JP2007033406A - 特性検査装置、特性検査方法および特性検査プログラム - Google Patents

Abstract

【課題】 スクラブ方向のプローブの位置ずれに起因するプローブカードの位置の算出精度の劣化を抑制する。
【解決手段】 カメラ３によるプローブ６の撮像結果に基づいてプローブカード５の位置を算出するとともに、カメラ４によるパッド電極Ｐの撮像結果に基づいてパッド電極Ｐの位置を算出する位置情報算出部７を設け、置情報算出部７は、プローブ６のスクラブ方向の位置を無視してプローブカード５の位置を算出する。
【選択図】 図１

Description

本発明は特性検査装置、特性検査方法および特性検査プログラムに関し、特に、カンチレバー式プローブカードのアライメント方法に適用して好適なものである。

従来の半導体装置では半導体チップの特性検査を行うため、ウェハ状態のままでプローブをパッド電極に接触させながら、半導体チップの電気的特性を試験することが行われている。
ここで、プローブをパッド電極に接触させる場合、プローブが設けられたプローブカードおよびウェハ上のパッド電極の画像認識を行うことにより、プローブカードおよびパッド電極の位置を算出し、プローブカードとパッド電極との位置合わせが行われる。

また、例えば、特許文献１には、測定針と被測定体とを容易に位置合わせできるようにするために、ウェハを載置する載置台にカメラを取り付け、載置台を駆動してカメラにてプローブカードの測定針を下から捕らえ、測定針の先端にピントを合わせることにより測定針の位置を検出する方法が開示されている。
特開平７−１１０３６４号公報

しかしながら、従来のプローブカードの位置の算出方法では、プローブカードに取り付けられた任意のプローブが認識対象となっている。このため、特に、カンチレバー式プローブカードでは、プローブカードの位置を算出する時にスクラブ方向のプローブの位置ずれが反映され、プローブカードの位置の算出精度が劣化するという問題があった。
そこで、本発明の目的は、スクラブ方向のプローブの位置ずれに起因するプローブカードの位置の算出精度の劣化を抑制することが可能な特性検査装置、特性検査方法および特性検査プログラムを提供することである。

上述した課題を解決するために、本発明の一態様に係る特性検査装置によれば、プローブカードに取り付けられたプローブの位置を検出する位置情報検出手段と、前記プローブの位置に基づいて前記プローブカードの位置を算出する位置情報算出手段と、前記プローブカードの位置に基づいて前記プローブカードと検査対象との位置合わせを行う位置合わせ手段と、前記位置合わせ結果に基づいて前記プローブを前記検査対象に接触させながら、前記検査対象の特性検査を行う特性検査手段とを備え、前記位置情報算出手段は、前記プローブのスクラブ方向の位置を無視して前記プローブカードの位置を算出することを特徴とする。

これにより、スクラブ方向のプローブの位置ずれの影響を受けることなく、プローブの位置からプローブカードの位置を算出することができる。このため、カンチレバー式プローブカードを用いた場合においても、プローブカードの位置を精度よく求めることが可能となり、プローブと検査対象との位置合わせを精度よく行うことを可能として、検査対象の検査不良を低減することができる。

また、本発明の一態様に係る特性検査方法によれば、プローブカードに取り付けられたプローブのＸＹ方向の位置を検出するステップと、前記検出されたプローブの位置のうちスクラブ方向の位置を無視しながら前記プローブカードの位置を算出するステップと、前記プローブカードの位置に基づいて前記プローブカードと検査対象との位置合わせを行うステップと、前記位置合わせ結果に基づいて前記プローブを前記検査対象に接触させながら、前記検査対象の特性検査を行うステップとを備えることを特徴とする。

これにより、スクラブ方向のプローブの位置ずれの影響を排除しつつ、プローブの位置からプローブカードの位置を算出することができ、カンチレバー式プローブカードを用いた場合においても、プローブカードの位置を精度よく求めることが可能となる。
また、本発明の一態様に係る特性検査方法によれば、Ｘ方向にスクラブするプローブについてはそのプローブのＹ方向の位置のみを使用し、Ｙ方向にスクラブするプローブについてはそのプローブのＸ方向の位置のみを使用しながら、前記プローブカードの位置を算出することを特徴とする。

これにより、プローブの位置からプローブカードの位置を算出する際に、プローブのスクラブ方向の位置を無視しながらプローブカードの位置を算出することができ、カンチレバー式プローブカードを用いた場合においても、プローブカードの位置を精度よく求めることが可能となる。
また、本発明の一態様に係る特性検査プログラムによれば、プローブカードに取り付けられたプローブの位置を検出させるステップと、前記検出されたプローブの位置のうちスクラブ方向の位置を無視しながら前記プローブカードの位置を算出するステップと、前記プローブカードの位置に基づいて前記プローブカードと検査対象との位置合わせを行わせるステップと、前記位置合わせ結果に基づいて前記プローブを前記検査対象に接触させながら、前記検査対象の特性検査を行うステップとをコンピュータに実行させることを特徴とする。

これにより、特性検査プログラムをコンピュータに実行させることで、スクラブ方向のプローブの位置ずれの影響を排除しつつ、プローブの位置からプローブカードの位置を算出することができ、カンチレバー式プローブカードを用いた場合においても、プローブカードの位置を精度よく求めることが可能となる。

以下、本発明の実施形態に係る特性検査装置およびその方法について図面を参照しながら説明する。
図１は、本発明の一実施形態に係る特性検査装置の概略構成を示すブロック図である。
図１において、支持台１上にはプロービングステージ２が設けられ、プロービングステージ２上にはプローブカード５が配置されている。ここで、プロービングステージ２上には、パッド電極Ｐが形成されたウェハＷが載置されるとともに、プローブカード５にはパッド電極Ｐに触針可能なプローブ６が取り付けられている。また、支持台１上には、プローブカード５に取り付けられたプローブ６を下から撮像するカメラ３が配置されるとともに、プロービングステージ２上には、ウェハＷ上に形成されたパッド電極Ｐを上から撮像するカメラ４が配置されている。

そして、プローブカード５は、ウェハＷ上に形成された集積回路の電気的特性の試験を行うＬＳＩテスタ９に接続されている。また、特性検査装置には、カメラ３によるプローブ６の撮像結果に基づいてプローブカード５の位置を算出するとともに、カメラ４によるパッド電極Ｐの撮像結果に基づいてパッド電極Ｐの位置を算出する位置情報算出部７が設けられている。

また、特性検査装置には、プローブカード５およびパッド電極Ｐの位置に基づいてプロービングステージ２をＸ，Ｙ，Ｚ，θ方向に駆動するステージ駆動部８が設けられている。ここで、位置情報算出部７は、プローブ６のスクラブ方向の位置を無視してプローブカード５の位置を算出することができる。すなわち、Ｘ方向にスクラブするプローブ６についてはそのプローブ６のＹ方向の位置のみを使用し、Ｙ方向にスクラブするプローブ６についてはそのプローブ６のＸ方向の位置のみを使用しながら、プローブカード５の位置を算出することができる。

図２（ａ）は、本発明の一実施形態に係るプローブのスクラブ方向を示す斜視図、図２（ｂ）は、プローブのスクラブ方向を拡大して示す斜視図である。
図２において、ウェハＷにはチップ領域Ｃが設けられ、チップ領域Ｃには、チップ領域Ｃの４辺に沿ってパッド電極Ｐが配置されている。そして、プローブ６をパッド電極Ｐに接触させると、Ｘ方向に突き出しているプローブ６はＸ方向にスクラブするため、Ｘ方向に突き出しているプローブ６についてはＸ方向の位置を無効化し、Ｙ方向の位置のみを有効化する。また、Ｙ方向に突き出しているプローブ６はＹ方向にスクラブするため、Ｘ方向に突き出しているプローブ６についてはＹ方向の位置を無効化し、Ｘ方向の位置のみを有効化する。

これにより、プローブ６の位置の変動の大きな方向の位置情報を用いることなく、プローブ６の位置の変動の少ない方向の位置情報のみを用いてプローブカード５の位置を算出することができる。このため、スクラブ方向のプローブ６の位置ずれの影響を受けることなく、プローブ６の位置からプローブカード５の位置を算出することができる。この結果、カンチレバー式プローブカードを用いた場合においても、プローブカード５の位置を精度よく求めることが可能となり、プローブ６とパッド電極Ｐとの位置合わせを精度よく行うことを可能として、チップ領域Ｃに形成された集積回路の検査不良を低減することができる。

なお、チップ領域Ｃには、例えば、液晶表示パネルのドライバＩＣなどを形成することができる。また、プローブカード５の位置を求める場合、プローブ６のＸ、Ｙ座標を求める必要があるが、スクラブ方向の位置の情報を無効化すると、１列に並んでいるプローブ６からはＸ、Ｙのいずれか一方の座標しか得られない。このため、プローブ６のスクラブ方向の位置を無視してプローブカード５の位置を算出するためには、Ｘ、Ｙの両方の方向にプローブ６が配列されているプローブカード５を用いる必要がある。

また、プローブカード５に設けられた全てのプローブ６の位置情報を求めると、多大な時間がかかるため、プローブカード５に設けられた一部のプローブ６の位置情報からプローブカード５の位置を求めるようにしてもよく、例えば、コーナーに配置されたプローブ６の位置情報のみを用いるようにしてもよい。
図３は、本発明の一実施形態に係るプローブカードの位置算出方法を示すフローチャートである。

図３において、図１の位置情報算出部７は、プローブカード５の位置算出に利用する方向の情報をプローブ６に持たせる（ステップＳ１）。例えば、図２において、Ｘ方向に突き出しているプローブ６についてはＹ方向の位置のみを有効化し、Ｙ方向に突き出しているプローブ６はＸ方向の位置のみを有効化する。
次に、位置情報算出部７は、プローブカード５に取り付けられたプローブ６をカメラ３に撮像させ、プローブ６についての画像認識処理を行うことにより、プローブカード５の位置算出に利用するプローブ６の位置を算出する（ステップＳ２）。

次に、位置情報算出部７は、プローブ６の位置に対してパッド電極Ｐの配置が最も一致するプローブカード５の角度θを算出する（ステップＳ３）。なお、プローブカード５の角度θを求めるために、パッド電極Ｐと接触しないプローブをプローブカード５に設けるようにしてもよい。あるいは、プローブカード５に取り付けられたプローブ６の先端の配列方向を求めることにより、プローブカード５の角度θを求めるようにしてもよい。

次に、位置情報算出部７は、プローブ６の位置に対してパッド電極Ｐの配置が最も一致する角度θに基づいて、プローブ６のＸ、Ｙ方向の位置を算出し直す（ステップＳ４）。
次に、位置情報算出部７は、角度θに基づいて算出されたプローブ６のＸ、Ｙ方向の位置のうち、プローブカード５の位置算出に利用する方向の情報のみを用いることにより、プローブ６のＸ、Ｙ方向の位置の補正値を算出する（ステップＳ５）。

次に、位置情報算出部７は、Ｚ方向のプローブ６の位置からＺ方向の補正値を算出し、コンタクト高さを求める（ステップＳ６）。なお、Ｚ方向のプローブ６の位置を求める場合、カメラ３にて撮像されたプローブ６のフォーカスポイントを用いることができる。
次に、ステージ駆動部８は、プローブカード５およびパッド電極Ｐの位置に基づいてプロービングステージ２をＸ，Ｙ，Ｚ，θ方向に駆動することにより、プローブカード５とパッド電極Ｐとの位置合わせを行う（ステップＳ７）。そして、ＬＳＩテスタ９は、位置合わせ結果に基づいてプローブ６をパッド電極Ｐに接触させながら、ウェハＷのチップ領域Ｃに形成された集積回路の特性検査を行う。

なお、上述した実施形態では、プローブカード５の位置算出に利用する方向としてプローブ６のＸ，Ｙ方向を指定する方法について説明したが、プローブカード５の位置算出に利用する方向としてプローブ６のＺ，θ方向を指定し、Ｚ，θ方向が有効になっているプローブ６の位置のみを利用してプローブカード５の位置を算出するようにしてもよい。

本発明の一実施形態に係る特性検査装置の概略構成を示す側面図。 本発明の一実施形態に係るプローブのスクラブ方向を示す斜視図 一実施形態に係るプローブカードの位置算出方法を示すフローチャート。

符号の説明

１ 支持台、２ プロービングステージ、３、４ カメラ、５ プローブカード、６ プローブ、７ 位置情報算出部、８ ステージ駆動部、９ ＬＳＩテスタ、Ｗ ウェハ、Ｐ パッド電極、Ｃ チップ領域

Claims (4)

1. プローブカードに取り付けられたプローブの位置を検出する位置情報検出手段と、
   前記プローブの位置に基づいて前記プローブカードの位置を算出する位置情報算出手段と、
   前記プローブカードの位置に基づいて前記プローブカードと検査対象との位置合わせを行う位置合わせ手段と、
   前記位置合わせ結果に基づいて前記プローブを前記検査対象に接触させながら、前記検査対象の特性検査を行う特性検査手段とを備え、
   前記位置情報算出手段は、前記プローブのスクラブ方向の位置を無視して前記プローブカードの位置を算出することを特徴とする特性検査装置。
2. プローブカードに取り付けられたプローブのＸＹ方向の位置を検出するステップと、
   前記検出されたプローブの位置のうちスクラブ方向の位置を無視しながら前記プローブカードの位置を算出するステップと、
   前記プローブカードの位置に基づいて前記プローブカードと検査対象との位置合わせを行うステップと、
   前記位置合わせ結果に基づいて前記プローブを前記検査対象に接触させながら、前記検査対象の特性検査を行うステップとを備えることを特徴とする特性検査方法。
3. Ｘ方向にスクラブするプローブについてはそのプローブのＹ方向の位置のみを使用し、Ｙ方向にスクラブするプローブについてはそのプローブのＸ方向の位置のみを使用しながら、前記プローブカードの位置を算出することを特徴とする請求項２記載の特性検査方法。
4. プローブカードに取り付けられたプローブの位置を検出させるステップと、
   前記検出されたプローブの位置のうちスクラブ方向の位置を無視しながら前記プローブカードの位置を算出するステップと、
   前記プローブカードの位置に基づいて前記プローブカードと検査対象との位置合わせを行わせるステップと、
   前記位置合わせ結果に基づいて前記プローブを前記検査対象に接触させながら、前記検査対象の特性検査を行うステップとをコンピュータに実行させることを特徴とする特性検査プログラム。

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