KR101019899B1

KR101019899B1 - 검사 장치

Info

Publication number: KR101019899B1
Application number: KR1020080025798A
Authority: KR
Inventors: 마사루 스즈키; 야스히토 야마모토
Original assignee: 도쿄엘렉트론가부시키가이샤
Priority date: 2007-03-23
Filing date: 2008-03-20
Publication date: 2011-03-04
Also published as: KR20080086823A; US20080231301A1; CN101271858A; JP5032170B2; US8294480B2; JP2008243859A; CN101271858B; TWI442509B; TW200905786A

Abstract

웨이퍼척의 이동범위를 최소한으로 억제하여, 얼라이먼트 기구를 삭감하는 것에 의해, 장치 자체의 저 코스트(cost)화를 촉진할 수 있음과 동시에 풋 프린트(footprint)를 큰 폭으로 삭감할 수 있어, 검사의 스루풋을 향상시킬 수 있는 검사 장치를 제공한다.

본 발명의 검사장치(10)는, X, Y 및 Z방향으로 이동이 가능한 2개소의 웨이퍼척(13)과, 이들 웨이퍼척(13)의 상방에 각각 배치된 2개소의 프로브 카드(14)와, 2개소의 웨이퍼척(13)에서 공용하고 또한 한 쪽의 웨이퍼척(13) 상의 반도체 웨이퍼(W)와 이에 대응하는 프로브 카드(14)의 얼라이먼트를 실행하기 위한 얼라이먼트 기구(15)를 구비하고, 얼라이먼트 기구(15)는, 얼라이먼트용의 제 1 CCD 카메라(15A)를 가지고 또한 얼라이먼트를 위해 2개소의 웨이퍼척(13) 각각의 X, Y 위치에 맞추어 이동하여, 정지하는 얼라이먼트 브리지(15B)를 구비하고 있다.

Description

검사 장치{INSPECTION APPARATUS}

본 발명은, 주로 풋 프린트를 삭감할 수 있는 검사 장치에 관한것이다.

종래의 검사 장치는, 예컨대, 반도체 웨이퍼의 전기적 특성 검사를 실행하는 프로버실과, 카세트와 프로버실의 사이에서 반도체 웨이퍼를 한 장씩 반송하는 로더실을 구비하여 구성되어 있다. 프로버실에는 프로브 카드 및 얼라이먼트 기구가 마련되어, 얼라이먼트 기구에 의해서 웨이퍼척 상의 반도체 웨이퍼와 프로브 카드의 얼라이먼트를 실행한 뒤, 반도체 웨이퍼와 프로브 카드를 전기적으로 접촉시켜 검사를 실행하고 있다. 로더실에는 웨이퍼 반송 장치가 마련되고, 웨이퍼 반송 장치에 의해서 카세트와 웨이퍼척의 사이에서 반도체 웨이퍼의 반송을 실행한다.

그러나, 반도체 웨이퍼가 300mmφ 를 넘어 대구경화됨에 따라, 검사 장치가 대형화되고, 검사 장치 자체가 고코스트됨과 동시에 클린룸내의 점유면적이 급격히 확대되어 또한 고코스트화된다. 또한, 반도체 웨이퍼의 대구경화 및 반도체 칩의 고집적화에 의해 검사 장치내에서의 반도체 웨이퍼의 체류 시간이 점점 길어지고 있기 때문에, 반도체 웨이퍼의 효율적인 운용이 요구된다.

특허문헌 1에는 복수의 웨이퍼척이 설치된 프로버부에서 하나의 얼라이먼트 기구를 공유하는 프로버 장치가 기재되어 있다. 이 프로버 장치에서는, 복수(예컨대, 두개)의 탑재대에서 얼라이먼트 기구를 공용하기 때문에, 저코스트화를 실현할 수 있음과 동시에, 복수의 웨이퍼척에 있어서 검사를 병행하여 실행할 수 있기 때문에, 스루풋의 향상에 기여할 수 있다.

또한, 특허문헌 2에는 반도체 웨이퍼를 낱장 처리하는 웨이퍼 검사 장치가 기재되어 있다. 이 웨이퍼 검사 장치에서는, 제 1, 제 2 자주대차(自走台車)를 이용하여 카세트 스톡부와 웨이퍼 검사부의 사이에서 반도체 웨이퍼를 한 장씩 반송하는 낱장 처리를 실행하는 것에 의해 검사 시간의 단축을 도모하고 있다.

또한, 특허문헌3에는 처리 장치에서 글라스 기판을 샘플링검사하기 위해서 사용되는 글라스 기판 이동대차에 대하여 기재되어 있다. 이 글라스 기판 이동 장치는, 글라스 기판의 위치 결정, 반송 장치를 구비하여, 각 처리 장치가 구비되어 있는 위치 결정, 반송 장치를 생략함으로써, 각 처리 장치의 풋 프린트의 삭감을 실현하고 있다.

(특허문헌 1) 일본 특허 공개 소화63-062249

(특허문헌 2) 일본 특허 제 3312748

(특허문헌 3) 일본 특허 공개 2002-313870

그러나, 특허문헌 1의 기술에서는, 얼라이먼트 기구가 두개의 웨이퍼척간의 중앙부에 고정되어, 웨이퍼척이 얼라이먼트 기구의 바로 아래까지 이동하여, 웨이퍼척 상의 웨이퍼와 프로브 카드의 얼라이먼트를 실행하기 때문에 각 웨이퍼척의 이동 범위가 넓고, 풋 프린트의 삭감에 한계가 있었다. 특허문헌 2의 기술에서는, 반도체 웨이퍼 낱장 처리에 의해 검사시간의 단축에는 기여하지만, 웨이퍼 검사부 자체는 종래의 검사 장치와 실질적으로 동일한 구성을 구비하고, 또한 개개의 웨이퍼 검사부 사이에 소정의 스페이스를 마련하지 않으면 안되기 때문에, 웨이퍼 검사부 자체의 풋 프린트를 삭감할 수가 없다. 또한, 특허문헌 3의 기술에서도 처리 장치 사이에 소정의 스페이스를 마련하지 않으면 안된다.

본 발명은, 상기 과제를 해결하기 위해서 이루어진 것으로서, 풋 프린트를 큰 폭으로 삭감할 수 있어, 검사의 스루풋을 향상시킬 수 있음과 동시에 탑재대의 이동 범위를 최소한으로 억제할 수 있는 검사 장치를 제공하는 것을 목적으로 하고 있다.

본 발명의 청구항 1에 기재된 검사 장치는, X, Y방향으로 이동이 가능한 탑재대와, 상기 탑재대 상의 피검사체의 얼라이먼트를 실행하는 얼라이먼트 기구를 구비한 검사 장치에 있어서, 상기 얼라이먼트 기구는 상기 탑재대 상의 피검사체를 촬상하기 위해서 X방향 또는 Y방향 중 어느 한 쪽으로만 이동이 가능하고 임의의 위치에서 정지 가능한 제 1 촬상 수단을 구비하여, 상기 제 1 촬상 수단과 상기 탑재대를 각각의 이동 가능한 방향으로 이동 시키는 것에 의해 상기 피검사체의 얼라이먼트를 실행하는 제어 수단을 가지는 것을 특징으로 하는 것이다.

또한, 본 발명의 청구항 2에 기재된 검사 장치는, X, Y 방향으로 이동 가능하게 X 방향 또는 Y 방향 중 어느 한 쪽을 따라 배열된 복수의 탑재대와, 상기 복수의 탑재대 상의 피검사체의 얼라이먼트를 실행하기 위한 얼라이먼트 기구를 구비한 검사 장치에 있어서, 상기 얼라이먼트 기구는, 상기 복수의 탑재대 상의 피검사체를 각각 촬상하기 위해서 상기 복수의 탑재대의 배열 방향으로만 이동이 가능하고 임의의 위치에서 정지 가능한 제 1 촬상 수단을 구비하여, 상기 제 1 촬상 수단과 상기 피검사체를 탑재하는 상기 탑재대를 각각의 이동 가능한 방향으로 이동시키는 것에 의해 상기 피검사체의 얼라이먼트를 실행하는 제어 수단을 가지는 것을 특징으로 하는 것이다.

또한, 본 발명의 청구항 3에 기재된 검사 장치는, X, Y 방향으로 이동 가능하게 X 방향 또는 Y 방향 중 어느 한 쪽을 따라 배열된 2개소의 탑재대와, 상기 2개소의 탑재대 상의 피검사체의 얼라이먼트를 실행하기 위한 얼라이먼트 기구를 구비한 검사 장치에 있어서, 상기 얼라이먼트 기구는, 상기 2개소의 탑재대 상의 피검사체를 각각 촬상하기 위해서 상기 2개소의 탑재대의 방향으로만 이동이 가능하고 임의의 위치에서 정지 가능한 제 1 촬상 수단을 구비하여, 상기 제 1 촬상 수단과 상기 피검사체를 탑재하는 탑재대를 각각의 이동 가능한 방향으로 이동시키는 것에 의해 상기 어느 하나의 피검사체의 얼라이먼트를 실행하는 제어 수단을 가지는 것을 특징으로 하는 것이다.

또한, 본 발명의 청구항 4에 기재된 검사 장치는, 청구항 1 내지 청구항 3 중 어느 한 항에 기재된 발명에 있어서, 상기 탑재대의 상방에 배치된 프로브 카드를 구비하여, 상기 프로브 카드를 촬상하는 제 2 촬상 수단이 서로 소정 간격을 두고 상기 탑재대의 복수개소에 마련되어 있는 것을 특징으로 하는 것이다.

또한, 본 발명의 청구항 5에 기재된 검사 장치는, 청구항 2 또는 청구항 3에 기재된 발명에 있어서, 상기 탑재대의 상방에 배치된 프로브 카드를 구비하고, 상기 제 2 촬상 수단은, 상기 탑재대의 둘레 방향으로 180° 이격한 2개소에 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 것이다.

또한, 본 발명의 청구항 6에 기재된 검사 장치는, 청구항 4에 기재된 발명에 있어서, 2개소의 상기 제 2 촬상 수단은, 서로 대향하여 상기 복수의 탑재대의 배열 방향을 따라서 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 것이다.

또한, 본 발명의 청구항 7에 기재된 검사 장치는, 청구항 5에 기재된 발명에 있어서, 2개소의 상기 제 2 촬상 수단은, 서로 대향하여 상기 복수의 탑재대의 배열 방향과 직교하는 방향을 따라서 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 것이다.

또한, 본 발명의 청구항 8에 기재된 검사 장치는, 청구항 5에 기재된 발명에 있어서, 2개소의 상기 제 2 촬상 수단은, 서로 대향하여 X 방향 및 Y 방향에서 각각 45° 경사하는 위치에 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 것이다.

또한, 본 발명의 청구항 9에 기재된 검사 장치는, 청구항 4에 기재된 발명에 있어서, 상기 제 2 촬상 수단은, 상기 탑재대의 둘레 방향으로 90° 씩 이격한 4개소에 배치되고, 또한, 서로 180° 이격한 2개소의 상기 제 2 촬상 수단은, 각각 X축 방향 및 Y축 방향을 따라서 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 것이다.

또한, 본 발명의 청구항 10에 기재된 검사 장치는, 청구항 1 내지 청구항 9 중 어느 한 항에 기재된 발명에 있어서, 상기 프로브 카드는, 상기 피검사체의 전면에 일괄하여 전기적으로 접촉하는 것을 특징으로 하는 것이다.

또한, 본 발명의 청구항 11에 기재된 검사 장치는, 청구항 1 내지 청구항 10 중 어느 한 항에 기재된 발명에 있어서, 상기 제 1 촬상 수단은, 얼라이먼트 브리지에 마련되어 있는 것을 특징으로 하는 것이다.

또한, 본 발명의 청구항 12에 기재된 검사 장치는, 청구항 1 내지 청구항 11 중 어느 한 항에 기재된 발명에 있어서, 상기 제어 수단은, 상기 탑재대를, 제 1 촬상 수단이 이동 가능한 방향과 직교하는 방향으로만 이동시켜 얼라이먼트하도록 제어하는 것을 특징으로 하는 것이다.

또한, 본 발명의 청구항 13에 기재된 검사 장치는, 청구항 2 내지 청구항 12 중 어느 한 항에 기재된 발명에 있어서, 상기 각 탑재대와의 사이에서 상기 피검사체를 인도하는 웨이퍼 반송 장치를 하나 마련한 것을 특징으로 하는 것이다.

본 발명에 의하면, 상기 과제를 해결하기 위해서 이루어진 것으로, 풋 프린트를 큰 폭으로 삭감할 수 있어, 검사의 스루풋을 향상시킬 수 있음과 동시에 탑재 대의 이동범위를 최소한으로 억제할 수 있는 검사 장치를 제공할 수 있다.

이하, 도 1 내지 도 7a 내지 도7c 에 나타내는 실시형태에 근거하여 본 발명을 설명한다. 또한, 도 1은 본 발명의 검사 장치의 1실시형태를 도시하는 평면도, 도 2는 도 1에 나타내는 검사 장치의 요부를 도시하는 개념도, 도 3은 도 1에 나타내는 검사 장치의 배열 상태의 일례를 도시하는 평면도, 도 4a 내지 도 4c는 각각 도 1에 도시하는 검사 장치의 동작을 설명하기 위한 설명도, 도 5a 내지 도 5c는 본 발명의 검사 장치의 다른 실시형태를 도시한 도 4a 내지 도 4c에 상당하는 평면도, 도 6은 본 발명의 검사 장치의 또한 다른 실시형태를 도시한 도 3에 상당하는 평면도, 도 7a 내지 도 7c는 본 발명의 검사 장치의 또한 다른 실시형태를 도시하는 평면도이다.

(제 1 실시형태)

본 실시형태의 검사 장치(10)는, 피검사체, 예컨대 300mmφ의 반도체 웨이퍼(W)의 전면에 형성된 검사용 전극 패드에 대하여 프로브 카드를 동시에 일괄하여 전기적으로 접촉시켜 반도체 웨이퍼(W)의 전기적 특성 검사를 실행하도록 구성되어 있다. 이 검사 장치(10)는, 예컨대 도 1에 도시하는 바와 같이, 반도체 웨이퍼(W)의 전기적 특성 검사를 실행하는 프로버실(11)과, 프로버실(11)로 반도체 웨이퍼(W)를 반송하는 로더실(12)과, 제어 장치(20)를 구비하고, 프로버실(11)이 제 1, 제 2 프로브 영역으로 분리되어, 제어 장치(20)의 제어하에서 제 1, 제 2 프로브 영역에서 2장의 반도체 웨이퍼(W)를 병행하여 처리할 수 있도록 구성되어 있다.

그리하여, 프로버실(11)은, 도 1, 도 2에 도시하는 바와 같이 반도체 웨이퍼(W)를 탑재하고 또한 X, Y, Z 방향으로 이동 가능하게 제 1, 제 2 프로브 영역(11A, 11B)에 각각 배치된 탑재대(이하,「웨이퍼척」이라고 칭함)(13)와, 이들 웨이퍼척(13)의 상방에 각각 배치된 프로브 카드(14)(도 2참조)와, 제 1, 제 2 프로브 영역(11A, 11B)을 이동하도록 마련된 하나의 얼라이먼트 기구(15)를 구비하고, 제어 장치(20)의 제어하에서, 하나의 얼라이먼트 기구(15)가 제 1, 제 2 프로브 영역(11A, 11B) 각각의 웨이퍼척(13)과 협동하여 반도체 웨이퍼(W)와 프로브 카드(14)의 얼라이먼트를 실행한다. 즉, 하나의 얼라이먼트 기구(15)는, 제 1, 제 2 프로브 영역(11A, 11B)의 쌍방에서 사용된다.

얼라이먼트 기구(15)는, 도 1, 도 2에 도시하는 바와 같이 반도체 웨이퍼(W)를 촬상하기 위해서 마련된 제 1 촬상 수단(예컨대, 제 1 CCD 카메라)(15A)(도 2 참조)과, 제 1 CCD 카메라(15A)를 중앙에서 지지하는 얼라이먼트 브리지(15B)와, 프로버실(11)의 X 방향 양쪽 단부에 Y 방향을 따라서 각각 마련되고 또한 얼라이먼트 브리지(15B)를 Y 방향으로 이동 안내하는 한 쌍의 가이드레일(15C)을 구비하고, 제 1 CCD 카메라(15A)가 얼라이먼트 브리지(15B)를 거쳐서 가이드레일(15C)에 따라서 Y 방향의 양쪽 단부(도 1에서는 일점쇄선으로 나타내고 있음)의 사이에서 제 1, 제 2 프로브 영역(11A, 11B) 내의 임의의 위치까지 이동하여, 정지할 수 있도록 구성되어 있다.

반도체 웨이퍼(W)와 프로브 카드(14)의 얼라이먼트를 실행할 때에는, 제 1 CCD 카메라(15A)가 얼라이먼트 브리지(15B)를 거쳐서 제 1, 제 2 프로브 영역(11A, 11B)으로 이동하고, 제 1, 제 2 프로브 영역(11A, 11B) 각각의 웨이퍼척(13)과 협동하여 웨이퍼척(13) 상의 반도체 웨이퍼(W)를 촬상한다. 웨이퍼척(13)이 X, Y방향으로 이동하는 동안에, 반도체 웨이퍼(W)의 모든 부분이 제 1 CCD 카메라(15A)의 바로 아래를 지나기 때문에, 제 1 CCD 카메라(15A)에 의해서 반도체 웨이퍼(W)의 전면에 형성된 검사용 전극 패드를 빠짐없이 촬상할 수 있다. 이 얼라이먼트 브리지(15B)는, 반도체 웨이퍼(W)의 검사시 등에는 도 1에 실선으로 도시하는 바와 같이 제 1, 제 2 프로브 영역(11A, 11B)의 경계에서 대기하고 있다.

종래의 얼라이먼트 기구의 경우에는, 프로브실내에서 얼라이먼트 브리지가 Y 방향의 제일 안쪽부와 프로브 카드의 바로 아래의 프로브 센터를 왕복 이동하여, 각각의 위치에서 정지하도록 되어 있다. 그러나, 본 실시형태에서는, 얼라이먼트 브리지(15B)는, 제 1, 제 2 프로브 영역(11A, 11B)에 있어서의 Y 방향의 임의의 위치에서 정지하도록 되어 있어, 후술하는 바와 같이 제 1, 제 2 프로브 영역(11A, 11B)에 있어서, 웨이퍼척(13)을 주로 X 방향만 이동하는 것에 의해서 웨이퍼척(13)의 최소 이동 범위내에서 얼라이먼트를 실행할 수 있게 되어 있다.

또한, 도 1, 도 2에 도시하는 바와 같이 각 웨이퍼척(13)에는 얼라이먼트 기구(15)를 구성하는 제 2 촬상 수단(예컨대, 제 2 CCD 카메라)(15D)이 각각 2개씩 마련되어, 이들 제 2 CCD 카메라(15D)에 의해서 프로브 카드(14)의 프로브(14A)를 촬상하도록 되어 있다. 2개의 제 2 CCD 카메라(15D, 15D)는, 웨이퍼척(13)의 외주에 둘레 방향으로 180° 이격하여 부설되어, 각각이 웨이퍼척(13) 상면의 중심을 지나는 X축 상에 배치되어 있다. 도 1에는 도시하고 있지 않지만, 제 2 CCD 카메라(15D)는, 저배율의 카메라와 고배율의 카메라를 가지고, 프로브 카드(14)를 매크로(Macro)와 마이크로(Micro)의 눈금으로 촬상할 수 있도록 되어있다.

본 실시형태에서 이용되는 프로브 카드(14)는, 도 2에 도시하는 바와 같이 반도체 웨이퍼(W)에 형성된 다수의 검사용 전극 패드(도시하지 않음)의 모두와 일괄하여 개별적으로 접촉하는 다수의 프로브(14A)를 가지고, 프로버실(11)의 헤드 플레이트(11C)에 장착 및 분리가 자유롭게 고정되어 있다. 이 헤드 플레이트(11C)는, 힌지를 거쳐서 개폐할 수 있도록 구성되어 있다. 다수의 프로브(14A)는, 반도체 웨이퍼(W)와 대략 동일한 크기로 형성된 배선 기판(14B)에 마련되어 배선 기판(14B)을 거쳐서 테스터측의 케이블(함께 도시하지 않음)에 접속되어 있다. 이들 프로브(14A)는, 예컨대 리소그래피 기술이나 에칭 기술 등의 미세 가공에 의해서 형성되어 있다. 얼라이먼트를 실행하는 경우에는, 후술하는 바와 같이 제 1 CCD 카메라(15A)가 반도체 웨이퍼(W)의 전면을 촬상하여, 제 2 CCD 카메라(15D)가 프로브 카드(14)의 Y 방향의 중앙부를 촬상하고, 이들 촬상 위치 데이터에 근거하여 얼라이먼트를 실행한다. 또한, 본 실시형태의 검사 장치(10)는, 프로브 카드(14)와 테스터가 케이블을 거쳐서 접속되어 있기 때문에, 테스트헤드가 생략되어 지극히 콤팩트한 구성으로 되어 있다.

로더실(12)은, 도 1에 도시하는 바와 같이 프로버실(11)에 인접하고 있고, 그 Y 방향의 중앙에는 웨이퍼 반송 장치(16)가 배치되고, Y 방향의 양 옆에는 카세트(C)를 탑재하는 카세트 탑재부(17A, 17B)가 배치되어 있다. 웨이퍼 반송 장 치(16)는, 아암(16A) 및 그 구동 장치(16B)를 구비하여, 아암(16A)이 구동 장치(16B)를 거쳐서 도 1에 실선으로 도시하는 바와 같이 카세트(C)와 프로버실(11)의 사이에서 반도체 웨이퍼(W)를 한 장씩 반송하도록 되어 있다. 또한, 한쪽(도 1에서는 상측)의 카세트 탑재부(17B)의 하방에는 반도체 웨이퍼(W)의 프리얼라이먼트를 실행하는 프리얼라이먼트 기구(도시하지 않음)가 마련되어, 프리얼라이먼트 기구가 반도체 웨이퍼(W)의 오리엔테이션 플랫이나 노치를 기준으로 하여 프리얼라이먼트를 실행한다. 다른 쪽의 카세트 탑재부(17A)의 하방에는 버퍼테이블이나 웨이퍼테이프(함께 도시하지 않음)가 마련되어 있다.

카세트(C)는, 카세트 반송 수단에 의해서 로더실(12)의 측쪽까지 반송되어, 도 1에 화살표(A)로 도시하는 바와 같이 카세트 탑재부(17A, 17B)의 측쪽에서 각각의 상면에 탑재된다. 그리고, 각 카세트 탑재부(17A, 17B)에는 턴테이블(도시하지 않음)이 마련되어, 카세트(C)의 반도체 웨이퍼(W)의 반출입구가 웨이퍼 반송 장치(16)를 향하도록 되어 있다. 이 로더실(12)로서는, 예컨대 본출원인이 특허 출원2006-132546에서 제안하고 있는 로더실의 기술을 적용할 수 있다.

본 실시형태의 검사 장치(10)는, 예컨대 도 3에 부분적으로 도시하는 바와 같이 클린 룸내에 배열되어, 좌우외측의 반송로를 따라서 이동하는 자동반송차(AGV)(도시되지 않음) 등의 카세트 반송 수단에서 카세트(C)를 검사 장치(10)의 카세트 탑재부(17A, 17B)로 받아들여, 각각의 검사 장치(10)에서 카세트(C)내의 반도체 웨이퍼(W)를 한 장씩 처리한다.

다음에, 도 4a 내지 도 4c를 참조하면서 동작에 대하여 설명한다. 우선, 도 4a에 도시하는 바와 같이, 로더실(12)에서는 카세트 탑재부(17A, 17B)에서 카세트(C)를 받아들인 후, 웨이퍼 반송 장치(16)의 아암(16A)이 구동 장치(16B)를 거쳐서 구동한다. 아암(16A)은, 카세트(C)로부터 반도체 웨이퍼(W)를 1장씩 반출하여, 프리얼라이먼트를 실행한 반도체 웨이퍼(W)를 프로버실(11)의 제 1 프로브 영역(11A)에서 대기하는 웨이퍼척(13)으로 반송하여 탑재한다.

이어서, 반도체 웨이퍼(W)와 프로브 카드(14)의 얼라이먼트를 위해서, 웨이퍼척(13)이 제 1 프로브 영역(11A) 내에서 도 4a에 실선 및 일점쇄선으로 나타내도록 X, Y 방향으로 이동하고, 이 사이에 2개소의 제 2 CCD 카메라(15D)로 프로브 카드(114)의 프로브(14A)를 촬상한다. 웨이퍼척(13)이 X, Y 방향으로 이동하는 사이에, 2개소의 제 2 CCD 카메라(15D)가 도 4a에 일점쇄선으로 도시하는 바와 같이 직사각형의 영역을 촬상 영역으로서 이동하는 것에 의해, 프로브 카드(14)의 동 도면의 (b)에 해칭으로 나타낸 직사각형의 영역내에서 복수 개소의 프로브(14A), 예컨대 얼라이먼트용의 프로브(14A)의 중심과 외주연부의 프로브(14A)를 촬상한다. 그리고, 제어 장치(20)가 웨이퍼척(13)의 X, Y 방향의 이동거리에 근거하여 각각의 촬상 위치를 XY 좌표값으로서 구하여, 제어 장치(20)의 기억부에 등록한다.

본 실시형태에서는 좌측의 제 2 CCD 카메라(15D)가 해칭 영역의 좌측 절반을 촬상하고, 우측의 제 2 CCD 카메라(15D)가 해칭 영역의 우측 절반을 촬상한다. 종래와 같이 1개의 CCD 카메라에 의해서 해칭 영역을 촬상하기 위해서는 웨이퍼척이 X 방향으로 두배의 거리를 이동하지 않으면 안되지만, 본 실시형태에서는 2개소의 제 2 CCD 카메라(15D)로 절반씩의 영역을 분담하기 때문에, 웨이퍼척(13)의 X 방향 의 이동량의 절반으로 해결할 수 있어, 풋 프린트의 삭감에 기여한다.

제 2 CCD 카메라(15D)로 얼라이먼트용의 프로브(14A)를 촬상한 후, 얼라이먼트 브리지(15B)가 제 1, 제 2 프로브 영역(11A, 11B)의 경계로부터 제 1 프로브 영역(11A)의 프로브 카드(14)의 바로 아래까지 이동하여 정지한다. 이 때, 제 1 CCD 카메라(15A)의 광축의 연장선 상에 프로브 카드(14)의 중심이 위치하고 있다.

이어서, 얼라이먼트 브리지(15B)에 마련된 제 1 CCD 카메라(15A)로 얼라이먼트용의 검사용 전극 패드를 촬상한다. 그 때문에, 도 4a에 도시하는 바와 같이 웨이퍼척(13)이 X, Y 방향으로 이동하는 것에 의해, 그 위의 반도체 웨이퍼(W)의 전 영역이 제 1 CCD 카메라(15A)의 바로 아래를 지나, 동 도면의 (c)에 도시하는 바와 같이 제 1 CCD 카메라(15A)로 반도체 웨이퍼(W)의 전면을 촬상할 수 있다. 제 1 CCD 카메라(15A)는, 얼라이먼트용의 프로브(14A)에 대응하는 검사용 전극 패드(도시하지 않음), 즉, 반도체 웨이퍼(W)의 Y 방향의 중앙부의 중심 및 좌우의 외주연부에 위치하는 검사용 전극 패드를 촬상하여, 그 위치를 XY 좌표값으로서 제어 장치(20)의 기억부에 등록한다.

본 실시형태에서는, 제 1 CCD 카메라(15A)가 프로브 카드(14)의 중심의 바로 아래에 정지한 상태로, 웨이퍼척(13)이 X, Y 방향으로 이동하는 것에 의해, 제 1 CCD 카메라(15A)로 반도체 웨이퍼(W)의 전면을 촬상할 수 있도록 하고 있지만, 웨이퍼척(13)의 Y 방향에서의 이동범위를 제한하여, 제한된 분만 얼라이먼트 브리지(15B)가 이동하여 제 1 CCD 카메라(15A)에 의해서 반도체 웨이퍼(W)의 전면을 촬상하도록 해도 좋다. 이와 같이하면, 프로브실(11)의 풋 프린트를 또한 삭감할 수 있다.

제 2 CCD 카메라(15D)에 의한 프로브(14A)의 촬상 위치 데이터와, 제 1 CCD 카메라(15)의 촬상 위치 데이터에 근거하여 웨이퍼척(13)이 X, Y 방향으로 이동하여, 복수의 프로브(14A)와 이에 대응하는 복수의 검사용 전극 패드의 얼라이먼트를 실행한다. 얼라이먼트 후에는 웨이퍼척(13)이 검사의 초기 위치로 이동한 후, 웨이퍼척(13)이 Z 방향으로 상승하고, 검사용 전극 패드와 이에 대응하는 프로브(14A)가 접촉하는 것에 의해 모든 프로브(14A)와 반도체 웨이퍼(W)의 모든 검사용 전극 패드가 동시에 접촉하고, 또한 웨이퍼척(13)이 오버드라이브하면, 반도체 웨이퍼(W)의 모든 검사용 전극 패드와 대응하는 모든 프로브(14A)가 전기적으로 일괄하여 전기적으로 접촉한다. 다음은, 테스터로부터 프로브 카드(14)로 검사용 신호를 순차적으로 송신하는 것에 의해 소정의 전기적 특성 검사를 실행할 수 있다.

제 1 프로브 영역(11A)에서 반도체 웨이퍼(W)의 검사를 실행하고 있는 사이에, 제 2 프로브 영역(11B)에서도 제 1 프로브 영역(11A)과 동일한 요령으로 웨이퍼척(13) 및 얼라이먼트 기구(15)가 작동하여, 제 2 프로브 영역(11B)에서도 제 1 프로브 영역(11A)과 병행하여 반도체 웨이퍼(W)의 검사를 실행할 수 있어, 스루풋을 향상시킬 수 있다.

프로브실(11)의 제 1, 제 2 프로브 영역(11A, 11B)에서 반도체 웨이퍼(W)의 검사를 각각 개별적으로 병행해 실행하여, 검사를 끝낸 순서대로 웨이퍼 반송 장치(16)를 이용하여 각각의 프로브 영역(11A, 11B)으로부터 검사 완료된 반도체 웨이퍼(W)를 카세트(C)내의 본래의 장소로 되돌림과 동시에, 다음 반도체 웨이퍼(W) 를 카세트(C)로부터 프로버실(11)의 대응하는 프로브 영역으로 반송하여, 반도체 웨이퍼(W)의 검사를 연속적으로 실행한다. 그리고, 카세트(C)내의 모든 반도체 웨이퍼(W)의 검사를 끝내면, AGV 등에 의해서 이들의 반도체 웨이퍼(W)를 카세트(C)와 함께 다음 공정으로 반송한다.

이상 설명한 바와 같이 본 실시형태에 의하면, 웨이퍼척(13)의 위치에 맞추어 얼라이먼트 기구(15)의 얼라이먼트 브리지(15B)가 Y 방향으로 이동하여, 정지하도록 했기 때문에, 반도체 웨이퍼(W)와 프로브 카드(14)의 얼라이먼트를 실행할 때에, 프로버실(11)에 있어서의 웨이퍼척(13)의 이동 범위를 종래와 비교하여 현격히 축소하여, 클린 룸내에서의 풋 프린트를 삭감할 수 있다. 또한, 얼라이먼트 기구(15)가 제 1, 제 2 프로브 영역(11A, 11B) 쌍방의 웨이퍼척(13)에서 공용하기 때문에, 얼라이먼트 기구(15)를 하나로 해결할 수 있어 장치 비용을 저감할 수 있다.

또한, 본 실시형태에 의하면, 웨이퍼척(13)에 2개의 제 2 CCD 카메라(15D)를 마련하였기 때문에, 또한 웨이퍼척(13)의 이동 범위를 축소하여, 풋 프린트를 삭감할 수 있다. 또한, 2개의 CCD 카메라(15D)는, 웨이퍼척(13)에 대하여 서로 180° 이격하여 마련되고, 또한 2개의 제 2 CCD 카메라(15D)는 웨이퍼척(13)상면의 중심을 지나는 X축 상에 마련되어 있기 때문에, 프로브 카드(14)의 Y 방향의 중앙부의 전 영역을 촬상할 수 있어, 얼라이먼트의 정밀도를 높일 수 있다.

(제 2 실시형태)

본 실시형태의 검사 장치(10A)는, 도 5a에 도시하는 바와 같이 제 2 CCD 카 메라(15D)가 웨이퍼척(13)상면의 중심을 지나는 Y축 상에 마련되어 있는 것 이외에는, 제 1 실시형태에 준하여 구성되어 있다. 그래서, 제 1 실시형태와 동일 또는 상당 부분에는 동일 부호를 부여하여 본 실시형태의 특징 부분을 중심으로 설명한다.

본 실시형태에서는, 도 5a에 도시하는 바와 같이 2개의 제 2 CCD 카메라(15D)가 웨이퍼척(13)의 둘레 방향으로 180° 이격하여 Y축을 따라 배치되어 있다. 이 때문에, 2개의 제 2 CCD 카메라(15D)는 웨이퍼척(13)의 외주면으로부터 Y 방향으로 돌출하고 있고, 웨이퍼척(13)의 외주면으로부터 X 방향으로 돌출되어 있지 않다. 웨이퍼척(13)으로부터 X 방향으로의 돌출이 없기 때문에, 프로버실(11)의 X축 방향의 폭이 제 1 실시형태에 경우보다 좁게 할 수 있어, 그 만큼만 제 1 실시형태의 경우로부터 풋 프린트를 삭감할 수 있다.

2개의 제 2 CCD 카메라(15D)는, 도 5a에 도시하는 바와 같이 웨이퍼척(13)의 외주면으로부터 Y 방향으로 돌출하고 있기 때문에, 프로브 카드(14)의 촬상 범위가 동 도면의 (b)에 도시하는 바와 같이 프로브 카드(14)의 X 방향의 중앙부의 양쪽 단부로 제한된다. 또한, 웨이퍼척(13)의 X 방향으로의 이동이 제한되어 있으므로, 얼라이먼트 브리지(15B)에 마련된 제 1 CCD 카메라(15A)(도 2참조)에 의한 촬상 범위도 동 도면의 (c)에 도시하는 바와 같이 반도체 웨이퍼(W)의 X 방향 중앙부를 종주(세로로 이어져 있음)하는 범위로 제한된다.

제 1, 제 2 CCD 카메라(15A, 15D)에 의한 촬상 범위가 제 1 실시형태와 비교하여 제한되어 있지만, 프로브 카드(14)에는 전면에 프로브(14A)가 형성되어 있기 때문에, 프로브 카드(14)의 X 방향의 중앙부의 양쪽 단부에 이간한 복수의 프로브(14A) (도 5b참조)를 촬상할 수 있고, 또한 이에 대응하는 반도체 웨이퍼(W)의 검사용 전극 패드도 촬상할 수 있기 때문에(도 5c 참조), 반도체 웨이퍼(W)와 프로브 카드(14)의 얼라이먼트에 어떤 지장도 없다. 그것보다도 풋 프린트를 삭감할 수 있는 효과가 크다.

따라서, 본 실시형태에 의하면, 제 1 실시형태와 비교하여 제 1, 제 2 CCD 카메라(15A, 15D)에 의한 반도체 웨이퍼(W) 및 프로브 카드(14)의 촬상 범위가 제한되지만, 프로버실(11)의 풋 프린트를 삭감할 수 있어, 코스트 삭감에 크게 기여할 수 있다.

또한, 도시하고 있지 않지만, 2개의 제 2 CCD 카메라를 제 1 실시형태와 제 2 실시형태의 중간 위치, 즉 웨이퍼척 상면의 중심을 지나는 X축, Y축에 대하여 45° 경사한 위치에 마련할 수도 있다. 이 경우 프로버실(11)을 제 1 실시형태와 실질적으로 동일하게 해두는 것에 의해, 제 1 CCD 카메라에 의해서 반도체 웨이퍼 전면을 촬상할 수 있고, 2개의 제 2 CCD 카메라에 의해서 프로브 카드의 45° 경사한 양쪽 단부를 제 2 CCD 카메라에 의해서 촬상할 수 있다. 본 실시형태에 있어서도 제 1 실시형태에 준한 작용 효과를 기대할 수 있다.

(제 3 실시형태)

본 실시형태의 검사 장치(10B)는, 도 6에 도시하는 바와 같이 로더실(12)의 좌우 양측에 프로버실(11)이 배치되어 있는 것 이외는, 제 1 실시형태에 준하여 구성되어 있다. 그래서, 제 1 실시형태와 동일 또는 상당 부분에는 동일 부호를 부 여하여 본 실시형태의 특징 부분을 중심으로 설명한다.

본 실시형태에서는, 좌우의 프로버실에서 하나의 로더실(12)을 겸용하기 때문에, 제 1 실시형태와 비교하여 검사 장치(10B)의 풋 프린트를 각별히 삭감할 수 있다. 그리고, 프로버실(11)에서는 제 1 실시형태와 동일한 얼라이먼트를 실행할 수 있다. 따라서, 본 실시형태에 따르면, 로더실(12)을 두 계열의 프로버실(11)에서 공용하기 때문에 풋 프린트가 큰 폭으로 삭감되어, 코스트 저감에 크게 기여할 수 있다.

(제 4 실시형태)

본 실시형태의 검사 장치(10C)는, 도 7a 내지 도 7c에 도시하는 바와 같이 제 2 CCD 카메라(15D)가 웨이퍼척(13) 상면의 중심을 지나는 X축, Y축 상에 웨이퍼척(13)을 사이에 두도록 하여 4개소에 마련되어 있는 것 이외에는, 제 1 실시형태에 준하여 구성되어 있다. 그래서, 제 1 실시형태와 동일 또는 유사 부분에는 동일 부호를 부여하여 본 실시형태의 특징 부분을 중심으로 설명한다.

본 실시형태에서는, 제 2 CCD 카메라(15D)는 도 7a에 도시하는 바와 같이 웨이퍼척(13)을 사이에 두고 4개 마련되어 있다. 4개의 제 2 CCD 카메라(15D)는, 제 1 실시형태에 있어서의 2개의 제 2 CCD 카메라(15D)와 제 2 실시형태에 있어서의 2개의 제 2 CCD 카메라(15D)를 합친 상태로 배치되어 있다. 그리고, 프로버실(11)은 제 1 실시형태와 실질적으로 동일한 면적으로 형성되어 있다.

따라서, 본 실시형태에서는, 도 7c에 도시하는 바와 같이 얼라이먼트 브리지(15B)의 제 1 CCD 카메라(15A)(도 2참조)에 의해서 반도체 웨이퍼(W) 전면을 촬 상할 수 있어, 도 7b에 도시하는 바와 같이 4개의 제 2 CCD 카메라(15D)에 의해서 프로브 카드(14)의 Y 방향의 중앙부를 횡단하는 영역과 그 X 방향의 중앙부의 양쪽 단부의 영역을 촬상할 수 있다. 즉, 4개의 제 2 CCD 카메라(15D)는, 프로브 카드(14)의 중심부와 외주연부의 둘레 방향으로 90° 씩 이격한 4개소에서 프로브를 촬상할 수 있으므로, 제 1∼제 3 실시형태의 경우보다도 얼라이먼트 정밀도를 높일 수 있다.

따라서, 본 실시형태에 의하면, 제 1 CCD 카메라(15A)로 반도체 웨이퍼(W)의 전면을 촬상할 수 있음과 동시에 4개소의 제 2 CCD 카메라(15D)로 프로브 카드(14)의 Y 방향의 중앙부를 횡단하는 영역 및 X 방향의 중앙부의 양쪽 단부를 촬상할 수 있으므로, 프로브 카드(14)의 중심부와 외주연부의 둘레 방향으로 90° 씩 이격한 4개소에서 얼라이먼트를 실행할 수 있어, 제 1 ∼ 제 3 실시형태의 경우보다도 얼라이먼트 정밀도를 높일 수 있는 외에, 제 1 실시형태와 동일한 작용 효과를 기대할 수 있다.

또한, 본 발명은 상기 각 실시형태에 하등 제한되는 것이 아니고, 필요에 따라 각 구성 요소를 적절히 설계 변경할 수 있다.

본 발명은, 반도체 웨이퍼 등의 피검사체의 전기적 특성 검사를 실행하는 검사 장치로서 적합하게 이용할 수 있다.

도 1은 본 발명의 검사 장치의 1 실시형태를 나타내는 평면도이고,

도 2는 도 1에 도시하는 검사 장치의 요부를 나타내는 개념도이고,

도 3은 도 1에 도시하는 검사 장치의 배열 상태의 일례를 나타내는 평면도이고,

도 4a 내지 도 4c는 각각 도 1에 도시하는 검사 장치의 동작을 설명하기 위한 설명도이고,

도 5a 내지 도 5c는 본 발명의 검사 장치의 다른 실시형태를 도시한 도 4a 내지 도 4c에 상당하는 평면도이고,

도 6은 본 발명의 검사 장치의 또한 다른 실시형태를 도시한 도 3에 상당하는 평면도이고,

도 7a 내지 도 7c는 본 발명의 검사 장치의 또한 다른 실시형태를 도시하는 평면도이다.

도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

10, 10A, 10B, 10C 검사 장치

14 프로브 카드

14A 프로브

15 얼라이먼트 기구

15A 제 1 CCD 카메라(제 1 촬상 수단)

15B 얼라이먼트 브리지

15D 제 2 CCD 카메라(제 2 촬상 수단)

W 반도체 웨이퍼(피검사체)

Claims

X, Y 방향으로 이동 가능한 탑재대와,

상기 탑재대 상의 피검사체의 얼라이먼트를 실행하는 얼라이먼트 기구를 구비한 검사 장치에 있어서,

상기 얼라이먼트 기구는,

상기 탑재대 상의 피검사체를 촬상하기 위해서 상기 탑재대 내의 X 방향 또는 Y 방향 중 어느 한쪽 방향으로만 이동가능하고, 또한 상기 탑재대 내의 이동가능한 방향으로의 임의의 위치에서 정지 가능한 제 1 촬상 수단을 구비하고,

상기 제 1 촬상 수단과 상기 탑재대를 각각의 이동 가능한 방향으로 이동시키는 것에 의해 상기 피검사체의 얼라이먼트를 실행하되, 상기 탑재대는 상기 제 1 촬상 수단이 이동 가능한 방향과 직교하는 방향으로만 이동시켜 얼라이먼트하도록 제어하는 제어 수단을 가지는

것을 특징으로 하는 검사 장치.
X, Y 방향으로 이동이 가능하게 X 방향 또는 Y 방향 중 어느 한쪽을 따라 배열된 복수의 탑재대와,

상기 복수의 탑재대 상의 피검사체의 얼라이먼트를 실행하기 위한 얼라이먼트 기구를 구비한 검사 장치에 있어서,

상기 얼라이먼트 기구는,

상기 복수의 탑재대 상의 피검사체를 각각 촬상하기 위해서 상기 복수의 탑 재대의 배열 방향으로만 이동이 가능하고 임의의 위치에서 정지가 가능한 제 1 촬상 수단을 구비하고,

상기 제 1 촬상 수단과 상기 피검사체를 탑재하는 상기 탑재대를 각각의 이동이 가능한 방향으로 이동시키는 것에 의해 상기 피검사체의 얼라이먼트를 실행하는 제어 수단을 가지는 것을 특징으로 하는 검사 장치.
제 2 항에 있어서,

상기 복수의 탑재대는 2개소의 탑재대인 것을 특징으로 하는 검사 장치.
제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 탑재대의 상방에 배치된 프로브 카드를 구비하고,

상기 프로브 카드를 촬상하는 제 2 촬상 수단이 서로 소정 간격을 이격하여 상기 탑재대의 복수 개소에 마련되어 있는 것을 특징으로 하는 검사 장치.
제 2 항 또는 제 3 항에 있어서,

상기 탑재대의 상방에 배치된 프로브 카드를 구비하고,

상기 프로브 카드를 촬상하는 제 2 촬상 수단이 상기 탑재대의 둘레 방향으로 180° 이격한 2개소에 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 검사 장치.
제 5 항에 있어서,

2개소의 상기 제 2 촬상 수단은, 서로 대향하여 상기 복수의 탑재대의 배열 방향을 따라서 배치되어 있는 것을 특징으로 검사 장치.
제 5 항에 있어서,

2개소의 상기 제 2 촬상 수단은, 서로 대향하여 상기 복수의 탑재대의 배열 방향과 직교하는 방향을 따라서 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 검사 장치.
제 5 항에 있어서,

2개소의 상기 제 2 촬상 수단은, 서로 대향하여 X 방향 및 Y 방향에서 각각 45° 경사하는 위치에 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 검사 장치.
제 4 항에 있어서,

상기 제 2 촬상 수단은, 상기 탑재대의 둘레 방향으로 90° 씩 이격한 4개소에 배치되고,

또한, 서로 180° 이격한 2개소의 상기 제 2 촬상 수단은, 각각 X 방향 및 Y 방향을 따라서 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 검사 장치.
제 4 항에 있어서,

상기 프로브 카드는, 상기 피검사체의 전면에 일괄하여 전기적으로 접촉하는 것을 특징으로 하는 검사 장치.
제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 제 1 촬상 수단은, 얼라이먼트 브리지에 마련되어 있는 것을 특징으로 하는 검사 장치.
제 2 항 또는 제 3 항에 있어서,

상기 제어 수단은, 상기 탑재대를, 제 1 촬상 수단이 이동 가능한 방향과 직교하는 방향으로만 이동시켜 얼라이먼트하도록 제어하는 것을 특징으로 하는 검사 장치.
제 2 항 또는 제 3 항에 있어서,

상기 각 탑재대와의 사이에서 상기 피검사체를 인도하는 웨이퍼 반송 장치를 하나 마련한 것을 특징으로 하는 검사 장치.