JP6267546B2 - Contact position control method - Google Patents

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JP6267546B2 JP2014042246A JP2014042246A JP6267546B2 JP 6267546 B2 JP6267546 B2 JP 6267546B2 JP 2014042246 A JP2014042246 A JP 2014042246A JP 2014042246 A JP2014042246 A JP 2014042246A JP 6267546 B2 JP6267546 B2 JP 6267546B2
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本発明はコンタクト位置制御方法に関するものであり、特に、プローブカードに設けたプローブに対して半導体ウェーハなどの被検体をコンタクトさせて、該被検体の電気的特性検査を行うのに最適なプローブと被検体とのコンタクト位置、あるいはプローブカードに設けたプローブに対してクリーニング材をコンタクトさせて該プローブのクリーニングを行うのに最適なプローブとクリーニング材とのコンタクト位置を得るための、コンタクト位置制御方法に関するものである。   The present invention relates to a contact position control method, and in particular, an optimum probe for contacting an object such as a semiconductor wafer with a probe provided on a probe card and inspecting the electric characteristics of the object. Contact position control method for obtaining a contact position between a probe and a cleaning material that is most suitable for cleaning the probe by contacting a cleaning material with a probe provided on a probe card or a contact position with a subject It is about.

半導体製造工程では、薄い円板状の半導体ウェーハに各種の処理を施して、それぞれ電子デバイスを有する複数のチップ(ダイ)を形成する。各チップは電気的特性が検査され、その後ダイサーで切り離された後、リードフレームなどに固定されて組み立てられる。上記の電気特性の検査は、一般に、プローブカード(プローバ)とテスタを使用して行われる(例えば、特許文献1、特許文献2参照。)   In the semiconductor manufacturing process, various processes are performed on a thin disk-shaped semiconductor wafer to form a plurality of chips (die) each having an electronic device. Each chip is inspected for electrical characteristics, then separated by a dicer, and then fixed to a lead frame and assembled. The inspection of the electrical characteristics is generally performed using a probe card (prober) and a tester (see, for example, Patent Document 1 and Patent Document 2).

特許文献1及び特許文献2で知られる電気特性の検査では、半導体ウェーハをステージ上に固定すると共に、プローバをステージの上方に固定して配置し、各チップの電極パッドをステージと共に上昇させてプローブカードに接触させる。テスタは、プローブの端子に電源や各種の試験信号を供給すると共に、各チップの電極に出力される信号を取得してテスタで解析し、正常に動作するかを確認する。   In the electrical characteristic inspection known from Patent Document 1 and Patent Document 2, the semiconductor wafer is fixed on the stage, the prober is fixed above the stage, and the electrode pads of each chip are raised together with the stage to probe. Touch the card. The tester supplies power and various test signals to the probe terminals, acquires signals output to the electrodes of each chip, analyzes them with the tester, and confirms whether they are operating normally.

このように、プローブと半導体ウェーハとを接触させて電気特性を見る検査では、その接触(コンタクト)を最適な状態にするために、常に、予め決められた位置まで半導体ウェーハを移動させて適正なコンタクトが行われるように、最適な移動量を管理する方法がとられている。また、その移動量の最適値を得るようにするのに、検査装置を構成する部品などのばらつきや変形などの影響を考慮して様々な補正が行われている。   As described above, in the inspection in which the probe and the semiconductor wafer are brought into contact with each other to check the electrical characteristics, the semiconductor wafer is always moved to a predetermined position in order to optimize the contact (contact). A method of managing the optimum movement amount is adopted so that contact is made. Further, in order to obtain the optimum value of the movement amount, various corrections are performed in consideration of the influence of variations and deformations of parts constituting the inspection apparatus.

また、上述したような半導体ウェーハにおける各チップの電極パッドをプローブに接触させて電気特性の検査を行う方法では、各チップの電極パッドと接触するプローブの接触面(コンタクト面)が汚れていると正確な試験が行われない虞があるため、プローブの接触面におけるクリーニングを定期的に行うようにしている。そのクリーニング作業では、例えばシート状をしたクリーニング材をステージ上に固定すると共にプローブカードをステージの上方に固定して配置し、その状態でクリーニング材をステージと共に上昇させてプローブに接触させ、プローブの接触面のクリーニングが行われている。   Further, in the method of inspecting electrical characteristics by bringing the electrode pad of each chip in the semiconductor wafer into contact with the probe as described above, if the contact surface (contact surface) of the probe contacting the electrode pad of each chip is dirty Since there is a possibility that an accurate test is not performed, the contact surface of the probe is periodically cleaned. In the cleaning operation, for example, a sheet-shaped cleaning material is fixed on the stage and the probe card is fixed and arranged above the stage. In this state, the cleaning material is raised together with the stage and brought into contact with the probe. The contact surface is being cleaned.

特許第4878919号公報Japanese Patent No. 4878919 特許第5221118号公報Japanese Patent No. 5221118

しかしながら、電子デバイスの電気特性の検査において、プローブに対して半導体ウェーハを接触させるのに、半導体ウェーハの最適な移動量を管理する方法では、半導体ウェーハとプローブの接触時の変形や温度変化による熱変形などの影響により、最適な接触状態を作り出すためには何度も変位量の測定と補正を繰り返す必要がある。   However, in the inspection of the electrical characteristics of an electronic device, in order to bring the semiconductor wafer into contact with the probe, the method for managing the optimum amount of movement of the semiconductor wafer is not suitable for the heat generated by deformation or temperature change during contact between the semiconductor wafer and the probe. In order to create an optimal contact state due to the influence of deformation or the like, it is necessary to repeatedly measure and correct the displacement amount many times.

そこで、移動量の補正を変える手段として、対象軸のモータ電流やトルク(以下、これ
らを総称して「モータ電流」という)を制御する仕組みが検討されている。しかし、モー
タ電流を制御する場合、接触荷重以外に対象の軸の駆動に影響する力成分(ステージを駆動する際の摩擦力やステージ自身の重量など)がある。そのため、同じ接触荷重でも例えば静止中と動作中など、軸の振る舞いによってモータ電流の計測値は異なってしまう。また、計測されたモータ電流値を用いてフィードバック制御を行う場合、正しい接触荷重を得るためには半導体ウェーハをテストする前やテスト中に補正動作を行う必要がある。しかし、その補正動作により半導体ウェーハとプローブカードの接触状態がその都度変わってしまい、接触抵抗値が変化することでテスト結果に影響を及ぼす可能性が大きい。
Therefore, a mechanism for controlling the motor current and torque of the target shaft (hereinafter collectively referred to as “motor current”) is being studied as means for changing the correction of the movement amount. However, when controlling the motor current, in addition to the contact load, there are force components (frictional force when driving the stage, weight of the stage itself, etc.) that affect driving of the target shaft. For this reason, even if the contact load is the same, the measured value of the motor current differs depending on the behavior of the shaft, for example, at rest and during operation. Further, when feedback control is performed using the measured motor current value, it is necessary to perform a correction operation before or during the test of the semiconductor wafer in order to obtain a correct contact load. However, the correction operation changes the contact state between the semiconductor wafer and the probe card each time, and there is a high possibility that the test result will be affected by the change in the contact resistance value.

すなわち、モータ電流値の計測を行う場合に影響する力は、接触荷重以外に対象の軸を駆動する際に影響する力成分(摩擦力及び重量など)がある。そのため、同じ接触荷重でも軸の振る舞いによって計測値が異なってしまう。したがって、適切な接触荷重を得るためには、それ以外の成分を取り除く複雑な演算が必要となり、その結果、システムが複雑になる問題点があった。   That is, the force that affects the measurement of the motor current value includes a force component (frictional force, weight, etc.) that affects the driving of the target shaft in addition to the contact load. For this reason, the measured value varies depending on the behavior of the shaft even with the same contact load. Therefore, in order to obtain an appropriate contact load, a complicated calculation for removing other components is required, resulting in a problem that the system becomes complicated.

また、プローブのクリーニング作業において、電気特性検査と同様に、プローブに対してクリーニング材を接触させるのに、最適な接触状態を作り出すためには同様に変位量の測定と補正を繰り返して複雑な演算を行う必要があり、システムが複雑になるという問題点があった。   Also, in the probe cleaning operation, as with the electrical property inspection, in order to create an optimal contact state for bringing the cleaning material into contact with the probe, the measurement and correction of the displacement amount are similarly repeated to perform a complicated calculation. There is a problem that the system becomes complicated.

そこで、本発明は、被検体の電気特性検査において、複雑な演算を行うことなく、プローブと被検体との適切な接触荷重を得ることができるコンタクト位置制御方法を提供することを目的とする。   Therefore, an object of the present invention is to provide a contact position control method capable of obtaining an appropriate contact load between a probe and a subject without performing complicated calculations in the electrical property inspection of the subject.

また、本発明は、プローブとクリーニング材の接触荷重を一定にしてプローブに対するクリーニング精度を向上させることができるコンタクト位置制御方法を提供する。   In addition, the present invention provides a contact position control method capable of improving the cleaning accuracy with respect to the probe by making the contact load between the probe and the cleaning material constant.

本発明は上記目的を達成するために提案されたものであり、請求項1記載の発明は、プローブカードに設けたプローブに対して載置台上に配置された被検体をコンタクトさせて、該被検体の電気的特性検査を行うためのコンタクト位置制御方法において、被検体を配置した前記載置台を所定位置S0から基準位置S1までZ軸方向に移動させた後、更に前記基準位置S1からコンタクト位置までZ軸方向に指定量X移動させて、該被検体を前記プローブに対してコンタクトさせて基準となる荷重を基準トルク値Taとして取得するステップ(I)と、コンタクト状態にある前記被検体または前記被検体に続く次の被検体が配置された該載置台をコンタクト位置からZ軸方向に指定量Xの往復移動を行い電気特性検査中に変化した荷重を測定トルク値Tbとして取得するステップ(II)と、前記基準トルク値Taと前記測定トルク値Tbとを比較し、測定トルク値Tbが略基準トルク値Taとなるまで前記載置台をZ軸方向にステップ量Y移動させた後、該載置台を指定量X往復移動させる動作を繰り返しながら前記基準位置S1を更新するステップ(III)と、を備え、以後、前記載置台が前記基準位置からZ軸方向に移動する前記所定量を(H+h)に更新して、前記ステップ(II)と前記ステップ(III)を繰り返しながら前記被検体が前記プローブに対してコンタクトする位置を制御するようにしたコンタクト位置制御方法を提供する。 The present invention has been proposed in order to achieve the above object, and the invention according to claim 1 is directed to contacting a subject placed on a mounting table with a probe provided on a probe card, and In the contact position control method for inspecting the electrical characteristics of the specimen, after moving the mounting table on which the subject is placed from the predetermined position S0 to the reference position S1 in the Z-axis direction, the contact position is further moved from the reference position S1. until by specified amounts X moved in the Z-axis direction, a step (I) to obtain the analyte the load becomes to the reference to a contact as a reference torque value Ta to the probe, the subject or to contact state The mounting table on which the next subject following the subject is placed is reciprocated by a specified amount X from the contact position in the Z-axis direction to measure the load changed during the electrical characteristic inspection. Step (II) obtained as a torque value Tb is compared with the reference torque value Ta and the measured torque value Tb, and the mounting table is stepped in the Z-axis direction until the measured torque value Tb becomes substantially the reference torque value Ta. And (III) updating the reference position S1 while repeating the operation of reciprocating the mounting table by the specified amount X after moving the mounting table Y, and thereafter, the mounting table is moved from the reference position in the Z-axis direction. The predetermined amount of movement is updated to (H + h), and the position where the subject contacts the probe is controlled while repeating the steps (II) and (III). Provide a method.

この方法によれば、ステップ(I)とステップ(II)では、載置台をZ軸方向にそれぞれ指定量X移動させた後に、ステップ(I)では基準トルク値Taを取得し、ステップ(II)で測定トルク値Tbを取得する。そして、ステップ(III)では基準トルク値Taと測定トルク値Tbとを比較して、測定トルク値Tbが略基準トルク値Taとなるように、載置台を(指定量X−ステップ量Y)移動させた後に指定量Xを移動する動作を繰り返しながらZ軸方向に単位量(ステップ量Y)ずつ高さh移動させて、載置台の高さ位置を(H+h)に補正する。また、以後は、載置台が基準位置からZ軸方向に移動する所定量H、すなわちコンタクト位置を(H+h)に更新し、更にステップ(II)とステップ(III)を繰り返しながらプローブに対する被検体のコンタクト位置を制御するようにしたことで、接触荷重の変位によってのみモータ電流値に差が現れるような状態を作り出せる。その結果、外乱条件を排する演算など無しに、簡易に計測したモータ電流値の変位量を得て、そのまま制御に使用することができる。   According to this method, in step (I) and step (II), after the mounting table is moved by a specified amount X in the Z-axis direction, the reference torque value Ta is obtained in step (I), and step (II) To obtain the measured torque value Tb. In step (III), the reference torque value Ta and the measured torque value Tb are compared, and the mounting table is moved (specified amount X−step amount Y) so that the measured torque value Tb becomes substantially the reference torque value Ta. Then, while repeating the operation of moving the specified amount X, the height h is moved by a unit amount (step amount Y) in the Z-axis direction to correct the height position of the mounting table to (H + h). Further, after that, the predetermined amount H by which the mounting table moves in the Z-axis direction from the reference position, that is, the contact position is updated to (H + h), and further, the steps (II) and (III) are repeated, and the object to the probe is repeated. By controlling the contact position, it is possible to create a state in which a difference appears in the motor current value only by the displacement of the contact load. As a result, it is possible to obtain a displacement amount of the motor current value that is simply measured without using a calculation for eliminating the disturbance condition and to use it for the control as it is.

さらに、接触荷重補正後の高さを、次のコンタクト動作の高さとすることで、次のコンタクト動作で指定の高さ位置(H+h)に移動するだけで最適荷重でのコンタクトを再現できる。この場合、モータ電流によるフィードバック動作を行う必要がないため、テスト前に接触荷重を補正する必要がなく、被検体とプローブの接触抵抗を一定にすることができる。   Furthermore, by making the height after the contact load correction the height of the next contact operation, the contact with the optimum load can be reproduced simply by moving to the specified height position (H + h) in the next contact operation. In this case, since it is not necessary to perform a feedback operation by the motor current, it is not necessary to correct the contact load before the test, and the contact resistance between the subject and the probe can be made constant.

請求項2記載の発明は、請求項1記載の方法において、前記被検体、電子デバイスが形成された半導体ウェーハであるコンタクト位置制御方法を提供する。 According to a second aspect of the invention the method as claimed in claim 1, wherein the subject is to provide a contact position control method is a semiconductor wafer which electronic devices are formed.

この方法によれば、載置台上に載置されたウェーハをプローブカードに設けたプローブに対しコンタクトさせて、半導体ウェーハにおける電気デバイスなどの電気的特性検査を行うことができる。   According to this method, the wafer mounted on the mounting table is brought into contact with the probe provided on the probe card, and electrical characteristics inspection of the electrical device or the like on the semiconductor wafer can be performed.

請求項3記載の発明は、プローブカードに設けたプローブに対して載置台上に配置されたクリーニング材をコンタクトさせて前記プローブをクリーニングするためのコンタクト位置制御方法において、前記クリーニング材を所定位置S0から基準位置S1までZ軸方向に移動させた後、更に前記基準位置S1からコンタクト位置までZ軸方向に指定量X移動させて、該クリーニング材を前記プローブに対してコンタクトさせて基準となる荷重を基準トルク値Taとして設定しておくステップ(I)と、前記プローブをクリーニングする際、前記クリーニング材を所定位置S0から基準位置S1までZ軸方向に移動させた後、更に前記基準位置S1からZ軸方向に指定量X移動させて前記プローブにコンタクトさせ、そのコンタクト時のトルクを測定トルク値Tbとして取得するステップ(II)と、前記基準トルク値Taと前記測定トルク値Tbとを比較し、測定トルク値Tbが略基準トルク値Taとなるまで前記クリーニング材をZ軸方向にステップ量Y移動させた後、該載置台を指定量X往復移動させる動作を繰り返しながら前記基準位置S1を更新して、前記クリーニング材が前記プローブに対してコンタクトする位置を制御するようにしたコンタクト位置制御方法を提供する。 According to a third aspect of the present invention, in the contact position control method for cleaning the probe by bringing a cleaning material disposed on a mounting table into contact with a probe provided on a probe card, the cleaning material is placed at a predetermined position S0. Is moved from the reference position S1 to the reference position S1 in the Z-axis direction, and is further moved from the reference position S1 to the contact position by the specified amount X in the Z-axis direction to bring the cleaning material into contact with the probe and serve as a reference load. Is set as the reference torque value Ta, and when cleaning the probe, the cleaning material is moved from the predetermined position S0 to the reference position S1 in the Z-axis direction, and further from the reference position S1. Move the specified amount X in the Z-axis direction to contact the probe and torque at the time of contact The step (II) of obtaining the measured torque value Tb is compared with the reference torque value Ta and the measured torque value Tb, and the cleaning material is moved in the Z-axis direction until the measured torque value Tb becomes substantially the reference torque value Ta. After moving the step amount Y, the reference position S1 is updated while repeating the operation of reciprocating the mounting table by the specified amount X, thereby controlling the position where the cleaning material contacts the probe. A position control method is provided.

この方法によれば、ステップ(I)では、基準トルクTaを設定し、ステップ(II)では、クリーニング材を基準位置からZ軸方向にそれぞれ所定量H移動させて測定トルク値Tbを取得し、ステップ(III)では基準トルク値Taと測定トルク値Tbとを比較して、測定トルク値Tbが略基準トルク値Taとなるようにクリーニング材をZ軸方向に単位量(ステップ量Y)ずつ高さh移動させて、そのクリーニング材の高さを(H+h)に補正する。また、以後は、クリーニング材が基準位置からZ軸方向に移動する所定量H、すなわちコンタクト位置を(H+h)に更新し、更にステップ(II)とステップ(III)を繰り返しながらプローブに対するクリーニング材のコンタクト位置を制御するようにしたことで、接触荷重の変位によってのみモータ電流値に差が現れるような状態を作り出せる。その結果、外乱条件を排する演算など無しに、簡易に計測したモータ電流値の変位量を得て、そのまま制御に使用することができる。   According to this method, in step (I), the reference torque Ta is set, and in step (II), the cleaning material is moved by a predetermined amount H from the reference position in the Z-axis direction to obtain the measured torque value Tb. In step (III), the reference torque value Ta and the measured torque value Tb are compared, and the cleaning material is increased by a unit amount (step amount Y) in the Z-axis direction so that the measured torque value Tb becomes substantially the reference torque value Ta. The height of the cleaning material is corrected to (H + h). Thereafter, the cleaning material is updated to a predetermined amount H in which the cleaning material moves in the Z-axis direction from the reference position, that is, the contact position is updated to (H + h), and the cleaning material for the probe is repeated while repeating Step (II) and Step (III). By controlling the contact position, it is possible to create a state in which a difference appears in the motor current value only by the displacement of the contact load. As a result, it is possible to obtain a displacement amount of the motor current value that is simply measured without using a calculation for eliminating the disturbance condition and to use it for the control as it is.

請求項4記載の発明は、請求項3記載の方法において、前記クリーニング材が、ウェーハ状をしたディスクで形成されているコンタクト位置制御方法を提供する。   According to a fourth aspect of the present invention, there is provided the contact position control method according to the third aspect, wherein the cleaning material is formed of a wafer-like disk.

この方法によれば、クリーニング材とプローブカードに設けたプローブとの最適な接触圧を常に維持し、プローブに過剰な力がかかることによる破損や磨耗量の増加を防ぐことができ、プローブの寿命延長に寄与する。   According to this method, the optimum contact pressure between the cleaning material and the probe provided on the probe card is always maintained, and damage or increase in wear due to excessive force applied to the probe can be prevented. Contributes to extension.

請求項5記載の発明は、請求項3記載の方法において、前記クリーニング材が、前記プローブに対してZ軸方向に移動する交換可能なステージ上に配置されているコンタクト位置制御方法を提供する。   According to a fifth aspect of the present invention, there is provided the contact position control method according to the third aspect, wherein the cleaning material is disposed on an exchangeable stage that moves in the Z-axis direction with respect to the probe.

この方法によれば、クリーニング材を交換する際、クリーニング材が配置されているステージを交換するだけで簡単に対応することができ、交換作業の向上に寄与する。   According to this method, when exchanging the cleaning material, it is possible to easily cope with the problem by simply exchanging the stage on which the cleaning material is arranged, which contributes to the improvement of the exchanging work.

本発明によれば、被検体の電気特性検査において、外乱条件を排する複雑な演算を行うことなく、簡易な方法によりプローブと被検体との接触荷重を適切な荷重にして精度良く行うことができる。   According to the present invention, in the electrical characteristic inspection of the subject, the contact load between the probe and the subject can be accurately set by a simple method without performing complicated calculation that eliminates the disturbance condition. it can.

また、電気特性検査の場合と同様に、外乱条件を排する複雑な演算を行うことなく、簡易な方法によりプローブとクリーニング材との接触荷重を適切な荷重にして、プローブのクリーニングを行うことができるので、クリーニング精度を向上させることができる。   In addition, as in the case of the electrical property inspection, the probe can be cleaned by setting the contact load between the probe and the cleaning material to an appropriate load by a simple method without performing complicated calculations that eliminate disturbance conditions. As a result, the cleaning accuracy can be improved.

本発明の実施形態によるコンタクト位置制御方法を適用した検査システムの第1実施例を示すもので、その要部構成を説明する図である。BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS It is a figure explaining the 1st Example of the test | inspection system to which the contact position control method by embodiment of this invention is applied, The principal part structure is demonstrated. コンタクト位置制御方法におけるプローブと被検体とのコンタクト動作を説明する図であり、(a)は1枚目の半導体ウェーハへのコンタクト(ステップ(I))時の動作を説明する図、(b)は半導体ウェーハの電気特性検査中にプローブカード等の高さが変動し変化した載置台にかかる荷重を計測するステップ(II)時の動作を説明する図、(c)はステップ(II)に続くステップ(III)以後の動作を説明する図である。It is a figure explaining the contact operation of a probe and a subject in a contact position control method, (a) is a figure explaining operation at the time of contact (Step (I)) to the 1st semiconductor wafer, (b). FIG. 6 is a diagram for explaining the operation at the step (II) of measuring the load applied to the mounting table whose height of the probe card or the like has fluctuated and changed during the electrical characteristic inspection of the semiconductor wafer, and (c) follows step (II). It is a figure explaining operation after Step (III). 本発明の第1実施例におけるコンタクト位置制御方法の基本構成を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the basic composition of the contact position control method in 1st Example of this invention. 本発明の実施形態によるコンタクト位置制御方法を適用した検査システムの第2実施例を示すもので、その要部構成を説明する図である。It is a figure explaining the 2nd Example of the test | inspection system to which the contact position control method by embodiment of this invention is applied, The principal part structure is demonstrated. 本発明の第2実施例におけるコンタクト位置制御方法の基本構成を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the basic composition of the contact position control method in 2nd Example of this invention. 本発明の実施形態によるコンタクト位置制御方法を適用した検査システムの第3実施例を示すもので、その要部構成を説明する図である。It is a figure explaining the 3rd Example of the test | inspection system to which the contact position control method by embodiment of this invention is applied, The principal part structure is demonstrated. 本発明の第3実施例におけるコンタクト位置制御方法の基本構成を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the basic composition of the contact position control method in 3rd Example of this invention.

本発明は、被検体の電気特性検査において、複雑な演算を行うことなく、プローブと被検体との適切な接触荷重を得ることができるコンタクト位置制御方法を提供するという目的を達成するために、プローブカードに設けたプローブに対して載置台上に配置された被検体をコンタクトさせて、該被検体の電気的特性検査を行うためのコンタクト位置制御方法において、被検体を配置した前記載置台を所定位置S0から基準位置S1までZ軸方向に移動ささせた後、更に前記基準位置S1からコンタクト位置までZ軸方向に指定量X移動させて、該被検体を前記プローブに対してコンタクトさせて基準となる荷重を基準トルク値Taとして取得するステップ(I)と、コンタクト状態にある前記被検体または前記被検体に続く次の被検体が配置された該載置台をコンタクト位置からZ軸方向に指定量Xの往復移動を行い電気特性検査中に変化した加重を測定トルク値Tbとして取得するステップ(II)と、前記基準トルク値Taと前記測定トルク値Tbとを比較し、測定トルク値Tbが略基準トルク値Taとなるまで前記載置台をZ軸方向にステップ量Y移動させた後、該載置台を指定量X往復移動させる動作を繰り返しながら前記基準位置S1を更新するステップ(III)と、を備え、以後、前記載置台が前記基準位置からZ軸方向に移動する前記所定量を(H+h)に更新して、前記ステップ(II)と前記ステップ(III)を繰り返しながら前記被検体が前記プローブに対してコンタクトする位置を制御するようにしたことにより実現した。 In order to achieve the object of the present invention to provide a contact position control method capable of obtaining an appropriate contact load between a probe and a subject without performing complicated calculations in the electrical property inspection of the subject. In the contact position control method for contacting an object arranged on a mounting table with a probe provided on a probe card and performing an electrical property inspection of the object, the mounting table described above in which the object is arranged after allowing to move in the Z axis direction from the predetermined position S0 to the reference position S1, and further specified amount X moved in the Z-axis direction from the reference position S1 to the contact position, by contact of the analyte to the probe Step (I) for obtaining a reference load as a reference torque value Ta, and placing the subject in contact or the next subject following the subject A step (II) of reciprocating a specified amount X from the contact position in the Z-axis direction from the contact position to obtain a weight changed during the electrical characteristic inspection as a measured torque value Tb; and the reference torque value Ta and the The operation of comparing the measured torque value Tb, moving the mounting table by the step amount Y in the Z-axis direction until the measured torque value Tb becomes substantially the reference torque value Ta, and then moving the mounting table by the specified amount X reciprocally. Renewing the reference position S1 repeatedly (III), and thereafter updating the predetermined amount by which the mounting table moves in the Z-axis direction from the reference position to (H + h). ) And step (III) are repeated, and the position where the subject contacts the probe is controlled.

また、本発明は、プローブとクリーニング材の接触荷重を一定にしてプローブに対するクリーニング精度を向上させることができるコンタクト位置制御方法を提供するという目的を達成するために、プローブカードに設けたプローブに対して載置台上に配置されたクリーニング材をコンタクトさせて前記プローブをクリーニングするためのコンタクト位置制御方法において、前記クリーニング材を所定位置S0から基準位置S1までZ軸方向に移動させた後、更に前記基準位置S1からコンタクト位置までZ軸方向に指定量X移動させて、該クリーニング材を前記プローブに対してコンタクトさせて基準となる荷重を基準トルク値Taとして設定しておくステップ(I)と、前記プローブをクリーニングする際、前記クリーニング材を所定位置S0から基準位置S1までZ軸方向に移動させた後、更に前記基準位置S1からZ軸方向に指定量X移動させて前記プローブにコンタクトさせ、そのコンタクト時のトルクを測定トルク値Tbとして取得するステップ(II)と、前記基準トルク値Taと前記測定トルク値Tbとを比較し、測定トルク値Tbが略基準トルク値Taとなるまで前記クリーニング材をZ軸方向にステップ量Y移動させた後、該載置台を指定量X往復移動させる動作を繰り返しながら前記基準位置S1を更新して、前記クリーニング材が前記プローブに対してコンタクトする位置を制御するようにしたことにより実現した。 In addition, the present invention provides a contact position control method that can improve the cleaning accuracy for a probe by making the contact load between the probe and the cleaning material constant. In the contact position control method for cleaning the probe by contacting the cleaning material arranged on the mounting table, after moving the cleaning material from the predetermined position S0 to the reference position S1 in the Z-axis direction, A step (I) of moving the designated amount X in the Z-axis direction from the reference position S1 to the contact position, bringing the cleaning material into contact with the probe, and setting a reference load as a reference torque value Ta; When cleaning the probe, place the cleaning material in place. After moving from the reference position S1 to the reference position S1 in the Z-axis direction, the reference position S1 is further moved by a specified amount X in the Z-axis direction to contact the probe, and the torque at the time of contact is obtained as a measured torque value Tb. After the step (II) is compared with the reference torque value Ta and the measured torque value Tb, the cleaning material is moved by the step amount Y in the Z-axis direction until the measured torque value Tb becomes substantially the reference torque value Ta. This was realized by updating the reference position S1 while repeating the operation of reciprocating the mounting table by a specified amount X, thereby controlling the position where the cleaning material contacts the probe.

以下、本発明の実施形態によるコンタクト位置制御方法を、半導体ウェーハなどの被検体の電気的特性検査を行うシステムに適用した場合を例として、好適な実施例について図面を参照しながら詳細に説明する。 Hereinafter, a preferred embodiment will be described in detail with reference to the drawings, taking as an example a case where the contact position control method according to the embodiment of the present invention is applied to a system for inspecting an electrical property of an object such as a semiconductor wafer. .

(第1実施例)
図1は本発明に係るコンタクト位置制御方法を適用した検査システムの第1実施例を示すもので、その要部構成を説明するための説明図である。
(First embodiment)
FIG. 1 shows a first embodiment of an inspection system to which a contact position control method according to the present invention is applied, and is an explanatory view for explaining the configuration of the main part thereof.

同図において、検査装置10は、被検体としての半導体ウェーハをプローブカードのプローブにコンタクトさせて、半導体ウェーハの電気的特性検査を行うものであり、基台(
ベース)11と、その基台11上に設けられたZステージ移動機構12、載置台(チャック)13、高さ位置検出手段14及びZ軸駆動用サーボモータ15の他に、Z軸モータ駆動部16と、Z軸電流測定部17と、載置台高さ位置制御部18と、主制御部19と、前記プローブカード20などを有する。
In the figure, an inspection apparatus 10 contacts a semiconductor wafer as a subject with a probe of a probe card to inspect the electrical characteristics of the semiconductor wafer.
In addition to the base 11, the Z stage moving mechanism 12, the mounting table (chuck) 13, the height position detecting means 14, and the Z axis driving servo motor 15 provided on the base 11, a Z axis motor driving unit 16, a Z-axis current measurement unit 17, a mounting table height position control unit 18, a main control unit 19, the probe card 20, and the like.

前記基台11には、上方に向かって突設された複数本のリニアガイド21が設けられているとともに、その複数本のリニアガイド21で囲まれた領域の略中心位置に、該基台11を上下方向に貫通してボールネジ22が配設されている。   The base 11 is provided with a plurality of linear guides 21 projecting upward, and the base 11 is located at a substantially central position in a region surrounded by the plurality of linear guides 21. And a ball screw 22 is disposed in the vertical direction.

前記ボールネジ22は、前記基台11の上下方向に貫通しているネジ穴23に螺合されており、その螺合により回転方向に応じて上下方向へ移動可能になっている。また、基台11の裏面(下面)側に突出している前記ボールネジ22の下端部には、前記Z軸駆動用サーボモータ15のロータ部(図示せず)が取り付けられており、そのロータ部と一体に正逆両方向に回転する。なお、前記Z軸駆動用サーボモータ15は、図示しないステータ部側となるハウジングが基台11の裏面側に固定して取り付けられている。そして、ロータ部の回転に連動してボールネジ22を正逆二方向に回転させるようになっている。従って、Z軸駆動用サーボモータ15も正逆二方向に回転する。一方、基台11の表面(上面)側に突出している前記ボールネジ22の上端部には、前記Zステージ移動機構12がネジ送り可能に取り付けられている。   The ball screw 22 is screwed into a screw hole 23 penetrating in the vertical direction of the base 11 and can be moved in the vertical direction according to the rotation direction by the screwing. A rotor portion (not shown) of the Z-axis drive servomotor 15 is attached to the lower end portion of the ball screw 22 protruding to the back surface (lower surface) side of the base 11. Rotate in both forward and reverse directions. The Z-axis drive servo motor 15 is attached with a housing (not shown) on the back side of the base 11 fixed to the stator portion side. The ball screw 22 is rotated in two forward and reverse directions in conjunction with the rotation of the rotor portion. Accordingly, the Z-axis drive servomotor 15 also rotates in two forward and reverse directions. On the other hand, the Z stage moving mechanism 12 is attached to an upper end portion of the ball screw 22 protruding to the surface (upper surface) side of the base 11 so as to be capable of screw feeding.

前記Zステージ移動機構12は、前記基台11の表面側において、前記複数本のリニアガイド21と連結されており、前記ボールネジ22でのネジ送り時、そのリニアガイド21の案内により上下方向へ移動可能になっている。また、そのZステージ移動機構12の上部には、被検体である前記半導体ウェーハWをチャックして位置決め保持可能な前記載置台13が、Zステージ移動機構12と一体移動可能に取り付けられている。 The Z stage moving mechanism 12 is connected to the plurality of linear guides 21 on the surface side of the base 11, and moves up and down by the guide of the linear guide 21 when the ball screw 22 feeds the screw. It is possible. Moreover, the the top of the Z stage moving mechanism 12, the semiconductor wafer W to the chuck and the mounting table 13 before positionable holding a specimen is mounted movably together with the Z stage moving mechanism 12.

前記高さ位置検出手段14は、前記Zステージ移動機構12に一体移動可能に取り付けられているリニアスケール14aと、該リニアスケール14aと対向して基台11上に固定して取り付けられているスケールヘッド14bとでなる。スケールヘッド14bは、Zステージ移動機構12と一体に上下方向へ移動するリニアスケール14aの高さ位置を検出し、その検出された高さ位置を載置台13の基台11からの高さ位置の情報とし、前記載置台高さ位置制御部18へ向けて出力可能になっている。   The height position detecting means 14 is a linear scale 14a attached to the Z stage moving mechanism 12 so as to be movable together, and a scale fixedly attached on the base 11 so as to face the linear scale 14a. It consists of a head 14b. The scale head 14 b detects the height position of the linear scale 14 a that moves in the vertical direction integrally with the Z stage moving mechanism 12, and the detected height position is the height position from the base 11 of the mounting table 13. Information can be output to the table height position control unit 18 described above.

前記Z軸モータ駆動部16は、前記載置台高さ位置制御部18からの信号に応じて前記Z軸駆動用モータ15を駆動する。また、そのZ軸駆動用モータ15を駆動している電流値は、前記Z電流測定部17を介して載置台高さ位置制御部18を介して主制御部19に入力される。   The Z-axis motor drive unit 16 drives the Z-axis drive motor 15 in accordance with a signal from the mounting table height position control unit 18 described above. The current value driving the Z-axis driving motor 15 is input to the main control unit 19 via the Z current measurement unit 17 and the mounting table height position control unit 18.

前記主制御部19は、前記検査装置10の中心的処理機能を担う、例えばコンピュータであって、各種の処理を行う。また、主制御部19には、メモリ19aが設けられている。メモリ19aには、各種の処理プログラムの他に、前記プローブカード20のプローブ20aと半導体ウェーハWにおける電子デバイスの電極パッドとのコンタクト時に、半導体ウェーハWとプローブ20aの先端の配列面との傾き、及びプローブ20aの先端位置のばらつきなどを考慮して、半導体ウェーハW側の電極パッドとプローブ20aが確実に接触するように、プローブ20aの先端位置より高い位置まで半導体ウェーハWを上昇させるためのオーバードライブ量(O.D量)などが記憶されている。   The main control unit 19 is, for example, a computer having a central processing function of the inspection apparatus 10 and performs various processes. In addition, the main control unit 19 is provided with a memory 19a. In the memory 19a, in addition to various processing programs, when the probe 20a of the probe card 20 contacts the electrode pad of the electronic device on the semiconductor wafer W, the inclination between the semiconductor wafer W and the array surface at the tip of the probe 20a, Taking account of variations in the tip position of the probe 20a and the like, an overload for raising the semiconductor wafer W to a position higher than the tip position of the probe 20a so that the electrode pad on the semiconductor wafer W side and the probe 20a are in reliable contact with each other. The drive amount (OD amount) and the like are stored.

前記プローブカード20は、図2に示すように、載置台13の上方において、図示しないテスタ本体のカードホルダ23に交換可能に取り付けられており、その載置台13と対向して配置されている。また、各プローブカード20には、載置台13と対向する面(下面)側に、半導体ウェーハWの電極パッドとコンタクトする前記複数のプローブ20aが設けられている。プローブ20aは、バネ性を有し、プローブ20aの先端位置より電極パッドのコンタクト位置(接触点)を上昇させることにより、半導体ウェーハWの電極パッドと所定の接触圧で接触する。従って、すべてのプローブ20aが所定の接触圧で半導体ウェーハWの電極パッドに接触していれば、載置台13全体には、1本のプローブ20aの接触圧にプローブ本数を乗じた接触圧力がかかる。この接触圧力は、Z軸駆動用モータ15を駆動するZ軸モータ駆動部16で使用される電流値をZ軸電流測定部17で測定することにより知ることができ、またその電流値を変換してトルクの値として知ることができる。   As shown in FIG. 2, the probe card 20 is replaceably attached to a card holder 23 of a tester main body (not shown) above the mounting table 13, and is disposed to face the mounting table 13. Each probe card 20 is provided with the plurality of probes 20 a that are in contact with the electrode pads of the semiconductor wafer W on the surface (lower surface) side facing the mounting table 13. The probe 20a has a spring property, and is brought into contact with the electrode pad of the semiconductor wafer W with a predetermined contact pressure by raising the contact position (contact point) of the electrode pad from the tip position of the probe 20a. Therefore, if all the probes 20a are in contact with the electrode pads of the semiconductor wafer W at a predetermined contact pressure, the entire mounting table 13 is subjected to a contact pressure obtained by multiplying the contact pressure of one probe 20a by the number of probes. . This contact pressure can be known by measuring the current value used in the Z-axis motor drive unit 16 for driving the Z-axis drive motor 15 by the Z-axis current measurement unit 17 and converting the current value. Can be known as the torque value.

図3は、本発明の第1実施例におけるコンタクト位置制御方法の基本構成を示すフローチャートである。このフローチャートに示す制御手順は、前記主制御部19内の処理プログラムに従って実行される。   FIG. 3 is a flowchart showing the basic configuration of the contact position control method in the first embodiment of the present invention. The control procedure shown in this flowchart is executed according to a processing program in the main control unit 19.

次に、そのフローチャートに示すコンタクト位置制御動作を図2に示すコンタクト動作と共に説明する。なお、以下の説明では図2において、コンタクト位置制御動作をする際に、載置台13が所定位置S0からZ軸方向に移動して、半導体ウェーハWをプローブ20aにオーバードライブした状態でコンタクトさせるのに必要な移動量を「所定量H」、接触荷重以外の力成分を無視させるためにトルク計測前に載置台13を所定位置S0から基準位置S1までZ軸方向に予め移動させ、基準位置S1から前記コンタクトされる位置(以下、「コンタクト」位置という)まで移動させる量を「指定量X」、Z軸駆動用モータ15を駆動して、測定トルク値Tbが基準トルク値Taになるように載置台13をZ軸方向に移動させるときの最小単位移動量を「ステップ量Y」として説明する。ここで、指定量Xは、実験または経験的に決まるものである。   Next, the contact position control operation shown in the flowchart will be described together with the contact operation shown in FIG. In the following description, in FIG. 2, when the contact position control operation is performed, the mounting table 13 is moved in the Z-axis direction from the predetermined position S0, and the semiconductor wafer W is brought into contact with the probe 20a in an overdriven state. In order to ignore the force component other than the contact load, the amount of movement necessary for the movement is preliminarily moved in the Z-axis direction from the predetermined position S0 to the reference position S1 before the torque measurement, and the reference position S1 The amount of movement from the contacted position to the contacted position (hereinafter referred to as “contact” position) is “specified amount X”, and the Z-axis drive motor 15 is driven so that the measured torque value Tb becomes the reference torque value Ta. The minimum unit movement amount when moving the mounting table 13 in the Z-axis direction will be described as “step amount Y”. Here, the designated amount X is determined experimentally or empirically.

まず、フローチャートは大きく分けると、被検体である半導体ウェーハWが配置された載置台13を、所定位置S0からZ軸方向に(所定量H−指定量X)移動した基準位置S1から指定量X移動する動作で、半導体ウェーハWをプローブ20aに対してコンタクトさせ、そのコンタクト時におけるトルクを基準トルク値Taとして取得するステップ(I)と、コンタクト状態にある前記被検体または前記半導体ウェーハWに続く次の半導体ウェーハWが載置された載置台13を、前記基準位置S1とコンタクト位置の間を往復移動、すなわちZ軸方向に指定量Xの往復移動を行わせて、そのコンタクト時におけるトルクを測定トルク値Tbとして取得するステップ(II)と、前記基準トルク値Taと前記測定トルク値Tbとを比較し、前記測定トルク値Tbが略前記基準トルク値Taとなるように、載置台13をZ軸方向へ(指定量X−ステップ量Y)単位量移動して前記基準位置S1を更新し、該更新された基準位置S1から指定量Xを移動する動作を繰り返しながら補正するステップ(III)とからなる。   First, the flow chart can be broadly divided into the designated amount X from the reference position S1 obtained by moving the mounting table 13 on which the semiconductor wafer W as the subject is placed in the Z-axis direction (predetermined amount H−specified amount X) from the predetermined position S0. In the moving operation, the semiconductor wafer W is brought into contact with the probe 20a, the step (I) for obtaining the torque at the time of contact as the reference torque value Ta, and the subject or the semiconductor wafer W in the contact state. The mounting table 13 on which the next semiconductor wafer W is mounted is reciprocated between the reference position S1 and the contact position, that is, the specified amount X is reciprocated in the Z-axis direction. The step (II) of obtaining the measured torque value Tb is compared with the reference torque value Ta and the measured torque value Tb. The reference position S1 is updated by moving the mounting table 13 by a unit amount in the Z-axis direction (specified amount X−step amount Y) so that the constant torque value Tb becomes substantially the reference torque value Ta. And a step (III) of performing correction while repeating the operation of moving the specified amount X from the reference position S1.

前記ステップ(I)は、ステップ101〜ステップ103よりなる。まず、オペレータなどによる外部操作により、電気特性検査が開始されると、主制御部19は図示しないX、Yの各駆動軸を制御し、載置台13及びボールネジ22、Zステージ移動機構12、Z軸駆動用モータ15が、プローブカード20の下、すなわち所定位置S0に配置されるように、基台11を移動させる。   The step (I) includes steps 101 to 103. First, when an electrical property inspection is started by an external operation by an operator or the like, the main control unit 19 controls the X and Y drive shafts (not shown) to place the mounting table 13, the ball screw 22, the Z stage moving mechanism 12, Z The base 11 is moved so that the shaft driving motor 15 is disposed under the probe card 20, that is, at the predetermined position S0.

次いで、主制御部19は、ステップ101において、載置台高さ位置制御部18を制御し、Z軸モータ駆動部16を介してZ軸駆動用モータ15を正方向にステップ回転させ、載置台13をボールネジ22及びZステージ移動機構12と共に前記所定位置S0からZ軸方向へ(所定量H−所定量X)移動された基準位置S1に移動させ、更に基準位置S1から指定量X移動する動作で上昇させ、基準位置S1から指定量X上昇したコンタクト位置に配置する。その指定量X上昇されたコンタクト位置は、載置台13上の半導体ウェーハWの電極パッドとプローブカード20のプローブ20aとが所定のオーバードライブ量ODでコンタクトしている位置であり、例えば図2の(a)に示すような状態にある。   Next, in step 101, the main control unit 19 controls the mounting table height position control unit 18 to step-rotate the Z-axis driving motor 15 in the forward direction via the Z-axis motor driving unit 16, thereby mounting the mounting table 13. Are moved together with the ball screw 22 and the Z stage moving mechanism 12 from the predetermined position S0 to the reference position S1 moved in the Z-axis direction (predetermined amount H−predetermined amount X), and further moved by the specified amount X from the reference position S1. The contact position is raised to the designated position X from the reference position S1. The contact position increased by the designated amount X is a position where the electrode pad of the semiconductor wafer W on the mounting table 13 and the probe 20a of the probe card 20 are in contact with each other with a predetermined overdrive amount OD. It is in a state as shown in (a).

なお、載置台13のZ軸方向への移動は、高さ位置検出手段14におけるリニアスケール14aとスケールヘッド14bの相対位置変化もしくはモータに取り付けられている回転型エンコーダによって検出される。また、検出された載置台13の位置情報は、スケールヘッド14bもしくはモータに取り付けられている回転型エンコーダから載置台高さ位置制御部18を介して主制御部19に入力され、主制御部19ではその位置情報から載置台13の現在の高さ位置を知ることができる。   The movement of the mounting table 13 in the Z-axis direction is detected by a relative position change of the linear scale 14a and the scale head 14b in the height position detecting means 14 or a rotary encoder attached to the motor. The detected position information of the mounting table 13 is input to the main control unit 19 from the rotary encoder attached to the scale head 14b or the motor via the mounting table height position control unit 18, and the main control unit 19 Then, the current height position of the mounting table 13 can be known from the position information.

また、ステップ102で、そのZ軸駆動用モータ15の駆動電流(Z軸モータ電流)をZ軸電流測定部17により検出する。そして、ステップ103で、そのZ軸モータ電流の値からトルクTaと、前記高さ位置検出手段14から得られた基準位置S0からZ軸方向に移動された載置台13の移動量Hを各々取得し、それらの値を基準高さ位置H、基準トルク値Taとしてメモリ19aに記憶する。   In step 102, the Z-axis current measuring unit 17 detects the drive current (Z-axis motor current) of the Z-axis drive motor 15. In step 103, the torque Ta and the amount of movement H of the mounting table 13 moved in the Z-axis direction from the reference position S0 obtained from the height position detecting means 14 are obtained from the Z-axis motor current value. These values are stored in the memory 19a as the reference height position H and the reference torque value Ta.

続いて、前記ステップ(II)に入り、半導体ウェーハの電気特性検査中にプローブカード等の高さが変動し、変化した載置台13にかかる荷重を計測する動作を開始する。そのステップ(II)は、ステップ104〜ステップ107よりなる。ステップ(II)では、ステップ106でモータ電流計測前動作としてZ軸方向に指定量Xの往復移動を行う。ステップ107では、Z軸モータ電流の値を測定するとともに、そのZ軸モータ電流の値から測定トルクTbを検出する。ここで得られる測定トルクTbが基準トルクTaと異なるのは、プローブカード20の変形などによってプローブ20aが上下方向に、図2の(b)に示すように移動することにより生じる違いである。   Subsequently, the step (II) is entered, and the operation of measuring the load applied to the mounting table 13 whose height of the probe card or the like fluctuates during the electrical property inspection of the semiconductor wafer is started. The step (II) includes steps 104 to 107. In step (II), a reciprocating movement of a specified amount X is performed in the Z-axis direction as an operation before motor current measurement in step 106. In step 107, the value of the Z-axis motor current is measured, and the measured torque Tb is detected from the value of the Z-axis motor current. The measurement torque Tb obtained here is different from the reference torque Ta because the probe 20a moves in the vertical direction as shown in FIG. 2B due to deformation of the probe card 20 or the like.

次いで、前記ステップ(III)に入り、トルク再現動作を開始する。そのステップ(III)はステップ108〜ステップ110よりなる。ステップ108では、前記基準トルク値Taと前記測定トルクTbとを比較し、測定トルクTbが基準トルク値Taの範囲内(基準値の範囲内)にあるかを判定する。基準値の範囲にない場合は、ステップ109で範囲内よりも大きいか小さいかにより載置台13を補正のために移動する方向(上方向又は下方向)を決定する。そして、ステップ110で載置台13をZ軸方向に(指定量X−ステップ量Y)単位、上又は下方向に移動して基準位置S1を更新し、該更新された基準位置S1から載置台13をZ軸方向に指定量Xを動かしステップ107へ戻るようにして、図2の(c)に示すように載置台13を繰り返し上又は下方向へ微動調整して測定トルク値Tbが基準トルク値Taの範囲内(Tb→Ta)となるように補正する。   Subsequently, the step (III) is entered, and the torque reproduction operation is started. The step (III) includes steps 108 to 110. In step 108, the reference torque value Ta and the measured torque Tb are compared to determine whether the measured torque Tb is within the range of the reference torque value Ta (within the range of the reference value). If it is not within the range of the reference value, the direction (upward or downward) in which the mounting table 13 is moved for correction is determined at step 109 depending on whether it is larger or smaller than the range. In step 110, the mounting table 13 is moved upward or downward in the Z-axis direction (specified amount X−step amount Y) to update the reference position S1, and the mounting table 13 is updated from the updated reference position S1. 2 to move the specified amount X in the Z-axis direction and return to step 107, and repeatedly adjust the mounting table 13 in the upward or downward direction as shown in FIG. 2C, and the measured torque value Tb becomes the reference torque value. Correction is made so as to be within the range of Ta (Tb → Ta).

一方、ステップ108で測定トルクTbが基準トルク値Taの範囲内(基準値の範囲内)にある、あるいは補正により範囲内になった場合は、ステップ111へ移行する。そして、ステップ111で現在のコンタクト高さ(載置台13の高さ位置)を測定し、ステップ112で前記コンタクト高さHと比較し、高さが変化しているかを判定する。ここでコンタクト高さHが高さh分変化している場合、すなわち高さが(H+h)となっている場合は、その差hからオーバードライブ量を演算するとともに、載置台13を所定位置S0から所定量上昇させる基準高さ(H)を(H+h)に更新し、その後、ステップ114へ移行し、載置台13を所定位置S0まで下降させる。   On the other hand, when the measured torque Tb is within the range of the reference torque value Ta (within the range of the reference value) at step 108 or within the range due to correction, the routine proceeds to step 111. In step 111, the current contact height (height position of the mounting table 13) is measured. In step 112, the contact height is compared with the contact height H to determine whether the height has changed. Here, when the contact height H is changed by the height h, that is, when the height is (H + h), the overdrive amount is calculated from the difference h, and the mounting table 13 is moved to the predetermined position S0. The reference height (H) to be increased by a predetermined amount is updated to (H + h), and then the process proceeds to step 114 where the mounting table 13 is lowered to the predetermined position S0.

ステップ114からはステップ115へ移行し、検査を行っている半導体ウェーハWが最後の半導体ウェーハで、また最後のウェーハコンタクト位置であるかどうかを判定し、最後の場合は終了し、最後でない場合はステップ116に移行する。   From step 114, the process proceeds to step 115, where it is determined whether or not the semiconductor wafer W being inspected is the last semiconductor wafer and is the last wafer contact position. Control goes to step 116.

ステップ116では、主制御部19が図示しないXY軸を制御し、次の半導体ウェーハWの電子デバイスをプローブ20aと対応する位置へ移動させる。その後、ステップ117では、載置台13を所定位置S0からZ軸方向に(H+h)移動させ、図2の(d)に示すように最適なオーバードライブ量でプローブ20aとのコンタクトを行う。また、ステップ118ではその時のZ軸モータ電流から測定トルクTaを測定する。その後、ステップ119へ移行する。   In step 116, the main controller 19 controls the XY axes (not shown) and moves the electronic device of the next semiconductor wafer W to a position corresponding to the probe 20a. Thereafter, in step 117, the mounting table 13 is moved from the predetermined position S0 in the Z-axis direction (H + h), and contact with the probe 20a is performed with an optimal overdrive amount as shown in FIG. In step 118, the measured torque Ta is measured from the Z-axis motor current at that time. Thereafter, the process proceeds to step 119.

ステップ119では、ステップ118でZ軸モータ電流から得られた測定トルクTbが基準トルク値Taの範囲内(基準値の範囲内)にあるか否かを検出し、基準の範囲内にある場合は、ステップ104に移行し、以下、同じ動作を繰り返す。一方、ステップ119で測定トルクTbが基準トルク値Taの範囲内(基準値の範囲内)にない場合は、エラーとして処理される。すなわち、前記ステップ(III)以降は、載置台13が所定位置S0からZ軸方向に移動する所定量Hを(H+h)に更新し、かつ、モータ電流の測定を指定量Xの動作後に行って、前記ステップ(II)と前記ステップ(III)を繰り返しながら前記プローブに対する前記被検体(ウェーハW)のコンタクト位置を制御する。   In step 119, it is detected whether or not the measured torque Tb obtained from the Z-axis motor current in step 118 is within the range of the reference torque value Ta (within the range of the reference value). The process proceeds to step 104, and the same operation is repeated thereafter. On the other hand, when the measured torque Tb is not within the range of the reference torque value Ta (within the range of the reference value) at step 119, it is processed as an error. That is, after step (III), the predetermined amount H by which the mounting table 13 moves in the Z-axis direction from the predetermined position S0 is updated to (H + h), and the motor current is measured after the operation of the specified amount X. The contact position of the subject (wafer W) with respect to the probe is controlled while repeating the steps (II) and (III).

したがって、第1実施例によれば、被検体の電気特性検査において、外乱条件を排する複雑な演算を行うことなく、簡易な方法によりプローブと被検体とのコンタクト位置が適正な位置となるように制御し、常に適切な基準トルクTaを再現して付与するので、電気特性の検査を精度良く行うことができる。   Therefore, according to the first embodiment, in the electrical characteristic inspection of the subject, the contact position between the probe and the subject is set to an appropriate position by a simple method without performing a complicated calculation that eliminates the disturbance condition. Since the appropriate reference torque Ta is always reproduced and applied, the electrical characteristics can be inspected with high accuracy.

(第2実施例)
図4は本発明に係るコンタクト位置制御方法を適用した検査システムの第2実施例を示すもので、その要部構成を説明するための説明図である。この第2実施例は、図1〜図3に示した第1実施例の検査装置10を使用して、プローブカード20におけるプローブ20aのコンタクト面をクリーニングする際、コンタクト位置を制御する場合を示している。したがって、図4において図1及び図2に対応する部材は同じ符号を付して重複説明は省略する。
(Second embodiment)
FIG. 4 shows a second embodiment of the inspection system to which the contact position control method according to the present invention is applied, and is an explanatory diagram for explaining the configuration of the main part thereof. The second embodiment shows a case where the contact position is controlled when the contact surface of the probe 20a in the probe card 20 is cleaned using the inspection apparatus 10 of the first embodiment shown in FIGS. ing. Therefore, in FIG. 4, the members corresponding to those in FIGS.

同図において、検査装置10のプローブカード20におけるプローブ20aをクリーニングする場合は、半導体ウェーハWを位置決めして配置する載置台13の上に、半導体ウェーハWに変えてクリーニング材25を位置決めして配置し、そのクリーニング材25を載置台13と共に上下方向に移動させて、クリーニング材25のクリーニング面をプローブ20aのコンタクト面に当接させてクリーニングを行うものである。また、ここでのクリーニング材25は、半導体ウェーハWと略同じウェーハ状をしたディスクとして形成されており、プローブカード20と対向する面にクリーニング面を設けている。   In the figure, when the probe 20a in the probe card 20 of the inspection apparatus 10 is cleaned, the cleaning material 25 is positioned and arranged on the mounting table 13 on which the semiconductor wafer W is positioned and arranged. Then, the cleaning material 25 is moved in the vertical direction together with the mounting table 13, and the cleaning surface of the cleaning material 25 is brought into contact with the contact surface of the probe 20a to perform cleaning. Further, the cleaning material 25 here is formed as a disk having substantially the same wafer shape as the semiconductor wafer W, and a cleaning surface is provided on the surface facing the probe card 20.

図5は、本発明の第2実施例におけるコンタクト位置制御方法の基本構成を示すフローチャートである。このフローチャートに示す制御手順は、前記主制御部19内の処理プログラムに従って実行される。   FIG. 5 is a flowchart showing the basic configuration of the contact position control method according to the second embodiment of the present invention. The control procedure shown in this flowchart is executed according to a processing program in the main control unit 19.

次に、そのクリーニング時におけるコンタクト位置制御動作を図5に示すフローチャートに従って説明する。まず、フローチャートは大きく分けると、クリーニング材25を所定位置S0から基準位置S1までZ軸方向に移動させた後、更に基準位置S1からZ軸方向に指定量X移動させて、プローブ20aに対して該クリーニング材25をコンタクトさせ、そのコンタクト時におけるトルクを基準トルク値Taとして主制御部19のメモリ19a内に予め設定しておくステップ(I)と、前記基準トルク値Taを取得した後から前記プローブをクリーニングする際、前記クリーニング材25を所定位置S0から基準位置S1までZ軸方向に移動させた後、更に前記基準位置S1からZ軸方向に指定量X移動させて前記プローブにコンタクトさせ、そのコンタクト時のトルクを測定トルク値Tbとして取得するステップ(II)と、前記基準トルク値Taと前記測定トルク値Tbとを比較し、前記測定トルク値Tbが略前記基準トルク値Taとなるように前記クリーニング材25をZ軸方向に高さh移動させて高さ位置を補正するステップ(III)とからなる。   Next, the contact position control operation during the cleaning will be described with reference to the flowchart shown in FIG. First, the flowchart can be broadly divided. After the cleaning material 25 is moved from the predetermined position S0 to the reference position S1 in the Z-axis direction, the cleaning material 25 is further moved from the reference position S1 by the specified amount X in the Z-axis direction, and the probe 20a Step (I) in which the cleaning material 25 is brought into contact and the torque at the time of contact is set in advance in the memory 19a of the main controller 19 as a reference torque value Ta, and after the reference torque value Ta is acquired, When cleaning the probe, the cleaning material 25 is moved from the predetermined position S0 to the reference position S1 in the Z-axis direction, and is further moved from the reference position S1 by the specified amount X in the Z-axis direction to contact the probe. Obtaining the torque at the time of contact as a measured torque value Tb (II), and the reference torque value Ta A step of comparing the measured torque value Tb and correcting the height position by moving the cleaning material 25 in the Z-axis direction by height h so that the measured torque value Tb becomes substantially the reference torque value Ta (III ).

前記ステップ(I)は、例えばオペレータなどによる外部操作により予め設定しておく。前記ステップ(II)は、クリーニングの指示があると、ステップ201で主制御部19が図示しないX、Yの各駆動軸を制御し、載置台13及びボールネジ22、Zステージ移動機構12、Z軸駆動用モータ15が、プローブカード20の下、すなわち所定位置S0に配置するように、基台11を移動させる。   The step (I) is set in advance by an external operation by an operator or the like, for example. In step (II), when a cleaning instruction is given, in step 201, the main control unit 19 controls the X and Y drive shafts (not shown), the mounting table 13, the ball screw 22, the Z stage moving mechanism 12, and the Z axis. The base 11 is moved so that the drive motor 15 is disposed under the probe card 20, that is, at the predetermined position S0.

次いで、主制御部19は、ステップ202において、載置台高さ位置制御部18を制御し、Z軸モータ駆動部16を介してZ軸駆動用モータ15を正方向に回転させ、載置台13をボールネジ22及びZステージ移動機構12と共に所定位置S0からZ軸方向へ(所定量H−指定量X)移動後された基準位置S1に移動させ、更に基準位置S1から指定量X上昇移動させ、基準位置S1から指定量X上昇したコンタクト位置に載置台13を配置する。その指定量X上昇されたコンタクト位置は、載置台13上のクリーニング材25のコンタクト面とプローブカード20のプローブ20aとが所定のクリーニング高さでコンタクトしている位置である。また、ステップ203で、そのZ軸駆動用モータ15の駆動電流(Z軸モータ電流)をZ軸方向に指定量Xの往復移動を行ってからZ軸電流測定部17により検出する。   Next, in step 202, the main control unit 19 controls the mounting table height position control unit 18, rotates the Z-axis driving motor 15 in the forward direction via the Z-axis motor driving unit 16, and moves the mounting table 13. Along with the ball screw 22 and the Z stage moving mechanism 12, it is moved from the predetermined position S0 to the reference position S1 moved in the Z-axis direction (predetermined amount H-specified amount X), and further moved upward from the reference position S1 by the specified amount X. The mounting table 13 is placed at a contact position that is a specified amount X higher than the position S1. The contact position increased by the designated amount X is a position where the contact surface of the cleaning material 25 on the mounting table 13 and the probe 20a of the probe card 20 are in contact at a predetermined cleaning height. In step 203, the Z-axis current measuring unit 17 detects the drive current (Z-axis motor current) of the Z-axis drive motor 15 after the reciprocation of the designated amount X in the Z-axis direction.

次いで、前記ステップ(III)に入る。そのステップ(III)はステップ204であり、前記基準トルク値Taと前記測定トルクTbとを比較し、測定トルクTbが基準トルク値Taの範囲内(基準値の範囲内)にあるかを判定する。基準値の範囲にない場合は、ステップ205で範囲内よりも大きいか小さいかにより載置台13を補正のために移動する方向(上方向又は下方向)を決定し、ステップ206で載置台13をZ軸方向にステップ量Y移動させた後、該載置台13を指定量X往復移動させる動作を繰り返しながら、ステップ203で測定トルクTbを測定し、測定トルク値Tbが基準トルク値Taの範囲内(Tb→Ta)となるように補正する。   Then, the step (III) is entered. The step (III) is step 204, in which the reference torque value Ta and the measured torque Tb are compared to determine whether the measured torque Tb is within the range of the reference torque value Ta (within the range of the reference value). . If it is not within the range of the reference value, the direction (upward or downward) of moving the mounting table 13 for correction is determined at step 205 depending on whether it is larger or smaller than the range, and the mounting table 13 is moved at step 206. After moving the step amount Y in the Z-axis direction, the measured torque Tb is measured in step 203 while repeating the operation of reciprocating the mounting table 13 by the specified amount X, and the measured torque value Tb is within the range of the reference torque value Ta. Correction is made so that (Tb → Ta).

一方、ステップ204で測定トルクTbが基準トルク値Taの範囲内(基準値の範囲内)にある、あるいは補正により範囲内になった場合は、ステップ207へ移行する。そして、ステップ207で現在のコンタクト高さ(載置台13の高さ位置)を測定し、その高さ位置を(H+h)に更新してメモリ19aに記憶すると共にステップ208でクリーニングをし、初期位置に戻る。これにより一回目のクリーニングを終了する。   On the other hand, when the measured torque Tb is within the range of the reference torque value Ta (within the range of the reference value) at step 204 or within the range due to correction, the routine proceeds to step 207. In step 207, the current contact height (height position of the mounting table 13) is measured, and the height position is updated to (H + h) and stored in the memory 19a. Return to. This completes the first cleaning.

二回目以降のクリーニングは、クリーニング指示あるとステップ209で、載置台13及びボールネジ22、Zステージ移動機構12、ボールネジ22、Z軸駆動用モータ15が、基台11と共にプローブカード20の下に配置され、さらに初期載置台13が基準位置S0から一回目のクリーニングで更新された、前記所定の高さ位置(H+h)へ徐々に上昇移動される。   When the cleaning instruction is given for the second and subsequent times, in step 209, the mounting table 13, the ball screw 22, the Z stage moving mechanism 12, the ball screw 22, and the Z-axis drive motor 15 are arranged below the probe card 20 together with the base 11. Further, the initial stage 13 is gradually moved upward from the reference position S0 to the predetermined height position (H + h) updated by the first cleaning.

そして、ステップ210でクリーニング高さからZ軸方向に指定量Xの往復移動を行ってからZ軸モータ電流値を測定し、Z軸モータ電流値より測定トルクTbを測定し、ステップ211で測定トルクTbが基準トルク値Taの範囲内(基準値の範囲内)にあるか否かを判定する。そして、基準値の範囲内にある場合はステップ210でクリーニングを行う。範囲内でない場合はステップ202へ戻り、基準トルク値Ta及び所定の高さ位置(H+h)を再び更新し、以後、その制御を繰り返す。   In step 210, the Z-axis motor current value is measured after the reciprocation of the specified amount X from the cleaning height in the Z-axis direction, and the measured torque Tb is measured from the Z-axis motor current value. In step 211, the measured torque is measured. It is determined whether Tb is within the range of the reference torque value Ta (within the range of the reference value). If it is within the range of the reference value, cleaning is performed at step 210. If it is not within the range, the process returns to step 202, the reference torque value Ta and the predetermined height position (H + h) are updated again, and thereafter the control is repeated.

したがって、第2実施例によれば、プローブ20aのクリーニングにおいて、外乱条件を排する複雑な演算を行うことなく、簡易な方法によりプローブ20aとクリーニング材25とのコンタクト位置が適正な位置となるように制御し、常に適切な基準トルクTaを再現して付与するので、クリーニングを精度良く行うことができる。   Therefore, according to the second embodiment, in the cleaning of the probe 20a, the contact position between the probe 20a and the cleaning material 25 is set to an appropriate position by a simple method without performing complicated calculation that eliminates the disturbance condition. Since the appropriate reference torque Ta is always reproduced and applied, cleaning can be performed with high accuracy.

(第3実施例)
図4は本発明に係るコンタクト位置制御方法を適用した検査システムの第3実施例を示すもので、その要部構成を説明するための説明図である。図4及び図5に示した第2実施例は検査装置10の載置台13上に、半導体ウェーハWに変えてクリーニング材25を配置してクリーニングを行うようにした構造を開示したが、第3実施例では、検査装置10とは別に専用のクリーニング装置を用意し、そのクリーニング装置を使用してプローブカード20におけるプローブ20aのコンタクト面をクリーニングするようにしたものである。なお、以下で説明するF軸は載置台13の移動方向であって、第1、第2実施例で説明したZ軸と同じである。
(Third embodiment)
FIG. 4 shows a third embodiment of the inspection system to which the contact position control method according to the present invention is applied, and is an explanatory diagram for explaining the configuration of the main part thereof. The second embodiment shown in FIGS. 4 and 5 discloses a structure in which the cleaning material 25 is arranged on the mounting table 13 of the inspection apparatus 10 instead of the semiconductor wafer W to perform cleaning. In the embodiment, a dedicated cleaning device is prepared separately from the inspection device 10, and the contact surface of the probe 20 a in the probe card 20 is cleaned using the cleaning device. The F axis described below is the moving direction of the mounting table 13 and is the same as the Z axis described in the first and second embodiments.

同図において、クリーニング装置30は、基台(ベース)31と、その基台31上に設けられたFステージ移動機構32、載置台(クリーニングステージチャック)33、高さ位置検出手段34及びF軸駆動用サーボモータ35の他に、F軸モータ駆動部36と、F軸電流測定部37と、載置台高さ位置制御部38と、主制御部39などを有する。なお、プローブカード20は、第1,第2実施例のプローブカードと同じである。   In the figure, a cleaning device 30 includes a base 31, an F stage moving mechanism 32 provided on the base 31, a mounting base (cleaning stage chuck) 33, a height position detecting means 34, and an F axis. In addition to the drive servo motor 35, the motor includes an F-axis motor drive unit 36, an F-axis current measurement unit 37, a mounting table height position control unit 38, a main control unit 39, and the like. The probe card 20 is the same as the probe card of the first and second embodiments.

前記基台31には、上方に向かって突設された複数本のリニアガイド41が設けられているとともに、その複数本のリニアガイド41で囲まれた領域の略中心位置に、該基台31を上下方向に貫通してボールネジ42が配設されている。   The base 31 is provided with a plurality of linear guides 41 projecting upward, and the base 31 is provided at a substantially central position in a region surrounded by the plurality of linear guides 41. And a ball screw 42 is disposed in the vertical direction.

前記ボールネジ42は、前記基台31の上下方向に貫通しているネジ穴43に螺合されており、その螺合により回転方向に応じて上下方向へ移動可能になっている。また、基台31の裏面(下面)側に突出している前記ボールネジ42の下端部には、前記F軸駆動用サーボモータ35のロータ部(図示せず)が取り付けられており、そのロータ部と一体に正逆両方向に回転する。なお、前記F軸駆動用サーボモータ35は、図示しないステータ部側となるハウジングが基台31の裏面側に固定して取り付けられている。そして、ロータ部の回転に連動してボールネジ42を正逆二方向に回転させるようになっている。従って、F軸駆動用サーボモータ35も正逆二方向に回転する。一方、基台31の表面(上面)側に突出している前記ボールネジ42の上端部には、前記Fステージ移動機構32がネジ送り可能に取り付けられている。   The ball screw 42 is screwed into a screw hole 43 penetrating in the vertical direction of the base 31 and can be moved in the vertical direction according to the rotation direction by the screwing. Further, a rotor portion (not shown) of the F-axis drive servomotor 35 is attached to the lower end portion of the ball screw 42 protruding to the back surface (lower surface) side of the base 31. Rotate in both forward and reverse directions. The F-axis drive servomotor 35 is fixedly attached to the rear surface side of the base 31 with a housing (not shown) on the stator portion side. The ball screw 42 is rotated in two forward and reverse directions in conjunction with the rotation of the rotor portion. Accordingly, the F-axis drive servomotor 35 also rotates in two forward and reverse directions. On the other hand, the F stage moving mechanism 32 is attached to the upper end portion of the ball screw 42 protruding to the surface (upper surface) side of the base 31 so as to be capable of screw feeding.

前記F軸ステージ移動機構32は、前記基台31の表面側において、前記複数本のリニアガイド41と連結されており、前記ボールネジ42でのネジ送り時、そのリニアガイド41の案内により上下方向へ移動可能になっている。また、そのFステージ移動機構32の上部には、シート状をしたクリーニング材45が貼り付けられた前記載置台33が、Fステージ移動機構12と一体移動可能に取り付けられている。   The F-axis stage moving mechanism 32 is connected to the plurality of linear guides 41 on the surface side of the base 31, and moves up and down by the guide of the linear guide 41 when the ball screw 42 feeds the screw. It can be moved. Further, the mounting table 33 on which the sheet-like cleaning material 45 is attached is attached to the upper part of the F stage moving mechanism 32 so as to be movable together with the F stage moving mechanism 12.

前記高さ位置検出手段34は、前記Fステージ移動機構32に一体移動可能に取り付けられているリニアスケール34aと、該リニアスケール34aと対向して基台31上に固定して取り付けられているスケールヘッド34bとでなる。スケールヘッド34bは、Fステージ移動機構32と一体に上下方向へ移動するリニアスケール34aの高さ位置を検出し、その検出された高さ位置を載置台33の基台31からの高さ位置の情報とし、前記載置台高さ位置制御部38へ向けて出力可能になっている。また、載置台33の基台31からの高さ位置の情報は、高さ位置検出手段34にかわりモータに取り付けられている回転型エンコーダからでも出力可能なものとする。   The height position detecting means 34 is a linear scale 34a attached to the F stage moving mechanism 32 so as to be movable together, and a scale fixedly attached on the base 31 so as to face the linear scale 34a. It consists of a head 34b. The scale head 34 b detects the height position of the linear scale 34 a that moves in the vertical direction integrally with the F stage moving mechanism 32, and the detected height position is the height position from the base 31 of the mounting table 33. Information can be output to the table height position control unit 38 described above. The height position information from the base 31 of the mounting table 33 can be output from a rotary encoder attached to the motor instead of the height position detecting means 34.

前記F軸モータ駆動部36は、前記載置台高さ位置制御部38からの信号に応じて前記F軸駆動用モータ35を駆動する。また、そのF軸駆動用モータ35を駆動している電流値は、前記F軸電流測定部37を介して載置台高さ位置制御部38を介して主制御部39に入力される。   The F-axis motor drive unit 36 drives the F-axis drive motor 35 in accordance with the signal from the mounting table height position control unit 38. The current value driving the F-axis drive motor 35 is input to the main control unit 39 via the F-axis current measurement unit 37 and the mounting table height position control unit 38.

前記主制御部39は、前記クリーニング装置10の中心的処理機能を担う、例えばコンピュータであって、各種の処理を行う。また、主制御部39には、各種の処理プログラムの他に、前記プローブカード20のプローブ20aとクリーニング材45とのコンタクト時に、クリーニング材45とプローブ20aの先端の配列面との傾き、及びプローブ20aの先端位置のばらつきなどを考慮して、クリーニング材45とプローブ20aが確実に接触するように、プローブ20aの先端位置より高い位置までクリーニング材45を上昇させるためのクリーニング高さなどが記憶されたメモリ39aなどが設けられている。   The main control unit 39 is, for example, a computer having a central processing function of the cleaning device 10 and performs various processes. In addition to various processing programs, the main control unit 39 also includes the inclination of the cleaning material 45 and the array surface at the tip of the probe 20a at the time of contact between the probe 20a of the probe card 20 and the cleaning material 45, and the probe. In consideration of variations in the tip position of 20a, etc., the cleaning height for raising the cleaning material 45 to a position higher than the tip position of the probe 20a is stored so that the cleaning material 45 and the probe 20a come into reliable contact. A memory 39a is provided.

図7は、本発明の第3実施例におけるコンタクト位置制御方法の基本構成を示すフローチャートである。このフローチャートに示す制御手順は、前記主制御部39内の処理プログラムに従って実行される。   FIG. 7 is a flowchart showing the basic configuration of the contact position control method according to the third embodiment of the present invention. The control procedure shown in this flowchart is executed according to a processing program in the main control unit 39.

次に、そのクリーニング時におけるコンタクト位置制御動作を図7に示すフローチャートに従って説明する。まず、フローチャートは大きく分けると、クリーニング材45を基準位置S0からF軸方向に所定量H移動させて、プローブ20aに対して該クリーニング材45をコンタクトさせ、そのコンタクト時におけるトルクを基準トルク値Taとして主制御部39のメモリ39a内に予め設定しておくステップ(I)と、前記基準トルク値Taを取得した後から前記プローブ20aをクリーニングする際、前記クリーニング材45を前記基準位置S0からF軸方向に所定量H移動させてプローブ20aにコンタクトさせ、そのコンタクト時のトルクを測定トルク値Tbとして取得するステップ(II)と、基準トルク値Taと測定トルク値Tbとを比較し、測定トルク値Tbが略基準トルク値Taとなるようにクリーニング材45をF軸方向に高さh(ステップ量Y)移動させて高さ位置を補正するステップ(III)とからなる。   Next, the contact position control operation during the cleaning will be described with reference to the flowchart shown in FIG. First, the flow chart can be broadly divided to move the cleaning material 45 by a predetermined amount H from the reference position S0 in the F-axis direction so that the cleaning material 45 is brought into contact with the probe 20a, and the torque at the time of contact is the reference torque value Ta. When the probe 20a is cleaned after the step (I) previously set in the memory 39a of the main controller 39 and the reference torque value Ta is acquired, the cleaning material 45 is moved from the reference position S0 to F. Step (II) in which a predetermined amount H is moved in the axial direction to contact the probe 20a and the torque at the time of contact is obtained as the measured torque value Tb is compared with the reference torque value Ta and the measured torque value Tb, and the measured torque The cleaning material 45 has a height h in the F-axis direction so that the value Tb is substantially equal to the reference torque value Ta. Step amount Y) is moved consisting the step (III) to correct the height position.

前記ステップ(I)は、例えばオペレータなどによる外部操作により基準トルクTaを予め設定しておく。前記ステップ(II)は、クリーニングの指示あると、ステップ301で主制御部39が図示しないX、Yの各駆動軸を制御し、載置台33及びボールネジ42、Fステージ移動機構32、F軸駆動用モータ35が、プローブカード20の下、すなわち所定位置S0に配置するように、基台31を移動させる。   In step (I), for example, a reference torque Ta is set in advance by an external operation by an operator or the like. In the step (II), when there is a cleaning instruction, the main control unit 39 controls the X and Y drive shafts (not shown) in step 301 to drive the mounting table 33 and the ball screw 42, the F stage moving mechanism 32, and the F axis drive. The base 31 is moved so that the motor 35 is disposed below the probe card 20, that is, at the predetermined position S0.

次いで、主制御部39は、ステップ302において、載置台高さ位置制御部38を制御し、F軸モータ駆動部36を介してF軸駆動用モータ35を正方向にステップ回転させ、載置台33をボールネジ42及びFステージ移動機構32と共にF軸方向に(所定量H−指定量X)移動された基準位置S1に移動させ、更に基準位置S1から指定量X移動する動作で上昇移動させ、基準位置S1から指定量X上昇したコンタクト位置に載置台33を配
置する。その所定量H上昇された位置は、載置台33上のクリーニング材45のコンタクト面とプローブカード20のプローブ20aとが所定のクリーニング高さでコンタクトしている位置である。また、ステップ303で、そのF軸駆動用モータ35の駆動電流(F軸モータ電流)をF軸方向に指定量Xの往復移動を行ってからF軸電流測定部37により検出する。
Next, in step 302, the main control unit 39 controls the mounting table height position control unit 38 to step-rotate the F-axis driving motor 35 in the forward direction via the F-axis motor driving unit 36, thereby mounting table 33. Is moved together with the ball screw 42 and the F stage moving mechanism 32 to the reference position S1 moved in the F-axis direction (predetermined amount H−specified amount X), and further moved upward by the operation of moving the specified amount X from the reference position S1. The mounting table 33 is arranged at a contact position that is a specified amount X higher than the position S1. The position where the predetermined amount H is raised is a position where the contact surface of the cleaning material 45 on the mounting table 33 and the probe 20a of the probe card 20 are in contact with each other at a predetermined cleaning height. In step 303, the drive current (F-axis motor current) of the F-axis drive motor 35 is detected by the F-axis current measurement unit 37 after the reciprocation of the specified amount X in the F-axis direction.

次いで、前記ステップ(III)に入る。そのステップ(III)はステップ304であり、前記基準トルク値Taと前記測定トルクTbとを比較し、測定トルクTbが基準トルク値Taの範囲内(基準値の範囲内)にあるかを判定する。基準値の範囲にない場合は、ステップ305で範囲内よりも大きいか小さいかにより載置台33を補正のために移動する方向(上方向又は下方向)を決定し、ステップ306で載置台33をF軸方向にステップ量Y移動させた後、該載置台33を指定量X往復移動させる動作を繰り返しながら、ステップ303で測定トルクTbを測定し、測定トルク値Tbが基準トルク値Taの範囲内(Tb→Ta)となるように補正する。   Then, the step (III) is entered. The step (III) is step 304, in which the reference torque value Ta and the measured torque Tb are compared to determine whether the measured torque Tb is within the range of the reference torque value Ta (within the range of the reference value). . If it is not within the range of the reference value, the direction (upward or downward) of moving the mounting table 33 for correction is determined depending on whether it is larger or smaller than the range in step 305, and the mounting table 33 is moved in step 306. After the step amount Y is moved in the F-axis direction, the measured torque Tb is measured in step 303 while repeating the operation of reciprocating the mounting table 33 by the specified amount X, and the measured torque value Tb is within the range of the reference torque value Ta. Correction is made so that (Tb → Ta).

一方、ステップ304で測定トルクTbが基準トルク値Taの範囲内(基準値の範囲内)にある、あるいは補正により範囲内になった場合は、ステップ307へ移行する。そして、ステップ307で現在のコンタクト高さ(載置台13の高さ位置)を測定し、その高さ位置を(H+h)に更新してメモリ39aに記憶すると共に、ステップ308でクリーニングをし、初期位置に戻る。これにより一回目のクリーニングを終了する。   On the other hand, when the measured torque Tb is within the range of the reference torque value Ta (within the range of the reference value) or within the range due to the correction in step 304, the process proceeds to step 307. In step 307, the current contact height (height position of the mounting table 13) is measured, and the height position is updated to (H + h) and stored in the memory 39a. Return to position. This completes the first cleaning.

二回目以降のクリーニングは、クリーニング指示あるとステップ309で、載置台33及びボールネジ42、Fステージ移動機構32、ボールネジ42、F軸駆動用モータ35が、基台31と共にプローブカード20の下に配置され、さらに載置台33が基準位置S0から一回目のクリーニングで更新された、前記所定の高さ位置(H+h)へ徐々に上昇移動される。   When the cleaning instruction is given for the second and subsequent times, in step 309, the mounting table 33, the ball screw 42, the F stage moving mechanism 32, the ball screw 42, and the F-axis drive motor 35 are arranged below the probe card 20 together with the base 31. Further, the mounting table 33 is gradually moved upward from the reference position S0 to the predetermined height position (H + h) updated by the first cleaning.

そして、ステップ310でF軸方向に基準位置S1から指定量Xの往復移動を行ってからF軸モータ電流値を測定し、F軸モータ電流値より測定トルクTbを測定し、ステップ311で測定トルクTbが基準トルク値Taの範囲内(基準値の範囲内)にあるか否かを判定する。そして、基準値の範囲内にある場合はステップ312でクリーニングを行う。範囲内でない場合はステップ302へ戻り、基準トルク値Ta及び所定の高さ位置(H+h)を再び更新し、以後、その制御を繰り返す。   Then, after reciprocating the specified amount X from the reference position S1 in the F-axis direction in Step 310, the F-axis motor current value is measured, and the measured torque Tb is measured from the F-axis motor current value. In Step 311, the measured torque is measured. It is determined whether Tb is within the range of the reference torque value Ta (within the range of the reference value). If it is within the range of the reference value, cleaning is performed in step 312. If it is not within the range, the process returns to step 302, the reference torque value Ta and the predetermined height position (H + h) are updated again, and thereafter the control is repeated.

したがって、第3実施例によれば、プローブ20aのクリーニングにおいて、外乱条件を排する複雑な演算を行うことなく、簡易な方法によりプローブ20aとクリーニング材25とのコンタクト位置が適正な位置となるように制御し、常に適切な基準トルクTaを再現して付与するので、クリーニングを精度良く行うことができる。   Therefore, according to the third embodiment, in the cleaning of the probe 20a, the contact position between the probe 20a and the cleaning material 25 is set to an appropriate position by a simple method without performing a complicated calculation that eliminates the disturbance condition. Since the appropriate reference torque Ta is always reproduced and applied, cleaning can be performed with high accuracy.

なお、本発明は、本発明の精神を逸脱しない限り種々の改変を為すことができ、そして、本発明が該改変されたものに及ぶことは当然である。   It should be noted that the present invention can be variously modified without departing from the spirit of the present invention, and the present invention naturally extends to the modified ones.

本発明は半導体ウェーハWとプローブをコンタクトさせる以外の技術にも応用できる。   The present invention can also be applied to techniques other than contacting the semiconductor wafer W and the probe.

10 検査装置
11 基台(ベース)
12 Zステージ移動機構
13 載置台(チャック)
14 高さ位置検出手段
14a リニアスケール
14b スケールヘッド
15 Z軸駆動用モータ
16 Z軸モータ駆動部
17 Z軸電流測定部
18 載置台高さ位置制御部
19 主制御部
19a メモリ
20 プローブカード
20a プローブ
21 リニアガイド
22 ボールネジ
23 ネジ穴
24 カードホルダ
25 クリーニング材
30 クリーニング装置
31 基台(ベース)
32 Fステージ移動機構
33 載置台(クリーニングステージ)
34 高さ位置検出手段
34a リニアスケール
34b スケールヘッド
35 F軸駆動用モータ
36 F軸モータ駆動部
37 F軸電流測定部
38 載置台高さ位置制御部
39 主制御部
39a メモリ
41 リニアガイド
42 ボールネジ
43 ネジ穴
45 クリーニング材
W 半導体ウェーハ(被検体)
10 Inspection equipment 11 Base (base)
12 Z stage moving mechanism 13 Mounting table (chuck)
14 Height position detection means 14a Linear scale 14b Scale head 15 Z-axis drive motor 16 Z-axis motor drive unit 17 Z-axis current measurement unit 18 Mounting table height position control unit 19 Main control unit 19a Memory 20 Probe card 20a Probe 21 Linear guide 22 Ball screw 23 Screw hole 24 Card holder 25 Cleaning material 30 Cleaning device 31 Base (base)
32 F stage moving mechanism 33 Mounting table (cleaning stage)
34 Height position detection means 34a Linear scale 34b Scale head 35 F-axis drive motor 36 F-axis motor drive unit 37 F-axis current measurement unit 38 Mounting table height position control unit 39 Main control unit 39a Memory 41 Linear guide 42 Ball screw 43 Screw hole 45 Cleaning material W Semiconductor wafer (subject)

Claims (5)

プローブカードに設けたプローブに対して載置台上に配置された被検体をコンタクトさせて、該被検体の電気的特性検査を行うためのコンタクト位置制御方法において、
被検体を配置した前記載置台を所定位置S0から基準位置S1までZ軸方向に移動させた後、更に前記基準位置S1からコンタクト位置までZ軸方向に指定量X移動させて、該被検体を前記プローブに対してコンタクトさせて基準となる荷重を基準トルク値Taとして取得するステップ(I)と、
コンタクト状態にある前記被検体または前記被検体に続く次の被検体が配置された該載置台をコンタクト位置からZ軸方向に指定量Xの往復移動を行い電気特性検査中に変化した荷重を測定トルク値Tbとして取得するステップ(II)と、
前記基準トルク値Taと前記測定トルク値Tbとを比較し、測定トルク値Tbが略基準トルク値Taとなるまで前記載置台をZ軸方向にステップ量Y移動させた後、該載置台を指定量X往復移動させる動作を繰り返しながら前記基準位置S1を更新するステップ(III)と、
を備え、以後、前記ステップ(II)と前記ステップ(III)を繰り返しながら前記被検体が前記プローブに対してコンタクトする位置を制御することを特徴とするコンタクト位置制御方法。
In a contact position control method for contacting an object placed on a mounting table with a probe provided on a probe card and performing an electrical property test on the object,
After moving in the Z axis direction mounting table before placing the object from the predetermined position S0 to the reference position S1, thereby further specified amount X moved in the Z-axis direction from the reference position S1 to the contact position, the analyte A step (I) of obtaining a reference load as a reference torque value Ta by contacting the probe;
Measure the load that changed during the electrical property inspection by reciprocating the specified amount X in the Z-axis direction from the contact position on the mounting table on which the subject in contact or the next subject following the subject is placed Step (II) to obtain as torque value Tb;
The reference torque value Ta is compared with the measured torque value Tb, and the mounting table is moved by a step amount Y in the Z-axis direction until the measured torque value Tb becomes substantially the reference torque value Ta, and then the mounting table is designated. Step (III) of updating the reference position S1 while repeating the operation of reciprocating by the amount X;
Thereafter, the position where the subject contacts the probe is controlled while repeating the step (II) and the step (III).
前記被検体、電子デバイスが形成された半導体ウェーハであることを特徴とする請求項1記載のコンタクト位置制御方法。 It said contact position control method according to claim 1, wherein it is a semiconductor wafer on which the subject is, electronic devices are formed. プローブカードに設けたプローブに対して載置台上に配置されたクリーニング材をコンタクトさせて前記プローブをクリーニングするためのコンタクト位置制御方法において、
前記クリーニング材を所定位置S0から基準位置S1までZ軸方向に移動させた後、更に前記基準位置S1からコンタクト位置までZ軸方向に指定量X移動させて、該クリーニング材を前記プローブに対してコンタクトさせて基準となる荷重を基準トルク値Taとして設定しておくステップ(I)と、
前記プローブをクリーニングする際、前記クリーニング材を前記基準位置S1からZ軸方向に指定量X移動させて前記プローブにコンタクトさせ、そのコンタクト時のトルクを測定トルク値Tbとして取得するステップ(II)と、
前記基準トルク値Taと前記測定トルク値Tbとを比較し、測定トルク値Tbが略基準トルク値Taとなるまで前記クリーニング材Z軸方向にステップ量Y移動させた後、該載置台を指定量X往復移動させる動作を繰り返しながら前記基準位置S1を更新して、前記クリーニング材が前記プローブに対してコンタクトする位置を制御することを特徴とするコンタクト位置制御方法。
In the contact position control method for cleaning the probe by contacting a cleaning material arranged on the mounting table with respect to the probe provided on the probe card,
After the cleaning material is moved from the predetermined position S0 to the reference position S1 in the Z-axis direction, the cleaning material is further moved by a specified amount X from the reference position S1 to the contact position in the Z-axis direction, and the cleaning material is moved with respect to the probe. A step (I) of setting a reference load as a reference torque value Ta by making contact,
When cleaning the probe, the cleaning material is moved by a specified amount X from the reference position S1 in the Z-axis direction and brought into contact with the probe, and a torque at the time of contact is obtained as a measured torque value Tb; ,
The reference torque value Ta and the measured torque value Tb are compared, the cleaning material is moved by a step amount Y in the Z-axis direction until the measured torque value Tb becomes substantially the reference torque value Ta, and then the mounting table is designated. The contact position control method, wherein the reference position S1 is updated while repeating the operation of reciprocating by the amount X to control the position where the cleaning material contacts the probe.
前記クリーニング材が、ウェーハ状をしたディスクで形成されていることを特徴とする請求項3に記載のコンタクト位置制御方法。   4. The contact position control method according to claim 3, wherein the cleaning material is formed of a wafer-like disk. 前記クリーニング材が、前記プローブに対してZ軸方向に移動する交換可能なステージ上に配置されていることを特徴とする請求項3に記載のコンタクト位置制御方法。   The contact position control method according to claim 3, wherein the cleaning material is disposed on a replaceable stage that moves in the Z-axis direction with respect to the probe.
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