JP2568104B2 - Probing method and probing device - Google Patents

Probing method and probing device

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JP2568104B2
JP2568104B2 JP63090756A JP9075688A JP2568104B2 JP 2568104 B2 JP2568104 B2 JP 2568104B2 JP 63090756 A JP63090756 A JP 63090756A JP 9075688 A JP9075688 A JP 9075688A JP 2568104 B2 JP2568104 B2 JP 2568104B2
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Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の目的〕 (産業上の利用分野) この発明は、プロービング方法及びプロービング装置
に関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Object of the Invention] (Field of Industrial Application) The present invention relates to a probing method and a probing apparatus.

(従来の技術) 近年、ICチップの製造技術の革新により、高集積化お
よび高速化された多機能ICチップが生産されている。こ
のようなICチップは例えば1チップ内にMUP,RAM,ROM,AL
U,TTL等の多種多様な回路部が導電パターンによって接
続されている。ここで、このICチップの電気特性の測定
は、全体測定はもちろんのこと各回路部ごとにも実行す
る必要がある。このため、上記ICチップには、ICチップ
の周縁にボンディング用の例えば70〜100μm角の電極
パッドや、各回路部周縁に測定専用の例えば20〜30μm
角の電極パッドが設けられている。このようなICチップ
の電気特性測定時には、ICチップが多数形成された半導
体ウエハを移動載置台に載置し、この載置台をチップ間
隔毎に水平方向に順次移動し、このたびに垂直方向に昇
降して、ボンディング用の電極パッドや測定専用の電極
パッドにプローブカードのプローブ針を接触させ、テス
タとICチップを接続して測定を実行する必要があった。
(Prior Art) In recent years, due to innovation in IC chip manufacturing technology, highly integrated and high-speed multifunction IC chips have been produced. Such IC chips are, for example, MUP, RAM, ROM, AL in one chip.
Various circuit parts such as U and TTL are connected by a conductive pattern. Here, it is necessary to measure the electrical characteristics of the IC chip not only for the entire measurement but also for each circuit unit. Therefore, in the above IC chip, for example, 70 to 100 μm square electrode pads for bonding on the periphery of the IC chip and 20 to 30 μm dedicated to measurement on the periphery of each circuit portion are used.
Corner electrode pads are provided. When measuring the electrical characteristics of such an IC chip, a semiconductor wafer on which a large number of IC chips are formed is placed on a movable mounting table, and the mounting table is sequentially moved in the horizontal direction at intervals of chips, each time in the vertical direction. It was necessary to move up and down to bring the probe needle of the probe card into contact with the electrode pad for bonding or the electrode pad dedicated to measurement, connect the tester and the IC chip, and perform the measurement.

(発明が解決しようとする課題) しかしながら、上記ICチップの測定に際し、載置台
は、移動速度や重量によるメカ精度の関係から通常5μ
mを単位として移動制御されているので、70〜100μm
角のボンディング用電極パッドに、先端が50μm程度の
プローブカードのプローブ針を接触させるには問題ない
が、20〜30μm角の測定専用の電極パッドに、先端が5
〜10μm程度のプローブ針を接触させるには、載置台を
5μm単位で移動させると、パッドと針の位置合わせが
困難であり、正確な接触が得られず、回路部測定を実行
することが出来ないという問題点があった。
(Problems to be solved by the invention) However, when measuring the above IC chip, the mounting table is usually 5 μm in view of mechanical accuracy due to moving speed and weight.
Since movement is controlled in units of m, 70 to 100 μm
There is no problem in contacting the probe needle of the probe card with a tip of about 50 μm to the corner bonding electrode pad, but the tip is 5
In order to contact the probe needle of about ~ 10μm, if the mounting table is moved in 5μm units, it is difficult to align the pad and the needle, and accurate contact cannot be obtained, and the circuit part measurement can be performed. There was a problem that it did not exist.

この発明は上記点に対処してなされたもので、ボンデ
ィング用の電極パッドより小さい測定専用の電極パッド
にも対応可能とし、精度の高い位置合わせを高速で行な
うことを可能とする測定方法を提供するものである。
The present invention has been made in consideration of the above points, and provides a measuring method that can correspond to an electrode pad dedicated to measurement smaller than an electrode pad for bonding, and can perform highly accurate alignment at high speed. To do.

〔発明の構成〕[Structure of Invention]

(課題を解決するための手段) この発明の請求項1に記載のプロービング方法は、載
置台に載置された被測定体の電極パッドとプローブカー
ドのプローブ針を位置合わせし接触させて上記被測定体
を測定するプロービング方法において、上記載置台をそ
の移動制御可能な範囲で移動させて上記被測定体を上記
プローブカードに対して粗位置合わせを行なった後、上
記プローブカードを上記載置台より細かく移動制御しな
がら上記プローブカードを上記被測定体に対して微位置
合わせを行なうことを特徴とする。
(Means for Solving the Problem) In the probing method according to claim 1 of the present invention, the electrode pad of the object to be measured mounted on the mounting table and the probe needle of the probe card are aligned and brought into contact with each other, and In the probing method of measuring the measurement object, after performing the rough alignment of the measured object by moving the mounting table in a range in which the movement can be controlled, the probe card from the mounting table It is characterized in that the probe card is finely aligned with the object to be measured while finely controlling the movement.

また、この発明の請求項2に記載のプロービング装置
は、載置台をX、Y、Z及びθ方向で移動させて上記載
置台に載置された被測定体の電極パッドをプローブカー
ドのプローブ針に位置合わせし接触させて上記被測定体
を測定するプロービング装置において、上記プローブカ
ードを、これの支持するベース部材から離隔させて上記
載置台よりも細かくX、Y方向に移動制御して上記プロ
ーブカードを上記被測定体に対して位置合わせを行なう
微移動機構を設け、上記微移動機構は、上記ベース部材
上に設けられ且つX、Y方向のいずれか一方向のガイド
面を有するガイド部材と、このガイド部材のガイド面に
拘束可能で且つこのガイド面及び上記ベース部材に沿っ
てスライド移動可能な第1スライダーと、この第1スラ
イダーに形成されたX、Y方向のいずれか他方向のガイ
ド面に対して拘束可能で且つこのガイド面及び上記ベー
ス部材に沿ってスライド移動可能で上記プローブカード
が固定された第2スライダーと、これら両スライダーを
個別に駆動する駆動機構と、この駆動機構により移動す
る各スライダーの移動距離を検出する距離検出器とを備
えたことを特徴とする。
In the probing device according to claim 2 of the present invention, the mounting table is moved in the X, Y, Z, and θ directions so that the electrode pads of the object to be measured mounted on the mounting table are probe needles of the probe card. In the probing device for measuring the object to be measured by aligning and contacting with the probe, the probe card is separated from a base member supporting the probe card and finely moved in the X and Y directions to control the probe card. A fine movement mechanism for aligning the card with the object to be measured is provided, and the fine movement mechanism is provided on the base member and has a guide member having a guide surface in any one of the X and Y directions. A first slider that can be restrained by the guide surface of the guide member and can slide along the guide surface and the base member; and a first slider formed on the first slider. , A second slider fixed to the guide surface in any other direction of the Y direction and slidable along the guide surface and the base member, and fixed to the probe card, and both sliders individually. It is characterized by comprising a driving mechanism for driving and a distance detector for detecting a moving distance of each slider moved by the driving mechanism.

(作用) この発明の請求項1及び請求法2に記載の発明によれ
ば、載置台に載置された被測定体の電極パッドとプロー
ブカードのプローブ針を位置合わせし接触させて被測定
体を測定する際に、まず、載置台をその移動制御可能な
範囲で移動させて被測定体をプローブカードに対して粗
位置合わせを行なった後、微移動機構を用いてプローブ
カードを載置台より細かく移動距離を制御しながらプロ
ーブカードを被測定体に対して微位置合わせを行なう。
微移動機構を用いてプローブカードを位置合わせする際
には、例えばY方向のガイド面及びベース部材に対して
第1スライダーを離隔させた状態にし、更に、これと同
時にあるいは個別に第2スライダーをそのX方向のガイ
ド面及びベース部材に対して離隔させた状態にした後、
駆動機構を駆動させて第1、第2スライダーをベース部
材上で同時にあるいは個別に離隔移動させる。そして距
離検出器は第1、第2スライダーが所定の移動だけ移動
したことを検出すると、第1、第2スライダーがそれぞ
れのガイド面及びベース部材に拘束されて停止し、プロ
ーブカードを微位置合わせを終了する。
(Operation) According to the first and second aspects of the present invention, the electrode pad of the object to be measured placed on the mounting table and the probe needle of the probe card are aligned and brought into contact with each other to be measured. When measuring, first move the mounting table within its controllable range to roughly align the object to be measured with the probe card, and then use the fine movement mechanism to move the probe card from the mounting table. The probe card is finely aligned with the object to be measured while finely controlling the moving distance.
When aligning the probe card using the fine movement mechanism, for example, the first slider is separated from the guide surface and the base member in the Y direction, and the second slider is simultaneously or individually provided. After separating the guide surface in the X direction and the base member,
The drive mechanism is driven to move the first and second sliders separately on the base member simultaneously or individually. When the distance detector detects that the first and second sliders have moved by a predetermined amount, the first and second sliders are restrained by the respective guide surfaces and the base member and stopped, and the probe card is finely aligned. To finish.

(実施例) 次に、本発明測定方法を、プローブ装置での半導体ウ
エハの測定に適用した一実施例につき図面を参照して説
明する。
(Example) Next, an example in which the measuring method of the present invention is applied to measurement of a semiconductor wafer by a probe apparatus will be described with reference to the drawings.

まずプローブ装置の構成について説明すると、第1図
第2図示すように、主に、被測定体例えば多数のICチッ
プが形成された半導体ウエハ(1)を収納し、予備アラ
イメント機構を有する収納部(2)と、被測定体の電気
的特性を測定する測定部(3)から構成されている。
First, the structure of the probe device will be described. As shown in FIG. 1 and FIG. 2, an accommodating portion mainly accommodating an object to be measured, for example, a semiconductor wafer (1) on which a large number of IC chips are formed and having a preliminary alignment mechanism. (2) and a measuring section (3) for measuring the electrical characteristics of the device under test.

上記収納部(2)は、被測定体例えば半導体ウエハ
(1)を板厚方向に所定の間隔を設けて例えば25枚積載
可能なカセット(4)を設置可能な載置台(5)が、複
数例えば2系設けられている。この各載置台(5)は夫
々駆動機構例えばモータ(6)に連結したボールネジ
(7)より垂直移動可能となっていて、カセット(4)
から半導体ウエハ(1)を搬送及び搬入する場合に、所
定の搬出・搬入位置に所望の半導体ウエハ(1)を設置
可能となっている。
The storage section (2) has a plurality of mounting tables (5) on which the cassettes (4) capable of stacking, for example, 25 objects to be measured, such as semiconductor wafers (1), are arranged at predetermined intervals in the plate thickness direction. For example, two systems are provided. Each of the mounting tables (5) can be vertically moved by a ball screw (7) connected to a driving mechanism, for example, a motor (6), and the cassette (4) can be moved.
When carrying and carrying in the semiconductor wafer (1), the desired semiconductor wafer (1) can be installed at a predetermined carrying-out / carrying-in position.

そして、上記カセット(4)内に収納された半導体ウ
エハ(1)を1枚毎搬出・搬入するための搬送アーム
(8)が設けられている。この搬送アーム(8)は、図
示しない搬送ステージ例えばリニアガイドとボールネジ
とモータによる1軸移動機構に設けられている。この搬
送アーム(8)で搬送されたウエハ(1)を予備アライ
メントするために、予備アライメントステージ(9)が
設けられている。この予備アライメントステージ(9)
は、載置面に半導体ウエハ(1)を固定するように図示
しない真空吸着機構が設けられている。又、予備アライ
メントステージ(9)を上下方向に昇降し、θ回転可能
なように図示しない駆動機構(17)例えばボールネジと
モータを用いた1軸移動機構及びタイミングベルトとモ
ータによる回動機構を備えたものが設けられている。
又、予備アライメントステージ(9)の近傍には、予備
アライメント用の発光/受光センサ(図示せず)が設け
られている。
Further, a transfer arm (8) is provided for unloading and loading the semiconductor wafers (1) housed in the cassette (4) one by one. The transfer arm (8) is provided on a transfer stage (not shown), such as a uniaxial moving mechanism including a linear guide, a ball screw, and a motor. A preliminary alignment stage (9) is provided to perform preliminary alignment of the wafer (1) transferred by the transfer arm (8). This preliminary alignment stage (9)
Is provided with a vacuum suction mechanism (not shown) so as to fix the semiconductor wafer (1) on the mounting surface. In addition, the pre-alignment stage (9) is moved up and down, and is provided with a drive mechanism (17) (not shown), such as a uniaxial movement mechanism using a ball screw and a motor, and a rotation mechanism using a timing belt and a motor, so that the θ rotation can be performed. It is provided.
Further, a light emitting / receiving sensor (not shown) for the preliminary alignment is provided near the preliminary alignment stage (9).

上述したように収納部(2)が構成されていて、次に
測定部(3)について説明する。
The storage section (2) is configured as described above, and the measurement section (3) will be described next.

測定部(3)は、上記構成の収納部(2)の左又は右
に接続して設けられていて、収納部(2)から搬送され
たウエハ(1)を測定部(3)で測定するように構成さ
れている。この測定部(3)には、半導体ウエハ(1)
を載置する載置台(10)が設けられていて、載置面に半
導体ウエハ(1)を固定するように図示しない真空吸着
機構が設けられている。又、載置台(10)は、高速性や
重量等の関係から5μmごとに制御されX方向とY方向
とZ方向(上下方向)とθ方向(回転方向)に移動可能
なように移動ステージ(11)例えばリニアルガイドとボ
ールネジとモータを各個用いた図示しない3軸移動機構
及びモータによる図示しない回動機構に設けられてい
る。上記移動ステージ(11)による載置台(10)の移動
範囲内には、半導体ウエハ(1)に形成されたパターン
を基準に位置合わせするためのCCDカメラを使用するパ
ターン認識機構又は、レーザ認識機構や、半導体ウエハ
(1)の高さ変化などの設置状態を認識する容量センサ
等を備えたアライメント部(12)が設けられている。
又、載置台(10)の所定位置の上方向には、半導体ウエ
ハ(1)に形成されたICチップ(13)と図示しないテス
タとを接続するためのプローブカード(14)が設けられ
ている。このプローブカード(14)には、第4図に示す
ような、ICチップ(13)の周縁に設けられたボンディン
グ用の例えば70〜100μm角の電極パッド(15)配列に
対応して先端直径例えば50μmのプローブ針(16)が配
列されているか、又は、ICチップ(13)の各回路部(1
7)例えばMPU,RAM,ROM,ALU,TTL等の周縁に設けられた測
定専用の例えば20〜30μm角の電極パッド(18)配列に
対応して先端直径例えば5〜10μmのプローブ針(16)
が配列されているか、もしくは、これらを共有したプロ
ーブ針(16)が配列されている。そして、上記各電極パ
ッド(15)(18)と、各プローブ針(16)を接触するこ
とにより電気的測定可能とされている。又、この接触に
際し、ボンディング用の電極パッド(15)に、その対応
したプローブ針(16)を接触させるための位置合わせは
可能であるが、測定専用の極小の電極パッド(18)に、
その対応した極細なプローブ針(16)を接触させるため
の位置合わせは、載置台(10)が5μm毎に制御されて
いるために、正確な位置合わせ出来ないことがある。こ
のことに対応して、第3図に示すようにプローブカード
(14)が微移動可能に構成されている。この微移動機構
(19)は、高精度の平面をもつ測定部(3)上面である
ベース部材(20)に設置されている。このベース部材
(20)の予め定められた位置に、ガイド面(21)に吸着
板(22)が取付けられたガイドレール(23)を固定す
る。このガイドレール(23)のガイド面(21)と対向す
る如く、2系統の空気軸受(24)とマグネット(25)が
取付けられたL字状のスライダー(26)がY方向(27)
にスライトド自在な第1スライダーとして設けられてい
る。上記L字状のスライダー(26)の下面には空気軸受
(28)が、ベース部材(20)と対向して例えば3系統設
けられている。又、上記L字状のスライダー(26)のX
面は、X方向(29)でスライトド自在な第2スライダー
として設けられた方形状のスライダー(30)のガイド面
(31)となっている。ここで、このガイド面(31)に吸
着板(32)を取付け、この吸着板(32)と対向したスラ
イダー(30)の面にマグネット(33)が取付けられてい
る。さらにスライダー(30)には、ガイド面(31)と対
向する如く空気軸受(34)が2系統設けられていて、な
おかつスライダー(30)の下面には、空気軸受(35)
が、ベース部材(20)と対向して例えば3系統設けられ
ている。
The measuring section (3) is provided by being connected to the left or right side of the storage section (2) having the above-mentioned configuration, and the wafer (1) transferred from the storage section (2) is measured by the measurement section (3). Is configured. This measuring unit (3) has a semiconductor wafer (1)
A mounting table (10) for mounting the wafer is provided, and a vacuum suction mechanism (not shown) is provided so as to fix the semiconductor wafer (1) on the mounting surface. In addition, the mounting table (10) is controlled at intervals of 5 μm in consideration of high speed, weight, etc., so that the mounting stage (10) can move in the X direction, Y direction, Z direction (vertical direction), and θ direction (rotation direction). 11) For example, it is provided in a three-axis moving mechanism (not shown) that uses a linear guide, a ball screw, and a motor, and a rotation mechanism (not shown) that uses a motor. Within the movement range of the mounting table (10) by the movement stage (11), a pattern recognition mechanism or a laser recognition mechanism using a CCD camera for aligning the pattern formed on the semiconductor wafer (1) as a reference. Further, there is provided an alignment section (12) including a capacitance sensor and the like for recognizing an installation state such as a height change of the semiconductor wafer (1).
A probe card (14) for connecting the IC chip (13) formed on the semiconductor wafer (1) and a tester (not shown) is provided above the predetermined position of the mounting table (10). . As shown in FIG. 4, the probe card (14) has a tip diameter corresponding to, for example, an array of 70 to 100 μm square electrode pads (15) for bonding, which are provided on the periphery of the IC chip (13). 50 μm probe needles (16) are arranged, or each circuit part (1) of the IC chip (13)
7) For example, a probe needle (16) having a tip diameter of, for example, 5 to 10 μm corresponding to an electrode pad (18) array of 20 to 30 μm square dedicated to measurement provided on the periphery of MPU, RAM, ROM, ALU, TTL, etc.
Are arranged, or the probe needles (16) sharing these are arranged. Then, the electrode pads (15) and (18) are brought into contact with the probe needles (16) to enable electrical measurement. In addition, at the time of this contact, it is possible to align the electrode needle (15) for bonding with the corresponding probe needle (16), but to the extremely small electrode pad (18) dedicated to measurement,
The positioning for contacting the corresponding ultra-fine probe needle (16) may not be possible because the mounting table (10) is controlled at intervals of 5 μm. Corresponding to this, as shown in FIG. 3, the probe card (14) is configured to be finely movable. The fine moving mechanism (19) is installed on the base member (20) which is the upper surface of the measuring unit (3) having a highly accurate plane. A guide rail (23) having a suction plate (22) attached to a guide surface (21) is fixed to a predetermined position of the base member (20). An L-shaped slider (26) to which a two-system air bearing (24) and a magnet (25) are attached so as to face the guide surface (21) of the guide rail (23) has a Y direction (27).
It is provided as a slidable first slider. An air bearing (28) is provided on the lower surface of the L-shaped slider (26) so as to face the base member (20), for example, three systems. Also, the X of the L-shaped slider (26)
The surface is a guide surface (31) of a rectangular slider (30) provided as a second slider that is slidable in the X direction (29). Here, the attraction plate (32) is attached to the guide surface (31), and the magnet (33) is attached to the surface of the slider (30) facing the attraction plate (32). Further, the slider (30) is provided with two systems of air bearings (34) so as to face the guide surface (31), and the lower surface of the slider (30) has an air bearing (35).
However, three systems, for example, are provided facing the base member (20).

上記空気軸受(24)(34)はそれぞれから加圧空気を
ガイド面(21)(31)に吹き付け、これによってマグネ
ット(25)(33)によるスライダー(26)(30)の吸着
板(22)(32)に対する吸着力に打ち勝ってスライダー
(26)(30)をガイド面(21)(31)から離隔させると
共に、上記空気軸受(28)(35)はそれぞれから加圧空
気をベース部材(20)に吹き付けてプローブカード(1
4)の自重に抗してスライダー(26)(30)をベース部
材(20)から離隔してスライダー(26)(30)をスライ
ド移動できるようにしている。そして、空気軸受(24)
(28)(34)(35)から加圧空気を吹き付けない時には
マグネット(25)(33)と吸着板(22)(32)の作用に
よりスライダー(26)(30)をそれぞれの位置に拘束し
て移動できないようにしている。
The air bearings (24) (34) blow pressurized air onto the guide surfaces (21) (31) from the respective air bearings (24) (34), whereby the attraction plates (22) of the sliders (26) (30) by the magnets (25) (33). The sliders (26) and (30) are separated from the guide surfaces (21) and (31) by overcoming the attraction force to the (32), and the air bearings (28) and (35) respectively supply pressurized air from the base members (20). ) Spray on the probe card (1
The sliders (26) (30) are separated from the base member (20) against the weight of 4) so that the sliders (26) (30) can slide. And air bearings (24)
When the pressurized air is not blown from the (28), (34) and (35), the sliders (26) and (30) are restrained in their respective positions by the action of the magnets (25) (33) and the attraction plates (22) (32). I am unable to move.

上記のようなスライダー(30)は、図示しない駆動モ
ータに係合されていて、X方向(29)およびY方向(2
7)に移動可能とされている。又、この移動を1μmご
とに制御するために、スライダー(30)の隣接する2辺
には、レーザスケール(36)が夫々設けられていて、各
レーザスケール(36)と対向してレーザ測長器(37)が
距離検出として設けられている。そして、この1μmご
とに移動制御可能なスライダー(30)の下面には、上記
したプローブカード(14)が、ベース部材(20)に設け
られた開口(図示せず)から突出するように取付けられ
ている。
The slider (30) as described above is engaged with a drive motor (not shown), and has an X direction (29) and a Y direction (2).
It is possible to move to 7). Further, in order to control this movement for every 1 μm, a laser scale (36) is provided on each of two adjacent sides of the slider (30), and the laser length measurement is performed facing each laser scale (36). A vessel (37) is provided for distance detection. The probe card (14) described above is attached to the lower surface of the slider (30) whose movement can be controlled by 1 μm so as to project from an opening (not shown) provided in the base member (20). ing.

そして、上記測定部(3)の載置台(10)に、収納部
(2)の予備アライメントステージ(9)から半導体ウ
エハ(1)を搬送するための搬送手段例えば、図示しな
い回転モータに係合し載置台(10)の高さ位置に対応し
て設置された回転アーム(38)が設けられている。この
回転アーム(38)は、先端位置に側面半円状の切欠きが
形成されていて、又、先端で半導体ウエハ(1)を真空
吸着するように構成されている。さらに、この回転アー
ム(38)は測定部(3)において、ロード用とアンロー
ド用の同一形状のものが上下に所定の間隔を設けて設置
されている。
Then, a transfer means for transferring the semiconductor wafer (1) from the preliminary alignment stage (9) of the storage section (2) to the mounting table (10) of the measurement section (3), for example, engagement with a rotation motor (not shown) A rotating arm (38) is provided corresponding to the height position of the table (10). The rotary arm (38) has a side surface semicircular notch formed at the tip end position, and is configured to vacuum-suck the semiconductor wafer (1) at the tip end. Further, the rotating arm (38) has the same shape for loading and unloading in the measuring section (3) and is installed vertically with a predetermined interval.

上述したような各測定部(3)および収納部(2)か
らなるプローブ装置は、図示しない制御部で動作制御お
よび設定制御される。
The operation of the probe device including the measuring unit (3) and the storage unit (2) as described above is controlled and controlled by a control unit (not shown).

次に上述したプローブ装置による被測定体例えば半導
体ウエハ(1)の測定方法を説明する。
Next, a method of measuring an object to be measured, for example, a semiconductor wafer (1) by the above-described probe device will be described.

まず半導体ウエハ(1)を例えば25枚収納したカセッ
ト(4)を、各カセット載置台(5)に、ロボットハン
ド又はマニュアルにより搬入して設置する。そして、カ
セット載置台(5)を昇降して、測定すべき1枚目のウ
エハ(1)を所定の高さ位置に設置する。ここで、搬送
アーム(8)をスライドして、ウエハ(1)を予備アラ
イメントステージ(9)に載置する。この予備アライメ
ントステージ(9)でウエハ(1)を真空吸着した後、
このウエハ(1)を回転して、発光/受光センサによ
り、ウエハ(1)のセンター出しや、オリエンテーショ
ンフラットを基準に予備アライメントを実行する。この
後、ウエハ(1)を回転アーム(38)により、測定部
(3)の載置台(10)に搬送し、真空吸着する。そし
て、移動ステージ(11)により載置台(10)をアライメ
ント部(12)に移動して、ウエハ(1)のスクライブラ
イン等のパターンを基準に正確にアライメントする。こ
のアライメント後、載置台(10)をプローブカード(1
4)設置対向位置に移動して、プローブカードをθ方向
に回転させ測定ステージのX/Y方向とを合わせ所定の位
置で上昇し、ウエハ(1)に形成されたICチップ(13)
の電極パッド(15)(18)に、プローブカード(14)の
各プローブ針(16)を接触させて、図示しないテスタに
より、ICチップ(13)や各回路部(17)の電気特性の検
査測定を実行する。ここで、この接触検査測定に際し、
ICチップ(13)の全体検査を行なう場合は、ICチップ
(13)の周縁に形成されたボンディング用電極パッド
(15)に、その電極パッド(15)に対応したプローブ針
(16)を接触させれば良いので、プローブカード(14)
を固定とし、載置台(10)を、順次ICチップ(13)間隔
ごとにX・Y方向に、5μmを1単位として制御して、
移動することにより行なう。又、各回路部(17)の周縁
に形成された測定専用電極パッド(18)に、その電極パ
ッド(18)に対応したプローブ針(16)を接触させるに
は、測定専用電極パッド(18)は超微細なため、載置台
(10)をX・Y方向に5μm単位で制御して移動すると
同時に、プローブカード(14)をX・Y方向に1μmを
1単位として制御して移動する。このプローブカード
(14)の移動は、まず、Y方向(27)用のスライダー
(26)とX方向(29)用のスライダー(30)に設けられ
た各空気軸受(28)(35)に例えば2〜3kgf/cm2の空気
を例えば0.2/min程度供給する。このことにより、各
スライダー(26)(30)とベース部材(20)の間に空気
流膜が発生し、離隔する。このことと同時に、Y方向
(27)用のガイドレール(23)のガイド面(21)に対向
したスライダー(26)の空気軸受(24)およびスライダ
ー(26)のX方向(29)用のガイド面(31)に対向した
スライダー(30)の空気軸受(34)に夫々上記同様の圧
縮空気を供給する。ことことにより各ガイド面(21)
(31)と各スライダー(26)(30)の間には空気流膜が
発生し、機械的摩擦部分がなくなる。ことような状態で
各モータ(図示せず)を選択的に又は同時に駆動して、
各スライダー(26)(30)をスライド移動させる。即
ち、スライダー(30)にプローブカード(14)を配設し
てあるので、上記動作によりプローブカード(14)がX
・Y方向(29)(27)の所望の方向に滑らかなスライド
移動が可能となる。ここで、この移動に際し、スライダ
ー(30)にレーザスケール(36)がX方向用・Y方向用
と2箇所に設けられていて、この各スケール(36)に対
向したレーザ測長器(37)から移動量を検出し、図示し
ない制御部で移動量を1μm単位で制御している。上記
のように、載置台(10)を高速で移動して粗位置合わせ
するとともに、プローブカード(14)を微移動して微位
置合わせする。そして、正確に位置合わせ後、載置台
(10)を上昇して、ICチップ(13)の測定専用電極パッ
ド(18)とプローブ針(16)を接触させて、図示しない
テスタにより電気的測定を実行する。このような測定動
作をくり返し、ウエハ(1)に形成されたICチップ(1
3)やICチップ(13)内に形成された各回路部(17)の
測定を実行する。
First, a cassette (4) containing, for example, 25 semiconductor wafers (1) is loaded into each cassette mounting table (5) and set by a robot hand or a manual. Then, the cassette mounting table (5) is moved up and down to set the first wafer (1) to be measured at a predetermined height position. Here, the transfer arm (8) is slid to place the wafer (1) on the preliminary alignment stage (9). After vacuum suction of the wafer (1) with this preliminary alignment stage (9),
The wafer (1) is rotated, and the light emission / light reception sensor performs centering of the wafer (1) and preliminary alignment is performed with reference to the orientation flat. After that, the wafer (1) is transferred to the mounting table (10) of the measuring unit (3) by the rotating arm (38) and vacuum-adsorbed. Then, the mounting table (10) is moved to the alignment section (12) by the moving stage (11), and the pattern is accurately aligned with the pattern of the scribe line or the like of the wafer (1) as a reference. After this alignment, place the mounting table (10) on the probe card (1
4) Move to the installation facing position, rotate the probe card in θ direction, align with the X / Y direction of the measurement stage, and move up at a predetermined position, and the IC chip (13) formed on the wafer (1)
The probe needles (16) of the probe card (14) are brought into contact with the electrode pads (15) (18) of, and the electrical characteristics of the IC chip (13) and each circuit part (17) are inspected by a tester (not shown). Make a measurement. Here, in this contact inspection measurement,
When the entire inspection of the IC chip (13) is performed, the probe needle (16) corresponding to the electrode pad (15) is brought into contact with the bonding electrode pad (15) formed on the periphery of the IC chip (13). Probe card (14)
Is fixed, and the mounting table (10) is sequentially controlled at intervals of IC chips (13) in the X and Y directions with 5 μm as one unit,
This is done by moving. Further, in order to bring the probe needle (16) corresponding to the electrode pad (18) into contact with the electrode pad for measurement (18) formed on the periphery of each circuit part (17), the electrode pad for measurement (18) Is extremely fine, the mounting table (10) is moved in the X and Y directions while controlling it in units of 5 μm, and at the same time, the probe card (14) is moved in the X and Y directions while controlling 1 μm as a unit. To move the probe card (14), first, for example, the air bearings (28) and (35) provided on the slider (26) for the Y direction (27) and the slider (30) for the X direction (29) are used. Air of 2-3 kgf / cm 2 is supplied, for example, at about 0.2 / min. As a result, an air flow film is generated between the sliders (26) (30) and the base member (20) and separated. At the same time, the air bearing (24) of the slider (26) facing the guide surface (21) of the guide rail (23) for the Y direction (27) and the guide for the X direction (29) of the slider (26). Compressed air similar to the above is supplied to the air bearings (34) of the slider (30) facing the surface (31). By each guide surface (21)
An air flow film is generated between the (31) and each slider (26) (30), and the mechanical friction portion disappears. In such a state, each motor (not shown) is driven selectively or simultaneously,
Slide each slider (26) (30). That is, since the probe card (14) is arranged on the slider (30), the probe card (14) is moved to the X-axis by the above operation.
-Smooth slide movement in the desired direction in the Y direction (29) (27) is possible. Here, at the time of this movement, the slider (30) is provided with the laser scales (36) at two positions, one for the X direction and one for the Y direction, and the laser length measuring device (37) facing the respective scales (36). The amount of movement is detected from the above, and the amount of movement is controlled in units of 1 μm by a control unit (not shown). As described above, the mounting table (10) is moved at a high speed for rough alignment, and the probe card (14) is finely moved for fine alignment. Then, after accurate alignment, the mounting table (10) is raised to bring the electrode needle (18) dedicated to measurement of the IC chip (13) into contact with the probe needle (16), and perform electrical measurement with a tester (not shown). Run. By repeating such measurement operation, the IC chip (1
3) and each circuit part (17) formed in the IC chip (13) are measured.

上記実施例では、位置合わせを行なうのは、測定専用
電極パッドとしているが、ボンディング用の電極パッド
が例えば50μm角以下に形成されたものについて実施し
ても良い。又、載置台を移動して粗位置合わせをしなく
ても、プローブカードの移動のみで位置合わせを実行し
ても良い。
In the above-mentioned embodiment, the alignment is carried out by the electrode pad exclusively for measurement, but the electrode pad for bonding may be formed, for example, in a size of 50 μm square or less. Further, the positioning may be performed only by moving the probe card without moving the mounting table to perform the rough positioning.

以上述べたようにこの実施例によれば、プローブカー
ドを微移動して、微細な位置合わせを正確に実行するこ
とにより、正確な測定が可能となり、歩留まりの向上が
得られる。
As described above, according to this embodiment, the probe card is finely moved to perform the fine alignment accurately, so that the accurate measurement can be performed and the yield can be improved.

以上説明したようにこの発明によれば、載置台をX、
Y、Z方向及びθ方向で移動させる位置合わせ機構以外
に更に載置台よりも軽量のプローブカードを微移動させ
る微移動機構を設け、載置台をその移動制御可能な範囲
で移動させて被測定体をプローブカードに対して粗位置
合わせを行なった後、プローブカードを載置台より細か
く移動制御しながらプローブカードを被測定体に対して
微位置合わせできるようにしたため、例えばボンディン
グ用の電極パッドより小さい測定用の電極パッドにも対
応可能で、精度の高い位置合わせを高速で行なうことが
できる。
As described above, according to the present invention, the mounting table X,
In addition to the positioning mechanism that moves in the Y, Z, and θ directions, a fine movement mechanism that finely moves a probe card that is lighter than the mounting table is provided, and the mounting table is moved within a range in which its movement can be controlled, and the object to be measured is moved. After the coarse alignment of the probe card to the probe card, the probe card can be finely aligned with respect to the measured object while finely controlling the movement of the probe card from the mounting table. It can also be used as an electrode pad for measurement, and can perform highly accurate positioning at high speed.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

第1図は本発明方法を説明するためのプローブ装置の構
成図、第2図は第1図の上面図、第3図は第1図の微移
動機構の構成図、第4図は第1図の被測定体であるICチ
ップの拡大図 1……半導体ウエハ、2……収納部 3……測定部、10……載置台 11……移動ステージ、14……プローブカード 16……プローブ針、19……微移動機構
FIG. 1 is a block diagram of a probe device for explaining the method of the present invention, FIG. 2 is a top view of FIG. 1, FIG. 3 is a block diagram of the fine movement mechanism of FIG. 1, and FIG. Enlarged view of the IC chip that is the object to be measured in the figure 1 …… Semiconductor wafer, 2 …… Storage unit 3 …… Measuring unit, 10 …… Mounting table 11 …… Movement stage, 14 …… Probe card 16 …… Probe needle , 19 ... Fine movement mechanism

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】載置台に載置された被測定体の電極パッド
とプローブカードのプローブ針を位置合わせし接触させ
て上記被測定体を測定するプロービング方法において、
上記載置台をその移動制御可能な範囲で移動させて上記
被測定体を上記プローブカードに対して粗位置合わせを
行なった後、上記プローブカードを上記載置台より細か
く移動制御しながら上記プローブカードを上記被測定体
に対して微位置合わせを行なうことを特徴とするプロー
ビング方法。
1. A probing method for measuring an object to be measured by aligning and contacting an electrode pad of the object to be measured placed on a mounting table with a probe needle of a probe card,
After performing the rough alignment of the object to be measured with respect to the probe card by moving the mounting table within a range in which its movement can be controlled, the probe card while finely moving and controlling the probe card from the mounting table is used. A probing method characterized in that fine alignment is performed on the object to be measured.
【請求項2】載置台をX、Y、Z及びθ方向で移動させ
て上記載置台に載置された被測定体の電極パッドをプロ
ーブカードのプローブ針に位置合わせし接触させて上記
被測定体を測定するプロービング装置において、 上記プローブカードを、これの支持するベース部材から
離隔させ上記載置台よりも細かくX、Y方向に移動制御
して上記プローブカードを上記被測定体に対して微位置
合わせを行なう微移動機構を設け、 上記微移動機構は、上記ベース部材上に設けられ且つ
X、Y方向のいずれか一方向のガイド面を有するガイド
部材と、 このガイド部材のガイド面に拘束可能で且つこのガイド
面及び上記ベース部材に沿ってスライド移動可能な第1
スライダーと、 この第1スライダーに形成されたX、Y方向のいずれか
他方向のガイド面に対して拘束可能且つこのガイド面及
び上記ベース部材に沿ってスライド移動可能で上記プロ
ーブカードが固定された第2スライダーと、 これら両スライダーを個別に駆動する駆動機構と、 この駆動機構により移動する各スライダーの移動距離を
検出する距離検出器とを備えた ことを特徴とするプロービング装置。
2. The measuring table is moved by moving the mounting table in X, Y, Z and θ directions so that the electrode pad of the measured object mounted on the mounting table is aligned with and brought into contact with the probe needle of the probe card. In a probing device for measuring a body, the probe card is spaced apart from a base member supporting the probe card, and the movement of the probe card is controlled more finely in the X and Y directions than the mounting table to finely position the probe card with respect to the object to be measured. A fine movement mechanism for performing alignment is provided, and the fine movement mechanism can be restrained by a guide member provided on the base member and having a guide surface in one of the X and Y directions, and the guide surface of the guide member. A first slidable along the guide surface and the base member
The probe card is fixed so that the slider and the guide surface formed on the first slider in either the X or Y direction can be constrained and can be slid along the guide surface and the base member. A probing device comprising: a second slider, a drive mechanism that individually drives both sliders, and a distance detector that detects a moving distance of each slider moved by the drive mechanism.
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