JP3202577B2

JP3202577B2 - プローブ方法

Info

Publication number: JP3202577B2
Application number: JP02458696A
Authority: JP
Inventors: 伸二赤池; 芳人丸茂
Original assignee: Tokyo Electron Ltd
Current assignee: Tokyo Electron Ltd
Priority date: 1996-01-18
Filing date: 1996-01-18
Publication date: 2001-08-27
Anticipated expiration: 2016-01-18
Also published as: JPH09199553A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、例えばプローブ装
置を用いて半導体ウエハ等の被検査体の電極と接触子と
を電気的に接触させて被検査体の電気的特性を検査する
際に、被検査体の電極と接触子とを位置合わせするプロ
ーブ方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に、プローブ装置は、例えば、半導
体ウエハを搬送するローダ部と、ローダ部から引き渡さ
れた半導体ウエハの電気的特性検査を行うプローバ部と
を備えて構成されている。上記ローダ部には、半導体ウ
エハをカセット単位で載置するカセット載置部と、半導
体ウエハをローダ部へ搬送する搬送機構と、搬送機構を
介して半導体ウエハを搬送する過程でそのオリフラを基
準にして半導体ウエハの向きを合わせる（プリアライメ
ントする）サブチャックとが配設されている。また、プ
ローブ部には、搬送機構からプリアライメント後の半導
体ウエハを受け取って載置するメインチャックと、メイ
ンチャック上の半導体ウエハを正確に位置合わせするア
ライメント機構と、位置合わせ後の半導体ウエハの電極
パッドと電気的に接触するプローブ針を有するプローブ
カードとが配設されている。

【０００３】また、プローバ部にはテストヘッドが旋回
可能に配設され、このテストヘッドがプローブカードと
電気的に接続し、テストヘッド及びプローブ針を介して
テスタからの信号を半導体ウエハの電極パッドへ送信
し、半導体ウエハに形成されたＩＣチップの検査を行う
ようにしてある。

【０００４】ところで、半導体ウエハの多数のＩＣチッ
プの検査を正確に行うには半導体ウエハの電極パッドと
プローブ針とを確実に接触させる位置合わせ操作が必要
である。そのため従来は例えば基準となる１個の電極パ
ッドの中心にこれに対応する１本のプローブ針の中心を
位置合わせすることによって電極パッドＰとプローブ針
と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】しかしながら、上述し
た従来のプローブ方法の場合には、基準となる電極パッ
ドとこれに対応するプローブ針の位置合わせを１箇所で
行うようにしていたため、例えば図１０の（ａ）に示す
ように基準の電極パッドＰ₁から最も遠く離れた電極パ
ッドＰ₃ではこれと対応するプローブ針Ｎ₃が同図で示す
ように電極パッドＰ₃の端に片寄り、その中心から大き
く位置ズレするという課題があった。このような位置ズ
レは、複数のプローブ針Ｎを設計通りにプローブカード
に取り付けることが至難の技であり、取り付けに精度を
期してもプローブ針Ｎの先端が本来の位置から多少位置
ズレ（通常数μ程度）することは避け難いことなどに起
因している。このように位置ズレした状態で半導体ウエ
ハの検査を行うと、検査中に経時的に針が弱って最も位
置ズレしたプローブ針の針先が電極パッドから外れる虞
がある。

【０００６】そこで、図１０の（ａ）で示すように電極
パッドＰ₃でのプローブ針Ｎ₃の位置ズレが大きい時に
は、上述のような位置ズレを軽減するために、上述の位
置合わせを行った後、引き続き例えば同図の（ｂ）で示
すように電極パッドＰ₁の下側の電極パッドＰ₂を基準電
極パッドとし、これと対応するプローブ針Ｎ₂を上述の
ようにして電極パッドＰ₂の中心に位置合わせするよう
にしていた。そして、この場合にも電極パッドＰ₂から
最も遠くはなれた電極パッドＰ₄等においてプローブ針
Ｎ₄が大きく位置ズレしておれば、他の電極パッドＰ₃、
Ｐ₄を基準パッドとし、同様の位置合わせを順次行って
いた。このような操作で位置ズレをうまく調整できない
時には、いずれのプローブ針Ｎもそれぞれに対応する電
極パッドＰの中心近傍に寄るようにオペレータの勘と経
験により調整せざるを得なかった。そのため、電極パッ
ドＰとプローブ針Ｎとの位置合わせを行う時にはオペレ
ータに多大な労力を課するという課題があった。

【０００７】本発明は、上記課題を解決するためになさ
れたもので、複数の電極とそれぞれの電極に対応するプ
ローブ針等の接触子とを位置合わせする際に、熟練や労
力を要することなく全ての接触子の先端をこれらに対応
する電極の中心寄りに位置合わせし、各接触子と各電極
とを確実に接触させることができるプローブ方法を提供
することを目的としている。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明の請求項１に記載
のプローブ方法は、載置台をＸ、Ｙ、Ｚ及びθ方向で移
動させて上記載置台上に載置された被検査体の複数の電
極とこれらの電極に対応する複数の接触子とを電気的に
接触させて上記被検査体の電気的検査を行う際に、予め
上記各電極と各接触子とを位置合わせするプローブ方法
において、上記各電極の重心を求める工程と、上記各電
極の重心に基づいて上記複数の電極の重心を求める工程
と、上記各接触子の先端部の重心を求める工程と、上記
各先端部の重心に基づいて上記複数の接触子の重心を求
める工程と、上記各工程で求められた上記複数の電極の
重心と上記複数の接触子の重心を位置合わせする工程と
を有することを特徴とするものである。

【０００９】また、本発明の請求項２に記載のプローブ
方法は、載置台をＸ、Ｙ、Ｚ及びθ方向で移動させて上
記載置台上に載置された被検査体の複数の電極とこれら
の電極に対応する複数の接触子とを電気的に接触させて
上記被検査体の電気的検査を行う際に、予め上記各電極
と各接触子とを位置合わせするプローブ方法において、
第１撮像手段により上記各接触子の先端を撮像する工程
と、第２撮像手段により上記各電極を撮像する工程とを
有し、また、上記第１撮像手段により得られた画像に基
づいて上記各接触子の先端部の重心を求める工程と、上
記各先端部の重心に基づいて上記複数の接触子の重心を
求める工程と、上記第２撮像手段により得られた画像に
基づいて上記各電極の重心を求める工程と、上記各電極
の重心に基づいて上記複数の電極の重心を求める工程
と、上記各工程で求められた複数の電極の重心と上記複
数の接触子の重心を位置合わせする工程とを有すること
を特徴とするものである。

【００１０】また、本発明の請求項３に記載のプローブ
方法は、載置台をＸ、Ｙ、Ｚ及びθ方向で移動させて上
記載置台上に載置された被検査体の複数の電極とこれら
の電極に対応する複数の接触子とを電気的に接触させて
上記被検査体の電気的検査を行う際に、予め上記各電極
と各接触子とを位置合わせするプローブ方法において、
第１撮像手段により上記各接触子の先端を撮像する工程
と、第２撮像手段により上記各電極を撮像する工程と、
第１撮像手段の光軸と第２撮像手段の光軸とを一致させ
る工程とを有し、また、上記第１撮像手段により得られ
た画像に基づいて上記各接触子の先端部の重心を求める
工程と、上記各先端部の重心に基づいて上記複数の接触
子の重心を求める工程と、上記第２撮像手段により得ら
れた画像に基づいて上記各電極の重心を求める工程と、
上記各電極の重心に基づいて上記複数の電極の重心を求
める工程と、上記各工程で求められた複数の接触子の重
心と上記複数の電極の重心を位置合わせする工程とを有
することを特徴とするものである。

【００１１】

【発明の実施の形態】以下、図１〜図９に示す実施例に
基づいて本発明を説明する。まず、本発明が適用される
プローブ装置について説明する。本実施形態に用いられ
るプローブ装置１０は、例えば、図１、図２に示すよう
に、カセットＣ内に収納された半導体ウエハＷを載置す
るカセット載置部１１及びこのカセット載置部１１の半
導体ウエハＷを搬送するピンセット１２とを備えたロー
ダ部１３と、このローダ部１３のピンセット１２を介し
て搬送された半導体ウエハＷを検査するプローバ部１４
と、このプローバ部１４及びローダ部１３を制御するコ
ントローラ１５と、このコントローラ１５を操作する操
作パネルを兼ねる表示装置１６とを備えて構成されてい
る。

【００１２】また、上記ローダ部１３にはオリフラを基
準にして半導体ウエハＷをプリアライメントするサブチ
ャック１７が配設されている。従って、ピンセット１２
はカセットＣから半導体ウエハＷを搬送し、サブチャッ
ク１７上で半導体ウエハＷをプリアライメントした後、
プローバ部１４へ半導体ウエハＷを搬送するようになっ
ている。

【００１３】また、プローバ部１４には、半導体ウエハ
Ｗを真空吸着して載置するＸ、Ｙ、Ｚ及びθ方向で移動
可能なメインチャック１８と、このメインチャック１８
上に載置された半導体ウエハＷを位置合わせするアライ
メント機構１９と、アライメント機構１９により位置合
わせされた半導体ウエハＷの電気的検査を行うための複
数のプローブ針２０Ａを有するプローブカード２０とが
配設されている。プローブカード２０はプローバ部１４
の天井の略中央に装着、固定されている。また、プロー
バ部１４にはテストヘッド２１が旋回可能に配設され、
プローバ部１４上に旋回したテストヘッド２１を介して
プローブカード２０とテスタ（図示せず）間を電気的に
接続し、テスタからの所定の信号をテストヘッド２１及
びプローブ針２０Ａを介してメインチャック１８上の半
導体ウエハＷのＩＣチップの電極パッドに送信しそのチ
ップの電気的検査を順次行うようにしてある。

【００１４】次に、メインチャック１８は駆動機構２２
により基台２３上でＸ、Ｙ、Ｚ及びθ方向へ移動するよ
うに構成されている。この駆動機構２２は、図３に示す
ように、Ｘ方向で移動するＸテーブル２４と、Ｙ方向で
移動するＹテーブル２５と、Ｚ方向で昇降する昇降部２
６と、θ方向で回転する回転機構（図示せず）とを備え
ている。そして、Ｘテーブル２４は、Ｘ方向に延びるガ
イドレール２４Ａに従ってボールネジ２４Ｂ及びモータ
（図示せず）を介して移動し、その移動量をエンコーダ
（図示せず）により検出するようにしてある。Ｙテーブ
ル２５は、Ｙ方向に延びるガイドレール２５Ａに従って
ボールネジ２５Ｂ及びモータ２５Ｃを介して移動し、そ
の移動量をエンコーダ２５Ｄにより検出するようにして
ある。

【００１５】また、上記昇降部２６には図３に示すよう
に固定板２７が水平方向に取り付けられ、この固定板２
７上に高倍率のＣＣＤカメラからなる第１撮像手段２８
が配設され、第１撮像手段２８によりプローブ針２０Ａ
の針先を拡大して撮り、その画像を表示装置１６の表示
画面１６Ａに表示するようにしてある。また、固定板２
７上には第１撮像手段２８に隣接させた低倍率のＣＣＤ
カメラ２９が配設され、このＣＣＤカメラ２９によりプ
ローブ針２０Ａの配列を広い領域で撮り、その画像を表
示装置１６の表示画面１６Ａに表示するようにしてあ
る。更に、固定板２７上には第１撮像手段２８の光軸と
直交し、その焦点を合わせるターゲット３０が配設さ
れ、このターゲット３０は第１撮像手段２８の焦点位置
に対して進退動するようにしてある。このターゲット３
０は例えばガラス板とその表面に蒸着された直径１４０
μの金属薄膜とからなり、この金属薄膜を基準パターン
として第１撮像手段２８により画像認識し、位置のター
ゲット３０を合焦面とするようにしてある。

【００１６】更に、プローバ部１４にはアライメント機
構１９を構成するアライメントブリッジ１９Ａが配設さ
れ、このアライメントブリッジ１９Ａは例えば図１、図
２に示すようにＸ方向に延びるガイドレール１９Ｂに従
ってメインチャック１８とプローブカード２０の間の領
域で移動するようにしてある。このアライメントブリッ
ジ１９Ａには高倍率と低倍率とを切り換え可能な第２撮
像手段３１が配設され、第２撮像手段３１によりウエハ
チャック１８上の半導体ウエハＷを低倍率あるいは高倍
率で拡大して撮り、それぞれの画像を表示装置１６の表
示画面１６Ａに表示するようにしてある。また、第２撮
像手段３１の合焦面は第１撮像手段２８と同様にターゲ
ット３０の金属薄膜を画像認識することにより得られる
ようにしてある。尚、上記アライメント機構１９は、ア
ライメントブリッジ１９Ａ、第２撮像手段３１の他、第
１撮像手段２８、ターゲット３０及び第２撮像手段３１
等を含めた位置合わせ機構である。

【００１７】そして、本プローブ装置１０のコントロー
ラ１５は、例えば図４に示すように、中央処理部３２、
画像処理部３３、メモリ３４及びモータ制御部３５を備
え、プローブ装置１０の駆動機構２２等を駆動制御して
いる。中央処理部３２は、例えばメモリ３４内に登録さ
れたプログラムに従ってモータ制御部３５に制御信号を
送信して駆動機構２２のモータを制御したり、エンコー
ダからのパルス信号を受信してＸ、Ｙ、Ｚ、及びθ方向
の移動量を算出したり、メインチャック１８の位置デー
タ等を算出したり、算出結果等をのデータをメモリ３４
に登録したりするようにしてある。画像処理部３３は、
第１、第２撮像手段２８、３１の撮像信号を受信して画
像処理し、その処理画像を表示画面１６Ａに撮像画像と
して表示したり、画像メモリに画像データとして登録し
たり、既に画像メモリに登録されている画像データと撮
像画像とを比較したり、あるいは第１、第２撮像手段２
８、３１の撮像画像の焦点が合っているか否かを判定し
たりするようにしてある。

【００１８】次に、本プローブ装置１０におけるプロー
ブ針２０Ａと半導体ウエハＷの電極パッドＰとの位置合
わせを行う本発明のプローブ方法の一実施形態について
図５〜図９を参照しながら説明する。本実施形態の位置
合わせ方法は、図２に示すように、プローバ部１４のメ
インチャック１８でローダ部１３のピンセット１２から
受け取った半導体ウエハＷについて最終的に図５に示す
ように半導体ウエハＷの四隅の電極パッドＰ₁〜Ｐ₄の重
心Ｐ_cとこれらの電極パッドＰ₁〜Ｐ₄に対応する４本の
プローブ針２０Ａの重心Ｎ_cとを位置合わせする方法で
ある。このような重心同士の位置合わせは図６に示すフ
ローに従って実施することができる。

【００１９】まず、プローブカード２０の重心を求め
る。それには低倍率のＣＣＤカメラ２９が駆動機構２２
によりプローブカード２０の下方まで移動し、更にプロ
ーブ針２０Ａの針先がＣＣＤカメラ２８の合焦面と一致
する位置までＣＣＤカメラ２８が昇降して低倍率で針先
を認識した後（Ｓ１）、図７の（ａ）に示すように高倍
率の第１撮像手段２８が駆動機構２２によりプローブカ
ード２０の下方へ移動し、プローブカード２０の四隅の
うちの図８（ａ）の左上のプローブ針２０Ａの針先を高
倍率で認識して撮像し、図９の（ａ）に示すようにその
画像を表示画面１６Ａの中心の＋マークに合わる（Ｓ
２）。その時のメインチャック１８の移動量に即したエ
ンコーダのパルス信号に基づいてプローブ針２０の針先
の重心を中央処理部３２において計算し、図８の（ａ）
に示すように重心座標Ｎ₁（Ｘ_N1，Ｙ_N ₁，Ｚ_N1）として
求め（Ｓ３）、この重心座標Ｎ₁を中央処理部３２を介
してメモリ３４に登録する。次いで、第１撮像手段２８
が他の３本のプローブ針２０Ａの真下へ反時計方向で順
次移動し、それぞれのプローブ針２０Ａの重心を重心座
標Ｎ₂ （Ｘ_N2，Ｙ_N2，Ｚ_N2）、Ｎ₃（Ｘ_N3，Ｙ_N3，
Ｚ_N3）、Ｎ₄（Ｘ_N4，Ｙ_N4，Ｚ_N4）として上述した場合
と同様に順次求め、これらの重心座標Ｎ₂、Ｎ₃、Ｎ₄は
中央処理部３２を介してメモリ３４に登録する。その
後、これらの４個の重心座標に基づいて４本のプローブ
針２０Ａの重心即ちプローブカード２０の重心座標Ｎ_C
（Ｘ_NC，Ｙ_NC，Ｚ_NC）を下記式（１）〜（３）によっ
て求め（Ｓ４）、この重心座標をメモリ３４に登録す
る。これらの重心座標データは図８の（ａ）で示すよう
になる。Ｘ_NC＝（Ｘ_N1＋Ｘ_N2＋Ｘ_N3＋Ｘ_N4）／４・・・・・・・（１）Ｙ_NC＝（Ｙ_N1＋Ｙ_N2＋Ｙ_N3＋Ｙ_N4）／４・・・・・・・（２）Ｚ_NC＝（Ｚ_N1＋Ｚ_N2＋Ｚ_N3＋Ｚ_N4）／４・・・・・・・（３）

【００２０】次いで、第１、第２撮像手段２８、３１の
光軸を図７の（ｂ）に示すように一致させ、その位置を
求める。即ち、ローダ部１３からピンセット１２により
プローバ部１４内のメインチャック１８上に半導体ウエ
ハＷを載せた後（Ｓ５）、アライメントブリッジ１９Ａ
がメインチャック１８とプローブカード２０の間の領域
を移動してプローブカード２０の下方の一定の位置で停
止する（Ｓ６）。そして、ターゲット３０が第１撮像手
段２８の上方へ進出し、第１撮像手段２８の焦点をター
ゲット３０の中心に合わせて金属薄膜を認識すると共
に、第２撮像手段３１の焦点をターゲット３０の中心に
合わせて金属薄膜を認識すると、第１、第２撮像手段２
８、３１の光軸が一致する（Ｓ７）。この時の合焦面と
光軸の交点の基準座標（Ｘ₀，Ｙ₀，Ｚ₀）をメインチャ
ック１８の位置から計算し、その計算値をメモリ３４に
登録する。この時の第１撮像手段２８の移動量をエンコ
ーダを介して検出することにより上記各重心座標と基準
座標との位置関係を座標上で求めることができる。

【００２１】その後、半導体ウエハＷの中心及び直径を
第２撮像手段３１を用いて求める（Ｓ８）。即ち、ター
ゲット３０が第１撮像手段２８の合焦面から後退した
後、駆動機構２２によりウエハチャック１８が移動し、
この移動の間に第２撮像手段３１により例えば半導体ウ
エハＷの端部３点を検出し、この検出結果に基づいて半
導体ウエハＷの中心及び直径をメインチャック１８の移
動距離に基づいて中央処理部３２において計算し、その
計算値をメモリ３４に登録する。引き続き第２撮像手段
３１により低倍率で半導体ウエハＷのスクライブライン
を概観し、半導体ウエハＷのＸ、Ｙ軸をθ方向で回転さ
せてＸ、Ｙテーブル２４、２５のＸ、Ｙ軸に合わせる
（Ｓ９）。これにより半導体ウエハＷのＩＣチップＴを
インデックス送りの方向に合わせる。

【００２２】更に、駆動機構２２によりメインチャック
１８が移動すると、メインチャック１８上の半導体ウエ
ハＷを低倍率の第２撮像手段３１で画像認識し、画像処
理部３３において撮像画像を予め登録されている位置合
せ用として特徴のあるチップ画像と比較し、一致するチ
ップ画像を探し出す（Ｓ１０）。一致するチップ画像を
探し出したら高倍率に切り換えてＳ８と同様に拡大され
たチップ画像を予め登録されている特徴のあるチップ画
像と比較し、一致するチップ画像を探し出し、その画像
を針合わせ用の画像として画像処理部３３に登録する。
一致するチップ画像を探し出したらその画像から予め判
っているチップサイズの整数倍で半導体ウエハＷの真ん
中、上、下、左、右方向へ移動し、この移動の間に第２
撮像手段３１で半導体ウエハＷを撮像しながら予め登録
されている特徴のあるチップ画像と画像処理部３３で比
較し、一致するチップ画像を逐次取り込んで画像処理部
３３に登録し、その時のメインチャック１８の座標値か
ら各ＩＣチップＴの半導体ウエハＷのＸ、Ｙ方向の移動
距離とθを中央処理部３２で計算し、メモリ３４に登録
する（Ｓ１１）。

【００２３】次いで、半導体ウエハＷに形成されたＩＣ
チップＴの重心を求める（Ｓ１２）。即ち、図７の
（ｃ）に示すようにＳ１１で探し出した高倍率のチップ
の撮像画像（図９の（ｂ）参照）からＳ２で探し出した
プローブ針２０Ａに対応するＩＣチップＴ内での電極パ
ッドＰの距離は予め登録されていて既知であるため、図
８の（ｂ）に示すように中央処理部３２においてこの距
離とメインチャック１８の現在の位置座標に基づいて四
隅の各電極パッドＰ₁〜Ｐ₄の重心をそれぞれ重心座標Ｐ
₁（Ｘ_P1，Ｙ_P1，Ｚ_P1）、Ｐ₂（Ｘ_P2，Ｙ_P2，Ｚ_P2）、Ｐ
₃（Ｘ_P3，Ｙ_P3，Ｚ_P ₃）、Ｐ₄（Ｘ_P4，Ｙ_P4，Ｚ_P4）とし
て計算して求めてメモリ３４に登録した後、これらの
４個の重心座標に基づいて４個の電極パッドＰの重心即
ちＩＣチップＴの重心座標Ｐ_C（Ｘ_PC，Ｙ_PC，Ｚ_PC）を
下記式（３）〜（６）によって求め、この重心座標を
メモリ３４に登録する。これらの重心座標データは図８
の（ｂ）で示すようになる。Ｘ_PC＝（Ｘ_P1＋Ｘ_P2＋Ｘ_P3＋Ｘ_P4）／４・・・・・・・（４）Ｙ_PC＝（Ｙ_P1＋Ｙ_P2＋Ｙ_P3＋Ｙ_P4）／４・・・・・・・（５）Ｚ_PC＝（Ｚ_P1＋Ｚ_P2＋Ｚ_P3＋Ｚ_P4）／４・・・・・・・（６）

【００２４】上述のようにプローブ針２０Ａの重心（プ
ローブカード２０の重心）と４個の電極パッドＰの重心
（ＩＣチップＴの重心）を求めた後、４本のプローブ針
２０Ａの重心のＸ、Ｙ方向の各座標値（Ｘ_NC，Ｙ_NC）と
４個の電極パッドＰの重心のＸ、Ｙ方向の各座標値（Ｘ
_PC，Ｙ_PC）とが一致するように半導体ウエハＷを水平方
向で移動させる（Ｓ１３）。即ちプローブカード２０の
重心座標Ｎ_C（Ｘ_NC，Ｙ_NC，Ｚ_NC）とＩＣチップＴの重
心座標Ｐ_C（Ｘ_PC，Ｙ_PC，Ｚ_PC）に基づいて中央処理部
３２により両者間の水平距離を算出し、この算出値に基
づいた制御信号を中央処理部３２からモータ制御部３５
へ送信し、モータ制御部３５を介して駆動機構２２を駆
動制御してメインチャック１８を水平方向で移動させ、
ＩＣチップＴの重心がプローブカード２０の重心とが上
下で一致した位置で駆動機構２２を停止させる。

【００２５】更に、中央処理部３２でプローブカード２
０の重心のＺ方向の座標値Ｚ_NCとＩＣチップＴの重心の
Ｚ方向の座標値Ｚ_PCから４本のプローブ針２０Ａが４個
の電極パッドＰに接触する高さを算出し（Ｓ１４）、こ
の算出値に基づいた制御信号を中央処理部３２からモー
タ制御部３５へ送信し、モータ制御部３５を介して駆動
機構２２を駆動制御してメインチャック１８を上方へ移
動させ、ＩＣチップＴの各電極パッドＰがそれぞれの対
応するプローブ針２０Ａに接触させる（Ｓ１５）。この
時、僅かな距離だけメインチャック１８にオーバードラ
イブを掛けて電極パッドＰとプローブ針２０Ａとを確実
に電気的に接触させる。

【００２６】以上説明したように本実施形態によれば、
ＩＣチップＴの四隅の電極パッドＰのそれぞれの重心を
重心座標Ｐ₁、Ｐ₂、Ｐ₃、Ｐ₄として求める工程と、これ
らの重心座標Ｐ₁、Ｐ₂、Ｐ₃、Ｐ₄に基づいて４個の電極
パッドＰの重心をＩＣチップＴの重心座標Ｐ_Cとして求
める工程と、各電極パッドＰに対応する各プローブ針２
０Ａの電極パッドＰとの針先の重心を重心座標Ｎ₁、
Ｎ₂、Ｎ₃、Ｎ₄として求める工程と、これらのプローブ
針２０Ａの重心座標Ｎ₁、Ｎ₂、Ｎ₃、Ｎ₄に基づいて４本
のプローブ針２０Ａの重心をプローブカード２０の重心
座標Ｎ_Cとして求める工程と、これらの工程で求められ
たＩＣチップＴの重心座標Ｐ_Cとプローブカード２０の
重心座標Ｎ_Cを位置合わせする工程を有するため、複数
のプローブ針２０Ａとそれぞれに対応する電極パッド
Ｐとを位置合わせする際に、プローブ針２０Ａの針先が
それぞれ本来の位置より多少位置ズレしていても、ある
いは電極パッドＰの位置が本来の位置より多少位置ズレ
していても、各プローブ針２０Ａをそれぞれの対応する
電極パッドＰの重心近傍に集めることができ、熟練を要
することなく簡単且つ確実に全てのプローブ針２０Ａと
これらに対応する電極パッドＰとを確実に接触させるこ
とができる。

【００２７】また、本実施形態によれば、上記各工程の
他、第１撮像手段２８により４本のプローブ針２０Ａの
針先を撮像する工程と、第２撮像手段３１により各プロ
ーブ針２０Ａに対応する４個の電極パッドＰを撮像する
工程とを有するため、撮像画面を表示画面１６Ａの中心
に合わせることでプローブカード２０の重心とＩＣチッ
プＴの重心を求めることができる。

【００２８】また、本実施形態によれば、上記各工程の
他、更に第１撮像手段２８の光軸と第２撮像手段３１の
光軸とを一致させる工程を有するため、メインチャック
１８の駆動機構２２のボールネジ等の熱的影響等に影響
されることなく高精度の位置合わせを行うことができ
る。

【００２９】尚、上記実施形態ではプローブカード２０
の重心を求めた後、第１、第２撮像手段２８、３１の光
軸の一致点を求め、その後ＩＣチップＴの重心を求める
ようにしたが、この順序は互いに前後しても良い。ま
た、上記実施形態では半導体ウエハＷの検査を行う場合
のプローブ方法について説明したが、液晶表示体用基板
の検査を行う場合のプローブ方法にも本発明のプローブ
方法を適用することができる。

【００３０】

【発明の効果】本発明の請求項１に記載の発明によれ
ば、複数の電極とそれぞれの電極に対応するプローブ針
等の接触子とを位置合わせする際に、熟練や労力を要す
ることなく全ての接触子の先端をこれらに対応する電極
の中心寄りに位置合わせし、各接触子と各電極とを確実
に接触させることができるプローブ方法を提供すること
ができる。

【００３１】また、本発明の請求項２に記載の発明によ
れば、撮像画面を表示装置の表示画面を用いて複数の接
触子の重心とこれらに対応する被検査体の複数の電極の
重心を求めることができるプローブ方法を提供すること
ができる。

【００３２】また、本発明の請求項３に記載の発明によ
れば、載置台の駆動機構の熱的影響等に影響されること
なく高精度の位置合わせを行うことができるプローブ方
法を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のプローブ方法に適用されるプローブ装
置の一例を示す図で、プローバ部の正面を破断した状態
を示す部分断面図である。

【図２】図１に示すプローブ装置のの内部を示す平面図
である。

【図３】図１に示すプローブ装置のメインチャックとア
ライメント機構を取り出して示す斜視図である。

【図４】図１に示すプローブ装置の制御系を示すブロッ
ク図である。

【図５】本発明のプローブ方法によりプローブ針の針先
を半導体ウエハのＩＣチップの電極パッドに位置合わせ
した状態を模式的に示す平面図である。

【図６】本発明のプローブ方法の一実施形態を示すフロ
ーチャートである。

【図７】図６に示すフローチャートに従って位置合わせ
する時のメインチャック等の動作を示す動作説明図であ
る。

【図８】（ａ）は４本のプローブ針の重心を示す座標、
（ｂ）は（ａ）に示す４個のプローブ針に対応する半導
体ウエハの電極パッドの重心を示す座標である。

【図９】（ａ）はプローブ針の撮像画像を映し出した表
示画面を示す正面図、（ｂ）は（ａ）に示すプローブ針
に対応する半導体ウエハの電極パッドの撮像画像を映し
出した表示画面を示す正面図である。

【図１０】（ａ）、（ｂ）はそれぞれ従来のプローブ方
法を用いてプローブ針の針先をそれぞれと対応する電極
パッドに位置合わせした状態を示す図である。

【符号の説明】

１８メインチャック（載置台）２０プローブカード２０Ａプローブ針（接触子）２８第１撮像手段３１第２撮像手段Ｗ半導体ウエハ（被検査体）Ｐ電極パッドＮ₁〜Ｎ₄ プローブ針の重心Ｎ_C プローブカードの重心Ｐ₁〜Ｐ₄ 電極パッドの重心Ｎ_C ＩＣチップの重心

フロントページの続き (56)参考文献特開平７−312382（ＪＰ，Ａ) 特開平５−275518（ＪＰ，Ａ) 特開平４−249705（ＪＰ，Ａ) 特開平８−191088（ＪＰ，Ａ) 特開平６−216214（ＪＰ，Ａ) 特開平５−136249（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) H01L 21/66 G01R 1/06 G01R 31/26 G01R 31/28

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】載置台をＸ、Ｙ、Ｚ及びθ方向で移動さ
せて上記載置台上に載置された被検査体の複数の電極と
これらの電極に対応する複数の接触子とを電気的に接触
させて上記被検査体の電気的検査を行う際に、予め上記
各電極と各接触子とを位置合わせするプローブ方法にお
いて、上記各電極の重心を求める工程と、上記各電極の
重心に基づいて上記複数の電極の重心を求める工程と、
上記各接触子の先端部の重心を求める工程と、上記各先
端部の重心に基づいて上記複数の接触子の重心を求める
工程と、上記各工程で求められた上記複数の電極の重心
と上記複数の接触子の重心を位置合わせする工程とを有
することを特徴とするプローブ方法。
【請求項２】載置台をＸ、Ｙ、Ｚ及びθ方向で移動さ
せて上記載置台上に載置された被検査体の複数の電極と
これらの電極に対応する複数の接触子とを電気的に接触
させて上記被検査体の電気的検査を行う際に、予め上記
各電極と各接触子とを位置合わせするプローブ方法にお
いて、第１撮像手段により上記各接触子の先端を撮像す
る工程と、第２撮像手段により上記各電極を撮像する工
程とを有し、また、上記第１撮像手段により得られた画
像に基づいて上記各接触子の先端部の重心を求める工程
と、上記各先端部の重心に基づいて上記複数の接触子の
重心を求める工程と、上記第２撮像手段により得られた
画像に基づいて上記各電極の重心を求める工程と、上記
各電極の重心に基づいて上記複数の電極の重心を求める
工程と、上記各工程で求められた複数の電極の重心と上
記複数の接触子の重心を位置合わせする工程とを有する
ことを特徴とするプローブ方法。
【請求項３】載置台をＸ、Ｙ、Ｚ及びθ方向で移動さ
せて上記載置台上に載置された被検査体の複数の電極と
これらの電極に対応する複数の接触子とを電気的に接触
させて上記被検査体の電気的検査を行う際に、予め上記
各電極と各接触子とを位置合わせするプローブ方法にお
いて、第１撮像手段により上記各接触子の先端を撮像す
る工程と、第２撮像手段により上記各電極を撮像する工
程と、第１撮像手段の光軸と第２撮像手段の光軸とを一
致させる工程とを有し、また、上記第１撮像手段により
得られた画像に基づいて上記各接触子の先端部の重心を
求める工程と、上記各先端部の重心に基づいて上記複数
の接触子の重心を求める工程と、上記第２撮像手段によ
り得られた画像に基づいて上記各電極の重心を求める工
程と、上記各電極の重心に基づいて上記複数の電極の重
心を求める工程と、上記各工程で求められた複数の接触
子の重心と上記複数の電極の重心を位置合わせする工程
とを有することを特徴とするプローブ方法。