JPH0362938A - Inspection apparatus - Google Patents
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Abstract
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、検査装置に関する。[Detailed description of the invention] [Purpose of the invention] (Industrial application field) The present invention relates to an inspection device.
（従来の技術）
トランジスタ、ダイオード等のディスクリート素子やＬ
ＥＤ索子等は、ｌチップ当りの面積が非常に微小である
ため、１枚の半導体ウェハに対して数万個の素子が形成
される。このように多数の素子が形成された半導体ウェ
ハの検査をいわゆるブローμで実施すると、ｌウェハ当
りの検査時間が２〜３時間に及ぶものもある。そこで、
このような微小チップの検査を行うブローμでは、通常
のＩＣチップ用プローバがウェハの搬入内時間やアライ
メント時間を短縮する等によって検査効率を高めている
のに対し、非検査体の移動時間や１回当りの検査数を複
数個とすることによって検査効率を高めることが図られ
ている。(Conventional technology) Discrete elements such as transistors and diodes,
Since the area per chip of ED elements is very small, tens of thousands of elements are formed on one semiconductor wafer. When inspecting a semiconductor wafer on which a large number of elements are formed in this way using a so-called blow μ method, the inspection time per wafer may extend to 2 to 3 hours. Therefore,
Blow μ, which inspects such microchips, improves inspection efficiency by shortening the wafer loading time and alignment time, etc. with normal IC chip probers, but it reduces the moving time and It is attempted to increase the inspection efficiency by conducting a plurality of inspections at one time.
ところで、上述したディスクリート素子やＬＥＤ素子等
の検査は、ｌチ′ツブ当り １〜２個の電極にプローブ
針を当接させるだけで検査、１Ｐ１定が可能であるため
、微小チップの検査を行うブローμでは、１本のプロー
ブ針を位置調整可能に保持しているプローブヘッドを必
要数配置し、各種形状のチップに対して対応可能として
いることが多い。By the way, when testing the above-mentioned discrete elements, LED elements, etc., it is possible to perform 1P1 testing by simply contacting the probe needle with one or two electrodes per chip, so microchips can be tested. In blow μ, a required number of probe heads each holding a single probe needle in an adjustable position are often arranged to accommodate tips of various shapes.
第２図は、従来のプローブヘッドの構成を示す図である
。このプローブヘッド１は、平行に配置された第１およ
び第２の基板２．３と、これらのうち上方に配置された
基板２の先端側に設けられたプローブ針４をねじ止め保
持するホルダ一部５と、プローブ針４の針圧調整を行う
スプリング６とから主として構成されている。FIG. 2 is a diagram showing the configuration of a conventional probe head. This probe head 1 includes first and second substrates 2.3 arranged in parallel, and a holder assembly that holds a probe needle 4 provided on the tip side of the substrate 2 arranged above with a screw. 5 and a spring 6 for adjusting the needle pressure of the probe needle 4.
上記２枚の基板２．３のうち、下方に配置された第２の
基板３は、フレーム７に固定されており、第１の基板は
他端部が板バネ８を介してフレーム７に取付けられてお
り、この板バネ８と上記スプリング６とによって、第１
の基板２が揺動可能とされている。これら２枚の基板の
ホルダ一部５側先端には、電気接点９が設けられており
、プローブ針４が図示しない半導体ウェハに当接した際
に上記電気接点９が離間して、ＯＮウェハであることが
確認されるよう構成されている。Of the two boards 2.3, the second board 3 placed below is fixed to the frame 7, and the other end of the first board is attached to the frame 7 via a leaf spring 8. This plate spring 8 and the spring 6 cause the first
The substrate 2 is swingable. Electrical contacts 9 are provided at the tips of these two substrates on the side of the holder part 5, and when the probe needle 4 comes into contact with a semiconductor wafer (not shown), the electrical contacts 9 are separated and the ON wafer is turned on. It is designed to confirm that something is true.
また、上記プローブヘッド１は、Ｘ−Ｙガイド１０によ
ってプローブ針４のＸ−Ｙ方向への位置調整が可能とさ
れ、このＸ−Ｙガイド１０のフレーム１０ａに、フレー
ム７がＺ方向に対して調整可能に取付けられている。Further, in the probe head 1, the position of the probe needle 4 in the X-Y direction can be adjusted by the X-Y guide 10, and the frame 7 is attached to the frame 10a of the X-Y guide 10 with respect to the Z direction. Adjustably mounted.
（発明が解決しようとする課題）
ところで、ディスクリート素子やＬＥＤ素子等の検査を
行う場合には、上述したように検査効率を高めるために
、ウェハ側の移動速度を高めることが望まれている。(Problems to be Solved by the Invention) By the way, when inspecting discrete elements, LED elements, etc., it is desired to increase the moving speed on the wafer side in order to increase the inspection efficiency as described above.
しかし、上述した従来のプローブヘッド１を用いたブロ
ーμでは、２枚の基板２．３間に設置した電気接点９が
揺動可能とされた第１の基板２の揺動中心から離れて設
けられていることや、プローブ針４のホルダ一部５にね
じ等が用いられているために比較的重いこと等から、ウ
ェハ側の移動速度（昇降速度）を高めた際に、プローブ
針４の追従性が悪く、チャタリング現象が発生しやすい
という問題があり、移動速度の増大に限界があった。However, in the blow μ using the conventional probe head 1 described above, the electrical contact 9 installed between the two substrates 2 and 3 is placed away from the center of swing of the first substrate 2, which is capable of swinging. Because the holder part 5 of the probe needle 4 is relatively heavy due to the use of screws, etc., when the moving speed (elevating speed) on the wafer side is increased, the probe needle 4 is There were problems in that the followability was poor and chattering phenomena were likely to occur, and there was a limit to the increase in movement speed.
チャタリング現象の発生は、ウェハの存在を確認する電
気接点９からの誤信号の発生を増加させ、かつ測定電極
とプローブ針との接触精度を低下させ、これによって検
査精度や検査速度を低下させるだけでなく、プローブ針
４の摩耗をも早めてしまう。The occurrence of the chattering phenomenon increases the generation of false signals from the electrical contact 9 that confirms the presence of the wafer, and also reduces the contact accuracy between the measurement electrode and the probe needle, which only reduces the inspection accuracy and inspection speed. Moreover, the probe needle 4 wears out more quickly.
本発明は、このような従来技術の課題に対処するべくな
されたもので、ウェハの移動に対するプローブヘッドの
追従性を高め、チャタリング現象の発生を極力抑制し、
検査速度を向上させると共に、プローブ針の長寿命化を
達成した半導体検査装置を提供することを目的としてい
る。The present invention has been made to address the problems of the prior art, and improves the ability of the probe head to follow the movement of the wafer, suppresses the occurrence of chattering as much as possible,
It is an object of the present invention to provide a semiconductor inspection device that improves inspection speed and extends the life of a probe needle.
［発明の構成］
（課題を解決するための手段）
すなわち本発明の検査装置は、被処理体の電極端子にプ
ローブ針を接触させて該被処理体の検査を行う装置にお
いて、揺動可能に平行配置された２枚の基板の一方の遊
端に前記プローブ針がバネ材を用いた軽量ホルダにより
保持され、上記基板間に配置された電気接点によって、
前記被処理体と該プローブ針との接触を確認して、前記
被処理体の電気内緒特性を測定することを特徴とするも
のである。[Structure of the Invention] (Means for Solving the Problems) That is, the inspection device of the present invention is an apparatus that inspects an object to be processed by bringing a probe needle into contact with an electrode terminal of the object to be processed, and is capable of swinging. The probe needle is held at one free end of two boards arranged in parallel by a lightweight holder using a spring material, and an electric contact arranged between the boards allows
The method is characterized in that the electric secret characteristics of the object to be processed are measured by confirming the contact between the object to be processed and the probe needle.
（作 用）
本発明の検査装置においては、２枚の基板の一方の遊端
に設けられるプローブ針のホルダを、バネ材を用いるこ
とによって簡易構造とし、軽量化を図っている。これに
よって、残存揺動が抑制され、プローブ針のチャタリン
グ現象が極力防止される。したがって、プローブ針と半
導体素子との接触精度および接触確認の精度が向上し、
ウェハ移動速度の高速化への対応が可能となる。(Function) In the inspection device of the present invention, the probe needle holder provided at one free end of the two substrates has a simple structure by using a spring material, thereby reducing weight. This suppresses residual swinging and prevents the chattering phenomenon of the probe needle as much as possible. Therefore, the accuracy of contact between the probe needle and the semiconductor element and the accuracy of contact confirmation are improved.
It becomes possible to cope with increased wafer movement speed.
（実施例）
次に、本発明検査装置の一実施例を半導体検査装置に適
用したものについて図面を参照して説明する。(Embodiment) Next, an embodiment of the inspection apparatus of the present invention applied to a semiconductor inspection apparatus will be described with reference to the drawings.
第１図（ａ）および（ｂ）は、要部構成を示す図である
。FIGS. 1(a) and 1(b) are diagrams showing the main part configuration.
被処理体例えば多数の半導体素子１１例えばＬＥＤ素子
やデイスクリード索子等が格子上に形成された半導体ウ
ェハ１２は、ウェハ載置台１３上に例えば吸着保持され
ている。このウェハ載置台１３は、ｘ−ｙ−ｚ方向に対
して移動可能とされたステージ１４上に塔載されており
、このステージ１４は図示を省略したステージ駆動制御
部によって、その動作が制御される。An object to be processed, such as a semiconductor wafer 12 on which a large number of semiconductor elements 11 such as LED elements, disk lead wires, etc. are formed on a grid, is held on a wafer mounting table 13 by suction, for example. The wafer mounting table 13 is mounted on a stage 14 that is movable in the x-y-z directions, and the operation of the stage 14 is controlled by a stage drive control section (not shown). Ru.
半導体ウェハ１２の上方には、プローブヘッド１５が配
設されている。このプローブヘッド１５は、プローブ針
１６のホルダ一部１８が第１の基板１９の先端に設置さ
れており、この第１の基板１つの他端は、板バネ２０を
介してフレーム２１に揺動可能に取付けられている。上
記ホルダ部１８は、固定されたバネ材１７によってプロ
ーブ針１６を保持する簡易構造とされ、Ｃ３５６０材の
ような軽量材によって構成することにより、軽量化が図
られている。また、この第１の基板１９の下方には、第
２の基板２２が第１の基板１つと所定の間隔を開けてお
およそ平行となるように、フレーム２１に固定配置され
ている。A probe head 15 is arranged above the semiconductor wafer 12 . In this probe head 15, a holder portion 18 of a probe needle 16 is installed at the tip of a first substrate 19, and the other end of the first substrate is swung to a frame 21 via a leaf spring 20. installed as possible. The holder portion 18 has a simple structure in which the probe needle 16 is held by a fixed spring member 17, and is made of a lightweight material such as C3560 material, thereby achieving weight reduction. Further, below the first substrate 19, a second substrate 22 is fixed to the frame 21 so as to be approximately parallel to the first substrate with a predetermined distance therebetween.
第１の基板１９は、その中央付近をプローブ針１６の針
圧を決定するスプリング２３によって押圧されており、
このスプリング２３はテンションボルト２４によって押
圧力の調整が可能とされ、ロックナツト２５によって針
圧が固定されている。The first substrate 19 is pressed near its center by a spring 23 that determines the needle pressure of the probe needle 16.
The pressing force of this spring 23 can be adjusted by a tension bolt 24, and the needle pressure is fixed by a lock nut 25.
そして、スプリング２３のほぼ延長線上の第１の基板１
９と第２の基板２２との間に電気接点２６が設けられて
おり、上記第１の基板１９の揺動によって生じる電気接
点２６のオン◆オフにより、プローブ針１６がオンウェ
ハであるか、オフウェハであるかが検出されるよう構成
されている。The first substrate 1 is located approximately on the extension line of the spring 23.
An electrical contact 26 is provided between the probe needle 16 and the second substrate 22, and depending on whether the probe needle 16 is on-wafer or off-wafer, the electrical contact 26 is turned on and off due to the swinging of the first substrate 19. is configured to detect whether the
なお、電気接点２６からの検出信号は、第１の基板１９
に設けられた信号線２７ａと第２の基板２２に設けられ
た信号線２７ｂとによって、制御部側に送られ、また、
プローブ針１６と図示しないテスタとは、第１の基板に
設けられた検査信号線２８によって電気的に接続されて
いる。Note that the detection signal from the electrical contact 26 is transmitted to the first substrate 19.
is sent to the control unit side by a signal line 27a provided on the second board 22 and a signal line 27b provided on the second board 22, and
The probe needle 16 and a tester (not shown) are electrically connected by a test signal line 28 provided on the first board.
また、上記プローブヘッド１５は、Ｘ−Ｙガイド２９を
介して装置本体上部のヘッドプレート３０に固定された
リングインサート３１に設置されている。Ｘ−Ｙガイド
２９は、下部プレート２９ａにガイドピン２９ｂを介し
て配置された上部プレート２９ｃの位置を、調Ｕ袖２９
ｄで微調整することにより、プローブ針１６のＸ−Ｙ方
向への位置調整を可能とするように構成されており、プ
ローブヘッド１５はこのＸ−Ｙガイド２９に２方向に対
して調整可能に取付けられている。Further, the probe head 15 is installed on a ring insert 31 fixed to a head plate 30 at the upper part of the main body of the apparatus via an X-Y guide 29. The X-Y guide 29 adjusts the position of the upper plate 29c arranged on the lower plate 29a via the guide pin 29b.
The probe head 15 is configured to be able to adjust the position of the probe needle 16 in the X-Y direction by finely adjusting it with d, and the probe head 15 can be adjusted in two directions on this X-Y guide 29. installed.
なお、プローブヘッド１６は、検査対象となる半導体素
子１１の測定時の当接電極数および１回当りの検査チッ
プ数に応じて、必要数がリングインサート２９に設置さ
れる。また、リングインサート２９には、図示を省略し
たインカーがウェハ載置台１３の移動方向に沿ってプロ
ーブヘッド１５の双方向に取付けられており、インカー
の設置位置は、同時インキングが不可能なため、定めた
デイレイ数に応じて検査位置から所定のチップ数だけ離
した位置とされている。Note that a required number of probe heads 16 are installed in the ring insert 29 according to the number of contact electrodes and the number of test chips per measurement of the semiconductor element 11 to be tested. Further, inkers (not shown) are attached to the ring insert 29 in both directions of the probe head 15 along the moving direction of the wafer mounting table 13, and the inkers are installed at different positions because simultaneous inking is not possible. , the position is located a predetermined number of chips away from the inspection position according to the predetermined number of delays.
上記構成の半導体検査装置では、まずプローブ針１６と
初期位置の半導体素子１１との位置合せと、少なくとも
２個のインカーによるマーキング位置の位置合せとを
順に行う。位置合せ終了後、ウェハ載置台１３が上昇し
、半導体素子１１の電極端子である電極パッドとプロー
ブ針１６とが当接され、電気接点２６が離間してオンウ
ェハであることを検出した後、所定の電気的諸特性を測
定する検査が行われ、半導体素子１１の良否が判定され
る。In the semiconductor inspection apparatus having the above configuration, first, the probe needle 16 is aligned with the semiconductor element 11 at the initial position, and the marking position by at least two inkers is aligned in this order. After the alignment is completed, the wafer mounting table 13 is raised, the electrode pads, which are the electrode terminals of the semiconductor element 11, and the probe needles 16 are brought into contact with each other, and the electrical contacts 26 are separated, and after detecting that the wafer is on-wafer, a predetermined position is set. An inspection is performed to measure various electrical characteristics of the semiconductor element 11, and the quality of the semiconductor element 11 is determined.
次に、ウェハ載置台１３が下降し、下降位置で次検査の
半導体素子１１とプローブ針１６とが相対するよう ｌ
チップ分移動した後、ウェハ載置台１３が上昇して次の
半導体索子１１の検査が実施される。Next, the wafer mounting table 13 is lowered so that the semiconductor element 11 to be next inspected and the probe needle 16 face each other at the lowered position.
After moving by the amount of chips, the wafer mounting table 13 is raised and the next semiconductor cable 11 is inspected.
上記実施例では、被処理体として半導体素子としていた
が、多数の電極端子に順次プローブ針を接触させるもの
ならば何れでもよく、ＬＣＤ基板等の他のものにも使用
することができる。In the above embodiment, a semiconductor element was used as the object to be processed, but any object that brings the probe needle into contact with a large number of electrode terminals in sequence may be used, and other objects such as an LCD substrate can also be used.
ここで、この実施例の半導体検査装置においては、揺動
する第１の基板１つの先端に設けられたホルダ部１８の
構造を簡素化することによって軽量化を図っており、ま
た揺動する第１の基板の中央付近に設けられた針圧調整
用のスプリング２３の下部に電気接点２６を設けている
ことから、揺動中心から電気接点２６までの距離が短縮
されていると共に、針圧調整用のスプリング２３が電気
接点２６からの誤信号の発生防止とプローブ針１６の振
れ防止としても機能している。このように、プローブ針
１６近辺の軽量化と剛性の向上とによって、半導体ウェ
ハ１２の上下動に対するプローブ針１６の追従性が大幅
に向上し、チャタリングの発生が充分に抑制されている
ため、半導体ウェハ１２の移動速度を高めても高精度の
検査を実施することが可能である。Here, in the semiconductor inspection apparatus of this embodiment, weight reduction is achieved by simplifying the structure of the holder section 18 provided at the tip of one of the swinging first substrates. Since the electric contact 26 is provided at the bottom of the spring 23 for adjusting the stylus force, which is provided near the center of the base plate 1, the distance from the center of swing to the electric contact 26 is shortened, and the stylus force can be adjusted. The spring 23 also functions to prevent the generation of erroneous signals from the electrical contacts 26 and to prevent the probe needle 16 from swinging. As described above, by reducing the weight and improving the rigidity of the vicinity of the probe needle 16, the ability of the probe needle 16 to follow the vertical movement of the semiconductor wafer 12 is greatly improved, and the occurrence of chattering is sufficiently suppressed. Even if the moving speed of the wafer 12 is increased, it is possible to perform highly accurate inspection.
このようにして１つの素子列の半導体素子１１の検査が
進み、ｌチップ分移動した後に半導体ウェハ１２が上昇
しても電気接点２６が離間しなく・なったところで、１
つの素子列の終了を険出し、次列の検査が逆方向にウェ
ハ載置台３が移動しつつ実施される。そして、これらを
繰返し行うことによって１枚の半導体ウェハ２の検査が
終了する。In this way, the inspection of the semiconductor elements 11 in one element row progresses, and when the electrical contacts 26 are no longer separated even if the semiconductor wafer 12 is moved up after moving by l chips, 1
The end of one element row is exposed, and the next row is inspected while the wafer mounting table 3 is moved in the opposite direction. By repeating these steps, the inspection of one semiconductor wafer 2 is completed.
このように、この実施例の半導体検査装置においては、
半導体ウェハ１２の上下動に対するプローブ針１６の追
従性が向上されており、かつチャタリングの発生が極力
抑制されているため、半導体素子１１の電極に対する当
接精度が向上すると共に、チャタリングの発生による電
気接点２６からの誤信号の発生も減少し、よってディス
クリート索子やＬＥＤ素子等の検査効率を高めるために
ウェハ移動速度を上げて検査を実施しても、高精度の検
査を確実に行うことが可能となる。また、プローブ針１
６の不必要な接触が減少するため、プローブ針１６の長
寿命化が達成される。In this way, in the semiconductor inspection device of this embodiment,
The ability of the probe needle 16 to follow the vertical movement of the semiconductor wafer 12 is improved, and the occurrence of chattering is suppressed as much as possible, so the contact accuracy of the semiconductor element 11 with the electrode is improved, and the electric current caused by chattering is improved. The generation of erroneous signals from the contacts 26 is also reduced, so even if the wafer movement speed is increased to increase the inspection efficiency of discrete cables, LED elements, etc., high-precision inspection can be performed reliably. It becomes possible. Also, probe needle 1
Since unnecessary contact of the probe needle 6 is reduced, a longer life of the probe needle 16 is achieved.
［発明の効果］
以上説明したように本発明の検査装置によれば、ウェハ
移動に対するプローブ針の追従性が高まり、チャタリン
グ現象の発生が極力抑制されるため、ディスクリート素
子やＬＥＤ素子等の微小チップの検査を高精度にかつ高
スループツトで実施することが可能となる。また、プロ
ーブ針の長寿命化も達成される。[Effects of the Invention] As explained above, according to the inspection apparatus of the present invention, the ability of the probe needle to follow the movement of the wafer is improved and the occurrence of chattering phenomenon is suppressed as much as possible. It becomes possible to perform inspections with high accuracy and high throughput. Furthermore, a longer life of the probe needle is also achieved.
第１図（ａ）および（ｂ）は本発明の検査装置の一実施
例の要部の構成を示す上面図および側面図、第２図は従
来のプローブヘッドの構成を示す図である。
１１・・・・・・半導体素子、１２・・・・・・半導体
ウェハ１３・・・・・・ウェハ載置台、１４・・・・・
・ステージ、１５・・・・・・プローブヘッド、１６・
・・・・・プローブ針、１７・・・・・・バネ材、１８
・・・・・・ホルダ部、１つ・・・・・・第１の基板、
２２・・・・・・第２の基板、２３・・・・・・針圧調
整用スプリング、２６・・・・・・電気接点、２７・・
・・・・Ｘ−Ｙガイド。FIGS. 1(a) and 1(b) are a top view and a side view showing the configuration of essential parts of an embodiment of the inspection apparatus of the present invention, and FIG. 2 is a diagram showing the configuration of a conventional probe head. 11...Semiconductor element, 12...Semiconductor wafer 13...Wafer mounting table, 14...
・Stage, 15...Probe head, 16・
...Probe needle, 17... Spring material, 18
......Holder part, one ......First board,
22... Second board, 23... Spring for adjusting stylus pressure, 26... Electric contact, 27...
...X-Y guide.
Claims (1)
体の検査を行う装置において、 揺動可能に平行配置された２枚の基板の一方の遊端に前
記プローブ針がバネ材を用いた軽量ホルダにより保持さ
れ、上記基板間に配置された電気接点によって、前記被
処理体と該プローブ針との接触を確認して、前記被処理
体の電気的諸特性を測定することを特徴とする検査装置
。[Scope of Claims] In an apparatus for inspecting an object to be processed by bringing a probe needle into contact with an electrode terminal of the object, the probe is attached to one free end of two substrates arranged in parallel so as to be swingable. The needle is held by a lightweight holder using a spring material, and the contact between the object to be processed and the probe needle is confirmed by an electrical contact placed between the substrates, and various electrical characteristics of the object to be processed are determined. An inspection device characterized by measuring.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19846689A JPH0362938A (en) | 1989-07-31 | 1989-07-31 | Inspection apparatus |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19846689A JPH0362938A (en) | 1989-07-31 | 1989-07-31 | Inspection apparatus |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0362938A true JPH0362938A (en) | 1991-03-19 |
Family
ID=16391578
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP19846689A Pending JPH0362938A (en) | 1989-07-31 | 1989-07-31 | Inspection apparatus |
Country Status (1)
| Country | Link |
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| JP (1) | JPH0362938A (en) |
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| JP2010056553A (en) * | 2008-08-26 | 2010-03-11 | Jason C Caudill | Probe cfip |
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