探测器装置的制作方法

专利名称：探测器装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种使基板的被检查芯片的电极焊盘接触于探测卡(probe card)的 探头而对被检查芯片进行电测定的探测器装置。
背景技术：
以往，例如在对形成在半导体晶圆(以下称作晶圆)等基板上的作为被检查芯片 的IC芯片的电特性进行检查的探测器装置中，进行使探测卡的探针接触于IC芯片的电极 焊盘来检查电特性的、所谓的探测器测试。 在该探测器测试中，需要使探针与电极焊盘准确地接触(contact)。因此，公知有 这样的方法，即，在探测器装置中包括拍摄基板的电极焊盘的上侧摄像部、和拍摄探测卡的 探针的下侧摄像部，由上侧摄像部拍摄基板的电极焊盘，并且，由下侧摄像部拍摄探测卡的 探针，根据其摄像结果，计算基板上的各电极焊盘接触于对应的探头的X、Y、Z坐标(接触坐 标)，根据该接触坐标使探针与电极焊盘准确地接触。 在采用该方法的探测器装置中的检查部包括移动机构，该移动机构为了在例如探 测卡的正下方拍摄基板的电极焊盘而使上侧摄像部移动至探测卡的正下方。例如专利文献 1中所述，该移动机构包括导轨和沿着导轨移动的横向移动部。而且，上侧摄像部载置于横 向移动部，被导轨引导而移动到例如探测卡的正下方。 在这样的检查部121中，在拍摄探测卡106的情况下，必须拍摄探测卡106的通过 其中心的Y轴方向的两端、和探测卡106的通过其中心的X轴方向的两端，因此，需要使下 侧摄像部140移动到能够拍摄这4点的位置。由于在使下侧摄像部140移动时晶圆卡盘 104—起移动，因此，在拍摄上述的4点时，晶圆卡盘104会在图23的(a)中点划线所示的 移动区域P中移动。 另一方面，如图23的(b)所示，在拍摄载置于晶圆卡盘104的晶圆Wl的情况下， 使上侧摄像部150移动到设定为例如晶圆Wl的拍摄位置的探测卡106的正下方而拍摄晶 圆W1。在这种情况下，也必须拍摄晶圆W1的通过中心的Y轴方向的两端、和晶圆W1的通过 中心的X轴方向的两端。但是，在拍摄晶圆Wl时，在使上侧摄像部150停止在拍摄位置的 状态下拍摄，因此，这一次相反地使载置有晶圆W1的晶圆卡盘104移动。因此，利用上侧摄 像部150拍摄上述的晶圆W1上的4点时晶圆卡盘104的移动区域为图23的(b)中虚线所 示的T。 另外，在拍摄探测卡106和晶圆Wl时，在首先使下侧摄像部140与上侧摄像部150 的焦点重合之后进行拍摄，因此，在利用下侧摄像部140拍摄探测卡106时，下侧摄像部140 与晶圆卡盘104上升至上侧摄像部150所移动的高度。因此，上侧摄像部150干涉晶圆卡 盘104，为了不会干扰拍摄探测卡106而使上侧摄像部150退避到图23的(a)所示的检查 部的X-Y平面上的侧方、即处于自晶圆卡盘104的移动区域P沿横向偏离的位置的退避区 域129。 因而，以往的检查部121的壳体122的X-Y平面的尺寸需要为将拍摄探测卡106
3时晶圆卡盘104的移动区域P、拍摄晶圆Wl时晶圆卡盘104的移动区域T、和退避区域129 相加而成的大小。 另一方面，作为探针与电极焊盘的接触方式之一，公知有以一次接触使所有的探 针与晶圆的电极焊盘一并地接触的一并接触方式。在该方式中，探测器测试时晶圆卡盘的 移动区域仅是探测器测试时的停止位置。 在这种情况下，为了在拍摄探测卡和晶圆时使晶圆卡盘移动，需要将上述移动区 域P、移动区域T和退避区域相加而成的大小的区域(拍摄区域)。因此，需要为了谋求探 测器装置的小型化而欲縮窄拍摄作业所需的区域，特别是在采用一并接触方式的探测器装 置中，由于拍摄区域的狭小化直接关系到探测器装置的小型化，因此，可以说是应改良的问题。 专利文献1 :日本特开平11-26528号公报(段落号0018、图2)

发明内容
本发明即是鉴于这样的情况而做成的，其目的在于提供如下的探测器装置，S卩，通 过削减在使探测卡的探针与基板的电极焊盘接触之前进行的拍摄作业所需的区域，能够使 整个装置小型化。 本发明的探测器装置在设置于壳体内部的、能够沿着水平面移动且能够升降的载 置台上载置基板，使探测卡的探头与基板上的电极焊盘接触而测量形成于基板上的被检查 部的电特性，其特征在于，包括下侧摄像部，设置在上述载置台的侧部，用于拍摄探测卡； 上侧摄像部，用于拍摄上述探测卡时在与上述载置台的移动区域重合的位置拍摄上述载置 台上的基板；移动机构，用于使该上侧摄像部在拍摄上述基板时的上述位置、与形成在上述 移动区域的上方侧且脱离上述探测卡的位置的退避区域之间移动。 另外，在本发明的探测器装置中，例如上述移动机构也可以包括使上侧摄像部水 平移动的水平移动机构。另外，在本发明的探测器装置中，也可以是例如上述水平移动机构 包括水平引导构件和被该水平引导构件引导而水平移动的移动构件，上述移动构件包括设 置于上述移动构件的、用于使上述上侧摄像部升降的升降机构。另外，在本发明的探测器装 置中，例如上述退避区域也可以是形成于上述壳体的顶板的凹部。另外，在本发明的探测器 装置中，例如也可以构成为使上述探测卡的探头与基板上的所有电极焊盘一并接触。
另外，在本发明的探测器装置中，也可以是例如在X、 Y平面中，上述上侧摄像部的 上述退避区域相对于上述探测卡沿Y方向位移时，上述上侧摄像部包括沿X方向并列的第 1摄像机及第2摄像机，上述下侧摄像部包括对称地配置在通过载置台的基板载置区域的 中心、且沿Y方向延伸的线两侧的第1摄像机及第2摄像机。另外，在本发明的探测器装置 中，也可以是例如在上述上侧摄像部及上述下侧摄像部中，在各自的第1摄像机与第2摄像 机之间设有目标，分别使上述上侧摄像部的上述第1摄像机与上述下侧摄像部的上述第1 摄像机的焦点位置重合，使上述上侧摄像部的上述第2摄像机与上述下侧摄像部的上述第 2摄像机的焦点位置重合，接着，通过由上述上侧摄像部或者上述下侧摄像部中的任一个摄 像部拍摄相对的上述目标，来校正上述上侧摄像部和上述下侧摄像部的位置。
采用本发明，在该探测器装置中，由设置于载置台的下侧摄像部拍摄探测卡时该 载置台的移动区域、与拍摄载置台上的基板时上侧摄像部的位置相干涉，其中，在由下侧摄像部拍摄探测卡时，使上侧摄像部退避到上述移动区域的上方侧，因此，与使其沿上述移动 区域的横向退避的情况相比，能够縮短壳体的横向尺寸。因而，能够减小壳体的占有面积， 有助于探测器装置的小型化。


图1是表示本实施方式的探测器装置的概略的立体图。 图2是表示本实施方式的探测器装置的概略的俯视图。 图3是表示本实施方式的探测器装置的概略的侧视图。 图4是用于对本实施方式的检查部的概略进行说明的说明图。 图5是用于对本实施方式的移动机构进行说明的立体图。 图6是用于对本实施方式的上侧摄像部的升降进行说明的说明图。 图7是用于对本实施方式的探测器测试方法进行说明的第1说明图。 图8是用于对本实施方式的下侧摄像机和上侧摄像机的原点定位进行说明的说明图。 图9是用于对本实施方式的下侧摄像机和上侧摄像机的位置校正进行说明的第1 说明图。 图10是用于对本实施方式的下侧摄像机和上侧摄像机的位置校正进行说明的第 2说明图。 图11是用于对本实施方式的探测器测试方法进行说明的第2说明图。 图12是用于对本实施方式的探测器测试方法进行说明的第3说明图。 图13是用于对本实施方式的探测器测试方法进行说明的第4说明图。 图14是用于对本实施方式的探测器测试方法进行说明的第5说明图。 图15是用于将本实施方式的检查部和以往的检查部比较来进行说明的第1说明图。 图16是用于将本实施方式的检查部和以往的检查部比较来进行说明的第2说明 图。 图17是用于对第2实施方式的检查部进行说明的俯视图。 图18是用于对第2实施方式的检查部进行说明的剖视图。 图19是用于对第2实施方式的检查部进行说明的第2俯视图。 图20是用于对其他实施方式的检查部进行说明的说明图。 图21是用于对其他实施方式的检查部进行说明的立体图。 图22是用于对其他实施方式的移动机构进行说明的立体图。 图23是表示以往检查部的构造的俯视图。
具体实施例方式
参照图1 图11说明本发明的第1实施方式的探测器装置。如图1 图3所示， 探测器装置包括用于交接排列有许多个被检查芯片的基板、即晶圆W的装载部1、和对晶圆 W进行探测的探测器装置主体2 。首先，简单说明装载部1及探测器装置主体2的整体布局。
装载部1包括搬入容纳有多枚晶圆W的密闭型输送容器(载体)、即F0UP100的、沿Y方向(图示的左右方向)互相隔开间隔地相对配置的第1承载部11及第2承载部12、和 配置在这些承载部11、12之间的输送室10。承载部11(12)分别包括壳体13(14)，F0UP100 自设置在承载部11(12)的图示X方向上的搬入口 15(16)被搬入到壳体13(14)内。被搬 入的F0UP100利用设置于承载部11 (12)的未图示的盖体开关部件拆下盖体而将盖体保持 于承载部11(12)内的侧壁，使拆下盖体后的F0UP100旋转，其开口部朝向输送室10侧。
如图2、图3所示，在输送室10中设有作为基板输送部件的晶圆输送臂3。晶圆输 送臂3在绕铅直轴线方向旋转自由、升降自由及沿图示Y方向移动自由的输送底座30上设 有能够进退的2个臂体35而构成。在此，附图标记33是沿着向图示Y方向延伸的轨道移 动的底座移动部、附图标记32是相对于底座移动部33升降的底座升降部、附图标记31是 设置于底座升降部32的旋转部。在输送底座30上还设有预对准机构36，该预对准机构36 对载置于臂体35的状态的晶圆W进行预对准，在调整晶圆W的朝向的同时、检测中心位置。
如图3所示，在装载部1的上部还设有控制探测器装置主体2的控制部5。控制 部5例如由计算机构成，包括程序、存储器、由CPU构成的数据处理部等。程序中编入有步 骤组，从而控制直到将F0UP100搬入到承载部11 (12)、晶圆W从F0UP100搬入到探测器装 置主体2而进行探测器测试、之后晶圆W返回到F0UP100而搬出F0UP100的一连串的各部 动作。该程序(也包含与处理参数的输入操作、显示相关的程序)容纳在例如软盘、光盘、 MO(光磁盘)、硬盘等存储介质而安装于控制部5。 接着，详细说明作为本发明的主要部分的探测器装置主体2。如图2和图3所示， 探测器装置主体2与装载部1沿图示X轴方向并列地与该装载部1相邻地配置，其在Y轴 方向上具有多台、例如4台并列的检查部21。另外，在图2中表示拆下后述的盖板25后的 状态的检查部21。另外，检查部21具有相同的构造，各检查部21的差异仅是配设的方向和 搬入搬出口 23(参照后述的图4)的形成位置。因此，对于下面的说明，为了方便仅说明一 个检查部21，省略其它的检查部的记载。 如图2 图4所示，检查部21具有1个壳体22，该壳体22相当于划分形成各自 单元的外壳体，在壳体22的内部配设有载物单元24和上侧摄像部50。载物单元24沿X、 Y、 Z(上下)轴方向移动自由、即在平面上纵横地移动自由且沿高度方向移动自由，并且其 上部绕铅直轴线旋转。在该载物单元24的上部载置有具有载置晶圆W并对其真空吸附的 功能的、作为本发明的载置台的晶圆卡盘4。 晶圆卡盘4能够在用于在其与晶圆输送臂3之间交接晶圆W的交接位置、晶圆表 面的拍摄位置、和使晶圆W接触于探测卡6的探针7的接触位置(检查位置)之间自由移 动。这些晶圆卡盘4的各停止位置利用编码器的脉冲信号来管理，该编码器与用于沿驱动 系统的坐标例如X、 Y、 Z各方向进行驱动的电动机连接。在壳体22的侧面中的、与输送室 IO紧贴的侧面还形成有将输送室10的内部和壳体22的内部连接的搬入搬出口 23。上述 晶圆输送臂3通过该搬入搬出口 23将晶圆W交接给晶圆卡盘4，从晶圆卡盘4取得晶圆W。
如图4的(b)所示，在晶圆卡盘4及上侧摄像部50的移动区域的上方设有形成壳 体22的顶部的盖板25。探测卡6安装保持于该盖板25。在探测卡6的上表面侧配置有测 试头8，两者利用弹簧针9电连接。另外，在探测卡6的下表面侧，与晶圆W的电极焊盘的排 列相对应地例如在探测卡6整个下表面设有与上表面侧的电极组分别电连接的、作为例如 与晶圆W的表面垂直地延伸的垂直针(线材探针)的探针7。
在盖板25中，在探测卡6的保持位置的侧部还形成有作为上侧摄像部50的退避 区域的凹部29。该凹部29形成为与探测卡6在Y轴方向上并列。另外，凹部29形成在利 用设置于晶圆卡盘4的后述的下侧摄像部40拍摄探测卡6的探针7时、晶圆卡盘4所移动 的区域的上方(参照后述的图13)。 在晶圆卡盘4的Y轴方向的一个侧部配设有下侧摄像部40。如图4的(a)所示， 下侧摄像部40具有两个下侧摄像机41、42。下侧摄像机41(42)各包括一个微型摄像机 (Micro-camera) 43 (44)和微距摄像机(Macro-camera) 45 (46)。微型摄像机43 (44)相当于 本发明的摄像机，该摄像机用于获得在求得接触坐标时使用的探测卡6的拍摄数据。另外， 下侧摄像机41、42隔着将晶圆卡盘4 一分为二、沿Y轴方向(上侧摄像部50在X-Y平面上 的移动方向)延伸的线段L l而左右对称地配置。另外，在下侧摄像机41、42的中间位置 配置有在求得接触坐标时、用于校正下侧摄像机41、42和后述的上侧摄像机51、52的位置 的目标47(参照后述的图8)。 在壳体22内设有沿Y轴方向移动的上侧摄像部50。如图4的(a)及图4的(b) 所示，上侧摄像部50具有两个上侧摄像机51、52。上侧摄像机51(52)各包括一个微型摄像 机53(54)和微距摄像机55(56)。微型摄像机53 (54)相当于本发明的摄像机，该摄像机用 于获得在求得接触坐标时使用的晶圆W的拍摄数据。 该上侧摄像机51 (52)安装于作为上侧摄像部50的基座体的桥单元59，与下侧摄 像机41、42同样地隔着将桥单元59 —分为二、沿Y轴方向延伸的线段L2而配设在左右对 称的位置。另外，由于上侧摄像机51、52形成在桥单元59的下表面，因此，原本从上方无法 看到，但为了便于说明，在图4的(a)中以实线表示该上侧摄像机51、52，在以后的说明中也 适当地以实线表示上侧摄像机51、52。另外，与下侧摄像部40同样地在上侧摄像部50中， 也在桥单元59的上侧摄像机51、52之间配置有用于校正下侧摄像机41、42和上侧摄像机 51、52的位置的目标57(参照后述的图10)。另外，在本实施方式的检查部21中，构成为在 待机状态时下侧摄像部40与上侧摄像部50隔着晶圆卡盘4而在Y轴方向上左右分开(参 照图4的(a))。 在壳体22的内部设有用于使上侧摄像部50移动的移动机构60。除上述桥单元 59之外，移动机构60还包括相当于本发明的水平移动机构的导轨61及Y方向移动部62、 和相当于本发明的升降机构的升降单元70。 由于作为本发明的水平引导构件的导轨61支承于设置在壳体22的4个角的支承 部，因此，横跨壳体22的Y轴方向的整个区域地设置在X轴方向的两侧面。作为本发明的 移动构件的Y方向移动部62在各导轨61中各装备有一个，其大致由基座体63、导向块64、 无杆作动缸65、载体块66等构成。如图4的(b)、图5所示，基座体63是大致倒L字形的 板，在相当于L字的长边的部分安装有与导轨61相配合的导向块64，固定有无杆作动缸65 的载体块66。而且，无杆作动缸65在导轨61的上方与导轨61大致平行地设置为横跨壳体 22的Y轴方向的整个区域中。 而且，在Y方向移动部62中，导向块64与导轨61相配合，无杆作动缸65的驱动 力通过固定的载体块66被传递到基座体63，从而，基座体63被导轨61引导而向壳体22的 Y轴方向移动。 另外，在基座体63的L字长边的顶端部连接有未图示的电缆单元。电缆单元是在具有挠性的保护壳内容纳有多个电缆的单元，形成为与基座体63的移动相对应地变形。而 且，容纳有向后述的升降单元70传递命令的通信电缆、供给作为动力的压縮空气等的空气
供给管等。 在Y方向移动部62中还安装有升降单元70。升降单元70包括水平底座71、2根 驱动缸体72、1根导向缸体73和升降台74。水平底座71是安装在相当于基座体63的L 字短边的部分的板。驱动缸体72、导向缸体73固定在水平底座71上，分别具有活塞杆75。 该驱动缸体72与导向缸体73以活塞杆75沿Z轴方向延伸的方式安装在水平底座71上， 在活塞杆75的顶端安装有升降台74。另外，驱动缸体72的基座体63侧的侧面固定于基座 体63(参照图6)。而且，该升降单元70构成为，通过自未图示的供给源供给例如压縮空气 等的动力而使活塞杆75伸縮，升降台74上下运动。 而且，上述桥单元59的两端固定于升降台74。因而，作为基座体的桥单元59固定 于升降台74的本实施方式的上侧摄像部50构成为，利用Y方向移动部62在壳体22内向 Y轴方向移动，利用升降单元70沿Z轴方向升降。在本实施方式中，上侧摄像部50构成为 利用处于两端的升降单元70升降，这是为了防止在使上侧摄像部50升降时上侧摄像部50 的左右升降距离产生误差而上侧摄像部50倾斜以及壳体22、探测卡6与上侧摄像部50接 触。另外，例如在即使上侧摄像部倾斜也不可能与壳体、探测卡接触的情况下，也可以在上 侧摄像部的一个端部设置升降机构，在其另一个端部设置不具有自行升降的功能的从属升 降部，仅利用一个升降机构的升降动作使上侧摄像部升降。 另外，移动机构60构成为，为了不与在求得接触坐标时移动的晶圆卡盘4相干涉 而设置于壳体22的侧面，移动机构60的各构件不会进入到晶圆卡盘4的移动区域Sl (参 照后述的图15)内。另外，该移动机构60构成为，在使上侧摄像部50沿Y轴方向移动时， 上侧摄像部50在与壳体22的X轴方向的侧面大致平行的状态下移动。
通过包括这样的移动机构60，在本实施方式中，能够使上侧摄像部50如下地移 动。例如图5及图6的(a)所示，在利用上侧摄像部50拍摄晶圆W的表面的情况下，利用 升降单元70使上侧摄像部50下降至不与探测卡6接触的程度的高度。然后，利用Y方向 移动部62使上侧摄像部50沿Y轴方向移动而移动到晶圆W的拍摄位置，从而能够拍摄晶 圆卡盘4上的晶圆W的表面。 另一方面，在利用下侧摄像部40拍摄探测卡6的情况下，由于晶圆卡盘4上升至 上侧摄像部50水平移动时的高度程度，因此，为了不使上侧摄像部50与晶圆卡盘4干涉， 如图4的(b)、图5及图6的(b)所示，利用Y方向移动部62使上侧摄像部50移动至形成 于盖板25的凹部29的下方位置。然后，利用升降单元70使上侧摄像部50上升至成为退 避到凹部29内部的上升状态。即，在本实施方式中，如图4的(b)所示，能够在未使用时使 上侧摄像部50退避到凹部29，在使用时使上侧摄像部50下降到壳体22内而使上侧摄像部 50移动到壳体22内的任意位置。 接着，参照图7 图16说明利用该探测器装置进行的探测器测试的一连串流程。 在此，为了便于说明，将图2所示的检查部21从承载部11侧的检查部21依次作为第1 第4检查部21。首先，如图2所示，在利用晶圆输送臂3将晶圆W从载置于承载部11的 F0UP100搬出而利用预对准机构36进行预对准之后，向第1检查部21的晶圆卡盘4输送 晶圆W。之后，与第1检查部21同样地向第2 第4检查部21依次输送晶圆W。在向所有检查部21输送晶圆W而利用所有检查部21进行探测器测试的期间里，晶圆输送臂3搬出 接下来要进行检查的晶圆W而进行预对准，在输送室10内待机。另外，为了便于说明，在图 7 图10及图12中示意地表示壳体22、下侧摄像部40和上侧摄像部50。
如图7的(a)、图8的(a)所示，在搬入有晶圆W的第1检查部21中进行使下侧摄 像机41(42)与上侧摄像机51(52)的焦点位置重合的原点定位。该工序为，首先，在自凹部 29朝向壳体22内地使上侧摄像部50下降至成为水平移动时的高度程度之后，使其移动至 预先决定的进行原点定位的位置。接着，在使晶圆卡盘4移动而使下侧摄像机41与上侧摄 像机51的微型摄像机43、53重合之后，使各微型摄像机43、53的焦点与在微型摄像机43、 53之间进出的、与目标47不同的、焦点对位用的目标48对准。由此，确定下侧摄像机41和 上侧摄像机51的原点(参照图8的(b))。接着，如图8的(c)所示，也对微型摄像机44和 微型摄像机54进行同样的处理而确定下侧摄像机42和上侧摄像机52的原始位置。
通过进行该原点定位，能够将微型摄像机43、53的组和微型摄像机44、54的组作 为一个摄像机来进行处理，因此，能够将分别由微型摄像机43、53的组拍摄到的拍摄数据、 和由微型摄像机44、54的组拍摄到的拍摄数据作为由一个摄像机拍摄的数据来处理，从而 能够拍摄探针7和电极焊盘而求得接触坐标。另外，目标48构成为在下侧摄像机41、42 的侧部各设有一个，利用未图示的进退机构，维持着水平方向的姿态地向微型摄像机43、44 的上方进退。 在下侧摄像机41 (42)与上侧摄像机51 (52)的原点定位完成时，接着校正下侧摄 像机41(42)和上侧摄像机51(52)的位置。在探测器测试中，存在加热晶圆W而进行测试 的情况，存在为了加热晶圆W而利用未图示的加热部件加热晶圆卡盘4的情况。其结果，特 别是有可能下侧摄像部40热膨胀而使微型摄像机43、44的位置发生位移，无法良好地拍摄 探测卡6。因此，在本实施方式中，确认微型摄像机43、44的位置是否发生位移，在发生了位 移的情况下，为了良好地拍摄探测卡6而校正下侧摄像机41(42)和上侧摄像机51(52)的 位置。 通过如图9的(a)所示地由上侧摄像机51(52)的微型摄像机53(54)拍摄目标 47，并如图10的(a)所示地由下侧摄像机41(42)的微型摄像机43 (44)拍摄目标57来进 行该位置校正。该目标47、57与目标48不同，不移动地固定于下侧摄像部40及上侧摄像 部50。另外，在下侧摄像部40膨胀时，微距摄像机45(46)的位置也发生位移，但由于微距 摄像机45(46)是在由微型摄像机43(44)拍摄探测卡6之前进行预备拍摄的、视场大的摄 像机，因此不进行位置校正。 该位置校正的顺序如下。首先，如图9的(b)所示，使下侧摄像部40移动到上侧摄 像部50的下方，从而能够由上侧摄像机51(52)的微型摄像机53(54)拍摄目标47。然后， 由微型摄像机53拍摄目标47，接着，如图9的(c)所示，使目标47从该位置沿图示X轴方 向移动而由微型摄像机54拍摄目标47。然后，调查晶圆卡盘4的、从微型摄像机53的焦点 与目标47对准的位置到微型摄像机54的焦点与目标47对准的位置的移动距离，求得微型 摄像机53与微型摄像机54之间的距离(光轴的分开距离)。 接着，如图10的(b)所示，使下侧摄像部40移动，从而能够由下侧摄像机41、42 的微型摄像机43(44)拍摄目标57。然后，由微型摄像机43拍摄目标57，接着，如图10的 (c)所示，使下侧摄像部40从该位置向图示X轴方向移动而由微型摄像机44拍摄目标57。
9然后，调查晶圆卡盘4的、从微型摄像机43的焦点与目标57对准的位置到微型摄像机44 的焦点与目标57对准的位置的移动距离，求得微型摄像机43与微型摄像机44之间的距离 (光轴的分开距离)。 由于能够这样地求得微型摄像机43、44(53、54)之间的距离，因此，能够确认各微 型摄像机43、44(53、54)之间距离是否发生位移。另外，由于由微型摄像机43 (44)拍摄目 标57，由微型摄像机53 (54)拍摄目标47，因此，能够求得从各下侧摄像机41、42到目标57 的距离和从各上侧摄像机51、52到目标47的距离，从而能够确认下侧摄像机41 (42)、上侧 摄像机51 (52)之间的Z轴方向的距离是否发生位移。 然后，在各微型摄像机43、44(53、54)的X、 Y、 Z轴上的坐标位置发生位移的情况 下，将该位移量作为校正值来校正根据下侧摄像部40和上侧摄像部50的拍摄结果求得的 探针7、电极焊盘的坐标位置。另外，在本实施方式中，在加热晶圆卡盘4时，目标47的位置 也发生位移，但目标47形成为该位移量非常小，不会影响位置校正的精度。
接着，如图7的(b)所示，如上所述地使上侧摄像部50退避到凹部29，使下侧摄像 部40和晶圆卡盘4上升至上侧摄像部50水平移动的高度程度而拍摄探测卡6。下侧摄像 部40包括两个下侧摄像机41 、42 (参照图4)，在本实施方式中，将探测卡6分为两个区域而 由各下侧摄像机41 (42)拍摄被分为两个的区域中的一个。 在本实施方式中，如图11所示地将下侧摄像机41、42配设为如上所述地在Y轴方 向上左右对称，因此，与其相对应地由通过探测卡6的中心的线段L3将探测卡6分为拍摄 区域80和拍摄区域81。在此，假如将X方向定义为左右方向、Y方向定义为前后方向，将左 侧的区域作为拍摄区域80、右侧的区域作为拍摄区域81来进行说明，则在使下侧摄像部40 移动至探测卡6的中央下方位置时，拍摄区域80由来到相对的位置的下侧摄像机41拍摄， 拍摄区域81由来到相对的位置的下侧摄像机42拍摄。 如图11的(a)所示，在由下侧摄像机41拍摄拍摄区域80的情况下，使晶圆卡盘 4移动而使得下侧摄像机41的微型摄像机43拍摄拍摄区域80内的前端、后端及左端的3 处。另外，如图11的(b)所示，在由下侧摄像机42拍摄拍摄区域81的情况下，使晶圆卡盘 4移动而使得下侧摄像机42的微型摄像机44拍摄拍摄区域81内的前端、后端及左端的3 处。因而，拍摄探测卡6时晶圆卡盘4的移动区域P 1如图11的(b)中点划线所示。
接着，晶圆卡盘4下降，从而脱离壳体22内的上侧摄像部50水平移动时的高度程 度。接着，如上所述地利用移动机构60使上侧摄像部50下降至水平移动时的高度程度。 然后，使其移动至预先设定的晶圆W的拍摄位置而拍摄晶圆W(参照图12)。在本实施方式 中，如图13的(a)所示，自壳体22的大致中央部例如探测卡6(参照图11)的中心点向凹 部29侧靠近距离dl (例如150mm)的位置被设定为晶圆W的拍摄位置，上侧摄像部50的中 心停止在该拍摄位置。在此，图14的(a)中以点划线所示的线段L4是自中心点沿X轴方 向延伸的线段。 在使上侧摄像部50移动到拍摄位置之后，使晶圆卡盘4移动而开始拍摄晶圆W。 与拍摄探测卡6时同样地拍摄晶圆W。在本实施方式中，如图13所示地将上侧摄像机51、 52配设为如上所述地在Y轴方向上左右对称，因此，与其相对应地由通过晶圆W的中心的 线段L5将晶圆W分为拍摄区域82和拍摄区域83。在此，假如将左侧的区域作为拍摄区域 82、右侧的区域作为拍摄区域83来进行说明，则在使晶圆卡盘4移动至在拍摄位置停止的上侧摄像部50的下部中央时，拍摄区域82由来到相对的位置的上侧摄像机51拍摄，拍摄 区域83由来到相对的位置的上侧摄像机52拍摄。于是，利用两个上侧摄像机51、52来拍 摄例如晶圆W周缘的4点、晶圆W前后左右的各端部及晶圆W中心的5点。
此时，在拍摄晶圆W的通过其中心的Y轴方向的两端的情况下，晶圆卡盘4的侧部 前后移动，但在本实施方式中，与图23所示的检查部121不同，在使上侧摄像部50停止在 壳体22的大致中央部的状态下拍摄晶圆W，因此，如图14的(a)、图14的(b)所示，能够使 晶圆卡盘4的前后方向的移动量在上侧摄像部50的左右大致相等。因而，拍摄晶圆W时晶 圆卡盘4的移动区域T 1如图13的(b)中虚线所示。于是，如图13的(b)所示，拍摄探测 卡6和晶圆W而求得探针7和未图示的电极焊盘的接触坐标时所需的晶圆卡盘4的移动区 域是对移动区域P 1加上移动区域T1的不与移动区域P1重复的部分而成的移动区域S1。
拍摄上述晶圆W和探测卡6，获取探测卡6的探针7的顶端位置和晶圆W表面的未 图示的电极焊盘位置的拍摄数据时，基于该拍摄数据求得使探针7与电极焊盘接触的接触 坐标而使晶圆W移动到该接触坐标。于是，在本实施方式中，利用以1次接触(接触)使所 有的探针7与电极焊盘接触的一并接触方式进行探测器测试。 在探测器测试结束时，晶圆卡盘4移动到处于搬入搬出口 23附近的交接位置。然 后，晶圆输送臂3的未保持晶圆W的一个臂体35接受检测完毕的晶圆W，并且，作为下一个 检测对象的已经载置于另一个臂体35的晶圆W被交接到晶圆卡盘4。之后，晶圆输送臂3 在将检测完毕的晶圆W返回到FOUPIOO，并且在F0UP100中容纳有还未检查的晶圆W的情况 下，搬出作为下一个检查对象的晶圆W。在其他第2 第4检查部中也同样地进行该一连串 的工序。经过以上工序，在本实施方式的探测器装置中，利用一个晶圆输送臂3向4台检查 部21依次输送晶圆W而进行探测器测试。 在比较本实施方式的检查部21的壳体22、图23所示的以往探测器装置的壳体 122时，在本实施方式的壳体22中，在盖板25 (参照图4的(b))的、在Z轴方向上与求得接 触坐标时晶圆卡盘4所需的移动区域S l重合的位置(参照图13)形成作为上侧摄像部50 的退避位置的凹部29，并且，将上侧摄像部50的晶圆W的拍摄位置设定在壳体22的大致 中央，使晶圆卡盘4的移动区域S 1从拍摄位置看在Y轴方向的左右大致相等。因此，不必 像以往的壳体122那样在壳体22的侧方设置上侧摄像部50的退避区域。另外，如图15所 示，通过使晶圆W的拍摄位置移动到壳体22的大致中央部，与移动区域P和移动区域T不 重复的部位的区域相比，在壳体22中能够减少移动区域P1与移动区域T1不重复的部分的 区域。因而，在本实施方式的检查部21中，能够削减配设在壳体22侧部的上侧摄像部50的 退避区域与移动区域的未重复部分，将壳体22的Y轴方向的长度縮短距离d2、例如140mm 的量。 另外，在本实施方式中，在下侧摄像部40、上侧摄像部50中分别各包括两个下侧 摄像机41、42、上侧摄像机51、52，下侧摄像机41、42、上侧摄像机51、52配设为，分别隔着沿 作为上侧摄像部50的移动方向的Y轴方向延伸的线段Ll、 L2而左右对称。通过这样地各 排列两个下侧摄像机41 (42)和上侧摄像机51 (52)，在拍摄探测卡6和晶圆W的通过拍摄 区域80 83中心的X轴方向的两端时，能够由任一个摄像机中的较近的摄像机进行拍摄。 即，由于不必使较远的摄像机移动至周缘部，因此，与仅具有1个摄像机的以往探测器装置 相比，能够减少晶圆卡盘4的X轴方向的移动量。由此，如图16所示，与图23所示的以往
11探测器装置的壳体122相比，能够将壳体22的X轴方向的长度縮短距离d3、例如130mm的 在上述本实施方式的探测器装置中，在由下侧摄像部40拍摄探测卡6时，使上侧 摄像部50退避到处于移动区域Sl上方侧的凹部29，因此，与如上所述地使其向移动区域 SI的横向退避的情况相比，能够縮短壳体22的横向尺寸。因而，能够减小壳体22的占有面 积，有助于使探测器装置小型化。特别是像本实施方式这样，在探测器装置主体2具有沿Y 轴方向并列的4台检查部21的情况下，由该探测器装置主体2的Y轴方向的长度决定探测 器装置的尺寸。因此，在能够縮短壳体22的Y轴方向的尺寸的本实施方式中，能够高效率 地使探测器装置小型化。 另外，在本实施方式中，如上所述地设置两个下侧摄像机41、42及上侧摄像机51、 52，分别隔着沿Y轴方向延伸的线段L1、L2而左右对称地配设两者。由此，能够减小求得接 触坐标时晶圆卡盘4的移动区域S1，从而能够縮小壳体的X-Y平面中的面积。因而，在本实 施方式中，能够使探测器装置进一步小型化。 另外，在本实施方式中，利用一并接触进行探测器测试，在测量时晶圆卡盘4不移 动，因此，利用拍摄时晶圆卡盘4的移动区域Sl来决定壳体22的宽度。因此，使移动区域 Sl縮窄的上侧摄像部50退避到上方的构造是有效的。另外，本发明并不限定于一并接触， 也可以应用于多次连续地进行接触的方式。但是，在采用一并接触的情况下，沿X轴方向并 列地各设有两个下侧摄像机41、42和上侧摄像机51、52而能够进一步縮短晶圆卡盘4的X 轴方向的移动区域S1，从而能够将壳体22的X轴方向的尺寸縮短相应的量。因而，一并接 触的方式宜于作为本发明的实施方式。 另外，在本实施方式中，包括使上侧摄像部50沿Y轴方向移动的Y方向移动部62， 因此，能够在壳体22的内部使上侧摄像部50沿Y轴方向自由移动。因此，能够在上侧摄像 部50能够自由移动的范围内自由设定作为退避区域的凹部29的位置和晶圆W的拍摄位置。 另外，在本实施方式中，在校正下侧摄像机41(42)和上侧摄像机51(52)的位置 时，使微型摄像机43的焦点与微型摄像机53的焦点、微型摄像机44的焦点与微型摄像机 54的焦点重合之后，计测微型摄像机43、44之间的距离和微型摄像机53、54之间的距离。 但是，只要知道使微型摄像机43的焦点与微型摄像机53的焦点、微型摄像机44的焦点与 微型摄像机54的焦点重合的位置、和微型摄像机43、44之间的距离或者微型摄像机53、54 之间的距离，就能够由这些数据计算出各微型摄像机43、44之间的距离和微型摄像机53、 54之间的距离。因而，上述位置的校正也可以在使微型摄像机43的焦点与微型摄像机53 的焦点、微型摄像机44的焦点与微型摄像机54的焦点重合之后，只进行由微型摄像机43、 44拍摄目标57、或者由微型摄像机53、54拍摄目标47。
第2实施方式 参照图17 图19说明本发明的探测器装置的第2实施方式。在该实施方式中， 将与第1实施方式构造不同的检查部221以沿X轴方向并列的方式与装载部1相邻地配置 4台而构成探测器装置主体2，除检查部221的构造不同这一点之外，与第1实施方式的探 测器装置构造相同，因此，在本实施方式中，仅说明检查部221的构造，对其他构件标柱相 同的附图标记，省略说明。
如图17所示，检查部221在壳体222内配设有一个载物单元224、和两个上侧 摄像部50a(50b)，在载物单元224中配设有两个下侧摄像部40a (40b)。两个下侧摄像部 40a(40b)配设为，隔着图17的(a)中的点划线所示的、沿着通过晶圆卡盘204中心的X轴 方向延伸的线段L6而左右对称。另外，如图17的(a)所示，两个上侧摄像部50a(50b)在 形成壳体222的顶部的盖板225的Y轴方向的两侧部各形成有一个作为各自退避区域的凹 部229。另外，两个下侧摄像部40a(40b)和两个上侧摄像部50a (50b)的构造与第1实施方 式的下侧摄像部40、上侧摄像部50相同。 在该检查部221中，如图18的(a)所示地利用下侧摄像部40a和上侧摄像部50a 及下侧摄像部40b和上侧摄像部50b的组合，分别进行使第1实施方式的图7 图10中说 明的各微型摄像机43a、44a、53a、54a(43b、44b、53b、54b)的焦点位置对合的原点定位和位 置校正，如图18的(b)及图18的(c)所示地拍摄探测卡6和晶圆W。另外，在本实施方式 中，在如图17的(b)、图19的(b)所示地使上侧摄像部50a、50b在壳体222的中央部靠近 后停止的状态下拍摄晶圆W。于是，将该停止的位置设定为晶圆W的拍摄位置。
在本实施方式中，在拍摄探测卡6的情况下，由2个下侧摄像部40a、40b拍摄探测 卡6，因此，由4个下侧摄像机41a、42a(41b、42b)拍摄探测卡6。因此，由一个下侧摄像机 41a(42a、41b、42b)拍摄探测卡6的拍摄区域中的、与各下侧摄像机41a(42a、41b、42b)相邻 的四分之一的区域。因而，拍摄探测卡6时载物单元224的移动量与第1实施方式不同，从 探测卡6的中心沿X轴方向及Y轴方向移动大致相等的距离。因而，拍摄探测卡6时所需 的载物单元224的移动区域P2如图19的(a)所示。 另外，在拍摄晶圆W的情况下，也同样地由2个上侧摄像部50a、50b拍摄晶圆W，因 此，由4个上侧摄像机51a、52a(51b、52b)拍摄晶圆W， 一个上侧摄像机51a (52a、51b、52b) 拍摄晶圆W的、与各上侧摄像机51a(52a、51b、52b)相邻的四分之一的区域。因而，拍摄晶 圆W时载物单元224的移动量与第1实施方式不同，从晶圆W的中心沿X轴方向及Y轴方 向移动大致相等的距离。因而，拍摄探测卡6时所需的载物单元224的移动区域T2如图19 的(b)所示。 通过这样地沿Y轴方向并列地配设下侧摄像部40a、40b和上侧摄像部50a、50b， 在本实施方式的检查部221中，能够减少拍摄探测卡6及晶圆W时的、载物单元224的X轴 方向的移动量和Y轴方向的移动量。而且，通过与第1实施方式同样地在盖板205中形成 上侧摄像部50a、50b的凹部229，在本实施方式中，也能够縮小壳体222的X-Y平面中的面 积。而且，能够使检查部221小型化，从而能够使包括该检查部221的探测器装置小型化。
另外，在本实施方式中，由两个上侧摄像部50a(50b)的移动机构共用1条导轨61， 在1个导轨61上嵌合有两个Y方向移动部62。而且，各个Y方向移动部62各自包括无杆 作动缸65，由于移动机构的基本构造与第1实施方式相同，因此，在此省略说明。
其他实施方式 在上述各实施方式中，在下侧摄像部和上侧摄像部中沿X轴方向并列地各排列有 两个下侧摄像机和上侧摄像机，但本发明也可以是在下侧摄像部和上侧摄像部中各包括一 个下侧摄像机和上侧摄像机的探测器装置。例如，也可以是具有包括1个下侧摄像机的下 侧摄像部和包括1个上侧摄像机的上侧摄像部、在盖板上形成有作为上侧摄像部的退避区 域的凹部的探测器装置。作为这样的实施方式的一个例子，存在例如图20所示的检查部321。在该检查部321中，将盖板325的、不与探测卡6的配设位置重合的位置设定为晶圆W 的拍摄位置，在处于其上方的盖板325中形成作为上侧摄像部350的退避区域的凹部329。 而且，使上侧摄像部350移动的移动机构360配置在凹部329的内部，具有仅使上侧摄像部 350升降的功能。 在这样的检查部321中，如图21的(a)、图21的(b)所示地拍摄晶圆W时，使上侧 摄像部350下降而进入到壳体322的内部，除此之外的时间，能够使上侧摄像部350退避到 凹部329。在这样的实施方式中，也能够削减求得壳体322的接触坐标时载物单元的移动区 域的、处于Y轴方向的横向的上侧摄像部的退避区域，因此，能够縮小壳体的X-Y平面中的 尺寸，从而能够起到与上述实施方式同等的作用、效果。另外，图21是为了说明上侧摄像部 350和移动机构360而切掉盖板325的侧部一部分而使凹部329的部分露出的图。
另外，在上述各实施方式中，作为升降机构的升降单元70构成为直接使上侧摄像 部50、250、350升降，但也可以构成为，例如在支承导轨和无杆作动缸的两端的支承部设置 升降机构，使Y方向移动部和上侧摄像部与导轨一起升降。 另外，作为本发明的移动机构的一个例子，例如也可以是图22所示的移动机构 460。该移动机构460与在第1实施方式中以图5、图6说明的移动机构60同样地也包括导 轨461、 Y方向移动部462，在Y方向移动部462的基座体463的背面安装有未图示的升降 单元。在升降单元的升降台474中还固定有桥单元459。 而且，在Y方向移动部462中嵌合有设置于基座体463背面的未图示的导向块和 导轨461，通过固定于基座体463背面的未图示的载体块将无杆作动缸465的驱动力传递到 基座体463，从而基座体463被导轨461引导而向Y轴方向移动。另外，与基座体463的L 字长边的顶端部连接的U字形的构件为电缆单元467。
权利要求
一种探测器装置，该探测器装置在设置于壳体内部的、能够沿着水平面移动且能够升降的载置台上载置基板，使探测卡的探头与基板上的电极焊盘接触而测定形成于基板的被检查部的电特性，其特征在于，包括下侧摄像部，设置在上述载置台的侧部，用于拍摄探测卡；上侧摄像部，用于拍摄上述探测卡时在与上述载置台的移动区域重合的位置拍摄上述载置台上的基板；移动机构，用于使该上侧摄像部在拍摄上述基板时的上述位置、与形成在上述移动区域的上方侧且脱离上述探测卡的位置的退避区域之间移动。
2. 根据权利要求l所述的探测器装置，其特征在于， 上述移动机构包括使上侧摄像部水平移动的水平移动机构。
3. 根据权利要求1或2所述的探测器装置，其特征在于，上述水平移动机构包括水平引导构件和被该水平引导构件引导而水平移动的移动构件；上述移动构件包括设置于上述移动构件的、用于使上述上侧摄像部升降的升降机构。
4. 根据权利要求1 3中任一项所述的探测器装置，其特征在于， 上述退避区域是形成于上述壳体的顶板的凹部。
5. 根据权利要求1 4中任一项所述的探测器装置，其特征在于， 该探测器装置构成为使上述探测卡的探头与基板上的所有电极焊盘一并接触。
6. 根据权利要求1 5中任一项所述的探测器装置，其特征在于，在X、Y平面中，上述上侧摄像部的上述退避区域相对于上述探测卡沿Y方向位移时，上 述上侧摄像部包括沿X方向并列的第1摄像机及第2摄像机，上述下侧摄像部包括对称地 配置在通过载置台的基板载置区域的中心、且沿Y方向延伸的线两侧的第1摄像机及第2 摄像机。
7. 根据权利要求6所述的探测器装置，其特征在于，在上述上侧摄像部及上述下侧摄像部中，在各自的第1摄像机与第2摄像机之间设有 目标，分别使上述上侧摄像部的上述第1摄像机与上述下侧摄像部的上述第1摄像机的焦 点位置重合，使上述上侧摄像部的上述第2摄像机与上述下侧摄像部的上述第2摄像机的 焦点位置重合，接着，通过由上述上侧摄像部或者上述下侧摄像部中的任一个摄像部拍摄相对的上述 目标来校正上述上侧摄像部和上述下侧摄像部的位置。
全文摘要
本发明提供一种探测器装置。该探测器装置在载置台上载置基板，使探测卡的探针与基板的电极焊盘接触而测定芯片的电特性，其中，通过削减在进行上述拍摄之前实施的拍摄作业所需的区域而使整个装置小型化。该探测器装置包括下侧摄像部，设置在晶圆卡盘的侧部；上侧摄像部，用于拍摄探测卡时在与载物单元的移动区域重合的位置拍摄晶圆卡盘上的晶圆；移动机构，用于使上侧摄像部在拍摄晶圆时的位置、与盖板中的形成在载物单元的移动区域的上方侧且脱离探测卡的位置的退避区域、即凹部之间移动；自壳体的X-Y平面上去除上侧摄像部的退避区域而减小壳体，使探测器装置小型化。
文档编号G01B11/03GK101769987SQ20091018018
公开日2010年7月7日 申请日期2009年11月16日 优先权日2009年1月7日
发明者中矢哲, 山县一美, 山田浩史, 矢野和哉, 远藤朋也 申请人:东京毅力科创株式会社