JP3173676B2 - プローブ装置 - Google Patents
プローブ装置Info
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- JP3173676B2 JP3173676B2 JP29078792A JP29078792A JP3173676B2 JP 3173676 B2 JP3173676 B2 JP 3173676B2 JP 29078792 A JP29078792 A JP 29078792A JP 29078792 A JP29078792 A JP 29078792A JP 3173676 B2 JP3173676 B2 JP 3173676B2
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- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
- H01L21/67—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
- H01L21/68—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere for positioning, orientation or alignment
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- Engineering & Computer Science (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
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- Power Engineering (AREA)
- Testing Or Measuring Of Semiconductors Or The Like (AREA)
- Testing Of Individual Semiconductor Devices (AREA)
- Measuring Leads Or Probes (AREA)
- Container, Conveyance, Adherence, Positioning, Of Wafer (AREA)
- Tests Of Electronic Circuits (AREA)
Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、プローブ装置に関す
る。
る。
【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とテスタを用
いてウエハ内の各チップに対して電気的測定が行われ
る。
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とテスタを用
いてウエハ内の各チップに対して電気的測定が行われ
る。
【0003】このプローブ装置においては、従来図12
及び図13に示すように例えばX、Y、Z、θ方向に移
動可能なウエハ保持台1の上方側に、ウエハW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11を備えたプローブカード12を配置し、ウエハ保
持台1を移動させてウエハW内のICチップの電極パッ
ドとプローブ針11とを位置合わせした後プローブ針1
1と電極パッドとを接触させ、電極パッドをプローブ針
11とポゴピン13などを含むコンタクトリング14と
を介してテストヘッド15に電気的に接触させ、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。
及び図13に示すように例えばX、Y、Z、θ方向に移
動可能なウエハ保持台1の上方側に、ウエハW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11を備えたプローブカード12を配置し、ウエハ保
持台1を移動させてウエハW内のICチップの電極パッ
ドとプローブ針11とを位置合わせした後プローブ針1
1と電極パッドとを接触させ、電極パッドをプローブ針
11とポゴピン13などを含むコンタクトリング14と
を介してテストヘッド15に電気的に接触させ、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。
【0004】ところで正確な電気的測定を行うために
は、プローブ針を電極パッドに確実に接触させなければ
ならず、このため予めプローブ針に対してウエハのIC
チップの電極パッドを正確に位置合わせすることが必要
である。一方テストヘッド15内には多数の回路部品や
配線が組み込まれているため、この中にTVカメラ等を
設け、プローブ針の下方側にてウエハ保持台1を移動さ
せて電極パッドの位置合わせを行うことは極めて困難で
あり、従って例えばテストヘッド15から離れた位置1
6にウエハパタ−ン検出用の光学ユニット17を設置
し、X、Y軸を移動することにより、その下方側にウエ
ハを位置させて、光学ユニット17を介して電極パッド
を覗きながらウエハ保持台1の位置を調整して、例えば
ウエハのX、Y、θ方向の位置合わせを行っていた。
は、プローブ針を電極パッドに確実に接触させなければ
ならず、このため予めプローブ針に対してウエハのIC
チップの電極パッドを正確に位置合わせすることが必要
である。一方テストヘッド15内には多数の回路部品や
配線が組み込まれているため、この中にTVカメラ等を
設け、プローブ針の下方側にてウエハ保持台1を移動さ
せて電極パッドの位置合わせを行うことは極めて困難で
あり、従って例えばテストヘッド15から離れた位置1
6にウエハパタ−ン検出用の光学ユニット17を設置
し、X、Y軸を移動することにより、その下方側にウエ
ハを位置させて、光学ユニット17を介して電極パッド
を覗きながらウエハ保持台1の位置を調整して、例えば
ウエハのX、Y、θ方向の位置合わせを行っていた。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】ここで上述の位置合わ
せは、例えば図13に鎖線で示すようにウエハWの周縁
部における周方向に等間隔な4ヶ所にて行われ、従って
ウエハ保持台1の位置合わせ用の移動領域として広い領
域が必要となる。しかもテストヘッド15は大型である
から、テストヘッド15から外れた場所にTVカメラを
含む光学ユニット17を配置してその下方側に位置合わ
せ用の領域を確保するとなると、プローブ装置が非常に
大型化してしまうという問題点があった。
せは、例えば図13に鎖線で示すようにウエハWの周縁
部における周方向に等間隔な4ヶ所にて行われ、従って
ウエハ保持台1の位置合わせ用の移動領域として広い領
域が必要となる。しかもテストヘッド15は大型である
から、テストヘッド15から外れた場所にTVカメラを
含む光学ユニット17を配置してその下方側に位置合わ
せ用の領域を確保するとなると、プローブ装置が非常に
大型化してしまうという問題点があった。
【0006】また保持台1のストロ−クが大きいために
高精度なウエハの位置合わせができないという問題もあ
った。
高精度なウエハの位置合わせができないという問題もあ
った。
【0007】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、装置全体の小型化を図るこ
とのできるプローブ装置を提供することにある。
たものであり、その目的は、装置全体の小型化を図るこ
とのできるプローブ装置を提供することにある。
【0008】
【課題を解決するための手段】請求項1の発明は被検査
体保持台上に保持された被検査体の電極パッドに接触手
段を接触させ、この接触手段を介してテスタにより被検
査体の電気的測定を行うプローブ装置において、前記被
検査体保持台及び接触手段の間に進退自在に設けられ、
且つ被検査体の電極パッドの画像と接触手段の画像とを
伝送する光学系部材と、この光学系部材により伝送され
た画像を表示する画像表示手段と、を備え、前記光学系
部材は、ハ−フミラ−と反射ミラ−とを含み、電極パッ
ドの画像及び接触手段の画像の一方が前記ハ−フミラ−
の一面により反射して前記画像表示手段に伝送されると
共に、電極パッドの画像及び接触手段の画像の他方が前
記ハ−フミラ−の他面により前記反射ミラ−側に反射
し、更にこの反射ミラ−で反射され前記ハ−フミラを透
過して前記画像表示手段に伝送されるように構成された
ことを特徴とする。請求項2の発明は、プローブ装置に
おいて、前記被検査体保持台及び接触手段の間に進退自
在に設けられ、且つ被検査体の電極パッドの画像と接触
手段の画像とを伝送する光学系部材と、この光学系部材
により伝送された画像を表示する画像表示手段と、を備
え、前記光学系部材は、高解像度用光学系部材と低解像
度用光学系部材とを備えていることを特徴とする。
体保持台上に保持された被検査体の電極パッドに接触手
段を接触させ、この接触手段を介してテスタにより被検
査体の電気的測定を行うプローブ装置において、前記被
検査体保持台及び接触手段の間に進退自在に設けられ、
且つ被検査体の電極パッドの画像と接触手段の画像とを
伝送する光学系部材と、この光学系部材により伝送され
た画像を表示する画像表示手段と、を備え、前記光学系
部材は、ハ−フミラ−と反射ミラ−とを含み、電極パッ
ドの画像及び接触手段の画像の一方が前記ハ−フミラ−
の一面により反射して前記画像表示手段に伝送されると
共に、電極パッドの画像及び接触手段の画像の他方が前
記ハ−フミラ−の他面により前記反射ミラ−側に反射
し、更にこの反射ミラ−で反射され前記ハ−フミラを透
過して前記画像表示手段に伝送されるように構成された
ことを特徴とする。請求項2の発明は、プローブ装置に
おいて、前記被検査体保持台及び接触手段の間に進退自
在に設けられ、且つ被検査体の電極パッドの画像と接触
手段の画像とを伝送する光学系部材と、この光学系部材
により伝送された画像を表示する画像表示手段と、を備
え、前記光学系部材は、高解像度用光学系部材と低解像
度用光学系部材とを備えていることを特徴とする。
【0009】請求項3の発明は、被検査体保持台上に保
持された被検査体の電極パッドに接触手段を接触させ、
この接触手段を介してテスタにより被検査体の電気的測
定を行うプローブ装置において、前記被検査体保持台及
び接触手段の間に進退自在に設けられ、被検査体の電極
パッドの画像と接触手段の画像とを伝送するための光学
系部材と、この光学系部材により伝送された画像を表示
する位置合わせ用の画像表示手段と、上面側に接触用の
面を有する透明な接触面形成体と、この接触面形成体を
接触手段に対して相対的に昇降させる昇降機構と、を設
け、前記接触手段を接触面形成体の接触用の面に接触さ
せた状態で、光学系部材により接触手段の画像を伝送す
ることを特徴とする。
持された被検査体の電極パッドに接触手段を接触させ、
この接触手段を介してテスタにより被検査体の電気的測
定を行うプローブ装置において、前記被検査体保持台及
び接触手段の間に進退自在に設けられ、被検査体の電極
パッドの画像と接触手段の画像とを伝送するための光学
系部材と、この光学系部材により伝送された画像を表示
する位置合わせ用の画像表示手段と、上面側に接触用の
面を有する透明な接触面形成体と、この接触面形成体を
接触手段に対して相対的に昇降させる昇降機構と、を設
け、前記接触手段を接触面形成体の接触用の面に接触さ
せた状態で、光学系部材により接触手段の画像を伝送す
ることを特徴とする。
【0010】請求項4の発明は、上述の発明において、
被検査体保持台に保持された被検査体の被検査面に対し
て光学系部材を前記被検査面に平行及び直交する方向に
駆動させる駆動手段を設けたを特徴とする。
被検査体保持台に保持された被検査体の被検査面に対し
て光学系部材を前記被検査面に平行及び直交する方向に
駆動させる駆動手段を設けたを特徴とする。
【0011】請求項5の発明は上述の発明において、光
学系部材は、高解像度用光学系部材と低解像度用光学系
部材とを備えていることを特徴とする。
学系部材は、高解像度用光学系部材と低解像度用光学系
部材とを備えていることを特徴とする。
【0012】請求項6の発明は、上述の発明において、
光学系部材により検出された被検査体の電極パッド及び
接触手段の位置データを記憶するためのメモリ部と、こ
のメモリ部に記憶されたデータに基づいて、被検査体の
電極パッドと接触手段との相互位置合わせを行うために
被検査体の位置及び平面上の角度を制御する制御部と、
を設けたことをと特徴とする。
光学系部材により検出された被検査体の電極パッド及び
接触手段の位置データを記憶するためのメモリ部と、こ
のメモリ部に記憶されたデータに基づいて、被検査体の
電極パッドと接触手段との相互位置合わせを行うために
被検査体の位置及び平面上の角度を制御する制御部と、
を設けたことをと特徴とする。
【0013】請求項7の発明は、前記メモリ部に記憶さ
れた接触手段先端の位置を示す像と、光学系部材により
検出された被検査体の電極パッドの像を画像表示手段上
に重畳して表示するように構成したことを特徴とする。
れた接触手段先端の位置を示す像と、光学系部材により
検出された被検査体の電極パッドの像を画像表示手段上
に重畳して表示するように構成したことを特徴とする。
【0014】
【作用】本発明では、被検査体保持台上に被検査体を保
持させて接触手段の下方側に位置させると共に、被検査
体保持台と接触手段との間に光学系部材を位置させ、こ
の光学系部材により接触手段及び電極パッドの各画像を
画像表示手段に取り込む。
持させて接触手段の下方側に位置させると共に、被検査
体保持台と接触手段との間に光学系部材を位置させ、こ
の光学系部材により接触手段及び電極パッドの各画像を
画像表示手段に取り込む。
【0015】その後光学系部材を被検査体保持台上から
退避させ、接触手段と電極パッドとを接触させて電気的
測定を行う。この場合請求項3の発明のように接触面形
成体の表面に接触手段を接触させて位置合わせを行え
ば、接触手段が電極パッドに接触したと同様の状態を見
ることができるので、より精度の高い位置合わせを行う
ことができる。
退避させ、接触手段と電極パッドとを接触させて電気的
測定を行う。この場合請求項3の発明のように接触面形
成体の表面に接触手段を接触させて位置合わせを行え
ば、接触手段が電極パッドに接触したと同様の状態を見
ることができるので、より精度の高い位置合わせを行う
ことができる。
【0016】請求項4の発明では、光学系部材を、被検
査体保持台に保持された被検査体の被検査面に対して平
行(X方向及びY方向)に、及び直交する方向(Z方
向)に駆動手段によって駆動させて被検査体全面の電極
パッドまたは接触手段全ての先端の平面位置を認識する
と共に、焦点合わせを行なうことにより接触手段の先端
の高さを認識し、被検査体の電極パッドまたは接触手段
の画像を画像表示手段に取り込む。
査体保持台に保持された被検査体の被検査面に対して平
行(X方向及びY方向)に、及び直交する方向(Z方
向)に駆動手段によって駆動させて被検査体全面の電極
パッドまたは接触手段全ての先端の平面位置を認識する
と共に、焦点合わせを行なうことにより接触手段の先端
の高さを認識し、被検査体の電極パッドまたは接触手段
の画像を画像表示手段に取り込む。
【0017】請求項2または5の発明では、先ず低解像
度用光学系部材によって接触手段の全体の配列パターン
画像と、これに対応する領域における被検査体の電極パ
ッドの配列パターン画像とを伝送して電極パッドと接触
手段とのおおよその位置合わせを行い、次いで高解像度
用光学系部材によって電極パッドの画像及び接触手段の
画像を高倍率で捉えて精密な位置合わせを行なう。上記
手段により高速に、確実に、更に精度の高い位置合わせ
を行なうことができる。
度用光学系部材によって接触手段の全体の配列パターン
画像と、これに対応する領域における被検査体の電極パ
ッドの配列パターン画像とを伝送して電極パッドと接触
手段とのおおよその位置合わせを行い、次いで高解像度
用光学系部材によって電極パッドの画像及び接触手段の
画像を高倍率で捉えて精密な位置合わせを行なう。上記
手段により高速に、確実に、更に精度の高い位置合わせ
を行なうことができる。
【0018】請求項6の発明では、メモリ部に接触手段
の先端の位置を全般にわたり記憶し、それに対応して被
検査体の電極パッドの検出位置デ−タをメモリ部に記憶
されている光学系部材の両光軸の補正デ−タにより、位
置補正して、制御部を介して電極パッドと接触手段との
相互位置合わせを行えば、自動的に無人にて精度の高い
位置合わせを行うことができる。
の先端の位置を全般にわたり記憶し、それに対応して被
検査体の電極パッドの検出位置デ−タをメモリ部に記憶
されている光学系部材の両光軸の補正デ−タにより、位
置補正して、制御部を介して電極パッドと接触手段との
相互位置合わせを行えば、自動的に無人にて精度の高い
位置合わせを行うことができる。
【0019】更に請求項7の発明では、メモリ部に記憶
された接触手段の先端の位置画像を画面表示手段上にグ
ラフィック表示し、その同一画面上に対応して、被検査
体の電極パッド画像を重ねて表示させることにより、オ
ペレ−タはその画面を見ながら、電極パッドと接触手段
の先端位置を合わせることができる。
された接触手段の先端の位置画像を画面表示手段上にグ
ラフィック表示し、その同一画面上に対応して、被検査
体の電極パッド画像を重ねて表示させることにより、オ
ペレ−タはその画面を見ながら、電極パッドと接触手段
の先端位置を合わせることができる。
【0020】
【実施例】図1及び図2は夫々本発明の実施例を示す縦
断側面図及び外観図である。このプローブ装置は、図1
及び図2に示すように内部に、図示しない駆動機構によ
りX、Y、Z、θ方向に移動可能なウエハ保持台2が配
置されると共に、上面の穴3にインサートリング31が
装着された筐体32と、前記インサートリング31に対
して接離できるように筐体32に対して開閉自在に取り
付けられ、図示しないテスタにケーブルを介して接続さ
れたテストヘッド33と、プローブ装置の制御を行うた
めに筐体32の前面側に設けられたタッチパネル34と
を備えている。
断側面図及び外観図である。このプローブ装置は、図1
及び図2に示すように内部に、図示しない駆動機構によ
りX、Y、Z、θ方向に移動可能なウエハ保持台2が配
置されると共に、上面の穴3にインサートリング31が
装着された筐体32と、前記インサートリング31に対
して接離できるように筐体32に対して開閉自在に取り
付けられ、図示しないテスタにケーブルを介して接続さ
れたテストヘッド33と、プローブ装置の制御を行うた
めに筐体32の前面側に設けられたタッチパネル34と
を備えている。
【0021】前記インサートリング31内には、下面に
プローブカード36が取り付けられたコンタクトリング
35が嵌入して装着されており、プローブカード36の
下面側からは複数の接触手段としてのプローブ針37が
中心に向けて斜め下方に延伸している。
プローブカード36が取り付けられたコンタクトリング
35が嵌入して装着されており、プローブカード36の
下面側からは複数の接触手段としてのプローブ針37が
中心に向けて斜め下方に延伸している。
【0022】前記ウエハ保持台2とプローブ針37との
間の間隙には、図1、図3に示すように中央部の上下両
面に夫々開口部41、42を備えた筒状の保持部材4が
進退自在に設けられ、この保持部材4は、筐体32の上
面内部側に架設された2本のガイドレール38、38に
両端が案内されて、プローブ針37の下方側とウエハ保
持台2の昇降領域から外れた筐体32の隅部との間で移
動できるように構成されている。
間の間隙には、図1、図3に示すように中央部の上下両
面に夫々開口部41、42を備えた筒状の保持部材4が
進退自在に設けられ、この保持部材4は、筐体32の上
面内部側に架設された2本のガイドレール38、38に
両端が案内されて、プローブ針37の下方側とウエハ保
持台2の昇降領域から外れた筐体32の隅部との間で移
動できるように構成されている。
【0023】この保持部材4の側端部には、当該保持部
材4内にて長さ方向に光軸が形成されるように、例えば
低倍率表示と高倍率表示との切り替えが可能な位置合わ
せ用の画像表示手段例えばカメラ43が取り付けられる
と共に、保持部材4の中央部には、開口部41を介して
取り込まれたプローブ針37の画像を反射してカメラ4
3内に伝送させるようにハーフミラーM1が設けられて
いる。
材4内にて長さ方向に光軸が形成されるように、例えば
低倍率表示と高倍率表示との切り替えが可能な位置合わ
せ用の画像表示手段例えばカメラ43が取り付けられる
と共に、保持部材4の中央部には、開口部41を介して
取り込まれたプローブ針37の画像を反射してカメラ4
3内に伝送させるようにハーフミラーM1が設けられて
いる。
【0024】更に前記保持部材4内には、ハーフミラー
M1に対してカメラ43とは反対位置でありかつカメラ
43の光軸上に、全反射ミラーM2が配置されており、
この全反射ミラーM2は、ウエハ保持台2上のウエハW
の表面の画像が開口部42を通ってハーフミラーM1に
て全反射ミラーM2側に反射した後、当該画像をハーフ
ミラーM1に向けて全反射する役割を持つものである。
この例ではハーフミラーM1及び全反射ミラーM2によ
り光学系部材が構成される。
M1に対してカメラ43とは反対位置でありかつカメラ
43の光軸上に、全反射ミラーM2が配置されており、
この全反射ミラーM2は、ウエハ保持台2上のウエハW
の表面の画像が開口部42を通ってハーフミラーM1に
て全反射ミラーM2側に反射した後、当該画像をハーフ
ミラーM1に向けて全反射する役割を持つものである。
この例ではハーフミラーM1及び全反射ミラーM2によ
り光学系部材が構成される。
【0025】次に上述実施例の作用について述べる。先
ずウエハ保持台2上に、ICチップが多数縦横に形成さ
れた被検査体としての半導体ウエハWを保持させ、ウエ
ハ保持台2をプローブカード36の下方側に位置させ
る。そして保持部材4をプローブ針37とウエハWとの
間に位置させることによりプローブ針37の画像がハー
フミラーM1を介して実線矢印のようにカメラ43内に
伝送されると共に、半導体ウエハWの表面の画像がハー
フミラーM1→全反射ミラーM2→ハーフミラーM1の
経路でカメラ43内に伝送される。
ずウエハ保持台2上に、ICチップが多数縦横に形成さ
れた被検査体としての半導体ウエハWを保持させ、ウエ
ハ保持台2をプローブカード36の下方側に位置させ
る。そして保持部材4をプローブ針37とウエハWとの
間に位置させることによりプローブ針37の画像がハー
フミラーM1を介して実線矢印のようにカメラ43内に
伝送されると共に、半導体ウエハWの表面の画像がハー
フミラーM1→全反射ミラーM2→ハーフミラーM1の
経路でカメラ43内に伝送される。
【0026】従ってカメラ43には、これを例えば低倍
率モードとしておくことにより図4(a)に示すように
全部のプローブ針37とウエハW上のICチップCの各
パッドPとの画像が表示され、また高倍率モードとする
ことにより図4(b)に示すように例えば針先が5〜8
μmのプローブ針と一辺が80〜100μmの電極パッ
ドPとが拡大されて表示される。このようにカメラ43
で直接半導体ウエハW上のICの各パッドに接触したプ
ローブ針を見ることにより、プローブ針が最初に接触し
た後、オーバドライブをかけられて膜を突き破ってパッ
ドに接触するまでの間の位置ズレが発生した後の、プロ
ーブ針の先端の最終接触位置が確認できるという利点が
ある。
率モードとしておくことにより図4(a)に示すように
全部のプローブ針37とウエハW上のICチップCの各
パッドPとの画像が表示され、また高倍率モードとする
ことにより図4(b)に示すように例えば針先が5〜8
μmのプローブ針と一辺が80〜100μmの電極パッ
ドPとが拡大されて表示される。このようにカメラ43
で直接半導体ウエハW上のICの各パッドに接触したプ
ローブ針を見ることにより、プローブ針が最初に接触し
た後、オーバドライブをかけられて膜を突き破ってパッ
ドに接触するまでの間の位置ズレが発生した後の、プロ
ーブ針の先端の最終接触位置が確認できるという利点が
ある。
【0027】そしてオペレータはこれらの表示を見なが
らICチップCの電極パッドPとプローブ針37とが夫
々対応した位置関係となるように、即ちプローブ針の針
先が電極パッドPの所定の領域内に位置するように図示
しない駆動機構により、X、Y、θ方向にウエハ保持台
2を移動させてウエハWの位置合わせを行う。続いて保
持部材4をガイドレール38に沿ってプローブカード3
6の下方位置から筐体32の隅部に(ウエハ保持台2の
昇降領域から外れた位置に)手動であるいは図示しない
駆動機構により退避させた後、ウエハ保持台2を図示し
ない駆動機構により上昇させてプローブ針37と電極パ
ッドPとを接触させると共に、その後コンタクトリング
35にポゴピン39を介してテストヘッド33を接触さ
せ、電気的測定を行ってICチップCの良否を判定す
る。なおウエハWの種類が前後同じであれば、テストヘ
ッド33はコンタクトリング35に接触したままであ
る。
らICチップCの電極パッドPとプローブ針37とが夫
々対応した位置関係となるように、即ちプローブ針の針
先が電極パッドPの所定の領域内に位置するように図示
しない駆動機構により、X、Y、θ方向にウエハ保持台
2を移動させてウエハWの位置合わせを行う。続いて保
持部材4をガイドレール38に沿ってプローブカード3
6の下方位置から筐体32の隅部に(ウエハ保持台2の
昇降領域から外れた位置に)手動であるいは図示しない
駆動機構により退避させた後、ウエハ保持台2を図示し
ない駆動機構により上昇させてプローブ針37と電極パ
ッドPとを接触させると共に、その後コンタクトリング
35にポゴピン39を介してテストヘッド33を接触さ
せ、電気的測定を行ってICチップCの良否を判定す
る。なおウエハWの種類が前後同じであれば、テストヘ
ッド33はコンタクトリング35に接触したままであ
る。
【0028】このような実施例によれば、ウエハWをプ
ローブカード36の下方側の測定領域に位置させた状態
でウエハWの位置合わせを行うことができるため、測定
領域から離れた場所に位置合わせ用の領域を別途確保し
なくて済むので装置の小型化を図ることができる。そし
て測定領域から離れた場所で位置合わせを行う場合に
は、駆動機構のレールの直線性、方向について極めて高
い精度が要求されるが、上述実施例ではこのような点を
考慮しなくてよいので高精度を保証する機構設計上有利
である。
ローブカード36の下方側の測定領域に位置させた状態
でウエハWの位置合わせを行うことができるため、測定
領域から離れた場所に位置合わせ用の領域を別途確保し
なくて済むので装置の小型化を図ることができる。そし
て測定領域から離れた場所で位置合わせを行う場合に
は、駆動機構のレールの直線性、方向について極めて高
い精度が要求されるが、上述実施例ではこのような点を
考慮しなくてよいので高精度を保証する機構設計上有利
である。
【0029】また同一の光学系部材によりウエハWとプ
ローブ針37の各位置を同時に検出できるので、保持部
材4の停止位置精度を確保しなくてよい。
ローブ針37の各位置を同時に検出できるので、保持部
材4の停止位置精度を確保しなくてよい。
【0030】更に図5に示すように、保持部材4の中央
部上面における光軸上にプローブ針37の針立て領域を
包括するに十分な大きさの接触面形成体をなすガラス板
5を、保持部材4に配置された昇降機構51により昇降
自在に設けてもよい。このように構成すれば、ガラス板
5を上昇させてプローブ針37をガラス板5の表面(接
触面形成体)に押し付けることにより、プローブ針37
が撓んでその針先が当該表面に沿って横ずれするため、
ウエハWをプローブ針37に対してオーバドライブ(ウ
エハWをプローブ針37に接触した後更にわずかに上昇
させること)する場合と同様の状態を実現させることが
でき、従ってより一層精度の高い位置合わせを行うこと
ができる。なお、ガラス板5を昇降させる場合保持部材
4全体を昇降させてもよい。
部上面における光軸上にプローブ針37の針立て領域を
包括するに十分な大きさの接触面形成体をなすガラス板
5を、保持部材4に配置された昇降機構51により昇降
自在に設けてもよい。このように構成すれば、ガラス板
5を上昇させてプローブ針37をガラス板5の表面(接
触面形成体)に押し付けることにより、プローブ針37
が撓んでその針先が当該表面に沿って横ずれするため、
ウエハWをプローブ針37に対してオーバドライブ(ウ
エハWをプローブ針37に接触した後更にわずかに上昇
させること)する場合と同様の状態を実現させることが
でき、従ってより一層精度の高い位置合わせを行うこと
ができる。なお、ガラス板5を昇降させる場合保持部材
4全体を昇降させてもよい。
【0031】更にまたICチップを1個づつ測定する代
わりに複数個例えば10個以上同時に測定する場合にも
適用することができ、この場合には例えば図6に示すよ
うに、プローブ針37の針立て領域に見合う大きさに開
口部41、42を形成し、ハーフミラーM1が針立て領
域に対応する領域内を例えばレール61に沿って水平に
移動できるようにハーフミラーM1の移動機構6を保持
部材4上に設けるようにすればよい。
わりに複数個例えば10個以上同時に測定する場合にも
適用することができ、この場合には例えば図6に示すよ
うに、プローブ針37の針立て領域に見合う大きさに開
口部41、42を形成し、ハーフミラーM1が針立て領
域に対応する領域内を例えばレール61に沿って水平に
移動できるようにハーフミラーM1の移動機構6を保持
部材4上に設けるようにすればよい。
【0032】また複数個例えば10個以上同時に測定す
る場合の他の実施例として、低倍率のTVカメラあるい
はCCDカメラなどの画像表示手段43を用いて、ハー
フミラーM1に反射されるプローブ針37の針立て領域
全域を一画面として撮像した後、高倍率のTVカメラあ
るいはCCDカメラなどの画像表示手段43に切り替え
て上記の針立て領域内の特定箇所例えば第1番目のプロ
ーブ針を一画面として撮像する手法を用いることにより
ハーフミラーM1の移動なく位置合わせの画像を取り込
むことができる。
る場合の他の実施例として、低倍率のTVカメラあるい
はCCDカメラなどの画像表示手段43を用いて、ハー
フミラーM1に反射されるプローブ針37の針立て領域
全域を一画面として撮像した後、高倍率のTVカメラあ
るいはCCDカメラなどの画像表示手段43に切り替え
て上記の針立て領域内の特定箇所例えば第1番目のプロ
ーブ針を一画面として撮像する手法を用いることにより
ハーフミラーM1の移動なく位置合わせの画像を取り込
むことができる。
【0033】そして画像表示手段としては、カメラに限
られるものではなく、例えば顕微鏡などであってもよい
し、画像表示手段は保持部材4に取り付けずに筐体32
側に固定してもよい。
られるものではなく、例えば顕微鏡などであってもよい
し、画像表示手段は保持部材4に取り付けずに筐体32
側に固定してもよい。
【0034】そしてまたミラーの配置や光路の形成につ
いては上述実施例に限定されるものではないし、ミラー
を用いずに例えば2本の光ファイバによりプローブ針と
ウエハ表面の画像を画像表示手段に取り込むようにして
もよい。
いては上述実施例に限定されるものではないし、ミラー
を用いずに例えば2本の光ファイバによりプローブ針と
ウエハ表面の画像を画像表示手段に取り込むようにして
もよい。
【0035】更に光学系部材を保持する保持部材につい
ては、上述実施例のようにガイドレールにより直線的に
移動する代りに、保持部材の端部を支点として回動によ
りプローブカードの下方側に進入し、あるいはそこから
退避するように動作させるように構成してもよい。
ては、上述実施例のようにガイドレールにより直線的に
移動する代りに、保持部材の端部を支点として回動によ
りプローブカードの下方側に進入し、あるいはそこから
退避するように動作させるように構成してもよい。
【0036】次に本発明の他の実施例について述べる。
図7〜図10は、夫々先の実施例で説明した接触手段例
えばプロ−ブ針と被検査体との間に設けられた光学系部
材の他の例及びその光学系部材に関連する装置構成を説
明するための説明図であり、図7は上から(プローブ針
側から)見た図、図8及び図9は各々横から見た図であ
る。本実施例に係るプローブ装置は図7に示すように被
検査体の電極パッドの画像とプロ−ブ針の画像とを伝送
する光学系部材7と、この光学系部材7により伝送され
た画像を表示する画像表示手段であるカメラ43、CR
Tディスプレイ44と、このCRTディスプレイ44に
表示されたウエハWの電極パッド及びプローブ針37の
位置データを記憶するためのメモリ部74と、このメモ
リ部74に記憶されたデータに基づいてプローブ針37
に対する電極パッドの相対位置を制御する制御部75と
を備えると共に、図10に示すように光学系部材71を
ウエハWに対して平行に、及び直交する方向に駆動させ
る駆動手段8とを備えている。
図7〜図10は、夫々先の実施例で説明した接触手段例
えばプロ−ブ針と被検査体との間に設けられた光学系部
材の他の例及びその光学系部材に関連する装置構成を説
明するための説明図であり、図7は上から(プローブ針
側から)見た図、図8及び図9は各々横から見た図であ
る。本実施例に係るプローブ装置は図7に示すように被
検査体の電極パッドの画像とプロ−ブ針の画像とを伝送
する光学系部材7と、この光学系部材7により伝送され
た画像を表示する画像表示手段であるカメラ43、CR
Tディスプレイ44と、このCRTディスプレイ44に
表示されたウエハWの電極パッド及びプローブ針37の
位置データを記憶するためのメモリ部74と、このメモ
リ部74に記憶されたデータに基づいてプローブ針37
に対する電極パッドの相対位置を制御する制御部75と
を備えると共に、図10に示すように光学系部材71を
ウエハWに対して平行に、及び直交する方向に駆動させ
る駆動手段8とを備えている。
【0037】前記光学系部材7は高解像度用光学系部材
71と低解像度用光学系部材72とが横に並べて配列さ
れており、高解像度用光学系部材71は例えば図8に示
すように上段にプローブ針37の画像光路を形成するレ
ンズL1、全反射ミラーM3、レンズL2、シャッタS
1及び全反射ミラーM4をこの順に配置すると共に、下
段にウエハWの画像光路を形成するレンズL3、全反射
ミラーM5及びシャッタS2をこの順に配置し、更にシ
ャッタS2の光路下流側にはプローブ針37の画像及び
ウエハWの画像の共通光路を形成するビームスプリッタ
B1及びレンズL4をこの順に配置して構成されてい
る。
71と低解像度用光学系部材72とが横に並べて配列さ
れており、高解像度用光学系部材71は例えば図8に示
すように上段にプローブ針37の画像光路を形成するレ
ンズL1、全反射ミラーM3、レンズL2、シャッタS
1及び全反射ミラーM4をこの順に配置すると共に、下
段にウエハWの画像光路を形成するレンズL3、全反射
ミラーM5及びシャッタS2をこの順に配置し、更にシ
ャッタS2の光路下流側にはプローブ針37の画像及び
ウエハWの画像の共通光路を形成するビームスプリッタ
B1及びレンズL4をこの順に配置して構成されてい
る。
【0038】また低解像度用光学系部材72は例えば図
9に示すように上段にプローブ針37の画像光路を形成
する全反射ミラーM6及びシャッタS3及び全反射ミラ
ーM8をこの順に配置すると共に、下段にウエハWの画
像光路を形成する全反射ミラーM7及びシャッタS4を
この順に配置し、更にシャッタS4の光路下流側にはプ
ローブ針37の画像及びウエハWの画像の共通光路を形
成するビームスプリッタB2、レンズL5及び全反射ミ
ラーM9をこの順に配置して構成されている。
9に示すように上段にプローブ針37の画像光路を形成
する全反射ミラーM6及びシャッタS3及び全反射ミラ
ーM8をこの順に配置すると共に、下段にウエハWの画
像光路を形成する全反射ミラーM7及びシャッタS4を
この順に配置し、更にシャッタS4の光路下流側にはプ
ローブ針37の画像及びウエハWの画像の共通光路を形
成するビームスプリッタB2、レンズL5及び全反射ミ
ラーM9をこの順に配置して構成されている。
【0039】更に、高解像度用光学系部材71のレンズ
L4と低解像度用光学系部材72の全反射ミラーM9の
光路下流側には高解像度用光学系部材71及び低解像度
用光学系部材72より伝送される画像の共通光路を形成
するビームスプリッタB3、レンズL6、ビームスプリ
ッタB4及びレンズL7がこの順に配置されると共に、
ビームスプリッタB4の上方には例えばランプL、レン
ズL8及び全反射ミラーM10より構成されている光源
部73が配置されている。即ちこの例では高解像度用光
学系部材71、低解像度用光学系部材72、ビームスプ
リッタB3、レンズL6、ビームスプリッタB4、レン
ズL7及び光源部73により光学系部材7が構成され
る。
L4と低解像度用光学系部材72の全反射ミラーM9の
光路下流側には高解像度用光学系部材71及び低解像度
用光学系部材72より伝送される画像の共通光路を形成
するビームスプリッタB3、レンズL6、ビームスプリ
ッタB4及びレンズL7がこの順に配置されると共に、
ビームスプリッタB4の上方には例えばランプL、レン
ズL8及び全反射ミラーM10より構成されている光源
部73が配置されている。即ちこの例では高解像度用光
学系部材71、低解像度用光学系部材72、ビームスプ
リッタB3、レンズL6、ビームスプリッタB4、レン
ズL7及び光源部73により光学系部材7が構成され
る。
【0040】そして、低解像度用光学系部材72につい
ては例えばプローブ針37全体の画像と、このプローブ
針37全体に対応する被検査体の領域の画像とが後述の
画像表示手段43、44に表示されるように倍率が設定
され、また高解像度用光学系部材71については例えば
プローブ針37の一部例えば1本あるいは数本のみを拡
大して、かつこれに対応する被検査体の領域の画像を拡
大して見ることができるように倍率が設定されている。
ては例えばプローブ針37全体の画像と、このプローブ
針37全体に対応する被検査体の領域の画像とが後述の
画像表示手段43、44に表示されるように倍率が設定
され、また高解像度用光学系部材71については例えば
プローブ針37の一部例えば1本あるいは数本のみを拡
大して、かつこれに対応する被検査体の領域の画像を拡
大して見ることができるように倍率が設定されている。
【0041】また高解像度用光学系部材71及び低解像
度用光学系部材72の各々について、ウエハW上のパタ
ーン画像を伝送する光学系とプローブ針37の針先の画
像を伝送する光学系とは、光軸のX、Y方向の位置が互
に一致し、かつ結像の方向(θ方向)が一致するように
設定されている。
度用光学系部材72の各々について、ウエハW上のパタ
ーン画像を伝送する光学系とプローブ針37の針先の画
像を伝送する光学系とは、光軸のX、Y方向の位置が互
に一致し、かつ結像の方向(θ方向)が一致するように
設定されている。
【0042】前記カメラ43はレンズL7の光路下流側
に配置されている。そしてこの例ではカメラ43に表示
された画像を映し出してオペレータにより見ることがで
きるようCRTディスプレイ44が設けられている。ま
た例えば二値化処理された画像データを記憶するための
メモリ部74が設けられており、カメラ43により検出
された画像デ−タは制御部75によりデ−タ処理し、メ
モリ部74に記録される。また制御部75により判断処
理されて、ウエハ保持台2をX、Y、Z、θ方向に駆動
する。
に配置されている。そしてこの例ではカメラ43に表示
された画像を映し出してオペレータにより見ることがで
きるようCRTディスプレイ44が設けられている。ま
た例えば二値化処理された画像データを記憶するための
メモリ部74が設けられており、カメラ43により検出
された画像デ−タは制御部75によりデ−タ処理し、メ
モリ部74に記録される。また制御部75により判断処
理されて、ウエハ保持台2をX、Y、Z、θ方向に駆動
する。
【0043】前記駆動手段8は、図10に示すように図
示しない駆動モ−タ、及びボ−ルネジ機構よりなるX方
向駆動機構81、Y方向駆動機構82及び図示しないZ
方向駆動機構より構成されている。そして光学系部材7
はX方向駆動機構81により保持部材4に設置されたガ
イドに沿ってX軸方向に約100mm以上移動でき、ま
たY軸方向駆動機構82によりプロ−ブ針37の位置を
中心としてガイド38に沿ってY軸方向に±50mm以
上移動する他に、図1に示す実施例と同様に筐体32の
隅部のホ−ムポジションまで移動退避できる。
示しない駆動モ−タ、及びボ−ルネジ機構よりなるX方
向駆動機構81、Y方向駆動機構82及び図示しないZ
方向駆動機構より構成されている。そして光学系部材7
はX方向駆動機構81により保持部材4に設置されたガ
イドに沿ってX軸方向に約100mm以上移動でき、ま
たY軸方向駆動機構82によりプロ−ブ針37の位置を
中心としてガイド38に沿ってY軸方向に±50mm以
上移動する他に、図1に示す実施例と同様に筐体32の
隅部のホ−ムポジションまで移動退避できる。
【0044】前記メモリ部74は光学系部材7の高解像
度用光学系部材71及び低解像度用光学系部材72を介
してカメラ43に伝送されるICチップの電極パッド及
びプローブ針37についての位置データ、即ちプローブ
針37の全体の配列パターン画像、プローブ針37の拡
大画像、ICチップの全体画像及びICチップの電極パ
ッドの拡大画像を画像データとして記憶するためのもの
である。
度用光学系部材71及び低解像度用光学系部材72を介
してカメラ43に伝送されるICチップの電極パッド及
びプローブ針37についての位置データ、即ちプローブ
針37の全体の配列パターン画像、プローブ針37の拡
大画像、ICチップの全体画像及びICチップの電極パ
ッドの拡大画像を画像データとして記憶するためのもの
である。
【0045】前記制御部75は、前記メモリ部74に記
憶されたICチップの電極パッド及びプローブ針37の
位置データに基づいて、ウエハ保持台2の駆動機構76
に制御信号を与えてプローブ針37に対するICチップ
の電極パッドの相対位置を制御する機能を有する。
憶されたICチップの電極パッド及びプローブ針37の
位置データに基づいて、ウエハ保持台2の駆動機構76
に制御信号を与えてプローブ針37に対するICチップ
の電極パッドの相対位置を制御する機能を有する。
【0046】次に上述実施例の作用について述べる。先
ず、駆動手段8により光学系部材7の低解像度用光学系
部材72の全反射ミラーM6をプローブ針37の下方に
位置させると共に、シャッタS3及びS4を夫々開状態
及び閉状態にし、更に光源部73のランプLをONにす
ることによってプローブ針37全体の配列パターン画像
が全反射ミラーM6→シャッタS3→全反射ミラーM8
→ビームスプリッタB2→レンズL5→全反射ミラーM
9→ビームスプリッタB3→レンズL6→ビームスプリ
ッタB4→レンズL7の経路で伝送されてカメラ43に
より検出される。そしてこれらのプロ−ブ針37のうち
の特定ピンを認識し、これらの特定ピンの位置を正確に
検出するために次の通り高解像度用光学系部材71を使
用する。
ず、駆動手段8により光学系部材7の低解像度用光学系
部材72の全反射ミラーM6をプローブ針37の下方に
位置させると共に、シャッタS3及びS4を夫々開状態
及び閉状態にし、更に光源部73のランプLをONにす
ることによってプローブ針37全体の配列パターン画像
が全反射ミラーM6→シャッタS3→全反射ミラーM8
→ビームスプリッタB2→レンズL5→全反射ミラーM
9→ビームスプリッタB3→レンズL6→ビームスプリ
ッタB4→レンズL7の経路で伝送されてカメラ43に
より検出される。そしてこれらのプロ−ブ針37のうち
の特定ピンを認識し、これらの特定ピンの位置を正確に
検出するために次の通り高解像度用光学系部材71を使
用する。
【0047】駆動手段8により光学系部材7の高解像度
用光学系部材71のレンズL1をプローブ針37の下方
に位置させると共に、シャッタS1及びS2を夫々開状
態及び閉状態にし、レンズL1の焦点を特定のプローブ
針37の針先に合わせることによって、プローブ針37
の拡大画像がレンズL1→全反射ミラーM3→レンズL
2→シャッタS1→全反射ミラーM4→ビームスプリッ
タB1→レンズL4→ビームスプリッタB3→レンズL
6→ビームスプリッタB4→レンズL7の経路で伝送さ
れてカメラ43に検出されて、プロ−ブ針のうちの特定
ピンの画像データとしてメモリ部74内に記憶される。
用光学系部材71のレンズL1をプローブ針37の下方
に位置させると共に、シャッタS1及びS2を夫々開状
態及び閉状態にし、レンズL1の焦点を特定のプローブ
針37の針先に合わせることによって、プローブ針37
の拡大画像がレンズL1→全反射ミラーM3→レンズL
2→シャッタS1→全反射ミラーM4→ビームスプリッ
タB1→レンズL4→ビームスプリッタB3→レンズL
6→ビームスプリッタB4→レンズL7の経路で伝送さ
れてカメラ43に検出されて、プロ−ブ針のうちの特定
ピンの画像データとしてメモリ部74内に記憶される。
【0048】次いでプローブ針37側のシャッタS3を
閉じ、ウエハ側のシャッタS4を開くことによって、ウ
エハW表面の画像(ICチップ全体の画像即ち電極パッ
ドの配列パターンの画像)が全反射ミラーM7→シャッ
タS4→ビームスプリッタB2→レンズL5→全反射ミ
ラーM9→ビームスプリッタB3→レンズL6→ビーム
スプリッタB4→レンズ7の経路で伝送されてカメラ4
3により検出された低解像度のウエハWの表面を検出す
ることにより、特定ピンに対応する特定パッドを認識す
る。この特定パッドの位置を正確に検出するために次の
通り高解像度用光学系部材71を使用する。
閉じ、ウエハ側のシャッタS4を開くことによって、ウ
エハW表面の画像(ICチップ全体の画像即ち電極パッ
ドの配列パターンの画像)が全反射ミラーM7→シャッ
タS4→ビームスプリッタB2→レンズL5→全反射ミ
ラーM9→ビームスプリッタB3→レンズL6→ビーム
スプリッタB4→レンズ7の経路で伝送されてカメラ4
3により検出された低解像度のウエハWの表面を検出す
ることにより、特定ピンに対応する特定パッドを認識す
る。この特定パッドの位置を正確に検出するために次の
通り高解像度用光学系部材71を使用する。
【0049】光学系部材7の高解像度用光学系部材71
のレンズL3をプローブ針37に対応させるウエハWの
上方に位置させると共に、プローブ針37側のシャッタ
S1を閉じ及びウエハW側のシャッタS2を開き、更に
レンズL3の焦点をウエハW表面に合わせることによっ
てウエハWの特定の電極パッドの拡大画像がレンズL3
→全反射ミラーM5→シャッタS2→ビームスプリッタ
B1→レンズL4→ビームスプリッタB3→レンズL6
→ビームスプリッタB4→レンズ7の経路で伝送されて
カメラ43を介してCRTディスプレイ44上に表示さ
れると共に画像データとしてメモリ部74内に記憶され
る。
のレンズL3をプローブ針37に対応させるウエハWの
上方に位置させると共に、プローブ針37側のシャッタ
S1を閉じ及びウエハW側のシャッタS2を開き、更に
レンズL3の焦点をウエハW表面に合わせることによっ
てウエハWの特定の電極パッドの拡大画像がレンズL3
→全反射ミラーM5→シャッタS2→ビームスプリッタ
B1→レンズL4→ビームスプリッタB3→レンズL6
→ビームスプリッタB4→レンズ7の経路で伝送されて
カメラ43を介してCRTディスプレイ44上に表示さ
れると共に画像データとしてメモリ部74内に記憶され
る。
【0050】そして、このウエハWの電極パッドの配列
パターン画像データと先述のプローブ針37全体の配列
パターン画像データとに基づいて、プローブ針37の配
列方向と電極パッドの配列方向とが対応するように、制
御部75によりウエハ保持台2の駆動機構76に制御信
号を与えてウエハ保持台2をθ回転駆動させる。
パターン画像データと先述のプローブ針37全体の配列
パターン画像データとに基づいて、プローブ針37の配
列方向と電極パッドの配列方向とが対応するように、制
御部75によりウエハ保持台2の駆動機構76に制御信
号を与えてウエハ保持台2をθ回転駆動させる。
【0051】そして、このウエハWの電極パッドの画像
データと先述のプローブ針37の針先の画像データとに
基づいて、プローブ針37の針先位置と電極パッドの位
置とが対応するように制御部75によりウエハ保持台2
の駆動機構76に制御信号を与えてウエハ保持台2をX
方向及びY方向に駆動させる。
データと先述のプローブ針37の針先の画像データとに
基づいて、プローブ針37の針先位置と電極パッドの位
置とが対応するように制御部75によりウエハ保持台2
の駆動機構76に制御信号を与えてウエハ保持台2をX
方向及びY方向に駆動させる。
【0052】ここでプローブ針37の針先やウエハW表
面に対する光学系部材7の焦点合わせについては、カメ
ラ43で捉えたプロ−ブ針37の針先画像の明るさを検
出して光学系部材7の高さを自動設定し、更にカメラ4
3で捉えたウエハW面上のパタ−ン像の明るさを検出し
てウエハ保持台2の駆動機構をZ方向に位置制御する。
あるいは光学系部材7の高さ設定については、焦点が合
う高さ位置を予め把握しておいて、その位置で停止する
ような機械的検出手段を用いてもよい。
面に対する光学系部材7の焦点合わせについては、カメ
ラ43で捉えたプロ−ブ針37の針先画像の明るさを検
出して光学系部材7の高さを自動設定し、更にカメラ4
3で捉えたウエハW面上のパタ−ン像の明るさを検出し
てウエハ保持台2の駆動機構をZ方向に位置制御する。
あるいは光学系部材7の高さ設定については、焦点が合
う高さ位置を予め把握しておいて、その位置で停止する
ような機械的検出手段を用いてもよい。
【0053】機械的検出手段を用いる場合には例えば光
学系部材7に導電プレートを取り付け、Z駆動機構83
により光学系部材7を上昇させてプローブ針37の針先
が導電プレートに接触されたことを認識し、光学系部材
7の上昇を停止させるように構成すればよい。この場合
導電プレートの取り付け位置は、導電プレートがプロー
ブ針37に接触したときにプローブ針37の針先の焦点
が合う位置に設定される。導電プレートと針先との接触
を認識する方法としては、コンタクトチェックのデータ
をテスタ側で検出するコンタクトチェック方式や、プロ
ーブカードの特定ピンをオープンにしておいて接触時に
グランドに落として検出するニードルセンサ方式、ある
いはプローブカードの特定ピンに高周波信号を印加して
接触時にこの信号が大幅に増幅されたことを検出するタ
ッチセンサ方式などを用いることができる。またウエハ
表面に対する焦点合わせについても、例えば容量ギャッ
プセンサなどを用い、このセンサからの信号により駆動
手段8の図示しないZ方向駆動機構又はウエハ保持台2
のX、Y、Z、θ駆動機構76を制御して光学系部材7
の焦点が合うように設定すればよい。
学系部材7に導電プレートを取り付け、Z駆動機構83
により光学系部材7を上昇させてプローブ針37の針先
が導電プレートに接触されたことを認識し、光学系部材
7の上昇を停止させるように構成すればよい。この場合
導電プレートの取り付け位置は、導電プレートがプロー
ブ針37に接触したときにプローブ針37の針先の焦点
が合う位置に設定される。導電プレートと針先との接触
を認識する方法としては、コンタクトチェックのデータ
をテスタ側で検出するコンタクトチェック方式や、プロ
ーブカードの特定ピンをオープンにしておいて接触時に
グランドに落として検出するニードルセンサ方式、ある
いはプローブカードの特定ピンに高周波信号を印加して
接触時にこの信号が大幅に増幅されたことを検出するタ
ッチセンサ方式などを用いることができる。またウエハ
表面に対する焦点合わせについても、例えば容量ギャッ
プセンサなどを用い、このセンサからの信号により駆動
手段8の図示しないZ方向駆動機構又はウエハ保持台2
のX、Y、Z、θ駆動機構76を制御して光学系部材7
の焦点が合うように設定すればよい。
【0054】そして本実施例においては、高解像度用光
学系部材71のレンズL1、ミラ−M3とレンズL3、
ミラ−M5との光軸は一般的にはズレており、また低解
像度用光学系部材72の全反射ミラーM6とM7との光
軸がズレている場合には、予めその光軸のズレ量を検出
しておいてメモリ部74内に記憶させ、これら光軸のズ
レ量を考慮して制御部75によりウエハ保持台2の駆動
機構76を駆動させ、プローブ針37と電極パッドとの
X、Y方向の位置合わせを行わなければならない。更に
高解像度用光学系部材71及び低解像度用光学系部材7
2の各々について針先側とウエハ側との結像方向にズレ
がある場合には、そのズレ分についても予めメモリ部7
4内に記憶させておき、θ方向の位置合わせのときに結
像方向のズレ分を補正しなければならない。
学系部材71のレンズL1、ミラ−M3とレンズL3、
ミラ−M5との光軸は一般的にはズレており、また低解
像度用光学系部材72の全反射ミラーM6とM7との光
軸がズレている場合には、予めその光軸のズレ量を検出
しておいてメモリ部74内に記憶させ、これら光軸のズ
レ量を考慮して制御部75によりウエハ保持台2の駆動
機構76を駆動させ、プローブ針37と電極パッドとの
X、Y方向の位置合わせを行わなければならない。更に
高解像度用光学系部材71及び低解像度用光学系部材7
2の各々について針先側とウエハ側との結像方向にズレ
がある場合には、そのズレ分についても予めメモリ部7
4内に記憶させておき、θ方向の位置合わせのときに結
像方向のズレ分を補正しなければならない。
【0055】この時のCRTディスプレイ44上に表示
される電極パッドとプロ−ブ針との位置合わせ画像は図
11(a)、(b)に示す通りである。図11(a)及
び図11(b)は夫々低解像度用光学系部材72よりの
画像及び高解像度用光学系部材71よりの画像を示す図
であり、また図11(a)及び(b)中P1〜P4は特
定パットであり、37(1)〜37(4)は特定ピンで
ある。なお特定ピンの位置はメモリデ−タであるため単
にクロスマ−クである。
される電極パッドとプロ−ブ針との位置合わせ画像は図
11(a)、(b)に示す通りである。図11(a)及
び図11(b)は夫々低解像度用光学系部材72よりの
画像及び高解像度用光学系部材71よりの画像を示す図
であり、また図11(a)及び(b)中P1〜P4は特
定パットであり、37(1)〜37(4)は特定ピンで
ある。なお特定ピンの位置はメモリデ−タであるため単
にクロスマ−クである。
【0056】また上述の光軸のズレ量や結像方向のズレ
量については、例えばプローブカード36及びウエハ保
持台2上の対応する位置に印された基準マークの画像
を、画像表示手段74に取り込むことによって求めるこ
とができる。
量については、例えばプローブカード36及びウエハ保
持台2上の対応する位置に印された基準マークの画像
を、画像表示手段74に取り込むことによって求めるこ
とができる。
【0057】本実施例によればカメラ43に表示された
プローブ針37及び電極パッドの位置データをメモリ部
74に記憶させ、この記憶されたデータに基づいて制御
部75を介してプローブ針37と電極パッドとの相互位
置合わせを行なうようにしているので、精度の高い位置
合わせを自動で行なうことができる。
プローブ針37及び電極パッドの位置データをメモリ部
74に記憶させ、この記憶されたデータに基づいて制御
部75を介してプローブ針37と電極パッドとの相互位
置合わせを行なうようにしているので、精度の高い位置
合わせを自動で行なうことができる。
【0058】なお、本実施例の低解像度用光学系部材7
2には対物レンズを設けていないが、低解像度用光学系
部材72に対物レンズを設けた場合の焦点合わせは上述
の手段を用いて行なうことができる。
2には対物レンズを設けていないが、低解像度用光学系
部材72に対物レンズを設けた場合の焦点合わせは上述
の手段を用いて行なうことができる。
【0059】また、本実施例において、低解像度用光学
系部材72のシャッタS1及びシャッタS2をともに開
状態にしてプローブ針37全体の配列パターン画像及び
ウエハWの表面の画像をカメラ43をとうして、CRT
ディスプレイ上に表示し、また高解像度用光学系部材7
1のシャッタS3及びシャッタS4をともに開にしてプ
ローブ針37の針先の画像及びウエハWの電極パッドの
画像をカメラ43を介してCRTディスプレイ44上に
表示し、これらの画像を見ながらオペレータがウエハ保
持台2を操作してプローブ針37と電極パッドとの相互
位置合わせを行なうようにしてもよい。
系部材72のシャッタS1及びシャッタS2をともに開
状態にしてプローブ針37全体の配列パターン画像及び
ウエハWの表面の画像をカメラ43をとうして、CRT
ディスプレイ上に表示し、また高解像度用光学系部材7
1のシャッタS3及びシャッタS4をともに開にしてプ
ローブ針37の針先の画像及びウエハWの電極パッドの
画像をカメラ43を介してCRTディスプレイ44上に
表示し、これらの画像を見ながらオペレータがウエハ保
持台2を操作してプローブ針37と電極パッドとの相互
位置合わせを行なうようにしてもよい。
【0060】但しこの場合には高解像度用光学系71の
レンズL1とL3の光軸のズレが物理的に正確に補正調
整されていなければならない。
レンズL1とL3の光軸のズレが物理的に正確に補正調
整されていなければならない。
【0061】なお、接触手段としては、プローブ針に限
定されるものではなく、例えば導電性ゴムよりなる接触
子などであってもよいし、また被検査体としてはLCD
基板などであってもよい。
定されるものではなく、例えば導電性ゴムよりなる接触
子などであってもよいし、また被検査体としてはLCD
基板などであってもよい。
【0062】
【発明の効果】本発明によれば、被検査体保持台と接触
手段との間に位置する光学系部材により被検査体の電極
パッドと接触手段との各画像を得ているため、被検査体
を測定領域に位置させながら被検査体の位置合わせを行
うことができ、従って別途位置合わせ専用の領域を確保
しなくてよいので、従来に比べて装置を大幅に小型化す
ることができる。また被検査体の駆動ステ−ジのXYス
トロ−クが短くなるので、機構的精度が大幅に向上す
る。
手段との間に位置する光学系部材により被検査体の電極
パッドと接触手段との各画像を得ているため、被検査体
を測定領域に位置させながら被検査体の位置合わせを行
うことができ、従って別途位置合わせ専用の領域を確保
しなくてよいので、従来に比べて装置を大幅に小型化す
ることができる。また被検査体の駆動ステ−ジのXYス
トロ−クが短くなるので、機構的精度が大幅に向上す
る。
【0063】請求項3の発明によれば、接触面形成体の
表面に接触手段を接触させて位置合わせを行うため、接
触手段が電極パッドに接触したと同様の状態を見ること
ができるので、より精度の高い位置合わせを行うことが
できる。
表面に接触手段を接触させて位置合わせを行うため、接
触手段が電極パッドに接触したと同様の状態を見ること
ができるので、より精度の高い位置合わせを行うことが
できる。
【0064】請求項4の発明によれば光学系部材を被検
査体の被検査面に対して平行及び直交する方向に駆動さ
せる駆動手段によって接触手段の全面にわたり平面位置
に対応させると共に、焦点合わせを行なうことができる
ので、大型被検査体又は同測テスト用被検査体に対応す
る大面積の接触手段の先端を正確に、且つ高精度に検出
できる。更に上記の大型接触手段の先端と対向する電極
パッドを高精度に位置合わせをすることができる。同測
テストとは同時に複数の検査体を検査することを指し、
此の場合その検査メッリットが非常に大きい。
査体の被検査面に対して平行及び直交する方向に駆動さ
せる駆動手段によって接触手段の全面にわたり平面位置
に対応させると共に、焦点合わせを行なうことができる
ので、大型被検査体又は同測テスト用被検査体に対応す
る大面積の接触手段の先端を正確に、且つ高精度に検出
できる。更に上記の大型接触手段の先端と対向する電極
パッドを高精度に位置合わせをすることができる。同測
テストとは同時に複数の検査体を検査することを指し、
此の場合その検査メッリットが非常に大きい。
【0065】請求項1または5の発明によれば、低解像
度用光学系部材及び高解像度用光学系部材を用いて、接
触手段及び被検査体の電極パッドの広い領域と狭い領域
とを捉えることができるので、適切な検出シ−ケンスに
従い、高速に、正確に又精度の高い位置合わせを行なう
ことができる。
度用光学系部材及び高解像度用光学系部材を用いて、接
触手段及び被検査体の電極パッドの広い領域と狭い領域
とを捉えることができるので、適切な検出シ−ケンスに
従い、高速に、正確に又精度の高い位置合わせを行なう
ことができる。
【0066】請求項6の発明によれば、メモリ部内に記
憶された被検査体の電極パッド及び接触手段の位置デー
タに基づき、制御部を介して電極パッドと接触手段との
相互位置合わせを行なうので、光学系部材の誤差を補正
して精度の高い位置合わせを自動で行うことができる。
憶された被検査体の電極パッド及び接触手段の位置デー
タに基づき、制御部を介して電極パッドと接触手段との
相互位置合わせを行なうので、光学系部材の誤差を補正
して精度の高い位置合わせを自動で行うことができる。
【0067】請求項7の発明によれば、メモリされてい
る接触手段の先端位置デ−タをもとにして適切な画像処
理に従い大型の被検査体に対しても、オペレ−タはCR
T画面上で容易に位置合わせ操作をすることができる。
る接触手段の先端位置デ−タをもとにして適切な画像処
理に従い大型の被検査体に対しても、オペレ−タはCR
T画面上で容易に位置合わせ操作をすることができる。
【図1】本発明の実施例を示す縦断側面図である。
【図2】本発明の実施例の外観を示す外観斜視図であ
る。
る。
【図3】本発明の実施例の要部を示す平面図である。
【図4】電極パッドとプローブ針との画像を示す説明図
である。
である。
【図5】本発明の他の実施例の要部を示す縦断側面図で
ある。
ある。
【図6】本発明の更に他の実施例の縦断側面図である。
【図7】本発明の更にまた他の実施例の光学系部材及び
この光学系部材に関連する装置構成を説明するための説
明図である。
この光学系部材に関連する装置構成を説明するための説
明図である。
【図8】図7の光学系部材の高解像度用光学系部材の側
面図である。
面図である。
【図9】図7の光学系部材の低解像度用光学系部材の側
面図である。
面図である。
【図10】光学系部材の一例の駆動手段を示す斜視図で
ある。
ある。
【図11】CRTディスプレイ上に表示される電極パッ
ドとプロ−ブ針との位置合わせ画像を示す説明図であ
る。
ドとプロ−ブ針との位置合わせ画像を示す説明図であ
る。
【図12】従来のプローブ装置を示す縦断側面図であ
る。
る。
【図13】従来のプローブ装置を概略的に示す平面図で
ある。
ある。
2 ウエハ保持台 32 筐体 33 テストヘッド 36 プローブカード 37 プローブ針 4 保持部材 43 カメラ 7 光学系部材 71 高解像度用光学系部材 72 低解像度用光学系部材 74 メモリ部 75 制御部 8 駆動手段 M1 ハーフミラー M2 全反射ミラー W 半導体ウエハ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H01L 21/66 G01R 1/073 G01R 31/26
Claims (7)
- 【請求項1】被検査体保持台上に保持された被検査体の
電極パッドに接触手段を接触させ、この接触手段を介し
てテスタにより被検査体の電気的測定を行うプローブ装
置において、 前記被検査体保持台及び接触手段の間に進退自在に設け
られ、且つ被検査体の電極パッドの画像と接触手段の画
像とを伝送する光学系部材と、 この光学系部材により伝送された画像を表示する画像表
示手段と、を備え、前記光学系部材は、ハ−フミラ−と反射ミラ−とを含
み、電極パッドの画像及び接触手段の画像の一方が前記
ハ−フミラ−の一面により反射して前記画像表示手段に
伝送されると共に、電極パッドの画像及び接触手段の画
像の他方が前記ハ−フミラ−の他面により前記反射ミラ
−側に反射し、更にこの反射ミラ−で反射され前記ハ−
フミラを透過して前記画像表示手段に伝送されるように
構成された ことを特徴とするプロ−ブ装置。 - 【請求項2】 被検査体保持台上に保持された被検査体
の電極パッドに接触手段を接触させ、この接触手段を介
してテスタにより被検査体の電気的測定を行うプローブ
装置において、 前記被検査体保持台及び接触手段の間に進退自在に設け
られ、且つ被検査体の電極パッドの画像と接触手段の画
像とを伝送する光学系部材と、 この光学系部材により伝送された画像を表示する画像表
示手段と、を備え、 前記光学系部材は、高解像度用光学系部材と低解像度用
光学系部材とを備えていることを特徴とする プローブ装
置。 - 【請求項3】 被検査体保持台上に保持された被検査体
の電極パッドに接触手段を接触させ、この接触手段を介
してテスタにより被検査体の電気的測定を行うプローブ
装置において、 前記被検査体保持台及び接触手段の間に進退自在に設け
られ、被検査体の電極パッドの画像と接触手段の画像と
を伝送するための光学系部材と、この光学系部材により
伝送された画像を表示する画像表示手段と、 上面側に接触用の面を有する透明な接触面形成体と、 この接触面形成体を接触手段に対して相対的に昇降させ
る昇降機構と、 を設け、 前記接触手段を接触面形成体の接触用の面に接触させた
状態で、光学系部材により接触手段の画像を伝送するこ
とを特徴とするプローブ装置。 - 【請求項4】 被検査体保持台に保持された被検査体の
被検査面に対して光学系部材を前記被検査面に平行及び
直交する方向に駆動させる駆動手段を設けたことを特徴
とする請求項1、2または3記載のプローブ装置。 - 【請求項5】 光学系部材は、高解像度用光学系部材と
低解像度用光学系部材とを備えていることを特徴とする
請求項1、3または4記載のプローブ装置。 - 【請求項6】 光学系部材により検出された被検査体の
電極パッド及び接触手段の位置データを記憶するための
メモリ部と、 このメモリ部に記憶されたデータに基づいて、被検査体
の電極パッドと接触手段との相互位置合わせを行うため
に、被検査体の位置及び平面上の角度を制御する制御部
と、 を設けたことを特徴とする請求項1ないし5のいずれか
に記載のプローブ装置。 - 【請求項7】 請求項6記載のメモリ部に記憶された接
触手段先端の位置を示す像と、光学系部材により検出さ
れた被検査体の電極パッドの像を画像表示手段上に重畳
して表示するように構成したことを特徴とする請求項6
記載のプロ−ブ装置。
Priority Applications (4)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP29078792A JP3173676B2 (ja) | 1992-03-23 | 1992-10-05 | プローブ装置 |
US08/034,779 US5416592A (en) | 1992-03-23 | 1993-03-19 | Probe apparatus for measuring electrical characteristics of objects |
KR1019930004495A KR930020629A (ko) | 1992-03-23 | 1993-03-23 | 프로우브 장치 |
TW082103144A TW247967B (ja) | 1992-03-23 | 1993-04-23 |
Applications Claiming Priority (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP9590892 | 1992-03-23 | ||
JP4-95908 | 1992-03-23 | ||
JP29078792A JP3173676B2 (ja) | 1992-03-23 | 1992-10-05 | プローブ装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH05326675A JPH05326675A (ja) | 1993-12-10 |
JP3173676B2 true JP3173676B2 (ja) | 2001-06-04 |
Family
ID=14150396
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP29078792A Expired - Lifetime JP3173676B2 (ja) | 1992-03-23 | 1992-10-05 | プローブ装置 |
Country Status (3)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP3173676B2 (ja) |
KR (1) | KR930020629A (ja) |
TW (1) | TW247967B (ja) |
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JP4713763B2 (ja) * | 2000-05-18 | 2011-06-29 | 株式会社アドバンテスト | プローブの位置ずれ検出方法・プローブの位置決定方法・プローブの位置ずれ検出装置・プローブの位置決定装置 |
WO2007032077A1 (ja) * | 2005-09-15 | 2007-03-22 | Advantest Corporation | Tcpハンドリング装置 |
JP4606319B2 (ja) * | 2005-12-19 | 2011-01-05 | 日東電工株式会社 | 復旧支援装置 |
JP2011075450A (ja) * | 2009-09-30 | 2011-04-14 | Hitachi High-Tech Instruments Co Ltd | 特性検査装置及びテーピング装置 |
TWI456213B (zh) * | 2013-01-18 | 2014-10-11 | Hon Tech Inc | 電子元件作業單元、作業方法及其應用之作業設備 |
JP6999321B2 (ja) * | 2017-07-31 | 2022-01-18 | 東京エレクトロン株式会社 | 検査装置、検査方法及び記憶媒体 |
TWI674413B (zh) * | 2018-10-31 | 2019-10-11 | 致茂電子股份有限公司 | 探針對準設備 |
JP7218909B2 (ja) * | 2019-05-09 | 2023-02-07 | 株式会社昭和真空 | プローブピン位置合せ装置及びプローブピン位置合せ装置を使用した電子デバイスの製造方法 |
US11262401B2 (en) * | 2020-04-22 | 2022-03-01 | Mpi Corporation | Wafer probe station |
US11821912B2 (en) * | 2020-05-29 | 2023-11-21 | Formfactor, Inc. | Methods of producing augmented probe system images and associated probe systems |
JP7477393B2 (ja) * | 2020-08-03 | 2024-05-01 | 株式会社日本マイクロニクス | 検査用接続装置 |
JP2023097019A (ja) * | 2021-12-27 | 2023-07-07 | 東京エレクトロン株式会社 | 検査装置及び検査方法 |
-
1992
- 1992-10-05 JP JP29078792A patent/JP3173676B2/ja not_active Expired - Lifetime
-
1993
- 1993-03-23 KR KR1019930004495A patent/KR930020629A/ko not_active Application Discontinuation
- 1993-04-23 TW TW082103144A patent/TW247967B/zh active
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPH05326675A (ja) | 1993-12-10 |
TW247967B (ja) | 1995-05-21 |
KR930020629A (ko) | 1993-10-20 |
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