JP2008294292A - Prober, contacting method and program for prober - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、半導体ウエハ上に形成された複数の半導体チップ(ダイ)の電気的な検査を行うために半導体チップの電極をテスタに接続するプローバ、プローブ接触方法及びプログラムに関する。 The present invention relates to a prober, a probe contact method, and a program for connecting electrodes of a semiconductor chip to a tester in order to perform electrical inspection of a plurality of semiconductor chips (dies) formed on a semiconductor wafer.
半導体製造工程では、薄い円板状の半導体ウエハに各種の処理を施して、半導体装置(デバイス)をそれぞれ有する複数のチップ(ダイ)を形成する。各チップは電気的特性が検査され、その後ダイサーで切り離なされた後、リードフレームなどに固定されて組み立てられる。上記の電気的特性の検査は、プローバとテスタを利用して行われる。プローバは、ウエハをウエハチャックに固定し、各チップの電極パッドにプローブを接触させる。テスタは、プローブに接続される端子から、電源および各種の試験信号を供給し、チップの電極に出力される信号をテスタで解析して正常に動作するかを確認する。 In the semiconductor manufacturing process, various processes are performed on a thin disk-shaped semiconductor wafer to form a plurality of chips (dies) each having a semiconductor device (device). Each chip is inspected for electrical characteristics, then separated by a dicer, and then fixed to a lead frame and assembled. The inspection of the electrical characteristics is performed using a prober and a tester. The prober fixes the wafer to the wafer chuck and brings the probe into contact with the electrode pad of each chip. The tester supplies power and various test signals from the terminals connected to the probe, and analyzes the signals output to the electrodes of the chip with the tester to check whether it operates normally.
図1は、プローバ10とテスタ30を備える従来のウエハテストシステムの概略構成を示す図である。図示のように、プローバ10は、ベース部材11と、ベース部材11上に設けられた複数の支柱12と、複数の支柱12上に設けられたヘッドステージ13と、で構成される筐体を有する。ベース部材11には、Y移動ベース14と、Y移動ベース14上を移動するY移動部材15と、Y移動部材15に取り付けられたY移動部16と、Y移動部16上に設けられたX移動ベース17と、X移動ベース17上を移動するX移動部材18と、X移動部材18に取り付けられたX移動部19と、X移動部19上に設けられたZ移動機構及びθ回転機構を収容するZ・θ機構部20と、Z・θ機構部20に設けられたウエハチャック21と、で構成されるチャック移動機構が設けられている。検査されるウエハWはウエハチャック21の上に載置され、真空吸着などにより固定される。固定されたウエハWは、チャック移動機構により、3軸方向に移動可能で、Z軸を軸として回転可能である。
FIG. 1 is a diagram showing a schematic configuration of a conventional wafer test system including a prober 10 and a
ヘッドステージ13には穴25が設けられており、穴25の部分にプローブカード23が取り付けられる。プローブカード23は、カンチレバー式やスプリングピン式の弾性のあるプローブ24が設けられており、プローブ24が検査するウエハW上に形成されたデバイス(ダイ)の電極に接触する。プローブ24は、デバイスの電極配置に応じて配置する必要があり、プローブカード23は検査するデバイスに応じて交換される。なお、ここではヘッドステージ13に直接プローブカード23を取り付ける構成を示したが、ヘッドステージ13にカードホルダを設け、カードホルダにプローブカード23を取り付ける場合もある。
The
テスタ30は、テスタ本体31と、テスタ本体31に設けられたコンタクトリング32とを有する。テスタ本体31は、図示していない支持機構により、プローバ10に対して保持される。コンタクトリング32にはスプリングプローブが設けられており、コンタクトリング32をプローブカード23に近接させて、スプリングプローブを、プローブカード23の上側の面に設けられた端子に接触させる。端子は各プローブ24に接続されており、このようにしてプローブ24とテスタ30の端子が接続された状態になる。
The
なお、プローバ10には、この他にも、プローブの位置を検出する針位置合わせカメラや、ウエハWのダイの電極位置を検出するウエハアライメントカメラなどが設けられているが、ここでは図示を省略している。 The prober 10 is also provided with a needle alignment camera that detects the position of the probe and a wafer alignment camera that detects the electrode position of the die of the wafer W. is doing.
また、半導体デバイスは広い温度範囲で使用されるため、各種の温度条件で検査する必要がある。そこで、ウエハチャック21上に保持されたウエハWを加熱又は冷却するために、ウエハチャック21に、ヒータ機構、チラー機構、ヒートポンプ機構などのウエハチャック21の温度を変える温度調整機構を設ける場合もあるが、ここでは図示を省略している。 Further, since semiconductor devices are used in a wide temperature range, it is necessary to inspect them under various temperature conditions. Therefore, in order to heat or cool the wafer W held on the wafer chuck 21, a temperature adjustment mechanism for changing the temperature of the wafer chuck 21 such as a heater mechanism, a chiller mechanism, or a heat pump mechanism may be provided in the wafer chuck 21. However, illustration is omitted here.
検査を行う場合には、図示していない針位置合わせカメラ及びウエハアライメントカメラで、ウエハチャック21に保持したウエハWのダイの電極とプローブ24の相対位置を検出し、ダイの電極の配列方向がプローブ24の配列方向に一致するように、ウエハチャック21を回転し、検査するダイの電極がプローブ24の下に位置するように移動し、ウエハチャック21を上昇させて、電極パッドをプローブ24に接触させる。
When inspection is performed, a relative position between the die electrode of the wafer W held on the wafer chuck 21 and the
プローブ24は、弾性を有し、プローブの先端位置より接触点を上昇させることにより、電極に所定の接触圧で接触する。ウエハWとプローブ24の先端の配列面との傾き及びプローブ24の先端位置のばらつきなどを考慮して、電極パッドとプローブ24が確実に接触するように、プローブ24の先端位置よる高い位置まで電極パッド、すなわちウエハWの表面を上昇させている。これをオーバードライブと称し、検出したプローブ24の先端位置からウエハWの表面を更に上昇させる移動量をオーバードライブ量と称する。従って、すべてのプローブが所定の接触圧でウエハの電極に接触していれば、ウエハチャック21全体には、1本のプローブの接触圧にプローブ本数を乗じた接触圧力が印加される。
The
近年は、スループットの向上のため、複数のダイを同時に検査するマルチプロービング処理が行われており、プローブの本数が数万本にもなる場合があり、そのような場合には、プローブカード23及びウエハチャック21には全体として非常に大きな接触圧が印加される。
In recent years, in order to improve throughput, multi-probing processing for inspecting a plurality of dies simultaneously has been performed, and the number of probes may be several tens of thousands. In such a case, the
以上説明したプローバの構成は広く知られており、例えば、特許文献1及び2などに記載されている。 The configuration of the prober described above is widely known and described in, for example, Patent Documents 1 and 2.
プローブカード23は検査するウエハWに応じて交換される。各プローブ24が電極の所定範囲の接触圧で接触するには、プローブカード23の複数のプローブ24の先端部分は平面を成し、この平面がウエハチャック21と平行であることが要求される。
The
そこで、ヘッドステージ13はプローブカード23を取り付ける場合の基準面を有し、プローブカード23はプローブ24の先端部分が基準面に対して平面をなすように製作される。そして、ヘッドステージ13の基準面がウエハチャック21と平行になるように、調整を行っている。具体的には、押しネジ機構などにより複数の支柱12の先端をそれぞれ独立に上下移動させる機構を設けてヘッドステージ13の傾きを調整可能にして、ヘッドステージ13の基準面とウエハチャック21の載置面の間の間隔及びその変化を測定しながら、ヘッドステージ13の基準面とウエハチャック21の載置面が平行になるようにヘッドステージ13の傾きを調整して固定していた。この調整は、手作業で行われていた。
Therefore, the
上記のように、スループットの向上のため、複数のダイを同時に検査するマルチプロービング処理が行われており、プローブの本数が数万本にもなる場合があり、例えば、2万本のプローブがそれぞれ5g以上の接触圧で電極に接触した場合、ウエハチャック21、プローブカード23及びヘッドステージ13には100kg以上の圧力(荷重)が印加されることになる。そのため、当然のことながら、ウエハチャック21、プローブカード23及びヘッドステージ13などはこのような圧力に耐えられるように構成されている。近年プローブ数をさらに増加することが検討されており、印加される荷重は200kg以上になることが想定されている。
As described above, in order to improve the throughput, multi-probing processing in which a plurality of dies are inspected at the same time is performed, and the number of probes may be several tens of thousands, for example, 20,000 probes each. When the electrode is contacted with a contact pressure of 5 g or more, a pressure (load) of 100 kg or more is applied to the wafer chuck 21, the
Y移動部材15及びX移動部材18は、ウエハチャック21を移動させる時には、プローブと電極は接触していないため、静止状態での耐荷重が上記の荷重以上であれば問題はない。これに対して、Z・θ機構部20によるZ移動機構は、プローブと電極が接触した状態でウエハチャック21を移動させる必要があり、移動の最終状態では静止状態と同じ荷重が印加されることになる。そのため、Z移動機構は、このような荷重で移動可能であることが要求される。このような動作時の耐荷重を実現するには、Z移動機構の駆動を行うモータに高トルクを発生するモータを使用するか、ギアによる減速機を用いる。
The
プローバは、1枚のウエハの検査に要する時間を短くする高スループット化と低コスト化を要求されている。高スループット化するためには、上記のように同時に検査可能なダイの個数を増加させることが行われているが、ウエハチャックの移動速度を高速化してウエハの電極をプローブに接触させるのに要する時間も短縮する必要がある。しかし、上記のような減速機の使用は移動速度を低速にするので、スループットを低下させる逆の方向に働く。 The prober is required to have high throughput and low cost to shorten the time required for inspecting one wafer. In order to increase the throughput, the number of dies that can be inspected at the same time is increased as described above. However, it is necessary to increase the moving speed of the wafer chuck and bring the wafer electrode into contact with the probe. Time also needs to be reduced. However, since the use of the speed reducer as described above makes the moving speed low, it works in the reverse direction to reduce the throughput.
また、高トルクを発生するモータは、高コストであり、大型化するという問題がある。 In addition, a motor that generates high torque has a problem of high cost and large size.
このように、高スループット化のための同時検査可能なダイ数の増加は、Z移動機構の駆動モータの移動速度を低下させるスループットの低下を招く逆の方向に働く。 Thus, an increase in the number of dies that can be simultaneously inspected for high throughput works in the opposite direction that causes a decrease in throughput that lowers the moving speed of the drive motor of the Z moving mechanism.
本発明は、プローバにおけるプローブと電極の接触動作を短時間で行えるようにすることにより、スループットを向上することを目的とする。 An object of the present invention is to improve the throughput by allowing the probe to contact the electrode in the prober in a short time.
上記目的を実現するため、本発明のプローバは、ヘッドステージとウエハチャック表面の平行度を調整するためにヘッドステージを複数の点で支持し、ヘッドステージのウエハチャックの表面に対する傾きを変化させるヘッドステージ支持機構を利用し、Z移動機構によりプローブに電極が接触するようにウエハチャックを所定の位置まで移動した後、荷重が増加するそれ以上の移動はヘッドステージ支持機構によりヘッドステージ(プローブカード)をウエハチャックの表面に対して移動することにより実現する。 In order to achieve the above object, the prober of the present invention supports the head stage at a plurality of points to adjust the parallelism between the head stage and the wafer chuck surface, and changes the tilt of the head stage relative to the surface of the wafer chuck. Using the stage support mechanism, after the wafer chuck is moved to a predetermined position so that the electrode contacts the probe by the Z movement mechanism, the head stage (probe card) is moved further by the head stage support mechanism. Is realized by moving the wafer relative to the surface of the wafer chuck.
すなわち、本発明のプローバは、ウエハ上に形成されたデバイスをテスタで検査をするために、前記テスタの複数の端子を前記デバイスの複数の電極に接続するプローバであって、前記ウエハを保持するウエハチャックと、前記ウエハチャックを、前記ウエハチャックの表面に平行なX軸及びY軸方向に移動するXY移動機構と、前記ウエハチャックを、前記ウエハチャックの表面に垂直なZ軸方向に移動するZ移動機構と、前記デバイスの複数の電極に接触して前記電極を前記テスタの端子に接続する複数のプローブを有するプローブカードを保持するヘッドステージと、を備えるプローバであって、前記ヘッドステージを複数の点で支持し、前記ヘッドステージの前記ウエハチャックの表面に対する傾きを変化させると共に、前記ヘッドステージを前記ウエハチャックの表面に対して移動するヘッドステージ支持機構を備え、前記ヘッドステージの前記複数のプローブに、前記ウエハチャックに保持された前記ウエハの複数の電極を接触させる時には、前記XY移動機構により前記電極が前記プローブの直下に位置するように移動した後、前記Z移動機構により前記ウエハチャックを移動して前記電極が前記プローブに接触した所定位置まで移動し、その後前記ヘッドステージ支持機構により前記ヘッドステージを移動して、前記複数のプローブが前記複数の電極に所定範囲の接触圧で接触させることを特徴とする。 That is, the prober of the present invention is a prober for connecting a plurality of terminals of the tester to a plurality of electrodes of the device in order to inspect a device formed on the wafer by a tester, and holds the wafer. A wafer chuck, an XY movement mechanism for moving the wafer chuck in the X-axis and Y-axis directions parallel to the surface of the wafer chuck, and the wafer chuck in the Z-axis direction perpendicular to the surface of the wafer chuck A prober comprising: a Z moving mechanism; and a head stage that holds a probe card having a plurality of probes that contact the plurality of electrodes of the device and connect the electrodes to the terminals of the tester, the prober comprising: The head is supported at a plurality of points, and the inclination of the head stage with respect to the surface of the wafer chuck is changed, and the head A head stage support mechanism for moving the stage relative to the surface of the wafer chuck, and when the plurality of electrodes of the wafer held by the wafer chuck are brought into contact with the plurality of probes of the head stage, the XY movement After the electrode is moved by the mechanism so that the electrode is located immediately below the probe, the wafer chuck is moved by the Z moving mechanism to move to a predetermined position where the electrode contacts the probe, and then the head stage support mechanism By moving the head stage, the plurality of probes are brought into contact with the plurality of electrodes with a contact pressure within a predetermined range.
また、本発明のプローブ接触方法は、ウエハ上に形成されたデバイスをテスタで検査をするために、前記テスタの複数の端子が接続されるプローブカードの複数のプローブを、前記デバイスの複数の電極に接触させるプローブ接触方法であって、前記ウエハを保持したウエハチャックを、前記電極が前記プローブの直下に位置するように移動し、前記ウエハチャックを前記電極が前記プローブに接触した所定位置まで移動し、前記複数のプローブが前記複数の電極に所定範囲の接触圧で接触するように、前記プローブカードを保持したヘッドステージを移動する、ことを特徴とする。 In the probe contact method of the present invention, in order to inspect a device formed on a wafer with a tester, a plurality of probes of a probe card to which a plurality of terminals of the tester are connected are connected to a plurality of electrodes of the device. A probe contact method for contacting the wafer, wherein the wafer chuck holding the wafer is moved so that the electrode is positioned directly below the probe, and the wafer chuck is moved to a predetermined position where the electrode is in contact with the probe. The head stage holding the probe card is moved so that the plurality of probes come into contact with the plurality of electrodes with a predetermined range of contact pressure.
さらに、本発明のプログラムは、ウエハを保持するウエハチャックと、前記ウエハチャックを、前記ウエハチャックの表面に平行なX軸及びY軸方向に移動するXY移動機構と、前記ウエハチャックを、前記ウエハチャックの表面に垂直なZ軸方向に移動するZ移動機構と、ウエハ上に形成されたデバイスの複数の電極に接触して、前記複数の電極をテスタの複数の端子に接続する複数のプローブを有するプローブカードを保持するヘッドステージと、前記ヘッドステージを複数の点で支持し、前記ヘッドステージの前記ウエハチャックの表面に対する傾きを変化させると共に、前記ヘッドステージを前記ウエハチャックの表面に対して移動するヘッドステージ支持機構と、前記XY移動機構、前記Z移動機構及び前記ヘッドステージ支持機構を制御する移動制御部と、を備えるプローバにおいて、前記移動制御部を構成するコンピュータを動作させるプログラムであって、前記プローブカードの前記複数のプローブに、前記ウエハチャックに保持された前記ウエハの複数の電極を接触させる時には、前記XY移動機構により、前記電極が前記プローブの直下に位置するように、前記ウエハチャックを移動し、前記Z移動機構により、前記電極が前記プローブに接触した所定位置まで前記ウエハチャックを移動し、前記ヘッドステージ支持機構により、前記複数のプローブが前記複数の電極に所定範囲の接触圧で接触するように、前記ヘッドステージを移動することを特徴とする。 Furthermore, the program of the present invention includes a wafer chuck for holding a wafer, an XY movement mechanism for moving the wafer chuck in X and Y axis directions parallel to the surface of the wafer chuck, and the wafer chuck for the wafer. A Z moving mechanism that moves in the Z-axis direction perpendicular to the surface of the chuck, and a plurality of probes that contact the plurality of electrodes of the device formed on the wafer and connect the plurality of electrodes to the plurality of terminals of the tester. A head stage that holds the probe card, and supports the head stage at a plurality of points, changes the inclination of the head stage relative to the surface of the wafer chuck, and moves the head stage relative to the surface of the wafer chuck. Head stage supporting mechanism, the XY moving mechanism, the Z moving mechanism, and the head stage supporting machine A program for operating a computer constituting the movement control unit, wherein the plurality of wafers held by the wafer chuck are held by the plurality of probes of the probe card. When the electrode is brought into contact, the wafer chuck is moved by the XY movement mechanism so that the electrode is located immediately below the probe, and the electrode is brought into contact with the probe by the Z movement mechanism. The wafer stage is moved, and the head stage is moved by the head stage support mechanism so that the plurality of probes come into contact with the plurality of electrodes with a contact pressure within a predetermined range.
上記のように、従来のプローバでは、ヘッドステージの基準面とウエハチャックの載置面が平行になるようにヘッドステージの傾きを調整して固定していた。従って、ヘッドステージのウエハチャックに対する傾きも固定であった。しかし、上記のようにウエハを高温または低温で検査するためにウエハチャックの温度を変化させることが行われており、温度変化に起因する各部の伸縮のためにヘッドステージとウエハチャックの傾きに微小な差が生じる。また、プローブカードを別のカードに交換した際にも同様に、カードの固体差分の傾きの差が生じる。特に、近年のウエハの大型化に伴ってヘッドステージとウエハチャックの微小な傾きの差でも、ウエハの両端ではかなりの位置の差を生じ、電極をプローブに接触させる場合、ウエハの両端でプローブと電極の接触圧に大きな差が生じるという問題が発生している。 As described above, in the conventional prober, the inclination of the head stage is adjusted and fixed so that the reference surface of the head stage and the mounting surface of the wafer chuck are parallel to each other. Therefore, the tilt of the head stage with respect to the wafer chuck is also fixed. However, as described above, the temperature of the wafer chuck is changed in order to inspect the wafer at a high temperature or low temperature, and the inclination of the head stage and the wafer chuck is minute due to the expansion and contraction of each part caused by the temperature change. There is a big difference. Similarly, when the probe card is replaced with another card, a difference in inclination of the individual difference of the card occurs. In particular, as the wafer size increases in recent years, even a slight difference in tilt between the head stage and the wafer chuck causes a considerable difference in position at both ends of the wafer. There is a problem that a large difference occurs in the contact pressure of the electrodes.
このような問題を解決するため、本出願人は、ヘッドステージを複数の点で支持し、ヘッドステージのウエハチャックの表面に対する傾きを変化させるヘッドステージ支持機構を設けて、ヘッドステージとウエハチャック表面の平行度を調整することを検討している。このヘッドステージ支持機構による移動量は、傾き調整のためであるので小さいが、電極がプローブに接触した後ウエハをさらに上昇させるオーバードライブ量も小さいので、ヘッドステージ支持機構でオーバードライブを行うことが可能である。 In order to solve such a problem, the present applicant provides a head stage support mechanism that supports the head stage at a plurality of points and changes the tilt of the head stage relative to the surface of the wafer chuck. We are considering adjusting the degree of parallelism. The amount of movement by this head stage support mechanism is small because it is for tilt adjustment, but the amount of overdrive that further raises the wafer after the electrode contacts the probe is small, so overdrive can be performed with the head stage support mechanism. Is possible.
XY移動機構により、電極がプローブの直下に位置するように、ウエハチャックを移動し、その後Z移動機構により、電極がプローブに接触する所定位置までウエハチャックを移動する。この場合の所定位置は、電極とプローブの接触により生じる荷重とウエハチャックなどの荷重を合わせたZ移動機構に掛かる荷重が、Z移動機構の移動時の耐荷重より小さい位置であればよい。ここまでの移動は、耐荷重が小さくてよいので、低コストのあまり高トルクでないモータを使用しても高速に行える。次に、ヘッドステージ支持機構により、複数のプローブが複数の電極に所定範囲の接触圧で接触するようにヘッドステージを移動する。この移動は、高トルクであることが必要だが、低速であっても、移動距離が短いので短時間に終了する。従って、ヘッドステージ支持機構では減速機を使用して高トルクの移動を行うようにしても、スループットはほとんど低下しない。 The wafer chuck is moved by the XY movement mechanism so that the electrode is located immediately below the probe, and then the wafer chuck is moved to a predetermined position where the electrode contacts the probe by the Z movement mechanism. The predetermined position in this case may be a position where the load applied to the Z moving mechanism, which is a combination of the load generated by the contact between the electrode and the probe and the load of the wafer chuck, is smaller than the load resistance when the Z moving mechanism is moved. The movement up to this point can be performed at high speed even if a low-cost and not high torque motor is used because the load resistance may be small. Next, the head stage is moved by the head stage support mechanism so that the plurality of probes come into contact with the plurality of electrodes with a contact pressure within a predetermined range. This movement needs to have a high torque, but the movement is completed in a short time even at a low speed because the movement distance is short. Therefore, even if the head stage support mechanism uses a speed reducer to move at a high torque, the throughput is hardly reduced.
本発明によれば、低コストの低トルクのモータを使用しても、プローブと電極の接触動作を短時間で行えるようになるので、高スループットのプローバを低コストで実現できる。 According to the present invention, even if a low-cost and low-torque motor is used, the contact operation between the probe and the electrode can be performed in a short time, so that a high-throughput prober can be realized at a low cost.
本発明の実施例のプローバは、図1に示した従来と同様の構成を有するが、ヘッドステージ13の傾きを微少量変化させると共に、微少量移動させるヘッドステージ支持機構が設けられ、さらにウエハWの電極をプローブ24に接触させる時の動作が異なる。
The prober according to the embodiment of the present invention has the same configuration as the conventional one shown in FIG. 1, but is provided with a head stage support mechanism for changing the tilt of the
図2は、ヘッドステージ支持機構の構成を示す図である。 FIG. 2 is a diagram illustrating the configuration of the head stage support mechanism.
図示のように、ヘッドステージ13は、4個のコーナーの部分が4個のヘッドステージ支持機構によりそれぞれ支持されている。各ヘッドステージ支持機構は、高精度のエンコーダが取り付けられ回転量を精密に制御可能なモータ51と、モータ51の出力する回転を減速して高トルクの回転に変換する減速機(ギア)52と、ギア52の回転軸53により送りネジが回転して軸方向に移動に変換する送りネジ機構54と、送りネジ機構54により軸方向に移動する移動部材55と、移動部材55の移動を案内するガイド56と、移動部材55の先端とヘッドステージのコーナー部分を連結する連結部材58と、を有する。モータ51とギア52とガイド56は、支柱12に固定されている。連結部材58は、ユニバーサルジョイントなどを使用してもよいが、ここでは移動量が小さいので、連結部材58が移動部材55の先端とヘッドステージ13のコーナー部分を強固に固定しており、4個のヘッドステージ支持機構が同じ移動量だけ移動する時にはヘッドステージ13は平行移動するが、移動量が異なる時にはヘッドステージ13を含む筐体が歪むことになるが、移動量が小さいので問題は生じない。
As shown in the figure, the
図2では、支柱12は紙面に垂直な方向に伸びており、2個のヘッドステージ支持機構が同じ支柱12に取り付けられる。図2において、支柱12の間隔は、ウエハチャック21が少なくともウエハWの直径以上移動できる距離、すなわちウエハチャック21の直径の2倍以上の距離であることが必要である。また、図2の紙面に垂直な方向のプローブカード23から離れた部分にアライメントカメラ(図示せず)が設けられており、ウエハチャック21をその下に移動してアライメント動作を行うので、ウエハチャック21は図2の紙面に垂直な方向に上記の距離よりさらに長い距離移動可能である。
In FIG. 2, the
ヘッドステージ支持機構の4個のモータ51はヘッドステージ用モータドライバ61により駆動され、ヘッドステージ用モータドライバ61は移動制御部62からの制御信号Hにより制御される。なお、移動制御部62は、コンピュータなどにより実現され、XY移動機構、Z・θ機構部など移動制御信号も出力する。
The four
次に、本発明の実施例のプローバにおけるプローブ接触動作を図3のフローチャートに基づいて説明する。 Next, the probe contact operation in the prober of the embodiment of the present invention will be described based on the flowchart of FIG.
プローブ接触動作を開始する前に、プローブ24の先端とウエハチャック21の表面が平行になるように、ヘッドステージ支持機構によりヘッドステージの傾きが調整されているものとする。さらに、検査するウエハWをウエハチャック21上に載置すると、アライメント動作などが行われ、ウエハWの電極とプローブ24の位置関係が求められ、Z・θ機構部20によりウエハチャック21を回転させて、ウエハW上の電極の配列とプローブ24の配列が一致するように調整されているものとする。
It is assumed that the head stage tilt is adjusted by the head stage support mechanism so that the tip of the
ステップ101では、接触させる電極が対応するプローブ24の直下に位置するように、XY移動機構によりウエハチャック21を移動する。
In
ステップ102では、Z・θ機構部によるウエハチャック21のZ方向の移動、すなわちウエハチャック21の上昇を開始する。
In
ステップ103では、ウエハチャック21がZ方向の所定位置に到達すると、Z方向の移動を停止する。このZ方向の移動は、プローブ24がウエハWに接触した後さらに第1のオーバードライブ量だけ移動することにより、所定位置に到達するように行われる。第1のオーバードライブ量は、プローブと電極の接触による荷重がZ移動機構の移動時の耐荷重を超えない範囲で適宜設定される。この場合の移動量は、アライメントカメラ及びプローブカメラで検出されたウエハ表面とプローブ24の先端の高さから決定しても、プローブ24がウエハWに接触したことを検出した後Z移動機構により所定量だけZ方向に移動するようにしてもよい。
In step 103, when the wafer chuck 21 reaches a predetermined position in the Z direction, the movement in the Z direction is stopped. The movement in the Z direction is performed so as to reach a predetermined position by further moving the first overdrive amount after the
ステップ101から103までの移動は、プローブと電極の接触による荷重が印加されないので、ギアで大幅に減速する必要はなく、高速に行える。
The movement from
ステップ104では、ヘッドステージ支持機構により、ヘッドステージ13のZ方向の移動、すなわちヘッドステージ13の降下を開始する。
In
ステップ105では、ヘッドステージ13がZ方向の所定位置まで移動した時点で移動を停止する。
In step 105, the movement is stopped when the
ステップ104及び105の移動量は、電極がプローブに接触した後の所望のオーバードライブ量から、上記の第1のオーバードライブ量を減じた第2のオーバードライブ量である。ステップ104及び105の移動は、低速の移動であるが、移動量が微小であるので、短時間に終了する。
The amount of movement in
以上、本発明の実施例を説明したが、各種の変形例が可能であるのはいうまでもない。例えば、実施例ではヘッドステージ支持機構に送りネジ機構を用いたが、ピエゾ素子を利用した移動機構で実現することも可能である。また、ヘッドステージ支持機構の連結部をユニバーサルジョイントで実現してもよい。 As mentioned above, although the Example of this invention was described, it cannot be overemphasized that various modifications are possible. For example, although the feed screw mechanism is used as the head stage support mechanism in the embodiment, it can also be realized by a moving mechanism using a piezo element. Moreover, you may implement | achieve the connection part of a head stage support mechanism with a universal joint.
本発明は、プローバであればどのようなプローバにも適用可能である。 The present invention is applicable to any prober as long as it is a prober.
11 ベース部材
12 支柱
13 ヘッドステージ
22 カードホルダ
23 プローブカード
24 プローブ
30 テスタ
51 モータ
52 ギア
54 送りネジ機構
56 ガイド
57 連結部材
W ウエハ
DESCRIPTION OF
Claims (3)
前記ウエハを保持するウエハチャックと、
前記ウエハチャックを、前記ウエハチャックの表面に平行なX軸及びY軸方向に移動するXY移動機構と、
前記ウエハチャックを、前記ウエハチャックの表面に垂直なZ軸方向に移動するZ移動機構と、
前記デバイスの複数の電極に接触して前記電極を前記テスタの端子に接続する複数のプローブを有するプローブカードを保持するヘッドステージと、
を備えるプローバであって、
前記ヘッドステージを複数の点で支持し、前記ヘッドステージの前記ウエハチャックの表面に対する傾きを変化させると共に、前記ヘッドステージを前記ウエハチャックの表面に対して移動するヘッドステージ支持機構を備え、
前記プローブカードの前記複数のプローブに、前記ウエハチャックに保持された前記ウエハの複数の電極を接触させる時には、前記XY移動機構により前記電極が前記プローブの直下に位置するように移動した後、前記Z移動機構により前記ウエハチャックを移動して前記電極が前記プローブに接触した所定位置まで移動し、その後前記ヘッドステージ支持機構により前記ヘッドステージを移動して、前記複数のプローブが前記複数の電極に所定範囲の接触圧で接触するようにすることを特徴とするプローバ。 A prober for connecting a plurality of terminals of the tester to a plurality of electrodes of the device in order to inspect the device formed on the wafer by a tester,
A wafer chuck for holding the wafer;
An XY movement mechanism for moving the wafer chuck in the X-axis and Y-axis directions parallel to the surface of the wafer chuck;
A Z movement mechanism for moving the wafer chuck in a Z-axis direction perpendicular to the surface of the wafer chuck;
A head stage holding a probe card having a plurality of probes that contact a plurality of electrodes of the device and connect the electrodes to terminals of the tester;
A prober comprising:
A head stage support mechanism for supporting the head stage at a plurality of points, changing the inclination of the head stage relative to the surface of the wafer chuck, and moving the head stage relative to the surface of the wafer chuck;
When the plurality of electrodes of the wafer held by the wafer chuck are brought into contact with the plurality of probes of the probe card, the XY movement mechanism moves the electrodes so that the electrodes are located immediately below the probes, The wafer chuck is moved by a Z movement mechanism to move the electrode to a predetermined position where it contacts the probe, and then the head stage is moved by the head stage support mechanism, so that the plurality of probes become the plurality of electrodes. A prober that makes contact with a contact pressure within a predetermined range.
前記ウエハを保持したウエハチャックを、前記電極が前記プローブの直下に位置するように移動し、
前記ウエハチャックを前記電極が前記プローブに接触した所定位置まで移動し、
前記複数のプローブが前記複数の電極に所定範囲の接触圧で接触するように、前記ヘッドステージを移動する、ことを特徴とするプローブ接触方法。 A probe contact method for contacting a plurality of probes of a probe card, to which a plurality of terminals of the tester are connected, with a plurality of electrodes of the device, in order to inspect the device formed on the wafer with a tester,
Move the wafer chuck holding the wafer so that the electrode is located directly under the probe,
Moving the wafer chuck to a predetermined position where the electrode contacts the probe;
The probe contact method, wherein the head stage is moved so that the plurality of probes come into contact with the plurality of electrodes with a contact pressure within a predetermined range.
前記プローブカードの前記複数のプローブに、前記ウエハチャックに保持された前記ウエハの複数の電極を接触させる時には、
前記XY移動機構により、前記電極が前記プローブの直下に位置するように、前記ウエハチャックを移動し、
前記Z移動機構により、前記電極が前記プローブに接触した所定位置まで前記ウエハチャックを移動し、
前記ヘッドステージ支持機構により、前記複数のプローブが前記複数の電極に所定範囲の接触圧で接触するように、前記ヘッドステージを移動することを特徴とするプログラム。 A wafer chuck for holding a wafer, an XY movement mechanism for moving the wafer chuck in the X-axis and Y-axis directions parallel to the surface of the wafer chuck, and a Z-axis perpendicular to the surface of the wafer chuck Head stage for holding a probe card having a plurality of probes that contact a plurality of electrodes of a device formed on a wafer and connect the plurality of electrodes to a plurality of terminals of a tester And a head stage support mechanism that supports the head stage at a plurality of points, changes the inclination of the head stage relative to the surface of the wafer chuck, and moves the head stage relative to the surface of the wafer chuck; An XY movement mechanism, a Z movement mechanism, and a movement control unit for controlling the head stage support mechanism. In that prober, a program for operating the computer constituting the moving control unit,
When contacting the plurality of electrodes of the wafer held by the wafer chuck to the plurality of probes of the probe card,
The wafer chuck is moved by the XY moving mechanism so that the electrode is located immediately below the probe,
By the Z moving mechanism, the wafer chuck is moved to a predetermined position where the electrode contacts the probe,
A program characterized in that the head stage is moved by the head stage support mechanism so that the plurality of probes are in contact with the plurality of electrodes with a contact pressure within a predetermined range.
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