JP7045631B2 - Prover and probe inspection method - 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. For each cut chip, only the chips confirmed to operate normally are packaged in the next assembly process, and the malfunctioning chips are excluded from the assembly process. In addition, the packaged final products are inspected for shipment.

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 contacts the probe 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 more and more, and attempts have been made to inspect all the chips on the wafer at the same time. Therefore, the tolerance of alignment for contacting the electrode pad and the probe is small, and it is required to improve the positional 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 in 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マルチステージ式のプローバが提案されている。このプローバでは、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。これにより、各測定部でアライメント装置を共有することができ、省スペース化やコストダウンを図ることができる。 Against this background, for example, Patent Document 1 proposes a multi-stage prober provided with a plurality of measuring units. In this prober, 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. As a result, the alignment device can be shared by each measuring unit, and space saving and cost reduction can be achieved.

また、特許文献1に記載されたプローバでは、ウエハチャックをプローブカード側に保持する真空吸着方式が採用されている。この真空吸着方式では、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(密閉空間)を減圧手段により減圧して、ウエハチャックをプローブカード側に引き寄せることにより、プローブカードの各プローブにウエハの各チップの電極パッドを接触させるコンタクト動作が行われる。 Further, in the prober described in Patent Document 1, a vacuum suction method for holding the wafer chuck on the probe card side is adopted. In this vacuum suction method, the internal space (sealed space) formed between the wafer chuck and the probe card is depressurized by a decompression means, and the wafer chuck is attracted to the probe card side, so that the wafer is attached to each probe of the probe card. A contact operation is performed in which the electrode pads of each chip are brought into contact with each other.

特開2016-032110号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2016-032110

ところで、特許文献1に記載されたプローバでは、内部空間の減圧によりプローブカードの各プローブにウエハの各チップの電極パッドを接触させる際、適正なオーバードライブ量を確保できているか否かを把握することは困難である。適正なオーバードライブ量が確保できていない場合、プローブと電極パッドとの間の電気的導通を図るために必要な接触圧を確保することができず、正確な検査を行うことができない。 By the way, in the prober described in Patent Document 1, it is grasped whether or not an appropriate overdrive amount can be secured when the electrode pads of each chip of the wafer are brought into contact with each probe of the probe card by depressurizing the internal space. That is difficult. If an appropriate amount of overdrive cannot be secured, the contact pressure required for electrical conduction between the probe and the electrode pad cannot be secured, and accurate inspection cannot be performed.

本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、適正なオーバードライブ量を確保できているか否かを把握でき、ウエハ上の電極パッドとプローブとの間で良好なコンタクトを実現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 it is possible to grasp whether or not an appropriate amount of overdrive is secured, and to realize good contact between the electrode pad on the wafer and the probe. It is an object of the present invention to provide a prober and probe inspection method capable of performing.

上記目的を達成するために、以下の発明を提供する。 The following inventions are provided in order to achieve the above object.

本発明の第1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ように設けられ、ウエハの各電極パッドと対応する位置に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支持してウエハチャックをプローブカードに向かって昇降させる機械的昇降手段と、シール部材により内部空間が形成された状態において、内部空間の減圧を複数のステップに分けて段階的に減圧するステップ減圧を行う減圧手段と、ステップ減圧が行われているときにウエハチャックの高さ位置をステップ毎に検出する高さ位置検出手段と、高さ位置検出手段の検出結果に基づき、プローブと電極パッドとが接触したときのオーバードライブ量を算出するオーバードライブ量算出手段と、を備える。 The prober according to the first aspect of the present invention includes a wafer chuck for holding a wafer, a probe card provided so as to face the wafer chuck and having a probe at a position corresponding to each electrode pad of the wafer, and a wafer chuck and a probe. An internal space was formed by an annular seal member that forms an internal space between the card and the wafer chuck, a mechanical elevating means that supports the wafer chuck detachably and raises and lowers the wafer chuck toward the probe card, and a seal member. In the state, the decompression means for performing step decompression in which the depressurization of the internal space is divided into a plurality of steps and the depressurization is performed stepwise, and the height at which the height position of the wafer chuck is detected for each step when the step decompression is performed. A position detecting means and an overdrive amount calculating means for calculating an overdrive amount when the probe and the electrode pad come into contact with each other based on the detection result of the height position detecting means are provided.

本発明の第2態様に係るプローバは、第1態様において、オーバードライブ量算出手段は、ステップ減圧が行われたときに1ステップあたりのウエハチャックの高さ位置に変化が生じたときのウエハチャックの高さ位置を、プローブと電極パッドとが接触し始めたコンタクト位置と判断して、コンタクト位置を基準位置としてオーバードライブ量を算出する。 In the prober according to the second aspect of the present invention, in the first aspect, the overdrive amount calculation means is a wafer chuck when the height position of the wafer chuck per step is changed when the step depressurization is performed. The height position of is determined to be the contact position where the probe and the electrode pad have started to contact, and the overdrive amount is calculated with the contact position as a reference position.

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、高さ位置検出手段は、ウエハチャックから離れた位置に配置された非接触式の距離センサである。 In the prober according to the third aspect of the present invention, in the first aspect or the second aspect, the height position detecting means is a non-contact type distance sensor arranged at a position away from the wafer chuck.

本発明の第4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内部空間が形成された状態において、内部空間の減圧を複数のステップに分けて段階的に減圧するステップ減圧を行う減圧工程と、ステップ減圧が行われているときにウエハチャックの高さ位置をステップ毎に検出する高さ位置検出工程と、高さ位置検出工程の検出結果に基づき、プローブカードのプローブとウエハチャックに保持されたウエハ上の電極パッドとが接触したときのオーバードライブ量を算出するオーバードライブ量算出工程と、を備える。 In the probe inspection method according to the fourth aspect of the present invention, in a state where an internal space is formed between the wafer chuck and the probe card, the depressurization of the internal space is divided into a plurality of steps and the step decompression is performed stepwise. Probe card probe and wafer based on the detection results of the decompression step to be performed, the height position detection step to detect the height position of the wafer chuck step by step when step decompression is being performed, and the height position detection step. A step of calculating an overdrive amount when the electrode pad on the wafer held by the chuck comes into contact with the electrode pad is provided.

本発明の第5態様に係るプローブ検査方法は、第4態様において、オーバードライブ量算出工程は、ステップ減圧が行われたときに1ステップあたりのウエハチャックの高さ位置に変化が生じたときのウエハチャックの高さ位置を、プローブと電極パッドとが接触し始めたコンタクト位置と判断して、コンタクト位置を基準位置としてオーバードライブ量を算出する。 In the fourth aspect of the probe inspection method according to the fifth aspect of the present invention, in the overdrive amount calculation step, when the height position of the wafer chuck per step changes when the step depressurization is performed. The height position of the wafer chuck is determined to be the contact position where the probe and the electrode pad have started to contact, and the overdrive amount is calculated with the contact position as a reference position.

本発明の第6態様に係るプローブ検査方法は、第4態様又は第5態様において、高さ位置検出工程は、ウエハチャックから離された位置に配置された非接触式の距離センサを用いてウエハチャックの高さ位置を検出する。 In the probe inspection method according to the sixth aspect of the present invention, in the fourth or fifth aspect, the height position detection step is a wafer using a non-contact distance sensor arranged at a position away from the wafer chuck. Detects the height position of the chuck.

本発明によれば、適正なオーバードライブ量を確保できているか否かを把握することができ、ウエハ上の電極パッドとプローブとの間で良好なコンタクトを実現することができる。 According to the present invention, it is possible to grasp whether or not an appropriate amount of overdrive is secured, and it is possible to realize good contact between the electrode pad on the wafer and the probe.

本実施形態の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 of this embodiment 本実施形態のプローバの全体構成を示した平面図A plan view showing the overall configuration of the prober of this embodiment. 本実施形態のプローバにおける測定ユニットの構成を示した概略図Schematic diagram showing the configuration of the measurement unit in the prober of this 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Schematic diagram showing the configuration of the measurement unit in the measurement unit shown in FIG. 本実施形態のプローバの制御装置の構成を示した機能ブロック図A functional block diagram showing the configuration of the prober control device of this embodiment. 本実施形態の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 the contact operation in the prober of this embodiment. 本実施形態の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 of this embodiment. 本実施形態のプローバにおけるコンタクト動作が行われるときの内部空間の内部圧力とウエハチャックの高さ位置との関係の一例を示した図The figure which showed an example of the relationship between the internal pressure of an internal space and the height position of a wafer chuck when the contact operation is performed in the prober of this embodiment.

以下、添付図面に従って本発明の好ましい実施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及び図2は、本実施形態のプローバ10の全体構成を示した外観図と平面図である。 1 and 2 are an external view and a plan view showing the overall configuration of the prober 10 of the present 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60(図5参照)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 60 (see FIG. 5) described later, and the like.

ローダ部14は、ウエハカセット20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20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。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。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パッドが設けられており、搬送アーム26は、この吸着パッドでウエハ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20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20に戻される。 The loader unit 14 has a load port 18 on which the wafer cassette 20 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 20. The transport unit 24 includes a transport unit drive mechanism (not shown), is configured to be movable in the X and Z directions, and is configured to be rotatable in the θ direction (around the Z direction). Further, the transport unit 24 includes a transport arm 26 configured to be stretchable back and forth by the transport unit drive mechanism. A suction pad (not shown) is provided on the upper surface of the transfer arm 26, and the transfer arm 26 vacuum-sucks the back surface of the wafer W with the suction pad to hold the wafer W. As a result, the wafer W in the wafer cassette 20 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 while being held on the upper surface thereof. Further, the inspected wafer W that has been inspected is returned from each measuring unit 16 to the wafer cassette 20 by the reverse route.

図3は、本実施形態のプローバ10における測定ユニット12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12における測定部16の構成を示した概略図である。 FIG. 3 is a schematic view showing the configuration of the measurement unit 12 in the prober 10 of the present embodiment. FIG. 4 is a schematic view showing the configuration of the measuring unit 16 in the measuring unit 12 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 manner, 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 as shown in FIG. 4, includes a head stage 30, a probe card 32, and a wafer chuck 34. 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 mounted 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、カンチレバーや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、本発明の要部ではないため、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 and a spring pin, which are 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. Since the connection configuration between the probe card 32 and the test head is not a main part of the present invention, detailed description thereof 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 characteristic, 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 a needle mark 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. 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5参照)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. 5).

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S(図7参照)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, whereby the wafer chuck 34, An internal space S (see FIG. 7) 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Sを減圧するための吸引口50が設けられている。吸引口50は、ヘッドステージ30の内部に形成された吸引路52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52との間を接続する吸引経路には真空電空レギュレータ54が設けられている。真空電空レギュレータ54は内部空間Sの内部圧力(真空度)を調節する制御弁である。なお、真空電空レギュレータ54は後述する吸引制御部114(図5参照)により制御される。真空電空レギュレータ54は本発明の減圧手段の一例である。 The head stage 30 is provided with a suction port 50 for reducing the pressure of the internal space S formed between the probe card 32 and the wafer chuck 34. The suction port 50 is connected to the suction device 44 via a suction path 52 formed inside the head stage 30. A vacuum electropneumatic regulator 54 is provided in the suction path connecting the suction device 44 and the suction path 52. The vacuum electropneumatic regulator 54 is a control valve that adjusts the internal pressure (vacuum degree) of the internal space S. The vacuum electropneumatic regulator 54 is controlled by a suction control unit 114 (see FIG. 5), which will be described later. The vacuum electropneumatic regulator 54 is an example of the depressurizing means of the present invention.

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 used 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 consisting of a heating layer of a surface heater and a cooling layer provided with a cooling fluid passage, or heat. Various devices such as a single-layer heating / cooling device in which a cooling tube around which a heating heater is wound are embedded in the conductor can be considered. 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、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. It is provided with 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.

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や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. To. The mechanical drive mechanism includes, for example, a ball screw drive mechanism in which a servomotor and a ball screw are combined. Further, the mechanism 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. ing. 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5参照)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やリニアスケール等)(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5参照)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 elevating means of the present invention, and is a Z-axis drive motor 122 (for example, a stepping motor, a servo motor, a linear motor, etc.) for moving the wafer chuck 34 in the Z-axis direction. (See FIG. 5) and a Z-axis encoder (for example, a rotary encoder, a linear scale, etc.) (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. 5) 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5参照)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5参照)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 rotation 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. 5) and the wafer chuck 34. It is equipped 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. 5) 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5参照)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5参照)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. 5) 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. 5) 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5参照)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5参照)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. 5) 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. 5) 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、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としては、ボールネジ駆動機構、リニアモータ駆動機構、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. do. The alignment device 70 moved to each measuring unit 16 is fixed in a state of being positioned at 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 is performed between the wafer W and the probe card 32. 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. The alignment device drive mechanism is composed of a mechanical drive mechanism such as a ball screw drive mechanism, a linear motor drive mechanism, and 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5参照)により制御される。 A ring-shaped sealing member (Z-axis sealing rubber) 78 having elasticity formed in an annular shape along the outer periphery is provided on the wafer chuck support surface 72a of the Z-axis moving / rotating portion 72 constituting 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. In the suction path connecting between the suction device 44 and the suction path 82, a chuck fixing solenoid valve 84 and a throttle valve 86 are provided in 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. 5), which will be described later.

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、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。 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. The positioning pins 88 are provided at three positions at equal intervals along the circumferential direction about 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 relative positioning between the alignment device 70 and the wafer chuck 34 is performed.

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.

本実施形態におけるプローバ10は、上記構成に加え、さらに距離センサ(測長センサ)38を備えている。距離センサ38は、本発明の高さ位置検出手段の一例であり、ウエハチャック34の高さ位置(Z方向の位置)を検出する。距離センサ38としては、ウエハチャック34の高さ位置を検出できれば、接触式のもの、非接触式のものを問わず各種のセンサを利用することができるが、測定対象のウエハチャック34の高さ位置に影響を与えない非接触式のセンサが望ましい。非接触式のセンサとしては、レーザーや超音波を用いた非接触式の距離センサ(例えば、レーザー測長センサ等)が好適に用いられる。本実施形態における距離センサ38は非接触式の距離センサであり、Z軸移動・回転部72のセンサ取付部に取り付けられている。この距離センサ38は、距離センサ38からウエハチャック34までの距離を測定することによりウエハチャック34の高さ位置(Z軸方向の位置)を検出する。 In addition to the above configuration, the prober 10 in the present embodiment further includes a distance sensor (length measuring sensor) 38. The distance sensor 38 is an example of the height position detecting means of the present invention, and detects the height position (position in the Z direction) of the wafer chuck 34. As the distance sensor 38, various sensors can be used regardless of whether they are contact type or non-contact type as long as the height position of the wafer chuck 34 can be detected. However, the height of the wafer chuck 34 to be measured is high. A non-contact sensor that does not affect the position is desirable. As the non-contact type sensor, a non-contact type distance sensor using a laser or ultrasonic waves (for example, a laser length measuring sensor or the like) is preferably used. The distance sensor 38 in the present embodiment is a non-contact type distance sensor, and is attached to the sensor mounting portion of the Z-axis moving / rotating portion 72. The distance sensor 38 detects the height position (position in the Z-axis direction) of the wafer chuck 34 by measuring the distance from the distance sensor 38 to the wafer chuck 34.

なお、距離センサ38の配置場所については本実施形態に特に限定されるものではなく、例えば、ヘッドステージ30側(例えば、ヘッドステージ30やプローブカード32等)に配置されていてもよい。 The location of the distance sensor 38 is not particularly limited to this embodiment, and may be arranged on the head stage 30 side (for example, the head stage 30 or the probe card 32).

図5は、本実施形態のプローバ10の制御装置60の構成を示した機能ブロック図である。 FIG. 5 is a functional block diagram showing the configuration of the control device 60 of the prober 10 of the present embodiment.

制御装置60は、プローバ10の各部の動作や加工に必要なデータの記憶等を行う。制御装置60は、例えばパーソナルコンピュータやマイクロコンピュータなどの汎用のコンピュータによって実現されるものである。 The control device 60 stores data necessary for the operation and processing of each part of the prober 10. The control device 60 is realized by a general-purpose computer such as a personal computer or a microcomputer.

制御装置60は、CPU(Central Processing Unit)、ROM(Read Only Memory)、RAM(Random Access Memory)、及び入出力インターフェース等を備えている。制御装置60では、ROMに記憶されている制御プログラム等の各種プログラムがRAMに展開され、RAMに展開されたプログラムがCPUによって実行されることにより、図5に示した制御装置60内の各部の機能が実現され、入出力インターフェースを介して各種の演算処理や制御処理が実行される。 The control device 60 includes a CPU (Central Processing Unit), a ROM (Read Only Memory), a RAM (Random Access Memory), an input / output interface, and the like. In the control device 60, various programs such as control programs stored in the ROM are expanded in the RAM, and the programs expanded in the RAM are executed by the CPU, so that each part in the control device 60 shown in FIG. 5 is executed. Functions are realized, and various arithmetic processing and control processing are executed via the input / output interface.

図5に示すように、制御装置60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、及び吸引制御部114等を備えている。 As shown in FIG. 5, the control device 60 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, a θ rotation control unit 108, and a wafer suction solenoid valve control. A unit 110, a chuck fixing solenoid valve control unit 112, a suction control unit 114, and the like are provided.

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、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とを接触させる動作(コンタクト動作)の制御を行う。また、全体制御部100は、コンタクト動作の他に、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 an operation (contact operation) in which the electrode pad of each chip of the wafer W to be inspected and each probe 36 of the probe card 32 are brought into contact with each other. Further, in addition to the contact operation, the overall control unit 100 controls the movement of the alignment device 70 to be moved between the measurement units 16 and the operation of the wafer level inspection by the test head. Since the control other than the contact operation is not a characteristic part 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.

吸引制御部114は、真空電空レギュレータ54の動作を制御することで、内部空間Sの内部圧力(真空度)を無段階に調節する。 The suction control unit 114 controls the operation of the vacuum electropneumatic regulator 54 to steplessly adjust the internal pressure (vacuum degree) of the internal space S.

さらに、本実施形態における全体制御部100は、オーバードライブ量算出部115を備えている。オーバードライブ量算出部115は、本発明のオーバードライブ量算出手段として機能するものであり、プローブカード32の各プローブ36とウエハWの各チップの電極パッドとが接触する際のオーバードライブ量を算出する。 Further, the overall control unit 100 in the present embodiment includes an overdrive amount calculation unit 115. The overdrive amount calculation unit 115 functions as the overdrive amount calculation means of the present invention, and calculates the overdrive amount when each probe 36 of the probe card 32 and the electrode pad of each chip of the wafer W come into contact with each other. do.

また、全体制御部100には、距離センサ38が接続されている。距離センサ38は、上述したように、ウエハチャック34の高さ位置(Z方向の位置)を検出するものである。距離センサ38の検出結果は制御装置60の記憶装置(不図示)に記憶される。なお、記憶装置は、例えばRAMまたはHDDなどの読み書き可能な記憶装置により構成される。 Further, a distance sensor 38 is connected to the overall control unit 100. As described above, the distance sensor 38 detects the height position (position in the Z direction) of the wafer chuck 34. The detection result of the distance sensor 38 is stored in a storage device (not shown) of the control device 60. The storage device is composed of a literate storage device such as a RAM or an HDD.

オーバードライブ量算出部115は、距離センサ38の検出結果を上述の記憶装置から取得する。そして、オーバードライブ量算出部115は、距離センサ38の検出結果に基づいてオーバードライブ量を算出する。なお、オーバードライブ量の算出方法については後述する。 The overdrive amount calculation unit 115 acquires the detection result of the distance sensor 38 from the above-mentioned storage device. Then, the overdrive amount calculation unit 115 calculates the overdrive amount based on the detection result of the distance sensor 38. The method of calculating the overdrive amount will be described later.

次に、本実施形態のプローバ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6~図8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 of the present embodiment will be described with reference to FIGS. 6 to 8. This operation is performed under the control of the overall control unit 100.

図6は、本実施形態のプローバ10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7は、本実施形態のプローバ10におけるコンタクト動作を説明するための図である。図8は、本実施形態のプローバ10におけるコンタクト動作が行われるときの内部空間Sの内部圧力(負圧)とウエハチャック34の高さ位置との関係の一例を示した図である。 FIG. 6 is a flowchart showing the contact operation in the prober 10 of the present embodiment. FIG. 7 is a diagram for explaining a contact operation in the prober 10 of the present embodiment. FIG. 8 is a diagram showing an example of the relationship between the internal pressure (negative pressure) of the internal space S and the height position of the wafer chuck 34 when the contact operation in the prober 10 of the present embodiment is performed.

(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.

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、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。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。 After the wafer chuck 34 is delivered to the alignment device 70, the chuck fixing solenoid valve control unit 112 turns the chuck fixing solenoid valve 84 ON (open state), and the wafer chuck support surface of the Z-axis moving / rotating unit 72 is turned on. The wafer chuck 34 is attracted and fixed to 72a (see FIG. 4). 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。 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 solenoid valve control unit 110 turns on the wafer adsorption solenoid valve 46 (open state) and the wafer. The wafer W is adsorbed and fixed to the holding surface 34a (see FIG. 4).

(ステップS10: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 S10: 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 captured 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S12:Z軸上昇工程)
次に、図7の符号500A及び500B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、リング状シール部材48がヘッドステージ30の下面に接触する高さ位置までウエハチャック34をプローブカード32に向かって移動させる。これにより、リング状シール部材48がヘッドステージ30の下面に接触して、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Sは外部から遮断された密閉状態となる。
(Step S12: Z-axis rising step)
Next, as shown by reference numerals 500A and 500B in FIG. 7, 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 ring-shaped seal member. The wafer chuck 34 is moved toward the probe card 32 to a height position where the 48 contacts the lower surface of the head stage 30. As a result, the ring-shaped sealing member 48 comes into contact with the lower surface of the head stage 30, and the internal space S formed between the wafer chuck 34 and the probe card 32 is sealed from the outside.

(ステップS14:減圧工程)
次に、図7の符号500Cに示すように、吸引制御部114は、真空電空レギュレータ54の動作を制御して、吸引口50を介して内部空間Sの減圧を開始する(図8の時間t0)。このとき、吸引制御部114は、内部空間Sの減圧を複数のステップに分けて段階的に減圧するステップ減圧を行う。具体的には、図8の上段に示すグラフ(内部空間の内部圧力の時間的な変化を示したグラフ)のように、内部空間Sの内部圧力が初期圧力P0から設定圧力P1となるまで、一定時間Δt毎に内部空間Sの内部圧力(負圧)を微小圧力ΔPずつ段階的に大きくする制御を行う。
(Step S14: Decompression step)
Next, as shown by reference numeral 500C in FIG. 7, the suction control unit 114 controls the operation of the vacuum electropneumatic regulator 54 to start depressurizing the internal space S through the suction port 50 (time in FIG. 8). t 0 ). At this time, the suction control unit 114 divides the decompression of the internal space S into a plurality of steps and performs step decompression in which the decompression is performed stepwise. Specifically, as shown in the graph shown in the upper part of FIG. 8 (graph showing the temporal change of the internal pressure in the internal space), the internal pressure in the internal space S changes from the initial pressure P 0 to the set pressure P 1 . Until then, the internal pressure (negative pressure) of the internal space S is controlled to be gradually increased by a minute pressure ΔP at intervals of Δt for a certain period of time.

また、減圧工程においては、減圧工程の開始と同時またはそれよりも後のタイミングでウエハチャック固定解除工程が行われる。ウエハチャック固定解除工程では、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。これにより、減圧工程が行われた場合に、内部空間Sの内部圧力に応じてウエハチャック34がプローブカード32側に向かって移動(上昇)する。 Further, in the depressurizing step, the wafer chuck fixing release step is performed at the same time as or after the start of the depressurizing step. In the wafer chuck fixing release step, the chuck fixing solenoid valve control unit 112 turns off the chuck fixing solenoid valve 84 (closed state), and the wafer chuck is provided by the suction port 80 (see FIG. 4) of the Z-axis moving / rotating unit 72. Release the fixing of 34. As a result, when the decompression step is performed, the wafer chuck 34 moves (rises) toward the probe card 32 side according to the internal pressure of the internal space S.

ここで、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、減圧工程の開始と同時又はそれよりも後のタイミングでウエハチャック固定解除工程が行われても、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。 Here, 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 pressure reducing step is started. Even if the wafer chuck fixing release step is performed at the same time as or later than that, the negative pressure on the lower side (Z-axis moving / rotating portion 72 side) of the wafer chuck 34 is not suddenly lost. There is. 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, but Z 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S16:高さ位置検出工程)
距離センサ38は、内部空間Sのステップ減圧が行われているときにウエハチャック34の高さ位置をステップ毎に検出する。距離センサ38の検出結果は制御装置60の記憶装置(不図示)に出力されて記憶される。
(Step S16: Height position detection step)
The distance sensor 38 detects the height position of the wafer chuck 34 step by step when the step depressurization of the internal space S is performed. The detection result of the distance sensor 38 is output to and stored in a storage device (not shown) of the control device 60.

(ステップS18:判断工程)
次に、吸引制御部114は、内部空間Sの内部圧力が設定圧力P1に到達したか否かを判断する。内部空間Sの内部圧力が設定圧力P1に到達していない場合(ステップS18においてNoの場合)には、ステップS14に戻り、ステップS14以降の処理を繰り返し行う。一方、内部空間Sの内部圧力が設定圧力P1に到達した場合(ステップS18においてYesの場合)には、次のステップS20に進む。
(Step S18: Judgment step)
Next, the suction control unit 114 determines whether or not the internal pressure of the internal space S has reached the set pressure P 1 . If the internal pressure of the internal space S has not reached the set pressure P 1 (No in step S18), the process returns to step S14 and the processes after step S14 are repeated. On the other hand, when the internal pressure of the internal space S reaches the set pressure P 1 (Yes in step S18), the process proceeds to the next step S20.

なお、内部空間S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Sの内部圧力を直接検出してもよいし、真空電空レギュレータ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。 The internal pressure of the internal space S may be directly detected by, for example, a pressure sensor provided in the wafer chuck 34 or the head stage 30, or may be built in or connected to the vacuum electropneumatic regulator 54. It may be detected by a pressure sensor.

(ステップS20:コンタクト位置検出工程)
次に、オーバードライブ量算出部115は、制御装置60の記憶装置(不図示)から距離センサ38の検出結果を取得する。そして、オーバードライブ量算出部115は、距離センサ38の検出結果に基づき、プローブ36とウエハW上の電極パッドとが接触し始めるコンタクト位置(基準位置)を検出する。具体的には、以下のようにしてコンタクト位置を検出する。
(Step S20: Contact position detection step)
Next, the overdrive amount calculation unit 115 acquires the detection result of the distance sensor 38 from the storage device (not shown) of the control device 60. Then, the overdrive amount calculation unit 115 detects the contact position (reference position) at which the probe 36 and the electrode pad on the wafer W start to come into contact with each other based on the detection result of the distance sensor 38. Specifically, the contact position is detected as follows.

図8の下段に示すグラフは、内部空間Sのステップ減圧(図8の上段に示すグラフを参照)が行われたときのウエハチャック34の高さ位置の時間的な変化を示すグラフである。このグラフに示すように、内部空間Sのステップ減圧が行われたとき、ウエハチャック34の高さ位置は、内部空間Sの内部圧力が微小圧力ΔPだけ変化する毎に微小高さΔhだけ変化する。このとき、プローブ36とウエハW上の電極パッドとが接触する前後では、1ステップあたりのウエハチャック34の高さ位置の変化量(微小高さΔh)が異なる。すなわち、プローブ36とウエハW上の電極パッドとが接触した後は、ウエハチャック34は各プローブ36から反力(プローブ36が潰されたときの反力)を受けるため、それらが接触する前に比べて、1ステップあたりのウエハチャック34の高さ位置の変化量が小さくなる。 The graph shown in the lower part of FIG. 8 is a graph showing the temporal change of the height position of the wafer chuck 34 when the step depressurization of the internal space S (see the graph shown in the upper part of FIG. 8) is performed. As shown in this graph, when the step depressurization of the internal space S is performed, the height position of the wafer chuck 34 changes by the minute height Δh each time the internal pressure of the internal space S changes by the minute pressure ΔP. .. At this time, before and after the probe 36 and the electrode pad on the wafer W come into contact with each other, the amount of change in the height position of the wafer chuck 34 per step (small height Δh) is different. That is, after the probe 36 and the electrode pad on the wafer W come into contact with each other, the wafer chuck 34 receives a reaction force (reaction force when the probe 36 is crushed) from each probe 36, and therefore, before they come into contact with each other. In comparison, the amount of change in the height position of the wafer chuck 34 per step is small.

オーバードライブ量算出部115は、内部空間Sをステップ減圧した場合にプローブ36とウエハW上の電極パッドとが接触する前後で1ステップあたりのウエハチャック34の移動量が変化する特性を利用して、プローブ36とウエハW上の電極パッドとが接触し始めるコンタクト位置を検出する。 The overdrive amount calculation unit 115 utilizes the characteristic that the movement amount of the wafer chuck 34 per step changes before and after the probe 36 and the electrode pad on the wafer W come into contact with each other when the internal space S is stepped down. , Detects the contact position where the probe 36 and the electrode pad on the wafer W start to come into contact with each other.

例えば、図8に示した例においては、時間tsにおいて1ステップあたりのウエハチャック34の高さ位置の変化量が変化している。この場合、オーバードライブ量算出部115は、時間tsにおけるウエハチャック34の高さ位置H0をコンタクト位置として検出する。なお、リング状シール部材48の反力が非常に小さい場合には、内部空間Sのステップ減圧を開始した直後に、1ステップあたりのウエハチャック34の高さ位置の変化量が変化する場合もある。 For example, in the example shown in FIG. 8, the amount of change in the height position of the wafer chuck 34 per step changes at time t s . In this case, the overdrive amount calculation unit 115 detects the height position H 0 of the wafer chuck 34 at time ts as the contact position. If the reaction force of the ring-shaped sealing member 48 is very small, the amount of change in the height position of the wafer chuck 34 per step may change immediately after the step depressurization of the internal space S is started. ..

(ステップS22:オーバードライブ量算出工程)
次に、オーバードライブ量算出部115は、内部空間Sの内部圧力が設定圧力P1に到達したときのウエハチャック34の高さ位置H1と、上述のコンタクト位置検出工程で検出したコンタクト位置H0との差分をオーバードライブ量Dとして算出する。
(Step S22: Overdrive amount calculation step)
Next, the overdrive amount calculation unit 115 determines the height position H 1 of the wafer chuck 34 when the internal pressure of the internal space S reaches the set pressure P 1 and the contact position H detected in the above-mentioned contact position detection step. The difference from 0 is calculated as the overdrive amount D.

オーバードライブ量算出部115は、算出したオーバードライブ量Dを図示しないモニタに出力する。これにより、モニタには、オーバードライブ量Dが表示される。したがって、オペレータは、モニタの表示を確認することにより、オーバードライブ量Dを把握することが可能となる。 The overdrive amount calculation unit 115 outputs the calculated overdrive amount D to a monitor (not shown). As a result, the overdrive amount D is displayed on the monitor. Therefore, the operator can grasp the overdrive amount D by checking the display on the monitor.

なお、吸引制御部114は、全体制御部100の制御の下、オーバードライブ量算出部115で算出されたオーバードライブ量が適正でない場合には、オーバードライブ量が適正な範囲となるように設定圧力Pを変更する制御を行うようにしてもよい。また、設定圧力Pの変更はオペレータが手動で行うようにしてもよい。 The suction control unit 114 sets the pressure so that the overdrive amount falls within an appropriate range when the overdrive amount calculated by the overdrive amount calculation unit 115 is not appropriate under the control of the overall control unit 100. Control to change P 1 may be performed. Further, the operator may manually change the set pressure P1 .

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 transferred 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.

以上のとおり、本実施形態によれば、内部空間Sをステップ減圧しながらウエハチャック34の高さ位置をステップ毎に検出し、その検出結果からオーバードライブ量を算出することができる。したがって、オペレータは、適正なオーバードライブ量を確保できているか否かを容易かつ正確に把握でき、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。 As described above, according to the present embodiment, the height position of the wafer chuck 34 can be detected step by step while the internal space S is stepped down, and the overdrive amount can be calculated from the detection result. Therefore, the operator can easily and accurately grasp whether or not an appropriate amount of overdrive can be secured, and can realize good contact between the electrode pad on the wafer W and the probe 36.

特に本実施形態では、内部空間Sのステップ減圧が行われたときの1ステップあたりのウエハチャック34の高さ位置の変化量(1ステップあたりのウエハチャック34の移動量)に基づき、ウエハW上の電極パッドとプローブ36とが接触し始めるコンタクト位置を検出し、そのコンタクト位置を基準としてオーバードライブ量を算出している。そのため、プローブカード32の設計値と実際の製品の寸法との間に誤差が存在する場合でも、その誤差の影響を受けることなく、適正なオーバードライブ量を確保できているか否かを精度よく把握することが可能となる。これにより、ウエハW上の電極パッドとプローブ36とが確実に接触し、信頼性の高い検査を実施することができる。 In particular, in the present embodiment, on the wafer W, based on the amount of change in the height position of the wafer chuck 34 per step (movement amount of the wafer chuck 34 per step) when the step decompression of the internal space S is performed. The contact position where the electrode pad and the probe 36 start to come into contact with each other is detected, and the amount of overdrive is calculated based on the contact position. Therefore, even if there is an error between the design value of the probe card 32 and the actual product dimensions, it is possible to accurately grasp whether or not an appropriate overdrive amount can be secured without being affected by the error. It becomes possible to do. As a result, the electrode pad on the wafer W and the probe 36 are surely in contact with each other, and a highly reliable inspection can be performed.

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…ウエハカセット、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、38…距離センサ、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…吸引口、54…真空電空レギュレータ、56…連通路、60…制御装置、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、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、92…Z軸移動機構、94…θ回転機構、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、114…吸引制御部、115…オーバードライブ量算出部、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、W…ウエハ、S…内部空間 10 ... Probe, 12 ... Measurement unit, 14 ... Loader unit, 16 ... Measurement unit, 18 ... Load port, 20 ... Wafer cassette, 22 ... Operation panel, 24 ... Transfer unit, 26 ... Transfer arm, 30 ... Head stage, 32 ... Probe card, 34 ... Wafer chuck, 34a ... Wafer holding surface, 36 ... Probe, 38 ... Distance sensor, 40 ... Suction port, 42 ... Suction path, 44 ... Suction device, 46 ... Wafer suction electromagnetic valve, 48 ... Ring Shape seal member, 50 ... suction port, 54 ... vacuum electropneumatic regulator, 56 ... communication path, 60 ... control device, 70 ... alignment device, 72 ... Z-axis moving / rotating part, 72a ... wafer chuck support surface, 74 ... X Shaft moving table, 76 ... Y-axis moving table, 78 ... Ring-shaped seal member, 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, 92 ... Z-axis movement mechanism, 94 ... θ rotation mechanism, 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 ... Wafer adsorption electromagnetic valve control unit, 112 ... Chuck fixing electromagnetic valve control unit, 114 ... Suction control unit, 115 ... Overdrive amount calculation unit, 118 ... X-axis drive motor, 120 ... Y-axis drive motor, 122 ... Z-axis drive motor, 124 ... rotary drive motor, W ... wafer, S ... internal space

Claims (6)

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ように設けられ、前記ウエハの各電極パッドと対応する位置に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支持して前記ウエハチャックを前記プローブカードに向かって昇降させる機械的昇降手段と、
前記シール部材により前記内部空間が形成された状態において、前記内部空間の減圧を複数のステップに分けて段階的に減圧するステップ減圧を行う減圧手段と、
前記ステップ減圧が行われているときに前記ウエハチャックの高さ位置をステップ毎に検出する高さ位置検出手段と、
前記高さ位置検出手段の検出結果に基づき、前記プローブと前記電極パッドとが接触したときのオーバードライブ量を算出するオーバードライブ量算出手段と、
を備えるプローバ。
A wafer chuck that holds the wafer,
A probe card provided so as to face the wafer chuck and having a probe at a position corresponding to each electrode pad of the wafer.
An annular sealing member forming an internal space between the wafer chuck and the probe card,
A mechanical elevating means that detachably supports the wafer chuck and raises and lowers the wafer chuck toward the probe card.
A decompression means for performing step decompression in which the decompression of the internal space is divided into a plurality of steps and the decompression is performed stepwise in a state where the internal space is formed by the sealing member.
A height position detecting means for detecting the height position of the wafer chuck for each step when the step depressurization is performed,
An overdrive amount calculating means for calculating the overdrive amount when the probe and the electrode pad come into contact with each other based on the detection result of the height position detecting means.
Prober equipped with.
前記オーバードライブ量算出手段は、前記ステップ減圧が行われたときに1ステップあたりの前記ウエハチャックの高さ位置に変化が生じたときの前記ウエハチャックの高さ位置を、前記プローブと前記電極パッドとが接触し始めたコンタクト位置と判断して、前記コンタクト位置を基準位置として前記オーバードライブ量を算出する、
請求項1に記載のプローバ。
The overdrive amount calculation means determines the height position of the wafer chuck when the height position of the wafer chuck per step changes when the step decompression is performed, and the probe and the electrode pad. The overdrive amount is calculated with the contact position as a reference position, determining that the contact position has begun to come into contact with.
The prober according to claim 1.
前記高さ位置検出手段は、前記ウエハチャックから離れた位置に配置された非接触式の距離センサである、
請求項1又は2に記載のプローバ。
The height position detecting means is a non-contact type distance sensor arranged at a position away from the wafer chuck.
The prober according to claim 1 or 2.
ウエハチャックとプローブカードとの間に内部空間が形成された状態において、前記内部空間の減圧を複数のステップに分けて段階的に減圧するステップ減圧を行う減圧工程と、
前記ステップ減圧が行われているときに前記ウエハチャックの高さ位置をステップ毎に検出する高さ位置検出工程と、
前記高さ位置検出工程の検出結果に基づき、前記プローブカードのプローブと前記ウエハチャックに保持されたウエハ上の電極パッドとが接触したときのオーバードライブ量を算出するオーバードライブ量算出工程と、
を備えるプローブ検査方法。
In a state where an internal space is formed between the wafer chuck and the probe card, a decompression step of dividing the decompression of the internal space into a plurality of steps and gradually depressurizing the internal space, and a decompression step of performing decompression.
A height position detection step of detecting the height position of the wafer chuck step by step when the step decompression is performed, and a height position detection step.
An overdrive amount calculation step of calculating the overdrive amount when the probe of the probe card and the electrode pad on the wafer held by the wafer chuck come into contact with each other based on the detection result of the height position detection step.
Probe inspection method.
前記オーバードライブ量算出工程は、前記ステップ減圧が行われたときに1ステップあたりの前記ウエハチャックの高さ位置に変化が生じたときの前記ウエハチャックの高さ位置を、前記プローブと前記電極パッドとが接触し始めたコンタクト位置と判断して、前記コンタクト位置を基準位置として前記オーバードライブ量を算出する、
請求項4に記載のプローブ検査方法。
In the overdrive amount calculation step, the probe and the electrode pad determine the height position of the wafer chuck when the height position of the wafer chuck per step changes when the step decompression is performed. The overdrive amount is calculated with the contact position as a reference position, determining that the contact position has begun to come into contact with.
The probe inspection method according to claim 4.
前記高さ位置検出工程は、前記ウエハチャックから離された位置に配置された非接触式の距離センサを用いて前記ウエハチャックの高さ位置を検出する、
請求項4又は5に記載のプローブ検査方法。
In the height position detection step, the height position of the wafer chuck is detected by using a non-contact distance sensor arranged at a position away from the wafer chuck.
The probe inspection method according to claim 4 or 5.
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