JP2014106216A - プローブの針先と被検査体の電極との位置合わせカメラ - Google Patents

Abstract

【課題】半導体ウェハの電極位置検出および、プローブカードの針先検出の為にチャックを、半導体ウェハとプローブカードの大きさ和の距離だけ移動させていた。これを半導体ウェハの試験に必要な距離だけチャックを動かすことを可能にするプローブの針先と被検査体の電極との位置合わせカメラを提供する。
【解決手段】プローバーの検査ステージ２２とは別に、半導体ウェハ１２の電極位置を検出する撮像装置３０と、プローブ針先３８の位置を検出する撮像装置３２を移動させるカメラステージ５０を用意することにより、半導体ウェハを移動させることなく、半導体ウェハの電極位置検出および、プローブカード２６の針先検出を行い、位置合わせを行う。
【選択図】図３

Description

本発明は、プローブ針先と被検査体の電極の位置合わせに使用するカメラの位置に関する発明である。

複数の集積回路が形成された半導体ウエーハのような被検査体は、各集積回路が仕様書通りの機能を有するか否かの通電試験をされる。この種の通電試験は、一般に、被検査体の電極に個々に対応された複数のプローブを有するプローブカードを用いるプローバ（検査装置）を用いて行われる。各プローブは、対応する電極に押圧される先端すなわち針先を有する。

プローバは、一般に、プローブカード及び被検査体を、それぞれ、それらの相対的位置関係が許容範囲内となるように、取り付けるための位置決めピンやストッパのような位置決め部材及びステージのような位置決め機構を備えている。

プローブ位置を検出するには被検査体を保持する検査ステージに取り付けられたカメラを使用している。また被検査体の電極位置を検出するにはプローブカードを保持するベースプレートに取り付けられているカメラを使用している。両者からの位置情報を基に位置決めを行っている。

一方、近年製造技術の進歩によって、被検査体の寸法が大きくなっている。被検査体である半導体ウエハが３００ｍｍφを超えて大口径化するに連れて、検査装置が大型し、検査装置が高コスト化すると共にクリーンルーム内の専有面積が急激に拡大し、さらに高コスト化している。

また被検査体の寸法が大きくなるのに加え、素子の微細化により検査電極の数も増えている。このため電極を接続する為に必要とされる検査ステージをプローブカードに押しつける力も増加している。そのため検査ステージの重量も増加し、これを精度よく長い距離を移動させることにコストがさらに上昇する。

図２に従来の検査ステージが移動する範囲を示す。検査ステージに取り付けられているカメラはプローブ位置を検出するため、プローブが存在する範囲に移動できなければならない。カメラは検査ステージに取り付けられているので、移動するエリアとして、最低でも被検査物の二倍の距離、四倍の面積が必要となる。

特開２００７−９５９９３

上記従来技術は従来のプローバの構造および針位置合わせを説明している。

本発明の目的は、プローバに装着後におけるプローブの針先と被検査体の電極との位置合わせを、従来と比較して装置の専有面積を小さく、かつ安価に実施することにある。

プローブ位置を検出するカメラおよび被検査体の電極位置を検出するカメラを検査ステージとは独立に移動する機構を設ける。この機構を以下ではカメラステージと呼ぶ。カメラステージは被検査物の寸法とほぼ同じ移動エリアを持つ。この検査ステージを任意の位置で停止し、プローブ位置および検査電極位置を検出する。

本発明に係る、プローブの針先と被検査体の電極との位置合わせの方法は、チャックトップに載る被検査体の電極位置を、カメラステージに設置された第一の撮像装置で検出する機能と、プローブの針先の位置をカメラステージに設置された第二の撮像装置で検出する機能と、チャックトップを任意の位置に移動するアライメント機構をもつ検査ステージを含む。

カメラステージの第一の撮像装置は、カメラステージがチャックトップ上面任意の位置を移動することによりチャックトップ上の被検査体の電極位置を検出する。カメラステージの第二の撮像装置は、カメラステージがプローブカード上のプローブ針先の位置を検出する。第一の撮像装置と第二の撮像装置の位置関係はあらかじめ測定おく。以上より当該電極の位置とプローブ針先の位置関係を知ることができる。この作業を少なくとも三箇所で実施することにより、プローブカードと被検査体の相対位置情報を得ることができる。その情報により検査ステージのアライメント機構により、プローブカード及び被検査体を正しく接続させる

検査ステージが移動しなければならないエリアが、ほぼ被検査物をプローブに接触させる範囲となるので、従来の被測定物の寸法と同じ大きさから、被測定物上の各集積回路数個分の大きさとなり、大幅に小さくなる。重量があり、高精度な位置制御をしなければならない検査ステージの移動距離を大幅に小さくできるため、装置自体のコストを下げることが可能となる。

装置自体が小さくなるので、クリーンルームの専有面積を下げることによりクリーンルームの維持コストも下げる。

従来の装置と比較してカメラステージを新たに持つことになるが、これは移動距離の精度は従来の移動ステージの精度より低くすることができ、またそこに必要とされる強度も検査ステージと比較して大幅に少なくてよく、装置全体は低コストとなる。

２つの撮像装置を同一のステージに搭載するので、相対位置が動かない。そのためこの関係を補正する周期を長くすることができる。

位置合わせ方法の従来技術による実現例を示す図である。 位置合わせ方法の従来技術による実現例での検査ステージの移動範囲を示す図である。 本発明に係る位置合わせ方法の実現例を示す図である。

１０ プローバー
１２ 被検査体
２０ チャックトップ
２２ 検査ステージ
２４ ベースプレート
２６ プローブカード
２８ カードフォルダ
３０ カメラ
３２ カメラ
３８ プローブ
４０ プローブ基板
４２ 配線基板
５０ カメラステージ

Claims (2)

1. 半導体ウェハの電極位置を検出する撮像装置１と、プローブ針先の位置を検出する撮像装置２を搭載するカメラステージが、プローブカードとチャックの間に移動し、対応する電極とプローブ針先の位置を検出し、プローブの針先と被検査装置の電極との位置合わせ方法。
2. 撮像装置１と撮像装置２を強固に固定し、撮像装置間の位置補正を不要、もしくは長期間不要とした請求項１の位置合わせ装置