JP2648719B2 - 半導体検査装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 発明の目的 （産業上の利用分野） 本発明は、半導体検査装置に関するものである。

（従来の技術） 回路基盤などの半導体装置（被測定デバイス）の検査
装置における位置決めは、特に図示しないが、まずウエ
ハをプリアライメントした後にその状態を保持したまま
アーム等で測定位置に搬送し、測定位置の上方に設けた
マイクロスコープによる目視にて一枚目のウエハのみを
精密に位置合わせし、同様にプリアライメントされた２
枚目以降のウエハは測定位置以外の位置にセットされた
光学的センサ（CCD等）より自動的にアライメントさ
れ、測定されるのが通例である。

また、最近では、テープキャリアで被測定デバイスを
測定位置に搬送し、マイクロスコープでの位置決めデー
タに基づいてテープ上のスプロケットの孔をガイドとし
て、テープの自動搬送させた後、検査・測定を行う半導
体検査装置も使用されている。このようなテープキャリ
アは、ボンディングの際にも使用されることが多く、流
れ作業を可能にする。この種のテープキャリア搬送装置
における位置決め機構として、特開昭61−78584号公報
などテープキャリアのスプロケットホールを利用した位
置決め機構がある。これは、例えば第３図に示すよう
に、送り爪40が図示しない駆動機構により同図EFGH矢で
示す行程で動き、フレーム41（テープキャリア）を一定
ピッチ分だけ前方へ送る。次いで、この状態から位置決
めピン42が上昇し、フレーム41のスプロケットホール43
にはまり込んで位置決めするものである。

（発明が解決しようとする課題） しかしながら、上述のようにまずウエハをプリアライ
メントした後で測定位置まで搬送するのでは、その移動
距離が大きい場合には時間がかかり、更に、位置決め精
度も低下する。特に、最近は、大型基板等の検査装置に
おいて、そのトータルスループットを上げると共に、位
置決め精度を上げなければならないという問題点があっ
た。

また、テープキャリア型の半導体検査装置における上
述の位置決め機構では、スプロケットホールの位置精度
がその材質等に原因して10μｍの誤差を生じており、多
ピン用の微少パッドなどの高精度なテープに対してプロ
ーピングを行うことができないという課題がある。しか
も、位置決めピン42とスプロケットホール43の挿合によ
り機械的に位置合わせを行うため、テープキャリアに異
常な力が加わって、キャリアの反り、歪みを生じ、位置
決め精度を狂わせるばかりか、装置に損傷を与えるおそ
れがあった。

本発明は、上述の課題に鑑み発明されたもので、マイ
クロスコープでの測定に影響を与えることなく、測定位
置で高精度な自動位置合わせを行い、しかもテープキャ
リア型においても装置に全く負担をかけない半導体検査
装置を提供することを目的とする。

発明の構成 （課題を解決するための手段） 本発明は、上述の課題を解決するため、被測定デバイ
スの測定位置にマイクロスコープを配設し、この測定位
置に対してカメラ・光源を有する光学的自動検出機構を
移動可能に設けると共に、測定位置に於いて被測定デバ
イスを自動検出することにより、該検出されたデータに
基づいてコンタクトするプローブカードの針合わせを実
行するように構成した。この場合、該光学的自動検出機
構はX,Y方向に移動可能であることが好ましい。

（作用） 本発明によれば、テープキャリア上のパッドパターン
又はターゲットパターンなどのパターンが高精度に移動
可能なカメラ・光源を有する光学的自動検出機構で自動
検出され、このデータに基づいて、測定位置の被測定デ
バイスのXY方向位置決めが自動的に行われる。光学的手
段を用いているため、その検出精度は非常に高精度であ
り、テープキャリアを高精度ステージに設置することが
できるため、テープキャリア乃至被測定デバイスが損傷
することもなく、位置決め精度が落ちることもない。ま
た、測定位置で針合わせをするパターンを直接検出する
ため、テープの材質による位置誤差が影響しない。な
お、光学的自動検出機構が移動可能であるので、測定位
置においてマイクロスコープの視野を妨げることがな
く、スムースに初期の針合わせを行うことができる。

（実施例） 以下、本発明の実施例につき図面に従って説明する。

第１図は、本発明をテープキャリア型半導体検査装置
に用いた一実施例を示したもので、同図（ａ）は測定位
置Ａでの位置決め状態を示す要部概略図、同図（ｂ）は
光学的自動検出機構をＢ位置までスライドさせた状態を
示す部分平面図、同図（ｃ）は同図（ａ）に示した光学
的自動検出機構の拡大説明図、である。

この実施例では、全体を図示しない半導体検査装置１
のテストヘッド２のヘッドプレート2aにカメラ４・光源
５を有する光学的自動検出機構３を具えており、該光学
的自動検出機構３がテープキャリア６の被測定デバイス
７の搬送方向の水平位置にくるよう配置している。

この光学的自動検出機構３は、テープキャリア６によ
り搬送されて測定位置Ａで停止した被測定デバイス７に
向けて、ハロゲンランプ等の光源から成るその光源５か
ら被測定デバイス７と平行な光l1〜l4を集光レンズ16を
通しミラー9,10及びプリズム８を介してレンズ11により
被測定デバイス７に照射する。そして、被測定デバイス
７上のパッドパターン又はターゲットパターンなどパタ
ーンを照らした反射光をレンズ11により平行光に変換し
た後、プリズム８とハーフミラー９を通して、前記パッ
ドパターン又はターゲットパターン像をカメラ４に結像
させる。このカメラ４に写されたパターン位置データに
基づいて、X,Yステージ13を補正駆動することにより、
被測定デバイス７のX,Y方向の位置合わせを行い、プロ
ーブカード12の針先12aと被測定デバイス７のパッドを
正確に自動的に合わせることができる。なお、上記光学
的自動検出機構３は、上記プローブカード12の周辺に配
置されるメジャリングラインの妨げにならない構造にす
る必要があるが、本機構の場合、集光レンズ11により照
光ビームl3及びl6を数mmφを設定することができる。
又、次に説明するとうり、スライド駆動させることがそ
の構造上簡単にできる特徴を持っている。

但し、本発明の機構は図示したものに限らず、他の構
造とすることも可能である。

また、本実施例における光学的自動検出機構３は、テ
ープキャリア６の被測定デバイス７の搬送方向の水平位
置を保持しつつ、図示しない駆動機構によりスライドし
て移動可能なように構成されている。これは、測定位置
Ａで位置決めした後、マイクロスコープ15を用いて目視
にて最初の被測定デバイス７にプローブカードの針12a
を位置合わせする際、該光学的自動検出機構３を例えば
その端部が図中Ｂ位置までくるように移動させること
で、マイクロスコープによる針合わせに影響を与えない
ようにするためであり、その時のマイクロスコープの視
野には、第１図（ｂ）に示すとおり被測定デバイス７と
プローブカードの針12aが十分に目視し得る。

また、光学的自動検出機構３のシャッタ機構14は、位
置合わせ時には開き、測定中は閉じるよう構成されてい
る。但し、光源５にLED光源等を使用した場合には、そ
の耐久性を考慮して、シャッタ機構14は除き、LEDのド
ライブを開閉する方式でもよい。

なお、図中17は全体を図示しない半導体検査装置にお
けるプローブカードのリングインサートを示す。

上記実施例における具体的な位置決めは、まず図中Ａ
位置に被測定デバイス７がくるようにテープキャリア６
を停止せしめ、Ａ位置上の被測定デバイス７がパッドパ
ターン又はターゲットパターンなどのパターンの像を光
学的自動検出機構３のカメラ４に写し、次いでその撮影
データに基づいて測定位置のX,Y方向位置合わせを自動
的に行って、被測定デバイス７の特定パターンがＡの位
置に設定される。次に、光学的自動検出機構３をＢの位
置に退避させ、マイクロスコープ15によりプローブカー
ドの針12aと被測定デバイス７のパッドを手動で針合わ
せする。この時のX,Yステージ13の補正量は検査装置１
のコントローラ部に記憶させる。そして、光学的自動検
出装置３を再度Ａの位置に設定し、プローピングを開始
する。この場合、１つの被測定デバイス７毎に上記の作
動により被測定デバイス７の特定パターンを自動検出
し、前記X,Yの補正量を加算することにより、自動的に
針合わせを行う。このようにして、テープ上の被測定デ
バイス７の１デバイス毎の正確な位置合わせが可能とな
る。ここで非常に重要なことは、上記光学的自動検出機
構３がスライドされることであり、実施に当ってはその
ときの繰返し位置精度が確証される構造でなければなら
ない。

第２図は本発明の他の実施例を示した要部概略図で、
上記実施例とほぼ同様の構造を有するものであるが、位
置決め手段が異なるものである。即ち、本実施例では、
まず図中Ｃ位置（測定位置Ａに搬送する途中に位置す
る）において被測定デバイス７上のパッドパターン又は
ターゲットパターンの像をカメラ４に写し、次いでその
データに基づいてテープキャリア６（同時に勿論被測定
デバイス７）を搬送路上に移動させ、その撮影データに
基づいて位置決めをし、測定位置Ａ′にてテープキャリ
ア６を停止させて被測定デバイス７をプロービングす
る。このように搬送途中の位置でカメラ４の撮影を行う
のは、マイクロスコープ15の視界の邪魔にならないため
であり、そのための光学的自動検出機構３ではスライド
機構を必要としない。但し、Ｃ位置からＡ位置までのス
トロークを駆動するためのステージ13の精度を高くする
必要がある他、テープキャリア６の構造上テープを保持
しつつステージ13により長いストロークを正確に駆動で
きる構造でなければならない。

次に、上記各実施例の作用について説明する。

上記第１実施例によれば、測定位置Ａにおけるテープ
キャリア上の被測定デバイス７のパッドパターン又はタ
ーゲットパターンなどのパターンが高精度に移動可能な
カメラ４・光源５を有する光学的自動検出機構３で自動
検出され、このデータに基づいて、測定位置の被測定デ
バイス７のXY方向位置決めが自動的に行われる。光学的
手段を用いているため、その検出精度は非常に高精度で
あり、テープキャリア６を高精度ステージに設置するこ
とができるため、テープキャリア６乃至被測定デバイス
７が損傷することもなく、位置決め精度が落ちることも
ない。また、測定位置で針合わせをするパターンを直接
検出するため、テープの材質による位置誤差が影響しな
い。なお、光学的自動検出機構３が移動可能であるの
で、測定位置においてマイクロスコープ15の視野を妨げ
ることがなく、スムースに初期の針合わせを行うことが
できる。

なお、第２実施例においては、光学的自動検出機構３
が移動せずに退避位置Ｃに設定されているため、測定位
置Ａにおいてマイクロスコープ15の視野を妨げることが
なく、他の作用については上記第１実施例とほぼ同様で
ある。

上記各実施例は、本発明をテープキャリア型の半導体
検査装置に適用したものであるが、本発明はウエハプロ
ーバなどの半導体検査装置においても実施し得ることは
いうまでもなく、半導体検査装置の全てに適用できるも
のである。

発明の効果 以上説明したところから明らかなように、本発明によ
れば、被測定デバイスの測定位置にマイクロスコープを
配設した半導体検査装置において、光学的自動検出機構
により極めて高精度に測定位置における被測定デバイス
の位置合わせを行うことができ多ピン用微少パッドに対
しても十分対応し得る。しかも位置決めに際し、測定位
置に配設されたマイクロスコープの視界に影響を全く与
えることがないので、スムースに位置決めを行うことが
できる。更に、１デバイス毎に位置決めをする必要のあ
るウエハ、半導体基板、半導体の組立行程における製造
装置及び検査装置に対応して、正確に被測定デバイスの
位置決めを自動的に実行できるという効果を有する。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の位置決め機構をテープキャリア型半
導体検査装置に用いた一実施例を示したもので、同図
（ａ）は測定位置Ａでの位置決め状態を示す要部概略
図、同図（ｂ）は光学的自動検出機構をＢ位置までスラ
イドさせた状態を示す部分平面図、同図（ｃ）は同図
（ａ）に示した光学的自動検出機構の拡大説明図、第２
図は本発明の他の実施例を示す要部概略図であり、第３
図は従来のテープキャリア搬送装置におけるスプロケッ
トホールを利用した位置決め機構の概略斜視図である。 １……半導体検査装置、2a……ヘッドプレート ３……光学的自動検出機構 ４……カメラ、５……光源 ６……テープキャリア、７……被測定デバイス ８……プリズム、9,10……ミラー 11,16……集光レンズ、13……X,Yステージ 15……マイクロスコープ、Ａ……測定位置 B,C……退避位置

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】被測定デバイスの測定位置にマイクロスコ
   ープを配設し、この測定位置に対してカメラ・光源を有
   する光学的自動検出機構を移動可能に設けると共に、測
   定位置に於いて被測定デバイスを自動検出することによ
   り、該検出されたデータに基づいてコンタクトするプロ
   ーブカードの針合わせを実行するように構成した半導体
   検査装置。
2. 【請求項２】該光学的自動検出機構がX,Y方向に移動可
   能である請求項１記載の半導体検査装置。