JPH03148849A

JPH03148849A - Wafer prober

Info

Publication number: JPH03148849A
Application number: JP2275945A
Authority: JP
Inventors: Kazuichi Hayashi; 和一林
Original assignee: Tokyo Electron Ltd
Current assignee: Tokyo Electron Ltd
Priority date: 1990-10-15
Filing date: 1990-10-15
Publication date: 1991-06-25
Also published as: JPH0516180B2

Abstract

PURPOSE:To prevent deformation of a prober card by an unreasonable force and to test high accuracy, high reliability by so moving a performing board provided at a tester as to copy a wafer prober side, and automatically aligning it. CONSTITUTION:A wafer prober is so laterally moved that the aligning hole of a performance board IC of a tester 1 is guided to a predetermined position by the aligning pin 3 at a probe card 4 side. The tester 1 is moved down, and a pogopin 1d is brought into pressure contract with a predetermined position of the card 4 to be electrically conducted. Accordingly, even if the position of the IC is deviated, an unreasonable force is not applied to the card 4 since the IC is automatically positioned at a predetermined position on the card 4 side to prevent the deformation of the card 4 due to an external force. Thus, a test with high accuracy and high reliability can be performed.

Description

【発明の詳細な説明】【発明の目的】（産業上の利用分野）本発明は半導体製造工程に於ける半導体ウェハの特性を
試験するウェハプローバに関する。（従来の技術）ウェハプローバは、半導体製造工程に於ける半導体素子
（以下チップと称する）が完成されたウニへの状態で試
験するものである。即ち、一枚のウェハに例えば５００
〜１０００個形成されたチップ内の電極パッドと、テス
タから導出したプローブとを電気的に接触させて試験す
るものである。このように、プローブカードを介在させ
てウェハとテスタを電気的に接触させたものである。と
ころが、上記プローブカードに設けたプローブ群配列は
チップの種類が替わると電極バット配列も異なるため、
チップの種類に対応したプローブカードと交換する必要
がある。この交換作業を容易に行うために、種々の方法が考えら
れている。例えば、ウェハプローバにテスタを回転する
ように設け、ウェハの試験時はテスタをウェハ側に回転
させ、所定の試験を行い、チップに対応したプローブカ
ードの交換時にはテスタをウェハプローバと反対方向に
回転させ、所定のプローブカードと替えている。この方
法では。テスタを回転させる回転棒にひずみが生じチップ内の１
００ミ角面積の電極バットにプローブを接触させるのは
非常に困難である。また、他の方法として、例えば、回
転可能なテスタ側のパーフォマンスポード等に伸縮自在
なポゴピンを複数設け。ウェハプローバ側のリングインサートにプローブカード
を装着し、このプローブカードのプローブの導電部に接
触させて導通する方法等がある。このような技術を提案
したものとして、実開昭５８−１４８に号、特公昭５フ
ー５１７３３号に開示されている。第ｅｌｌは従来使用されているウェハプローバの一例を
示す、この図は、ウェハプローバの載置台面と沿うよう
にプローブカードを設け、更にこのプローブカードにポ
ゴピンを接触させ、このポゴピンを設けたテスタをウェ
ハプローバの上部に配置し、側面から見た側面断面図を
示す。この例の図中に番号を付加していないが、プローブカー
ドに設けられた針形状物体はプローブ（プローブ針、触
針ともいう）を示し、更に、基板（１ｃ）と記載されて
いるが、テスタに設けたパーフォマンスポード（ｌｃ）
を示していることは明らかである。上記ウェハプローバはチップが形成された面を上方に向
けたウェハ０を水平保持する載置台０と。この載置台０は水平領域内に移動駆動するＸ−Ｙ駆動装
置！（図示せず）に設けら九でいる。更にこの駆動装置
と共に載置台０を昇降方向に移動駆動する昇降装置（！
ｌ示せず）も設けられている。これらの装置はレールを
介してウェハプローバの基台■上に設けられている。こ
の基台に主柱０を介してヘッドプレート０が設けられて
いる。このヘッドプレート０中夫に中空部が開けられて
いる。この中空部に内設するようにリングインサート（Ｒｏｂ
）が装着されている。このリングインサート（ｚｏｂ）の底面にはプローブカ
ード（４０）が固定されている。このプローブカード（
４０）の下には、載置台０に載置したウェハ０が一定空
間を有して配置されている。また。上記プローブカード（４０）の上には基板。例えばパーフォマンスポード（ｌｃ）に周定されたポゴ
ピン（ｌｄ）がバネの力で圧接されて導通状態にある。上記パーフォマンスポード（１ｃ）は、上記テストヘッ
ド（１ｋ）から突出した支柱（１ａ）に固定されている
。しかも、パーフォマンスポード（Ｉｃ）の位置を所定の
位置に合わせるために、位置合わせ穴（１ｇ）が穿孔さ
れている。この位置合わせ穴（Ｉｇ）にプローブカード
（４０）側に設けた位置決めのビン（３０）が装着する
ことにより上記パーフォマンスポード（ｌｃ）が所定の
位置に移動するように構成さ九ている。予め、プローブカード（４０）を設けたウェハプローバ
に、同転機構の駆動によって、テスタωを所定位置まで
回転させる。ウェハプローバに到来したテスタωのパー
フォマンスポード（ｌｃ）の位置合わせ穴（Ｉｇ）がビ
ン（３０）に装着し、さらに降下することによりポゴピ
ン（ｌｄ）がプローブカード（４０）の電極面（２０ｄ
）に圧接して、テスタωと、ウェハ○とが電気的に導通
する。その結果、ウェハ０のチップの試験を可能として
いる。（発明が解決しようとする課題）しかし、このような静止状態のウェハブａ−バに移動状
態のテスタωをドツキングさせて試験するウェハプロー
バでは、第２１１に示すようにテスタωを移動、例えば
回転移動させるには、ウェハプローバのリングインサー
ト（２０ｂ）部と回転中心とには一定の距離が必要であ
る。しかも、テスタωを回転移動するために、テスタ■
の筐体およびテスタ回転棒が変形したり、ゆがんだりし
て。テスタωに固定したパーフォマンスポード（１ｃ）に開
孔された位置合わせ穴（１ｇ）がビン（３０）位置より
大幅に狂ってしまい、そこでいちいちオペレータがテス
タのずれ位置を調整するので作、業能率に限界があった
・さらに、第２図に示すように、４Ａ理に位置合わせ穴（
Ｉｇ）にビン（３０）が装着されても、無理な力がプロ
ーブカード（４０）に作用して、リングインサート（２
０ｂ）を介してプローブカード（４０）に伝わってしま
う、この伝おった力はプローブカード（４０）を変形さ
せてしまい、プローブ（４０ｂ）をウェハ○のチップの
１００ミ角の面積から飛び出させてしまう結果となる。従って、高精度の試験が困難であった。本発明は、上記問題点に鑑みなされたもので、作業性を
向上させ、しかも安定した試験が可能なウェハプローバ
を提供するものである。〔発明の構成〕（ＩＩ題を解決するための手段）ウェハと接触するプローブカードをウェハプローバ側に
設け、上記プローブカードと接触する接続部をテスタ側
に設け、上記テスタを上記ウェハプローバに近づけてウ
ェハプローバにおいて。上記ウェハプローバ側に設けた位置合わせ装置によって
、上記テスタに設けられているパーフォマンスポードが
、上記ウェハプローバ側に倣うように移動し、自動位置
合わせする構成にしたことを特徴とするウェハプローバ
。（作用効果）即ち、本発明はテスタに設けられたパーフォマンスポー
ドの固定を移動される方向、例えば一方向に移動可能な
固定構成にし、ウェハプローバのプローブカード側に設
けた位置合わせ装置によって、上記パーフォマンスポー
ドをプローブカード側の所定位置に導くことになり、従
って、パーフォマンスポードの位置が「ずれ」ていても
、パーフォマンスポードの位置はプローブカード側の所
定位置に配置することになり、無理な力がプローブカー
ドにまで及ばないので、外力によるプローブカードの変
形を防止できる。しかも、ウェハプローバに対するテスタの取付精度も緩
和され、オペレーターの作業が容易になる。（実施例）以下、本発明のウェハプローバを図面を用いて説明する
。第１図は本発明に係るウェハプローバの主要部を示した
ものである。上記説明において、従来例を説明した図に記載した部品
で同一のものは同符号を用いて説明する。ウェハプローバのリングインサート（２ｂ）側に到来し
たテスタ■の構造は、テスタ■の底面の筐体の四隅に支
柱（１ａ）が固定、例えば螺合固定されている。この支
柱（１ａ）の他端にはパーフォマンスボード（１ｃ）が
配置した部分に、第１図（ｂ）で示すように、支柱の溝
部（Ｉｆ）が切欠されている。この支柱の溝部（Ｉｆ）
にパーフォマンスポード（ｌｃ）が上方向に移動しない
ように支柱の直径より小さい穴が開孔されている。即ち、図ではパーフォマンスポード（ｌｃ）に溝部（１
ｅ）が開孔されている。この溝部（１ｅ）に設けたパー
フォマンスポード（ｌｃ）が落下しないように受部、例
えばネジの′「ツバ」が設けられている。しかも。上記支柱（ｌａ）に設けたパーフォマンスポード（ｌｃ
）は上下方向の移動は極めて小さく、水平方向（横方向
）の移動は極めて大きく移動可能となっている。このような構成のテスタωが移動機構、例えば回転機構
によって、ウェハプローバのリングインサート（２ｂ）
側に配置するように構成されている。このように構成されたウェハプローバは移動機構。例えば回転機構駆動によって到来したテスタωのパーフ
ォマンスポード（ｌｅ）の位置合わせ穴（１ｇ）がプロ
ーブカード（至）側の位置合わせビン■によって、所定
の位置に導くように横方向に移動する。そして、さらに
テスタωが降下することにより、テスタ■側に固定され
ているポゴピン（ｌｄ）がプローブカード（イ）の予め
決められた所定位置を圧接して電気的に導通する状態と
なる。従って、テスタωの位置合わせ穴位置がひづみ等によっ
て狂っていても、テスタ■と電気的に導通しているパー
フォマンスポード（ｌｃ）は、所定位置に自動位置決め
する構成になっているので、ウェハプローバに設けたプ
ローブカード（至）にはテスタの筐体のひづみから発生
する外力を受けて、ひずむこともない状態で試験するの
で、１００ミ角の電極バットであっても、十分にプロー
ブ（４ｂ）を接触させることができ、高精度、信頼性の
高い試験が可能となる。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION OBJECTS OF THE INVENTION (Industrial Field of Application) The present invention relates to a wafer prober for testing the characteristics of a semiconductor wafer in a semiconductor manufacturing process. (Prior Art) A wafer prober is used to test a completed semiconductor element (hereinafter referred to as a chip) in a semiconductor manufacturing process. That is, for example, 500
The test is carried out by electrically contacting ~1000 electrode pads in a chip with probes led out from a tester. In this way, the wafer and the tester are brought into electrical contact with the probe card interposed. However, the probe group arrangement provided on the above probe card has different electrode butt arrangement when the type of chip changes.
It is necessary to replace the probe card with a probe card compatible with the type of chip. Various methods have been devised to facilitate this replacement work. For example, a wafer prober is equipped with a rotating tester, and when testing a wafer, the tester is rotated toward the wafer to perform the specified test, and when replacing a probe card that corresponds to a chip, the tester is rotated in the opposite direction to the wafer prober. and replace it with the specified probe card. in this way. Strain occurs in the rotary rod that rotates the tester, causing damage to the inside of the chip.
It is very difficult to bring a probe into contact with an electrode butt having an area of 0.00 mm square. As another method, for example, a plurality of extendable pogo pins are provided on a rotatable performance board on the tester side. There is a method of attaching a probe card to a ring insert on the wafer prober side and bringing it into contact with the conductive part of the probe of this probe card to establish continuity. Such a technique has been proposed in Japanese Utility Model Application No. 58-148 and Japanese Patent Publication No. 51733. Part 1 shows an example of a conventionally used wafer prober. In this figure, a probe card is provided along the mounting surface of the wafer prober, and pogo pins are brought into contact with this probe card. is placed on the top of the wafer prober, and a side cross-sectional view is shown as seen from the side. Although no numbers are added in the figure of this example, the needle-shaped object provided on the probe card indicates a probe (also referred to as a probe needle or stylus), and is further described as a substrate (1c). Performance point (LC) installed in the tester
It is clear that it shows. The wafer prober has a mounting table 0 that horizontally holds a wafer 0 with the surface on which chips are formed facing upward. This mounting table 0 is an X-Y drive device that moves it in a horizontal area! (not shown). Furthermore, an elevating device (!) that moves and drives the mounting table 0 in the elevating direction together with this driving device.
(not shown) is also provided. These devices are installed on the base of the wafer prober via rails. A head plate 0 is provided on this base via a main pillar 0. A hollow part is opened in this head plate. A ring insert (Rob
) is installed. A probe card (40) is fixed to the bottom surface of this ring insert (zob). This probe card (
40), the wafer 0 placed on the mounting table 0 is placed with a certain space therebetween. Also. A board is placed on the probe card (40). For example, a pogo pin (ld) surrounded by a performance rod (lc) is pressed by the force of a spring and is in a conductive state. The performance rod (1c) is fixed to a column (1a) projecting from the test head (1k). Furthermore, a positioning hole (1g) is bored in order to align the position of the performance rod (Ic) with a predetermined position. The performance rod (lc) is configured to move to a predetermined position by fitting a positioning pin (30) provided on the probe card (40) side into this positioning hole (Ig). The tester ω is rotated to a predetermined position by driving a rotary mechanism in a wafer prober provided with a probe card (40) in advance. The alignment hole (Ig) of the performance port (lc) of the tester ω that has arrived at the wafer prober is attached to the bottle (30), and as it is further lowered, the pogo pin (ld) is attached to the electrode surface (20d) of the probe card (40).
), the tester ω and the wafer ○ are electrically connected. As a result, it is possible to test chips on wafer 0. (Problem to be Solved by the Invention) However, in a wafer prober that tests by docking a moving tester ω on such a stationary wafer a-bar, the tester ω is moved, for example, rotated, as shown in No. 211. To move the wafer prober, a certain distance is required between the ring insert (20b) of the wafer prober and the center of rotation. Moreover, in order to rotate the tester ω, the tester ω
The housing and tester rotating rod may become deformed or distorted. The positioning hole (1g) drilled in the performance rod (1c) fixed to the tester ω is significantly deviated from the position of the bottle (30), and the operator has to adjust the position of the tester one by one, resulting in a reduction in work efficiency. In addition, as shown in Figure 2, the alignment hole (
Even if the bottle (30) is attached to the ring insert (2), excessive force acts on the probe card (40) and the ring insert (2
This transmitted force, which is transmitted to the probe card (40) through the wafer 0b), deforms the probe card (40) and causes the probe (40b) to fly out from the 100mm square area of the chip on the wafer ○. This results in Therefore, highly accurate testing has been difficult. The present invention has been made in view of the above problems, and provides a wafer prober that improves workability and allows stable testing. [Structure of the Invention] (Means for Solving Problem II) A probe card that contacts the wafer is provided on the wafer prober side, a connection portion that contacts the probe card is provided on the tester side, and the tester is brought close to the wafer prober. in a wafer prober. A wafer prober characterized in that a performance board provided in the tester moves to follow the wafer prober side by a positioning device provided on the wafer prober side, and is automatically aligned. (Operation and Effect) That is, the present invention has a fixed structure in which the performance board provided in the tester is movable in the moving direction, for example, in one direction, and the positioning device provided on the probe card side of the wafer prober allows the above-mentioned The performance spode is guided to a predetermined position on the probe card side, so even if the position of the performance spode is "shifted", the position of the performance spode will be placed at the predetermined position on the probe card side, and there is no need to apply excessive force. Since this does not extend to the probe card, deformation of the probe card due to external force can be prevented. In addition, the mounting precision of the tester to the wafer prober is relaxed, making the operator's work easier. (Example) Hereinafter, a wafer prober of the present invention will be explained using the drawings. FIG. 1 shows the main parts of a wafer prober according to the present invention. In the above description, parts that are the same as those shown in the drawings explaining the conventional example will be described using the same reference numerals. The structure of the tester (2) that has arrived at the ring insert (2b) side of the wafer prober is such that support columns (1a) are fixed, for example, screwed, to the four corners of the casing on the bottom of the tester (2). At the other end of this support (1a), a groove (If) of the support is cut out in a portion where a performance board (1c) is arranged, as shown in FIG. 1(b). Groove of this support (If)
A hole smaller than the diameter of the column is drilled in the column to prevent the performance pole (LC) from moving upward. That is, in the figure, there is a groove (1) in the performance paddle (lc).
e) is perforated. A receiving portion, for example a screw collar, is provided to prevent the performance rod (lc) provided in the groove portion (1e) from falling. Moreover. Performance spode (lc) installed on the above pillar (la)
) can be moved very little in the vertical direction, but extremely large in the horizontal direction (lateral direction). The tester ω having such a configuration moves the ring insert (2b) of the wafer prober by a moving mechanism, for example, a rotating mechanism.
It is configured to be placed on the side. The wafer prober configured in this way has a moving mechanism. For example, the alignment hole (1g) of the performance node (le) of the tester ω, which has arrived by driving the rotating mechanism, is moved laterally so as to be guided to a predetermined position by the alignment bin (2) on the probe card (to) side. Then, as the tester ω further descends, the pogo pin (ld) fixed to the tester ① comes into pressure contact with a predetermined position of the probe card (a) and becomes electrically conductive. Therefore, even if the alignment hole position of the tester ω is out of order due to strain, etc., the performance node (lc), which is electrically connected to the tester The probe card installed in the prober receives external force generated from distortion of the tester casing, and the test is performed without distortion, so even if the electrode butt is 100 mm square, the probe card can be sufficiently probed. (4b) can be brought into contact, enabling highly accurate and reliable testing.

[Brief explanation of the drawing]

第１図は本発明ウェハプローバの主要部を説明するため
の側断面説明図、第２図は従来のウェハプローバの主要
部を説明するための側断面説明図である。１・・・テスタ、　　　　　ｌｋ・・・テストヘッド。ｌａ・・・支柱、　　　　　　ｌｂ−・ケーブル、１ｃ
・・・基板（パーフォマンスポード）。ｌｄ・・・接続機１１（ポゴピン）、１ｅ・・一溝部＋　　　　　　ｉｆ・・・支柱の溝部。１ｇ・・・位置合わせ穴、　２ｂ・・・リングインサー
ト。３・・・位置合わせピン、４．４０・・・プローブカー
ド、４ａ、　２０ａ−＝ポゴピン（１ｄ）と接触する電
極。４ｂ、　４０ｂ・・・プローブ、　５・−・ウェハ。６・・・載霞台、　　　　　７・・・基台。８・・・主柱、　　　　　　９−ヘッドプレート。２０ｄ・・・中間基板。FIG. 1 is an explanatory side cross-sectional view for explaining the main parts of a wafer prober of the present invention, and FIG. 2 is an explanatory side cross-sectional view for explaining the main parts of a conventional wafer prober. 1...Tester, lk...Test head. la...post, lb-・cable, 1c
...Substrate (performance board). ld... Connector 11 (pogo pin), 1e... One groove + if... Groove of the support. 1g...Positioning hole, 2b...Ring insert. 3... Alignment pin, 4.40... Probe card, 4a, 20a-=electrode in contact with pogo pin (1d). 4b, 40b...probe, 5...wafer. 6...Sakadai, 7...Base. 8-Main pillar, 9-Head plate. 20d...Intermediate board.

Claims

[Scope of Claims] A wafer prober in which a probe card that contacts the wafer is provided on the wafer prober side, a connection portion that contacts the probe card is provided on the tester side, and the tester is brought close to the wafer prober to test the characteristics of the wafer. In this step, the performance board installed in the tester is aligned by the positioning device installed on the wafer prober side.
A wafer prober characterized in that the wafer prober is configured to automatically move and align itself so as to follow a predetermined position on the wafer prober side.