JPH02295146A - プローバ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ この発明は被検査体の電気的特性を険査するためのプロ
ーバに関する。

［従来の技術コ 一般にプローバはウエハ上に形成されたチップの端子（
パッド）に、テストへｙｌ’側の端子をコンタクトさせ
てチップに電圧を印加し、その電気的特性を１！ｊ！査
する装置であり，テストヘッド側の端子とチップのパッ
ドとの正確な位置合わせが最も重要な要素であり、その
ためウエハは水平移動機構であるＸＹステージ上のチャ
ックに搭載され高精度なアライメントが行われ５更に、
マイクロスコープ等によってウェハ−Ｌ面からプローブ
針とパッドとの確実なコンタクトがＫｒ？Ｊｒされる。

従来ブローバはこのようにウエハ上面からコンタクトを
確誌するという要請及び保守上の要請から第６図に示す
ようにな摘成になっている。すなわち，ブローバの主要
部であるＸＹステージ２０はブローバ本体の下側にあっ
てチャック１〜ツプ２１−Ｅ面にウェハ２２を載首する
。そしてこのプローブ本体の上面に回動可能なテス１・
ヘッド３０を搭載し、ウェハ２１に対し、上側からコン
タクトを図ると共に，テストヘツ１〜３０の中央部より
マイクロスコープ４０で目視等によるコンタクトの確認
ができるように構成されている。

［発明が解決しようとする課題］ しかし、近年、この分野におけるパターン認識技術の導
入に伴ない、必ずしもマイクロスコープを用いた位置合
わせが必須ではなくなっている。

又、最近５チップの高集積化に伴ないテストヘツドが多
ピン化し、大型化しており、例えば１２０〜１３０Ｋｇ
の重量のものがある。このような大型のテストヘッドを
回動させてプローバ上に搭載することは困難であり、し
かも保守上も好ましいことではない。このため、テスト
ヘッドの駆動機構５０を設け、テストヘッドを軽量化し
た装置等があるが、そのためにプローバ全体として更に
大型化する欠点がある。

［発明の「１的］ 本発明はこのような従来の問題点を解決し，大型テスト
ヘッドであってもプローバ全体として大型化することな
く、しかもテストヘッド自体の駆動が容易であるたて形
のプローバを提供することを目的とする。

［課題を解決するための手段］ このような目的を達成する本発明のプローバは、被検査
体を略垂直に保持する機構と，該機構により保持された
前記被検査体を垂直方向および平面内移動するステージ
と，前記被検査体の側方から触子が電気的に接触される
テストヘッドを備えたものである。

［作用］ テストヘッドはプローバ本体の側面に位置し、保持機構
（チャック）によって略垂直に保持された被検査体とテ
ストヘッドが側方から対面接続される。従って、テスト
ヘッドはその荷重を床面で支承した状態でプローバ本体
に対し側方に移動させることができ，極めて操作性がよ
い。

［実施例］ 以下、本発明の好ましい実施例を図面を参照して説明す
る。

プローバは第１図に示すようにプローバ本体１とテスタ
２とを備え、本体１には被検査体であるウェハをロード
するためのローダ部３及び操作パネル４が備えられてい
る。更に、ブローバ本体１には、第２図に示すようにウ
ェハを垂直に保持する機構としてのチャック５、チャッ
ク５を垂直平面内で（ＸＺ軸に沿って）移動するための
ステージ６，ウェハのスクラブラインとステージ６のＸ
Ｚ軸とを整合させるためのアライメント部７、ウェハ上
に形成された各チップとテストヘッド２とを電気的に接
続するためのブローブカード部８を備える。

ローダ部３には第３図に示すように多数のウエハ９を垂
直に収納するキャリア１０が自動又は手動でセットされ
る。更にローダ部３はウェハのオリエンテーションフラ
ット（以下、オリフラという）を合わせる、いわゆるブ
リアライメント機構３１及びキャリアｌＯからウェハ９
を取り出すための機構３２を備える。

第４図及び第５図にこのような機構の好適な実施例を示
す。すなわち，ローダ部３はプリアライメン１・機構と
して一対の回転ローラ３１を備える．回転ローラ３１は
ローダ部３の奥行方向に平行して、キャリア１０がセッ
トされる下面に近接して設けられ、図示しない邸動手段
によってウェハ２の下端に当接する位置に移動すること
ができる。

この状態で回転ローラ３１を回転させるとウェハも同時
に回転するが、オリフラが丁度一対の回転ローラ３１の
間にきたところで、ウェハ９は回転ローラ３１と接触し
なくなるため回転を停止する。すなわち，オリフラが揃
うことになる。このように回転ローラ３１を用いること
により、キャリア１０内のウエハ９を一挙にプリアライ
メン卜することができる。

ここで，回転ローラ３１はキャリア１０のセット時及び
次のウェハを取り出す工程ではキャリア１０の下面から
側方又は下方の待期位置へ待避できる構成とする。

このブリアライメント後のウエハを取り出す機構として
第５図に示すような支持アーム３２が設けられる。支持
アーム３２はウェハを支持するための溝を有し，図示し
ない邸動機構によって上下移動するように構成されてお
り、回転ローラ３１が待避した後、下力からウェハ９を
つき上げて上記溝によりウェハ９を支持し，キャリア１
０の上方にウェハ９を取り出す。

キャリア１０上方に取り出されたウェハ９はサブチャッ
クを介してあるいは直接チャック５に保持される。チャ
ック５は吸着によってウェハ２を保持するもので、０回
転機構を有すると共にＹ方向（プロープ針と接触する方
向）に移動可能であり、ステーシ６に固定されＸｚ方向
に邸動される．アライメント部７は公知の光学的アライ
メント手段及び画像処理用ＴＶカメラを備え，ウエハ９
のスクラブラインとステージ６のＸＺ軸とを整合させる
と共に、画像処理によって後述のファインアライメント
を行う。

ブローブカード部８はその前面（側面）に従来のプロー
バ同様のインサートリングを備え、インサー１−リング
には、テストヘッドとチップとの電気的接触を図るため
の導電性の触子（プローブ針１１ａ）を配列したプロー
ブカード１１がウエハ９と対１ｎｉするように固定され
ていると共に、テストヘツ１ク２と電気的に接続するた
めのコンタク１〜ボード１２が固定される。

テスト八ソｌ＜２はこのように構成されるブローブカー
ド部８のインサートリングに対面するように配設され、
インサートリングから離反する待避位置に移動する機構
を備える。このような移動機構は例えば、テストヘッド
２力叫父置される台２１−にＸレール及びモータ等の■
５ト動毛段を設けることによって，あるいは扉状に回動
する機構を設けろことによって構成できる。この場合、
テス１−八ノ１−２の荷重は台２１が受けているので従
来のようにブローバ上面でテストヘットを回動あるいは
平行移動させるのと違い、機構的に無理がなく■．つ操
作性がよい。尚、Ｘ方向の移動機横の場合は適当なスト
ツパ等の位置決め手段を設け、テスｌ一ヘンド２をスラ
イトすることによりテストヘッ１・２の端ｆとコンタク
トボード１２の端子が−５１するように構成することが
望ましい。

以上のような構成におけろ本実施例のプローバのりｊ作
について説明する。

まず、インサー１−リングにＪ１１１定すへきウエハに
対応するブローブカード１１を固定した後、テストヘッ
ド２を移動機構によって待機位置から移動させ，インサ
ー１〜リングに対面させるように位置決めし、テストヘ
ッド７の端子（例えばピン）とインサートリンク側の端
ｒ（例えばソケット）とを接続する。次に、測定に先立
ってオー１−セットアップにより、プローブ針について
の位置データを記憶しておく。

ウェハとブローブカートが垂直に配列し、側方から接触
するように構成された本発明のブローバにおいては、チ
ップパッドとプローブ針との位置合わせ（ファインアラ
イメント）はマイクロスコープを用いずパターン認識に
より行う、いわゆるオートセットアップが好適である。

オートセソ１へアンプは次のように行う．，まず，ＡＱ
板のようなダミーウエハとプロープ針とをウェハのテス
トチップに対応する位置でコンタクトさせることにより
ダミーウエハにプローブ針の針跡を形成し、この針跡を
アライメント部７の”ｌ’　Ｖカメラによって画像認識
し、その位置データを内蔵されたＣ　Ｐ　ｔＪに記憶し
ておく。そしてｉｌｌ’ｌ定に際し、アライメント部７
で−枚［１のウエハのテストチップについてそのパッド
位置を画像認識し、七記のように記憶された針跡の位置
データと比較してそれと合致するようにチャックを移動
する。これにより、テストチップのパッドとプローブ釦
どの位１８合わせが完了する。

測定に際しては、まず図示しない搬送系から運ばれたカ
セット１０をロボットアームあるいは手動によりローダ
部３にセッ１・シ，そのウエハについてのデータを操作
パネルから人力すると共に、スター１−ボタンを押下す
る。これによりローダ部３において回転ローラ；３１が
移りＪしてカセッｌ−１０内のウェハ９下面に当接する
と共に回転し、ウェハ９を回転させてブリアライメン１
〜を行う。

ブリアライメント後、回転ローラ３１は待避し、カセッ
ト１０はロータ部３の内側へ段階的に前進する。まず、
この−・段階［１の眞進によって最先端のウェハ９は支
持アーム３２上に位首し、支持アーム３２の上昇によっ
てこれに保持され、カセット１０上に取り出される。こ
の取り出されたウエハをチャック５が吸７？′１保持す
る。チャック５がウェハを保持するとアライメント部７
において、光学系によってウェハのスクラブラインとス
テージの軸方向とが整合するようにウェハの位置合オ）
せが行われる。

次いで、所定のテストチップについてパッドの画像認識
を行い，この位置データがオートセットアップによって
予め記憶されたプローブψ１の位置データと一致するよ
うにチップの位置合わせを行う。

しかる後に，ウェハはブローブカード部８に搬送され、
必要に応じ、くい込み量のチェック，５点チェック等を
行った後，ステージ６によってウエハを縦・横に位置決
めしながら各チップについて測定を行う。すなわち、自
動的に１チップ分ずつステージ６をＸ軸方向に移動させ
た後，゛ステージ６をブローブカード方向に移動させて
電極パッドとプローブ針を接触させる。その後テストす
る。

テスト終了後、次のチップを測定するためウエハをプロ
ーブカードから離反させ，次のチップ対応位置にステー
ジ６を移動させ同様にして次のチップをＭり定する ここでウェハの位置決め駆動は，垂直（Ｚ）方向に段階
的に位置決めした後、水平（Ｘ）方向にインデックス送
りしながら行う。このような廓動方法にすることにより
、パックラッシュが除去される。

測定終了後のウェハは、アンロードポジション（アライ
メント部７）に搬送され，ここで上昇している支持アー
ム３２に保持された後、支持アーム３２の下降によって
キャリア１０内に戻される。

次いで、キャリア１０を更に一段階前進させ、二枚［』
のウェハについて一枚目と同様に支持アーム３２により
キャリア１０から取り出し、後は全く同様に測定が行わ
れる。

尚、上記実施例においては．プローバをたで形（ヘッド
を垂直）とするために好適なローディング方法及び位置
合わせ方法を示したが，本発明はこのような方法に限定
されるものではなく、特許請求の範囲に記載される範囲
において山山に変更できる．例えば口〜ディングは従来
のローディング方法をそのまま採用し，サブチャックあ
るいはチャック自体に水平から垂直への回転機能をもた
せることも可能であり、又、プローブ針とチップパッド
との位置合わせについては従来のようにマイクロスコー
プを採用することも可能である。

更に、以上ヘッド及びウェハの保持を垂直にする構成に
ついて述べたが、本発明において「垂直」は厳密な意味
に解するものではなく、例えばプローバ本体とテストヘ
ッドとの接触面を水平面に対し斜行するような構成とす
ることも可能である。

また，上記実施例ではウェハプローバについて説明した
が、ＬＣＤプローバでもデバイスプローバでもいずれに
も適用できる。

し発明の効果］ 以上のように本発明のプローバにおいては、プローバ本
体とテストヘッドとの位置関係を変えることにより、テ
ス１・ヘッドの荷重を実質的に床而で支承するようにし
たので，大重量のテストヘッドをプローバ上面で移動さ
せることによる悪影響、すなわち操作性の悪さ、保持酎
久以１の問題、操作全体の大型化等を解決し、操作性に
優れ且つ多ピン大型テストヘッドを採用しても全体とし
て小型化が可能なブローバを提供することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図ないし第３図はそれぞれ本発明の一実施例のプロ
ーバを示す斜視図，上面図及び側面図、第４図及び第５
図はそれぞれ好適なローダ部の構成を示す図、第６図は
従来のプローバを示す図である。 １・・・・・・プローバ本体 ２・・・・・・テストヘッド ３・・・・・・ローダ部 ５・・・・・・保持する機構（チャック）６・・・・・
・ステージ ９・・・・・・被検査体（ウェハ） 代理人　弁理士　　守　谷　一　雄 第 図 第 図 第 図 第 図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 被検査体を略垂直に保持する機構と、該機構により保持
   された前記被検査体を垂直方向および平面内移動するス
   テージと、前記被検査体の側方から触子が電気的に接触
   されるテストヘッドを備えたことを特徴とするプローバ
   。