JP2017183743A - Prober - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a prober for preventing collision between a probe and a probe position detection camera.SOLUTION: A prober for performing inspection by bringing a probe into contact with an electrode of a wafer that is disposed to face the probe includes: a probe position detection camera which detects a tip-end position of the probe at a position where the probe position detection camera faces the probe; and a probe height detector which is provided separately from the probe position detection camera and which detects the height position of a tip-end of the probe at a position where the probe height detector faces the probe.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、半導体ウエハ上に形成された複数のチップの電気的な検査を行うプローバに関する。   The present invention relates to a prober that performs electrical inspection of a plurality of chips formed on a semiconductor wafer.

半導体製造工程において、ダイシング工程では、ダイシング装置によってダイシングフレームに固定された円板状の半導体ウエハが複数のチップ(ダイ)に切り分けられる。このダイシング工程の前、又は、後において各チップの電気的特性を検査するウエハテスト工程が行われており、このウエハテスト工程においてプローバが用いられている。   In the semiconductor manufacturing process, in the dicing process, a disk-shaped semiconductor wafer fixed to a dicing frame by a dicing apparatus is cut into a plurality of chips (dies). A wafer test process for inspecting the electrical characteristics of each chip is performed before or after the dicing process, and a prober is used in the wafer test process.

プローバでのウエハテスト工程においては、プローバに設置されたプローブカードの針(プローブ)の先端をウエハに正確に接触させる必要がある。その為に、プローバでのウエハテスト工程の前段階として、プローブの先端の位置を高精度に検出する必要がある。   In the wafer test process in a prober, it is necessary to accurately bring the tip of a probe card needle (probe) installed in the prober into contact with the wafer. Therefore, it is necessary to detect the position of the tip of the probe with high accuracy as a pre-stage of the wafer test process in the prober.

これまでに、プローブカードのプローブの先端の位置を検出する技術が提案されている。   So far, a technique for detecting the position of the tip of the probe of the probe card has been proposed.

例えば特許文献1に記載の技術では、プローブカードのプローブを下方から顕微鏡(プローブ位置検出カメラ)で撮像することにより、プローブを検出する技術が記載されている。特許文献1に記載されている技術では、プローブ位置検出カメラはZ軸方向に昇降駆動し、プローブ位置検出カメラの焦点をプローブの先端に合わせて、プローブの先端の位置の検出を行っている。   For example, in the technique described in Patent Document 1, a technique for detecting a probe by imaging the probe of the probe card with a microscope (probe position detection camera) from below is described. In the technique described in Patent Document 1, the probe position detection camera is driven up and down in the Z-axis direction, and the position of the probe tip is detected by adjusting the focus of the probe position detection camera to the tip of the probe.

特開2004−39752号公報Japanese Patent Laid-Open No. 2004-39752

しかしながら、特許文献1に記載された技術では、プローブ位置検出カメラをZ軸方向に沿って上昇させた時に、オペレータの誤りやデータの入力間違え等によりプローブ位置検出カメラを上昇させすぎて、プローブとプローブ位置検出カメラとの衝突が発生する恐れがある。   However, in the technique described in Patent Document 1, when the probe position detection camera is raised along the Z-axis direction, the probe position detection camera is raised too much due to an operator error or incorrect data input. There is a risk of collision with the probe position detection camera.

例えば、プローブカードを交換した後にプローブ位置検出カメラでプローブの先端を検出する場合には、プローブカードの交換によりプローブの長さ又は位置が変わるので、プローブ位置検出カメラとプローブとの衝突が発生することがある。なおプローブカードはチップ及び測定目的に応じて様々な種類が存在し、プローブカードの種類が変わるとプローブの長さが変わる場合がある。   For example, when the tip of the probe is detected by the probe position detection camera after the probe card has been replaced, the probe length or position changes due to the replacement of the probe card, so a collision occurs between the probe position detection camera and the probe. Sometimes. There are various types of probe cards depending on the chip and measurement purpose, and the probe length may change when the type of probe card changes.

また例えば、オペレータ(又はユーザ)により構成データや品種パラメータなどの情報がプローバに入力され、その情報を使用してプローブ位置検出カメラを上昇させるが、その情報の入力を間違う場合がある。情報の入力を誤ってしまうと、その誤った情報に基づいて、プローブ位置検出カメラをZ軸方向に沿って上昇させてしまい、プローブとプローブ位置検出カメラとが衝突する場合がある。   Further, for example, information such as configuration data and product type parameters is input to the prober by an operator (or user), and the probe position detection camera is raised using the information, but there is a case where the input of the information is incorrect. If the information is input incorrectly, the probe position detection camera is raised along the Z-axis direction based on the incorrect information, and the probe and the probe position detection camera may collide.

本発明はこのような事情に鑑みてなされたもので、その目的は、プローブとプローブ位置検出カメラとの衝突を防止するプローバを提供することである。   The present invention has been made in view of such circumstances, and an object thereof is to provide a prober that prevents a collision between a probe and a probe position detection camera.

上記目的を達成するために、本発明の一の態様であるプローバは、ウエハの電極にプローブを接触させて検査を行うプローバであって、ウエハの電極とプローブとの相対的な位置合わせを行うためにプローブの先端位置を検出するプローブ位置検出カメラと、プローブ位置検出カメラとは別に設けられ、プローブ位置検出カメラの高さの基準となる基準面からのプローブの先端の高さを検出するプローブ高さ検出器と、プローブ高さ検出器の検出結果に基づいて、基準面からのプローブ位置検出カメラの高さを変化させる第1高さ調整機構と、を備える。   In order to achieve the above object, a prober according to one aspect of the present invention is a prober that performs inspection by bringing a probe into contact with an electrode of a wafer, and performs relative alignment between the electrode of the wafer and the probe. Therefore, a probe position detection camera for detecting the probe tip position and a probe position detection camera provided separately from the probe position detection camera for detecting the height of the probe tip from the reference plane serving as a reference for the height of the probe position detection camera A height detector; and a first height adjustment mechanism configured to change a height of the probe position detection camera from the reference plane based on a detection result of the probe height detector.

本態様によれば、プローブ位置検出カメラとは別に設けられたプローブ高さ検出器によりプローブの先端の高さが検出され、検出されたプローブの先端の高さに基づいて第1高さ調整機構によりプローブ位置検出カメラの高さが変えられる。これにより、本態様は、プローブカードが入れ替えられたり、入力された情報(構成データ、品種パラメータ)に誤りがあったとしても、プローブ高さ検出器によりプローブの先端の高さの測定が行われるので、プローブの先端の高さが正確に検出され、プローブ位置検出カメラとプローブとの衝突の発生を防止することができる。   According to this aspect, the height of the tip of the probe is detected by the probe height detector provided separately from the probe position detection camera, and the first height adjustment mechanism is based on the detected height of the tip of the probe. Thus, the height of the probe position detection camera can be changed. As a result, in this aspect, even if the probe card is replaced or there is an error in the input information (configuration data, product type parameter), the height of the probe tip is measured by the probe height detector. Therefore, the height of the tip of the probe is accurately detected, and the occurrence of a collision between the probe position detection camera and the probe can be prevented.

好ましくは、プローブ高さ検出器は、プローブの先端に接触する接触面を有し、接触面にプローブの先端が接触したときの接触面の高さをプローブの先端の高さとして検出する接触式の検出器である。   Preferably, the probe height detector has a contact surface that contacts the tip of the probe, and a contact type that detects the height of the contact surface when the tip of the probe contacts the contact surface as the height of the tip of the probe Detector.

本態様によれば、プローブ高さ検出器は接触面を有し接触面をプローブの先端に接触させることにより、プローブの先端の高さを検出するので、プローブの先端の高さをより正確に早く検出することができる。   According to this aspect, the probe height detector has the contact surface and detects the height of the tip of the probe by bringing the contact surface into contact with the tip of the probe. Therefore, the height of the tip of the probe is more accurately determined. It can be detected quickly.

好ましくは、プローブ高さ検出器は、接触面へのプローブの先端の接触を検出する線形可変差動変圧器を有している。   Preferably, the probe height detector includes a linear variable differential transformer that detects contact of the probe tip to the contact surface.

本態様によれば、接触面に対するプローブの先端の接触の検出精度を向上させることができる。その結果、基準面からのプローブの先端の高さの測定精度を向上させることができる。また、接触面へのプローブの先端の接触に伴う接触面の移動量(押込量)及び接触に伴う押圧力を精度良く検出することができる。   According to this aspect, the detection accuracy of the contact of the tip of the probe with the contact surface can be improved. As a result, the measurement accuracy of the height of the tip of the probe from the reference surface can be improved. Further, it is possible to accurately detect the amount of movement (pushing amount) of the contact surface associated with the contact of the tip of the probe with the contact surface and the pressing force associated with the contact.

好ましくは、プローブ高さ検出器は、プローブ位置検出カメラと一体に設けられ、プローブ高さ検出器の接触面の高さは、プローブ位置検出カメラの対物レンズ端部の高さよりも高い位置に設けられる。   Preferably, the probe height detector is provided integrally with the probe position detection camera, and the height of the contact surface of the probe height detector is provided at a position higher than the height of the end of the objective lens of the probe position detection camera. It is done.

本態様によれば、プローブ高さ検出器はプローブ位置検出カメラと一体に設けられているので、プローブ高さ検出器は、プローブ位置検出カメラの高さ調整機構により高さが変えられる。これにより、本態様は、プローブ高さ検出器の高さ調整機構を別途設ける必要がなく、高さ調整機構の数を減らすことができ高さ調整機構の制御の簡素化及びプローバの製造の簡素化を実現する。   According to this aspect, since the probe height detector is provided integrally with the probe position detection camera, the height of the probe height detector can be changed by the height adjustment mechanism of the probe position detection camera. As a result, this aspect does not require a separate height adjustment mechanism for the probe height detector, can reduce the number of height adjustment mechanisms, and can simplify the control of the height adjustment mechanism and the manufacture of the prober. Realize.

また本態様によれば、プローブ高さ検出器の接触面の高さは、プローブ位置検出カメラの高さよりも高い位置に設けられるので、プローブの先端がプローブ位置検出カメラに衝突する前にプローブ高さ検出器に接触するので、プローブ位置検出カメラとプローブの先端との衝突の発生を防止することができる。   According to this aspect, since the height of the contact surface of the probe height detector is provided at a position higher than the height of the probe position detection camera, the probe height is detected before the tip of the probe collides with the probe position detection camera. The contact with the detector can prevent occurrence of a collision between the probe position detection camera and the tip of the probe.

好ましくは、プローブ高さ検出器の接触面は、プローブ位置検出カメラの高さにプローブ位置検出カメラのワーキングディスタンスを加えた高さよりも低い位置に設けられる。   Preferably, the contact surface of the probe height detector is provided at a position lower than a height obtained by adding the working distance of the probe position detection camera to the height of the probe position detection camera.

本態様によれば、プローブ高さ検出器の接触面の高さは、プローブ位置検出カメラの高さにプローブ位置検出カメラのワーキングディスタンスを加えた高さよりも低い位置に設置されている。これにより、本態様は、プローブ位置検出カメラがプローブの先端を検出しているときに、プローブ高さ検出器がプローブの先端に接触して、プローブ位置検出カメラの検出動作の障害となることを防止する。   According to this aspect, the height of the contact surface of the probe height detector is set at a position lower than the height of the probe position detection camera plus the working distance of the probe position detection camera. As a result, when the probe position detection camera is detecting the tip of the probe, the probe height detector comes into contact with the tip of the probe, which is an obstacle to the detection operation of the probe position detection camera. To prevent.

好ましくは、プローブ高さ検出器は、プローブ位置検出カメラとは独立して設けられ、基準面からのプローブ高さ検出器の高さを変化させる第2高さ調整機構を更に備える。   Preferably, the probe height detector further includes a second height adjustment mechanism that is provided independently of the probe position detection camera and changes the height of the probe height detector from the reference plane.

本態様によれば、プローブ高さ検出器はプローブ位置検出カメラとは独立して設けられており、プローブ高さ検出器の高さを変化させる高さ調整機構を備える。これにより本態様は、プローブ高さ検出器とプローブ位置検出カメラとが独立に高さ調整するので、より効率よくプローブの先端の高さを検出することができる。   According to this aspect, the probe height detector is provided independently of the probe position detection camera, and includes a height adjustment mechanism that changes the height of the probe height detector. Accordingly, in this aspect, the height of the probe tip can be detected more efficiently because the probe height detector and the probe position detection camera adjust the height independently.

本発明の他の態様であるプローバの操作方法は、ウエハの電極にプローブを接触させて検査を行うプローバの操作方法であって、プローブ位置検出カメラとは別に設けられるプローブ高さ検出器を用いて、プローブ位置検出カメラの高さの基準となる基準面からのプローブの先端の高さを検出するステップと、プローブ高さ検出器の検出結果に基づいて、基準面からのプローブ位置検出カメラの高さを変化させるステップと、プローブ位置検出カメラを用いて、ウエハの電極とプローブとの相対的な位置合わせを行うためにプローブの先端位置を検出するステップと、を含む。   A prober operation method according to another aspect of the present invention is a prober operation method in which a probe is brought into contact with an electrode of a wafer for inspection, and a probe height detector provided separately from a probe position detection camera is used. Detecting the height of the tip of the probe from the reference surface, which is the height reference of the probe position detection camera, and the detection result of the probe position detection camera from the reference surface based on the detection result of the probe height detector. Changing the height, and detecting a tip position of the probe to perform relative alignment between the electrode of the wafer and the probe using a probe position detection camera.

好ましくは、プローブの先端の高さを検出するステップでは、プローブの先端に接触する接触面と、接触面へのプローブの先端の接触を検出する線形可変差動変圧器と、を有するプローブ高さ検出器を用いて、プローブの先端の高さを検出する。   Preferably, in the step of detecting the height of the tip of the probe, the probe height having a contact surface that contacts the tip of the probe and a linear variable differential transformer that detects contact of the tip of the probe with the contact surface. A detector is used to detect the height of the probe tip.

本発明によれば、プローブ位置検出カメラと、プローブ位置検出カメラとは別に設けられたプローブ高さ検出器とが設けられ、第1高さ調整機構はプローブ高さ検出器が検出したプローブの先端の高さに基づいて、プローブ位置検出カメラの高さを変化させるので、プローブ位置検出カメラとプローブとの衝突の発生を防止することができる。   According to the present invention, the probe position detection camera and the probe height detector provided separately from the probe position detection camera are provided, and the first height adjustment mechanism is the tip of the probe detected by the probe height detector. Since the height of the probe position detection camera is changed based on the height of the probe, the occurrence of a collision between the probe position detection camera and the probe can be prevented.

ウエハテストシステムを示した概略構成図である。1 is a schematic configuration diagram showing a wafer test system. プローブ位置検出カメラのみでプローブの先端の高さを検出する場合を示す概念図である。It is a conceptual diagram which shows the case where the height of the tip of a probe is detected only with a probe position detection camera. プローブ高さ検出器により行われるプローブの先端の高さ検出に関して説明する図である。It is a figure explaining the height detection of the front-end | tip of the probe performed by a probe height detector. 制御部に入力される情報及び制御部から出力される情報を機能ブロックとともに概念的に示した図である。It is the figure which showed notionally the information input into a control part, and the information output from a control part with a functional block. プローバの操作方法を示したフロー図である。It is the flowchart which showed the operating method of the prober. プローバの他の操作方法を示したフロー図である。It is the flowchart which showed the other operation method of the prober. ウエハテストシステムを示した概略構成図である。1 is a schematic configuration diagram showing a wafer test system. プローブの先端の高さ検出に関して説明する図である。It is a figure explaining the height detection of the front-end | tip of a probe. カードホルダ又はプローブカードの傾き検出に関して説明する図である。It is a figure explaining the inclination detection of a card holder or a probe card. プローブ高さ検出器により、プローブカードの傾きが検出されていることを示す図である。It is a figure which shows that the inclination of a probe card is detected by the probe height detector. 制御部に入力される情報及び制御部から出力される情報を機能ブロックとともに概念的に示した図である。It is the figure which showed notionally the information input into a control part, and the information output from a control part with a functional block. プローブ位置検出カメラにより、プローブカードの傾きが検出されていることを示す図である。It is a figure which shows that the inclination of a probe card is detected by the probe position detection camera. 傾きを検出する手順を示したフロー図である。It is the flowchart which showed the procedure which detects inclination. 別実施形態のプローブ高さ検出器を説明するための説明図である。It is explanatory drawing for demonstrating the probe height detector of another embodiment.

以下、添付図面にしたがって本発明の好ましい実施の形態について説明する。   Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.

<第1の実施形態>
図1は、本発明が適用されるウエハテストシステムの第1の実施形態を示した概略構成図である。同図に示すように、ウエハテストシステム100は、ウエハW上の各チップの電極にプローブ25を接触させるプローバ10と、プローブ25に電気的に接続され、電気的検査のために各チップに電流や電圧を印加し特性を測定するテスタ30とで構成される。
<First Embodiment>
FIG. 1 is a schematic configuration diagram showing a first embodiment of a wafer test system to which the present invention is applied. As shown in the figure, a wafer test system 100 is connected to a prober 10 that makes a probe 25 contact an electrode of each chip on a wafer W, and the probe 25, and a current is supplied to each chip for electrical inspection. And a tester 30 for applying a voltage and measuring characteristics.

プローバ10は、基台11と、その上に設けられた移動ベース12と、Y軸移動台13と、X軸移動台14と、Z軸移動・回転部15と、ウエハチャック16と、プローブ位置検出カメラ18と、プローブ高さ検出器20、高さ調整機構21、27と、ウエハアライメントカメラ19と、ヘッドステージ22と、ヘッドステージ22に設けられたカードホルダ23と、カードホルダ23に取り付けられるプローブカード24と、プローバ10及びテスタ30の各部を制御する制御部60(コンピュータ)と、を有する。プローブカード24には、プローブ25が設けられる。   The prober 10 includes a base 11, a moving base 12, a Y-axis moving table 13, an X-axis moving table 14, a Z-axis moving / rotating unit 15, a wafer chuck 16, and a probe position. A detection camera 18, a probe height detector 20, height adjustment mechanisms 21 and 27, a wafer alignment camera 19, a head stage 22, a card holder 23 provided on the head stage 22, and a card holder 23. It has a probe card 24 and a control unit 60 (computer) that controls each part of the prober 10 and the tester 30. A probe 25 is provided on the probe card 24.

移動ベース12と、Y軸移動台13と、X軸移動台14と、Z軸移動・回転部15は、ウエハチャック16を3軸方向及びZ軸周りに回転する移動回転機構を構成する。移動回転機構については広く知られているので、ここでは説明を省略する。   The movement base 12, the Y-axis movement table 13, the X-axis movement table 14, and the Z-axis movement / rotation unit 15 constitute a movement rotation mechanism that rotates the wafer chuck 16 in the three axis directions and around the Z axis. Since the moving and rotating mechanism is widely known, the description thereof is omitted here.

ウエハチャック16は、複数のチップが形成されたウエハWを真空吸着により保持し、また、ウエハチャック16の内部には、チップを高温状態、例えば、最高で150℃、又は低温状態、例えば最低で−40℃、で電気的特性検査が行えるように、加熱/冷却源としての加熱/冷却機構(加熱冷却機構)が設けられる。加熱/冷却機構としては、公知の適宜の加熱器/冷却器が採用できるものであり、例えば、面ヒータの加熱層と冷却流体の通路を設けた冷却層との二重層構造にしたものや、熱伝導体内に加熱ヒータを巻き付けた冷却管を埋設した一層構造の加熱/冷却装置など、様々のものが考えられる。また、電気加熱ではなく、熱流体を循環させるものでもよく、またペルチエ素子を使用してもよい。   The wafer chuck 16 holds a wafer W on which a plurality of chips are formed by vacuum suction. The wafer chuck 16 has a chip in a high temperature state, for example, a maximum of 150 ° C., or a low temperature state, for example, a minimum. A heating / cooling mechanism (heating / cooling mechanism) is provided as a heating / cooling source so that electrical characteristic inspection can be performed at −40 ° C. As the heating / cooling mechanism, a known appropriate heater / cooler can be adopted, for example, a double layer structure of a heating layer of a surface heater and a cooling layer provided with a passage for cooling fluid, Various devices such as a heating / cooling device having a single layer structure in which a cooling pipe around which a heater is wound are embedded in a heat conductor are conceivable. Further, instead of electrical heating, a thermal fluid may be circulated, and a Peltier element may be used.

ウエハチャック16は、Z軸移動・回転部15の上に取り付けられており、上述した移動回転機構により3軸方向(X、Y、Z軸方向)に移動可能であると共に、Z軸周りの回転方向(θ方向)に回転可能である。   The wafer chuck 16 is mounted on the Z-axis moving / rotating unit 15 and can be moved in the three-axis directions (X, Y, and Z-axis directions) by the above-described moving and rotating mechanism, and rotated around the Z-axis. It can be rotated in the direction (θ direction).

ウエハWが保持されるウエハチャック16の上方には、プローブカード24が配置される。プローブカード24は、プローバ10の筺体の天板を構成するヘッドステージ22の開口部に取り付けられたカードホルダ23が装着される。   A probe card 24 is disposed above the wafer chuck 16 on which the wafer W is held. The probe card 24 is mounted with a card holder 23 attached to the opening of the head stage 22 that constitutes the top plate of the housing of the prober 10.

プローブカード24は、検査するチップの電極配置に応じて配置されたプローブ25を有し、検査するチップに応じて交換される。なお、プローブカード24は、プローブ保持部の一例である。   The probe card 24 has a probe 25 arranged according to the electrode arrangement of the chip to be inspected, and is exchanged according to the chip to be inspected. The probe card 24 is an example of a probe holding unit.

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とを備えている。プローブカード24には、各プローブ25に接続される端子が設けられており、コンタクトリング32はこの端子に接触するように配置されたスプリングプローブを有する。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。   The tester 30 includes a tester body 31 and a contact ring 32 provided on the tester body 31. The probe card 24 is provided with a terminal connected to each probe 25, and the contact ring 32 has a spring probe arranged so as to contact the terminal. The tester body 31 is held with respect to the prober 10 by a support mechanism (not shown).

プローブ位置検出カメラ18は、ウエハWの電極とプローブ25との相対的な位置合わせを行うためにプローブ25の先端の位置を検出する。プローブ位置検出カメラ18は、X軸移動台14の上に取り付けられており、X軸移動台14及びY軸移動台13によりウエハチャック16と一体となってXY方向に移動可能である。また、プローブ位置検出カメラ18のZ軸方向の昇降駆動は、制御部60に制御される高さ調整機構21により行われる。プローブ位置検出カメラ18は、プローブカード24のプローブ25を下方から撮像してプローブ25の先端位置を検出する。プローブ25の先端の水平面内の位置(X及びY座標)はカメラの座標により検出され、垂直方向(Z軸方向)の位置、すなわちプローブ25の先端の高さ(プロービング高さ)はカメラの焦点位置で検出される。プローブ位置検出カメラ18による検出結果は、制御部60に入力される。プローブ位置検出カメラ18は、例えば対物レンズ18aを備えた針合せ顕微鏡を備えたカメラが使用される(図2参照)。   The probe position detection camera 18 detects the position of the tip of the probe 25 in order to perform relative alignment between the electrode of the wafer W and the probe 25. The probe position detection camera 18 is mounted on the X-axis moving table 14 and can be moved in the XY direction integrally with the wafer chuck 16 by the X-axis moving table 14 and the Y-axis moving table 13. The probe position detection camera 18 is moved up and down in the Z-axis direction by the height adjustment mechanism 21 controlled by the control unit 60. The probe position detection camera 18 images the probe 25 of the probe card 24 from below and detects the tip position of the probe 25. The position (X and Y coordinates) of the tip of the probe 25 in the horizontal plane is detected by the coordinates of the camera, and the position in the vertical direction (Z-axis direction), that is, the height of the tip of the probe 25 (probing height) is the focus of the camera. Detected by position. A detection result by the probe position detection camera 18 is input to the control unit 60. As the probe position detection camera 18, for example, a camera provided with a needle alignment microscope provided with an objective lens 18a is used (see FIG. 2).

ウエハアライメントカメラ19は、プローブカード24が配置されるプローブ領域に隣接したアライメント領域に配置される。ウエハアライメントカメラ19は、図示しない支柱によって支持されており、図示しないカメラ昇降機構によってZ軸方向(上下方向)に移動可能である。このカメラ昇降機構は、公知の直線的な移動機構であればよく、例えばリニアガイド機構、ボールネジ機構等により構成されており、制御部60からの出力によって駆動される。ウエハアライメントカメラ19は、ウエハチャック16に保持されたウエハWを上方から撮像してウエハWの表面に形成されたチップの電極(チップ表面電極)の位置を検出する。ウエハアライメントカメラ19による検出結果は、制御部60に入力される。制御部60では、ウエハアライメントカメラ19で得られた情報とプローブ位置検出カメラ18で得られたプローブ25の先端の位置情報とをもとに、公知の画像処理技術を用いて、プローブ25とウエハWのチップの電極(チップ表面電極)のXY面内の二次元的な位置整合を自動で行う。   The wafer alignment camera 19 is disposed in an alignment region adjacent to the probe region where the probe card 24 is disposed. The wafer alignment camera 19 is supported by a support column (not shown) and can be moved in the Z-axis direction (vertical direction) by a camera lifting mechanism (not shown). The camera lifting mechanism may be a known linear moving mechanism, and is configured by, for example, a linear guide mechanism, a ball screw mechanism, and the like, and is driven by an output from the control unit 60. The wafer alignment camera 19 captures an image of the wafer W held by the wafer chuck 16 from above and detects the position of a chip electrode (chip surface electrode) formed on the surface of the wafer W. The detection result by the wafer alignment camera 19 is input to the control unit 60. The control unit 60 uses a known image processing technique on the basis of the information obtained by the wafer alignment camera 19 and the position information of the tip of the probe 25 obtained by the probe position detection camera 18, and the probe 25 and the wafer. The two-dimensional position alignment in the XY plane of the W chip electrode (chip surface electrode) is automatically performed.

プローブ高さ検出器20は、プローブ位置検出カメラ18とは別に設けられ、プローブ位置検出カメラ18の高さの基準となる基準面からのプローブ25の先端の高さを検出する。プローブ高さ検出器20は、いわゆる接触式の検出器であって、物理的にプローブ25の先端に接触することにより、プローブ25の先端の高さを検出する。プローブ高さ検出器20は、プローブ25の先端に物理的に接触して、プローブ25の先端の高さを検出できるものであれば特に限定されるものではなく、公知の技術が適用される。ここで、基準面とはプローバ10の全般において高さの基準となる面であり、任意に設定されるものである。例えば基準面は、X軸移動台14の上面に設定される。なお、プローブ高さ検出器20は物理的な接触によりプローブ25の先端を検出するものには限定されず、公知のプローブ25の先端を検出する技術も採用することができる。例えば、プローブ高さ検出器20は、非接触式の方法によりプローブ25の先端を検出してもよい。   The probe height detector 20 is provided separately from the probe position detection camera 18 and detects the height of the tip of the probe 25 from the reference plane that serves as a reference for the height of the probe position detection camera 18. The probe height detector 20 is a so-called contact-type detector, and detects the height of the tip of the probe 25 by physically contacting the tip of the probe 25. The probe height detector 20 is not particularly limited as long as it can physically contact the tip of the probe 25 and detect the height of the tip of the probe 25, and a known technique is applied. Here, the reference plane is a plane that serves as a reference for the height of the prober 10 as a whole, and is arbitrarily set. For example, the reference plane is set on the upper surface of the X-axis moving table 14. Note that the probe height detector 20 is not limited to the one that detects the tip of the probe 25 by physical contact, and a technique for detecting the tip of the known probe 25 can also be employed. For example, the probe height detector 20 may detect the tip of the probe 25 by a non-contact method.

プローブ高さ検出器20は、接触面20aとセンサ機構20bとを備える(図3参照)。接触面20aはプローブ25の先端に接触し、接触した時にセンサ機構20bに信号を出力する。そして、センサ機構20bは接触面20aから出力された信号と高さ調整機構27から出力されている高さに関する信号とを受信し、プローブの先端の高さに関する情報を制御部60に出力する。すなわちセンサ機構20bは、接触面20aにプローブ25の先端を接触させ、接触面20aにプローブ25の先端が接触した時点の接触面20aの高さをプローブ25の先端の高さとして制御部60に出力する。   The probe height detector 20 includes a contact surface 20a and a sensor mechanism 20b (see FIG. 3). The contact surface 20a contacts the tip of the probe 25, and outputs a signal to the sensor mechanism 20b when contacted. The sensor mechanism 20b receives the signal output from the contact surface 20a and the signal related to the height output from the height adjusting mechanism 27, and outputs information related to the height of the tip of the probe to the control unit 60. That is, the sensor mechanism 20b makes the control unit 60 contact the contact surface 20a with the tip of the probe 25 as the height of the tip of the probe 25 when the tip of the probe 25 contacts the contact surface 20a. Output.

プローブ位置検出カメラ18の高さ調整機構21(第1高さ調整機構)は、制御部60の制御によってプローブ位置検出カメラ18をZ軸方向に沿って昇降駆動させる。高さ調整機構21は、プローバ10の制御部60(図4)により制御されており、ユーザや制御部60に組み込まれたプログラムにより昇降駆動が制御される。例えば、高さ調整機構21は、プローブ高さ検出器20の検出結果に基づいて、基準面からのプローブ位置検出カメラ18の高さを変化させる。すなわち高さ調整機構21は、プローブ高さ検出器20が測定したプローブ25の先端の高さに基づいて、プローブ位置検出カメラ18をプローブ25の先端からワーキングディスタンス離れた高さに調整する。このように、プローブ高さ検出器20が一度検出したプローブの先端の高さを使用してプローブ位置検出カメラの高さが調整されるので、プローブ位置検出カメラ18を上昇させすぎてしまうことが防止され、プローブ位置検出カメラ18がZ軸方向に沿った昇降駆動によりプローブ25の先端に衝突することを防止することができる。   The height adjustment mechanism 21 (first height adjustment mechanism) of the probe position detection camera 18 drives the probe position detection camera 18 up and down along the Z-axis direction under the control of the control unit 60. The height adjustment mechanism 21 is controlled by the control unit 60 (FIG. 4) of the prober 10, and the elevation drive is controlled by a user or a program incorporated in the control unit 60. For example, the height adjustment mechanism 21 changes the height of the probe position detection camera 18 from the reference plane based on the detection result of the probe height detector 20. That is, the height adjustment mechanism 21 adjusts the probe position detection camera 18 to a height away from the distal end of the probe 25 based on the height of the distal end of the probe 25 measured by the probe height detector 20. In this way, the height of the probe position detection camera is adjusted using the height of the probe tip once detected by the probe height detector 20, and therefore the probe position detection camera 18 may be raised too much. Thus, it is possible to prevent the probe position detection camera 18 from colliding with the tip of the probe 25 by driving up and down along the Z-axis direction.

プローブ高さ検出器20の高さ調整機構27(第2高さ調整機構)は、プローブ高さ検出器20をZ軸に沿って昇降駆動させる。高さ調整機構27は、上述した高さ調整機構21とは独立して設けられており、高さ調整機構21と同様に制御部60に制御されて、プローブ高さ検出器20を昇降駆動させる。   The height adjustment mechanism 27 (second height adjustment mechanism) of the probe height detector 20 drives the probe height detector 20 up and down along the Z axis. The height adjustment mechanism 27 is provided independently of the height adjustment mechanism 21 described above, and is controlled by the control unit 60 similarly to the height adjustment mechanism 21 to drive the probe height detector 20 up and down. .

制御部60は、ウエハテストシステム100の全般(プローバ10・テスタ30)を制御することができ、コンピュータで構成されている。制御部60は、ウエハテストシステム100の各部に接続されており(図示は省略)、ウエハテストシステム100の各部からの信号の受信及び各部への信号の送信を行うことができる。制御部60を構成するコンピュータは、入力部62及び表示部61を有しており、ユーザは入力部62により情報を入力し、制御部60は表示部61に情報を表示することによりユーザにエラーなどを報知する。   The control unit 60 can control the entire wafer test system 100 (prober 10 / tester 30) and is configured by a computer. The controller 60 is connected to each part of the wafer test system 100 (not shown), and can receive signals from each part of the wafer test system 100 and transmit signals to each part. The computer constituting the control unit 60 has an input unit 62 and a display unit 61. The user inputs information through the input unit 62, and the control unit 60 displays information on the display unit 61, thereby giving an error to the user. Etc.

図2は、プローブ位置検出カメラ18のみでプローブ25の先端の高さを検出する場合を示す概念図である。   FIG. 2 is a conceptual diagram showing a case where the height of the tip of the probe 25 is detected only by the probe position detection camera 18.

図2(A)は、プローブ位置検出カメラ18が正常にプローブ25の先端の検出を行う場合の概念図である。プローブ位置検出カメラ18がプローブ25の先端の高さの検出を行う場合は、先ずユーザにより入力部62を介して制御部60に構成データや品種パラメータなどが入力され、入力された値に基づいて制御部60においてウエハチャック16とプローブ25の先端との間の距離Aが算出される。そしてプローブ位置検出カメラ18は、算出された距離Aに基づいてプローブ位置検出カメラ18とプローブ25の先端がワーキングディスタンス(図中ではWDと記載)離れる高さ(ワーキングディスタンス高さ)まで一気に高さ調整機構21で上げられる。なおこの場合、ウエハチャック16の高さは既知である。   FIG. 2A is a conceptual diagram when the probe position detection camera 18 normally detects the tip of the probe 25. When the probe position detection camera 18 detects the height of the tip of the probe 25, first, configuration data, product parameters, and the like are input by the user to the control unit 60 via the input unit 62, and based on the input values. The controller 60 calculates a distance A between the wafer chuck 16 and the tip of the probe 25. Based on the calculated distance A, the probe position detection camera 18 is at a stretch to a height (working distance height) at which the probe position detection camera 18 and the tip of the probe 25 are separated from each other by a working distance (denoted as WD in the drawing). It is raised by the adjusting mechanism 21. In this case, the height of the wafer chuck 16 is known.

ここで構成データとは、プローバ10の各種機能の設定パラメータや顕微鏡など搭載機器の取付位置の座標値などのデータで、プローバ10毎に固有のデータとして制御部60のHDDに格納される。   Here, the configuration data is data such as setting parameters of various functions of the prober 10 and coordinate values of the mounting positions of mounted devices such as a microscope, and is stored in the HDD of the control unit 60 as unique data for each prober 10.

例えば構成データには、プローバの座標基準からプローブカード取り付け面までの高さ寸法が含まれる。   For example, the configuration data includes a height dimension from the coordinate reference of the prober to the probe card mounting surface.

品種パラメータとは、製品ウエハWや、その上のチップのサイズや配置など、製品の仕様を記録したデータである。品種パラメータは、ユーザによって任意に作成されるデータで、通常は制御部60のHDDに記憶される。   The product type parameter is data in which product specifications such as the size and arrangement of the product wafer W and chips on the product wafer W are recorded. The product type parameter is data arbitrarily created by the user and is normally stored in the HDD of the control unit 60.

また、プローブカード24は製品ウエハWの仕様に合わせて専用に製作されるので、プローブカード24の個別情報も含まれる。例えば、品種パラメータには、プローブカード24の基板面からプローブ25の先端までの高さ寸法も含まれる。   Further, since the probe card 24 is manufactured exclusively according to the specifications of the product wafer W, individual information of the probe card 24 is also included. For example, the product type parameter includes the height dimension from the substrate surface of the probe card 24 to the tip of the probe 25.

ワーキングディスタンス高さに上げられたプローブ位置検出カメラ18は、プローブへのオートフォーカスを行い、プローブ25の先端の検出及びプローブ25の先端の高さの検出を行う。ここで、プローブ位置検出カメラ18を上昇させる手法として、プローブ位置検出カメラ18にオートフォーカスを行わせながらプローブ25の検出を継続させて少しずつプローブ位置検出カメラ18を上昇させる手法も考えられる。しかし、このようなプローブ位置検出カメラ18を少しずつ上げる手法では、長い作動時間を要してしまいスループットの観点より好ましくない。   The probe position detection camera 18 raised to the working distance height performs autofocus on the probe, detects the tip of the probe 25, and detects the height of the tip of the probe 25. Here, as a method of raising the probe position detection camera 18, a method of raising the probe position detection camera 18 little by little while continuing the detection of the probe 25 while performing autofocus on the probe position detection camera 18 is also conceivable. However, such a method of raising the probe position detection camera 18 little by little requires a long operation time and is not preferable from the viewpoint of throughput.

図2(B)は、プローブ位置検出カメラ18とプローブ25の先端との衝突が発生してしまう場合の一例を示す図である。   FIG. 2B is a diagram illustrating an example of a case where a collision between the probe position detection camera 18 and the tip of the probe 25 occurs.

構成データや品種パラメータなどの入力に間違えがあると、制御部60は、図2(A)で説明を行ったような距離Aを正確に算出することができない。図2(B)で示した場合には、プローブ25の先端とウエハチャック16との距離は図2(A)と同様に距離Aと算出されるべきであるのに、制御部60は距離B(距離B>距離A)と誤って算出している。制御部60は、誤って算出された距離Bに基づいて高さ調整機構21を制御してプローブ位置検出カメラ18をワーキングディスタンス高さに一気に引き上げるので、プローブ位置検出カメラ18はプローブ25の先端と衝突してしまう。プローブ位置検出カメラ18とプローブ25との衝突は、プローブ25及びプローブカード24の破損、及びプローブ位置検出カメラ18の破損という問題を引き起こす。   If there is a mistake in the input of configuration data, product type parameters, etc., the control unit 60 cannot accurately calculate the distance A as described with reference to FIG. In the case shown in FIG. 2B, the distance between the tip of the probe 25 and the wafer chuck 16 should be calculated as the distance A as in FIG. (Distance B> Distance A) is erroneously calculated. The control unit 60 controls the height adjustment mechanism 21 based on the erroneously calculated distance B to raise the probe position detection camera 18 to the working distance height at a stroke, so that the probe position detection camera 18 is connected to the tip of the probe 25. It will collide. The collision between the probe position detection camera 18 and the probe 25 causes a problem that the probe 25 and the probe card 24 are damaged and the probe position detection camera 18 is damaged.

本発明の一態様によれば、図2で説明したようなプローブ位置検出カメラ18とプローブ25の先端との衝突を防止することができる。   According to one aspect of the present invention, the collision between the probe position detection camera 18 and the tip of the probe 25 as described in FIG. 2 can be prevented.

次に、図3及び図4により本発明におけるプローブ高さ検出器20を使用したプローブ25の先端の高さ検出に関して説明する。   Next, the detection of the height of the tip of the probe 25 using the probe height detector 20 according to the present invention will be described with reference to FIGS.

図3は、プローブ高さ検出器20により行われるプローブ25の先端の検出に関して説明する図である。   FIG. 3 is a diagram illustrating detection of the tip of the probe 25 performed by the probe height detector 20.

図3(A)は、プローブ高さ検出器20によりプローブ25の高さを検出することを説明する図である。プローブ位置検出カメラ18がプローブ25の先端にフォーカスを合わせる場合又はワーキングディスタンス高さに上げられる場合には、先ずプローブ高さ検出器20によりプローブ25の位置が検出される。具体的には、プローブ高さ検出器20は、高さ調整機構27によりプローブ25の先端に接触するまで上げられる。プローブ高さ検出器20はプローブ25に接触面20aで接触したときにセンサ機構20bに信号を出力し、センサ機構20bは、接触面20aから出力された信号と、高さ調整機構27から出力される高さを示す信号に基づいて、プローブ25の先端の高さに関する情報を制御部60に送信する(図4を参照)。   FIG. 3A is a diagram for explaining the detection of the height of the probe 25 by the probe height detector 20. When the probe position detection camera 18 focuses on the tip of the probe 25 or when it is raised to the working distance height, the probe height detector 20 first detects the position of the probe 25. Specifically, the probe height detector 20 is raised by the height adjustment mechanism 27 until it contacts the tip of the probe 25. The probe height detector 20 outputs a signal to the sensor mechanism 20b when contacting the probe 25 with the contact surface 20a. The sensor mechanism 20b outputs the signal output from the contact surface 20a and the height adjustment mechanism 27. Information on the height of the tip of the probe 25 is transmitted to the control unit 60 based on the signal indicating the height (see FIG. 4).

図4は、制御部60に入力される情報及び制御部60から出力される情報を機能ブロックとともに概念的に示した図である。   FIG. 4 is a diagram conceptually showing information input to the control unit 60 and information output from the control unit 60 together with functional blocks.

図4に示すように、制御部60には、プローブ高さ検出器20の実測値であるプローブ25の先端の高さに関する情報が入力される。また、制御部60には、ユーザによって入力部62を介して入力された構成データや品種パラメータが入力され、制御部60は、入力された構成データや品種パラメータによりウエハチャック16とプローブ25の先端との距離を算出する。   As shown in FIG. 4, information related to the height of the tip of the probe 25 that is an actual measurement value of the probe height detector 20 is input to the control unit 60. The control unit 60 receives configuration data and product parameters input by the user via the input unit 62, and the control unit 60 uses the input configuration data and product parameters to input the tips of the wafer chuck 16 and the probe 25. And the distance is calculated.

その後制御部60は、プローブ高さ検出器20で検出されたプローブ25の高さと、構成データ及び品種パラメータから算出されたプローブ25の高さとを比較する。そして制御部60は、比較の結果により基準面からのプローブ位置検出カメラ18の高さを変化させる指令を高さ調整機構21に出力する。制御部60は、構成データや品種パラメータなどから算出されたプローブ25の高さと、プローブ高さ検出器20で検出されたプローブ25の高さの比較において様々な手法を用いることができる。例えば、制御部60は、閾値を用いて、閾値の範囲内であれば高さが一致している判断し、閾値の範囲外であれば高さが一致していないと判断してもよい。   Thereafter, the control unit 60 compares the height of the probe 25 detected by the probe height detector 20 with the height of the probe 25 calculated from the configuration data and the product type parameter. Then, the control unit 60 outputs a command for changing the height of the probe position detection camera 18 from the reference plane to the height adjustment mechanism 21 based on the comparison result. The control unit 60 can use various methods for comparing the height of the probe 25 calculated from the configuration data and the product type parameter and the height of the probe 25 detected by the probe height detector 20. For example, using the threshold value, the control unit 60 may determine that the heights match if they are within the threshold value range, and may determine that the heights do not match if they are outside the threshold value range.

そして、制御部60は、構成データや品種パラメータなどで算出されたプローブ25の高さと、プローブ高さ検出器20で検出されたプローブ25の高さと同じである場合には、入力された構成データや品種パラメータは正しいものであったと判断する。例えば図3(A)及び(B)に示すように制御部60は、プローブ高さ検出器20により検出された基準面(ウエハチャック16の上面)から距離Aと、構成データや品種パラメータなどで算出されたプローブ25の高さである距離Bと、を比較し、B(ニアリーイコール)Aであると判定する。その後、制御部60は、図3(B)に示すようにプローブ位置検出カメラ18はワーキングディスタンス高さまで一気に上げる指令を高さ調整機構21に出力し、プローブ位置検出カメラ18はオートフォーカスを行いプローブ25の先端の検出を行う。すなわち、プローブ位置検出カメラ18は、プローブ高さ検出器20により検出されたプローブ25の先端の高さに基づいてZ軸方向に昇降駆動され、ワーキングディスタンス高さに移動させられる。   When the height of the probe 25 calculated from the configuration data, the product type parameter, and the like is the same as the height of the probe 25 detected by the probe height detector 20, the control unit 60 receives the input configuration data. Judge that the product parameters were correct. For example, as shown in FIGS. 3A and 3B, the control unit 60 uses the distance A from the reference surface (the upper surface of the wafer chuck 16) detected by the probe height detector 20, the configuration data, the product parameters, and the like. The distance B, which is the calculated height of the probe 25, is compared, and it is determined that it is B (nearly equal) A. Thereafter, as shown in FIG. 3B, the control unit 60 outputs a command for the probe position detection camera 18 to raise the working distance to the height adjustment mechanism 21 at a stroke, and the probe position detection camera 18 performs autofocus and performs the probe operation. 25 tips are detected. That is, the probe position detection camera 18 is driven up and down in the Z-axis direction based on the height of the tip of the probe 25 detected by the probe height detector 20 and moved to the working distance height.

一方で、構成データや品種パラメータなどで設定されたプローブ25の高さと、プローブ高さ検出器20で取得されたプローブ25の高さと同じでない場合には、制御部60は、入力された構成データや品種パラメータなどが間違いであったと判断し、表示部61にエラー表示を行ってユーザに知らせ、プローバ10の動作を停止させる。これにより、図2(B)で説明を行ったようなプローブ25とプローブ位置検出カメラ18との衝突を防止することができる。   On the other hand, when the height of the probe 25 set by the configuration data, the product type parameter, and the like is not the same as the height of the probe 25 acquired by the probe height detector 20, the control unit 60 receives the input configuration data. If it is determined that the product type parameter or the like is wrong, an error is displayed on the display unit 61 to notify the user, and the operation of the prober 10 is stopped. Thereby, the collision between the probe 25 and the probe position detection camera 18 described with reference to FIG. 2B can be prevented.

別の態様として、制御部60が入力された構成データや品種パラメータなどが間違いであったと判定した場合には、入力された値の代わりにプローブ高さ検出器20で取得されたプローブ25の高さを用いて、プローブ位置検出カメラ18をワーキングディスタンス高さに上げてもよい。これにより、入力された構成データや品種パラメータが誤りであっても、プローバ10を停止させることなく、測定を継続させることができる。   As another aspect, when the control unit 60 determines that the input configuration data or product type parameter is incorrect, the height of the probe 25 acquired by the probe height detector 20 instead of the input value. Using this, the probe position detection camera 18 may be raised to the working distance height. Thereby, even if the input configuration data and product type parameters are incorrect, measurement can be continued without stopping the prober 10.

図5は、プローバ10の操作方法を示したフロー図である。図5に示される操作方法では、プローブ高さ検出器20により検出されたプローブ25の高さに基づいて、構成データや品種パラメータにより算出されたプローブ先端高さの判断が行われる場合である。   FIG. 5 is a flowchart showing a method for operating the prober 10. In the operation method shown in FIG. 5, the probe tip height calculated from the configuration data and the product type parameter is determined based on the height of the probe 25 detected by the probe height detector 20.

先ず、ユーザは入力部62を介して構成データ及び品種パラメータを制御部60に入力する。その後制御部60は、入力された構成データ及び品種パラメータに基づいてプローブ25の先端の高さを算出する(ステップS10)。次に、プローブ高さ検出器20によりプローブ25の高さが検出される(ステップS11)。具体的には、プローブ高さ検出器20は、高さ調整機構27により上げられて、プローブ25に接触してプローブ25の高さを検出する。   First, the user inputs configuration data and product type parameters to the control unit 60 via the input unit 62. Thereafter, the control unit 60 calculates the height of the tip of the probe 25 based on the input configuration data and product type parameters (step S10). Next, the height of the probe 25 is detected by the probe height detector 20 (step S11). Specifically, the probe height detector 20 is raised by the height adjustment mechanism 27 and contacts the probe 25 to detect the height of the probe 25.

そして制御部60は、構成データ及び品種パラメータに基づいて算出されたプローブ25の先端の高さと、プローブ高さ検出器20により実際に検出されたプローブ25の先端の高さとの比較を行う。制御部60は、両者が一致していない場合には、表示部61にエラーを示す警告表示を行わせる(ステップS14)。   Then, the control unit 60 compares the height of the tip of the probe 25 calculated based on the configuration data and the product type parameter with the height of the tip of the probe 25 actually detected by the probe height detector 20. If the two do not match, the control unit 60 causes the display unit 61 to display a warning indicating an error (step S14).

一方、制御部60は、両者が一致している場合には、高さ調整機構21に対して、プローブ位置検出カメラ18をワーキングディスタンス高さまで上げる指令を出力する。その後、プローブ位置検出カメラ18は、指令に基づいてワーキングディスタンス高さまで上げられる(ステップS13)。   On the other hand, when the two match, the control unit 60 outputs a command to raise the probe position detection camera 18 to the working distance height to the height adjustment mechanism 21. Thereafter, the probe position detection camera 18 is raised to the working distance height based on the command (step S13).

図6は、プローバ10の他の操作方法を示したフロー図である。図6に示した他の操作方法では、構成データや品種パラメータに基づいてプローブ25の先端の高さを算出せずに、プローブ高さ検出器20により検出されたプローブ高さに基づいてプローブ位置検出カメラ18が上げられる。   FIG. 6 is a flowchart showing another operation method of the prober 10. In the other operation method shown in FIG. 6, the probe position is not calculated based on the configuration data or product type parameters, but based on the probe height detected by the probe height detector 20 without calculating the height of the probe 25. The detection camera 18 is raised.

先ず、プローブ高さ検出器20によりプローブ25の高さが検出される(ステップS20)。具体的には、プローブ高さ検出器20が高さ調整機構27により上げられて、プローブ25に接触してプローブ25の先端の高さが検出される。そして、制御部60は、検出されたプローブ25の先端の高さに基づいて、プローブ25の先端からプローブ位置検出カメラ18のワーキングディスタンス離れた高さ(ワーキングディスタンス高さ)を算出し、高さ調整機構21に指令を出力する(ステップS21)。   First, the height of the probe 25 is detected by the probe height detector 20 (step S20). Specifically, the probe height detector 20 is raised by the height adjustment mechanism 27 and contacts the probe 25 to detect the height of the tip of the probe 25. Based on the detected height of the tip of the probe 25, the control unit 60 calculates a height (working distance height) that is away from the working distance of the probe position detection camera 18 from the tip of the probe 25. A command is output to the adjustment mechanism 21 (step S21).

その後、プローブ高さ検出器20により検出されたプローブ25の先端の高さに基づいて、ワーキングディスタンス高さまでプローブ位置検出カメラ18の高さを変化させる(ステップS22)。図6で示したように、構成データや品種パラメータを入力してプローブ25の先端の高さを算出せずに、プローブ高さ検出器20により検出されたプローブ25の先端の高さを使用してもよい。   Thereafter, the height of the probe position detection camera 18 is changed to the working distance height based on the height of the tip of the probe 25 detected by the probe height detector 20 (step S22). As shown in FIG. 6, the height of the tip of the probe 25 detected by the probe height detector 20 is used without calculating the height of the tip of the probe 25 by inputting configuration data and product type parameters. May be.

上述の各構成及び機能は、任意のハードウェア、ソフトウェア、或いは両者の組み合わせによって適宜実現可能である。例えば、上述の処理ステップ(処理手順)をコンピュータに実行させるプログラム、そのようなプログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体(非一時的記録媒体)、或いはそのようなプログラムをインストール可能なコンピュータに対しても本発明を適用することが可能である。   Each of the above-described configurations and functions can be appropriately realized by arbitrary hardware, software, or a combination of both. For example, for a program that causes a computer to execute the above-described processing steps (processing procedure), a computer-readable recording medium (non-transitory recording medium) that records such a program, or a computer that can install such a program However, the present invention can be applied.

<第2の実施形態>
次に第2の実施形態に関して説明する。
<Second Embodiment>
Next, a second embodiment will be described.

図7は、本発明が適用されるウエハテストシステム100の第2の実施形態を示した概略構成図である。なお、図1で既に説明を行った箇所は同じ符号を付し説明は省略する。   FIG. 7 is a schematic configuration diagram showing a second embodiment of a wafer test system 100 to which the present invention is applied. In addition, the part already demonstrated in FIG. 1 attaches | subjects the same code | symbol, and abbreviate | omits description.

図7に示されたプローバ10は、図1に示されたプローバ10に対して、プローブ高さ検出器20がプローブ位置検出カメラ18と一体で設けられている点で異なる。   The prober 10 shown in FIG. 7 differs from the prober 10 shown in FIG. 1 in that a probe height detector 20 is provided integrally with the probe position detection camera 18.

プローブ高さ検出器20は、プローブ位置検出カメラ18に一体に設けられており、プローブ位置検出カメラ18の高さ調整機構21により高さが調整される。すなわち、プローブ高さ検出器20とプローブ位置検出カメラ18とはアーム29を介して一体に設けられることにより、一つの高さ調整機構により高さを調整することができるので、高さ調整の制御がより簡素化される。また、高さ調整機構の設置を一つ省略することもできるので、プローバ10の設計及び組立が簡素化される。また、プローブ高さ検出器20がプローブ位置検出カメラ18に一体に設けられていることにより、プローブ高さ検出器20は温度の影響が抑制される。すなわち、一般にプローブ位置検出カメラ18は温度変化小さいので、プローブ高さ検出器20がプローブ位置検出カメラ18に一体に設けられることにより、プローブ高さ検出器20は温度変化の影響が抑制される。一方例えば、プローブ位置検出カメラ18がウエハチャック16に設けられる場合には、ウエハチャック16は温度変化が−60℃〜200℃あるので、プローブ高さ検出器20は温度変化の影響を受けやすい。   The probe height detector 20 is provided integrally with the probe position detection camera 18, and the height is adjusted by the height adjustment mechanism 21 of the probe position detection camera 18. That is, since the probe height detector 20 and the probe position detection camera 18 are integrally provided via the arm 29, the height can be adjusted by a single height adjustment mechanism, so that the height adjustment is controlled. Is more simplified. Further, since one installation of the height adjusting mechanism can be omitted, the design and assembly of the prober 10 are simplified. Further, since the probe height detector 20 is provided integrally with the probe position detection camera 18, the probe height detector 20 is suppressed from the influence of temperature. In other words, since the temperature change of the probe position detection camera 18 is generally small, the probe height detector 20 is provided integrally with the probe position detection camera 18 so that the influence of the temperature change is suppressed. On the other hand, for example, when the probe position detection camera 18 is provided on the wafer chuck 16, since the temperature change of the wafer chuck 16 is −60 ° C. to 200 ° C., the probe height detector 20 is easily affected by the temperature change.

なお、プローブ高さ検出器20は、公知の技術によりプローブ位置検出カメラ18に一体に設けられる。図7ではプローブ高さ検出器20は、アーム29によりプローブ位置検出カメラ18の側方に設けられているが他の手段によって取り付けられてもよい。   The probe height detector 20 is provided integrally with the probe position detection camera 18 by a known technique. In FIG. 7, the probe height detector 20 is provided on the side of the probe position detection camera 18 by the arm 29, but may be attached by other means.

図8は、プローブ高さ検出器20とプローブ位置検出カメラ18とが一体に設けられる場合に行われるプローブ25の先端の検出に関して説明する図である。   FIG. 8 is a diagram illustrating detection of the tip of the probe 25 that is performed when the probe height detector 20 and the probe position detection camera 18 are provided integrally.

図8(A)に示すように、プローブ高さ検出器20がプローブ位置検出カメラ18と一体に設けられる場合には、プローブ高さ検出器20の接触面20aの高さは、プローブ位置検出カメラ18の対物レンズ18aの端部の高さよりも高い位置に設けられることが好ましい。これにより、プローブ25がプローブ位置検出カメラ18の対物レンズ18aに衝突する前に、プローブ高さ検出器20の接触面20aによりプローブ25の先端を検出することができる。また、プローブ高さ検出器20の接触面20aは、プローブ位置検出カメラ18の高さにワーキングディスタンスを加えた高さよりも低い位置に設けられる。これにより、プローブ位置検出カメラ18がオートフォーカスを行ってプローブ25の先端を検出することを妨げない。   As shown in FIG. 8A, when the probe height detector 20 is provided integrally with the probe position detection camera 18, the height of the contact surface 20a of the probe height detector 20 is determined by the probe position detection camera. It is preferable to be provided at a position higher than the height of the end of the 18 objective lenses 18a. Thus, the tip of the probe 25 can be detected by the contact surface 20a of the probe height detector 20 before the probe 25 collides with the objective lens 18a of the probe position detection camera 18. Further, the contact surface 20a of the probe height detector 20 is provided at a position lower than the height obtained by adding the working distance to the height of the probe position detection camera 18. This does not prevent the probe position detection camera 18 from performing autofocus and detecting the tip of the probe 25.

図8(B)は、プローブ高さ検出器20によってプローブ25の先端の高さの測定に関して示す図である。プローブ高さ検出器20は、プローブ位置検出カメラ18と一体に設けられており、プローブ位置検出カメラ18の高さ調整機構21により昇降駆動されてプローブ25の先端の高さを測定する。   FIG. 8B is a diagram showing the measurement of the height of the tip of the probe 25 by the probe height detector 20. The probe height detector 20 is provided integrally with the probe position detection camera 18 and is driven up and down by the height adjustment mechanism 21 of the probe position detection camera 18 to measure the height of the tip of the probe 25.

図8(C)は、ワーキングディスタンス高さに移動させたプローブ位置検出カメラ18を示す図である。プローブ位置検出カメラ18は、プローブ高さ検出器20により検出されたプローブ25の先端の高さに基づいて、高さ調整機構21によりワーキングディスタンス高さに移動する。ここで、プローブ位置検出カメラ18とプローブ高さ検出器20との高さ関係は一体に設けられており不変であるので、制御部60は、プローブ高さ検出器20により検出されたプローブ25の先端の高さに応じて、プローブ位置検出カメラ18の高さを容易に制御することができる。さらに、プローブ高さ検出器20の接触面20aとプローブ位置検出カメラ18の対物レンズ18aとの距離は、一体に設けられているのでZ軸方向、X軸方向、及びY軸方向(図7参照)において極めて短くなっている。したがって、プローブ高さ検出器20の接触面20aでプローブ25の先端を検出してからプローブ25の先端にプローブ位置検出カメラ18のフォーカスを合わせるための移動時間を短くすることができる。   FIG. 8C shows the probe position detection camera 18 moved to the working distance height. The probe position detection camera 18 is moved to the working distance height by the height adjusting mechanism 21 based on the height of the tip of the probe 25 detected by the probe height detector 20. Here, since the height relationship between the probe position detection camera 18 and the probe height detector 20 is integrally provided and does not change, the control unit 60 determines the probe 25 detected by the probe height detector 20. The height of the probe position detection camera 18 can be easily controlled according to the height of the tip. Furthermore, since the distance between the contact surface 20a of the probe height detector 20 and the objective lens 18a of the probe position detection camera 18 is provided integrally, the Z-axis direction, the X-axis direction, and the Y-axis direction (see FIG. 7). ) Is extremely short. Accordingly, the movement time for focusing the probe position detection camera 18 on the tip of the probe 25 after detecting the tip of the probe 25 on the contact surface 20a of the probe height detector 20 can be shortened.

<プローブの先端の高さ検出の応用例>
次に、上述で説明したプローブ25の先端の高さの検出を応用した態様に関して説明する。
<Application example of probe tip height detection>
Next, an aspect in which the detection of the height of the tip of the probe 25 described above is applied will be described.

プローブ25の先端の高さ検出は、様々な態様に応用可能である。特にプローブ25の先端の正確な高さを必要とする態様に好適に応用することが可能である。例えば、上述したプローブ25の先端の高さ検出は、プローブ25のプローブカード24の傾きの検出に適用することができる。   The detection of the height of the tip of the probe 25 can be applied to various modes. In particular, it can be suitably applied to an embodiment that requires an accurate height of the tip of the probe 25. For example, the height detection of the tip of the probe 25 described above can be applied to the detection of the inclination of the probe card 24 of the probe 25.

図9は、従来より一般に行われているカードホルダ23又はカードホルダ23に設置されるプローブカード24の傾き検出の方法に関して説明する図である。図9に示す場合では、プローブカード24の代わりに平行度確認治具70をカードホルダ23にセッティングして、カードホルダ23の傾きを検出する。具体的には、カードホルダ23にセッティングされた平行度確認治具70の表面の高さをプローブ位置検出カメラ18により複数回検出することにより、カードホルダ23の傾きを検出する。   FIG. 9 is a diagram illustrating a card holder 23 or a method of detecting the inclination of the probe card 24 installed in the card holder 23 that is generally performed conventionally. In the case shown in FIG. 9, the parallelism confirmation jig 70 is set in the card holder 23 instead of the probe card 24 to detect the inclination of the card holder 23. Specifically, the inclination of the card holder 23 is detected by detecting the height of the surface of the parallelism confirmation jig 70 set in the card holder 23 by the probe position detection camera 18 a plurality of times.

プローブカード24のプローブ25の先端をプローブ位置検出カメラ18で検出しようとすると、プローブ先端の検出に時間を要してしまいプローバ10のスループットが低下する。そこで平行度確認治具70をプローブカード24の代わりに用いると、平行度確認治具70は表面が平たい面であるので、プローブ位置検出カメラ18によっても比較的短時間で焦点を合わせることができる。なお、平行度確認治具70は、例えばプローブカード24に似せて加工された金属プレートである。   If the probe position detection camera 18 tries to detect the tip of the probe 25 of the probe card 24, it takes time to detect the probe tip, and the throughput of the prober 10 decreases. Therefore, when the parallelism confirmation jig 70 is used in place of the probe card 24, the parallelism confirmation jig 70 has a flat surface, so that the probe position detection camera 18 can be focused in a relatively short time. . The parallelism confirmation jig 70 is a metal plate processed to resemble the probe card 24, for example.

しかしながら、平行度確認治具70を使用してカードホルダ23の傾き検出を行うと、平行度確認治具70の加工精度が傾き検出の精度に影響してしまう。また、平行度確認治具70での傾き検出が終了した後に、プローブカード24をカードホルダ23にセッティングしなければならず、スループットが低下してしまう。   However, if the inclination of the card holder 23 is detected using the parallelism confirmation jig 70, the processing accuracy of the parallelism confirmation jig 70 affects the precision of inclination detection. In addition, after the inclination detection by the parallelism confirmation jig 70 is completed, the probe card 24 must be set in the card holder 23, resulting in a decrease in throughput.

そこで、本例では、上述したプローブ高さ検出器20を使用したプローブ25の先端の高さの検出を応用してプローブカード24に使用したカードホルダ23(又はプローブカード24)の傾きの検出を行う。   Therefore, in this example, the inclination of the card holder 23 (or probe card 24) used for the probe card 24 is detected by applying the detection of the height of the tip of the probe 25 using the probe height detector 20 described above. Do.

図10及び図11は、本例のカードホルダ23又はプローブカード24の傾き検出に関して説明する図である。図10では、プローブ高さ検出器20により、カードホルダ23にセッティングされたプローブカード24の傾きが検出されている。   10 and 11 are diagrams for explaining the inclination detection of the card holder 23 or the probe card 24 of this example. In FIG. 10, the probe height detector 20 detects the inclination of the probe card 24 set in the card holder 23.

プローブ高さ検出器20はプローブ位置検出カメラ18に一体に設けられており、プローブ位置検出カメラ18の高さ調整機構21により昇降駆動されており、プローブ25の先端に接触することによりプローブ25の先端の高さが検出される。   The probe height detector 20 is provided integrally with the probe position detection camera 18 and is driven up and down by a height adjustment mechanism 21 of the probe position detection camera 18, and comes into contact with the tip of the probe 25 to contact the probe 25. The height of the tip is detected.

図11は、制御部60に入力される情報及び制御部60から出力される情報を機能ブロックとともに概念的に示した図である。   FIG. 11 is a diagram conceptually showing information input to the control unit 60 and information output from the control unit 60 together with functional blocks.

図11に示すように、制御部60には、プローブ高さ検出器20からの実際に測定をして求めたプローブ25の先端の高さに関する情報が複数入力される。ここで、プローブ25の先端の高さが複数入力されるのは、プローブカード24の傾き又はカードホルダ23の傾きを算出するためである。したがって、例えばプローブ高さ検出器20は、異なる3点のプローブ25の先端の高さを制御部に送信して、制御部60はプローブカード24の傾きを出力する。なお、本願では特に検出された傾きに基づいて傾きを調整する傾き調整機構に関しては説明をしていないが、公知の傾き調整機構により検出された傾きに基づいて傾きが調整されてもよい。   As shown in FIG. 11, a plurality of pieces of information regarding the height of the tip of the probe 25 obtained by actual measurement from the probe height detector 20 are input to the control unit 60. Here, the plurality of heights of the tips of the probes 25 are input in order to calculate the inclination of the probe card 24 or the inclination of the card holder 23. Therefore, for example, the probe height detector 20 transmits the heights of the tips of the three different probes 25 to the control unit, and the control unit 60 outputs the inclination of the probe card 24. In the present application, the tilt adjustment mechanism that adjusts the tilt based on the detected tilt is not described, but the tilt may be adjusted based on the tilt detected by a known tilt adjustment mechanism.

次に、上述した応用例において、さらにプローブ位置検出カメラ18によってもプローブカード24の傾きの検出を行う例を説明する。   Next, an example in which the inclination of the probe card 24 is detected also by the probe position detection camera 18 in the application example described above will be described.

図12には、プローブ位置検出カメラ18によってプローブカード24の傾きが検出されている。この場合、プローブ位置検出カメラ18は、プローブ高さ検出器20により検出されたプローブ25の先端の高さに基づいて、プローブ25の先端の高さを検出する。すなわち図3及び図8で説明したように、プローブ位置検出カメラ18は、プローブ高さ検出器20により検出されたプローブ25の先端の高さに基づいて、高さ調整機構21によりワーキングディスタンス高さに移動され、その後プローブ25の先端の高さを検出する。プローブ位置検出カメラ18は、上述したプローブ高さ検出器20の場合と同様に、異なる複数の点におけるプローブ25の先端の高さを検出し、制御部60は検出されたプローブ25の先端の高さに基づいてプローブカード24の傾きを検出する。   In FIG. 12, the probe position detection camera 18 detects the tilt of the probe card 24. In this case, the probe position detection camera 18 detects the height of the tip of the probe 25 based on the height of the tip of the probe 25 detected by the probe height detector 20. That is, as described with reference to FIGS. 3 and 8, the probe position detection camera 18 uses the height adjustment mechanism 21 to adjust the working distance height based on the height of the tip of the probe 25 detected by the probe height detector 20. Then, the height of the tip of the probe 25 is detected. Similarly to the probe height detector 20 described above, the probe position detection camera 18 detects the height of the tip of the probe 25 at a plurality of different points, and the control unit 60 detects the height of the detected tip of the probe 25. Based on this, the inclination of the probe card 24 is detected.

このように、本例ではプローブ高さ検出器20及びプローブ位置検出カメラ18から出力されたプローブ25の先端の高さに基づいて、プローブカード24の傾きを検出する。   Thus, in this example, the inclination of the probe card 24 is detected based on the height of the tip of the probe 25 output from the probe height detector 20 and the probe position detection camera 18.

図13は、本例のプローブカード24(カードホルダ23)の傾きを検出する手順を示したフロー図である。図13では、プローブ高さ検出器20及びプローブ位置検出カメラ18によりプローブ25の先端の高さが検出され、傾きを検出する例を示している。   FIG. 13 is a flowchart showing a procedure for detecting the inclination of the probe card 24 (card holder 23) of this example. FIG. 13 shows an example in which the tip height of the probe 25 is detected by the probe height detector 20 and the probe position detection camera 18 to detect the inclination.

先ず、プローブ高さ検出器20により、プローブ25の先端の高さが複数回測定され、測定結果が制御部60に送信される(第1の高さ検出ステップ:ステップS30)。複数回の測定は異なる点で行われ、プローブ高さ検出器20はX軸方向及びY軸方向に移動してプローブ25の先端の高さを測定する。   First, the height of the tip of the probe 25 is measured a plurality of times by the probe height detector 20, and the measurement result is transmitted to the control unit 60 (first height detection step: step S30). Multiple measurements are performed at different points, and the probe height detector 20 moves in the X-axis direction and the Y-axis direction to measure the height of the tip of the probe 25.

次に、プローブ位置検出カメラ18により、プローブ25の先端の高さが複数測定され、測定結果が制御部60に送信される(第2の高さ検出ステップ:ステップS31)。プローブ位置検出カメラ18もプローブ高さ検出器20と同様に、複数回の異なる点でプローブ25の先端の高さの検出を行う。ここでプローブ位置検出カメラ18は、プローブ高さ検出器20で予め検出されたプローブ25の先端の高さに基づいて、ワーキングディスタンス高さに移動されてプローブ25の先端にオートフォーカスを行う。したがって、プローブ位置検出カメラ18のプローブ25の先端を探索している時間を短縮することができるので、プローバ10のスループットの低下が抑制される。   Next, the probe position detection camera 18 measures a plurality of heights of the tip of the probe 25 and transmits the measurement result to the control unit 60 (second height detection step: step S31). Similar to the probe height detector 20, the probe position detection camera 18 also detects the height of the tip of the probe 25 at a plurality of different points. Here, the probe position detection camera 18 is moved to the working distance height based on the height of the tip of the probe 25 detected in advance by the probe height detector 20 and performs autofocus on the tip of the probe 25. Therefore, since the time for searching for the tip of the probe 25 of the probe position detection camera 18 can be shortened, a decrease in the throughput of the prober 10 is suppressed.

その後制御部60は、プローブ高さ検出器20及びプローブ位置検出カメラ18から出力された複数のプローブ25の先端の高さに基づいて、プローブカード24の傾きを算出する(傾き検出ステップ:ステップS32)。ここで、制御部60は、プローブ高さ検出器20で検出されたプローブ25の先端の高さに基づいて傾きを検出し、その後プローブ位置検出カメラ18で検出されたプローブ25の先端の高さに基づいて傾きを検出する。制御部60は、プローブ25の先端の高さをより高精度で検出できるプローブ位置検出カメラ18の検出結果も使用して傾き検出を行うので、より正確な傾きの検出を行うことができる。   Thereafter, the control unit 60 calculates the inclination of the probe card 24 based on the heights of the tips of the plurality of probes 25 output from the probe height detector 20 and the probe position detection camera 18 (inclination detection step: step S32). ). Here, the control unit 60 detects the tilt based on the height of the tip of the probe 25 detected by the probe height detector 20, and then the height of the tip of the probe 25 detected by the probe position detection camera 18. The inclination is detected based on the above. Since the control unit 60 detects the tilt using the detection result of the probe position detection camera 18 that can detect the height of the tip of the probe 25 with higher accuracy, the control unit 60 can detect the tilt more accurately.

<別実施形態のプローブ高さ検出器>
図14は、別実施形態のプローブ高さ検出器100を説明するための説明図である。図14に示すように、別実施形態のプローブ高さ検出器100は、線形可変差動変圧器(Linear Variable Differential Transformer)であるLVDT106を用いて既述の基準面からのプローブ25の先端の高さを検出する。このプローブ高さ検出器100は、ベース102と、エアベアリング103と、上下可動部104と、コイルバネ105と、LVDT106と、を備えている。
<Probe height detector of another embodiment>
FIG. 14 is an explanatory diagram for explaining a probe height detector 100 according to another embodiment. As shown in FIG. 14, the probe height detector 100 of another embodiment uses a LVDT 106 that is a linear variable differential transformer, and the height of the tip of the probe 25 from the reference plane described above. Detect. The probe height detector 100 includes a base 102, an air bearing 103, a vertically movable portion 104, a coil spring 105, and an LVDT 106.

ベース102は、不図示の支持部材により高さ調整機構27の上方で支持されている。ベース102は略環状に形成されており、このベース102の中心にはZ軸方向(上下方向)に平行な貫通穴102aが形成されている。このベース102の上面には、エアベアリング103が設けられている。   The base 102 is supported above the height adjustment mechanism 27 by a support member (not shown). The base 102 is formed in a substantially annular shape, and a through hole 102 a parallel to the Z-axis direction (vertical direction) is formed at the center of the base 102. An air bearing 103 is provided on the upper surface of the base 102.

エアベアリング103は、略円筒状に形成されており、Z軸方向に平行な保持穴103aを有している。この保持穴103aの中心のXY軸方向の位置と、既述の貫通穴102aの中心のXY軸方向の位置とは一致している。符号Cは、保持穴103a及び貫通穴102aの双方の中心を通る中心軸である。エアベアリング103は、保持穴103aに挿通された後述の上下可動部104の上下移動軸110をZ軸方向に移動自在に保持する。   The air bearing 103 is formed in a substantially cylindrical shape and has a holding hole 103a parallel to the Z-axis direction. The position of the center of the holding hole 103a in the XY axis direction and the position of the center of the through hole 102a described above in the XY axis direction coincide with each other. Reference symbol C is a central axis passing through the centers of both the holding hole 103a and the through hole 102a. The air bearing 103 holds an up-and-down moving shaft 110 of an up-and-down movable unit 104 (described later) inserted through the holding hole 103a so as to be movable in the Z-axis direction.

また、エアベアリング103には、その外周面から保持穴103aの内面に貫通した不図示のエア供給穴が形成されており、このエア供給穴を介して不図示のエア源から供給されたエアが保持穴103a内に供給される。これにより、保持穴103aの内面と上下移動軸110の外面との間に不図示のエア層が形成されるので、上下移動軸110がエアベアリング103(保持穴103a)により非接触でガイドされる。   The air bearing 103 is formed with an air supply hole (not shown) penetrating from the outer peripheral surface to the inner surface of the holding hole 103a, and air supplied from an air source (not shown) through the air supply hole is provided. It is supplied into the holding hole 103a. As a result, an air layer (not shown) is formed between the inner surface of the holding hole 103a and the outer surface of the vertical movement shaft 110, so that the vertical movement shaft 110 is guided in a non-contact manner by the air bearing 103 (holding hole 103a). .

さらに、エアベアリング103の下端部の外周面には、その周方向に沿って環状の鍔部103bが形成されている。   Further, an annular flange 103b is formed on the outer peripheral surface of the lower end portion of the air bearing 103 along the circumferential direction.

上下可動部104は、エアベアリング103により非接触でZ軸方向に移動自在に保持される。この上下可動部104は、上下移動軸110と、ストッパリング111と、バネ受け部112と、ステージ台座113と、ステージ114と、を備える。   The vertically movable portion 104 is held by the air bearing 103 so as to be movable in the Z-axis direction without contact. The vertically movable portion 104 includes a vertically moving shaft 110, a stopper ring 111, a spring receiving portion 112, a stage base 113, and a stage 114.

上下移動軸110は、既述の通り、エアベアリング103の保持穴103aに挿通され、エアベアリング103により非接触でZ軸方向に移動自在に保持される。この上下移動軸110の外周面の下端部には、略環状のストッパリング111が外嵌されている。また、上下移動軸110の上面には、バネ受け部112が固定されている。   As described above, the vertical movement shaft 110 is inserted into the holding hole 103a of the air bearing 103 and is held by the air bearing 103 so as to be movable in the Z-axis direction without contact. A substantially annular stopper ring 111 is fitted on the lower end of the outer peripheral surface of the vertical movement shaft 110. A spring receiving portion 112 is fixed to the upper surface of the vertical movement shaft 110.

ストッパリング111の外径は、保持穴103aの直径よりも大きく形成されている。バネ受け部112は、円板部112aと、この円板部112aの下面に設けられた嵌合部112bとを備える。円板部112aの外径は、コイルバネ105の外径よりも大きく形成されている。嵌合部112bは、コイルバネ105の上側の開口部に嵌合する。   The outer diameter of the stopper ring 111 is formed larger than the diameter of the holding hole 103a. The spring receiving portion 112 includes a disc portion 112a and a fitting portion 112b provided on the lower surface of the disc portion 112a. The outer diameter of the disc part 112 a is formed larger than the outer diameter of the coil spring 105. The fitting portion 112 b is fitted into the opening on the upper side of the coil spring 105.

ステージ台座113は、バネ受け部112の上面に固定されている。このステージ台座113の上面には、ステージ114が固定される。ステージ114の上面は既述の接触面20aとなる。   The stage pedestal 113 is fixed to the upper surface of the spring receiving portion 112. A stage 114 is fixed to the upper surface of the stage base 113. The upper surface of the stage 114 becomes the contact surface 20a described above.

コイルバネ105は、Z軸方向に圧縮された状態で鍔部103bとバネ受け部112との間に取り付けられる。コイルバネ105の下側の開口部には既述のエアベアリング103の上端部が挿入される。これにより、コイルバネ105の下端が鍔部103bの上面に当接する。一方、コイルバネ105の上側の開口部には、既述の嵌合部112bが嵌合する。このため、コイルバネ105は、バネ受け部112を介して上下可動部104の各部(ステージ114等)をZ軸方向の上方へ付勢する。その結果、ストッパリング111が保持穴103aの下側の開口縁部に当接し、ステージ114のZ軸方向の高さ位置が一定に維持される。   The coil spring 105 is attached between the flange portion 103b and the spring receiving portion 112 in a state compressed in the Z-axis direction. The upper end of the air bearing 103 described above is inserted into the lower opening of the coil spring 105. Thereby, the lower end of the coil spring 105 contacts the upper surface of the flange 103b. On the other hand, the above-described fitting portion 112 b is fitted into the upper opening of the coil spring 105. For this reason, the coil spring 105 urges each part (the stage 114 and the like) of the up and down movable part 104 upward in the Z-axis direction via the spring receiving part 112. As a result, the stopper ring 111 contacts the lower opening edge of the holding hole 103a, and the height position of the stage 114 in the Z-axis direction is kept constant.

LVDT106は、ベース102の下面に設けられている。このLVDT106は、鉄心などのコア106aと、コイル106bとを備える。コア106aは、上下移動軸110の下面に固定されており、Z軸方向の下方に延びている。このコア106aの中心軸は、既述の中心軸Cと一致している。コア106aは、上下移動軸110(上下可動部104)と一体にZ軸方向に移動する。   The LVDT 106 is provided on the lower surface of the base 102. The LVDT 106 includes a core 106a such as an iron core and a coil 106b. The core 106a is fixed to the lower surface of the vertical movement shaft 110 and extends downward in the Z-axis direction. The central axis of the core 106a coincides with the above-described central axis C. The core 106a moves in the Z-axis direction integrally with the vertical movement shaft 110 (the vertical movable portion 104).

コイル106bは、Z軸方向に平行な略円筒形状を有している。このコイル106bの内部には、コア106aが非接触で挿入されている。コイル106bは、入力電圧(交流)により励磁される一次コイル(不図示)と、コア106aのZ軸方向の変位により出力電圧(誘起電圧)が発生する二次コイル(不図示)と、を有している。   The coil 106b has a substantially cylindrical shape parallel to the Z-axis direction. The core 106a is inserted in the coil 106b in a non-contact manner. The coil 106b has a primary coil (not shown) excited by an input voltage (alternating current) and a secondary coil (not shown) that generates an output voltage (induced voltage) due to the displacement of the core 106a in the Z-axis direction. doing.

微小移動検出部118は、コイル106bに入力電圧を供給すると共に、コア106aのZ軸方向の変位に応じてコイル106bから出力される出力電圧を検出する。微小移動検出部118は、コイル106bから出力される出力電圧に基づき、コア106a、すなわち上下可動部104(ステージ114等)のZ軸方向の微小移動を検出する。   The minute movement detection unit 118 supplies an input voltage to the coil 106b and detects an output voltage output from the coil 106b according to the displacement of the core 106a in the Z-axis direction. The minute movement detection unit 118 detects minute movements in the Z-axis direction of the core 106a, that is, the vertically movable unit 104 (the stage 114, etc.), based on the output voltage output from the coil 106b.

上記構成のプローブ高さ検出器100によれば、高さ調整機構27がプローブ高さ検出器100をZ軸方向の上方へ移動させることにより、ステージ114の接触面20aがプローブ25の先端に接触すると、上下可動部104(ステージ114等)及びコア106aがZ軸方向の下方に微小移動される。これにより、コア106aの微小移動に応じてコイル106bから出力された出力電圧が微小移動検出部118に入力される。このため、微小移動検出部118が上下可動部104(ステージ114等)のZ軸方向の微小移動、すなわち、接触面20aに対するプローブ25の先端の接触を検出できる。これ以降は、既述のプローブ高さ検出器20と同じであるので、具体的な説明は省略する。   According to the probe height detector 100 having the above configuration, the height adjustment mechanism 27 moves the probe height detector 100 upward in the Z-axis direction, so that the contact surface 20a of the stage 114 contacts the tip of the probe 25. Then, the vertically movable unit 104 (the stage 114 and the like) and the core 106a are slightly moved downward in the Z-axis direction. As a result, the output voltage output from the coil 106b according to the minute movement of the core 106a is input to the minute movement detection unit 118. Therefore, the minute movement detection unit 118 can detect minute movement in the Z-axis direction of the vertically movable unit 104 (the stage 114 and the like), that is, contact of the tip of the probe 25 with the contact surface 20a. Since the subsequent steps are the same as the probe height detector 20 described above, a detailed description thereof will be omitted.

このように、プローブ高さ検出器100では、LVDT106を用いて接触面20aに対するプローブ25の先端の接触を検出するので、この接触の検出精度[接触応答性(敏感性)]を向上させることができる。その結果、既述の基準面からのプローブ25の先端の高さの測定精度を向上させることができる。また、接触面20aへのプローブ25の先端の接触に伴うステージ114等のZ軸方向の移動量(押込量)及び接触に伴うZ軸方向の押圧力を精度良く検出することができる。   Thus, since the probe height detector 100 detects the contact of the tip of the probe 25 with the contact surface 20a using the LVDT 106, the detection accuracy [contact responsiveness (sensitivity)] of the contact can be improved. it can. As a result, it is possible to improve the measurement accuracy of the height of the tip of the probe 25 from the above-described reference plane. Further, the amount of movement (pushing amount) in the Z-axis direction of the stage 114 and the like accompanying the contact of the tip of the probe 25 with the contact surface 20a and the pressing force in the Z-axis direction accompanying the contact can be detected with high accuracy.

以上で本発明の例に関して説明してきたが、本発明は上述した実施の形態に限定されず、本発明の精神を逸脱しない範囲で種々の変形が可能であることは言うまでもない。   The example of the present invention has been described above, but the present invention is not limited to the above-described embodiment, and it goes without saying that various modifications can be made without departing from the spirit of the present invention.

10…プローバ
11…基台
12…移動ベース
13…Y軸移動台
14…X軸移動台
15…回転部
16…ウエハチャック
18…プローブ位置検出カメラ
18a…対物レンズ
19…ウエハアライメントカメラ
20,100…プローブ高さ検出器
20a…接触面
20b…センサ機構
21…高さ調整機構
22…ヘッドステージ
23…カードホルダ
24…プローブカード
25…プローブ
27…高さ調整機構
29…アーム
30…テスタ
31…テスタ本体
32…コンタクトリング
60…制御部
61…表示部
62…入力部
100…ウエハテストシステム
106…線形可変差動変圧器(LVDT)
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 ... Prober 11 ... Base 12 ... Movement base 13 ... Y-axis movement stand 14 ... X-axis movement stand 15 ... Rotation part 16 ... Wafer chuck 18 ... Probe position detection camera 18a ... Objective lens 19 ... Wafer alignment camera 20, 100 ... Probe height detector 20a ... contact surface 20b ... sensor mechanism 21 ... height adjustment mechanism 22 ... head stage 23 ... card holder 24 ... probe card 25 ... probe 27 ... height adjustment mechanism 29 ... arm 30 ... tester 31 ... tester body 32 ... Contact ring 60 ... Control unit 61 ... Display unit 62 ... Input unit 100 ... Wafer test system 106 ... Linear variable differential transformer (LVDT)

Claims (4)

プローブに対向して配置されるウエハの電極にプローブを接触させて検査を行うプローバであって、
前記プローブと対向する位置で前記プローブの先端位置を検出するプローブ位置検出カメラと、
前記プローブ位置検出カメラとは別に設けられ、前記プローブと対向する位置で前記プローブの先端の高さ位置を検出するプローブ高さ検出器と、
を有するプローバ。
A prober that performs an inspection by bringing a probe into contact with an electrode of a wafer arranged to face the probe,
A probe position detection camera that detects a tip position of the probe at a position facing the probe;
A probe height detector that is provided separately from the probe position detection camera and detects the height position of the tip of the probe at a position facing the probe;
Prober with.
前記プローブ高さ検出器は、前記プローブの先端の接触を検出する差動変圧器を有している請求項1に記載のプローバ。   The prober according to claim 1, wherein the probe height detector includes a differential transformer that detects contact of a tip of the probe. 前記プローブ高さ検出器は、前記プローブ位置検出カメラと一体に設けられる、請求項1又は2に記載のプローバ。   The prober according to claim 1, wherein the probe height detector is provided integrally with the probe position detection camera. 前記プローブ高さ検出器は、前記プローブ位置検出カメラとは独立して設けられ、
予め定めた基準面からの前記プローブ高さ検出器の高さを変化させる第2高さ調整機構を更に備える請求項1から3のいずれか1項に記載のプローバ。
The probe height detector is provided independently of the probe position detection camera,
4. The prober according to claim 1, further comprising a second height adjustment mechanism that changes a height of the probe height detector from a predetermined reference plane. 5.
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