JP2001349929A - Method and device for detecting tip position of probe needle - Google Patents

Method and device for detecting tip position of probe needle

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JP2001349929A
JP2001349929A JP2000170536A JP2000170536A JP2001349929A JP 2001349929 A JP2001349929 A JP 2001349929A JP 2000170536 A JP2000170536 A JP 2000170536A JP 2000170536 A JP2000170536 A JP 2000170536A JP 2001349929 A JP2001349929 A JP 2001349929A
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JP
Japan
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tip
probe
needle
camera
image
Prior art date
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Withdrawn
Application number
JP2000170536A
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Japanese (ja)
Inventor
Hideo Katsumi
栄雄 勝見
Yasushi Yoneda
康司 米田
Takayuki Hirano
貴之 平野
Takashi Kinoshita
隆 木下
Yasushi Goto
裕史 後藤
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Kobe Steel Ltd
Genesis Technology Co Ltd
Original Assignee
Kobe Steel Ltd
Genesis Technology Co Ltd
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Publication date
Application filed by Kobe Steel Ltd, Genesis Technology Co Ltd filed Critical Kobe Steel Ltd
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To make photographable the tip of a probe needle having a tip that could not be conventionally photographed because the surface of the tip is like a mirror surface similarly to a pyramid shaped needle tip, and in its turn to make detectable a position of the tip. SOLUTION: In this detecting method of the tip position of a probe needle, the tip 9 of the probe needle is illuminated by a lighting means 41 and photographed by a photographing means 31, the position of the tip 9 is detected based on an obtained image, the tip 9 has at least one plane part, and the photographing means 31 is arranged in the direction that light from the lighting means 41 regularly reflects on the plane part of the tip 9 and photographs the tip 9. This detecting device of the tip position of the probe needle has the photographing means 31 arranged in the direction that light from the lighting means 41 regularly reflects on the plane part of the tip 9.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、プローブ針の針先
位置の検出方法及び検出装置に関する技術分野に属し、
特には、ウェーハ上の半導体の回路の性能検査の際に、
その性能検査に用いるプローブカードのプローブ針の針
先の位置を検出する方法及びその検出に用いる装置に関
する技術分野に属する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention belongs to the technical field of a method and an apparatus for detecting the position of a probe tip.
In particular, when testing the performance of semiconductor circuits on a wafer,
The present invention belongs to a technical field related to a method for detecting a position of a probe tip of a probe needle of a probe card used for the performance inspection and an apparatus used for the detection.

【0002】[0002]

【従来の技術】半導体集積回路の製造においては1枚の
ウェーハ(wefer)上に多数の集積回路が作り込まれる。
そして、これを各集積回路毎にチップ(chip;集積回
路)として切り出す前に、ウェーハの状態で一旦回路の
電気測定(良否判定)という回路の性能検査を行うのが
普通である。
2. Description of the Related Art In the manufacture of semiconductor integrated circuits, a large number of integrated circuits are formed on one wafer.
Then, before cutting out this as a chip (chip: integrated circuit) for each integrated circuit, it is usual to perform a circuit performance test, which is an electrical measurement (pass / fail judgment) of the circuit once in a wafer state.

【0003】上記回路の性能検査(電気測定)の際に
は、各集積回路に形成された多数の電極パッド(pad)に
細い針(電極)をそれぞれ接触させて導通させる。この
細い針をプローブ(probe)針という。そして、このプロ
ーブ針が多数整列して固定されたカードをプローブカー
ド(probe card)という。
[0003] In the performance test (electrical measurement) of the above-mentioned circuit, thin needles (electrodes) are brought into contact with a large number of electrode pads (pads) formed on each of the integrated circuits to conduct electricity. This thin needle is called a probe needle. A card on which many probe needles are aligned and fixed is called a probe card.

【0004】通常、プローブ針はタングステン等の硬く
且つ電気伝導性を有する材料からなり、プローブ針がウ
ェーハ上の電極パッドに押し付けられた際に生じるプロ
ーブ針のたわみによってプローブ針と電極パッドとの間
に適当な力がかかり、良好な導通が得られるようになっ
ている。
[0004] Usually, the probe needle is made of a hard and electrically conductive material such as tungsten, and the deflection of the probe needle generated when the probe needle is pressed against the electrode pad on the wafer causes a gap between the probe needle and the electrode pad. , A suitable force is applied, and good conduction is obtained.

【0005】上記回路の性能検査(電気測定)に際し、
先ずはプローブ針と電極パッドとを正確に接触させるこ
とが重要であり、必要である。この両者を正確に接触さ
せるためには、プローブカードとウェーハのそれぞれに
ある基準マークをもとに位置合わせを行うだけでは不充
分であり、さらにプローブ針の針先の位置(座標)を正
確に求めておく必要がある。
In the performance test (electrical measurement) of the above circuit,
First, it is important and necessary to accurately contact the probe needle and the electrode pad. In order to bring the two into accurate contact, it is not sufficient to only perform alignment based on the fiducial marks on each of the probe card and the wafer. In addition, the position (coordinates) of the tip of the probe needle must be accurately determined. Need to ask.

【0006】プローブ針の針先の位置を求める手段とし
て、例えば特許2665979 号のものがある。これは、ウェ
ーハと同じステージ上に設置されたカメラでプローブ針
を撮影し、得られた画像よりプローブ針の針先の座標を
求めるものである。
As means for determining the position of the tip of the probe needle, there is, for example, one disclosed in Japanese Patent No. 266979. In this technique, the probe needle is photographed by a camera installed on the same stage as the wafer, and the coordinates of the tip of the probe needle are obtained from the obtained image.

【0007】一方、近年の半導体デバイスのデザインル
ールの微細化によって、集積回路上の電極パッドの数が
多く、且つ、電極パッド間の間隔が狭くなってきている
が、前記従来のタングステン製等のプローブ針では、こ
れまで以上の形状の微細化およびプローブ針間の間隔の
狭ピッチ化(間隔のピッチを狭くすること)は困難であ
る。そのため、例えば特開平7-283280号公報に記載され
ている如く、半導体微細加工プロセスによって得た角錐
形状の微細な突起をプローブ針の針先として用いること
が検討されている。
On the other hand, with the recent miniaturization of design rules for semiconductor devices, the number of electrode pads on an integrated circuit has increased and the distance between the electrode pads has been reduced. With the probe needle, it is difficult to make the shape smaller than before and to narrow the pitch between the probe needles (to reduce the pitch of the interval). Therefore, as described in, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 7-283280, the use of a pyramid-shaped fine projection obtained by a semiconductor fine processing process as a probe tip is being studied.

【0008】[0008]

【発明が解決しようとする課題】ところが、前記角錐形
状の突起は、通常平坦な金属膜で覆われているので、そ
の表面は鏡面状となっている。そのため、プローブ針の
針先を照明した場合、針先表面での光の散乱は生じず、
正反射成分のみが反射する。つまり、プローブ針の針先
の位置を検出するために針先を照明し、カメラで撮影し
ようとしても、従来の拡散光による照明では針先からの
反射光がカメラにはほとんど入ってこないため、針先の
位置を検出することは非常に困難である。即ち、前記従
来のタングステン製等のプローブ針の場合は、その表面
が凸凹なので、乱反射成分で針先を容易に撮影できる
が、角錐形状の針先の場合は、その表面が平坦なため、
乱反射成分が無く、針先の撮影ができない。
However, since the pyramid-shaped projections are usually covered with a flat metal film, their surfaces are mirror-finished. Therefore, when the tip of the probe needle is illuminated, light does not scatter on the tip surface,
Only the specular reflection component is reflected. In other words, even if the tip of the probe is illuminated to detect the position of the tip of the probe and an image is taken with a camera, reflected light from the tip hardly enters the camera with conventional diffused light illumination. It is very difficult to detect the position of the needle point. That is, in the case of the conventional probe needle made of tungsten or the like, since the surface is uneven, the needle tip can be easily photographed with irregular reflection components, but in the case of a pyramid-shaped needle tip, the surface is flat,
There is no diffuse reflection component, and it is not possible to shoot the needle tip.

【0009】従来はウェーハ上の電極パッドが大きく、
且つ、プローブ針の針先間隔(ピッチ)も広かったの
で、正確な針先の座標が得られなくてもかまわなかった
が、近年のように電極パッドが小さく、且つ、狭ピッチ
となり、それに応じてプローブ針の針先間隔も狭くなる
と、従来以上に針先の座標を正確に求める必要がある。
ところが、前記従来のタングステン製等のプローブ針の
場合は、針先が大きく、丸く、且つ、乱反射になるの
で、針先撮影画像が丸くぼんやりした形になり、正確な
針先座標が求められない。
Conventionally, the electrode pads on the wafer are large,
In addition, since the tip interval (pitch) of the probe needles is wide, it is not necessary to obtain accurate coordinates of the needle tips. However, as in recent years, the electrode pads are small and the pitch is narrow. As a result, when the interval between the tips of the probe needles becomes narrower, it is necessary to obtain the coordinates of the tip more accurately than before.
However, in the case of the conventional probe needle made of tungsten or the like, since the needle tip is large, round, and irregularly reflected, the shot image of the needle tip becomes round and blurred, and accurate needle tip coordinates cannot be obtained. .

【0010】本発明はこの様な事情に着目してなされた
ものであって、その目的は、角錐形状の針先の如く、針
先表面が鏡面状であるために従来は撮影が不可能であっ
た針先を有するプローブ針について、その針先を撮影す
ることができ、ひいては、その針先の位置を検出するこ
とができるプローブ針の針先位置の検出方法及び検出装
置を提供しようとするものである。
The present invention has been made in view of such circumstances, and its purpose is to make it impossible to take a picture conventionally because the surface of the needle tip is mirror-like, such as a pyramid-shaped needle tip. It is intended to provide a method and an apparatus for detecting a probe tip position of a probe needle which can take an image of the probe tip having a certain needle tip and can detect the position of the probe tip. Things.

【0011】[0011]

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、本発明に係るプローブ針の針先位置の検出方法及
び検出装置は、請求項1〜2記載のプローブ針の針先位
置の検出方法、請求項3記載のプローブ針の針先位置の
検出装置としており、それは次のような構成としたもの
である。
In order to achieve the above object, a method and an apparatus for detecting a probe tip position according to the present invention are provided. According to a third aspect of the present invention, there is provided a device for detecting a probe tip position of a probe needle, which has the following configuration.

【0012】即ち、請求項1記載のプローブ針の針先位
置の検出方法は、プローブ針の針先を照明手段により照
明し、撮影手段により撮影し、得られた画像より前記針
先の位置を検出するプローブ針の針先位置の検出方法で
あって、前記針先が少なくとも一つの平面部を有し、前
記照明手段からの光が前記針先の平面部で正反射する方
向に前記撮影手段を配して前記針先を撮影することを特
徴とするプローブ針の針先位置の検出方法である(第1
発明)。
That is, in the method for detecting the position of the probe tip according to the first aspect of the present invention, the probe tip is illuminated by illumination means, photographed by photographing means, and the position of the probe tip is determined from the obtained image. A method of detecting a probe tip position of a probe needle to be detected, wherein the probe tip has at least one flat portion, and the photographing means is arranged in a direction in which light from the illumination means is regularly reflected by the flat portion of the needle tip. And a method for detecting the needle tip position of the probe needle.
invention).

【0013】請求項2記載のプローブ針の針先位置の検
出方法は、前記画像の中の三角形状の図形の頂点の座標
を求め、この座標に基づき前記針先の座標を求める請求
項1記載のプローブ針の針先位置の検出方法である(第
2発明)。
According to a second aspect of the present invention, in the method of detecting a probe tip position of a probe needle, coordinates of a vertex of a triangular figure in the image are obtained, and coordinates of the needle tip are obtained based on the coordinates. (2nd invention).

【0014】請求項3記載のプローブ針の針先位置の検
出装置は、プローブ針の針先を照明する照明手段と、前
記針先を撮影する撮影手段とを有するプローブ針の針先
位置の検出装置であって、前記針先が少なくとも一つの
平面部を有し、前記照明手段からの光が前記針先の平面
部で正反射する方向に前記撮影手段を配したことを特徴
とするプローブ針の針先位置の検出装置である(第3発
明)。
According to a third aspect of the present invention, there is provided an apparatus for detecting the position of a probe needle tip, comprising: an illuminating means for illuminating the needle tip of the probe needle; and a photographing means for photographing the needle tip. A probe needle, wherein the probe tip has at least one flat portion, and the photographing means is arranged in a direction in which light from the illumination means is specularly reflected by the flat portion of the probe tip. (Third invention).

【0015】[0015]

【発明の実施の形態】本発明は例えば次のようにして実
施する。プローブ針の針先を照明する照明手段と、前記
針先を撮影する撮影手段とを配置する。このとき、前記
針先が少なくとも一つの平面部を有し、前記照明手段か
らの光が前記針先の平面部で正反射する方向に前記撮影
手段を配置するようにする。そうすると、本発明に係る
プローブ針の針先位置の検出装置が得られる。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The present invention is implemented, for example, as follows. Illumination means for illuminating the tip of the probe needle and photographing means for photographing the tip are arranged. At this time, the needle tip has at least one flat part, and the photographing means is arranged in a direction in which light from the illumination means is regularly reflected on the flat part of the needle tip. Then, the detecting device of the probe tip position of the probe needle according to the present invention is obtained.

【0016】かかるプローブ針の針先位置の検出装置を
用いる場合、前記プローブ針の針先を前記照明手段によ
り照明し、前記撮影手段により撮影し、得られた画像よ
り前記針先の位置を検出する。このようにして本発明に
係るプローブ針の針先位置の検出方法が実施される。な
お、針先が少なくとも一つの平面部を有するものとして
は、例えば針先の形状が三角錐、四角錐あるいは五角錐
の形状のもの等を挙げることができる。
In the case of using the device for detecting the probe tip position, the probe tip is illuminated by the illuminating means, photographed by the photographing means, and the position of the probe tip is detected from the obtained image. I do. Thus, the method for detecting the probe tip position of the probe needle according to the present invention is performed. The tip having at least one flat portion may be, for example, one having a triangular pyramid, quadrangular pyramid, or pentagonal pyramid.

【0017】このような形態で本発明に係るプローブ針
の針先位置の検出装置が得られ、そして本発明に係るプ
ローブ針の針先位置の検出方法が実施される。
In such a form, the device for detecting the probe tip position according to the present invention is obtained, and the method for detecting the probe tip position according to the present invention is implemented.

【0018】以下、本発明について主にその作用効果を
説明する。
Hereinafter, the function and effect of the present invention will be mainly described.

【0019】本発明に係るプローブ針の針先位置の検出
方法は、前述のように、プローブ針の針先を照明手段に
より照明し、撮影手段により撮影し、得られた画像より
前記針先の位置を検出するプローブ針の針先位置の検出
方法であって、前記針先が少なくとも一つの平面部を有
し、前記照明手段からの光が前記針先の平面部で正反射
する方向に前記撮影手段を配して前記針先を撮影するこ
ととしている(第1発明)。従って、前記プローブ針の
針先に照射された光は、この針先が有する前記平面部で
散乱することなく、正反射するが、この正反射した光は
撮影手段に入るので、これを撮影することができ、この
ため、前記針先の平面部の画像を撮影することができ、
ひいては、前記針先の位置を検出することができる。
In the method for detecting the position of the probe tip according to the present invention, as described above, the probe tip of the probe needle is illuminated by the illuminating means, photographed by the photographing means, and the obtained image is taken from the obtained image. A method for detecting a probe tip position of a probe needle for detecting a position, wherein the probe tip has at least one flat portion, and the light from the illuminating means is regularly reflected on the flat portion of the probe tip. A photographing means is arranged to photograph the needle point (first invention). Accordingly, the light applied to the probe tip of the probe needle is specularly reflected without being scattered by the flat portion of the probe tip, and the specularly reflected light enters the photographing means, so that the light is photographed. Therefore, it is possible to take an image of the flat portion of the needle tip,
Consequently, the position of the needle tip can be detected.

【0020】即ち、前記従来のタングステン製等のプロ
ーブ針の針先の撮影の場合のような従来の針先の撮影に
おいては、乱反射成分を撮影しているため、照明手段と
撮影手段との位置関係はさほど厳格ではなく、ある程度
いい加減でもよかったが、これに対し、角錐形状の針先
のように針先が平面部を有する場合には、この平面部か
らは正反射成分のみが反射するため、照明手段と撮影手
段との位置関係は厳格であり、前記正反射成分を撮影す
ることができるようにしておく必要があり、そのように
しておくことによって初めて前記正反射成分を撮影し、
前記針先の平面部の画像を撮影することができる。
That is, in the conventional photographing of the tip of a conventional probe needle made of tungsten or the like, since the diffuse reflection component is photographed, the position of the illumination means and the photographing means is reduced. The relationship was not so strict, it was acceptable to moderately adjust to some extent, on the other hand, if the needle tip has a flat part like a pyramid-shaped needle tip, since only the regular reflection component is reflected from this flat part, The positional relationship between the illumination means and the photographing means is strict, and it is necessary to be able to photograph the regular reflection component, and by doing so, the regular reflection component is photographed for the first time,
An image of the flat part of the needle tip can be taken.

【0021】そこで、本発明に係るプローブ針の針先位
置の検出方法は、照明手段からの光が針先の平面部で正
反射する方向に撮影手段を配して針先を撮影するように
している。即ち、照明手段と撮影手段との位置関係を針
先の平面部からの正反射成分を撮影することができるよ
うにし、これにより針先の平面部の画像を撮影すること
ができるようにしているのである。
Therefore, the method of detecting the position of the probe tip according to the present invention is such that the photographing means is arranged in a direction in which light from the illuminating means is specularly reflected on the flat portion of the needle tip to photograph the needle tip. ing. That is, the positional relationship between the illuminating means and the photographing means is such that a specular reflection component from the flat part of the needle tip can be photographed, whereby an image of the flat part of the needle tip can be photographed. It is.

【0022】従って、本発明に係るプローブ針の針先位
置の検出方法によれば、針先の平面部の画像を撮影する
ことができ、ひいては、針先の位置を検出することがで
きるようになる。即ち、角錐形状の針先の如く、針先表
面が鏡面状であるために従来は撮影が不可能であった針
先を有するプローブ針について、その針先を撮影するこ
とができ、ひいては、その針先の位置を検出することが
できるようになる。
Therefore, according to the method for detecting the probe tip position of the probe according to the present invention, an image of the flat portion of the probe tip can be photographed, and the position of the probe tip can be detected. Become. That is, as in the case of a pyramid-shaped needle tip, for a probe needle having a needle tip that could not be imaged conventionally because the needle tip surface is mirror-like, the needle tip can be imaged, and the The position of the stylus can be detected.

【0023】また、本発明に係るプローブ針の針先位置
の検出方法は、プローブ針の針先位置の検出精度が良
く、針先位置を正確に求められるという効果も奏する。
即ち、前記従来のタングステン製等のプローブ針の場合
は、前述の如く、針先撮影画像が丸くぼんやりした形に
なり、正確な針先座標を求めることができないが、これ
に対し、本発明に係るプローブ針の針先位置の検出方法
の場合は、針先の平面部の画像を撮影することができ、
この平面部の画像は輪郭等が比較的明確であるので、こ
の平面部の画像の角や外形等の座標を正確に求めること
ができ、よって正確な針先座標を求めることができるよ
うになる。
Further, the method for detecting the probe tip position according to the present invention has the effect that the probe tip position detection accuracy of the probe needle is good and the probe tip position can be accurately obtained.
That is, in the case of the conventional probe needle made of tungsten or the like, as described above, the needle tip photographed image has a round and blurred shape, and accurate needle tip coordinates cannot be obtained. In the case of the method for detecting the probe tip position of the probe needle, an image of the flat portion of the probe tip can be taken,
Since the outline of the image of the plane portion is relatively clear, the coordinates of the corners, the outline, and the like of the image of the plane portion can be accurately obtained, and thus the accurate coordinates of the needle point can be obtained. .

【0024】本発明に係るプローブ針の針先位置の検出
装置は、前述の如く、プローブ針の針先を照明する照明
手段と、前記針先を撮影する撮影手段とを有するプロー
ブ針の針先位置の検出装置であって、前記針先が少なく
とも一つの平面部を有し、前記照明手段からの光が前記
針先の平面部で正反射する方向に前記撮影手段を配した
ことを特徴とするものである(第3発明)。
As described above, the probe needle position detecting device according to the present invention has a lighting means for illuminating the probe tip and a photographing means for photographing the needle. A position detecting device, wherein the needle tip has at least one flat part, and the photographing means is arranged in a direction in which light from the illumination means is specularly reflected on the flat part of the needle tip. (Third invention).

【0025】従って、本発明に係るプローブ針の針先位
置の検出装置によれば、上記の如き本発明に係るプロー
ブ針の針先位置の検出方法を行うことができる。このた
め、角錐形状の針先の如く、針先表面が鏡面状であるた
めに従来は撮影が不可能であった針先を有するプローブ
針について、その針先を撮影することができ、ひいて
は、その針先の位置を検出することができるようにな
る。また、針先位置を正確に求められるという効果も奏
する。
Therefore, according to the probe needle position detecting device of the present invention, the method of detecting the probe needle position according to the present invention as described above can be performed. For this reason, as in the case of a pyramid-shaped needle tip, it is possible to image the needle tip of a probe needle having a needle tip which was conventionally impossible to image because the needle tip surface is mirror-like. The position of the stylus can be detected. Also, there is an effect that the needle tip position can be accurately obtained.

【0026】前記撮影により得られた画像よりプローブ
針の針先の位置を検出するに際し、前記画像の中の三角
形状の図形の頂点の座標を求め、この座標に基づき前記
針先の座標を求める方法を採用することができる(第2
発明)。この方法によれば、針先の座標をより正確に求
めることができる。
When detecting the position of the tip of the probe needle from the image obtained by the photographing, the coordinates of the vertices of a triangular figure in the image are obtained, and the coordinates of the needle are obtained based on the coordinates. Method can be adopted (second
invention). According to this method, the coordinates of the needle point can be obtained more accurately.

【0027】本発明においてプローブ針としては針先が
少なくとも一つの平面部を有するものを用いる必要があ
る。このような平面部を有する針先としては、例えば針
先の形状が角錐であるもの、図15、図17、図19に
示すような形状のものを挙げることができる。前記角錐
としては、例えば三角錐、四角錐あるいは五角錐の形状
のもの等を挙げることができる。
In the present invention, it is necessary to use a probe needle having a tip having at least one flat portion. Examples of the needlepoint having such a flat portion include a needlepoint having a pyramid shape and shapes illustrated in FIGS. 15, 17, and 19. Examples of the pyramid include a triangular pyramid, a quadrangular pyramid, and a pentagonal pyramid.

【0028】本発明において、プローブ針の針先とは、
プローブ針の先端(最も先の点または面あるいは線)の
みではなく、プローブ針の先端を含む先端部(先端領
域)のことであり、換言すれば、いわゆる尖った部分の
ことである。プローブ針の針先の先端とは、プローブ針
の針先の最も先の点(即ち頂点)または面あるいは線の
ことである。プローブ針の針先が少なくとも一つの平面
部を有することとは、プローブ針の針先の表面の少なく
とも一部が平面に形成されていることである。この場
合、この平面はプローブ針の針先の先端あるいはその近
傍を含んでいることが多いが、このことを必ずしも要す
るものではない。
In the present invention, the tip of the probe needle is
Not only the tip of the probe needle (the earliest point or surface or line) but also the tip (tip area) including the tip of the probe needle, in other words, a so-called pointed portion. The tip of the probe needle tip is the earliest point (or vertex) or surface or line of the probe needle tip. The fact that the tip of the probe needle has at least one flat portion means that at least a part of the surface of the tip of the probe needle is formed flat. In this case, this plane often includes the tip of the tip of the probe needle or its vicinity, but this is not always necessary.

【0029】撮影手段としては、特には限定されるもの
ではなく、例えば、CCDカメラ、MOS(Metal-Oxid
e-Semiconductor )カメラ等を使用することができる。
The photographing means is not particularly limited. For example, a CCD camera, a MOS (Metal-Oxid
e-Semiconductor) A camera or the like can be used.

【0030】照明手段としては、特には限定されるもの
ではなく、例えば、LED光をレンズによって平行光と
したもの、光ファイバによって導光したハロゲンランプ
光をレンズによって平行光としたもの、レーザ光をビー
ムエクスパンダーで照射範囲を拡げたもの等を使用する
ことができる。
The illuminating means is not particularly limited, and includes, for example, LED light converted into parallel light by a lens, halogen lamp light guided by an optical fiber converted into parallel light by a lens, laser light. Can be used in which the irradiation range is expanded by a beam expander.

【0031】照明手段からの光が針先の平面部で正反射
する方向に撮影手段を配することとは、照明手段からの
光が針先の平面部で正反射して直進する光が入る位置に
撮影手段を配すること、即ち、針先の平面部で正反射し
た光を撮影することができる位置に撮影手段を配するこ
とである。光が針先の平面部で正反射することとは、針
先の平面部に対する光の入射角と等しい角度の反射角で
光が反射すること、即ち、光の入射角と反射角とが等し
くなるような光の反射のことである。
Arranging the photographing means in the direction in which the light from the illumination means is regularly reflected at the flat portion at the needle tip means that the light from the illumination means is specularly reflected at the flat portion at the needle tip and travels straight. That is, the photographing means is arranged at a position, that is, the photographing means is arranged at a position where the light that is specularly reflected at the flat portion of the needle point can be photographed. The fact that light is specularly reflected at the needle tip flat portion means that light is reflected at a reflection angle equal to the incident angle of light to the needle tip flat portion, that is, the light incidence angle and the reflection angle are equal. Reflection of light.

【0032】[0032]

【実施例】(実施例1)図1に本発明の実施例1に係る
プローブ針の針先位置の検出装置を示す。この装置につ
いて、主に図1を用いて以下に説明する。ウェーハ上に
多数の集積回路が作り込まれたもの(以下、ウェーハと
いう)Wは、搬送ロボット(図示していない)によって
カセットから取り出された後、電極パッドが表側(上
側)になるように、図1に示す如くウェーハステージ1
に載置される。このウェーハステージ1は、Xステージ
11、Yステージ12、Zステージ13及びθステージ
14からなり、ステージコントローラ6につながってい
る。このステージコントローラ6はさらに制御装置7に
つながっており、この制御装置7からステージ制御やロ
ボット制御を含む装置全体を制御する命令が出されるよ
うになっている。
(Embodiment 1) FIG. 1 shows an apparatus for detecting a probe tip position of a probe needle according to Embodiment 1 of the present invention. This device will be described below mainly with reference to FIG. A wafer W in which a large number of integrated circuits are formed on a wafer (hereinafter, referred to as a wafer) is taken out of a cassette by a transfer robot (not shown) so that the electrode pads are on the front side (upper side). Wafer stage 1 as shown in FIG.
Placed on The wafer stage 1 includes an X stage 11, a Y stage 12, a Z stage 13, and a θ stage 14, and is connected to a stage controller 6. The stage controller 6 is further connected to a control device 7, from which commands for controlling the entire device including stage control and robot control are issued.

【0033】プローブカード2は、ウェーハステージ1
の上方に、プローブピン(プローブ針)の針先の先端が
下向き(ウェーハWを向く方向)になるようにして固定
される。この際、プローブカード2は、取り付け治具
(図示していない)によってほぼ決められた位置に取り
付けられる。このプローブカード2は、その上に載って
いるテスタヘッド(図示していない)と電気的に接続し
ており、このテスタヘッドからテスタと信号のやりとり
を行うようになっている。
The probe card 2 includes a wafer stage 1
Is fixed such that the tip of the probe tip of the probe pin (probe needle) faces downward (toward the wafer W). At this time, the probe card 2 is mounted at a position substantially determined by a mounting jig (not shown). The probe card 2 is electrically connected to a tester head (not shown) placed thereon, and exchanges signals with the tester from the tester head.

【0034】プローブカード2の横には、プローブカー
ド2のプローブ針の針先を斜め下方から照明する照明装
置41が取り付けられている。また、ウェーハステージ
1のZステージ13にはウェーハWに合わせて移動する
カメラステージ15があり、このカメラステージ15に
斜め上向き方向を向くようにカメラ31が取り付けら
れ、このカメラ31によって下からプローブカード2の
プローブ針の針先を撮影するようになっている。
An illuminating device 41 for illuminating the probe tips of the probe card 2 from obliquely below is mounted on the side of the probe card 2. The Z stage 13 of the wafer stage 1 has a camera stage 15 that moves in accordance with the wafer W, and a camera 31 is attached to the camera stage 15 so as to face diagonally upward. The tip of the second probe needle is photographed.

【0035】上記カメラ31による撮影によって得られ
た画像は、画像処理装置8に取り込まれ、ここで画像の
中からプローブ針の針先の図形を検出する。そして、制
御装置7は、上記画像処理装置8の出力と、ステージコ
ントローラ6から得られるウェーハステージ1の座標と
から、プローブ針の針先の座標を算出し、これをもとに
プローブカード2とウェーハWとのアライメントを行う
ようになっている。また、ウェーハステージ1の上方に
はウェーハW上のチップ(集積回路)を撮影するカメラ
5が取り付けられており、このカメラ5は画像処理装置
8につながっている。このカメラ5での撮影によって得
られた画像からウェーハW上のチップの位置が得られ、
これもプローブカード2とウェーハWとのアライメント
に用いられるようになっている。
The image obtained by the photographing by the camera 31 is taken into the image processing device 8, where the figure at the tip of the probe needle is detected from the image. Then, the control device 7 calculates the coordinates of the probe tip of the probe needle from the output of the image processing device 8 and the coordinates of the wafer stage 1 obtained from the stage controller 6, and based on the calculated coordinates of the probe card 2, The alignment with the wafer W is performed. A camera 5 for photographing a chip (integrated circuit) on the wafer W is mounted above the wafer stage 1, and this camera 5 is connected to an image processing device 8. The position of the chip on the wafer W is obtained from the image obtained by photographing with the camera 5,
This is also used for alignment between the probe card 2 and the wafer W.

【0036】図2に本発明の実施例1において用いられ
るプローブ針の針先の形状を示す。このプローブ針は、
半導体微細加工プロセスによって金属配線上に正四角錐
の針先9が形成されたものである。この針先9の先端で
ウェーハW上の電極パッドと接触し導通する。上記正四
角錐の針先9は導電性や強度を確保するための材料(例
えばニッケル等)で表面がなめらかに覆われており、こ
のため表面は鏡面状になっている。その結果、針先9の
表面での光の散乱成分が非常に少なく、このため針先9
をカメラ等で撮影しても正反射光以外の光は観測するこ
とができない。
FIG. 2 shows the shape of the tip of the probe needle used in the first embodiment of the present invention. This probe needle
A square pyramid tip 9 is formed on a metal wiring by a semiconductor fine processing process. The tip of the needle tip 9 comes into contact with the electrode pad on the wafer W and conducts. The surface of the square pyramid needle tip 9 is smoothly covered with a material (for example, nickel or the like) for ensuring conductivity and strength, and thus has a mirror-like surface. As a result, the scattering component of light on the surface of the needle tip 9 is very small, and
Even if the camera is photographed with a camera or the like, light other than the specularly reflected light cannot be observed.

【0037】図3にプローブカード2のプローブ針(一
部)を正四角錐の針先9の先端の上方から見た図を示
す。図3に示す如く、プローブカード2にはプローブ針
が対向して複数本並んでいる。尚、測定時には、正四角
錐の針先9の先端が下向きになるようにプローブカード
2は取り付けられる。
FIG. 3 shows a view of the probe needle (part) of the probe card 2 as viewed from above the tip of the needle tip 9 of a square pyramid. As shown in FIG. 3, the probe card 2 has a plurality of probe needles facing each other. At the time of measurement, the probe card 2 is attached such that the tip of the needle tip 9 of the regular pyramid faces downward.

【0038】上記のような装置を用いてプローブ針の針
先9の位置の検出を行った。この詳細を以下説明する。
The position of the probe tip 9 was detected using the above-described apparatus. The details will be described below.

【0039】ウェーハステージ1を駆動してカメラ31
をプローブカード2のプローブ針に近づけ、カメラ視野
内にプローブ針の針先9が合焦して含まれるようにす
る。
The wafer stage 1 is driven and the camera 31
Is brought closer to the probe needle of the probe card 2 so that the probe tip 9 is focused and included in the camera field of view.

【0040】図4にプローブ針の針先9の照明及び撮影
の状況を示す。この図4は撮影時のプローブ針の針先9
に対する照明装置41とカメラ31の配置を横から見た
ものである。この照明装置41は、点光源とレンズとを
組み合わせたものであって、平行(コリメート)光を出
すようになっており、この平行光でプローブ針の針先部
分を照明する。プローブ針の針先9の撮影用のカメラ3
1は、この平行光が針先9の平面部で正反射する方向に
配置される。即ち、針先9の平面部に対する垂直線と照
明装置41とのなす角度(θ1)と前記垂直線とカメラ
31とのなす角度(θ2)とが等しくなるように、照明
装置41とカメラ31が配置される。
FIG. 4 shows the state of illumination and photographing of the probe tip 9 of the probe needle. FIG. 4 shows the probe tip 9 at the time of photographing.
The arrangement of the lighting device 41 and the camera 31 with respect to is viewed from the side. The illumination device 41 is a combination of a point light source and a lens, and emits parallel (collimated) light. The parallel light illuminates the tip of the probe needle. Camera 3 for photographing probe tip 9
Reference numeral 1 denotes a direction in which the parallel light is regularly reflected by the flat portion of the needle tip 9. That is, the illuminating device 41 and the camera 31 are set so that the angle (θ1) between the vertical line and the illuminating device 41 with respect to the plane portion of the needle tip 9 and the angle (θ2) between the vertical line and the camera 31 are equal. Be placed.

【0041】このような状態にして、プローブ針の針先
9を撮影し、画像を得た。この画像の一例を図5に示
す。この例においては、複数列並んだプローブ針の中の
1つの列の中の5つのプローブ針を画像視野に含めてい
る。照明装置41によって照明されている面、即ち、正
四角錐の針先9の4つの平面部(三角形)の中の1つの
平面部からの光だけがカメラ31に入り、撮影されるの
で、三角形が明るくなっている画像が5つ得られてい
る。
In this state, the tip 9 of the probe needle was photographed to obtain an image. FIG. 5 shows an example of this image. In this example, five probe needles in one row among a plurality of rows of probe needles are included in the image field of view. Only the light from the surface illuminated by the illumination device 41, that is, the light from one of the four planes (triangles) of the quadrangular pyramid needle tip 9 enters the camera 31 and is photographed. Five brightened images are obtained.

【0042】上記画像を適当なしきい値で2値化した
後、三角形の頂点の座標を求める。例えば、図5に示す
画像を2値化すると図6のようになる。2値化後、三角
形の頂点の座標を求めるに際しては、例えば、簡単には
図6において各三角形の一番上の座標を求めてもよい
し、更に正確には図7に示す如く三角形の2辺を直線近
似して、それの交点を求める方法を採用してもよい。
尚、後者の方法には、特に、長期使用に伴ってプローブ
針の針先の先端が磨耗した場合であっても三角形の頂点
の座標を求めることができるという利点がある。
After binarizing the image with an appropriate threshold, the coordinates of the vertices of the triangle are determined. For example, when the image shown in FIG. 5 is binarized, the image becomes as shown in FIG. When the coordinates of the vertices of the triangle are obtained after the binarization, for example, the top coordinates of each triangle in FIG. 6 may be simply obtained, or more precisely, as shown in FIG. A method may be adopted in which a side is approximated by a straight line and the intersection of the side is obtained.
Incidentally, the latter method has an advantage that the coordinates of the vertices of the triangle can be obtained even when the tip of the probe needle is worn due to long-term use.

【0043】このようにして求められた三角形の頂点の
座標に基づき、針先9の先端の座標を求める。これは次
のようにして求めることができる。即ち、上記針先9を
撮影したときのウェーハステージ1の座標、このウェー
ハステージ1に対するカメラ31の座標、及び、ウェー
ハステージ1とプローブカード2との高さ方向の距離か
ら、通常の三角測量の要領により、三角形の頂点の座標
に基づき針先9の先端の座標を求めることができる。
Based on the coordinates of the vertices of the triangle thus obtained, the coordinates of the tip of the needle point 9 are obtained. This can be determined as follows. That is, the coordinates of the wafer stage 1 when the needle tip 9 is photographed, the coordinates of the camera 31 with respect to the wafer stage 1, and the distance between the wafer stage 1 and the probe card 2 in the height direction can be used for ordinary triangulation. In a way, the coordinates of the tip of the needle point 9 can be obtained based on the coordinates of the vertices of the triangle.

【0044】この後、ウェーハステージ1を移動してカ
メラ31を移動させ、順次プローブ針の針先9を撮影
し、上記と同様の方法により、全てのプローブ針の針先
9の先端の座標を求める。上記のような方法によれば、
プローブ針の針先の先端の位置を精度良く求めることが
でき、上記のようにして求められたプローブ針の針先9
の先端の座標は極めて誤差が小さく、精度に優れてい
る。
Thereafter, the wafer stage 1 is moved and the camera 31 is moved to sequentially photograph the probe tips 9, and the coordinates of the tips of the probe tips 9 of all the probe needles are calculated in the same manner as described above. Ask. According to the above method,
The position of the tip of the probe needle tip can be determined with high accuracy, and the probe needle tip 9 determined as described above is obtained.
The coordinates of the tip of are extremely small in error and excellent in accuracy.

【0045】上記プローブ針の針先9の先端の座標をも
とにウェーハステージ1をXYZ及びθ方向に補正する
ことにより、プローブカード2とウェーハW上の電極パ
ッドとの位置合わせをする。この位置合わせは、上記プ
ローブ針の針先9の先端の座標が精度に優れていること
に起因して、容易に且つ正確に行うことができる。
The position of the probe card 2 and the electrode pads on the wafer W is adjusted by correcting the wafer stage 1 in the XYZ and θ directions based on the coordinates of the tip of the probe tip 9 of the probe needle. This positioning can be easily and accurately performed because the coordinates of the tip of the probe tip 9 of the probe needle are excellent in accuracy.

【0046】(実施例2)図8に本発明の実施例2に係
るプローブ針の針先位置の検出装置を示す。この装置
は、プローブ針の針先の位置をさらに精度良く精密に測
定するためのものである。ステージや画像処理装置等の
構成は前記実施例1に係る装置の場合と同様である。ま
た、プローブカード2は前記実施例1の場合と同様のも
のであり、プローブ針の針先9の形状も前記実施例1の
場合と同様であり、正四角錐である。
(Embodiment 2) FIG. 8 shows an apparatus for detecting a probe tip position according to a second embodiment of the present invention. This device is for measuring the position of the tip of the probe needle more accurately and precisely. The configuration of the stage and the image processing device is the same as that of the device according to the first embodiment. The probe card 2 is the same as that in the first embodiment, and the shape of the probe tip 9 of the probe needle is the same as that in the first embodiment, and is a regular pyramid.

【0047】上記装置について、主に実施例1の場合と
相違する点を中心として、以下に説明する。図8に示す
如く、第1の照明装置42及び第1のカメラ32は、前
記実施例1に係る装置での照明装置41及びカメラ31
の場合と同様の位置に取り付けられている。ただし、第
1のカメラ32は、前記実施例1に係る装置でのカメラ
31よりも高倍率であって空間分解能を高めたものであ
る。
The above-described apparatus will be described below mainly focusing on the differences from the first embodiment. As shown in FIG. 8, the first lighting device 42 and the first camera 32 are the lighting device 41 and the camera 31 in the device according to the first embodiment.
It is attached to the same position as in the case of. However, the first camera 32 has a higher magnification and a higher spatial resolution than the camera 31 in the apparatus according to the first embodiment.

【0048】上記第1の照明装置42及び第1のカメラ
32の他に、第2のカメラ33及び第2の照明装置43
が設けられている。この第2のカメラ33も、第1のカ
メラ32と同程度の倍率にて第1のカメラ32と同じプ
ローブ針の針先を撮影する。ただし、第2のカメラ33
は第1のカメラ32が撮影する針先9(正四角錐)の平
面部(三角形)の隣の平面部(三角形)を撮影する。第
2の照明装置43は第1の照明装置42と同様に平行光
を出すようになっており、この平行光で前記平面部を照
明する。第2のカメラ33は、この第2の照明装置43
からの照明光が前記平面部で正反射する先に設置されて
いる。
In addition to the first illumination device 42 and the first camera 32, a second camera 33 and a second illumination device 43
Is provided. The second camera 33 also captures the same probe tip as the first camera 32 at the same magnification as the first camera 32. However, the second camera 33
Captures a plane (triangle) adjacent to the plane (triangle) of the needle point 9 (regular square pyramid) photographed by the first camera 32. The second lighting device 43 emits parallel light similarly to the first lighting device 42, and illuminates the plane portion with the parallel light. The second camera 33 is connected to the second lighting device 43.
The illumination light from the light source is provided at a point where the illumination light is specularly reflected by the plane portion.

【0049】上記のような装置を用い、前記実施例1の
場合と同様の方法により、プローブ針の針先9を撮影
し、画像を得た。この画像の例を図9及び図10に示
す。図9は第1のカメラ32による撮影により得られた
画像、図10は第2のカメラ33による撮影により得ら
れた画像である。
Using the above-described apparatus, the tip 9 of the probe needle was photographed in the same manner as in Example 1 to obtain an image. Examples of this image are shown in FIGS. FIG. 9 is an image obtained by shooting with the first camera 32, and FIG. 10 is an image obtained by shooting with the second camera 33.

【0050】上記画像から前記実施例1の場合と同様の
方法によって針先9の平面部(三角形)の画像に相当す
る三角形の頂点の座標を求めた後、2台のカメラ(第1
のカメラ32、第2のカメラ33)の立体視による3次
元計測のアルゴリズムによって、針先9の先端(頂点)
のXYZ座標を求める。かかる方法によれば、前記実施
例1の場合よりも、精度良く正確にプローブ針の針先9
の先端の座標を求めることができる。
After obtaining the coordinates of the vertices of a triangle corresponding to the image of the plane part (triangle) of the needle point 9 from the above image in the same manner as in the first embodiment, the two cameras (first
Of the needle tip 9 (apex) by an algorithm of three-dimensional measurement by stereoscopic vision of the camera 32 and the second camera 33).
XYZ coordinates are obtained. According to this method, the probe tip 9 of the probe needle is more accurately and accurately than in the case of the first embodiment.
Can be obtained.

【0051】上記実施例2に係る方法によれば、前記実
施例1の場合よりも、精度良く正確にプローブ針の針先
9の先端の座標を求めることができ、ひいては、ウェー
ハW上の電極パッドとプローブカード2との位置合わせ
は、前記実施例1の場合よりも、容易に且つ正確に行う
ことができる。
According to the method according to the second embodiment, the coordinates of the tip of the probe tip 9 of the probe needle can be obtained more accurately and more accurately than in the case of the first embodiment. The alignment between the pad and the probe card 2 can be performed more easily and accurately than in the first embodiment.

【0052】(実施例3)図11に本発明の実施例3に
係るプローブ針の針先位置の検出装置を示す。この実施
例3は、実施例2の場合と同様の効果を実施例2の場合
とは異なる撮像光学系により得るものである。ステージ
や画像処理装置等の構成は前記実施例1に係る装置の場
合と同様である。また、プローブカード2は前記実施例
1の場合と同様のものであり、プローブ針の針先9の形
状も前記実施例1の場合と同様であり、正四角錐であ
る。
(Embodiment 3) FIG. 11 shows an apparatus for detecting a probe tip position of a probe needle according to Embodiment 3 of the present invention. In the third embodiment, the same effect as that of the second embodiment is obtained by an imaging optical system different from that of the second embodiment. The configuration of the stage and the image processing device is the same as that of the device according to the first embodiment. The probe card 2 is the same as that in the first embodiment, and the shape of the probe tip 9 of the probe needle is the same as that in the first embodiment, and is a regular pyramid.

【0053】上記装置について、主に実施例2の場合と
相違する点を中心として、以下に説明する。図11に示
す如く、第1の照明装置44及び第1のカメラ34は、
前記実施例2に係る装置での第1の照明装置42及び第
1のカメラ32の場合と同様の位置に取り付けられてい
る。第2のカメラ35は、プローブカード2を鉛直真下
方向から見上げるように設置されている。第2の照明装
置45については、図2に示すプローブ針の針先9以外
の面(a)が散乱面である場合、第2の照明装置45は
プローブカード2を下から散乱光で照明する。もし、こ
の面(a)が鏡面である場合には、図12に示す如く、
第2の照明装置45はハーフミラー10を通してプロー
ブカード2を下から平行光で照明する。以下、プローブ
針の針先9以外の面(a)が散乱面である場合について
説明する。
The above apparatus will be described below mainly focusing on the differences from the second embodiment. As shown in FIG. 11, the first lighting device 44 and the first camera 34
The first lighting device 42 and the first camera 32 in the device according to the second embodiment are mounted at the same positions as those of the first lighting device 42 and the first camera 32. The second camera 35 is installed so as to look up the probe card 2 from directly below the vertical direction. When the surface (a) other than the probe tip 9 of the probe needle shown in FIG. 2 is a scattering surface, the second lighting device 45 illuminates the probe card 2 with scattered light from below. . If this surface (a) is a mirror surface, as shown in FIG.
The second illumination device 45 illuminates the probe card 2 with parallel light from below through the half mirror 10. Hereinafter, a case where the surface (a) other than the probe tip 9 of the probe needle is a scattering surface will be described.

【0054】第2の照明装置45によりプローブカード
2を下から散乱光で照明し、第2のカメラ35によりプ
ローブ針の針先9を下方向から撮影すると共に、第1の
照明装置44によりプローブ針の針先9(正四角錐)の
平面部(三角形)を平行光で照明し、この平面部(三角
形)を第1のカメラ34により撮影する。
The probe card 2 is illuminated with scattered light from below by the second illuminator 45, the tip 9 of the probe needle is photographed from below by the second camera 35, and the probe is illuminated by the first illuminator 44. The plane portion (triangle) of the needle tip 9 (regular square pyramid) is illuminated with parallel light, and the plane portion (triangle) is photographed by the first camera 34.

【0055】第2のカメラ35による撮影により得られ
た画像は、図13のようになる。即ち、プローブ針の針
先9以外の面(a)が散乱面であり、第2の照明装置4
5はプローブカード2を下から散乱光で照明するので、
四角錐の針先9からの反射光は第2のカメラ35に入っ
てこず、このため、針先9(四角錐)の部分は暗く、逆
に針先9(四角錐)以外の面(a)だけが明るい画像と
なる。そこで、図14に示すように、針先9(四角錐)
の部分の対角線の交点を求めると、この交点が針先9
(四角錐)の先端(即ち頂点)のXY座標となる。
FIG. 13 shows an image obtained by photographing with the second camera 35. That is, the surface (a) other than the probe tip 9 of the probe needle is the scattering surface, and the second illumination device 4
5 illuminates the probe card 2 with scattered light from below,
The reflected light from the quadrangular pyramid needle tip 9 does not enter the second camera 35, and therefore, the part of the quadrangular pyramid 9 (quadrangular pyramid) is dark, and conversely, the surface (a) other than the needle tip 9 (quadrangular pyramid) ) Only gives a bright image. Therefore, as shown in FIG. 14, the needle tip 9 (square pyramid)
When the intersection of the diagonal line of the part is obtained, this intersection is
The XY coordinates of the tip (that is, the vertex) of the (quadrangular pyramid).

【0056】一方、第1のカメラ34による撮影により
得られる画像は、前記実施例2の場合と同様の画像、即
ち、図9に示されるような画像となる。この画像より針
先9の平面部(三角形)の画像に相当する三角形の頂点
の座標を求める。
On the other hand, an image obtained by photographing with the first camera 34 is an image similar to that of the second embodiment, that is, an image as shown in FIG. From this image, the coordinates of the vertices of the triangle corresponding to the image of the plane portion (triangle) of the needle point 9 are obtained.

【0057】上記の第2のカメラ35による画像から求
めた針先9(四角錐)の先端(即ち頂点)のXY座標
と、上記の第1のカメラ34による画像から求めた三角
形の頂点の座標とから、残る針先9の先端のZ座標を求
めることができる。そこで、このようにして針先9の先
端のZ座標を求める。
The XY coordinates of the tip (ie, the vertex) of the tip 9 (quadrangular pyramid) obtained from the image obtained by the second camera 35 and the coordinates of the vertex of the triangle obtained from the image obtained by the first camera 34 Thus, the Z coordinate of the tip of the remaining needle tip 9 can be obtained. Thus, the Z coordinate of the tip of the needle tip 9 is obtained in this way.

【0058】プローブ針の針先9以外の面(a)が散乱
面である場合、以上のような方法により、針先9の先端
(頂点)のXYZ座標を実施例2の場合と同様に精度良
く正確に求めることができる。
When the surface (a) other than the probe tip 9 of the probe needle is a scattering surface, the XYZ coordinates of the tip (apex) of the probe tip 9 can be accurately calculated in the same manner as in the second embodiment by the method described above. It can be determined well and accurately.

【0059】上記実施例1〜3においては、画像処理に
よって自動的にプローブ針の針先の先端の座標(位置)
を求めた。しかし、このようにする必要は必ずしもな
く、TVモニタに表示された撮影画像をオペレータが見
て針先の先端の位置を求めてもよい。
In the first to third embodiments, the coordinates (position) of the tip of the tip of the probe needle are automatically determined by image processing.
I asked. However, this is not necessary, and the operator may look at the captured image displayed on the TV monitor to determine the position of the tip of the needle point.

【0060】上記実施例1〜3においては照明装置41
〜44として平行光を出すものを用いたが、これに限定
される必要はない。即ち、厳密な平行光である必要はな
く、撮影する針先の平面部の傾きにばらつきがある場合
には、その角度のばらつきに応じて照明光に角度の広が
りを持たせるとよい。
In the first to third embodiments, the lighting device 41 is used.
Although a device that emits parallel light is used as -44, it is not necessary to be limited to this. That is, the light does not need to be strictly parallel light, and if there is a variation in the inclination of the plane portion of the needle point to be photographed, the illumination light may have an angular spread according to the variation in the angle.

【0061】上記実施例1〜3においてはプローブ針と
して針先の形状が正四角錐であるものを用いたが、これ
に代えて図15、図17あるいは図19に示す形状の針
先を有するものを用いて上記実施例1〜3と同様の針先
位置の検出を行ったところ、上記実施例1〜3の場合と
同様の傾向の結果が得られた。
In the first to third embodiments, the probe needle having a square pyramid shape is used as the probe needle. Instead, the probe needle having a needle tip having a shape shown in FIG. 15, FIG. 17 or FIG. 19 is used. When the same needle tip position was detected as in Examples 1 to 3 above, results having the same tendency as those in Examples 1 to 3 were obtained.

【0062】尚、図2に示したもの(実施例1〜3)は
針先の先端が点であるが、図15に示すものは針先の先
端が点ではなく、平面となっており、図17に示すもの
は先端が丸く、曲面状となっている。図19に示すもの
は先端が線状となっている。この図15、図17、図1
9に示す針先についての撮影画像は、各々図16、図1
8、図20に示すようになる。この図16、図18、図
20に示す如く、いずれの場合も図7の場合と同様の方
法により頂点を求めることができ、実施例1〜3の場合
と同様の方法により針先の先端の座標を求めることがで
きる。
Although the tip shown in FIG. 2 (Examples 1 to 3) has a point at the tip of the needle, the tip shown in FIG. 15 has a flat tip, not a point. The one shown in FIG. 17 has a rounded tip and a curved surface. The tip shown in FIG. 19 has a linear shape. This FIG. 15, FIG. 17, FIG.
The photographed images of the needle point shown in FIG. 9 are shown in FIGS.
8, as shown in FIG. As shown in FIGS. 16, 18, and 20, in each case, the vertex can be obtained by the same method as in FIG. 7, and the tip of the needle tip can be obtained by the same method as in Examples 1 to 3. The coordinates can be determined.

【0063】図15に示す針先のように針先の先端が平
面となっている場合、実施例3の場合と同様な光学系で
撮影すると、第2のカメラによる撮影画像は図21に示
すようになる。ここで、針先の先端の平面部が散乱面で
ある場合は図11の撮像光学系を用い、針先の先端の平
面部が鏡面状である場合は図12の撮像光学系を用い
る。この図21において中央部の明るい部分は針先の先
端の平面部分であり、この部分の中央の座標を求めるこ
とにより針先の座標を求めることも可能である。
When the tip of the needle tip is flat as in the case of the needle tip shown in FIG. 15, if the image is taken by the same optical system as in the third embodiment, the image taken by the second camera is shown in FIG. Become like Here, the imaging optical system of FIG. 11 is used when the flat part of the tip of the needle tip is a scattering surface, and the imaging optical system of FIG. 12 is used when the flat part of the tip of the needle tip is mirror-like. In FIG. 21, the bright portion at the center is the flat portion at the tip of the needle tip, and the coordinates of the needle tip can be obtained by obtaining the coordinates of the center of this portion.

【0064】[0064]

【発明の効果】本発明に係るプローブ針の針先位置の検
出方法によれば、角錐形状の針先の如く、針先表面が鏡
面状であるために従来は撮影が不可能であった針先を有
するプローブ針について、その針先を撮影することがで
き、ひいては、その針先の位置を検出することができる
ようになる。このため、上記のようなプローブ針を有す
るプローブカードの場合においても、プローブカードと
ウェーハ上の電極パッドとの位置合わせを容易に行うこ
とができるようになる。
According to the method for detecting the probe tip position of the probe according to the present invention, the needle cannot be photographed conventionally because the tip surface is mirror-like, such as a pyramid-shaped needle tip. With respect to the probe needle having a tip, the tip of the probe can be photographed, and the position of the tip can be detected. Therefore, even in the case of a probe card having the above-described probe needles, it is possible to easily perform the alignment between the probe card and the electrode pads on the wafer.

【0065】また、プローブ針の針先位置の検出精度が
良く、針先位置を正確に求められるという効果も奏す
る。このため、プローブカードとウェーハ上の電極パッ
ドとの位置合わせを正確に行うことができ、その位置合
わせ精度がよくなり、ひいてはプローブカードと電極パ
ッドとの位置ずれによる誤測定の招来を防ぐことができ
るようになる。
Further, there is an effect that the detection accuracy of the probe tip position of the probe needle is good, and the probe tip position can be accurately obtained. As a result, the probe card and the electrode pads on the wafer can be accurately aligned, and the alignment accuracy can be improved, thereby preventing erroneous measurement due to a displacement between the probe card and the electrode pads. become able to.

【0066】本発明に係るプローブ針の針先位置の検出
装置によれば、上記の如き本発明に係るプローブ針の針
先位置の検出方法を行うことができる。このため、角錐
形状の針先の如く、針先表面が鏡面状であるために従来
は撮影が不可能であった針先を有するプローブ針につい
て、その針先を撮影することができ、ひいては、その針
先の位置を検出することができるようになる。また、針
先位置を正確に求められるという効果も奏する。
According to the probe needle position detecting device of the present invention, the method of detecting the probe needle position according to the present invention as described above can be performed. For this reason, as in the case of a pyramid-shaped needle tip, it is possible to image the needle tip of a probe needle having a needle tip which was conventionally impossible to image because the needle tip surface is mirror-like. The position of the stylus can be detected. Also, there is an effect that the needle tip position can be accurately obtained.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】 本発明の実施例1に係るプローブ針の針先位
置の検出装置の概要を示す模式図である。
FIG. 1 is a schematic diagram illustrating an outline of a device for detecting a probe tip position of a probe needle according to a first embodiment of the present invention.

【図2】 本発明の実施例1に係るプローブ針の針先の
形状を示す斜視図である。
FIG. 2 is a perspective view showing a shape of a probe tip of the probe needle according to the first embodiment of the present invention.

【図3】 本発明の実施例1に係るプローブカードのプ
ローブ針の配列状態を示す模式図である。
FIG. 3 is a schematic view showing an arrangement state of probe needles of the probe card according to the first embodiment of the present invention.

【図4】 本発明の実施例1に係るプローブ針の針先の
照明及び撮影の状況を示す模式図である。
FIG. 4 is a schematic diagram showing a state of illumination and photographing of a probe tip of the probe needle according to the first embodiment of the present invention.

【図5】 本発明の実施例1に係るプローブ針の針先の
撮影により得られた画像の一例を示す図である。
FIG. 5 is a diagram illustrating an example of an image obtained by photographing the tip of the probe needle according to the first embodiment of the present invention.

【図6】 図5に示す画像を2値化して得られた画像を
示す図である。
FIG. 6 is a diagram showing an image obtained by binarizing the image shown in FIG. 5;

【図7】 プローブ針の針先の撮影により得られた画像
の三角形の頂点の求め方の一例を示す図である。
FIG. 7 is a diagram illustrating an example of a method of obtaining a vertex of a triangle of an image obtained by photographing a tip of a probe needle.

【図8】 本発明の実施例2に係るプローブ針の針先位
置の検出装置の概要を示す模式図である。
FIG. 8 is a schematic diagram illustrating an outline of a device for detecting a probe tip position of a probe needle according to a second embodiment of the present invention.

【図9】 本発明の実施例2に係る第1のカメラによる
撮影により得られた画像の一例を示す図である。
FIG. 9 is a diagram illustrating an example of an image obtained by photographing with the first camera according to the second embodiment of the present invention.

【図10】 本発明の実施例2に係る第2のカメラによ
る撮影により得られた画像の一例を示す図である。
FIG. 10 is a diagram illustrating an example of an image obtained by shooting with a second camera according to the second embodiment of the present invention.

【図11】 本発明の実施例3に係るプローブ針の針先
位置の検出装置の概要を示す模式図である。
FIG. 11 is a schematic view illustrating an outline of a device for detecting a probe tip position of a probe needle according to a third embodiment of the present invention.

【図12】 本発明の実施例3に係る第2の照明装置の
用い方の一例を示す模式図である。
FIG. 12 is a schematic diagram illustrating an example of how to use the second lighting device according to the third embodiment of the present invention.

【図13】 本発明の実施例3に係る第2のカメラによ
る撮影により得られた画像の一例を示す図である。
FIG. 13 is a diagram showing an example of an image obtained by shooting with a second camera according to Embodiment 3 of the present invention.

【図14】 本発明の実施例3に係る第2のカメラによ
る撮影により得られた画像から針先(四角錐)の先端
(頂点)の位置を求める方法を示す図である。
FIG. 14 is a diagram showing a method for obtaining the position of the tip (vertex) of a needlepoint (quadrangular pyramid) from an image obtained by imaging with a second camera according to Embodiment 3 of the present invention.

【図15】 本発明に係るプローブ針の針先の形状の一
例を示す斜視図である。
FIG. 15 is a perspective view showing an example of the shape of the tip of the probe needle according to the present invention.

【図16】 図15に示すプローブ針の針先の撮影によ
り得られた画像の一例を示す図である。
16 is a diagram showing an example of an image obtained by photographing the tip of the probe needle shown in FIG.

【図17】 本発明に係るプローブ針の針先の形状の一
例を示す斜視図である。
FIG. 17 is a perspective view showing an example of the shape of the probe tip of the probe needle according to the present invention.

【図18】 図17に示すプローブ針の針先の撮影によ
り得られた画像の一例を示す図である。
18 is a diagram illustrating an example of an image obtained by photographing the tip of the probe needle illustrated in FIG.

【図19】 本発明に係るプローブ針の針先の形状の一
例を示す斜視図である。
FIG. 19 is a perspective view showing an example of the shape of the tip of the probe needle according to the present invention.

【図20】 図19に示すプローブ針の針先の撮影によ
り得られた画像の一例を示す図である。
20 is a diagram illustrating an example of an image obtained by photographing the tip of the probe needle illustrated in FIG. 19;

【図21】 図15に示すプローブ針の針先についての
実施例3に係る第2のカメラによる撮影画像の一例を示
す図である。
21 is a diagram illustrating an example of an image captured by the second camera according to the third embodiment with respect to the tip of the probe needle illustrated in FIG.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1--ウェーハステージ、2--プローブカード、5--カメ
ラ、6--ステージコントローラ、7--制御装置、8--画
像処理装置、9--プローブ針の針先、10--ハーフミラ
ー、11--Xステージ、12--Yステージ、13--Zステー
ジ、14--θステージ、15--カメラステージ、31--カメ
ラ、32--第1のカメラ、33--第2のカメラ、34--第1の
カメラ、35--第2のカメラ、41--照明装置、42--第1の
照明装置、43--第2の照明装置、44--第1の照明装置、
45--第2の照明装置、W--ウェーハ、(a)---プローブ針
の針先以外の面。
1—Wafer stage, 2—Probe card, 5—Camera, 6—Stage controller, 7—Control device, 8—Image processor, 9—Probe needle tip, 10—Half mirror 11-X stage, 12-Y stage, 13-Z stage, 14-θ stage, 15-camera stage, 31-camera, 32-first camera, 33-second Camera, 34--first camera, 35--second camera, 41--lighting device, 42--first lighting device, 43--second lighting device, 44--first lighting device ,
45--second illuminator, W--wafer, (a) --- surface other than the probe tip.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 米田 康司 兵庫県神戸市西区高塚台1丁目5番5号 株式会社神戸製鋼所神戸総合技術研究所内 (72)発明者 平野 貴之 兵庫県神戸市西区高塚台1丁目5番5号 株式会社神戸製鋼所神戸総合技術研究所内 (72)発明者 木下 隆 兵庫県神戸市西区高塚台1丁目5番5号 株式会社神戸製鋼所神戸総合技術研究所内 (72)発明者 後藤 裕史 兵庫県神戸市西区高塚台1丁目5番5号 株式会社神戸製鋼所神戸総合技術研究所内 Fターム(参考) 2F065 AA04 AA20 BB01 BB05 BB25 CC00 CC19 FF09 FF42 FF67 GG02 GG07 HH03 HH12 JJ03 JJ05 JJ08 JJ26 LL02 LL04 LL09 PP04 PP05 PP11 PP12 PP13 QQ28 2G011 AA09 AA16 AC06 AC14 AE03 AF06 2G032 AE04 AE11 AF01 AL04 4M106 AA01 BA01 BA14 DD05 DD30 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (72) Inventor Koji Yoneda 1-5-5 Takatsukadai, Nishi-ku, Kobe City, Hyogo Prefecture Inside Kobe Research Institute, Kobe Steel Ltd. (72) Inventor Takayuki Hirano Takatsuka, Nishi-ku, Kobe City, Hyogo Prefecture Kobe Steel, Ltd.Kobe Research Institute, Kobe Steel, Ltd. Kobe Steel Technical Research Institute, Inc. (72) Inventor Takashi Kinoshita, Kobe, Hyogo Inventor Hirofumi Goto 1-5-5 Takatsukadai, Nishi-ku, Kobe-shi, Hyogo F-term in Kobe Steel Research Institute, Kobe Research Institute, Ltd. JJ26 LL02 LL04 LL09 PP04 PP05 PP11 PP12 PP13 QQ28 2G011 AA09 AA16 AC06 AC14 AE03 AF06 2G032 AE04 AE11 AF01 AL04 4M106 AA01 BA01 BA14 DD05 DD30

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 プローブ針の針先を照明手段により照明
し、撮影手段により撮影し、得られた画像より前記針先
の位置を検出するプローブ針の針先位置の検出方法であ
って、前記針先が少なくとも一つの平面部を有し、前記
照明手段からの光が前記針先の平面部で正反射する方向
に前記撮影手段を配して前記針先を撮影することを特徴
とするプローブ針の針先位置の検出方法。
1. A method for detecting the position of a probe tip, wherein the probe tip is illuminated by an illuminating means, photographed by a photographing means, and the position of the probe tip is detected from an obtained image. A probe having a needle tip having at least one flat part, and arranging the photographing means in a direction in which light from the illuminating means is specularly reflected by the flat part of the needle tip to photograph the needle tip. How to detect the needle tip position.
【請求項2】 前記画像の中の三角形状の図形の頂点の
座標を求め、この座標に基づき前記針先の座標を求める
請求項1記載のプローブ針の針先位置の検出方法。
2. The method according to claim 1, wherein coordinates of vertices of a triangular figure in the image are obtained, and coordinates of the probe tip are obtained based on the coordinates.
【請求項3】 プローブ針の針先を照明する照明手段
と、前記針先を撮影する撮影手段とを有するプローブ針
の針先位置の検出装置であって、前記針先が少なくとも
一つの平面部を有し、前記照明手段からの光が前記針先
の平面部で正反射する方向に前記撮影手段を配したこと
を特徴とするプローブ針の針先位置の検出装置。
3. An apparatus for detecting the position of a probe needle tip, comprising: illuminating means for illuminating the needle tip of the probe needle; and photographing means for photographing the needle tip, wherein the probe tip has at least one flat portion. Wherein the imaging means is arranged in a direction in which light from the illuminating means is specularly reflected on a flat portion of the needle tip.
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