检查装置以及检查装置的控制方法与流程

1.本发明涉及检查装置以及检查装置的控制方法。


背景技术：

2.在专利文献1中,公开了一种与探针卡检测装置相关的技术,该探针卡检测装置将通过用于检测探针的针尖或目标的检测的第一摄像机、第二摄像机检测的、两个探针的针尖的水平位置与两个目标的水平位置的差作为用于进行探针与半导体晶圆的电极焊盘的对准所使用的校正值进行检测。
3.<现有技术文献>
4.<专利文献>
5.专利文献1:日本国特开2012
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204695号公报


技术实现要素：

6.<本发明要解决的问题>
7.本发明提供一种能够提高使载置于对准载物台之上的晶圆向与探针卡的探针接触的位置移动时的位置精度的技术。
8.<用于解决问题的手段>
9.根据本发明的一个方式,提供一种检查装置,其用于执行包括如下工序的处理:卡重心坐标取得工序,其通过对准载物台侧的第一坐标取得部,取得保持于与上述对准载物台相对的弹簧框架的探针卡的卡重心坐标；基准目标坐标取得工序,其通过上述第一坐标取得部取得设于上述弹簧框架的基准目标的目标坐标系中的基准目标坐标；对准坐标取得工序,其使上述弹簧框架侧的第二坐标取得部与上述第一坐标取得部的位置对准,从而取得对准坐标；晶圆重心坐标取得工序,其通过上述第二坐标取得部取得载置于上述对准载物台之上的晶圆的晶圆重心坐标；第一坐标取得部实际接触坐标取得工序,其使用上述卡重心坐标、上述对准坐标、以及上述晶圆重心坐标求得使上述晶圆接触上述探针卡的探针的接触坐标,并且通过包括上述接触坐标的指令而使对准载物台移动,从而通过上述第一坐标取得部取得上述目标坐标系中的第一坐标取得部实际接触坐标；以及接触工序,其基于以上述基准目标坐标为基准计算的第一坐标取得部目标接触坐标与上述第一坐标取得部实际接触坐标的位置偏移量,对上述对准载物台的位置进行校正,从而使上述探针与上述晶圆接触，该第一坐标取得部目标接触坐标是假定上述对准载物台通过上述算出的接触坐标使上述晶圆接触上述探针的情况下被识别的、与上述目标坐标系对应的第一坐标取得部的坐标。
10.<发明的效果>
11.根据一个侧面,能够提高使载置于对准载物台之上的晶圆向与探针卡的探针接触的位置移动时的位置精度。
附图说明
12.图1是示出实施方式的检查装置10的一个例子的剖视图。
13.图2是示出相当于图1中的a
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a向视剖面的切断面中的检查装置10的整体剖面的一个例子的图。
14.图3是示出一个单元的剖面构造的图。
15.图4是示出收集目标21的图。
16.图5是示出使晶圆w接触探针卡15b的处理的一个例子的流程图。
17.图6是示出使晶圆w接触探针卡15b的处理的一个例子的图。
18.图7是示出使晶圆w接触探针卡15b的处理的一个例子的图。
19.图8是示出目标坐标系中的基准坐标a、坐标b、以及坐标c的图。
具体实施方式
20.以下,参照附图对用于实施本发明的方式进行说明。需要说明的是,在本说明书以及附图中,对于实质上相同的构成,有时通过付与相同的附图标记而省略重复的说明。
21.<实施方式>
22.图1是示出实施方式的检查装置10的一个例子的剖视图。图2是示出相当于图1中的a
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a向视剖面的切断面中的检查装置10的整体剖面的一个例子的图。以下,定义作为正交坐标系的xyz坐标系而进行说明。xy平面是水平平面,z方向是上下方向。
23.如图1以及图2所示,检查装置10包括壳体11。壳体11的内部空间是检查室11a。检查室11a具有检查区域12、搬运区域13、以及装载端口区域14。
24.在图1以及图2中,省略用于将检查区域12、搬运区域13、以及装载端口区域14之间隔开的壁(与xz面大致平行的壁)、设于壁的开口部等。
25.检查区域12是进行形成于作为被检查体的一个例子的晶圆w的电子器件的电气特性的检查的区域,主要配置有晶圆检查用的多个测试仪15、弹簧框架15a、晶圆对准摄像机16、对准器19。测试仪15以及弹簧框架15a是检查部的一个例子。弹簧框架15a在各测试仪15之下各设有一个。晶圆对准摄像机16是第二坐标取得部的一个例子,作为一个例子,其在各弹簧框架15a的旁边的事先决定的位置各设有一个。在图1中,晶圆对准摄像机16由于在测试仪15之下所以观察不到。作为一个例子,测试仪15在检查区域12内在x方向配置5个,并且在上下方向设置3层。作为一个例子,图1所示构成是包括中层的测试仪15的部分的构成,但是各层的构成是相同的。测试仪15在检查区域12内在x方向配置多个,并且在上下方向设置多层即可。另外,晶圆对准摄像机16可以是在各层设置一个且能够在x方向移动的构成。需要说明的是,以下,将配置各测试仪15的区域称为单元。作为一个例子,在检查区域12内存在15个单元。
26.搬运区域13是设于检查区域12和装载端口区域14之间的区域。在搬运区域13中,设有用于在x方向引导搬运载物台18的导轨18a。对于搬运载物台18详见后述。
27.装载端口区域14被划分为多个容纳空间17。作为一个例子,多个容纳空间17在x方向被划分为5个,在上下方向被划分为3层。在图1中,示出了位于3层之中的中层的5个容纳空间17。在中层的5个容纳空间17中的3个容纳空间17中,配置3个用于容纳作为用于收纳多片晶圆w的容器的foup的端口17a,在剩下的两个容纳空间17中,配置用于控制检查装置10
的各部分的动作的控制器17d。控制器17d通过包括cpu(central processing unit)、存储器等的计算机来实现。foup是承载件的一个例子,端口17a是承载件容纳室的一个例子。
28.以下,除了图1以及图2,还使用图3进行说明。图3是示出一个单元的剖面构造的图。在图3中,以yz剖面示出上下方向的3层中的1层中包含的某一个单元的构造。在图3中,示出测试仪15、弹簧框架15a、探针卡15b、晶圆w、卡盘顶15c、晶圆对准摄像机(上摄像机)16、主框架16a、对准器19、探针对准摄像机(下摄像机)20、以及收集目标(日文原文:
コレクシヨンーゲツト
)21。在图3中,晶圆对准摄像机16设于主框架16a的下表面,该主框架16a在测试仪15的下表面中在
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y方向侧与弹簧框架15a邻接设置。对准器19设于壳体11的各层的底板11f之上。对准器19通过控制器17d进行驱动控制。
29.在各测试仪15之下,设有用于保持探针卡15b的弹簧框架15a。弹簧框架15a固定于壳体11。弹簧框架15a具有用于与晶圆w的电子器件的端子接触的弹簧针(省略图示)。晶圆w的电子器件的端子通过弹簧框架15a与测试仪15电连接。另外,在弹簧框架15a的下表面,安装有收集目标21。收集目标21在取得对准器19的基准位置时使用。作为一个例子,收集目标21在弹簧框架15a的下表面的 y方向侧的端部安装于弹簧框架15a的x方向的宽度的中央。收集目标21的位置为如下位置,即,对准器19移动至使晶圆w接触探针卡15b的探针15b1的接触位置时,能够通过探针对准摄像机20对其进行拍摄的位置。
30.卡盘顶15c是厚板状的部件,具有平坦的上表面。卡盘顶15c在通过对准器19(参照图2)相对于弹簧框架15a进行了对位的状态下在未图示的真空吸附机构的作用下被弹簧框架15a吸附。
31.若卡盘顶15c被弹簧框架15a吸附,则探针卡15b的探针15b1被按压于晶圆w的电子器件的端子。需要说明的是,对准器19在各层各设有一个。在图1中,对准器19位于5个测试仪15中的任一个之下,省略了图示。由于在通过一层的对准器19进行对准、搬运等的处理时,能够通过其他层的对准器19进行对准、搬运等的处理,因此能够提高晶圆w的检查的处理量。
32.卡盘顶15c可以具有用于对晶圆w进行加热的加热机构(加热器),在测试仪15进行电子器件的电气特性的检查时,可以将晶圆w的温度加热至期望的温度。另外,卡盘顶15c可以具有利用冷却液对卡盘顶15c进行冷却的冷却机构(冷却器单元)。
33.晶圆对准摄像机16是第二坐标取得部的一个例子,其用作上摄像机。晶圆对准摄像机16能够拍摄下方,作为一个例子,其对保持于卡盘顶15c的上表面的晶圆w的位置、以及卡盘顶15c的位置等进行拍摄。
34.搬运载物台18是搬运机构的一个例子。搬运载物台18能够在搬运区域13内沿导轨18a在x方向移动。搬运载物台18具有能够在y方向以及z方向动作的臂部等,其能够将晶圆w等在x方向、y方向、以及z方向进行搬运。搬运载物台18自装载端口区域14的端口17a接收晶圆w,将其在搬运区域13内在x方向搬运,然后交接至对准器19。另外,搬运载物台18自对准器19接收电子器件的电气特性的检查结束的晶圆w,将其在搬运区域13内在x方向搬运,然后交接至端口17a。
35.对准器19是对准载物台的一个例子,其自搬运载物台18接收晶圆w。对准器19将保持晶圆w的卡盘顶15c向各测试仪15搬运,并且相对于弹簧框架15a保持的探针卡15b进行晶圆w的对位。在进行了这样的对位的状态下,卡盘顶15c在未图示的真空吸附机构的作用下
被弹簧框架15a吸附。对准器19自弹簧框架15a接收保持电子器件的电气特性的检查结束的晶圆w的卡盘顶15c,并且将晶圆w交接至搬运载物台18。
36.对准器19在上下方向的3层中的各个层各自设有一个。对准器19具有x载台19x、y载台19y、以及z载台19z自下至上以该顺序重叠的构成。x载台19x能够在x方向移动,y载台19y能够相对x载台19x在y方向移动,z载台19z能够相对于y载台19y在z方向移动。
37.探针对准摄像机20是第一坐标取得部的一个例子,其用作下摄像机。探针对准摄像机20安装于对准器19的z载台19z,能够拍摄上方。
38.图4是示出收集目标21的图。如图4的(a)所示,作为一个例子,收集目标21具有纵7
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横7的49个目标( 标记)。在此,对目标为 标记的方式进行说明,但是目标不限于 标记,可以为各种记号、各种形状的图形等。收集目标21以各目标朝向下方的状态安装于弹簧框架15a的下表面。在各目标的右侧附有两行两列的数值。作为一个例子,右上的目标(00,00)是基准目标,上层的两位的数值表示自基准目标的横方向的距离,下层的两位的数值表示自基准目标的纵方向的距离。因此,上层和下层的值自基准目标(00,00)朝向左下的目标(06,06)逐一增加。需要说明的是,目标的数不限于49个,只要是多个的话为几个均可。另外,作为一个例子对在各目标的右侧附上两行两列的数值的方式进行了说明,但是不限于该方式,只要知道自基准目标的横向以及纵向的位置,可以为任意标记等。
39.图4的(a)的被虚线包围的部分表示通过探针对准摄像机20拍摄的情况的视野。位于视野的中心的十字表示视野中心21a。控制器17d选择自视野中心21a最近的目标(自视野中心21a最近的 标记的目标),并且读取附加于该目标的数值。在图4的(b)中,其为(03,02)。控制器17d进一步取得视野中心21a与最近的目标的x方向、y方向的位置偏移量(xd、yd),通过取读取的数值的合计,确定收集目标21的xy坐标系中的视野中心21a的位置。需要说明的是,收集目标21的xy坐标系与检查装置10的xy坐标对应。以下,将收集目标21的xy坐标系称为目标坐标系。
40.图5是示出使晶圆w接触探针卡15b的处理的一个例子的流程图。控制器17d执行图5所示处理。另外,在此,除了图5之外还使用图6以及图7进行说明。图6以及图7是示出使晶圆w接触探针卡15b的处理的一个例子的图。在图6以及图7中,概略示出了弹簧框架15a侧的探针卡15b、晶圆对准摄像机16和收集目标21的位置、以及对准器19侧的晶圆w和探针对准摄像机20的位置,省略了卡盘顶15c。
41.在此,由于3台对准器19向x方向的移动等引起的检查装置10的重心改变、温度引起的膨胀或收缩等,有时检查装置10的框架产生应变。该应变为微米级。若通过向接触位置移动的指令使对准器19移动,则由于上述应变,有时在每次移动时在接触位置产生位置偏移。实施方式的检查装置10以及检查装置的控制方法对该位置偏移进行校正,从而提高使晶圆w向接触探针卡15b的探针15b1的位置移动时的位置精度。
42.在步骤s1中,控制器17d进行探针对准。具体而言,如图6的(a)所示,使设于对准器19的探针对准摄像机20向探针卡15b的正下移动,从而取得表示探针卡15b的位置的卡重心坐标。
43.在步骤s2中,控制器17d通过向接触位置移动的指令使对准器19移动,通过探针对准摄像机20对收集目标21进行摄像,从而取得目标坐标系中的基准坐标。由于收集目标21的位置位于对准器19移动至接触位置时能够通过探针对准摄像机20进行拍摄的位置,因此
若通过向接触位置移动的指令使对准器19移动,则如图6的(b)所示,探针对准摄像机20移动至收集目标21的正下。控制器17d作为基准坐标取得在该状态下通过探针对准摄像机20对收集目标21进行摄像从而得到的目标坐标系中的视野中心21a(参照图4的(b)、(c))的坐标。由于温度改变、重心的移动等引起的检查装置10的应变引起的位置偏移,有时在步骤s2中取得的目标坐标系中的基准坐标与对准器19侧的坐标每次不同。目标坐标系中的基准坐标是进行一次步骤s1至s6的处理而成为基准的位置。
44.在步骤s3中,控制器17d进行上下摄像机的对位。具体而言,如图6的(c)所示,控制器17d使晶圆对准摄像机16移动至规定的位置,并且移动对准器19,使晶圆对准摄像机16与探针对准摄像机20的轴对准,取得晶圆对准摄像机16的坐标与探针对准摄像机20的坐标的对准坐标。由此,能够获得晶圆对准摄像机16的坐标与探针对准摄像机20的坐标的对应关系。
45.在步骤s4中,控制器17d进行晶圆对准。具体而言,如图7的(a)所示,控制器17d通过晶圆对准摄像机16取得对准器19之上的晶圆w的位置(晶圆重心坐标)。
46.在步骤s5中,控制器17d使用卡重心坐标、对准坐标、以及晶圆重心坐标,算出为了使晶圆w接触探针卡15b而使对准器19向接触位置移动的坐标(接触坐标),在通过包括算出的接触坐标的指令使对准器19移动的状态下,通过探针对准摄像机20对收集目标21进行摄像,从而取得接触坐标中的收集目标21的坐标值(实测值)。
47.在步骤s6中,控制器17d基于在步骤s5中算出的接触坐标和在步骤s2中识别的收集目标基准点,通过计算求得在接触位置识别的收集目标21的坐标的理论值。该收集目标21的坐标的理论值与实际在接触坐标识别的收集目标21的坐标(实测值)的差为校正值。并且,控制器17d使对准器19移动该校正值的量。
48.具体而言,如下所述。在此,除了图7的(c)之外使用图8进行说明。图8是示出目标坐标系中的、基准坐标a、收集目标21的坐标的理论值b、以及步骤s5的坐标(实测值)c的图。基准坐标a是在步骤s2中取得的坐标。收集目标21的坐标的理论值b是第一坐标取得部目标接触坐标的一个例子,步骤s5的坐标(实测值)c是第一坐标取得部实际接触坐标的一个例子。
49.收集目标21的坐标的理论值b是以基准坐标a为基准,基于检查装置10的设计值计算的坐标。但是,即使通过包括接触坐标的指令使对准器19移动,由于因检查装置10的应变、探针卡15b的个体差等而产生位置偏移,因此对准器19移动至与坐标(实测值)c对应的xyz坐标系中的坐标。
50.于是,在步骤s6中,控制器17d作为校正值求得收集目标21的坐标的理论值b与坐标(实测值)c的差,并且如图7的(c)所示,使对准器19移动校正值的量。其结果,对准器19移动至接触坐标,并且能够在校正了位置偏移的状态下使晶圆w与探针卡15b的探针15b1接触。
51.如上所述,在步骤s2中通过探针对准摄像机20对收集目标21进行摄像而取得目标坐标系中的基准坐标a。然后,将在通过包括接触坐标的指令使对准器19移动的位置取得的坐标(实测值)c与收集目标21的坐标的理论值b的差作为校正值,对对准器19的位置进行校正。由此,因检查装置10的应变、探针卡15b的个体差等产生的位置偏移抵消,能够使对准器19移动至正确的位置。
52.因此,能够提供一种检查装置10以及检查装置的控制方法,其能够提高使载置于对准器19(对准载物台)之上的晶圆w移动至与探针卡15b的探针15b1接触(contact)的位置时的位置精度。
53.这样的位置偏移的校正能够在每一次执行图5所示流程图的步骤s1至s6的处理时进行。即,能够在对每一片晶圆w进行电子器件的检查时执行。因此,能够提供一种在每一次进行检查时在正确的位置使晶圆w接触探针15b1,能够缩短检查时间,并且能够以高处理量进行检查的检查装置10。另外,由手动操作来调整位置偏移的情况下花费庞大的时间,通过使用收集目标21,能够在非常短时间内容易地进行位置调整,从而使高处理量下的检查成为可能。
54.需要说明的是,如上所述,对检查装置10包括多个测试仪15的方式进行了说明,但是检查装置10包括的测试仪15的数量可以为一个。另外,如上所述,对卡盘顶15c相对于弹簧框架15a被真空吸附的方式进行了说明,但是可以使卡盘顶15c相对于弹簧框架15a被对准器19按压的构成。
55.另外,如上所述,对使用晶圆对准摄像机16取得晶圆重心坐标等的方式进行了说明,但是也可以代替晶圆对准摄像机16而使用能够取得晶圆重心坐标等的传感器。同样地,如上所述,对使用探针对准摄像机20取得卡重心坐标、基准坐标的方式进行了说明,但是也可以代替探针对准摄像机20而使用能够取得卡重心坐标、基准坐标的传感器。
56.如上所述,对本发明的检查装置、以及检查装置的控制方法的实施方式进行了说明,但是本发明不限于上述实施方式等。在权利要求书记载的范围内,各种改变、修改、置换、附加、删除、以及组合均可能。其当然也属于本发明的技术范围。