JP5692621B1 - Measuring apparatus and measuring method - Google Patents
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Abstract
【課題】各測定部で共有されるアライメント装置の移動位置の精度を保ちつつ、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向上させる。【解決手段】複数の測定部14と、被測定物であるウエハWを保持するウエハチャック16と、複数の測定部14に移動自在に構成され、被固定部であるベース62を有し、ウエハチャック16に保持されたウエハWと測定部14との相対的な位置合わせを行うアライメント装置50と、測定部14毎に設けられ、各測定部14に移動したアライメント装置50を位置決めして固定する位置決め固定装置と、を備える。【選択図】図1[PROBLEMS] To improve the throughput by suppressing the increase in the installation area and the increase in the apparatus cost while maintaining the accuracy of the movement position of the alignment apparatus shared by each measurement unit. A plurality of measurement units, a wafer chuck for holding a wafer that is a measurement object, a base that is a fixed unit, and a wafer that is movable to the plurality of measurement units. Alignment device 50 that performs relative alignment between wafer W held on chuck 16 and measurement unit 14 and alignment device 50 that is provided for each measurement unit 14 and moves to each measurement unit 14 are positioned and fixed. A positioning and fixing device. [Selection] Figure 1
Description
本発明は、複数の測定部でアライメント装置を共有可能な測定装置及び測定方法に関する。 The present invention relates to a measurement apparatus and a measurement method that can share an alignment apparatus among a plurality of measurement units.
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, 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 outputs A wafer level inspection is performed in which a signal is measured by a test head to electrically inspect 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 dicer. For each chip that has been cut, only chips that have been confirmed to operate normally are packaged in the next assembly process, and defective chips are excluded from the assembly process. Further, the packaged final product is subjected to shipping inspection.
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。 The wafer level inspection is performed using a prober in which a probe is brought into contact with an electrode pad of each chip on the wafer. The probe is electrically connected to the terminals of the test head, and power and test signals are supplied from the test head to each chip through the probe, and whether the output signal from each chip is detected by the test head and is operating normally 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, in order to reduce the manufacturing cost, the wafer is increased in size and further miniaturized (integrated), and the number of chips formed on one wafer becomes very large. ing. Along with this, the time required for inspecting a single wafer with a prober has also become longer, and an improvement in throughput is required. Therefore, in order to improve the throughput, multi-probing is performed in which a large number of probes are provided so that a plurality of chips can be inspected simultaneously. In recent years, the number of chips to be inspected at the same time has increased, and attempts have been made to inspect all chips on a wafer at the same time. For this reason, the tolerance of alignment for bringing the electrode pad and the probe into contact with each other is small, and it is required to improve the positional accuracy of the 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, as the simplest method for increasing the throughput, it is conceivable to increase the number of probers. However, when the number of probers is increased, there is a problem that the installation area of the prober in the production line also increases. Further, if the number of probers is increased, the cost of the apparatus will increase accordingly. Therefore, it is required to increase the throughput while suppressing an increase in installation area and an increase in apparatus cost.
このような背景のもと、例えば特許文献1には、テストヘッドが電気的に接続されたプローブカードを有する複数の測定部を有する試験装置が提案されている。この試験装置では、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。 Under such a background, for example, Patent Document 1 proposes a test apparatus having a plurality of measurement units each having a probe card to which a test head is electrically connected. In this test apparatus, an alignment apparatus that performs relative alignment between the wafer and the probe card is configured to be able to move between the measurement units.
しかしながら、特許文献1に記載された試験装置では、各測定部でアライメント装置を共有することによって省スペース化やコストダウンを図ることができるものの、次のような問題がある。 However, although the test apparatus described in Patent Document 1 can achieve space saving and cost reduction by sharing the alignment apparatus among the measurement units, there are the following problems.
すなわち、アライメント装置の移動距離が長くなると、アライメント装置を各測定部に移動させるための移動機構やその移動機構が取り付けられる支持部材(フレーム)は、アライメント装置の自重や熱膨張又は熱収縮による影響によって歪みが発生しやすくなるので、各測定部に移動したアライメント装置の位置精度が低下する要因となる。このため、撮像手段を用いてウエハ上の電極パッドやプローブの位置を検出するのに時間を要し、結果的にアライメント動作に時間がかかり、スループットが遅くなるという問題がある。 That is, when the movement distance of the alignment apparatus becomes longer, the movement mechanism for moving the alignment apparatus to each measurement unit and the support member (frame) to which the movement mechanism is attached are affected by the weight of the alignment apparatus, thermal expansion, or thermal contraction. As a result, distortion is likely to occur, which causes a decrease in the positional accuracy of the alignment apparatus moved to each measurement unit. For this reason, it takes time to detect the positions of the electrode pads and probes on the wafer using the imaging means, resulting in a problem that the alignment operation takes time and throughput is slow.
本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、各測定部で共有されるアライメント装置の移動位置の精度を保ちつつ、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向上させることができる測定装置及び測定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 improves the throughput by suppressing the increase in the installation area and the increase in the apparatus cost while maintaining the accuracy of the movement position of the alignment apparatus shared by each measurement unit. It is an object of the present invention to provide a measuring apparatus and a measuring method that can be used.
上記目的を達成するために、本発明の測定装置は、複数の測定部と、被測定物を保持する保持チャックと、複数の測定部に移動自在に構成され、被固定部を有し、保持チャックに保持された被測定物と測定部との相対的な位置合わせを行うアライメント装置と、測定部毎に設けられ、各測定部に移動したアライメント装置の被固定部を位置決めして固定する位置決め固定装置と、を備える。 In order to achieve the above object, a measuring apparatus of the present invention is configured to be movable to a plurality of measuring units, a holding chuck for holding an object to be measured, and a plurality of measuring units, and has a fixed part to be held. An alignment device that performs relative alignment between the measurement object held by the chuck and the measurement unit, and a positioning device that is provided for each measurement unit and positions and fixes the fixed unit of the alignment device that has moved to each measurement unit A fixing device.
本発明の測定装置の一態様は、位置決め固定装置は、アライメント装置の被固定部の少なくとも3箇所を位置決めして着脱自在に把持固定するクランプ機構を備える。 According to one aspect of the measuring apparatus of the present invention, the positioning and fixing device includes a clamp mechanism that positions and fixes at least three portions of the fixed portion of the alignment device in a detachable manner.
本発明の測定装置の一態様は、位置決め固定装置は、アライメント装置の被固定部の少なくとも3箇所を位置決めする位置決め手段を備える。 In one aspect of the measuring apparatus of the present invention, the positioning and fixing device includes positioning means for positioning at least three positions of the fixed portion of the alignment device.
本発明の測定装置の一態様は、位置決め固定装置は、位置決め手段とは別に構成され、アライメント装置の被固定部の少なくとも1箇所を着脱自在に保持する保持手段を備える。 In one aspect of the measuring apparatus of the present invention, the positioning and fixing device is configured separately from the positioning unit, and includes a holding unit that detachably holds at least one portion of the fixed portion of the alignment device.
本発明の測定装置の一態様は、位置決め固定装置は、アライメント装置の被固定部の水平方向を調節可能な高さ調整手段を備える。 In one aspect of the measuring apparatus of the present invention, the positioning and fixing device includes a height adjusting unit that can adjust the horizontal direction of the fixed portion of the alignment device.
本発明の測定装置の一態様は、複数の測定部は、第1の方向及び第1の方向に直交する第2の方向に沿って2次元的に配置される。また、第1の方向又は第2の方向は鉛直方向であってもよい。 In one aspect of the measurement apparatus of the present invention, the plurality of measurement units are two-dimensionally arranged along the first direction and the second direction orthogonal to the first direction. Further, the first direction or the second direction may be a vertical direction.
また、上記目的を達成するために、本発明の測定方法は、複数の測定部と、被測定物を保持する保持チャックと、複数の測定部に移動自在に構成され、被固定部を有し、保持チャックに保持された被測定物と測定部との相対的な位置合わせを行うアライメント装置と、を備える測定装置におけるプローブ検査方法であって、アライメント装置を各測定部間で相互に移動させる移動ステップと、各測定部に移動したアライメント装置の被固定部を位置決めして固定する位置決め固定ステップと、アライメント装置の被固定部が位置決めして固定された状態で、アライメント装置により保持チャックに保持された被測定物と測定部との相対的な位置合わせを行うアライメントステップと、を備える。 In order to achieve the above object, the measuring method of the present invention includes a plurality of measuring units, a holding chuck that holds an object to be measured, and a plurality of measuring units that are movable and have a fixed portion. A probe inspection method in a measuring apparatus comprising: an alignment apparatus that performs relative alignment between an object to be measured held by a holding chuck and a measuring section, wherein the alignment apparatus is moved between the measuring sections. Holding the holding chuck by the alignment device with the moving step, the positioning and fixing step for positioning and fixing the fixed portion of the alignment device moved to each measuring unit, and the fixed portion of the alignment device positioned and fixed An alignment step for performing relative alignment between the measured object and the measurement unit.
本発明によれば、各測定部に移動したアライメント装置を位置決めして固定する位置決め固定装置を備えたので、アライメント装置の移動位置の精度を保ちつつ、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向上させることができる。 According to the present invention, since the positioning / fixing device for positioning and fixing the alignment device moved to each measurement unit is provided, the increase in the installation area and the increase in the device cost are suppressed while maintaining the accuracy of the movement position of the alignment device. Throughput can be improved.
以下、添付図面に従って本発明の好ましい実施の形態について説明する。 Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
図1は、本発明の実施形態のウエハレベル検査を行うシステムの概略構成を示す図である。ウエハレベル検査を行うシステムは、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10と、プローブに電気的に接続され、電気的検査のために各チップに電源及びテスト信号を供給すると共に各チップからの出力信号を検出して正常に動作するかを測定するテスタ20とで構成される。 FIG. 1 is a diagram showing a schematic configuration of a system for performing wafer level inspection according to an embodiment of the present invention. A system for performing wafer level inspection includes a prober 10 for contacting a probe to an electrode pad of each chip on a wafer, and a power supply and a test signal to each chip for electrical inspection, while being electrically connected to the probe. It comprises a tester 20 that detects output signals from each chip and measures whether they operate normally.
図1において、基部11、側板12、及びヘッドステージ13がプローバ10の筐体を構成する。側板12で支持される上板を設け、上板にヘッドステージ13を設ける場合もある。
In FIG. 1, a
プローバ10には、複数の測定部(第1〜第3の測定部)14A〜14Cが設けられる。各測定部14A〜14Cは、それぞれ、ウエハWを保持するウエハチャック16と、ウエハWの各チップの電極に対応した多数のプローブ28を有するプローブカード18と、を備え、各測定部14A〜14Cにおいてウエハチャック16に保持されたウエハW上の全チップの同時検査が行われる。なお、各測定部14A〜14Cの構成は共通しているので、以下では、これらを代表して符号14によって測定部を示すものとする。
The prober 10 is provided with a plurality of measurement units (first to third measurement units) 14A to 14C. Each of the
図2は、プローブカード周辺の構成を示す図である。 FIG. 2 is a diagram showing a configuration around the probe card.
ウエハチャック16は、真空吸着等によりウエハを吸着して固定する。ウエハチャック16は、後述するアライメント装置50に着脱自在に支持され、アライメント装置50によってX−Y−Z−θ方向に移動可能となっている。
The wafer chuck 16 sucks and fixes the wafer by vacuum suction or the like. The
ウエハチャック16には、シーリング機構が設けられる。シーリング機構は、ウエハチャック16の上面の外周近傍に設けられた弾性を有するリング状シール部材40を備える。また、ウエハチャック16の上面には、ウエハWとリング状シール部材40との間に吸引口42が設けられる。吸引口42は、ウエハチャック16の内部に形成された吸引路43を介して真空圧を制御する吸引制御部46に接続されている。吸引制御部46は、真空ポンプ44に接続されている。リング状シール部材40がプローブカード18に接触した状態で吸引制御部46を作動させると、プローブカード18とウエハチャック16の間に形成されるシールされた内部空間Sが減圧され、ウエハチャック16がプローブカード18に向かって引き寄せられる。これにより、プローブカード18とウエハチャック16の密着状態となり、各プローブ28が各チップの電極パッドに接触して検査を開始可能な状態となる。
The
ヘッドステージ13には、測定部14毎に装着孔(カード取付部)26が設けられ、各装着孔26にはそれぞれプローブカード18が交換可能に取り付けられる。プローブカード18のウエハW上の各チップと対向する部分には、全チップの電極に対応してスプリングピン式の弾性のある複数のプローブ28が形成されている。なお、ここでは、ヘッドステージ13に直接プローブカード18を取り付ける構成を示したが、ヘッドステージ13にカードホルダを設け、カードホルダにプローブカード18を取り付ける場合もある。
The
テスタ20は、測定部14毎に設けられた複数のテストヘッド22(22A〜22C)を有する。各テストヘッド22は、ヘッドステージ13の上面に載置される。なお、各テストヘッド22は、不図示の支持機構により、ヘッドステージ13の上方に保持される場合もある。
The tester 20 includes a plurality of test heads 22 (22A to 22C) provided for each
各テストヘッド22の端子は、コンタクトリング24の多数の接続ピンを介して、それぞれ対応するプローブカード18の端子に接続される。これにより、各テストヘッド22の端子は、プローブ28と電気的に接続された状態となる。
The terminals of each
各測定部14には、ウエハチャック16の脱落を防止するためにサポート機構(チャック脱落防止機構)が設けられる。サポート機構は、ウエハチャック16を保持する複数の保持部30を備える。各保持部30は、ヘッドステージ13の装着孔26の周囲に所定の間隔毎に設けられる。本例では、装着孔26の周囲に90度間隔で4つの保持部30が設けられる(図1及び図2では2つの保持部30のみ図示)。
Each
各保持部30は、装着孔26を中心として互いに近接/離反するように移動可能(拡径可能)に構成される。各保持部30の移動機構(不図示)は例えばボールネジやモータ等で構成される。各保持部30が近接した状態(図1及び図2において実線で示した状態)では、各保持部30の中心部に形成される通過孔32の内径が、ウエハチャック16の直径よりも小さくなるので、ウエハチャック16が各保持部30によって保持される。一方、各保持部30が互いに離反した状態(図1及び図2において破線で示した状態)では、通過孔32の内径が、ウエハチャック16の直径よりも大きくなるので、アライメント装置50がウエハチャック16を供給したり回収することができる。
Each holding
なお、サポート機構の構成については、上述の特許文献1に記載されるような各種の変形例を採用することが可能である。 In addition, about the structure of a support mechanism, it is possible to employ | adopt various modifications as described in the above-mentioned patent document 1. FIG.
本実施形態のプローバ10は、ウエハチャック16を着脱自在に支持してウエハチャック16に保持されたウエハWのアライメント動作を行うアライメント装置50と、アライメント装置50を各測定部14が配列される方向(X軸方向)に沿って測定部14間を移動させる移動装置100と、を備える。
The prober 10 of the present embodiment includes an
アライメント装置50は、ウエハチャック16をX−Y−Z−θ方向に移動させる移動・回転機構と、ウエハチャック16に保持されたウエハWの各チップの電極とプローブカード18の各プローブ28との相対的な位置関係を検出するアライメント機構と、を備え、ウエハチャック16を着脱自在に支持してウエハチャック16に保持されたウエハWのアライメント動作を行う。すなわち、ウエハチャック16に保持されたウエハWの各チップの電極とプローブカード18の各プローブ28との相対的な位置関係を検出し、その検出結果に基づいて、検査するチップの電極をプローブ28に接触させるようにウエハチャック16を移動させる。
The
アライメント装置50は、真空吸着等によりウエハチャック16を吸着して固定するが、ウエハチャック16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。また、アライメント装置50には、ウエハチャック16との相対的な位置関係が常に一定となるように位置決め部材(不図示)が設けられている。
The
図3及び図4は、アライメント装置50の概略構成を示した図である。具体的には、図3は、アライメント装置50の上方斜視図であり、図4は、アライメント装置50の下方斜視図である。なお、図3及び図4では、アライメント装置50の上面にウエハチャック16が支持された状態を示している。
3 and 4 are diagrams showing a schematic configuration of the
図1及び図3に示すように、アライメント装置50は、ウエハチャック16を着脱自在に支持してウエハチャック16をZ軸方向に移動すると共にZ軸を回転中心として回転するZ軸移動・回転部52と、プローブ28の位置を検出するプローブ位置検出カメラ54と、プローブ位置検出カメラ54をZ軸方向に移動するカメラ移動機構56と、Z軸移動・回転部52及びカメラ移動機構56を支持してX軸方向に移動するX軸移動台58と、X軸移動台58を支持してY軸方向に移動するY軸移動台60と、Y軸移動台60を支持するベース62と、支柱64によって支持されたアライメントカメラ66と、を備える。ウエハチャック16をX−Y−Z−θ方向に移動させる移動・回転機構は、Z軸移動・回転部52と、X軸移動台58と、Y軸移動台60と、で構成される。また、アライメント機構は、プローブ位置検出カメラ54と、アライメントカメラ66と、カメラ移動機構56と、不図示の画像処理部と、で構成される。
As shown in FIGS. 1 and 3, the
ベース62の上には平行に2本のガイドレール68が設けられており、Y軸移動台60はこのガイドレール68の上を移動可能になっている。ベース62の上の2本のガイドレール68の間の部分には、駆動モータとこの駆動モータによって回転するボールネジ70が設けられている。ボールネジ70はY軸移動台60の底面に係合しており、ボールネジ70の回転により、Y軸移動台60がガイドレール68の上を摺動する。
Two
Y軸移動台60の上には、前述の2本のガイドレール68に直交する2本の平行なガイドレール72が設けられており、X軸移動台58はこのガイドレール72の上を移動可能になっている。Y軸移動台60の上の2本のガイドレール72の間の部分には、駆動モータとこの駆動モータによって回転するボールネジ74が設けられている。ボールネジ74はX軸移動台58の底面に係合しており、ボールネジ74の回転により、X軸移動台58がガイドレール72の上を摺動する。
Two
なお、ボールネジの代わりにリニアモータを使用する場合もある。 A linear motor may be used instead of the ball screw.
次に、移動装置100の構成について説明する。
Next, the configuration of the moving
図1に示すように、移動装置100は、アライメント装置50を載置して搬送する搬送パレット102を有する。搬送パレット102は、X軸方向に沿って各測定部14間を移動可能に構成される。搬送パレット102を移動させるための移動機構(水平送り機構)としては、直線的な移動機構であればよく、例えば、ベルト駆動機構、リニアガイド機構、ボールネジ機構等により構成される。また、搬送パレット102には、アライメント装置50をZ軸方向に昇降させる昇降機構106が設けられる。昇降機構106は、周知のシリンダ機構等で構成される。これにより、アライメント装置50は、X軸方向に沿って各測定部14間を移動可能に構成されると共に、Z軸方向に昇降可能に構成される。なお、搬送パレット102の移動機構や昇降機構106は、不図示の制御手段による制御によって駆動される。
As shown in FIG. 1, the moving
図5及び図6は、移動装置100の構成例を示した概略図である。具体的には、図5は、移動装置100の平面図であり、図6は、移動装置100の側面図である。
5 and 6 are schematic diagrams illustrating a configuration example of the moving
図5及び図6に示すように、基部11の上には平行に2本のガイドレール101が設けられており、搬送パレット102はこのガイドレール101の上を移動可能になっている。また、2本のガイドレール101の外側部分には、ガイドレール101に平行であって両端が基部11に固定されたタイミングベルト110が設けられている。
As shown in FIGS. 5 and 6, two
搬送パレット102には、駆動ユニット108が固定されている。駆動ユニット108は、駆動モータ112と、駆動モータ112の回転軸に連結された駆動プーリ114と、駆動プーリ114の周辺に配設された2個のアイドルプーリ116と、を有する。駆動プーリ114にはタイミングベルト110が巻き掛けられ、その両側に配置されるアイドルプーリ116によってタイミングベルト110の張力が調整されている。駆動モータ112を駆動させると、駆動プーリ114の回転により、搬送パレット102がガイドレール101の上を摺動する。これにより、搬送パレット102に支持されたアライメント装置50がX軸方向に沿って各測定部14間を移動する。
A
図7は、移動装置100の他の構成例を示した概略図である。図7に示した構成例は、ボールネジ機構を利用したものである。すなわち、基部11には、2本のガイドレール101の間に駆動モータ118及びボールネジ120で構成される駆動ユニットが設けられる。ボールネジ120は搬送パレット102の底面に係合しており、ボールネジ120の回転により、搬送パレット102がガイドレール101の上を摺動する。これにより、搬送パレット102に支持されたアライメント装置50はX軸方向に沿って各測定部14間を移動する。
FIG. 7 is a schematic diagram illustrating another configuration example of the moving
本実施形態では、各測定部14に移動したアライメント装置50の3箇所を位置決めして着脱自在に把持固定するクランプ機構を有する位置決め固定装置が設けられる。具体的には、アライメント装置50には、ベース62の3箇所に複数の位置決めピン130(130A〜130C)が設けられる。一方、筐体の基部11には、各位置決めピン130をそれぞれクランプする複数のチャック部材(位置決め孔)134(134A〜134C)が設けられ、これらは測定部14毎にそれぞれ設けられる。クランプ機構は、位置決めピン130とチャック部材134で構成される。
In the present embodiment, there is provided a positioning and fixing device having a clamp mechanism that positions and positions three positions of the
なお、クランプ機構としては、例えばボールロック方式やテーパスリーブ方式などの周知のクランプ機構が適用されるので、ここでは詳細な説明は省略する。 As the clamp mechanism, for example, a well-known clamp mechanism such as a ball lock system or a taper sleeve system is applied, and detailed description thereof is omitted here.
各測定部14に移動したアライメント装置50を位置決め固定する場合には、昇降機構106によりアライメント装置50を下降させて、図8に示すように、各位置決めピン130をそれぞれ対応するチャック部材134に嵌入してクランプする。これにより、アライメント装置50は水平方向及び鉛直方向に位置決めされ、かつ、アライメント装置50の鉛直方向周りの回転が拘束された状態で、アライメント装置50が基部11に対して固定される。一方、アライメント装置50を他の測定部14に移動させる場合には、昇降機構106によりアライメント装置50を上昇させて、各チャック部材134からそれぞれ位置決めピン130が離脱させる。これにより、アライメント装置50の位置決め固定が解除され、移動装置100によってアライメント装置50は他の測定部14に移動可能な状態となる。
When positioning and fixing the
次に、本実施形態のプローバを使用した検査動作について説明する。 Next, an inspection operation using the prober of this embodiment will be described.
まず、これから検査を行う測定部14にアライメント装置50を移動させ、位置決め固定した後、Z軸移動・回転部52を上昇させて、アライメント装置50にウエハチャック16を保持させる。この状態で吸引制御部46による内部空間Sの減圧を解除し、サポート機構の各保持部30を相互に離反させた後、Z軸移動・回転部52によりウエハチャック16を下降させる。
First, the
次に、ウエハチャック16を支持するアライメント装置50を所定の受け渡し位置に移動させ、不図示のウエハ受け渡し機構(ローダ)によってウエハチャック16にウエハWがロードされ、真空吸着により固定される。
Next, the
次に、アライメント動作を行う。具体的には、プローブ位置検出カメラ54がプローブ28の下に位置するように、X軸移動台58を移動させ、カメラ移動機構56でプローブ位置検出カメラ54をZ軸方向に移動して焦点を合わせ、プローブ位置検出カメラ54でプローブ28の先端位置を検出する。プローブ28の先端の水平面内の位置(X及びY座標)はカメラの座標により検出され、垂直方向の位置はカメラの焦点位置で検出される。なお、プローブカード18には、通常数百から数千本以上ものプローブ28が設けられており、すべてのプローブ28の先端位置を検出せずに、通常は特定のプローブの先端位置を検出する。
Next, an alignment operation is performed. Specifically, the X-axis moving table 58 is moved so that the probe
次に、ウエハチャック16に検査するウエハWを保持した状態で、ウエハWがアライメントカメラ66の下に位置するように、X軸移動台58を移動させ、ウエハWの各チップの電極パッドの位置を検出する。1チップのすべての電極パッドの位置を検出する必要はなく、いくつかの電極パッドの位置を検出すればよい。また、ウエハW上のすべてのチップの電極パッドを検出する必要はなく、いくつかのチップの電極パッドの位置が検出される。
Next, with the wafer W to be inspected held by the
次に、上記のようにして検出したプローブ28の配列及び電極パッドの配列に基づいて、プローブ28の配列方向と電極パッドの配列方向が一致するように、Z軸移動・回転部52によりウエハチャック16を回転した後、検査するチップの電極パッドがプローブ28の下に位置するようにウエハチャック16をX軸方向及びY軸方向に移動し、Z軸移動・回転部52によりウエハチャック16をZ軸方向に上昇させる。
Next, based on the arrangement of the
この状態で、対応する電極パッドがプローブに接触する高さで、ウエハチャック16の上昇を停止する。このとき、リング状シール部材40がプローブカード18に接触し、プローブカード18とウエハチャック16の間にシールされた内部空間Sが形成される。そして、吸引制御部46を作動させて内部空間Sの圧力を低下させると、ウエハチャック16はプローブカード18に向かって引き寄せられ、プローブカード18とウエハチャック16は密着状態となり、プローブカード18の各プローブ28は均一な接触圧で対応する電極パッドに接触する。
In this state, the elevation of the
一方、真空ポンプ44による内部空間Sの減圧によってプローブカード18とウエハチャック16が密着状態となったら、Z軸移動・回転部52をZ軸方向に下降させ、アライメント装置50からウエハチャック16を離脱させる。また、ウエハチャック16の脱落を防止するため、サポート機構の各保持部30を相互に近接した状態にする。
On the other hand, when the
次に、テストヘッド22からウエハWの各チップに電源及びテスト信号を供給し、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を行う。
Next, power and a test signal are supplied from the
以下、他の測定部14についても、同様の手順で、ウエハチャック16上にウエハWをロードし、各測定部14においてアライメント動作及びコンタクト動作が完了した後、ウエハWの各チップの同時検査が順次行われる。すなわち、テストヘッド22からウエハWの各チップに電源及びテスト信号を供給し、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う。なお、ウエハチャック16はアライメント装置50に支持された状態で検査を行ってもよい。
Thereafter, the
各測定部14において検査が完了したら、アライメント装置50を各測定部14に順次移動させて検査済ウエハWが保持されるウエハチャック16を回収する。
When the inspection is completed in each
すなわち、各測定部14において検査が完了した場合には、アライメント装置50を検査が終了した測定部14に移動させ、位置決め固定した後、Z軸移動・回転部52をZ軸方向に上昇させ、ウエハチャック16がアライメント装置50に支持された後、吸引制御部46による内部空間Sの減圧を解除、具体的には内部空間Sに大気圧を導入する。これにより、プローブカード18とウエハチャック16の密着状態は解除される。そして、サポート機構の各保持部30を拡径状態にする。その後、Z軸移動・回転部52によりウエハチャック16をZ軸方向に下降させ、アライメント装置50の位置決め固定を解除した後、所定の受け渡し位置にアライメント装置50を移動させて、検査済ウエハWの固定を解除し、ウエハチャック16から検査済ウエハWをアンロードする。アンロードされた検査済ウエハWは、受け渡し機構により回収される。
That is, when the inspection is completed in each measuring
なお、本実施形態では、図1に示したように、各測定部14に対してそれぞれ1つずつウエハチャック16が割り当てられているが、これら複数のウエハチャック16は複数の測定部14間で受け渡されてもよい。
In the present embodiment, as shown in FIG. 1, one
このように本実施形態では、各測定部14で共有されるアライメント装置50を位置決め固定する位置決め固定装置を測定部14毎に備えたので、各測定部14に移動したアライメント装置50の位置再現性がきわめて高く、ウエハW上の電極パッドやプローブ28の位置を容易に検出することが可能となり、アライメント時間の短縮化を図ることができる。したがって、アライメント装置50の移動位置の精度を保ちつつ、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向上させることができる。
As described above, in the present embodiment, since each
また、本実施形態では、ウエハWを交換する毎にアライメント動作を最初から行う必要がなく、アライメント動作の一部を簡略化することも可能である。例えば、1枚目のウエハWの検査時には、ウエハWとプローブカード18との相対的な位置関係を検出してアライメントデータを記憶しておき、2枚目以降のウエハWの検査時には、1枚目のウエハWの検査時に取得したアライメントデータに基づき、ウエハWとプローブカード18との相対的な位置合わせを行うことができる。
In the present embodiment, it is not necessary to perform the alignment operation from the beginning every time the wafer W is replaced, and a part of the alignment operation can be simplified. For example, when inspecting the first wafer W, the relative positional relationship between the wafer W and the
また、本実施形態では、位置決め固定装置を備えたことによって、アライメント装置50の移動位置の精度を確保できるので、移動装置100として比較的高精度の移動が困難なベルト駆動機構等も好ましく用いることができる。
Further, in this embodiment, since the positioning and fixing device is provided, the accuracy of the movement position of the
また、本実施形態では、位置決め固定装置は、アライメント装置50の3箇所を位置決めして着脱自在に把持固定するクランプ機構を有するので、アライメント装置50は、所謂3点支持構成により、水平方向及び鉛直方向に位置決めされ、かつ、アライメント装置50の鉛直方向周りの回転が拘束された状態で、アライメント装置50を基部11に対して固定することができる。これにより、各測定部14に移動したアライメント装置50を毎回同じ位置で精度良く位置決め固定することが可能となる。
Further, in this embodiment, the positioning and fixing device has a clamp mechanism that positions and fixes the three positions of the
なお、本実施形態では、アライメント装置50の3箇所をクランプ機構によって位置決め固定する構成を示したが、アライメント装置50の水平方向及び鉛直方向並びに鉛直方向周りの回転方向を位置決めすることが可能であれば、アライメント装置50の3箇所に限らず4箇所以上をクランプ機構によって位置決め固定する構成としてもよい。
In the present embodiment, the configuration in which the three positions of the
また、本実施形態では、クランプ機構によりアライメント装置50の3箇所で位置決めと固定がそれぞれ同一位置で行われるようになっているが、これらの位置は必ずしも同一位置である必要はなく、位置決め位置と固定位置が分離して構成されてもよい。
Further, in this embodiment, the positioning and fixing are performed at the same position at the three positions of the
例えば、アライメント装置50の3箇所を水平方向及び鉛直方向並びに鉛直方向周りの回転方向を位置決めした状態(すなわち、固定しない状態)で、これらの位置とは異なる1又は複数の箇所を周知の保持手段で保持して固定するようにしてもよい。保持手段としては、例えば、ねじりコイルバネ等の弾性部材の付勢力によってベース62の表裏面を上下方向から挟持する構成が好適である。
For example, in a state in which the three positions of the
また、本実施形態では、クランプ機構には、アライメント装置50の水平方向を調節する高さ調節機構を有することが好ましい。高さ調節機構としては、例えば、押しネジ又は引きネジを利用した周知のネジ式高さ調節機構を用いることができる。これにより、例えばアライメント装置50が固定される基部11の面精度が変形によって悪くなっても、高さ調節機能によってアライメント装置50の平行調整を行うことができるので、アライメント精度の低下を防止することが可能となる。
In the present embodiment, the clamp mechanism preferably has a height adjustment mechanism that adjusts the horizontal direction of the
また、本実施形態では、アライメント装置50には、アライメントカメラ66(第1の撮像手段)とプローブ位置検出カメラ54(第2の撮像手段)が搭載される。このため、測定部14毎に撮像手段が設けられる場合に比べて、測定部14毎の温度変化の違いによって生じる熱等の歪みによる影響を受けにくく、アライメントカメラ66とプローブ位置検出カメラ54との相対的な位置ずれが生じることがない。したがって、高精度かつ短時間でアライメント動作を行うことが可能となる。
In the present embodiment, the
また、本実施形態では、3つの測定部14がX軸方向に沿って配列される構成を示したが、測定部14の数や配置は特に限定されるものではなく、例えば、X軸方向及びY軸方向に複数の測定部14が2次元的に配置されてもよい。
Further, in the present embodiment, the configuration in which the three
また、複数の測定部14からなる測定部群がZ軸方向に積み重ねられた多段構成としてもよい。例えば、図9に示した構成例は、4つの測定部14からなる測定部群15(15A〜15C)がZ軸方向に3段積み重ねられた構成である。この構成では、アライメント装置50が測定部群15毎に設けられ、同一の測定部群15における各測定部14間でアライメント装置50が共有されるようになっている。なお、すべての測定部14でアライメント装置50が共有されるように構成されていてもよい。このような構成によれば、装置全体のフットプリントを小さくし、単位面積あたりの処理能力を上げることができ、コストダウンを図ることができる。
Moreover, it is good also as a multistage structure by which the measurement part group which consists of
以上、本発明の測定装置及び測定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。 Although the measurement apparatus and the measurement method of the present invention have been described in detail above, 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.
10…プローバ、11…基部、12…側板、13…ヘッドステージ、14…測定部、15…測定部群、16…ウエハチャック、18…プローブカード、20…テスタ、22…テストヘッド、24…コンタクトリング、26…装着孔、28…プローブ、30…保持部、32…通過孔、40…リング状シール部材、42…吸引口、43…吸引路、44…真空ポンプ、46…吸引制御部、50…アライメント装置、52…Z軸移動・回転部、54…プローブ位置検出カメラ、56…カメラ移動機構、58…X軸移動台、60…Y軸移動台、62…ベース、64…支柱、66…アライメントカメラ、68…ガイドレール、70…ボールネジ、72…ガイドレール、74…ボールネジ、100…移動装置、101…ガイドレール、102…搬送パレット、106…昇降機構、108…駆動ユニット、110…タイミングベルト、112…駆動モータ、114…駆動プーリ、116…アイドルプーリ、118…駆動モータ、120…ボールネジ、130…位置決めピン、134…チャック部材
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 ... Prober, 11 ... Base part, 12 ... Side plate, 13 ... Head stage, 14 ... Measuring part, 15 ... Measuring part group, 16 ... Wafer chuck, 18 ... Probe card, 20 ... Tester, 22 ... Test head, 24 ... Contact Ring, 26 ... mounting hole, 28 ... probe, 30 ... holding part, 32 ... passage hole, 40 ... ring-shaped sealing member, 42 ... suction port, 43 ... suction path, 44 ... vacuum pump, 46 ... suction control part, 50 Alignment device, 52 Z-axis moving / rotating unit, 54 Probe position detection camera, 56 Camera moving mechanism, 58 X-axis moving table, 60 Y-axis moving table, 62 Base, 64, Support column, 66 Alignment camera, 68 ... guide rail, 70 ... ball screw, 72 ... guide rail, 74 ... ball screw, 100 ... moving device, 101 ... guide rail, 102 ... conveying
Claims (8)
被測定物を保持する保持チャックと、
前記複数の測定部に移動自在に構成され、被固定部を有し、前記保持チャックに保持された前記被測定物と前記測定部との相対的な位置合わせを行うアライメント装置と、
前記測定部毎に設けられ、各測定部に移動した前記アライメント装置の前記被固定部を位置決めして固定する位置決め固定装置と、
を備える測定装置。 Multiple measuring units;
A holding chuck for holding an object to be measured;
An alignment apparatus configured to be movable to the plurality of measurement units, having a fixed portion, and performing relative alignment between the measurement object held by the holding chuck and the measurement unit;
A positioning and fixing device that is provided for each measurement unit and positions and fixes the fixed portion of the alignment apparatus that has moved to each measurement unit;
A measuring apparatus comprising:
前記アライメント装置を各測定部間で相互に移動させる移動ステップと、
各測定部に移動した前記アライメント装置の前記被固定部を位置決めして固定する位置決め固定ステップと、
前記アライメント装置の前記被固定部が位置決めして固定された状態で、前記アライメント装置により前記保持チャックに保持された前記被測定物と前記測定部との相対的な位置合わせを行うアライメントステップと、
を備える測定方法。 A plurality of measuring units, a holding chuck for holding an object to be measured, and a plurality of measuring units configured to be movable to the plurality of measuring units, having a fixed part, and the object to be measured and the measuring unit held by the holding chuck An alignment apparatus that performs relative alignment with the probe inspection method in a measurement apparatus comprising:
A movement step of moving the alignment device between the measurement units;
A positioning and fixing step for positioning and fixing the fixed part of the alignment apparatus moved to each measuring unit;
An alignment step of performing relative alignment between the measurement object and the measurement object held by the holding chuck by the alignment device in a state where the fixed part of the alignment device is positioned and fixed;
A measuring method comprising:
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