KR20200090211A - 프로브 니들의 니들 팁 위치 조정 방법 및 검사 장치 - Google Patents

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Abstract

프로브 니들의 니들 팁 위치 조정 방법은 촬영 공정, 기억 공정, 검출 공정, 특정 공정, 조정 공정을 포함한다. 촬영 공정에서는, 검사 장치는 프로브 니들의 높이방향을 따라서 카메라를 이동시키면서, 1개의 화상 내에 복수의 프로브 니들의 니들 팁이 찍히도록 카메라로 촬영한다. 기억 공정에서는, 검사 장치는 카메라에 의해 촬영된 화상을, 카메라의 포커스가 맞는 면의 위치 정보에 대응지어 기억부에 기억한다. 검출 공정에서는, 검사 장치는 촬영된 각 화상에 근거하여, 프로브 니들의 니들 팁에 포커스가 맞는 화상을 검출한다. 특정 공정에서는, 검사 장치는 검출된 화상 내에 있어서의, 포커스가 맞는 프로브 니들의 니들 팁의 위치에 근거하여, 각 프로브 니들의 니들 팁의 위치를 특정한다. 조정 공정에서는, 검사 장치는 특정된 각 프로브 니들의 니들 팁의 위치에 근거하여, 각 프로브 니들의 니들 팁의 위치를 조정한다.

Description

프로브 니들의 니들 팁 위치 조정 방법 및 검사 장치
본 발명의 여러 가지의 측면 및 실시형태는, 프로브 니들의 니들 팁 위치 조정 방법 및 검사 장치에 관한 것이다.
반도체 제조 프로세스에서는, 반도체 웨이퍼 상에 소정의 회로 패턴을 가지는 다수의 반도체 디바이스가 형성된다. 형성된 반도체 디바이스는 전기적 특성 등의 검사가 실행되며, 양품과 불량품으로 선별된다. 반도체 디바이스의 전기적 특성의 검사는, 각 반도체 디바이스가 분할되기 전의 반도체 웨이퍼의 상태에서, 검사 장치를 이용하여 실행된다. 검사 장치는 다수의 프로브 니들이 마련된 프로브 카드를 갖는다. 검사 장치는 프로브 카드에 마련된 각 프로브 니들이 반도체 디바이스 상에 마련된 테스트 패드에 접촉하도록, 프로브 카드와 반도체 디바이스를 근접시킨다. 그리고, 검사 장치는 각 테스트 패드에 프로브 니들이 접촉한 상태에서, 각 프로브 니들을 거쳐서 반도체 디바이스에 전기 신호를 공급하고, 각 프로브 니들을 거쳐서 반도체 디바이스로부터 출력된 전기 신호에 근거하여, 상기 반도체 디바이스가 불량품인지의 여부를 선별한다.
또한, 카메라를 이용하여, 반도체 소자 상에 형성된 본딩 와이어의 형상의 검사를 실행하는 기술이 알려져 있다. 이와 같은 기술에서는, 반도체 소자 상의 본딩 와이어를 낙사(落射) 조명하고, 조명된 본딩 와이어를 복수의 상이한 높이방향의 위치가 초점면이 되도록 촬상하여, 본딩 와이어의 각 초점면에 있어서의 휘점상(輝点像)의 화상 데이터를 취득한다. 그리고, 취득된 각 초점면에 있어서의 휘점상의 화상 데이터 중, 소정의 위치에 존재하는 휘도와, 각 초점면의 높이방향 위치에 근거하여 본딩 와이어의 높이가 특정된다.
일본 특허 공개 제 평10-247669 호 공보
그런데, 최근의 반도체 디바이스의 고집적화에 수반하여, 반도체 디바이스에 마련되는 테스트 패드가 작아져, 테스트 패드 간의 간격도 좁게 되어 있다. 또한, 최근의 반도체 디바이스의 고기능화에 수반하여, 반도체 디바이스에 마련되는 테스트 패드의 수가 많게 되어 있다. 그 때문에, 프로브 카드에는 다수의 프로브 니들이 협피치로 배치되어 있다.
이와 같은 다수의 프로브 니들을, 각각 대응하는 테스트 패드에 확실히 접촉시키기 위해서는, 프로브 니들의 니들 팁과 테스트 패드의 위치맞춤이 중요해진다. 프로브 니들의 니들 팁의 위치가 소망의 위치에 배치되어 있는지의 여부를 판정하기 위해서는, 프로브 니들의 니들 팁의 위치를 정확하게 특정할 필요가 있다. 프로브 니들의 니들 팁의 위치를 특정하는 방법으로서는, 카메라에 의해 프로브 니들의 니들 팁을 촬영하고, 촬영한 카메라의 위치와, 화상 내의 프로브 니들의 니들 팁의 위치에 근거하여, 프로브 니들의 니들 팁의 위치를 특정하는 방법이 있다.
그러나, 최근 반도체 디바이스의 고집적화에 수반하여, 프로브 카드에는 방대한 수의 프로브 니들이 마련되어 있다. 그 때문에, 하나 하나의 프로브 니들의 니들 팁을 개별적으로 카메라로 촬영한다고 하면, 프로브 니들의 니들 팁의 위치를 특정하는 처리에 상당한 시간이 걸린다. 그 때문에, 반도체 디바이스의 검사에 상당한 시간이 걸린다.
본 발명의 하나의 측면은, 피검사체에 마련된 복수의 패드의 각각에 프로브 니들의 니들 팁을 접촉시키고, 복수의 프로브 니들의 니들 팁을 거쳐서 피검사체에 전기 신호를 공급하는 것에 의해 피검사체를 검사하는 검사 장치에 있어서의 프로브 니들의 니들 팁 위치 조정 방법에 있어서, 검사 장치가 촬영 공정, 기억 공정, 검출 공정, 특정 공정, 조정 공정을 실행한다. 촬영 공정에서는, 검사 장치는 각각의 프로브 니들의 높이방향을 따라서 카메라를 이동시키고, 이동한 카메라의 각 위치에 있어서 카메라에, 1개의 화상 내에 복수의 프로브 니들의 니들 팁이 찍히도록 복수의 프로브 니들의 니들 팁을 촬영하게 한다. 기억 공정에서는, 검사 장치는 카메라에 의해 촬영된 화상을, 카메라의 포커스가 맞는 면의 위치 정보에 대응지어 기억부에 기억시킨다. 검출 공정에서는 검사 장치는 프로브 니들마다, 기억부에 기억된 각각의 화상에 근거하여, 프로브 니들의 니들 팁에 포커스가 맞는 화상을 검출한다. 특정 공정에서는, 검사 장치는 프로브 니들마다, 검출 공정에서 검출된 화상 내에 있어서의, 포커스가 맞는 프로브 니들의 니들 팁의 위치에 근거하여, 복수의 프로브 니들의 배열방향에 있어서의 프로브 니들의 니들 팁의 위치를 특정한다. 조정 공정에서는, 검사 장치는 특정 공정에서 특정된 각각의 프로브 니들의 니들 팁의 위치에 근거하여, 각각의 프로브 니들의 니들 팁의 위치를 조정한다.
본 발명의 여러 가지의 측면 및 실시형태에 의하면, 피검사체의 검사에 필요로 하는 시간을 단축할 수 있다.
도 1은 검사 장치의 일 예를 도시하는 요부 단면도이다.
도 2는 제어 장치의 일 예를 도시하는 블록도이다.
도 3은 카메라의 이동방향과 포커스가 맞는 면의 위치 관계의 일 예를 설명하는 도면이다.
도 4는 카메라에 의해 촬영된 화상의 일 예를 도시하는 도면이다.
도 5는 카메라에 의해 촬영된 화상의 일 예를 도시하는 도면이다.
도 6은 카메라에 의해 촬영된 화상의 일 예를 도시하는 도면이다.
도 7은 카메라에 의해 촬영된 화상의 일 예를 도시하는 도면이다.
도 8은 외팔보 비임 타입의 프로브 니들이 촬영될 때의 카메라의 이동방향과 포커스가 맞는 면의 위치의 관계의 일 예를 설명하는 도면이다.
도 9는 카메라에 의해 촬영된 화상의 일 예를 도시하는 도면이다.
도 10은 카메라에 의해 촬영된 화상의 일 예를 도시하는 도면이다.
도 11은 카메라에 의해 촬영된 화상의 일 예를 도시하는 도면이다.
도 12는 제어 장치의 하드웨어의 일 예를 도시하는 도면이다.
개시하는 프로브 니들의 니들 팁 위치 조정 방법은, 1개의 실시형태에 있어서, 피검사체에 마련된 복수의 패드의 각각에 프로브 니들의 니들 팁을 접촉시키고, 복수의 프로브 니들의 니들 팁을 거쳐서 피검사체에 전기 신호를 공급하는 것에 의해 피검사체를 검사하는 검사 장치에 있어서의 프로브 니들의 니들 팁 위치 조정 방법에 있어서, 검사 장치가 촬영 공정, 기억 공정, 검출 공정, 특정 공정, 조정 공정을 실행한다. 촬영 공정에서는, 검사 장치는 각각의 프로브 니들의 높이방향을 따라서 카메라를 이동시키고, 이동한 카메라의 각 위치에 있어서 카메라에, 1개의 화상 내에 복수의 프로브 니들의 니들 팁이 찍히도록 복수의 프로브 니들의 니들 팁을 촬영하게 한다. 기억 공정에서는, 검사 장치는 카메라에 의해 촬영된 화상을, 카메라의 포커스가 맞는 면의 위치 정보에 대응지어 기억부에 기억시킨다. 검출 공정에서는, 검사 장치는 프로브 니들마다, 기억부에 기억된 각각의 화상에 근거하여, 프로브 니들의 니들 팁에 포커스가 맞는 화상을 검출한다. 특정 공정에서는, 검사 장치는 프로브 니들마다, 검출 공정에서 검출된 화상 내에 있어서의, 포커스가 맞는 프로브 니들의 니들 팁의 위치에 근거하여, 복수의 프로브 니들의 배열방향에 있어서의 프로브 니들의 니들 팁의 위치를 특정한다. 조정 공정에서는, 검사 장치는 특정 공정에서 특정된 각각의 프로브 니들의 니들 팁의 위치에 근거하여, 각각의 프로브 니들의 니들 팁의 위치를 조정한다.
또한, 개시하는 프로브 니들의 니들 팁 위치 조정 방법의 하나의 실시형태에 있어서, 검사 장치가 특정 공정에 있어서, 검출 공정에서 검출된 화상에 대응지어지는 위치 정보에서 나타나는 위치를, 프로브 니들의 니들 팁의 높이방향에 있어서의 위치로서 특정하여도 좋다.
또한, 개시하는 프로브 니들의 니들 팁 위치 조정 방법 중 하나의 실시형태에 있어서, 검사 장치가 검출 공정에 있어서, 프로브 니들마다, 포커스가 맞는 화상이 복수 검출된 경우, 검출된 복수의 화상 중에서, 프로브 니들의 높이방향에 있어서, 프로브 니들의 니들 팁으로부터 가장 먼 위치에서 촬영된 화상을, 프로브 니들의 니들 팁에 포커스가 맞는 화상으로서 검출하여도 좋다.
또한, 개시하는 프로브 니들의 니들 팁 위치 조정 방법의 하나의 실시형태에 있어서, 검사 장치가 검출 공정에서, 프로브 니들마다, 기억부에 기억된 각각의 화상에 대해 포커스가 맞는 영역의 크기를 특정하고, 복수의 화상 간에서, 각각의 프로브 니들의 니들 팁에 대응하는 영역의 크기가 최소가 된 화상을, 프로브 니들의 니들 팁에 포커스가 맞는 화상으로서 검출하여도 좋다.
또한, 개시하는 프로브 니들의 니들 팁 위치 조정 방법의 하나의 실시형태에 있어서, 검사 장치가 검출 공정에 있어서, 프로브 니들마다, 기억부에 기억된 화상 중에서, 기억부에 기억된 화상의 수보다 적은 수의 복수의 화상의 각각에 대해, 프로브 니들의 니들 팁이 찍히는 영역에 있어서의 포커스를 평가하는 지표의 값을 산출하고, 산출된 지표의 값의 변화의 경향을 추정하고, 추정된 경향에서 지표의 값이 최대가 되는 경우의 프로브 니들의 높이방향에 있어서의 포커스가 맞는 면의 위치를 추정하고, 추정된 위치에 가장 가까운 위치를 나타내는 위치 정보가 대응지어진 화상을, 프로브 니들의 니들 팁에 포커스가 맞는 화상으로서 검출하여도 좋다.
또한, 개시하는 프로브 니들의 니들 팁 위치 조정 방법은, 1개의 실시형태에 있어서, 피검사체에 마련된 복수의 패드의 각각에 프로브 니들의 니들 팁을 접촉시키고, 복수의 프로브 니들의 니들 팁을 거쳐서 피검사체에 전기 신호를 공급하는 것에 의해 피검사체를 검사하는 검사 장치에 있어서의 프로브 니들의 니들 팁 위치 조정 방법에 있어서, 검사 장치가 제 1 촬영 공정, 기억 공정, 검출 공정, 제 1 특정 공정, 이동 공정, 제 2 촬영 공정, 제 2 특정 공정, 조정 공정을 실행한다. 제 1 촬영 공정에서는, 검사 장치는 각각의 프로브 니들의 높이방향을 따라서 카메라를 이동시키고, 이동한 카메라의 각 위치에 있어서 카메라에, 제 1 범위 내의 복수의 프로브 니들의 니들 팁이 1개의 화상 내에 찍히도록 복수의 프로브 니들의 니들 팁을 촬영하게 한다. 기억 공정에서는, 검사 장치는 카메라에 의해 촬영된 화상을, 카메라의 포커스가 맞는 면의 위치 정보에 대응지어 기억부에 기억시킨다. 검출 공정에서는, 검사 장치는 프로브 니들마다, 기억부에 기억된 각각의 화상에 근거하여, 프로브 니들의 니들 팁에 포커스가 맞는 화상을 검출한다. 제 1 특정 공정에서는, 검사 장치는 프로브 니들마다, 검출 공정에서 검출된 화상 내에 있어서의 포커스가 맞는 프로브 니들의 니들 팁의 위치에 근거하여, 복수의 프로브 니들의 배열방향에 있어서의 프로브 니들의 니들 팁의 위치를 특정한다. 이동 공정에서는, 검사 장치는 프로브 니들마다, 검출 공정에서 포커스가 맞으면 검출된 프로브 니들의 니들 팁의 화상에 대응지어진 위치 정보에서 나타나는 프로브 니들의 높이방향에 있어서의 위치에 있어서, 제 1 특정 공정에서 특정된 프로브 니들의 니들 팁의 위치를 촬영 가능한 위치에 카메라를 이동시킨다. 제 2 촬영 공정에서는, 검사 장치는 프로브 니들마다, 이동 공정에 의해 이동된 위치에 있어서, 제 1 범위보다 좁은 제 2 범위를 카메라에 촬영하게 한다. 제 2 특정 공정에서는, 검사 장치는 프로브 니들마다, 제 2 촬영 공정에서 촬영된 화상 내에 있어서의 프로브 니들의 니들 팁의 위치에 근거하여, 복수의 프로브 니들의 배열방향에 있어서의 프로브 니들의 니들 팁의 위치를 추가로 특정한다. 조정 공정에서는, 검사 장치는 제 2 특정 공정에서 특정된 각각의 프로브 니들의 니들 팁의 위치에 근거하여, 각각의 프로브 니들의 니들 팁의 위치를 조정한다.
또한, 개시하는 검사 장치는 1개의 실시형태에 있어서, 피검사체에 마련된 복수의 패드의 각각에 프로브 니들의 니들 팁을 접촉시키고, 복수의 프로브 니들의 니들 팁을 거쳐서 피검사체에 전기 신호를 공급하는 것에 의해 피검사체를 검사하는 검사 장치에 있어서, 카메라, 이동부, 촬영 제어부, 기억부, 검출부, 특정부, 조정부를 구비한다. 이동부는 각각의 프로브 니들의 높이방향을 따라서 카메라를 이동시킨다. 촬영 제어부는, 이동부에 의해 이동한 카메라의 각 위치에 있어서 카메라에, 1개의 화상 내에 복수의 프로브 니들의 니들 팁이 찍히도록 복수의 프로브 니들의 니들 팁을 촬영하게 한다. 기억부는 카메라에 의해 촬영된 화상을, 카메라의 포커스가 맞는 면의 위치 정보에 대응지어 기억한다. 검출부는, 프로브 니들마다, 기억부에 기억된 각각의 화상에 근거하여, 니들 팁에 포커스가 맞는 화상을 검출한다. 특정부는 프로브 니들마다, 검출부에 의해 검출된 화상 내에 있어서의 포커스가 맞는 프로브 니들의 니들 팁의 위치에 근거하여, 복수의 프로브 니들의 배열방향에 있어서의 각각의 프로브 니들의 니들 팁의 위치를 특정한다. 조정부는, 특정부에 의해 특정된 각각의 프로브 니들의 니들 팁의 위치에 근거하여, 각각의 프로브 니들의 니들 팁의 위치를 조정한다.
이하에, 개시하는 프로브 니들의 니들 팁 위치 조정 방법 및 검사 장치의 실시형태에 대해서, 도면에 근거하여 상세하게 설명한다. 또한, 본 실시형태에 의해, 개시되는 프로브 니들의 니들 팁 위치 조정 방법 및 검사 장치가 한정되는 것은 아니다.
실시예 1
[검사 장치(10)의 구성]
도 1은 검사 장치(10)의 일 예를 도시하는 요부 단면도이다. 본 실시예에 있어서의 검사 장치(10)는, 검사 장치 본체(20) 및 제어 장치(50)를 갖는다. 검사 장치 본체(20)는, 중공의 하우징(21)을 가지며, 하우징(21) 내의 대략 중앙에는, 탑재대(25)를 상하방향(도 1에 도시한 z축방향) 및 횡방향(도 1에 도시한 x축 및 y축과 평행한 xy 평면 내의 방향)으로 이동시키는 이동 기구(23)가 마련되어 있다. 탑재대(25)의 상면에는, 피검사체의 일 예인 반도체 웨이퍼(W)가 탑재되고, 탑재대(25)는, 상면에 탑재된 반도체 웨이퍼(W)를 진공 척 등에 의해 탑재대(25)의 상면에 흡착 보지한다. 탑재대(25)의 측면에는 카메라(27)가 장착되어 있다. 카메라(27)는, 촬영방향이 상방을 향하도록 탑재대(25)의 측면에 장착되어 있다.
이동 기구(23)에 의해 탑재대(25)가 이동하는 것에 의해, 탑재대(25)의 측면에 장착된 카메라(27)도 이동한다. 이동 기구(23)는 제어 장치(50)에 의해 제어되며, 이동 기구(23)의 이동량은 제어 장치(50)에 의해 관리된다. 따라서, 탑재대(25) 및 카메라(27)의 하우징(21) 내에 있어서의 위치의 x좌표, y좌표 및 z좌표는 제어 장치(50)에 의해 관리되고 있다.
하우징(21)은, 상부에 대략 원형형상의 개구부를 갖고 있으며, 상기 개구부에는 테스트 헤드(30)가 마련되어 있다. 테스트 헤드(30)는, 개구부의 주연을 따라서 마련된 프레임(22)에 고정되어 있다. 테스트 헤드(30) 내에 있어서, 프레임(22)의 위치에는, 복수의 경사 조정부(32)가 마련되어 있다. 각각의 경사 조정부(32)는, 프레임(22)을 따라서 개구부의 주변에 소정 간격으로 배치되어 있다. 본 실시예에 있어서, 경사 조정부(32)는 프레임(22)을 따라서 개구부의 주변에 소정 간격으로 예를 들면, 3개 마련되어 있다. 또한, 각각의 경사 조정부(32)는 프레임(22)의 하방에 있어서, 샤프트(33)를 거쳐서 대략 원통형상의 홀더(34)를 상방으로부터 보지한다.
홀더(34)는 그 하부에 있어서, 복수의 프로브 니들(38)이 마련된 프로브 카드(36)를 착탈 가능하게 보지한다. 프로브 카드(36)에 마련된 각각의 프로브 니들(38)은 니들 팁이 하방을 향하도록 프로브 카드(36)에 마련되어 있다. 도 1에 예시되어 있는 프로브 카드(36)에는, 외팔보 비임 타입의 프로브 니들(38)이 도시되어 있지만, 프로브 카드(36)에는, 수직 니들 타입의 프로브 니들(38)이 마련되어 있어도 좋으며, 외팔보 비임 타입의 프로브 니들(38)과 수직 니들 타입의 프로브 니들(38)이 양쪽에 마련되어 있어도 좋다.
또한, 각각의 프로브 니들(38)은, 탑재대(25)에 탑재된 반도체 웨이퍼(W)가 검사시의 위치로 이동한 경우에, 프로브 니들(38)의 니들 팁이 반도체 웨이퍼(W)에 마련된 테스트 패드에 접촉하는 위치가 되도록 프로브 카드(36)에 배치되어 있다. 각각의 프로브 니들(38)은, 프로브 카드(36)에 마련된 배선에 접속되어 있으며, 프로브 카드(36)에 마련된 각각의 배선은, 홀더(34)에 마련된 배선을 거쳐서 테스트 헤드(30)에 접속되어 있다. 테스트 헤드(30)에는, 외부 테스터(31)가 접속되어 있다.
여기에서, 프로브 카드(36)는 홀더(34)에 장착될 때의 장착 오차 등에 의해, 각각의 프로브 니들(38)의 니들 팁의 위치가, 전체적으로 반도체 웨이퍼(W)에 마련된 테스트 패드에 대응하는 위치로부터 벗어난 위치가 되는 경우가 있다. 예를 들면, 프로브 카드(36)가 횡방향으로 벗어나 장착되어 있는 경우에는, 전체 프로브 니들(38)의 니들 팁의 위치가 횡방향으로 일정량 벗어난다. 또한, 프로브 카드(36)가 z축에 대하여 경사져서 장착되어 있는 경우에는, z축방향에 있어서의 프로브 니들(38)의 니들 팁의 위치의 차이가 커진다.
프로브 니들(38)의 니들 팁의 위치가 횡방향으로 크게 벗어나면, 각 프로브 니들(38)의 니들 팁이 대응하는 테스트 패드에 접촉하지 않게 된다. 또한, z축방향에 있어서의 프로브 니들(38)의 니들 팁의 위치의 차이가 너무 크면, 전체 프로브 니들(38)의 니들 팁이 테스트 패드에 접촉한 경우, 니들 팁이 가장 하방에 있는 프로브 니들(38)의 탄성 변형이 커져, 접히거나 변형되는 경우가 있다. 그 때문에, 본 실시예에서는, 검사 개시 전에 카메라(27)를 이용하여 각 프로브 니들(38)의 위치가 검출되고, 프로브 니들(38)마다, 프로브 니들(38)의 니들 팁의 위치와 테스트 패드의 위치의 오차가 산출되고, 산출된 오차에 근거하여, 프로브 니들(38)의 위치 및 반도체 웨이퍼(W)의 위치가 조정된다.
각각의 경사 조정부(32)는, 프레임(22)의 하면과, 홀더(34)의 상면 사이에 소정의 간극이 두어지도록 홀더(34)를 보지한다. 그리고, 각각의 경사 조정부(32)는 제어 장치(50)로부터의 지시에 따라서 개별적으로 샤프트(33)를 상하시키는 것에 의해, 프레임(22)의 하면과 홀더(34)의 상면 사이의 간격을 제어한다. 이에 의해, xy 평면에 대한 홀더(34)의 경사가 제어되고, 홀더(34)에 의해 보지되어 있는 프로브 카드(36)의 면의 xy 평면에 대한 경사가 제어된다. 프로브 카드(36)의 경사가 제어되는 것에 의해, 프로브 카드(36)에 마련된 복수의 프로브 니들(38)의 니들 팁의 상하방향, 즉, 프로브 니들(38)의 z축방향에 있어서의 니들 팁의 위치를 조정할 수 있다.
이와 같이 구성된 검사 장치 본체(20)에 있어서, 탑재대(25) 상에 탑재된 반도체 웨이퍼(W)의 검사가 실행되는 경우, 우선 제어 장치(50)는, 카메라(27)가 프로브 니들(38)의 하방에 위치하도록 이동 기구(23)를 제어한다. 그리고, 제어 장치(50)는 이동 기구(23)를 제어하여 카메라(27)를 프로브 니들(38)에 근접시키면서 카메라(27)에 프로브 니들(38)을 촬영하게 한다. 그리고, 제어 장치(50)는 카메라(27)에 의해 촬영된 화상에 근거하여, 각 프로브 니들(38)의 니들 팁의 횡방향 및 상하방향에 있어서의 위치를 측정한다.
그리고, 제어 장치(50)는 각 프로브 니들(38)의 니들 팁의 상하방향의 위치의 편차를 보정하도록, 각 경사 조정부(32)를 제어한다. 또한, 각 프로브 니들(38)의 니들 팁의 횡방향의 위치의 편차에 대해서는, 제어 장치(50)는 이동 기구(23)를 제어하는 것에 의해, 탑재대(25)의 횡방향의 위치를 미조정한다.
그리고, 제어 장치(50)는 이동 기구(23)를 제어하는 것에 의해, 반도체 웨이퍼(W)가 탑재된 탑재대(25)를 상승시켜, 반도체 웨이퍼(W) 상의 각 테스트 패드와 프로브 니들(38)을 소정의 오버드라이브량으로 접촉시킨다. 오버드라이브량이란, 반도체 웨이퍼(W)가 탑재된 탑재대(25)를 상승시켜, 반도체 웨이퍼(W) 상의 테스트 패드와 각 프로브 니들(38)의 니들 팁을 접촉시킨 후, 추가로 탑재대(25)를 상승시켰을 때의 상승량이다. 그리고, 제어 장치(50)는 외부 테스터(31)를 제어하여, 소정의 전기 신호를 테스트 헤드(30)로 출력시킨다. 테스트 헤드(30)는, 외부 테스터(31)로부터 출력된 전기 신호를 홀더(34) 내의 각각의 배선을 거쳐서 프로브 카드(36)로 출력한다. 프로브 카드(36)로 출력된 전기 신호는, 프로브 카드(36) 내의 배선을 거쳐서, 각각의 프로브 니들(38)에 공급되고, 프로브 니들(38)을 거쳐서 반도체 웨이퍼(W)의 테스트 패드로 출력된다.
또한, 반도체 웨이퍼(W) 상의 테스트 패드로부터 출력된 전기 신호는, 프로브 니들(38)로 출력된다. 프로브 니들(38)로 출력된 전기 신호는, 프로브 카드(36) 내의 배선 및 홀더(34) 내의 배선을 거쳐서, 테스트 헤드(30)로 출력된다. 테스트 헤드(30)로 출력된 전기 신호는, 외부 테스터(31)로 출력된다. 외부 테스터(31)는, 테스트 헤드(30)로 출력한 전기 신호와, 테스트 헤드(30)로부터 출력된 전기 신호에 근거하여, 반도체 웨이퍼(W)의 전기 특성을 평가하여, 평가 결과를 제어 장치(50)로 출력한다.
또한, 프로브 니들(38)에 파손이나 변형 등의 결점이 발생하고 있는 경우에는, 각 경사 조정부(32)에 의한 경사의 조정이나, 이동 기구(23)에 의한 횡방향에 있어서의 위치의 미조정을 실행했다고 하여도, 올바르게 검사를 실행하는 것이 어렵다. 그 때문에, 카메라(27)에 의해 촬영된 화상에 근거하여, 각 프로브 니들(38)의 니들 팁의 파손이나 변형 등이 검출된 경우에는, 제어 장치(50)는 디스플레이 등을 거쳐서 오퍼레이터에 에러를 통지하여, 프로브 카드(36)의 유지보수나 교환을 촉구한다.
[제어 장치(50)]
도 2는 제어 장치(50)의 일 예를 도시하는 블록도이다. 제어 장치(50)는 예를 들면 도 2에 도시하는 바와 같이, 촬영 제어부(51), 기억부(52), 검출부(53), 특정부(54), 조정부(55) 및 검사 실행부(56)를 구비한다.
촬영 제어부(51)는 이동 기구(23)를 제어하여, 카메라(27)가 프로브 니들(38)의 하방에 위치하도록 탑재대(25)를 이동시킨다. 그리고, 촬영 제어부(51)는 이동 기구(23)를 제어하여, 탑재대(25)를 상승시킨다. 이에 의해, 카메라(27)는 탑재대(25)와 함께 상승하고, 각각의 프로브 니들(38)의 높이방향, 즉, 도 1의 z축방향을 따라서 이동한다. 그리고, 촬영 제어부(51)는 이동한 카메라(27)의 각 위치에 있어서 카메라(27)에, 1개의 화상 내에 복수의 프로브 니들(38)의 니들 팁이 찍히도록 복수의 프로브 니들(38)의 니들 팁을 촬영하게 한다.
그리고, 촬영 제어부(51)는, 카메라(27)에 의해 촬영된 화상을, 포커스가 맞는 면의 z좌표에 대응지어 기억부(52)에 기억시킨다. 본 실시예에 있어서, 촬영 제어부(51)에는, 카메라(27)의 렌즈로부터 포커스가 맞는 면까지의 피사체 거리가 미리 설정되어 있으며, 촬영 제어부(51)는, 각 화상에 있어서, 피사체 거리와, 상기 화상이 촬영되었을 때의 카메라(27)의 렌즈의 위치의 좌표에 근거하여, 포커스가 맞는 면의 z좌표를 특정한다.
도 3은 카메라(27)의 이동방향과 포커스가 맞는 면의 위치의 관계의 일 예를 설명하는 도면이다. 촬영 제어부(51)는 이동 기구(23)를 제어하는 것에 의해, 도 3의 화살표에 나타내는 바와 같이, 프로브 니들(38)의 하방으로부터 상승하도록 카메라(27)를 이동시킨다. 그리고, 촬영 제어부(51)는, 이동한 카메라(27)의 각 위치에 있어서, 카메라(27)에, 1개의 화상 내에 복수의 프로브 니들(38)의 니들 팁이 찍히도록 복수의 프로브 니들(38)의 니들 팁을 촬영하게 한다. 도 3의 예에서는, 카메라(27)에 의해 촬영된 1개의 화상 내에, 3개의 프로브 니들(38-1 내지 38-3)의 니들 팁이 찍힌다. 카메라(27)가 상승하는 것에 의해, 카메라(27)의 포커스가 맞는 면의 z좌표는, 예를 들면 도 3에 도시하는 바와 같이, 도면부호(Z1)로부터 도면부호(Z11)로 변화한다.
또한, 이하에서는, 카메라(27)의 포커스가 맞는 면의 z좌표인 Zn(n은 1~11의 정수)이 대응지어진 화상을 화상(Zn)이라 기재한다. 도 3의 예에서는, 화상(Z4)에 있어서 프로브 니들(38-1)의 니들 팁에 포커스가 맞고, 화상(Z6)에 있어서 프로브 니들(38-2)의 니들 팁에 포커스가 맞으며, 화상(Z8)에 있어서 프로브 니들(38-3)의 니들 팁에 포커스가 맞는다. 또한, 카메라(27)는 피사계 심도가 짧은(얕은) 카메라인 것이 바람직하다. 이에 의해, 촬영방향에 있어서, 포커스가 맞는 거리의 범위가 보다 좁아져, 각 프로브 니들(38)의 니들 팁의 z축방향에 있어서의 위치의 차이를 정밀도 양호하게 검출할 수 있다.
기억부(52)는 카메라(27)에 의해 촬영된 각각의 화상을, 카메라(27)의 포커스가 맞는 면의 위치 정보에 대응지어 기억한다. 위치 정보란, 예를 들면 카메라(27)의 포커스가 맞는 면의 z좌표이다.
검출부(53)는 기억부(52)를 참조하여, 카메라(27)의 각 위치에 있어서 카메라(27)에 의해 촬영된 화상에 근거하여, 프로브 니들(38)의 니들 팁에 포커스가 맞는 화상을 검출한다. 구체적으로는, 검출부(53)는 화상마다, 화상 내에 찍히는 화소를 그루핑한다. z좌표가 인접하는 화상 간에서, 소정 비율 이상의 영역이 중첩되어 있는 그룹은 동일한 그룹으로 판정된다. 그리고, 검출부(53)는 그룹마다, 포커스가 맞는 정도를 나타내는 지표의 값을 산출한다. 그리고, 검출부(53)는 그룹마다 산출된 지표의 값에 근거하여, 프로브 니들(38)의 니들 팁에 포커스가 맞는 화상을 검출한다.
여기에서, 다시 도 3을 참조한다. 카메라(27)는 프로브 니들(38)의 하방으로부터 상승하면서 복수의 프로브 니들(38)을 촬영하기 때문에, 우선, 화상(Z1)으로부터 순차 촬영된다. 화상(Z3)은 예를 들면 도 4와 같이 된다. 도 4 내지 도 7은 카메라(27)에 의해 촬영된 화상의 일 예를 도시하는 도면이다. 검출부(53)는, 카메라(27)에 의해 촬영된 화상 내의 각 화소의 휘도 등의 화소값에 근거하여, 상기 화상 내의 화소를 그루핑한다. 도 4의 예에서는, 프로브 니들(38-1)의 니들 팁에 대응하는 화소가 그룹(41-1)으로 그루핑되고, 프로브 니들(38-2)의 니들 팁에 대응하는 화소가 그룹(41-2)으로 그루핑되고, 프로브 니들(38-3)의 니들 팁에 대응하는 화소가 그룹(41-3)으로 그루핑된다. 또한, 이하에서는, 프로브 니들(38-1 내지 38-3)의 각각을 구별하는 일이 없이 총칭하는 경우에 간단히 프로브 니들(38)이라 기재하고, 그룹(41-1 내지 41-3)의 각각을 구별하는 일이 없이 총칭하는 경우에 간단히 그룹(41)이라 기재한다.
도 4에 예시한 화상(Z3)에서는, 어느 프로브 니들(38)의 니들 팁에도 포커스가 맞지 않기 때문에, 전체 그룹(41)은 희미하고, 전체 그룹(41)의 크기는, 프로브 니들(38)의 니들 팁에 포커스가 맞는 경우의 그룹(41)의 크기보다 크게 되어 있다.
또한, 화상(Z4)을 도시하면, 예를 들면 도 5와 같이 된다. 도 5에 예시한 화상(Z4) 내에는, 프로브 니들(38-1)의 니들 팁에 대응하는 그룹(41-1)과, 프로브 니들(38-2)의 니들 팁에 대응하는 그룹(41-2)과, 프로브 니들(38-3)의 니들 팁에 대응하는 그룹(41-3)이 포함되어 있다. 화상(Z4)에서는, 프로브 니들(38-1)의 니들 팁에 포커스가 맞기 때문에, 프로브 니들(38-1)에 대응하는 그룹(41-1)의 크기는, 포커스가 맞지 않는 경우의 그룹(41-1)의 크기보다 작게 되어 있다. 복수의 화상 간에 있어서 동일한 그룹(41)에 주목한 경우, 프로브 니들(38-1)의 니들 팁에 포커스가 맞는 화상에서는, 그룹(41)의 크기는 최소가 된다.
또한, 화상(Z5)을 도시하면, 예를 들면 도 6과 같이 된다. 도 6에 예시한 화상(Z5)에서는, 어느 프로브 니들(38)에도 포커스가 맞지 않기 때문에, 전체 그룹(41)은 희미하다. 또한, 화상(Z6)을 도시하면, 예를 들면 도 7과 같이 된다. 도 7에 예시한 화상(Z6)에서는, 프로브 니들(38-2)의 니들 팁에 포커스가 맞으므로, 프로브 니들(38-2)에 대응하는 그룹(41-2)의 크기는 최소가 된다. 그러나, 다른 프로브 니들(38)에 대응하는 그룹(41)은, 니들 팁에 포커스가 맞는 경우의 프로브 니들(38)에 대응하는 그룹(41)의 크기보다 크다.
도 2로 되돌아와 설명을 계속한다. 특정부(54)는, 그룹마다, 검출부(53)에 의해 검출된 화상에 근거하여, 상기 그룹에 대응하는 프로브 니들(38)의 니들 팁의 위치를 특정한다. 구체적으로는, 특정부(54)는 검출부(53)에 의해 검출된 화상 내에 있어서의 포커스가 맞는 그룹의 위치에 근거하여, xy 평면 내에 있어서의 상기 그룹에 대응하는 프로브 니들(38)의 니들 팁의 위치를 특정한다. 또한, 특정부(54)는, 그룹마다, 검출부(53)에 의해 검출된 화상에 대응지어지는 z좌표를, 상기 그룹에 대응하는 프로브 니들(38)의 니들 팁의 z좌표로서 특정한다. 이에 의해, 특정부(54)는, 화상 내에 찍히는 프로브 니들(38)의 니들 팁마다, 상기 니들 팁의 3차원 공간 내의 위치의 x좌표, y좌표, 및 z좌표를 특정할 수 있다. 그리고, 특정부(54)는 그룹마다, 특정된 프로브 니들(38)의 니들 팁의 위치의 정보를 조정부(55)로 출력한다.
조정부(55)는 특정부(54)로부터 출력된 프로브 니들(38)의 니들 팁의 위치의 정보에 근거하여, 각각의 프로브 니들(38)의 니들 팁의 위치를 조정한다. 구체적으로는, 조정부(55)는 특정부(54)로부터 출력된 프로브 니들(38)의 니들 팁마다의 위치의 정보에 근거하여, 경사 조정부(32)마다, 각각의 니들 팁의 z좌표의 차이를 작게 하기 위한 조정량을 산출한다. 그리고, 조정부(55)는 경사 조정부(32) 마다 산출된 조정량에 근거하여, 각각의 경사 조정부(32)를 제어한다. 이에 의해, 각 프로브 니들(38)의 니들 팁의 z방향에 있어서의 위치의 차이를 작게 할 수 있다. 또한, 각 프로브 니들(38)의 니들 팁의 z좌표의 편차도 인식할 수 있기 때문에, 프로브 카드(36)의 경사를 조정하지 않아도, 필요한 오버드라이브량을 산출할 수 있어서, 각 프로브 니들(38)의 니들 팁과 반도체 웨이퍼(W) 상의 테스트 패드를 적절한 압력으로 접촉시킬 수 있다.
또한, 조정부(55)는, 특정부(54)로부터 출력된 그룹마다의 위치의 정보에 근거하여, 각각의 그룹에 대응하는 프로브 니들(38)의 니들 팁과, 각 프로브 니들(38)의 니들 팁에 접촉하는 반도체 웨이퍼(W) 상의 테스트 패드의 xy 평면 내에 있어서의 위치의 오차를 산출한다. 그리고, 조정부(55)는 산출된 xy 평면 내에 있어서의 위치의 오차를 검사 실행부(56)로 출력한다.
검사 실행부(56)는 이동 기구(23)를 제어하는 것에 의해, 반도체 웨이퍼(W)가 탑재된 탑재대(25)를 프로브 니들(38)의 하방으로 이동시켜, 반도체 웨이퍼(W) 상의 테스트 패드와 프로브 니들(38)의 니들 팁이 접촉하도록 탑재대(25)를 상승시킨다. 그리고, 외부 테스터(31)에 검사 개시를 지시하여, 반도체 웨이퍼(W)의 검사를 개시한다. 또한, 검사 실행부(56)는, 조정부(55)로부터 출력된 xy 평면 내에 있어서의 위치의 오차에 근거하여, 반도체 웨이퍼(W)의 검사시의 xy 평면 내에 있어서의 반도체 웨이퍼(W)의 위치를 오프셋시킨다. 이에 의해, 각 프로브 니들(38)의 니들 팁을, 대응하는 테스트 패드에 확실히 접촉시킬 수 있다.
또한, 프로브 니들(38) 내에는, 수직 니들 타입뿐만이 아니라 외팔보 비임 타입의 프로브 니들도 존재한다. 도 8은 외팔보 비임 타입의 프로브 니들(38-4)이 촬영될 때의 카메라(27)의 이동방향과 포커스가 맞는 면의 위치의 관계의 일 예를 설명하는 도면이다. 도 8의 예에서는 화상(Z3)에 있어서, 프로브 니들(38-4)의 니들 팁에 포커스가 맞지만, 화상(Z8 내지 Z11)에 있어서도, 프로브 니들(38-4)의 비임 부분에 포커스가 맞아버린다.
또한, 화상(Z3)을 도시하면, 예를 들면 도 9와 같이 된다. 도 9 내지 도 11은 카메라(27)에 의해 촬영된 화상의 일 예를 도시하는 도면이다. 도 9에 예시한 화상(Z3)에서는, 프로브 니들(38-4)의 니들 팁 및 비임 부분에 대응하는 화소의 그룹(41-4)이 특정된다. 그리고, 그룹(41-4) 내에 있어서, 니들 팁에 대응하는 영역(42)에 있어서 포커스가 맞는다.
한편, 화상(Z8)을 도시하면, 예를 들면 도 10과 같이 된다. 도 10에 예시한 화상(Z8)에서는, 프로브 니들(38-4)의 니들 팁 및 비임 부분에 대응하는 화소의 그룹(41-4) 중, 비임 부분의 일부에 대응하는 영역(42)에 포커스가 맞는다.
또한, 화상(Z9)을 도시하면, 예를 들면 도 11과 같이 된다. 도 11에 예시한 화상(Z9)에 있어서도, 프로브 니들(38-4)의 니들 팁 및 비임 부분에 대응하는 그룹(41-4) 중, 비임 부분의 일부에 대응하는 영역(42)에 포커스가 맞는다. 여기에서, 외팔보 비임 타입의 프로브 니들(38-4)에서는, 비임 부분에 포커스가 맞는 경우가 있지만, 카메라(27)의 z축방향에 있어서의 위치를 변경하면, 예를 들면 도 10 및 도 11에 도시하는 바와 같이, 화상 내에 있어서 포커스가 맞는 영역(42)이 이동한다. 한편, 프로브 니들(38)의 니들 팁 부분에 포커스가 맞는 경우, 화상 간에서 포커스가 맞는 영역은 이동하지 않거나, 이동했다고 하여도 그 이동량은 매우 적다.
도 9 내지 도 11에 도시한 바와 같이, 외팔보 비임 타입의 프로브 니들(38-4)에서는, 니들 팁 이외에도, 비임 부분에 포커스가 맞는 경우가 있어, 비임 부분이 니들 팁으로 오인식되는 경우가 있다. 이것을 회피하기 위해, 본 실시예의 검출부(53)는 연속하여 촬영된 화상을 비교하여, 포커스가 맞는 영역이 화상 간에서 이동하고 있는 경우, 니들 팁 이외의 물체에 포커스가 맞다고 판정하고, 니들 팁에 포커스가 맞는 후보가 되는 화상으로부터 제외한다. 이에 의해, 검출부(53)는 외팔보 비임 타입의 프로브 니들(38-4)이어도, 니들 팁에 포커스가 맞는 화상을 정밀도 양호하게 검출할 수 있다.
또한, 외팔보 비임 타입의 프로브 니들(38-4)이어도, 니들 팁은 비임 부분보다 z축방향에 있어서 하방에 위치한다. 그래서, 검출부(53)는 프로브 니들(38) 마다, 프로브 니들(38)의 니들 팁에 포커스가 맞는 화상이 복수 검출된 경우, 상기 복수의 화상 중에서, 프로브 니들(38)의 니들 팁으로부터 가장 먼 위치에서 촬영된 화상을, 프로브 니들(38)의 니들 팁에 포커스가 맞는 화상으로서 검출하여도 좋다. 이에 의해, 검출부(53)는, 외팔보 비임 타입의 프로브 니들(38-4)이어도, 니들 팁에 포커스가 맞는 화상을 정밀도 양호하게 검출할 수 있다.
여기에서, 프로브 니들(38)을 1개씩 촬영한 화상에 근거하여, 프로브 니들(38)의 위치를 측정하는 비교예에 대해서 설명한다. 비교예에서는, 하나 하나의 프로브 니들(38)에 대하여, z축방향에 있어서 카메라(27)의 위치를 변경하면서 프로브 니들(38)의 니들 팁이 촬영되어, 포커스가 맞는 화상이 특정된다. 그리고, 특정된 화상이 촬영된 z축방향의 위치를 베스트 포커스 위치로 하고, 카메라(27)가 베스트 포커스 위치로 이동된다. 그리고, 베스트 포커스 위치에 있어서, 재차 프로브 니들(38)이 촬영되고, 촬영된 화상 내의 니들 팁의 위치에 근거하여, 프로브 니들(38)의 니들 팁의 위치가 특정된다.
이와 같이, 비교예에서는 프로브 니들의 니들 팁의 위치를 프로브 니들마다, 인식하고 있었기 때문에, 1개당의 인식 시간을 T초로 하면 n개의 프로브 니들의 니들 팁 위치 인식 시간은 nT초 걸리게 된다. 이에 대하여, 본 실시예에서는 n개의 프로브 니들의 니들 팁 위치 인식을 동시에 일괄하여 실행할 수 있기 때문에, 대체로 T초로 프로브 니들의 니들 팁의 위치를 인식할 수 있다. 따라서, 본 실시예에서는, 니들 팁 위치의 인식 시간을 비교예의 약 1/n으로 단축할 수 있다.
실시예 2
실시예 1에서는, z축방향에 있어서의 카메라(27)의 위치를 변경하면서 촬영된 복수의 화상의 각각을 비교하여, 포커스가 맞는 화상을 이용해, 프로브 니들(38)의 니들 팁의 위치가 특정되었다. 이에 대하여, 본 실시예에서는, z축방향에 있어서의 카메라(27)의 위치를 변경하면서 촬영된 복수의 화상 중에서, 상기 복수의 화상보다 적은 수의 화상에 대해 비교를 실행하고, 화상의 변위의 경향으로부터 z좌표가 추정된다. 그리고, 추정된 z좌표에 가장 가까운 z좌표에 대응지어진 화상을 이용하여, 프로브 니들(38)의 니들 팁의 위치가 특정된다. 이에 의해, 카메라(27)에 의해 촬영된 전체 화상에 대해서 비교를 실행하는 경우에 비해, 연산량을 삭감할 수 있어서, 각각의 프로브 니들(38)의 니들 팁의 위치를 보다 신속히 특정할 수 있다.
다음에, 본 실시예에 있어서의 z위치의 구체적인 추정 방법의 일 예에 대해서 설명한다. 우선, 검출부(53)는 카메라(27)에 의해 촬영된 Zmax개의 화상 중의 일부의 화상, 예를 들면, 홀수번째의 화상을 선택하고, 선택된 각각의 화상 내의 화소를 그루핑한다. 또한, 검출부(53)는 Zmax개의 화상보다 적은 수의 화상을 이용하여, 각각의 화상 내의 화소를 그루핑하면, 예를 들면, 짝수번째의 화상이나 k(k는 2이상의 정수)마다 상이한 번호의 화상을 이용하여, 각각의 화상 내의 화소를 그루핑하여도 좋다.
다음에, 검출부(53)는 프로브 니들의 니들 팁이 촬영된 화상 내에 찍히는 니들 팁의 영역을 참조하여, 니들 팁의 영역이 제일 작은 화상(화상 번호: In) 및 그 다음에 니들 팁의 영역이 작은 화상(화상 번호: In+1)을 선택한다. 그리고, 검출부(53)는, 각각의 화상에 찍히는 니들 팁의 영역의 크기(예를 들면 영역의 직경: φn 및 φn+1)를 각각 산출한다. 포커스가 맞는 z위치는, 화상 번호 In에 관련지어지는 z좌표와 화상 번호 In+1에 관련지어지는 z좌표 사이에 있다고 고려할 수 있다. 그 때문에, 검출부(53)는 영역의 변위의 경향에 근거하여, 화상 번호 In에 관련지어진 z좌표와 화상 번호 In+1에 관련지어진 z좌표 사이의 좌표를, 포커스가 맞는 z좌표라고 추정한다. 구체적으로는, 검출부(53)는 화상 번호 In에 관련지어진 z좌표로부터, z축방향으로 φn/(φn＋φn+1)만큼 멀어진 좌표를 포커스가 맞는 z좌표라고 추정한다.
실시예 3
실시예 1에서는, 복수의 프로브 니들(38)의 니들 팁이 1매의 화상에 찍히도록 촬영한 복수의 화상을 이용하여, 각각의 프로브 니들(38)의 니들 팁의 위치가 특정되었다. 이에 대하여, 본 실시예 3에서는, 제 1 범위 내의 복수의 프로브 니들(38)의 니들 팁이 1매의 화상에 찍히도록 촬영된 화상을 이용하여, 각각의 프로브 니들(38)의 니들 팁의 위치를 특정한다. 그리고, 각각의 프로브 니들(38)의 니들 팁에 대해서, 니들 팁을 촬영 가능한 위치로 카메라(27)를 이동시켜, 제 1 범위보다 좁은 제 2 범위에서 더욱 프로브 니들(38)의 니들 팁을 카메라(27)로 촬영하고, 촬영된 화상에 근거하여, 프로브 니들(38)의 니들 팁의 위치를 더욱 상세하게 특정한다. 이에 의해, 각각의 프로브 니들(38)의 니들 팁의 위치를 더욱 정밀도 양호하게 특정할 수 있다.
구체적으로는, 촬영 제어부(51)는 제 1 범위 내의 복수의 프로브 니들(38)의 니들 팁이 1개의 화상 내에 찍히도록, 카메라(27)에 복수의 프로브 니들(38)의 니들 팁을 촬영하게 한다. 검출부(53)는, 각각의 화상 내에서 특정된 그룹마다 포커스가 맞는 화상을 검출한다. 그리고, 특정부(54)는 그룹마다, 검출부(53)에 의해 검출된 화상에 근거하여, 그룹의 위치의 x좌표, y좌표, 및 z좌표를 그룹에 대응하는 프로브 니들(38)의 니들 팁의 위치의 x좌표, y좌표 및 z좌표로서 각각 특정한다. 특정부(54)는 그룹마다, 검출부(53)에 의해 검출된 화상에 있어서, 그룹의 영역의 예를 들면 중심 위치의 x좌표, y좌표, 및 z좌표를 그룹에 대응하는 프로브 니들(38)의 니들 팁의 위치의 x좌표, y좌표, 및 z좌표로서 각각 특정한다.
특정부(54)는 이동 기구(23)를 제어하는 것에 의해, 특정된 위치를 촬영 가능한 위치로 카메라(27)를 이동시킨다. 이 때, 특정부(54)는 검출부(53)에 의해 검출된 화상이 촬영되었을 때의 z축방향에 있어서의 카메라(27)의 위치에 있어서, 특정된 위치를 포함하는 범위를 촬영 가능한 위치로 카메라(27)를 이동시킨다.
그리고, 특정부(54)는, 이동이 완료된 카메라(27)의 위치에서, 카메라(27)에, 프로브 니들(38)의 니들 팁을 촬영하게 한다. 이 때, 특정부(54)는, 카메라(27)에, 제 1 범위보다 좁은 제 2 범위를 촬영하게 한다. 즉, 특정부(54)는, 카메라(27)에, 제 1 범위보다 좁은 제 2 범위를 확대하여 촬영하게 한다.
그리고, 특정부(54)는, 카메라(27)에 의해 촬영된 화상에 근거하여, 화상 내에 찍히는 그룹에 대응하는 프로브 니들(38)의 니들 팁의 위치의 x좌표 및 y좌표를 추가로 특정한다.
이상 설명한 바와 같이, 본 실시예에서는, 제 1 범위 내의 복수의 프로브 니들(38)의 니들 팁이 1매의 화상에 찍히도록 촬영된 화상을 이용하여, 각각의 프로브 니들(38)의 니들 팁의 위치가 특정된다. 그리고, 각각의 프로브 니들(38)의 니들 팁에 대하여, 니들 팁을 촬영 가능한 위치로 카메라(27)가 더 이동되고, 제 1 범위보다 좁은 제 2 범위에서 프로브 니들(38)의 니들 팁이 촬영되고, 촬영된 화상에 근거하여, 프로브 니들(38)의 니들 팁의 위치가 더욱 상세하게 특정된다.
[하드웨어]
또한, 상기한 실시예 1 내지 3에 나타낸 제어 장치(50)는, 예를 들면 도 12에 도시하는 하드웨어에 의해 실현된다. 도 12는 제어 장치(50)의 하드웨어의 일 예를 도시하는 도면이다. 제어 장치(50)는 CPU(Central Processing Unit)(500), RAM(Random Access Memory)(501), ROM(Read Only Memory)(502), 보조 기억 장치(503), 통신 인터페이스(I/F)(504), 입출력 인터페이스(I/F)(505) 및 미디어 인터페이스(I/F)(506)를 구비한다.
CPU(500)는, ROM(502) 또는 보조 기억 장치(503)에 격납된 프로그램에 근거하여 동작하며, 각 부(部)의 제어를 실행한다. ROM(502)은 제어 장치(50)의 기동시에 CPU(500)에 의해 실행되는 부팅 프로그램이나, 제어 장치(50)의 하드웨어에 의존하는 프로그램 등을 격납한다.
보조 기억 장치(503)는, 예를 들면 HDD(Hard Disk Drive) 또는 SSD(Solid State Drive) 등이며, CPU(500)에 의해 실행되는 프로그램 및 상기 프로그램에 의해 사용되는 데이터 등을 격납한다. CPU(500)는, 상기 프로그램을 보조 기억 장치(503)로부터 판독하여 RAM(501) 상에 로드하고, 로드한 프로그램을 실행한다.
통신 I/F(504)는, LAN(Local Area Network) 등의 통신 회선을 거쳐서 검사 장치 본체(20)와의 사이에서 통신을 실행한다. 통신 I/F(504)는, 통신 회선을 거쳐서 검사 장치 본체(20)로부터 데이터를 수신하여 CPU(500)로 보내고, CPU(500)가 생성한 데이터를 통신 회선을 거쳐서 검사 장치 본체(20)로 송신한다.
CPU(500)는 입출력 I/F(505)를 거쳐서, 키보드 등의 입력 장치 및 디스플레이 등의 출력 장치를 제어한다. CPU(500)는 입출력 I/F(505)를 거쳐서, 입력 장치로부터 입력된 신호를 취득하고 CPU(500)로 보낸다. 또한, CPU(500)는 생성한 데이터를 입출력 I/F(505)를 거쳐서 출력 장치로 출력한다.
미디어 I/F(506)는, 기록 매체(507)에 격납된 프로그램 또는 데이터를 판독하고, 보조 기억 장치(503)에 격납한다. 기록 매체(507)는, 예를 들면 DVD(Digital Versatile Disc), PD(Phase change rewritable Disk) 등의 광학 기록 매체, MO(Magneto-Optical disk) 등의 광자기 기록 매체, 테이프 매체, 자기 기록 매체, 또는 반도체 메모리 등이다.
제어 장치(50)의 CPU(500)는, RAM(501) 상에 로드된 프로그램을 실행하는 것에 의해, 촬영 제어부(51), 검출부(53), 특정부(54), 조정부(55) 및 검사 실행부(56)의 각 기능을 실현한다. 또한, RAM(501) 또는 보조 기억 장치(503)에는, 기억부(52) 내의 데이터가 격납된다.
제어 장치(50)의 CPU(500)는, RAM(501) 상에 로드되는 프로그램을 기록 매체(507)로부터 판독되고, 보조 기억 장치(503)에 격납하지만, 다른 예로서, 다른 장치로부터 통신 회선을 거쳐서 프로그램을 취득하고 보조 기억 장치(503)에 격납하여도 좋다.
또한, 본 발명은 상기한 각 실시예에 한정되는 것이 아니며, 그 요지의 범위 내에서 여러가지의 변형이 가능하다.
예를 들면, 제 1 변형예로서, 제어 장치(50)는 특정부(54)에서 특정되고, 조정부(55)로 출력되는 니들 팁 위치의 정보를, 기억부(52)나 제어 장치(50)의 외부에 마련된 외부 기억 매체로 출력하는 출력부를 가져도 좋다. 출력부로부터 출력된 니들 팁 위치의 정보는, 예를 들면 니들 팁 위치의 경시적인 변화를 검출하기 위한 로그 파일로서 이용된다. 본 발명에 있어서는, 프로브 니들 팁의 검출의 검출에 필요로 하는 시간을 대폭 단축할 수 있기 때문에, 로그 파일로의 보존도 종래에 비해 조기에 실시된다. 보존된 로그 파일을 확인하는 것에 의해, 사용에 의한 프로브 니들 팁 위치의 경시 변화나 복수의 프로브 카드의 기차(機差)를 객관적으로 파악할 수 있다. 그리고, 프로브 니들 팁 위치의 변화량을 트레이스(trace)해 나가는 것에 의해, 프로브 카드 장착의 결점이나 프로브 카드 자체의 결점의 조기 발견이나, 프로브 자체의 소모 정도나 수명의 조기 판단으로 이어나갈 수 있다.
또한, 상기한 각 실시예에서는, 카메라(27)에 의해 촬영된 복수의 화상에 근거하여, 각 프로브 니들(38)의 니들 팁의 위치의 x좌표, y좌표 및 z좌표가 각각 특정되었다. 그러나, 개시된 기술은 이에 한정되지 않는다. 예를 들면, 제 2 변형예로서, 검사 장치(10)는 카메라(27)에 의해 촬영된 복수의 화상에 근거하여, 각 프로브 니들(38)의 니들 팁의, 복수의 프로브 니들(38)의 배열방향에 있어서의 위치, 즉, x좌표 및 y좌표를 각각 특정하여도 좋다. 즉, 검사 장치(10)는, 각 프로브 니들(38)의 니들 팁의 z좌표에 대해서는 특정하지 않아도 좋다.
또한, 상기한 각 실시예에서는, 카메라(27)를 프로브 니들(38)의 니들 팁에서 먼 위치로부터, 프로브 니들(38)의 니들 팁에 가까운 위치를 향하여 이동시키고, 이동한 카메라(27)의 각 위치에 있어서 복수의 프로브 니들(38)의 니들 팁이 촬영되었지만, 개시된 기술은 이에 한정되지 않는다. 예를 들면, 카메라(27)를 프로브 니들(38)의 니들 팁에 가까운 위치로부터, 프로브 니들(38)의 니들 팁에서 먼 위치를 향하여 이동시키고, 이동한 카메라(27)의 각 위치에 있어서 복수의 프로브 니들(38)의 니들 팁이 촬영되어도 좋다.
W: 반도체 웨이퍼 Z: 화상
10: 검사 장치 20: 검사 장치 본체
21: 하우징 22: 프레임
23: 이동 기구 25: 탑재대
27: 카메라 30: 테스트 헤드
31: 외부 테스터 32: 경사 조정부
33: 샤프트 34: 홀더
36: 프로브 카드 38: 프로브 니들
41: 그룹 42: 영역
50: 제어 장치 51: 촬영 제어부
52: 기억부 53: 검출부
54: 특정부 55: 조정부
56: 검사 실행부 500: CPU
501: RAM 502: R0M
503: 보조 기억 장치 504: 통신 I/F
505: 입출력 I/F 506: 미디어 I/F
507: 기록 매체

Claims (8)

  1. 피검사체에 마련된 복수의 테스트 패드의 각각에 프로브 니들의 니들 팁을 접촉시키고, 복수의 상기 프로브 니들의 니들 팁을 거쳐서 상기 피검사체에 전기 신호를 공급하는 것에 의해 상기 피검사체를 검사하는 검사 장치에 있어서의 프로브 니들의 니들 팁 위치 조정 방법에 있어서,
    검사 장치가,
    각각의 상기 프로브 니들의 높이방향을 따라서 카메라를 이동시키고, 이동한 상기 카메라의 각 위치에 있어서 상기 카메라에, 1개의 화상 내에 복수의 상기 프로브 니들의 니들 팁이 찍히도록 복수의 상기 프로브 니들의 니들 팁을 촬영하게 하는 촬영 공정과,
    상기 카메라에 의해 촬영된 화상을, 상기 카메라의 포커스가 맞는 면의 위치를 나타내는 위치 정보에 대응지어 기억부에 기억시키는 기억 공정과,
    상기 프로브 니들마다, 상기 기억부에 기억된 각각의 상기 화상에 근거하여, 상기 프로브 니들의 니들 팁에 포커스가 맞는 화상을 검출하는 검출 공정과,
    상기 프로브 니들마다, 상기 검출 공정에서 검출된 화상 내에 있어서의 포커스가 맞는 상기 프로브 니들의 니들 팁의 위치에 근거하여, 복수의 상기 프로브 니들의 배열방향에 있어서의 상기 프로브 니들의 니들 팁의 위치를 특정하는 특정 공정과,
    상기 특정 공정에서 특정된 각각의 상기 프로브 니들의 니들 팁의 위치에 근거하여, 각각의 상기 프로브 니들의 니들 팁의 위치를 조정하는 조정 공정
    을 실행하는 것을 특징으로 하는
    프로브 니들의 니들 팁 위치 조정 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 검사 장치는, 상기 특정 공정에 있어서,
    상기 검출 공정에서 검출된 화상에 대응지어진 위치 정보에서 나타나는 위치를, 상기 프로브 니들의 니들 팁의 높이방향에 있어서의 위치로서 특정하는 것을 특징으로 하는
    프로브 니들의 니들 팁 위치 조정 방법.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 검사 장치는, 상기 검출 공정에 있어서,
    상기 프로브 니들마다, 포커스가 맞는 화상이 복수 검출된 경우, 검출된 복수의 화상 중에서, 상기 높이방향에 있어서, 상기 프로브 니들의 니들 팁으로부터 가장 먼 위치에서 촬영된 화상을, 상기 프로브 니들의 니들 팁에 포커스가 맞는 화상으로서 검출하는 것을 특징으로 하는
    프로브 니들의 니들 팁 위치 조정 방법.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 검사 장치는, 상기 검출 공정에 있어서,
    상기 프로브 니들마다, 상기 기억부에 기억된 각각의 상기 화상에 대해서 포커스가 맞는 영역의 크기를 특정하고, 복수의 상기 화상 간에서, 각각의 상기 프로브 니들의 니들 팁에 대응하는 상기 영역의 크기가 최소가 된 화상을, 상기 프로브 니들의 니들 팁에 포커스가 맞는 화상으로서 검출하는 것을 특징으로 하는
    프로브 니들의 니들 팁 위치 조정 방법.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 검사 장치는, 상기 검출 공정에 있어서,
    상기 프로브 니들마다, 상기 기억부에 기억된 상기 화상 중에서, 상기 기억부에 기억된 상기 화상의 수보다 적은 수의 복수의 화상의 각각에 대하여, 상기 프로브 니들의 니들 팁이 찍히는 영역에 있어서의 포커스를 평가하는 지표의 값을 산출하고, 산출된 상기 지표의 값의 변화의 경향을 추정하고, 추정된 경향에 있어서 상기 지표의 값이 최대가 되는 경우의 상기 높이방향에 있어서의 포커스가 맞는 면의 위치를 추정하고, 추정된 위치에 가장 가까운 위치를 나타내는 위치 정보가 대응지어진 화상을, 상기 프로브 니들의 니들 팁에 포커스가 맞는 화상으로서 검출하는 것을 특징으로 하는
    프로브 니들의 니들 팁 위치 조정 방법.
  6. 피검사체에 마련된 복수의 테스트 패드의 각각에 프로브 니들의 니들 팁을 접촉시키고, 복수의 상기 프로브 니들의 니들 팁을 거쳐서 상기 피검사체에 전기 신호를 공급하는 것에 의해, 상기 피검사체를 검사하는 검사 장치에 있어서의 프로브 니들의 니들 팁 위치 조정 방법에 있어서,
    검사 장치가,
    각각의 상기 프로브 니들의 높이방향을 따라서 카메라를 이동시키고, 이동한 상기 카메라의 각 위치에 있어서 상기 카메라에, 제 1 범위 내의 복수의 상기 프로브 니들의 니들 팁이 1개의 화상 내에 찍히도록 복수의 상기 프로브 니들의 니들 팁을 촬영하게 하는 제 1 촬영 공정과,
    상기 카메라에 의해 촬영된 화상을, 상기 카메라의 포커스가 맞는 면의 위치 정보에 대응지어 기억부에 기억시키는 기억 공정과,
    상기 프로브 니들마다, 상기 기억부에 기억된 각각의 상기 화상에 근거하여, 상기 프로브 니들의 니들 팁에 포커스가 맞는 화상을 검출하는 검출 공정과,
    상기 프로브 니들마다, 상기 검출 공정에서 검출된 화상 내에 있어서의, 포커스가 맞는 상기 프로브 니들의 니들 팁의 위치에 근거하여, 복수의 상기 프로브 니들의 배열방향에 있어서의 상기 프로브 니들의 니들 팁의 위치를 특정하는 제 1 특정 공정과,
    상기 프로브 니들마다, 상기 검출 공정에서 포커스가 맞으면 검출된 상기 프로브 니들의 니들 팁의 화상에 대응지어진 위치 정보에서 나타나는 상기 높이방향에 있어서의 위치에 있어서, 상기 제 1 특정 공정에서 특정된 상기 프로브 니들의 니들 팁의 위치를 촬영 가능한 위치로 상기 카메라를 이동시키는 이동 공정과,
    상기 프로브 니들마다, 상기 이동 공정에 의해 이동된 위치에 있어서, 상기 제 1 범위보다 좁은 제 2 범위를 상기 카메라에 촬영하게 하는 제 2 촬영 공정과,
    상기 프로브 니들마다, 상기 제 2 촬영 공정에서 촬영된 화상 내에 있어서의 상기 프로브 니들의 니들 팁의 위치에 근거하여, 복수의 상기 프로브 니들의 배열방향에 있어서의 상기 프로브 니들의 니들 팁의 위치를 추가로 특정하는 제 2 특정 공정과,
    상기 제 2 특정 공정에서 특정된 각각의 상기 프로브 니들의 니들 팁의 위치에 근거하여, 각각의 상기 프로브 니들의 니들 팁의 위치를 조정하는 조정 공정
    을 실행하는 것을 특징으로 하는
    프로브 니들의 니들 팁 위치 조정 방법.
  7. 피검사체에 마련된 복수의 테스트 패드의 각각에 프로브 니들의 니들 팁을 접촉시키고, 복수의 상기 프로브 니들의 니들 팁을 거쳐서 상기 피검사체에 전기 신호를 공급하는 것에 의해 상기 피검사체를 검사하는 검사 장치에 있어서,
    카메라와,
    각각의 상기 프로브 니들의 높이방향을 따라서 상기 카메라를 이동시키는 이동부와,
    상기 이동부에 의해 이동한 상기 카메라의 각 위치에 있어서 상기 카메라에, 1개의 화상 내에 복수의 상기 프로브 니들의 니들 팁이 찍히도록 복수의 상기 프로브 니들의 니들 팁을 촬영하게 하는 촬영 제어부와,
    상기 카메라에 의해 촬영된 화상을, 상기 카메라의 포커스가 맞는 면의 위치 정보에 대응지어 기억하는 기억부와,
    상기 프로브 니들마다, 상기 기억부에 기억된 각각의 상기 화상에 근거하여, 상기 니들 팁에 포커스가 맞는 화상을 검출하는 검출부와,
    상기 프로브 니들마다, 상기 검출부에 의해 검출된 화상 내에 있어서의, 포커스가 맞는 상기 프로브 니들의 니들 팁의 위치에 근거하여, 복수의 상기 프로브 니들의 배열방향에 있어서의 각각의 상기 프로브 니들의 니들 팁의 위치를 특정하는 특정부와,
    상기 특정부에 의해 특정된 각각의 상기 프로브 니들의 니들 팁의 위치에 근거하여, 각각의 상기 프로브 니들의 니들 팁의 위치를 조정하는 조정부를 구비하는 것을 특징으로 하는
    검사 장치.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 특정부에 의해 특정된 상기 프로브 니들의 니들 팁의 위치에 관한 정보를, 상기 기억부 또는 검사 장치의 외부에 마련된 외부 기억 매체에, 로그 파일로서 출력하는 출력부를 추가로 구비하는 것을 특징으로 하는
    검사 장치.
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