JP4551120B2 - Prober equipment - Google Patents
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Description
本発明は、ウェハに形成された半導体回路の電気的特性を測定するプローバ装置に関する。 The present invention relates to a prober apparatus for measuring electrical characteristics of a semiconductor circuit formed on a wafer.
近年、半導体素子の高集積化に伴い、ウェハに形成された半導体回路の電気的特性を測定するプローバ装置は、プローブの針数の増加や並列測定個数の増加による針立て面積の増大、ICのパットピッチの狭ピッチ化に伴い針径が細くなり、針先と半導体回路とのコンタクト圧の許容範囲が狭まる傾向があり、プローブ針先位置の高精度な制御が要求されてきている。 In recent years, along with the high integration of semiconductor elements, a prober apparatus for measuring the electrical characteristics of a semiconductor circuit formed on a wafer has increased the number of probe needles and the number of parallel measuring points, As the pad pitch becomes narrower, the needle diameter becomes smaller and the allowable range of contact pressure between the needle tip and the semiconductor circuit tends to be narrowed, and high-precision control of the probe needle tip position has been required.
特許文献1には、半導体基板を搭載するステージの温度状態に応じて、ステージの位置を自動的に調節し、プローブの針圧を一定に保持することを可能にしたプローバ装置が開示されている。
上記文献と同様な構成を有する従来のプローバ装置の一例を図9に示す。従来のプローバ装置1は、被測定半導体回路(不図示)が形成されたウェハ3をその上面5aに載置するチャック5と、チャック5をX軸およびY軸方向に移動するチャックXY軸駆動部7と、チャック5をZ軸方向に移動するチャックZ軸駆動部9と、チャックXY軸駆動部7およびチャックZ軸駆動部9を制御するチャック位置制御部21と、を備えている。チャック5は、その内部にチャック5を加熱するヒータ(不図示)と、チャック5を冷却する冷却ユニット(不図示)と、チャック5の温度を測定する温度センサ(不図示)と、を含む。
FIG. 9 shows an example of a conventional prober device having the same configuration as the above document. A
従来のプローバ装置1は、ウェハ3の上面3aと対面して設けられ、ウェハ3の上面3aに形成された半導体回路の電気的特性を測定するとき使用するプローブカード11を含む。プローブカード11は、半導体回路と接触する針先13aを有するプローブ針13が設けられた一面11aを有し、固定フレーム15によって固定される。
The
さらに、従来のプローバ装置1は、プローブ針13の針先13aの位置を検出する位置センサ23と、位置センサ23で検出された位置データに基づいて、プローブ針13の針先13aの測定開始位置に対する位置を計測する位置計測部25と、チャック5を設定温度に制御する温度制御部27と、チャック5の設定温度と、位置計測部25で計測された移動位置とを対応づけて記憶するデータ保存部29と、CPU31と、を含む。
Furthermore, the
ところで、従来のプローバ装置1において、ウェハ3の半導体回路の電気的特性の測定を高温または低温状態で行う場合、ウェハ3からの熱伝導や放射熱によりプローブカード11のゆがみやプローブカード11のプローブ針13の膨張や収縮が発生する。たとえば、図10に示すように、チャック5の温度が高温時、プローブ針13の針先13aからウェハ3の上面までの距離は、測定開始時(図中、破線で示す。)の距離aから距離bになり、プローブ針13の針先13aは距離cだけZ軸方向下方に移動する。図11は、このプローブ針13の針先13aの測定開始時の位置を基準とした針先13aの位置dの経時変化を示す図である。測定開始時の位置からプローブ針13の針先13aの位置dは、Z軸方向下方に移動し、一定時間経過に、その変動幅は所定の範囲内に収束し、安定する。その後、プローブ針13の針先13aをウェハ3から離すと、プローブ針13の針先13aの位置dは、Z軸方向上方に移動する。
By the way, in the
図9の従来のプローバ装置1では、被測定半導体回路が形成されたウェハ3を搭載したチャック5の温度変化に応じて、チャック5の位置を自動的に調節するように構成されている。従来のプローバ装置1は、予めチャック5の温度毎にプローブ針13の針先13aの位置を測定し、データ保存部29に保存する。半導体回路の電気的特性を測定する際、チャック5の温度を測定し、チャック5の温度に応じてデータ保存部29からプローブ針13の針先13aの位置を取得し、プローブ針13の針先13aの位置からチャック5の移動位置を算出する。算出された移動位置に基づいて、チャック位置制御部21が、チャックY軸駆動部9を制御し、チャック5を移動位置に移動させる。
The
このようにして、従来のプローバ装置1は、チャック5の温度に応じてチャック5の位置を制御することができる。
しかしながら、上記文献記載の従来技術は、以下の点で改善の余地を有していた。 However, the prior art described in the above literature has room for improvement in the following points.
従来のプローバ装置1では、ウェハ交換時やアラームで測定を停止した場合の対処法がなされていない場合に以下に示す問題が生じていた。たとえば、高温で半導体回路の電気的特性測定最中に、ウェハ交換時やアラームで測定を停止した場合に、プローブ針13とウェハ3が非接触状態となると、プローブカード11とプローブ針13の温度が低下し、プローブ13の針先13aの位置が常温時の位置に戻っていく。従来のプローバ装置1では、測定再開時にプローブ針13の針先13aの位置の補正を行わないので、プローブ針13の針先13aとウェハ3とのコンタクト圧が低くなり、接触不良により測定が正確に行われない可能性があった。
The
また、従来のプローバ装置1において、ウェハ交換時やアラームで測定を停止した場合の対処法として、測定再開時にプローブ針13の針先13aの位置の補正を行う方法が考えられる。たとえば、測定再開時に高温または低温状態で一定時間の待機時間を設け、プローブ針13の針先13aの位置が安定するまで待ち、針先13aの位置を計測してからチャック5を移動させ、針先13aとウェハ3とのコンタクト圧を調節することができる。しかしこの場合、待機時間が必要となりプローバ装置1の稼働率の低下を招く原因となってしまうといった問題点があった。
Further, in the
本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、プローブと半導体回路とを最適なコンタクト圧状態に保ちつつ被測定半導体回路の電気的特性が測定可能なプローバ装置を提供することにある。また本発明の別な目的は、プローバ装置の信頼性を向上させることにある。また本発明の別な目的は、プローバ装置の稼働率を向上させることにある。 The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object of the present invention is to provide a prober device capable of measuring the electrical characteristics of a semiconductor circuit to be measured while keeping the probe and the semiconductor circuit in an optimum contact pressure state. It is to provide. Another object of the present invention is to improve the reliability of the prober apparatus. Another object of the present invention is to improve the operation rate of the prober apparatus.
本発明によれば、半導体回路が形成された一面を有するウェハをその上面に載置するステージと、
前記半導体回路と接触する針先を有し、前記半導体回路の電気的特性を測定するプローブと、
前記プローブの前記針先の測定開始位置からの移動距離を計測する距離計測部と、
前記ステージまたは前記プローブの位置を制御する位置制御部と、
時間を計測する計時部と、
前記距離計測部で計測された前記移動距離を所定の時間間隔毎に計測する変化量計測部と、
第1および第2の位置変動テーブルを記憶する記憶部と、
前記ウェハを所定の設定温度に制御する温度制御部と、
前記移動距離の変動幅が所定の値未満になったか否かを判定する判定部と、
前記プローブの前記針先を前記半導体回路に接触させ、前記時間間隔毎の前記移動距離を前記第1の位置変動テーブルに記録する第1の記録部と、
前記変動幅が所定の値未満となったと判定されたとき、前記プローブの前記針先を前記半導体回路から離し、前記時間間隔毎の前記移動距離を前記第2の位置変動テーブルに記録する第2の記録部と、
前記第1または第2の位置変動テーブルを参照し、前記移動距離を取得し、前記ステージおよび前記プローブの移動位置を算出する算出部と、
前記計時部の時間を補正する補正部と、
前記プローブの前記針先および前記半導体回路が接触または非接触のいずれであるかを示す接触状態を検出し、前記接触状態が非接触であると検出したとき、前記計時部が計時した非接触時間が所定の時間内であるか否かを判定する検出部と、
を備え、
前記半導体回路の前記電気的特性を測定する時に、以下の処理(a)〜(f)を行い、
(a)前記検出部は、前記非接触時間が所定の時間内であると判定された場合は、前記接触状態は接触であると判別するとともに、前記半導体回路の前記電気的特性を測定中と判定し、一方、前記非接触時間が前記所定の時間を超えたと判定された場合は、前記接触状態は非接触であると判別するとともに、前記半導体回路の前記電気的特性を非測定中と判定し、
(b)前記検出部により前記半導体回路の前記電気的特性を測定中と判定されたとき、前記計時部は、前記プローブの前記針先を前記半導体回路に接触させてからの第1の経過時間を計時し、前記算出部は、前記第1の経過時間に応じて、前記時間間隔毎に前記記憶部の前記第1の位置変動テーブルを参照して得られた前記移動距離から前記移動位置を算出し、前記位置制御部は、前記移動位置に基づいて、前記ステージまたは前記プローブの前記位置を前記時間間隔毎に制御し、
(c)前記半導体回路の測定が中断されて前記検出部により前記半導体回路の前記電気的特性を非測定中と判定されたとき、前記計時部は、前記プローブの前記針先を前記半導体回路から離してから再度接触させるまでの第2の経過時間を計時し、
(d)前記半導体回路の測定中断後に測定を再開する時に前記検出部により前記半導体回路の前記電気的特性を測定中と判定されたとき、前記算出部は、前記第2の経過時間に応じて、前記記憶部の前記第2の位置変動テーブルを参照して得られた前記移動距離から前記移動位置を算出し、前記位置制御部は、前記移動位置に基づいて、前記ステージまたは前記プローブの前記位置を制御し、
(e)前記半導体回路の測定再開後、前記補正部は、前記移動距離から前記第1の位置変動テーブルを参照して取得した経過時間に前記計時部の前記第1の経過時間を補正し、
(f)前記算出部は、補正された前記第1の経過時間に応じて、前記時間間隔毎に前記記憶部の前記第1の位置変動テーブルを参照して得られた前記移動距離から前記移動位置を算出し、前記位置制御部は、前記移動位置に基づいて、前記ステージまたは前記プローブの前記位置を前記時間間隔毎に制御し、
さらに、
前記記憶部は、複数の設定温度毎の複数の前記第1の位置変動テーブル、および、複数の設定温度毎の複数の前記第2の位置変動テーブルを記憶し、
前記算出部は、前記設定温度に応じて、該当する前記第1または第2の位置変動テーブルを使用することを特徴とするプローバ装置が提供される。
According to the present invention, a stage for placing a wafer having one surface on which a semiconductor circuit is formed on its upper surface;
A probe having a needle tip in contact with the semiconductor circuit and measuring electrical characteristics of the semiconductor circuit;
A distance measuring unit that measures a moving distance from the measurement start position of the probe tip of the probe;
A position controller for controlling the position of the stage or the probe;
A timekeeping unit for measuring time;
A variation measuring unit that measures the moving distance measured by the distance measuring unit at predetermined time intervals;
A storage unit for storing the first and second position variation tables;
A temperature controller for controlling the wafer to a predetermined set temperature;
A determination unit for determining whether or not the fluctuation range of the movement distance is less than a predetermined value;
A first recording unit for bringing the probe tip of the probe into contact with the semiconductor circuit and recording the moving distance for each time interval in the first position variation table;
When it is determined that the fluctuation range is less than a predetermined value, the probe tip of the probe is separated from the semiconductor circuit, and the moving distance for each time interval is recorded in the second position fluctuation table. Recording section of
A calculation unit that refers to the first or second position variation table, obtains the movement distance, and calculates a movement position of the stage and the probe;
A correction unit for correcting the time of the time measuring unit;
The contact state indicating whether the probe tip of the probe and the semiconductor circuit are in contact or non-contact is detected, and when the contact state is detected as non-contact, the non-contact time measured by the timing unit A detection unit that determines whether or not is within a predetermined time;
With
When measuring the electrical characteristics of the semiconductor circuit, the following processes (a) to (f) are performed:
(A) When it is determined that the non-contact time is within a predetermined time, the detection unit determines that the contact state is contact and is measuring the electrical characteristics of the semiconductor circuit. On the other hand, if it is determined that the non-contact time exceeds the predetermined time, it is determined that the contact state is non-contact, and the electrical characteristics of the semiconductor circuit are determined to be not being measured. And
(B) When the detection unit determines that the electrical characteristic of the semiconductor circuit is being measured, the time measuring unit performs a first elapsed time since the probe tip of the probe is brought into contact with the semiconductor circuit. The calculation unit counts the movement position from the movement distance obtained by referring to the first position variation table of the storage unit at each time interval according to the first elapsed time. And the position control unit controls the position of the stage or the probe for each time interval based on the moving position,
(C) When measurement of the semiconductor circuit is interrupted and the detection unit determines that the electrical characteristic of the semiconductor circuit is not being measured, the time measuring unit removes the probe tip of the probe from the semiconductor circuit. Time the second elapsed time from release to contact again,
(D) When the detection unit determines that the electrical characteristic of the semiconductor circuit is being measured when the measurement is resumed after the measurement interruption of the semiconductor circuit, the calculation unit determines whether the measurement is in progress according to the second elapsed time. The movement position is calculated from the movement distance obtained by referring to the second position variation table of the storage unit, and the position control unit is configured to calculate the position of the stage or the probe based on the movement position. Control the position ,
(E) After restarting the measurement of the semiconductor circuit, the correction unit corrects the first elapsed time of the time measuring unit to an elapsed time acquired by referring to the first position variation table from the moving distance,
(F) The calculation unit moves the movement from the movement distance obtained by referring to the first position variation table of the storage unit for each time interval according to the corrected first elapsed time. The position is calculated, and the position control unit controls the position of the stage or the probe for each time interval based on the moving position,
further,
The storage unit stores a plurality of the first position variation tables for a plurality of set temperatures, and a plurality of the second position variation tables for a plurality of set temperatures,
A prober device is provided in which the calculation unit uses the corresponding first or second position variation table according to the set temperature .
この発明によれば、プローバがウェハ上の半導体回路とプローブの針先の接触状態(接触して計測中、または非接触で計測中断中)と、所定の時間間隔毎のプローブの針先の測定開始位置に対する移動距離を位置変動テーブルに記録することができ、位置変動テーブルを参照して得られた移動距離からステージとプローブの移動位置をリアルタイムに算出して制御することができるので、プローブと半導体回路とを最適なコンタクト圧状態に保ちつつ被測定半導体回路の電気的特性が測定可能となる。これにより、プローバ装置における接触不良などによる誤測定などを防ぐことができ、半導体回路の品質も向上し、プローバ装置の信頼性も向上する。 According to this invention, the prober contacts the semiconductor circuit on the wafer and the probe tip of the probe (contacting and measuring, or non-contacting and stopping the measurement), and measuring the probe tip of the probe at predetermined time intervals. The movement distance with respect to the start position can be recorded in the position fluctuation table, and the movement position of the stage and the probe can be calculated and controlled in real time from the movement distance obtained by referring to the position fluctuation table. It is possible to measure the electrical characteristics of the semiconductor circuit to be measured while keeping the semiconductor circuit in an optimum contact pressure state. Thereby, it is possible to prevent erroneous measurement due to poor contact in the prober device, improve the quality of the semiconductor circuit, and improve the reliability of the prober device.
また、ウェハの温度に応じてプローブの位置を制御する場合に比べて、測定中断後に測定を再開するときの待機時間が削減されるので、プローバ装置の稼働率が向上する。
ここで、第1の位置変動テーブルは、プローブの針先が半導体回路と接触したとき、すなわち測定時の針先位置の経時変化が記録され、第2の位置変動テーブルは、プローブの針先が半導体回路から離れたとき、すなわち測定中断時の針先位置の経時変化が記録される。
この構成によれば、半導体回路とプローブの針先との接触状態毎に位置変動テーブルを設けたので、測定再開時でも、迅速にプローブの針先の移動距離を取得できるので、プローバ装置の稼働率が向上する。
Further, since the waiting time when the measurement is resumed after the measurement is interrupted is reduced as compared with the case where the position of the probe is controlled according to the wafer temperature, the operation rate of the prober apparatus is improved.
Here, the first position variation table records changes with time of the probe tip position when the probe tip contacts the semiconductor circuit, that is, the measurement, and the second position variation table records the probe tip. The change with time of the needle tip position when the distance from the semiconductor circuit, that is, when the measurement is interrupted is recorded.
According to this configuration, since the position variation table is provided for each contact state between the semiconductor circuit and the probe tip, the probe needle tip travel distance can be obtained quickly even when measurement is resumed. The rate is improved.
上記プローバ装置において、前記ウェハを所定の設定温度に制御する温度制御部を備え、前記記憶部は、複数の設定温度毎の複数の前記第1の位置変動テーブル、および、複数の設定温度毎の複数の前記第2の位置変動テーブルを記憶し、前記算出部は、前記設定温度に応じて、該当する前記第1または第2の位置変動テーブルを使用することができる。 The prober apparatus includes a temperature control unit that controls the wafer to a predetermined set temperature, and the storage unit includes a plurality of the first position variation tables for a plurality of set temperatures, and a plurality of set temperatures. A plurality of the second position variation tables are stored, and the calculation unit can use the corresponding first or second position variation table according to the set temperature.
この構成によれば、設定温度毎に位置変動テーブルを設けることができ、様々な半導体基板の電気的特性の測定に対応可能となり、利便性が増す。 According to this configuration, it is possible to provide a position variation table for each set temperature, and it is possible to cope with measurement of electrical characteristics of various semiconductor substrates, and convenience is increased.
さらに、この構成によれば、半導体回路とプローブの針先との接触状態毎に位置変動テーブルを設けたので、測定再開時でも、迅速にプローブの針先の移動距離を取得でき、その後の移動距離もリアルタイムに取得することができるので、プローバ装置の稼働率が向上する。 Furthermore, according to this configuration, since the position variation table is provided for each contact state between the semiconductor circuit and the probe tip, even when the measurement is resumed, the distance of movement of the probe tip can be obtained quickly, and the subsequent movement Since the distance can also be acquired in real time, the operation rate of the prober device is improved.
また、この構成によれば、ウェハ上に設けられた複数の半導体回路間をプローブが移動する間は、温度変化によるプローブの針先の位置の変動は少ないので、測定中と判断し、第1の位置変動テーブルに従って位置を制御することができる。
上記プローバ装置において、前記距離計測部は、前記プローバの前記針先の位置を検知する位置センサを有することができ、前記距離計測部は、前記位置センサで検知された位置に基づいて、前記移動距離を計測することができる。
また、上記プローバ装置において、前記位置センサは、カメラまたはレーザセンサを含むことができる。
In addition, according to this configuration, while the probe moves between the plurality of semiconductor circuits provided on the wafer, the change in the position of the probe tip due to the temperature change is small. The position can be controlled according to the position variation table.
In the prober device, the distance measuring unit may include a position sensor that detects a position of the probe tip of the prober, and the distance measuring unit moves based on a position detected by the position sensor. Distance can be measured.
In the prober device, the position sensor may include a camera or a laser sensor.
本発明によれば、プローブと半導体回路とを最適なコンタクト圧状態に保ちつつ被測定半導体回路の電気的特性が測定可能なプローバ装置が提供される。 According to the present invention, there is provided a prober device capable of measuring the electrical characteristics of a semiconductor circuit to be measured while keeping the probe and the semiconductor circuit in an optimum contact pressure state.
以下、本発明の実施の形態について、図面を用いて説明する。尚、すべての図面において、同様な構成要素には同様の符号を付し、適宜説明を省略する。
(第一の実施の形態)
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. In all the drawings, the same reference numerals are given to the same components, and the description will be omitted as appropriate.
(First embodiment)
図1は、本発明の実施の形態に係るプローバ装置を模式的に示す構成図である。プローバ装置50は、半導体回路(不図示)が形成されたウェハ53をその上面55aに載置するチャック55と、チャック55をX軸およびY軸方向に移動するチャックXY軸駆動部57と、チャック55をZ軸方向に移動するチャックZ軸駆動部59と、チャックXY軸駆動部57およびチャックZ軸駆動部59を制御するチャック位置制御部71と、を備えている。
FIG. 1 is a configuration diagram schematically showing a prober apparatus according to an embodiment of the present invention. The
チャック55は、その内部にチャック55を加熱するヒータ(不図示)と、チャック55を冷却する冷却ユニット(不図示)と、チャック55の温度を測定する温度センサ(不図示)と、を含む。
The
チャックXY軸駆動部57およびチャックZ軸駆動部59は、図示されない駆動モータなどによりチャック55を駆動する。チャック位置制御部71は、チャックXY軸駆動部57およびチャックZ軸駆動部59の駆動モータの回転を制御することにより、チャック55の位置を制御する。
The chuck XY
ウェハ53の上面53aに形成された複数の半導体回路の電気的特性の測定は各半導体回路毎に行われる。そのため、チャック位置制御部71はチャックXY軸駆動部57を制御して、各半導体回路と、プローブ針63の針先63aと、が適切な位置で対面させるようXY軸方向にチャック55を移動させる。また、半導体回路の電気的特性を測定する際、チャック位置制御部71はチャックZ軸駆動部59を制御して、半導体回路とプローブ針63の針先63aが最適なコンタクト圧で接触し、電気的に接続されるようにチャック55のZ軸方向に移動させる。
Measurement of electrical characteristics of a plurality of semiconductor circuits formed on the
プローバ装置50は、ウェハ53の上面53aと対面して設けられ、ウェハ53の上面53aに形成された半導体回路の電気的特性を測定するとき使用するプローブカード61を含む。プローブカード61は、半導体回路と接触する針先63aを有するプローブ針63が設けられた一面61aを有する。さらに、プローバ装置50は、プローブカード61を固定する固定フレーム65と、プローブカード61を介して半導体回路の電気的特性を測定する電気的特性測定部67と、を含む。
The
さらに、プローバ装置50は、温度制御部73と、タイマ部75と、変動データ保存部77と、算出部79と、を含む。
Further, the
温度制御部73は、温度センサ(不図示)を含み、温度センサでチャック55の温度を測定するとともに、チャック55を所定の設定温度に制御する。温度制御部73は、チャック55の温度を上げる場合は、チャック55をヒータで加熱するようヒータを制御し、チャック55の温度を下げる場合は、チャック55を冷却ユニットで冷却するように冷却ユニットを制御する。
The
タイマ部75は、時間を計時する。タイマ部75は、半導体回路の電気的特性を測定する際、測定開始から所定の時間間隔を計測し、算出部79に通知する。変動データ保存部77は、プローブ針63の針先63aの測定開始位置に対する移動距離を所定の時間間隔毎に記録した位置変動テーブル81を保存する。位置変動テーブル81の詳細については後述する。
The
算出部79は、タイマ部75から通知された所定の時間間隔毎に、位置変動テーブル81を参照し、プローブ針63の針先63aの移動距離を取得し、取得した移動距離に基づいて、プローブ針63の針先63aと半導体回路が最適なコンタクト圧で接触するように、チャック55のZ軸方向の移動位置を算出する。算出部79で算出された移動位置は、チャック位置制御部71に通知される。チャック位置制御部71は、チャックZ軸駆動部59を制御してチャック55をZ軸方向の移動位置に移動させる。
The
本実施の形態において、プローバ装置50は、予め図2に示すような測定動作パターンで測定を行うものとし、プローブ針63の針先63aの測定開始位置に対する移動距離を示す位置dの経時変化を測定動作パターンとして定めて位置変動テーブルに記憶する。すなわち、時間T0で測定が開始された後、時間T1に1つ目のウェハ53の測定が終了し、時間T2に2つ目のウェハ53の測定が再開する。さらに、時間T3で2つ目のウェハ53の測定が終了し、時間T4に3つ目のウェハ53の測定が再開する。測定動作パターンとして時間T0、T1、T2、T3、およびT4は予め定められているものとする。
In the present embodiment, the
図2の例では、プローバ装置50は高温下にて半導体回路の電気的特性の測定を行う。時間T0に測定開始後、プローブ針63の針先63aがウェハ53の半導体回路に接触すると、ウェハ53の温度により針先63aの位置dが測定開始位置に対してZ軸方向下方に向かって移動する。一定時間経過後、位置dの変動幅は所定の範囲内に入り安定する。
In the example of FIG. 2, the
その後、別のウェハ53の半導体回路の電気的特性の測定を行うために、ウェハ53の交換が行われる。時間T1に、ウェハ53の交換のためにプローブ針63がウェハ53から離されると、プローブ針63の針先63aの温度が低下するため、針先63aの位置dは、測定開始位置に対してZ軸方向上方に向かって移動する。
Thereafter, the
再び、時間T2に、測定を開始するためにプローブ針63の針先63aをウェハ53の半導体回路に接触させると、ウェハ53の温度により針先63aの位置dが測定開始位置に対してZ軸方向下方に向かって移動する。一定時間経過後、位置の変化幅は所定の範囲内に入り安定する。
Again, at time T2, when the
図3に、この位置変動テーブル81の一例を示す。位置変動テーブル81には、所定の時間間隔毎にプローブ針63の針先63aの位置が対応付けて記憶される。
FIG. 3 shows an example of the position variation table 81. The position variation table 81 stores the position of the
図4は、本実施の形態のプローバ装置50の動作を示すフローチャートである。
FIG. 4 is a flowchart showing the operation of the
はじめに、ウェハ53がチャック55に載置され、プローブ針63の針先63aがウェハ53の半導体回路に接触し、測定が開始されると、タイマ部75は、経過時間の計測を開始する(S11)。つづいて、タイマ部75で計測された所定の時間間隔毎に算出部79は位置変動テーブル81を参照し、プローブ針63の針先63aの位置dを取得する(S13)。つづいて、算出部79は、取得した位置dに基づいて、プローブ針63の針先63aと半導体回路が最適なコンタクト圧で接触するように、チャック55のZ軸方向の移動位置を算出する(S15)。
First, when the
つづいて、チャック位置制御部71は、チャックZ軸駆動部59を制御し、チャック55をZ軸方向の移動位置に移動させ、プローブ針63の針先63aと半導体回路とを最適なコンタクト圧で接触させる(S17)。つづいて、電気的特性測定部67が、半導体回路の電気的特性を測定する(S19)。つづいて、半導体回路の電気的特性の測定を終了する場合(S21のYES)、そのまま本処理を終了する。一方、測定を続行する場合(S21のNO)、ステップS13に戻る。
Subsequently, the chuck
以上説明したように、本実施の形態のプローバ装置50によれば、予め決められた測定動作パターンを定めた位置変動テーブル81に基づいて、プローブ針63の針先63aの移動距離を示す位置dを取得して、チャック55のZ軸方向の位置をリアルタイムに制御することができる。これにより、プローブと半導体回路とを最適なコンタクト圧状態に保ちつつ被測定半導体回路の電気的特性が測定可能となる。
As described above, according to the
このようにして、本実施の形態のプローバ装置50によれば、プローブ針63と半導体回路との接触不良などによる誤測定などを防ぐことができ、半導体回路の品質も向上し、プローバ装置50の信頼性も向上する。また、本実施の形態のプローバ装置50によれば、ウェハの温度に応じてプローブの位置を制御する場合に比べて、測定中断後に測定を再開するときの待機時間が削減されるので、プローバ装置50の稼働率が向上する。
(第二の実施の形態)
As described above, according to the
(Second embodiment)
図5は、本発明の実施の形態に係るプローバ装置を模式的に示す構成図である。本実施の形態のプローバ装置90は、上記実施の形態とは、位置変動テーブルをプローブの針先位置を実測して記録する構成を有する点で相違している。
FIG. 5 is a configuration diagram schematically showing a prober apparatus according to an embodiment of the present invention. The
プローバ装置90は、図1のプローバ装置50の変動データ保存部77および算出部79の替わりに変動データ保存部101および算出部105をそれぞれ備えている。さらにプローバ装置90は、位置センサ91と、位置計測部93と、検出部95と、変化量判定部97と、記録部103と、補正部107と、を備えている。
The
位置センサ91は、プローブ針63の針先63aの位置を検知する。位置センサ91は、たとえば、カメラやレーザセンサである。
The
位置計測部93は、位置センサ91で検知された位置データに基づいて、所定の時間間隔毎にプローブ針63の針先63aの測定開始位置に対する移動距離を示す位置dを計測する。
Based on the position data detected by the
検出部95は、プローブ針63の針先63aと半導体回路とが接触しているか否かを検出する。具体的には、位置計測部93が位置センサ91で検知したプローブ針63の針先63aの位置データに基づいて、プローブ針63の針先63aと半導体回路とが接触しているか否かを検出する。あるいは、電気的特性測定部67がプローブ針63の針先63aと半導体回路とが電気的に接続されているか否かを判別することで検出することもできる。
The detection unit 95 detects whether the
変化量判定部97は、位置計測部93で測定された位置dに基づいて、所定の時間間隔での位置dの変動幅が所定値を超えているか否かを判定する。
Based on the position d measured by the
変動データ保存部101は、第1の位置変動テーブル111および第2の位置変動テーブル112を含む。記録部103は、第1の位置変動テーブル111および第2の位置変動テーブル112に位置計測部93で測定された結果を記録する。詳細には、記録部103は、第1の位置変動テーブル111に、設定温度に制御されたチャック55上に載置されたウェハ53の半導体回路とプローブ針63の針先63aとが接触した時点から位置計測部93によって所定の時間間隔で測定されたプローブ針63の針先63aの位置dを記録する。さらに記録部103は、第2の位置変動テーブル112に、測定中のプローブ針63の針先63aがウェハ53から離れた時点から位置計測部93によって測定された所定の時間間隔でプローブ針63の針先63aの位置dを記録する。ここで、本実施の形態において、チャック55の設定温度は、高温設定とする。
The fluctuation
なお、本実施の形態において、タイマ部75は、プローブ針63の針先63aを半導体回路に接触させてから第1の経過時間を計時するとともに、プローブ針63の針先63aを半導体回路から離して再度接触させるまでの第2の経過時間を計時する。
In the present embodiment, the
算出部105は、半導体回路の電気的特性の測定中は、第1の経過時間に応じて、所定の時間間隔毎に、変動データ保存部101の第1の位置変動テーブル111を参照し、プローブ針63の針先63aの位置dを取得し、プローブ針63の針先63aと半導体回路が最適なコンタクト圧で接触するように、チャック55のZ軸方向の移動位置を算出する。また、算出部105は、半導体回路の電気的特性の測定を中断した後、測定を再開する場合は、第2の経過時間に応じて、変動データ保存部101の第2の位置変動テーブル112を参照し、プローブ針63の針先63aの位置dを取得する。取得した位置dに基づいて、測定再開時にプローブ針63の針先63aと半導体回路が最適なコンタクト圧で接触するように、チャック55のZ軸方向の移動位置を算出する。
During the measurement of the electrical characteristics of the semiconductor circuit, the calculation unit 105 refers to the first position variation table 111 of the variation
補正部107は、半導体回路の電気的特性の測定を中断した後、測定を再開したとき、タイマ部75の第1の経過時間を補正する。補正部107は、測定再開時に第2の位置変動テーブル112から取得したプローブ針63の針先63aの位置dに基づいて、第1の位置変動テーブル111を参照し、該当する測定再開時間を取得し、タイマ部75が計時している第1の経過時間を補正する。
The correction unit 107 corrects the first elapsed time of the
図6は、本実施の形態のプローバ装置90の位置変動テーブルの記録時の動作を示すフローチャートである。
FIG. 6 is a flowchart showing an operation at the time of recording of the position variation table of the
はじめに、温度制御部73で常温に温度制御されたチャック55の上にウェハ53を載置し、チャック位置制御部71が、チャックZ軸駆動部59を制御して、プローブ針63の針先63aをウェハ53の半導体回路に接触させる。そして、位置計測部93が位置センサ91を介してプローブ針63の針先63aの位置を計測する(S31)。ここで計測された位置が、測定開始時のプローブ針63の針先63aの開始位置となり、その後の温度変化によるプローブ針63の針先63aの位置の変化は、この開始位置からの移動距離で示されることとなる。ここで、チャック位置制御部71は、チャックZ軸駆動部59を制御して、一旦プローブ針63の針先63aをウェハ53から離す。
First, the
つづいて、温度制御部73がチャック55の温度を制御する(S33)。ここでは、高温下にて測定を行うので、チャック55は内部のヒータにより加熱され、チャック55上のウェハ53も加温される。つづいて、温度制御部73が、チャック55の温度が設定温度か否か判定し(S35)、設定温度でない場合(S35のNO)、ステップS33に戻る。チャック55の温度が設定温度である場合(S35のYES)、再び、チャック位置制御部71は、チャックZ軸駆動部59を制御して、プローブ針63の針先63aをウェハ53の半導体回路に接触させる(S37)。なお、ステップS35の温度判定は、所定の温度変動幅の範囲内であるか否かで判定するものとする。つづいて、タイマ部75によって計測された時間間隔毎に、位置計測部93は、プローブ針63の針先63aの位置を計測する(S39)。つづいて、変化量判定部97が、測定された位置の変動幅が所定値を超えているか否かを判定する(S41)。
Subsequently, the
位置の変動幅が所定値を超えている場合(S41のYES)、記録部103は、測定された位置を第1の位置変動テーブル111に記録し、変動データ保存部101に保存する(S43)。つづいて、チャック位置制御部71は、チャックZ軸駆動部59を制御して、プローブ針63の針先63aがウェハ53の半導体回路と最適なコンタクト圧で接触するように、位置が変動した分だけチャック55をZ軸方向に移動させる(S45)。その後、ステップS39に戻る。以後、位置の変動幅が所定値を下回るまで、ステップS41からステップS45の動作が繰り返される。これにより、測定開始時からプローブ針63の針先63aの位置の経時変化が第1の位置変動テーブル111に記録される。
When the position variation width exceeds the predetermined value (YES in S41), the
一方、位置の変動幅が所定値を下回った場合(S41のNO)、すなわち、プローブ針63の針先63aの位置が安定した場合、チャック位置制御部71は、チャックZ軸駆動部59を制御して、プローブ針63の針先63aをウェハ53の半導体回路から離す(S47)。つづいて、タイマ部75によって計測された時間間隔毎に、位置計測部93は、プローブ針63の針先63aの位置を計測する(S49)。計測された位置を記録部103は、第2の位置変動テーブル112に記録し、変動データ保存部101に保存する(S51)。つづいて、チャック位置制御部71は、チャックZ軸駆動部59を制御して、プローブ針63の針先63aがウェハ53の半導体回路と最適なコンタクト圧で接触するように、位置が変動した分だけチャック55をZ軸方向に移動させる(S53)。
On the other hand, when the fluctuation range of the position is less than the predetermined value (NO in S41), that is, when the position of the
つづいて、変化量判定部97が、測定された位置の変動幅が所定値を超えているか否かを判定する(S55)。位置の変動幅が所定値を超えている場合(S55のYES)、ステップS49に戻る。以後、位置の変動幅が所定値を下回るまで、ステップS49からステップS53の動作が繰り返される。これにより、半導体回路の電気的特性の測定後にウェハ53からプローブ針63の針先63aが離れたときの、プローブ針63の針先63aの位置の経時変化が、第2の位置変動テーブル112に記録される。一方、位置の変動幅が所定値を下回っている場合(S55のNO)、すなわち、プローブ針63の針先63aの位置が安定した場合、本処理を終了する。
Subsequently, the change amount determination unit 97 determines whether or not the measured fluctuation range of the position exceeds a predetermined value (S55). If the fluctuation range of the position exceeds the predetermined value (YES in S55), the process returns to step S49. Thereafter, the operations from step S49 to step S53 are repeated until the fluctuation range of the position falls below a predetermined value. As a result, the time-dependent change in the position of the
以上のようにして、第1の位置変動テーブル111および第2の位置変動テーブル112が得られる。第1の位置変動テーブル111には、測定開始後のプローブ針63の針先63aの位置の経時変化が記録され、第2の位置変動テーブル112には、測定後、プローブ針63の針先63aがウェハ53から離れたときの位置の経時変化が記録される。
As described above, the first position variation table 111 and the second position variation table 112 are obtained. The first position variation table 111 records changes over time in the position of the
図7は、本実施の形態のプローバ装置90の半導体回路の電気的特性の測定時の動作を示すフローチャートである。
FIG. 7 is a flowchart showing the operation at the time of measuring the electrical characteristics of the semiconductor circuit of the
はじめに、検出部95が、半導体回路の電気的特性が測定中か否かを判定する(S61)。ここで、検出部95は、位置センサ91を介して位置計測部93が計測したプローブ針63の針先63aの位置に基づいてプローブ針63の針先63aが半導体回路と接触しているか否かを判定する。または、電気的特性測定部67により、プローブ針63の針先63aを介して半導体回路との電気的接続を検知して、その結果に基づいて、検出部95が、接触しているか否かを判定してもよい。接触していると判定された場合は、検出部95は、測定中と判定する。一方、非接触と判定された場合、非接触時間が計測され、所定の時間間隔以上接触していない非接触時間が継続したか否かを判定する。非接触時間が所定の時間間隔以上であった場合、検出部95は、非測定中であると判定する。非接触時間が所定の時間間隔以内である場合、検出部95は、測定中であると判定する。
First, the detection unit 95 determines whether or not the electrical characteristics of the semiconductor circuit are being measured (S61). Here, the detection unit 95 determines whether the
このような判定を行う理由を以下に示す。1枚のウェハ53に複数形成された半導体回路の電気的特性を測定する場合、各半導体回路間をプローブ針63の針先63aを移動させる必要がある。針先63aを移動させる間、一旦半導体回路からプローブ針63の針先63aが離れるが、その非接触時間が所定の時間間隔以内である場合は、非接触によるプローブ針63の針先63aの位置の変化は少なく、半導体回路とプローブ針63の針先63aのコンタクト圧に影響を及ぼさないと考えられる。したがって、非接触によるプローブ針63の針先63aの位置の変化が、半導体回路とプローブ針63の針先63aのコンタクト圧に影響を及ぼさない時間間隔を設定し、非接触時間の判定を行う。
The reason for making such a determination is shown below. When measuring the electrical characteristics of a plurality of semiconductor circuits formed on one
つづいて、タイマ部75は、第1の経過時間を計測し(S63)、所定の時間間隔毎に、算出部105に通知する。算出部105は、タイマ部75からの通知に呼応して、変動データ保存部101の第1の位置変動テーブル111を参照し、プローブ針63の針先63aの位置dを取得する(S65)。つづいて、算出部105は、プローブ針63の針先63aと半導体回路が最適なコンタクト圧で接触するように、チャック55のZ軸方向の移動位置を算出する(S67)。
Subsequently, the
つづいて、チャック位置制御部71は、チャックZ軸駆動部59を制御し、チャック55をZ軸方向の移動位置に移動させ、プローブ針63の針先63aと半導体回路が最適なコンタクト圧で接触させる(S69)。つづいて、電気的特性測定部67は、半導体回路の電気的特性を測定する(S71)。半導体回路の電気的特性の測定を終了する場合(S73のYES)、そのまま本処理を終了する。測定を続行する場合(S73のNO)、ステップS61に戻る。
Subsequently, the chuck
一方、ステップS61で、非測定中と判定された場合(S61のNO)、タイマ部75は、第2の経過時間の計時を開始する(S75)。つづいて、検出部95が、測定が開始されたか否かを判定する(S77)。ここで、プローブ針63の針先63aが半導体回路と接触しているか否かを位置センサ91により検知されたプローブ針63の針先63aの位置によって位置計測部93が計測する。接触している場合は、測定が開始されたと判定される。この測定開始の判定は、電気的特性測定部67により、プローブ針63の針先63aと半導体回路の電気的接続の検知によることもできる。
On the other hand, if it is determined in step S61 that no measurement is being performed (NO in S61), the
測定が開始と判定された場合(S77のYES)、算出部105は、タイマ部75で計時された第2の経過時間に基づいて、変動データ保存部101の第2の位置変動テーブル112を参照し、第2の経過時間に対応するプローブ針63の針先63aの位置dを取得する(S79)。つづいて、算出部105は、位置dに基づいて、チャック55の移動位置を算出する(S81)。つづいて、チャック位置制御部71は、チャックZ軸駆動部59を制御し、チャック55をZ軸方向の移動位置に移動させ、プローブ針63の針先63aと半導体回路が最適なコンタクト圧で接触させる(S83)。つづいて、補正部107は、タイマ部75の時間を補正する(S85)。ステップS79で取得したプローブ針63の針先63aの位置dに基づいて、第1の位置変動テーブル111を参照し、該当する測定再開時間を取得し、タイマ部75が計時している第1の経過時間を補正する。つづいて、ステップS71に進み、電気的特性測定部67が、半導体回路の電気的特性を測定する。
When it is determined that the measurement is started (YES in S77), the calculation unit 105 refers to the second position variation table 112 of the variation
一方、測定が開始されないと判定された場合(S77のNO)、ステップS75に戻る。 On the other hand, when it is determined that the measurement is not started (NO in S77), the process returns to step S75.
以上のように構成された本実施の形態のプローバ装置90において、図8に示されるような工程で半導体回路の電気的特性の測定が行われる場合について説明する。以下の説明において、図5および図7も用いる。
In the
時間T0に測定が開始されると、プローブ針63の針先63aがウェハ53の半導体回路に接触すると、ウェハ53の温度により針先63aの位置dが測定開始位置に対してZ軸方向下方に向かって移動し始める。この位置dの変動幅は変動データ保存部101の第1の位置変動テーブル111に記録されている。したがって、プローバ装置90は、タイマ部75により計時される所定の時間間隔毎に、算出部105が第1の位置変動テーブル111を参照し、第1の経過時間に対応するプローブ針63の針先63aの位置dを取得する。さらに算出部105は、位置dに基づいて、チャック55の移動位置を算出する。チャック位置制御部71は、チャックZ軸駆動部59を制御し、チャック55をZ軸方向の移動位置に移動させ、プローブ針63の針先63aと半導体回路とを最適なコンタクト圧で接触させる。その状態で、電気的特性測定部67が、半導体回路の電気的特性を測定する。このようにして、プローバ装置90は、測定開始時に変動するプローブ針63の針先63aの位置を第1の位置変動テーブル111により取得し、チャック55のZ軸方向の位置をリアルタイムに制御することができるので、プローブと半導体回路とを最適なコンタクト圧状態に保ちつつ被測定半導体回路の電気的特性が測定可能となる。
When the measurement is started at time T0, when the
その後、時間T1において、1つ目のウェハ53の測定が終了し、ウェハ53の交換が行われるとする。時間T1で、ウェハ53の交換のためにプローブ針63がウェハ53から離されると、プローブ針63の針先63aの温度が低下するため、プローブ針63の針先63aの位置dは、測定開始位置に対してZ軸方向上方に向かって移動する。この位置dの変化は変動データ保存部101の第2の位置変動テーブル112に記憶されている。
Thereafter, at time T1, the measurement of the
プローバ装置90は、タイマ部75により、この時間T1から時間T2までの非測定時間を第2の経過時間として計時する。時間T2において、半導体回路の電気的特性の測定が開始されたとき、算出部105は、第2の位置変動テーブル112を参照し、第2の経過時間に対応するプローブ針63の針先63aの位置D2を取得する。算出部105は、取得した位置D2に基づいて、チャック55の移動位置を算出する。チャック位置制御部71は、チャックZ軸駆動部59を制御し、チャック55をZ軸方向の移動位置に移動させ、プローブ針63の針先63aと半導体回路とを最適なコンタクト圧で接触させる。その状態で、電気的特性測定部67が、半導体回路の電気的特性を測定する。
The
その後、補正部107は、測定を再開したときのプローブ針63の針先63aの位置D2に基づいて、第1の位置変動テーブル111を参照し、該当する測定再開時間を取得し、タイマ部75が計時している第1の経過時間を補正する。補正された第1の経過時間に基づいて、算出部105は、第1の位置変動テーブル111を参照して、所定の時間間隔毎に、プローブ針63の針先63aの位置dを取得し、同様の処理を繰り返す。
Thereafter, the correction unit 107 refers to the first position variation table 111 based on the position D2 of the
このようにして、プローバ装置90は、ウェハ交換などにより測定を中断した後の測定再開時に、プローブ針63の針先63aの位置を第2の位置変動テーブル112により取得し、チャック55のZ軸方向の位置を制御することができるので、プローブと半導体回路とを最適なコンタクト圧状態に保ちつつ被測定半導体回路の電気的特性の測定を再開することができる。
In this manner, the
さらに、時間T3において、不具合などにより一時的に半導体回路の電気的特性の測定を中断した場合も、プローバ装置90は、タイマ部75により、時間T3から時間T4までの非測定時間を第2の経過時間として計時する。時間T4において、半導体回路の電気的特性の測定が開始されたとき、算出部105は、第2の位置変動テーブル112を参照し、第2の経過時間に対応するプローブ針63の針先63aの位置D4を取得する。上記と同様にしてチャック55のZ軸方向の位置を制御することができるので、プローブと半導体回路とを最適なコンタクト圧状態に保ちつつ被測定半導体回路の電気的特性の測定を再開することができる。
Furthermore, when the measurement of the electrical characteristics of the semiconductor circuit is temporarily interrupted at time T3 due to a malfunction or the like, the
また、ウェハの温度に応じてプローブの位置を制御する場合に比べて、測定中断後に測定を再開するときの待機時間が削減されるので、プローバ装置の稼働率が向上する。 Further, since the waiting time when the measurement is resumed after the measurement is interrupted is reduced as compared with the case where the position of the probe is controlled according to the wafer temperature, the operation rate of the prober apparatus is improved.
以上、図面を参照して本発明の実施形態について述べたが、これらは本発明の例示であり、上記以外の様々な構成を採用することもできる。 As mentioned above, although embodiment of this invention was described with reference to drawings, these are the illustrations of this invention, Various structures other than the above are also employable.
たとえば、上記実施の形態では、プローブ針63を固定し、チャック55を垂直方向に移動する構成としたが、これに限定されるものではない。チャック55の垂直方向位置は固定し、プローブ針63を垂直方向に移動する構成とすることもできる。あるいは、チャック55とプローブ針63の双方を移動可能としてもよい。すなわち、プローバ装置は、チャック55とプローブ針63の相対位置を制御する位置制御部を含むことができる。
For example, in the above embodiment, the
また、上記実施の形態では、チャック55の設定温度は高温設定とし、予め決められた設定温度についてのみ位置変動テーブルを記憶していたが、これに限定されない。たとえば、プローバ装置において、変動データ保存部は、複数の設定温度毎の複数の位置変動テーブルを記憶してもよい。算出部は、実際に測定時の設定温度に応じて、該当する位置変動テーブルを選択して使用することができる。
In the above embodiment, the set temperature of the
この構成によれば、設定温度毎に位置変動テーブルを設けることができ、様々な半導体基板の電気的特性の測定に対応可能となり、利便性が増す。 According to this configuration, it is possible to provide a position variation table for each set temperature, and it is possible to cope with measurement of electrical characteristics of various semiconductor substrates, and convenience is increased.
50 プローバ装置
53 ウェハ
55 チャック
57 チャックXY軸駆動部
59 チャックZ軸駆動部
61 プローブカード
63 プローブ針
65 固定フレーム
67 電気的特性測定部
71 チャック位置制御部
73 温度制御部
75 タイマ部
77 変動データ保存部
79 算出部
81 位置変動テーブル
90 プローバ装置
91 位置センサ
93 位置計測部
95 検出部
97 変化量判定部
101 変動データ保存部
103 記録部
105 算出部
107 補正部
111 第1の位置変動テーブル
112 第2の位置変動テーブル
50
Claims (3)
前記半導体回路と接触する針先を有し、前記半導体回路の電気的特性を測定するプローブと、
前記プローブの前記針先の測定開始位置からの移動距離を計測する距離計測部と、
前記ステージまたは前記プローブの位置を制御する位置制御部と、
時間を計測する計時部と、
前記距離計測部で計測された前記移動距離を所定の時間間隔毎に計測する変化量計測部と、
第1および第2の位置変動テーブルを記憶する記憶部と、
前記ウェハを所定の設定温度に制御する温度制御部と、
前記移動距離の変動幅が所定の値未満になったか否かを判定する判定部と、
前記プローブの前記針先を前記半導体回路に接触させ、前記時間間隔毎の前記移動距離を前記第1の位置変動テーブルに記録する第1の記録部と、
前記変動幅が所定の値未満となったと判定されたとき、前記プローブの前記針先を前記半導体回路から離し、前記時間間隔毎の前記移動距離を前記第2の位置変動テーブルに記録する第2の記録部と、
前記第1または第2の位置変動テーブルを参照し、前記移動距離を取得し、前記ステージおよび前記プローブの移動位置を算出する算出部と、
前記計時部の時間を補正する補正部と、
前記プローブの前記針先および前記半導体回路が接触または非接触のいずれであるかを示す接触状態を検出し、前記接触状態が非接触であると検出したとき、前記計時部が計時した非接触時間が所定の時間内であるか否かを判定する検出部と、
を備え、
前記半導体回路の前記電気的特性を測定する時に、以下の処理(a)〜(f)を行い、
(a)前記検出部は、前記非接触時間が所定の時間内であると判定された場合は、前記接触状態は接触であると判別するとともに、前記半導体回路の前記電気的特性を測定中と判定し、一方、前記非接触時間が前記所定の時間を超えたと判定された場合は、前記接触状態は非接触であると判別するとともに、前記半導体回路の前記電気的特性を非測定中と判定し、
(b)前記検出部により前記半導体回路の前記電気的特性を測定中と判定されたとき、前記計時部は、前記プローブの前記針先を前記半導体回路に接触させてからの第1の経過時間を計時し、前記算出部は、前記第1の経過時間に応じて、前記時間間隔毎に前記記憶部の前記第1の位置変動テーブルを参照して得られた前記移動距離から前記移動位置を算出し、前記位置制御部は、前記移動位置に基づいて、前記ステージまたは前記プローブの前記位置を前記時間間隔毎に制御し、
(c)前記半導体回路の測定が中断されて前記検出部により前記半導体回路の前記電気的特性を非測定中と判定されたとき、前記計時部は、前記プローブの前記針先を前記半導体回路から離してから再度接触させるまでの第2の経過時間を計時し、
(d)前記半導体回路の測定中断後に測定を再開する時に前記検出部により前記半導体回路の前記電気的特性を測定中と判定されたとき、前記算出部は、前記第2の経過時間に応じて、前記記憶部の前記第2の位置変動テーブルを参照して得られた前記移動距離から前記移動位置を算出し、前記位置制御部は、前記移動位置に基づいて、前記ステージまたは前記プローブの前記位置を制御し、
(e)前記半導体回路の測定再開後、前記補正部は、前記移動距離から前記第1の位置変動テーブルを参照して取得した経過時間に前記計時部の前記第1の経過時間を補正し、
(f)前記算出部は、補正された前記第1の経過時間に応じて、前記時間間隔毎に前記記憶部の前記第1の位置変動テーブルを参照して得られた前記移動距離から前記移動位置を算出し、前記位置制御部は、前記移動位置に基づいて、前記ステージまたは前記プローブの前記位置を前記時間間隔毎に制御し、
さらに、
前記記憶部は、複数の設定温度毎の複数の前記第1の位置変動テーブル、および、複数の設定温度毎の複数の前記第2の位置変動テーブルを記憶し、
前記算出部は、前記設定温度に応じて、該当する前記第1または第2の位置変動テーブルを使用することを特徴とするプローバ装置。 A stage for placing a wafer having one surface on which a semiconductor circuit is formed on the upper surface;
A probe having a needle tip in contact with the semiconductor circuit and measuring electrical characteristics of the semiconductor circuit;
A distance measuring unit that measures a moving distance from the measurement start position of the probe tip of the probe;
A position controller for controlling the position of the stage or the probe;
A timekeeping unit for measuring time;
A variation measuring unit that measures the moving distance measured by the distance measuring unit at predetermined time intervals;
A storage unit for storing the first and second position variation tables;
A temperature controller for controlling the wafer to a predetermined set temperature;
A determination unit for determining whether or not the fluctuation range of the movement distance is less than a predetermined value;
A first recording unit for bringing the probe tip of the probe into contact with the semiconductor circuit and recording the moving distance for each time interval in the first position variation table;
When it is determined that the fluctuation range is less than a predetermined value, the probe tip of the probe is separated from the semiconductor circuit, and the moving distance for each time interval is recorded in the second position fluctuation table. Recording section of
A calculation unit that refers to the first or second position variation table, obtains the movement distance, and calculates a movement position of the stage and the probe;
A correction unit for correcting the time of the time measuring unit;
The contact state indicating whether the probe tip of the probe and the semiconductor circuit are in contact or non-contact is detected, and when the contact state is detected as non-contact, the non-contact time measured by the timing unit A detection unit that determines whether or not is within a predetermined time;
With
When measuring the electrical characteristics of the semiconductor circuit, the following processes (a) to (f) are performed:
(A) When it is determined that the non-contact time is within a predetermined time, the detection unit determines that the contact state is contact and is measuring the electrical characteristics of the semiconductor circuit. On the other hand, if it is determined that the non-contact time exceeds the predetermined time, it is determined that the contact state is non-contact, and the electrical characteristics of the semiconductor circuit are determined to be not being measured. And
(B) When the detection unit determines that the electrical characteristic of the semiconductor circuit is being measured, the time measuring unit performs a first elapsed time since the probe tip of the probe is brought into contact with the semiconductor circuit. The calculation unit counts the movement position from the movement distance obtained by referring to the first position variation table of the storage unit at each time interval according to the first elapsed time. And the position control unit controls the position of the stage or the probe for each time interval based on the moving position,
(C) When measurement of the semiconductor circuit is interrupted and the detection unit determines that the electrical characteristic of the semiconductor circuit is not being measured, the time measuring unit removes the probe tip of the probe from the semiconductor circuit. Time the second elapsed time from release to contact again,
(D) When the measurement unit determines that the electrical characteristics of the semiconductor circuit are being measured when the measurement is resumed after the measurement of the semiconductor circuit is interrupted, the calculation unit determines whether the measurement is being performed according to the second elapsed time. The movement position is calculated from the movement distance obtained by referring to the second position variation table of the storage unit, and the position control unit is configured to calculate the position of the stage or the probe based on the movement position. Control the position ,
(E) After restarting the measurement of the semiconductor circuit, the correction unit corrects the first elapsed time of the time measuring unit to an elapsed time acquired by referring to the first position variation table from the moving distance,
(F) The calculation unit moves the movement from the movement distance obtained by referring to the first position variation table of the storage unit for each time interval according to the corrected first elapsed time. The position is calculated, and the position control unit controls the position of the stage or the probe for each time interval based on the moving position,
further,
The storage unit stores a plurality of the first position variation tables for a plurality of set temperatures, and a plurality of the second position variation tables for a plurality of set temperatures,
The calculation unit uses the corresponding first or second position variation table in accordance with the set temperature .
前記距離計測部は、前記プローバの前記針先の位置を検知する位置センサを有し、
前記距離計測部は、前記位置センサで検知された位置に基づいて、前記移動距離を計測するプローバ装置。 In the prober according to claim 1,
The distance measuring unit includes a position sensor that detects a position of the probe tip of the prober;
The distance measuring unit is a prober device that measures the moving distance based on a position detected by the position sensor.
前記位置センサは、カメラまたはレーザセンサを含むプローバ装置。 The prober device according to claim 2 ,
The position sensor is a prober device including a camera or a laser sensor.
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