JP2735859B2 - プローバ及びプロービング方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ この発明はウェハ上に形成されたチップの電気的特性
を検査するためのプローバに関する。

［従来の技術及び発明が解決しようとする課題］ 従来、プローバは第４図に示すように検査すべきウェ
ハＷをローダ部50より搬送し、XYステージ60のチャック
トップ61に載置した後、アライメント部でXYステージ60
のXY軸とウェハのスクラブラインとの位置合わせを行な
い、次いでプロービング部70でXYステージ60を駆動しな
がらウェハＷの各チップごとにテストヘッド90側のコン
タクトピン（プローブカード80）と位置合わせ及びコン
タクトを行なうものである。ここで、テストヘッド90は
プローバ本体に対し、アーム91を介して取り付けられて
おり、非測定時にはプローバ本体から離反した待機位置
に移動することが可能であるが、測定時にはプローバ本
体のトッププレート上に載置され、コンタクトピンを備
えたプローブカード80と電気的に接続させる。

従って、測定時においてはテストヘッド90及びプロー
ブカード80はプローバ本体に対し固定されたものであ
り、もっぱらウェハ側を移動することによりコンタクト
ピンとチップとのコンタクトが図られている。このた
め、プローブカード80のコンタクトピンのある位置Ｐを
固定の状態でウェハ上のすべてのチップを測定のため移
動させるためには、プロービングエリアとして第２図に
示すように最低でもウェハサイズの４倍の面積を必要と
し、そのようにウェハを駆動するXYステージとしても大
規模なものが必要であった。

特に、近年８インチ等の大型サイズのウェハが開発さ
れるに至り、このような大型サイズのウェハに対応する
プローバは大型にならざるを得ない、又、従来の５、６
インチのウェハ用のプローバでは大型ウェハに対応する
ことができなかった。

特にウェハ状態での検査はクリーンルームで実行する
必要があるため、クリーンルームの有効利用の面からも
１台のプローバの占有体積の増加は極めて大きな問題と
なっている。

［発明の目的］ この発明は、このような従来の問題点に鑑みなされた
もので、多種のサイズのウェハに対応することができ、
更に、装置全体として小型化を可能にするプローバを提
供することを目的とする。

［課題を解決するための手段］ このような問題点を解決する本発明のプローバは、水
平方向に移動可能なXYステージにチャックされた被検査
体に、テストヘッドに設けられたプローブカードのプロ
ーブ針を当接し、電気的検査を行うプローバにおいて、
テストヘッドをアームを介してテストヘッド駆動部に固
定し、このテストヘッド駆動部は、アームを支承する水
平軸と、この水平軸を両端で支える支柱と、この支柱を
摺動可能に支持する一対の支持レールと、テストヘッド
をXYステージの一方向に移動させる第１の駆動手段と、
テストヘッドを水平軸を中心として回動させる第２の駆
動手段とを備え、テストヘッドをXYステージに対し水平
移動及び回転可能に構成したものである。また、本発明
のプロービング方法は、水平方向に移動可能なXYステー
ジにチャックされた被検査体に、テストヘッドに設けら
れたプローブカードのプローブ針を当接し、電気的検査
を行うプロービング方法において、テストヘッドをアー
ムを介してテストヘッド駆動部に固定し、このテストヘ
ッド駆動部は、アームを支承する水平軸と、この水平軸
を両端で支える支柱と、この支柱を摺動可能に支持する
一対の支持レールと、テストヘッドをXYステージの一方
向に移動させる第１の駆動手段と、テストヘッドを水平
軸を中心として回動させる第２の駆動手段とを備え、被
検出体の半分の領域を検査する工程と、テストヘッドを
移動させる工程と、この工程後被検出体の残りの半分の
領域を検査する工程とを具備し、テストヘッドの移動量
は被検出体の幅の略半分に相当するものである。

［作用］ テストヘッド側を少なくとも一方向の水平に移動する
ことによってウェハ側の水平移動量は相対的に小さくな
る。従って、同サイズのウェハを測定する場合であれ
ば、それが従来必要であった移動面積より狭い移動面積
でプローブすることが可能となり、プローバを小型化す
ることが可能である。又、あるサイズ以下のウェハを測
定するように設計されたプローバであっても、テストヘ
ッド側を水平に移動することによってより大型のウェハ
を測定することができる。

［実施例］ 以下、本発明の好ましい実施例を図面を参照して説明
する。

プローバ（第１図）は、複数のウェハＷを収納したカ
セットから一枚ずつウェハを取り出して搬送するととも
に測定後のウェハをカセットに戻すためローダ部１、ウ
ェハを搭載したチャックトップ21を水平方向に駆動する
XYステージ２、ウェハのスクラブラインをXYステージ２
のXY軸と整合するためのアライメント部（図示せず）、
アライメント後のウェハをテストヘッド３と位置合わせ
しながらその電気的特性を測定するためのプロービング
部４及びテストヘッド３を駆動するテストヘッド駆動部
５から成る。

ローダ部１及びアライメント部の構成については公知
であるのでここでは説明を省略する。

プロービング部４は従来のプローバにおいて本体のト
ッププレートに固定されているインサートリング部は備
えられていない。その代わり、インサートリング部31は
テストヘッド３に固定されている。従って、インサート
リング部31はテストヘッド３と一対に移動する。このイ
ンサートリング部31は、ウェハＷのチップと接触するた
めの接触針を備えたプローブカード32が取り付けられる
もので、その他、適宜プローブカード32の回転機構、不
良チップにマークを付すためのマーキング機構等を備え
る。

テストヘッド３はアーム51を介してテストヘッド駆動
部５に固定される。テストヘッド駆動部５は、例えば第
２図に示すようにアーム51を支承する水平軸53と、水平
軸53を両端で支える支柱54と、支柱54をＸ方向に摺動可
能に支持する支持レール55と図示しない第１の駆動手段
から成る。

支柱54は例えばステップモータ等の駆動手段によって
所定の精度で支持レール55に沿って移動することがで
き、これによりテストヘッド３及びプローブカード31を
プロービング部４のＸ方向に移動することができる。

テストヘッド３は手動あるいは第２の駆動手段によっ
て水平軸53を中心として回動させることができ、非測定
時にはプロービング部４から離反する待機位置に移動す
ることができる。この位置でプローブカード32の変換、
インサートリング31の保守、点検を行うことができる。

又、測定時にはテストヘッド３を逆に回動させてプロ
ービング部４上の所定位置に移動する。このテストヘッ
ド３の駆動機構として、本実施例において水平軸53は図
示しないモータ等の駆動手段及び該モータの回転を水平
軸53に伝達する回転伝達手段56を備える。この回転伝達
手段56は好ましくは特願昭62−134601号に記載されるよ
うなもので省スペース、省労力を可能にするものであ
る。

このような回転伝達手段によって水平軸53を回転させ
ることにより、水平軸53に固定されたアーム51を介して
テストヘッド３を非測定時の待機位置あるいは測定時の
位置に移動することができる。更に、テストヘッド３の
測定時の位置は支柱54を支持レール55に沿ってＸ方向に
移動するこにより変えることができる。

以上のような構成におけるプロービング方法について
説明する。まず、テストヘッド３を回動させて測定位置
にセットする前にあるいはセットした後、支柱54を支持
レール55に沿ってＸ方向に移動させ、ステトヘッド３に
固定されたプローブカード31の接触針が第１の測定位置
P₁（第３図）となるようにする。

この位置でチャックトップに搭載されてアライメント
の済んだウェハＷを針合わせし、XYステージ２を駆動し
ながら、例えばウェハＷの右半分について通常の測定を
行う。次いで、支柱54を移動させてプローブカード31の
接触針が第２の測定位置P₂となるようにする。P₁とP₂と
の間隔はほぼ測定するウェハの幅の半分が好ましい。測
定位置P₂で同じウェハについて針合わせを行ない、その
左半分について同様の測定を行う。尚、接触針とチップ
との針合わせは通常マイクロスコープ又はTVカメラで行
うが、これら装置についても移動可能にしておくことが
必要である。

この場合、第３図からも明らかなように、ウェハの重
なり分だけプロービングエリアを狭くすることが可能で
ある。

又、比較的サイズの小さいウェハを測定する場合は２
つの測定位置P₁・P₂のいずれかの位置あるいは中間の位
置で測定を行い、次により大型のウェハを測定する場合
は、例えば２つの測定位置で測定することとし各測定位
置間の間隔を適宜選択することによって、多種のサイズ
のウェハに対応することが可能である。

尚、本実施例においては、テストヘッド３をＸ方向の
みに水平移動する構成について述べたが、Ｙ方向に移動
できる構成とすることも可能である。この場合、通常の
XYレールと同様に支柱54をＹ方向の支持レールに摺動可
能に取付けると共に、Ｙ方向の支持レールをＸ方向の支
持レール55によって支持する構成とすればよい。

これによって、プロービングエリアの幅と奥行の両方
向の調整が可能となる。又、テストヘッド３をＹ方向の
みに移動する構成とすることも可能であることはいうま
でもない。

更に、上述したプローバにおいてはテストヘッド３と
インサートリング31（プローブカード32）を一体にして
あるが、インサートリングをテストヘッドと連動してあ
るいは独自に移動可能な状態でトッププレート側に取り
付けてもよい。

［発明の効果］ 以上の説明からも明らかなように、本発明においては
従来、固定的であったテストヘッド及びプローブカード
をプロービングエリアに対して水平移動する構成とした
ので、相対的にウェハの移動量を減らすことができる。
従ってプロービングエリアの面積を狭くしプローバを小
型化することが可能であり、又、多種サイズのウェハに
対応することが可能である。更に、独自のテストヘッド
駆動機構を備えているのでテストヘッドの駆動が容易と
なり、プローブカードの交換を容易に行うことができ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明のプローバの一実施例を示す図、第２図
はテストヘッド駆動機構の実施例を示す図、第３図は本
発明のプローバによるプロービング方法の一実施例を示
す説明図、第４図は従来のプローバを示す図である。 ２……XYステージ ３……テストヘッド 32……プローブカード ５……テストヘッド駆動機構 Ｗ……ウェハ（被処理体）

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】水平方向に移動可能なXYステージにチャッ
   クされた被検査体に、テストヘッドに設けられたプロー
   ブカードのプローブ針を当接し、電気的検査を行うプロ
   ーバにおいて、前記テストヘッドをアームを介してテス
   トヘッド駆動部に固定し、このテストヘッド駆動部は、
   前記アームを支承する水平軸と、この水平軸を両端で支
   える支柱と、この支柱を摺動可能に支持する一対の支持
   レールと、前記テストヘッドを前記XYステージの一方向
   に移動させる第１の駆動手段と、前記テストヘッドを前
   記水平軸を中心として回動させる第２の駆動手段とを備
   え、前記テストヘッドを前記XYステージに対し水平移動
   及び回転可能に構成したことを特徴とするプローバ。
2. 【請求項２】水平方向に移動可能なXYステージにチャッ
   クされた被検査体に、テストヘッドに設けられたプロー
   ブカードのプローブ針を当接し、電気的検査を行うプロ
   ービング方法において、前記テストヘッドをアームを介
   してテストヘッド駆動部に固定し、このテストヘッド駆
   動部は、前記アームを支承する水平軸と、この水平軸を
   両端で支える支柱と、この支柱を摺動可能に支持する一
   対の支持レールと、前記テストヘッドを前記XYステージ
   の一方向に移動させる第１の駆動手段と、前記テストヘ
   ッドを前記水平軸を中心として回動させる第２の駆動手
   段とを備え、前記被検出体の半分の領域を検査する工程
   と、前記テストヘッドを移動させる工程と、この工程後
   前記被検出体の残りの半分の領域を検査する工程とを具
   備し、前記テストヘッドの移動量は前記被検出体の幅の
   略半分に相当することを特徴とするプロービング方法。