JP2013175572A - Probe device and parallelism adjustment mechanism of probe card - Google Patents

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収司 秋山
Nobuhiro Kameda
修宏 亀田
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a probe device, capable of precisely maintaining parallelism between a probe card and a semiconductor wafer, and a parallelism adjustment mechanism of a probe card.SOLUTION: A probe device 10 causes a plurality of probes 12A disposed on a probe card 12 to contact to a substrate W to be subjected for electrical inspection. It includes a placement stage 11 on which the substrate W is placed, a head plate 15 which holds the probe card 12 above the placement stage 11, four support posts 16 for supporting the head plate 15 by four corners, a lift mechanism 17 which is disposed at least at three points among the support posts 16, and raises/lowers the head plate 15 for adjusting parallelism between the probe card 12 and the substrate W on the placement stage 11, and a releasable brake mechanism 20 which is disposed at least at one point among arrangement parts of the lift mechanism 17, to apply brake when raising/lowering of the head plate.

Description

本発明は、プローブ装置及びプローブカードの平行調整機構に関する。   The present invention relates to a probe device and a parallel adjustment mechanism for a probe card.

従来から、半導体デバイスの製造工程では、半導体ウエハに形成された半導体デバイスにプローブカードに配設された多数のプローブを接触させて電気的な特性の検査を行うプローブ装置が用いられている。また、このようなプローブ装置においては、多数のプローブを半導体ウエハ上に形成された全ての半導体デバイスに同時に一括して接触させて検査するよう構成されたものもある。   2. Description of the Related Art Conventionally, in a semiconductor device manufacturing process, a probe apparatus that performs electrical characteristic inspection by bringing a large number of probes disposed on a probe card into contact with a semiconductor device formed on a semiconductor wafer has been used. Some of such probe apparatuses are configured to inspect a plurality of probes by simultaneously bringing them into contact with all the semiconductor devices formed on the semiconductor wafer.

上記プローブ装置では、多数のプローブを半導体ウエハに形成された半導体デバイスに均一な針圧で接触させる必要がある。このため、プローブカードと半導体ウエハとの平行度を精度良く保つ必要があり、プローブカードが固定されたヘッドプレートを複数箇所に配設した駆動機構によって昇降させ、プローブカードと半導体ウエハの平行度を調整する平行調整機構を備えたものが知られている(例えば、特許文献1参照)。   In the above probe apparatus, it is necessary to bring a large number of probes into contact with a semiconductor device formed on a semiconductor wafer with uniform needle pressure. For this reason, it is necessary to keep the parallelism between the probe card and the semiconductor wafer with high accuracy, and the head plate to which the probe card is fixed is moved up and down by a driving mechanism disposed at a plurality of locations, so that the parallelism between the probe card and the semiconductor wafer is increased. One having a parallel adjustment mechanism for adjustment is known (for example, see Patent Document 1).

特開2006−317302号公報JP 2006-317302 A

プローブ装置においては、載置台上に載置された半導体ウエハを上昇させてプローブカードのプローブに接触させる際に、例えば、下側から上側に向けて100kgf以上のコンタクト荷重をかけて半導体ウエハをプローブに接触させる場合がある。一方、上述したように駆動機構によってヘッドプレートを昇降させる構成とした場合、駆動機構を介さずに直接機械的にヘッドプレートが固定されている場合に比べて駆動機構が介在する分その剛性が低下する。このため、載置台を上昇させて下側から上側に向けてコンタクト荷重をかけた際の変位量が多くなり、またこの変位量が不均一になるためプローブカードと半導体ウエハの平行度が低下してしまうという問題があった。   In the probe apparatus, when the semiconductor wafer placed on the placing table is raised and brought into contact with the probe of the probe card, for example, a contact load of 100 kgf or more is applied from the lower side to the upper side to probe the semiconductor wafer. May come into contact. On the other hand, when the head plate is moved up and down by the drive mechanism as described above, the rigidity is reduced by the amount of the drive mechanism, compared to the case where the head plate is mechanically fixed directly without using the drive mechanism. To do. For this reason, the amount of displacement increases when the mounting table is lifted and a contact load is applied from the lower side to the upper side, and the parallelism between the probe card and the semiconductor wafer decreases due to the uneven amount of displacement. There was a problem that.

本発明は、上記従来の事情に対処してなされたもので、プローブカードの平行度を調整するための駆動機構の部分の剛性の低下を抑制することができ、プローブカードと半導体ウエハの平行度を精度よく維持することのできるプローブ装置及びプローブカードの平行調整機構を提供することを目的としている。   The present invention has been made in response to the above-described conventional circumstances, and can suppress a decrease in rigidity of a portion of a drive mechanism for adjusting the parallelism of the probe card, and the parallelism between the probe card and the semiconductor wafer. It is an object of the present invention to provide a probe device and a probe card parallel adjustment mechanism capable of maintaining the accuracy with high accuracy.

本発明のプローブ装置の一態様は、プローブカードに配設された複数のプローブを、被検査基板に接触させて電気的な検査を行うプローブ装置であって、前記被検査基板が載置される載置台と、前記載置台の上方に前記プローブカードを保持するヘッドプレートと、前記ヘッドプレートを四隅で支持する4つの支持柱と、前記支持柱のうちの少なくとも3箇所に配設され、前記ヘッドプレートを昇降させて、前記プローブカードと前記載置台上の前記被検査基板との平行度を調整する昇降機構と、前記昇降機構の配置部位のうち少なくとも1箇所に配設され、前記ヘッドプレートの昇降にブレーキをかける解除可能なブレーキ機構とを具備したことを特徴とする。   One aspect of the probe apparatus of the present invention is a probe apparatus that performs electrical inspection by bringing a plurality of probes arranged on a probe card into contact with a substrate to be inspected, on which the substrate to be inspected is placed. A mounting table; a head plate for holding the probe card above the mounting table; four support columns for supporting the head plate at four corners; and at least three of the support columns; An elevator mechanism that raises and lowers a plate to adjust parallelism between the probe card and the substrate to be inspected on the mounting table; and And a releasable brake mechanism that applies a brake to ascend and descend.

本発明のプローブカードの平行調整機構の一態様は、プローブカードが装着されたヘッドプレートを四隅で支持する4つの支持柱のうちの少なくとも3つの支持柱と前記ヘッドプレートの間に介在する昇降機構を有し、前記プローブカードとその下方に配置された載置台上の被検査基板との平行度を調整するプローブカードの平行調整機構であって、前記昇降機構の配置部位のうち少なくとも1箇所に配設され、前記ヘッドプレートの昇降にブレーキをかける解除可能なブレーキ機構を具備したことを特徴とする。   One aspect of the parallel adjustment mechanism of the probe card according to the present invention is an elevating mechanism interposed between at least three of the four support columns that support the head plate on which the probe card is mounted at four corners and the head plate. A probe card parallel adjustment mechanism that adjusts the parallelism between the probe card and a substrate to be inspected disposed below the probe card, and at least one of the arrangement parts of the elevating mechanism And a releasable brake mechanism that brakes the lifting and lowering of the head plate.

本発明によれば、プローブカードの平行度を調整するための駆動機構の部分の剛性の低下を抑制することができ、プローブカードと半導体ウエハの平行度を精度よく維持することのできるプローブ装置及びプローブカードの平行調整機構を提供することができる。   ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the probe apparatus which can suppress the fall of the rigidity of the part of the drive mechanism for adjusting the parallelism of a probe card, can maintain the parallelism of a probe card and a semiconductor wafer accurately, and A parallel adjustment mechanism of the probe card can be provided.

本発明の一実施形態に係るプローブ装置の要部構成を示す図。The figure which shows the principal part structure of the probe apparatus which concerns on one Embodiment of this invention. 図1のプローブ装置の上面構成を示す図。The figure which shows the upper surface structure of the probe apparatus of FIG. 図1のプローブ装置の昇降機構の構成を示す図。The figure which shows the structure of the raising / lowering mechanism of the probe apparatus of FIG. 図1のプローブ装置のブレーキ機構の配置部分の構成を示す図。The figure which shows the structure of the arrangement | positioning part of the brake mechanism of the probe apparatus of FIG. 図1のプローブ装置のブレーキ機構の配置部分の構成を示す図。The figure which shows the structure of the arrangement | positioning part of the brake mechanism of the probe apparatus of FIG. 図1のプローブ装置のブレーキ機構の構成を示す図。The figure which shows the structure of the brake mechanism of the probe apparatus of FIG. 図1のプローブ装置のブレーキ機構の構成を示す図。The figure which shows the structure of the brake mechanism of the probe apparatus of FIG. 図1のプローブ装置の動作を示すフローチャート。The flowchart which shows operation | movement of the probe apparatus of FIG. 距離の測定ポイントを説明するための図。The figure for demonstrating the measurement point of distance.

以下、本発明の実施形態を、図面を参照して説明する。   Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.

図1及び図2に示すように、本実施形態に係るプローブ装置10は、被検査基板としての半導体ウエハWが載置される移動可能な載置台(ウエハチャック)11を具備しており、ウエハチャック11の上方には、多数のプローブ12Aが配設されたプローブカード12が配置されている。このプローブカード12は、ヘッドプレート15の下面に固定されたカードクランプ機構14により、カードホルダ13を介して固定されている。ヘッドプレート15は、板状に一体に構成されており、高い剛性を備えている。   As shown in FIGS. 1 and 2, a probe apparatus 10 according to this embodiment includes a movable mounting table (wafer chuck) 11 on which a semiconductor wafer W as a substrate to be inspected is mounted. Above the chuck 11, a probe card 12 on which a large number of probes 12A are arranged is arranged. The probe card 12 is fixed via a card holder 13 by a card clamp mechanism 14 fixed to the lower surface of the head plate 15. The head plate 15 is integrally formed in a plate shape and has high rigidity.

ヘッドプレート15は、その四隅において支持柱16によって支持されており、これらの支持柱16のヘッドプレート15との接続部位のうち、少なくとも3箇所には昇降機構17が配設されている。本実施形態では、昇降機構17は、ヘッドプレート15の四隅のうち、前方2箇所(図2中左側)と後方1箇所(図2中右側の上側)の合計3箇所に配設されている。残りの後方1箇所においては、ヘッドプレート15は、支持柱16に、一定の高さで傾斜可能に支持されている。なお、昇降機構17は、全ての支持柱16のヘッドプレート15との接続部位、すなわち4箇所に配設してもよい。   The head plate 15 is supported by support pillars 16 at its four corners, and lift mechanisms 17 are disposed at at least three of the connection parts of the support pillars 16 to the head plate 15. In the present embodiment, the elevating mechanism 17 is disposed at a total of three locations, two front positions (left side in FIG. 2) and one rear position (upper right side in FIG. 2). In the remaining one rear portion, the head plate 15 is supported by the support column 16 so as to be inclined at a certain height. Note that the lifting mechanism 17 may be disposed at the connection portions of all the support columns 16 with the head plate 15, that is, at four locations.

また、図2、図4、図5等に示すように、上記した3つの昇降機構17が配設された部位のうち、少なくとも1箇所には、ヘッドプレート15の昇降にブレーキをかけるための解除可能なブレーキ機構20が配設されている。本実施形態では、後方側に配設された昇降機構17の部位にブレーキ機構20が配設されている。   Also, as shown in FIGS. 2, 4, 5, etc., at least one of the portions where the three lifting mechanisms 17 are disposed is released to brake the lifting of the head plate 15. A possible brake mechanism 20 is arranged. In the present embodiment, the brake mechanism 20 is disposed at the part of the lifting mechanism 17 disposed on the rear side.

図1に示すように、プローブカード12は、接続リングRを介して図示しないテスターのテストヘッドに接続され、プローブカード12を介してテスターから半導体ウエハW上に形成された半導体デバイスに検査用の信号を供給し、半導体デバイスからの出力信号をテスターで測定して半導体デバイスの電気的な特性の検査を行うように構成されている。   As shown in FIG. 1, the probe card 12 is connected to a test head of a tester (not shown) via a connection ring R, and a semiconductor device formed on the semiconductor wafer W is used for inspection from the tester via the probe card 12. A signal is supplied, and an output signal from the semiconductor device is measured by a tester to inspect the electrical characteristics of the semiconductor device.

本実施形態において、平行調整機構は、ヘッドプレート15の四隅のうちの3箇所の支持柱16の間にそれぞれ介在する3つの昇降機構17と、1つのブレーキ機構20とによって構成され、これらの昇降機構17及びブレーキ機構20を用いてプローブカード12とウエハチャック11上のウエハWとの平行度を調整する。この際、プローブカード12とウエハWの平行度は、容量センサやレーザー測長器等の測定機器を用いて測定される。   In the present embodiment, the parallel adjustment mechanism is constituted by three lifting mechanisms 17 and one brake mechanism 20 respectively interposed between the three support pillars 16 in the four corners of the head plate 15. The parallelism between the probe card 12 and the wafer W on the wafer chuck 11 is adjusted using the mechanism 17 and the brake mechanism 20. At this time, the parallelism between the probe card 12 and the wafer W is measured using a measuring device such as a capacitance sensor or a laser length measuring device.

図3に示すように、昇降機構17は、いずれも全体として略矩形状のブロック状に形成されおり、各昇降機構17は、それぞれの下面で支持柱16の上面に固定されていると共に、それぞれの上面でヘッドプレート15にそれぞれ連結されている。   As shown in FIG. 3, all of the elevating mechanisms 17 are formed in a substantially rectangular block shape as a whole, and each elevating mechanism 17 is fixed to the upper surface of the support column 16 on each lower surface, Are connected to the head plate 15 respectively.

昇降機構17は、図3(a)に示すように、支持柱16(図1参照。)の上面に固定された基体17Bと、基体17B上面に沿って移動可能に配置された傾斜面を有する移動体17Cと、ヘッドプレート15に締結部材17D(図2参照。)によって連結され且つ移動体17Cの傾斜面に沿って昇降可能に配置された傾斜面を有する昇降体17Eと、移動体17Cを支持柱16の上面に沿って移動させる駆動機構17Fと、を備えている。そして、駆動機構17Fが制御装置の制御下で駆動され、移動体17Cを前後方向へ(図3(a)では左右方向)に所定の寸法だけ移動させることにより、昇降体17Eが移動体17Cの傾斜面を介して所定の寸法だけ昇降するように構成されている。制御装置は、測定機器の測定結果に基づいて駆動機構17Fを制御するようになっている。   As shown in FIG. 3A, the elevating mechanism 17 has a base body 17B fixed to the upper surface of the support column 16 (see FIG. 1), and an inclined surface arranged to be movable along the upper surface of the base body 17B. The moving body 17C includes a moving body 17C, an elevating body 17E that is connected to the head plate 15 by a fastening member 17D (see FIG. 2) and has an inclined surface that can be moved up and down along the inclined surface of the moving body 17C. And a drive mechanism 17F that moves along the upper surface of the support column 16. Then, the drive mechanism 17F is driven under the control of the control device, and the moving body 17C is moved by a predetermined dimension in the front-rear direction (left-right direction in FIG. 3A), whereby the elevating body 17E is moved to the moving body 17C. It is configured to move up and down by a predetermined dimension via the inclined surface. The control device controls the drive mechanism 17F based on the measurement result of the measuring device.

移動体17C及び昇降体17Eは、いずれも側面形状が略台形状とされ、それぞれの傾斜面が互いに係合して支持柱16上に納まる矩形状のブロック体として構成されている。そして、それぞれの互いに対向する前後左右の平行面が支持柱16の側面と実質的に一致し、上下の両面が支持柱16の上面及びヘッドプレート15の下面に固定されている。検査装置10の後方(図1では右側)に位置する昇降体17Eは、上端部が検査装置10の正面側(図1では左側)へ延設されて、庇状とされた庇状部17Nを有している。   Each of the moving body 17C and the lifting body 17E has a substantially trapezoidal side shape, and is configured as a rectangular block body in which the inclined surfaces engage with each other and fit on the support column 16. The front, back, left, and right parallel surfaces that face each other substantially coincide with the side surfaces of the support column 16, and the upper and lower surfaces are fixed to the upper surface of the support column 16 and the lower surface of the head plate 15. The elevating body 17E located behind the inspection apparatus 10 (on the right side in FIG. 1) has an upper end portion extending to the front side (the left side in FIG. 1) of the inspection apparatus 10 to form a bowl-shaped portion 17N having a bowl shape. Have.

図3(a)に示すように、移動体17Cを移動させる駆動機構17Fは、移動体17Cの前後方向に形成された雌ネジと螺合するボールネジ17Gと、ボールネジ17Gを駆動するモータ17Hと、を有し、移動体17Cを基体17Bの上面に沿って前後方向へ移動させる。基体17Bと移動体17Cの間には、第1移動案内機構17Iが設けられ、この第1移動案内機構17Iを介して移動体17Cが基体17B上で前後方向へ円滑に移動するようになっている。   As shown in FIG. 3A, a drive mechanism 17F that moves the moving body 17C includes a ball screw 17G that engages with a female screw formed in the front-rear direction of the moving body 17C, a motor 17H that drives the ball screw 17G, The moving body 17C is moved in the front-rear direction along the upper surface of the base body 17B. A first movement guide mechanism 17I is provided between the base body 17B and the moving body 17C, and the moving body 17C moves smoothly in the front-rear direction on the base body 17B via the first movement guide mechanism 17I. Yes.

また、移動体17Cの傾斜面と昇降体17Eの傾斜面の間には、第2移動案内機構17Jが設けられ、この第2移動案内機構17Jを介して昇降体17Eが移動体17Cの傾斜面に沿って前後方向へ移動して円滑に昇降するようになっている。これらの第1、第2移動案内機構17I、17Jは、図3(b)に示すように、いずれも少なくとも二列のクロスローラを有し、それぞれのリニアガイドに沿って移動するようになっている。これによって、耐荷重性に優れ、高荷重下でも円滑に移動案内することができる。   A second movement guide mechanism 17J is provided between the inclined surface of the moving body 17C and the inclined surface of the elevating body 17E, and the elevating body 17E is inclined to the inclined surface of the moving body 17C via the second movement guide mechanism 17J. It moves up and down along the direction and moves up and down smoothly. As shown in FIG. 3B, each of the first and second movement guide mechanisms 17I and 17J has at least two rows of cross rollers and moves along the respective linear guides. Yes. Thereby, it is excellent in load resistance and can be smoothly guided to move even under high loads.

基体17Bには、昇降体17Eを昇降案内する昇降案内機構17Kが、モータ17Hと昇降体17Eとの間に位置するように配設されている。この昇降案内機構17Kは、基体17B上に立設されたリニアガイド17Lと、リニアガイド17Lと少なくとも二列のクロスローラ(図3(b)参照)を介して係合し、リニアガイド17Lに従って昇降体17Eを昇降案内する係合体17Mと、を有している。したがって、昇降体17Eは、移動体17Cが駆動機構17Fを介して前後に移動することにより、少なくとも二列のクロスローラを有する昇降案内機構17Kを介して昇降するようになっている。   On the base body 17B, an elevating guide mechanism 17K for elevating and lowering the elevating body 17E is disposed between the motor 17H and the elevating body 17E. The lifting guide mechanism 17K is engaged with the linear guide 17L standing on the base body 17B, and the linear guide 17L via at least two rows of cross rollers (see FIG. 3B), and is lifted and lowered according to the linear guide 17L. And an engaging body 17M that guides the body 17E up and down. Therefore, the elevating body 17E moves up and down via the elevating guide mechanism 17K having at least two rows of cross rollers as the moving body 17C moves back and forth via the drive mechanism 17F.

ブレーキ機構20は、図4、図5に示すように、昇降体17Eに固定用治具21によって垂直に固定されたシャフト22と、このシャフト22を把持する把持機構23と、把持機構23を支持柱16に固定するためのベース24と、把持機構23への圧縮空気の供給を制御するための電磁弁25を具備している。把持機構23は、図6、図7に示すように、筺体30を具備しており、この筺体30内には、ブレーキメタル31とピストン32が収容されている。   As shown in FIGS. 4 and 5, the brake mechanism 20 supports a shaft 22 that is vertically fixed to the elevating body 17 </ b> E by a fixing jig 21, a gripping mechanism 23 that grips the shaft 22, and a gripping mechanism 23. A base 24 for fixing to the column 16 and an electromagnetic valve 25 for controlling the supply of compressed air to the gripping mechanism 23 are provided. As shown in FIGS. 6 and 7, the gripping mechanism 23 includes a housing 30, and a brake metal 31 and a piston 32 are accommodated in the housing 30.

ブレーキメタル31は、上方から見た時に、中央部に円形の空隙31Aを有し一方が開放部31Bとされた略U字状の形状を有しており、中央部の円形の空隙31A内にシャフト22を収容して把持する構成となっている。また、ピストン32は、くさび状の挿入部33を有しており、この挿入部33をブレーキメタル31の開放部31B内に挿脱することによって、ブレーキメタル31によるシャフト22の把持及び開放を行う構成となっている。   When viewed from above, the brake metal 31 has a substantially U-shape having a circular gap 31A in the center and one open part 31B. The brake metal 31 has a circular gap 31A in the center. The shaft 22 is accommodated and gripped. The piston 32 has a wedge-shaped insertion portion 33. By inserting and removing the insertion portion 33 into and from the opening portion 31B of the brake metal 31, the shaft 22 is gripped and released by the brake metal 31. It has a configuration.

ブレーキメタル31によってシャフト22が把持されている状態では、ヘッドプレート15の昇降にブレーキがかかった状態となる。一方、ブレーキメタル31によるシャフト22の把持が開放された状態では、ブレーキが解除された状態となる。ピストン32は、筺体30のピストン32の裏面側(図6、図7中上側)に配設されたブレーキ開放ポート34から圧縮空気等を導入することによって、図6に矢印で示すように、図6中下方へ向けて駆動する構成となっている。   In a state where the shaft 22 is gripped by the brake metal 31, the head plate 15 is lifted and lowered. On the other hand, when the grip of the shaft 22 by the brake metal 31 is released, the brake is released. As shown by the arrow in FIG. 6, the piston 32 is introduced by introducing compressed air or the like from a brake release port 34 disposed on the back side of the piston 32 of the housing 30 (upper side in FIGS. 6 and 7). 6 is configured to drive downward in the middle.

なお、図6は、ブレーキ開放ポート34から圧縮空気等を導入し、ピストン32の挿入部33をブレーキメタル31の開放部31B内に挿入してシャフト22を開放した状態を示している。また、図7は、圧縮空気を排出し、ピストン32の挿入部33をブレーキメタル31の開放部31B内から引き抜いてシャフト22をブレーキメタル31によって把持した状態を示している。   FIG. 6 shows a state in which compressed air or the like is introduced from the brake release port 34, the insertion portion 33 of the piston 32 is inserted into the release portion 31B of the brake metal 31, and the shaft 22 is opened. 7 shows a state in which the compressed air is discharged, the insertion portion 33 of the piston 32 is pulled out from the open portion 31B of the brake metal 31, and the shaft 22 is gripped by the brake metal 31.

次に、動作について説明する。まず、ウエハWの検査を行うために、プローブカード12をカードクランプ機構14に装着する。プローブカード12を装着したままではプローブカード12とウエハチャック11上のウエハWとが平行になっているとは限らない。そこで、プローブカード12のアライメントを行う。   Next, the operation will be described. First, in order to inspect the wafer W, the probe card 12 is mounted on the card clamp mechanism 14. With the probe card 12 mounted, the probe card 12 and the wafer W on the wafer chuck 11 are not always parallel. Therefore, the probe card 12 is aligned.

図8のフローチャートに示すように、プローブカード12のアライメントでは、測定機器を用いてプローブカード(P.C)12とウエハWの平行度を測定する(ステップ701)。即ち、この測定機器を用いてプローブカード12とウエハW間の距離を複数箇所で測定し、ウエハチャック11上のウエハWに対するプローブカード12の傾きを測定する。測定機器の測定結果は制御装置に送信される。   As shown in the flowchart of FIG. 8, in the alignment of the probe card 12, the parallelism between the probe card (PC) 12 and the wafer W is measured using a measuring device (step 701). That is, the distance between the probe card 12 and the wafer W is measured at a plurality of locations using this measuring device, and the inclination of the probe card 12 with respect to the wafer W on the wafer chuck 11 is measured. The measurement result of the measuring device is transmitted to the control device.

制御装置は、測定結果に基づいて複数箇所で測定した距離の差が所定値以内であるかを判断する(ステップ702)。   The control device determines whether or not the difference between the distances measured at a plurality of locations is within a predetermined value based on the measurement result (step 702).

そして、距離の差が所定値以内でない場合は、圧縮空気をオンとして、ブレーキ機構20のブレーキ開放ポート34から圧縮空気を導入し、ピストン32の挿入部33をブレーキメタル31の開放部31B内に挿入してブレーキ機構20によるブレーキを解除する(ステップ703)。   If the distance difference is not within the predetermined value, the compressed air is turned on, the compressed air is introduced from the brake release port 34 of the brake mechanism 20, and the insertion portion 33 of the piston 32 is inserted into the release portion 31 </ b> B of the brake metal 31. Insert and release the brake by the brake mechanism 20 (step 703).

次に、いずれかの昇降機構17の駆動機構17Fに制御信号を送信し、駆動機構17Fを個別に制御する(ステップ704)。これによって、各駆動機構17Fが駆動し、それぞれの移動体17Cが第1移動案内機構17Iを介して所定寸法だけ移動する。これに伴って、各昇降体17Eが第2移動案内機構17Jを介して所定寸法だけ昇降し、昇降体17Eがヘッドプレレート15を所定の寸法だけ昇降させてヘッドプレート15の傾斜具合を調整し、プローブカード12とウエハチャック11上のウエハWを平行にする。   Next, a control signal is transmitted to the drive mechanism 17F of any one of the elevating mechanisms 17, and the drive mechanism 17F is individually controlled (step 704). Accordingly, each drive mechanism 17F is driven, and each moving body 17C moves by a predetermined dimension via the first movement guide mechanism 17I. Along with this, each elevating body 17E moves up and down by a predetermined dimension via the second movement guide mechanism 17J, and the elevating body 17E raises and lowers the head pre-rate 15 by a predetermined dimension to adjust the inclination of the head plate 15. The probe card 12 and the wafer W on the wafer chuck 11 are made parallel.

次に、圧縮空気をオフとして、ブレーキ機構20から圧縮空気を排出し、ピストン32の挿入部33をブレーキメタル31の開放部31B内から引き抜いてブレーキ機構20を作動状態とし、ブレーキをかけた状態とする(ステップ705)。   Next, the compressed air is turned off, the compressed air is discharged from the brake mechanism 20, the insertion portion 33 of the piston 32 is pulled out from the open portion 31 </ b> B of the brake metal 31, the brake mechanism 20 is activated, and the brake is applied (Step 705).

次に、ステップ701に戻り、測定機器を用いてプローブカード(P.C)12とウエハWの平行度を再度測定する。   Next, returning to step 701, the parallelism between the probe card (PC) 12 and the wafer W is measured again using a measuring instrument.

以上のステップを複数箇所で測定した距離の差が所定値以内となり、所定の平行度となるまで繰り返して行う。そして、複数箇所で測定した距離の差が所定値以内となった場合は、処理を終了する(ステップ706)。   The above steps are repeated until the difference in distance measured at a plurality of locations is within a predetermined value and reaches a predetermined parallelism. If the difference between the distances measured at a plurality of locations is within a predetermined value, the process is terminated (step 706).

上記工程において、平行度を見るためのプローブカード12とウエハW間の距離の測定は、例えば図9に示す測定ポイント1,2,3等の3箇所で行う。なお、図9では、下方がプローブ装置10の前方側、上方がプローブ装置10の後方側を示しており、後方側の測定ポイント1の近傍にブレーキ機構20が配設されている。   In the above process, the distance between the probe card 12 and the wafer W for viewing the parallelism is measured at three points such as measurement points 1, 2, 3 shown in FIG. In FIG. 9, the lower side indicates the front side of the probe device 10, and the upper side indicates the rear side of the probe device 10, and the brake mechanism 20 is disposed in the vicinity of the measurement point 1 on the rear side.

上記の測定ポイント1,2,3において、ウエハチャック11により、コンタクト荷重として160kgfの荷重を下側から上側に向けてかけた際の各ポイント1,2,3におけるヘッドプレート15の変位量を測定した。この結果、測定ポイント1の近傍にブレーキ機構20を有する本実施形態のプローブ装置10では、
測定ポイント1:13μm
測定ポイント2:9μm
測定ポイント3:14μm
となった。
At the measurement points 1, 2, and 3, the amount of displacement of the head plate 15 at each point 1, 2, and 3 when a load of 160 kgf is applied as a contact load from the lower side to the upper side by the wafer chuck 11 is measured. did. As a result, in the probe device 10 of the present embodiment having the brake mechanism 20 in the vicinity of the measurement point 1,
Measurement point 1: 13 μm
Measurement point 2: 9 μm
Measurement point 3: 14 μm
It became.

比較例として、ブレーキ機構20を有しないプローブ装置によって同様な測定を実施した。この結果、
測定ポイント1:17μm
測定ポイント2:9μm
測定ポイント3:14μm
となった。
As a comparative example, the same measurement was performed using a probe device without the brake mechanism 20. As a result,
Measurement point 1: 17 μm
Measurement point 2: 9 μm
Measurement point 3: 14 μm
It became.

以上の結果から、ブレーキ機構20の作用により、コンタクト荷重をかけた際のヘッドプレート15の変位量を抑制して変位量を均一化することができ、プローブカードと半導体ウエハの平行度を精度よく維持できることが分かった。なお、ブレーキ機構20を配設することによって、その部分の剛性を20〜30%程度向上させることができる。   From the above results, the action of the brake mechanism 20 can suppress the amount of displacement of the head plate 15 when a contact load is applied, thereby making the amount of displacement uniform, and the parallelism between the probe card and the semiconductor wafer can be accurately achieved. It turns out that it can be maintained. In addition, by providing the brake mechanism 20, the rigidity of the portion can be improved by about 20 to 30%.

なお、本発明は、上記実施形態に限定されるものではなく、各種の変形が可能であることは勿論である。   In addition, this invention is not limited to the said embodiment, Of course, various deformation | transformation are possible.

10……プローブ装置、11……ウエハチャック(載置台)、12……プローブカード、12A……プローブ、14……カードクランプ機構、15……ヘッドプレート、16……支持柱、17…… 昇降機構、17B……基体、17C……移動体、17D……締結部材、17E……昇降体、17F……駆動機構、17G……ボールネジ、17H……モータ、17I……第1移動案内機構、17J……第2移動案内機構、17K……昇降案内機構、17L……リニアガイド、17M……係合体、17N……庇状部、20……ブレーキ機構、21……固定用治具、22……シャフト、23……把持機構、24……ベース、25……電磁弁、30……筺体、31……ブレーキメタル、31A……円形の空隙、31B……開放部、32……ピストン、33……挿入部、34……ブレーキ開放ポート、W……半導体ウエハ。   DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 ... Probe apparatus, 11 ... Wafer chuck (mounting base), 12 ... Probe card, 12A ... Probe, 14 ... Card clamp mechanism, 15 ... Head plate, 16 ... Support pillar, 17 ... Elevating Mechanism, 17B: Base, 17C: Moving body, 17D: Fastening member, 17E: Lifting body, 17F: Drive mechanism, 17G: Ball screw, 17H: Motor, 17I: First movement guide mechanism, 17J: Second moving guide mechanism, 17K: Elevating guide mechanism, 17L: Linear guide, 17M: Engagement body, 17N: Hook-shaped part, 20: Brake mechanism, 21: Fixing jig, 22 ··· Shaft, 23 ··· Grip mechanism, 24 ··· Base, 25 ··· Solenoid valve, 30 ··················································· 3 3 ... Insertion part, 34 ... Brake release port, W ... Semiconductor wafer.

Claims (8)

プローブカードに配設された複数のプローブを、被検査基板に接触させて電気的な検査を行うプローブ装置であって、
前記被検査基板が載置される載置台と、
前記載置台の上方に前記プローブカードを保持するヘッドプレートと、
前記ヘッドプレートを四隅で支持する4つの支持柱と、
前記支持柱のうちの少なくとも3箇所に配設され、前記ヘッドプレートを昇降させて、前記プローブカードと前記載置台上の前記被検査基板との平行度を調整する昇降機構と、
前記昇降機構の配置部位のうち少なくとも1箇所に配設され、前記ヘッドプレートの昇降にブレーキをかける解除可能なブレーキ機構と
を具備したことを特徴とするプローブ装置。
A probe device that performs electrical inspection by bringing a plurality of probes arranged on a probe card into contact with a substrate to be inspected,
A mounting table on which the substrate to be inspected is mounted;
A head plate for holding the probe card above the mounting table;
Four support columns for supporting the head plate at four corners;
An elevating mechanism disposed at at least three of the support pillars, elevating the head plate, and adjusting parallelism between the probe card and the substrate to be inspected on the mounting table;
A probe device, comprising: a releasable brake mechanism that is disposed in at least one of the positions where the elevating mechanism is disposed and that applies a brake to elevate the head plate.
請求項1記載のプローブ装置であって、
前記ブレーキ機構は、
前記昇降機構に垂直に固定されたシャフトと、
前記支持柱に固定され前記シャフトを把持する把持機構と
を具備したことを特徴とするプローブ装置。
The probe device according to claim 1,
The brake mechanism is
A shaft fixed vertically to the lifting mechanism;
A probe device comprising: a gripping mechanism that is fixed to the support column and grips the shaft.
請求項1又は2記載のプローブ装置であって、
前記昇降機構は、前記ヘッドプレートの四隅のうち前方側2箇所及び後方側1箇所の合計3箇所に配設され、
前記ブレーキ機構は、後方側1箇所に配設された前記昇降機の配置部位に配設されている
ことを特徴とするプローブ装置。
The probe device according to claim 1 or 2,
The elevating mechanism is disposed at a total of three locations including two locations on the front side and one location on the rear side among the four corners of the head plate.
The said brake mechanism is arrange | positioned in the arrangement | positioning site | part of the said elevator provided in one place of the back side. Probe apparatus characterized by the above-mentioned.
請求項1〜3いずれか1項記載のプローブ装置であって、
前記昇降機構は、前記支持柱の上面に沿って移動可能に配置された傾斜面を有する移動体と、前記ヘッドプレートに連結され且つ前記移動体の傾斜面に沿って昇降可能に配置された昇降体と、前記移動体を前記支持柱の上面に沿って移動させる駆動機構と、を有することを特徴とするプローブ装置。
The probe device according to any one of claims 1 to 3,
The elevating mechanism includes a moving body having an inclined surface arranged to be movable along the upper surface of the support column, and an elevating mechanism connected to the head plate and arranged to be raised and lowered along the inclined surface of the moving body. A probe apparatus comprising: a body; and a drive mechanism that moves the movable body along an upper surface of the support column.
プローブカードが装着されたヘッドプレートを四隅で支持する4つの支持柱のうちの少なくとも3つの支持柱と前記ヘッドプレートの間に介在する昇降機構を有し、前記プローブカードとその下方に配置された載置台上の被検査基板との平行度を調整するプローブカードの平行調整機構であって、
前記昇降機構の配置部位のうち少なくとも1箇所に配設され、前記ヘッドプレートの昇降にブレーキをかける解除可能なブレーキ機構
を具備したことを特徴とするプローブカードの平行調整機構。
There is an elevating mechanism interposed between at least three of the four support pillars that support the head plate on which the probe card is mounted at the four corners and the head plate, and the probe card is disposed below the probe card. A probe card parallel adjustment mechanism for adjusting the parallelism with the substrate to be inspected on the mounting table,
A parallel adjustment mechanism for a probe card, comprising: a releasable brake mechanism that is disposed at least at one of the positions where the elevating mechanism is disposed and that brakes the elevating of the head plate.
請求項5記載のプローブカードの平行調整機構であって、
前記ブレーキ機構は、
前記昇降機構に垂直に固定されたシャフトと、
前記支持柱に固定され前記シャフトを把持する把持機構と
を具備したことを特徴とするプローブカードの平行調整機構。
A parallel adjustment mechanism for a probe card according to claim 5,
The brake mechanism is
A shaft fixed vertically to the lifting mechanism;
A parallel adjustment mechanism for a probe card, comprising: a holding mechanism that is fixed to the support column and holds the shaft.
請求項5又は6記載のプローブカードの平行調整機構であって、
前記昇降機構は、前記ヘッドプレートの四隅のうち前方側2箇所及び後方側1箇所の合計3箇所に配設され、
前記ブレーキ機構は、後方側1箇所に配設された前記昇降機の配置部位に配設されている
ことを特徴とするプローブカードの平行調整機構。
A parallel adjustment mechanism for a probe card according to claim 5 or 6,
The elevating mechanism is disposed at a total of three locations including two locations on the front side and one location on the rear side among the four corners of the head plate.
The parallel adjustment mechanism for a probe card, wherein the brake mechanism is disposed at a position where the elevator is disposed at one location on the rear side.
請求項5〜7いずれか1項記載のプローブカードの平行調整機構であって、
前記昇降機構は、前記支持柱の上面に沿って移動可能に配置された傾斜面を有する移動体と、前記ヘッドプレートに連結され且つ前記移動体の傾斜面に沿って昇降可能に配置された昇降体と、前記移動体を前記支持柱の上面に沿って移動させる駆動機構と、を有することを特徴とするプローブカードの平行調整機構。
A parallel adjustment mechanism for a probe card according to any one of claims 5 to 7,
The elevating mechanism includes a moving body having an inclined surface arranged to be movable along the upper surface of the support column, and an elevating mechanism connected to the head plate and arranged to be raised and lowered along the inclined surface of the moving body. A parallel adjustment mechanism for a probe card, comprising: a body; and a drive mechanism that moves the movable body along an upper surface of the support column.
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