe card 24 is disposed. The wafer alignment camera 19 is supported by a support column (not shown) and can be moved in the Z direction (vertical direction) by a camera lifting mechanism (first lifting mechanism) 40. The camera elevating mechanism 40 may be a known linear moving mechanism, and is configured by, for example, a linear guide mechanism, a ball screw mechanism, and the like, and is driven by an output from the control unit 60. The wafer alignment camera 19 captures an image of the wafer W held by the wafer chuck 16 from above and detects the position of a chip electrode (chip surface electrode) formed on the surface of the wafer W. The detection result by the wafer alignment camera 19 is input to the control unit 60. The control unit 60 uses a known image processing technique on the basis of the information obtained by the wafer alignment camera 19 and the position information of the tip of the probe 25 obtained by the probe position detection camera 18, and the probe 25 and the wafer. The two-dimensional position alignment in the XY plane of the W chip electrode (chip surface electrode) is automatically performed.

本実施形態のプローバ10は、上述した構成に加えてさらに、ウエハチャック16とは別体で構成された円板状の分離構造体からなるステージ部材50を有する。   In addition to the above-described configuration, the prober 10 according to the present embodiment further includes a stage member 50 formed of a disc-shaped separation structure that is configured separately from the wafer chuck 16.

ステージ部材50は、ウエハチャック16に隣接した位置に配置されており、L字状の連結部材52を介してZ軸移動・回転部15に連結固定され、ウエハチャック16と一体となって3軸方向(X、Y、Z方向)に移動可能となっている。   The stage member 50 is disposed at a position adjacent to the wafer chuck 16, is connected and fixed to the Z-axis moving / rotating unit 15 via an L-shaped connecting member 52, and is integrated with the wafer chuck 16 in three axes. It can move in the direction (X, Y, Z direction).

また、ステージ部材50を構成する材質としては、例えばセラミックスなどの熱膨張係数の小さな材質が好適である。ステージ部材50を熱膨張係数の小さな材質で構成することにより、ウエハレベル検査の際にウエハチャック16を加熱、冷却する場合でも、ステージ部材50の熱変形を防止することができる。これにより、ウエハチャック16の温度変化による影響を受けることなく、ウエハレベル検査の測定精度や信頼性を高めることが可能となる。   Moreover, as a material which comprises the stage member 50, the material with a small thermal expansion coefficient, such as ceramics, is suitable, for example. By configuring the stage member 50 with a material having a small coefficient of thermal expansion, thermal deformation of the stage member 50 can be prevented even when the wafer chuck 16 is heated and cooled during wafer level inspection. As a result, the measurement accuracy and reliability of the wafer level inspection can be improved without being affected by the temperature change of the wafer chuck 16.

ステージ部材50の上面には、後述する導電性接触子70が接触可能な導電性のステージ面50aが設けられる。このステージ面50aは、図2に示すように、ウエハチャック16の支持面16aと同様の平面形状(円形状)を有し、それらの面積(平面面積)は互いに等しく構成される。なお、ステージ面50aは、ウエハチャック16の支持面16aよりも面積(平面面積)が大きく円形以外で構成されていてもよい。   On the upper surface of the stage member 50, a conductive stage surface 50 a that can contact a conductive contact 70 described later is provided. As shown in FIG. 2, the stage surface 50a has the same planar shape (circular shape) as the support surface 16a of the wafer chuck 16, and their areas (planar areas) are equal to each other. Note that the stage surface 50a may have a larger area (planar area) than the support surface 16a of the wafer chuck 16 and may have a shape other than a circle.

ステージ部材50とウエハチャック16との間には複数の配線64(配線部材)が設けられている。本例では、3つの配線64が設けられている。各配線64の一端はステージ部材50のステージ面50aに電気的に接続され、これらの他端はウエハチャック16の支持面16aに電気的に接続されている。すなわち、ステージ部材50のステージ面50aと、ウエハチャック16の支持面16aとは、複数の配線64によって電気的導通が確保されている。   A plurality of wirings 64 (wiring members) are provided between the stage member 50 and the wafer chuck 16. In this example, three wirings 64 are provided. One end of each wiring 64 is electrically connected to the stage surface 50 a of the stage member 50, and the other end thereof is electrically connected to the support surface 16 a of the wafer chuck 16. That is, the electrical connection between the stage surface 50 a of the stage member 50 and the support surface 16 a of the wafer chuck 16 is ensured by the plurality of wires 64.

図1に戻り、ステージ部材50に対向する位置には導電性接触子70が設けられている。導電性接触子70は、例えばそれ自体がバネ性を有する導電性の細い針(スプリングピン)からなり、ケーブル76を介してテスタ本体31に電気的に接続されている。   Returning to FIG. 1, a conductive contact 70 is provided at a position facing the stage member 50. The conductive contact 70 is formed of, for example, a conductive thin needle (spring pin) having a spring property, and is electrically connected to the tester body 31 via a cable 76.

導電性接触子70は、後述するホルダ74によって所定の高さ位置に保持固定されており、ウエハチャック16が上昇してプローブ25がウエハWのチップ表面電極に接触するとき(すなわち、ウエハチャック16がコンタクト高さに移動したとき)、ステージ部材50のステージ面50aに所定の接触圧で電気的に接触する。これにより、ウエハWの表面に形成されるチップ表面電極にプローブ25を接触させた状態で各種測定を行う際に、ウエハWの裏面に形成されるチップ裏面電極は、ウエハチャック16(支持面16a)、配線64、ステージ部材50(ステージ面50a)、導電性接触子70、及びケーブル76を介してテスタ本体31に電気的に接続される。   The conductive contact 70 is held and fixed at a predetermined height position by a holder 74 described later, and when the wafer chuck 16 is raised and the probe 25 comes into contact with the chip surface electrode of the wafer W (that is, the wafer chuck 16). Is moved to the contact height), it makes electrical contact with the stage surface 50a of the stage member 50 at a predetermined contact pressure. Thus, when various measurements are performed in a state where the probe 25 is in contact with the chip surface electrode formed on the surface of the wafer W, the chip back electrode formed on the back surface of the wafer W is attached to the wafer chuck 16 (support surface 16a). ), The wiring 64, the stage member 50 (stage surface 50 a), the conductive contact 70, and the cable 76 to be electrically connected to the tester body 31.

本実施形態においては、導電性接触子70は、ウエハアライメントカメラ19に取り付けられ、ウエハアライメントカメラ19と一体的に移動可能に構成されている。具体的には、ウエハアライメントカメラ19には、接触子昇降機構(第2昇降機構)78によってZ方向(上下方向)に移動可能なZテーブル72が設けられており、このZテーブル72には導電性接触子70を保持固定するホルダ74が取り付けられている。したがって、導電性接触子70は、カメラ昇降機構40によりウエハアライメントカメラ19と一体となってZ方向に移動可能であると共に、接触子昇降機構78によってウエハアライメントカメラ19に対する導電性接触子70の相対的な高さを変化させることが可能である。なお、接触子昇降機構78は、上述したカメラ昇降機構40と同様に、例えばリニアガイド機構、ボールネジ機構等の公知の直線的な移動機構により構成される。   In the present embodiment, the conductive contact 70 is attached to the wafer alignment camera 19 and is configured to be movable integrally with the wafer alignment camera 19. Specifically, the wafer alignment camera 19 is provided with a Z table 72 that can be moved in the Z direction (vertical direction) by a contact elevating mechanism (second elevating mechanism) 78. A holder 74 for holding and fixing the sexual contact 70 is attached. Therefore, the conductive contact 70 can be moved in the Z direction integrally with the wafer alignment camera 19 by the camera lifting mechanism 40 and the relative contact of the conductive contact 70 with respect to the wafer alignment camera 19 by the contact lifting mechanism 78. It is possible to change the height. The contact elevating mechanism 78 is configured by a known linear moving mechanism such as a linear guide mechanism and a ball screw mechanism, for example, like the camera elevating mechanism 40 described above.

次に、本実施形態のウエハテストシステム100によるウエハレベル検査について図3〜図8を参照して説明する。図3は、ウエハレベル検査の流れを示したフローチャート図である。図4〜図8は、図3に示した各工程を説明するための図である。なお、図4〜図8は、ウエハテストシステムの主要な部分のみを抜き出して示したものである。なお、導電性接触子70は、接触子昇降機構78によりウエハアライメントカメラ19に対する相対位置が退避位置(上端位置)と接触位置(下端位置)との間で移動可能であり、導電性接触子70が接触位置に移動したとき、導電性接触子70の先端(ステージ部材50側先端)がウエハアライメントカメラ19の焦点位置の高さ(アライメント高さ)に一致するように予め調整されているものとする。   Next, wafer level inspection by the wafer test system 100 of the present embodiment will be described with reference to FIGS. FIG. 3 is a flowchart showing the flow of wafer level inspection. 4-8 is a figure for demonstrating each process shown in FIG. 4 to 8 show only main parts of the wafer test system. The conductive contact 70 is movable relative to the wafer alignment camera 19 between a retracted position (upper position) and a contact position (lower position) by the contact elevating mechanism 78. The conductive contact 70 Is moved in advance to the contact position, the tip of the conductive contact 70 (the tip on the stage member 50 side) is adjusted in advance so as to coincide with the height of the focus position of the wafer alignment camera 19 (alignment height). To do.

(ステップS10:プロービング高さ検出工程)
まず、図4に示すように、プローブ位置検出カメラ18をプローブカード24の下に位置するようにウエハチャック16と共にプローブ位置検出カメラ18を移動させ、プローブ位置検出カメラ18でプローブ25の先端の高さ(プロービング高さ)h0を検出する。プローブ位置検出カメラ18による検出結果は、制御部60に入力される。
(Step S10: probing height detection step)
First, as shown in FIG. 4, the probe position detection camera 18 is moved together with the wafer chuck 16 so that the probe position detection camera 18 is positioned below the probe card 24, and the probe position detection camera 18 increases the height of the tip of the probe 25. The height (probing height) h0 is detected. A detection result by the probe position detection camera 18 is input to the control unit 60.

(ステップS12:ウエハ搬送工程)
次に、不図示のウエハロード機構により、検査するウエハWをウエハチャック16上にロードして、ウエハチャック16にウエハWを保持させる。
(Step S12: Wafer transfer process)
Next, a wafer W to be inspected is loaded onto the wafer chuck 16 by a wafer loading mechanism (not shown), and the wafer W is held on the wafer chuck 16.

(ステップS14:アライメント高さ調整工程)
次に、図5に示すように、ウエハチャック16にウエハWを保持した状態で、ウエハWをウエハアライメントカメラ19の下に位置するように、ウエハチャック16を移動させた後、制御部60は、ウエハアライメントカメラ19のカメラ昇降機構40を制御して、ウエハアライメントカメラ19の焦点位置の高さ(アライメント高さ)がh1である場合には、Δh(=h1−h0)だけウエハアライメントカメラ19をZ方向に移動する。これにより、図6に示すように、プロービング高さh0とアライメント高さh1とが同一となる。
(Step S14: Alignment height adjustment process)
Next, as shown in FIG. 5, the controller 60 moves the wafer chuck 16 so that the wafer W is positioned under the wafer alignment camera 19 while holding the wafer W on the wafer chuck 16. When the height of the focal position of the wafer alignment camera 19 (alignment height) is h1 by controlling the camera lifting mechanism 40 of the wafer alignment camera 19, the wafer alignment camera 19 is set by Δh (= h1-h0). Is moved in the Z direction. Accordingly, as shown in FIG. 6, the probing height h0 and the alignment height h1 are the same.

続いて、図7に示すように、制御部60は、ウエハチャック16に保持されたウエハWがアライメント高さ(すなわち、ウエハアライメントカメラ19の焦点位置の高さ)に位置するように、ウエハチャック16をZ方向に移動させる。このとき、制御部60は、ウエハチャック16またはその上面(支持面16a)に保持されたウエハWとの干渉を防ぐため、接触子昇降機構78によりZテーブル72をZ方向に移動させて、導電性接触子70がウエハチャック16またはウエハWに接触しない退避位置に移動させる。   Subsequently, as shown in FIG. 7, the controller 60 controls the wafer chuck so that the wafer W held on the wafer chuck 16 is positioned at the alignment height (that is, the height of the focal position of the wafer alignment camera 19). 16 is moved in the Z direction. At this time, in order to prevent interference with the wafer W held on the wafer chuck 16 or its upper surface (support surface 16a), the control unit 60 moves the Z table 72 in the Z direction by the contact elevating mechanism 78 to conduct the conductive operation. The conductive contact 70 is moved to a retracted position where it does not contact the wafer chuck 16 or the wafer W.

(ステップS16:ウエハアライメント工程)
次に、ウエハアライメントカメラ19でウエハW上のチップの電極(チップ表面電極)の位置を検出する。1チップのすべての電極の位置を検出する必要はなく、いくつかの電極の位置を検出すればよい。また、ウエハW上のすべてのチップの電極を検出する必要はなく、いくつかのチップの電極の位置が検出される。ウエハアライメントカメラ19による検出結果は、制御部60に入力される。
(Step S16: Wafer alignment step)
Next, the position of the chip electrode (chip surface electrode) on the wafer W is detected by the wafer alignment camera 19. It is not necessary to detect the positions of all the electrodes of one chip, and the positions of several electrodes may be detected. Further, it is not necessary to detect the electrodes of all the chips on the wafer W, and the positions of the electrodes of several chips are detected. The detection result by the wafer alignment camera 19 is input to the control unit 60.

続いて、制御部60は、ウエハアライメントカメラ19で得られた情報とプローブ位置検出カメラ18で得られたプローブ25の先端の位置情報とをもとに、公知の画像処理技術を用いて、プローブ25とウエハWのチップの電極(チップ表面電極)のXY面内の二次元的な位置整合を自動で行う。すなわち、制御部60は、プローブ25の位置及びウエハWのチップの電極の位置を検出した後、チップの電極の配列方向がプローブ25の配列方向に一致するように、Z軸移動・回転部15によりウエハチャック16を回転する。   Subsequently, the control unit 60 uses a known image processing technique on the basis of the information obtained by the wafer alignment camera 19 and the position information of the tip of the probe 25 obtained by the probe position detection camera 18. 2 and the two-dimensional alignment in the XY plane of the electrode of the chip of the wafer W (chip surface electrode) is automatically performed. That is, the control unit 60 detects the position of the probe 25 and the position of the chip electrode on the wafer W, and then moves the Z-axis movement / rotation unit 15 so that the arrangement direction of the chip electrode coincides with the arrangement direction of the probe 25. As a result, the wafer chuck 16 is rotated.

(ステップS18:プロービング工程)
次に、制御部60は、ウエハチャック16を一旦わずかにZ方向に下降させた後、図8に示すように、ウエハチャック16に保持されるウエハWがプローブカード24の下に位置するように、ウエハチャック16を移動させる。その後、ウエハチャック16をZ方向に下降させる直前の高さ、すなわちアライメント高さと同じ高さであるプローブ25の先端の高さ(プロービング高さ)までZ方向に上昇させ、ウエハWの検査するチップの電極をプローブ25に接触させる。
(Step S18: Probing process)
Next, the controller 60 once lowers the wafer chuck 16 slightly in the Z direction, and then the wafer W held by the wafer chuck 16 is positioned below the probe card 24 as shown in FIG. The wafer chuck 16 is moved. Thereafter, the wafer chuck 16 is raised in the Z direction to the height immediately before the wafer chuck 16 is lowered in the Z direction, that is, the tip height (probing height) of the probe 25 which is the same height as the alignment height. These electrodes are brought into contact with the probe 25.

このとき、ウエハチャック16に隣接して配置されるステージ部材50は、ウエハチャック16と一体となって導電性接触子70に対向する位置に移動する。さらに制御部60は、ウエハチャック16の移動に連動(同期)して接触子昇降機構78を制御することにより、ウエハアライメントカメラ19に対する導電性接触子70の相対位置が接触位置となるように導電性接触子70を移動させる。これにより、ステージ部材50のステージ面50aに導電性接触子70が所定の接触圧で接触し、ウエハWの裏面に形成されるチップ裏面電極は、ウエハチャック16(支持面16a)、配線64、ステージ部材50(ステージ面50a)、導電性接触子70、及びケーブル76を介してテスタ本体31に電気的に接続される。そして、テスタ本体31から、チップに電流や電圧を印加し特性を測定する。   At this time, the stage member 50 disposed adjacent to the wafer chuck 16 moves to a position facing the conductive contact 70 together with the wafer chuck 16. Further, the control unit 60 controls the contact elevating mechanism 78 in conjunction (synchronization) with the movement of the wafer chuck 16 so that the relative position of the conductive contact 70 with respect to the wafer alignment camera 19 becomes the contact position. The sex contact 70 is moved. As a result, the conductive contact 70 comes into contact with the stage surface 50a of the stage member 50 with a predetermined contact pressure, and the chip back surface electrode formed on the back surface of the wafer W becomes the wafer chuck 16 (support surface 16a), the wiring 64, The stage member 50 (stage surface 50 a), the conductive contact 70, and the cable 76 are electrically connected to the tester body 31. Then, current and voltage are applied to the chip from the tester body 31 to measure the characteristics.

このチップの検査が終了すると、一旦ウエハWとプローブ25を離し、他のチップがプローブ25の下に位置するように移動し、同様の動作を行う。以下、各チップを順次選択して検査する。そして、ウエハ上の指定されたすべてのチップの検査が終了すると、1枚のウエハの検査を終了する。   When the inspection of this chip is completed, the wafer W and the probe 25 are once separated, and other chips move so as to be positioned under the probe 25, and the same operation is performed. Hereinafter, each chip is selected and inspected. When the inspection of all the designated chips on the wafer is completed, the inspection of one wafer is completed.

このようにして、ウエハW上のすべてのチップの検査が終了すると、ウエハWの検査を終了し、検査済みのウエハWをアンロードして、次に検査するウエハWをロードして上記の動作を行う。   In this way, when all the chips on the wafer W have been inspected, the inspection of the wafer W is completed, the inspected wafer W is unloaded, the next wafer W to be inspected is loaded, and the above operation is performed. I do.

次に、本実施形態の効果について説明する。   Next, the effect of this embodiment will be described.

図9は、プローブカード24のプローブ25の長さが異なる場合におけるアライメント高さとプロービング高さとの関係を示した図である。(a)はプローブ25の長さが短い場合を示し、(b)はプローブ25の長さが長い場合を示している。   FIG. 9 is a diagram showing the relationship between the alignment height and the probing height when the length of the probe 25 of the probe card 24 is different. (A) shows the case where the length of the probe 25 is short, and (b) shows the case where the length of the probe 25 is long.

本実施形態では、図9の(a)、(b)に示すように、プローブカード24を交換した際にプローブ25の長さが変わった場合でも、プロービング高さとアライメント高さとが同一となるように、ウエハアライメントカメラ19が移動するので、ウエハWのアライメント後のプローブ25の先端とウエハWのチップの電極パッドとの位置整合は、XY面内のみで行えばよく、Z方向での誤差を削減できる。これに対して、プロービング高さとアライメント高さが異なる場合には、ウエハWのアライメント後にZ方向での位置整合も行わなければならず、Z移動・回転部15の倒れ誤差やねじれ誤差が生じる恐れがあり、位置決め精度が悪化する要因となる。   In this embodiment, as shown in FIGS. 9A and 9B, even when the length of the probe 25 is changed when the probe card 24 is replaced, the probing height and the alignment height are the same. In addition, since the wafer alignment camera 19 moves, the alignment of the tip of the probe 25 after the alignment of the wafer W and the electrode pad of the chip of the wafer W only needs to be performed within the XY plane, and an error in the Z direction can be achieved. Can be reduced. On the other hand, when the probing height and the alignment height are different from each other, the alignment in the Z direction must be performed after the alignment of the wafer W, which may cause a tilt error or a twist error of the Z moving / rotating unit 15. Therefore, the positioning accuracy deteriorates.

また、本実施形態によれば、ウエハアライメントカメラ19には導電性接触子70が取り付けられ、ウエハアライメントカメラ19と一体的に導電性接触子70が移動する構成となっている。このため、導電性接触子70の取り付け時にウエハアライメントカメラ19との位置関係を予め調整しておくことで、プローブカード24を交換した際にプローブ25の長さが変わった場合でも、プロービング高さとアライメント高さとが同一となるようにウエハアライメントカメラ19をZ方向に移動させることで導電性接触子70の先端の高さはプローブ25の先端の高さに対して常に一定の位置関係となる。したがって、プローブカード24を交換した場合でも導電性接触子70の調整は不要となり、作業効率の向上及びコストの削減を図ることができる。   Further, according to the present embodiment, the conductive contact 70 is attached to the wafer alignment camera 19, and the conductive contact 70 moves integrally with the wafer alignment camera 19. For this reason, by adjusting the positional relationship with the wafer alignment camera 19 in advance when the conductive contactor 70 is attached, the probing height can be adjusted even when the length of the probe 25 changes when the probe card 24 is replaced. By moving the wafer alignment camera 19 in the Z direction so that the alignment height is the same, the height of the tip of the conductive contact 70 is always in a fixed positional relationship with the height of the tip of the probe 25. Therefore, even when the probe card 24 is replaced, it is not necessary to adjust the conductive contact 70, and work efficiency can be improved and costs can be reduced.

また、本実施形態によれば、導電性接触子70はウエハアライメントカメラ19に対して退避位置と接触位置との間で相対的に移動可能に構成されるので、ウエハアライメント時には導電性接触子70を退避位置に移動させておくことにより、ウエハWまたはウエハチャック16との干渉を防止することができる。   Further, according to the present embodiment, the conductive contact 70 is configured to be relatively movable between the retracted position and the contact position with respect to the wafer alignment camera 19, so that the conductive contact 70 is aligned during wafer alignment. By moving to the retracted position, interference with the wafer W or the wafer chuck 16 can be prevented.

また、本実施形態によれば、検査するチップのウエハW上の位置が変化しても、その位置から導電性接触子70が接触するステージ部材50上の位置までの距離は常に一定となる。したがって、検査するチップのウエハW上の位置に関係なく、チップ裏面電極からウエハチャック16(支持面16a)、配線64、ステージ部材50(ステージ面50a)、導電性接触子70、及びケーブル76を介してテスタ本体31に接続される電気経路の長さが常に一定となるので、その電気経路における抵抗やインピーダンスの影響を受けることなく、高周波測定や動的測定を安定して行うことができ、ウエハレベル検査を高精度に行うことが可能となる。   Further, according to this embodiment, even if the position of the chip to be inspected on the wafer W changes, the distance from the position to the position on the stage member 50 with which the conductive contact 70 contacts is always constant. Therefore, regardless of the position of the chip to be inspected on the wafer W, the wafer chuck 16 (support surface 16a), the wiring 64, the stage member 50 (stage surface 50a), the conductive contact 70, and the cable 76 are connected from the chip back electrode. Since the length of the electrical path connected to the tester body 31 is always constant, high-frequency measurement and dynamic measurement can be stably performed without being affected by resistance or impedance in the electrical path. Wafer level inspection can be performed with high accuracy.

また、本実施形態によれば、ステージ部材50はウエハチャック16とは別体で分離された構成となっており、ステージ部材50がウエハチャック16から熱的に分離されている。このため、ウエハレベル検査の際にウエハチャック16を加熱、冷却する場合でも、ウエハチャック16の温度変化がステージ部材50に伝熱しにくく断熱効果が得られるので、エネルギー効率が良く、しかもステージ部材50の熱変形が防止される。これにより、導電性接触子70のステージ部材50のステージ面50aに対する接触位置(Z方向の位置)が変動することなく、導電性接触子70は常に一定の接触圧でステージ部材50のステージ面50aに当接することができる。したがって、ウエハチャック16の温度変化による影響を受けることなく、ウエハレベル検査の測定精度や信頼性を高めることが可能となる。   Further, according to the present embodiment, the stage member 50 is separated from the wafer chuck 16 and the stage member 50 is thermally separated from the wafer chuck 16. For this reason, even when the wafer chuck 16 is heated and cooled during the wafer level inspection, the temperature change of the wafer chuck 16 is not easily transferred to the stage member 50, and a heat insulation effect is obtained. Is prevented from thermal deformation. As a result, the contact position of the conductive contact 70 with respect to the stage surface 50a of the stage member 50 (position in the Z direction) does not change, and the conductive contact 70 always has a constant contact pressure and the stage surface 50a of the stage member 50. Can abut. Therefore, it is possible to improve the measurement accuracy and reliability of the wafer level inspection without being affected by the temperature change of the wafer chuck 16.

また、本実施形態によれば、ウエハチャック16とステージ部材50は別体で分離された構成となっているため、ウエハチャック16については従来のものを再利用することが可能となり、設計期間・製造プロセスの短縮、設計労力の低減、コストの低減等を図ることが可能となる。   Further, according to the present embodiment, since the wafer chuck 16 and the stage member 50 are separated from each other, the conventional wafer chuck 16 can be reused. It is possible to shorten the manufacturing process, reduce design labor, reduce costs, and the like.

以上、本発明の実施形態について説明したが、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。以下、いくつかの変形例について説明する。   The embodiments of the present invention have been described above. However, the present invention is not limited to the above examples, and various improvements and modifications may be made without departing from the scope of the present invention. . Hereinafter, some modified examples will be described.

[変形例1]
上述した実施形態では、ステージ部材50はウエハチャック16とは別体で分離された構成となっているが、ステージ部材50をウエハチャック16と一体的な構成としてもよい。
[Modification 1]
In the above-described embodiment, the stage member 50 is separated from the wafer chuck 16. However, the stage member 50 may be integrated with the wafer chuck 16.

例えば、図10に示した変形例では、ステージ部材50をウエハチャック16と一体的な構成となっている。さらにこの変形例では、ステージ部材50は、その端部(ウエハチャック側端部)に設けられた回転軸54を中心にして回転可能に構成されている。すなわち、ステージ部材50は、Y軸(紙面に垂直な方向)周りに回転可能に構成されており、ステージ面50aが、ウエハチャック16の支持面16aに対して平行に配置された状態(図10に実線で図示)と垂直に配置された状態(図10に破線で図示)との間で相互に遷移可能となっている。   For example, in the modification shown in FIG. 10, the stage member 50 is integrated with the wafer chuck 16. Furthermore, in this modification, the stage member 50 is configured to be rotatable about a rotation shaft 54 provided at an end thereof (wafer chuck side end). That is, the stage member 50 is configured to be rotatable about the Y axis (direction perpendicular to the paper surface), and the stage surface 50a is arranged in parallel to the support surface 16a of the wafer chuck 16 (FIG. 10). And a state of being vertically arranged (illustrated by a broken line in FIG. 10).

このようにステージ部材50を折りたたみ可能な構成とした態様によれば、上述した実施形態と同様の作用効果が得られると共に、ウエハWのロードまたはアンロード時やアライメント時には、ステージ部材50を折りたたんだ状態(図10に破線で図示)でウエハチャック16を移動させることで、ウエハチャック16の動作可能範囲を拡大することができる。また、より大きなウエハチャック16を搭載することも可能となり、大径のウエハWに対してもウエハレベル検査を行うことが可能となる。   As described above, according to the aspect in which the stage member 50 is foldable, the same effect as the above-described embodiment can be obtained, and the stage member 50 is folded when the wafer W is loaded or unloaded or aligned. By moving the wafer chuck 16 in a state (shown by a broken line in FIG. 10), the operable range of the wafer chuck 16 can be expanded. In addition, a larger wafer chuck 16 can be mounted, and a wafer level inspection can be performed on a large-diameter wafer W.

[変形例2]
上述した実施形態では、図2に示したように、ステージ部材50のステージ面50aは、ウエハチャック16の支持面16aと同形状かつ同面積であるが、少なくともウエハチャック16の移動可能範囲において導電性接触子70が常に接触可能なステージ面50aを有するものであれば異なる形状または面積であってもよい。例えば、ステージ部材50のステージ面50aは、ウエハチャック16の支持面16aと同じ平面形状(円形状)であって、その支持面16aよりも大きな面積を有する態様でもよい。また、図11に示すように、ステージ部材50のウエハチャック16側の側面が、ウエハチャック16の側面に沿った凹状に形成された態様でもよい。いずれの態様においても、少なくともウエハチャック16の移動可能範囲において導電性接触子70が常に接触可能なステージ面50aを有するものであり、上述した実施形態と同様の効果を得ることができる。
[Modification 2]
In the above-described embodiment, as shown in FIG. 2, the stage surface 50 a of the stage member 50 has the same shape and the same area as the support surface 16 a of the wafer chuck 16, but is conductive at least within the movable range of the wafer chuck 16. As long as the sexual contactor 70 has the stage surface 50a which can always contact, a different shape or area may be sufficient. For example, the stage surface 50a of the stage member 50 may have the same planar shape (circular shape) as the support surface 16a of the wafer chuck 16 and a larger area than the support surface 16a. Further, as shown in FIG. 11, the side surface of the stage member 50 on the wafer chuck 16 side may be formed in a concave shape along the side surface of the wafer chuck 16. In any aspect, the conductive contact 70 has a stage surface 50a that can always be contacted at least within the movable range of the wafer chuck 16, and the same effects as those of the above-described embodiment can be obtained.

[変形例3]
上述した実施形態では、ステージ部材50のステージ面50aに接触可能な導電性接触子70としてスプリングピンを用いたが、これに限らず、例えばカンチレバータイプや垂直針タイプなどのプローブカード状の接触子を用いてもよい。
[Modification 3]
In the above-described embodiment, the spring pin is used as the conductive contact 70 that can contact the stage surface 50a of the stage member 50. However, the present invention is not limited to this, and for example, a probe card-like contact such as a cantilever type or a vertical needle type. May be used.

[変形例4]
上述した実施形態では、プローブ保持部としてプローブカード24を備えた構成を示したが、これに限らず、例えばマニピュレータ型のプローブヘッドなどを備えていてもよい。
[Modification 4]
In the above-described embodiment, the configuration in which the probe card 24 is provided as the probe holding unit has been described. However, the configuration is not limited thereto, and for example, a manipulator type probe head may be provided.

10…プローバ、11…基台、12…移動ベース、13…Y軸移動台、14…X軸移動台、15…Z軸移動・回転部、16…ウエハチャック、16a…支持面、18…プローブ位置検出カメラ、19…アライメントカメラ、22…ヘッドステージ、23…カードホルダ、24…プローブカード、25…プローブ、30…テスタ、31…テスタ本体、32…コンタクトリング、40…カメラ昇降機構、50…ステージ部材、50a…ステージ面、52…連結部材、60…制御部、64…配線、70…導電性接触子、72…Zテーブル、74…ホルダ、76…ケーブル、78…接触子昇降機構、100…ウエハテストシステム   DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 ... Prober, 11 ... Base, 12 ... Moving base, 13 ... Y-axis moving table, 14 ... X-axis moving table, 15 ... Z-axis moving / rotating part, 16 ... Wafer chuck, 16a ... Support surface, 18 ... Probe Position detection camera, 19 ... Alignment camera, 22 ... Head stage, 23 ... Card holder, 24 ... Probe card, 25 ... Probe, 30 ... Tester, 31 ... Tester body, 32 ... Contact ring, 40 ... Camera lifting mechanism, 50 ... Stage member 50a ... Stage surface 52 ... Connecting member 60 ... Control unit 64 ... Wiring 70 ... Conductive contact 72 ... Z table 74 ... Holder 76 ... Cable 78 ... Contact lift mechanism 100 ... Wafer test system

Claims (5)

両面に電極を有するチップが複数形成されたウエハを保持するウエハチャックであって、前記ウエハの裏面に形成されたチップ裏面電極に接触する導電性の支持面を有するウエハチャックと、
前記ウエハチャックを移動及び回転する移動回転機構と、
前記ウエハの表面に形成されたチップ表面電極に接触して前記チップ表面電極をテスタの端子に接続するプローブを有するプローブ保持部と、
前記プローブ保持部の前記プローブの先端の高さを検出するプローブ位置検出カメラと、
前記ウエハチャックに保持された前記ウエハの前記チップ表面電極の位置を検出するウエハアライメントカメラと、
前記ウエハアライメントカメラを上下方向に昇降させる第1昇降機構と、
前記プローブ位置検出カメラの検出結果に基づいて、前記プローブの先端の高さと前記ウエハアライメントカメラの焦点位置とが同じ高さとなるように前記第1昇降機構を制御する制御部と、
前記支持面に対して平行に形成されると共に前記支持面に電気的に接続された導電性のステージ面を有し、前記ウエハチャックと一体的に移動するステージ部材と、
前記ウエハアライメントカメラと一体的に移動可能に構成され、前記ステージ面に接触して前記チップ裏面電極を前記テスタに電気的に接続する導電性接触子と、
を備えるプローバ。
A wafer chuck for holding a wafer on which a plurality of chips having electrodes on both sides are formed, the wafer chuck having a conductive support surface in contact with a chip back surface electrode formed on the back surface of the wafer;
A moving rotation mechanism for moving and rotating the wafer chuck;
A probe holder having a probe that contacts a chip surface electrode formed on the surface of the wafer and connects the chip surface electrode to a terminal of a tester;
A probe position detection camera for detecting the height of the probe tip of the probe holding portion;
A wafer alignment camera that detects the position of the chip surface electrode of the wafer held by the wafer chuck;
A first elevating mechanism for elevating the wafer alignment camera in the vertical direction;
Based on the detection result of the probe position detection camera, a controller that controls the first elevating mechanism so that the height of the tip of the probe and the focal position of the wafer alignment camera are the same height;
A stage member that is formed parallel to the support surface and has a conductive stage surface electrically connected to the support surface, and that moves integrally with the wafer chuck;
A conductive contact configured to be movable integrally with the wafer alignment camera and electrically connecting the chip back electrode to the tester in contact with the stage surface;
Prober equipped with.
前記ウエハアライメントカメラに対する前記導電性接触子の相対的な高さを変化させる第2昇降機構を備える、請求項1に記載のプローバ。   The prober according to claim 1, further comprising a second lifting mechanism that changes a relative height of the conductive contact with respect to the wafer alignment camera. 前記ステージ部材は、前記ウエハチャックとは分離して構成され、前記ステージ面と前記支持面は配線部材を介して電気的に接続される、請求項1又は2に記載のプローバ。   The prober according to claim 1, wherein the stage member is configured to be separated from the wafer chuck, and the stage surface and the support surface are electrically connected via a wiring member. 前記ステージ部材は、前記ウエハチャックと一体的に構成される、請求項1又は2に記載のプローバ。   The prober according to claim 1, wherein the stage member is configured integrally with the wafer chuck. 前記ステージ部材は、前記ウエハチャックの移動可能範囲において前記プローブが前記チップ表面電極に接触するときには前記導電性接触子が前記ステージ面に常に接触可能に構成される、請求項1〜4のいずれか1項に記載のプローバ。   5. The stage member according to claim 1, wherein the conductive contact is always in contact with the stage surface when the probe contacts the chip surface electrode within a movable range of the wafer chuck. The prober according to item 1.
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