JP2000077488A - プローブ装置 - Google Patents

プローブ装置

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JP2000077488A
JP2000077488A JP10245509A JP24550998A JP2000077488A JP 2000077488 A JP2000077488 A JP 2000077488A JP 10245509 A JP10245509 A JP 10245509A JP 24550998 A JP24550998 A JP 24550998A JP 2000077488 A JP2000077488 A JP 2000077488A
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JP
Japan
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stage
probe
wafer
base
probe device
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Pending
Application number
JP10245509A
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English (en)
Inventor
Kenji Itami
健司 板見
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NEC Kyushu Ltd
Original Assignee
NEC Kyushu Ltd
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Publication date
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  • Container, Conveyance, Adherence, Positioning, Of Wafer (AREA)
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Abstract

(57)【要約】 【課題】プローブ探針の針ズレや接触圧力の不均等が発
生する。 【解決手段】本発明のプローブ装置は、基台1と、この
基台1上にステッピングモーター等による駆動部により
回転及びZ方向に移動可能に設けられたZステージ2
と、このZステージ2上にボールベアリング8を介して
設けられ上面にウェーハ3を保持するウェーハチャック
4を備えたX−Yステージ5と、このX−Yステージ5
の上方に設けられ基台1に固定されたテスターヘッド6
と、このテスターヘッド6の下面部に固定されZステー
ジ2に位置合わせされたプローブ探針10を有するプロ
ーブカード7とから主に構成されている。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明はプローブ装置に関す
る。
【0002】
【従来の技術】半導体装置をウェーハ状態で動作試験を
行うプローブ検査に用いられる従来のプローブ装置は、
図3(a),(b)の斜視図及び断面図に示すようにウ
ェーハの水平方向の移動を制御するX−Yステージ20
上にウェーハの高さ方向と回転方向を制御するZステー
ジ21が存在するように構成されている。尚、図3にお
いて23はモータ24はシャフトである。
【0003】一方半導体装置をウェーハ状態で測定する
プローブ検査においては近年、多数チップ並列測定が主
流になってきており、またボンディングパッド数も増加
傾向を示している。このため、プローブ探針の針数も増
加傾向にあり、プローブ測定時にウェーハ上にかかるト
ータル針圧が増加している。
【0004】図3で示される従来のプローブ装置では、
ウェーハ外周部のチップを測定する場合にはウェーハチ
ャック22の外周部に下方向の大きな力が加わる。ウェ
ーハチャック22はZステージ21によって保持されて
いるが、主にZステージの中央部でのみ保持されている
ため、ZステージのわずかながたつきがZステージ外周
部では大きなものとなる。このためウェーハの外周部に
プローブ探針が接触した場合にはZステージに傾きが発
生する。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】上述したように従来の
プローブ装置では、ウェーハの外周部にプローブ探針が
接触した場合にはステージの傾きが発生し、プローブ探
針の針のズレ、並びに接触圧力不均等などが発生する。
この現象は、ウェーハが大口径化するのに伴ってステー
ジ面積が大きくなるとさらに顕著化する。この現象を押
さえるためには、Zステージ駆動部のがたつきを最小限
に押えることと、ステージ全体の剛性を高めるしか方法
がなく、現在以上の高精度化、高剛性化は困難であり、
ステージの製造コストを引上げる要因の一つとなってい
る。
【0006】本発明の目的は、プローブ探針の針ズレや
接触圧力不均等などが発生することのないプローブ装置
を提供することにある。
【0007】
【課題を解決するための手段】第1の発明のプローブ装
置は、基台と、この基台上に設けられ回転及びZ方向移
動可能なZステージと、このZステージ上に設けられ上
面にウェーハを保持するウェーハチャックを備えたX−
Yステージとを含むことを特徴とするものである。
【0008】第2の発明のプローブ装置は、基台と、こ
の基台上に設けられ回転及びZ方向移動可能なZステー
ジと、このZステージ上に設けられ上面にウェーハを保
持するウェーハチャックを備えたX−Yステージと、こ
のX−Yステージの上方に設けられたテスターヘッド
と、このテスターヘッドの下面部に固定され前記Zステ
ージに位置合せされたプローブカードとを含むことを特
徴とするものである。
【0009】
【発明の実施の形態】次に本発明について図面を参照し
て説明する。図1及び図2は本発明の実施の形態を説明
する為のプローブ装置の断面図及びX−Yステージ部の
上面図である。
【0010】図1及び図2を参照すると、本発明のプロ
ーブ装置は、基台1と、この基台1上にステッピングモ
ーター等による駆動部により回転及びZ方向に移動可能
に設けられたZステージ2と、このZステージ2上にボ
ールベアリング8を介して設けられ上面にウェーハ3を
保持するウェーハチャック4を備えたX−Yステージ5
と、このX−Yステージ5の上方に設けられ基台1に固
定されたテスターヘッド6と、このテスターヘッド6の
下面部に固定されZステージ2に位置合わせされたプロ
ーブ探針10を有するプローブカード7とから主に構成
されている。なお図2においては12はX方向駆動部、
13はY方向駆動部である。
【0011】この様に構成された本発明の実施の形態に
よれば、プローブ探針10とZステージ2の相対的な位
置関係は、どのような測定状況でも同じであり変化する
ことはない。またウェーハ3を動かすX−Yステージ5
はZステージ2と摩擦抵抗が少ないボールベアリング8
を介して接触している。さらにX−Yステージ5は、上
下方向の移動が可能であるようにステージ外周を保持部
11に設けられたボールベアリング8等で保持された構
造になっており、プローブ探針10をウェーハ3に接触
させる際は、Zステージ2が上昇しX−Yステージ5を
押し上げる。
【0012】Zステージ2の上昇速度が速い場合は、Z
ステージが最も上昇した時にX−Yステージ5が慣性で
浮き上がる可能性がある。この際は、Zステージ上に電
磁石9を配置し、ステージの上昇下降時に電磁石9を通
電させX−Yステージ5をZステージ2に引きつけてお
くと、このステージが浮き上がる現象を防ぐことが可能
となり、安定なステージの上昇下降の動作が実現され
る。X−Yステージ5を動かす際は、この電磁石9はO
FFにするように制御するのが望ましい。
【0013】ウェーハ3のアライメント時にウェーハの
回転方向の補正を行なう際はブローブカード7を回転さ
せるか、図2に示すステージ回転用モーター14でX−
Yステージ全体を回転させて、θ方向の補正を行う。
【0014】次に動作について説明する。まずウェーハ
3を搭載したX−Yステージ5が移動し、測定しようと
するチップがプローブカード7の下に位置合わせされ
る。この際Zステージ2は上昇しない。チップとプロー
ブ探針10の位置が完全に一致するとZステージ2は上
昇を開始する。この際Zステージ2とX−Yステージ5
は安定化のため、Zステージ上に設けられた電磁石9が
ONになる。プローブ探針10が完全にチップのボンデ
ィングパッドに接触すると、Zステージ2は上昇をや
め、テスターがプローブ探針を介してチップの電気的測
定を始める。測定が終了すると、Zステージは下降し、
プローブ探針10はボンディングパッドから離れる。こ
こで、電磁石の電源がOFFとなり、X−Yステージは
自由に移動できるようになる。
【0015】以下、次に測定を行なうチップがプローブ
探針10の下にくるようにX−Yステージ5が移動し、
再び上述した動作が繰り返される。
【0016】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、ウ
ェーハの外周部を測定する際も、Zステージはプローブ
探針の直下に存在し、相対的な位置関係は変化しない。
このため、プローブ探針の針圧が増大しても、垂直方向
の力しかかからず、横方向の力は存在しないため、原理
的にステージの傾きは存在しない。また、ステージが大
口径化しても影響は少ない。
【0017】また本発明による効果の一つとしては、ス
テージの傾きが原理的に存在しないため、針ズレや針圧
不均等などが発生しないので、ウェーハ測定時に探針の
接触不良起因の測定不具合が発生しにくい。また、針ズ
レの危険が少ないことから、ボンディングパッド回りの
静電気保護回路等を破壊する危険性が低い。回路を破壊
してプローブ測定時に不良品と判断されるチップも無く
なるが、組み立てられた製品の信頼性も向上する。
【0018】これに加えて、本発明のステージ構造にお
いては、従来のステージ構造と比較してX−Yステージ
が軽量となり、X−Y方向の慣性が減少する。このた
め、ウェーハ測定時の高速なステッピングが可能とな
り、測定時間を短縮することが可能となる。同時に、X
−Yステージ駆動に必要な駆動力も、従来のステージの
場合より小さくすることが可能である。また、今後のシ
リコンウェーハの大口径化においても、ステージの傾き
は発生しないことから、小口径のウェーハと同等のステ
ージ強度で、大口径化の対応が可能となる。
【0019】このように本発明は、従来のプローブ装置
と比較して、より低価格かつ小型で、低消費電力である
プローブ装置を作成することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明のプローブ装置の断面図。
【図2】本発明のプローブ装置のX−Yステージ部の上
面図。
【図3】従来のプローブ装置の斜視図及び断面図。
【符号の説明】
1 基台 2 Zステージ 3 ウェーハ 4 ウェーハチャック 5 X−Yステージ 6 テスターヘッド 7 プローブカード 8 ボールベアリング 9 電磁石 10 プローブ探針 11 保持部 12 X方向駆動部 13 Y方向駆動部

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 基台と、この基台上に設けられ回転及び
    Z方向移動可能なZステージと、このZステージ上に設
    けられ上面にウェーハを保持するウェーハチャックを備
    えたX−Yステージとを含むことを特徴とするプローブ
    装置。
  2. 【請求項2】 基台と、この基台上に設けられ回転及び
    Z方向移動可能なZステージと、このZステージ上に設
    けられ上面にウェーハを保持するウェーハチャックを備
    えたX−Yステージと、このX−Yステージの上方に設
    けられたテスターヘッドと、このテスターヘッドの下面
    部に固定され前記Zステージに位置合せされたプローブ
    カードとを含むことを特徴とするプローブ装置。
  3. 【請求項3】 X−YステージはZステージの表面とボ
    ールベアリングを介して接している請求項1または請求
    項2記載のプローブ装置。
  4. 【請求項4】 X−Yステージはその周辺部が複数のボ
    ールベアリングに接している請求項1乃至請求項3記載
    のプローブ装置。
  5. 【請求項5】 Zステージの上部にはX−Yステージを
    吸着するための電磁石が設けられている請求項1乃至請
    求項4記載のプローブ装置。
  6. 【請求項6】 テスターヘッドは基台に固定されている
    請求項2記載のプローブ装置。
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Effective date: 20010410