JP2726899B2 - プローブ装置 - 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、プローブ装置に関する。

（従来の技術） プローブ装置は、半導体製造工程において、半導体ウ
エハ上に形成された半導体デバイスの試験測定に利用さ
れる。

すなわち、プローブ装置は、真空チャック等により試
料台上に半導体ウエハを吸着保持し、この試料台を駆動
して半導体ウエハに形成された各半導体デバイスの電極
パッドにプローブカードの探針を接触させる。そして、
テスタによりプロセットされたテストプログラムに従い
上記の半導体デバイスの電気的特性を測定する。

このようなプローブ装置において、測定品種を変更す
る場合、半導体デバイスの電極パッドの位置等が変わる
場合には、プローブカードの交換およびプローブカード
の探針の位置合せを行う必要があり、また、プローブカ
ードの探針を半導体デバイスの電極パッドに接触させる
ための試料台の駆動パターンも変わるため、この試料台
の駆動制御を行うためのプローブパラメータも変更する
必要がある。さらに、測定品種によってテスタから供給
する検査信号およびテスタで測定すべき項目等が変わる
ため、テストのテストパラメータも変更する必要があ
る。

従来のプローブ装置では、上述のようなプローブカー
ドの交換、プローブカードの探針の位置合せ、プローブ
パラメータの変更およびテスタのテストパラメータの変
更等は、オペレータ操作により行う必要がある。

（発明が解決しようとする課題） しかしながら近年は、使用システムごとに専用化した
デバイス（ASIC:application specificintegrated circ
uit）を使用する傾向にあり、半導体デバイスの製造
は、多品種少量生産となる傾向にある。このため、上述
の従来のプローブ装置では、測定品種が変わるたびに、
オペレータによりプローブカードの変換、プローブカー
ドの探針の位置合せ、プローブパラメータの変更および
テスタのテストパラメータの変更等を行う必要があり、
測定効率が悪化するという問題があった。

そこで、プローブカードのウエハの品種に対応した交
換を自動的に実行するアイデアは、本発明者によって発
表されている。しかし、これらの自動操作は、ウエハカ
セットおよびロット単位で実行されており、１ウエハ毎
に自動的に対応することは記載していない。

本発明は、かかる従来の事情に対処してなされたもの
で、測定品種を自動的に認識し、品種に応じてプローブ
カード、テストプログラムを自動的に交換することによ
り、多品種のウエハが格納されている場合にも全て自動
化が可能となり、従来に比べて測定効率を向上させるこ
とができ、生産性の向上を図ることのできるプローブ装
置を提供しようとするものである。

［発明の構成］ （課題を解決するための手段） すなわち本発明は、ウエハに形成された半導体デバイ
スの電極パッドにプローブカードの探針を次々と接触さ
せ、テスタにより検査を行うプローブ装置において、 ウエハ収容部内に収容された前記ウエハを順次試料台
にロードする手段と、 この手段によって前記試料台にロードされる前記ウエ
ハの品種を認識する手段と、 前記プローブカードのコードを読み取って当該プロー
ブカードの種類を認識し、前記ウエハの品種を認識する
手段によって認識されたウエハの品種に応じて、測定位
置に所定の前記プローブカードを配置する手段と、 この手段によって測定位置に配置された前記プローブ
カードの探針先端位置を認識して被測定ウエハのアライ
メントを行う手段と、 前記ウエハの品種に対応したテスタのテストパラメー
タおよび前記試料台の駆動制御を行うためのプローブパ
ラメータを変更する手段と を備えたことを特徴とする。

（作 用） 上記構成の本発明のプローブ装置では、測定を行うウ
エハの品種を認識し、品種の変更に伴なうプローブカー
ドの交換、プローブカードの探針の位置合せ、プローブ
パラメータの変更およびテスタのテストパラメータの変
更等ウエハ毎に自動的に行う。

したがって、測定品種変更時のオペレータ操作を削減
し、従来に比べて測定効率を向上させることができ、生
産性の向上を図ることができる。

（実施例） 以下本発明のプローブ装置の実施例を図面を参照して
説明する。

プローブ装置１には、例えば真空チャック等により半
導体ウエハ２を吸着保持し、コントローラ３により駆動
制御され、Ｘ、Ｙ、Ｚおよびθ方向へ移動可能に構成さ
れた試料台４が設けられている。また、この試料台４の
上方には、図示しない保持機構が配置されており、この
保持機構により測定用のプローブカード５が試料台４の
上方に保持され、このプローブカード５は、メジャーリ
ングケーブル６を介してテスタ20に電気的に接続される
よう構成されている。

また、上記試料台４の側方には、例えば搬送アームお
よび位置決め手段等からなるウエハ搬送機構７と、例え
ば、光学的読取り装置等からなるウエハ認識機構８が配
置されている。そして、ウエハ搬送機構７により、ウエ
ハ収容部９内に収容されたウエハカセット（図示せず）
内の半導体ウエハ２を、上記カセットと試料台４間でロ
ード・アンロードするとともに、ウエハ認識機構８によ
り、例えば試料台４上にロードされた半導体ウエハ２の
IDコードを光電的に読取ることにより半導体ウエハ２の
品種を認識可能に構成されている。

なお、上記ウエハ搬送機構７およびウエハ認識機構８
は、コントローラ３に接続されており、その動作を制御
される。また、ウエハ認識機構８によって認識された半
導体ウエハ２の品種は、コントローラ３に入力される。
そして、コントローラ３は、半導体ウエハ２の品種によ
り、試料台４の駆動制御を行うためのプローブパラメー
タの変更および後述のカード搬送機構10によるプローブ
カード５の交換を行うとともに、この品種に関する情報
をテスタ20に送り、テスタ20により測定品種に対応する
テストパラメータ（テストプログラム）を自動的にロー
ドする。

プローブカード５は予め品種に対応して所定のスロッ
トに格納し、コントローラ３の品種指定に従い、該当す
るプローブカード５を所定の位置にセットする。又は、
プローブカード５上のコードを光学的に読みとり、コン
トローラ３により認識して該当するプローブカード５を
自動的にセットする。

上記カード搬送機構10は、例えば搬送アームおよび位
置決め手段等からなり、カード収容部11内に収容された
プローブカード５を試料台４上方に配置された前述の保
持機構にロード・アンロード可能に構成されている。

さらに、上記試料台４の近傍には、画像認識機構12が
配置されている。この画像認識機構12は、例えばダーミ
ーウエハ等により半導体ウエハ２の半導体デバイスの電
極パッドに形成されたプローブカード５の探針5aの針跡
を検出可能に構成されている。そして、この情報は、コ
ントローラ３に送られ、コントローラ３によって試料台
４の位置が自動補正できるように構成されている。

上記構成のこの実施例のプローブ装置は、コントロー
ラ３により次のように制御される。

すなわち、第２図のフローチャートにも示すように、
まずコントローラ３は、ウエハ搬送機構７を駆動してウ
エハ収容部９内に収容されたウエハカセット内から半導
体ウエハ２を取り出し（ａ）、ウエハ認識機構８のIDリ
ーダ下にロードする（ｂ）。

次に、ウエハ認識機構８によって、半導体ウエハ２の
IDコードを読み取り、ウエハ品種コードを認識する
（ｃ）。

そして、上記認識結果から、半導体ウエハ２の品種が
新品種であるか否かを判断し（ｄ）、コントローラ３内
のリストに登録されていない新品種である場合は、イニ
シャル操作が必要である旨の表示を行う（ｅ）。

一方、上記判断の結果、既に登録されている品種の場
合には、コントローラ３内に登録されているプローブパ
ラメータのロードを自動的に行う（ｆ）。

この後、上記ウエハ品種により、プローブカード５の
交換が必要であるか否かを判断し（ｇ）、交換が必要で
ない場合は、次のステップ（ｈ）〜（ｊ）を行わずにス
テップ（ｋ）に移行する。

一方、上記判断の結果、プローブカード５の交換が必
要である場合は、カード搬送機構10により試料台４上方
に配置されたプローブカード５をカード収容部11内に収
容された所定のプローブカード５に交換し（ｈ）、前述
のようにダミーウエハを試料台４上にロードして試料台
４をｚ方向に駆動制御することにより、ダミーウエハ表
面に針跡を付け、更に画像認識機構12により針跡を検出
することによりプローブカード５の位置認識を行い
（ｉ）、カードθの自動補正を行う（ｊ）。

次に、ウエハ搬送機構７により、測定を行う半導体ウ
エハ２を試料台４上に配置する（ｋ）。

この後、試料台４の位置を調節することにより、ウエ
ハのθの自動補正を行い（ｌ）、次に登録されている補
正データに従いウエハのＸ−Ｙの自動補正を行う
（ｍ）。

しかる後、試料台40を駆動して、半導体ウエハ２に形
成された半導体デバイスの電極パッドと、プローブカー
ド５の探針5aとを接触させ、電極パッドに針跡を形成
し、この針跡を画像認識機構12によって検出することに
より、上記探針5aが電極パッド上に正確にあたっている
か判断し（ｎ）、探針5aが電極パッド上に正確にあたっ
ていない場合は、上記ステップ（ｌ）〜（ｍ）を繰返し
て行う。

一方、探針5aが電極パッド上に正確にあたっている場
合は、テスタ20へ品種コードを送信してテスタ20のテス
トパラメータを測定品種に応じた所定のテストパラメー
タに変更し（ｏ）、プローブを開始する（ｐ）。

そして、一枚の半導体ウエハ２のプローブが終了する
と（ｑ）、ウエハ搬送機構７により試料台４上の半導体
ウエハ２をアンロードし（ｒ）、全てのウエハの測定が
終了した事を判断し（ｓ）、測定が終了した場合は、動
作を終了し、次のカセットのウエハテストのスタートを
待機する（ｔ）。また、全てのウエハの測定が終了して
いない場合は、上記ステップ（ａ）からの動作を繰り返
し、次の半導体ウエハ２の測定を行う。

すなわち、この実施例のプローブ装置１によれば、従
来品種変更に伴って行われていたプローブカード５の交
換、探針5aの位置合せ、プローブパラメータの変更およ
びテスタ20のテストパラメータの変更等を全てのウエハ
について自動的に行うよう構成したので、オペレータ操
作を削減し、測定効率を大幅に向上させることができ
る。

なお、上記実施例では、ウエハ認識機構８により半導
体ウエハ２上のIDコードを読み取るよう構成したが、例
えばICカード、その他の記録媒体を介してコントローラ
３に半導体ウエハ２の品種を認識させるよう構成しても
よい。

［発明の効果］ 上述のように、本発明のプローブ装置では、測定品種
変更時のオペレータ操作を削減し、従来に比べて測定効
率を向上させることができ、生産性の向上を図ることが
できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例のプローブ装置の構成を示す
ブロック図、第２図は第１図のプローブ装置の動作を説
明するためのフローチャートである。 １……プローブ装置、２……半導体ウエハ、３……コン
トローラ、４……試料台、５……プローブカード、5a…
…探針、６……メジャリングケーブル、７……ウエハ搬
送機構、８……ウエハ認識機構、９……ウエハ収容部、
10……カード搬送機構、11……カード収容部、12……画
像認識機構。

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】ウエハに形成された半導体デバイスの電極
   パッドにプローブカードの探針を次々と接触させ、テス
   タにより検査を行うプローブ装置において、 ウエハ収容部内に収容された前記ウエハを順次試料台に
   ロードする手段と、 この手段によって前記試料台にロードされる前記ウエハ
   の品種を認識する手段と、 前記プローブカードのコードを読み取って当該プローブ
   カードの種類を認識し、前記ウエハの品種を認識する手
   段によって認識されたウエハの品種に応じて、測定位置
   に所定の前記プローブカードを配置する手段と、 この手段によって測定位置に配置された前記プローブカ
   ードの探針先端位置を認識して被測定ウエハのアライメ
   ントを行う手段と、 前記ウエハの品種に対応したテスタのテストパラメータ
   および前記試料台の駆動制御を行うためのプローブパラ
   メータを変更する手段と を備えたことを特徴とするプローブ装置。