專利名稱：探針卡檢測裝置、晶圓的對位裝置及晶圓的對位方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用于進(jìn)行半導(dǎo)體晶圓的電特性檢查的晶圓檢查裝置所應(yīng)用的探針卡檢測裝置、晶圓的對位裝置及晶圓的對位方法，進(jìn)ー步詳細(xì)而言，涉及能夠迅速地進(jìn)行在晶圓檢查裝置中進(jìn)行的探針卡與半導(dǎo)體晶圓的對位的探針卡檢測裝置、晶圓的對位裝置及晶圓的對位方法。
背景技術(shù)：
作為晶圓檢查裝置，例如，存在用于以原始狀態(tài)對半導(dǎo)體晶圓的多個器件進(jìn)行電特性檢查的探測裝置。通常，晶圓檢查裝置包括用于輸送半導(dǎo)體晶圓的加載室和用于進(jìn)行半導(dǎo)體晶圓的電特性檢查的檢查室，利用控制裝置對加載室及檢查室內(nèi)的各種設(shè)備進(jìn)行控制，進(jìn)行半導(dǎo) 體晶圓的電特性檢查。加載室包括盒載置部，其用于以盒為單位載置半導(dǎo)體晶圓；晶圓輸送機(jī)構(gòu)，其用于在盒與檢查室之間輸送半導(dǎo)體晶圓；預(yù)對準(zhǔn)機(jī)構(gòu)，其用于在利用晶圓輸送機(jī)構(gòu)輸送半導(dǎo)體晶圓的期間進(jìn)行半導(dǎo)體晶圓的預(yù)對位(預(yù)對準(zhǔn))。檢查室包括載置臺，其用于對來自加載室的半導(dǎo)體晶圓進(jìn)行載置并在Χ、γ、ζ及Θ方向上移動；探針卡，其配置在載置臺的上方；對準(zhǔn)機(jī)構(gòu)，其通過與載置臺協(xié)作而進(jìn)行探針卡的多個探針與半導(dǎo)體晶圓的多個電極的對位(對準(zhǔn))，在載置臺與對準(zhǔn)機(jī)構(gòu)協(xié)作而進(jìn)行了半導(dǎo)體晶圓與探針卡的對準(zhǔn)之后，對形成在半導(dǎo)體晶圓中的多個器件的電特性進(jìn)行檢查。另外，半導(dǎo)體晶圓與探針卡的對準(zhǔn)是這樣進(jìn)行的如上所述使用上部的攝像機(jī)和下部的攝像機(jī)，使用下部的攝像機(jī)檢測探針的針尖，使用上部的攝像機(jī)檢測半導(dǎo)體晶圓的電極焊盤。具體而言，使用被設(shè)置于載置臺的下部的攝像機(jī)對探針卡的多個探針的針尖進(jìn)行檢測而求出XY坐標(biāo)值，并且使用被設(shè)置于對準(zhǔn)機(jī)構(gòu)的上部的攝像機(jī)對載置臺上的半導(dǎo)體晶圓的多個電極焊盤進(jìn)行檢測而求出XY坐標(biāo)值?；诶蒙喜亢拖虏康臄z像機(jī)檢測到的探針的針尖的XY坐標(biāo)值和電極焊盤的XY坐標(biāo)值進(jìn)行探針的針尖與電極焊盤的對準(zhǔn)。另夕卜，作為進(jìn)行對準(zhǔn)的其他方法，還存在這樣的方法將虛設(shè)(du_y)晶圓載置在載置臺上，使虛設(shè)晶圓與探針卡的多個探針接觸而在虛設(shè)晶圓上留下探針的針痕，基于該針痕間接地對探針的針尖進(jìn)行檢測，由此進(jìn)行對準(zhǔn)。這些方法中的任意一種都是以往公知的技木。但是，在為以往的晶圓檢查裝置的情況下，進(jìn)行探針卡與半導(dǎo)體晶圓的對準(zhǔn)時，必須在晶圓檢查裝置的檢查室內(nèi)使用攝像機(jī)來檢測探針的針尖，而且，隨著器件的高集成化，探針的數(shù)量正在飛躍性地増加，因此，針尖的檢測越來越難。另外，在使用虛設(shè)晶圓取得探針的針痕的方法中，必須針對每個探針卡將虛設(shè)晶圓載置于檢查室內(nèi)的載置臺并在針痕的檢測后將虛設(shè)晶圓從載置臺取出，不得不對針痕的取得分配較多的時間。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明是為了解決上述問題而做成的，其目的在于提供在晶圓檢查裝置的檢查室中不檢測探針卡的探針的針尖、并且不使用虛設(shè)晶圓就能夠迅速且可靠進(jìn)行半導(dǎo)體晶圓與探針卡的對位的探針卡檢測裝置、晶圓的對位裝置及晶圓的對位方法。本發(fā)明的第I技術(shù)方案提供一種探針卡檢測裝置，其特征在于，其包括探針檢測室，其以與用于進(jìn)行半導(dǎo)體晶圓的電特性檢查的檢查室相對應(yīng)的方式形成，且具有用于將探針卡定位井能裝卸地安裝在規(guī)定位置的支承體；探針卡，其借助第I保持體定位并安裝在上述支承體的上述規(guī)定位置；第I攝像裝置， ；探針校正卡，其代替上述探針卡而借助第2保持體定位井能裝卸地安裝在上述支承體的上述規(guī)定位置，且具有與上述至少兩個探針相對應(yīng)的至少兩個靶；控制裝置，在上述控制裝置的控制下，將在上述探針檢測室內(nèi)利用上述第I攝像裝置檢測到的、上述至少兩個探針的針尖的水平位置與上述至少兩個靶的水平位置之差作為校正值進(jìn)行檢測，該校正值用于進(jìn)行上述檢查室中的上述探針卡的至少兩個探針與上述半導(dǎo)體晶圓的至少兩個電極焊盤的對位。另外，本發(fā)明的第2技術(shù)方案所述的探針卡檢測裝置的特征在于，在第I技術(shù)方案所述的發(fā)明中，上述第I保持體、第2保持體都在至少3處具有定位用的銷，上述支承體具有與上述至少3處的銷相對應(yīng)的定位用的凹部。另外，本發(fā)明的第3技術(shù)方案所述的探針卡檢測裝置的特征在于，在第I技術(shù)方案或第2技術(shù)方案所述的發(fā)明中，上述第I攝像裝置從上述探針或者上述靶的各自的下方對上述探針或者上述靶進(jìn)行拍攝。另外，本發(fā)明的第4技術(shù)方案所述的探針卡檢測裝置的特征在于，在第I技術(shù)方案 第3技術(shù)方案中的任意I項所述的發(fā)明中，上述探針卡具有專用的上述探針校正卡。另外，本發(fā)明的第5技術(shù)方案提供一種晶圓的對位裝置，其特征在于，該晶圓的對位裝置包括對位室、能夠移動地設(shè)在上述對位室內(nèi)的移動體、設(shè)在上述移動體的上方的第2攝像裝置、控制裝置，在上述控制裝置的控制下，使同時載置有在技術(shù)方案I 3中的任意I項所述的探針卡檢測裝置中求出了校正值的探針校正卡和第2保持體的移動體移動，利用上述第2攝像裝置對上述探針校正卡的至少兩個靶進(jìn)行檢測，并且，使載置有半導(dǎo)體晶圓的移動體移動而對上述半導(dǎo)體晶圓的至少兩個電極焊盤進(jìn)行檢測并使上述移動體在水平方向上從上述電極焊盤的檢測位置移動與上述校正值相應(yīng)的距離。另外，本發(fā)明的第6技術(shù)方案提供一種晶圓的對位方法，其特征在于，該晶圓的對位方法包括以下エ序 第Iエ序，在第I技術(shù)方案 第3技術(shù)方案中的任意I項所述的探針卡檢測裝置中，使用第I攝像裝置，使用借助第I保持體定位井能裝卸地安裝于探針檢測室的探針卡的至少兩個探針和借助第2保持體定位井能裝卸地安裝于上述探針檢測室的探針校正卡的至少兩個靶，求出被安裝于上述探針檢測室的上述探針卡與半導(dǎo)體晶圓的對位所需要的校正值；第2エ序，使被第2保持體保持的上述探針校正卡移動，使用第2攝像裝置對上述至少兩個靶進(jìn)行檢測;第3エ序，在上述晶圓的對位裝置中，借助上述移動體使上述半導(dǎo)體晶圓移動，使用第2攝像裝置對上述半導(dǎo)體晶圓的至少兩個電極焊盤進(jìn)行檢測；第4エ序，借助上述移動體使上述半導(dǎo)體晶圓按照上述校正值移動，從而進(jìn)行上述半導(dǎo)體晶圓與被安裝在上述檢查室內(nèi)的上述探針卡的對位。本發(fā)明的第7技術(shù)方案所述的晶圓的對位方法的特征在于，在權(quán)利要求6所述的發(fā)明中，上述第Iエ序包括以下エ序使用上述第I攝像裝置對借助第I保持體安裝在上述探針檢測室內(nèi)的上述探針卡的至少兩個探針的針尖的水平位置進(jìn)行檢測；使用上述第I攝像裝置對借助上述第2保持體安裝在上述探針檢測室內(nèi)的上述探針校正卡的至少兩個靶的水平位置進(jìn)行檢測；將上述探針卡的至少兩個探針的針尖的水平位置與上述探針校正卡的至少兩個靶的水平位置之差作為上述校正值而求出。采用本發(fā)明，能夠提供在晶圓檢查裝置的檢查室中不對探針卡的探針的針尖進(jìn)行檢測、并且不使用虛設(shè)晶圓就能夠迅速且可靠地進(jìn)行半導(dǎo)體晶圓與探針卡的對位的探針卡檢測裝置、晶圓的對位裝置及晶圓的對位方法。


圖I是表示應(yīng)用了本發(fā)明的晶圓的對位裝置的晶圓檢查裝置的ー實施方式的俯視圖。圖2的(a)、圖2的(b)分別是表示圖I所示的晶圓檢查裝置的圖，圖2的(a)是從正面?zhèn)扔^察的立體圖，圖2的(b)是從背面?zhèn)扔^察的立體圖。
圖3是表示圖I所示的晶圓檢查裝置的對準(zhǔn)室的主要部分的側(cè)視圖。圖4是表示圖I所示的晶圓檢查裝置的檢查室的主要部分的側(cè)視圖。圖5的(a)、圖5的(b)分別是表示本發(fā)明的探針卡檢測裝置的原理的示意圖，圖5的(a)是表示對安裝在探針檢測室內(nèi)的探針卡的探針的針尖進(jìn)行檢測的エ序的圖，圖5的(b)是表示對安裝在探針檢測室內(nèi)的探針校正卡的靶進(jìn)行檢測的エ序的圖。圖6的(a) 圖6的(C)分別是表示在圖I所示的晶圓檢查裝置的對準(zhǔn)室中進(jìn)行的對準(zhǔn)的原理的示意圖，圖6的(a)是表示對探針校正卡的靶進(jìn)行檢測的エ序的圖，圖6的(b)是表示對半導(dǎo)體晶圓的電極焊盤進(jìn)行檢測的エ序的圖，圖6的(C)是表示進(jìn)行半導(dǎo)體晶圓的對準(zhǔn)的エ序的圖。圖7是表示在檢查室內(nèi)對在圖6所示的在對準(zhǔn)室中被對準(zhǔn)了的半導(dǎo)體晶圓進(jìn)行檢查時的原理的示意圖。
具體實施例方式以下，基于圖I 圖7所示的實施方式說明本發(fā)明。首先，對應(yīng)用了本發(fā)明的晶圓檢查裝置進(jìn)行說明。例如，如圖I、圖2的(a)、圖2的(b)所示，應(yīng)用了本發(fā)明的晶圓檢查裝置10被劃分成輸出輸入?yún)^(qū)域SI，其形成得細(xì)長，用于以盒為單位輸出、輸入半導(dǎo)體晶圓；第I輸送區(qū)域S2，其為了輸送半導(dǎo)體晶圓而沿著輸出輸入?yún)^(qū)域SI形成；對準(zhǔn)區(qū)域S3，其形成在第I輸送區(qū)域S2的兩端；第2輸送區(qū)域S4，其為了輸送半導(dǎo)體晶圓而沿著第I輸送區(qū)域形成；半導(dǎo)體晶圓的檢查區(qū)域S5，其沿著第2輸送區(qū)域形成，如圖2的(a)、圖2的(b)所示，晶圓檢查裝置10被收容在外殼內(nèi)。這些區(qū)域SI S5各自的區(qū)域形成為獨立的空間。而且，在這些區(qū)域SI S5內(nèi)分別設(shè)有專用的設(shè)備，利用控制裝置控制這些專用的設(shè)備。如圖I、圖2的(a)、圖2的(b)所示，在輸出輸入?yún)^(qū)域SI中設(shè)有4處用于對收容有多張半導(dǎo)體晶圓的FOUP等框體F進(jìn)行載置的載置機(jī)構(gòu)11，這些載置機(jī)構(gòu)11對被自動輸送裝置(未圖示)等輸送來的框體F進(jìn)行載置并固定。在與輸出輸入?yún)^(qū)域SI相鄰的第I輸送區(qū)域S2中設(shè)有第I晶圓輸送機(jī)構(gòu)12，該第I晶圓輸送機(jī)構(gòu)12用于輸送分別被載置于各載置機(jī)構(gòu)11的框體F內(nèi)的半導(dǎo)體晶圓W，第I晶圓輸送機(jī)構(gòu)12在第I輸送區(qū)域S2內(nèi)輸送半導(dǎo)體晶圓W。第I晶圓輸送機(jī)構(gòu)12包括臂12A，其對半導(dǎo)體晶圓W進(jìn)行真空吸附，或者為了支承下述的晶圓保持體而在水平方向上旋轉(zhuǎn)并在上下方向上升降；主體12B，其用于內(nèi)置用于使臂12A旋轉(zhuǎn)、升降的驅(qū)動機(jī)構(gòu)；移動機(jī)構(gòu)(未圖示)，其用于使主體12B移動，第I晶圓輸送機(jī)構(gòu)12借助移動機(jī)構(gòu)在第I輸送區(qū)域S2內(nèi)移動而輸送半導(dǎo)體晶圓W。如圖I、圖2的(a)、圖2的(b)所示，在形成在第I輸送區(qū)域S2的兩端部的對準(zhǔn)區(qū)域S3中設(shè)有半導(dǎo)體晶圓W的預(yù)對準(zhǔn)室(未圖示)、半導(dǎo)體晶圓W的對準(zhǔn)室13、緩沖室(未圖示)，預(yù)對準(zhǔn)室、對準(zhǔn)室13及緩沖室彼此配置在上下方向上。在預(yù)對準(zhǔn)室中設(shè)有用于進(jìn)行半導(dǎo)體晶圓W的預(yù)對準(zhǔn)的預(yù)對準(zhǔn)機(jī)構(gòu)，在對準(zhǔn)室13中設(shè)有用于進(jìn)行半導(dǎo)體晶圓W的對準(zhǔn)的對準(zhǔn)機(jī)構(gòu)14 (參照圖3)。另外，緩沖室設(shè)有用于收容半導(dǎo)體晶圓W的收容機(jī)構(gòu)。緩沖室被用作檢查結(jié)束后的半導(dǎo)體晶圓W的暫存場所，或者，也被用作針研磨用晶圓的收容場所。并且，本實施方式的晶圓的對位裝置(以下，稱為“對準(zhǔn)裝置”。)包括對準(zhǔn)室13和設(shè)在對準(zhǔn)室13內(nèi)的對準(zhǔn)機(jī)構(gòu)14。如圖3所示，對準(zhǔn)機(jī)構(gòu)14包括筒狀的移動體14A，其設(shè) 在地面(未圖示)上，且在上下方向上及水平方向上移動；環(huán)狀的定位構(gòu)件14B，其以包圍移動體14A的方式固定在地面上，且將晶圓保持體15定位為恒定的朝向；第I攝像機(jī)HC1.第2攝像機(jī)HC2，其用干與移動體14A協(xié)作而對晶圓保持體15上的半導(dǎo)體晶圓W進(jìn)行對準(zhǔn)；橋式件(bridge) 14D,其用于固定第I攝像機(jī)HC1、第2攝像機(jī)14C2,第I攝像機(jī)HC1、第2攝像機(jī)HC2在各自的焦點位置(對準(zhǔn)高度)拍攝半導(dǎo)體晶圓W的上表面。如圖3所示，定位構(gòu)件14B形成為具有大于移動體14A的外徑的內(nèi)徑的圓環(huán)狀的板構(gòu)件，在其上表面沿著周向隔著規(guī)定間隔形成有多個(例如3個)突起14Βρ多個突起HB1配置在以第I攝像機(jī)HC1為中心的圓周上，預(yù)先設(shè)定在各自的XY坐標(biāo)值距XY坐標(biāo)的原點隔著相等距離的位置。另外，在對準(zhǔn)室13中，在該XY坐標(biāo)中設(shè)定下述的探針卡的多個探針的針尖的XY坐標(biāo)值。另外，晶圓保持體15包括保持板15A，其用于保持半導(dǎo)體晶圓W ;支承體15B，其呈環(huán)狀，其用于以裝卸自如的方式支承保持板15A ;多個定位部15C，其具有凹部KC1，該凹部KC1用于在支承體15B的下表面與定位構(gòu)件14B的多個突起14B1分別嵌合，晶圓保持體15被定位構(gòu)件14B大致水平地支承，始終配置在恒定的位置。另外，如圖3所示，在支承體15B中形成有直徑大于移動體14A的外徑的貫通孔，移動體14A在該貫通孔中穿過，能夠在貫通孔內(nèi)沿著XY方向移動。移動體14A位于被定位構(gòu)件14B支承的晶圓保持體15的中央部正下方。移動體14A從晶圓保持體15的正下方沿著鉛垂方向上升而與保持板15A接觸并穿過支承體15B的貫通孔，將保持板15A從支承體15B抬起到對準(zhǔn)高度。另外，移動體14A在對準(zhǔn)高度在支承體14B的貫通孔的范圍內(nèi)沿著XY方向移動，與第I攝像機(jī)HC1、第2攝像機(jī)14C2協(xié)作而進(jìn)行半導(dǎo)體晶圓W的對準(zhǔn)。而且，移動體14A在進(jìn)行對準(zhǔn)后返回到原始的位置的期間使保持有對準(zhǔn)后的半導(dǎo)體晶圓W的保持板15A返回到支承體15B上。對準(zhǔn)后的半導(dǎo)體晶圓W如下所述與晶圓保持體15 —起被輸送到檢查區(qū)域S5中。在下述的本發(fā)明的探針卡檢測裝置中得到探針的校正值之后使用對準(zhǔn)機(jī)構(gòu)14，該探針的校正值用于在檢查室17中所使用的探針卡與半導(dǎo)體晶圓的對準(zhǔn)。另外，如圖I、圖2的(a)、圖2的(b)所示，在與第I輸送區(qū)域S2及對準(zhǔn)區(qū)域S3相鄰的第2輸送區(qū)域S4中設(shè)有第2晶圓輸送機(jī)構(gòu)16，第2晶圓輸送機(jī)構(gòu)16在第2輸送區(qū)域S4內(nèi)移動并借助晶圓保持體15在對準(zhǔn)區(qū)域S3與檢查區(qū)域S5之間輸送半導(dǎo)體晶圓W。該第2晶圓輸送機(jī)構(gòu)16與第I晶圓輸送機(jī)構(gòu)13同樣具有臂16A、主體16B及移動機(jī)構(gòu)(未圖示)O如圖I所示，在與第2輸送區(qū)域S4相鄰的檢查區(qū)域S5中沿著該區(qū)域S5隔著規(guī)定間隔排列有多個(在本實施方式中為5處)檢查室17，在這些檢查室17中對利用第2晶圓輸送機(jī)構(gòu)16、借助晶圓保持體15輸送來的對準(zhǔn)完畢的半導(dǎo)體晶圓W進(jìn)行電特性檢查。另夕卜，如圖2的(a)、圖2的(b)所示，檢查室17形成為在檢查區(qū)域S5的各排列位置處在上下方向上層疊有多層的層疊結(jié)構(gòu)。各層的檢查室17都具有相同的結(jié)構(gòu)。因此，下面，舉出ー個檢查室17為例,參照例如圖4進(jìn)行說明。如圖4所示，檢查室17包括探針卡19，其被固定于頂板(head plate) 18，且具有與半導(dǎo)體晶圓W的多個電極相對應(yīng)的多個探針19A;多個彈簧針座(Pogo Pin Block) 18A,其用于將探針卡19與測試器(未圖示)連接；晶圓吸附用密封構(gòu)件(以下，簡稱為“密封構(gòu)件”。)21，其外周緣部借助被安裝在頂板18的外周緣部的下表面的圓環(huán)狀的固定環(huán)20 來固定，且形成為包圍多個探針19A的規(guī)定寬度的環(huán)狀；升降體22，其用于使晶圓保持體15以與升降體22 —體地抬起的方式進(jìn)行升降；排氣部件(例如真空泵)(未圖示)，其用于對探針卡19和在借助升降體22與密封構(gòu)件21弾性接觸的半導(dǎo)體晶圓W之間形成的密閉空間進(jìn)行抽真空，使半導(dǎo)體晶圓W的多個電極與多個探針19A全部接觸。在探針卡19的周緣部、固定環(huán)20及頂板18中分別形成有用于沿著圖4中的箭頭所示的方向進(jìn)行排氣的排氣通路，這些排氣通路的出口經(jīng)由配管與真空泵連接。如圖4所示，在升降體22的下表面形成有凸緣部22A，在該凸緣部22A的上表面上，在周向上隔著規(guī)定間隔形成有用干與晶圓保持體15的定位構(gòu)件15C的凹部KC1嵌合的多個突起22B。這些突起22B與被形成于對準(zhǔn)室13內(nèi)的定位構(gòu)件14B的多個突起HB1相對應(yīng)地配置在為相同的XY坐標(biāo)的位置。即，檢查室17內(nèi)的XY坐標(biāo)與對準(zhǔn)室13的XY坐標(biāo)為鏡像關(guān)系，在對準(zhǔn)室13中被對準(zhǔn)了的半導(dǎo)體晶圓W借助保持板15A進(jìn)行輸送，多個電極與探針卡19的多個探針19A可靠地接觸。另外，升降體22的凸緣部22A及多個突起22B相當(dāng)于對準(zhǔn)室13內(nèi)的定位構(gòu)件14B。升降體22能夠以將晶圓保持體15支承于凸緣部22A的多個突起22B的狀態(tài)將晶圓保持體15朝向探針卡19抬起，從而使半導(dǎo)體晶圓W的周緣部與密封構(gòu)件21接觸而形成密閉空間。真空泵能夠?qū)γ荛]空間進(jìn)行抽真空而使半導(dǎo)體晶圓W真空吸附于密封構(gòu)件21。另外，驅(qū)動升降體22，使得真空吸附后的半導(dǎo)體晶圓W留在探針卡19側(cè)、升降體22下降而使晶圓保持體15從半導(dǎo)體晶圓W分離之后、升降體22再次上升而使半導(dǎo)體晶圓W和多個探針壓接。進(jìn)行檢查后，將檢查完畢的半導(dǎo)體晶圓W從檢查室17順著相反的路徑輸出。這樣，本實施方式的檢查室17的空間只要包括用于輸入、輸出晶圓保持體15的空間和為了使被晶圓保持體15保持的半導(dǎo)體晶圓W與探針卡19接觸而供升降體22進(jìn)行升降的空間就足夠。因此，與以往相比，能夠使檢查室17的高度顯著降低，如上所述采用層疊結(jié)構(gòu)，能夠顯著削減檢查室的設(shè)置空間。而且，升降體22不需要在XY方向上移動，因此，也能夠顯著削減檢查室17的占有面積。另外，各檢查室17能夠共有對準(zhǔn)機(jī)構(gòu)14，因此，不需要像以往那樣針對每個檢查室17逐一設(shè)置高價的對準(zhǔn)機(jī)構(gòu)14，能夠?qū)崿F(xiàn)大幅度的成本削減。
另外，如圖I、圖2的(a)、圖2的(b)所示，在各檢查室17上分別設(shè)有冷卻管道23，利用各個冷卻裝置(未圖示)對在檢查過程中發(fā)熱的半導(dǎo)體晶圓W進(jìn)行冷卻，從而將半導(dǎo)體晶圓W始終維持成恒定的溫度。接著，參照圖5 圖7對晶圓檢查裝置10所應(yīng)用的本發(fā)明的ー實施方式進(jìn)行說明。另外，下面，對于與晶圓檢查裝置10的零件相同的部分或者相當(dāng)?shù)牟糠謽?biāo)注相同的附圖標(biāo)記來進(jìn)行說明。如圖5的(a)、圖5的(b)所示，本實施方式的探針卡檢測裝置30包括探針檢測室31，其用于檢測探針卡19的針尖；支承體31A，其形成在探針檢測室31的上表面；第I攝像裝置32，其能夠移動地設(shè)在探針檢測室31內(nèi)；夾緊機(jī)構(gòu)(未圖示)，其用于將被可拆卸地安裝在支承體3IA的中央的探針卡19或者探針校正卡33固定于支承體31A，探針卡檢測裝置30借助探針校正卡33間接地取得在晶圓檢查裝置10的對準(zhǔn)室13中進(jìn)行的對準(zhǔn)所需要的探針卡19的針尖的水平位置。在晶圓檢查裝置10的檢查室17中使用探針卡19，探針卡19具有專用的探針校正卡33。即，按照探針卡19的種類，每ー種類分別準(zhǔn)備一個探針校正 卡33。另外，支承體31A與檢查室17的頂板18具有同一的坐標(biāo)軸地形成，支承體31A形成為在探針檢測室31內(nèi)檢測到的探針卡19的探針19A的針尖的XY坐標(biāo)值與被安裝于檢查室17內(nèi)的頂板18的探針卡19的探針19A的針尖的XY坐標(biāo)值相同。如圖5的(a)、圖5的(b)示意性地所示，在探針卡19上安裝有第I保持體(以下，稱為“第I卡保持件”。)19B，探針卡19借助第I卡保持件19B可裝卸地安裝在支承體31A的中央。在第I卡保持件19B的上表面形成有3個定位用的突起19C，各突起19C分別隔著規(guī)定間隔配置。另外，在支承體31A上的3處形成有與探針卡19的定位用的突起19C相對應(yīng)的定位用的凹部31B。凹部31B形成為在探針卡19的徑向上細(xì)長的長孔，長孔的內(nèi)周面形成為長孔從支承體31A的下表面朝向上方縮小的錐形面。S卩，突起19C和凹部31B構(gòu)成為探針卡19的定位機(jī)構(gòu)，通過突起19C與凹部31B嵌合，能夠?qū)⑻结樋?9不會晃動地精確地定位安裝在支承體31A的規(guī)定的位置。作為定位機(jī)構(gòu)，能夠使用本申請人在日本特愿2011-045338號說明書中提出的定位機(jī)構(gòu)。如圖5的(a)、圖5的(b)所示，第I攝像裝置32包括第I攝像機(jī)32A、第2攝像機(jī)32B和用于支承第I攝像機(jī)32A、第2攝像機(jī)32B并使第I攝像機(jī)32A、第2攝像機(jī)32B移動的移動機(jī)構(gòu)(未圖示)，利用借助移動機(jī)構(gòu)移動的第I攝像機(jī)32A、第2攝像機(jī)32B分別從探針卡19的下方對探針卡19的多個探針19A中的兩個探針進(jìn)行檢測、從探針校正卡33的下方對探針校正卡33的兩個靶33A進(jìn)行檢測。能夠適當(dāng)調(diào)整第I攝像機(jī)32A與第2攝像機(jī)32B的間隔。另外，根據(jù)移動機(jī)構(gòu)的不同，也能夠用ー個攝像機(jī)構(gòu)成第I攝像機(jī)32A、第2攝像機(jī)32B。在進(jìn)行檢查時，使兩個探針19A與位于半導(dǎo)體晶圓的中心的電極焊盤、位于半導(dǎo)體晶圓的周緣部的電極焊盤在這兩個部位接觸。即，兩個探針19A之間的尺寸與兩個電極焊盤之間的尺寸為相同的尺寸。中心的電極焊盤和周緣部的電極焊盤彼此在同一的坐標(biāo)軸上隔著規(guī)定間隔配置在半導(dǎo)體晶圓上。另外，兩個靶33A與兩個電極焊盤相對應(yīng)地形成于探針校正卡33，在本實施方式中，如圖5的(b)所示，在探針校正卡33被安裝于支承體3IA的狀態(tài)下，兩個靶33A在水平方向上相比探針卡19的兩個探針19A向中心側(cè)錯位了規(guī)定的尺寸5。該尺寸δ (探針19Α的水平方向與靶33Α的水平方向之差)如下所述那樣為在對準(zhǔn)室13中所使用的檢查室17內(nèi)的探針卡19的探針19Α的針尖的水平位置的校正值。另外，如圖5的(b)所示，在探針校正卡33上安裝有第2保持體(以下，稱為“第2卡保持件”)33B，探針校正卡33借助第2卡保持件33B可裝卸地安裝在支承體31A的中央。在第2卡保持件33B上也與第I卡保持件19B同樣彼此隔著規(guī)定間隔形成有3個突起33C，與支承體31A的凹部31B —起構(gòu)成定位機(jī)構(gòu)。接著，說明本實施方式的晶圓的對位方法。在本實施方式中，使用探針卡檢測裝置30和晶圓檢查裝置10的對準(zhǔn)裝置。首先，如圖5的(a)所示，在探針卡檢測裝置30的探針檢測室31內(nèi)，借助定位機(jī)構(gòu)將探針卡19定位并安裝于支承體31A之后，利用夾緊機(jī)構(gòu)(未圖示)將探針卡19固定于支承體31A。在此狀態(tài)下，借助移動機(jī)構(gòu)使第I攝像機(jī)32A、第2攝像機(jī)32B移動、并從下方對探針卡19的兩個探針19A的針尖進(jìn)行檢測后，將兩個探針19A 各自的針尖的水平位置作為XY坐標(biāo)值登記在控制裝置的存儲部中。將探針19A的針尖登記在控制裝直中之后，將探針卡19從支承體31A卸下。接著，如圖5的(b)所示，代替探針卡19，而借助定位機(jī)構(gòu)將探針校正卡33定位并安裝干支承體31A的規(guī)定位置(與探針卡19相同的位置)，借助夾緊機(jī)構(gòu)將探針校正卡33固定干支承體31A。并且，借助移動機(jī)構(gòu)使第I攝像機(jī)32A、第2攝像機(jī)32B移動、并從下方對探針校正卡33的兩個靶33A進(jìn)行檢測后，將兩個靶33A各自的水平位置作為XY坐標(biāo)值登記在控制裝置的存儲部中。并且，在控制裝置中，將探針19A的針尖的XY坐標(biāo)值與靶33A的XY坐標(biāo)值之差作為探針19A的針尖的在對準(zhǔn)室13中的水平位置的校正值而求出，將該校正值登記在存儲部中。使用該校正值在本實施方式的對準(zhǔn)裝置中進(jìn)行半導(dǎo)體晶圓與探針卡19的對準(zhǔn)。在此，圖6的(a) 圖6的(c)是示意性地表示在圖3所示的對準(zhǔn)裝置中進(jìn)行的對準(zhǔn)エ序的圖。將從探針卡檢測裝置30取出的探針校正卡33與第2卡保持件33B —起借助晶圓保持體15 (參照圖3)向?qū)?zhǔn)裝置的對準(zhǔn)室13內(nèi)輸送，定位并載置在對準(zhǔn)室13內(nèi)待機(jī)的定位構(gòu)件14B(參照圖3)上。然后，移動體14A與保持板15A —起將探針校正卡33從支承體15B抬起并在對準(zhǔn)機(jī)構(gòu)14的第I攝像機(jī)HC1、第2攝像機(jī)14C2的焦點距離(對準(zhǔn)高度)停止。此時，第I攝像機(jī)HC1、第2攝像機(jī)14C2工作并且移動體14A在水平方向上移動，如圖6的(a)所示，檢測兩個靶33A，將此時的移動體14A的水平位置作為表示靶33A的水平位置的XY坐標(biāo)值而登記在控制裝置的存儲部中。將探針校正卡33的靶33A的水平位置登記在控制裝置的存儲部后，借助晶圓保持體15將探針校正卡33從對準(zhǔn)室13輸出。接著，與探針校正卡33同樣地將半導(dǎo)體晶圓W借助晶圓保持體15輸送到對準(zhǔn)室13內(nèi)，利用移動體14A將半導(dǎo)體晶圓W與保持板15A —起抬起到對準(zhǔn)高度，如圖6的(b)所示，利用第I攝像機(jī)HC1、第2攝像機(jī)HC2對半導(dǎo)體晶圓W的電極焊盤進(jìn)行檢測時，將此時的移動體14A的水平位置作為表示電極焊盤的水平位置的XY坐標(biāo)值而登記在控制裝置的存儲部中。然后，如圖6的(c)所示，移動體14A在水平方向上移動利用探針卡檢測裝置30取得的校正值那樣的量。此時的半導(dǎo)體晶圓W的水平位置為電極焊盤與檢查室17內(nèi)的探針卡19的探針19A接觸的位置。通過進(jìn)行這些一系列的動作，半導(dǎo)體晶圓W與檢查室17內(nèi)的探針卡19的對準(zhǔn)結(jié)束。然后，使移動體14A下降，將半導(dǎo)體晶圓W交接到晶圓保持體15的支承體15B(參照圖3)上時，借助晶圓保持體15將半導(dǎo)體晶圓W從對準(zhǔn)室13向檢查室17輸送。檢查室17與對準(zhǔn)室I具有同一的XY坐標(biāo)，因此，以原狀態(tài)輸送對準(zhǔn)室13內(nèi)的半導(dǎo)體晶圓W，交接到檢查室17內(nèi)的升降體22上。此時，晶圓保持體15的定位部15C的多個凹部KC1與升降體22的多個突起22B嵌合，晶圓保持體15在檢查室17內(nèi)被自動定位，維持在對準(zhǔn)室13中的對準(zhǔn)狀態(tài)。然后，升降體22上升，如圖7所示，能夠使半導(dǎo)體晶圓W與探針卡19可靠地電接觸。在此狀態(tài)下進(jìn)行半導(dǎo)體晶圓W的電特性檢查。另外，圖7是示意性地表示圖4所示的檢查室的主要部分的圖。沿著與進(jìn)行檢查的路徑相反的路徑或者其他路徑將檢查后的半導(dǎo)體晶圓W返回到盒內(nèi)，按照上述的順序重復(fù)進(jìn)行下一次檢查。如以上說明的那樣采用本實施方式，包括以下エ序第Iエ序，在探針卡檢測裝置30中使用第I攝像裝置的第I攝像機(jī)32A、第2攝像機(jī)32B、使用借助第I卡保持件19B定位并可裝卸地安裝于探針檢測室31的探針卡19的兩個探針19A和借助第2卡保持件33B定位并可裝卸地安裝于探針檢測室31的探針校正卡33的兩個靶33A，求出被安裝于探針檢 測室31的探針卡19與半導(dǎo)體晶圓W的對準(zhǔn)所需要的校正值δ ;第2エ序，在對準(zhǔn)裝置中借助移動體14Α使被第2卡保持件33Β保持的探針校正卡33移動并使用對準(zhǔn)機(jī)構(gòu)14的第I攝像機(jī)HC1、第2攝像機(jī)14C2檢測兩個靶33A ;第3エ序，在對準(zhǔn)裝置中借助移動體14A使半導(dǎo)體晶圓W移動并使用第I攝像機(jī)HC1、第2攝像機(jī)14C2檢測半導(dǎo)體晶圓W的兩個電極焊盤;第4エ序，借助移動體14A使半導(dǎo)體晶圓W按照校正值移動，進(jìn)行半導(dǎo)體晶圓W與安裝于檢查室17內(nèi)的探針卡19的對位，因此，在晶圓檢查裝置10的檢查室17內(nèi)不對探針卡19的探針19A的針尖進(jìn)行檢測、并且不使用虛設(shè)晶圓就能夠迅速且可靠地進(jìn)行探針卡19與半導(dǎo)體晶圓W的對準(zhǔn)。另外，第Iエ序包括使用第I攝像機(jī)32A、第2攝像機(jī)32B對借助第I卡保持件19B安裝在探針檢測室31內(nèi)的探針卡19的兩個探針19A的針尖的水平位置進(jìn)行檢測的エ序；使用第I攝像機(jī)32A、第2攝像機(jī)32B對借助第2卡保持件33B安裝在探針檢測室31內(nèi)的探針校正卡33的兩個靶33A的水平位置進(jìn)行檢測的エ序；將探針卡19的兩個探針19A的針尖的水平位置與探針校正卡33的兩個靶33A的水平位置之差作為校正值δ而求出的エ序，因此，能夠簡單地求出對準(zhǔn)裝置所使用的校正值。本發(fā)明不被上述實施方式有任何限制，能夠根據(jù)需要對各構(gòu)成要素進(jìn)行設(shè)計變更。附圖標(biāo)記說明13、對準(zhǔn)室(晶圓的對位裝置);14、對準(zhǔn)機(jī)構(gòu)(晶圓的對位裝置);14Α、移動體；HC1、第I攝像機(jī)(第2攝像裝置)；14C2、第2攝像機(jī)(第2攝像裝置)；17、檢查室；19、探針卡；19A、探針；19B、第I卡保持件(第I保持體)；19C、突起；22、升降體；30、探針卡檢測裝置；31、探針檢測室；31A、支承體;31B、凹部;32、第I攝像裝置；33、探針校正卡;33A、革巴；33B、第2卡保持件(第2保持體);33C、突起；W、半導(dǎo)體晶圓。
權(quán)利要求
1.一種探針卡檢測裝置，其特征在干， 該探針卡檢測裝置包括探針檢測室，其以與用于進(jìn)行半導(dǎo)體晶圓的電特性檢查的檢查室相對應(yīng)的方式形成，且具有用于將探針卡定位井能裝卸地安裝在規(guī)定位置的支承體；探針卡，其借助第I保持體定位并安裝在上述支承體的上述規(guī)定位置；第I攝像裝置，其能夠移動地設(shè)在上述探針檢測室內(nèi)，且用于對上述探針卡的至少兩個探針的針尖進(jìn)行檢測；探針校正卡，其代替上述探針卡而借助第2保持體定位井能裝卸地安裝在上述支承體的上述規(guī)定位置，且具有與上述至少兩個探針相對應(yīng)的至少兩個靶；控制裝置，在上述控制裝置的控制下，將在上述探針檢測室內(nèi)利用上述第I攝像裝置檢測到的、上述至少兩個探針的針尖的水平位置與上述至少兩個靶的水平位置之差作為校正值進(jìn)行檢測，該校正值用于進(jìn)行上述檢查室中的上述探針卡的至少兩個探針與上述半導(dǎo)體晶圓的至少兩個電極焊盤的對位。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的探針卡檢測裝置，其特征在干， 上述第I保持體、上述第2保持體都在至少3處具有定位用的銷，上述支承體具有與上述至少3處的銷相對應(yīng)的定位用的凹部。
3.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的探針卡檢測裝置，其特征在干， 上述第I攝像裝置從上述探針或者上述靶的各自的下方對上述探針或者上述靶進(jìn)行拍攝。
4.根據(jù)權(quán)利要求I 3中的任意I項所述的探針卡檢測裝置，其特征在干， 上述探針卡具有專用的上述探針校正卡。
5.一種晶圓的對位裝置，其特征在干， 該晶圓的對位裝置包括對位室、能夠移動地設(shè)在上述對位室內(nèi)的移動體、設(shè)在上述移動體的上方的第2攝像裝置、控制裝置，在上述控制裝置的控制下，使同時載置有在權(quán)利要求I 3中的任意I項所述的探針卡檢測裝置中求出了校正值的探針校正卡和第2保持體的移動體移動，利用上述第2攝像裝置對上述探針校正卡的至少兩個靶進(jìn)行檢測，并且，使載置有半導(dǎo)體晶圓的移動體移動而對上述半導(dǎo)體晶圓的至少兩個電極焊盤進(jìn)行檢測并使上述移動體在水平方向上從上述電極焊盤的檢測位置移動與上述校正值相應(yīng)的距離。
6.一種晶圓的對位方法，其特征在干， 該晶圓的對位方法包括以下エ序 第Iエ序，在權(quán)利要求I 3中的任意I項所述的探針卡檢測裝置中，使用第I攝像裝置，使用借助第I保持體定位井能裝卸地安裝于探針檢測室的探針卡的至少兩個探針與借助第2保持體定位井能裝卸地安裝于上述探針檢測室的探針校正卡的至少兩個靶，求出被安裝于上述探針檢測室的上述探針卡與半導(dǎo)體晶圓的對位所需要的校正值； 第2エ序，在權(quán)利要求5所述的晶圓的對位裝置中借助移動體使被上述第2保持體保持的上述探針校正卡移動，使用第2攝像裝置對上述至少兩個靶進(jìn)行檢測； 第3エ序，在上述晶圓的對位裝置中，借助上述移動體使上述半導(dǎo)體晶圓移動，使用第2攝像裝置對上述半導(dǎo)體晶圓的至少兩個電極焊盤進(jìn)行檢測； 第4エ序，借助上述移動體使上述半導(dǎo)體晶圓按照上述校正值移動，從而進(jìn)行上述半導(dǎo)體晶圓與安裝于檢查室內(nèi)的上述探針卡的對位。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的晶圓的對位方法，其特征在干，上述第Iエ序包括以下エ序 使用上述第I攝像裝置對借助第I保持體安裝在上述探針檢測室內(nèi)的上述探針卡的至少兩個探針的針尖的水平位 置進(jìn)行檢測； 使用上述第I攝像裝置對借助上述第2保持體安裝在上述探針檢測室內(nèi)的上述探針校正卡的至少兩個靶的水平位置進(jìn)行檢測； 將上述探針卡的至少兩個探針的針尖的水平位置與上述探針校正卡的至少兩個靶的水平位置之差作為上述校正值而求出。
全文摘要
本發(fā)明提供探針卡檢測裝置、晶圓的對位裝置及晶圓的對位方法。其在檢查室內(nèi)不對探針卡的探針的針尖進(jìn)行檢測就能進(jìn)行探針卡與半導(dǎo)體晶圓的對位，不需要使用虛設(shè)晶圓就能迅速地進(jìn)行探針與半導(dǎo)體晶圓的對位。探針卡檢測裝置(30)包括探針檢測室(31)，具有將探針卡(19)或探針校正卡(33)定位并能裝卸地安裝在規(guī)定位置的支承體(31A)；第1、第2攝像機(jī)(32A、32B)，能夠移動地設(shè)在探針檢測室(31)內(nèi)且對探針(19A)的針尖或者靶(33A)進(jìn)行檢測，將利用第1、第2攝像機(jī)檢測到的、兩個探針的針尖的水平位置與兩個靶的水平位置之差作為進(jìn)行探針與半導(dǎo)體晶圓的電極焊盤的對準(zhǔn)的校正值δ進(jìn)行檢測。
文檔編號G01R35/00GK102692613SQ201210069238
公開日2012年9月26日 申請日期2012年3月15日 優(yōu)先權(quán)日2011年3月25日
發(fā)明者小尾浩樹, 山田浩史 申請人:東京毅力科創(chuàng)株式會社