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JP2019106447A - Prober and probe inspection method - Google Patents

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JP2019106447A JP2017237814A JP2017237814A JP2019106447A JP 2019106447 A JP2019106447 A JP 2019106447A JP 2017237814 A JP2017237814 A JP 2017237814A JP 2017237814 A JP2017237814 A JP 2017237814A JP 2019106447 A JP2019106447 A JP 2019106447A
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健太郎 酒井
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Abstract

To provide a prober and a probe inspection method which can determine whether an appropriate amount of overdrive can be secured and can realize good contact between a probe and an electrode pad on a wafer.SOLUTION: After a wafer chuck 34 is raised by a Z-axis movement/rotation unit 72 to form an internal space S between the wafer chuck 34 and the probe card 32, the height position of a wafer chuck 34 is detected by a distance sensor 38 for each step while the internal space S is stepped down by a vacuum electro-pneumatic regulator 54. Then, an overdrive amount calculation unit 115 calculates the overdrive amount from the detection result of the distance sensor 38.SELECTED DRAWING: Figure 6

Description

本発明は、半導体ウエハ上に形成された複数の半導体装置(チップ)の電気的特性の検査を行うプローバ及びプローブ検査方法において、特に、複数の測定部を備えたマルチステージ式のプローバ及びプローブ検査方法に関する。   The present invention relates to a prober and a probe inspection method for inspecting electrical characteristics of a plurality of semiconductor devices (chips) formed on a semiconductor wafer, in particular, a multi-stage type prober and a probe inspection including a plurality of measurement units. On the way.

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 to improve quality assurance and yield. For example, when a plurality of chips of the semiconductor device are formed on the semiconductor wafer, the electrode pads of the semiconductor device of each chip are connected to the test head, the power and the test signal are supplied from the test head, and the semiconductor device outputs Wafer level inspections are performed in which signals are measured by a test head to electrically inspect whether they operate properly.

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 attached to the frame and diced into individual chips with a dicer. For each chip that has been cut, only chips that have been confirmed to operate properly are packaged in the next assembly process, and malfunctioning chips are removed from the assembly process. In addition, 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。   Wafer level inspection is performed using a prober that brings probes into contact with the electrode pads of each chip on the wafer. Is the probe electrically connected to the terminal of the test head, and the test head supplies power and test signals to each chip through the probe, and does the test head detect the output signal from each chip and operate 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 enlargement of the wafer and the further miniaturization (integration) are being promoted, and the number of chips formed on one wafer becomes very large. ing. Along with this, the time required for inspection of one wafer with a prober is also long, and 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 simultaneously inspected has been increasing and attempts have been made to simultaneously inspect all the chips on a wafer. Therefore, the tolerance of the alignment which contacts an electrode pad and a probe is small, and it is calculated | required that a position accuracy of the movement in a prober is raised.

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, although it is conceivable to increase the number of probers as the simplest way to increase the throughput, when the number of probers is increased, there arises a problem that the installation area of the prober in the manufacturing line also increases. In addition, if the number of probers is increased, the cost of the apparatus will be increased accordingly. Therefore, it is required to suppress the increase of the installation area and the increase of the device cost to increase the throughput.

このような背景のもと、例えば特許文献1には、複数の測定部を備えたマルチステージ式のプローバが提案されている。このプローバでは、ウエハとプローブカードとの相対的な位置合わせを行うアライメント装置が各測定部間を相互に移動できるように構成されている。これにより、各測定部でアライメント装置を共有することができ、省スペース化やコストダウンを図ることができる。   Under such a background, for example, Patent Document 1 proposes a multi-stage type prober provided with a plurality of measurement units. In this prober, an alignment device that performs relative alignment between the wafer and the probe card is configured to be able to move mutually between the measurement units. As a result, the alignment device can be shared by the measurement units, and space saving and cost reduction can be achieved.

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

特開2016−032110号公報JP, 2016-032110, A

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

本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、適正なオーバードライブ量を確保できているか否かを把握でき、ウエハ上の電極パッドとプローブとの間で良好なコンタクトを実現することができるプローバ及びプローブ検査方法を提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of such circumstances, and it is possible to grasp whether or not an appropriate amount of overdrive can be secured, and to realize a good contact between an electrode pad on a wafer and a probe. Prober and probe inspection method that can

上記目的を達成するために、以下の発明を提供する。   In order to achieve the above object, the following invention is provided.

本発明の第1態様に係るプローバは、ウエハを保持するウエハチャックと、ウエハチャックに対向するように設けられ、ウエハの各電極パッドと対応する位置にプローブを有するプローブカードと、ウエハチャックとプローブカードとの間に内部空間を形成する環状のシール部材と、ウエハチャックを着脱自在に支持してウエハチャックをプローブカードに向かって昇降させる機械的昇降手段と、シール部材により内部空間が形成された状態において、内部空間の減圧を複数のステップに分けて段階的に減圧するステップ減圧を行う減圧手段と、ステップ減圧が行われているときにウエハチャックの高さ位置をステップ毎に検出する高さ位置検出手段と、高さ位置検出手段の検出結果に基づき、プローブと電極パッドとが接触したときのオーバードライブ量を算出するオーバードライブ量算出手段と、を備える。   A prober according to a first aspect of the present invention includes a wafer chuck for holding a wafer, a probe card provided so as to face the wafer chuck and having a probe at a position corresponding to each electrode pad of the wafer, a wafer chuck and a probe An internal space is formed by an annular seal member forming an internal space between the card and a mechanical elevating means for removably supporting the wafer chuck and moving the wafer chuck up and down toward the probe card, and the seal member In the state, the pressure reduction unit performs step pressure reduction by dividing pressure reduction of the internal space into multiple steps in stages and height that detects the height position of the wafer chuck for each step when step pressure reduction is performed On the basis of the detection results of the position detection means and the height position detection means, the contact between the probe and the electrode pad Comprising the overdrive amount calculating means for calculating the over drive amount.

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

本発明の第3態様に係るプローバは、第1態様又は第2態様において、高さ位置検出手段は、ウエハチャックから離れた位置に配置された非接触式の距離センサである。   In the prober according to the third aspect of the present invention, in the first aspect or the second aspect, the height position detection means is a non-contact distance sensor disposed at a position separated from the wafer chuck.

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

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

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

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

本実施形態のプローバの全体構成を示した外観図An external view showing an entire configuration of a prober of the present embodiment 本実施形態のプローバの全体構成を示した平面図A plan view showing the overall configuration of the prober of the present embodiment 本実施形態のプローバにおける測定ユニットの構成を示した概略図Schematic diagram showing the configuration of the measurement unit in the prober of the present embodiment 図3に示した測定ユニットにおける測定部の構成を示した概略図Schematic diagram showing the configuration of the measurement unit in the measurement unit shown in FIG. 3 本実施形態のプローバの制御装置の構成を示した機能ブロック図Functional block diagram showing the configuration of the control device of the prober of this embodiment 本実施形態のプローバにおけるコンタクト動作を示したフローチャートFlow chart showing the contact operation in the prober of the present embodiment 本実施形態のプローバにおけるコンタクト動作を説明するための図Diagram for explaining the contact operation in the prober of the present embodiment 本実施形態のプローバにおけるコンタクト動作が行われるときの内部空間の内部圧力とウエハチャックの高さ位置との関係の一例を示した図The figure which showed an example of the relationship between the internal pressure of internal space at the time of contact operation in the prober of this embodiment being performed, and the height position of a wafer chuck.

以下、添付図面に従って本発明の好ましい実施形態について説明する。   Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described with reference to the attached drawings.

図1及び図2は、本実施形態のプローバ10の全体構成を示した外観図と平面図である。   FIG.1 and FIG.2 is the external view and top view which showed the whole structure of the prober 10 of this embodiment.

図1及び図2に示すように、本実施形態のプローバ10は、検査するウエハW(図4参照)を供給及び回収するローダ部14と、ローダ部14に隣接して配置された測定ユニット12とを備えている。測定ユニット12は、複数の測定部16を有しており、ローダ部14から各測定部16にウエハWが供給されると、各測定部16でそれぞれウエハWの各チップの電気的特性の検査(ウエハレベル検査)が行われる。そして、各測定部16で検査されたウエハWはローダ部14により回収される。なお、プローバ10は、操作パネル22、後述する制御装置60(図5参照)等も備えている。   As shown in FIGS. 1 and 2, the prober 10 of the present embodiment includes a loader unit 14 that supplies and recovers a wafer W to be inspected (see FIG. 4), and a measurement unit 12 disposed adjacent to the loader unit 14. And have. Measurement unit 12 has a plurality of measurement units 16. When wafer W is supplied from loader unit 14 to each measurement unit 16, each measurement unit 16 inspects the electric characteristics of each chip of wafer W. (Wafer level inspection) is performed. Then, the wafer W inspected by each measurement unit 16 is recovered by the loader unit 14. The prober 10 also includes an operation panel 22, a control device 60 (see FIG. 5) described later, and the like.

ローダ部14は、ウエハカセット20が載置されるロードポート18と、測定ユニット12の各測定部16とウエハカセット20との間でウエハWを搬送する搬送ユニット24とを有する。搬送ユニット24は、図示しない搬送ユニット駆動機構を備えており、X、Z方向に移動可能に構成されるとともに、θ方向(Z方向周り)に回転可能に構成されている。また、搬送ユニット24は、上記搬送ユニット駆動機構により前後に伸縮自在に構成された搬送アーム26を備えている。搬送アーム26の上面部には図示しない吸着パッドが設けられており、搬送アーム26は、この吸着パッドでウエハWの裏面を真空吸着してウエハWを保持する。これにより、ウエハカセット20内のウエハWは、搬送ユニット24の搬送アーム26によって取り出され、その上面に保持された状態で測定ユニット12の各測定部16に搬送される。また、検査の終了した検査済みのウエハWは逆の経路で各測定部16からウエハカセット20に戻される。   The loader unit 14 has a load port 18 on which the wafer cassette 20 is mounted, and a transfer unit 24 for transferring the wafer W between the measurement units 16 of the measurement unit 12 and the wafer cassette 20. The transport unit 24 includes a transport unit drive mechanism (not shown), and is configured to be movable in the X and Z directions, and is configured to be rotatable in the θ direction (around the Z direction). Further, the transport unit 24 includes a transport arm 26 which is configured to be telescopically movable back and forth by the transport unit drive mechanism. A suction pad (not shown) is provided on the upper surface portion of the transfer arm 26. The transfer arm 26 holds the wafer W by vacuum suction of the back surface of the wafer W by the suction pad. Thus, the wafer W in the wafer cassette 20 is taken out by the transfer arm 26 of the transfer unit 24 and transferred to the measurement units 16 of the measurement unit 12 while being held on the upper surface thereof. Further, the inspected wafer W after the inspection is returned from each measuring unit 16 to the wafer cassette 20 in the reverse path.

図3は、本実施形態のプローバ10における測定ユニット12の構成を示した概略図である。図4は、図3に示した測定ユニット12における測定部16の構成を示した概略図である。   FIG. 3 is a schematic view showing the configuration of the measurement unit 12 in the prober 10 of the present embodiment. FIG. 4 is a schematic view showing the configuration of the measurement unit 16 in the measurement unit 12 shown in FIG.

図3に示すように、測定ユニット12は、複数の測定部16が多段状に積層された積層構造(多段構造)を有しており、各測定部16はX方向及びZ方向に沿って2次元的に配列されている。本実施形態では、一例として、X方向に4つの測定部16がZ方向に3段積み重ねられている。   As shown in FIG. 3, the measurement unit 12 has a stacked structure (multistage structure) in which a plurality of measurement units 16 are stacked in a multistage manner, and each measurement unit 16 is arranged along the X direction and the Z direction. It is arranged in dimension. In the present embodiment, as an example, four measurement units 16 are stacked in three stages in the Z direction in the X direction.

測定ユニット12は、複数のフレームを格子状に組み合わせた格子形状を有する筐体(不図示)を備えている。この筐体は、X方向、Y方向、Z方向にそれぞれ延びる複数のフレームを格子状に組み合わせて形成されたものであり、これらのフレームにより形成された各空間部にそれぞれ測定部16の構成要素が配置される。   The measurement unit 12 includes a housing (not shown) having a grid shape in which a plurality of frames are combined in a grid shape. This housing is formed by combining a plurality of frames extending in the X direction, the Y direction, and the Z direction in a lattice, and the components of the measuring unit 16 are respectively formed in the space portions formed by these frames. Is placed.

各測定部16は、いずれも同一の構成を有しており、図4に示すように、ヘッドステージ30と、プローブカード32と、ウエハチャック34とを備えている。また、各測定部16には、それぞれ、図示しないテストヘッドが設けられている。なお、テストヘッドは、図示しないテストヘッド保持部によりヘッドステージ30の上方に支持されている。   Each of the measurement units 16 has the same configuration, and as shown in FIG. 4, includes the head stage 30, the probe card 32, and the wafer chuck 34. In addition, each measuring unit 16 is provided with a test head (not shown). The test head is supported above the head stage 30 by a test head holder not shown.

ヘッドステージ30は、筐体の一部を構成するフレーム部材(不図示)に支持されており、プローブカード32が着脱自在に装着固定される。ヘッドステージ30に装着固定されたプローブカード32は、ウエハチャック34のウエハ保持面34aと対向するように設けられる。なお、プローブカード32は、検査するウエハW(デバイス)に応じて交換される。   The head stage 30 is supported by a frame member (not shown) which constitutes a part of the housing, and the probe card 32 is detachably mounted and fixed. The probe card 32 mounted and fixed to the head stage 30 is provided to face the wafer holding surface 34 a of the wafer chuck 34. The probe card 32 is replaced in accordance with the wafer W (device) to be inspected.

プローブカード32には、検査するウエハWの各チップの電極パッドの位置に対応して配置された、カンチレバーやスプリングピン等の複数のプローブ36が設けられている。各プローブ36は、図示しないテストヘッドの端子に電気的に接続され、テストヘッドから各プローブ36を介して各チップに電源及びテスト信号が供給されると共に各チップからの出力信号をテストヘッドで検出して正常に動作するかを測定する。なお、プローブカード32とテストヘッドとの接続構成については、本発明の要部ではないため、詳細な説明を省略する。   The probe card 32 is provided with a plurality of probes 36 such as cantilevers and spring pins which are arranged corresponding to the positions of the electrode pads of the respective chips of the wafer W to be inspected. Each probe 36 is electrically connected to a terminal of a test head (not shown), and power and test signals are supplied from the test head to each chip through each probe 36, and an output signal from each chip is detected by the test head To determine if it works properly. The connection configuration between the probe card 32 and the test head is not an essential part of the present invention, and thus detailed description will be omitted.

プローブ36は、バネ特性を有し、プローブ36の先端位置より接触点を上昇させることにより、電極パッドに所定の接触圧で接触する。また、プローブ36は、電気的検査を行うときに、電極パッドがオーバードライブの状態で接触されると、プローブ36の先端が電極パッドの表面にのめり込み、その電極パッドの表面にそれぞれ針跡を形成するようになっている。なお、オーバードライブとは、ウエハWとプローブ36の先端の配列面との傾き、及び、プローブ36の先端位置のばらつきなどを考慮して、電極パッドとプローブ36が確実に接触するように、プローブ36の先端位置より高い位置まで電極パッド、すなわちウエハWの表面を距離αだけ上昇させた状態をいう。また、プローブ36の先端位置(コンタクト位置)からウエハWの表面を更に上昇させる移動量、すなわち上記距離αをオーバードライブ量と称する。   The probe 36 has spring characteristics, and contacts the electrode pad with a predetermined contact pressure by raising the contact point from the tip position of the probe 36. In addition, when the probe 36 is in contact with the electrode pad in an overdrive state when performing an electrical inspection, the tip of the probe 36 is embedded in the surface of the electrode pad and a needle mark is formed on the surface of the electrode pad. It is supposed to Note that the overdrive is a probe that ensures that the electrode pad and the probe 36 contact with each other in consideration of the inclination of the wafer W and the array surface of the tip of the probe 36, and the variation of the tip position of the probe 36, etc. This is a state in which the surface of the electrode pad, that is, the surface of the wafer W is raised by a distance α to a position higher than the tip position of 36. In addition, the movement amount to further raise the surface of the wafer W from the tip position (contact position) of the probe 36, that is, the distance α is referred to as an overdrive amount.

ウエハチャック34は、ウエハWを真空吸着して固定する。ウエハチャック34は、検査するウエハWが載置されるウエハ保持面34aを有しており、ウエハ保持面34aには複数の吸引口40が設けられている(図4では1つのみ図示)。吸引口40は、ウエハチャック34の内部に形成された吸引路42を介して真空ポンプなどの吸引装置(真空源)44に接続されている。吸引装置44と吸引路42との間を接続する吸引経路にはウエハ吸着用電磁弁46が設けられている。なお、ウエハ吸着用電磁弁46はウエハ吸着用電磁弁制御部110(図5参照)により制御される。   The wafer chuck 34 sucks and fixes the wafer W by vacuum suction. The wafer chuck 34 has a wafer holding surface 34a on which the wafer W to be inspected is placed, and a plurality of suction ports 40 are provided on the wafer holding surface 34a (only one is shown in FIG. 4). The suction port 40 is connected to a suction device (vacuum source) 44 such as a vacuum pump via a suction passage 42 formed inside the wafer chuck 34. A wafer suction electromagnetic valve 46 is provided in a suction path connecting the suction device 44 and the suction path 42. The wafer suction electromagnetic valve 46 is controlled by the wafer suction electromagnetic valve control unit 110 (see FIG. 5).

ウエハチャック34のウエハ保持面34aよりも外側には、ウエハ保持面34aに保持されたウエハWを取り囲むように形成された弾性を有するリング状シール部材(チャックシールゴム)48が設けられている。後述するZ軸移動・回転部72によりウエハチャック34をプローブカード32に向かって移動(上昇)させたときに、リング状シール部材48がヘッドステージ30の下面に接触することで、ウエハチャック34、プローブカード32、及びリング状シール部材48により囲まれた内部空間S(図7参照)が形成される。なお、リング状シール部材48は本発明の環状のシール部材の一例である。   An elastic ring-shaped seal member (chuck seal rubber) 48 formed to surround the wafer W held on the wafer holding surface 34 a is provided outside the wafer holding surface 34 a of the wafer chuck 34. When the wafer chuck 34 is moved (lifted) toward the probe card 32 by the Z-axis movement / rotation unit 72 described later, the ring-shaped seal member 48 contacts the lower surface of the head stage 30. An internal space S (see FIG. 7) surrounded by the probe card 32 and the ring-shaped seal member 48 is formed. The ring-shaped seal member 48 is an example of the annular seal member of the present invention.

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

ウエハチャック34の内部には、検査するウエハWを高温状態(例えば、最高で150℃)、又は低温状態(例えば最低で−40℃)で電気的特性の検査が行えるように、加熱/冷却源としての加熱冷却機構(不図示)が設けられている。加熱冷却機構としては、公知の適宜の加熱器/冷却器が採用できるものであり、例えば、面ヒータの加熱層と冷却流体の通路を設けた冷却層との二重層構造にしたものや、熱伝導体内に加熱ヒータを巻き付けた冷却管を埋設した一層構造の加熱/冷却装置など、様々のものが考えられる。また、電気加熱ではなく、熱流体を循環させるものでもよく、またペルチエ素子を使用してもよい。   A heating / cooling source is provided inside the wafer chuck 34 so that the wafer W to be inspected can be inspected for electrical characteristics at high temperature (for example, at most 150 ° C.) or low temperature (for example at least -40 ° C.) A heating and cooling mechanism (not shown) is provided. As a heating and cooling mechanism, a known appropriate heater / cooler can be adopted, for example, a double layer structure of a heating layer of a surface heater and a cooling layer provided with a passage of a cooling fluid, or heat Various things are considered, such as a heating / cooling device having a single layer structure in which a cooling pipe having a heater wound around the conductor is embedded. Also, instead of electrical heating, a thermal fluid may be circulated, or a Peltier element may be used.

ウエハチャック34は、後述するアライメント装置70に着脱自在に支持固定される。アライメント装置70は、ウエハチャック34をX、Y、Z、θ方向に移動することで、ウエハチャック34に保持されたウエハWとプローブカード32との相対的な位置合わせを行う。   The wafer chuck 34 is detachably supported by an alignment device 70 described later. The alignment device 70 performs relative alignment between the wafer W held by the wafer chuck 34 and the probe card 32 by moving the wafer chuck 34 in the X, Y, Z, and θ directions.

アライメント装置70は、ウエハチャック34を着脱自在に支持固定してウエハチャック34をZ軸方向に移動すると共にZ軸を回転中心としてθ方向に回転するZ軸移動・回転部72と、Z軸移動・回転部72を支持してX軸方向に移動するX軸移動台74と、X軸移動台74を支持してY軸方向に移動するY軸移動台76とを備えている。   The alignment device 70 detachably supports the wafer chuck 34, moves the wafer chuck 34 in the Z-axis direction, and rotates in the θ direction about the Z axis while rotating in the θ direction, and the Z axis movement An X-axis moving base 74 supporting the rotating unit 72 and moving in the X-axis direction, and a Y-axis moving base 76 supporting the X-axis moving base 74 and moving in the Y-axis direction.

Z軸移動・回転部72、X軸移動台74、及びY軸移動台76は、それぞれ、少なくともモータを含む機械的な駆動機構によりウエハチャック34を所定の方向に移動自在もしくは回転自在に構成される。機械的な駆動機構としては、例えば、サーボモータとボールネジとを組み合わせたボールネジ駆動機構により構成される。また、ボールネジ駆動機構に限らず、リニアモータ駆動機構やベルト駆動機構等で構成されていてもよい。なお、Z軸移動・回転部72、X軸移動台74、及びY軸移動台76は、後述する各制御部によりウエハチャック34の移動距離、移動方向、移動速度、加速度を変更可能に構成されている。本実施形態では、具体的には次のような構成を有する。   Each of the Z-axis movement / rotation unit 72, the X-axis movement base 74, and the Y-axis movement base 76 is configured to move or rotate the wafer chuck 34 in a predetermined direction by a mechanical drive mechanism including at least a motor. Ru. As a mechanical drive mechanism, it is comprised by the ball screw drive mechanism which combined the servomotor and the ball screw, for example. Further, the present invention is not limited to the ball screw drive mechanism, and may be configured by a linear motor drive mechanism, a belt drive mechanism, or the like. The Z-axis movement / rotation unit 72, the X-axis movement base 74, and the Y-axis movement base 76 are configured such that the movement distance, movement direction, movement speed, and acceleration of the wafer chuck 34 can be changed by control units described later. ing. Specifically, the present embodiment has the following configuration.

Z軸移動・回転部72は、本発明の機械的昇降手段の一例であり、ウエハチャック34をZ軸方向に移動させるためのZ軸駆動モータ122(例えば、ステッピングモータ、サーボモータ、リニアモータ等)(図5参照)と、ウエハチャック34のZ軸方向への移動距離を検出するためのZ軸エンコーダ(例えば、ロータリーエンコーダやリニアスケール等)(不図示)とを備えている。Z軸駆動モータ122は、後述するZ軸移動制御部106(図5参照)からのモータ制御信号に基づき制御され、ウエハチャック34を所望の移動速度または加速度で目標位置に移動させるように駆動する。また、Z軸エンコーダは、ウエハチャック34の移動に応じてエンコーダ信号を出力する。   The Z-axis movement / rotation unit 72 is an example of the mechanical elevating means of the present invention, and a Z-axis drive motor 122 (for example, a stepping motor, a servomotor, a linear motor, etc.) for moving the wafer chuck 34 in the Z-axis direction. 5) and a Z-axis encoder (for example, a rotary encoder, a linear scale, etc.) (not shown) for detecting the movement distance of the wafer chuck 34 in the Z-axis direction. The Z-axis drive motor 122 is controlled based on a motor control signal from a Z-axis movement control unit 106 (see FIG. 5) described later, and drives the wafer chuck 34 to move to the target position at a desired movement speed or acceleration. . Further, the Z-axis encoder outputs an encoder signal in accordance with the movement of the wafer chuck 34.

また、Z軸移動・回転部72は、ウエハチャック34をθ方向に回転させるための回転駆動モータ124(例えば、ステッピングモータ、サーボモータ、リニアモータ等)(図5参照)と、ウエハチャック34のθ方向への回転角度を検出するための回転エンコーダ(例えば、ロータリーエンコーダ等)(不図示)とを備えている。回転駆動モータ124は、後述するθ回転制御部108(図5参照)からのモータ制御信号に基づき制御され、ウエハチャック34を所望の回転速度または加速度で目標位置に移動させるように駆動する。また、回転エンコーダは、ウエハチャック34の回転に応じてエンコーダ信号を出力する。   The Z-axis movement / rotation unit 72 also includes a rotation drive motor 124 (for example, a stepping motor, a servomotor, a linear motor, etc.) (see FIG. 5) for rotating the wafer chuck 34 in the θ direction. The rotary encoder (for example, a rotary encoder etc.) (not shown) for detecting the rotation angle to (theta) direction is provided. The rotation drive motor 124 is controlled based on a motor control signal from a θ rotation control unit 108 (see FIG. 5) described later, and drives the wafer chuck 34 to move to the target position at a desired rotation speed or acceleration. In addition, the rotary encoder outputs an encoder signal according to the rotation of the wafer chuck 34.

X軸移動台74は、ウエハチャック34をX軸方向に移動させるためのX軸駆動モータ118(例えば、ステッピングモータ、サーボモータ、リニアモータ等)(図5参照)と、ウエハチャック34のX軸方向への移動距離を検出するためのX軸エンコーダ(例えば、ロータリーエンコーダやリニアスケール等)(不図示)とを備えている。X軸駆動モータ118は、後述するX軸移動制御部102(図5参照)からのモータ制御信号に基づき制御され、ウエハチャック34を所望の移動速度または加速度で目標位置に移動させるように駆動する。また、X軸エンコーダは、ウエハチャック34の移動に応じてエンコーダ信号を出力する。   The X-axis moving table 74 is an X-axis drive motor 118 (for example, a stepping motor, a servomotor, a linear motor, etc.) (see FIG. 5) for moving the wafer chuck 34 in the X-axis direction. An X-axis encoder (for example, a rotary encoder, a linear scale, etc.) (not shown) for detecting the movement distance in the direction is provided. The X-axis drive motor 118 is controlled based on a motor control signal from an X-axis movement control unit 102 (see FIG. 5) described later, and drives the wafer chuck 34 to move to the target position at a desired movement speed or acceleration. . In addition, the X-axis encoder outputs an encoder signal according to the movement of the wafer chuck 34.

Y軸移動台76は、ウエハチャック34をY軸方向に移動させるためのY軸駆動モータ120(例えば、ステッピングモータ、サーボモータ、リニアモータ等)(図5参照)と、ウエハチャック34のY軸方向への移動距離を検出するためのY軸エンコーダ(例えば、ロータリーエンコーダやリニアスケール等)(不図示)とを備えている。Y軸駆動モータ120は、後述するY軸移動制御部104(図5参照)からのモータ制御信号に基づき制御され、ウエハチャック34を所望の移動速度または加速度で目標位置に移動させるように駆動する。また、Y軸エンコーダは、ウエハチャック34の移動に応じてエンコーダ信号を出力する。   The Y-axis moving table 76 is a Y-axis drive motor 120 (for example, a stepping motor, a servomotor, a linear motor, etc.) (see FIG. 5) for moving the wafer chuck 34 in the Y-axis direction. A Y-axis encoder (for example, a rotary encoder, a linear scale, etc.) (not shown) for detecting the movement distance in the direction is provided. The Y-axis drive motor 120 is controlled based on a motor control signal from a Y-axis movement control unit 104 (see FIG. 5) described later, and drives the wafer chuck 34 to move to the target position at a desired movement speed or acceleration. . In addition, the Y-axis encoder outputs an encoder signal according to the movement of the wafer chuck 34.

アライメント装置70は、それぞれの段毎に設けられており(図3参照)、図示しないアライメント装置駆動機構によって、各段に配置された複数の測定部16間で相互に移動可能に構成されている。すなわち、アライメント装置70は、同一の段に配置される複数(本例では4つ)の測定部16間で共有されており、同一の段に配置された複数の測定部16間を相互に移動する。各測定部16に移動したアライメント装置70は図示しない位置決め固定装置により所定位置に位置決めされた状態で固定され、ウエハチャック34をX、Y、Z、θ方向に移動させて、ウエハチャック34に保持されたウエハWとプローブカード32との相対的な位置合わせを行う。なお、図示は省略したが、アライメント装置70は、ウエハチャック34に保持されたウエハWの各チップの電極パッドとプローブ36との相対的な位置関係を検出するために、針位置検出カメラと、ウエハアライメントカメラとを備えている。また、アライメント装置駆動機構としては、ボールネジ駆動機構、リニアモータ駆動機構、ベルト駆動機構等の機械的な駆動機構により構成される。   The alignment device 70 is provided for each stage (see FIG. 3), and is configured to be mutually movable between the plurality of measurement units 16 arranged in each stage by an alignment device drive mechanism (not shown). . That is, the alignment apparatus 70 is shared among a plurality of (four in this example) measurement units 16 arranged in the same stage, and mutually moves between the plurality of measurement units 16 arranged in the same stage. Do. The alignment device 70 moved to each measurement unit 16 is fixed while being positioned at a predetermined position by a positioning and fixing device (not shown), and the wafer chuck 34 is moved in the X, Y, Z, θ directions and held by the wafer chuck 34 The relative alignment between the wafer W and the probe card 32 is performed. Although not shown, the alignment device 70 detects the relative positional relationship between the electrode pads of the respective chips of the wafer W held by the wafer chuck 34 and the probes 36, and And a wafer alignment camera. Further, the alignment device drive mechanism is constituted by a mechanical drive mechanism such as a ball screw drive mechanism, a linear motor drive mechanism, and a belt drive mechanism.

アライメント装置70の上面を構成するZ軸移動・回転部72のウエハチャック支持面72aには、外周に沿って環状に形成された弾性を有するリング状シール部材(Z軸シールゴム)78が設けられる。また、ウエハチャック支持面72aのリング状シール部材78の内側には吸引口80が設けられている。吸引口80は、ウエハチャック34の内部に形成された吸引路82を介して吸引装置44に接続されている。吸引装置44と吸引路82との間を接続する吸引経路には、吸引装置44側から順に、チャック固定用電磁弁84、と、絞り弁86とが設けられている。なお、チャック固定用電磁弁84は後述するチャック固定用電磁弁制御部112(図5参照)により制御される。   A ring-shaped seal member (Z-axis seal rubber) 78 having elasticity and annularly formed along the outer periphery is provided on the wafer chuck support surface 72a of the Z-axis movement / rotation unit 72 that constitutes the upper surface of the alignment device 70. In addition, a suction port 80 is provided inside the ring-shaped seal member 78 of the wafer chuck support surface 72a. The suction port 80 is connected to the suction device 44 via a suction passage 82 formed inside the wafer chuck 34. In the suction path connecting the suction device 44 and the suction path 82, a chuck fixing electromagnetic valve 84 and a throttle valve 86 are provided in order from the suction device 44 side. The chuck fixing solenoid valve 84 is controlled by a chuck fixing solenoid valve control unit 112 (see FIG. 5) described later.

Z軸移動・回転部72のウエハチャック支持面72aのリング状シール部材78の外側には、アライメント装置70に対するウエハチャック34の相対的な位置関係が常に一定となるように位置決めピン88が設けられている。この位置決めピン88は、ウエハチャック34の中心軸を中心とする周方向に沿って等間隔に3箇所に設けられている(図4においては2つのみを図示)。ウエハチャック34の下面には各位置決めピン88にそれぞれ対応する位置に位置決め部材であるVブロック90が設けられている。ウエハチャック34を真空吸着により吸着して固定する際には、各Vブロック90のV溝内にそれぞれ対応する位置決めピン88を係合させることで、ウエハチャック34の水平方向(X方向及びY方向)の動きを拘束して、アライメント装置70とウエハチャック34との相対的な位置決めが行われる。   A positioning pin 88 is provided on the outside of the ring-shaped seal member 78 of the wafer chuck support surface 72a of the Z-axis movement / rotation unit 72 so that the relative positional relationship of the wafer chuck 34 with the alignment device 70 is always constant. ing. The positioning pins 88 are provided at three locations at equal intervals along the circumferential direction centering on the central axis of the wafer chuck 34 (only two are shown in FIG. 4). On the lower surface of the wafer chuck 34, a V block 90 which is a positioning member is provided at a position corresponding to each positioning pin 88. When the wafer chuck 34 is suctioned and fixed by vacuum suction, the corresponding positioning pins 88 are engaged in the V grooves of each V block 90 to move the wafer chuck 34 in the horizontal direction (X direction and Y direction). And the relative positioning between the alignment device 70 and the wafer chuck 34 is performed.

なお、本実施形態では、アライメント装置70は、ウエハチャック34を真空吸着して固定するが、ウエハチャック34を固定できるものであれば、真空吸着以外の固定手段でもよく、例えば機械的手段等で固定するようにしてもよい。   In the present embodiment, the alignment apparatus 70 vacuum-chucks and fixes the wafer chuck 34. However, as long as the wafer chuck 34 can be fixed, the alignment unit 70 may be a fixing unit other than vacuum-chucking. It may be fixed.

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

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

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

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

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

図5に示すように、制御装置60は、全体制御部100、X軸移動制御部102、Y軸移動制御部104、Z軸移動制御部106、θ回転制御部108、ウエハ吸着用電磁弁制御部110、チャック固定用電磁弁制御部112、及び吸引制御部114等を備えている。   As shown in FIG. 5, the control unit 60 includes an overall control unit 100, an X-axis movement control unit 102, a Y-axis movement control unit 104, a Z-axis movement control unit 106, a θ rotation control unit 108, and a wafer suction electromagnetic valve control. And a chuck fixing electromagnetic valve control unit 112, a suction control unit 114, and the like.

全体制御部100は、プローバ10を構成する各部を統括的に制御する。具体的には、全体制御部100は、検査するウエハWの各チップの電極パッドとプローブカード32の各プローブ36とを接触させる動作(コンタクト動作)の制御を行う。また、全体制御部100は、コンタクト動作の他に、各測定部16の間でアライメント装置70を相互に移動させる移動制御や、テストヘッドによるウエハレベル検査の動作の制御などを行う。なお、コンタクト動作以外の制御については、本発明の特徴的部分ではないため、詳細な説明を省略する。   The overall control unit 100 centrally controls the units that constitute the prober 10. Specifically, the overall control unit 100 controls an operation (contact operation) for bringing the electrode pads of the respective chips of the wafer W to be inspected into contact with the respective probes 36 of the probe card 32. Further, in addition to the contact operation, the overall control unit 100 performs movement control for mutually moving the alignment apparatus 70 between the measurement units 16 and control of the wafer level inspection operation by the test head. The control other than the contact operation is not a characteristic part of the present invention, and thus the detailed description is omitted.

X軸移動制御部102は、X軸移動台74に設けられるX軸駆動モータ118の駆動を制御することでX軸移動台74をX軸方向に移動させることにより、ウエハチャック34をX軸方向に移動させる。Y軸移動制御部104は、Y軸移動台76に設けられるY軸駆動モータ120の駆動を制御することでY軸移動台76をY軸方向に移動させることにより、ウエハチャック34をY軸方向に移動させる。Z軸移動制御部106は、Z軸移動・回転部72に設けられるZ軸駆動モータ122の駆動を制御することでZ軸移動・回転部72を昇降させることにより、ウエハチャック34をZ軸方向に移動させる。θ回転制御部108は、Z軸移動・回転部72に設けられる回転駆動モータ124の駆動を制御することでZ軸移動・回転部72をθ方向に回転させることにより、ウエハチャック34をθ方向に回転させる。   The X-axis movement control unit 102 controls the drive of the X-axis drive motor 118 provided on the X-axis movement base 74 to move the wafer chuck 34 in the X-axis direction by moving the X-axis movement base 74 in the X-axis direction. Move to The Y-axis movement control unit 104 controls the driving of the Y-axis drive motor 120 provided on the Y-axis movement base 76 to move the Y-axis movement base 76 in the Y-axis direction, thereby the wafer chuck 34 is in the Y-axis direction. Move to The Z-axis movement control unit 106 moves the wafer chuck 34 in the Z-axis direction by raising and lowering the Z-axis movement / rotation unit 72 by controlling the drive of the Z-axis drive motor 122 provided in the Z-axis movement / rotation unit 72. Move to The θ rotation control unit 108 controls the driving of the rotation drive motor 124 provided in the Z axis movement / rotation unit 72 to rotate the Z axis movement / rotation unit 72 in the θ direction, thereby the wafer chuck 34 in the θ direction. Rotate to.

ウエハ吸着用電磁弁制御部110は、ウエハ吸着用電磁弁46のON/OFF(開/閉)を制御することで、吸引口40による吸引圧を調整し、ウエハチャック34に対するウエハWの固定/非固定を選択的に切り替える。   The wafer suction electromagnetic valve control unit 110 adjusts the suction pressure by the suction port 40 by controlling ON / OFF (open / close) of the wafer suction electromagnetic valve 46 to fix the wafer W to the wafer chuck 34 / Selectively switch non-fixed.

チャック固定用電磁弁制御部112は、チャック固定用電磁弁84のON/OFF(開/閉)を制御することで、吸引口80による吸引圧を調整し、Z軸移動・回転部72に対するウエハチャック34の固定/非固定を選択的に切り替える。   The chuck fixing electromagnetic valve control unit 112 adjusts the suction pressure by the suction port 80 by controlling ON / OFF (open / close) of the chuck fixing electromagnetic valve 84, and the wafer for the Z axis movement / rotation unit 72 The fixation / non-fixation of the chuck 34 is selectively switched.

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

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

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

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

次に、本実施形態のプローバ10におけるコンタクト動作(プローブ検査方法の一例)について、図6〜図8を参照して説明する。なお、この動作は全体制御部100による制御の下で行われる。   Next, the contact operation (an example of the probe inspection method) in the prober 10 of the present embodiment will be described with reference to FIGS. This operation is performed under the control of the overall control unit 100.

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

(事前動作)
コンタクト動作の事前動作について説明する。
(Pre-operation)
The preliminary operation of the contact operation will be described.

まず、コンタクト動作の事前動作として、これから検査を行う測定部16にアライメント装置70を移動させた後、不図示の位置決め固定装置により位置決め固定した状態で、アライメント装置70にウエハチャック34が受け渡される。なお、コンタクト動作の開始前におけるウエハチャック34の受け渡し動作については、本発明の要部ではないため、詳細な説明を省略する。   First, the wafer chuck 34 is delivered to the alignment apparatus 70 in a state in which the alignment device 70 is moved to the measurement unit 16 to be inspected from now on as a preliminary operation of the contact operation and then positioned and fixed by a positioning fixing device not shown. . The delivery operation of the wafer chuck 34 before the start of the contact operation is not an essential part of the present invention, and thus the detailed description is omitted.

アライメント装置70にウエハチャック34が受け渡された後、チャック固定用電磁弁制御部112は、チャック固定用電磁弁84をON(開状態)とし、Z軸移動・回転部72のウエハチャック支持面72a(図4参照)にウエハチャック34を吸着して固定する。このとき、Z軸移動・回転部72の位置決めピン88をウエハチャック34のVブロック90のV溝内に係合させることで、アライメント装置70とウエハチャック34との相対的な位置決めが行われる。   After the wafer chuck 34 is delivered to the alignment apparatus 70, the chuck fixing electromagnetic valve control unit 112 turns on the chuck fixing electromagnetic valve 84 (open state), and the wafer chuck support surface of the Z axis movement / rotation unit 72 The wafer chuck 34 is suctioned and fixed to 72a (see FIG. 4). At this time, relative positioning between the alignment device 70 and the wafer chuck 34 is performed by engaging the positioning pin 88 of the Z-axis moving / rotating unit 72 in the V groove of the V block 90 of the wafer chuck 34.

その後、アライメント装置70に支持固定されたウエハチャック34にウエハWが供給(ロード)されると、ウエハ吸着用電磁弁制御部110は、ウエハ吸着用電磁弁46をON(開状態)とし、ウエハ保持面34a(図4参照)にウエハWを吸着固定する。   Thereafter, when the wafer W is supplied (loaded) to the wafer chuck 34 supported and fixed to the alignment apparatus 70, the wafer suction electromagnetic valve control unit 110 turns on the wafer suction electromagnetic valve 46 (opened state). The wafer W is fixed by suction to the holding surface 34a (see FIG. 4).

(ステップS10:アライメント工程)
次に、X軸移動制御部102、Y軸移動制御部104、及びθ回転制御部108は、全体制御部100による制御の下、針位置検出カメラ及びウエハアライメントカメラにより撮像された結果に基づき、X軸駆動モータ118、Y軸駆動モータ120、回転駆動モータ124を制御して、ウエハチャック34に保持されたウエハWとプローブカード32との相対的な位置合わせを行う。
(Step S10: alignment process)
Next, the X-axis movement control unit 102, the Y-axis movement control unit 104, and the θ rotation control unit 108 are controlled by the overall control unit 100 based on the result of imaging by the needle position detection camera and the wafer alignment camera. The X-axis drive motor 118, the Y-axis drive motor 120, and the rotation drive motor 124 are controlled to perform relative alignment between the wafer W held by the wafer chuck 34 and the probe card 32.

(ステップS12:Z軸上昇工程)
次に、図7の符号500A及び500Bに示すように、Z軸移動制御部106は、Z軸駆動モータ122を制御して、Z軸移動・回転部72を上昇させることにより、リング状シール部材48がヘッドステージ30の下面に接触する高さ位置までウエハチャック34をプローブカード32に向かって移動させる。これにより、リング状シール部材48がヘッドステージ30の下面に接触して、ウエハチャック34とプローブカード32との間に形成された内部空間Sは外部から遮断された密閉状態となる。
(Step S12: Z-axis raising process)
Next, as indicated by reference numerals 500A and 500B in FIG. 7, the Z-axis movement control unit 106 controls the Z-axis drive motor 122 to raise the Z-axis movement / rotation unit 72, thereby forming a ring-shaped seal member. The wafer chuck 34 is moved toward the probe card 32 to a height position where the contact 48 contacts the lower surface of the head stage 30. As a result, the ring-shaped seal member 48 contacts the lower surface of the head stage 30, and the internal space S formed between the wafer chuck 34 and the probe card 32 is sealed from the outside.

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

また、減圧工程においては、減圧工程の開始と同時またはそれよりも後のタイミングでウエハチャック固定解除工程が行われる。ウエハチャック固定解除工程では、チャック固定用電磁弁制御部112は、チャック固定用電磁弁84をOFF(閉状態)とし、Z軸移動・回転部72の吸引口80(図4参照)によるウエハチャック34の固定を解除する。これにより、減圧工程が行われた場合に、内部空間Sの内部圧力に応じてウエハチャック34がプローブカード32側に向かって移動(上昇)する。   In the depressurization step, the wafer chuck fixing release step is performed at the same time as or after the start of the depressurization step. In the wafer chuck fixing release step, the chuck fixing electromagnetic valve control unit 112 turns off the chuck fixing electromagnetic valve 84 (closed state), and the wafer chuck by the suction port 80 (see FIG. 4) of the Z axis movement / rotation unit 72. Unlock 34. As a result, when the pressure reduction step is performed, the wafer chuck 34 moves (rises) toward the probe card 32 in accordance with the internal pressure of the internal space S.

ここで、本実施形態では、Z軸移動・回転部72の吸引路82とチャック固定用電磁弁84との間を接続する吸引経路には絞り弁86が設けられているため、減圧工程の開始と同時又はそれよりも後のタイミングでウエハチャック固定解除工程が行われても、ウエハチャック34の下側(Z軸移動・回転部72側)の負圧が急に失われないようになっている。そのため、ウエハチャック34が上下両側(すなわち、Z軸移動・回転部72とプローブカード32との両側)から引っ張られている状態で急に下側からの拘束(すなわち、Z軸移動・回転部72からの吸着による固定力)がなくなることがないので、ウエハチャック34の急激な移動に伴う異常振動や異常接触を低減できる。したがって、ウエハチャック固定解除工程が行われたときにウエハチャック34がZ軸移動・回転部72から急激に離脱するのを抑制することができるので、ウエハチャック34の受け渡し動作をより安定して行うことが可能となる。   Here, in the present embodiment, since the throttling valve 86 is provided in the suction path connecting between the suction path 82 of the Z-axis movement / rotation unit 72 and the chuck fixing electromagnetic valve 84, the start of the pressure reduction process Even if the wafer chuck fixing release process is performed at the same time as or after the above, the negative pressure on the lower side (the Z axis movement / rotation part 72 side) of the wafer chuck 34 is not suddenly lost There is. Therefore, when the wafer chuck 34 is pulled from both the upper and lower sides (that is, both sides of the Z-axis moving and rotating portion 72 and the probe card 32), restraint from the lower side suddenly (ie, Z-axis moving and rotating portion 72) Since the fixing force (due to adsorption from the surface) is not lost, it is possible to reduce abnormal vibration and abnormal contact accompanying rapid movement of the wafer chuck 34. Therefore, since the wafer chuck 34 can be prevented from being rapidly detached from the Z-axis moving / rotating portion 72 when the wafer chuck fixing release step is performed, the delivery operation of the wafer chuck 34 can be performed more stably. It becomes possible.

なお、本実施形態では、一例として、Z軸移動・回転部72の吸引路82とチャック固定用電磁弁84との間を接続する吸引経路に絞り弁86を設けた構成を示したが、Z軸移動・回転部72の吸引口80と吸引装置44との間を接続する経路に絞り弁86が設けられていればよく、例えば、Z軸移動・回転部72の吸引路82に絞り弁86が設けられていてもよい。   In the present embodiment, as an example, the configuration in which the throttling valve 86 is provided in the suction path connecting the suction path 82 of the Z-axis movement / rotation unit 72 and the chuck fixing electromagnetic valve 84 is shown. The throttling valve 86 may be provided in a path connecting the suction port 80 of the axial movement / rotation unit 72 and the suction device 44, for example, the throttling valve 86 in the suction passage 82 of the Z axis movement / rotation unit 72. May be provided.

(ステップS16:高さ位置検出工程)
距離センサ38は、内部空間Sのステップ減圧が行われているときにウエハチャック34の高さ位置をステップ毎に検出する。距離センサ38の検出結果は制御装置60の記憶装置(不図示)に出力されて記憶される。
(Step S16: height position detection step)
The distance sensor 38 detects the height position of the wafer chuck 34 for each step when the step pressure reduction of the internal space S is performed. The detection result of the distance sensor 38 is output to and stored in a storage device (not shown) of the control device 60.

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

なお、内部空間Sの内部圧力は、例えばウエハチャック34又はヘッドステージ30に設けた圧力センサにより内部空間Sの内部圧力を直接検出してもよいし、真空電空レギュレータ54に内蔵又は接続された圧力センサにより検出してもよい。   The internal pressure of the internal space S may be detected directly by, for example, a pressure sensor provided on the wafer chuck 34 or the head stage 30, or may be incorporated in or connected to the vacuum electro-pneumatic regulator 54. It may be detected by a pressure sensor.

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

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

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

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

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

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

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

以上のようにして、ウエハチャック34がアライメント装置70(Z軸移動・回転部72)からヘッドステージ30(プローブカード32側)に受け渡されると、プローブカード32の各プローブ36は均一な接触圧でウエハWの各チップの電極パッドに接触した状態となり、ウエハレベル検査を開始可能な状態となる。その後、テストヘッドから各プローブ36を介してウエハWの各チップに電源及びテスト信号が供給され、各チップから出力される信号を検出して電気的な動作検査が行われる。   As described above, when the wafer chuck 34 is delivered from the alignment device 70 (Z-axis movement / rotation unit 72) to the head stage 30 (the probe card 32 side), each probe 36 of the probe card 32 has a uniform contact pressure. At this time, the wafer W is in contact with the electrode pads of the chips, and the wafer level inspection can be started. Thereafter, power and test signals are supplied from the test head to the respective chips of the wafer W through the respective probes 36, and signals output from the respective chips are detected to conduct an electrical operation inspection.

なお、ウエハチャック34がアライメント装置70(Z軸移動・回転部72)からヘッドステージ30(プローブカード32側)に受け渡された後、アライメント装置70は他の測定部16に移動し、その測定部16において同様の手順でコンタクト動作が行われ、ウエハレベル検査が順次行われる。   In addition, after the wafer chuck 34 is delivered from the alignment device 70 (Z-axis movement / rotation unit 72) to the head stage 30 (the probe card 32 side), the alignment device 70 moves to another measurement unit 16 and measures it. The contact operation is performed in the same procedure in section 16 and wafer level inspection is sequentially performed.

以上のとおり、本実施形態によれば、内部空間Sをステップ減圧しながらウエハチャック34の高さ位置をステップ毎に検出し、その検出結果からオーバードライブ量を算出することができる。したがって、オペレータは、適正なオーバードライブ量を確保できているか否かを容易かつ正確に把握でき、ウエハW上の電極パッドとプローブ36との間で良好なコンタクトを実現することができる。   As described above, according to the present embodiment, it is possible to detect the height position of the wafer chuck 34 for each step while reducing the pressure in the internal space S in steps, and calculate the overdrive amount from the detection result. Therefore, the operator can easily and accurately grasp whether or not the appropriate amount of overdrive can be secured, and a good contact can be realized between the electrode pad on the wafer W and the probe 36.

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

以上、本発明に係るプローバ及びプローブ検査方法について詳細に説明したが、本発明は、以上の例には限定されず、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、各種の改良や変形を行ってもよいのはもちろんである。   Although the prober and the probe inspection method according to the present invention have been described above in detail, the present invention is not limited to the above examples, and various improvements and modifications may be made without departing from the scope of the present invention. Of course it's good.

10…プローバ、12…測定ユニット、14…ローダ部、16…測定部、18…ロードポート、20…ウエハカセット、22…操作パネル、24…搬送ユニット、26…搬送アーム、30…ヘッドステージ、32…プローブカード、34…ウエハチャック、34a…ウエハ保持面、36…プローブ、38…距離センサ、40…吸引口、42…吸引路、44…吸引装置、46…ウエハ吸着用電磁弁、48…リング状シール部材、50…吸引口、54…真空電空レギュレータ、56…連通路、60…制御装置、70…アライメント装置、72…Z軸移動・回転部、72a…ウエハチャック支持面、74…X軸移動台、76…Y軸移動台、78…リング状シール部材、78…リング状シール部材、80…吸引口、82…吸引路、84…チャック固定用電磁弁、86…絞り弁、88…位置決めピン、90…Vブロック、92…Z軸移動機構、94…θ回転機構、100…全体制御部、102…X軸移動制御部、104…Y軸移動制御部、106…Z軸移動制御部、108…θ回転制御部、110…ウエハ吸着用電磁弁制御部、112…チャック固定用電磁弁制御部、114…吸引制御部、115…オーバードライブ量算出部、118…X軸駆動モータ、120…Y軸駆動モータ、122…Z軸駆動モータ、124…回転駆動モータ、W…ウエハ、S…内部空間   DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Prober 12 Measurement unit 14 Loader unit 16 Measurement unit 18 Load port 20 Wafer cassette 22 Operation panel 24 Transport unit 26 Transport arm 30 Head stage 32 ..... Probe card, 34 ... Wafer chuck, 34 a ... Wafer holding surface, 36 ... Probe, 38 ... Distance sensor, 40 ... Suction port, 42 ... Suction path, 44 ... Suction device, 46 ... Solenoid valve for wafer suction, 48 ... Ring Seal member 50 suction port 54 vacuum electro-pneumatic regulator 56 communication path 60 control device 70 alignment device 72 Z axis movement / rotation unit 72a wafer chuck support surface 74 X Axis moving base, 76: Y axis moving base, 78: ring seal member, 78: ring seal member, 80: suction port, 82: suction path, 84: chuck fixed Solenoid valve 86 throttle valve 88 positioning pin 90 V block 92 Z axis movement mechanism 94 rotation mechanism 100 whole control unit 102 X axis movement control unit 104 Y axis movement Control unit 106 ... Z-axis movement control unit 108 ... θ rotation control unit 110 ... Solenoid valve control unit for wafer adsorption 112 ... Solenoid valve control unit for chuck fixation 114 ... Suction control unit 115 ... 115 Overdrive amount calculation , 118 ... X-axis drive motor, 120 ... Y-axis drive motor, 122 ... Z-axis drive motor, 124 ... rotational drive motor, W ... wafer, S ... internal space

Claims (6)

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