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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2024146311
(43)【公開日】2024-10-15
(54)【発明の名称】プローバ及び温度測定方法
(51)【国際特許分類】
H01L 21/66 20060101AFI20241004BHJP
G01K 1/14 20210101ALI20241004BHJP
H01L 21/677 20060101ALI20241004BHJP
【ＦＩ】
H01L21/66 B
G01K1/14 L
H01L21/68 A
【審査請求】未請求
【請求項の数】11
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2023059126
(22)【出願日】2023-03-31
(71)【出願人】
【識別番号】000151494
【氏名又は名称】株式会社東京精密
(74)【代理人】
【識別番号】110003535
【氏名又は名称】スプリング弁理士法人
(72)【発明者】
【氏名】田邨 拓郎
【テーマコード（参考）】
2F056
4M106
5F131
【Ｆターム（参考）】
2F056CL06
4M106AA01
4M106BA01
4M106DD10
4M106DD23
4M106DH14
4M106DJ02
4M106DJ07
5F131AA02
5F131BA39
5F131CA42
5F131DA20
5F131DA32
5F131DA33
5F131DA36
5F131DA42
5F131EA02
5F131EB01
5F131HA28
5F131JA14
5F131JA15
5F131KA23
(57)【要約】
【課題】ウェーハチャックの温度測定における自動化が実現される、プローバ及び温度測定方法を提供する。
【解決手段】ウェーハチャック（１８）へプローブカードを受け渡す搬送装置（１６）を用いて、プローブカードを搬送する際のプローブカードが支持される位置に支持可能な１つ以上の温度センサ（７２）を備える温度測定治具（７０）を支持し、搬送装置が温度測定治具を支持した状態で1つ以上の温度センサをウェーハチャックの被測定面へ接触させる。
【選択図】図１２
【解決手段】ウェーハチャック（１８）へプローブカードを受け渡す搬送装置（１６）を用いて、プローブカードを搬送する際のプローブカードが支持される位置に支持可能な１つ以上の温度センサ（７２）を備える温度測定治具（７０）を支持し、搬送装置が温度測定治具を支持した状態で1つ以上の温度センサをウェーハチャックの被測定面へ接触させる。
【選択図】図１２
【特許請求の範囲】
【請求項1】
ウェーハに対する電気試験を実施するプローバであって、
前記ウェーハを支持するウェーハチャックと、
前記ウェーハチャックへプローブカードを受け渡す搬送装置と、
前記搬送装置の動作を制御する搬送制御部と、
を備え、
前記搬送装置は、前記ウェーハチャックの温度測定を実施する際に、前記プローブカードを搬送する際の前記プローブカードが支持される位置に支持可能な１つ以上の温度センサを備える温度測定治具を支持し、
前記搬送制御部は、前記搬送装置が前記温度測定治具を支持した状態で、前記１つ以上の温度センサを前記ウェーハチャックの被測定面へ接触させる、前記搬送装置の動作制御を実施するプローバ。
前記ウェーハを支持するウェーハチャックと、
前記ウェーハチャックへプローブカードを受け渡す搬送装置と、
前記搬送装置の動作を制御する搬送制御部と、
を備え、
前記搬送装置は、前記ウェーハチャックの温度測定を実施する際に、前記プローブカードを搬送する際の前記プローブカードが支持される位置に支持可能な１つ以上の温度センサを備える温度測定治具を支持し、
前記搬送制御部は、前記搬送装置が前記温度測定治具を支持した状態で、前記１つ以上の温度センサを前記ウェーハチャックの被測定面へ接触させる、前記搬送装置の動作制御を実施するプローバ。
【請求項2】
前記搬送装置は、前記１つ以上の温度センサから送信される前記ウェーハチャックの温度測定データを収集する測定データ収集装置が取り付けられる請求項１に記載のプローバ。
【請求項3】
前記搬送装置は、本体から外部へ延びるアームの先端に前記温度測定治具を支持し、
前記測定データ収集装置は、前記１つ以上の温度センサのそれぞれと電気配線を用いて電気接続され、
前記電気配線は、前記アームを用いて支持される請求項２に記載のプローバ。
前記測定データ収集装置は、前記１つ以上の温度センサのそれぞれと電気配線を用いて電気接続され、
前記電気配線は、前記アームを用いて支持される請求項２に記載のプローバ。
【請求項4】
前記１つ以上の温度センサは、前記ウェーハチャックの被測定面に対して面接触させる接触子を備えた請求項１に記載のプローバ。
【請求項5】
ウェーハに対する電気試験を実施するプローバにおいて、前記ウェーハを支持するウェーハチャックの温度を測定する温度測定方法であって、
前記ウェーハチャックへプローブカードを受け渡す搬送装置を用いて、前記プローブカードを搬送する際の前記プローブカードが支持される位置に支持可能な１つ以上の温度センサを備える温度測定治具を搬送し、
前記搬送装置が前記温度測定治具を支持した状態で、前記１つ以上の温度センサを前記ウェーハチャックの被測定面へ接触させる温度測定方法。
前記ウェーハチャックへプローブカードを受け渡す搬送装置を用いて、前記プローブカードを搬送する際の前記プローブカードが支持される位置に支持可能な１つ以上の温度センサを備える温度測定治具を搬送し、
前記搬送装置が前記温度測定治具を支持した状態で、前記１つ以上の温度センサを前記ウェーハチャックの被測定面へ接触させる温度測定方法。
【請求項6】
前記１つ以上の温度センサから送信される前記ウェーハチャックの温度測定データを収集する請求項５に記載の温度測定方法。
【請求項7】
ウェーハに対する電気試験を実施するプローバであって、
前記ウェーハを支持するウェーハチャックと、
前記ウェーハチャックの位置を調整するアライメント装置と、
前記アライメント装置の動作を制御するアライメント制御部と、
前記電気試験の際にプローブカードが取り付けられるヘッドステージと、
を備え、
前記ヘッドステージは、前記ウェーハチャックの温度測定の際に前記電気試験の際の前記プローブカードの取付位置に取付可能な１つ以上の温度センサを備える温度測定治具が取り付けられ、
前記アライメント制御部は、前記１つ以上の温度センサを前記ウェーハチャックの被測定面へ接触させる前記アライメント装置の動作制御を実施するプローバ。
前記ウェーハを支持するウェーハチャックと、
前記ウェーハチャックの位置を調整するアライメント装置と、
前記アライメント装置の動作を制御するアライメント制御部と、
前記電気試験の際にプローブカードが取り付けられるヘッドステージと、
を備え、
前記ヘッドステージは、前記ウェーハチャックの温度測定の際に前記電気試験の際の前記プローブカードの取付位置に取付可能な１つ以上の温度センサを備える温度測定治具が取り付けられ、
前記アライメント制御部は、前記１つ以上の温度センサを前記ウェーハチャックの被測定面へ接触させる前記アライメント装置の動作制御を実施するプローバ。
【請求項8】
前記ヘッドステージに対して前記ウェーハチャックを固定する固定部材を備えた請求項７に記載のプローバ。
【請求項9】
前記ウェーハチャックの温度測定の際に前記ヘッドステージが配置される温度測定位置と、前記ヘッドステージに対して前記温度測定治具が取付られる際に前記ヘッドステージが配置されるメンテナンス位置との間を、前記ヘッドステージを移動させるヘッドステージ移動機構を備えた請求項７に記載のプローバ。
【請求項10】
前記１つ以上の温度センサは、前記ウェーハチャックの被測定面に対して面接触させる接触子を備えた請求項７に記載のプローバ。
【請求項11】
ウェーハに対する電気試験を実施するプローバにおいて、前記ウェーハを支持するウェーハチャックの温度を測定する温度測定方法であって、
前記電気試験の際のヘッドステージにおけるプローブカードの取付位置に取付可能な１つ以上の温度センサを備える温度測定治具が取り付けられ、
前記１つ以上のセンサを前記ウェーハチャックの被接触面へ接触させる温度測定方法。
前記電気試験の際のヘッドステージにおけるプローブカードの取付位置に取付可能な１つ以上の温度センサを備える温度測定治具が取り付けられ、
前記１つ以上のセンサを前記ウェーハチャックの被接触面へ接触させる温度測定方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、ウェーハに形成された半導体チップの電気的特性の検査に適用されるプローバ及び温度測定方法に関する。
【背景技術】
【0002】
プローバにおける温度校正は、装置の納入の際及び装置の定期的なメンテナンスの際に実施される。温度校正では、測定に適用される温度帯ごとに、ヘッドステージに対して作業者が温度測定治具を搭載し、温度測定が実施される。また、温度測定では、作業者が測定データを取得し、コンピュータを動作させてマクロを実行して補正テーブルを作成し、かつ、作成された補正テーブルを作業者が装置に対してインストールしている。作業者は、装置に対して補正テーブルをインストールした後に、正しい値を用いて温度制御が実施されているかの確認を実施する。
【0003】
特許文献１は、プローブカードと交換されるプローブカード型温度センサを用いて、ウェーハチャックの温度測定を実施するプローバが記載される。同文献に記載のプローブカード型温度センサをテストヘッドへ搭載する際に、テストヘッドに対して取り付けられるプローブカード用のポゴフレームが専用ポゴフレームへ交換され、専用ポゴフレームを用いてプローブカード型温度センサがテストヘッドに対して支持される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0004】
【特許文献1】特開２０１９－５０３８９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
しかしながら、従来は、各温度帯においてローダの内部へ作業者が入り、温度測定の対象とされるウェーハチャックが配置されるヘッドステージのセンタシャッタを開放して、温度測定治具を搭載していた。そうすると、測定温度がマイナス４０℃等の低温の場合には結露のおそれがある。また、測定温度が１２０℃等の高温の場合には作業者のやけど等のおそれがある。更に、作業時間が長くなるとヘッドステージの内部温度に対する影響が懸念される。
【0006】
また、温度帯ごとに温度測定が実施されるので、温度設定が変更された際に温度が安定した後に、設定後の温度帯における測定が実施される。そうすると、温度が安定するまでの待ち時間が発生する。待ち時間は数時間にわたる場合があり得る。更に、測定データの取得及び補正テーブルのインストールなどは作業者が実施しており、作業工数が膨大となる。
【0007】
特許文献１に記載のプローバは、プローブカード型温度センサがテストヘッドへ搭載される工程とは別に、ポゴフレームが交換される工程が実行されるので、工数の増加及び作業時間の長時間化が懸念される。
【0008】
本発明はこのような事情に鑑みてなされたものであり、ウェーハチャックの温度測定における自動化が実現される、プローバ及び温度測定方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0009】
本開示の第１態様に係るプローバは、ウェーハに対する電気試験を実施するプローバであって、ウェーハを支持するウェーハチャックと、ウェーハチャックへプローブカードを受け渡す搬送装置と、搬送装置の動作を制御する搬送制御部と、を備え、搬送装置は、ウェーハチャックの温度測定を実施する際に、プローブカードを搬送する際のプローブカードが支持される位置に支持可能な１つ以上の温度センサを備える温度測定治具を支持し、搬送制御部は、搬送装置が温度測定治具を支持した状態で、１つ以上の温度センサをウェーハチャックの被測定面へ接触させる、搬送装置の動作制御を実施するプローバである。
【0010】
本開示の第１態様に係るプローバによれば、１つ以上温度センサを備え、搬送装置を用いて搬送される温度測定治具を用いて温度測定が実施される。これにより、ウェーハチャックの温度測定の自動化が実現される。
【0011】
第２態様に係るプローバは、第１態様のプローバにおいて、搬送装置は、１つ以上の温度センサから送信されるウェーハチャックの温度測定データを収集する測定データ収集装置が取り付けられてもよい。
【0012】
かかる態様において、測定データ収集装置はプローバの制御装置へウェーハチャックの温度測定データを送信してもよい。プローバの制御装置は、ウェーハチャックの温度測定データに基づき、ウェーハチャックの温度制御に適用される温度校正テーブルを生成してもよい。
【0013】
第３態様に係るプローバは、第１態様又は第２態様のプローバにおいて、搬送装置は、本体から外部へ延びるアームの先端に温度測定治具を支持し、測定データ収集装置は、１つ以上の温度センサのそれぞれと電気配線を用いて電気接続され、電気配線は、アームを用いて支持されてもよい。
【0014】
かかる態様によれば、温度測定治具、電気配線及び測定データ収集装置が搬送装置へ一体に収納される。これにより、電気配線の断線、温度測定治具及び測定データ収集装置と、電気配線との接続異常の発生が抑制される。
【0015】
第４態様に係るプローバは、第１態様から第３態様のいずれか一態様のプローバにおいて、１つ以上の温度センサは、ウェーハチャックの被測定面に対して面接触させる接触子を備えてもよい。
【0016】
かかる態様によれば、被測定面に対して点接触される接触子を備える温度センサと比較して、温度測定における外乱に対する一定のロバスト性が確保される。
【0017】
本開示の第５態様に係る温度測定方法は、ウェーハに対する電気試験を実施するプローバにおいて、ウェーハを支持するウェーハチャックの温度を測定する温度測定方法であって、ウェーハチャックへプローブカードを受け渡す搬送装置を用いて、プローブカードを搬送する際のプローブカードが支持される位置に支持可能な１つ以上の温度センサを備える温度測定治具を搬送し、搬送装置が温度測定治具を支持した状態で、１つ以上の温度センサをウェーハチャックの被測定面へ接触させる温度測定方法である。
【0018】
本開示の第５態様に係る温度測定方法によれば、本開示の第１態様に係るプローバと同様の作用効果を得ることが可能である。
【0019】
本開示の第５態様に係る温度測定方法において、第２態様から第４態様で特定した事項と同様の事項を適宜組み合わせることができる。その場合、プローバにおいて特定される処理や機能を担う構成要素は、これに対応する処理や機能を担う温度測定方法の構成要素として把握することができる。
【0020】
第６態様に係る温度測定方法は、第５態様の温度測定方法において、１つ以上の温度センサから送信される前記ウェーハチャックの温度測定データを収集してもよい。
【0021】
本開示の第７態様に係るプローバは、ウェーハに対する電気試験を実施するプローバであって、ウェーハを支持するウェーハチャックと、ウェーハチャックの位置を調整するアライメント装置と、アライメント装置の動作を制御するアライメント制御部と、電気試験の際にプローブカードが取り付けられるヘッドステージと、を備え、ヘッドステージは、ウェーハチャックの温度測定の際に電気試験の際のプローブカードの取付位置に対して取付可能な１つ以上の温度センサを備える温度測定治具が取り付けられ、アライメント制御部は、１つ以上の温度センサをウェーハチャックの被測定面へ接触させるアライメント装置の動作制御を実施するプローバである。
【0022】
本開示の第７態様に係るプローバによれば、本開示の第１態様に係るプローバと同様の作用効果を得ることが可能である。
【0023】
第８態様に係るプローバは、第７態様のプローバにおいて、ヘッドステージに対してウェーハチャックを固定する固定部材を備えてもよい。
【0024】
かかる態様によれば、ウェーハチャックの温度測定が実施される際に、ヘッドステージからのウェーハチャックの脱落が抑制される。
【0025】
かかる態様において、ヘッドステージに対して固定部材を移動可能の支持する固定装置を備えてもよい。固定装置は、固定部材を支持するガイド及び固定部材の駆動源を備え得る。
【0026】
第９態様に係るプローバは、第７態様又は第８態様のプローバにおいて、ウェーハチャックの温度測定の際にヘッドステージが配置される温度測定位置と、ヘッドステージに対して温度測定治具が取付られる際にヘッドステージが配置されるメンテナンス位置との間を、ヘッドステージを移動させるヘッドステージ移動機構を備えてもよい。
【0027】
かかる態様において、ヘッドステージ移動機構の位置をロックするロック機構を備えてもよい。
【0028】
第１０態様に係るプローバは、第７態様から第９態様のいずれか一態様のプローバにおいて、１つ以上の温度センサは、ウェーハチャックの被測定面に対して面接触させる接触子を備えてもよい。
【0029】
かかる態様によれば、被測定面に対して点接触される接触子を備える温度センサと比較して、温度測定における外乱に対する一定のロバスト性が確保される。
【0030】
本開示の第１１態様に係る温度測定方法は、ウェーハに対する電気試験を実施するプローバにおいて、ウェーハを支持するウェーハチャックの温度を測定する温度測定方法であって、電気試験の際のヘッドステージにおけるプローブカードの取付位置に取付可能な１つ以上の温度センサを備える温度測定治具が取り付けられ、１つ以上のセンサをウェーハチャックの被測定面へ接触させる温度測定方法である。
【0031】
本開示の第１１態様に係る温度測定方法において、第７態様から第１０態様で特定した事項と同様の事項を適宜組み合わせることができる。その場合、プローバにおいて特定される処理や機能を担う構成要素は、これに対応する処理や機能を担う温度測定方法の構成要素として把握することができる。
【発明の効果】
【0032】
本発明によれば、１つ以上温度センサを備え、搬送装置を用いて搬送される温度測定治具を用いて温度測定が実施される。これにより、ウェーハチャックの温度測定の自動化が実現される。
【図面の簡単な説明】
【0033】
【図1】第１実施形態に係るプローバの概略構成を示す斜視図である。
【図3】測定室の内部構造の例を示す部分拡大斜視図である。
【図4】搬送ユニットの斜視図であり、ウェーハが搭載される状態を示す図である。
【図5】搬送ユニットの斜視図であり、プローブカードが搭載される状態を示す図である。
【図6】搬送ユニットに使用状態を示す断面図であり、ウェーハが搬送される状態を示す模式図である。
【図7】搬送ユニットの使用状態を示す断面図であり、プローブカードが搬送される状態を示す模式図である。
【図8】ヘッドステージへのプローブカードの取付状態を示す模式図である。
【図9】ヘッドステージとウェーハチャックとが連結される状態の説明図である。
【図10】プローバに適用される電気試験の模式図である。
【図11】従来技術に係るウェーハチャックの温度測定が実施される状態を示す模式図である。
【図12】第１実施形態に係るウェーハチャックの温度測定方法が実施される状態を示す斜視図である。
【図14】第１実施形態に係る温度測定方法の手順を示すフローチャートである。
【図15】第２実施形態に係るプローバに適用される温度測定治具がヘッドステージへ搭載される状態を示す斜視図である。
【図19】第２実施形態に係るプローバの電気的構成を示す機能ブロック図である。
【図20】温度センサの具体例を示す模式図である。
【発明を実施するための形態】
【0034】
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詳説する。本明細書では、同一の構成要素には同一の参照符号を付して、重複する説明については、適宜、省略される。
【0035】
［第１実施形態に係るプローバの構成例］
図１は、第１実施形態に係るプローバの概略構成を示す斜視図である。同図には、プローバ１０の外周を覆うパネルが外される状態など、プローバ１０の内部構造が可視化された状態が図示される。プローバ１０は、搬送物収納部１２、複数の測定室１４、搬送ユニット１６及び移動装置２２を備える。搬送物収納部１２と複数の測定室１４との間には、搬送エリアＡ１が配置され、搬送エリアＡ１には、搬送ユニット１６が配置される。複数の測定室１４の搬送エリアＡ１の反対側には、メンテナンスエリアＡ２が配置される。
図１は、第１実施形態に係るプローバの概略構成を示す斜視図である。同図には、プローバ１０の外周を覆うパネルが外される状態など、プローバ１０の内部構造が可視化された状態が図示される。プローバ１０は、搬送物収納部１２、複数の測定室１４、搬送ユニット１６及び移動装置２２を備える。搬送物収納部１２と複数の測定室１４との間には、搬送エリアＡ１が配置され、搬送エリアＡ１には、搬送ユニット１６が配置される。複数の測定室１４の搬送エリアＡ１の反対側には、メンテナンスエリアＡ２が配置される。
【0036】
図１に示すＸ、Ｙ及びＺのそれぞれは、３次元直交座標系を構成する各軸を表す。本実施形態では、プローバ１０が設置される面に規定される直交する２軸をＸ軸及びＹ軸とし、プローバ１０が設置される面と直交する軸をＺ軸とする。
【0037】
複数の測定室１４は、Ｘ軸方向及びＺ軸方向に２次元配置される。また、搬送物収納部１２、搬送エリアＡ１、複数の測定室１４及びメンテナンスエリアＡ２は、Ｙ軸方向に沿って配置される。
【0038】
搬送物収納部１２は、複数のウェーハが収納されるウェーハ収納部１２ａ及び複数のプローブカードＰＣが収納されるプローブカード収納部１２ｂを備える。搬送物収納部１２は、複数のウェーハ収納部１２ａ又は複数のプローブカード収納部１２ｂがＸ軸に沿って配置される。なお、ウェーハ収納部１２ａ及びプローブカード収納部１２ｂの数及び配置は図示の例に限定されず、適宜、設定し得る。図１ではウェーハの図示は省略される。ウェーハは符号Ｗが付され、図４に図示される。
【0039】
搬送物収納部１２は、Ｙ軸方向における一方の端から作業者がアクセスすることができ、Ｙ軸方向における他方の端から搬送ユニット１６がアクセスできる構造を有している。搬送物収納部１２は、ウェーハの回収等の際にＹ軸方向における一方の端において作業者がアクセスする。
【0040】
複数の測定室１４のそれぞれは、Ｘ軸方向に延びる複数のフレーム、Ｙ軸方向に延びる複数のフレーム及びＺ軸方向に延びる複数のフレームを用いて区画される直方体形状を有する。直方体形状の測定室１４は、プローバ室と称され得る。測定室１４の内部には、ウェーハチャック１８、ヘッドステージ２０及びテストヘッドが配置される。なお、図１ではテストヘッドの図示が省略される。テストヘッドは符号４４が付され、図２等に図示される。
【0041】
測定室１４における搬送エリアＡ１の側には、第１開口１４ａが形成される。第１開口１４ａは、搬送ユニット１６を用いて搬送されるウェーハ及びプローブカードＰＣの測定室１４への出入口として機能する。各測定室１４は、第１開口１４ａを開閉させるセンタシャッタが取り付けられる。なお、センタシャッタは符号１４ｄが付され、図１３に図示される。
【0042】
測定室１４は、ヘッドステージ２０とウェーハチャック１８との位置合わせを行うアライメント装置を備える。また、測定室１４は、Ｘ方向に並ぶ４つの測定室１４の間において、アライメント装置を移動させる移動機構を備える。なお、アライメント装置は符号３８が付され、図７に図示される。また、アライメント装置を移動させる移動機構の図示は省略される。
【0043】
ヘッドステージ２０は、ポゴフレームを備える。ポゴフレームは、ヘッドステージ２０に具備される位置決め機構を用いてヘッドステージ２０に対して位置決めされ、ヘッドステージ２０のＺ軸方向の上側からヘッドステージ２０へ搭載される。
【0044】
ポゴフレームは、テストヘッドと電気接続され、テストヘッドから伝送される試験信号を、プローブカードに具備されるプローブ針を介してウェーハに形成される半導体チップへ伝送する。ポゴフレームは、試験対象のウェーハの種類に応じて交換される。なお、図１ではポゴフレームの図示は省略される。ポゴフレームは、符号４６が付され、図９に図示される。
【0045】
測定室１４に具備されるテストヘッドは、試験対象のウェーハに対して試験信号を送信し、ウェーハから送信される信号を受信する。
【0046】
搬送ユニット１６は、搬送物収納部１２からウェーハ又はプローブカードＰＣのいずれかである搬送物を受け取り、第１開口１４ａを介して測定室１４へ搬送物を受け渡す。また、搬送ユニット１６は、第１開口１４ａを介して測定室１４から搬送物を受け取り、搬送物収納部１２へ搬送物を受け渡す。
【0047】
搬送ユニット１６は、Ｘ軸方向及びＺ軸方向について移動自在に支持される。すなわち、搬送ユニット１６は、Ｘ軸方向について搬送ユニット１６を移動させるＸ軸移動装置を用いて支持され、かつ、Ｚ軸方向について搬送ユニット１６を移動させるＺ軸移動装置を用いて支持される。これにより、搬送ユニット１６は、複数の測定室１４の全てに対してアクセスが可能とされる。
【0048】
図１には、プローブカード保持アーム１６ｃの先端にプローブカードＰＣが保持される２つの搬送ユニット１６が図示される。搬送ユニット１６の数は１つであってもよいし、３つ以上であってもよい。
【0049】
移動装置２２は、Ｘ軸方向について搬送ユニット１６を移動させるＸ軸移動装置及び、Ｚ軸方向について搬送ユニット１６を移動させるＺ軸移動装置が含まれる。移動装置２２は、Ｘ軸方向へ搬送ユニット１６を移動させ、かつ、Ｚ軸方向について搬送ユニット１６を移動させる。なお、移動装置２２は一点鎖線を用いて模式的に図示される。
【0050】
図２は、図１に示すプローバをメンテナンスエリアの側から見た斜視図である。測定室１４におけるメンテナンスエリアＡ２の側には、第２開口１４ｂが形成される。第２開口１４ｂは、図１に示す第１開口１４ａと同様に、図示されないセンタシャッタが取り付けられる。なお、図２では、図１に示すヘッドステージ２０が省略される。
【0051】
測定室１４に配置されるヘッドステージ２０及びテストヘッド４４は、第２開口１４ｂを介してメンテナンスエリアＡ２へ引き出される。すなわち、ヘッドステージ２０は、Ｙ軸方向に沿ってヘッドステージ２０をスライドさせるスライド機構を用いて支持される。同様に、テストヘッド４４は、Ｙ軸方向に沿ってテストヘッド４４をスライドさせるスライド機構を用いて支持される。
【0052】
作業者は、ロック機構のロックを解除して、ヘッドステージ２０及びテストヘッド４４を測定室１４からメンテナンスエリアＡ２へ引き出すことが可能である。なお、図２では、ヘッドステージ２０のスライド機構及びテストヘッド４４のスライド機構の図示は省略される。ヘッドステージ２０のスライド機構は、符号５４が付され、図３に図示される。また、テストヘッド４４のスライド機構は、符号５０が付され、図３に図示される。
【0053】
図３は、測定室の内部構造の例を示す部分拡大斜視図である。測定室１４の内部には、Ｙ軸方向に沿ってテストヘッド４４を移動自在に支持するテストヘッド支持機構が具備される。テストヘッド支持機構は、ベース５６及びベース５６の上に固定されるＹ軸方向に延びる２本のテストヘッド用ガイドレール５８を備える。
【0054】
テストヘッド支持機構を構成するベース５６は、Ｚ軸方向に延びる鉛直ガイドレールを用いて、Ｚ軸方向に沿って昇降自在に支持される。また、ベース５６はテストヘッド４４をロックするロック機構が具備される。ロック機構は公知の構造を適用し得る。なお、鉛直ガイドレール及びロック機構の図示は省略される。
【0055】
測定室１４の内部には、Ｚ軸方向に沿ってテストヘッド４４を昇降させるテストヘッド昇降機構４８が具備される。テストヘッド昇降機構４８は、エアシリンダ又は油圧シリンダ等のアクチュエータを適用し得る。例えば、テストヘッド昇降機構４８は、アクチュエータの一方の端がベース５６に連結され、アクチュエータの他方の端がヘッドステージ２０へ連結される構造が適用される。
【0056】
図３において実線を用いて図示されるテストヘッド４４は、プローブカードＰＣと電気接続される位置のテストヘッド４４であり、二点鎖線を用いて図示されるテストヘッド４４は、メンテナンスエリアＡ２へ引き出される位置のテストヘッド４４である。
【0057】
測定室１４の内部には、ポゴフレーム４６が具備される。テストヘッド４４は、ウェーハへ形成される半導体チップの電気試験が実施される際に、ポゴフレーム４６を介してプローブカードＰＣと電気接続される。ポゴフレーム４６は、ヘッドステージ用ガイドレール６４を用いてＹ軸方向に沿ってスライド自在に支持される。
【0058】
ポゴフレーム４６が搭載されるヘッドステージ２０は、ヘッドステージ支持機構を用いて保持される。ヘッドステージ支持機構は、ベース６２及びベース６２の上に固定されるＹ軸方向に延びる２本のヘッドステージ用ガイドレール６４を備える。ヘッドステージ２０は、ヘッドステージ用ガイドレール６４を用いてＹ軸方向に沿ってスライド自在に支持される。
【0059】
ヘッドステージ支持機構を構成するベース６２は、ヘッドステージ２０をロックするロック機構が具備される。ロック機構は公知の構造を適用し得る。なお、ロック機構の図示は省略される。
【0060】
［搬送ユニットの構成例］
図４は、搬送ユニットの斜視図であり、ウェーハが搭載される状態を示す図である。搬送ユニット１６は、ウェーハＷを搬送するウェーハ保持アーム１６ｂ及びウェーハ保持アーム１６ｂを移動させるウェーハ移動機構を備える。ウェーハ保持アーム１６ｂ及びウェーハ移動機構は、筐体１６ａの内部に配置される。ウェーハ保持アーム１６ｂは、開口１６ｆを介して筐体１６ａの内部と筐体１６ａの外部との間を往復移動する。なお、ウェーハ移動機構の図示は省略される。
図４は、搬送ユニットの斜視図であり、ウェーハが搭載される状態を示す図である。搬送ユニット１６は、ウェーハＷを搬送するウェーハ保持アーム１６ｂ及びウェーハ保持アーム１６ｂを移動させるウェーハ移動機構を備える。ウェーハ保持アーム１６ｂ及びウェーハ移動機構は、筐体１６ａの内部に配置される。ウェーハ保持アーム１６ｂは、開口１６ｆを介して筐体１６ａの内部と筐体１６ａの外部との間を往復移動する。なお、ウェーハ移動機構の図示は省略される。
【0061】
すなわち、搬送ユニット１６は、ウェーハ移動機構を動作させてウェーハ保持アーム１６ｂを伸ばし、搬送物収納部１２からウェーハＷを受け取り、ウェーハ保持アーム１６ｂを縮めて搬送ユニット１６の内部へウェーハＷを収容する。
【0062】
搬送ユニット１６は、回転機構２８を備える。回転機構２８は、Ｚ軸方向に沿う回転軸の回りに搬送ユニット１６を回転させる。回転機構２８は、回転軸にシャフトが連結される駆動モータを備える。なお、駆動モータの図示は省略される。
【0063】
回転機構２８は、正転方向及び逆転方向のそれぞれについて、搬送ユニット１６を１８０度回転させてもよいし、正転方向又は逆転方向のいずれかについて、搬送ユニット１６を３６０度回転させてもよい。
【0064】
すなわち、回転機構２８は、開口１６ｆが搬送物収納部１２を向く搬送ユニット１６の姿勢と、開口１６ｆが測定室１４の第１開口１４ａを向く搬送ユニット１６の姿勢とを、切り替える。
【0065】
図５は、搬送ユニットの斜視図であり、プローブカードが搭載される状態を示す図である。搬送ユニット１６は、プローブカードＰＣを搬送するプローブカード保持アーム１６ｃ及びプローブカード保持アーム１６ｃを移動させるプローブカード移動機構を備える。
【0066】
プローブカード保持アーム１６ｃ及びプローブカード移動機構は、筐体１６ａの内部に配置される。プローブカード保持アーム１６ｃは、開口１６ｆを介して筐体１６ａの内部と筐体１６ａの外部との間を往復移動する。なお、プローブカード移動機構の図示は省略される。
【0067】
すなわち、搬送ユニット１６は、プローブカード移動機構を動作させてプローブカード保持アーム１６ｃを伸ばし、搬送物収納部１２からプローブカードＰＣを受け取り、プローブカード保持アーム１６ｃを縮めて搬送ユニット１６の内部へプローブカードＰＣを収容する。
【0068】
【0069】
搬送ユニット１６は、筐体１６ａの内部の温度及び湿度等の環境パラメータを一定に保つ環境維持部を備えてもよい。環境維持部は、温風又は冷風を供給する熱源及び加除湿装置等を適用してもよい。搬送ユニット１６は、温度センサ及び湿度センサ等の環境パラメータを検出するセンサを備えてもよい。
【0070】
図６は、搬送ユニットに使用状態を示す断面図であり、ウェーハが搬送される状態を示す模式図である。同図には、ウェーハ保持アーム１６ｂを用いて支持されるウェーハＷが測定室１４へ搬入される状態が模式的に図示される。
【0071】
搬送ユニット１６は、図１に示すウェーハ収納部１２ａから取り出したウェーハＷを筐体１６ａの内部へ収納し、回転機構２８を用いて１８０回転し、開口１６ｆが測定室１４の第１開口１４ａを向く姿勢とされる。搬送ユニット１６は、ウェーハ保持アーム１６ｂを伸ばして筐体１６ａの内部へ収納されるウェーハＷを測定室１４の内部へ搬入する。
【0072】
図７は、搬送ユニットの使用状態を示す断面図であり、プローブカードが搬送される状態を示す模式図である。同図には、プローブカードＰＣを測定室１４の内部へ搬入させ、第２プローブカード支持機構４０の支持部４０ａへプローブカードＰＣが受け渡された状態が図示される。
【0073】
測定室１４には、アライメント装置３８が具備される。アライメント装置３８は、ウェーハチャック１８を支持し、かつ、ヘッドステージ２０に具備される第１プローブカード支持機構３６に対するウェーハチャック１８の位置を調整する。図７には、アライメント装置３８がプローブカードＰＣを受け取る受取位置Ｐ１におけるアライメント装置３８が図示される。
【0074】
アライメント装置３８は、Ｚ軸可動部３８ａを備える。Ｚ軸可動部３８ａは、Ｚ軸方向について第２プローブカード支持機構４０を移動させる。アライメント装置３８は、Ｚ軸固定部３８ｂ及びＸＹ可動部３８ｃを備える。Ｚ軸固定部３８ｂは、ＸＹ可動部３８ｃに対してＺ軸可動部３８ａを固定させる。ＸＹ可動部３８ｃは、Ｚ軸可動部３８ａを支持し、かつ、ウェーハチャック１８を支持するＺ軸可動部３８ａをＸ方向及びＹ方向へ移動させる。
【0075】
第２プローブカード支持機構４０は、プローブカードＰＣを支持する支持部４０ａを備える。支持部４０ａは、Ｚ軸可動部３８ａに取り付けられる。支持部４０ａは、リング状部材及び環状に配置される複数のピンなどの構造が適用される。また、第２プローブカード支持機構４０は、Ｚ軸方向について、Ｚ軸可動部３８ａに対して支持部４０ａを昇降させる昇降機構を備える。なお、昇降機構の図示は省略される。
【0076】
［測定室におけるプローブカード及びウェーハの搬送］
図８は、ヘッドステージへのプローブカードの取付状態を示す模式図である。図８には、図７に示す受取位置Ｐ１から図８に示すヘッドステージ２０の直下の位置Ｐ２へアライメント装置３８を移動させた状態を示す。
図８は、ヘッドステージへのプローブカードの取付状態を示す模式図である。図８には、図７に示す受取位置Ｐ１から図８に示すヘッドステージ２０の直下の位置Ｐ２へアライメント装置３８を移動させた状態を示す。
【0077】
位置Ｐ２において、アライメント装置３８はＺ軸可動部３８ａを動作させて、プローブカードＰＣを第１プローブカード支持機構３６の位置へ搬送する。第１プローブカード支持機構３６は、プローブカードＰＣを着脱自在に支持する。すなわち、プローブカードＰＣは、第１プローブカード支持機構３６を用いてヘッドステージ２０に対して着脱自在に保持される。
【0078】
図９は、ヘッドステージとウェーハチャックとが連結される状態の説明図である。図９には、ポゴフレーム４６及びプローブカードＰＣが搭載されるヘッドステージ２０に対して、ウェーハチャック１８に支持されるウェーハＷが位置決めされ、プローブ針ＰＮがウェーハＷと接触する状態が模式的に図示される。
【0079】
図６に示すウェーハＷは、図７に示す受取位置Ｐ１においてウェーハチャック１８へ受け渡される。ウェーハチャック１８へ受け渡されたウェーハＷは、アライメント装置３８を用いて位置Ｐ２へ移動し、位置Ｐ２において上昇し、ヘッドステージ２０に搭載されるプローブカードＰＣに対して位置決めされる。
【0080】
ウェーハチャック１８は、シール部材７３を備える。シール部材７３は、弾性を有し、かつ、ウェーハチャック１８の上面の形状に対応するリング形状を有する。シール部材７３は、プローブカードＰＣとウェーハチャック１８の上面との間を封止し、プローブカードＰＣとウェーハチャック１８の上面との間に密閉空間ＳＳを形成する。
【0081】
ウェーハチャック１８の上面は、吸引口が形成される。吸引口は、ウェーハチャック１８の内部に形成される気体流路を介して、真空ポンプ７５と接続される。真空ポンプ７５は密閉空間ＳＳを減圧し、密閉空間ＳＳを真空状態とする。密閉空間ＳＳが真空状態とされると、ヘッドステージ２０に対してウェーハチャック１８が固定され、プローブカードＰＣとウェーハＷとが電気接続され、電気試験を開始可能な状態とされる。
【0082】
［プローバに適用される電気試験のシーケンス］
図１０は、ウェーハ及びプローブカードの移動経路のプローバに適用される電気試験の模式図である。同図には、図１に示すプローバ１０を上面から見た図を示す。同図には、プローバ１０に適用される電気試験のシーケンスにおけるウェーハＷ等の搬送方向が矢印線を用いて図示される。
図１０は、ウェーハ及びプローブカードの移動経路のプローバに適用される電気試験の模式図である。同図には、図１に示すプローバ１０を上面から見た図を示す。同図には、プローバ１０に適用される電気試験のシーケンスにおけるウェーハＷ等の搬送方向が矢印線を用いて図示される。
【0083】
ウェーハＷの電気試験では、先ず、試験対象のウェーハＷが、搬送ユニット１６を用いてウェーハ収納部１２ａから取り出される。すなわち、試験対象のウェーハＷが収納されるウェーハ収納部１２ａの位置へ搬送ユニット１６を移動させ、搬送ユニット１６のウェーハ収納部１２ａの内部へ進入させ、ウェーハ収納部１２ａから試験対象のウェーハＷが取り出される。
【0084】
次いで、ウェーハＷの搬送先として規定される測定室１４の位置へ搬送ユニット１６を移動させ、第１開口１４ａを介して、測定室１４の内部に配置されるウェーハチャック１８へウェーハＷがロードされる。ウェーハチャック１８へロードされたウェーハＷは、ウェーハチャック１８に対して真空吸着される。
【0085】
ウェーハＷが真空吸着されたウェーハチャック１８が試験温度に達するまで待機され、ウェーハチャック１８が試験温度に達すると、アライメント装置３８を用いて、プローブカードＰＣに対してウェーハＷがアライメントされる。
【0086】
プローブカードＰＣに対してアライメントされたウェーハＷをプローブ針ＰＮと接触させ、ポゴフレーム４６を介してテストヘッド４４からウェーハＷへ試験信号が伝送され、ウェーハＷの電気試験が実施される。
【0087】
プローブカードＰＣの交換は、ウェーハＷと同様の手順が適用され、プローブカード収納部１２ｂから測定室１４へプローブカードＰＣが搬送され、測定室１４において、ヘッドステージ２０に対してプローブカードＰＣが位置決めされ、プローブカードＰＣはヘッドステージ２０へ搭載される。
【0088】
ポゴフレーム４６の交換は、メンテナンスエリアＡ２において実施される。すなわち、ヘッドステージ２０が、測定室１４からメンテナンスエリアＡ２へ引き出され、ヘッドステージ２０から交換対象のポゴフレーム４６が取り外される。交換対象のポゴフレーム４６が取り外されたヘッドステージ２０は、電気試験に使用されるポゴフレーム４６が搭載され、メンテナンスエリアＡ２から測定室１４へ戻される。
【0089】
［第１実施形態に係る温度測定方法］
図１１は、従来技術に係るウェーハチャックの温度測定が実施される状態を示す模式図である。従来技術に係るウェーハチャックＷＣの温度測定は、電気試験に適用される温度帯ごとに、図１に示す搬送エリアＡ１へ作業者が入り、温度測定対象の測定室１４のセンタシャッタを開放して温度測定治具１を搭載し、温度測定治具１を用いて実施される。
図１１は、従来技術に係るウェーハチャックの温度測定が実施される状態を示す模式図である。従来技術に係るウェーハチャックＷＣの温度測定は、電気試験に適用される温度帯ごとに、図１に示す搬送エリアＡ１へ作業者が入り、温度測定対象の測定室１４のセンタシャッタを開放して温度測定治具１を搭載し、温度測定治具１を用いて実施される。
【0090】
図１１には、測定室１４の内部のフレーム２に取り付けられるガイドレール３を用いて、温度測定治具１が支持される態様が図示される。温度測定治具１は、ガイドレール３の溝へ挿入され、ガイドレール３が延びる方向へスライドさせ、ウェーハチャックＷＣと位置決めされる。
【0091】
温度測定治具１は、複数の温度センサ４を備える。複数の温度センサ４は、温度測定治具１とウェーハチャックＷＣとが位置決めされた状態において、ウェーハチャックＷＣの上面と接触する。温度センサ４を用いて測定されるウェーハチャックＷＣの温度は、作業者が測定端末５を操作して取得される。作業者は、測定端末５へインストールされるマクロを使用してウェーハチャックＷＣの温度測定データから補正テーブルを作成する。その後、作業者は測定端末５を操作して、補正テーブルをプローバの制御装置へ送信する。
【0092】
図１２は、第１実施形態に係るウェーハチャックの温度測定方法が実施される状態を示す斜視図である。同図には搬送ユニット１６のプローブカード保持アーム１６ｃの先端に支持される温度測定治具７０が図示され、かつ、プローブカード保持アーム１６ｃが伸ばされて温度測定治具７０を支持する状態で、温度を測定する対象のウェーハチャック１８に対して温度測定治具７０の温度センサを接触させる状態が図示される。
【0093】
温度測定治具７０は、１つ以上の温度センサ７２を備える。同図には、円形状の本体７４の中央部に温度センサ７２が１つ配置され、本体７４の外周に沿って４つの温度センサ７２が等間隔に配置される態様が図示される。なお、複数の温度センサ７２の数及び配置は、同図に示す態様に限定されない。
【0094】
複数の温度センサ７２のそれぞれは、ウェーハチャック１８に具備されるシール部材７３の位置を避けて配置される。また、複数の温度センサ７２のそれぞれは、シール部材７３の厚みを超える厚みを有する。これにより、温度センサ７２とシール部材７３との干渉に起因する温度測定の低下が抑制される。
【0095】
温度測定治具７０は、複数のセンサ配線７６を備える。複数のセンサ配線７６のそれぞれは、複数の温度センサ７２のそれぞれと電気接続され、複数の温度センサ７２のそれぞれから出力されるセンサ信号をサーモロガー７８へ伝送する。サーモロガー７８は、複数の温度センサ７２を用いて測定されるウェーハチャック１８の温度測定データを、プローバ１０の制御装置へ送信する。
【0096】
複数のセンサ配線７６は、温度測定治具７０の本体７４、搬送ユニット１６のプローブカード保持アーム１６ｃ及び筐体１６ａの内部を経由して、筐体１６ａの外部へ取り付けられるサーモロガー７８へ電気接続される。
【0097】
温度測定治具７０及びサーモロガー７８は、搬送エリアＡ１において、搬送物収納部１２を向く搬送ユニット１６に対して取り付けられる。温度測定治具７０は、搬送ユニット１６の筐体１６ａの内部へ収納され、搬送ユニット１６が１８０度回転して測定室１４の内部へ向けてプローブカード保持アーム１６ｃが伸ばされた際に、測定室１４の受取位置Ｐ１へ配置される。温度測定治具７０は、受取位置Ｐ１において複数の温度センサ７２とウェーハチャック１８の上面とを接触させる。プローブカード保持アーム１６ｃが伸ばされた状態において、プローバ１０はウェーハチャック１８の温度測定を自動で実施する。なお、実施形態に記載の温度測定治具７０は、プローブカードが支持される位置に支持可能な温度測定治具の一例である。実施形態に記載のサーモロガー７８は、ウェーハチャックの温度測定データを収集する測定データ収集装置の一例である。
【0098】
［プローバの電気的構成］
図１３は、図１に示すプローバの電気的構成を示す機能ブロック図である。制御装置１００はプローバ１０を統括制御する。制御装置１００はコンピュータが適用され、各種のプログラムを実行して、プローバ１０に具備される各種の機能を実現する。制御装置１００は、プローバ１０の本体に配置されてもよいし、プローバ１０の外部に配置されてもよい。
図１３は、図１に示すプローバの電気的構成を示す機能ブロック図である。制御装置１００はプローバ１０を統括制御する。制御装置１００はコンピュータが適用され、各種のプログラムを実行して、プローバ１０に具備される各種の機能を実現する。制御装置１００は、プローバ１０の本体に配置されてもよいし、プローバ１０の外部に配置されてもよい。
【0099】
制御装置１００に適用されるコンピュータの形態は、サーバであってもよいし、パーソナルコンピュータであってもよく、ワークステーションであってもよく、また、タブレット端末などであってもよい。制御装置１００に適用されるコンピュータの形態は、仮想マシンであってもよい。
【0100】
各種のプログラムは、制御装置１００に具備される記憶装置に記憶されてもよいし、制御装置１００の外部であり、プローバ１０の内部に具備される記憶装置に記憶されてもよい。制御装置１００は、プローバ１０の外部の記憶装置から各種のプログラムを取得してもよい。
【0101】
制御装置１００は、各種のプロセッサ（Processor）及びメモリ等から構成される演算回路を備える。各種のプロセッサの例として、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＧＰＵ（Graphics Processing Unit）、ＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）、及びプログラマブル論理デバイス等が挙げられる。
【0102】
プログラマブル論理デバイスの例として、ＳＰＬＤ（Simple Programmable Logic Devices）、ＣＰＬＤ（Complex Programmable Logic Device）及びＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Arrays）等が挙げられる。制御装置１００各種機能は、１つのプロセッサを用いて実現されてもよいし、複数のプロセッサを用いて実現されてもよい。複数のプロセッサは、同種の複数のプロセッサであってもよいし、互いに異なる種類の複数のプロセッサであってもよい。
【0103】
制御装置１００は、各種の通信インターフェースを備える。制御装置１００、各種の通信インターフェースを介して、周辺機器と通信自在に接続される。通信インターフェースは、ＵＳＢなど、各種の規格を適用し得る。通信インターフェースの通信形態は、有線通信及び無線通信のいずれを適用してもよい。なお、ＵＳＢはUniversal Serial Busの省略語である。また、ＵＳＢは登録商標である。
【0104】
制御装置１００は、搬送ユニット制御部１０２を備える。搬送ユニット制御部１０２は、搬送ユニット１６に対して動作指令を送信し、搬送ユニット１６の動作を制御する。搬送ユニット１６の動作には、ウェーハ保持アーム１６ｂの伸長、プローブカード保持アーム１６ｃの伸長、及び搬送ユニット１６の回転等が含まれる。
【0105】
制御装置１００は、移動装置制御部１０４を備える。移動装置制御部１０４は、移動装置２２に対して動作指令を送信し、移動装置２２の動作を制御する。移動装置制御部１０４は、Ｘ軸方向について搬送ユニット１６を移動させるＸ軸移動装置の動作を制御するＸ軸移動制御部及びＺ軸方向について搬送ユニット１６を移動させるＺ軸移動装置の動作を制御するＺ軸移動制御部を備えてもよい。
【0106】
制御装置１００は、アライメント制御部１０６を備える。アライメント制御部１０６は、アライメント装置３８に対して動作指令を送信し、アライメント装置３８の動作を制御する。アライメント装置３８の動作には、ウェーハＷのアライメント動作及びプローブカードＰＣのアライメント動作が含まれる。
【0107】
制御装置１００は、チャック温度制御部１０８を備える。チャック温度制御部１０８は、ウェーハチャック１８に具備されるチャック温度調整部１８ａの動作を制御して、ウェーハチャック１８の温度を調整する。チャック温度調整部１８ａは、加熱制御又は冷却制御のいずれかが実施れる。
【0108】
制御装置１００は、チャック温度設定部１１０を備える。チャック温度設定部１１０は、予め規定されるウェーハＷの電気試験に適用されるウェーハチャック１８の温度を設定する。チャック温度制御部１０８は、チャック温度設定部１１０を用いて設定された温度設定値に基づき、ウェーハチャック１８の温度を設定する。
【0109】
制御装置１００は、チャック温度取得部１１２を備える。チャック温度取得部１１２は、温度測定治具７０に具備される複数の温度センサ７２を用いて取得されるウェーハチャック１８の温度測定データを取得する。すなわち、チャック温度取得部１１２は、搬送ユニット１６に取り付けられるサーモロガー７８を介して、温度センサ７２からウェーハチャック１８の温度測定データを取得する。
【0110】
制御装置１００は、補正テーブル作成部１１４を備える。補正テーブル作成部１１４は、チャック温度取得部１１２を用いて取得されるウェーハチャック１８の温度測定データに基づき、ウェーハチャック１８の温度制御に適用される補正テーブルを作成する。チャック温度制御部１０８は、補正テーブル作成部１１４を用いて作成される補正テーブルを参照して、温度補正を実施する。制御装置１００は、作成された補正テーブルを自動的にインストールする。
【0111】
制御装置１００は、センタシャッタ制御部１１６を備える。センタシャッタ制御部１１６は、センタシャッタ１４ｄの開閉を制御する。センタシャッタ制御部１１６は、センタシャッタ１４ｄの開閉を手動で実施できる手動操作モードへの切り替えを実施してもよい。
【0112】
なお、実施形態に記載の搬送ユニット制御部１０２及び移動装置制御部１０４は、搬送装置の動作制御を実施する搬送制御部の構成要素の一例である。実施形態に記載のセンサ配線７６は、電気配線の一例である。
【0113】
［第１実施形態に係る温度測定方法の手順］
図１４は、図１２に示す温度測定治具７０を用いて実施される温度測定方法の手順を示すフローチャートである。図１４に手順を示す温度測定方法は、ウェーハチャック１８の温度補正テーブルを作成する際に実施される。
図１４は、図１２に示す温度測定治具７０を用いて実施される温度測定方法の手順を示すフローチャートである。図１４に手順を示す温度測定方法は、ウェーハチャック１８の温度補正テーブルを作成する際に実施される。
【0114】
温度測定治具取付工程Ｓ１０では、作業者が、搬送ユニット１６へ温度測定治具７０を取り付ける。また、温度測定治具取付工程Ｓ１０では、作業者が搬送ユニット１６に対してセンサ配線７６及びサーモロガー７８を取り付ける。温度測定治具取付工程Ｓ１０の後に、校正測定温度設定工程Ｓ１２へ進む。
【0115】
校正測定温度設定工程Ｓ１２では、図１３に示すチャック温度設定部１１０は、温度測定対象のウェーハチャック１８に対して校正測定温度を設定する。校正測定温度として、予め複数の温度が規定される。例えば、校正測定温度の例として、８５℃、１２５℃、マイナス３０℃及びマイナス１０℃が挙げられる。校正測定温度設定工程Ｓ１２の後に、温度調整開始工程Ｓ１４へ進む。
【0116】
温度調整開始工程Ｓ１４では、チャック温度制御部１０８はウェーハチャック１８の温度調整を開始させる。温度調整開始工程Ｓ１４において、ウェーハチャック１８の温度調整を開始されると時間経過判定工程Ｓ１６が実行される。
【0117】
時間経過判定工程Ｓ１６では、チャック温度制御部１０８は、温度調整開始から予め規定される一定時間が経過したか否かを判定する。すなわち、時間経過判定工程Ｓ１６では、ウェーハチャック１８の温度変化が収束する時間が経過したか否かが判定される。時間経過判定工程Ｓ１６において、一定時間が経過していないと判定される場合はＮｏ判定となり、時間経過判定工程Ｓ１６が継続される。一方、時間経過判定工程Ｓ１６において、一定時間が経過したと判定される場合はＹｅｓ判定となり、温度測定治具搭載工程Ｓ１８へ進む。
【0118】
温度測定治具搭載工程Ｓ１８では、搬送ユニット制御部１０２は、搬送ユニット１６がプローブカード保持アーム１６ｃを伸ばした状態で、プローブカード保持アーム１６ｃを用いて支持される温度測定治具７０を温度測定対象のウェーハチャック１８の上面へ載せ、ウェーハチャック１８の上面へ温度センサ７２を接触させる。温度測定治具搭載工程Ｓ１８の後に測定データ取得工程Ｓ２０へ進む。
【0119】
測定データ取得工程Ｓ２０では、チャック温度取得部１１２は、サーモロガー７８から、ウェーハチャック１８の温度測定データを取得する。チャック温度取得部１１２は、規定のサンプリング周期を適用して複数回の温度測定データの取得を実施し、複数の測定データの平均値等の代表値をウェーハチャック１８の温度測定データとして算出してもよい。チャック温度取得部１１２は、図１２に示す複数の温度センサ７２のそれぞれから得られる測定データの最大値と最小値との中間値を算出してもよい。測定データ取得工程Ｓ２０の後に測定データ判定工程Ｓ２２へ進む。
【0120】
測定データ判定工程Ｓ２２では、チャック温度制御部１０８は、ウェーハチャック１８の測定温度が設定温度と異なるか否かを判定する。測定データ判定工程Ｓ２２においてウェーハチャック１８の測定温度が設定温度と異なる場合はＹｅｓ判定となり、補正設定工程Ｓ２４へ進む。補正設定工程Ｓ２４では、チャック温度設定部１１０は、設定温度と測定温度との差に基づき、補正温度を設定する。例えば、設定温度が８５℃であり、測定温度が８４．５℃の場合、設定温度に対する測定温度はマイナス０．５℃であり、補正値としてプラス０．５℃を設定する。補正設定工程Ｓ２４の後に校正測定温度設定工程Ｓ２５へ進み、補正後の校正測定温度が設定される。校正測定温度設定工程Ｓ２５の後に未測定チャック判定工程Ｓ２８へ進む。
【0121】
一方、測定データ判定工程Ｓ２２においてウェーハチャック１８の測定温度が設定温度と一致する場合はＮｏ判定となり、補正値決定工程Ｓ２６へ進む。補正値決定工程Ｓ２６では、測定データ判定工程Ｓ２２においてＮｏ判定となる場合の補正値を校正温度の補正値として決定する。補正値決定工程Ｓ２６の後に、未測定チャック判定工程Ｓ２８へ進む。
【0122】
未測定チャック判定工程Ｓ２８では、チャック温度制御部１０８は、温度測定が実施されていない未測定のウェーハチャック１８が存在するか否か、又は校正測定温度が補正されたウェーハチャック１８のうち、再測定が実施されていないウェーハチャック１８が存在するか否かを判定する。未測定チャック判定工程Ｓ２８において、未測定のウェーハチャック１８又は再測定が未測定のウェーハチャック１８が存在する場合はＹｅｓ判定となり、温度測定治具移動工程Ｓ３０へ進む。
【0123】
温度測定治具移動工程Ｓ３０では、搬送ユニット制御部１０２は測定済みのウェーハチャック１８から温度測定治具７０を離間させる。温度測定治具移動工程Ｓ３０では、移動装置制御部１０４は、移動装置２２を動作させて、温度測定治具７０が収容される搬送ユニット１６を次の温度測定対象のウェーハチャック１８が具備される測定室１４へ移動させる。温度測定治具移動工程Ｓ３０の後に時間経過判定工程Ｓ１６へ進み、次の温度測定対象のウェーハチャック１８に対して、時間経過判定工程Ｓ１６から未測定チャック判定工程Ｓ２８までの各工程が実行される。一方、未測定チャック判定工程Ｓ２８において、未測定のウェーハチャック１８又は再測定が未測定のウェーハチャック１８が存在しないと判定される場合はＮｏ判定となり、校正温度判定工程Ｓ３２へ進む。
【0124】
校正温度判定工程Ｓ３２では、チャック温度制御部１０８は、全ての校正温度について、温度測定がされているか否かを判定する。校正温度判定工程Ｓ３２において、未測定の校正温度が存在すると判定される場合はＮｏ判定となり、校正測定温度設定工程Ｓ１２へ進み、校正温度判定工程Ｓ３２においてＹｅｓ判定となるまで、校正測定温度設定工程Ｓ１２から校正温度判定工程Ｓ３２までの各工程が繰り返し実行される。一方、校正温度判定工程Ｓ３２において、全ての校正温度について測定が実施されていると判定される場合はＹｅｓ判定となり、温度測定方法は終了される。
【0125】
図１４に手順を示す温度測定方法の手順は、複数のウェーハチャック１８に対して温度測定を実施する際に、温度測定の待ち時間を他のウェーハチャック１８の温度測定に充当することができ、全体として測定時間が短縮される。
【0126】
［温度補正テーブルの作成］
全ての校正測定温度について温度補正値が決定されると、図１３に示す補正テーブル作成部１１４は、決定された温度補正値に基づき、校正測定温度間の温度について補正値を補完し、補正テーブルを生成する。補正テーブルは、ウェーハチャック１８の温度校正に適用される。
全ての校正測定温度について温度補正値が決定されると、図１３に示す補正テーブル作成部１１４は、決定された温度補正値に基づき、校正測定温度間の温度について補正値を補完し、補正テーブルを生成する。補正テーブルは、ウェーハチャック１８の温度校正に適用される。
【0127】
［第１実施形態に係るプローバ及び温度測定方法の作用効果］
第１実施形態に係るプローバ及び温度測定方法は、以下の作用効果を得ることが可能である。
第１実施形態に係るプローバ及び温度測定方法は、以下の作用効果を得ることが可能である。
【0128】
〔１〕
温度測定治具７０が搬送ユニット１６へ取り付けられた後は、作業者の人手の作業がなく、全ての測定室１４におけるウェーハチャック１８の温度測定が自動実行される。これにより、ウェーハチャック１８の温度測定の際の測定室１４の結露、及び作業者の火傷などの危険が回避される。
温度測定治具７０が搬送ユニット１６へ取り付けられた後は、作業者の人手の作業がなく、全ての測定室１４におけるウェーハチャック１８の温度測定が自動実行される。これにより、ウェーハチャック１８の温度測定の際の測定室１４の結露、及び作業者の火傷などの危険が回避される。
【0129】
〔２〕
全ての測定室１４に対するウェーハチャック１８の自動温度測定が実施される。これにより、ウェーハチャック１８の温度測定に費やされる時間の短縮化が見込まれ、測定室１４の内部への影響が抑制され、安定したウェーハチャック１８の温度測定が実現される。
全ての測定室１４に対するウェーハチャック１８の自動温度測定が実施される。これにより、ウェーハチャック１８の温度測定に費やされる時間の短縮化が見込まれ、測定室１４の内部への影響が抑制され、安定したウェーハチャック１８の温度測定が実現される。
【0130】
〔３〕
従来は、作業者が実施していた補正テーブルのインストールが、プローバ１０の制御装置１００を用いて自動で実施される。これにより、ヒューマンエラー等のエラーの発生が抑制される。
従来は、作業者が実施していた補正テーブルのインストールが、プローバ１０の制御装置１００を用いて自動で実施される。これにより、ヒューマンエラー等のエラーの発生が抑制される。
【0131】
〔４〕
温度測定治具７０が搬送ユニット１６へ取り付けられた後は、作業者の人手の作業がなく、例えば、２４時間稼働など、長時間の連続稼働が可能であり、測定時間の発生に起因するプローバ１０の稼働停止時間を短縮化し得る。
温度測定治具７０が搬送ユニット１６へ取り付けられた後は、作業者の人手の作業がなく、例えば、２４時間稼働など、長時間の連続稼働が可能であり、測定時間の発生に起因するプローバ１０の稼働停止時間を短縮化し得る。
【0132】
［第２実施形態に係る温度測定方法］
図１５は、第２実施形態に係るプローバに適用される温度測定治具がヘッドステージへ搭載される状態を示す斜視図である。同図には、温度測定の対象とされるウェーハチャック１８が配置される測定室１４の内部構造が簡略化され、図示される。
図１５は、第２実施形態に係るプローバに適用される温度測定治具がヘッドステージへ搭載される状態を示す斜視図である。同図には、温度測定の対象とされるウェーハチャック１８が配置される測定室１４の内部構造が簡略化され、図示される。
【0133】
温度測定治具１７０は、ポゴフレーム４６が外されたヘッドステージ２０に対して、ポゴフレーム４６が取り付けられる位置へ取り付けられる。温度測定治具１７０は、ポゴフレーム４６と同様のヘッドステージ２０に対する位置決め構造及び支持構造を備える。
【0134】
複数の温度センサ１７２のそれぞれは、ウェーハチャック１８に具備されるシール部材７３の位置を避けて配置される。また、複数の温度センサ１７２のそれぞれは、ヘッドステージ２０に対してウェーハチャック１８が固定される状態において、ウェーハチャック１８の上面と面接触し得る厚みを有する。これにより、温度センサ１７２とシール部材７３との干渉に起因する温度測定の低下が抑制される。
【0135】
温度測定治具１７０は、複数の温度センサ１７２及び複数の温度センサ１７２のそれぞれと電気接続される複数のセンサ配線１７６を備える。複数の温度センサ１７２は、温度測定治具１７０の本体１７４へ取り付けられる。
【0136】
複数のセンサ配線１７６は、複数の温度センサ１７２から出力されるセンサ信号をサーモロガー１７８へ伝送する。サーモロガー１７８は、複数の温度センサ１７２を用いて測定されるウェーハチャック１８の温度の測定データを、プローバ１０のプローバコンピュータへ送信する。図１５には測定室１４の外側へサーモロガー１７８が配置される態様が図示される。
【0137】
温度測定治具１７０のヘッドステージ２０への取り付けは、図１に示すメンテナンスエリアＡ２において実施される。すなわち、作業者は、測定室１４からメンテナンスエリアＡ２へヘッドステージ２０を引き出し、ヘッドステージ２０からポゴフレーム４６を取り外し、ヘッドステージ２０のポゴフレーム４６の取付位置へ温度測定治具１７０を取り付ける。温度測定治具１７０が取り付けられたヘッドステージ２０は、測定室１４へ戻される。
【0138】
なお、実施形態に記載の温度測定治具１７０は、電気試験の際のヘッドステージにおけるプローブカードの取付位置に取付可能な温度測定治具の一例である。実施形態に記載の複数の温度センサ１７２は、１つ以上の温度センサの一例である。実施形態に記載の温度測定治具１７０が取り付けられたヘッドステージ２０が戻される測定室１４の位置は、温度測定位置の一例である。実施形態に記載のヘッドステージ２０が引き出されるメンテナンスエリアＡ２は、メンテナンス位置の一例である。実施形態に記載のヘッドステージ２０を移動させるスライド機構は、ヘッドステージを移動させるヘッドステージ移動機構の一例である。実施形態に記載のヘッドステージ２０のポゴフレーム４６の取付位置は、ヘッドステージにおけるプローブカードの取付位置の一例である。
【0139】
図１６は、図１５に示すヘッドステージの構成例を示す部分断面図を含む斜視図である。図１６には、ヘッドステージ２０へ取り付けられた温度測定治具１７０を用いて、ウェーハチャック１８の温度が測定される状態を示す。
【0140】
測定室１４において、アライメント装置３８を用いて、ヘッドステージ２０へ取り付けられた温度測定治具１７０に対してウェーハチャック１８が位置決めされ、温度測定治具１７０に具備される複数の温度センサ１７２のそれぞれに対してウェーハチャック１８の上面を面接触させる。複数の温度センサ１７２のそれぞれと面接触するウェーハチャック１８の位置は、テストヘッド４４を用いてウェーハＷの電気試験が実施されるウェーハチャック１８の位置を適用してもよい。
【0141】
ヘッドステージ２０は、ヘッドステージ２０へ取り付けられた温度測定治具１７０に対してウェーハチャック１８を固定するチャック固定装置を備える。なお、図１６では、チャック固定装置の図示は省略される。
【0142】
チャック固定装置を用いて、ヘッドステージ２０へ取り付けられた温度測定治具１７０に対して固定されたウェーハチャック１８は、アライメント装置３８と離間させ、温度測定が開始される。
【0143】
ウェーハチャック１８の温度測定データが取得されると、アライメント装置３８がウェーハチャック１８を支持する位置へアライメント装置３８を移動させ、温度測定治具１７０に対するウェーハチャック１８の固定が解除される。
【0144】
【0145】
【0146】
チャック固定部材１８２は、図１７及び図１８に示す矢印線の向きに移動自在に支持される。図１７及び図１８には、チャック固定部材１８２が、ヘッドステージ２０対してウェーハチャック１８を固定する状態が図示される。
【0147】
ガイド１８４は、チャック固定部材１８２をヘッドステージ２０に対して移動自在に支持する。すなわち、チャック固定部材１８２は、ヘッドステージ２０に固定されるガイド１８４に沿って移動する。
【0148】
駆動用シリンダ１８６は、チャック固定部材１８２の駆動源である。駆動用シリンダ１８６は、ジョイント部１８８を用いてヘッドステージ２０へ固定される。
【0149】
［第２実施形態に係るプローバの電気的構成］
図１９は、第２実施形態に係るプローバの電気的構成を示す機能ブロック図である。第２実施形態に係るプローバ１０Ａの制御装置１００Ａは、図１３に示す制御装置１００に対して、駆動用シリンダ１８６の動作を制御するシリンダ制御部１９０が追加される。
図１９は、第２実施形態に係るプローバの電気的構成を示す機能ブロック図である。第２実施形態に係るプローバ１０Ａの制御装置１００Ａは、図１３に示す制御装置１００に対して、駆動用シリンダ１８６の動作を制御するシリンダ制御部１９０が追加される。
【0150】
【0151】
［第２実施形態に係る温度測定方法の手順］
第２実施形態に係る温度測定方法では、図１４に示す温度測定治具取付工程Ｓ１０において、図１に示す複数の測定室１４うち、２つ以上の測定室１４にについて、ヘッドステージ２０へ温度測定治具１７０が取り付けられる。例えば、全ての測定室１４について、ヘッドステージ２０へ温度測定治具１７０が取り付けられてもよい。また、温度測定治具取付工程Ｓ１０において、温度測定治具１７０に対するウェーハチャック１８の固定が実施される。
第２実施形態に係る温度測定方法では、図１４に示す温度測定治具取付工程Ｓ１０において、図１に示す複数の測定室１４うち、２つ以上の測定室１４にについて、ヘッドステージ２０へ温度測定治具１７０が取り付けられる。例えば、全ての測定室１４について、ヘッドステージ２０へ温度測定治具１７０が取り付けられてもよい。また、温度測定治具取付工程Ｓ１０において、温度測定治具１７０に対するウェーハチャック１８の固定が実施される。
【0152】
第２実施形態に係るプローバ１０Ａは、複数の測定室１４のヘッドステージ２０のそれぞれに対して温度測定治具１７０が取り付けられるので、複数の測定室１４に対して、一括してウェーハチャック１８の温度測定を実施し得る。そうすると、第２実施形態に係る温度測定方法では、未測定チャック判定工程Ｓ２８及び温度測定治具移動工程Ｓ３０が省略され、補正設定工程Ｓ２４の後に校正温度判定工程Ｓ３２へ進み、第１実施形態に係る温度測定方法と同様に各工程が実行される。
【0153】
［第２実施形態に係るプローバ及び温度測定方法の作用効果］
第２実施形態に係るプローバ及び温度測定方法は、第１実施形態に係るプローバ及び温度測定方法と同様の作用効果を得ることが可能である。また、第２実施形態に係るプローバ及び温度測定方法は、ポゴフレーム４６が外されたヘッドステージ２０に対して温度測定治具１７０が取り付けられるので、特許文献１に記載の専用ポゴフレームが不要である。
第２実施形態に係るプローバ及び温度測定方法は、第１実施形態に係るプローバ及び温度測定方法と同様の作用効果を得ることが可能である。また、第２実施形態に係るプローバ及び温度測定方法は、ポゴフレーム４６が外されたヘッドステージ２０に対して温度測定治具１７０が取り付けられるので、特許文献１に記載の専用ポゴフレームが不要である。
【0154】
［温度センサの具体例］
図２０は、温度センサの具体例を示す模式図である。同図には、図１２等に示す温度センサ７２におけるウェーハチャック１８の被測定面である上面へ接触させる接触子７２Ａが、拡大して模式的に図示される。
図２０は、温度センサの具体例を示す模式図である。同図には、図１２等に示す温度センサ７２におけるウェーハチャック１８の被測定面である上面へ接触させる接触子７２Ａが、拡大して模式的に図示される。
【0155】
温度センサ７２における接触子７２Ａは、ウェーハチャック１８の上面に対して面接触する。例えば、接触子７２Ａのウェーハチャック１８に対して接触させる面の形状は、長方形が適用される。図１５等に示す温度センサ１７２もまた、ウェーハチャック１８の上面に対して面接触する接触子が具備される。
【0156】
図２０示す比較例に係る温度センサ２００は、測定対象物２０２の被測定面２０４に対して点接触する。面接触が適用される温度センサ７２等は、点接触が適用される温度センサ２００と比較して、気流等の外乱に対して、一定のロバスト性が確保される。
【0157】
［プローバの変形例］
上記した第１実施形態及び第２実施形態では、複数の測定室１４を備えるプローバを例示したが、第１実施形態に係る温度測定方法及び第２実施形態に係る温度測定方法は、１つの測定室を備えるプローバにも適用可能である。
上記した第１実施形態及び第２実施形態では、複数の測定室１４を備えるプローバを例示したが、第１実施形態に係る温度測定方法及び第２実施形態に係る温度測定方法は、１つの測定室を備えるプローバにも適用可能である。
【0158】
以上説明した本発明の実施形態は、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、適宜構成要件を変更、追加、削除することが可能である。本発明は以上説明した実施形態に限定されるものではなく、本発明の技術的思想内で当該分野の通常の知識を有する者により、多くの変形が可能である。また、実施形態、変形例及び応用例は適宜組み合わせて実施してもよい。
【符号の説明】
【0159】
１…温度測定治具、２…フレーム、３…ガイドレール、４…温度センサ、５…測定端末、１０…プローバ、１０Ａ…プローバ、１２…搬送物収納部、１２ａ…ウェーハ収納部、１２ｂ…プローブカード収納部、１４…測定室、１４ａ…第１開口、１４ｂ…第２開口、１６…搬送ユニット、１６ａ…筐体、１６ｂ…ウェーハ保持アーム、１６ｃ…プローブカード保持アーム、１８…ウェーハチャック、１８ａ…チャック温度調整部、２０…ヘッドステージ、２２…移動装置、２８…回転機構、４０…第２プローブカード支持機構、３６…第１プローブカード支持機構、４０ａ…支持部、４４…テストヘッド、４６…ポゴフレーム、４８…ヘッド昇降機構、５０…テストヘッドのスライド機構、５４…ヘッドステージのスライド機構、５６…ベース、５８…テストヘッド用ガイドレール、６２…ベース、６４…ヘッドステージ用ガイドレール、７０…温度測定治具、７２…温度センサ、７２Ａ…接触子、７３…シール部材、７４…本体、７５…真空ポンプ、７６…センサ配線、７８…サーモロガー、１００…制御装置、１０２…搬送ユニット制御部、１０４…移動装置制御部、１０６…アライメント制御部、１０８…チャック温度制御部、１１０…チャック温度設定部、１１２…チャック温度取得部、１１４…補正テーブル作成部、１１６…センタシャッタ制御部、１７０…温度測定治具、１７２…温度センサ、１７４…本体、１７６…センサ配線、１７８…サーモロガー、１８０…チャック固定装置、１８２…チャック固定部材、１８４…ガイド、１８６…駆動用シリンダ、１８８…ジョイント部、２００…温度センサ、２０２…測定対象物、Ａ１…搬送エリア、Ａ２…メンテナンスエリア、ＰＣ…プローブカード、Ｗ…ウェーハ、ＷＣ…ウェーハチャック
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
【図13】
【図14】
【図15】
【図16】
【図17】
【図18】
【図19】
【図20】