JP4646271B1 - 半導体測定装置及び方法 - Google Patents

Abstract

本発明は、複数の電子部品の電気的特性を同時に測定するためのものである。
本発明の半導体測定装置（１）は、電子部品（５００）が複数個載置される載置手段（１００）と、電子部品を載置する面と平行に載置手段を移動可能な第１移動手段（１１０）と、一の電子部品に接触することで特性を測定する第１プローブ（２００）と、他の電子部品に接触することで特性を測定する第２プローブ（３００）と、電子部品を載置する面と平行に第２プローブを移動可能な第２移動手段（３２０）と、電子部品を載置する面と直交する方向に載置手段を移動可能な第３移動手段（１１０）とを備える。
第１移動手段は、一の電子部品が第１プローブに対向するよう載置手段を移動する。第２移動手段は、他の電子部品に対向するよう第２プローブを移動する。第３移動手段は、第１，第２プローブと夫々対応する電子部品とが接触するよう載置手段を移動する。
【選択図】図１

Description

本発明は、ダイシング処理によって分割されたチップなどの電子部品に対して検査針を接触させることで電気的特性を計測する半導体測定装置及び方法の技術分野に関する。

従来、例えば半導体ウェハ上に多数形成された半導体チップなどの電子部品の夫々の電気的特性を測定するために、検査針の触針によって該電子部品の電気的特性の測定を行うプローブを備えた半導体測定装置が用いられてきた。このような測定によれば、特性が不良と判定される半導体チップをアセンブリ工程の前で排除することが可能となり、結果的にコストダウンや生産性の向上などに繋がるものである。

一般的に、プローブ装置中に固定されて配置される検査針を有するプローブカードに対して、測定対象となるチップを載置したテーブルを移動させることで、プローブの検査針に対してチップに設けられる電極部などの測定部位の触針を可能とするプローブ装置が用いられている。この背景として、チップに対して、プローブによる電気的特性の測定と同時に、例えばフォトディテクタなどの光学的測定装置による測定が実施されることが多いことがある。このような光学的測定装置は、プローブの検査針の触針位置を測定可能に配置されている必要がある。このため、プローブを固定し、該プローブに対してチップを載置するテーブルを移動可能に構成することで、このような光学的測定装置もまた固定して配置することが可能となる。このことは、プローブ装置の機構が複雑化することを好適に防止可能という点で有益である。

上述したように、このようなプローブ装置が用いられる背景として、生産性の向上が要求されるという点がある。生産性の向上を達成するためには、測定対象となるチップの電気的特性の測定に対して、正確さのみならず迅速さも要求される。係る事情に鑑み、例えば複数の測定用プローブを備え、同時に複数のチップの電気的特性を計測可能に構成されるプローブ装置が考案されている。

このような複数のプローブを備えるプローブ装置について、簡単のために２つのプローブを備えるプローブ装置の場合について考える。このようなプローブ装置の動作によれば、１回のコンタクトで隣り合う２つのチップの夫々が、対応するプローブの検査針に触針される。このとき、一のプローブの検査針と、対応する一のチップの電極部とが触針する位置を基準として、位置合わせが実施される。このとき、他方のプローブの検査針は、他方のチップの電極位置に触針可能となるよう、予め手動でのティーチングによって位置が調整されている。このため、一のプローブと一のチップとを基準として位置合わせを行ったとしても、その他のプローブと対応するチップとの夫々が触針可能となっている。

特開平１１−２１９９８８号公報

しかしながら、チップ位置がティーチング時に想定されたチップ位置に対して正確である場合には何ら問題はないものの、基準となるチップ位置に対してズレが生じている場合には、正しい触針が行えない虞がある。このとき、チップ位置情報をもとにプローブ位置の再ティーチングを行う場合、測定時間の延長に繋がり、これは迅速な工程が好まれるという点から好ましくない。

また、チップの配列中に、汚損しているチップや、チップが存在しない箇所が存在している場合もある。このとき、基準となるプローブをもとに、位置合わせや検査針の触針のためのテーブルの高さ調整が実施されることから、他のプローブに対応するチップにこのような汚損や欠落が生じている場合、検査針に汚損が生じることに繋がるという技術的な問題もある。

本発明はこのような課題に鑑みて為されたものであり、予期しないチップの位置変化に対応して的確な触針を可能にし、他方でチップの汚損や欠落などによって検査針に汚損が生じることを適切に防止するプローブ装置を提供することを目的とする。

上記課題を解決するために、本発明の半導体測定装置は、電子部品の電気的特性を測定する半導体測定装置であって、前記電子部品が複数個載置される載置手段と、前記電子部品を載置する面と平行する面内で前記載置手段を移動可能とする第１移動手段と、当該半導体測定装置に固定され、一の電子部品に接触することで電気的特性を測定する第１プローブと、前記一の電子部品とは異なる他の電子部品に接触することで電気的特性を測定する第２プローブと、前記電子部品を載置する面と平行な面内で前記第２プローブを移動可能とする第２移動手段と、前記第１プローブと前記電子部品を載置する面との距離を近づける、または遠ざける方向へ前記載置手段を移動可能とする第３移動手段とを備え、前記第１移動手段は、前記一の電子部品の測定部位が前記第１プローブに対向するよう、前記載置手段を移動可能にし、前記第２移動手段は、前記他の電子部品の測定部位に対向するよう、前記第２プローブを移動可能にし、前記第３移動手段は、前記第１プローブと前記一の電子部品、及び前記第２プローブと前記他の電子部品の夫々が接触するよう、前記載置手段を移動可能とする。

上記課題を解決するために、本発明のプローブ方法は、載置手段上に載置される複数個の電子部品に対し、該電子部品の測定部位に接触することで電気的特性を測定する第１プローブ及び第２プローブとを備える半導体測定装置の半導体測定方法であって、一の電子部品の測定部位が前記第１プローブに対向するよう、前記電子部品を載置する面と平行する面内で前記載置手段を移動させる第１移動工程と、前記一の電子部品とは異なる他の電子部品の測定部位に対向するよう、前記電子部品を載置する面と平行な面内で前記第２プローブを移動させる第２移動工程と、前記第１プローブと前記一の電子部品、及び前記第２プローブと前記他の電子部品の夫々が接触するよう、前記載置手段を移動させる第３移動工程とを備える。

本発明の実施形態に係るプローブ装置の構成例を示す概略図である。 本発明の実施形態に係るプローブ装置の動作による、チップの測定順序を示す概略図である。 本発明の実施形態に係るプローブ装置の基本的な動作の流れを示すフローチャートである。 本発明の実施形態に係るプローブ装置の基本的な動作の一具体例を示す模式図である。 本発明の実施形態に係るプローブ装置の基本的な動作の一具体例を示す模式図である。

本発明の半導体測定装置に係る実施形態は、電子部品の電気的特性を測定する半導体測定装置であって、前記電子部品が複数個載置される載置手段と、前記電子部品を載置する面と平行する面内で前記載置手段を移動可能とする第１移動手段と、当該半導体測定装置に固定され、一の電子部品に接触することで電気的特性を測定する第１プローブと、前記一の電子部品とは異なる他の電子部品に接触することで電気的特性を測定する第２プローブと、前記電子部品を載置する面と平行な面内で前記第２プローブを移動可能とする第２移動手段と、前記第１プローブと前記電子部品を載置する面との距離を近づける、または遠ざける方向へ前記載置手段を移動可能とする第３移動手段とを備え、前記第１移動手段は、前記一の電子部品の測定部位が前記第１プローブに対向するよう、前記載置手段を移動可能にし、前記第２移動手段は、前記他の電子部品の測定部位に対向するよう、前記第２プローブを移動可能にし、前記第３移動手段は、前記第１プローブと前記一の電子部品、及び前記第２プローブと前記他の電子部品の夫々が接触するよう、前記載置手段を移動可能とする。

本発明の半導体測定装置に係る実施形態によれば、装置中に固定された状態で配置される第１プローブに対して、載置手段上に配置された電子部品が移送されてくることで、第１プローブの検査針が電子部品の電極部分に触針し、電子部品の電気的特性が測定される。具体的には、第１移動手段により、載置手段上の一の電子部品の電極部分が、第１プローブの触針位置に来るように、電子部品が配置される面に対して平行な面上の載置手段の位置合わせが行われる。ここに電子部品とは、典型的には半導体ウェハ上にフォトエッチング処理などによって電極部分がパターンされたチップであり、該半導体ウェハをダイシング処理によって個別のチップに分割された状態で載置手段上に載置される。

そして、第３移動手段の動作により、載置手段の高さ方向（すなわち、電子部品が配置される面に対して直交する方向）の位置合わせにより、該一の電子部品の電極部分が第１プローブの検査針に触針する。従って、本実施形態の半導体測定装置による電子部品の電気的特性の測定が行われる。

本実施形態によれば、特に、第１プローブと対応する一の電子部品とは異なる他の電子部品の電気的特性を同時に測定可能に配置される第２のプローブが備えられる。この第２プローブは、典型的には、複数の電子部品のうち、該一の電子部品と隣接する電子部品の電極部分に触針可能となるように位置合わせされている。このため、好適には、第１プローブの検査針と触針可能に一の電子部品を位置合わせすることで、該一の電子部品に隣接する他の電子部品の電極部分が第２プローブの検査針と触針可能となる。

このとき、例えば、移送中の振動などの何らかの要因によって、配置されている電子部品の夫々の相対的な位置関係にズレが生じている場合、複数のプローブと、該プローブの夫々に対応する電子部品との位置合わせが適切に行われなくなる可能性がある。例えば、一の電子部品と、該一の電子部品に隣接する他の電子部品との相対的な位置関係にズレが生じた場合、該一の電子部品と第１プローブとを基準に位置合わせを行ったとしても、該他の電子部品と第２プローブとの位置関係にズレが生じてしまうため、第２プローブの的確な触針が実施されない。

係る事態を考慮して、本実施形態の第２プローブは、第２移動手段の動作により、電子部品の配列される面と平行する面内を移動可能に構成されている。このような第２移動手段の動作によれば、第２プローブに対応する他の電子部品の位置と、第１プローブに対応する位置の電子部品との相対的な位置関係にズレが確認される場合、検査針が該電子部品の電極部分に的確に触針可能となるように第２プローブを移動させる。つまり、電子部品位置のズレに対し、第２プローブを移動させることで、触針可能となる位置関係に補正することが可能となる。

ここに、電子部品位置のズレとは、第１プローブに対応する一の電子部品に対する相対的な位置のズレを示す趣旨である。このため、第２プローブに対応する他の電子部品の位置がティーチングにより調整された位置と等しい場合であっても、例えば第１プローブに対応する一の電子部品の位置がティーチングにより調整された位置からズレが生じている場合、第１移動手段による位置合わせで一の電子部品位置が第１プローブに対応するよう調整されることにより、第２プローブに対応する他の電子部品の位置にはズレが生じることとなる。このような第２プローブの相対的なズレに対しても、第２移動手段の動作により第２プローブの位置合わせが行われることで補正を行うことが可能である。

尚、本実施形態においては特に取り上げないものの、一般的な半導体測定装置においては、各プローブの検査針の触針位置に対応して、光学的特性測定を実施するフォトディテクタが備えられている。このようなフォトディテクタの測定可能範囲は、典型的には、数ｃｍ程度であり、一方配列される電子部品の大きさ、及び相互の電子部品間隔が数１００μｍ程度であることを考慮すれば、一のフォトディテクタによって隣接する複数の電子部品を同時に測定可能であることが分かる。このため、本発明の半導体測定装置の実施形態によれば、このようなフォトディテクタを備える構成であっても、該フォトディテクタをプローブの測定位置に応じて移動させるための特別な機構は不要である。

また、本実施形態における第２プローブは、少なくとも第１プローブとは異なる一つ以上のプローブを示す趣旨である。例えば、本発明の半導体測定装置に係る実施形態の一態様として、後述するように複数の第２プローブを備えていても良い。このとき、複数の第２プローブに対応して、夫々独自に動作する複数の第２移動手段が備えられている。このため、２つ以上のプローブを用いる場合であっても、好適に各プローブと対応する電子部品の触針の位置合わせが可能となる。

以上説明したように、本発明の半導体測定装置に係る実施形態によれば、装置中に固定されて配置される第１プローブと、電子部品の配列面に平行する面内及び直交する方向で移動可能な載置手段と、電子部品の配列面に平行する面内で移動可能な第２プローブが設けられる。このため、第１プローブの測定位置に合わせて、電子部品を載置する載置手段が移送されたとき、第２プローブの測定位置と対応する電子部品との位置にズレが生じている場合であっても、第２移動手段により第２プローブの位置が調整され、スレの補正が行われる。従って、電子部品の配列にズレが生じている場合であっても、同時に複数のプローブを用いて電子部品への触針が可能となる。尚、電子部品の多少の配列のズレをも補正可能であることから、電子部品の配列における精度の要求値を多少なりとも緩和させることが可能となる。

本発明の半導体測定装置に係る実施形態の一の態様は、前記第２プローブと前記電子部品を載置する面との距離を近づける、または遠ざける方向へ前記第２プローブを移動可能とする第４移動手段を更に備え、前記第４移動手段は、前記他の電子部品が存在しない場合、前記第２プローブと前記電子部品を載置する面との距離を遠ざける。

この態様によれば、第４移動手段の動作によって、第２プローブは、電子部品との距離を近づける、または遠ざける方向へ移動可能となる。このため、第２プローブが備える検査針による、対応する電子部品への触針を行うか行わないかを第４移動手段の動作によって決定することが可能となる。

この態様においては特に、第４移動手段は、上述したように第３移動手段によって載置手段が各プローブに近づけられる一の触針測定時に、第２プローブに対応する測定用の電子部品が存在しない場合、第２プローブの位置を電子部品から遠ざける。このとき、第２プローブを遠ざける動作とは、少なくとも検査針の先端部が振動などの要因を考慮したとしても本来電子部品が存在する位置、ひいては本来電子部品が存在する載置手段上の部分に接触しない程度の距離まで遠ざける趣旨である。

一般的に、ダイシング処理後の電子部品は、載置手段の振動などによって位置が移動しないように、載置手段上に展開される粘着シート上に載置されていることが多い。このとき、電子部品が存在しない部分にプローブの検査針が触針してしまうと、検査針に粘着剤が付着してしまい、以降の電子部品への触針による特性測定が正確に行われなくなる虞がある。更には、検査針に付着した粘着剤が電子部品に付着してしまう可能性もあり、電子部品の汚損による品質の低下に繋がりかねない。また、電子部品の厚さは数１００μｍと非常に薄く、電子部品に触診させる目的で検査針と載置手段とを近づけた場合、そこに電子部品が存在しなければ、少々の振動によって容易に検査針の先端部が載置手段に触針してしまう。

尚、測定用の電子部品は、典型的には円形のウェハから切り出された状態で配置されているため、円形に配置されていることが多い。このため、第１プローブに合わせて電子部品が配置される載置手段の位置合わせを行った場合、例えば、円の周縁部において第２プローブに対応する電子部品が不在であることが多い。

このような第４移動手段を備える半導体測定装置の実施形態によれば、第１プローブに合わせて電子部品の位置合わせを行った際に第２プローブに対応する測定用の電子部品が存在しない場合、第２プローブを載置手段から遠ざける、プローブの退避動作が行われる。このため、第２プローブの検査針に汚損や破損が生じることを好適に回避することが可能となる。

尚、この態様における第２プローブと対応する電子部品が存在するか否かの確認は、何らかのセンサによって取得される電子部品の配列に係る情報に基づいて実施されても良く、また、後述の記憶手段に格納される電子部品の位置情報に基づいて適宜確認されても良いものである。

本発明の半導体測定装置に係る実施形態の他の態様は、前記他の電子部品が測定対象電子部品であるか否かを判別する判別手段を更に備え、前記第４移動手段は、前記他の電子部品が測定対象電子部品でないと判別される場合、前記第２プローブと前記電子部品を載置する面との距離を遠ざける。

この態様によれば、第２プローブに対応する電子部品が測定対象であるか否かの判別を行う。そして、第４移動手段は、対応する測定用電子部品が測定対象とならない電子部品であると判別される場合、上述したように第２プローブの退避動作を行う。ここに、測定対象とならない電子部品とは、例えば製造工程において汚損や不具合が生じた電子部品や、材料や製造工程などの特性を測定する目的で形成されるＴＥＧ（Test Element Group）電子部品など、プローブによる測定が不要な電子部品を示す趣旨である。これらの電子部品に対して検査針の触針による測定を行うことは、タクトタイム上での損失こそ生じ難いものの、工程上決して好ましいものではない。また、汚損した電子部品に対して検査針を触針させることで、検査針の汚損や破損を招くこともある。

尚、この態様における判別手段は、典型的には、カメラなどの撮像手段を含む構成であって、各電子部品の画像情報を取得し、該画像情報を分析することで、測定対象であるか否かの判別を行う。また、その他何らかの手段によって、判別が行われても良く、例えば、後述する記録手段に格納される電子部品の位置情報に予め含まれる電子部品に係る情報に基づくものであってても良い。

このように構成することで、上述したような触針による測定が不要である電子部品に対しては、第２プローブを退避させることで、好適にこのような不具合を回避することが出来る。尚、このような汚損電子部品を判別する電子部品情報とは、典型的には光学的に取得される電子部品の配列の画像情報などであるが、その他なんらかの手法により電子部品の判別が可能な情報であれば、どのような情報を用いても良い。

本発明の半導体測定装置に係る実施形態の他の態様は、前記第２プローブは、複数のプローブであって、前記第２移動手段は、該複数のプローブの夫々に対応し、対応するプローブの夫々を、相異なる前記他の電子部品の測定位置に対向するよう移動させる複数の移動手段である。

この態様における第２プローブとは、複数のプローブを示す趣旨であり、夫々のプローブは、第２移動手段による移動動作が個別に実施可能に構成されている。つまり、この態様の半導体測定装置の実施形態は、第１プローブと、第２プローブ群というべき複数のプローブとを備えており、装置に対して固定されて配置される第１プローブに対して、第２プローブ群の夫々のプローブは、電子部品の配列面に平行する面内で移動可能に構成される。

このため、一度の触針のタイミングにおいて、同時に複数の電子部品に対する測定を実施することが可能となる。また、基準となる第１プローブ以外の第２プローブ群は、夫々個別にズレを補正するための移動が可能であるため、高精度の測定結果を取得することが出来る。また、電子部品の配列精度の要求値を好適に緩和することが出来るとの効果もある。

尚、この態様では、第２プローブの夫々に対応して複数の第４移動手段が設けられていても良く、第２プローブの夫々において、上述したように退避動作を実施するよう構成することも可能である。

本発明の半導体測定装置に係る実施形態の他の態様は、前記載置手段上に載置される前記複数の電子部品の位置情報を記憶する記憶手段を更に備え、前記第１移動手段は、前記位置情報に基づいて前記載置手段を移動させ、前記第２移動手段は、前記位置情報に基づいて前記第２プローブを移動させる。

この態様によれば、予め取得される電子部品の配列における各電子部品の位置を示す位置情報を参照することにより、第１移動手段、第２移動手段及び第４移動手段などの動作が実施される。このように構成することで、比較的容易に第１プローブと電子部品の位置合わせ、または第２プローブと電子部品の位置合わせを実行することが出来る。

このような位置情報は、典型的には、電子部品が載置手段に載置された際に、カメラなどの撮像手段による画像情報の取得、及び該画像情報の分析によって取得される。しかしながら、その他、なんらかの手段によって適宜取得されても何ら問題はない。

本発明の半導体測定方法に係る実施形態は、載置手段上に載置される複数個の電子部品に対し、該電子部品の測定部位に接触することで電気的特性を測定する第１プローブ及び第２プローブとを備える半導体測定装置の半導体測定方法であって、一の電子部品の測定部位が前記第１プローブに対向するよう、前記電子部品を載置する面と平行する面内で前記載置手段を移動させる第１移動工程と、前記一の電子部品とは異なる他の電子部品の測定部位に対向するよう、前記電子部品を載置する面と平行な面内で前記第２プローブを移動させる第２移動工程と、前記第１プローブと前記一の電子部品、及び前記第２プローブと前記他の電子部品の夫々が接触するよう、前記載置手段を移動させる第３移動工程とを備える。

本発明の半導体測定方法に係る実施形態によれば、上述した本発明の半導体測定装置に係る実施形態が享受することが出来る各種効果と同様の効果を享受することが出来る。尚、上述した本発明の半導体測定装置の実施形態の各種態様に対応して、本発明の半導体測定方法の実施形態もまた、各種態様を採ることが可能である。

以上、説明したように、本発明の半導体測定装置によれば、載置手段と、第１プローブと、第２プローブと、第１移動手段と、第２移動手段と、第３移動手段とを備える。本発明の本発明の半導体測定装置によれば、第１移動工程と、第２移動工程と、第３移動工程とを備える。従って、電子部品の配列上にズレが生じていて、第１プローブに合わせて電子部品の位置合わせを行った場合に、第２プローブに対応する電子部品位置がズレている場合であっても、好適にズレを補正した上で高精度の測定を実施することが出来る。

以下、本発明を実施するための最良の形態について図面を参照して説明する。

（１）基本構成例
まず、本発明の半導体測定装置の実施形態の一具体例であるプローブ装置の基本的な構成例について、図１を参照しながら説明する。ここに図１は、本実施例に係るプローブ装置の基本的な構成例を示す概略図である。

図１に示すように、プローブ装置１の基本的な構成例は、テーブル１００、テーブル位置調整部１１０、第１プローブ２００、第２プローブ３００、制御部４００、及びフォトディテクタ４１０を備えて構成されている。このようなプローブ装置１によれば、本実施例における電子部品の一具体例である、チップ５００の電気的特性が測定される。

テーブル１００は、本実施例に係る載置手段の一具体例である。テーブル位置調整部１１０は、テーブル１００に付属して、または一体化して設置されるアクチュエータを備える移動手段であり、本実施例における第１移動手段及び第３移動手段の一具体例である。テーブル位置調整部１１０は、制御部４００に接続され、チップ５００の配列の位置情報に基づく移動の制御を受け、テーブル１００をチップ５００の配列面と平行な面内、及びチップ５００の配列面に直交する方向で移動させる。テーブル１００上には、粘着シート５１０が展開され、その上に複数のチップ５００が載置されている。

第１プローブ１００は、第１プローブ基部２２０によってプローブ装置１中に固定されて配置されるプローブカードであり、複数の検査針２１０を備える。この検査針２１０がチップ５００の電極部分に触針することで、チップ５００の電気的特性を測定する。

具体的には、チップ配列に直行する方向をＺ軸と仮定し、該Ｚ軸と直交するとともに相互に直行するＸ軸及びＹ軸、並びにＸＹ平面内での回転動作によって、テーブル１００上に載置されるチップ５００を第１プローブ２００の検査針２１０に位置合わせを行う。その後、チップ５００が検査針２１０に接触するようテーブル１００をＺ軸方向に移動させることで、検査針２１０の触針によるチップ５００の電気的特性の測定が実施される。

チップ５００は、一般的に円形の半導体ウェハより切り出されるため、図２に示されるように円形の配列となっていることが多い。このため、テーブル位置調整部１１０は、例えば図２に示した測定順序でチップ５００が測定されるよう、テーブル１００を移動させて各チップを検査針２１０に対して位置合わせする。

尚、第１プローブ２００における検査針２１０は、第１プローブ２００に対して可動である。このため、チップ５００の測定前に、例えば手動のティーチング作業によって、チップ５００の電極部分と適切に触針するよう検査針２１０の位置合わせを行うことが出来る。

第２プローブ３００は、第１プローブ２００と同様、複数の検査針３１０を備え、第２プローブ基部３３０によってプローブ装置１中に配置されるプローブカードである。本実施例の第２プローブ３００は、基本的に、第１プローブ２００によって触針されるチップに隣接するチップに対して触針可能な位置に配置されている。

第２プローブ３００は、更に第２プローブ位置調整部３２０を備え、上述したテーブル１００と同様に、第２プローブ位置調整部３２０の動作により、ＸＹＺ軸での移動及びＸＹ平面内での回転移動が可能であるように構成される。この第２プローブ位置調整部３２０は、制御部４００に接続され、制御部４００による制御のもと、第２プローブ３００の移動を行う。

制御部４００は、例えば公知のＣＰＵ（Central Processing Unit）などの処理装置であって、本実施例における記憶手段の一具体例としてのメモリなどを備えると共に、プローブ装置１の各部と接続することでその動作の制御や、測定結果の取得などを行う。

例えば、制御部４００は、テーブル位置調整部１１０及び第２プローブ位置調整部３２０の夫々に接続され、その移動動作の実施や移動量を制御する。このとき、制御部４００は、メモリに格納されるチップ５００の位置情報に基づいて、このような位置調整部の移動動作（つまり、位置合わせ）を制御する。

また、制御部４００は、第１プローブ２００及び第２プローブ３００に接続され、ティーチング時の検査針２１０及び３１０の動作の制御や、各プローブでのチップ５００の測定結果の取得などを行う。また、フォトディテクタ４１０からのチップ５００の測定結果の取得を行う。

フォトディテクタ４１０は、第１プローブ２００及び第２プローブ３００の夫々の検査針２１０及び３１０のチップ５００との触針部分に対してチップ５００の光学的特性の測定を実施可能に配置されている。本実施例においては、フォトディテクタ４１０は、検査針２１０の触針位置近傍を測定可能に位置合わせされた状態で配置されている。このため、検査針２１０に対して触針可能に位置合わせされたチップ５００に対して、好適に光学的特性を測定することが可能となる。

（２）基本動作例
続いて、図３を参照して、本実施例のプローブ装置１における基本的な動作の例について説明する。図３は、プローブ装置１の基本的な動作の流れを示すフローチャートの一例である。

先ず、フローチャートに示されるように、チップ位置情報が取得される（ステップＳ１０１）。このとき、例えばカメラなどの撮像装置によってチップの位置情報が取得されても良く、また予め取得されているチップの位置情報を読み取ることにより取得されても良いものである。

続いて、制御部４００の制御のもと、テーブル位置調整部１１０の動作により、テーブル１００が移動され、載置されるチップ５００のうち、測定開始チップが第１プローブ２００の検査針２１０の触針位置に来るように位置合わせされる（ステップＳ１０２）。一般的に、例えば図２のチップの配列の中では一番左上のチップであるなど、周縁部のチップが測定開始チップとして選択される。

尚、このとき、第２プローブ３００の検査針３１０の触針位置に、該測定開始チップとは異なるチップが位置合わせされる。

そして、第１プローブ２００の検査針２１０及び測定開始チップの電極部分、第２プローブ３００の検査針３１０及び対応チップの電極部分が互いに接触するよう、各検査針の位置合わせ（所謂、ティーチング）が実施される（ステップＳ１０３）。

その後、テーブル位置調整部１１０の動作により、テーブル１００の高さが調整され、チップの電極部分が夫々対応する検査針に触針することで、各チップの電気的特性が測定される（ステップＳ１０４）。

続いて、第１プローブ２００に合わせて次の測定チップの位置合わせが行われる（ステップＳ１０５）。ここに、次の測定チップとは、検査順序に従うチップであって、汚損や破損、その他何らかの理由により測定対象チップでないと判定されるチップ以外の未測定のチップを示す。このため、第２プローブ３００によって測定が行われたチップは、除外して続くチップが選択される。

位置合わせ後、基本的には、第２プローブ３００の検査針３１０の測定位置にもチップが移送される。このとき、例えば位置情報に含まれるチップの製造情報などに基づいて、該チップに不具合があるか否かの判定が行われる（ステップＳ１０６）。ここに、チップに生じる不具合とは、汚損や破損などの何らかによって測定対象から除外されているチップや、既に測定済みのチップ、また、チップの配列上チップに欠落が生じている（つまり、配置されるチップが存在しない）ことなどを示す趣旨である。また、単に検査針３１０から位置ズレしているだけの場合は、ここでいう不具合に含まれない。

第２プローブ３００位置に移送されるチップにおいて、このような不具合が生じている場合、制御部４００の制御のもと、第２プローブ位置調整部３２０により、第２プローブ３００がテーブル１００から遠ざけられる（ステップＳ１０７）。図４を参照して、このときの各部の動作について説明する。図４は、このような不具合が生じているチップが確認された場合の、第２プローブ３００の退避動作の例を示す概略図である。

図４（ａ）に示されるように、通常、第２プローブ３００の検査針３１０の先端部は、第１プローブ２００の検査針２１０と同時に対応するチップの電極部分に触針可能となるよう、検査針２１０と同程度の高さに調整されている。このため、一度の触針動作において、各プローブにおける測定が可能となっている。

他方、図４（ｂ）または図４（ｃ）に示されるように、対応チップが不在である場合や、または対応チップが汚損している場合など、チップに不具合が生じている場合、第２プローブ位置調整部３２０は第２プローブ３００をテーブル１００から遠ざけることで、検査針３１０の円端部がテーブル１００または粘着シート５１０、若しくは汚損チップに触針することが無いよう退避させる。このとき、第２プローブ位置調整部３２０は、測定のためのテーブル１００の高さが調整された場合であっても、検査針３１０の先端部がテーブル１００または粘着シート５１０、若しくは汚損チップに接触することが無いよう、振動などを加味しても十分である距離まで遠ざける。また、このような第２プローブの退避動作は、好適にはステップＳ１０５の位置合わせと平行して実施されることが好ましい。

第２プローブ３００の退避後、測定対象となるチップ５００が移送されて来た場合、第２プローブ３００の位置をティーチング後の初期状態に戻し、再び触針可能とする。

第２プローブ３００の位置に移送されるチップ５００に上述したような不具合が無い場合、続いて、該チップの位置にズレが生じているか否かの判定が行われる（ステップＳ１０８）。このとき、チップの位置のズレとは、典型的には第２プローブ３００の検査針３１０位置と、該チップ５００における電極部分との位置のズレを示す趣旨である。このような位置のズレが検出される場合、制御部４００の制御のもと、第２プローブ位置調整部３２０の位置合わせが行われ、検査針３１０の先端部が的確に該チップ５００の電極部分に対抗するよう調整される（ステップＳ１０９）。図５を参照して、このときの各部の動作について説明する。図５は、このような位置のズレが生じているチップ５００が確認された場合の、第２プローブ３００の位置合わせ動作の例を示す概略図である。

本実施例のプローブ装置１によれば、ティーチング作業によって、第１プローブ２００の検査針２１０は、第１プローブ２００の測定対象となるチップ５００の電極部分に触針可能となるよう、チップ５００の配列面と平行な面内で位置合わせされている。同時に、第２プローブ３００の検査針３１０の先端部は、第２プローブの測定対象となるチップ５００の電極部分に触針可能となるよう、チップ５００の配列面と平行な面内で位置合わせされている。このため、上述したチップの測定動作において、テーブル１００の高さを調整することで、図５（ａ）に示されるように、コンタクト１の二つのチップ５００に対し、夫々のプローブが好適に測定を実施することが出来る。

他方、コンタクト２のチップは、第１プローブ２００に対応するチップと、第２プローブ３００に対応するチップとの間に位置のズレが生じているため、図４（ａ）に示されるティーチングにより調整された第２プローブ３００では、適切な触針が実施出来ない。尚、このような位置のズレは、例えばステップＳ１０１において取得されたチップの位置情報により確認可能である。

このような位置ズレが確認される場合、制御部４００は、第２プローブ位置調整部３２０を動作させ、適切な触針が実施されるよう第２プローブ３００位置の微調整を行う。

例えば、図５（ｂ）に示されるコンタクト２では、第１プローブ２００の対応チップと比較して、第２プローブ３００の対応チップが図面下方にズレているため、第２プローブ位置を図面下方に微調整する。

また、図５（ｂ）及び図５（ｃ）に示されるコンタクト３では、二つのチップ位置が他のコンタクトのチップと比較して近い上に、テーブル１００の進行方向（すなわち、チップの移送方向）と直交する方向に相互のチップの位置がズレている。ステップＳ１０５の位置合わせ工程において、第１プローブ２００の対応チップが、第１プローブ２００の測定位置に来るよう調整されるため、このようなコンタクトにおいては、第２プローブ３００を図面下方及び左方へ微調整される。

このように、第１プローブ２００の対応チップとの相対的なズレに対して、第２プローブ３００の位置の微調整が実施されるため、チップの配列におけるズレを好適に補正することが出来る。また、このような第２プローブの位置調整は、好適にはステップＳ１０５の位置合わせと平行して実施されることが好ましい。

そして、ステップＳ１０４と同様、テーブル１００の高さが調整され、各プローブによる対応チップの電気的特性の測定が実施される（ステップＳ１１０）。

このような一連の位置合わせ及び測定動作が、基本的にはテーブル１００上に未測定のチップがなくなるまで、または停止されるまで実施される。

以上説明したように、本発明に係るプローブ装置の実施例によれば、複数のプローブを備えている場合であっても、基準となる第１プローブの対応チップとの相対的なチップのズレに対し、第２プローブ位置を微調整することで、補正可能となる。このため、このようなズレが生じているチップの配列であっても、同時に複数のチップに対して高精度の測定が可能となる。

また、第２プローブに対応するチップに不具合が生じている場合、またはチップが存在しない場合、第２プローブをテーブルから遠ざける退避動作により、第２プローブの検査針が汚損チップや粘着シートに触針してしまうことによる汚損や破損を好適に回避することが可能となる。

また、このような第２プローブの位置調整や退避動作は、測定用チップの移送（言い換えれば、位置合わせ）と平行して実施されることが好ましく、このように構成される場合、第２プローブの位置調整や退避動作に起因するタクトタイムの増加を抑制出来る。

本発明は、上述した実施例に限られるものではなく、請求の範囲及び明細書全体から読み取れる発明の要旨或いは思想に反しない範囲で適宜変更可能であり、そのような変更を伴う半導体測定装置及び方法もまた本発明の技術的範囲に含まれるものである。

例えば、上述の基本構成例及び基本動作例においては、２つのプローブを備えるプローブ装置について説明したが、３つ以上のプローブを備えるプローブ装置もまた本発明の技術的範囲に含まれるものである。

１…プローブ装置
１００…テーブル
１１０…テーブル位置調整部
２００…第１プローブ
２１０…第１検査針
２２０…第１プローブ基部
３００…第２プローブ
３１０…第２検査針
３２０…第２プローブ位置調整部
３３０…第２プローブ基部
４００…制御部
５００…チップ
５１０…粘着シート

Claims (6)

1. 電子部品の電気的特性を測定する半導体測定装置であって、
   前記電子部品が複数個載置される載置手段と、 前記電子部品を載置する面と平行する面内で前記載置手段を移動可能とする第１移動手段と、
   当該半導体測定装置に固定され、一の電子部品に接触することで電気的特性を測定する第１プローブと、
   前記一の電子部品とは異なる他の電子部品に接触することで電気的特性を測定する第２プローブと、
   前記電子部品を載置する面と平行な面内で前記第２プローブを移動可能とする第２移動手段と、
   前記第１プローブと前記電子部品を載置する面との距離を近づける、または遠ざける方向へ前記載置手段を移動可能とする第３移動手段と、
   を備え、
   前記第１移動手段は、前記一の電子部品の測定部位が前記第１プローブに対向するよう、前記載置手段を移動可能にし、
   前記第２移動手段は、前記他の電子部品の測定部位に対向するよう、前記第２プローブを移動可能にし、
   前記第３移動手段は、前記第１プローブと前記一の電子部品、及び前記第２プローブと前記他の電子部品の夫々が接触するよう、前記載置手段を移動可能とすることを特徴とする半導体測定装置。
2. 前記第２プローブと前記電子部品を載置する面との距離を近づける、または遠ざける方向へ前記第２プローブを移動可能とする第４移動手段を更に備え、
   前記第４移動手段は、前記他の電子部品が存在しない場合、前記第２プローブと前記電子部品を載置する面との距離を遠ざけることを特徴とする請求の範囲第１項に記載の半導体測定装置。
3. 前記他の電子部品が測定対象電子部品であるか否かを判別する判別手段を更に備え、
   前記第４移動手段は、前記他の電子部品が測定対象電子部品でないと判別される場合、前記第２プローブと前記電子部品を載置する面との距離を遠ざけることを特徴とする請求の範囲第２項に記載の半導体測定装置。
4. 前記第２プローブは、複数のプローブであって、前記第２移動手段は、該複数のプローブの夫々に対応し、対応するプローブの夫々を、相異なる前記他の電子部品の測定位置に対向するよう移動させる複数の移動手段であることを特徴とする請求の範囲第１項から第３項のいずれか一項に記載の半導体測定装置。
5. 前記載置手段上に載置される前記複数の電子部品の位置情報を記憶する記憶手段を更に備え、
   前記第１移動手段は、前記位置情報に基づいて前記載置手段を移動させ、
   前記第２移動手段は、前記位置情報に基づいて前記第２プローブを移動させることを特徴とする請求の範囲第１項から第４項のいずれか一項に記載の半導体測定装置。
6. 載置手段上に載置される複数個の電子部品に対し、該電子部品の測定部位に接触することで電気的特性を測定する第１プローブ及び第２プローブとを備える半導体測定装置の半導体測定方法であって、
   一の電子部品の測定部位が前記第１プローブに対向するよう、前記電子部品を載置する面と平行する面内で前記載置手段を移動させる第１移動工程と、
   前記一の電子部品とは異なる他の電子部品の測定部位に対向するよう、前記電子部品を載置する面と平行な面内で前記第２プローブを移動させる第２移動工程と、
   前記第１プローブと前記一の電子部品、及び前記第２プローブと前記他の電子部品の夫々が接触するよう、前記載置手段を移動させる第３移動工程と
   を備える特徴とする半導体測定方法。

Images