JP2832741B2 - プローブ装置 - Google Patents

プローブ装置

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JP2832741B2
JP2832741B2 JP2127583A JP12758390A JP2832741B2 JP 2832741 B2 JP2832741 B2 JP 2832741B2 JP 2127583 A JP2127583 A JP 2127583A JP 12758390 A JP12758390 A JP 12758390A JP 2832741 B2 JP2832741 B2 JP 2832741B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【産業上の利用分野】
この発明はプローブ装置に関する。
【従来の技術】
集積回路(IC)等の半導体製造工程における測定の1
つとしてプローブ測定がある。このプローブ測定は、被
測定体例えば半導体ウェーハにパターン形成技術により
完成された多数の半導体チップをプローバの探針即ちプ
ローブ針を用いて測定器等からなる測定回路(テスタ)
と電気的に接続し、電気的特性を測定するものである。 従来、一般的に上記プローブ装置は、測定ステージ
と、この測定ステージに対しウェーハを搬入、搬出する
ローダとで構成されている。そして、ウェーハの搬送及
び測定は全自動で行われるようにされており、ローダ
は、複数枚例えば25枚のウェーハを収納するカセットか
ら1枚のウェーハを取り出して、測定ステージにこのウ
ェーハを受け渡し、また、測定ステージで測定の終了し
たウェーハを測定ステージから受け取り、元のカセット
又は空きカセットに収容するように動作する。測定ステ
ージのウェーハ載置台は、移動機構によってローダとの
ウェーハの受け渡し位置と測定位置との間を移動する。
そして、自動測定モードでは、以上の動作を予め設定さ
れた枚数のウェーハの測定が終了するまで行う。
【発明が解決しようとする課題】
ところで、このプローブ装置において、測定結果が異
常である場合に、その原因がウェーハ側に在るのか、プ
ローブカード側に在るのかを調べるには、測定中のウェ
ーハとは異なる例えばテストウェーハを測定することが
行われている。 ところが、従来のプローブ装置の場合、このテストウ
ェーハの測定は、自動測定モードにおいて設定した枚数
のウェーハの測定の終了を待って行うか、あるいは、測
定途中のその品種のウェーハに対する測定を中止してテ
ストウェーハをカセットに収納して測定を行うようにし
なければならない。そして、従来のプローブ装置では、
測定を一旦中止してしまうと、自動測定はティーチング
等の初期設定からやり直さなければならず、厄介であっ
た。 また、所定枚数のウェーハの測定を行っているとき
に、緊急に他のウェーハの測定を割り込ませたい場合が
あるが、その場合にも上述の場合とまったく同様の問題
がある。 この発明は、以上の点に鑑み、自動測定の動作時に、
割り込みにより別個の被測定体の測定が可能なプローブ
装置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】
この発明は、ローダ部と測定ステージとの間で被測定
体のロード・アンロードを自動的に行う自動モードを有
するプローブ装置において、 被測定体をマニュアル操作で前記測定ステージに受け
渡し可能なマニュアル搬入・搬出口を設けると共に、ス
イッチ手段を設け、 前記自動モードにおいて、前記測定ステージから前記
ローダ部への受け渡しに先立って、前記スイッチ手段の
切替状態を判別し、判別した前記スイッチ手段の切替状
態に応じて、前記測定ステージの被測定体の載置台を前
記ローダ部との被測定体の受け渡し位置または前記マニ
ュアル搬入・搬出口に移動させるようにしたことを特徴
とする。
【作用】
スイッチ手段が例えば自動モードの切替位置にある時
は、測定ステージの被測定体の載置台は、ローダ部との
被測定体の受け渡し位置に移動し、自動動作が続行され
る。一方、スイッチ手段が、例えば割り込み測定の切替
位置にある時は、測定ステージはマニュアル搬入・搬出
口に移動する。したがって、テストのための被測定体や
緊急処理の被測定体を測定ステージにマニュアル操作に
より搬入して測定を行うことができる。 このテストのための測定や緊急測定が終了したら、ス
イッチ手段を自動モードの位置に戻す。すると、測定ス
テージの載置台はローダ部との被測定体の受け渡し位置
に移動し、中断した自動測定動作が続けられる。
【実施例】
以下、この発明によるプローブ装置を2個の測定ステ
ージを有するウェーハプローバに適用した場合の一実施
例を、図を参照しながら説明する。 このウェーハプローバは、第1図に示すように中央に
ローダ部1を有し、このローダ部1の左側に第1の測定
ステージ2が、右側に第2の測定ステージ3が配され
る。 ローダ部1には、この例では2個のウェーハカセット
11が収納される。これらウェーハカセット11は、それぞ
れ第2図に示すようにカセット載置台12に載置され、カ
セット載置台12がモータ13により上下動させられるよう
に構成されている。そして、ウェーハカセット11に対向
するようにピンセット14が設けられ、このピンセット14
によりカセット11の所望の高さ位置のウェーハWを取り
出し(ローディング)、あるいは、このピンセット14に
よりウェーハWをカセット11に収納する(アンローディ
ング)ように構成されている。 第1及び第2の測定ステージ2,3は、同様の構成を有
し、ローダ部1との間でウェーハWの受け渡しを行う回
転アーム21,31と、ウェーハWの載置台22,32とを備え
る。載置台22,32は、搬入されたウェーハWを仮固定、
例えば真空吸着により仮固定する。また、載置台22,32
はX−Yステージ23,33により水平方向の互いに直交す
る2方向X及びY方向に移動可能とされて、第1図に示
すローダ部1との間でのウェーハの受け渡し位置26,36
と、測定位置(図示せず)とに移動されるとともに、上
下方向Z及び回転方向θにも移動可能とされている。 測定ステージ2,3の測定位置にはウェーハWの半導体
チップの電極パッド列に当接するプローブ針列24,34を
備えるプローブカード25,35が設けられている。 ローダ部1の筐体上方の後面側には、支柱41が設置さ
れ、この支柱41を軸とし、ローダ部1の中心として左/
右に50゜回転可能なアーム42が支柱41に取り付けられて
いる。このアーム42の先端には、ウェーハWの半導体チ
ップを拡大して観測することが可能なマイクロスコープ
43が取り付けられている。マイクロスコープ43は、垂直
方向に上下動可能な状態で取り付けられている。このマ
イクロスコープ43は、測定ステージ2,3に共通に使用さ
れるものである。 このプローブ装置の筐体の前面側には、操作パネル4
が設けられると共に、被測定体であるウェーハをマニュ
アル操作で測定ステージ2及び3の載置台22に受け渡し
可能なマニュアル搬入・搬出口5及び6が測定ステージ
2及び3の操作パネル4側に設けられる。 操作パネル4には、ステージ2及び3にそれぞれ対応
してスイッチ手段、この例ではローダスイッチ7及び8
が設けられ、それぞれ「ローダ切」または「ローダ入」
の一方に切り替えられるようにされている。スイッチ7
及び8は、通常は「ローダ入」の状態にされ、後述する
ように、この「ローダ入」の状態にある時は、ローダ部
1を用いてウェーハを自動的に測定ステージ2及び3に
対して搬出及び搬入する自動モードの状態であり、「ロ
ーダ切」の状態にある時は、マニュアル等による割り込
み測定の状態である。 そして、X−Yステージ23及び33は、測定位置から載
置台22,32を、このマニュアル搬入・搬出口5及び6と
の間でのウェーハ受け渡し位置27,37に移動できるよう
に構成されている。 また、第3図に示すように、ローダ部1,第1及び第2
の測定ステージ2,3のそれぞれには、その動作を制御す
るためのCPU51,52,53が内蔵されている。 そして、第1の測定ステージ2には、マスターCPU50
が設けられ、これには入力手段としてのフロッピーディ
スクコントローラ54が接続されている。そして、測定し
ようとする品種のウェーハWに応じて設定される測定モ
ード、搬送モード、測定結果のプリントアウトモード等
がパラメータにより書き込まれているフロッピーディス
ク55が、このフロッピーディスクコントローラ54にてロ
ーディングされて、マスターCPU50から各CPU51,52,53に
必要な情報が転送される。そして、この例のプローブ装
置は、これらCPU50〜53のプログラムにしたがって、自
動測定モードで動作するようにされると共に、割り込み
測定が可能なようにされている。次に、以上のように構
成されたプローブ装置の動作について第4図のフローチ
ャートを参照しながら説明する。以下の動作説明では、
ウェーハを測定ステージ2側で測定する場合について説
明するが、測定ステージ3側での測定も同様にして行わ
れることはいうまでもない。 先ず、ローダスイッチ7の切替状態が判別される(ス
テップ101)。ローダスイッチ7の切替状態は通常は
「ローダ入」である。この切替状態のときには、測定ス
テージ2の載置台22は、X−Yステージ23によってロー
ダ部1との間でのウェーハの受け渡し位置26に移動する
(ステップ102)。そして、カセット11からウェーハW
がピンセット14によってプリアライメント載置台(図示
せず)に取り出され、そのオリエンテーションフラット
を基準にして例えば光電的にプリアライメントされた
後、回転アームを介して載置台22にそのウェーハWが搬
入載置される(ステップ103)。次に、載置台22はX−
Yステージ23によってファインアライメント位置(図示
せず)に移動し(ステップ104)、この位置において、
ウェーハ上のスクライブラインやパターン等を参照して
ウェーハWに対する正確な位置合わせが行われる。 その後、載置台22がX−Yステージ23により移動され
ることにより、ウェーハWはプローブカード25の真下の
測定位置に移動させられる(ステップ105)。そして、
載置台22が所定距離だけ上昇することにより、プローブ
カードのプローブ針列とウェーハW上の各半導体チップ
の電極パッド列とが接触させられて、この接触状態で図
示しないテスタにより半導体チップの電気的特性の測定
が行われる。そして、1つのチップの測定が終了した
ら、順次半導体チップ間隔だけ移動し、前記接触測定動
作を繰り返し実行して、ウェーハW上の全半導体チップ
の測定を行う(ステップ106及び107)。 1枚のウェーハの測定が終了したら(ステップ10
7)、そのウェーハWが測定ウェーハの最後のウェーハ
か否かを判別し(ステップ108)、最後のウェーハであ
れば測定を終了する。また、最後のウェーハでなければ
ステップ101に戻ってロードスイッチ7の切替状態をチ
ェックし、「ロード入」の状態のままであればステップ
102に進んで、X−Yステージ23により載置台22上のウ
ェーハWを位置26に移動する。そして、ローダ部1へ測
定の済んだウェーハWを回転アーム21により受け渡す。
ローダ部1では、このウェーハをピンセット14により空
きカセットに収納する。また、次のウェーハをピンセッ
ト14により取り出し、プリアライメントした後、回転ア
ーム21によってこのウェーハを載置台22に載置する(ス
テップ103)。以下、前述と同様にして測定が成され
る。 次に、操作者又は自動的にプローブ装置が測定又は結
果が異常であることを検出したときに、その異常がプロ
ーブカードにあるか、ウェーハにあるか判別したい場合
には、ロードスイッチ7を「ロード切」の状態に切り替
える。すると、ステップ107で1枚のウェーハの測定が
終了したと判別され、ステップ108でそれが最後のウェ
ーハでないと判別された後、ステップ101に戻ったと
き、スイッチ7が「ロード切」の状態に切り替えられて
いることが判別されるので、ステップ201に進み、X−
Yステージ23により載置台22をマニュアル搬入・搬出位
置27に移動する。操作者は、マニュアル操作によって載
置台22上のウェーハを取り出すと共に、テスト用のウェ
ーハを載置台22上に載置する(ステップ202)。次に、
X−Yステージ23は、ファインアライメント位置に移動
し(ステップ203)、ウェーハの正確な位置合わせが終
了したら、測定位置に移動し(ステップ204)、測定が
行われる(ステップ205)。このウェーハの測定が終了
したら(ステップ206)、ステップ101に戻り、ロードス
イッチ7の切替状態が判別される。 テストウェーハの測定結果により、プローブカード25
が異常か、ウェーハWが異常かの判別ができる。つま
り、テストウェーハの測定結果が異常であれば、異常発
生原因がプローブカード25にあり、測定結果が正常であ
れば異常発生の原因がウェーハにあることが分かる。こ
こで、もし、プローブカードの異常であるときは、プロ
ーブカード25の針先の研磨やプローブカードの交換を行
って、ロードスイッチ7を「ロード入」の状態に戻す。
すると、ステップ101からステップ102に移って、X−Y
ステージ23は、載置台22をローダ部1とのウェーハ受け
渡し位置26に移動するので、中断されたウェーハWの測
定が再開されることになる。 緊急に処理したい他の品種のウェーハが存在するとき
にも同様にして、ロードスイッチ7を「ロード切」の状
態に切り替えることにより、マニュアル搬入・搬出口7
を用いて、マニュアル操作によって、その緊急に処理し
たい1枚あるいは複数枚のウェーハの割り込み測定がで
きる。 なお、以上の例では、スイッチ手段としてロードスイ
ッチの場合を説明したが、スイッチ手段としては、これ
に限らず、割り込み測定を行うか否かを切り替えるよう
にするスイッチであれば良い。 また、以上の例はウェーハプローバにこの発明を適用
した場合であるが、この発明はデバイスプローバやその
他のプローブ装置に適用できることは言うまでもない。
【発明の効果】 以上説明したように、この発明によれば、自動測定モ
ードにおいて、割り込み測定を行うことができる。した
がって、測定結果に異常が生じたときや緊急に他の品種
の被測定体を測定したいときには、迅速に対応すること
ができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は、この発明によるプローブ装置の一実施例の上
面図、第2図はその側面図、第3図は、その制御部の構
成図、第4図は、この発明の要部の動作の説明のための
フローチャートである。 1;ローダ部 2,3;測定ステージ 4;操作パネル 5,6;マニュアル搬入・搬出口 7,8;スイッチ手段としてのロードスイッチ 22,32;載置台 23,33;X−Yステージ 26,36;ロード部1とのウェーハの受け渡し位置 27,37;マニュアル搬入・搬出位置 50;マスタCPU 51,52,53;CPU

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】ローダ部と測定ステージとの間で被測定体
    のロード・アンロードを自動的に行う自動モードを有す
    るプローブ装置において、 被測定体をマニュアル操作で前記測定ステージに受け渡
    し可能なマニュアル搬入・搬出口を設けると共に、スイ
    ッチ手段を設け、 前記自動モードにおいて、前記測定ステージから前記ロ
    ーダ部への受け渡しに先立って、前記スイッチ手段の切
    替状態を判別し、判別した前記スイッチ手段の切替状態
    に応じて、前記測定ステージの被測定体の載置台を前記
    ローダ部との被測定体の受け渡し位置または前記マニュ
    アル搬入・搬出口に移動させるようにしたことを特徴と
    するプローブ装置。
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