JPH03142848A - 位置合わせ方法 - 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、位置合わせ方法に関する。

【従来の技術】

トランジスタや集積回路（ＩＣ）等の半導体製造工程に
おける測定の１つとしてプローブ測定がある。このプロ
ーブ測定は、被測定体例えば、半導体ウェーハ上にパタ
ーン形成により完成された半導体チップと、測定器等か
らなる測定回路とをプローバの探針即ちプローブ針を用
いて、電気的に接続し、半導体チップの電気的特性の測
定を行うものである。 すなわち、プローバによるウェーハの測定は、互いに直
交するｘ、ｙ、ｚ方向の各方向に移動可能でさらにＸ方
向及びＹ方向を含む平面内における回転方向（θ方向〉
に回転可能な載置台上にウェーハを載置し、このウエー
ノ１と対向する上方にプローブ針を輪設けたプローブカ
ードを取り付け、載置台をインデックス移動させること
によりウェーハ上に形成された半導体チップにプローブ
カードのプローブ針を順次接続させて測定を行う。 ところで、プローブカードの取り付は位置精度は悪く、
そのままではプローブ針と半導体チップの電極パッドと
の正確な接触は困難であるため、上記ウェーハの測定を
行う際には、予め上記半導体チップ表面に形成されてい
る電極パッドと上記プローブ針の位置合わせを行う必要
がある。 従来、この電極パッドとプローブ針の位置合わせは、プ
ローブカードを回転させてθ方向の補正を行うとともに
、載置台をＸ１Ｙ方向に移動して行っていた。 しかし、プローブカードを回転させることは、プローブ
カードの回転機構を特別に設ける必要があり、装置を大
型化してしまうとともにメジャリングラインが複雑化す
るために正確な測定結果が得られないという問題があっ
た。そのため、プローブカードの回転機構は設けずに、
θ方向の補正を載置台の回転により行う技術が注目され
ている。 このような技術は、例えば、特開昭６０−５９７４６号
に開示されている。

【発明が解決しようとする課題］ ところで、前記特開昭６０−５９７４６号の技術は、載
置台上にウェーハを載置し、定置されたプローブカード
の探針の配列方向（探針の座標系）をＸ、Ｙ方向として
、これを基準としてウェーノ＼を回転させて、このウェ
ーハ上に形成されている半導体チップの電極の配列方向
（電極座標系）をプローブカードの探針の座標系と平行
にし、次いで半導体チップを探針の座標系上で移動させ
ることにより、プローブカードの探針と半導体チップ電
極の位置を合わせる方法である。 したがって、同一種類のウェーハであって、載置台に対
し、常に同一位置にウェーハが載置されるのであれば、
最初のウェーハについての載置台の回転角及びＸ、Ｙ方
向の移動距離を求め、これを記憶しておくことにより、
２枚目以降のウェーハは、これら記憶された回転角、Ｘ
、Ｙ方向の移動距離だけ移動することにより、自動的に
プローブカードの探針と、ウェーハ上の半導体チップの
電極パッドとの位置合わせを行うことはできる。 しかしながら、実際的には、載置台に載置されるウェー
ハの位置は、各ウェーハ毎に異なり、回転中心位置がず
れるために各ウェーハ毎にプローブカードとの位置合わ
せのための移動距離が異なってしまっており、このため
、上記のような自動位置合わせを行うことはできず、実
質上、各つ工−ハ毎に位置合わせを行う必要があり、プ
ローブ測定のスループットが低いという問題がある。 また、上記の位置合わせ方法の場合、プローブカードの
探針の座標系に半導体チップの電極座標系を方向合わせ
した後、ウェーハ全面のチップを順次プローブする必要
があるが、その精度は数周の高精度を保持する必要があ
るため、プローブする方向を単にプローブカードの方向
に一致させるだけでは全く不十分である。すなわち、ウ
ェーハ上の１つの半導体チップに対してプローブカード
の位置合わせをしただけでは、その半導体チップについ
ては方向が合っていても、ウェーハのチップ全体につい
てのチップ形成方向とは微妙に狂っている場合がある。 そこで、従来、実際にはウェーハ毎にウェーハ全面のチ
ップをサーチして手動にてウェーハのθ補正を行い、概
略針合わせを確認した後、プローブを開始する必要があ
り、その操作性上のスループットは大幅に低下する。 この発明は、上記の欠点に対処してなされたもので、装
置を大型化することなく被測定素子の電極に測定用探針
を正確にかつ自動的に位置合わせすることが可能な位置
合わせ方法を提供しようとするものである。 【課題を解決するための手段】 この発明は、載置台に載置された被測定体上に格子状に
配列されている被測定素子の電極に、測定用探針を接触
させて、上記被測定素子を測定する装置において、 上記測定用探針の設置時に、この測定用探針の設置方向
を検出する手段と、 上記被測定素子の配列方向を上記載置台の移動方向に合
わせる手段と、 その合わせた角度位置を基準として、上記被測定体を回
転させることにより、上記検出した測定用探針の設置方
向に、上記被測定体上の被測定素子の電極の配列方向を
自動的に設定する手段と、上記被測定体上の複数の被測
定素子のパターンを検出することにより、上記測定用探
針に対して上記被測定素子を順次に移動させて接触させ
るプローブ方向を認識し、決定する手段と、上記被測定
体上の複数の被測定素子のパターンと、予め記憶されて
いる基準パターンデータとを用いて、上記被測定体の基
準位置を検出する手段と、 この基準位置に基づいて、予め記憶された補正量を用い
て上記用足用探針と上記被測定素子の電極とを自動的に
位置合わせする手段とを備えたことを特徴とする。 また、この発明は、上記基準パターンデータとして、上
記載置台の移動方向に上記被測定素子の配列方向を合わ
せたときの上記披δｔ１定素子上の特異パターンを用い
、上記被測定体を、このパターンを基にして上記測定用
探針の方向に合わせるように回転処理することにより、
上記被測定体の基準位置を検出することを特徴とする。

【作用】

この発明においては、δＰ１定用採用探針規設置時や交
換設置時に、測定用探針すなわち例えばプローブカード
の、載置台の移動方向（Ｘ、Ｙ）に対するずれの設定角
度θが、例えばダミーウェーハに付加された測定用探針
の針跡を検出することにより検出される。 載置台に載置された被測定体、例えば半導体つ工−ハは
、先ず、そのウェーハ上に格子状に配列された半導体チ
ップの配列方向が載置台の移動方向（Ｘ、Ｙ）と一致す
るように自動調整された後、プローブカードの設定角度
分だけ回転させられ、探針の方向と半導体チップの配列
方向とが合わせられる。 次に、ウェーハ上の任意の複数の半導体チップの画像パ
ターンを用いて、チップ配列方向が正しくプローブカー
ド設定角度θに等しくなるように自動調整し、プローブ
方向を認識し、決定する。 次に、この画像パターンを検出することにより予め記憶
されている基準画像パターンとなる位置を認識し、その
位置をウェーハについての基準位置とする。 この場合、基準画像パターンとしては、載置台の移動方
向とチップ配列方向が一致している状態のものを用いる
のが好ましく、この基準画像パターンを、画像処理によ
りプローブカードの設定角度分回転して作成しておく。 そして、前記画像パターンが、この回転した基準画像パ
ターンと一致する位置を検出して基準位置とする。 この基準位置は、同一品種のウェーハであれば常に同一
位置となる。したがって、この基準位置からの補正量が
予め記憶されていれば、その補正量だけ、位置補正すれ
ば、探針と半導体チップの電極との位置合わせが自動的
にできるものである。

【実施例】

以下、この発明による位置合わせ方法の一実施例を、半
導体ウェーハの検査工程に適用した場合を例にとって、
図を参照しながら説明する。 第１図は、この例のウェーハプローバの全体システムの
概要を示し、また、第２図はプローブ装置の前面から見
た一部断面図を示している。 図において、１はプローブ装置本体を示し、また、２は
アライメントユニットである。プローブ装置本体１には
メインステージ３が設けられる。 このメインステージ３には、ウェーハ１１の測定用載置
台４が取り付けられ、水平面内において互いに直交する
Ｘ方向及びＹ方向に移動可能とされている。また、載置
台４は、Ｘ、Ｙ方向に直交するＺ方向、すなわち上下方
向に昇降駆動させるように構成されるとともに、載置台
４は２方向の回転軸を回転中心として回転可能に駆動す
るように構成されている。 プローブ装置本体１において、図中＋印で示す位置は、
テスト位置５であり、このテスト位置５には、第２図に
示すように測定用探針６を有するプローブカード７が設
置される。 この例の場合、プローブカード７はリングインサート８
に紐み込まれた状態で、後述するプローブカード交換器
によって自動交換ができるようにされている（プローブ
カード自動交換機については特開昭６２−１６９３４１
号、特開昭６２−２６３６４７号参照）。 プローブカードは、絶縁性の例えば合成樹脂の基板にプ
リント配線が施され、各配線の一端が探針６に接続され
て構成されたもので、各配線の他端は測定用テスタ（Ｈ
Ｆタイプのブローμであればブローμ本体のテスト位置
５の上方にテストヘッドが設けられる）に、例えばプロ
ーブピン等を介して電気的に接続される。そして、この
プローブカード７は、リングインサート８に取り付けら
れ、このリングインサート８がプローブ装置本体１の上
面のヘッドプレートに着脱自在に取り付けられるもので
ある。 このプローブカード７及びリングインサート８の中央に
は開口が設けられており、この開口を介して下方のウェ
ーハ１１及び探針６が監視可能なように、開口の上方に
は顕微鏡（あるいはテレビカメラ）５０が設けられてい
る。 また、アライメントユニット２には、第２図に示すよう
にアライメント用の画像認識装置としてのカメラ９が設
けられている。アライメントのために、載置台４は、こ
のカメラ９の下方にまで移動されれるものである。 また、１０はオートローダ、２０はプローブカード交換
機である。 オートローダ１０には、被測定体としての半導体ウェー
ハ１１を各葉毎に所定の間隔を開けて板厚方向に複数枚
、例えば２５枚収納可能なウェーハカセット１２がカセ
ット載置台１６上に載置されて設けられている。ローダ
ステージ１３は、つ工−ハピンセットとウェーハテーブ
ルを有し、ウェーハピンセットにより、カセット１２内
のつ工−ハ１１をピックアップし、ウェーハテーブルに
設置する。また、ローダステージ１３は、図示しないＹ
方向駆動機構と、２方向昇降機構により駆動可能とされ
ている。ウェーハハンドリングアーム１４は、ローダス
テージ１３上のウェーハを測定用載置台４に搬送し、ま
た、載置台４上のウェーハをローダステージ１３のウェ
ーハテーブル上に搬送する。また、オートローダ１０に
は、プローブカード７の探針に接触させたとき、その針
跡が残るようにされたダミーウェーハ１５が、カセット
１２に複数枚収納されている。 カード交換機２０には、プローブカード７をリングイン
サート８に装置したものが収納棚２１に、複数個収納さ
れている。プローブカード７は消耗品であり数日で交換
の必要を生じる。このため、同種のプローブカードが複
数個、収納棚に収められ、順次交換される。 また、例えば被測定対象がロジック用ＬＳＩなどの場合
には、多品種少量のため、■日に数回のプローブカード
の交換を必要とする。この場合には、測定するＬＳＩの
種類に応じた複数個のブローブカードアッシイ　（プロ
ーブカードがリングインサートに組み込まれたもの）を
、収納棚２１に収納し、交換器コントローラ３４に記憶
しておくものとする。そして、例えば同品種の予め定め
られた枚数のウェーハの測定が終了して、別の品種のウ
ェーハの測定に変わる毎に、それに先だってプローブカ
ード交換機２０によってブローブカードアッシイを、そ
の品種に対応したものに交換するようにするものである
。 そして、オートローダ１０は、ローダコントロ−ラ３２
により駆動制御され、アライメントユニット２はアライ
メントコントローラ３３により駆動制御され、カード交
換機２０は交換機コントローラ３４により駆動制御され
ている。 また、本体コントローラ３１によりプローブ装置本体１
のメインステージ３、したがって載置台の移動及び回転
が駆動制御される。また、この本体コントローラ３１は
、プローブ装置全体をコントロールするもので、ローダ
コントローラ３２、アライメントコントローラ３３、交
換機コントローラ３４を制御するべく、これらとの間で
データや制御情報の授受を行うようにされている。これ
らコントローラ３１〜３４には例えばコンピュータが搭
載されている。 そして、この本体コントローラ３１には、データ記憶用
のファイルユニット４０が接続されており、後述するよ
うに、品種に対するパラメータ、針合わせ用ウェーへの
パターンデータ、補正データ及びプローブするための位
置補正データ等を記憶する。 以上のように構成したプローブ装置に、この発明方法を
適用した場合の位置合わせ方法及びプローブ動作を、以
下説明する。 以下の動作はコントローラ３１〜３４によって、そのプ
ログラムにしたがって行われる。 ［新品種に対する設定］ 新品種が投入されたときには、この品種に該当するブロ
ーブカードアッシイ７，８が、プローブカード交換機２
０によってテスト位置５に設置される。 次に、本体コントローラ３１の指令によりローダコント
ローラ３２によってオートローダ１０では、ダミーウェ
ーハ１５をカセット１２から取り出し、載置台４に載置
する。その後、メインステージ３は、載置台４をテスト
位置５に移行する。 そして、載置台４をＺ方向に上昇させて、プローブカー
ド７の探針６をダミーウェーハ１５の表面に接触させ、
ダミーウェーハ１５の表面に針跡を付加する。 次に、メインステージ３は、載置台４上のダミーウェー
ハ１５をアライメントユニット２のカメラ９の下方に移
行する。アライメントユニット２では、ダミーウェーハ
１５上の針跡を検出することにより、プローブカード７
の針先位置（プローブカード位置に相当）及び第３図に
示すように、メインステージ３のＸ、Ｙ移動方向を基準
にした座標系（Ｘｏ、Ｙｏ）に対するプローブカード７
の設定角度θ１を認識する。 この設定角度θ、は、次のようにして求めることができ
る。 すなわち、針跡が第４図でｎ１ｑｎ２・・・ｎ、のよう
にダミーウェーハ１５に付いたとする。これら針跡ｎｌ
、ｎ２・・・ｎ、はカメラ９により検出され、座標系（
Ｘｏ、Ｙｏ）でのＸ座標の値Ｘ。 ｘ２・・・Ｘ、が得られる。そこで次式を用いて、角度
θ１が計算される。 Ｖ２　ｔａｎθ＋（ｘｔ２　ｘｔ２） ここで、ｆ　（ｘ）は針跡ｎ１から針跡ｎ、までの位置
を順次直線で結んだときの折れ線グラフとする。 こうして求められた設定角度θ１の情報は、ファイルユ
ニット４０に記憶される。 また、針跡ｎ１ｑｎ２・・・・・・ｎ、の座標（Ｘ＋、
ｙ＋）、（Ｘ２　、ｙ２　）　　−”’　　（Ｘｒ　ｓ
　’Ｉｔ　）から、その平均の座標Ｐｃｘ、Ｐｃｙを求
める。 ｐ　ｃ　ｘ−Ｘ　ｒ　＋　Ｘ　２　＋　”’　＋Ｘ　′
、、・、・、　　（２）Ｐｃｙ、ｙＩ＋ｙ２＋１１＋ｙ
「。００．　（３）この座ｔｌｆ　（Ｐ　ｃ　ｘ、　Ｐ
　ｃ　ｙ）　ヲフｏ−フカ−Ｆの位置座標としてファイ
ルユニット４ｏに記憶する。 以上が終了したら、カセット１２にダミーウェー１）１
５をアンロードする。 次に、ウェーハカセット１２内に収納されている該当品
種のウェーハ１−１をローダステージ１３のウェーハピ
ンセットにより取り出し、このつ工−ハ１１をローダス
テージ１３にて、このウェーハ１１に形成されているオ
リエンテーション◆フラットを基準にプリアライメント
を行なう。このプリアライメント後のウェーハ１１をハ
ンドリングアーム１４により載置台４上に載置する。こ
のとき、載置台４上に載置されたウェーハ１１は、プリ
アライメントされていることにより、はぼ位置合わせは
されているが、ウェーハ１１の表面に形成されている半
導体チップの電極部は極小であるため、さらに正確にア
ライメントの必要がある。 このため、ウェーハ１１を載置した載置台４を、アライ
メント用カメラ９の下方へ移行する。そして、ウェーハ
１１の表面をカメラ９に結像する。 この画像データから第５図に示すように、ウェーハ１１
に形成されている半導体チップの完全チップ即ちウェー
ハ１１の周縁部の半欠はチップを除いたチップのうち、
−例に並ぶ任意の複数のチップ、例えばウェーハ１１の
周辺のチップ５１．５２についての画像パターンを検出
する。そして、このウェーハ１１上の画像パターンデー
タに基づいて載置台４の移動方向Ｘ。ＳＹＯと上記ウェ
ーハ１１の表面に形成されている半導体チップの配列方
向のずれを検出し、このずれをなくす方向に載置台５を
回転させ、載置台４の座標（Ｘｏ。 Ｙｏ）にウェーハ１１のチップの配列方向を自動的に合
わせる。 このとき、カメラ９にて検出したパターンデータを基準
画像データＡＺＯとし、これを基準データとしてファイ
ルユニット４０に記憶する。 これと同時に、ウェーハ１１に形成されている半導体チ
ップの完全チップのみを選択し、この配置をウェーハマ
ツプ化して記憶する。 次に、ウェーハ１１を、プローブカード７の設定角度θ
１だけ補正回転させる。さらに、アライメントユニット
２によりウェーハ１１上の前記周辺チップ５１．５２の
画像パターンを検出し、回転補正量が正しくθ１になる
ように制御する。補正回転角θ１は、第６図に示すよう
に、チップ５１及び５２間の座標系（ｘｏ、Ｙｏ）上で
の距離Ｘｐ、Ｙｐから、 ＩＹｐ θ、　　−ｔａｎ　　□　　　・・・・・・　　　　（
４）ｐ として求められ、この補正回転量θ、が、正しくθ、に
なるように制御されるものである。 これにより、半導体ウェーハ１１の半導体チップの配列
方向、即ちプローブカード７の探針６に対して半導体チ
ップ位置を順次移動させるプローブ方向を正確に検出し
、認識する。 次に、記憶した基準画像データＡＺＯを、プローブカー
ド７の設定角度θ１だけ回転した状態の画像データを、
データ演算処理により形成し、その回転画像データをＡ
Ｚθ１として記憶保持する。 そして、この回転画像データＡＺθ１を参照して、アラ
イメントユニット２においてメインステージ３をＸ。、
ＹＯ方向に移動させ、カメラ９にて撮影している画像か
ら、この回転画像データＡＺθに一致する画像パターン
をサーチする。そして、それを見つけ出したら、その位
置をウェーハ１１についての基準位置とする。 そして、この基準位置が前記プローブカード７の位置（
Ｐ　ｃ　ｘ、　Ｐ　ｃ　ｙ）に一致するようにテスト位
置５にウェーハを移行する。 一般に、この状態では、プローブカード７の探針の方向
と、ウェーハ１１のチップの配列方向とプローブカード
の探針の配列方向は互いに平行になっていても、ウェー
ハ上の電極パッドの位置を認識していないため、針合わ
せは完成されていない。 そこで、オペレータは、顕微鏡５０を用いて、半導体チ
ップの電極パッドが、プローブカードの針先に合致する
ようにメインステージ３により載置台４を、Ｘ、、Ｙ、
方向に移動させ、その移動補正量ＸＺθ、　Ｙ２Ｏ２を
ファイルユニット４０に記憶する。 さらに、この移動補正ｊｌＸＺθＩ　Ｙ２Ｏ２からθ、
−〇の時の基準補正量ｘＺＯ１ＹＺＯを計算し、ファイ
ルユニット４０に記憶する。 この場合、移動補正量ＸＺθ１　Ｙ２Ｏ２と、基準補正
量ＸＺＯ，ＹＺＯとの関係は次のようになる。 すなわち、第７図はθ＋−０のときのプローブカード７
の位置と、オペレータにより移動補正前のウェーハ上の
半導体チップチップとのずれを説明するための図、第８
図は、θ鵞〉０のときのそれを示すものである。 両図において、 ＰａＺＯ；θ１−０のときのウェーハ位置Ｐａｌθ、；
θ、〉０のときのウェーハ位置Ｐ　ｃ　ｌ　Ｏ；θｌ−
０のときのカード位置Ｐｃｌθ、；θ１　〉０のときの
カード位置である。図から明らかなように、 ｘＺθ＋−１０＋ＹＺＱ２ ｘｃｏｓ　　（ｔａｎ−１ＹＺＯ＋θ１）ＸＺＯ ・・・・・・　　　（５） ＹＺθ＋　　＝　　　　ｌＯ＋ｙＺｏ２ｘｓｔｎ　　（
ｔａｎ　−ＩＹＺＯ＋θＩ）ＸＺＯ ・・・・・・　　　（６） また、 ＸＺＯ＋ＹＺＯ２−ＸＺＯ２＋ＹＺθ２・・・・・・　
　　（７） である。 以上のようにして、プローブカード７の探針６と半導体
チップの電極パッドとの位置合わせを終了した後には、
メインステージ３の移動座標系（Ｘｏ、Ｙｏ）に対して
、前記角度θ、の角度をもったプローブ方向に、順次プ
ローブを実行する。 この場合において、初期においてウェーハ１１を回転す
る前に記憶されている完全チップのつ工−ハマップデー
タを使用して、第９図に示すようにウェーハ上の完全チ
ップＡ、Ｂ、Ｃを順にプローブすることになる。この場
合、チップからチップへの移動誤差をなくすために、セ
ンタチップＰの座標を基準として、測定するチップＡ、
Ｂ、Ｃ。 ・・・・・・の座標を計算した上で座標（ＸｏＳＹｏ）
での移動量を計算することが重要である。 プローブ紬（Ｘ２、Ｙ２）上の座標をメインステージ３
、すなわち載置台４の移動座標軸（Ｘ、、Ｙｏ）上の座
標に変換する場合は下式（８）、（９）により求めるこ
とができる。 Ｘｏ−ｘ２ｃｏｓθ＋ｙ２ｓｉｎθ　・・・・・・　（
８））’Ｏ−）’２８０８θ＋ｘ２ｓＩｎθ　・・・・
・・　（９）第９図において、チップＡ→Ｂ１チップＢ
４Ｃへ移行する場合には、各チップの座標値の差を各移
動量とする。 ＢＣ−Ｃ（！　　Ｃ）ｌ　　Ｃ）　　−八（ｘ　　ｂ　
　ｙ　　ｂ　　）−−−−・・（１１）上記（１Ｇ）、
（１１）式はＸ。、Ｙｏ軸の座標値で計算されたものと
する。 かくして、ウェーハ１１上の完全チップ全てについて正
確に針合わせをしながら、プローブ動作を実行すること
ができる。 ［繰り返し同品種に対する処理１ 以上のようにして、ある品種について最初の１枚のウェ
ーハについての位置合わせを行ない、測定をした後、２
枚目以降のウェーハについては、全自動で測定を行なう
ことができる。 この場合、ファイルユニット４０には、前述したように
、基準画像データＡＺＯ１基準補正ＥＩＸｔｏ、ＹＺＯ
が記憶されている。また、プローブカード７の交換設定
が行われていなければ、プローブカード７の設定角度θ
１、回転画像データＡＺθ４、補正量ｘＺθ、　ＹＺＯ
１も記憶されている。 そして、ウェーハ１１は載置台４に載置し、前述と同様
に、アライメントユニット２において、チップ５１．５
２についての画像パターンを検出し、それに基づいて、
チップ配列方向をメインステージ３の移動方向Ｘ。、Ｙ
ｏに合わせた後、載置台４を、θ、だけ回転し、さらに
前記画像パターンを用いて微調整する。その後、記憶さ
れている回転画像データＡＺθ１を用いて、前述と同様
にしてウェーハ１１についての基準位置を検出し、その
位置をテスト位置５のプローブカード位置ＰａｘＳＰａ
ｙに移行する。そして、記憶されている補正ｆｆ１ＸＺ
θ、　ＹＺＯ１だけ載置台を移動することにより、プロ
ーブカード７の探針と半導体チップの電極パッドとの位
置合わせを自動的に行なうことができる。 そして、位置合わせ後は、前記と同様にしてプローブ方
向（Ｘ２、Ｙ２）とメインステージ３の移動方向（Ｘｏ
、Ｙｏ）との角度差θ１を補正しながらプローブを実行
する。 次に、同品種のウェーハの測定中に、プローブカードの
消耗により交換設定を行なった場合を説明する。 この場合、最初のウェーハと同様に、ダミーウェーハ１
５を載置台４上に載せ、プローブカード７の下方に移行
して、載置台１４を上昇させることにより、ダミーウェ
ーハ１５上に針跡を付加する。 そして、アライメントユニット２にダミーウェーハを移
送し、カメラ９でその針跡を検出することにより、前述
したようにしてプローブカード７の位置と、設定角度θ
２を認識し、ファイルユニット４０の角度θ、をＯ２に
書き換える。 そして、載置台４をこの角度θ２だけ回転し、また、画
像パターンデータを用いて、正しくＯ２だけ回転するよ
うに調整する。 さらに、基準画像データＡＺＯと、基準補正量ＸＺＯ１
ＹＺＯを、各々θ２だけ回転した回転画像データＡＺθ
２及び移動補正量ＸＺθ２、ＹＺθ２を作成する。 Ｘ２０２１ｗ　ＸＺＯ＋ＹＺＯ ＸｅＯ８（ｔａｌ’ｌ　１ＹＺＯ＋θ２）ＸＺＯ ・・・・・・　　　（１２） ＹＺθ２−　　　　ＺＯ＋ＹＺ０２ Ｘｓｉｎ　　（ｔａｎ　−１ＹＺＯ＋θ２　）ＸＺＯ ・・・・・・　　　（１３） 次に、カメラ９においてウェーハ１１上の画像パターン
をサーチして、回転画像データＡＺθ２との一致パター
ンを検出し、ウェーハの半導体チップについての基準位
置Ｐａｌθ２を検出した後、この位置をテスト位置のプ
ローブカード位置（Ｐｃｘ、Ｐｃｙ）に移行し、移動補
正量ＸＺθ２、ＹＺθ２の移動を行なって、自動的にプ
ローブカード７の探針と半導体チップの電極パッドとの
位置合わせを行なう。そして、前述と同様にして、ウェ
ーハ全面のチップについてプローブを行なう。 以後、この交換設定したプローブカードについては、画
像データＡＺθ２、補正量ＸＺθ２、ＹＺθ２を用いて
、全自動位置合わせが前記と同様に行われる。 以上のように、同品種のウェーハについては、過去に位
置合わせ設定時に得られた基準画像データＡＺＯと、基
準補正量ＸＺＯ１ＹＺＯが記憶されていれば、ダミーウ
ェーハを用いてプローブカード７の設定角度θ「を検出
認識することにより、画像データＡＺθ「、移動補正量
Ｘｌθ「、ＹＺθ「が得られるので、全自動でプローブ
を実行することができる。 したがって、上記の例のようにプローブカード自動交換
機を実装すれば、無人にても、全自動でプローブ工程を
実行することができる。 ［多品種の場合］ また、多品種少量のＬＳＩテストの場合においては、各
品種について予め基準画像データと基準補正量を求めて
おき、これをファイルユニットに記憶しておく。このよ
うにしておけば、例えばウェーハ上の、その品種を表示
するウェーハＩＤを検出する機構を設けることにより、
記憶されたデータを用いて、前述と同様にして、プロー
ブカードの自動交換、自動位置合わせができ、全自動プ
ローブができる。 なお、上記実施例では、プローブカード７はインサート
リング８に保持されていたが、テストヘッドに直接取り
付けられたプローブカードのθ方向の回転ずれに対して
も同様に、この発明は適用することができる。

【発明の効果】

以上述べたように、この発明によれば、ａＩ１１定用探
針が設けられているプローブカードを回転させるのでは
なく、プローブ装置本体の載置台を回転させるものであ
るので、プローブカードの回転機構が不要となり、全体
的に構造が簡単になる。また、メジャリングラインが複
雑にならないので、テスタに対するオペレータの保守が
簡単になり、結果的に製品のコストダウンが可能になる
。 また、プローブカードの回転機構がないので、高周波測
定用プローバ（ＨＦ型プローバ）において、テストヘッ
ドに直接ブローブカードアツシイを設定することが可能
になる。そのために、電気的特性が正確にテスタに伝達
され、特にアクセスタイムの早いデバイスに対応する測
定が可能になる。 また、近年、ＬＳＩの生産において、高速用ＡＳＩＣの
品質及びコストが重要視されており、ＡＳＩＣの多品種
少量の生産に対して、無人にてプローブカードを交換し
、無人にて針合わせを行うようにした上述の実施例によ
れば、多品種少量のＬＳＩテストに対して、大きなコス
トダウンが図れると共に、正確なウェーハテストを実現
することができる。 そして、測定用探針の設定時に、測定用探針の設定方向
を自動的に検出、認識し、その設定方向情報と、予め記
憶されている同品種についての基準情報とを用いて、被
測定体の被測定素子の電極と測定用探針との位置合わせ
を自動的に行うことができ、プローバでの測定作業を全
自動化することが可能になる。 また、さらには、品種変更時であっても、その品種につ
いての基準情報が過去に記憶されていれば、同様に針合
わせ及びプローブ動作を自動的に行うことができる。 また、被測定体毎に探針と被測定素子の電極との位置合
わせ操作をしなくても、自動的に位置合わせが実行され
るので、省力化に有益であると共に、スルーブツトが大
幅に向上する。 また、被測定体上のパターンを検知し、被測定素子の配
列方向を自動認識することにより、正確、かつ、信頼性
のある探針の接触が得られ、プローブ動作の正確性が保
証される。

【図面の簡単な説明】

第１図及び第２図は、この発明による位置合わせ方法を
適用する装置の一実施例の説明のための図、第３図及び
第４図は、プローブカードの設定方向の検出方法の一例
を説明するための図、第５図及び第６図は、画像パター
ンデータ及びプローブ方向の決定の説明のための図、第
７図及び第８図は、位置合わせのための補正量を説明す
るための図、第９図は、プローブ方向及びインデックス
移動を説明するための図である。 １；プローブ装置本体 ２；アライメントユニット ３；メインステージ ４；載置台 ５；テスト位置 ６；測定用探針 ７；プローブカード ９；アライメント用カメラ １０；オートローダ １１；半導体ウェーハ １２；ウェーハカセット １４；ハンドリングアーム １５；ダミーウェーハ ２０；プローブカード交換機 ４０；ファイルユニット ５０；顕微鏡

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）載置台に載置された被測定体上に格子状に配列さ
   れている被測定素子の電極に、測定用探針を接触させて
   、上記被測定素子を測定する装置において、 上記測定用探針の設置方向を検出する手段と、上記被測
   定素子の配列方向を上記載置台の移動方向に合わせる手
   段と、 その合わせた角度位置を基準として、上記被測定体を回
   転させることにより、上記検出した測定用探針の設置方
   向に、上記被測定体上の被測定素子の電極の配列方向を
   自動的に設定する手段と、 上記被測定体上の複数の被測定素子のパターンを検出す
   ることにより、上記測定用探針に対して上記被測定素子
   を順次に移動させて接触させるプローブ方向を認識し、
   決定する手段と、上記被測定体上の複数の被測定素子の
   パターンと、予め記憶されている基準パターンデータと
   を用いて、上記被測定体の基準位置を検出する手段と、 この基準位置に基づいて、予め記憶された補正量を用い
   て上記測定用探針と上記被測定素子の電極とを自動的に
   位置合わせする手段とを備えたことを特徴とする位置合
   わせ方法。
2. （２）上記基準パターンデータとして、上記載置台の移
   動方向に上記被測定素子の配列方向を合わせたときの上
   記被測定素子上の特異パターンを用い、上記被測定体を
   、このパターンを基にして上記測定用探針の方向に合わ
   せるように回転処理することにより、上記被測定体の基
   準位置を検出することを特徴とする請求項（１）記載の
   位置合わせ方法。