JP2879282B2 - Probe device - Google Patents

Probe device

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JP2879282B2
JP2879282B2 JP26954692A JP26954692A JP2879282B2 JP 2879282 B2 JP2879282 B2 JP 2879282B2 JP 26954692 A JP26954692 A JP 26954692A JP 26954692 A JP26954692 A JP 26954692A JP 2879282 B2 JP2879282 B2 JP 2879282B2
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靖 長沢
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  • Measuring Leads Or Probes (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明はプロ−ブ装置に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a probe device.

【0002】[0002]

【従来の技術】半導体デバイスの製造工程においてはウ
エハ内にICチップが完成した後、各チップに分断され
てパッケージングされるが、パッケージングされる前に
不良チップを排除するためにプローブ装置によりウエハ
内の各チップに対してプローブテストと呼ばれる電気的
測定が行われる。
2. Description of the Related Art In a semiconductor device manufacturing process, after an IC chip is completed in a wafer, it is divided into individual chips and packaged. Before a package, however, a probe device is used to eliminate defective chips. An electrical measurement called a probe test is performed on each chip in the wafer.

【0003】このプローブ装置においては、従来例えば
X、Y、Z、θ方向に移動可能なウエハ保持台の上方側
に、ウエハ内のICチップの電極パッド配列に対応して
配列されたプローブ針を備えたプローブカードを配置
し、ウエハ保持台を移動させてウエハ内のICチップの
電極パッドとプローブ針とを位置合わせした後プローブ
針と電極パッドとを接触させ、電極パッドをプローブ針
とポゴピンなどを含むインサートリングを介してテスト
ヘッドに電気的に接続し、例えばICの使用速度に対応
する高周波を用いて電気的測定を行ってICチップの良
否を判定するようにしている。
In this probe apparatus, conventionally, a probe needle arranged corresponding to an electrode pad arrangement of IC chips in a wafer is provided above a wafer holding table movable in, for example, X, Y, Z, and θ directions. With the probe card provided, the wafer holder is moved and the electrode pad of the IC chip in the wafer is aligned with the probe needle, and then the probe needle and the electrode pad are brought into contact, and the electrode pad is moved to the probe needle and pogo pin. Is electrically connected to the test head via an insert ring including the above, and the quality of the IC chip is determined by performing electrical measurement using, for example, a high frequency corresponding to the operating speed of the IC.

【0004】そして最近においては、各チップに分断さ
れる前に例えばウエハ保持台に設けたヒータによる加熱
手段によってウエハを例えば60℃〜125℃高温に加
熱して、高温状態でウエハ上のICチップについて上述
の電気的測定を行う方法も実施されている。
In recent years, the wafer is heated to, for example, a high temperature of 60 ° C. to 125 ° C. by a heater provided on a wafer holder before being divided into chips, and the IC chips on the wafer are kept at a high temperature. A method of performing the above-described electrical measurement has also been implemented.

【0005】このような高温状態で測定を行う場合に
は、ウエハよりの輻射熱や針先からの熱伝導によってプ
ローブカードが熱膨脹し、またプローブ針自身も伸長す
るため、これに伴ってプローブカードに配列されたプロ
ーブ針の針先レベル(プローブ針の針先の高さ位置)が
常温時に比べて低くなってくる。従ってプローブカード
の温度が、加熱されたウエハの温度に対して安定する前
に、即ちプローブ針の針先レベルが安定する前にプロー
ブ針と電極パッドとを接触させると、接触後のウエハよ
りの伝熱によってプローブカードが熱膨脹して、プロー
ブ針の針先がウエハ表面に強い力で押し付けられる。
When the measurement is performed in such a high temperature state, the probe card thermally expands due to radiant heat from the wafer and heat conduction from the needle tip, and the probe needle itself also expands. The needle tip level (the height position of the needle tip of the probe needle) of the arranged probe needles becomes lower than at room temperature. Therefore, if the probe needle is brought into contact with the electrode pad before the temperature of the probe card stabilizes with respect to the temperature of the heated wafer, that is, before the stylus level of the probe needle stabilizes, The probe card is thermally expanded by the heat transfer, and the tip of the probe is pressed against the wafer surface with a strong force.

【0006】ここでプローブ針はプロ−ブカ−ドから斜
めに伸びているため、針先がウエハ表面に強い力で押し
付けられるとプローブ針が撓んで無理に変形し、このた
めプローブ針が損傷するおそれがあるし、あるいはプロ
ーブ針の針先が横すべりして電極パッドの測定領域から
逸脱し、この結果測定不良を生じることとなる。また、
過剰なオーバードライブ(ウエハ表面へのプローブ針の
食い込み)によりICチップが損傷するおそれもある。
一方、過剰なオーバードライブを避けるためにウエハ保
持台の高さを下げコンタクトポイントを低く設定した状
態でプロービングしていると、ウエハ交換時にプローブ
カードが冷えて熱収縮し、その後はウエハが針先に届か
なくなる。
Here, since the probe needle extends obliquely from the probe card, when the needle tip is pressed against the wafer surface with a strong force, the probe needle is bent and forcibly deformed, thereby damaging the probe needle. There is a possibility that the tip of the probe needle slides laterally and deviates from the measurement area of the electrode pad, resulting in measurement failure. Also,
IC chips may be damaged due to excessive overdrive (biting of probe needles into the wafer surface).
On the other hand, if probing is performed with the height of the wafer holder lowered and the contact point set low to avoid excessive overdrive, the probe card cools down and shrinks when replacing the wafer, and the Will not reach.

【0007】そこで従来は、(1)測定前に例えばプロ
−ブカ−ドを予めウエハと同一温度に設定された温調板
に接触させて、プロ−ブ針が前記ウエハと同一温度にな
るまでプローブカードを十分に加熱し、その後にオペレ
ータがプローブ針と電極パッドとをTVカメラなどで見
ながらウエハ保持台の高さを調整してプローブ針とウエ
ハとを接触させて測定する方法、(2)ウエハをプロー
ブ針の針先の直ぐ下に位置させてウエハよりの輻射熱に
よってプローブカードを十分に加熱し、その後にオペレ
ータがプローブ針と電極パッドとをTVカメラなどで見
ながらウエハ保持台の高さを調整してプローブ針とウエ
ハとを接触させて測定する方法、(3)ウエハ保持台を
上昇させてプローブ針と電極パッドとを接触させ、その
後はプローブ針の針先レベルの熱による変動に対応する
ようにオペレータの経験または、事前に採取した変動デ
−タにもとづいてプローブ針と電極パッドとの接触状態
を常に均一となるよう維持しつつウエハ保持台を下降さ
せて測定する方法などが採られていた。
Therefore, conventionally, (1) before measurement, for example, a probe card is brought into contact with a temperature control plate set at the same temperature as the wafer before the probe needle reaches the same temperature as the wafer. A method in which the probe card is sufficiently heated, and thereafter, the operator adjusts the height of the wafer holding table while watching the probe needles and the electrode pads with a TV camera or the like, and makes the probe needles and the wafer come into contact with each other, (2) ) The wafer is positioned immediately below the tip of the probe needle, and the probe card is sufficiently heated by radiant heat from the wafer. Then, the operator looks at the probe needle and the electrode pad with a TV camera or the like, and raises the height of the wafer holder. (3) Raise the wafer holder to bring the probe needle into contact with the electrode pad, and then adjust the probe needle. The wafer holder is lowered while maintaining a uniform contact state between the probe needle and the electrode pad based on the operator's experience or the variation data collected in advance so as to respond to the variation caused by the heat at the previous level. A method of measuring by letting it run has been adopted.

【0008】[0008]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記
(1)のように温調板を用いる方法はプロ−ブ針を痛め
るおそれがあるし、前記(2)のようにウエハをプロー
ブ針の針先の直ぐ下に位置させてプローブカードをウエ
ハよりの輻射熱によって予熱する方法は、電極パッドが
針先レベルが安定したときの針先レベル以下となるよう
にウエハ保持台の高さを設定しておく必要があるのでウ
エハ保持台の高さ設定が難しいし、またプローブカード
の温度が安定するまでに可成り長い時間を要するといっ
た問題があった。
However, the method using the temperature control plate as described in (1) above may cause damage to the probe needle, and the method described in (2) above may cause the wafer to be stuck at the probe tip. The method of preheating the probe card by radiant heat from the wafer by positioning the wafer holder just below the height of the wafer holding table is set so that the electrode pad is below the needle tip level when the needle tip level is stabilized. Therefore, it is difficult to set the height of the wafer holder, and there is a problem that it takes a considerably long time until the temperature of the probe card is stabilized.

【0009】また、前記(3)のようにプローブ針の針
先レベルの熱による変動に対応するようにオペレータの
操作によりウエハ保持台を下降させる方法は、可成りの
熟練を必要とするのでオペレータが経験を重ねなければ
ならないし、経験的手法であるためオーバードライブが
常に適切であるとは限らないといった問題もあった。更
に、上述のいずれの測定方法によってもオペレータが介
在するため、プロービング工程の自動化に対応しにくい
といった問題もあった。
Further, the method of lowering the wafer holder by the operation of the operator so as to cope with the fluctuation due to the heat at the tip of the probe needle as described in the above (3) requires considerable skill. Had to gain experience, and overdrive was not always appropriate because of the empirical method. Further, there is a problem that it is difficult to cope with automation of the probing process because an operator is involved in any of the above-described measurement methods.

【0010】本発明は、このような事情のもとになされ
たものであり、その目的は、被検査体の表面に対するプ
ローブ針の針先の接触圧を常に適切な大きさにすること
ができるプローブ装置を提供することにある。
The present invention has been made under such circumstances, and an object of the present invention is to always make a contact pressure of a probe tip of a probe needle against a surface of an object to be inspected at an appropriate level. It is to provide a probe device.

【0011】[0011]

【課題を解決するための手段】請求項1の発明は、高温
温度調整された被検査体の電極パッドに、プローブカ
ードに配列された複数のプローブ針を接触させて電気的
測定を行うプローブ装置において、プローブ針が前記被
検査体の電極パッドとの接触により加熱されたときの針
先の高さ位置を示すデータにもとづいて、プローブカー
ドに対する被検査体の相対的位置を制御して接触させる
制御部を設けたことを特徴とする。
According to the first aspect of the present invention, a high temperature
In a probe device for performing electrical measurement by bringing a plurality of probe needles arranged on a probe card into contact with an electrode pad of a test object whose temperature has been adjusted to a temperature, the probe needle is brought into contact with the electrode pad of the test object. A control unit is provided for controlling the relative position of the object to be inspected with respect to the probe card to make contact with the probe card based on data indicating the height position of the needle tip when heated .

【0012】[0012]

【作用】例えばアルミニウムよりなる被検査体と同一形
状の導電板を予め定められた温度に温調した後プローブ
針とを断続的に接触させて、プローブ針と導電板との間
に流れる電流を監視し、電流オン時の導電板のレベルつ
まりプローブ針の針先レベルを検出し、これにより、プ
ローブ針が被検査体との接触により温度変化したときの
針先の高さ位置の時間的変化データを作成する。そして
実際に被検査体をプローブ針に接触させた後、このデー
タにもとづいて被検査体の上面レベルが制御される。従
って適切なオーバードライブで測定を行うことができ
る。
After the temperature of a conductive plate of the same shape as that of an object to be inspected made of, for example, aluminum is adjusted to a predetermined temperature, the probe needle is intermittently brought into contact with the probe and the current flowing between the probe needle and the conductive plate is reduced. Monitors and detects the level of the conductive plate when the current is turned on, that is, the level of the tip of the probe needle. This allows time-dependent changes in the height position of the needle tip when the temperature of the probe needle changes due to contact with the test object. Create data. Then, after the test object is actually brought into contact with the probe needle, the upper surface level of the test object is controlled based on this data. Therefore, measurement can be performed with an appropriate overdrive.

【0013】[0013]

【実施例】図1は本発明の実施例に係るプローブ装置の
要部を説明するための説明図、図2は同実施例に係るプ
ローブ装置の全体構成を示す縦断側面図である。この実
施例ではプローブ装置本体の外装部をなす筐体1内に
は、被検査体保持台例えばウエハ保持台2が設置されて
おり、このウエハ保持台2の内部には、上面に載置され
るウエハWを所定温度、例えば60℃〜125℃に加熱
するための図示しない加熱手段、例えばヒータが設けら
れている。
FIG. 1 is an explanatory view for explaining a main part of a probe device according to an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a vertical sectional side view showing an entire configuration of the probe device according to the embodiment. In this embodiment, a test object holding table, for example, a wafer holding table 2 is installed in a housing 1 which forms an exterior part of the probe device main body. A heating unit (not shown) for heating the wafer W to a predetermined temperature, for example, 60 ° C. to 125 ° C., for example, a heater is provided.

【0014】また、この例ではウエハ保持台2は金属材
で作られており、ここに電流が流れているか否かを検出
する電流監視部2aに電気的に接続されている。更に、
このウエハ保持台2は鉛直軸のまわりに回転させる図示
しないモータなどを備えた回転機構21に支持されると
共に、前記回転機構21の下方側には、当該回転機構2
1を昇降させる(即ちウエハ保持台2を昇降させる)例
えば図示しないネジ機構やモータなどを備えた昇降機構
22が設けられている。
Further, in this example, the wafer holding table 2 is made of a metal material, and is electrically connected to a current monitoring unit 2a for detecting whether or not a current is flowing therethrough. Furthermore,
The wafer holder 2 is supported by a rotation mechanism 21 provided with a motor (not shown) for rotating the wafer holder 2 around a vertical axis.
For example, a lifting mechanism 22 provided with a screw mechanism and a motor (not shown) for raising and lowering the wafer 1 (that is, raising and lowering the wafer holding table 2) is provided.

【0015】そして昇降機構22のモータには、ネジ機
構の昇降位置を検出するためにエンコーダやパルスカウ
ンタなどからなるレベル検出部22aが組み合わされて
いる。
The motor of the elevating mechanism 22 is combined with a level detecting part 22a composed of an encoder, a pulse counter and the like for detecting the elevating position of the screw mechanism.

【0016】前記昇降機構22の下方側にはウエハ保持
台2をX、Y方向に夫々移動させるX方向移動機構23
及びY方向移動機構24が設けられている。
An X-direction moving mechanism 23 for moving the wafer holder 2 in the X and Y directions below the elevating mechanism 22.
And a Y-direction moving mechanism 24.

【0017】前記ウエハ保持台2の上方側には中央に覗
き窓31を備えたプローブカード3がウエハ保持台2と
対向するように配置されている。またプローブカード3
の下面には、覗き窓31の左右両側から中央に向けて斜
め下方に延伸するプローブ針4が、ウエハW上に例えば
一列に並んだ10個の電極パッドを同時に測定できるよ
うに左右両側に例えば10本ずつ合計200本配列され
ている。また、前記プローブカード3はポゴピン33な
どを含むインサートリング32を介してテストヘッド3
4に電気的に接続されている。
A probe card 3 having a viewing window 31 at the center is disposed above the wafer holder 2 so as to face the wafer holder 2. Probe card 3
Probe needles 4 extending diagonally downward from the left and right sides of the viewing window 31 toward the center of the viewing window 31 are provided on the left and right sides so that, for example, ten electrode pads arranged in a line can be simultaneously measured on the wafer W. A total of 200 pieces are arranged in 10 pieces. The probe card 3 is connected to the test head 3 via an insert ring 32 including a pogo pin 33 and the like.
4 is electrically connected.

【0018】更に、本実施例に係るプローブ装置は、プ
ローブ針4が加熱されたときにおける針先レベルの時間
的変化の予測データを作成するデータ作成部5や、この
データにもとづいてウエハ保持台2の高さ位置を制御す
る制御部6などを備えている。
Further, the probe apparatus according to the present embodiment includes a data creating section 5 for creating prediction data of a temporal change of the needle tip level when the probe needle 4 is heated, and a wafer holding table based on the data. 2 is provided with a control unit 6 for controlling the height position.

【0019】前記データ作成部5は、電流監視部2a及
びレベル検出部22aの信号を取り込んでメモリ51に
前記予測データを書き込む機能を備え、予測データの作
成については、ウエハ保持台2上にウエハWと同一形状
の導電板例えばアルミニウム板を載置すると共に、この
アルミニウム板をプローブ針4に接触させて当該プロー
ブ針4を加熱し、導電板とプローブ針4とが離れている
ときには導電板に電流が流れないが、接触するときには
針先から電流が流れることから、この電流のオン、オフ
を電流監視部2aにより検出して、そのときの昇降機構
22のモータの角度位置即ちプローブ針4の針先レベル
を検出することによって行われる。
The data creation unit 5 has a function of taking in signals from the current monitoring unit 2a and the level detection unit 22a and writing the prediction data into the memory 51. A conductive plate having the same shape as W, for example, an aluminum plate is placed, and the aluminum plate is brought into contact with the probe needle 4 to heat the probe needle 4. When the conductive plate and the probe needle 4 are separated, the conductive plate is placed on the conductive plate. Although the current does not flow, the current flows from the tip of the needle when it comes into contact, so that ON / OFF of this current is detected by the current monitoring unit 2a, and the angular position of the motor of the elevating mechanism 22 at that time, that is, the probe needle 4 This is performed by detecting the needle point level.

【0020】また、前記制御部6はウエハ保持台2上に
被検査体たるウエハWを載置した後、メモリ51内のデ
ータにもとづいて昇降機構22に制御信号を与えてウエ
ハWの高さ位置を制御する機能を有する。
The controller 6 places the wafer W, which is an object to be inspected, on the wafer holder 2 and gives a control signal to the elevating mechanism 22 based on the data in the memory 51, thereby controlling the height of the wafer W. It has a function to control the position.

【0021】次に上述実施例の作用について図3を参照
しながら述べる。先ず、ウエハ保持台2の加熱手段をO
Nにして、例えば被検査体たるウエハWと同形状のアル
ミニウム板よりなる導電板をウエハ保持台2上に載置す
ると共に、ウエハ保持台2を上昇させてプローブ針4と
導電板とを接触させる。これによりプローブ針4は加熱
されて伸長し、針先レベルが下がっていき始めるが、導
電板をプローブ針4に断続的に接触させることによっ
て、既述のようにメモリ51内に針先レベルの時間的変
化の予測デ−タが作成される。
Next, the operation of the above embodiment will be described with reference to FIG. First, the heating means of the wafer holder 2 is set to O
N, a conductive plate made of, for example, an aluminum plate having the same shape as the wafer W to be inspected is placed on the wafer holder 2, and the wafer holder 2 is raised to bring the probe needle 4 into contact with the conductive plate. Let it. As a result, the probe needle 4 is heated and extended, and the needle tip level starts to decrease. However, by intermittently contacting the conductive plate with the probe needle 4, the needle tip level is stored in the memory 51 as described above. Predictive data of the temporal change is created.

【0022】ここで図3(a)及び(b)は夫々プロー
ブ針4の針先レベルと経過時間との関係を示す特性図及
びウエハ保持台2上のウエハWの表面レベルと経過時間
との関係を示す特性図である。なお、アルミニウム板と
ウエハWとは同一形状であるためアルミニウム板の表面
レベルもウエハWの表面レベルとして説明する。アルミ
ニウム板を用いた針先レベルの時間的変化の検出プロセ
スは、図3(a)中Aで示した領域に相当し、この領域
Aのデ−タはウエハWの表面レベルのデ−タから予測さ
れた、針先レベルのデ−タ(メモリ51内のデ−タ)で
ある。また図3(b)の領域Aの部分はウエハWの表面
レベルであり、アルミニウム板とプローブ針4とを断続
的に接触させているので実際には階段状で表される。
FIGS. 3A and 3B are characteristic diagrams showing the relationship between the tip level of the probe needle 4 and the elapsed time, respectively, and the relationship between the surface level of the wafer W on the wafer holder 2 and the elapsed time. FIG. 4 is a characteristic diagram illustrating a relationship. Since the aluminum plate and the wafer W have the same shape, the surface level of the aluminum plate is also described as the surface level of the wafer W. The process of detecting the temporal change of the tip level using the aluminum plate corresponds to the region indicated by A in FIG. 3A, and the data in this region A is obtained from the data at the surface level of the wafer W. This is the predicted needle-point level data (data in the memory 51). 3B is a surface level of the wafer W, and is actually represented in a stepped shape because the aluminum plate and the probe needle 4 are intermittently contacted.

【0023】そして、図3(a)及び(b)中Zはプ
ローブカード3が常温のとき(加熱されたアルミニウム
板がプローブ針4に接触した直後を常温として取り扱っ
ている)の針先レベルであり、Zはアルミニウム板
(ウエハW)からの伝熱によりプローブカード3が十分
に加熱されて針先温度が安定したときの針先レベルであ
る。また、図3(b)中ZとZのレベル差は、ウエ
ハの厚さに関係なく、ウエハ測定中に次のチップへ移動
するためのZ方向回避距離である。なお、図3(a)及
び(b)の横軸(時間軸)は同一スケールで表されてい
る。
[0023] Then, tip level 3 (a) and (b) medium Z 0 is (deals with just the heated aluminum plate into contact with the probe needles 4 as room temperature) when the probe card 3 is at room temperature in and, Z 2 is the tip level when the probe card 3 is sufficiently heated needle point temperature stabilized by heat transfer from the aluminum plate (wafer W). The level difference shown in FIG. 3 (b) Medium Z 2 and Z 3, regardless of the thickness of the wafer, a Z-direction avoidable distance to move during wafer measurement to the next chip. The horizontal axis (time axis) in FIGS. 3A and 3B is represented on the same scale.

【0024】次にデ−タ作成後、ウエハ保持台2を所定
レベルまで下降させ図示しない搬送機構によって被検査
体たるウエハWを導電板と交換してウエハ保持台2上に
載置し、所定の位置合わせをした後ウエハWの上面レベ
ルがZとなるようにウエハ保持台2を上昇させる。な
お、この交換作業中にプローブカード3は冷却されて温
度が下がるので、図3(a)のBの領域で示すように針
先レベルはZより高い位置(Z)となり、従ってウ
エハWを先ずZまで高速で上昇させた後、緩やかに上
昇させてプローブ針4に接触させる。この接触は、例え
ばタッチセンサなどにより検出でき、そのときのモータ
の回転角度からプローブ針4の針先レベル(この例では
)がわかる。なお、実際には所定のオーバードライ
ブ量だけ針先がウエハW表面に食い込むが、説明の便宜
上ウエハW表面と針先レベルとは同じ高さ位置として説
明する。
Next, after the data is created, the wafer holding table 2 is lowered to a predetermined level, the wafer W to be inspected is replaced with a conductive plate by a transfer mechanism (not shown), and the wafer W is placed on the wafer holding table 2. upper surface level of the wafer W after the alignment raises the wafer holder 2 so that the Z 2. During the replacement operation, the probe card 3 is cooled and its temperature is lowered. Therefore, as shown in the area B of FIG. 3A, the probe tip level is at a position (Z 1 ) higher than Z 2 , and therefore the wafer W after first raised at a high speed until Z 2 is contacted to the probe needles 4 gently increased. This contact can be detected by, for example, a touch sensor or the like, and the tip level (Z 1 in this example) of the probe needle 4 can be known from the rotation angle of the motor at that time. Although the needle tip actually cuts into the surface of the wafer W by a predetermined overdrive amount, for convenience of explanation, the description will be made assuming that the surface of the wafer W and the needle tip level are at the same height position.

【0025】更にプロ−ブ針とウエハWとの接触後プロ
ーブカード3の温度がウエハWよりの伝熱によって上昇
するので、図3(a)及び(b)のC領域で示すように
既に作成したメモリ51内のデータにもとづいて例えば
とZとをA領域で採取したメモリ51内のデ−タ
に基づき、曲線で結ぶまたは階段状に結んだラインに沿
ってウエハW表面が下降するように制御部6により昇降
機構22に制御信号を与え、ウエハ保持台2を針先レベ
ルがZとなるまでプローブ針4と電極パッドとを接触
させたまま下降させ、その後電気的測定を開始する。な
お、図3(a)及び(b)中Dで示した領域は、ウエハ
W上のあるICチップ(あるいはICチップ列)に対す
る測定が完了した後に、引続き他のICチップ(あるい
はICチップ列)を検査するプロセスにおける針先レベ
ルとウエハWの上面レベルを示す。この場合ウエハ保持
台2の“ステップ移動”時は、ウエハがいったん下方に
回避して、次のステップに移動するため図3(b)のよ
うになる。この回避動作に対応した“針の冷え”を示す
ために図3(a)のD領域の針先レベルをわずかな間上
昇して示してある。実際にはこのスッテプ移動時間は、
1秒に満たないため、この針先レベルの上昇は極わずか
である。そして、引続きウエハWを交換して測定を行う
ときには、図3(a)及び(b)のB領域〜D領域に示
したパタ−ンと同様のパタ−ンで測定が行われる。
Further, after the probe needle comes into contact with the wafer W, the temperature of the probe card 3 rises due to the heat transfer from the wafer W, so that the probe card 3 has already been formed as shown by the C region in FIGS. 3 (a) and 3 (b). data of the based on the data in the memory 51 in the memory 51 taken for example the Z 1 and Z 2 in the a region - on the basis of the data, the wafer W surface along the connecting tie or stepwise by a curve line downward the control unit 6 so as to provide a control signal to the lifting mechanism 22, the wafer holder 2 is lowered while the needle point level is brought into contact with probes 4 and the electrode pads until Z 2, then electrical measurement Start. The area indicated by D in FIGS. 3 (a) and 3 (b) indicates that after the measurement of a certain IC chip (or IC chip row) on the wafer W is completed, another IC chip (or IC chip row) continues. Shows the needle tip level and the upper surface level of the wafer W in the process of inspecting the wafer W. In this case, when the wafer holding table 2 is "step-moved", the wafer once moves downward and moves to the next step, as shown in FIG. 3B. In order to indicate "cooling of the needle" corresponding to this avoidance operation, the needle point level in the area D in FIG. 3A is slightly increased. Actually, this step travel time is
Since the time is less than one second, the rise in the needle point level is very small. When the measurement is performed while the wafer W is subsequently replaced, the measurement is performed in the same pattern as the patterns shown in the areas B to D in FIGS. 3A and 3B.

【0026】このような実施例によれば、プロ−ブ針4
がウエハWと接触して加熱された後の針先レベルの高さ
の時間的デ−タデータを予め作成し、このデータにもと
づいて制御部6によりウエハWの上面レベルの高さ位置
を制御しているので針先がウエハWに強い力で押し付け
られてプローブ針4が撓んで損傷するおそれがなく、あ
るいはプローブ針4の針先が横すべりして電極パッドか
ら逸脱して測定不良を生じることがない。また、過剰な
オーバードライブによりICチップが損傷するおそれも
なくなると共に、プロ−ブ針の直ぐ下にウエハを待機さ
せていた方法に比べてプローブカード3の予熱時間を大
幅に短縮することができ、更にプロービング処理が自動
化されるため、スループットの向上を図ることができ
る。
According to such an embodiment, the probe needle 4
The time data of the height of the stylus level after the wafer is brought into contact with the wafer W and heated is prepared in advance, and the control unit 6 controls the height position of the upper surface level of the wafer W based on this data. Therefore, there is no possibility that the probe tip is pressed against the wafer W with a strong force and the probe needle 4 bends and is damaged, or the probe tip of the probe needle 4 slides off the electrode pad to cause a measurement failure. Absent. In addition, there is no danger of the IC chip being damaged by excessive overdrive, and the preheating time of the probe card 3 can be significantly reduced as compared with the method in which the wafer is kept waiting just below the probe needle. Further, since the probing process is automated, the throughput can be improved.

【0027】以上において、本発明は、例えば図4に示
すようにプローブ針4を予め加熱してプローブ針4の温
度と針先レベルとの関係を示すデータを予め作成してお
き、このデータにもとづいてウエハWの表面レベル(ウ
エハ保持台2)を制御するようにしてもよい。即ち、図
4において3aはプローブカード3の温度を検出する熱
伝対などの温度検出部であり、この実施例では先述の実
施例と同様に予めアルミニウム板を用いて針先レベルを
検出しているが、温度検出部3aよりの検出信号を取り
込んで温度と針先レベルとの関係を示すデータを作成し
ている。そして、ウエハW測定時には温度検出部3aよ
りの検出信号とメモリ51内のデータにもとづいて制御
部6により、そのときの温度の針先レベルに対応するよ
うにウエハ保持台2の高さ位置を制御している。
In the above description, according to the present invention, as shown in FIG. 4, for example, the probe needle 4 is preliminarily heated to prepare data indicating the relationship between the temperature of the probe needle 4 and the needle tip level, and Based on this, the surface level of the wafer W (wafer holding table 2) may be controlled. That is, in FIG. 4, reference numeral 3a denotes a temperature detecting unit such as a thermocouple for detecting the temperature of the probe card 3. In this embodiment, a needle point level is detected in advance by using an aluminum plate similarly to the above-described embodiment. However, the detection signal from the temperature detection unit 3a is taken in to create data indicating the relationship between the temperature and the needlepoint level. At the time of measuring the wafer W, the control unit 6 sets the height position of the wafer holding table 2 so as to correspond to the stylus level of the temperature at that time based on the detection signal from the temperature detection unit 3a and the data in the memory 51. Controlling.

【0028】この実施例において、温度検出部3aはプ
ローブカード3の上面に設けることに限られるものでは
なく、例えばプローブカード3に埋設してもよいし、ま
たデ−タはデータ作成部5で作成されたものに限られる
ものではなく、例えば予めフロッピーディスクなどにフ
ァイルされているデ−タであってもよい。更に、プロー
ブカード3の温度に対応したプローブ針4の針先レベル
のメモリ51への書き込みは、上述の実施例のようにプ
ローブ針4を導電板に接触させてデータ作成部5への入
力信号にもとづいてメモリ51に書き込む方法に限られ
るものではなく、例えば図5に示すようにプローブ針4
に光源7よりの光を照射し、その反射光を受光器71で
受光し、この受光器71よりの出力にもとづいて解析部
72でプローブ針4の針先レベルを算出して、この算出
データをメモリ51にデータ作成部5を介して書き込む
ようにしてもよい。
In this embodiment, the temperature detector 3a is not limited to being provided on the upper surface of the probe card 3, but may be embedded in the probe card 3, for example. The data is not limited to the created one, and may be, for example, data previously stored in a floppy disk or the like. Further, the writing of the probe tip level of the probe needle 4 corresponding to the temperature of the probe card 3 into the memory 51 is performed by bringing the probe needle 4 into contact with the conductive plate as in the above-described embodiment and inputting an input signal to the data creation unit 5. The method is not limited to the method of writing the data into the memory 51 based on the probe needle 4 as shown in FIG.
Is irradiated with light from the light source 7, the reflected light is received by the light receiver 71, and the analysis unit 72 calculates the tip level of the probe needle 4 based on the output from the light receiver 71. May be written to the memory 51 via the data creation unit 5.

【0029】またプローブカード3に対するウエハWの
相対高さ位置の制御は、制御部6よりの制御信号によっ
て昇降機構22を駆動させてウエハ保持台2を昇降させ
る制御に限らず、例えば制御部6よりの制御信号によっ
てプローブカード3を昇降させる制御であってもよい。
The control of the relative height position of the wafer W with respect to the probe card 3 is not limited to the control of driving the elevating mechanism 22 by the control signal from the control unit 6 to move the wafer holding table 2 up and down. The control may be such that the probe card 3 is moved up and down by a further control signal.

【0030】なお、先述したようにウエハWの表面レベ
ルはオーバードライブを見込んで制御され、このオーバ
ードライブは例えば30μm〜70μmであればよく、
この場合にはオーバードライブ分だけウエハWの表面レ
ベルを上述の実施例よりも高くなるように制御すればよ
い。
As described above, the surface level of the wafer W is controlled in consideration of overdrive, and the overdrive may be, for example, 30 μm to 70 μm.
In this case, the surface level of the wafer W may be controlled to be higher than that of the above-described embodiment by the amount of overdrive.

【0031】更に被検査体としてはLCD基板に対して
も適用できる。
Further, the present invention can be applied to an LCD substrate as an object to be inspected.

【0032】[0032]

【発明の効果】本発明によれば、加熱された被検査体を
プローブ針に接触させた後のプローブ針の針先の高さ位
置のデータにもとづいて被検査体の相対的位置を制御し
ているので、被検査体の表面に対するプローブ針の針先
の接触圧を被検査体の温度に依存しない適切な強さにし
て測定を行うことができ、プローブ針の電極パッドとの
接触不良やプローブ針の損傷などを防止することができ
る。
According to the present invention, the relative position of the test object is controlled based on the data of the height position of the probe tip after the heated test object is brought into contact with the probe needle. Therefore, the contact pressure of the probe tip of the probe needle to the surface of the test object can be measured with an appropriate strength independent of the temperature of the test object, and measurement can be performed. The probe needle can be prevented from being damaged.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の実施例に係るプローブ装置の要部を説
明するための説明図である。
FIG. 1 is an explanatory diagram for describing a main part of a probe device according to an embodiment of the present invention.

【図2】本発明の実施例に係るプローブ装置の全体構成
を示す縦断側面図である。
FIG. 2 is a vertical sectional side view showing the entire configuration of the probe device according to the embodiment of the present invention.

【図3】プローブ針の針先レベルと経過時間との関係、
及び被検査体の表面レベルと経過時間との関係を示す特
性図である。
FIG. 3 shows the relationship between the probe tip level of the probe needle and elapsed time,
FIG. 4 is a characteristic diagram showing a relationship between a surface level of an inspection object and an elapsed time.

【図4】本発明の他の実施例を説明するための説明図で
ある。
FIG. 4 is an explanatory diagram for explaining another embodiment of the present invention.

【図5】プローブ針の針先レベルを検出する一例を説明
するための説明図である。
FIG. 5 is an explanatory diagram for describing an example of detecting a needle tip level of a probe needle.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

2 ウエハ保持台 2a 電流監視部 22 昇降機構 22a レベル検出部 3 プローブカード 4 レベル検出部 5 データ作成部 6 制御部 2 Wafer Holder 2a Current Monitor 22 Elevating Mechanism 22a Level Detector 3 Probe Card 4 Level Detector 5 Data Generator 6 Controller

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 高温に温度調整された被検査体の電極パ
ッドに、プローブカードに配列された複数のプローブ針
を接触させて電気的測定を行うプローブ装置において、 プローブ針が前記被検査体の電極パッドとの接触により
加熱されたときの針先の高さ位置を示すデータにもとづ
いて、プローブカードに対する被検査体の相対的位置を
制御して接触させる制御部を設けたことを特徴とするプ
ローブ装置。
1. A probe device for performing electrical measurement by bringing a plurality of probe needles arranged on a probe card into contact with an electrode pad of a device under test whose temperature has been adjusted to a high temperature. By contact with electrode pad
A probe device, comprising: a control unit that controls a relative position of a test object with respect to a probe card to make contact with the probe card based on data indicating a height position of a needle tip when heated .
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