JP2570585B2 - プローブ装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はプローブ装置に関し、特
に自動的にプローブカードの針とボンディング・パッド
（単に「パッド」という）の位置合わせを行なうプロー
ブ装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】この種の従来のプローブ装置として、特
開昭61−164165には、位置合わせマークからＸ，Ｙ，θ
のズレ量と針先の相対位置情報とを認識して自動位置合
わせを行なうプローブ装置が開示されている。

【０００３】図４及び５を参照してこのプローブ装置の
構成と動作を以下に説明する。

【０００４】図４に示すように、従来のプローブ装置に
おいては、プローブカード１上に位置合わせマーク20を
有し、プローブ装置は、この位置合わせマーク20を撮像
するＣＣＤカメラ４と、撮像された位置合わせマーク20
を認識する認識装置７と、認識装置７からの情報に対し
て既定の演算処理を行なう演算処理装置10と、その演算
に必要な情報を提供する基準位置マーク情報18を有して
いる。

【０００５】図５には、位置合わせマーク20とプローブ
の配置の説明図が示されている。図５において、プロー
ブ針21先端と位置合わせマーク20の距離は一定に決めら
れている。

【０００６】すなわち、基準位置マーク情報18とプロー
ブカード１に付されている位置合わせマーク20を一致さ
せることにより、プローブ針21先端が電極パッドの適正
位置に配設できるようにしてある。

【０００７】次にその動作について説明する。

【０００８】プローブ装置に取り付けられたプローブカ
ード１上の位置合わせマーク20をＣＣＤカメラ４で撮像
し、認識装置７で位置合わせマーク20の位置を検出し、
その検出値と基準位置マーク情報18を演算処理装置10で
比較して基準位置マーク情報18と一致するように、プロ
ーブカード１を取り付けている部分をＸ方向、Ｙ方向、
θ方向に補正する。

【０００９】従来のプローブ装置として、更に、特開昭
61−4989、特開昭61−283138にも同様に位置合わせマー
クのＸ，Ｙ，θのズレ量と針先の相対位置情報とを認識
して自動位置合わせを行なうものが提案されている。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
プローブ装置では、ウェハ上のチップ位置の認識がされ
ないため、プローブカードの針とパッドとの位置合わせ
は自動では行なえないという問題があった。

【００１１】また、針先の相対座標等の情報を入力する
ことが必要とされ、設定に必要な情報入力の煩雑さ、入
力ミス等の問題が生ずる。

【００１２】特に、半導体チップの高集積化、高機能化
による多ピン化に伴い、半導体チップ上には多数のパッ
ドが存在し、パッドの座標を入力するための労力、入力
ミスは増加し、従来のようにパッドの位置合わせにおい
て、モニタ上でパッドを指定する場合に、座標入力した
パッドがどれか判別が困難になるという問題があった。

【００１３】前記従来例として特開昭61-283138には、
情報記録手段から情報を読み出す機能を有し且つプロー
ブカードとウェハの自動位置合わせ機能を有するプロー
ブ装置が提案され、テストするウェハのＩＣチップの大
きさやプローブエリア等当該ウェハ固有のデータをバー
コードに記憶することが開示されているが、ウェハ上の
チップの位置情報はバーコード化できないため、相変わ
らず、モニタ上でのパッドの指定は必要とされ、パッド
の指定ミス等が発生することになる。

【００１４】したがって、本発明は前記問題点を解消
し、プローブカードの針とウェハ上に形成されたチップ
上のパッド位置を自動的に位置合わせ可能なプローブ装
置を提供することを目的とする。

【００１５】

【課題を解決するための手段】前記目的を達成するた
め、本発明は、ウェハのスクライブ線の交点にマークを
設け、針位置合わせ用マークを有するプローブカード
と、プローブカード上の針位置合わせ用マークを認識す
る第１の画像入力手段と、ウェハのスクライブ線上のマ
ークを認識する第２の画像入力手段と、前記第１、第２
の画像入力手段の出力情報を元に演算を行なう演算処理
装置と、を備え、プローブカード上の針位置合わせ用マ
ークとウェハのスクライブ線上のマークを基準にしてプ
ローブカードの針とパッドの位置合わせを自動的に行な
うプローブ装置を提供する。

【００１６】また、本発明においては、プローブカード
上の針位置合わせ用マークをプローブカードの中心が座
標系の原点となるようにＸ，Ｙ軸方向に各２個の計４個
設けたプローブ装置を提供する。

【００１７】また、本発明は、前記ウェハが、前記ウェ
ハ上のスクライブ線の交点の中心に所定線幅のマークを
プローブ装置における位置合わせ用のチップ基準マーク
として備えたことを特徴とするプローブ装置を提供す
る。

【００１８】すなわち、本発明においては、プローブカ
ード上の既定位置にプローブカードの針先端の座標の基
準となるＸ軸を示すマークすなわち針位置合わせ用マー
クｘと、Ｙ軸を示すマークすなわち針位置合わせ用マー
クｙを備え、前記針位置合わせ用マークを撮像する第１
の画像入力手段と、第１の画像入力手段からの出力信号
に基づき演算処理をする演算処理装置と、ウェハのチッ
プ基準マーク撮像用の第２の画像入力手段を備えてい
る。

【００１９】演算処理装置はチップの撮像用画像入力手
段の出力情報の処理を行ない、チップの位置検出を行な
う。

【００２０】

【実施例】図面を参照して、本発明の実施例を以下に説
明する。

【００２１】図１には、本発明の全体の構成の概略が模
式的に示されている。

【００２２】図１に示すように、プローブカード１上に
設けられた針位置合わせ用マーク（ｘ）２、及び針位置
合わせ用マーク（ｙ）３は、プローブカード１の中心が
原点となるように４個（Ｘ，Ｙ軸方向に各々２個）設け
られている。

【００２３】なお、針位置合わせ用マーク２，３は、プ
ローブカード１上に設ける代わりに、プローブカードに
固定されたホルダー（図示せず）に設けてもよい。

【００２４】ＣＣＤカメラ６は、針位置合わせ用マーク
２，３を撮像し、ＣＣＤカメラ６の出力信号は認識装置
７で数値化され、ビデオメモリ８に取り込まれ、ビデオ
メモリ８中の数値データは演算処理装置10にて演算処理
され、回転方向のズレが算出される。

【００２５】同時に、演算処理装置10は、ＸＹ移動距離
測長器14の計測値からプローブカード１の中心座標位置
を算出する。

【００２６】ウェハのアライメント（ここでは回転方向
の補正）後に、オペレータがウェハモニタ15を見なが
ら、ステージコントロールスティック12を使ってプロー
バステージ５を動かし、ウェハモニタ15上の十字マーク
をウェハのスクライブ線17の交点のチップ基準マーク16
に合わせる。

【００２７】このときのプローバステージ５の位置を、
ＸＹ移動距離測長器14で計測し、計測値をメモリ９で記
憶し、演算処理装置10にてチップ中心位置を算出する。

【００２８】次に、プローバステージ５の回転方向のズ
レをステージコントローラ11がメモリ９から読み取り、
ステージ駆動部13へ回転方向のズレを補正するように命
令し、ステージ駆動部13はプローバステージ５を回転方
向のズレを補正するように動かす。

【００２９】そして次に、プローブカード１の中心座標
位置をチップ中心に一致させるように、ステージコント
ローラ11がステージ駆動部13に命令し、プローバステー
ジ５を動かす。

【００３０】以上のシーケンスにより、プローブカード
の針とパッドとの位置合わせが完了する。

【００３１】本実施例においては、プローブカードの針
位置合わせ用マーク（ｘ）２，（ｙ）３をＣＣＤカメラ
６で検出し、例えばＸ方向の針位置合わせ用マーク
（ｘ）２を２個それぞれ検出してその座標を算出するこ
とによりプローブカード１の回転方向のズレを算出し、
また、Ｘ方向及びＹ方向の針位置合わせ用マーク（ｘ）
２，（ｙ）３を結ぶ交点がプローブカード１の針におけ
るチップの中心位置を示しているため、４個の針位置合
わせ用マークからプローブカード１の針に対するチップ
の中心位置が検出される。

【００３２】チップ基準マーク16から検出したチップ中
心位置にプローブカード１上の針位置合わせ用マーク
２，３から検出したプローブカード１上のチップ中心と
なる位置を一致させるようにプローバステージ５を移動
するとプローブカードの針とパッドとの位置合わせが行
なわれる。

【００３３】前述の位置合わせのシーケンスにおいて、
オペレータがウェハモニタ15を見ながら位置合わせした
ときの位置データは、その製品の情報としてメモリ９に
記憶されるため、次回からは、ウェハ上のチップ基準マ
ーク16は、ＣＣＤカメラ４、認識装置７を介してビデオ
メモリ８に格納された情報を基に演算処理装置10が画像
認識により自動検出し、プローブカードの針とパッドの
位置合わせは全て自動で行なわれることになる。

【００３４】すなわち、本発明の実施例において、前述
のオペレータによる人手作業は、被試験デバイスの切り
替え等に伴うプローブカード１の交換の際に、ウェハ上
のチップ基準マーク16の位置をプローブ装置に記憶させ
るための補助的作業であり、次のウェハからはプローブ
装置がＣＣＤカメラ４を介して自動的にチップ基準マー
ク16を検出する。

【００３５】図２を参照して、ウェハ上のチップ基準マ
ークを説明する。図２は、ウェハ上のチップ基準マーク
16を模式的に示した説明図である。

【００３６】図２に示すように、チップ基準マーク16
は、ウェハ上に形成された半導体チップを分離する境界
線であるスクライブ線17の交点に形成される。

【００３７】チップ基準マーク16は、Ａｌ（アルミ）で
形成されており、半導体チップのＡｌ配線工程で形成さ
れ、好ましくは、マークの線幅は略１０μｍ程度とし、
大きさは略100μｍ程度とする。

【００３８】次に、図３を参照して、本実施例における
位置合わせの処理動作を説明する。

【００３９】 まず、プローブカード１上の針位置合
わせ用マーク２，３を検出し、これに基づきウェハの回
転方向の補正を行なう。

【００４０】 プローブカード１を交換した場合に
は、下記からの処理が行なわれる。

【００４１】 プローブ装置は、新しいプローブカー
ド１上の４つの針位置合わせ用マークを検出し、回転方
向のズレと針位置合わせ用マークの座標系を認識し、プ
ローブカードの針に対するチップの中心位置を検出す
る。

【００４２】 ウェハのスクライブ線17の交点のチッ
プ基準マーク16とモニタの十字マークをオペレータが合
わせる。

【００４３】 処理で位置合わせされたプローバス
テージ５の位置を記憶する（プローブカード１上の中心
座標位置及びチップ基準マーク16の座標も記憶する）。

【００４４】 処理で検出されたプローブカード１
の回転方向のズレを補正するようにプローバステージ５
を回転方向に補正する。

【００４５】 処理で検出されたプローブカードの
針のチップ中心位置とウェハ上のチップの中心位置を合
わせる。

【００４６】プローブカード１を交換しない場合は、図
３のの分岐に従い、前記からの処理により算出さ
れ記憶された前のデータを基に、プローブカードの針の
チップ中心とウェハ上のチップ中心を合わせることによ
り、プローブカードの針とパッドとの位置合わせが行な
われる。

【００４７】本実施例においては、パッドの座標入力、
及びモニタ上でのパッドの指定は行なわれず、ウェハ上
のスクライブ線上に設けられたチップ基準マークにモニ
タ上の十字マークを合わせるだけで済み、位置合わせ作
業が極めて簡単化されている。

【００４８】

【発明の効果】以上説明したように、本発明は、プロー
ブカードに針位置合わせ用マークを設け、ウェハにチッ
プ基準位置マークを設け、プローバステージ側及びプロ
ーブ装置側にそれぞれＣＣＤカメラを設けることによ
り、従来プローブカード交換の度毎に人手で行なってい
たプローブカードの針とパッドの位置合わせの自動化を
達成したものであり、作業効率、生産性を特段に向上さ
せるという効果を有する。

【００４９】特に、本発明においては、従来の位置合わ
せを自動化したプローブ装置において尚必要とされる、
針位置の座標の入力、パッド座標の入力及びモニタ上で
の指定等を不要とし、針とパッドの位置合わせはモニタ
上の十字マークとチップ基準マークを合わせるだけの補
助的且つ簡易な作業ですみ、このため入力ミスを排除し
且つ作業効率を特段に向上するものである。

【００５０】さらに、本発明によれば、プローブカード
交換においてプローブカードの針とパッドの位置合わせ
のために補助的な作業を実施した後は、針とパッドの位
置合わせは、画像入力手段を介して入力された情報を基
に全て自動的に行なわれる。

【００５１】また、本発明においては、Ａｌ配線工程中
にチップ基準マークを形成したウェハにより、プローブ
カードの針とパッドの位置合わせの自動化を実現してい
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例の構成を示す概略構成図であ
る。

【図２】ウェハのスクライブ線上に設けられたチップ基
準マークを模式的に示す説明図である。

【図３】本発明の一実施例の動作を示すフローチャート
図である。

【図４】従来のプローブ装置の構成を一例を示す概略構
成図である。

【図５】従来技術におけるプローブカード上の針位置合
わせ用マークの説明図である。

【符号の説明】

１ プローブカード ２ 針位置合わせ用マーク（ｘ） ３ 針位置合わせ用マーク（ｙ） ４，６ ＣＣＤカメラ ５ プローバステージ ７ 認識装置 ８ ビデオメモリ ９ メモリ 10 演算処理装置 11 ステージコントローラ 12 ステージコントローラスティック 13 ステージ駆動部 14 ＸＹ移動距離測長器 15 ウェハモニタ 16 チップ基準マーク 17 スクライブ線 18 基準位置マーク情報 19 θ回転装置 20 位置合わせマーク 21 プローブ針

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】ウェハ上のスクライブ線の交点にチップ基
   準マークを設け、 針位置合わせ用マークを有するプローブカードと、 プローブカード上の針位置合わせ用マークを認識する第
   １の画像入力手段と、 ウェハのチップ基準マークを認識する第２の画像入力手
   段と、 前記第１、第２の画像入力手段の出力情報を元に演算を
   行なう演算処理装置と、を備え、 プローブカード上の針位置合わせ用マークとウェハのチ
   ップ基準マークを基準にしてプローブカードの針とパッ
   ドの位置合わせを自動的に行なうプローブ装置。
2. 【請求項２】前記プローブカード上に前記針位置合わせ
   用マークを前記プローブカードの中心が座標系の原点と
   なるようにＸ，Ｙ軸方向に各２個の計４個設けたことを
   特徴とする請求項１記載のプローブ装置。
3. 【請求項３】前記ウェハが、前記ウェハ上のスクライブ
   線の交点の中心に所定線幅のマークを前記プローブ装置
   における位置合わせ用の前記チップ基準マークとして備
   えたことを特徴とする請求項１記載のプローブ装置。