JP2906094B2 - プローブ装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、半導体ウェハの検査な
どに利用されるプローブ装置に関するものである。
どに利用されるプローブ装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】被検査体、例えば半導体ウェハの表面に
は一定間隔で規則的に配列された複数のチップが形成さ
れ、各チップ内の所定の箇所にはこのチップ内の各種の
信号線に連なる複数のパッドが形成される。チップ内の
各パッドに検査装置の対応のプローブ針を接触させた状
態でこのチップの電気的特性の検査が行われ、不良チッ
プに対してはマーキングなどによる識別が行われる。通
常、この種の検査装置には検査の自動化を図るためにプ
ローブ装置が組合わせられる。
は一定間隔で規則的に配列された複数のチップが形成さ
れ、各チップ内の所定の箇所にはこのチップ内の各種の
信号線に連なる複数のパッドが形成される。チップ内の
各パッドに検査装置の対応のプローブ針を接触させた状
態でこのチップの電気的特性の検査が行われ、不良チッ
プに対してはマーキングなどによる識別が行われる。通
常、この種の検査装置には検査の自動化を図るためにプ
ローブ装置が組合わせられる。
【０００３】このプローブ装置の最新のものは、検査対
象の半導体ウェハを保持しかつ垂直方向に昇降可能なチ
ャックと、このチャックを保持しかつ水平面内に移動可
能なステージと、このチャックに保持中の半導体ウェハ
の表面に配列された任意のチップの位置を検出するため
にアライメントブリッジ側に固定された固定カメラと、
ステージに昇降可能に保持され半導体ウェハの表面に形
成されたチップ内の所定箇所に接触せしめられるプロー
ブ針の位置を検出する移動カメラとを備えている。
象の半導体ウェハを保持しかつ垂直方向に昇降可能なチ
ャックと、このチャックを保持しかつ水平面内に移動可
能なステージと、このチャックに保持中の半導体ウェハ
の表面に配列された任意のチップの位置を検出するため
にアライメントブリッジ側に固定された固定カメラと、
ステージに昇降可能に保持され半導体ウェハの表面に形
成されたチップ内の所定箇所に接触せしめられるプロー
ブ針の位置を検出する移動カメラとを備えている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】上記従来のプローブ装
置は、固定カメラで検出されるチップとプローブ針を検
出する移動カメラとの位置関係（距離）が一定であるこ
とが前提となっている。しかしながら、高温又は低温状
態で検査を行う場合の熱膨張や熱収縮に伴うウエハやチ
ャックの伸縮、あるいは、チャック上へのウェハの載置
状態のバラツキなどに起因して上記位置関係が微妙に変
動し、これに伴い針合わせの精度が低下するという問題
がある。
置は、固定カメラで検出されるチップとプローブ針を検
出する移動カメラとの位置関係（距離）が一定であるこ
とが前提となっている。しかしながら、高温又は低温状
態で検査を行う場合の熱膨張や熱収縮に伴うウエハやチ
ャックの伸縮、あるいは、チャック上へのウェハの載置
状態のバラツキなどに起因して上記位置関係が微妙に変
動し、これに伴い針合わせの精度が低下するという問題
がある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明のプローブ装置
は、複数のチップが設けられた被検査体を表面に保持し
かつこの表面に垂直な方向に昇降可能なチャックと、こ
のチャックを保持しかつこのチャックの表面と平行な平
面内に移動可能なステージと、前記チャックに保持中の
被検査体の表面に配列された任意のチップの前記平面内
の位置を光学的に検出する第１の光学的位置検出手段
と、前記ステージに保持されかつ前記被検査体の表面に
形成されたチップ内の所定箇所に接触せしめられるプロ
ーブ針の前記平面内の位置を光学的に検出する第２の光
学的位置検出手段と、前記チャックに設けられ前記第１
および第２の光学的位置検出手段相互の位置合わせに使
用されるターゲットとを備えている。本発明の作用につ
いては、以下の実施例と共に詳細に説明する。
は、複数のチップが設けられた被検査体を表面に保持し
かつこの表面に垂直な方向に昇降可能なチャックと、こ
のチャックを保持しかつこのチャックの表面と平行な平
面内に移動可能なステージと、前記チャックに保持中の
被検査体の表面に配列された任意のチップの前記平面内
の位置を光学的に検出する第１の光学的位置検出手段
と、前記ステージに保持されかつ前記被検査体の表面に
形成されたチップ内の所定箇所に接触せしめられるプロ
ーブ針の前記平面内の位置を光学的に検出する第２の光
学的位置検出手段と、前記チャックに設けられ前記第１
および第２の光学的位置検出手段相互の位置合わせに使
用されるターゲットとを備えている。本発明の作用につ
いては、以下の実施例と共に詳細に説明する。
【０００６】
【実施例】図１は本発明の一実施例のプローブ装置の構
成を示す斜視図であり、１１はアライメントブリッジ、
１２はプローブカード、１３は固定カメラ、１４は静電
容量型センサ、２１はステージ、２２はチャック、２３
は移動カメラ、２４は移動カメラの昇降機構である。す
なわち、この実施例では、被検査体として半導体ウェハ
が、第１の光学的位置検出手段として固定カメラ１３
が、第２の光学的位置検出手段として移動カメラ２３が
それぞれ例示されている。Ｘ，Ｙ，Ｚは、説明の便宜
上、図中に設定した直交座標系である。なお、この種の
プローブ装置にはステージやチャックの駆動機構、ある
いは、この駆動機構やカメラやプローブなどを制御する
と共にこれらから取り込んだデータを処理するプロセッ
サなどの慣用的な部分が含まれるが、これらの慣用的な
部分の構成は周知であることから、煩雑化を避けるため
図示は省略する。
成を示す斜視図であり、１１はアライメントブリッジ、
１２はプローブカード、１３は固定カメラ、１４は静電
容量型センサ、２１はステージ、２２はチャック、２３
は移動カメラ、２４は移動カメラの昇降機構である。す
なわち、この実施例では、被検査体として半導体ウェハ
が、第１の光学的位置検出手段として固定カメラ１３
が、第２の光学的位置検出手段として移動カメラ２３が
それぞれ例示されている。Ｘ，Ｙ，Ｚは、説明の便宜
上、図中に設定した直交座標系である。なお、この種の
プローブ装置にはステージやチャックの駆動機構、ある
いは、この駆動機構やカメラやプローブなどを制御する
と共にこれらから取り込んだデータを処理するプロセッ
サなどの慣用的な部分が含まれるが、これらの慣用的な
部分の構成は周知であることから、煩雑化を避けるため
図示は省略する。
【０００７】アライメントブリッジ１１とプローブカー
ド１２とはいずれも検査装置のプローバに固定されてい
る。アライメントブリッジ１１には、半導体ウェハ上に
形成されているチップの位置を検出するための固定カメ
ラ１３と、ウェハ表面などの高さを検出するための静電
容量型センサ１４が固定されている。プローブカード１
２の中央部分には開口が形成されており、この開口の周
縁部から斜め下方に多数のプローブ針が突出されてい
る。
ド１２とはいずれも検査装置のプローバに固定されてい
る。アライメントブリッジ１１には、半導体ウェハ上に
形成されているチップの位置を検出するための固定カメ
ラ１３と、ウェハ表面などの高さを検出するための静電
容量型センサ１４が固定されている。プローブカード１
２の中央部分には開口が形成されており、この開口の周
縁部から斜め下方に多数のプローブ針が突出されてい
る。
【０００８】ステージ２１は、Ｘ方向に延在される２本
のレールに沿ってＸ方向に移動可能なＸステージ２１ａ
と、このＸステージ２１ａ上をＹ方向に延在される２本
のレールに沿ってＹ方向に移動可能なＹステージ２１ｂ
とから構成されている。このＸ，Ｙステージ２１ａ，２
１ｂは、パルスモータなどを含む慣用の駆動機構によっ
て水平面内をＸ方向とＹ方向とに自在に移動せしめられ
る。Ｙステージ２１ｂ上に搭載されたチャック２２は、
慣用の昇降機構によって上下方向（Ｚ方向）に自在に昇
降せしめられると共に、その中心を通りＺ軸に平行な中
心線の周りに慣用の回転機構によって自在に回転せしめ
られる。
のレールに沿ってＸ方向に移動可能なＸステージ２１ａ
と、このＸステージ２１ａ上をＹ方向に延在される２本
のレールに沿ってＹ方向に移動可能なＹステージ２１ｂ
とから構成されている。このＸ，Ｙステージ２１ａ，２
１ｂは、パルスモータなどを含む慣用の駆動機構によっ
て水平面内をＸ方向とＹ方向とに自在に移動せしめられ
る。Ｙステージ２１ｂ上に搭載されたチャック２２は、
慣用の昇降機構によって上下方向（Ｚ方向）に自在に昇
降せしめられると共に、その中心を通りＺ軸に平行な中
心線の周りに慣用の回転機構によって自在に回転せしめ
られる。
【０００９】Ｙステージ２１ｂの側面には昇降機構２４
が固定されており、この昇降機構２４には上下方向に昇
降自在な移動カメラ２３が保持されている。この移動カ
メラ２３は、高倍率部と低倍率部とから構成されてい
る。チャック２２の側面には、その径方向に水平に突出
する小片２５が固定されている。この小片２５は、図２
の拡大斜視図に示すように、短冊状の透明なガラス片２
５ｂと、このガラス片２５ｂの表面に導電性薄膜、例え
ばＩＴＯ薄膜あるいはクロムを用いて描かれた十字マー
クの中心によって定義されるターゲット２５ａと、この
十字状の薄膜の周辺を覆う導電性透明金属、例えばＩＴ
Ｏの薄膜２５ｃとから構成されている。ターゲット２５
ａが形成された小片２５は、チャック２２の回転により
移動カメラ２３の高倍率部の光軸上に移動しかつここか
ら退避できるようになっている。
が固定されており、この昇降機構２４には上下方向に昇
降自在な移動カメラ２３が保持されている。この移動カ
メラ２３は、高倍率部と低倍率部とから構成されてい
る。チャック２２の側面には、その径方向に水平に突出
する小片２５が固定されている。この小片２５は、図２
の拡大斜視図に示すように、短冊状の透明なガラス片２
５ｂと、このガラス片２５ｂの表面に導電性薄膜、例え
ばＩＴＯ薄膜あるいはクロムを用いて描かれた十字マー
クの中心によって定義されるターゲット２５ａと、この
十字状の薄膜の周辺を覆う導電性透明金属、例えばＩＴ
Ｏの薄膜２５ｃとから構成されている。ターゲット２５
ａが形成された小片２５は、チャック２２の回転により
移動カメラ２３の高倍率部の光軸上に移動しかつここか
ら退避できるようになっている。
【００１０】チャック２２はステージ２１の駆動機構に
よってウェハカセットの近傍などの特定の箇所に搬送さ
れ、ここでチャック２２上に載置された検査対象の半導
体ウェハが真空吸引機構などによってチャック２２上に
保持される。図３に示すように、この被検査半導体ウェ
ハＷを載置したチャック２２は、ステージ２１の駆動機
構によってアライメントブリッジ１１の固定カメラ１３
の下方に搬送される。ここで、チャック２２の回転によ
り、ターゲット２５ａが移動カメラ２３の高倍率部２３
ａの視野の中心付近に位置決めされ、チャックの回転角
（θ０）が保存される。
よってウェハカセットの近傍などの特定の箇所に搬送さ
れ、ここでチャック２２上に載置された検査対象の半導
体ウェハが真空吸引機構などによってチャック２２上に
保持される。図３に示すように、この被検査半導体ウェ
ハＷを載置したチャック２２は、ステージ２１の駆動機
構によってアライメントブリッジ１１の固定カメラ１３
の下方に搬送される。ここで、チャック２２の回転によ
り、ターゲット２５ａが移動カメラ２３の高倍率部２３
ａの視野の中心付近に位置決めされ、チャックの回転角
（θ０）が保存される。
【００１１】次に、図３に示すように、ターゲット２５
ａが固定カメラ１３の視野の中心に位置するように
（Ｘ，Ｙ）面内におけるステージ２１の位置決めが行わ
れる。この位置決めに際しては、ターゲット２５ａの映
像の鮮明度を極大にする状態にまでチャック２２の高さ
が調整されることにより、ターゲット２５ａが固定カメ
ラ１３の焦点に位置決めされる。続いて、ターゲット２
５ａの映像の鮮明度を極大にする状態にまで移動カメラ
２３の高さが昇降機構２４によって調整されることによ
り、ターゲット２５ａが移動カメラ２３のレンズの焦点
に位置決めされる。この位置決めが終了した状態では、
固定カメラ１３と移動かメラ２３の視野の中心と焦点と
がターゲット２５ａを介在させながら一致せしめられ
る。この状態において、駆動機構によるステージ２１や
チャック２２の（Ｘ，Ｙ，Ｚ）座標系内の座標位置（Ｘ
０，Ｙ０，Ｚ０）と、昇降機構２４による昇降系内の移
動カメラ２３の高さ（ｈ０）がプロセッサに読取られ、
保持される。
ａが固定カメラ１３の視野の中心に位置するように
（Ｘ，Ｙ）面内におけるステージ２１の位置決めが行わ
れる。この位置決めに際しては、ターゲット２５ａの映
像の鮮明度を極大にする状態にまでチャック２２の高さ
が調整されることにより、ターゲット２５ａが固定カメ
ラ１３の焦点に位置決めされる。続いて、ターゲット２
５ａの映像の鮮明度を極大にする状態にまで移動カメラ
２３の高さが昇降機構２４によって調整されることによ
り、ターゲット２５ａが移動カメラ２３のレンズの焦点
に位置決めされる。この位置決めが終了した状態では、
固定カメラ１３と移動かメラ２３の視野の中心と焦点と
がターゲット２５ａを介在させながら一致せしめられ
る。この状態において、駆動機構によるステージ２１や
チャック２２の（Ｘ，Ｙ，Ｚ）座標系内の座標位置（Ｘ
０，Ｙ０，Ｚ０）と、昇降機構２４による昇降系内の移
動カメラ２３の高さ（ｈ０）がプロセッサに読取られ、
保持される。
【００１２】上記固定カメラ１３と移動カメラ２３との
位置合わせが終了すると、図４に示すように、ステージ
２２の（Ｘ，Ｙ）方向への移動が行われ、この被検査ウ
ェハＷにおいて最初に検査されるチップＣの映像が固定
カメラ１３によって取り込まれる。この取り込まれたチ
ップＣの映像の特定部分が固定カメラ１３の視野の中心
付近に位置するように（Ｘ，Ｙ）面内におけるステージ
２１の位置決めが行われる。これと並行して、チップＣ
の特定部分の映像の鮮明度を極大にする状態にまでチャ
ック２２の高さが調整されることにより、この特定部分
が固定カメラ１３の焦点に位置決めされる。この位置決
めが終了した状態において、駆動機構によるステージ２
１やチャック２２の原点からの移動量（Ｘ１，Ｙ１，Ｚ
１）がプロセッサに読取られる。プロセッサでは、Ｄｘ
＝ｌＸ１−Ｘ０ｌ，Ｄｙ＝ｌＹ１−Ｙ０ｌ，Ｄｚ＝ｌＺ
１−Ｚ０ｌが算定されて保存される。図３と図４とを対
比して参照すれば明らかなように、上記（Ｄｘ，Ｄｙ，
Ｄｚ）のそれぞれはターゲット２５ａとチップＣの特定
部分間の距離の（Ｘ，Ｙ，Ｚ）成分に他ならない。
位置合わせが終了すると、図４に示すように、ステージ
２２の（Ｘ，Ｙ）方向への移動が行われ、この被検査ウ
ェハＷにおいて最初に検査されるチップＣの映像が固定
カメラ１３によって取り込まれる。この取り込まれたチ
ップＣの映像の特定部分が固定カメラ１３の視野の中心
付近に位置するように（Ｘ，Ｙ）面内におけるステージ
２１の位置決めが行われる。これと並行して、チップＣ
の特定部分の映像の鮮明度を極大にする状態にまでチャ
ック２２の高さが調整されることにより、この特定部分
が固定カメラ１３の焦点に位置決めされる。この位置決
めが終了した状態において、駆動機構によるステージ２
１やチャック２２の原点からの移動量（Ｘ１，Ｙ１，Ｚ
１）がプロセッサに読取られる。プロセッサでは、Ｄｘ
＝ｌＸ１−Ｘ０ｌ，Ｄｙ＝ｌＹ１−Ｙ０ｌ，Ｄｚ＝ｌＺ
１−Ｚ０ｌが算定されて保存される。図３と図４とを対
比して参照すれば明らかなように、上記（Ｄｘ，Ｄｙ，
Ｄｚ）のそれぞれはターゲット２５ａとチップＣの特定
部分間の距離の（Ｘ，Ｙ，Ｚ）成分に他ならない。
【００１３】次に、図５に示すように、チャック２２が
回転されてターゲット２５ａが移動カメラ２３の視野外
に退避されたのち、チャック２２がステージ２１の駆動
機構によってプローブカード１２の下方に搬送され、プ
ローブカード１２の映像が移動カメラ２３によって取り
込まれる。この取り込まれたプローブカード１２の映像
に含まれる特定のプローブ針の先端部分の映像が移動カ
メラ２３の視野のほぼ中心に位置するように（Ｘ，Ｙ）
面内におけるステージ２１の位置決めが行われる。この
位置決めに際しては、まず、移動カメラ２３の低倍率部
２３ｂによる概略の位置決めが行われ、続いて高倍率部
２３ａによる高精度の位置決めが行われる。この（Ｘ，
Ｙ）面内の位置決めと並行して、特定のプローブ針の先
端部分の映像の鮮明度を極大にする状態にまで昇降機構
２４によって移動カメラ２３の高さが調整され、この特
定のプローブ針の先端部分が移動カメラ１３の焦点に位
置決めされる。
回転されてターゲット２５ａが移動カメラ２３の視野外
に退避されたのち、チャック２２がステージ２１の駆動
機構によってプローブカード１２の下方に搬送され、プ
ローブカード１２の映像が移動カメラ２３によって取り
込まれる。この取り込まれたプローブカード１２の映像
に含まれる特定のプローブ針の先端部分の映像が移動カ
メラ２３の視野のほぼ中心に位置するように（Ｘ，Ｙ）
面内におけるステージ２１の位置決めが行われる。この
位置決めに際しては、まず、移動カメラ２３の低倍率部
２３ｂによる概略の位置決めが行われ、続いて高倍率部
２３ａによる高精度の位置決めが行われる。この（Ｘ，
Ｙ）面内の位置決めと並行して、特定のプローブ針の先
端部分の映像の鮮明度を極大にする状態にまで昇降機構
２４によって移動カメラ２３の高さが調整され、この特
定のプローブ針の先端部分が移動カメラ１３の焦点に位
置決めされる。
【００１４】この位置決めが終了すると、チャック２５
の回転角がθ０に戻される。この位置決めが終了した状
態において、駆動機構によるステージ２１の原点からの
移動量（Ｘ２，Ｙ２）と、昇降機構２４による移動カメ
ラ２３の高さ（ｈ２）とがプロセッサに読取られ、（ｈ
２−ｈ０）−Ｄｚが算定される。ここで、（ｈ２−ｈ
０）は移動カメラ２３によって検出されたターゲット２
５ａから特定のプローブ針の先端部分までの高さであ
り、Ｄｚは前述のようにターゲット２５ａからウェハ表
面のチップＣまでの高さである。次に、現在の座標位置
（Ｘ２，Ｙ２，Ｚ２から（Ｄｘ，Ｄｙ，（ｈ２−ｈ０）
−Ｄｚ＋δＺ）、ただしδＺ＞０、だけステージ２１の
（Ｘ，Ｙ）方向への送りとチャック２２のＺ方向への送
りが行われる。この水平、垂直方向への送りが終了する
と、チップＣの特定部分（この例では特定のパッド）が
プローブカード１２の特定のプローブ針の先端部分にδ
Ｚ（＞０）に起因する適当な接触圧を保ちながら接触す
る。これと同時に、チップＣ内の他のパッドもプローブ
カード１２の対応のプローブ針の先端部分に適当な接触
圧で接触して自動針合わせが完成し、引き続き検査装置
による電気特性の検査が開始される。
の回転角がθ０に戻される。この位置決めが終了した状
態において、駆動機構によるステージ２１の原点からの
移動量（Ｘ２，Ｙ２）と、昇降機構２４による移動カメ
ラ２３の高さ（ｈ２）とがプロセッサに読取られ、（ｈ
２−ｈ０）−Ｄｚが算定される。ここで、（ｈ２−ｈ
０）は移動カメラ２３によって検出されたターゲット２
５ａから特定のプローブ針の先端部分までの高さであ
り、Ｄｚは前述のようにターゲット２５ａからウェハ表
面のチップＣまでの高さである。次に、現在の座標位置
（Ｘ２，Ｙ２，Ｚ２から（Ｄｘ，Ｄｙ，（ｈ２−ｈ０）
−Ｄｚ＋δＺ）、ただしδＺ＞０、だけステージ２１の
（Ｘ，Ｙ）方向への送りとチャック２２のＺ方向への送
りが行われる。この水平、垂直方向への送りが終了する
と、チップＣの特定部分（この例では特定のパッド）が
プローブカード１２の特定のプローブ針の先端部分にδ
Ｚ（＞０）に起因する適当な接触圧を保ちながら接触す
る。これと同時に、チップＣ内の他のパッドもプローブ
カード１２の対応のプローブ針の先端部分に適当な接触
圧で接触して自動針合わせが完成し、引き続き検査装置
による電気特性の検査が開始される。
【００１５】このようにして、最初のチップＣに対する
自動針合わせと電気的特性の検査とが終了すると、ステ
ージ２１の水平方向への移動量がチップ間隔に等しい値
だけが増減されながらチャック２２が接触高さとこれよ
りも所定値低い接触解除高さの間を昇降せしめられるこ
とにより、検査対象の全てのチップに対して電気特性の
検査過程を介在させながら順次自動針合わせが反復され
る。
自動針合わせと電気的特性の検査とが終了すると、ステ
ージ２１の水平方向への移動量がチップ間隔に等しい値
だけが増減されながらチャック２２が接触高さとこれよ
りも所定値低い接触解除高さの間を昇降せしめられるこ
とにより、検査対象の全てのチップに対して電気特性の
検査過程を介在させながら順次自動針合わせが反復され
る。
【００１６】このようにして、最初の半導体ウェハの全
チップついて検査が終了すると、チャック２２がウェハ
カセットの近傍などに搬送され、ここで次の検査対象の
新たな半導体ウェハが保持される。この新たな半導体ウ
ェハに対する自動針合わせに際しては、ターゲット２５
ａとチップＣの特定部分間の距離（Ｄｘ，Ｄｙ，Ｄｚ）
が最初のウェハの自動針合わせの際に既に検出されてい
るので、針合わせの精度を問題にしなければ、図３に示
した固定カメラ１３の視野と移動カメラ２３の視野との
位置合わせを省略し、直ちに、図４に示したチップＣの
位置決めを開始することもできる。同様に、３番目以降
の新たなウェハについても図３のカメラの視野の位置合
わせの過程を省略することもできる。
チップついて検査が終了すると、チャック２２がウェハ
カセットの近傍などに搬送され、ここで次の検査対象の
新たな半導体ウェハが保持される。この新たな半導体ウ
ェハに対する自動針合わせに際しては、ターゲット２５
ａとチップＣの特定部分間の距離（Ｄｘ，Ｄｙ，Ｄｚ）
が最初のウェハの自動針合わせの際に既に検出されてい
るので、針合わせの精度を問題にしなければ、図３に示
した固定カメラ１３の視野と移動カメラ２３の視野との
位置合わせを省略し、直ちに、図４に示したチップＣの
位置決めを開始することもできる。同様に、３番目以降
の新たなウェハについても図３のカメラの視野の位置合
わせの過程を省略することもできる。
【００１７】しかしながら、高温又は低温状態での検査
を行う場合の熱膨張や熱収縮に伴う半導体ウェハやチャ
ックの伸縮、あるいはチャック上へのウェハの載置状態
のバラツキなどに起因して上記距離（Ｄｘ，Ｄｙ，Ｄ
ｚ）が変動すると、針合わせの精度が低下する。従っ
て、本発明のプローブ装置では、最善の策としては全て
の被検査ウェハについて、次善の策としては何枚おきか
の被検査ウェハについて、図３に示すカメラの視野間の
位置合わせが行われ、ターゲット２５ａとチップＣとの
距離（Ｄｘ，Ｄｙ，Ｄｚ）が検出され、最新の値に更新
される。
を行う場合の熱膨張や熱収縮に伴う半導体ウェハやチャ
ックの伸縮、あるいはチャック上へのウェハの載置状態
のバラツキなどに起因して上記距離（Ｄｘ，Ｄｙ，Ｄ
ｚ）が変動すると、針合わせの精度が低下する。従っ
て、本発明のプローブ装置では、最善の策としては全て
の被検査ウェハについて、次善の策としては何枚おきか
の被検査ウェハについて、図３に示すカメラの視野間の
位置合わせが行われ、ターゲット２５ａとチップＣとの
距離（Ｄｘ，Ｄｙ，Ｄｚ）が検出され、最新の値に更新
される。
【００１８】本発明の他の実施例によれば、導電性透明
薄膜で囲まれたターゲット２５ａの高さが静電容量型セ
ンサ１４によって高精度で検出され、固定カメラ１３に
よって検出されたターゲットの高さとチップ表面の高さ
とが上記静電容量型センサ１４で検出された値に基づき
較正される。以後、この較正済みの値を使用して固定カ
メラ１３によるターゲット２５ａとチップの高さとが検
出される。このようにすれば、固定カメラ１３と移動カ
メラ２３のみによってチップやターゲットの高さを高精
度で検出できる。この結果、各ウェハに対し水平面内の
位置検出はカメラ１３，２３により、高さの検出は静電
容量型センサ１４により行う場合よりも自動針合わせの
時間が短縮される。これは、水平面内の位置合わせにお
いてもその精度を保つうえで焦点合わせが必要になるた
め、固定カメラ１３による高さの検出には実質的に時間
を費やさないからである。
薄膜で囲まれたターゲット２５ａの高さが静電容量型セ
ンサ１４によって高精度で検出され、固定カメラ１３に
よって検出されたターゲットの高さとチップ表面の高さ
とが上記静電容量型センサ１４で検出された値に基づき
較正される。以後、この較正済みの値を使用して固定カ
メラ１３によるターゲット２５ａとチップの高さとが検
出される。このようにすれば、固定カメラ１３と移動カ
メラ２３のみによってチップやターゲットの高さを高精
度で検出できる。この結果、各ウェハに対し水平面内の
位置検出はカメラ１３，２３により、高さの検出は静電
容量型センサ１４により行う場合よりも自動針合わせの
時間が短縮される。これは、水平面内の位置合わせにお
いてもその精度を保つうえで焦点合わせが必要になるた
め、固定カメラ１３による高さの検出には実質的に時間
を費やさないからである。
【００１９】以上、チップ内の特定の部分やプローブカ
ードの特定のプローブ針の先端部分を固定カメラや移動
カメラの視野の中心に収めることにより位置決めを行う
構成を例示した。しかしながら、このような位置決めを
被検査体の表面に形成した特徴的なキーパターンを利用
するパターンマッチングによって行う構成とすることも
できる。
ードの特定のプローブ針の先端部分を固定カメラや移動
カメラの視野の中心に収めることにより位置決めを行う
構成を例示した。しかしながら、このような位置決めを
被検査体の表面に形成した特徴的なキーパターンを利用
するパターンマッチングによって行う構成とすることも
できる。
【００２０】また、固定カメラ１３を使用して最初に検
査しようとするチップの位置（Ｘ１，Ｙ１，Ｚ１）を検
出する構成を例示した。しかしながら、このような実際
のチップに代えて、位置検出に適した特定パターンを含
むダミーチップをウェハ上の特定の箇所に作成すると共
に固定カメラ１３を使用してこのダミーチップの位置を
検出し、この検出結果とウェハ上の所定の位置関係とか
ら最初の検査対象のチップの位置（Ｘ１，Ｙ１，Ｚ１）
を算定する構成としてもよい。
査しようとするチップの位置（Ｘ１，Ｙ１，Ｚ１）を検
出する構成を例示した。しかしながら、このような実際
のチップに代えて、位置検出に適した特定パターンを含
むダミーチップをウェハ上の特定の箇所に作成すると共
に固定カメラ１３を使用してこのダミーチップの位置を
検出し、この検出結果とウェハ上の所定の位置関係とか
ら最初の検査対象のチップの位置（Ｘ１，Ｙ１，Ｚ１）
を算定する構成としてもよい。
【００２１】さらに、チャックを昇降させながら固定カ
メラ１３でチップ表面の高さとターゲットの高さとを検
出する構成を例示したが、固定カメラ１３のレンズ系の
ズーム機構を利用することによりチップ表面の高さとタ
ーゲットの高さとを検出する構成としてもよい。同様
に、移動カメラ２３についても昇降機構２４を設ける代
わりに、レンズ系のズーム機構を利用してターゲット２
５ａやプローブ針の先端部分に焦点合わせを行う構成と
することもできる。
メラ１３でチップ表面の高さとターゲットの高さとを検
出する構成を例示したが、固定カメラ１３のレンズ系の
ズーム機構を利用することによりチップ表面の高さとタ
ーゲットの高さとを検出する構成としてもよい。同様
に、移動カメラ２３についても昇降機構２４を設ける代
わりに、レンズ系のズーム機構を利用してターゲット２
５ａやプローブ針の先端部分に焦点合わせを行う構成と
することもできる。
【００２２】また、被検査体として半導体ウェハを例示
したが、液晶基板など他の適宜な被検査体にも本発明の
プローブ装置を適用できる。
したが、液晶基板など他の適宜な被検査体にも本発明の
プローブ装置を適用できる。
【００２３】〔発明の効果】以上詳細に説明したよう
に、本発明のプローブ装置は、チップの位置及び高さを
検出するための固定カメラと、プローブ針の位置及び高
さを検出するための移動カメラの位置合わせと焦点合わ
せとをチャックに設けたターゲットを利用して行う構成
であるから、高温又は低温状態で検査を行う場合の熱膨
張に伴うウェハやチャックの伸縮、あるいは、チャック
上へのウェハの載置状態のバラツキなどに起因する位置
関係の変動の補正が可能となり、自動針合わせの精度が
大幅に向上するという効果が奏される。
に、本発明のプローブ装置は、チップの位置及び高さを
検出するための固定カメラと、プローブ針の位置及び高
さを検出するための移動カメラの位置合わせと焦点合わ
せとをチャックに設けたターゲットを利用して行う構成
であるから、高温又は低温状態で検査を行う場合の熱膨
張に伴うウェハやチャックの伸縮、あるいは、チャック
上へのウェハの載置状態のバラツキなどに起因する位置
関係の変動の補正が可能となり、自動針合わせの精度が
大幅に向上するという効果が奏される。
【００２３】また、本発明のプローブ装置によれば、水
平面内だけでなく高さ方向の位置合わせも行うと共にこ
の高さ方向の位置合わせ精度をターゲットを利用したカ
メラの焦点合わせによって高める構成であるから、チッ
プ内のパッドとプローブ針との接触圧が一定になり、検
査の信頼性が向上するという利点がある。
平面内だけでなく高さ方向の位置合わせも行うと共にこ
の高さ方向の位置合わせ精度をターゲットを利用したカ
メラの焦点合わせによって高める構成であるから、チッ
プ内のパッドとプローブ針との接触圧が一定になり、検
査の信頼性が向上するという利点がある。
【００２４】さらに、本発明の他の実施例のプローブ装
置によれば、ターゲットを導電性とすることにより静電
容量型センサによる高さの検出を可能とし、これによっ
てカメラによる高さの検出値を較正しているので、水平
方向と高さ方向の位置合わせをカメラのみによって高精
度で行うことが可能となり、針合わせの時間が短縮され
るという効果がある。
置によれば、ターゲットを導電性とすることにより静電
容量型センサによる高さの検出を可能とし、これによっ
てカメラによる高さの検出値を較正しているので、水平
方向と高さ方向の位置合わせをカメラのみによって高精
度で行うことが可能となり、針合わせの時間が短縮され
るという効果がある。
【図１】本発明の一実施例のプローブ装置のうち説明に
必要な部分のみの構成を示す斜視図である。
必要な部分のみの構成を示す斜視図である。
【図２】図１の小片２５上に形成されたターゲット２５
ａの構造の一例を示す斜視図である。
ａの構造の一例を示す斜視図である。
【図３】固定カメラ１３と移動カメラ２３の視野の位置
合わせを説明するための斜視図である。
合わせを説明するための斜視図である。
【図４】固定カメラ１３を用いた被検査ウェハ上のチッ
プ位置の検出を説明するための斜視図である。
プ位置の検出を説明するための斜視図である。
【図５】移動カメラ２３によるプローブカード１２のプ
ローブ針の位置検出を説明するための斜視図である。
ローブ針の位置検出を説明するための斜視図である。
１１ アライメントブリッジ １２ プローブカード １３ 固定カメラ（第１の光学的位置検出手段） １４ 静電容量型センサ ２１ ステージ ２２ チャック ２３ 移動カメラ（第２の光学的位置検出手段） ２４ 移動カメラの昇降機構 ２５ 表面にターゲット２５ａが形成された小片 Ｗ 被検査半導体ウェハ Ｃ 被検査半導体ウェハ上に配列されたチップ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平２−158151（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−276642（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−36767（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−89102（ＪＰ，Ａ) 特開 平１−286324（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−158540（ＪＰ，Ａ) 特開 平１−119036（ＪＰ，Ａ) 特開 昭59−17260（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) H01L 21/66 G01B 11/00 G01R 31/26 H01L 21/68
Claims (3)
- 【請求項１】 複数のチップが設けられた被検査体を表
面に保持しかつこの表面に垂直な方向に昇降可能なチャ
ックと、 このチャックを保持しかつこのチャックの表面と平行な
平面内に移動可能なステージと、 前記チャックに保持中の被検査体の表面に配列された任
意のチップの前記平面内の位置を光学的に検出する第１
の光学的位置検出手段と、 前記ステージに保持されかつ前記被検査体の表面に形成
されたチップ内の所定箇所に接触せしめられるプローブ
針の前記平面内の位置を光学的に検出する第２の光学的
位置検出手段と、 前記チャックに設けられ前記第１および第２の光学的位
置検出手段相互の位置合わせに使用されるターゲットと
を備えたことを特徴とするプローブ装置。 - 【請求項２】 前記第２の光学的位置検出手段は、比較
的低い倍率で光学的位置検出を行う低倍率部と比較的高
い倍率で光学的位置検出を行う高倍率部とを有すること
を特徴とする請求項１に記載のプローブ装置。 - 【請求項３】 複数のチップが設けられた被検査体を表
面に保持しかつこの表面に垂直な方向に昇降可能なチャ
ックと、 このチャックを保持しかつこのチャックの表面と平行な
平面内に移動可能なステージと、 前記チャックに保持中の被検査体の表面に配列された任
意のチップの前記平面内の位置及び高さを光学的に検出
する第１の光学的位置検出手段と、 前記ステージに保持されかつ前記被検査体の表面に形成
されたチップ内の所定箇所に接触せしめられるプローブ
針の前記平面内の位置及び高さを光学的に検出する第２
の光学的位置検出手段と、 前記チャックに設けられ前記第１および第２の光学的位
置検出手段相互の位置合わせ及び焦点合わせに使用され
る導電性のターゲットと、 前記第１の光学的位置検出手段で検出されたチップの高
さを前記第１の光学的位置検出手段の焦点合わせに際し
検出された導電性のターゲットの高さに対して較正する
ためにこれらの高さを検出する静電容量型センサとを備
えたことを特徴とするプローブ装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21606891A JP2906094B2 (ja) | 1991-08-01 | 1991-08-01 | プローブ装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21606891A JP2906094B2 (ja) | 1991-08-01 | 1991-08-01 | プローブ装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0536768A JPH0536768A (ja) | 1993-02-12 |
| JP2906094B2 true JP2906094B2 (ja) | 1999-06-14 |
Family
ID=16682769
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP21606891A Expired - Fee Related JP2906094B2 (ja) | 1991-08-01 | 1991-08-01 | プローブ装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2906094B2 (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4867219B2 (ja) * | 2005-07-14 | 2012-02-01 | 株式会社デンソー | 検査装置及び検査装置の位置決め方法 |
| US8139219B2 (en) * | 2008-04-02 | 2012-03-20 | Suss Microtec Lithography, Gmbh | Apparatus and method for semiconductor wafer alignment |
| JP7307323B2 (ja) * | 2019-05-28 | 2023-07-12 | 澁谷工業株式会社 | ボンディング装置 |
-
1991
- 1991-08-01 JP JP21606891A patent/JP2906094B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0536768A (ja) | 1993-02-12 |
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