JPH02156649A - Prober - Google Patents

Prober

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JPH02156649A
JPH02156649A JP31008488A JP31008488A JPH02156649A JP H02156649 A JPH02156649 A JP H02156649A JP 31008488 A JP31008488 A JP 31008488A JP 31008488 A JP31008488 A JP 31008488A JP H02156649 A JPH02156649 A JP H02156649A
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JP
Japan
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probe
probe needle
touch plate
contact
needle
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Application number
JP31008488A
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Japanese (ja)
Inventor
Taro Omori
大森 太郎
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Original Assignee
Canon Inc
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Publication date
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Publication of JPH02156649A publication Critical patent/JPH02156649A/en
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Abstract

PURPOSE:To automate an alignment operation of a probe needle and to realize an unmanned automatic measuring operation by a method wherein a position of the probe needle is recognized on the basis of a relative position between a contact member and the probe needle. CONSTITUTION:A probe card 7 is set up; a touch plate 10 on an X-Y stage 3 is shifted to the neighborhood of a probe needle 6. Then, the plate 10 is raised in a Z-direction by using a pulse motor 102 and is brought into contact with the needle 6. A position of a conical face on the surface of the plate 10 is found and stored. Then, the plate 10 is lowered; when a plurality of positions ot the stored conical face are obtained, the number of intersections of a plurality of conical faces is found. Then, coordinates of the intersections are computed; thereby, it is possible to find a tip position of the needle.

Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] 本発明は基板上の半導体素子の検査に用いられるプロー
バにおいて半導体素子のポンディングパッドとプローブ
カードのプローブ針との位置合せを自動的に行なうよう
にしたプローバに関する。
[Detailed Description of the Invention] [Industrial Application Field] The present invention automatically aligns the bonding pad of a semiconductor device and the probe needle of a probe card in a prober used for testing semiconductor devices on a substrate. This is about a prober.

[従来の技術] 従来、プローバにおける半導体素子のポンディングパッ
ドとプローブ針群との位置合せは、実体顕微鏡の視野内
でこれらの位置が合致するように相対的な位置合せを行
なういわゆるマニュアル操作のものが多かつた。
[Prior Art] Conventionally, alignment of the bonding pads of a semiconductor element and a group of probe needles in a prober has been performed using a so-called manual operation in which relative alignment is performed so that these positions match within the field of view of a stereomicroscope. There were many things.

また、上記位置合せ操作を行なうに際して、例えば特公
昭第59−5641号公報に開示されているように、ダ
ミーウェハにプローブ針群を押し付けてウェハ上に針穴
群を形成しその針穴群の位置を検出するような、間接的
な位置合せ法が案出されている。
In addition, when performing the above alignment operation, as disclosed in Japanese Patent Publication No. 59-5641, for example, a group of probe needles is pressed against a dummy wafer to form a group of needle holes on the wafer, and the position of the group of needle holes is Indirect alignment methods have been devised to detect .

[発明が解決しようとする課題] しかしながら、このマニュアル操作による位置合せの作
業は非常に時間と手間がかかるものであった。さらにこ
の作業はオペレータの熟練度によってプローブ針の位置
の設定精度が決定されてしまうため、半導体素子の測定
に対する不安定要素の1つになっていた。
[Problems to be Solved by the Invention] However, this manual alignment work is extremely time-consuming and labor-intensive. Furthermore, since the accuracy of setting the position of the probe needle in this operation is determined by the skill level of the operator, it has become one of the unstable factors in the measurement of semiconductor devices.

そこで、プローブ針の位置合せの自動化が強く望まれて
おり、上記特公昭第59−5641号公報もそれに対す
る1つの提案であった。しかしながら、これはダミーウ
ェハなどの消耗品を使用しなければならないという欠点
があワた。
Therefore, there is a strong desire to automate the positioning of the probe needle, and the above-mentioned Japanese Patent Publication No. 59-5641 was one proposal for this purpose. However, this method has the drawback of requiring the use of consumables such as dummy wafers.

[課題を解決するための手段] 上記目的を達成するため本発明では、基板上に形成され
た素子の電気的特性を該素子の電極にプローブ針を接触
させて測定するプローバにおいて、プローブ針に対し少
なくともXおよびX方向に相対的に移動可能な接触部材
と、該接触部材とプローブ針との接触の有無を検知する
接触検知手段とを備え、該接触部材とプローブ針とが接
触したときの該接触部材とプローブ針との相対位置に基
づきプローブ針の位置を認識するようにしている。
[Means for Solving the Problems] In order to achieve the above object, the present invention provides a prober that measures the electrical characteristics of an element formed on a substrate by bringing the probe needle into contact with an electrode of the element. On the other hand, the contact member is provided with a contact member movable relatively in at least the X and The position of the probe needle is recognized based on the relative position between the contact member and the probe needle.

接触部材のプローブ針に対する接触面は、例えば、円錐
形や多角形さらには頂角の異なる2種の円錐形の形状を
有するものが適する。
Suitably, the contact surface of the contact member with respect to the probe needle has, for example, a conical shape, a polygonal shape, or two types of conical shapes having different apex angles.

「作用」 基板上の素子の電気的特性をプローブ針を介して測定す
るブローバにおいては、測定にあたっては、素子の電極
パッド等にプローブ針を正確に位置決めすることが必要
で、そのためにまず、プローブ針の位置が認識されるの
であるが、本発明ではこれは、プローブ針に接触したと
きの接触部材の位置に基づき自動的に行なわれる。すな
わち、プローブ針に対する接触部材の接触面の位置は接
触部材の位置によって決まり、例えば接触面が円錐形等
の場合接触時における接触面の方程式はそのときの接触
部材の位置(頂点の座標)によって特定され、この方程
式中に接触に係るプローブ針先端の座標が存在するので
、この方程式を異なる位置での複数の接触により複数見
出す等により、プローブ針先端の座標が特定される。そ
の際、接触部材の移動は、例えば基板をXYX方向駆動
するXYステージと一体的に行なわれる。
"Operation" In a blower that measures the electrical characteristics of an element on a substrate through a probe needle, it is necessary to accurately position the probe needle on the electrode pad of the element, etc. The position of the needle is recognized, and in the present invention this is done automatically based on the position of the contact member when it contacts the probe needle. In other words, the position of the contact surface of the contact member with respect to the probe needle is determined by the position of the contact member. For example, if the contact surface is conical, etc., the equation of the contact surface at the time of contact is determined by the position (coordinates of the apex) of the contact member at that time. Since the coordinates of the tip of the probe needle related to the contact exist in this equation, the coordinates of the tip of the probe needle are specified by finding a plurality of this equation based on a plurality of contacts at different positions. At this time, the contact member is moved, for example, integrally with an XY stage that drives the substrate in the XYX directions.

プローブ針先端の座標がこのようにして検出された後、
通常、前記XYステージおよびその上の基板を02方向
に駆動するθZステージによって、検出されたプローブ
針先端位置に基づき、プローブ針に対して基板が自動的
に位置決めされる。したがワて、この際にダミーウェハ
等の消耗品を必要とせず、マニュアル操作も不要である
After the coordinates of the probe needle tip are detected in this way,
Normally, the substrate is automatically positioned with respect to the probe needle based on the detected probe needle tip position by the XY stage and the θZ stage that drives the substrate thereon in the 02 direction. However, at this time, consumables such as dummy wafers are not required, and no manual operation is required.

[実施例] 以下、図に示した実施例を用いて本発明の詳細な説明す
る。
[Example] Hereinafter, the present invention will be described in detail using examples shown in the drawings.

第1図は本発明の一実施例を示すウエハブローバの上部
概略図であり、この図において、1はクエへを搭載する
ためのウェハチャック、2はウェハチャック1をθおよ
びZ方向に駆動するθ2ステージ、3はθ2ステージ2
をXYX方向駆動するXYステージであり、Xステージ
301、Yステージ302を有している。Xステージ3
01は不図示のベースに固定支持されているガイド30
4.305に案内されて移動し、Yステージ302はX
ステージ301に固定支持されているガイド306.3
07に案内されて移動する。Xステージ301はX方向
の位置を不図示のスケールを介して検出する位置検出器
、Yステージ302はY方向の位置を不図示のスケール
を介して検出する位置検出器を備えている。
FIG. 1 is a schematic diagram of the upper part of a wafer blowbar showing an embodiment of the present invention. In this figure, 1 is a wafer chuck for mounting the wafer on a wafer, and 2 is a wafer chuck for driving the wafer chuck 1 in the θ and Z directions. θ2 stage, 3 is θ2 stage 2
This is an XY stage that drives the XYX direction, and includes an X stage 301 and a Y stage 302. X stage 3
01 is a guide 30 fixedly supported by a base (not shown)
4. Moves guided by 305, and Y stage 302 moves to
Guide 306.3 fixedly supported on stage 301
Guided by 07, we move. The X stage 301 includes a position detector that detects the position in the X direction via a scale (not shown), and the Y stage 302 includes a position detector that detects the position in the Y direction via a scale (not shown).

4はクエへの外形、およびクエへのZ方向の位置(高さ
)を測定するための静電容量型センサ、5はウェハ上の
ICチップのパターンを撮像するための撮像器であり、
顕微鏡501とTVカメラ502を有している。6はI
Cチップ上のポンディングパッドと電気的なコンタクト
をとるためのプローブ針、フはプローブ針6を配列固定
したプリント基板であるプローブカード、10はタッチ
プレートで2方向に移動するための不図示の駆動機構と
制御部を有している。また、タッチプレートlOはプロ
ーブ針6にタッチプレート10を接触させた時に電気的
導通により接触確認を行なう不図示の通電検出器を有し
ている。
4 is a capacitive sensor for measuring the outer shape of the cube and the position (height) in the Z direction of the cube; 5 is an imager for capturing an image of the IC chip pattern on the wafer;
It has a microscope 501 and a TV camera 502. 6 is I
C is a probe needle for making electrical contact with the bonding pad on the chip; F is a probe card which is a printed circuit board on which the probe needles 6 are arranged and fixed; and 10 is a touch plate (not shown) for movable in two directions. It has a drive mechanism and a control section. Furthermore, the touch plate IO has an energization detector (not shown) that confirms contact by electrical continuity when the touch plate 10 is brought into contact with the probe needle 6.

第2図は、タッチプレート1oの詳細図であり、上面が
円錐形のタッチプレートioがプローブ針6に接触して
いる状態を示している。また、101はタッチプレート
10を2方向に駆動するためのボールネジ、102はボ
ールネジ101を回転させるパルスモータである。
FIG. 2 is a detailed view of the touch plate 1o, showing a state in which the touch plate io, which has a conical upper surface, is in contact with the probe needle 6. Further, 101 is a ball screw for driving the touch plate 10 in two directions, and 102 is a pulse motor for rotating the ball screw 101.

以下、第1図および第2図に示した装置におけるプロー
ブ針6先端位置の検出動作を第3図に示したフローチャ
ートに基づいて説明する。なお、ここでは簡略化のため
にプローブ針6は1本とする。
Hereinafter, the operation of detecting the tip position of the probe needle 6 in the apparatus shown in FIGS. 1 and 2 will be explained based on the flowchart shown in FIG. 3. Note that here, for the sake of simplification, the number of probe needles 6 is one.

検出動作を開始すると、まず、ステップ201でオペレ
ータがブローブカードフを設定し、そして不図示の操作
パネル上のスタートスイッチを操作することにより、ス
テップ202に移りXYステージ3の移動が開始されX
Yステージ3上に支持されているタッチプレート10が
プローブ針6が位置する付近に移動する。次にステップ
203で第2図のパルスモータ102によるボールネジ
101の回転が開始され、タッチプレート10がZ方向
に上昇する。タッチプレート10が上昇すると、プロー
ブ針6に接触し、不図示の通電検出器によりパルスモー
タ102の回転が停止し、ステップ204に穆る。ステ
ップ204では、 XYステージ3の不図示の位置検出
器およびパルスモータ102に与えたパルス数に基づい
てタッチプレート10の上面の円錐面の位置を求め、そ
の位置を不図示の記憶回路に記憶させる0次にステップ
205ではパルスモータ102を逆転させることにより
タッチプレート10を下降させる0次にステップ206
では記憶回路に記憶されたタッチプレート10の上面の
円錐面の位置が1点の時は、ステップ202へ戻ってX
Yステージ3を移動させることによりタッチプレート1
0を所定の位置に移動させ、再度ステップ203〜20
6を実行する。ステップ6において、複数の円錐面の位
置が記憶されたと判断されると、ステップ207におい
ては、記憶された複数のタッチプレート10の位置から
その複数の円錐面の交点の数を求める。交点が複数であ
れば、ステップ202へ戻り再度ステップ203以下を
実行する。交点が1点であればステップ208に進み交
点の座標を演算することにより、プローブ針の先端位置
を知ることができる。ここで、ステップ202のXYス
テージ移動においては、1回目はプローブ針が位置する
付近までタッチプレート10を移動させるが、この後ス
テップ203の上昇を行なってもタッチプレート10と
プローブ針6がXY力方向ずれており接触しないことが
生じる場合がある。この場合はタッチプレート10を下
降後、所定量のXY力方向移動を行ないステップ203
以下を再度実行する。この一連の動作はステップ203
を行なっても接触しない場合には必ず行なうことを補足
しておく。
When the detection operation is started, the operator first sets the probe card in step 201, and then operates the start switch on the operation panel (not shown) to proceed to step 202, where the movement of the XY stage 3 is started.
The touch plate 10 supported on the Y stage 3 moves to the vicinity where the probe needle 6 is located. Next, in step 203, the pulse motor 102 shown in FIG. 2 starts rotating the ball screw 101, and the touch plate 10 moves up in the Z direction. When the touch plate 10 rises, it comes into contact with the probe needle 6, and the rotation of the pulse motor 102 is stopped by an energization detector (not shown), and the process returns to step 204. In step 204, the position of the conical surface on the top surface of the touch plate 10 is determined based on the number of pulses given to the position detector (not shown) of the XY stage 3 and the pulse motor 102, and the position is stored in a storage circuit (not shown). Next, in step 205, the touch plate 10 is lowered by reversing the pulse motor 102. Next, step 206
Now, if the position of the conical surface on the top surface of the touch plate 10 stored in the memory circuit is one point, return to step 202 and select X.
Touch plate 1 by moving Y stage 3
0 to a predetermined position and repeat steps 203 to 20.
Execute 6. When it is determined in step 6 that the positions of the plurality of conical surfaces have been stored, in step 207, the number of intersections of the plurality of conical surfaces is determined from the stored positions of the plurality of touch plates 10. If there are multiple intersections, the process returns to step 202 and steps 203 and subsequent steps are executed again. If there is one point of intersection, the process proceeds to step 208 and the coordinates of the point of intersection are calculated, thereby making it possible to know the tip position of the probe needle. Here, in the XY stage movement in step 202, the touch plate 10 is moved to the vicinity where the probe needle is located at the first time, but even if the touch plate 10 and the probe needle 6 are moved up in step 203 thereafter, the XY force is applied to the touch plate 10 and the probe needle 6. There are cases where the direction is shifted and there is no contact. In this case, after lowering the touch plate 10, it is moved by a predetermined amount in the XY force direction, and step 203
Execute the following again. This series of operations is performed in step 203.
Please note that if there is no contact even after doing this, be sure to do so.

次に、上に述べた動作に対して具体的な演算式を示す、
タッチプレート10の円錐面の頂点の座標を(Xo、3
’o、Zo )とすると、円錐面の回転中心はZ軸と平
行であるから円錐面の方程式は、(X−Xo) 2+ 
(3’−3’o) ” + k(Z−Zo )” −0
である。ここでkは円錐面の形状で決定される定数であ
る。また、タッチプレート1oの円錐面の頂点から円錐
面下端までの高さをhとすると、Zo −h≦2≦Z 
o        ・・・・・・(1)である。
Next, we will show concrete calculation formulas for the operations described above.
The coordinates of the apex of the conical surface of the touch plate 10 are (Xo, 3
'o, Zo), the rotation center of the conical surface is parallel to the Z axis, so the equation of the conical surface is (X-Xo) 2+
(3'-3'o)" + k(Z-Zo)" -0
It is. Here, k is a constant determined by the shape of the conical surface. Furthermore, if the height from the apex of the conical surface of the touch plate 1o to the bottom end of the conical surface is h, then Zo −h≦2≦Z
o...(1).

1回目のステップ203においてタッチプレート10の
円錐面の頂点がA点(X An ’I An Z A 
)まで上昇し、プローブ針6の先laにタッチプレート
10が接触した時の先端aの座標を(x、y。
In the first step 203, the apex of the conical surface of the touch plate 10 is the point A (X An 'I An Z A
), and when the touch plate 10 contacts the tip la of the probe needle 6, the coordinates of the tip a are (x, y.

2)とすると先端a点は、 (x−xA) 2+ (y−yA) ’ +k(z−z
a) ” −0・・・・・・(2) の円錐面に存在する。
2), the tip a point is (x-xA) 2+ (y-yA) ' +k(z-z
a) ” -0... (2) Exists on the conical surface.

2回目のステップ203においてタッチプレート10の
円錐面の頂点がB点(X an V B+ Z a )
まで上昇し、プローブ針6の先端aにタッチプレート1
0が接触した時先端a点は (X−Xa) ’ + (y−ya) ” +k(z−
z、、) 2−0・・・・・・(3) の円錐面に存在する。
In the second step 203, the apex of the conical surface of the touch plate 10 is at point B (X an V B + Z a )
touch plate 1 to the tip a of probe needle 6.
When 0 makes contact, the tip a point is (X-Xa) ' + (y-ya) '' +k (z-
z,,) 2-0...(3) Exists on the conical surface.

さらに3回目のステップ203においてタッチプレート
10の円錐面の頂点が0点(Xc、yc、ZC)まで上
昇しプローブ針6の先端aにタッチプレート10が接触
した時先eia点は (X−Xc) ” + (y−Yc) ” +k(z−
z□ ” sa O・・・・・・(4) の円錐面に存在する。
Furthermore, in the third step 203, when the apex of the conical surface of the touch plate 10 rises to the 0 point (Xc, yc, ZC) and the touch plate 10 contacts the tip a of the probe needle 6, the eia point is (X-Xc ) ” + (y-Yc) ” +k(z-
z□ ” sa O... (4) Exists on the conical surface.

式(1)〜(4)より先端a点(x、y、z)の位置を
求めることができる。
The position of the tip a point (x, y, z) can be determined from equations (1) to (4).

次に、プローブ針6が複数である場合のプローブ針6と
タッチプレート10との間の通電を検出する不図示の通
電検出器をいかに設定するかに関しては、以下の複数の
方法がある。
Next, there are several methods as follows regarding how to set an energization detector (not shown) that detects energization between the probe needles 6 and the touch plate 10 when there are a plurality of probe needles 6.

■ 複数のプローブ針6それぞれが独立してセンサ機能
をもつように通電検出器を設定する方法、この場合、タ
ッチブレー)10が複数のプローブ針6のうちどのプロ
ーブ針6に接触したか明確である。
■ A method of setting the energization detector so that each of the plural probe needles 6 has an independent sensor function, in this case, it is clear which probe needle 6 among the plurality of probe needles 6 the touch brake 10 has contacted be.

■ 複数のプローブ針6のどれかにタッチプレート10
が接触すれば通電検出器が信号を出すように設定する方
法、この場合、タッチプレート10が複数のプローブ針
6のどれに接触したかは不明である。
■ Attach the touch plate 10 to any of the multiple probe needles 6.
In this case, it is unclear which of the plurality of probe needles 6 the touch plate 10 has contacted.

■ 上記■と同様に複数のプローブ針6のどれかにタッ
チプレート10が接触すれば通電検出器が信号を出すす
なわち全プローブ針6に対するー出力信号の機能、およ
び一部の特定のプローブ針6のみがタッチプレート10
に接触することにより通電検出器が別の検出信号を出す
機能を有する方式。
■ Similar to (■) above, if the touch plate 10 comes into contact with any of the plurality of probe needles 6, the energization detector outputs a signal, that is, the function of an output signal for all probe needles 6, and for some specific probe needles 6. Only touch plate 10
A method in which the energization detector has the function of issuing a different detection signal when it comes into contact with the current detector.

■ 複数のプローブ針6を複数のグループに分類してセ
ンサ機能を持つように通電検出器を設定する方法、すな
わち、通電検出信号により、プローブ針6とタッチプレ
ート10が接触した時、接触した針の特定はできないが
、プローブ針6をグループ分けしておいた中でどのグル
ープと接触したかが確認できるような方法。
■ A method of classifying a plurality of probe needles 6 into a plurality of groups and setting the energization detector to have a sensor function. In other words, when the probe needle 6 and the touch plate 10 come into contact with each other based on the energization detection signal, the contacted needle Although it is not possible to specify the probe needle 6 into groups, it is possible to confirm which group the probe needle 6 has come into contact with among the groups.

上記通電検出の方法において、複数のプローブ針6のど
れかにタッチプレート10が接触すれば通電検出器が信
号を出す方法は、接触による通電に代えて、次に示すよ
うに、プローブ針6がタッチプレート10に接触したこ
とにより発生する荷重を測定して接触を検出するように
することが可能である。
In the above-mentioned energization detection method, when the touch plate 10 comes into contact with any of the probe needles 6, the energization detector outputs a signal. It is possible to detect contact by measuring the load generated by contacting the touch plate 10.

第4図はタッチプレート10に荷重センサを組み込んだ
場合の概略図であり、8はタッチプレート10にかかる
微少荷重を検知する変換器(以下ロードセルと記す)、
81はロードセルのエレメント、82はロードセルエレ
メント81の端部に荷重がかかった時に特定の場所に応
力集中させるための切欠き部である。83はロードセル
エレメントの切欠き部82に応力集中したことによる変
形量を測定するストレインゲージであり、切欠き部82
と対に4ケ所に接着してあり、微少荷重を電気信号に変
換する働きを持つている。
FIG. 4 is a schematic diagram when a load sensor is incorporated into the touch plate 10, and 8 is a transducer (hereinafter referred to as a load cell) that detects a minute load applied to the touch plate 10;
81 is a load cell element, and 82 is a notch for concentrating stress at a specific location when a load is applied to the end of the load cell element 81. 83 is a strain gauge that measures the amount of deformation due to stress concentration on the notch 82 of the load cell element;
It is glued in four places in pairs, and has the function of converting minute loads into electrical signals.

タッチプレート10は不図示の上下動機構によりロード
セル8を介して上下移動を行ない、ストレインゲージ8
3の抵抗変化を見ることによりプローブ針6とタッチプ
レート10の接触が確認できる。ロードセルによる荷重
判定では分解能10mg以下は十分可能であり、接触に
よる通電検出器の代わりに使用することができる。
The touch plate 10 is moved up and down via the load cell 8 by a vertical movement mechanism (not shown), and the strain gauge 8
Contact between the probe needle 6 and the touch plate 10 can be confirmed by observing the change in resistance at 3. Load determination using a load cell has a resolution of 10 mg or less, and can be used in place of a contact-based energization detector.

また、プローブカード7に配置されたプローブ針6によ
るプローブ針群の各プローブ針の相対位置は、被測定物
である半導体素子のポンディングパッド位置により決定
しており、したがってプローブカード製作時に多針の位
置を測定することによりプローブカードの良否の判定を
しており、また、プローブカード7を不図示のカードホ
ルダに取り付けるための基準面に対する各プローブ針6
のZ方向の位置および各プローブ針6のXY力方向相対
位置を測定することは可能であり、したがって、ブロー
バのオペレータは使用するプローブカード7に配置され
ている複数のプローブ針6の不図示のカードホルダのプ
ローブカード取付基準面に対するZ方向の位置および各
プローブ針の相対位置の情報をあらかじめブローバの記
憶回路に入力しておくことが可能である。
In addition, the relative position of each probe needle in the probe needle group by the probe needles 6 arranged on the probe card 7 is determined by the position of the bonding pad of the semiconductor element that is the object to be measured. The quality of the probe card is determined by measuring the position of each probe needle 6 relative to a reference surface for attaching the probe card 7 to a card holder (not shown).
It is possible to measure the position in the Z direction and the relative position in the XY force direction of each probe needle 6. Therefore, the operator of the blower can measure the position of the probe needles 6 (not shown) in the Information about the Z-direction position of the card holder with respect to the probe card mounting reference plane and the relative position of each probe needle can be input in advance into the memory circuit of the blower.

次に、複数のプローブ針6を有するプローブカード7を
設定して上記■の通電検出機能によりプローブ針6の位
置測定を行なう方法を説明する。
Next, a method of setting up a probe card 7 having a plurality of probe needles 6 and measuring the position of the probe needles 6 using the energization detection function described in (2) above will be described.

第3図のステップ203においてタッチプレート10の
円錐面の頂点がA点(XA、yA、2^)まで上昇した
時にプローブ針群のうちの1本の先端aに接触した時先
端aの座標を(Xa、3’a、Za )とすると先@a
点は (Xa−XA)’ + (ya−yA)’ +k(za
−xA)’ = 0・・・・・・(5) の円錐面に存在する。
In step 203 of FIG. 3, when the apex of the conical surface of the touch plate 10 rises to point A (XA, yA, 2^) and contacts the tip a of one of the probe needles, the coordinates of the tip a are (Xa, 3'a, Za) then the first @a
The point is (Xa-XA)' + (ya-yA)' +k(za
-xA)' = 0 (5) Exists on the conical surface.

同様にタッチプレート10の円錐面の頂点がB点(xB
r ya12!1 )まで上昇した時にプローブ針群の
うちの1木の先端すに接触した時、先端すの座標を(x
Br V b+ Z b )とすると先端す点は(Xb
−Xa)” + (yb−Va)” +k(Zb−Va
)’ −0・・・・・・(6) の円錐面に存在する。
Similarly, the apex of the conical surface of the touch plate 10 is point B (xB
r ya12!1 ) and when it touches the tip of one of the probe needles, the coordinates of the tip are set to (
Br V b + Z b ), then the tip point is (Xb
-Xa)" + (yb-Va)" +k(Zb-Va
)' -0...(6) Exists on the conical surface.

さらにタッチプレート10の円錐面の頂点が0点(X 
D+ 3’ D+ Z O)まで上昇した時にプローブ
針群のうち1本の先端dに接触した時の先端dの座標を
(Xd、yd、zd)とすると先端d点は(Xd−Xo
)” + (yd−Yo)’ +k(z、、−zo)’
 = 0・・・・・・(7) の円錐面に存在する。
Furthermore, the apex of the conical surface of the touch plate 10 is the 0 point (X
If the coordinates of the tip d when it touches the tip d of one of the probe needles when it rises to D+ 3' D+ Z O) are (Xd, yd, zd), the tip d point is (Xd - Xo
)” + (yd-Yo)'+k(z,,-zo)'
= 0...(7) Exists on the conical surface.

また、各先端a、b、d点の相対位置すなわちカードホ
ルダ取付基準面に対する高さ(Z軸方向)およびXY平
面での距離は既知の値であり、プローブカード7が不図
示のカードホルダに取り付けられており、そしてブロー
バにおいてカードホルダのプローブカード取付面とXY
ステージ3のXY平面は平行であるから、ブローバ上の
プローブ針位置関係はZ軸に平行な軸を回転中心として
回転ずれが生じているのみである。そのため先端a点の
座標(xa、’/ a、Z a ) s先端す点の座標
(X biyb+ Z b )および先端d点の座標(
Xll。
In addition, the relative positions of the tips a, b, and d, that is, the height (Z-axis direction) and the distance in the XY plane with respect to the card holder mounting reference plane are known values, and the probe card 7 is attached to the card holder (not shown). The probe card mounting surface of the card holder and the XY
Since the XY planes of the stage 3 are parallel, the positional relationship of the probe needles on the blowbar is only rotated around an axis parallel to the Z axis. Therefore, the coordinates of the tip a point (xa,'/ a, Z a ), the coordinates of the tip s point (X biyb+Z b ), and the coordinates of the tip d point (
Xll.

ydo Z d )の関係においては、Xa−Xb  
+  Va”Yb  −k+ ”””(8)Xl、−X
I  +  yb+3’d−kt…・・’(9)Xa−
ydo  Va”yd= ks ”””(10)が既知
の値である(k+ 、kz 、ksは定数)。
In the relationship Xa-Xb
+ Va"Yb -k+ """ (8) Xl, -X
I + yb+3'd-kt...'(9) Xa-
ydo Va"yd=ks """ (10) is a known value (k+, kz, and ks are constants).

式(5)〜(lO)においてこれらを不図示のCPUで
演算することにより変数(わかっていない値)であるX
 @ 、 X b + X d + ’J m * ’
/ b r 3’ dを求めることが可能である。
In equations (5) to (lO), by calculating these with a CPU (not shown), the variable (unknown value) X
@ , X b + X d + 'J m *'
/ b r 3' d can be found.

ここで、カードホルダ取付基準面に対する高さ(Z軸方
向)が既知の値として2□z、、、z−が既知の値と考
えたが、複数のプローブ針6のカードホルダ取付基準面
に対する高さが不明であり、プローブ針6の相互の相対
位置がわかっている場合はタッチプレート10の円錐面
の頂点と円錐面下端部との高さの差をhとすると、 Za−h≦2.≦z A・・・= (11)Za−h≦
Zb≦z a   ・・・・・・(12)Zo−h≦z
d≦z、   ”−”−(13)の式が成立する。さら
に Z a −Z b −k4     ……(14)Za
 −Za −ks     ・・・・・・(15)の値
すなわち定数に4.ksは既知の値であり、式(5)〜
(15)を演算することにより、(Xa、3’a。
Here, we considered 2□z,...,z- to be known values for the height (Z-axis direction) with respect to the card holder mounting reference plane, but the If the height is unknown and the relative positions of the probe needles 6 are known, then if h is the difference in height between the apex of the conical surface of the touch plate 10 and the lower end of the conical surface, Za-h≦2. .. ≦z A...= (11) Za-h≦
Zb≦z a ・・・・・・(12) Zo−h≦z
d≦z, the expression “-”-(13) holds true. Furthermore, Z a -Z b -k4 ...(14) Za
-Za -ks 4. The value of (15), that is, the constant. ks is a known value, and formula (5) ~
By calculating (15), (Xa, 3'a).

Za ) + (Xb+)’b+Zb ) + (Xd
+yd+zd )を求めることが可能である。
Za ) + (Xb+)'b+Zb ) + (Xd
+yd+zd).

また、タッチプレート10の円錐面の頂点がA点(XA
、)’A、Z^)まで上昇した時にプローブ針群のうち
の1本の先端aに接触したあと、タッチプレート10を
下降後にA点のx−y座標においてその付近に所定量の
微小穆勤を行ない再度先端aへの接触点を見つける動作
を先端aの座標が決定で籾るまで(先に述べた1本のプ
ローブ針と同様の手段で)繰り返して先t4aの座標が
特定できた後に上記B点へ移動し先端a同様に先i4b
の座標が決定されることによってプローブ針6の位置を
求めることも可能である。この場合、先端a、 bの位
置によってはタッチプレート10が他のプローブ針に接
触することがある。さらには先端a。
Also, the apex of the conical surface of the touch plate 10 is point A (XA
, )'A, Z^) When it comes into contact with the tip a of one of the probe needles, after the touch plate 10 is lowered, a predetermined amount of microscopic stent is deposited near the x-y coordinates of point A. The coordinates of the tip t4a were identified by repeating the operation to find the point of contact with the tip a again (using the same method as for one probe needle mentioned earlier) until the coordinates of the tip a were determined. After that, move to the above point B and move to the tip i4b in the same way as the tip a.
It is also possible to determine the position of the probe needle 6 by determining the coordinates of . In this case, the touch plate 10 may come into contact with other probe needles depending on the positions of the tips a and b. Furthermore, the tip a.

bに接触する前の上昇過程で他のプローブ針に接触して
しまうことがある。しかしながら、プローブ針6は半導
体素子に押し付けて測定するものでありその押し付は量
のことをオーバードライブと呼んでおり一般的には20
0μm程度のオーバードライブ量ではプローブ針の変形
や破壊が生じることなく使用可能であり、他の針を押し
上げても200μm程度以内では問題なく、その範囲を
守って測定を行なうことが可能である。
The probe needle may come into contact with other probe needles during the rising process before contacting point b. However, the probe needle 6 is pressed against the semiconductor element for measurement, and the amount of pressing is called overdrive, which is generally 20
An overdrive amount of about 0 μm can be used without deforming or breaking the probe needle, and even if other needles are pushed up, there is no problem within about 200 μm, and it is possible to perform measurements within that range.

次に、プローブ針6とタッチプレート1oの接触を確証
する通電検出器の設定を上記■のように行なった場合に
ついて述べる。プローブカード7に配置されている複数
のプローブ針6の使用目的は基板上に形成された半導体
素子をポンディングパッドに押し付けることにより導通
を図り、半導体素子の性能を検査することであり、複数
のプローブ針6の高さ(Z方向)のばらっとか大きいと
一部のプローブ針がポンディングパッドに接触しないこ
とや導通不良を起こすことが考えられる。
Next, a case will be described in which the setting of the energization detector that confirms the contact between the probe needle 6 and the touch plate 1o is performed as in the above (2). The purpose of using the plurality of probe needles 6 arranged on the probe card 7 is to press the semiconductor element formed on the substrate against the bonding pad to establish continuity and test the performance of the semiconductor element. If the height of the probe needles 6 (in the Z direction) is uneven or large, it is conceivable that some of the probe needles may not come into contact with the bonding pad or that poor conduction may occur.

これを避けるために、プローブカード7製作時よりプロ
ーブ針の高さのばらつきは非常に高い精度が要求されて
おり、また取扱いもプローブ針6の位置ずれが生じない
よう十分注意されている。これらのことからプローブカ
ード7の取付基準面に対するプローブ針6の高さ(Z方
向)のばらつきは非常に小さく、ここでは複数のプロー
ブ針6の高さZ。は一定値と考える。
In order to avoid this, extremely high precision is required for variations in the height of the probe needles from the time of manufacturing the probe card 7, and sufficient care must be taken in handling so that the probe needles 6 do not shift in position. For these reasons, the variation in the height (Z direction) of the probe needles 6 with respect to the mounting reference surface of the probe card 7 is very small, and here, the height Z of the plurality of probe needles 6. is considered to be a constant value.

第3図のステップ203において、タッチプレート10
の円錐面の頂点がA点(XA、yAIZA )まで上昇
した時にプローブ針の先端aに接触した時の先端aの座
標を(Xs、ya、Za )とすると先端a点は (xa−xA)’ + (ya−3’A)’ −に2(
Za−ZA)” = 0の円錐面に存在する(kは定数
)。
In step 203 of FIG.
If the coordinates of the tip a when it touches the tip a of the probe needle when it rises to point A (XA, yAIZA) are (Xs, ya, Za), then the tip a point is (xa-xA) ' + (ya-3'A)' - to 2(
Za-ZA)" = 0 (k is a constant).

ここではz、=z、=一定であり、 (xi−xA)’ + (ya−yA)2= (k(z
n−zA))”・・・・・・(16) と示すことができる。
Here, z,=z,=constant, (xi-xA)' + (ya-yA)2= (k(z
n−zA)”...(16) It can be shown as follows.

同様にタッチプレート10の円錐面の頂点がB点(Xa
、ya+Za )まで上昇した時に他のプローブ針の先
端すに接触したときの先端すの座標を(xb+ylZb
 )とすると先端す点は(Xb−Xa)2+ (yb−
ya)’ = (k(Zn−ZB))’・・・・・・(
17) に存在する。
Similarly, the apex of the conical surface of the touch plate 10 is point B (Xa
, ya+Za ), the coordinates of the tip when it touches the tip of another probe needle are (xb+ylZb)
), then the tip point is (Xb-Xa)2+ (yb-
ya)' = (k(Zn-ZB))'・・・・・・(
17) Exists in

ここで、式(16)は(XA 、yA)を中心とする半
径l k(z、−zA) Iの円の式であり、式(17
)は(xa。
Here, equation (16) is the equation for a circle centered at (XA, yA) with radius l k (z, -zA) I, and equation (17
) is (xa.

ya)を中心とする半径l k (z、−za) Iの
円の方程式である。これは被測定物であるプローブカー
ド7に配置されているプローブ針6のうち少なくとも1
本がそれぞれの円上に存在しかっ各日の内側にはプロー
ブ針6は存在しないということを示している。プローブ
カード7上に配置された複数のプローブ針6のXY平面
における位置をあらかじめ記憶回路に入力しておき、プ
ローブ針6のうち任意の1本の先端nの座標が式(16
)の円上に存在すると仮定する。さらに上記先端nの座
標を回転中心として他のプローブ針を回転移動による座
標変換を行ない、次の条件を満足する回転角度および先
端nの座標を求める。
This is the equation of a circle with radius l k (z, -za) I centered at ya). This corresponds to at least one of the probe needles 6 arranged on the probe card 7 which is the object to be measured.
This shows that although books exist on each circle, there is no probe needle 6 inside each day. The positions of the plurality of probe needles 6 arranged on the probe card 7 in the XY plane are input into the memory circuit in advance, and the coordinates of the tip n of any one of the probe needles 6 are determined by the formula (16
) is assumed to exist on the circle. Further, the coordinates of the other probe needles are converted by rotationally moving the coordinates of the tip n as a center of rotation, and the rotation angle and the coordinates of the tip n that satisfy the following conditions are determined.

条件1;プローブ針が式(17)の円上に存在する。Condition 1: The probe needle exists on the circle of equation (17).

条件2;式(16)の円の内側にはプローブ針が存在し
ない。
Condition 2: No probe needle exists inside the circle of equation (16).

条件3;式(17)の円の内側にはプローブ針が存在し
ない。
Condition 3: No probe needle exists inside the circle of equation (17).

さらに、仮定したnを順次他のプローブ針におきかえて
同様に上記条件を満足する回転角度および回転中心にあ
る針の先端の座標を求める。これらを満足する解が、1
点の場合はそれが求めるプローブ針群の位置である。ま
た、複数の場合はタッチプレート10を8勅させ、第3
の円を求める。そして新たに、上記条件1〜3を満足し
た解に対してさらに以下の条件を加えて解を求める。
Furthermore, the assumed n is successively replaced with other probe needles, and the rotation angle that satisfies the above conditions and the coordinates of the tip of the needle at the center of rotation are determined in the same manner. The solution that satisfies these is 1
In the case of a point, it is the desired position of the probe needle group. In addition, if there are multiple touch plates, move the touch plate 10 eight times, and touch the third touch plate.
Find the circle. Then, a new solution is determined by adding the following conditions to the solution that satisfies the above conditions 1 to 3.

条件4;プローブ針が第3の円上に存在する。Condition 4: The probe needle exists on the third circle.

条件5:第3の円の内側にはプローブ針が存在しない。Condition 5: No probe needle exists inside the third circle.

以下、解が1点になるまで、第4の円、第5の円・・・
・・・と条件を増していくことによりプローブカード7
に配置された複数のプローブ針の位置を検出する。
Hereafter, the fourth circle, the fifth circle, etc. until the solution reaches one point.
By increasing the conditions, probe card 7
Detect the positions of multiple probe needles placed in the

ここでは複数のプローブ針の高さ(Z方向)が一定であ
ると仮定したが、現実には製作誤差等のばらつきを含ん
でおり、プローブ針6の位置測定に対して精度低下の原
因になることが考えられる。これを避けるためには上記
2.等のZ座標を定とせず変数にしておいて、上記条件
2などに揚げた円を円錐形として考えることにより、演
算は複雑になるがプローブ針6の位置を精度よく測定す
ることが可能である。また、上に述べた複数のプローブ
針の高さ(2方向)が一定であると仮定した測定手段で
測定した後に、複数のプローブ針のうち配置が特徴的な
プローブ針を選出してプローブ針が1本の時の測定方法
を用いて精度の高い測定を行なうことも可能である。な
お、上記配置が特徴的なプローブ針とは、プローブ針の
配置上角にあたる部分にあるプローブ針や、プローブ針
の近傍に他のプローブ針がなくタッチプレート10の円
錐面の頂点が、プローブ針の近傍でかつ明らかに他のプ
ローブ針にタッチプレート10が接触しない測定点が3
点以上取れるプローブ針を示す。
Although it is assumed here that the height (Z direction) of the multiple probe needles is constant, in reality, it includes variations due to manufacturing errors, etc., which causes a decrease in accuracy in measuring the position of the probe needle 6. It is possible that To avoid this, please follow the above 2. By setting the Z-coordinate of . be. In addition, after measuring with the measurement method that assumes that the heights (in two directions) of the multiple probe needles described above are constant, a probe needle with a characteristic arrangement is selected from the multiple probe needles and the probe needle is It is also possible to perform highly accurate measurements using the measurement method in which there is only one line. Note that a probe needle with the above-mentioned characteristic arrangement is a probe needle located at the upper corner of the probe needle arrangement, or a probe needle where there is no other probe needle near the probe needle and the apex of the conical surface of the touch plate 10 is the probe needle. There are three measurement points near where the touch plate 10 clearly does not come into contact with other probe needles.
Indicates a probe needle that can take more than a point.

しかしながら、上に述べたプローブ針6とタッチプレー
ト10との接触を確認する通電検出器の設定を上記■の
ように行なった場合において、プローブ針の位置検出が
不能な場合が生じる。それはプローブ針の配置が点対称
の場合である。具体例として正方形の四隅にプローブ針
6が配置されている場合や、円状にしかも等間隔で配置
されている場合が考えられる。これらの場合、角度が決
定できない。すなわち正方形状の配置では90゜方向に
4種類の配置が考えられてしまうからである。このこと
より、上記■の設定では測定で縫るプローブカードが限
定されてしまう。そこで、このような場合は上記■や■
の設定が用いられる。
However, when the energization detector for confirming the contact between the probe needle 6 and the touch plate 10 is set as described in (2) above, the position of the probe needle may not be detected in some cases. This is the case when the arrangement of the probe needles is point symmetrical. As a specific example, the probe needles 6 may be arranged at the four corners of a square, or they may be arranged in a circle at equal intervals. In these cases, the angle cannot be determined. That is, in a square arrangement, four types of arrangement are possible in the 90° direction. For this reason, with the setting (2) above, the probe cards that can be sewn for measurement are limited. Therefore, in such cases, the above ■ and ■
settings are used.

上記■の設定においては、上に述べた■の設定における
測定後、−本独立の検出信号を出す特定のプローブ針に
ついて測定することにより複数のプローブ針の位置を検
出できる。上記■の設定においても、グループ分けに十
分注意を払っておくことにより上記■の設定の場合と同
様にして検出可能である。
In the above setting (2), the positions of a plurality of probe needles can be detected by measuring a specific probe needle that outputs an independent detection signal after the measurement in the above-mentioned setting (2). Even in the setting (2) above, detection can be made in the same manner as in the setting (2) above by paying sufficient attention to grouping.

本実施例によれば、プローバにおいて円錐形のタッチプ
レート10と、タッチプレート10を上下動させる機構
と、タッチプレート10とプローブ針6との接触を検知
する通電検出器とを設けることによりプローブ針6の位
置を測定することが可能になり、第1図に示す撮像器5
によりウェハ上のポンディングパッド位置測定と合わせ
ることにより従来オペレータが顕微鏡で観察しながらプ
ローブ針6とポンディングパッドとを位置合わせすると
いう困難な4作業を自動化することが可能になる。
According to this embodiment, the prober is provided with a conical touch plate 10, a mechanism for moving the touch plate 10 up and down, and an energization detector that detects contact between the touch plate 10 and the probe needle 6. It becomes possible to measure the position of the imager 5 shown in FIG.
By combining this with the measurement of the position of the bonding pad on the wafer, it becomes possible to automate the four difficult tasks of aligning the probe needle 6 and the bonding pad while observing with a microscope.

第S図は第1図の装置に使用されるタッチプレートの他
の実施例を示す斜視図である。この図において、11は
上面が四角錐であるタッチプレートであり、llaはタ
ッチプレート11の上部4面のうちY軸に平行で頂点よ
りX方向に存在する面、ttbはタッチプレート11の
上部4面のうちX軸に平行で頂点より−Y力方向存在す
る面、11cはタッチプレート11の上部4面のうちY
軸に平行で頂点より−X方向に存在する面、lidはタ
ッチプレート11の上部4面のうちX軸に平行で頂点よ
りY方向に存在する面である。
FIG. S is a perspective view showing another embodiment of the touch plate used in the device of FIG. 1. In this figure, 11 is a touch plate whose top surface is a square pyramid, lla is a surface parallel to the Y axis and located in the X direction from the apex among the top four surfaces of touch plate 11, and ttb is the top 4 surface of touch plate 11. Of the surfaces, 11c is a surface parallel to the X axis and existing in the −Y force direction from the apex, and 11c is the
The surface "lid" which is parallel to the axis and exists in the -X direction from the apex is a surface among the four upper surfaces of the touch plate 11 that is parallel to the X axis and exists in the Y direction from the apex.

タッチプレート11は第2図の円錐形状のタッチプレー
ト10に代わってプローブ針6の位置を測定する目的で
使用する。測定手段は第2図のタッチプレート10の場
合と同様であるが、タッチプレート10のプローブ針6
に接触する円錐面の方程式が(x−xo)”+ (Y−
Yo)2+ k(z−zo)”= Oという二次方程式
で示されるのに対し、タッチプレート11のプローブ針
6に接触する四角錐の面の方程式は4種(4面)の−次
方程式である。平面の一般解はax+by+cz+d=
0であるが、ここでは、四角錐の底面はXY軸平面に平
行な正方形であり正方形の辺はX軸、Y軸に平行もしく
は垂直であり、四角錐の上面にあたる4面それぞれの形
状は同一であり、X軸に平行な面はY方向に対する2方
向の傾きの絶対値、およびY軸に平行な面はX方向に対
するZ方向の傾きの絶対値が等しい関係にある。すなわ
ち第5図の面11a。
The touch plate 11 is used for the purpose of measuring the position of the probe needle 6 in place of the conical touch plate 10 shown in FIG. The measuring means is the same as that of the touch plate 10 in FIG. 2, except that the probe needle 6 of the touch plate 10
The equation of the conical surface touching is (x-xo)"+ (Y-
Yo)2+k(z-zo)"=O, whereas the equation of the surface of the square pyramid that contacts the probe needle 6 of the touch plate 11 is four types (four surfaces) of -dimensional equations. The general solution for the plane is ax+by+cz+d=
0, but here, the base of the quadrangular pyramid is a square parallel to the XY-axis plane, the sides of the square are parallel or perpendicular to the The plane parallel to the X axis has the same absolute value of the slope in the two directions with respect to the Y direction, and the plane parallel to the Y axis has the same absolute value of the slope in the Z direction with respect to the X direction. That is, surface 11a in FIG.

11b、11c、lidの形状は同一であり、この4面
の下部の直線4本を結んだ四角形は正方形でありX軸、
Y軸に平行である。
The shapes of 11b, 11c, and lid are the same, and the rectangle connecting the four straight lines at the bottom of these four sides is a square, and the X axis,
parallel to the Y axis.

平面の一般解は Ax+By+Cz+DwO で示されるが、上記の条件より面11aはAx+z+D
、wQ で示すことができる。ここでAおよびり、は定数である
The general solution of the plane is shown as Ax+By+Cz+DwO, but from the above conditions, the surface 11a is Ax+z+D
, wQ. Here, A and ri are constants.

同様に面ttbは −Ay+z+Db=O(Dbは定数) 同様に面11cは −A X + z + D e= O(D cは定数)
同様に面lidは A y + z + D d= O(D dは定数)で
示すことができる。さらに4面はすべて頂点を通ること
から A−D、+Dc−Db −Dd である。このようにタッチプレートを四角錐にすること
により方程式が簡素化でき、演算処理を迅速に行なうこ
とが可能になる。なお、ここではタッチプレートを四角
錐とした例として詳細に述べたが、タッチプレートは三
角錐でも四以上の多角錐で構成することも可能であるし
、さらに球面にすることも可能である。
Similarly, the surface ttb is -Ay+z+Db=O (Db is a constant) Similarly, the surface 11c is -A X + z + D e= O (D c is a constant)
Similarly, the surface lid can be expressed as A y + z + D d=O (D d is a constant). Furthermore, since all four faces pass through the vertices, A-D, +Dc-Db-Dd. By making the touch plate a square pyramid in this way, the equation can be simplified and calculation processing can be performed quickly. Although the touch plate has been described in detail here as an example of a square pyramid, the touch plate can also be configured with a triangular pyramid, four or more polygonal pyramids, or even a spherical surface.

第6図および第7図は第1図の装置に使用されるタッチ
プレートのさらに他の実施例を示す側面図および斜視図
であり、f2aは大きな頂角の円錐面を形成する第1の
タッチプレート、12bは小さな頂角の円錐面を形成す
る第2のタッチプレート、13は第1のタッチプレート
12aおよび第2のタッチプレート12bを支持するベ
ース板である。そして、第1図の場合と同様に、プロー
バのXYステージ上に設けられた不図示の駆動機構によ
って第1のタッチプレー)−12a、第2のタッチプレ
ート12bおよびベース板13は一体的にZ方向に駆動
される。すなわち本実施例は第2図で示したタッチプレ
ート10に代わって第1のタッチプレート12aおよび
第2のタッチプレート12bの2つのタッチプレートを
有する点に特徴がある。
6 and 7 are side and perspective views showing still another embodiment of the touch plate used in the device of FIG. 1, where f2a is a first touch plate forming a conical surface with a large apex angle; Plate 12b is a second touch plate forming a conical surface with a small apex angle, and 13 is a base plate that supports the first touch plate 12a and the second touch plate 12b. Then, as in the case of FIG. 1, the first touch plate 12a, the second touch plate 12b, and the base plate 13 are integrally moved by the drive mechanism (not shown) provided on the XY stage of the prober. driven in the direction. That is, this embodiment is characterized in that it has two touch plates, a first touch plate 12a and a second touch plate 12b, instead of the touch plate 10 shown in FIG.

プローブカード7にはその基板部の下面からプローブ針
の先端までの距離が十分長いものもあるが、一部には2
IllII!程度のプローブカードがある。
Some probe cards 7 have a sufficiently long distance from the bottom surface of the board to the tip of the probe needle;
Ill II! There are some probe cards.

この場合、第2図のタッチプレート10の円錐面の頂点
から円錐面の下端までの距離りが2mm以上あると、タ
ッチプレート10の円錐面がプローブ針6に接触する前
にタッチプレートlOの頂点がプローブカード7の基板
下面に接触する可能性がある。これを避けるためにはタ
ッチプレート10の円錐面と下端部の円の径を小さくし
て全体の高さを低くする必要がある。一方、1回の測定
エリアを大きくするためにはタッチプレート10の円錐
面下端部の円の径を逆に大きくする必要があり、この相
反する要求を両立させるためには円錐頂角を大きくする
方法が考えられる。しかしながら円錐頂角を大きくする
と、わずかの高さ方向の誤差が平面方向の大きな誤差に
なってしまう。そのために頂角が大と小の2種のタッチ
プレートを用意し頂角の大きいタッチプレートでプロー
ブ針先端位置を粗測定し、頂角の小さいタッチプレート
で精密測定を行なうことにより精度の向上と測定時間の
短縮が可能となる。
In this case, if the distance from the apex of the conical surface of the touch plate 10 to the bottom end of the conical surface in FIG. may come into contact with the lower surface of the substrate of the probe card 7. In order to avoid this, it is necessary to reduce the diameter of the conical surface and the circle at the lower end of the touch plate 10 to reduce the overall height. On the other hand, in order to increase the area for one measurement, it is necessary to conversely increase the diameter of the circle at the lower end of the conical surface of the touch plate 10, and in order to satisfy these contradictory requirements, the conical apex angle must be increased. There are possible ways. However, if the apex angle of the cone is increased, a slight error in the height direction becomes a large error in the plane direction. For this purpose, two types of touch plates are prepared, one with a large apex angle and one with a small apex angle.The touch plate with a large apex angle roughly measures the tip position of the probe needle, and the touch plate with a small apex angle performs precise measurements to improve accuracy. Measurement time can be shortened.

[発明の効果] 以上説明したように本発明によれば、プローバにおいて
、移動可能なプローブ針位置測定用の接触部材およびこ
れとプローブ針との接触を検知する手段を設け、接触部
材とプローブ針とが接触したときの接触部材とプローブ
針との相対位置に基づきプローブ針の位置を認識するよ
うにしたため、プローブ針の位置合せの自動化が可能と
なり無人自動測定が可能になる。
[Effects of the Invention] As explained above, according to the present invention, a movable contact member for measuring the position of the probe needle and a means for detecting contact between the contact member and the probe needle are provided in the prober, and the contact member and the probe needle are connected to each other. Since the position of the probe needle is recognized based on the relative position of the contact member and the probe needle when they come into contact with each other, it is possible to automate the positioning of the probe needle and to perform unmanned automatic measurements.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は、本発明の一実施例に係るウェハプローバの上
部概略図、 第2図は、第1図の装置に用いられるタッチプレート部
の詳細図、 第3図は、第1図および第2図に示した装置の動作を示
したフローチャート、 第4図は、タッチプレートにかかる荷重検出用ロードセ
ルを設けたタッチプレートの概略図、第5図は、角錐形
にしたタッチプレートの例を示す斜視図、そして、 第6図および第7図は、2f!!の円錐面を有するタッ
チプレートの例を示す側面図および斜視図である。 1:ウェハチャック、2:θZステージ、3:XYステ
ージ、4:センサ、5:撮像器、6:プローブ針、7:
プローブカード、10゜12a、12b:タッチプレー
ト、11:角錐形タッチプレート、 81:ロードセルのエレメント。
1 is a schematic top view of a wafer prober according to an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a detailed view of a touch plate used in the apparatus of FIG. 1, and FIG. Figure 2 is a flowchart showing the operation of the device shown in Figure 4. Figure 4 is a schematic diagram of a touch plate equipped with a load cell for detecting the load applied to the touch plate. Figure 5 shows an example of a pyramid-shaped touch plate. The perspective view and Figures 6 and 7 are 2f! ! FIG. 2 is a side view and a perspective view showing an example of a touch plate having a conical surface. 1: Wafer chuck, 2: θZ stage, 3: XY stage, 4: Sensor, 5: Imager, 6: Probe needle, 7:
Probe card, 10° 12a, 12b: touch plate, 11: pyramidal touch plate, 81: load cell element.

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] (1)基板上に形成された素子の電気的特性を該素子の
電極にプローブ針を接触させて測定するプローバにおい
て、プローブ針に対し少なくともxおよびy方向に相対
的に移動可能な接触部材と、該接触部材とプローブ針と
の接触の有無を検知する接触検知手段とを備え、該接触
部材とプローブ針とが接触したときの該接触部材とプロ
ーブ針との相対位置に基づきプローブ針の位置を認識す
ることを特徴とするプローバ。
(1) In a prober that measures the electrical characteristics of an element formed on a substrate by bringing a probe needle into contact with an electrode of the element, a contact member movable at least in the x and y directions with respect to the probe needle; , a contact detection means for detecting the presence or absence of contact between the contact member and the probe needle, the position of the probe needle based on the relative position of the contact member and the probe needle when the contact member and the probe needle are in contact with each other; A prober characterized by recognizing.
(2)前記接触部材のプローブ針に対する接触部分が円
錐形である、請求項1記載のプローバ。
(2) The prober according to claim 1, wherein a portion of the contact member that contacts the probe needle has a conical shape.
(3)前記接触部材のプローブ針に対する接触部分が多
角錐である、請求項1記載のプローバ。
(3) The prober according to claim 1, wherein the contact portion of the contact member with respect to the probe needle is a polygonal pyramid.
(4)前記接触部材が複数の部材である、請求項1記載
のプローバ。
(4) The prober according to claim 1, wherein the contact member is a plurality of members.
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