JP2913609B2 - Probing apparatus, probing method and probe card - Google Patents

Probing apparatus, probing method and probe card

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JP2913609B2 JP4211391A JP4211391A JP2913609B2 JP 2913609 B2 JP2913609 B2 JP 2913609B2 JP 4211391 A JP4211391 A JP 4211391A JP 4211391 A JP4211391 A JP 4211391A JP 2913609 B2 JP2913609 B2 JP 2913609B2
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Description

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

【0001】[発明の目的][Object of the Invention]

【0002】[0002]

【産業上の利用分野】本発明は、プロービング装置、プ
ロービング方法およびプローブカードに関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a probing device ,
The present invention relates to a roving method and a probe card.

【0003】[0003]

【従来の技術】従来から、半導体デバイスの製造工程で
は、半導体ウエハ上に精密写真転写技術等を用いて形成
された多数の半完成品の半導体デバイス(半導体チッ
プ)を、半導体ウエハの状態で検査(電気的特性の検
査)することが行われている。
2. Description of the Related Art Conventionally, in a semiconductor device manufacturing process, a large number of semi-finished semiconductor devices (semiconductor chips) formed on a semiconductor wafer by using a precision photo transfer technique or the like are inspected in a state of the semiconductor wafer. (Inspection of electrical characteristics) is performed.

【0004】このような半導体ウエハの状態での半導体
チップの検査には、従来からプローブカードおよびプロ
ービング装置を用いている。プローブカードは、例えば
中央部に円形開口を有するプリント基板の下面に、半導
体チップの電極パッドに対応してプローブ(例えば金属
製の針状体)を円形開口周縁部から中央部へ向けて斜め
下方に突出する如く植設し、例えばプリント基板の端部
に設けられた接続端子と各プローブを、導体パターンに
より電気的に接続して構成されている。
[0004] For inspection of semiconductor chips in such a semiconductor wafer state, a probe card and a probing device have been conventionally used. The probe card is, for example, on a lower surface of a printed circuit board having a circular opening in the center portion, a probe (for example, a metal needle-shaped body) corresponding to the electrode pad of the semiconductor chip is obliquely downwardly directed from the periphery of the circular opening toward the center portion. The connection terminals provided at the end of the printed circuit board and each probe are electrically connected by a conductor pattern.

【0005】ところで、近年半導体デバイスは、大規
模、高集積化される傾向にあり、その電極パッド数は増
大し、電極パッド間隔は微細化する傾向にある。このた
め、プローブカードにおいては、微小間隔で多数のプロ
ーブを配列する必要性が生じてきている。そこで、例え
ば水晶基板等をエッチングにより成形し、表面に所望パ
ターンの導電層を形成して、プローブとしたプローブカ
ードや、プローブをほぼ垂直に配列したプローブカード
等も開発されている。
[0005] In recent years, semiconductor devices have tended to be large-scale and highly integrated, and the number of electrode pads has increased, and the interval between electrode pads has tended to be reduced. For this reason, in the probe card, it is necessary to arrange a large number of probes at minute intervals. Therefore, for example, a probe card in which a quartz substrate or the like is formed by etching and a conductive layer having a desired pattern is formed on the surface thereof to serve as a probe, and a probe card in which probes are arranged substantially vertically have been developed.

【0006】また、プロービング装置には、半導体ウエ
ハを例えば真空チャック等により吸着保持するウエハ載
置台が移動ステ―ジによってX−Y−Z−θ方向に移動
自在に配置されている。このウエハ載置台上方の所定位
置には、上述したプロ―ブカ―ドが固定されており、ウ
エハ載置台を駆動することにより、順次半導体チップの
電極パッドにプロ―ブを接触させ、これらのプロ―ブを
介してテスタにより電気的な測定を行うよう構成されて
いる。さらに、自動化されたプロービング装置には、半
導体ウエハを収容したウエハカセットとウエハ載置台と
の間で半導体ウエハをロード・アンロードするウエハロ
ード機構と、このウエハロード機構によって載置された
ウエハ載置台上の半導体ウエハの正確な位置を認識する
ための位置認識機構例えば画像認識機構が設けられてい
る。
In the probing apparatus, a wafer mounting table for holding a semiconductor wafer by suction using, for example, a vacuum chuck or the like is movably arranged in a XYZ-θ direction by a moving stage. The above-described probe card is fixed at a predetermined position above the wafer mounting table. By driving the wafer mounting table, the probes are sequentially brought into contact with the electrode pads of the semiconductor chips, and these probes are connected. -It is configured to make an electrical measurement by a tester through the probe. Further, an automated probing apparatus includes a wafer loading mechanism for loading and unloading a semiconductor wafer between a wafer cassette containing a semiconductor wafer and a wafer mounting table, and a wafer mounting table mounted by the wafer loading mechanism. A position recognition mechanism for recognizing an accurate position of the upper semiconductor wafer, for example, an image recognition mechanism is provided.

【0007】上述したプロービング装置において、プロ
ーブカードは、検査を実施する半導体チップの品種に応
じて交換する必要があるが、プローブカードの交換を行
った際には、プローブと電極パッドとの位置合わせを行
う必要がある。このような場合、従来のプロービング装
置では、例えばオペレータが、プローブカードの上部に
設けた顕微鏡を目視しながら、プローブと電極パッドが
接触するように半導体ウエハ(ウエハ載置台)を移動さ
せ、位置合わせを行う。そして、この時の移動量をプロ
ービング装置が記憶し、2 枚目以降の半導体ウエハの検
査の際に、この移動量に応じてウエハ載置台駆動量の補
正を行うよう構成されている。
In the above-described probing apparatus, the probe card needs to be replaced in accordance with the type of the semiconductor chip to be inspected. When the probe card is replaced, the position of the probe and the electrode pad are adjusted. Need to do. In such a case, in a conventional probing apparatus, for example, an operator moves a semiconductor wafer (wafer mounting table) so that the probe and the electrode pad are in contact with each other while visually observing a microscope provided above the probe card, and aligns the semiconductor wafer. I do. The moving amount at this time is stored in the probing device, and when inspecting the second and subsequent semiconductor wafers, the driving amount of the wafer mounting table is corrected in accordance with the moving amount.

【0008】また、例えば全面にアルミニウムあるいは
金等の薄膜を形成したダミーウエハとプローブとを接触
させてダミーウエハに針跡を付け、例えばこの針跡をテ
レビカメラ等で撮像してCRT等に表示し、例えばCR
T上に写し出された針跡と所定のマークとが一致するよ
うに、オペレータがダミーウエハ(ウエハ載置台)を移
動させ、位置合わせを行って、プロービング装置に移動
量を認識させるものもある。
Further, a probe is brought into contact with a dummy wafer on which a thin film of aluminum or gold or the like is formed on the entire surface to form a needle mark on the dummy wafer. For example, CR
In some cases, the operator moves the dummy wafer (wafer mounting table) so that the needle mark projected on T coincides with the predetermined mark, aligns the dummy wafer, and makes the probing apparatus recognize the amount of movement.

【0009】[0009]

【発明が解決しようとする課題】上述したように、従来
のプロービング装置およびプローブカードでは、少なく
ともプローブカード交換の度に、ダミーウエハや顕微鏡
等を用いてオペレータによりプローブと電極パッドとの
位置合わせを行う必要があり、時間と労力とを必要と
し、検査効率の悪化を招くという問題があった。また、
ダミーウエハを用いて位置合わせを行うプロービング装
置では、ダミーウエハ上に多数の針跡が付くとダミーウ
エハを交換しなければならないという問題もある。
As described above, in the conventional probing apparatus and probe card, at least every time the probe card is replaced, the position of the probe and the electrode pad are adjusted by an operator using a dummy wafer or a microscope. However, there is a problem that time and labor are required and inspection efficiency is deteriorated. Also,
In a probing apparatus that performs alignment using a dummy wafer, there is also a problem that when a large number of needle marks are left on the dummy wafer, the dummy wafer must be replaced.

【0010】さらに、例えば水晶基板を用いたプローブ
カードを用いた場合、針跡がつかないためにダミーウエ
ハを用いて、プローブと電極パッドとの位置合わせを行
うことができないという問題や、例えば垂直にプローブ
を配列したプローブカードを用いた場合、上部から顕微
鏡等でプローブと電極パッドとの接触部位を観察するこ
とができずプローブと電極パッドとの位置合わせを行う
ことが困難であるという問題がある。
[0010] Further, for example, when a probe card using a quartz substrate is used, there is a problem that positioning of probes and electrode pads cannot be performed using a dummy wafer because needle traces are not formed. When a probe card in which probes are arranged is used, there is a problem that a contact portion between the probe and the electrode pad cannot be observed from above with a microscope or the like, and it is difficult to perform alignment between the probe and the electrode pad. .

【0011】本発明は、かかる従来の事情に対処してな
されたもので、水晶基板からなるプローブや垂直に配列
したプローブにも対応することができ、またダミーウエ
ハを用いることもなく、プローブと電極パッドとの位置
合わせを、迅速かつ正確に実施することのできるプロー
ビング装置、プロービング方法およびプローブカードを
提供しようとするものである。
The present invention has been made in view of such a conventional situation, and can be applied to a probe formed of a quartz substrate or a vertically arranged probe. An object of the present invention is to provide a probing device , a probing method, and a probe card that can quickly and accurately perform alignment with a pad.

【0012】[発明の構成][Structure of the Invention]

【0013】[0013]

【課題を解決するための手段】すなわち、本発明のプロ
ービング装置は、半導体チップの電極に対応してプロー
ブを配列されたプローブカードを、所定位置に保持する
ためのカード保持手段と、上面に半導体ウエハを保持
し、移動可能に構成された載置台と、前記載置台上に保
持された前記半導体ウエハの位置を認識するウエハ位置
認識手段と、前記ウエハ位置認識手段による前記半導体
ウエハの位置認識とは別に、前記プローブカードに形成
された位置合せ用マークを検出し、該プローブカードの
位置を検出するカード位置検出手段と、前記ウエハ位置
認識手段の位置認識結果と前記カード位置検出手段の位
置認識結果に応じて、前記載置台を駆動し、該載置台上
に保持された前記半導体ウエハに形成された前記半導体
チップの電極と、前記カード保持手段に保持された前記
プローブカードの前記プローブとを接触させる制御手段
とを具備したことを特徴とする。
That is, a probing apparatus according to the present invention comprises: card holding means for holding a probe card having probes arranged corresponding to electrodes of a semiconductor chip at a predetermined position; A mounting table configured to hold and move the wafer, a wafer position recognizing means for recognizing a position of the semiconductor wafer held on the mounting table, and the semiconductor by the wafer position recognizing means.
Separately from the wafer position recognition, a card position detecting means for detecting a position of the probe card by detecting an alignment mark formed on the probe card, a position recognition result of the wafer position recognizing means and the card position The mounting table is driven in accordance with the position recognition result of the detecting unit, the electrode of the semiconductor chip formed on the semiconductor wafer held on the mounting table, and the probe card held by the card holding unit And control means for bringing the probe into contact with the probe.

【0014】また、本発明のプローブカードは、基体
と、半導体ウエハ上に形成された半導体チップの電極に
対応して前記基体に配列されたプローブとを具備し、
求項1記載のプロービング装置に装着されるプローブカ
一ドにおいて、前記基体に、前記プロービング装置で該
プローブカードの位置を認識するための位置合せ用マー
クを設けたことを特徴とする。さらに、本発明のプロー
ビング方法は、半導体チップの電極に対応してプローブ
を配列されたプローブカードを所定位置に保持するため
のカード保持手段と、上面に半導体ウエハを保持して移
動可能に構成された載置台とを備え、前記載置台上に保
持された前記半導体ウエハの位置を検出する工程と、
記半導体ウエハの位置検出とは別に前記プローブカード
に形成された位置合せ用マークの位置を検出する工程
と、前記検出されたウエハの位置情報と前記プローブカ
ードの位置情報とを演算する工程と、前記演算結果に応
じて前記載置台を駆動し、該載置台上に保持された前記
半導体ウエハに形成された半導体チップの電極と、前記
カード保持手段に保持されたプローブカードのプローブ
とを接触させる工程とを具備したことを特徴とする。
[0014] The probe card of the present invention comprises a substrate and a probe arranged in the base body so as to correspond to the electrodes of the semiconductor chips formed on a semiconductor wafer,
2. A probe card mounted on a probing device according to claim 1 , wherein an alignment mark for recognizing a position of the probe card by the probing device is provided on the base. Further, the probing method of the present invention is configured such that a card holding means for holding a probe card in which probes are arranged corresponding to electrodes of a semiconductor chip at a predetermined position, and a semiconductor wafer on an upper surface is movable. a step of mounting a mounting table, for detecting a position of the semiconductor wafer held on the mounting table was pre
A step of detecting a position of an alignment mark formed on the probe card separately from the position detection of the semiconductor wafer, and a step of calculating position information of the detected wafer and position information of the probe card, The mounting table is driven according to the calculation result, and the electrodes of the semiconductor chips formed on the semiconductor wafer held on the mounting table are brought into contact with the probes of the probe card held by the card holding means. And a step.

【0015】[0015]

【作 用】上記構成の本発明では、プローブカードの基
体に設けられた位置合せ用マーク(例えば基体下面に設
けられた複数のクロスマーク)を、プロービング装置の
カード位置検出手段(例えば光学的読取り手段)によっ
て読み取り、このプローブカードの位置を検出する。
According to the present invention having the above-described structure, a positioning mark (for example, a plurality of cross marks provided on the lower surface of the base) provided on the base of the probe card is read by card position detecting means (for example, optical reading) of the probing device. Means) to detect the position of the probe card.

【0016】したがって、例えば顕微鏡やダミーウエハ
等を用いること無く、プローブと電極パッドとの位置合
わせを、迅速かつ正確に実施することができる。また、
水晶基板からなるプローブや垂直に配列したプローブを
用いる場合でも対応することができる。
Therefore, positioning of the probe and the electrode pad can be performed quickly and accurately without using a microscope or a dummy wafer. Also,
It is possible to cope with the case where a probe made of a quartz substrate or a probe arranged vertically is used.

【0017】[0017]

【実施例】以下、本発明のプロービング装置、プロービ
ング方法およびプローブカードの一実施例を図面を参照
して説明する。
EXAMPLES Hereinafter, the probing device of the present invention, Purobi
An example of a packaging method and a probe card will be described with reference to the accompanying drawings.

【0018】図2に示すように、プロービング装置10
には、半導体ウエハ11を例えば真空チャック等により
吸着保持可能に構成されたウエハ載置台12が設けられ
ている。このウエハ載置台12は、移動ステ―ジ13上
に固定されており、この移動ステ―ジ13によってX−
Y−Z−θ方向に移動自在に構成されている。ウエハ載
置台12の上方には、半導体ウエハ11に形成された半
導体チップの電極に対応して多数のプローブ14aを設
けられたプローブカード14を着脱自在に保持するカー
ド保持機構15が設けられている。
As shown in FIG. 2, the probing device 10
Is provided with a wafer mounting table 12 configured to be capable of holding a semiconductor wafer 11 by suction using, for example, a vacuum chuck. The wafer mounting table 12 is fixed on a moving stage 13, and is moved by the moving stage 13.
It is configured to be movable in the YZ-θ directions. Above the wafer mounting table 12, a card holding mechanism 15 for detachably holding a probe card 14 provided with a large number of probes 14a corresponding to the electrodes of the semiconductor chips formed on the semiconductor wafer 11 is provided. .

【0019】なお、例えばウエハ載置台12に、上下方
向(Z方向)に所定距離例えば数十ミクロン程度、所定
の弾性力で移動する機構を設けておけば、自動的に所定
圧力でプローブと電極パッドが当接され、例えば垂直方
向に変形しにくい垂直なプローブを用いる場合等に有効
である。
If a mechanism for moving the wafer mounting table 12 in the vertical direction (Z direction) by a predetermined distance, for example, about several tens of microns, with a predetermined elastic force, is provided, for example, the probe and the electrode are automatically set at a predetermined pressure. This is effective when, for example, a vertical probe to which a pad is abutted and which is not easily deformed in the vertical direction is used.

【0020】また、ウエハ載置台12および移動ステ―
ジ13の側方には、ウエハローダ16と、複数例えば5
枚の半導体ウエハ11を収容可能に構成されたウエハカ
セット17を載置するための複数(図2には一つのみ示
す)のカセット載置台18とが設けられている。そし
て、ウエハローダ16によって、カセット載置台18上
のウエハカセット17内から一枚ずつ半導体ウエハ11
を取り出し、例えば半導体ウエハ11のオリエンテーシ
ョンフラットの位置を検出すること等によりプリアライ
メントを実行し、この半導体ウエハ11をウエハ載置台
12上の所定位置に載置するよう構成されている。な
お、この時のプリアライメントによる位置精度は、例え
ば±1mm 程度である。したがって、正確に言えば半導体
ウエハ11はウエハ載置台12上の基準位置から±1mm
程度の範囲に載置されることになる。また、このウエハ
ローダ16は、電気的特性の検査を終了した半導体ウエ
ハ11を、ウエハ載置台12上から所定のウエハカセッ
ト17に収容するよう構成されている。
Further, the wafer mounting table 12 and the moving stay
A wafer loader 16 and a plurality of, for example, 5
A plurality of (only one is shown in FIG. 2) cassette mounting tables 18 for mounting a wafer cassette 17 configured to be able to store one semiconductor wafer 11 are provided. Then, the semiconductor wafers 11 are loaded one by one from the wafer cassette 17 on the cassette mounting table 18 by the wafer loader 16.
Then, pre-alignment is performed by detecting, for example, the position of the orientation flat of the semiconductor wafer 11, and the semiconductor wafer 11 is mounted on a predetermined position on the wafer mounting table 12. At this time, the positional accuracy by pre-alignment is, for example, about ± 1 mm. Therefore, to be precise, the semiconductor wafer 11 is ± 1 mm from the reference position on the wafer mounting table 12.
It will be placed in the range of about. Further, the wafer loader 16 is configured to store the semiconductor wafer 11 having undergone the electrical characteristic inspection in a predetermined wafer cassette 17 from above the wafer mounting table 12.

【0021】さらに、例えば上述したウエハローダ16
とカード保持機構15との間には、ウエハ載置台12上
の半導体ウエハ11の正確な位置を認識するための位置
認識機構として、例えばテレビカメラ19が設けられて
おり、このテレビカメラ19で得られた撮像信号は、例
えばマイクロコンピュータ等からなる主制御部20に入
力されるように構成されている。
Further, for example, the above-described wafer loader 16
Between the camera and the card holding mechanism 15, for example, a television camera 19 is provided as a position recognition mechanism for recognizing an accurate position of the semiconductor wafer 11 on the wafer mounting table 12. The obtained imaging signal is configured to be input to the main control unit 20 including, for example, a microcomputer or the like.

【0022】また、ウエハ載置台12の所定部位例えば
側方には、カード位置認識機構21が設けられている。
このカード位置認識機構21は、図1に示すように、光
源例えば半導体レーザ射出機構21a、ハーフミラー2
1b、受光センサ21c等から構成されている。そし
て、プローブカード14の下面に形成された位置合わせ
用マーク22に、半導体レーザ射出機構21aからハー
フミラー21bを介してレーザビーム23を照射し、反
射光をハーフミラー21bによってほぼ直角に曲げて受
光センサ21cで検知するよう構成されている。
A card position recognizing mechanism 21 is provided at a predetermined portion of the wafer mounting table 12, for example, at a side thereof.
As shown in FIG. 1, the card position recognition mechanism 21 includes a light source such as a semiconductor laser emission mechanism 21a, a half mirror 2
1b, a light receiving sensor 21c and the like. Then, a laser beam 23 is irradiated from a semiconductor laser emitting mechanism 21a through a half mirror 21b onto a positioning mark 22 formed on the lower surface of the probe card 14, and the reflected light is bent by a half mirror 21b at a substantially right angle to receive light. It is configured to detect with the sensor 21c.

【0023】一方、図3に示すように、上記位置合わせ
用マーク22は、プローブカード14の基体、例えば、
円板状のプリント基板14bの下面に複数例えば2 個設
けられており、例えばミラー状に形成された円形の反射
面22aと、この反射面22a内に描かれたクロスマー
ク22bとから構成されている。また、この実施例のプ
ローブカード14には、図2に示すように例えばプリン
ト基板14b上に、不揮発性メモリ等からなるデータ記
憶機構24が設けられており、各位置合わせ用マーク2
2のクロスマーク22bの交点と、プローブ14aとの
相対的な位置関係を示す情報が、このデータ記憶機構2
4に記憶されている。なお、このようなデータは、プロ
ーブカード製造時にデータ記憶機構24内に書き込まれ
る。このデータ記憶機構24内のデータは、各プローブ
14aと図示しないテスタとを電気的に接続るための電
極と同様に、プリント基板14bの端部に形成された図
示しない電極を介して、読み込むことができるよう構成
されている。
On the other hand, as shown in FIG. 3, the alignment mark 22 is provided on the base of the probe card 14, for example,
A plurality of, for example, two, are provided on the lower surface of the disc-shaped printed circuit board 14b, and are composed of, for example, a circular reflecting surface 22a formed in a mirror shape and a cross mark 22b drawn in the reflecting surface 22a. I have. Further, as shown in FIG. 2, the probe card 14 of this embodiment is provided with a data storage mechanism 24 such as a nonvolatile memory on a printed circuit board 14b, for example.
The information indicating the relative positional relationship between the intersection of the cross mark 22b and the probe 14a is stored in the data storage mechanism 2.
4 is stored. Such data is written in the data storage mechanism 24 at the time of manufacturing the probe card. The data in the data storage mechanism 24 is read via electrodes (not shown) formed at the end of the printed circuit board 14b as well as electrodes for electrically connecting each probe 14a to a tester (not shown). It is configured to be able to.

【0024】上記構成のこの実施例のプロービング装置
10では、半導体チップの品種によって電極パッドの位
置、数等が異なるため、電気的特性の検査を実施する半
導体チップに応じて、プローブカード14を選択し、マ
ニュアル操作あるいは自動カード交換機構(図示せず)
等によって、カード保持機構15にこのプローブカード
14を配置する。また、検査を実施する半導体ウエハ1
1を収容したウエハカセット17を、マニュアル操作あ
るいは自動搬送ロボット等によりカセット載置台18上
に載置する。
In the probing apparatus 10 of this embodiment having the above-described structure, the position, the number, and the like of the electrode pads are different depending on the type of the semiconductor chip. Manual operation or automatic card exchange mechanism (not shown)
Thus, the probe card 14 is arranged on the card holding mechanism 15. The semiconductor wafer 1 to be inspected
The wafer cassette 17 accommodating 1 is placed on a cassette mounting table 18 by manual operation or an automatic transfer robot or the like.

【0025】するとプロービング装置10は、まず、カ
ード位置認識機構21がプローブカード14の位置合わ
せ用マーク22のどちらか一方の下方に位置するよう、
ウエハ載置台12を移動させる。そして、カード位置認
識機構21の半導体レーザ射出機構21aから、プロー
ブカード14の位置合わせ用マーク22にレーザビーム
23を照射しつつ、ウエハ載置台12をXおよびY方向
に移動させ、例えば図4に矢印で示すように、レーザビ
ームスポットを走査する。この時の反射光を、受光セン
サ21cで検知し、主制御装置20で解析することによ
り、位置合わせ用マーク22のクロスマーク22bの交
点の位置を認識する。
Then, the probing apparatus 10 first sets the card position recognition mechanism 21 so that the card position recognition mechanism 21 is located below one of the alignment marks 22 of the probe card 14.
The wafer mounting table 12 is moved. Then, while irradiating the laser beam 23 to the alignment mark 22 of the probe card 14 from the semiconductor laser emitting mechanism 21a of the card position recognition mechanism 21, the wafer mounting table 12 is moved in the X and Y directions. The laser beam spot is scanned as indicated by the arrow. The reflected light at this time is detected by the light receiving sensor 21c and analyzed by the main controller 20 to recognize the position of the intersection of the cross mark 22b of the alignment mark 22.

【0026】この後、もう一方の位置合わせ用マーク2
2の下方にカード位置認識機構21が位置するようウエ
ハ載置台12を移動させ、同様にしてこの位置合わせ用
マーク22のクロスマーク22bの交点の位置を認識す
る。
Thereafter, the other alignment mark 2
The wafer mounting table 12 is moved so that the card position recognizing mechanism 21 is located below the position 2, and the position of the intersection of the cross mark 22 b of the alignment mark 22 is similarly recognized.

【0027】そして、プローブカード14のデータ記憶
機構24から、クロスマーク22bの交点の位置とプロ
ーブ14aの位置との関係を示すデータを読み込み、上
記認識結果とこのデータとから、主制御装置20におい
て、カード保持機構15に保持されたプローブカード1
4のプローブ14aの位置を認識する。
Then, data indicating the relationship between the position of the intersection of the cross mark 22b and the position of the probe 14a is read from the data storage mechanism 24 of the probe card 14, and the main controller 20 reads the data based on the recognition result and the data. , Probe card 1 held by card holding mechanism 15
The position of the fourth probe 14a is recognized.

【0028】次に、ウエハローダ16によって、ウエハ
カセット17内から一枚ずつ半導体ウエハ11を取り出
し、例えば半導体ウエハ11のオリエンテーションフラ
ットの位置を検出すること等によりプリアライメントを
実行し、この半導体ウエハ11をウエハ載置台12上の
所定位置に載置する。なお、この時、ウエハ載置台12
は、予めウエハローダ16側のウエハ受け渡し位置に移
動し、ここで待機している。
Next, the semiconductor wafers 11 are taken out one by one from the wafer cassette 17 by the wafer loader 16 and pre-alignment is executed by, for example, detecting the position of the orientation flat of the semiconductor wafers 11 to carry out pre-alignment. It is mounted on a predetermined position on the wafer mounting table 12. At this time, the wafer mounting table 12
Has previously moved to the wafer transfer position on the wafer loader 16 side, and is waiting here.

【0029】この後、ウエハ載置台12がテレビカメラ
19の下方に移動し、テレビカメラ19によって、ウエ
ハ載置台12上の半導体ウエハ11を撮影し、半導体ウ
エハ11の拡大像の映像信号を得る。この半導体ウエハ
11の拡大像の映像信号は、主制御部20に入力され
る。主制御部20は、この映像信号を解析し、例えば半
導体ウエハ11上の各半導体チップの間に形成されたス
クライブラインの位置によって、ウエハ載置台12上の
半導体ウエハ11の位置(所定位置からのずれ)を認識
する。
Thereafter, the wafer mounting table 12 moves below the television camera 19, and the television camera 19 photographs the semiconductor wafer 11 on the wafer mounting table 12, and obtains an image signal of an enlarged image of the semiconductor wafer 11. The video signal of the enlarged image of the semiconductor wafer 11 is input to the main controller 20. The main control unit 20 analyzes this video signal, and determines the position of the semiconductor wafer 11 on the wafer mounting table 12 (from a predetermined position, for example, based on the position of a scribe line formed between the semiconductor chips on the semiconductor wafer 11). Misalignment).

【0030】しかる後、主制御部20は、上述のように
して得られたプローブカード14のプローブ14aの位
置と、ウエハ載置台12上の半導体ウエハ11の位置と
に基づいて、ウエハ載置台12の駆動量を算出し、この
算出結果を駆動制御装置25に送る。駆動制御装置25
は、この主制御部20の算出結果に基づいて移動ステ―
ジ13によるウエハ載置台12の駆動を制御し、半導体
ウエハ11上に形成された半導体チップの電極パッド
と、プローブカード14のプローブ14aとを正確に接
触させる。そして、このプローブ14aを介して、図示
しないテスタにより各半導体チップの電気的特性の検査
を行う。
Thereafter, the main control unit 20 determines the position of the probe 14 a of the probe card 14 obtained as described above and the position of the semiconductor wafer 11 on the wafer mounting table 12 based on the wafer mounting table 12. Is calculated, and the calculation result is sent to the drive control device 25. Drive control device 25
Is based on the calculation result of the main control unit 20.
The driving of the wafer mounting table 12 by the die 13 is controlled, and the electrode pads of the semiconductor chips formed on the semiconductor wafer 11 and the probes 14a of the probe card 14 are brought into accurate contact. Then, an electrical characteristic of each semiconductor chip is inspected by a tester (not shown) through the probe 14a.

【0031】このようにして、例えば一枚の半導体ウエ
ハ11上に形成された全ての半導体チップの電気的特性
の検査が終了すると、ウエハ載置台12が受け渡し位置
に移動し、ウエハローダ16によって、電気的特性の検
査が終了した半導体ウエハ11を、ウエハ載置台12上
からカセット載置台18上の所定のウエハカセット17
に収容する。
When the inspection of the electrical characteristics of all the semiconductor chips formed on, for example, one semiconductor wafer 11 is completed in this way, the wafer mounting table 12 moves to the transfer position, and the wafer loader 16 The semiconductor wafer 11 for which the characteristic inspection has been completed is transferred from the wafer mounting table 12 to a predetermined wafer cassette 17 on the cassette mounting table 18.
Housed in

【0032】そして、ウエハローダ16は、次の半導体
ウエハ11をウエハカセット17から取り出し、プリア
ライメントした後ウエハ載置台12上に載置し、上記手
順と同様にしてこの半導体ウエハ11の検査を実施す
る。ただし、この場合、同じプローブカード14を使用
するので、カード位置認識機構21による位置認識は行
わない。
Then, the wafer loader 16 takes out the next semiconductor wafer 11 from the wafer cassette 17, pre-aligns the semiconductor wafer 11, places it on the wafer mounting table 12, and inspects the semiconductor wafer 11 in the same manner as described above. . However, in this case, since the same probe card 14 is used, the position recognition by the card position recognition mechanism 21 is not performed.

【0033】このように、本実施例のプロービング装置
10およびプローブカード14によれば、プローブカー
ド14に設けられた2 つの位置合せ用マーク22のクロ
スマーク22bを、プロービング装置10のカード位置
検出手段21によって読み取り、このプローブカード1
4の位置を検出する。そして、データ記憶機構24に記
憶されている位置合わせ用マーク22とプローブ14a
との相対的な位置関係を示す情報により、プローブ14
aの位置を認識し、半導体ウエハ11の半導体チップの
電極パッドとプローブ14aとを接触させる。
As described above, according to the probing apparatus 10 and the probe card 14 of the present embodiment, the cross mark 22b of the two alignment marks 22 provided on the probe card 14 is used as the card position detecting means of the probing apparatus 10. 21 and the probe card 1
4 is detected. The alignment mark 22 stored in the data storage mechanism 24 and the probe 14a
Information indicating the relative positional relationship with the probe 14
The position of a is recognized, and the electrode pads of the semiconductor chips on the semiconductor wafer 11 are brought into contact with the probes 14a.

【0034】したがって、例えば顕微鏡やダミーウエハ
等を用いること無く、プローブ14aと電極パッドとの
位置合わせを自動で迅速かつ正確に実施することができ
る。また、例えば水晶基板からなるプローブを用いた場
合は針跡が付かないためダミーウエハを用いることがで
きず、また、垂直に配列したプローブを用いる場合は、
上部から顕微鏡等を用いて電極パッドとプローブ14a
との接触位置を観察することができないが、このような
場合でも、上記実施例と同様にして対応することができ
る。さらに、プローブカード14を自動的に交換する自
動カード交換機構を設けることにより、人手による針合
わせの不要な完全自動のプロービング工程を実現するこ
とができる。
Accordingly, the position of the probe 14a and the electrode pad can be automatically and promptly and accurately performed without using a microscope or a dummy wafer. Also, for example, when a probe made of a quartz substrate is used, no trace of a needle is attached, so a dummy wafer cannot be used, and when a probe arranged vertically is used,
Electrode pad and probe 14a from above using a microscope
Although it is not possible to observe the contact position with, this case can be dealt with in the same manner as in the above embodiment. Further, by providing an automatic card exchange mechanism for automatically exchanging the probe card 14, a fully automatic probing process which does not require manual needle adjustment can be realized.

【0035】なお、上記実施例では、プローブカード1
4に位置合わせ用マーク22とプローブ14aとの相対
的な位置関係を示す情報を記憶するためのデータ記憶機
構24を設けた例について説明したが、例えばこのよう
な情報は、他の記憶メディア例えばフロッピーディスク
等により、主制御装置20あるいはテスタに入力するこ
ともできる。このような場合、プローブカード14と、
フロッピーディスク等に記憶されたデータとを照合する
ために、例えばプローブカード14を特定するための手
段、例えばバコード等をプローブカード14に設け、こ
れを読み取ってデータと対応させる必要がある。
In the above embodiment, the probe card 1
4, an example was described in which a data storage mechanism 24 for storing information indicating the relative positional relationship between the alignment mark 22 and the probe 14a was provided. The data can also be input to the main controller 20 or a tester using a floppy disk or the like. In such a case, the probe card 14 and
In order to collate data stored on a floppy disk or the like, it is necessary to provide, for example, means for specifying the probe card 14, for example, a bar code or the like, on the probe card 14, and to read the data to correspond to the data.

【0036】また、例えば図5に示すように、従来から
使用しているプローブカード30を用いる場合は、複数
例えば2 つの位置合わせ用マーク31を備えたアダプタ
ー32をプローブカード30に固定する。そして、この
アダプター32の位置合わせ用マーク31とプローブ3
0aとの相対的な位置を予め測定し、図示しないデータ
記憶機構あるいはフロッピーディスク等に記憶させてお
けば、上記実施例と同様にして適用することができる。
As shown in FIG. 5, for example, when a conventionally used probe card 30 is used, an adapter 32 having a plurality of, for example, two alignment marks 31 is fixed to the probe card 30. The positioning mark 31 of the adapter 32 and the probe 3
If the position relative to 0a is measured in advance and stored in a data storage mechanism (not shown) or a floppy disk or the like, it can be applied in the same manner as in the above embodiment.

【0037】[0037]

【発明の効果】以上説明したように、本発明のプロービ
ング装置、プロービング方法およびプローブカードによ
れば、通常の形のプローブを用いた場合はもちろん、水
晶基板からなるプローブや垂直に配列したプローブを用
いた場合でも、プローブと電極パッドとの位置合わせ
を、自動で迅速かつ正確に実施することが可能となる。
また、ダミーウエハ等を用いる必要もない。
As described above, according to the probing apparatus , the probing method, and the probe card of the present invention, not only can a probe having a normal shape be used, but also a probe formed of a quartz substrate or a probe arranged vertically. Even when used, the positioning of the probe and the electrode pad can be performed automatically, quickly and accurately.
Also, there is no need to use a dummy wafer or the like.

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

【図1】本発明の一実施例のプロービング装置の要部構
成を示す図である。
FIG. 1 is a diagram illustrating a main configuration of a probing device according to an embodiment of the present invention.

【図2】図1のプロービング装置の全体構成を示す図で
ある。
FIG. 2 is a diagram showing an overall configuration of the probing device of FIG. 1;

【図3】本発明の一実施例のプローブカードの要部構成
を示す図である。
FIG. 3 is a diagram illustrating a main configuration of a probe card according to an embodiment of the present invention.

【図4】位置認識工程を説明するための図である。FIG. 4 is a diagram for explaining a position recognition step.

【図5】本発明の他の実施例のプローブカードの要部構
成を示す図である。
FIG. 5 is a diagram showing a main configuration of a probe card according to another embodiment of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

10 プロービング装置 12 ウエハ載置台 14 プローブカード 14a プローブ 14b プリント基板 21 カード位置認識機構 21a 半導体レーザ射出機構 21b ハーフミラー 21c 受光センサ21c 22 位置合わせ用マーク 23 レーザビーム 24 データ記憶機構 Reference Signs List 10 probing device 12 wafer mounting table 14 probe card 14a probe 14b printed circuit board 21 card position recognition mechanism 21a semiconductor laser emission mechanism 21b half mirror 21c light receiving sensor 21c 22 alignment mark 23 laser beam 24 data storage mechanism

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 半導体チップの電極に対応してプローブ
を配列されたプローブカードを、所定位置に保持するた
めのカード保持手段と、 上面に半導体ウエハを保持し、移動可能に構成された載
置台と、 前記載置台上に保持された前記半導体ウエハの位置を認
識するウエハ位置認識手段と、前記ウエハ位置認識手段による前記半導体ウエハの位置
認識とは別に、 前記プローブカードに形成された位置合
せ用マークを検出し、該プローブカードの位置を検出す
るカード位置検出手段と、 前記ウエハ位置認識手段の位置認識結果と前記カード位
置検出手段の位置認識結果に応じて、前記載置台を駆動
し、該載置台上に保持された前記半導体ウエハに形成さ
れた前記半導体チップの電極と、前記カード保持手段に
保持された前記プローブカードの前記プローブとを接触
させる制御手段とを具備したことを特徴とするプロービ
ング装置。
1. A card holding means for holding a probe card in which probes are arranged corresponding to electrodes of a semiconductor chip at a predetermined position, and a mounting table which holds a semiconductor wafer on an upper surface and is movable. A wafer position recognizing means for recognizing a position of the semiconductor wafer held on the mounting table; and a position of the semiconductor wafer by the wafer position recognizing means.
Separately from the recognition, a card position detecting means for detecting an alignment mark formed on the probe card and detecting the position of the probe card; and a position recognition result of the wafer position recognizing means and the card position detecting means. The mounting table is driven according to the position recognition result, the electrodes of the semiconductor chips formed on the semiconductor wafer held on the mounting table, and the probe of the probe card held by the card holding means. And a control means for contacting the probing device with the probing device.
【請求項2】 基体と、半導体ウエハ上に形成された半
導体チップの電極に対応して前記基体に配列されたプロ
ーブとを具備し、請求項1記載のプロービング装置に装
着されるプローブカ一ドにおいて、 前記基体に、前記プロービング装置で該プローブカード
の位置を認識するための位置合せ用マークを設けたこと
を特徴とするプローブカード。
2. A probe card mounted on a probing apparatus according to claim 1 , further comprising a base, and probes arranged on said base corresponding to electrodes of a semiconductor chip formed on a semiconductor wafer. A probe card, wherein a positioning mark for recognizing a position of the probe card by the probing device is provided on the base.
【請求項3】 半導体チップの電極に対応してプローブ
を配列されたプローブカードを所定位置に保持するため
のカード保持手段と、上面に半導体ウエハを保持して移
動可能に構成された載置台とを備え、 前記載置台上に保持された前記半導体ウエハの位置を検
出する工程と、前記半導体ウエハの位置検出とは別に 前記プローブカー
ドに形成された位置合せ用マークの位置を検出する工程
と、 前記検出されたウエハの位置情報と前記プローブカード
の位置情報とを演算する工程と、 前記演算結果に応じて前記載置台を駆動し、該載置台上
に保持された前記半導体ウエハに形成された半導体チッ
プの電極と、前記カード保持手段に保持されたプローブ
カードのプローブとを接触させる工程とを具備したこと
を特徴とするプロービング方法。
3. A card holding means for holding a probe card in which probes are arranged corresponding to electrodes of a semiconductor chip at a predetermined position, and a mounting table configured to hold and move a semiconductor wafer on an upper surface. A step of detecting the position of the semiconductor wafer held on the mounting table, and a step of detecting the position of an alignment mark formed on the probe card separately from the position detection of the semiconductor wafer , Calculating the position information of the detected wafer and the position information of the probe card; and driving the mounting table according to the calculation result to form the semiconductor wafer held on the mounting table. Contacting an electrode of a semiconductor chip with a probe of a probe card held by the card holding means.
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