JP7706331B2 - 検査装置及び検査方法 - Google Patents
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Description
本開示は、検査装置及び検査方法に関する。
特許文献１には、プローブカードとウェハとを加圧接触させてウェハ検査を行うウェハ検査装置が開示されている。このウェハ検査装置では、バキューム機構の真空引きにより囲繞空間内でプローブカードとウェハとの間に加えられる真空吸引力の圧力が、それに先立つ移動ステージとチャックトップの押し上げによりプローブカードとウェハとの間に加えられた押圧力の圧力に略精確に一致するようになっている。
本開示にかかる技術は、基板を検査する検査装置において、プローブの高さによらず、プローブと基板を適切に接触させる。
本開示の一態様は、基板を検査する検査装置であって、基板が載置される載置部材と、基板に接触するプローブを有するプローブカードを保持する保持部と、前記載置部材の上面または前記保持部の下面に接触して前記プローブに対する前記載置部材の高さを規定する複数の位置決め部材と、前記位置決め部材の高さを調節する調節機構と、前記プローブ、前記載置部材及び前記位置決め部材を検出するための検出部と、制御部と、を備え、前記制御部は、前記検出部を用いた前記プローブの検出結果に基づいて、前記プローブの高さを取得する工程と、前記検出部を用いた前記載置部材の検出結果に基づいて、前記載置部材の高さを取得する工程と、前記検出部を用いた前記位置決め部材の検出結果に基づいて、前記位置決め部材の高さを取得する工程と、前記検出部を用いた前記プローブ、前記載置部材及び前記位置決め部材の検出結果に基づいて、オーバードライブ量がゼロになる基準高さに、前記調節機構を用いて、前記位置決め部材を位置決めする工程と、所望のオーバードライブ量となる前記位置決め部材の高さを取得し、その高さになるまで前記調節機構の駆動量を調整しつつ、前記載置部材を上昇させる工程と、を実行するように構成されている。
本開示によれば、基板を検査する検査装置において、プローブの高さによらず、プローブと基板を適切に接触させることができる。
半導体製造プロセスでは、半導体ウェハ（以下、「ウェハ」という。）上に所定の回路パターンを持つ多数の半導体デバイスが形成される。形成された半導体デバイスは、電気的特性等の検査が行われ、良品と不良品とに選別される。半導体デバイスの検査は、例えば、各半導体デバイスに分割される前のウェハの状態で、検査装置を用いて行われる。
検査装置には、多数の針状の接触端子であるプローブを多数有するプローブカードが設けられている。電気的特性の検査の際はまず、ウェハとプローブカードとが近づけられ、ウェハに形成されている半導体デバイスの各電極にプローブカードのプローブが接触する。この状態で、プローブカードの上方に設けられたテスタから各プローブを介して半導体デバイスに電気信号が供給される。そして、各プローブを介して半導体デバイスからテスタが受信した電気信号に基づいて、当該半導体デバイスが不良品か否か判別される。
このような電気的特性検査を行う検査装置としては、ウェハが載置されるチャックトップと、プローブカードを保持するポゴフレームとの間の密閉空間を減圧し、当該空間に含まれるウェハとプローブカードのプローブとを接触させるものが知られている。この検査装置では、上記密閉空間を減圧して縮めることにより、チャックトップをプローブカード側に引き寄せ、すなわち上昇させ、チャックトップ上のウェハをプローブカードのプローブに当接させる。このとき、チャックトップの高さは、当該チャックトップ上のウェハがプローブに接触してから所定のオーバードライブ量の分高くなる高さとされる。これにより、ウェハ上の保護膜等の有無によらず、ウェハの電極とプローブとを接触させている。
なお、チャックトップは、アライナによって保持され、当該アライナによって水平方向及び上下方向に移動可能である。ただし、チャックトップ上のウェハとプローブとが接触し電気的特性の検査を行う段階では、チャックトップは、アライナに支持されておらず、上記密閉空間を形成するベローズに支持されている。
また、チャックトップの高さは、従来、ポゴフレームまたはアライナを基準に設定される。具体的には、チャックトップの高さは、従来、例えばポゴフレームまたはアライナに設けられた高さセンサによる検出結果に基づき、ポゴフレームまたはアライナからチャックトップまでの距離が所定の値になるように設定される。
また、チャックトップの高さは、従来、ポゴフレームまたはアライナを基準に設定される。具体的には、チャックトップの高さは、従来、例えばポゴフレームまたはアライナに設けられた高さセンサによる検出結果に基づき、ポゴフレームまたはアライナからチャックトップまでの距離が所定の値になるように設定される。
ところで、プローブカードのプローブの高さ（具体的にはプローブのウェハへの接触端の高さ）は、プローブカードの温度によって変わり、また、ポゴフレームが熱膨張または熱収縮することによっても変わる。したがって、電気的特性の検査を行う時のチャックトップの高さを、上述のようにポゴフレームまたはアライナを基準に設定すると、プローブとウェハ（具体的には電極）とを適切に接触させられないことがある。
上述を鑑み、本開示にかかる技術は、基板を検査する検査装置において、プローブの高さによらず、プローブと基板を適切に接触させる。
以下、本実施形態にかかる検査装置及び検査方法について、図面を参照しながら説明する。なお、本明細書及び図面において、実質的に同一の機能構成を有する要素においては、同一の符号を付することにより重複説明を省略する。
＜検査装置＞
図１及び図２はそれぞれ、本実施形態にかかる検査装置の構成の概略を示す横断面図及び縦断面図である。なお、図２では、後述のアライナについてはその一部のみを示している。
図１及び図２はそれぞれ、本実施形態にかかる検査装置の構成の概略を示す横断面図及び縦断面図である。なお、図２では、後述のアライナについてはその一部のみを示している。
図１及び図２の検査装置１は、基板としてのウェハＷを検査するものであり、具体的には、ウェハＷに形成された検査対象デバイスとしての半導体デバイスの電気的特性検査を行うものである。検査装置１は、筐体１０を有し、該筐体１０には、搬入出領域１１、搬送領域１２、検査領域１３が設けられている。搬入出領域１１は、検査装置１に対してウェハＷの搬入出が行われる領域である。搬送領域１２は、搬入出領域１１と検査領域１３とを接続する領域である。また、検査領域１３は、ウェハＷに形成された半導体デバイスの電気的特性検査が行われる領域である。
搬入出領域１１には、複数のウェハＷを収容したカセットＣを受け入れるポート２０、後述のプローブカードを収容するローダ２１、検査装置１の各構成要素の制御等を行う制御部２２が設けられている。制御部２２は、例えばＣＰＵやメモリ等を備えたコンピュータにより構成され、各種情報を記憶する記憶部（図示せず）を有している。記憶部には、例えば、検査処理等を実現するプログラムが格納されている。なお、上記プログラムは、コンピュータに読み取り可能な記憶媒体に記録されていたものであって、当該記憶媒体から上記制御部２２にインストールされたものであってもよい。上記記憶媒体は一時的なものであっても非一時的なものであってもよい。なお、プログラムの一部または全ては専用ハードウェア（回路基板）で実現してもよい。また、上記記憶部は、例えばＨＤＤ等のストレージデバイス、プログラムの演算に係る一時的に必要な情報を記憶するＲＡＭ等のメモリ、またはこれらの組み合わせである。
搬送領域１２には、ウェハＷ等を保持した状態で自在に移動可能な搬送装置３０が配置されている。この搬送装置３０は、搬入出領域１１のポート２０内のカセットＣと、検査領域１３との間でウェハＷの搬送を行う。また、搬送装置３０は、検査領域１３内の後述のポゴフレームに固定されたプローブカードのうちメンテナンスを必要とするものを搬入出領域１１のローダ２１へ搬送する。さらに、搬送装置３０は、新規な又はメンテナンス済みのプローブカードをローダ２１から検査領域１３内へ搬送する。
検査領域１３は、テスタ４０が複数設けられている。具体的には、検査領域１３は、例えば、図２に示すように、鉛直方向に３つに分割され、各分割領域１３ａには、水平方向（図のＸ方向）に配列された４つのテスタ４０からなるテスタ列が設けられている。また、各分割領域１３ａには、１つの移動機構としてのアライナ５０と、１つの上カメラ６０が設けられている。なお、テスタ４０、アライナ５０、上カメラ６０の数や配置は任意に選択できる。
テスタ４０は、電気的特性検査用の電気信号をウェハＷとの間で送受するものである。
アライナ５０は、後述のチャックトップ７０を保持して、水平方向（図のＸ方向及びＹ方向、図のＺ軸を中心としたθ方向）及び上下方向（図のＺ方向）に移動させることが可能に構成されている。また、このアライナ５０は、チャックトップ７０に載置されたウェハＷと後述のプローブカードのプローブとの位置合わせに用いられる。
アライナ５０は、後述のチャックトップ７０を保持して、水平方向（図のＸ方向及びＹ方向、図のＺ軸を中心としたθ方向）及び上下方向（図のＺ方向）に移動させることが可能に構成されている。また、このアライナ５０は、チャックトップ７０に載置されたウェハＷと後述のプローブカードのプローブとの位置合わせに用いられる。
上カメラ６０は、下方を撮像するように設けられている。一実施形態において、上カメラ６０は、水平に移動自在に構成されている。上カメラ６０は、例えば、当該上カメラ６０が設けられた検査内の各テスタ４０の手前側（図のＹ方向負側）の領域であって、後述のポゴフレームと平面視では重ならない領域に位置して、アライナ５０上のチャックトップ７０に載置されたウェハＷを撮像する。
なお、上カメラ６０は、制御部２２により制御される。また、上カメラ６０による撮像結果は制御部２２に出力される。
なお、上カメラ６０は、制御部２２により制御される。また、上カメラ６０による撮像結果は制御部２２に出力される。
チャックトップ７０は、載置部材の一例であり、ウェハＷが載置される。チャックトップ７０は、例えば、載置されたウェハＷを吸着等により保持することができる。
この検査装置１では、搬送装置３０が一のテスタ４０へ向けてウェハＷを搬送している間に、他のテスタ４０は他のウェハＷに形成された電子デバイスの電気的特性の検査を行うことができる。
＜検査領域＞
続いて、図３～図５を用いて、検査領域１３のより詳細な構成について説明する。図３は、検査領域１３の側断面図である。図４は、後述のポゴフレームの周辺の断面図である。図５は、後述のポゴフレームの下面の模式部分拡大図である。図５では、後述のプローブの図示は省略している。
続いて、図３～図５を用いて、検査領域１３のより詳細な構成について説明する。図３は、検査領域１３の側断面図である。図４は、後述のポゴフレームの周辺の断面図である。図５は、後述のポゴフレームの下面の模式部分拡大図である。図５では、後述のプローブの図示は省略している。
検査領域１３の各分割領域１３ａには、前述のように、アライナ５０及び上カメラ６０が設けられている。また、図３に示すように、各分割領域１３ａには、後述の下カメラ８０、ポゴフレーム９０及びプローブカード１００が設けられている。
アライナ５０は、例えばＸステージ５１、Ｙステージ５２及びＺステージ５３を有する。
Ｘステージ５１は、アライナ５０による移動平面（ＸＹ平面）の座標系を構成するＸ軸方向に、ガイドレール５１ａに沿って移動する。このＸステージ５１に対しては、Ｘステージ５１のＸ方向にかかる位置、すなわちチャックトップ７０のＸ軸方向にかかる位置を検出する位置検出機構（図示せず）が設けられている。上記位置検出機構は、例えばリニアエンコーダである。
Ｙステージ５２は、Ｘステージ５１上を移動する。具体的には、アライナ５０による移動平面（ＸＹ平面）の座標系を構成するＹ軸方向に、ガイドレール５２ａに沿って移動する。このＹステージ５２に対しては、Ｙステージ５２のＹ軸方向にかかる位置、すなわちチャックトップ７０のＹ軸方向にかかる位置を検出する位置検出機構（図示せず）が設けられている。上記位置検出機構は、例えばリニアエンコーダである。
Ｚステージ５３は、アライナ５０による移動平面（ＸＹ平面）と直交する高さ方向（Ｚ方向）に伸縮自在な伸縮軸５３ａにより、上記高さ方向（Ｚ方向）に移動する。このＺステージ５３に対しては、Ｚステージ５３のＺ方向にかかる位置、すなわちチャックトップ７０のＺ方向にかかる位置を検出する位置検出機構（図示せず）が設けられている。上記位置検出機構は、例えばリニアエンコーダである。
また、Ｚステージ５３上にチャックトップ７０が着脱自在に吸着保持される。Ｚステージ５３によるチャックトップ７０の吸着保持は、吸着保持機構（図示せず）による真空吸着等により行われる。
また、Ｚステージ５３上にチャックトップ７０が着脱自在に吸着保持される。Ｚステージ５３によるチャックトップ７０の吸着保持は、吸着保持機構（図示せず）による真空吸着等により行われる。
下カメラ８０は、検出部の一例であり、プローブカード１００に設けられた後述のプローブ及び後述の位置決めピンを検出するためのものである。また、下カメラ８０は、撮像部の一例であり、上方を撮像する。
下カメラ８０は、アライナ５０に固定されている。具体的には、下カメラ８０は、アライナ５０のＺステージ５３に固定されている。このように固定されているため、下カメラ８０は、アライナ５０により、チャックトップ７０と共に移動可能である。
下カメラ８０は、例えば、ポゴフレーム９０に固定されたプローブカード１００の下方の領域に位置して、当該プローブカード１００を撮像する。
下カメラ８０は、例えば、ポゴフレーム９０に固定されたプローブカード１００の下方の領域に位置して、当該プローブカード１００を撮像する。
なお、アライナ５０や下カメラ８０は、制御部２２により制御される。また、下カメラ８０による撮像結果と、Ｘステージ５１、Ｙステージ５２及びＺステージ５３に設けられた位置検出機構による位置検出結果とは、制御部２２に出力される。
テスタ４０は、図４に示すように、テスタマザーボード４１を底部に有する。テスタマザーボード４１には、複数の検査回路基板（図示せず）が立設状態で装着されている。また、テスタマザーボード４１の底面には複数の電極（図示せず）が設けられている。
さらに、テスタ４０の下方には、ポゴフレーム９０が設けられている。
さらに、テスタ４０の下方には、ポゴフレーム９０が設けられている。
ポゴフレーム９０は、保持部の一例であり、プローブカード１００を保持する。また、ポゴフレーム９０は、プローブカード１００とテスタ４０とを電気的に接続する。このポゴフレーム９０は、上述の電気的な接続のために、ポゴピン９１を有し、具体的には、多数のポゴピン９１を保持するポゴブロック９２を有する。また、ポゴフレーム９０は、ポゴブロック９２が取り付けられるフレーム本体９３を有する。
ポゴフレーム９０の下面には、プローブカード１００が、所定の位置に位置合わせされた状態で固定される。
ポゴフレーム９０の下面には、プローブカード１００が、所定の位置に位置合わせされた状態で固定される。
なお、排気機構（図示せず）によって、テスタマザーボード４１はポゴフレーム９０に真空吸着され、プローブカード１００は、ポゴフレーム９０に真空吸着される。これら真空吸着を行うための真空吸引力により、ポゴフレーム９０の各ポゴピン９１の下端は、プローブカード１００の後述のカード本体１０１の上面における、対応する電極に接触し、各ポゴピン９１の上端は、テスタマザーボード４１の下面の対応する電極に押し付けられる。
プローブカード１００は、複数の電極が上面に設けられた円板状のカード本体１０１を有する。カード本体１０１の下面には、下方へ向けて延びる針状の接触端子であるプローブ１０２が複数設けられている。
カード本体１０１の上面に設けられた上述の複数の電極はそれぞれ対応するプローブ１０２と電気的に接続されている。また、検査時には、プローブ１０２はそれぞれ、ウェハＷに形成された半導体デバイスの電極（図示せず）と接触する。したがって、電気的特性検査時には、ポゴピン９１、カード本体１０１の上面に設けられた電極及びプローブ１０２を介して、テスタマザーボード４１とウェハＷ上の半導体デバイスとの間で、検査にかかる電気信号が送受される。
カード本体１０１の上面に設けられた上述の複数の電極はそれぞれ対応するプローブ１０２と電気的に接続されている。また、検査時には、プローブ１０２はそれぞれ、ウェハＷに形成された半導体デバイスの電極（図示せず）と接触する。したがって、電気的特性検査時には、ポゴピン９１、カード本体１０１の上面に設けられた電極及びプローブ１０２を介して、テスタマザーボード４１とウェハＷ上の半導体デバイスとの間で、検査にかかる電気信号が送受される。
なお、検査装置１は、ウェハＷに形成された複数の半導体デバイスの電気的特性検査を一括で行うために、プローブ１０２は、カード本体１０１の下面略全体を覆うように多数設けられている。
また、ポゴフレーム９０の下面には、ベローズ９４が取り付けられている。ベローズ９４は、筒状部材の一例であり、伸縮自在に構成され且つ筒状に形成されており、チャックトップ７０とポゴフレーム９０との間に密閉空間Ｓを形成する。また、ベローズ９４は、プローブカード１００を囲繞するようにポゴフレーム９０から垂下する。このベローズ９４は、図４において点線で示すように、プローブカード１００の下方の位置にチャックトップ７０を吸着保持する。
さらに、ベローズ９４は、チャックトップ７０を吸着保持することにより、プローブカード１００及びウェハＷを含む密閉空間Ｓを形成する。密閉空間Ｓは、ポゴフレーム９０、ベローズ９４及びチャックトップ７０で囲まれ、ポゴフレーム９０のフレーム本体９３に形成された排気路９３ａの一端に連通している。排気路９３ａの他端には、減圧機構１１０と大気開放機構１２０とが接続されている。
減圧機構１１０は、密閉空間Ｓを減圧する。これにより、ウェハＷとプローブ１０２との接触状態が維持される。減圧機構１１０は、密閉空間Ｓを排気する真空ポンプや真空ポンプによる排気の開始と停止を切り換える切換弁等を有し、制御部２２により制御される。
大気開放機構１２０は、密閉空間Ｓを大気圧に戻すための機構であり、密閉空間Ｓに大気を導入する。大気開放機構１２０は、密閉空間Ｓへの大気導入の開始と停止を切り換える切換弁等を有し、制御部２２により制御される。
密閉空間Ｓを大気圧に戻すために、大気を導入する代わりに不活性ガス等を導入するようにしてもよい。
密閉空間Ｓを大気圧に戻すために、大気を導入する代わりに不活性ガス等を導入するようにしてもよい。
さらに、本実施形態では、位置決めピン１３０が複数設けられている。位置決めピン１３０は、位置決め部材の一例であり、ポゴフレーム９０側から下方に突出し、チャックトップ７０の上面に接触しプローブ１０２に対するチャックトップ７０の高さを規定する。位置決めピン１３０は、具体的には、ポゴフレーム９０の下面から下方に突出し、その下端がチャックトップ７０の上面に接触し、当該チャックトップ７０の上面の高さを規定する。
また、複数の位置決めピン１３０は、例えば、図５に示すように、ベローズ９４の外側の領域に、当該ベローズ９４の外周に沿って、プローブカード１００の中心を中心とした同一円周上に、互いに間隔を空けて（具体的には等間隔で）設けられている。各位置決めピン１３０の形状は例えば円柱状である。
なお、位置決めピン１３０の数は、図５の例の４つに限られず、当該位置決めピン１３０で高さを規定するチャックトップ７０の姿勢を水平に維持可能であれば、５つ以上または３つであってもよい。
なお、位置決めピン１３０の数は、図５の例の４つに限られず、当該位置決めピン１３０で高さを規定するチャックトップ７０の姿勢を水平に維持可能であれば、５つ以上または３つであってもよい。
また、本実施形態では、位置決めピン１３０毎に、当該位置決めピン１３０の高さを調節する調節機構１４０が設けられている。
調節機構１４０は、具体的には、位置決めピン１３０の下端の高さを調節する。言い換えると、調節機構１４０は、位置決めピン１３０のポゴフレーム９０の下面から下方への突出長さ（すなわち突出量）を調節する。
調節機構１４０は、例えば、対応する位置決めピン１３０の高さを調節するために、当該位置決めピン１３０の昇降を駆動する駆動部（図示せず）を有する。駆動部は、上述の昇降のための駆動力を発生する駆動ユニットとして、例えばモータ（図示せず）を有する。また、駆動部は、モータに接続されたエンコーダ（図示せず）を有する。エンコーダは、モータによる位置決めピン１３０の移動量に応じたパルス数を、制御部２２に出力する。制御部２２は、このエンコーダからの出力に基づいて、対応する位置決めピン１３０の高さを取得することができる。
調節機構１４０は、具体的には、位置決めピン１３０の下端の高さを調節する。言い換えると、調節機構１４０は、位置決めピン１３０のポゴフレーム９０の下面から下方への突出長さ（すなわち突出量）を調節する。
調節機構１４０は、例えば、対応する位置決めピン１３０の高さを調節するために、当該位置決めピン１３０の昇降を駆動する駆動部（図示せず）を有する。駆動部は、上述の昇降のための駆動力を発生する駆動ユニットとして、例えばモータ（図示せず）を有する。また、駆動部は、モータに接続されたエンコーダ（図示せず）を有する。エンコーダは、モータによる位置決めピン１３０の移動量に応じたパルス数を、制御部２２に出力する。制御部２２は、このエンコーダからの出力に基づいて、対応する位置決めピン１３０の高さを取得することができる。
また、調節機構１４０の駆動部に対しては、当該駆動部の負荷を検出する検出部として、トルク検出部が設けられている。トルク検出部は、例えば、駆動部のモータのトルクを検出し、検出結果を制御部２２に出力する。制御部２２は、このトルク検出部からの出力に基づいて、対応する位置決めピン１３０とチャックトップ７０との接触を検知することができる。
＜検査装置１を用いた検査処理＞
続いて、検査装置１を用いた検査処理について、図６～図１２を用いて説明する。
続いて、検査装置１を用いた検査処理について、図６～図１２を用いて説明する。
（Ｓ１：搬入）
まず、所望の分割領域１３ａへの検査対象のウェハＷの搬入が行われる。
具体的には、搬送装置３０等が制御部２２により制御され、搬入出領域１１のポート２０内のカセットＣからウェハＷが取り出されて、例えば中段の分割領域１３ａ内に搬入され、アライナ５０に吸着保持されたチャックトップ７０上に載置される。
まず、所望の分割領域１３ａへの検査対象のウェハＷの搬入が行われる。
具体的には、搬送装置３０等が制御部２２により制御され、搬入出領域１１のポート２０内のカセットＣからウェハＷが取り出されて、例えば中段の分割領域１３ａ内に搬入され、アライナ５０に吸着保持されたチャックトップ７０上に載置される。
（Ｓ２：プローブの水平方向にかかる位置及び高さの取得）
次いで、制御部２２により、下カメラ８０を用いたプローブ１０２の検出結果に基づいて、プローブ１０２の水平方向にかかる位置（以下、「水平位置」という。）と高さが取得される。具体的には、制御部２２の制御の下、図６に示すように、プローブカード１００の下方の領域に下カメラ８０が位置するよう、チャックトップ７０がアライナ５０によって移動される。そして、制御部２２により、下カメラ８０の撮像結果とアライナ５０の位置検出機構の検出結果とに基づいて、プローブ１０２の水平位置と高さが取得される。
次いで、制御部２２により、下カメラ８０を用いたプローブ１０２の検出結果に基づいて、プローブ１０２の水平方向にかかる位置（以下、「水平位置」という。）と高さが取得される。具体的には、制御部２２の制御の下、図６に示すように、プローブカード１００の下方の領域に下カメラ８０が位置するよう、チャックトップ７０がアライナ５０によって移動される。そして、制御部２２により、下カメラ８０の撮像結果とアライナ５０の位置検出機構の検出結果とに基づいて、プローブ１０２の水平位置と高さが取得される。
プローブ１０２の水平位置及び高さとは、例えば、プローブカード１００に設けられたプローブ１０２のうちの、予め定められた複数箇所のプローブ１０２の下端の重心に係る水平位置及び高さである。
（Ｓ３：位置決めピンの高さの取得）
次いで、制御部２２により、下カメラ８０を用い、位置決めピン１３０の高さが取得される。具体的には、制御部２２の制御の下、図７に示すように、位置決めピン１３０の下方の領域に下カメラ８０が位置するよう、チャックトップ７０がアライナ５０によって移動される。そして、制御部２２により、下カメラ８０の撮像結果とアライナ５０の位置検出機構の検出結果とに基づいて、位置決めピン１３０の高さが取得される。なお、位置決めピン１３０の高さとは、具体的には位置決めピン１３０の下端の高さである。
また、一実施形態において、位置決めピン１３０の高さは位置決めピン１３０毎に取得される。
次いで、制御部２２により、下カメラ８０を用い、位置決めピン１３０の高さが取得される。具体的には、制御部２２の制御の下、図７に示すように、位置決めピン１３０の下方の領域に下カメラ８０が位置するよう、チャックトップ７０がアライナ５０によって移動される。そして、制御部２２により、下カメラ８０の撮像結果とアライナ５０の位置検出機構の検出結果とに基づいて、位置決めピン１３０の高さが取得される。なお、位置決めピン１３０の高さとは、具体的には位置決めピン１３０の下端の高さである。
また、一実施形態において、位置決めピン１３０の高さは位置決めピン１３０毎に取得される。
（Ｓ４：ウェハの水平位置及び高さの取得）
次いで、制御部２２により、上カメラ６０を用いて、アライナ５０に保持されたチャックトップ７０上のウェハＷの水平位置と高さが取得される。具体的には、制御部２２の制御の下、図８に示すように、上カメラ６０の下方の領域に、チャックトップ７０がアライナ５０によって移動される。そして、制御部２２により、上カメラ６０の撮像結果とアライナ５０の位置検出機構の検出結果とに基づいて、チャックトップ７０上のウェハＷの水平位置と高さが取得される。
上記ウェハＷの水平位置とは、例えば、ウェハＷに設けられた電極のうちの、予め定められた複数箇所の電極の重心に係る水平位置である。
次いで、制御部２２により、上カメラ６０を用いて、アライナ５０に保持されたチャックトップ７０上のウェハＷの水平位置と高さが取得される。具体的には、制御部２２の制御の下、図８に示すように、上カメラ６０の下方の領域に、チャックトップ７０がアライナ５０によって移動される。そして、制御部２２により、上カメラ６０の撮像結果とアライナ５０の位置検出機構の検出結果とに基づいて、チャックトップ７０上のウェハＷの水平位置と高さが取得される。
上記ウェハＷの水平位置とは、例えば、ウェハＷに設けられた電極のうちの、予め定められた複数箇所の電極の重心に係る水平位置である。
（Ｓ５：チャックトップの高さの取得）
また、制御部２２により、上カメラ６０を用いて、アライナ５０に保持されたチャックトップ７０の高さが取得される。具体的には、制御部２２の制御の下、図９に示すように、上カメラ６０の下方の領域に、チャックトップ７０がアライナ５０によって移動される。そして、制御部２２により、上カメラ６０の撮像結果とアライナ５０の位置検出機構の検出結果とに基づいて、位置決めピン１３０が接触するチャックトップ７０の高さが取得される。なお、チャックトップ７０の高さとは、具体的にはチャックトップ７０の外周部の上面の高さである。
また、制御部２２により、上カメラ６０を用いて、アライナ５０に保持されたチャックトップ７０の高さが取得される。具体的には、制御部２２の制御の下、図９に示すように、上カメラ６０の下方の領域に、チャックトップ７０がアライナ５０によって移動される。そして、制御部２２により、上カメラ６０の撮像結果とアライナ５０の位置検出機構の検出結果とに基づいて、位置決めピン１３０が接触するチャックトップ７０の高さが取得される。なお、チャックトップ７０の高さとは、具体的にはチャックトップ７０の外周部の上面の高さである。
（Ｓ６：位置決めピンを基準高さに調整）
その後、制御部２２により取得した、プローブ１０２の高さ、位置決めピン１３０の高さ、ウェハＷの高さ及びチャックトップ７０の高さに基づいて、位置決めピン１３０の高さすなわち下方への突出長さが、オーバードライブ量ＯＤがゼロになるように、設定される。つまり、調節機構１４０により、位置決めピン１３０は、オーバードライブ量ＯＤがゼロになる基準高さに位置決めされる。この基準高さは、プローブ１０２がウェハＷに接触するタイミングと、位置決めピン１３０がチャックトップ７０に接触するタイミングとが、ほぼ同じとなるように設定される。
なお、位置決めピン１３０の高さの設定に、制御部２２により取得したウェハＷの高さを用いなくてもよく、代わりに、予め記憶されたウェハＷの厚さの情報等を用いてもよい。
その後、制御部２２により取得した、プローブ１０２の高さ、位置決めピン１３０の高さ、ウェハＷの高さ及びチャックトップ７０の高さに基づいて、位置決めピン１３０の高さすなわち下方への突出長さが、オーバードライブ量ＯＤがゼロになるように、設定される。つまり、調節機構１４０により、位置決めピン１３０は、オーバードライブ量ＯＤがゼロになる基準高さに位置決めされる。この基準高さは、プローブ１０２がウェハＷに接触するタイミングと、位置決めピン１３０がチャックトップ７０に接触するタイミングとが、ほぼ同じとなるように設定される。
なお、位置決めピン１３０の高さの設定に、制御部２２により取得したウェハＷの高さを用いなくてもよく、代わりに、予め記憶されたウェハＷの厚さの情報等を用いてもよい。
（Ｓ７：プローブカードの下方へのウェハＷの移動）
ステップＳ２～Ｓ６の後、制御部２２の制御の下、図１０に示すように、チャックトップ７０がアライナ５０によってプローブカード１００の下方へ移動される。このとき、ウェハＷとプローブカード１００のプローブ１０２とは、ステップＳ２及びステップＳ４での取得結果に基づいて位置合わせされる。
ステップＳ２～Ｓ６の後、制御部２２の制御の下、図１０に示すように、チャックトップ７０がアライナ５０によってプローブカード１００の下方へ移動される。このとき、ウェハＷとプローブカード１００のプローブ１０２とは、ステップＳ２及びステップＳ４での取得結果に基づいて位置合わせされる。
（Ｓ８：密閉空間の形成）
続いて、制御部２２の制御の下、チャックトップ７０がアライナ５０によって上昇され、図１１に示すように、密閉空間Ｓが形成される。具体的には、例えば、制御部２２の制御の下、チャックトップ７０が、アライナ５０によって、ベローズ９４の下端に当接するまで上昇され、その後、当該ベローズ９４によって吸着保持される。これにより、ポゴフレーム９０、ベローズ９４及びチャックトップ７０で囲まれ、内部にプローブカード１００とウェハＷを含む密閉空間Ｓが形成される。
続いて、制御部２２の制御の下、チャックトップ７０がアライナ５０によって上昇され、図１１に示すように、密閉空間Ｓが形成される。具体的には、例えば、制御部２２の制御の下、チャックトップ７０が、アライナ５０によって、ベローズ９４の下端に当接するまで上昇され、その後、当該ベローズ９４によって吸着保持される。これにより、ポゴフレーム９０、ベローズ９４及びチャックトップ７０で囲まれ、内部にプローブカード１００とウェハＷを含む密閉空間Ｓが形成される。
（Ｓ９：密閉空間の減圧及び位置決めピンとチャックトップとの接触）
次いで、制御部２２の制御の下、密閉空間Ｓが減圧されると共に、基準高さにそれぞれ調整された位置決めピン１３０とチャックトップ７０の上面とが接触される。この接触により、プローブ１０２に対し、チャックトップ７０上のウェハＷは平行に維持される。
次いで、制御部２２の制御の下、密閉空間Ｓが減圧されると共に、基準高さにそれぞれ調整された位置決めピン１３０とチャックトップ７０の上面とが接触される。この接触により、プローブ１０２に対し、チャックトップ７０上のウェハＷは平行に維持される。
具体的には、例えば、制御部２２の制御の下、チャックトップ７０がアライナ５０からから切り離されると共に、密閉空間Ｓが減圧機構１１０によって減圧される。これにより、チャックトップ７０が上昇し、図１２に示すように、チャックトップ７０上のウェハＷとプローブ１０２とが接触すると共に、位置決めピン１３０の下端とチャックトップ７０の上面とが接触する。
（Ｓ１０：チャックトップの上昇及び位置決めピン１３０の高さの調整）
その後、制御部２２により、所望のオーバードライブ量ＯＤとなる位置決めピン１３０の高さすなわち目標高さが取得され、調節機構１４０による位置決めピン１３０の上昇の駆動量の調整が行われつつ、チャックトップ７０が上昇される。具体的には、制御部２２により、全ての位置決めピン１３０について、目標高さが記憶部（図示せず）から取得されると共に、位置決めピン１３０の高さと関係する、調節機構１４０による位置決めピン１３０の駆動量がモニタされ、それぞれの位置決めピン１３０が目標高さまで移動される。このとき、密閉空間Ｓの減圧が継続されることにより、位置決めピン１３０の上昇に追従して、チャックトップ７０が上昇される。その結果、プローブ１０２を所望の接触圧でウェハＷに均一に接触させることができる。
その後、制御部２２により、所望のオーバードライブ量ＯＤとなる位置決めピン１３０の高さすなわち目標高さが取得され、調節機構１４０による位置決めピン１３０の上昇の駆動量の調整が行われつつ、チャックトップ７０が上昇される。具体的には、制御部２２により、全ての位置決めピン１３０について、目標高さが記憶部（図示せず）から取得されると共に、位置決めピン１３０の高さと関係する、調節機構１４０による位置決めピン１３０の駆動量がモニタされ、それぞれの位置決めピン１３０が目標高さまで移動される。このとき、密閉空間Ｓの減圧が継続されることにより、位置決めピン１３０の上昇に追従して、チャックトップ７０が上昇される。その結果、プローブ１０２を所望の接触圧でウェハＷに均一に接触させることができる。
また、このチャックトップ７０の上昇の際、全ての位置決めピン１３０とチャックトップ７０との接触が維持されるよう、調節機構１４０による位置決めピン１３０の昇降の駆動量が調整される。これにより、チャックトップ７０の平行度を維持することができる。
（Ｓ１１：検査）
そして、制御部２２の制御により、ウェハＷに形成された電子デバイスの電気的特性検査が行われる。
電気的特性検査用の電気信号は、テスタ４０からポゴピン９１やプローブ１０２等を介して電子デバイスに入力される。
そして、制御部２２の制御により、ウェハＷに形成された電子デバイスの電気的特性検査が行われる。
電気的特性検査用の電気信号は、テスタ４０からポゴピン９１やプローブ１０２等を介して電子デバイスに入力される。
（Ｓ１２．搬出）
その後、検査後のウェハＷが搬出される。
具体的には、制御部２２の制御の下、ベローズ９４に吸着されていたチャックトップ７０がアライナ５０に受け渡され保持される。また、アライナ５０に保持されたチャックトップ７０上の検査後のウェハＷが、搬送装置３０によって、検査領域１３から搬出され、搬入出領域１１のポート２０内のカセットＣに戻される。
なお、上記ステップＳ１～Ｓ１２はウェハＷ毎に行われる。また、一のテスタ４０での検査中、アライナ５０によって、他のテスタ４０への検査対象のウェハＷの搬送や他のテスタ４０からの検査後のウェハＷの回収が行われる。
その後、検査後のウェハＷが搬出される。
具体的には、制御部２２の制御の下、ベローズ９４に吸着されていたチャックトップ７０がアライナ５０に受け渡され保持される。また、アライナ５０に保持されたチャックトップ７０上の検査後のウェハＷが、搬送装置３０によって、検査領域１３から搬出され、搬入出領域１１のポート２０内のカセットＣに戻される。
なお、上記ステップＳ１～Ｓ１２はウェハＷ毎に行われる。また、一のテスタ４０での検査中、アライナ５０によって、他のテスタ４０への検査対象のウェハＷの搬送や他のテスタ４０からの検査後のウェハＷの回収が行われる。
＜本実施形態の主な効果＞
本実施形態では、検査を行う際に、カメラにより取得した結果より算出した位置決めピン１３０の基準高さ、すなわちプローブ１０２がウェハＷに接触する接触高さ（オーバードライブ量ＯＤがゼロの位置）を基準にし、位置決めピン１３０を上昇させつつ、チャックトップ７０を上昇させる。そのため、プローブ１０２とウェハＷを適切に接触させることができる。また、位置決めピン１３０によってチャックトップ７０の平行度は維持されるので、所望のオーバードライブ量で面内均一に接触させることができる。
さらに、本実施形態では、下カメラ８０を用いて、位置決めピン１３０（の下端）を実際に検出している。そして、その検出結果に基づいて、位置決めピン１３０の基準高さを設定している。そのため、位置決めピン１３０の状態（例えば位置決めピン１３０の熱膨張度合いや位置決めピン１３０の傾き）によらず、位置決めピン１３０（の下端）を目標高さにすることができる。したがって、位置決めピン１３０の状態によらず、プローブ１０２とウェハＷとを適切に接触させることができる。
本実施形態では、検査を行う際に、カメラにより取得した結果より算出した位置決めピン１３０の基準高さ、すなわちプローブ１０２がウェハＷに接触する接触高さ（オーバードライブ量ＯＤがゼロの位置）を基準にし、位置決めピン１３０を上昇させつつ、チャックトップ７０を上昇させる。そのため、プローブ１０２とウェハＷを適切に接触させることができる。また、位置決めピン１３０によってチャックトップ７０の平行度は維持されるので、所望のオーバードライブ量で面内均一に接触させることができる。
さらに、本実施形態では、下カメラ８０を用いて、位置決めピン１３０（の下端）を実際に検出している。そして、その検出結果に基づいて、位置決めピン１３０の基準高さを設定している。そのため、位置決めピン１３０の状態（例えば位置決めピン１３０の熱膨張度合いや位置決めピン１３０の傾き）によらず、位置決めピン１３０（の下端）を目標高さにすることができる。したがって、位置決めピン１３０の状態によらず、プローブ１０２とウェハＷとを適切に接触させることができる。
今回開示された実施形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。上記の実施形態は、添付の請求の範囲及びその主旨を逸脱することなく、様々な形態で省略、置換、変更されてもよい。
例えば、位置決めピン１３０が、チャックトップ７０側に設けられ、ポゴフレーム９０の下面に接触する形態であってもよい。
１ 検査装置
２２ 制御部
７０ チャックトップ
８０ 下カメラ
９０ ポゴフレーム
１００ プローブカード
１０２ プローブ
１３０ 位置決めピン
１４０ 調節機構
Ｗ ウェハ
２２ 制御部
７０ チャックトップ
８０ 下カメラ
９０ ポゴフレーム
１００ プローブカード
１０２ プローブ
１３０ 位置決めピン
１４０ 調節機構
Ｗ ウェハ
Claims (5)
- 基板を検査する検査装置であって、
基板が載置される載置部材と、
基板に接触するプローブを有するプローブカードを保持する保持部と、
前記載置部材の上面または前記保持部の下面に接触して前記プローブに対する前記載置部材の高さを規定する複数の位置決め部材と、
前記位置決め部材の高さを調節する調節機構と、
前記プローブ、前記載置部材及び前記位置決め部材を検出するための検出部と、
制御部と、を備え、
前記制御部は、
前記検出部を用いた前記プローブの検出結果に基づいて、前記プローブの高さを取得する工程と、
前記検出部を用いた前記載置部材の検出結果に基づいて、前記載置部材の高さを取得する工程と、
前記検出部を用いた前記位置決め部材の検出結果に基づいて、前記位置決め部材の高さを取得する工程と、
前記検出部を用いた前記プローブ、前記載置部材及び前記位置決め部材の検出結果に基づいて、オーバードライブ量がゼロになる基準高さに、前記調節機構を用いて、前記位置決め部材を位置決めする工程と、
所望のオーバードライブ量となる前記位置決め部材の高さを取得し、その高さになるまで前記調節機構の駆動量を調整しつつ、前記載置部材を上昇させる工程と、を実行するように構成されている、検査装置。 - 前記オーバードライブ量がゼロになる基準高さは、当該載置部材上の基板が前記プローブに接触する高さである、請求項１に記載の検査装置。
- 前記載置部材と前記保持部との間に密閉空間を形成する、伸縮自在な筒状部材と、
前記密閉空間を減圧する排気経路と、をさらに備え、
前記制御部は、前記基板及び前記プローブカードを含む前記密閉空間を減圧させる工程を実行するように構成されている、請求項１または２に記載の検査装置。 - 前記基準高さは、前記位置決め部材毎に設定される、請求項１～３のいずれか１項に記載の検査装置。
- 検査装置により基板を検査する検査方法であって、
前記検査装置は、
基板が載置される載置部材と、
基板に接触するプローブを有するプローブカードを保持する保持部と、
前記載置部材の上面または前記保持部の下面に接触して前記プローブに対する前記載置部材の高さを規定する複数の位置決め部材と、
前記位置決め部材の高さを調節する調節機構と、
前記プローブ、前記載置部材及び前記位置決め部材を検出するための検出部と、を備え、
前記検出部を用いた前記プローブの検出結果に基づいて、前記プローブの高さを取得する工程と、
前記検出部を用いた前記載置部材の検出結果に基づいて、前記載置部材の高さを取得する工程と、
前記検出部を用いた前記位置決め部材の検出結果に基づいて、前記位置決め部材の高さを取得する工程と、
前記検出部を用いた前記プローブ、前記載置部材及び前記位置決め部材の検出結果に基づいて、オーバードライブ量がゼロになる基準高さに、前記調節機構を用いて、前記位置決め部材を位置決めする工程と、
所望のオーバードライブ量となる前記位置決め部材の高さを取得し、その高さになるまで前記調節機構の駆動量を調整しつつ、前記載置部材を上昇させる工程と、を含む、検査方法。
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