JP3808618B2 - Manual prober alignment method - Google Patents

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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ICウエハや液晶板等のように、薄板の表面に回路を構成した回路板の回路の特性試験等を行う際に用いるマニュアルプローバの位置合わせ方法に関し、特に薄板を支持して手動で移動させる際の位置合わせ作業の操作性を向上させたマニュアルプローバの位置合わせ方法に関する。
【0002】
【従来の技術】
一般に、マニュアルプローバ1は、図2〜図4に示すように構成されている。
【0003】
図中の2はベース定盤である。ベース定盤2上の後方(図3の右方)にはZ軸ベース3が設けられている。このZ軸ベース3は、ベース定盤2から立ち上がった縦壁状に形成されている。このZ軸ベース3の上部には、Z軸ベース3に摺動可能に支持された後述のベースプレート7を上下方向に昇降させるためのZアップレバー4が設けられている。Z軸ベース3の前面にはZスライド板5が固着されている。このZスライド板5の両側にはZスライドガイド6が摺動可能に取り付けられている。このZスライドガイド6にベースプレート7が固定されている。これにより、ベースプレート7はZスライドガイド6及びZスライド板5を介してZ軸ベース3に昇降可能に支持されている。このベースプレート7は、ベース定盤2の上方を覆って後述する探針13等を支持するためのものである。このベースプレート7の下面には、スペーサ8を介してパージ板9が設けられている。このパージ板9は、高低温測定時に、後述するチャックトップ29の上側面を覆ってこのチャックトップ29の上側面を一定温度に維持するために使用するものである。ベースプレート7の上面にはリングプレート11が固着されている。このリングプレート11は鉄系板材で構成され、マグネットが吸着できるようになっている。リングプレート11上にはマニピュレータ12が取り付けられている。このマニピュレータ12にはマグネットが内蔵され、このマグネットでマニピュレータ12がリングプレート11に固着されるようになっている。マニピュレータ12は、チャックトップ29上の半導体ウエハ20の表面に延びる探針13を支持している。マニピュレータ12には、X・Y・Z方向の移動機構(図示せず)が設けられ、探針13の微調整を行うことができるようになっている。ベースプレート7には切欠き穴14が設けられ、探針13はこの切欠き穴14から半導体ウエハ20の表面まで挿入される。
【0004】
Z軸ベース3の上端部にはX・Y移動機構を有する顕微鏡スキャナー17が取り付けられている。この顕微鏡スキャナー17には顕微鏡アーム18の一端が固定され、顕微鏡アーム18をX・Y方向に微調整できるようになっている。顕微鏡アーム18の他端には顕微鏡19が取り付けられている。この顕微鏡19は顕微鏡スキャナー17によって位置の調整が行われるようになっている。
【0005】
ベース定盤2の上面には、測定対象物である半導体ウエハ20を支持してベース定盤2上を移動し、測定位置で固定されるステージ部21と、このステージ部21の移動を案内するガイド機構22とが設けられている。
【0006】
ステージ部21は、最下側に位置するステージベース25と、このステージベース25の上側に位置し、Y軸方向を微調整するY微調機構26と、このY微調機構26の上側に位置し、X軸方向を微調整するX微調機構27と、X微調機構27の上側に位置し、回転方向を微調整するθ微調機構28と、このθ微調機構28の上側に位置し、その上側面に載置された半導体ウエハ20を支持するチャックトップ29とから構成されている。
【0007】
ステージベース25にはエアーベアリング機構(図示せず)が組み込まれている。ステージ部21はこのエアーベアリング機構によってベース定盤2上を自由に移動し得るようになっている。さらに、ステージベース25にはベースグリップ31が固定されている。このベースグリップ31は、作業者がこれを手で持ってステージ部21をベース定盤2上の任意の位置に移動させるためのものである。このベースグリップ31にはドライブハンドル32が回転可能に取り付けられている。このドライブハンドル32は、ベルト32Aを介してθ微調機構28に連結され、ドライブハンドル32を回動することにより、チャックトップ29が連動してθ微調整ができるようになっている。さらに、ベースグリップ31には第1グリップスイッチ33及び第2グリップスイッチ34が設けられている。このグリップスイッチ33,34はエアーベアリング機構と後述するY軸ガイド42及びX軸ガイド45のブレーキ機構(図示せず)をそれぞれ制御するスイッチである。このグリップスイッチ33,34を適宜操作することでエアーベアリング状態にしてステージ部21を移動させ、離すことで各ブレーキ機構が作動すると共にエアーベアリング状態が解除され、さらに真空引きされてステージベース25がベース定盤2に固着されるようになっている。
【0008】
Y微調機構26にはY方向調整用マイクロヘッド35が設けられている。X微調機構27にはX方向調整用マイクロヘッド37が設けられている。半導体ウエハ20を高低温測定する場合は、チャックトップ29として温度調整機構を組み込んだホットチャック(図示せず)が搭載される。
【0009】
ガイド機構22は、Y方向ガイド部38とX方向ガイド部39と前記エアーベアリング機構(図示せず)とから構成されている。Y方向ガイド部38は、ベース定盤2の左右両側部にそれぞれ配設されたY軸レール41と、各Y軸レール41に摺動可能に取り付けられたY軸ガイド42とから構成されている。X方向ガイド部39は、一端がY方向ガイド部38の各Y軸ガイド42に固定され、この2つのY軸ガイド42に支持されてY軸方向に移動するX軸レール43と、このX軸レール43に摺動可能に取り付けられたX軸ガイド45とから構成されている。このX軸ガイド45にステージ部21のステージベース25が固定され、このステージ部21のY方向への移動がY方向ガイド部38によって、X方向への移動がX方向ガイド部39によってそれぞれ案内されるようになっている。
【0010】
Y軸ガイド42及びX軸ガイド45には各グリップスイッチ33,34で操作されるブレーキ機構(図示せず)がそれぞれ設けられている。
【0011】
また、必要に応じてマニュアルプローバ1全体を覆うシールドケース46が設けられる。このシールドケース46には扉46Aが設けられている。
【0012】
以上のように構成されたマニュアルプローバ1では、次のようにして半導体ウエハ20の検査が行われる。
【0013】
シールドケース46が設けられているときには、作業者がこのシールドケース46の扉46Aを開く。
【0014】
ステージ部21の各グリップスイッチ33,34を押してブレーキを解除すると共にエアーベアリング状態にし、ステージ部21をガイド機構22に案内された状態で移動させる。このガイド機構22では、Y方向がY方向ガイド部38で、X方向がX方向ガイド部39でそれぞれ案内されて、ステージ部21が安定して移動する。
【0015】
これにより、ステージ部21を手元に移動させ、グリップスイッチ33,34から手を離して、ステージ部21のエアーベアリング状態を解除して真空引きさせると共にブレーキをロックする。これにより、ステージ部21がベース定盤2上に固定される。この状態で、半導体ウエハ20をステージ部21のチャックトップ29に載置して、バキュームスイッチ36をオンして、半導体ウエハ20を真空引きでチャックトップ29に固定する。
【0016】
次いで、グリップスイッチ33,34を手で押して、ブレーキを解除すると共にエアーベアリング状態にし、ステージ部21のチャックトップ29に載置した半導体ウエハ20の測定部位が顕微鏡19の直下に位置するように、作業者が目視でステージ部21を移動させる(第1工程)。このとき、ステージ部21は、ガイド機構22のY方向ガイド部38とX方向ガイド部39で支持されて安定して移動する。ステージ部21の位置合わせが済んだところで、グリップスイッチ33,34から手を離してステージ部21を固定する。
【0017】
次いで、顕微鏡19の対物レンズの中心がベースプレート7の切欠き穴14の中心に位置するように、顕微鏡スキャナー17で調整する。次いで、顕微鏡19の焦点を半導体ウエハ20の測定面に合わせる。このとき、半導体ウエハ20の測定位置が顕微鏡19の視野に入るように、第2工程として、Y方向調整用マイクロヘッド35とX方向調整用マイクロヘッド37とを回動してY方向とX方向を微調整する。さらに、ドライブハンドル32を回動してチャックトップ29のθ微調整を行う。
【0018】
高低温測定時には、チャックトップ29の温度設定を行う。高温測定の場合には、パージ板9で覆われたチャックトップ29が設定温度に加熱される。低温測定の場合には、チャックトップ29が設定された低い温度に冷やされるが、半導体ウエハ20及び探針13等の結露を防止するために、チャックトップ29とパージ板9との間に、窒素ガス又はドライエアーを充填させる。
【0019】
次いで、探針13をマニピュレータ12に取り付け、マニピュレータ12をリングプレート11上に装着する。マニピュレータ12のX・Y・Z方向の調整を行って、探針13が半導体ウエハ20の測定位置に接するように設定する。次いで、Zアップレバー4を下方に動かしてベースプレート7を100μm程度下降させ、探針13にオーバードライブをかける。
【0020】
シールドケース46を使用している場合はその扉46Aを閉める。
【0021】
次いで、測定を行う。
【0022】
【発明が解決しようとする課題】
近年の半導体ウエハ20のサイズの拡大に伴って装置が大型化し、ステージ部21のX方向及びY方向への移動ストロークが大きくなった。これにより、ステージ部21がベース定盤2上の奥部に移動した場合には、作業者からの距離が遠くなる。また、シールドケース46やその他のカバー等によって視界が遮られることがある。さらに、デバイス数の増加によって種々のデバイスが視界を遮ることもある。このため、探針13等の位置決め目標を目視で確認することが難しくなった。
【0023】
この結果、ステージ部21の位置決めが難しくなって位置決め作業に時間を要し、測定作業の効率が悪いという問題点がある。
【0024】
本発明はこのような問題点に鑑みてなされたもので、目視によるステージ部の位置決めの困難性を解消したマニュアルプローバの位置合わせ方法を提供することを目的とする。
【0025】
【課題を解決するための手段】
第1の発明に係るマニュアルプローバの位置合わせ方法は、ベース定盤と、測定対象物である薄板を支持して前記ベース定盤上を目視で確認しながら手動で移動させ得ると共に顕微鏡の直下の位置でベース定盤に固定されるステージ部と、このステージ部を支持した状態でベース定盤上に設けられ、ステージ部を案内してそのX軸方向及びY軸方向への移動を安定させるガイド機構と、前記薄板に形成され、視界を遮る種々のデバイスとを備えてなるマニュアルプローバの位置合わせ方法において、手動で自由に移動させ得る前記ステージ部の位置を検出する位置検出手段と、この位置検出手段で検出した前記ステージ部の位置を表示する表示手段とを備え、前記ステージ部が、エアーベアリング機構が組み込まれたステージベースと、支持した前記薄板のY軸方向を微調整するY微調機構と、X軸方向を微調整するX微調機構と、回転方向を微調整するθ微調機構とを備えて構成され、目視で確認しながら前記ステージ部を手動で前記顕微鏡の直下の位置まで移動させる第1工程と、前記測定対象物である薄板の測定位置が顕微鏡の視野に入るように前記ステージ部のY微調機構、X微調機構で微調整する第3工程との間に、前記ステージ部の位置を表示して、視界を遮る前記種々のデバイスの存在を無視できる前記表示手段を見ながら、前記ステージ部を移動させてステージ部の位置合わせを行う第2工程を備えたことを特徴とする。
【0026】
前記構成により、ステージ部を、位置検出手段によって検出されて表示手段に表示されたステージ部の位置を確認しながら移動させる。これにより、前記種々のデバイスが視界を遮る位置が目的位置の場合でも、ステージ部を目的位置に容易に移動させることができるようになる。
【0027】
第2の発明に係るマニュアルプローバの位置合わせ方法は、前記ガイド機構が、前記ステージ部を案内してX軸方向への移動を安定させるX軸ガイド及びX軸レールを備えたX方向ガイド部と、前記ステージ部を案内してY軸方向への移動を安定させるY軸ガイド及びY軸レールを備えたY方向ガイド部とからなり、前記位置検出手段が、X方向ガイド部のX軸ガイドの位置を検出するX軸ガイド位置検出部と、Y方向ガイド部のY軸ガイドの位置を検出するY軸ガイド位置検出部とからなることを特徴とする。
【0028】
前記構成により、X軸ガイド位置検出部でX軸ガイドの位置を検出し、Y軸ガイド位置検出部でY軸ガイドの位置を検出することで、ステージ部の位置を正確に特定することができる。
【0029】
これにより、ステージ部を、その位置を確認しながら、目的位置に容易に移動させることができるようになる。
【0030】
第3の発明に係るマニュアルプローバの位置合わせ方法は、前記位置検出手段のX軸ガイド位置検出部が、先端を前記X軸ガイドに取り付けられたX軸線材と、前記X軸レール側に取り付けられ、前記X軸線材の基端側を巻き取ると共に前記X軸ガイドの移動に伴って変化するX軸線材の繰り出し量からX軸ガイドの位置を検出するX軸線材繰り出し量検出部とからなり、前記位置検出手段のY軸ガイド位置検出部が、先端を前記Y軸ガイドに取り付けられたY軸線材と、前記Y軸レール側に取り付けられ、前記Y軸線材の基端側を巻き取ると共に前記Y軸ガイドの移動に伴って変化するY軸線材の繰り出し量からY軸ガイドの位置を検出するY軸線材繰り出し量検出部とからなることを特徴とする。
【0031】
前記構成により、ステージ部の移動に伴ってX軸ガイドが移動する。このX軸ガイドの移動に伴って変化するX軸線材の繰り出し量をX軸線材繰り出し量検出部で検出して、X軸ガイドの位置を検出する。
【0032】
Y軸ガイド位置検出部では、ステージ部の移動に伴ってY軸ガイドが移動する。このY軸ガイドの移動に伴って変化するY軸線材の繰り出し量をY軸線材繰り出し量検出部で検出して、Y軸ガイドの位置を検出する。
【0033】
これにより、ステージ部の位置を正確に特定することができる。
【0034】
第4の発明に係るマニュアルプローバの位置合わせ方法は、前記位置検出手段のX軸ガイド位置検出部が、前記X軸ガイド側に固定されたX軸リードナットと、前記X軸レールに沿って取り付けられ、周囲にネジ山が形成されて前記X軸リードナットが螺合されるX軸リードスクリューと、このX軸リードスクリューに連結されて回転数を正確に検出しながら駆動するロータリーエンコーダとからなり、前記位置検出手段のY軸ガイド位置検出部が、先端を前記Y軸ガイドに取り付けられたY軸リードナットと、前記Y軸レールに沿って取り付けられ、周囲にネジ山が形成されて前記Y軸リードナットが螺合されるY軸リードスクリューと、このY軸リードスクリューに連結されて回転数を正確に検出しながら駆動するロータリーエンコーダとからなることを特徴とする。
【0035】
前記構成により、ステージ部の移動に伴うX軸ガイドの移動によりX軸リードナットが移動する。このX軸リードナットに移動によりX軸リードスクリューが回転される。このX軸リードスクリューの回転がロータリーエンコーダで検出されて、ステージ部のX軸方向の位置が特定される。
【0036】
Y軸方向も同様に、Y軸リードナットの移動によりY軸リードスクリューが回転される。この回転がロータリーエンコーダによって検出され、ステージ部のY軸方向の位置が特定される。
【0037】
これにより、ステージ部の位置を正確に特定することができる。
【0038】
第5の発明に係るマニュアルプローバの位置合わせ方法は、前記位置検出手段のX軸ガイド位置検出部が、前記X軸レールに沿って配設されたX軸メインスケールと、前記X軸ガイドに取り付けられ、X軸ガイドの移動に伴って前記X軸メインスケールとの間でモアレ縞を生じるX軸インデックススケールと、このX軸インデックススケールに設けられ、モアレ縞を測定してX軸ガイドの位置を検出するX軸モアレ縞測定部とからなり、前記位置検出手段のY軸ガイド位置検出部が、前記Y軸レールに沿って配設されたY軸メインスケールと、前記Y軸ガイドに取り付けられ、Y軸ガイドの移動に伴って前記Y軸メインスケールとの間でモアレ縞を生じるY軸インデックススケールと、このY軸インデックススケールに設けられ、モアレ縞を測定してY軸ガイドの位置を検出するY軸モアレ縞測定部とからなる
ことを特徴とする。
【0039】
前記構成により、X軸ガイドの移動に伴ってX軸インデックススケールが移動し、X軸メインスケールとの間でモアレ縞を生じさせる。これをX軸モアレ縞測定部で測定してステージ部のX軸方向の位置を特定する。
【0040】
Y軸方向も同様に、Y軸ガイドの移動に伴ってY軸インデックススケールが移動し、Y軸メインスケールとの間でモアレ縞を生じさせる。これをY軸モアレ縞測定部で測定してステージ部のY軸方向の位置を特定する。
【0041】
第6の発明に係るマニュアルプローバの位置合わせ方法は、前記位置検出手段のX軸ガイド位置検出部が、前記X軸ガイドに設けられ、X軸レールに沿って移動するX軸ガイドの移動量を直接に測定するX軸リニアエンコーダからなり、前記位置検出手段のY軸ガイド位置検出部が、前記Y軸ガイドに設けられ、Y軸レールに沿って移動するY軸ガイドの移動量を直接に測定するY軸リニアエンコーダからなることを特徴とする。
【0042】
前記構成により、X軸リニアエンコーダでX軸ガイドの移動量が直接に測定される。また、Y軸リニアエンコーダでY軸ガイドの移動量が直接に測定される。
【0043】
第7の発明に係るマニュアルプローバの位置合わせ方法は、前記表示手段が、検査対象の薄板を模したマップを表示画面に固定して表示すると共に、手動によるステージ部の移動に合わせて位置合わせ点をマップ上で相対的に移動させることを特徴とする。
【0044】
前記構成により、ステージ部の移動に伴って、マップ上を位置合わせ点が相対的に移動する。これにより、ステージ部を容易に位置合わせすることができる。
【0045】
第8の発明に係るマニュアルプローバの位置合わせ方法は、前記表示手段が、位置合わせ点の方向と距離を表示することを特徴とする。
【0046】
前記構成により、表示画面に表示される方向と距離に従ってステージ部を移動させるだけで、容易にかつ確実に位置合わせをすることができるようになる。
【0047】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係るマニュアルプローバの位置合わせ方法について、添付図面を参照しながら説明する。
【0048】
[第1実施形態]
図1は本実施形態に係るマニュアルプローバの要部を示す斜視図、図5は本実施形態に係るマニュアルプローバを示す正面図、図6は本実施形態に係るマニュアルプローバを示す側面図、図7は本実施形態に係るマニュアルプローバを示す平面図である。
【0049】
本実施形態に係るマニュアルプローバ51は、図5から図7に示すように構成されている。本実施形態に係るマニュアルプローバ51の全体構成は前記従来のマニュアルプローバ1とほぼ同様であるため、同一部分には同一符号を付してその説明を省略する。本実施形態のマニュアルプローバ51は、半導体ウエハ20の大型化に伴って装置全体が大型化されている。
【0050】
本実施形態に係るマニュアルプローバ51の特徴は、作業者が半導体ウエハ20の検査を行うときに、ステージ部21の位置を正確に認識することができるようにした点になる。これは、半導体ウエハ20の大型化による装置の大型化に伴って、目視によるステージ部21の位置決めが困難になるのを防止するためである。
【0051】
このため本実施形態では、手動で自由に移動させ得るステージ部21の位置を検出する位置検出手段52と、この位置検出手段52で検出したステージ部21の位置を表示する表示手段53を設けている。
【0052】
位置検出手段52は、Y方向ガイド部38のX軸ガイド45の位置を検出するX軸ガイド位置検出部としてのX軸リニアエンコーダ55と、Y方向ガイド部38のY軸ガイド42の位置を検出するY軸ガイド位置検出部としてのY軸リニアエンコーダ56とから構成されている。
【0053】
X軸リニアエンコーダ55は、先端がフック部57によってX軸ガイド45に取り付けられたX軸線材であるX軸ワイヤ58と、X軸レール43の端部にX軸スペーサ59Aを介して取り付けられ、X軸ワイヤ58の基端側を巻き取ると共にX軸ガイド45の移動に伴って変化するX軸ワイヤ58の繰り出し量又は巻き取り量からX軸ガイド45の位置を検出するX軸線材繰り出し量検出部としてのX軸リニアスケールエンコーダ部59とから構成されている。
【0054】
X軸リニアスケールエンコーダ部59は、X軸ワイヤ58を巻き取ったり繰り出したりするX軸ワイヤ巻回部60と、このX軸ワイヤ巻回部60に巻き取ったり繰り出したりするときにX軸ワイヤ58の移動量を検出して電気信号に変換するX軸ワイヤ繰り出し量検出部61とから構成されている。X軸ワイヤ繰り出し量検出部61は表示手段53に接続され、X軸ワイヤ繰り出し量検出部61からの検出値が表示手段53に送信されるようになっている。X軸ワイヤ巻回部60は、X軸ワイヤ58を常に一定の張力で引くように設定されている。これは、X軸ワイヤ58の弛みによるX軸ガイド45の位置の測定誤差を最小限に抑えるためである。
【0055】
Y軸リニアエンコーダ56は、先端がフック部63によってY軸ガイド42に取り付けられたY軸線材であるY軸ワイヤ64と、Y軸レール41側であるベース定盤2に取り付けられ、Y軸ワイヤ64の基端側を巻き取ると共にY軸ガイド42の移動に伴って変化するY軸ワイヤ64の繰り出し量又は巻き取り量からY軸ガイド42の位置を検出するY軸線材繰り出し量検出部としてのY軸リニアスケールエンコーダ部65とから構成されている。
【0056】
Y軸リニアスケールエンコーダ部65は、Y軸ワイヤ64を巻き取ったり繰り出したりするY軸ワイヤ巻回部66と、このY軸ワイヤ巻回部66に巻き取ったり繰り出したりするときにY軸ワイヤ64の移動量を検出して電気信号に変換するY軸ワイヤ繰り出し量検出部67とから構成されている。Y軸ワイヤ繰り出し量検出部67は、前記X軸ワイヤ繰り出し量検出部61と同様に、表示手段53に接続され、Y軸ワイヤ繰り出し量検出部67からの検出値が表示手段53に送信されるようになっている。Y軸ワイヤ巻回部66は、Y軸レール41の端部に臨ませた位置にY軸スペーサ66Aを介して取り付けられ、前記X軸ワイヤ巻回部60と同様に、Y軸ワイヤ64を常に一定の張力で引くように設定されている。
【0057】
表示手段53には、X方向位置表示部71とY方向位置表示部72とが上下に配列して設けられている。X方向位置表示部71は、X軸ワイヤ繰り出し量検出部61からの検出値に基づいてステージ部21のX方向の位置を表示する。Y方向位置表示部72は、Y軸ワイヤ繰り出し量検出部67からの検出値に基づいてステージ部21のY方向の位置を表示する。
【0058】
マニュアルプローバの位置合わせ方法
以上のように構成されたマニュアルプローバ51では、次のようにして半導体ウエハ20の検査が行われる。
【0059】
マニュアルプローバ51による測定作業の全体的な動作は前述した従来のマニュアルプローバ1とほぼ同様である。このため、本案の特徴部分を中心に説明する。
【0060】
ステージ部21をガイド機構22に案内された状態で手元に移動させ、ベース定盤2上に固定する。この状態で、ステージ部21のチャックトップ29に半導体ウエハ20を固定する。
【0061】
次いで、グリップスイッチ33,34を手で押して、第1工程としてステージ部21を顕微鏡19の直下の位置まで移動させる。このとき、ステージ部21は、ガイド機構22のY方向ガイド部38とX方向ガイド部39で支持されて安定して移動する。
【0062】
さらに、ステージ部21の移動に伴ってX方向ガイド部39のX軸ガイド45も移動する。このX軸ガイド45の移動によってX軸ワイヤ58がX軸ワイヤ巻回部60から繰り出され又は巻き取られ、その繰り出し量がX軸ワイヤ繰り出し量検出部61で検出されて表示手段53に送信される。
【0063】
表示手段53では、X軸ワイヤ繰り出し量検出部61からの検出値により、ステージ部21のX軸方向の移動量をX方向位置表示部71に表示する。このX方向位置表示部71では数字が表示されるが、その数字はステージ部21の移動距離を表す数字である。この場合、出発点を0にして、何センチ移動したかを表示したり、移動目標位置を座標軸の原点に設定して、原点まで何センチかを表示したりする。
【0064】
Y方向も同様である。即ち、ステージ部21の移動に伴ってY方向ガイド部38のY軸ガイド42が移動する。このY軸ガイド42の移動によってY軸ワイヤ64がY軸ワイヤ巻回部66から繰り出され又は巻き取られ、その繰り出し量がY軸ワイヤ繰り出し量検出部67で検出されて表示手段53に送信される。表示手段53のY方向位置表示部72では、前記X方向位置表示部71の場合と同様にして、ステージ部21のY方向位置が移動距離の変化として表示される。
【0065】
作業者は、第2工程として、ステージ部21を手で持って、表示手段53を見ながら位置合わせを行う。ステージ部21の位置合わせが済んだところで、グリップスイッチ33,34から手を離してステージ部21を固定する。
【0066】
次いで、第3工程の微調整(前記従来技術の第2工程)を行って、顕微鏡19を合わせる。高低温測定時にはチャックトップ29の温度設定を行い、窒素ガス等を充填させる。次いで、探針13を半導体ウエハ20の測定位置に接触させて測定を行う。
【0067】
[効果]
以上のように、ステージ部21の位置合わせの際に表示手段53によってステージ部21の正確な位置を表示するようにしたので、ステージ部21の位置合わせを、目視によらずに、短時間で正確にかつ極めて容易に行うことができるようになる。
【0068】
この結果、半導体ウエハ20のサイズの拡大に伴ってマニュアルプローバ51が大型化した場合でも、ステージ部21の位置合わせ作業を容易に行うことができ、半導体ウエハ20の測定作業性が大幅に向上する。
【0069】
[第2実施形態]
次の本発明の第2実施形態について添付図面を参照して説明する。図8は第2実施形態に係るマニュアルプローバの要部を示す斜視図である。
【0070】
本実施形態に係るマニュアルプローバ75の全体構成は、前記第1実施形態のマニュアルプローバ51と同様であるため、その説明を省略する。本実施形態に係るマニュアルプローバ75の特徴は位置検出手段76にある。
【0071】
位置検出手段76は、X軸ガイド位置検出部77とY軸ガイド位置検出部78とから構成されている。
【0072】
X軸ガイド位置検出部77は、X軸ガイド45側に固定されたX軸リードナット80と、X軸レール43に沿って各Y軸ガイド42に掛け渡した状態で取り付けられ、周囲にネジ山が形成されてX軸リードナット80が螺合されるX軸リードスクリュー81と、このX軸リードスクリュー81に連結されて回転数を正確に検出するロータリーエンコーダ82とから構成されている。X軸リードスクリュー81は、一方を軸受83で回転可能に支持され、他方をエンコーダ取り付け金具84で回転可能に支持されている。さらに、エンコーダ取り付け金具84には、X軸リードスクリュー81にカップリング82Aを介して連結されたロータリーエンコーダ82が取り付けられている。
【0073】
この構成により、X軸リードナット80がX軸ガイド45と共に移動すると、このX軸リードナット80が螺合されたX軸リードスクリュー81が回転し、その回転がロータリーエンコーダ82で検出されるようになっている。そして、このロータリーエンコーダ82は表示手段53に連結されている。
【0074】
Y軸ガイド位置検出部78は、Y軸ガイド42に固定されたY軸リードナット85と、Y軸レール41に沿ってベース定盤2側に取り付けられ、周囲にネジ山が形成されてY軸リードナット85が螺合されるY軸リードスクリュー86と、このY軸リードスクリュー86に連結されて回転数を正確に検出するロータリーエンコーダ87とから構成されている。Y軸リードスクリュー86は、一方を軸受88で回転可能に支持され、他方をエンコーダ取り付け金具89で回転可能に支持されている。さらに、エンコーダ取り付け金具89には、Y軸リードスクリュー86にカップリング87Aを介して連結されたロータリーエンコーダ87が取り付けられている。
【0075】
この構成により、Y軸リードナット85がY軸ガイド42と共に移動すると、このY軸リードナット85が螺合されたY軸リードスクリュー86が回転し、その回転がロータリーエンコーダ87で検出されるようになっている。そして、このロータリーエンコーダ87は表示手段53に連結されている。
【0076】
マニュアルプローバの位置合わせ方法
以上のように構成されたマニュアルプローバ75では、次のようにして半導体ウエハ20の検査が行われる。ここでは、位置検出手段76の作用を中心に説明する。
【0077】
ステージ部21の移動によってX方向ガイド部39のX軸ガイド45とY方向ガイド部38のY軸ガイド42が移動する。
【0078】
X軸ガイド45の移動により、このX軸ガイド45に固定されたX軸リードナット80がX軸リードスクリュー81に螺合した状態で移動される。これにより、X軸リードスクリュー81が回転される。このX軸リードスクリュー81の回転はロータリーエンコーダ82によって検出され、その検出値が表示手段53に送信される。
【0079】
表示手段53では、前記第1実施形態と同様にして、ステージ部21のX軸方向の移動量がX方向位置表示部71に表示される。
【0080】
Y方向も同様である。即ち、ステージ部21の移動に伴うY軸ガイド42の移動によって、Y軸リードナット85がY軸リードスクリュー86に螺合した状態で移動する。これにより、Y軸リードスクリュー86が回転される。このY軸リードスクリュー86の回転はロータリーエンコーダ87によって検出され、その検出値が表示手段53に送信される。
【0081】
表示手段53では、前記第1実施形態と同様にして、ステージ部21のY軸方向の移動量がY方向位置表示部72に表示する。
【0082】
作業者は、表示手段53を見ながら、ステージ部21の位置合わせを行う。ステージ部21の位置合わせが済んだところで、ステージ部21を固定して、探針13で測定を行う。
【0083】
[効果]
この場合も、前記第1実施形態と同様に、表示手段53によってステージ部21の正確な位置を表示するようにしたので、ステージ部21の位置合わせを、目視によらずに、短時間で正確にかつ極めて容易に行うことができ、半導体ウエハ20の測定作業性が大幅に向上する。
【0084】
[第3実施形態]
次の本発明の第3実施形態について添付図面を参照して説明する。図9は第3実施形態に係るマニュアルプローバの要部を示す斜視図である。
【0085】
本実施形態に係るマニュアルプローバ91の全体構成は、前記第1実施形態のマニュアルプローバ51と同様であるため、その説明を省略する。本実施形態に係るマニュアルプローバ91の特徴は位置検出手段92にある。
【0086】
位置検出手段92は、X軸ガイド位置検出部93とY軸ガイド位置検出部94とから構成されている。
【0087】
X軸ガイド位置検出部93は、X軸レール43に沿って配設されたX軸メインスケール96と、X軸ガイド45にインデックス取り付け金具97を介して取り付けられた状態でX軸ガイド45の移動に伴ってX軸メインスケール96との間でモアレ縞を生じるX軸インデックススケール(図示せず)と、このX軸インデックススケールに一体的に設けられ、モアレ縞を測定してX軸ガイド45の位置を検出するX軸モアレ縞測定部(図示せず)とから構成されている。X軸メインスケール96は、メイン取付金具99に支持された状態で固定台100を介して各Y軸ガイド42に固定されている。X軸モアレ縞測定部は表示手段53に連結されている。
【0088】
Y軸ガイド位置検出部94は、Y軸レール41に沿って配設されたY軸メインスケール101と、Y軸ガイド42に取り付けられ、Y軸ガイド42の移動に伴ってY軸メインスケール101との間でモアレ縞を生じるY軸インデックススケール102と、このY軸インデックススケール102に設けられ、モアレ縞を測定してY軸ガイド42の位置を検出するY軸モアレ縞測定部(図示せず)とから構成されている。Y軸メインスケール101は、メイン取付金具104に支持された状態で固定台105を介してベース定盤2に固定されている。Y軸インデックススケール102はインデックス取り付け金具106を介してY軸ガイド42に取り付けられている。Y軸モアレ縞測定部は表示手段53に連結されている。
【0089】
マニュアルプローバの位置合わせ方法
以上のように構成されたマニュアルプローバでは、次のようにして半導体ウエハ20の検査が行われる。ここでは、位置検出手段92の作用を中心に説明する。
【0090】
ステージ部21の移動によってX方向ガイド部39のX軸ガイド45とY方向ガイド部38のY軸ガイド42が移動する。
【0091】
X軸ガイド45の移動により、このX軸ガイド45にインデックス取り付け金具97で固定されたX軸インデックススケールがX軸メインスケール96に面した状態で移動される。これにより、モアレ縞が発生する。X軸モアレ縞測定部では、このモアレ縞を測定してX軸ガイド45の位置を検出する。そして、この検出値が表示手段53に送信される。
【0092】
表示手段53では、前記第1実施形態と同様にして、ステージ部21のX軸方向の移動量がX方向位置表示部71に表示する。
【0093】
Y方向も同様である。即ち、ステージ部21の移動に伴うY軸ガイド42の移動によって、このY軸ガイド42に固定されたY軸インデックススケール102がY軸メインスケール101に面した状態で移動される。これにより、モアレ縞が発生する。Y軸モアレ縞測定部では、このモアレ縞を測定してY軸ガイド42の位置を検出する。そして、この検出値が表示手段53に送信される。
【0094】
表示手段53では、前記第1実施形態と同様にして、ステージ部21のY軸方向の移動量がY方向位置表示部72に表示する。
【0095】
作業者は、表示手段53を見ながら、ステージ部21の位置合わせを行う。ステージ部21の位置合わせが済んだところで、ステージ部21を固定して、探針13で測定を行う。
【0096】
[効果]
この場合も、前記第1実施形態と同様に、表示手段53によってステージ部21の正確な位置を表示するようにしたので、ステージ部21の位置合わせを、目視によらずに、短時間で正確にかつ極めて容易に行うことができ、半導体ウエハ20の測定作業性が大幅に向上する。
【0097】
[第4実施形態]
次の本発明の第4実施形態について添付図面を参照して説明する。図10は第4実施形態に係るマニュアルプローバの要部を示す斜視図である。
【0098】
本実施形態に係るマニュアルプローバ111の全体構成は、前記第1実施形態のマニュアルプローバ51と同様であるため、その説明を省略する。本実施形態に係るマニュアルプローバ111の特徴は位置検出手段112にある。
【0099】
位置検出手段112は、X軸ガイド位置検出部113とY軸ガイド位置検出部114とから構成されている。
【0100】
X軸ガイド位置検出部113はX軸リニアエンコーダ115によって構成されている。このX軸リニアエンコーダ115は、X軸ガイド45に一体的に設けられ、X軸レール43に沿って移動するX軸ガイド45の移動量を直接に測定する。X軸リニアエンコーダ115は表示手段53に連結され、X軸ガイド45の移動量としての測定値を送信する。
【0101】
Y軸ガイド位置検出部114はY軸リニアエンコーダ116によって構成されている。このY軸リニアエンコーダ116は、Y軸ガイド42に一体的に設けられ、Y軸レール41に沿って移動するY軸ガイド42の移動量を直接に測定する。Y軸リニアエンコーダ116は表示手段53に連結され、Y軸ガイド42の移動量としての測定値を送信する。
【0102】
マニュアルプローバの位置合わせ方法
以上のように構成されたマニュアルプローバでは、次のようにして半導体ウエハ20の検査が行われる。ここでは、位置検出手段112の作用を中心に説明する。
【0103】
ステージ部21の移動によってX方向ガイド部39のX軸ガイド45とY方向ガイド部38のY軸ガイド42が移動する。
【0104】
X軸ガイド45の移動により、このX軸ガイド45に一体的に設けられたX軸リニアエンコーダ115がX軸ガイド45の位置を検出する。そして、この検出値が表示手段53に送信される。
【0105】
表示手段53では、前記第1実施形態と同様にして、ステージ部21のX軸方向の移動量がX方向位置表示部71に表示する。
【0106】
Y方向も同様である。即ち、ステージ部21の移動に伴うY軸ガイド42の位置をY軸リニアエンコーダ116で検出し、その検出値を表示手段53に送信する。
【0107】
表示手段53では、前記第1実施形態と同様にして、ステージ部21のY軸方向の移動量がY方向位置表示部72に表示する。
【0108】
作業者は、表示手段53を見ながら、ステージ部21の位置合わせを行う。ステージ部21の位置合わせが済んだところで、ステージ部21を固定して、探針13で測定を行う。
【0109】
[効果]
この場合も、前記第1実施形態と同様に、表示手段53によってステージ部21の正確な位置を表示するようにしたので、ステージ部21の位置合わせを、目視によらずに、短時間で正確にかつ極めて容易に行うことができ、半導体ウエハ20の測定作業性が大幅に向上する。
【0110】
[変形例]
(1) 前記各実施形態では、表示手段53を、X方向の位置を数字で表示するX方向位置表示部71と、Y方向の位置を数字で表示するY方向位置表示部72とから構成したが、数字による表示以外にも、マップで表示してもよい。例えば、図11に示すように、コンピュータ118によって表示手段を構成し、その表示画面119に検査対象の半導体ウエハ20を模したマップ120を固定して表示させる。そして、位置合わせ点である探針13を表す点121を、固定したマップ120に対して相対的に移動させて表示する。これにより、半導体ウエハ20の測定対象位置と探針13とを容易に合わせることができる。
【0111】
また、表示画面119において、位置合わせする目的位置の方向を矢印等で表し、目的位置までの距離を数字で表すようにしてもよい。
【0112】
これらの場合も、前記実施形態同様の作用、効果を奏することができる。
【0113】
(2) X軸ガイド位置検出部及びY軸ガイド位置検出部としては、前記各実施形態以外にも、受光素子と発光素子を用いて構成してもよい。この場合、図9に示すメイン取付金具99,104で支持されたメインスケール96,101の代わりに、一定間隔毎にスリットを設けた長板をレール41,43に沿って設け、ガイド42,45側に受光素子と発光素子を設けるようにしてもよい。受光素子と発光素子は長板のスリットを挟んで配設され、ガイド42,45の移動が、受光素子と発光素子との間での光の断接によって検出できるようにする。スリットの間隔は、必要に応じて数mm程度或いはもっと狭く設定される。
【0114】
また、ベース定盤2の表面のレール41,43に沿った部分に一定間隔毎に光を乱反射させる溝等を設け、ガイド42,45側にその溝等に向けて、受光素子と発光素子を配設するようにしてもよい。
【0115】
これらの場合も、前記各実施形態同様の作用、効果を奏することができる。
【0116】
【発明の効果】
以上、詳述したように本発明によれば、次のような効果を奏する。
【0117】
ステージ部の位置合わせの際に表示手段によってステージ部の正確な位置を表示するようにしたので、ステージ部の位置合わせを、目視によらずに、短時間で正確にかつ極めて容易に行うことができるようになる。
【0118】
この結果、薄板のサイズの拡大に伴ってマニュアルプローバが大型化した場合でも、ステージ部の位置合わせ作業を容易に行うことができ、薄板の測定作業性が大幅に向上する。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の第1実施形態に係るマニュアルプローバの要部を示す斜視図である。
【図2】 従来のマニュアルプローバを示す正面図である。
【図3】 従来のマニュアルプローバを示す側面図である。
【図4】 従来のマニュアルプローバを示す平面図である。
【図5】 第1実施形態に係るマニュアルプローバを示す正面図である。
【図6】 第1実施形態に係るマニュアルプローバを示す側面図である。
【図7】 第1実施形態に係るマニュアルプローバを示す平面図である。
【図8】 本発明の第2実施形態に係るマニュアルプローバの要部を示す斜視図である。
【図9】 本発明の第3実施形態に係るマニュアルプローバの要部を示す斜視図である。
【図10】 本発明の第4実施形態に係るマニュアルプローバの要部を示す斜視図である。
【図11】 表示手段の変形例を示す正面図である。
【符号の説明】
2:ベース定盤、20:半導体ウエハ、21:ステージ部、41:Y軸レール、42:Y軸ガイド、43:X軸レール、51:マニュアルプローバ、52:位置検出手段、53:表示手段、55:X軸リニアエンコーダ、56:Y軸リニアエンコーダ、57:フック部、58:X軸ワイヤ、59:X軸リニアスケールエンコーダ部、60:X軸ワイヤ巻回部、61:X軸ワイヤ繰り出し量検出部、63:フック部、64:Y軸ワイヤ、65:Y軸リニアスケールエンコーダ部、66:Y軸ワイヤ巻回部、67:Y軸ワイヤ繰り出し量検出部、71:X方向位置表示部、72:Y方向位置表示部。
[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention is a manual prober used when performing a circuit characteristic test of a circuit board having a circuit formed on the surface of a thin plate such as an IC wafer or a liquid crystal plate. Alignment method In particular, a manual prober that improves the operability of alignment work when supporting a thin plate and moving it manually. Alignment method About.
[0002]
[Prior art]
Generally, the manual prober 1 is configured as shown in FIGS.
[0003]
2 in the figure is a base surface plate. A Z-axis base 3 is provided behind the base surface plate 2 (to the right in FIG. 3). The Z-axis base 3 is formed in a vertical wall shape rising from the base surface plate 2. A Z-up lever 4 for raising and lowering a base plate 7 (described later) supported by the Z-axis base 3 so as to be slidable in the vertical direction is provided on the Z-axis base 3. A Z slide plate 5 is fixed to the front surface of the Z-axis base 3. Z slide guides 6 are slidably attached to both sides of the Z slide plate 5. A base plate 7 is fixed to the Z slide guide 6. Thereby, the base plate 7 is supported by the Z-axis base 3 through the Z slide guide 6 and the Z slide plate 5 so as to be movable up and down. The base plate 7 is for covering the upper surface of the base surface plate 2 and supporting a probe 13 and the like which will be described later. A purge plate 9 is provided on the lower surface of the base plate 7 via a spacer 8. The purge plate 9 is used to cover an upper side surface of a chuck top 29 (to be described later) and maintain the upper side surface of the chuck top 29 at a constant temperature during high / low temperature measurement. A ring plate 11 is fixed to the upper surface of the base plate 7. The ring plate 11 is made of an iron-based plate material and can attract a magnet. A manipulator 12 is attached on the ring plate 11. A magnet is built in the manipulator 12, and the manipulator 12 is fixed to the ring plate 11 with this magnet. The manipulator 12 supports a probe 13 extending on the surface of the semiconductor wafer 20 on the chuck top 29. The manipulator 12 is provided with a moving mechanism (not shown) in the X, Y, and Z directions so that the probe 13 can be finely adjusted. The base plate 7 is provided with a notch hole 14, and the probe 13 is inserted from the notch hole 14 to the surface of the semiconductor wafer 20.
[0004]
A microscope scanner 17 having an XY movement mechanism is attached to the upper end portion of the Z-axis base 3. One end of a microscope arm 18 is fixed to the microscope scanner 17 so that the microscope arm 18 can be finely adjusted in the X and Y directions. A microscope 19 is attached to the other end of the microscope arm 18. The position of the microscope 19 is adjusted by a microscope scanner 17.
[0005]
On the upper surface of the base surface plate 2, a semiconductor wafer 20 as a measurement object is supported and moved on the base surface plate 2, and a stage portion 21 fixed at the measurement position and the movement of the stage portion 21 are guided. A guide mechanism 22 is provided.
[0006]
The stage unit 21 is located on the lowermost stage base 25, on the upper side of the stage base 25, on the Y fine adjustment mechanism 26 for finely adjusting the Y-axis direction, and on the upper side of the Y fine adjustment mechanism 26, An X fine adjustment mechanism 27 that finely adjusts the X-axis direction, a θ fine adjustment mechanism 28 that finely adjusts the rotation direction, and a θ fine adjustment mechanism 28 that finely adjusts the rotation direction. The chuck top 29 is configured to support the semiconductor wafer 20 placed thereon.
[0007]
An air bearing mechanism (not shown) is incorporated in the stage base 25. The stage portion 21 can freely move on the base surface plate 2 by this air bearing mechanism. Further, a base grip 31 is fixed to the stage base 25. The base grip 31 is used by an operator to move the stage unit 21 to an arbitrary position on the base surface plate 2 by holding it by hand. A drive handle 32 is rotatably attached to the base grip 31. The drive handle 32 is connected to the θ fine adjustment mechanism 28 via a belt 32A, and by rotating the drive handle 32, the chuck top 29 can be interlocked to make θ fine adjustment. Furthermore, the base grip 31 is provided with a first grip switch 33 and a second grip switch 34. The grip switches 33 and 34 are switches that respectively control an air bearing mechanism and a brake mechanism (not shown) of a Y-axis guide 42 and an X-axis guide 45 described later. By appropriately operating the grip switches 33 and 34, the stage 21 is moved to an air bearing state, and when released, each brake mechanism is activated and the air bearing state is released. Further, the stage base 25 is evacuated. The base platen 2 is fixed.
[0008]
The Y fine adjustment mechanism 26 is provided with a Y-direction adjusting microhead 35. The X fine adjustment mechanism 27 is provided with an X direction adjusting microhead 37. When measuring the semiconductor wafer 20 at high and low temperatures, a hot chuck (not shown) incorporating a temperature adjustment mechanism is mounted as the chuck top 29.
[0009]
The guide mechanism 22 includes a Y-direction guide portion 38, an X-direction guide portion 39, and the air bearing mechanism (not shown). The Y-direction guide portion 38 includes a Y-axis rail 41 disposed on each of the left and right sides of the base surface plate 2 and a Y-axis guide 42 slidably attached to each Y-axis rail 41. . One end of the X-direction guide portion 39 is fixed to each Y-axis guide 42 of the Y-direction guide portion 38, supported by the two Y-axis guides 42 and moved in the Y-axis direction, and the X-axis guide 43 The X-axis guide 45 is slidably attached to the rail 43. The stage base 25 of the stage unit 21 is fixed to the X-axis guide 45, and the movement of the stage unit 21 in the Y direction is guided by the Y direction guide unit 38, and the movement in the X direction is guided by the X direction guide unit 39, respectively. It has become so.
[0010]
Each of the Y-axis guide 42 and the X-axis guide 45 is provided with a brake mechanism (not shown) operated by the grip switches 33 and 34.
[0011]
Further, a shield case 46 that covers the entire manual prober 1 is provided as necessary. The shield case 46 is provided with a door 46A.
[0012]
In the manual prober 1 configured as described above, the semiconductor wafer 20 is inspected as follows.
[0013]
When the shield case 46 is provided, the operator opens the door 46A of the shield case 46.
[0014]
The grip switches 33 and 34 of the stage unit 21 are pressed to release the brake and the air bearing state, and the stage unit 21 is moved while being guided by the guide mechanism 22. In this guide mechanism 22, the Y direction is guided by the Y direction guide portion 38 and the X direction is guided by the X direction guide portion 39, and the stage portion 21 moves stably.
[0015]
As a result, the stage unit 21 is moved to the hand, and the hands are released from the grip switches 33 and 34, thereby releasing the air bearing state of the stage unit 21 and evacuating and locking the brake. Thereby, the stage part 21 is fixed on the base surface plate 2. In this state, the semiconductor wafer 20 is placed on the chuck top 29 of the stage unit 21, the vacuum switch 36 is turned on, and the semiconductor wafer 20 is fixed to the chuck top 29 by evacuation.
[0016]
Next, the grip switches 33 and 34 are pushed by hand to release the brake and to be in an air bearing state, so that the measurement site of the semiconductor wafer 20 placed on the chuck top 29 of the stage unit 21 is positioned directly below the microscope 19. An operator visually moves the stage unit 21 (first step). At this time, the stage unit 21 is supported by the Y-direction guide unit 38 and the X-direction guide unit 39 of the guide mechanism 22 and moves stably. When the positioning of the stage unit 21 is completed, the stage unit 21 is fixed by releasing the hand from the grip switches 33 and 34.
[0017]
Next, the microscope scanner 17 adjusts so that the center of the objective lens of the microscope 19 is positioned at the center of the cutout hole 14 of the base plate 7. Next, the microscope 19 is focused on the measurement surface of the semiconductor wafer 20. At this time, as a second step, the Y-direction adjusting microhead 35 and the X-direction adjusting microhead 37 are rotated so that the measurement position of the semiconductor wafer 20 falls within the field of view of the microscope 19. Tweak the. Further, the drive handle 32 is rotated to finely adjust the θ of the chuck top 29.
[0018]
At the time of high / low temperature measurement, the temperature of the chuck top 29 is set. In the case of high temperature measurement, the chuck top 29 covered with the purge plate 9 is heated to a set temperature. In the case of low temperature measurement, the chuck top 29 is cooled to a set low temperature, but nitrogen is interposed between the chuck top 29 and the purge plate 9 in order to prevent condensation of the semiconductor wafer 20 and the probe 13 and the like. Fill with gas or dry air.
[0019]
Next, the probe 13 is attached to the manipulator 12, and the manipulator 12 is mounted on the ring plate 11. Adjustment of the manipulator 12 in the X, Y, and Z directions is performed so that the probe 13 is in contact with the measurement position of the semiconductor wafer 20. Next, the Z-up lever 4 is moved downward to lower the base plate 7 by about 100 μm, and the probe 13 is overdriven.
[0020]
When the shield case 46 is used, the door 46A is closed.
[0021]
Next, measurement is performed.
[0022]
[Problems to be solved by the invention]
As the size of the semiconductor wafer 20 has increased in recent years, the size of the apparatus has increased, and the movement stroke of the stage portion 21 in the X and Y directions has increased. Thereby, when the stage part 21 moves to the back part on the base surface plate 2, the distance from an operator becomes long. Further, the field of view may be blocked by the shield case 46 or other covers. In addition, various devices may obstruct the field of view due to an increase in the number of devices. For this reason, it has become difficult to visually confirm the positioning target of the probe 13 or the like.
[0023]
As a result, the positioning of the stage portion 21 becomes difficult, and it takes time for the positioning work, and there is a problem that the efficiency of the measuring work is poor.
[0024]
The present invention has been made in view of these problems, and a manual prober that eliminates the difficulty of visual positioning of the stage portion. Alignment method The purpose is to provide.
[0025]
[Means for Solving the Problems]
Manual prober according to the first invention Alignment method Can be moved manually while supporting the base plate and the thin plate that is the object to be measured while visually checking the base plate. Position directly under the microscope The stage part fixed to the base surface plate and the guide mechanism which is provided on the base surface plate while supporting the stage part and guides the stage part to stabilize its movement in the X-axis direction and the Y-axis direction. When, Formed in the thin plate, Manual prober with various devices that block the view Alignment method A position detecting means for detecting the position of the stage portion that can be freely moved manually, and a display means for displaying the position of the stage portion detected by the position detecting means, wherein the stage portion is an air bearing. A stage base incorporating a mechanism, a Y fine adjustment mechanism for finely adjusting the Y-axis direction of the supported thin plate, an X fine adjustment mechanism for finely adjusting the X-axis direction, and a θ fine adjustment mechanism for finely adjusting the rotation direction. The stage part is manually adjusted while visually checking. To the position directly under the microscope A first step to move; The measurement position of the thin plate that is the measurement object is within the field of view of the microscope. Y fine adjustment mechanism of the stage part , X fine adjustment mechanism The stage is moved while viewing the display means that displays the position of the stage unit and can ignore the presence of the various devices that block the field of view during the third step of fine-tuning with To align the stage The second step is provided.
[0026]
With the above configuration, the stage unit is moved while checking the position of the stage unit detected by the position detection unit and displayed on the display unit. Thereby, even when the position where the various devices block the visual field is the target position, the stage unit can be easily moved to the target position.
[0027]
Manual prober according to the second invention Alignment method The guide mechanism guides the stage part and stabilizes movement in the X-axis direction. The X-axis guide part includes an X-axis guide and an X-axis rail, and guides the stage part in the Y-axis direction. An X-axis guide position detection unit that detects the position of the X-axis guide of the X-direction guide unit, and a Y-direction guide unit that includes a Y-axis guide and a Y-axis rail that stabilize the movement of And a Y-axis guide position detecting unit for detecting the position of the Y-axis guide of the Y-direction guide unit.
[0028]
With the above configuration, the position of the stage unit can be accurately specified by detecting the position of the X-axis guide by the X-axis guide position detection unit and detecting the position of the Y-axis guide by the Y-axis guide position detection unit. .
[0029]
Thereby, the stage part can be easily moved to the target position while confirming the position.
[0030]
Manual prober according to the third invention Alignment method The X-axis guide position detection part of the position detection means is attached to the X-axis wire with the tip attached to the X-axis guide and the X-axis rail, and winds up the base end side of the X-axis wire And an X-axis wire feed amount detection unit that detects the position of the X-axis guide from the X-axis wire feed amount that changes with the movement of the X-axis guide, and the Y-axis guide position detection unit of the position detection means A Y-axis wire whose tip is attached to the Y-axis guide, and a Y-axis that is attached to the Y-axis rail side, winds up the proximal end side of the Y-axis wire, and changes as the Y-axis guide moves It is characterized by comprising a Y-axis wire feed amount detection unit for detecting the position of the Y-axis guide from the wire feed amount.
[0031]
With the above configuration, the X-axis guide moves with the movement of the stage unit. The X-axis wire feed amount detection unit detects the amount of X-axis wire feed that changes with the movement of the X-axis guide, and detects the position of the X-axis guide.
[0032]
In the Y-axis guide position detection unit, the Y-axis guide moves as the stage unit moves. The Y-axis wire feed amount detection unit detects the amount of Y-axis wire feed that changes with the movement of the Y-axis guide, and detects the position of the Y-axis guide.
[0033]
Thereby, the position of a stage part can be pinpointed correctly.
[0034]
Manual prober according to the fourth invention Alignment method The X-axis guide position detecting portion of the position detecting means is attached along the X-axis lead nut fixed to the X-axis guide side and the X-axis rail, and a screw thread is formed around the X-axis guide nut. An X-axis lead screw into which the shaft lead nut is screwed, and a rotary encoder connected to the X-axis lead screw and driven while accurately detecting the number of rotations. A Y-axis lead nut having a tip attached to the Y-axis guide and a Y-axis lead screw attached along the Y-axis rail and threaded around the Y-axis lead nut. And a rotary encoder connected to the Y-axis lead screw and driven while accurately detecting the rotational speed.
[0035]
With the above configuration, the X-axis lead nut is moved by the movement of the X-axis guide accompanying the movement of the stage portion. The X-axis lead screw is rotated by the movement of the X-axis lead nut. The rotation of the X-axis lead screw is detected by a rotary encoder, and the position of the stage portion in the X-axis direction is specified.
[0036]
Similarly, in the Y-axis direction, the Y-axis lead screw is rotated by the movement of the Y-axis lead nut. This rotation is detected by a rotary encoder, and the position of the stage portion in the Y-axis direction is specified.
[0037]
Thereby, the position of a stage part can be pinpointed correctly.
[0038]
Manual prober according to the fifth invention Alignment method The X-axis guide position detection unit of the position detection means is attached to the X-axis main scale disposed along the X-axis rail and the X-axis guide, and the X-axis guide is moved as the X-axis guide moves. An X-axis index scale that generates moire fringes with the main axis scale, and an X-axis moire fringe measuring unit that is provided on the X-axis index scale and detects the position of the X-axis guide by measuring the moire fringes. A Y-axis guide position detection unit of the position detecting means is attached to the Y-axis main scale disposed along the Y-axis rail and the Y-axis guide, and the Y-axis main is moved along with the movement of the Y-axis guide. Y-axis index scale that generates moire fringes with the scale, and Y-axis moire fringe measurement that is provided on this Y-axis index scale and detects the position of the Y-axis guide by measuring the moire fringes Consisting of
It is characterized by that.
[0039]
With the above configuration, the X-axis index scale moves with the movement of the X-axis guide, and moire fringes are generated with the X-axis main scale. This is measured by the X-axis moire fringe measuring unit to identify the position of the stage unit in the X-axis direction.
[0040]
Similarly, in the Y-axis direction, the Y-axis index scale moves with the movement of the Y-axis guide, and moire fringes are generated with the Y-axis main scale. This is measured by the Y-axis moire fringe measuring unit to identify the position of the stage unit in the Y-axis direction.
[0041]
Manual prober according to the sixth invention Alignment method The X-axis guide position detector of the position detector comprises an X-axis linear encoder that is provided in the X-axis guide and directly measures the amount of movement of the X-axis guide that moves along the X-axis rail, The Y-axis guide position detection unit of the position detection means is formed of a Y-axis linear encoder that is provided in the Y-axis guide and directly measures the amount of movement of the Y-axis guide that moves along the Y-axis rail. .
[0042]
With the above configuration, the movement amount of the X-axis guide is directly measured by the X-axis linear encoder. Further, the movement amount of the Y-axis guide is directly measured by the Y-axis linear encoder.
[0043]
Manual prober according to the seventh invention Alignment method Is characterized in that the display means displays a map imitating a thin plate to be inspected fixed on the display screen, and relatively moves the alignment point on the map in accordance with the manual movement of the stage unit. And
[0044]
With the above configuration, the alignment point relatively moves on the map as the stage portion moves. Thereby, a stage part can be aligned easily.
[0045]
Manual prober according to the eighth invention Alignment method Is characterized in that the display means displays the direction and distance of the alignment point.
[0046]
With this configuration, it is possible to easily and surely align the position by simply moving the stage unit according to the direction and distance displayed on the display screen.
[0047]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, the manual prober according to the present invention. Alignment method Will be described with reference to the accompanying drawings.
[0048]
[First Embodiment]
1 is a perspective view showing a main part of a manual prober according to this embodiment, FIG. 5 is a front view showing the manual prober according to this embodiment, FIG. 6 is a side view showing the manual prober according to this embodiment, and FIG. These are top views which show the manual prober which concerns on this embodiment.
[0049]
The manual prober 51 according to the present embodiment is configured as shown in FIGS. Since the entire configuration of the manual prober 51 according to the present embodiment is substantially the same as that of the conventional manual prober 1, the same parts are denoted by the same reference numerals and the description thereof is omitted. As for the manual prober 51 of this embodiment, the whole apparatus is enlarged with the enlargement of the semiconductor wafer 20.
[0050]
The feature of the manual prober 51 according to the present embodiment is that the position of the stage portion 21 can be accurately recognized when the operator inspects the semiconductor wafer 20. This is to prevent the positioning of the stage portion 21 with the naked eye with the increase in size of the apparatus due to the increase in size of the semiconductor wafer 20.
[0051]
For this reason, in the present embodiment, a position detection unit 52 that detects the position of the stage unit 21 that can be manually moved freely, and a display unit 53 that displays the position of the stage unit 21 detected by the position detection unit 52 are provided. Yes.
[0052]
The position detection means 52 detects the position of the X-axis linear encoder 55 as an X-axis guide position detection unit that detects the position of the X-axis guide 45 of the Y-direction guide unit 38 and the position of the Y-axis guide 42 of the Y-direction guide unit 38. And a Y-axis linear encoder 56 as a Y-axis guide position detecting unit.
[0053]
The X-axis linear encoder 55 is attached to the end of the X-axis rail 43 via an X-axis spacer 59A, and an X-axis wire 58, which is an X-axis wire attached to the X-axis guide 45 by a hook portion 57. X-axis wire material feed amount detection for detecting the position of the X-axis guide 45 from the feed amount or the take-up amount of the X-axis wire 58 that winds up the proximal end side of the X-axis wire 58 and changes as the X-axis guide 45 moves. And an X-axis linear scale encoder unit 59 as a unit.
[0054]
The X-axis linear scale encoder unit 59 winds and feeds the X-axis wire 58, and the X-axis wire 58 when winding and feeding the X-axis wire winding unit 60. And an X-axis wire feed amount detector 61 that detects the amount of movement and converts it into an electrical signal. The X-axis wire feed amount detection unit 61 is connected to the display unit 53, and the detection value from the X-axis wire feed amount detection unit 61 is transmitted to the display unit 53. The X-axis wire winding portion 60 is set so as to always pull the X-axis wire 58 with a constant tension. This is to minimize the measurement error of the position of the X-axis guide 45 due to the slack of the X-axis wire 58.
[0055]
The Y-axis linear encoder 56 is attached to the Y-axis wire 64 which is a Y-axis wire material whose tip is attached to the Y-axis guide 42 by the hook portion 63 and the base surface plate 2 on the Y-axis rail 41 side. As a Y-axis wire feed amount detection unit for winding the base end side of 64 and detecting the position of the Y-axis guide 42 from the feed amount or the take-up amount of the Y-axis wire 64 that changes as the Y-axis guide 42 moves. A Y-axis linear scale encoder unit 65 is included.
[0056]
The Y-axis linear scale encoder unit 65 winds and feeds the Y-axis wire 64, and the Y-axis wire 64 when winding and feeding the Y-axis wire winding unit 66. And a Y-axis wire feed amount detector 67 that detects the amount of movement and converts it into an electrical signal. The Y-axis wire feed amount detection unit 67 is connected to the display unit 53 similarly to the X-axis wire feed amount detection unit 61, and the detection value from the Y-axis wire feed amount detection unit 67 is transmitted to the display unit 53. It is like that. The Y-axis wire winding portion 66 is attached to a position facing the end of the Y-axis rail 41 via a Y-axis spacer 66A, and, like the X-axis wire winding portion 60, the Y-axis wire 64 is always attached. It is set to pull with a constant tension.
[0057]
The display means 53 is provided with an X-direction position display portion 71 and a Y-direction position display portion 72 arranged in the vertical direction. The X-direction position display unit 71 displays the position of the stage unit 21 in the X direction based on the detection value from the X-axis wire feed amount detection unit 61. The Y-direction position display unit 72 displays the position of the stage unit 21 in the Y direction based on the detection value from the Y-axis wire feed amount detection unit 67.
[0058]
[ Manual prober alignment method ]
In the manual prober 51 configured as described above, the semiconductor wafer 20 is inspected as follows.
[0059]
The overall operation of the measurement work by the manual prober 51 is almost the same as that of the conventional manual prober 1 described above. For this reason, it demonstrates centering on the characteristic part of this plan.
[0060]
The stage unit 21 is moved to the hand while being guided by the guide mechanism 22 and fixed on the base surface plate 2. In this state, the semiconductor wafer 20 is fixed to the chuck top 29 of the stage unit 21.
[0061]
Next, the grip switches 33 and 34 are pushed by hand, and the stage unit 21 is moved to a position directly below the microscope 19 as a first step. At this time, the stage unit 21 is supported by the Y-direction guide unit 38 and the X-direction guide unit 39 of the guide mechanism 22 and moves stably.
[0062]
Furthermore, the X-axis guide 45 of the X direction guide part 39 also moves with the movement of the stage part 21. By the movement of the X-axis guide 45, the X-axis wire 58 is fed out or wound up from the X-axis wire winding unit 60, and the feeding amount is detected by the X-axis wire feeding amount detection unit 61 and transmitted to the display means 53. The
[0063]
The display unit 53 displays the amount of movement of the stage unit 21 in the X-axis direction on the X-direction position display unit 71 based on the detection value from the X-axis wire feed amount detection unit 61. A number is displayed on the X-direction position display unit 71, and the number represents a moving distance of the stage unit 21. In this case, the starting point is set to 0 to display how many centimeters have been moved, or the moving target position is set to the origin of the coordinate axes, and how many centimeters to the origin are displayed.
[0064]
The same applies to the Y direction. That is, the Y-axis guide 42 of the Y-direction guide unit 38 moves as the stage unit 21 moves. By this movement of the Y-axis guide 42, the Y-axis wire 64 is fed out or wound up from the Y-axis wire winding unit 66, and the feed amount is detected by the Y-axis wire feed amount detection unit 67 and transmitted to the display means 53. The In the Y-direction position display section 72 of the display means 53, the Y-direction position of the stage section 21 is displayed as a change in the movement distance, as in the case of the X-direction position display section 71.
[0065]
As a second step, the operator performs positioning while holding the stage unit 21 with his hand and looking at the display means 53. When the positioning of the stage unit 21 is completed, the stage unit 21 is fixed by releasing the hand from the grip switches 33 and 34.
[0066]
Next, fine adjustment of the third step (second step of the conventional technique) is performed to align the microscope 19. At the time of high / low temperature measurement, the temperature of the chuck top 29 is set and filled with nitrogen gas or the like. Next, measurement is performed by bringing the probe 13 into contact with the measurement position of the semiconductor wafer 20.
[0067]
[effect]
As described above, since the accurate position of the stage unit 21 is displayed by the display unit 53 when the stage unit 21 is aligned, the alignment of the stage unit 21 can be performed in a short time without visual observation. It becomes possible to carry out accurately and extremely easily.
[0068]
As a result, even when the manual prober 51 increases in size as the size of the semiconductor wafer 20 increases, the alignment work of the stage portion 21 can be easily performed, and the measurement workability of the semiconductor wafer 20 is greatly improved. .
[0069]
[Second Embodiment]
Next, a second embodiment of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. FIG. 8 is a perspective view showing a main part of a manual prober according to the second embodiment.
[0070]
Since the entire configuration of the manual prober 75 according to the present embodiment is the same as that of the manual prober 51 of the first embodiment, description thereof is omitted. A feature of the manual prober 75 according to the present embodiment is the position detection means 76.
[0071]
The position detection unit 76 includes an X-axis guide position detection unit 77 and a Y-axis guide position detection unit 78.
[0072]
The X-axis guide position detection unit 77 is attached to the X-axis lead nut 80 fixed on the X-axis guide 45 side and is laid over the Y-axis guides 42 along the X-axis rail 43, and has a thread around the periphery. And an X-axis lead screw 81 to which an X-axis lead nut 80 is screwed, and a rotary encoder 82 connected to the X-axis lead screw 81 and accurately detecting the rotational speed. One X-axis lead screw 81 is rotatably supported by a bearing 83 and the other is rotatably supported by an encoder mounting bracket 84. Furthermore, a rotary encoder 82 connected to the X-axis lead screw 81 via a coupling 82A is attached to the encoder mounting bracket 84.
[0073]
With this configuration, when the X-axis lead nut 80 moves together with the X-axis guide 45, the X-axis lead screw 81 into which the X-axis lead nut 80 is screwed rotates, and the rotation is detected by the rotary encoder 82. It has become. The rotary encoder 82 is connected to the display means 53.
[0074]
The Y-axis guide position detection unit 78 is attached to the base surface plate 2 side along the Y-axis rail 41 and a Y-axis lead nut 85 fixed to the Y-axis guide 42, and a thread is formed around the Y-axis guide position detection unit 78. A Y-axis lead screw 86 to which a lead nut 85 is screwed, and a rotary encoder 87 connected to the Y-axis lead screw 86 and accurately detecting the rotational speed are configured. One of the Y-axis lead screws 86 is rotatably supported by a bearing 88, and the other is rotatably supported by an encoder mounting bracket 89. Further, a rotary encoder 87 connected to the Y-axis lead screw 86 via a coupling 87A is attached to the encoder mounting bracket 89.
[0075]
With this configuration, when the Y-axis lead nut 85 moves together with the Y-axis guide 42, the Y-axis lead screw 86 with which the Y-axis lead nut 85 is screwed rotates, and the rotation is detected by the rotary encoder 87. It has become. The rotary encoder 87 is connected to the display means 53.
[0076]
[ Manual prober alignment method ]
In the manual prober 75 configured as described above, the semiconductor wafer 20 is inspected as follows. Here, the operation of the position detector 76 will be mainly described.
[0077]
As the stage unit 21 moves, the X-axis guide 45 of the X-direction guide unit 39 and the Y-axis guide 42 of the Y-direction guide unit 38 move.
[0078]
By the movement of the X-axis guide 45, the X-axis lead nut 80 fixed to the X-axis guide 45 is moved in a state of being screwed to the X-axis lead screw 81. Thereby, the X-axis lead screw 81 is rotated. The rotation of the X-axis lead screw 81 is detected by the rotary encoder 82, and the detected value is transmitted to the display means 53.
[0079]
In the display unit 53, the movement amount in the X-axis direction of the stage unit 21 is displayed on the X-direction position display unit 71 as in the first embodiment.
[0080]
The same applies to the Y direction. That is, due to the movement of the Y-axis guide 42 accompanying the movement of the stage portion 21, the Y-axis lead nut 85 moves in a state of being screwed to the Y-axis lead screw 86. As a result, the Y-axis lead screw 86 is rotated. The rotation of the Y-axis lead screw 86 is detected by the rotary encoder 87 and the detected value is transmitted to the display means 53.
[0081]
The display unit 53 displays the amount of movement of the stage unit 21 in the Y-axis direction on the Y-direction position display unit 72 as in the first embodiment.
[0082]
The operator aligns the stage unit 21 while looking at the display means 53. When the positioning of the stage unit 21 is completed, the stage unit 21 is fixed and measurement is performed with the probe 13.
[0083]
[effect]
Also in this case, as in the first embodiment, since the accurate position of the stage unit 21 is displayed by the display means 53, the alignment of the stage unit 21 can be accurately performed in a short time without visual observation. And the measurement workability of the semiconductor wafer 20 is greatly improved.
[0084]
[Third Embodiment]
Next, a third embodiment of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. FIG. 9 is a perspective view showing a main part of a manual prober according to the third embodiment.
[0085]
Since the entire configuration of the manual prober 91 according to the present embodiment is the same as that of the manual prober 51 of the first embodiment, description thereof is omitted. A feature of the manual prober 91 according to the present embodiment is the position detection means 92.
[0086]
The position detection unit 92 includes an X-axis guide position detection unit 93 and a Y-axis guide position detection unit 94.
[0087]
The X-axis guide position detection unit 93 moves the X-axis guide 45 in a state where the X-axis main scale 96 disposed along the X-axis rail 43 and the index attachment fitting 97 are attached to the X-axis guide 45. Accordingly, an X-axis index scale (not shown) that generates moiré fringes with the X-axis main scale 96 is provided integrally with the X-axis index scale. An X-axis moire fringe measuring unit (not shown) for detecting the position is included. The X-axis main scale 96 is fixed to each Y-axis guide 42 via the fixing base 100 while being supported by the main mounting bracket 99. The X-axis moire fringe measuring unit is connected to the display means 53.
[0088]
The Y-axis guide position detection unit 94 is attached to the Y-axis main scale 101 disposed along the Y-axis rail 41 and the Y-axis guide 42, and moves along with the Y-axis main scale 101 as the Y-axis guide 42 moves. Y-axis index scale 102 that generates moire fringes, and a Y-axis moire fringe measuring unit (not shown) that is provided on this Y-axis index scale 102 and detects the position of the Y-axis guide 42 by measuring the moire fringes. It consists of and. The Y-axis main scale 101 is fixed to the base surface plate 2 via the fixing base 105 while being supported by the main mounting bracket 104. The Y-axis index scale 102 is attached to the Y-axis guide 42 via an index attachment fitting 106. The Y-axis moire fringe measuring unit is connected to the display means 53.
[0089]
[ Manual prober alignment method ]
In the manual prober configured as described above, the semiconductor wafer 20 is inspected as follows. Here, the operation of the position detection unit 92 will be mainly described.
[0090]
As the stage unit 21 moves, the X-axis guide 45 of the X-direction guide unit 39 and the Y-axis guide 42 of the Y-direction guide unit 38 move.
[0091]
By the movement of the X-axis guide 45, the X-axis index scale fixed to the X-axis guide 45 with the index mounting bracket 97 is moved in a state of facing the X-axis main scale 96. As a result, moire fringes are generated. The X-axis moire fringe measuring unit measures the moire fringes and detects the position of the X-axis guide 45. Then, this detected value is transmitted to the display means 53.
[0092]
In the display means 53, the movement amount in the X-axis direction of the stage unit 21 is displayed on the X-direction position display unit 71 as in the first embodiment.
[0093]
The same applies to the Y direction. That is, the movement of the Y-axis guide 42 accompanying the movement of the stage unit 21 moves the Y-axis index scale 102 fixed to the Y-axis guide 42 in a state of facing the Y-axis main scale 101. As a result, moire fringes are generated. The Y-axis moire fringe measuring unit measures the moire fringes and detects the position of the Y-axis guide 42. Then, this detected value is transmitted to the display means 53.
[0094]
The display unit 53 displays the amount of movement of the stage unit 21 in the Y-axis direction on the Y-direction position display unit 72 as in the first embodiment.
[0095]
The operator aligns the stage unit 21 while looking at the display means 53. When the positioning of the stage unit 21 is completed, the stage unit 21 is fixed and measurement is performed with the probe 13.
[0096]
[effect]
Also in this case, as in the first embodiment, since the accurate position of the stage unit 21 is displayed by the display means 53, the alignment of the stage unit 21 can be accurately performed in a short time without visual observation. And the measurement workability of the semiconductor wafer 20 is greatly improved.
[0097]
[Fourth Embodiment]
A fourth embodiment of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. FIG. 10 is a perspective view showing a main part of a manual prober according to the fourth embodiment.
[0098]
Since the entire configuration of the manual prober 111 according to the present embodiment is the same as that of the manual prober 51 of the first embodiment, description thereof is omitted. A feature of the manual prober 111 according to the present embodiment is the position detection means 112.
[0099]
The position detection unit 112 includes an X-axis guide position detection unit 113 and a Y-axis guide position detection unit 114.
[0100]
The X-axis guide position detection unit 113 is configured by an X-axis linear encoder 115. The X-axis linear encoder 115 is provided integrally with the X-axis guide 45 and directly measures the amount of movement of the X-axis guide 45 that moves along the X-axis rail 43. The X-axis linear encoder 115 is connected to the display means 53 and transmits a measurement value as a movement amount of the X-axis guide 45.
[0101]
The Y-axis guide position detection unit 114 is configured by a Y-axis linear encoder 116. The Y-axis linear encoder 116 is provided integrally with the Y-axis guide 42 and directly measures the amount of movement of the Y-axis guide 42 that moves along the Y-axis rail 41. The Y-axis linear encoder 116 is connected to the display means 53 and transmits a measurement value as a movement amount of the Y-axis guide 42.
[0102]
[ Manual prober alignment method ]
In the manual prober configured as described above, the semiconductor wafer 20 is inspected as follows. Here, the operation of the position detection unit 112 will be mainly described.
[0103]
As the stage unit 21 moves, the X-axis guide 45 of the X-direction guide unit 39 and the Y-axis guide 42 of the Y-direction guide unit 38 move.
[0104]
As the X-axis guide 45 moves, the X-axis linear encoder 115 provided integrally with the X-axis guide 45 detects the position of the X-axis guide 45. Then, this detected value is transmitted to the display means 53.
[0105]
In the display means 53, the movement amount in the X-axis direction of the stage unit 21 is displayed on the X-direction position display unit 71 as in the first embodiment.
[0106]
The same applies to the Y direction. That is, the position of the Y-axis guide 42 accompanying the movement of the stage unit 21 is detected by the Y-axis linear encoder 116, and the detected value is transmitted to the display means 53.
[0107]
The display unit 53 displays the amount of movement of the stage unit 21 in the Y-axis direction on the Y-direction position display unit 72 as in the first embodiment.
[0108]
The operator aligns the stage unit 21 while looking at the display means 53. When the positioning of the stage unit 21 is completed, the stage unit 21 is fixed and measurement is performed with the probe 13.
[0109]
[effect]
Also in this case, as in the first embodiment, since the accurate position of the stage unit 21 is displayed by the display means 53, the alignment of the stage unit 21 can be accurately performed in a short time without visual observation. And the measurement workability of the semiconductor wafer 20 is greatly improved.
[0110]
[Modification]
(1) In each of the above embodiments, the display means 53 is configured by the X-direction position display unit 71 that displays the position in the X direction as a number and the Y-direction position display unit 72 that displays the position in the Y direction as a number. However, in addition to the numerical display, the map may be displayed. For example, as shown in FIG. 11, a display unit is configured by a computer 118, and a map 120 imitating the semiconductor wafer 20 to be inspected is fixed and displayed on the display screen 119. Then, a point 121 representing the probe 13 that is an alignment point is moved relative to the fixed map 120 and displayed. Thereby, the measurement target position of the semiconductor wafer 20 and the probe 13 can be easily aligned.
[0111]
On the display screen 119, the direction of the target position to be aligned may be represented by an arrow or the like, and the distance to the target position may be represented by a number.
[0112]
In these cases, the same operations and effects as those of the above embodiment can be obtained.
[0113]
(2) The X-axis guide position detection unit and the Y-axis guide position detection unit may be configured using a light receiving element and a light emitting element in addition to the above embodiments. In this case, instead of the main scales 96 and 101 supported by the main mounting brackets 99 and 104 shown in FIG. 9, long plates provided with slits at regular intervals are provided along the rails 41 and 43 to guides 42 and 45. A light receiving element and a light emitting element may be provided on the side. The light receiving element and the light emitting element are arranged with a slit in the long plate, and the movement of the guides 42 and 45 can be detected by light connection / disconnection between the light receiving element and the light emitting element. The interval between the slits is set to about several mm or narrower as required.
[0114]
Further, a groove or the like for irregularly reflecting light is provided in a portion along the rails 41 and 43 on the surface of the base surface plate 2 at regular intervals. It may be arranged.
[0115]
In these cases, the same operations and effects as those of the above embodiments can be obtained.
[0116]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, the following effects can be obtained.
[0117]
Since the accurate position of the stage unit is displayed by the display means when aligning the stage unit, the stage unit can be aligned accurately and extremely easily in a short time without visual inspection. become able to.
[0118]
As a result, even when the manual prober is enlarged with the increase in the size of the thin plate, the positioning operation of the stage portion can be easily performed, and the measurement workability of the thin plate is greatly improved.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a perspective view showing a main part of a manual prober according to a first embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a front view showing a conventional manual prober.
FIG. 3 is a side view showing a conventional manual prober.
FIG. 4 is a plan view showing a conventional manual prober.
FIG. 5 is a front view showing a manual prober according to the first embodiment.
FIG. 6 is a side view showing the manual prober according to the first embodiment.
FIG. 7 is a plan view showing a manual prober according to the first embodiment.
FIG. 8 is a perspective view showing a main part of a manual prober according to a second embodiment of the present invention.
FIG. 9 is a perspective view showing a main part of a manual prober according to a third embodiment of the present invention.
FIG. 10 is a perspective view showing a main part of a manual prober according to a fourth embodiment of the present invention.
FIG. 11 is a front view showing a modification of the display means.
[Explanation of symbols]
2: base surface plate, 20: semiconductor wafer, 21: stage unit, 41: Y-axis rail, 42: Y-axis guide, 43: X-axis rail, 51: manual prober, 52: position detection means, 53: display means, 55: X-axis linear encoder, 56: Y-axis linear encoder, 57: Hook part, 58: X-axis wire, 59: X-axis linear scale encoder part, 60: X-axis wire winding part, 61: X-axis wire feed amount Detection unit, 63: Hook unit, 64: Y-axis wire, 65: Y-axis linear scale encoder unit, 66: Y-axis wire winding unit, 67: Y-axis wire feed amount detection unit, 71: X-direction position display unit, 72: Y direction position display section.

Claims (8)

ベース定盤と、
測定対象物である薄板を支持して前記ベース定盤上を目視で確認しながら手動で移動させ得ると共に顕微鏡の直下の位置でベース定盤に固定されるステージ部と、
このステージ部を支持した状態でベース定盤上に設けられ、ステージ部を案内してそのX軸方向及びY軸方向への移動を安定させるガイド機構と、
前記薄板に形成され、視界を遮る種々のデバイスと
を備えてなるマニュアルプローバの位置合わせ方法において、
手動で自由に移動させ得る前記ステージ部の位置を検出する位置検出手段と、
この位置検出手段で検出した前記ステージ部の位置を表示する表示手段とを備え、
前記ステージ部が、エアーベアリング機構が組み込まれたステージベースと、支持した前記薄板のY軸方向を微調整するY微調機構と、X軸方向を微調整するX微調機構と、回転方向を微調整するθ微調機構とを備えて構成され、
目視で確認しながら前記ステージ部を手動で前記顕微鏡の直下の位置まで移動させる第1工程と、前記測定対象物である薄板の測定位置が顕微鏡の視野に入るように前記ステージ部のY微調機構、X微調機構で微調整する第3工程との間に、前記ステージ部の位置を表示して、視界を遮る前記種々のデバイスの存在を無視できる前記表示手段を見ながら、前記ステージ部を移動させてステージ部の位置合わせを行う第2工程を備えたことを特徴とするマニュアルプローバの位置合わせ方法
A base surface plate,
A stage unit that supports a thin plate as a measurement object and can be manually moved while visually checking the base surface plate, and is fixed to the base surface plate at a position directly under the microscope ,
A guide mechanism that is provided on the base surface plate in a state of supporting the stage portion, guides the stage portion, and stabilizes movement in the X-axis direction and the Y-axis direction;
In the manual prober alignment method comprising various devices that are formed on the thin plate and block the view,
Position detecting means for detecting the position of the stage part which can be manually moved freely;
Display means for displaying the position of the stage portion detected by the position detection means,
The stage unit has a stage base incorporating an air bearing mechanism, a Y fine adjustment mechanism that finely adjusts the Y axis direction of the supported thin plate, an X fine adjustment mechanism that finely adjusts the X axis direction, and a fine adjustment of the rotation direction. Is configured with a θ fine adjustment mechanism,
A first step of manually moving the stage part to a position directly below the microscope while visually confirming, and a Y fine adjustment mechanism of the stage part so that the measurement position of the thin plate as the measurement object enters the field of view of the microscope The stage portion is moved while viewing the display means that can display the position of the stage portion and ignore the presence of the various devices that obstruct the field of view during the third step of fine adjustment by the X fine adjustment mechanism. A manual prober alignment method comprising a second step of aligning the stage portion .
請求項1に記載のマニュアルプローバの位置合わせ方法において、
前記ガイド機構が、前記ステージ部を案内してX軸方向への移動を安定させるX軸ガイド及びX軸レールを備えたX方向ガイド部と、前記ステージ部を案内してY軸方向への移動を安定させるY軸ガイド及びY軸レールを備えたY方向ガイド部とからなり、
前記位置検出手段が、X方向ガイド部のX軸ガイドの位置を検出するX軸ガイド位置検出部と、Y方向ガイド部のY軸ガイドの位置を検出するY軸ガイド位置検出部とからなる
ことを特徴とするマニュアルプローバの位置合わせ方法
The manual prober alignment method according to claim 1,
The guide mechanism guides the stage unit to stabilize the movement in the X-axis direction. The X-axis guide unit includes an X-axis guide and an X-axis rail, and the stage unit is guided to move in the Y-axis direction. Comprising a Y-direction guide and a Y-direction guide provided with a Y-axis rail.
The position detection means includes an X-axis guide position detection unit that detects the position of the X-axis guide of the X-direction guide unit, and a Y-axis guide position detection unit that detects the position of the Y-axis guide of the Y-direction guide unit. A manual prober alignment method characterized by
請求項2に記載のマニュアルプローバの位置合わせ方法において、
前記位置検出手段のX軸ガイド位置検出部が、先端を前記X軸ガイドに取り付けられたX軸線材と、前記X軸レール側に取り付けられ、前記X軸線材の基端側を巻き取ると共に前記X軸ガイドの移動に伴って変化するX軸線材の繰り出し量からX軸ガイドの位置を検出するX軸線材繰り出し量検出部とからなり、
前記位置検出手段のY軸ガイド位置検出部が、先端を前記Y軸ガイドに取り付けられたY軸線材と、前記Y軸レール側に取り付けられ、前記Y軸線材の基端側を巻き取ると共に前記Y軸ガイドの移動に伴って変化するY軸線材の繰り出し量からY軸ガイドの位置を検出するY軸線材繰り出し量検出部とからなる
ことを特徴とするマニュアルプローバの位置合わせ方法
In the manual prober alignment method according to claim 2,
The X-axis guide position detection unit of the position detection means has a tip attached to the X-axis guide, the X-axis wire attached to the X-axis rail side, winds up the base end side of the X-axis wire, and An X-axis wire feed amount detection unit that detects the position of the X-axis guide from the X-axis wire feed amount that changes with the movement of the X-axis guide,
The Y-axis guide position detection unit of the position detection means is attached to the Y-axis wire with the tip attached to the Y-axis guide and the Y-axis rail, winds up the base end side of the Y-axis wire, and A manual prober positioning method, comprising: a Y-axis wire feed amount detection unit that detects a position of the Y-axis guide from a feed amount of the Y-axis wire that changes with the movement of the Y-axis guide.
請求項2に記載のマニュアルプローバの位置合わせ方法において、
前記位置検出手段のX軸ガイド位置検出部が、前記X軸ガイド側に固定されたX軸リードナットと、前記X軸レールに沿って取り付けられ、周囲にネジ山が形成されて前記X軸リードナットが螺合されるX軸リードスクリューと、このX軸リードスクリューに連結されて回転数を正確に検出しながら駆動するロータリーエンコーダとからなり、
前記位置検出手段のY軸ガイド位置検出部が、先端を前記Y軸ガイドに取り付けられたY軸リードナットと、前記Y軸レールに沿って取り付けられ、周囲にネジ山が形成されて前記Y軸リードナットが螺合されるY軸リードスクリューと、このY軸リードスクリューに連結されて回転数を正確に検出しながら駆動するロータリーエンコーダとからなる
ことを特徴とするマニュアルプローバの位置合わせ方法
In the manual prober alignment method according to claim 2,
An X-axis guide position detecting portion of the position detecting means is attached along the X-axis lead nut fixed to the X-axis guide side and the X-axis rail, and a screw thread is formed around the X-axis lead nut. It consists of an X-axis lead screw into which a nut is screwed and a rotary encoder that is connected to the X-axis lead screw and is driven while accurately detecting the number of rotations.
The Y-axis guide position detecting unit of the position detecting means is attached along the Y-axis rail with a Y-axis lead nut having a tip attached to the Y-axis guide, and a thread is formed around the Y-axis guide nut. A manual prober positioning method comprising: a Y-axis lead screw into which a lead nut is screwed; and a rotary encoder connected to the Y-axis lead screw and driven while accurately detecting the rotational speed.
請求項2に記載のマニュアルプローバの位置合わせ方法において、
前記位置検出手段のX軸ガイド位置検出部が、前記X軸レールに沿って配設されたX軸メインスケールと、前記X軸ガイドに取り付けられ、X軸ガイドの移動に伴って前記X軸メインスケールとの間でモアレ縞を生じるX軸インデックススケールと、このX軸インデックススケールに設けられ、モアレ縞を測定してX軸ガイドの位置を検出するX軸モアレ縞測定部とからなり、
前記位置検出手段のY軸ガイド位置検出部が、前記Y軸レールに沿って配設されたY軸メインスケールと、前記Y軸ガイドに取り付けられ、Y軸ガイドの移動に伴って前記Y軸メインスケールとの間でモアレ縞を生じるY軸インデックススケールと、このY軸インデックススケールに設けられ、モアレ縞を測定してY軸ガイドの位置を検出するY軸モアレ縞測定部とからなる
ことを特徴とするマニュアルプローバの位置合わせ方法
In the manual prober alignment method according to claim 2,
An X-axis guide position detection unit of the position detecting means is attached to the X-axis main scale disposed along the X-axis rail and the X-axis guide, and the X-axis main is moved along with the movement of the X-axis guide. An X-axis index scale that generates moire fringes with the scale, and an X-axis moire fringe measuring unit that is provided on the X-axis index scale and detects the position of the X-axis guide by measuring the moire fringes.
A Y-axis guide position detection unit of the position detecting means is attached to the Y-axis main scale disposed along the Y-axis rail and the Y-axis guide, and the Y-axis main is moved along with the movement of the Y-axis guide. A Y-axis index scale that generates moire fringes with the scale, and a Y-axis moire fringe measuring unit that is provided on the Y-axis index scale and detects the position of the Y-axis guide by measuring the moire fringes. The manual prober alignment method .
請求項2に記載のマニュアルプローバの位置合わせ方法において、
前記位置検出手段のX軸ガイド位置検出部が、前記X軸ガイドに設けられ、X軸レールに沿って移動するX軸ガイドの移動量を直接に測定するX軸リニアエンコーダからなり、
前記位置検出手段のY軸ガイド位置検出部が、前記Y軸ガイドに設けられ、Y軸レールに沿って移動するY軸ガイドの移動量を直接に測定するY軸リニアエンコーダからなる
ことを特徴とするマニュアルプローバの位置合わせ方法
In the manual prober alignment method according to claim 2,
The X-axis guide position detection unit of the position detection means is an X-axis linear encoder that is provided in the X-axis guide and directly measures the amount of movement of the X-axis guide that moves along the X-axis rail.
The Y-axis guide position detection unit of the position detection unit is formed of a Y-axis linear encoder that is provided in the Y-axis guide and directly measures the amount of movement of the Y-axis guide that moves along the Y-axis rail. How to align the manual prober.
請求項1乃至6のいずれかに記載のマニュアルプローバの位置合わせ方法において、
前記表示手段が、検査対象の薄板を模したマップを表示画面に固定して表示すると共に、手動によるステージ部の移動に合わせて位置合わせ点をマップ上で相対的に移動させることを特徴とするマニュアルプローバの位置合わせ方法
In the manual prober alignment method according to any one of claims 1 to 6,
The display means fixes and displays a map imitating a thin plate to be inspected on a display screen, and relatively moves an alignment point on the map in accordance with manual movement of the stage unit. Manual prober alignment method .
請求項1乃至6のいずれかに記載のマニュアルプローバの位置合わせ方法において、
前記表示手段が、位置合わせ点の方向と距離を表示することを特徴とするマニュアルプローバの位置合わせ方法
In the manual prober alignment method according to any one of claims 1 to 6,
A manual prober alignment method , wherein the display means displays the direction and distance of an alignment point.
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