JPH05335385A - プローブ装置 - Google Patents
プローブ装置Info
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- JPH05335385A JPH05335385A JP4140563A JP14056392A JPH05335385A JP H05335385 A JPH05335385 A JP H05335385A JP 4140563 A JP4140563 A JP 4140563A JP 14056392 A JP14056392 A JP 14056392A JP H05335385 A JPH05335385 A JP H05335385A
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- Japan
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- probe
- test head
- probe card
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- wafer
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Links
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Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L22/00—Testing or measuring during manufacture or treatment; Reliability measurements, i.e. testing of parts without further processing to modify the parts as such; Structural arrangements therefor
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
- G01R1/00—Details of instruments or arrangements of the types included in groups G01R5/00 - G01R13/00 and G01R31/00
- G01R1/02—General constructional details
- G01R1/06—Measuring leads; Measuring probes
- G01R1/067—Measuring probes
- G01R1/073—Multiple probes
- G01R1/07307—Multiple probes with individual probe elements, e.g. needles, cantilever beams or bump contacts, fixed in relation to each other, e.g. bed of nails fixture or probe card
- G01R1/07314—Multiple probes with individual probe elements, e.g. needles, cantilever beams or bump contacts, fixed in relation to each other, e.g. bed of nails fixture or probe card the body of the probe being perpendicular to test object, e.g. bed of nails or probe with bump contacts on a rigid support
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
- G01R31/00—Arrangements for testing electric properties; Arrangements for locating electric faults; Arrangements for electrical testing characterised by what is being tested not provided for elsewhere
- G01R31/28—Testing of electronic circuits, e.g. by signal tracer
- G01R31/2851—Testing of integrated circuits [IC]
- G01R31/2886—Features relating to contacting the IC under test, e.g. probe heads; chucks
- G01R31/2887—Features relating to contacting the IC under test, e.g. probe heads; chucks involving moving the probe head or the IC under test; docking stations
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- Testing Or Measuring Of Semiconductors Or The Like (AREA)
- Measuring Leads Or Probes (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 測定時にテストヘッドに対する被処理体の位
置合わせが可能で、高精度の高周波測定が可能であるプ
ローブ装置を提供する。 【構成】 テストヘッド1に直接プローブ針を備えたプ
ローブカード9を取り付けるとともに、被検査体を支持
する載置台4に載置台4に対するプローブカード9の傾
きを検出する検出手段14を取り付けるとともに、この
検出手段14からの情報に基づき載置台4の傾きを補正
する補正手段を設ける。補正手段は載置台4を支持する
長さが変化可能な3本の支持部から成り、各支持部の長
さを変えることにより載置台4の傾きを補正する。 【効果】 テストヘッドに直接プローブカードを取り付
けることができるので、テストヘッドとプローブカード
との間のメジャーリングケーブル等接続部をなくすこと
ができ、インピーダンスの増加をなくし、正確な高周波
測定が可能となる。
置合わせが可能で、高精度の高周波測定が可能であるプ
ローブ装置を提供する。 【構成】 テストヘッド1に直接プローブ針を備えたプ
ローブカード9を取り付けるとともに、被検査体を支持
する載置台4に載置台4に対するプローブカード9の傾
きを検出する検出手段14を取り付けるとともに、この
検出手段14からの情報に基づき載置台4の傾きを補正
する補正手段を設ける。補正手段は載置台4を支持する
長さが変化可能な3本の支持部から成り、各支持部の長
さを変えることにより載置台4の傾きを補正する。 【効果】 テストヘッドに直接プローブカードを取り付
けることができるので、テストヘッドとプローブカード
との間のメジャーリングケーブル等接続部をなくすこと
ができ、インピーダンスの増加をなくし、正確な高周波
測定が可能となる。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は、半導体ウェハ等被検
査体の電気的特性を検査するためのプローブ装置に関す
る。
査体の電気的特性を検査するためのプローブ装置に関す
る。
【0002】
【従来の技術】被検査体、例えば被検査体の表面には一
定間隔で規則的に配列された複数のチップが形成され、
各チップ内の所定の箇所にはこのチップ内の各種の信号
機に連なる複数のパッドが形成される。チップ内の各パ
ッドに検査装置の対応のプローブ針を接触させた状態で
このチップの電気的特性の検査が行なわれ、不良チップ
に対してはマーキングなどによる識別が行なわれる。通
常、この主の検査装置は検査の自動化を図るためにプロ
ーブ装置が組み合わされる。
定間隔で規則的に配列された複数のチップが形成され、
各チップ内の所定の箇所にはこのチップ内の各種の信号
機に連なる複数のパッドが形成される。チップ内の各パ
ッドに検査装置の対応のプローブ針を接触させた状態で
このチップの電気的特性の検査が行なわれ、不良チップ
に対してはマーキングなどによる識別が行なわれる。通
常、この主の検査装置は検査の自動化を図るためにプロ
ーブ装置が組み合わされる。
【0003】このプローブ装置100は、図6に示すよ
うにX、Y、Z、θ方向に移動可能なウェハ載置台10
1の上方側にウェハ内のICチップの電極パッド配列に
対応して配列されたプローブ針を備えたプローブカード
102を配置するとともに、このプローブカード102
を例えばネジによりコンタクトリング103の下面に固
定してコンタクトリング103とプローブカードとをメ
ジャーリングケーブル或いはコンタクトリング103の
ポゴピンを介して電気的に接続し、更にこのコンタクト
リングをプローブ装置本体のインサートリング104に
図示しない固定手段により固定して構成される。そして
このような装置におけるプローブテストは、テストヘッ
ド105をコンタクトリング103の上面に押し当てて
メジャーリングケーブル或いはポゴピンによりテストヘ
ッド105とコンタクトリング103とを電気的に接続
し、ウェハ載置台101を上昇させてプローブ針とウェ
ハ内のチップの電極パッドとを接触させ、この状態で電
気的測定を行なってICチップの良否を判断するように
している。
うにX、Y、Z、θ方向に移動可能なウェハ載置台10
1の上方側にウェハ内のICチップの電極パッド配列に
対応して配列されたプローブ針を備えたプローブカード
102を配置するとともに、このプローブカード102
を例えばネジによりコンタクトリング103の下面に固
定してコンタクトリング103とプローブカードとをメ
ジャーリングケーブル或いはコンタクトリング103の
ポゴピンを介して電気的に接続し、更にこのコンタクト
リングをプローブ装置本体のインサートリング104に
図示しない固定手段により固定して構成される。そして
このような装置におけるプローブテストは、テストヘッ
ド105をコンタクトリング103の上面に押し当てて
メジャーリングケーブル或いはポゴピンによりテストヘ
ッド105とコンタクトリング103とを電気的に接続
し、ウェハ載置台101を上昇させてプローブ針とウェ
ハ内のチップの電極パッドとを接触させ、この状態で電
気的測定を行なってICチップの良否を判断するように
している。
【0004】さらに最近では、稼働率の向上のために複
数、例えば16のICチップをこれらICチップに対応
するプローブ針を備えたプローブカードによって一度に
測定するマルチプローブも行なわれている。
数、例えば16のICチップをこれらICチップに対応
するプローブ針を備えたプローブカードによって一度に
測定するマルチプローブも行なわれている。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】ところでこのような従
来のプローブ装置においては、被検査体であるICチッ
プとテストヘッドとの間にメジャーリングケーブル或い
はポゴピンといった複数の接続部が介在するため、容
量、インピーダンスが増大し、200〜300MHz以
上の高周波検査を正確に行なえないという問題がある。
またICチップとテストヘッド105とのマッチングを
とることが難しく、測定が安定しにくいという問題があ
る。
来のプローブ装置においては、被検査体であるICチッ
プとテストヘッドとの間にメジャーリングケーブル或い
はポゴピンといった複数の接続部が介在するため、容
量、インピーダンスが増大し、200〜300MHz以
上の高周波検査を正確に行なえないという問題がある。
またICチップとテストヘッド105とのマッチングを
とることが難しく、測定が安定しにくいという問題があ
る。
【0006】このためテストヘッドに直接プローブカー
ドを固定し、接続部を最小にするとことが考えられる。
しかし、一般にテストヘッドとプローブ装置本体とはそ
れぞれ別個の台上にあり、それらの水平が異なるため、
テストヘッドに直接プローブカードを固定した場合に
は、プローブ針をICチップに位置合わせしても完全な
コンタクトを図ることができないので、プローブカード
の水平面とウェハの水平面とを一致させる調整が必要と
なる。
ドを固定し、接続部を最小にするとことが考えられる。
しかし、一般にテストヘッドとプローブ装置本体とはそ
れぞれ別個の台上にあり、それらの水平が異なるため、
テストヘッドに直接プローブカードを固定した場合に
は、プローブ針をICチップに位置合わせしても完全な
コンタクトを図ることができないので、プローブカード
の水平面とウェハの水平面とを一致させる調整が必要と
なる。
【0007】従来のプローブ装置においても、装置の組
立時にプローブカードが取り付けられる面とウェハ載置
台との水平出し作業は行なわれるが、この場合例えば1
個のチップを測定するシングルプローブでは、水平度が
数10ミクロンの精度が、また複数のチップを一度に測
定するマルチプローブではシングルの約倍の精度が要求
される。しかし、テストヘッドは200kg以上、特に
高集積化の進んだ大径ウェハ用のテストヘッドでは30
0〜500kgにもなり、しかもテストヘッドは剛性の
ある支持手段に支持されていないため、振動があると位
置ずれを生じる可能性が大きく、組立時に高精度の水平
出しを行なっても測定時には所望の精度を達成できない
可能性がある。
立時にプローブカードが取り付けられる面とウェハ載置
台との水平出し作業は行なわれるが、この場合例えば1
個のチップを測定するシングルプローブでは、水平度が
数10ミクロンの精度が、また複数のチップを一度に測
定するマルチプローブではシングルの約倍の精度が要求
される。しかし、テストヘッドは200kg以上、特に
高集積化の進んだ大径ウェハ用のテストヘッドでは30
0〜500kgにもなり、しかもテストヘッドは剛性の
ある支持手段に支持されていないため、振動があると位
置ずれを生じる可能性が大きく、組立時に高精度の水平
出しを行なっても測定時には所望の精度を達成できない
可能性がある。
【0008】
【目的】本発明は、以上のような問題点を解決すべくな
されたもので、測定時にテストヘッドに対する被処理体
の位置合わせが可能であるプローブ装置を提供すること
を目的とする。更に本発明はテストヘッドに直接プロー
ブカードを取り付けることにより、接続部を最小にして
高周波測定の精度を上げることを目的とする。
されたもので、測定時にテストヘッドに対する被処理体
の位置合わせが可能であるプローブ装置を提供すること
を目的とする。更に本発明はテストヘッドに直接プロー
ブカードを取り付けることにより、接続部を最小にして
高周波測定の精度を上げることを目的とする。
【0009】
【課題を解決するための手段】このような目的を達成す
る本発明のプローブ装置は、テストヘッドと、被検査体
を検査するためのプローブ針を備え、テストヘッドに電
気的に接続されるプローブカードと、被検査体を支持す
る支持手段と、支持手段を被検査体とプローブ針とが接
触するように移動するためのステージとを備えたプロー
ブ装置において、支持手段は前記被検査体のテストヘッ
ドに対する傾きを補正する補正手段を備えたものであ
り、好適にはプローブカードがテストヘッドに固定的に
連結されているものである。
る本発明のプローブ装置は、テストヘッドと、被検査体
を検査するためのプローブ針を備え、テストヘッドに電
気的に接続されるプローブカードと、被検査体を支持す
る支持手段と、支持手段を被検査体とプローブ針とが接
触するように移動するためのステージとを備えたプロー
ブ装置において、支持手段は前記被検査体のテストヘッ
ドに対する傾きを補正する補正手段を備えたものであ
り、好適にはプローブカードがテストヘッドに固定的に
連結されているものである。
【0010】
【作用】ステージの移動によって支持手段を移動し、被
検査体とテストヘッドに取り付けられたプローブカード
とを対向させる。ここで支持手段に設けられた補正手段
によりプローブカードに対する被検査体の傾きを検出す
るとともにプローブカードと被検査体とが平行となるよ
うに被検査体の傾斜を補正する。しかる後に常法により
ステージの移動による支持手段のYX駆動とZ方向の移
動を行ない被検査体にプローブ針を接触させて所定のパ
ッドにテストヘッドにより電圧を印加し、電気的特性を
測定する。
検査体とテストヘッドに取り付けられたプローブカード
とを対向させる。ここで支持手段に設けられた補正手段
によりプローブカードに対する被検査体の傾きを検出す
るとともにプローブカードと被検査体とが平行となるよ
うに被検査体の傾斜を補正する。しかる後に常法により
ステージの移動による支持手段のYX駆動とZ方向の移
動を行ない被検査体にプローブ針を接触させて所定のパ
ッドにテストヘッドにより電圧を印加し、電気的特性を
測定する。
【0011】
【実施例】以下、本発明のプローブ装置の1実施例を図
面を参照して説明する。図1は本発明のプローブ装置の
全体を示す図で、主としてプローブ装置本体10と本体
とは別の支持台7に支持されたテストヘッド1とから成
る。プローブ装置本体10は、被検査体として複数の半
導体ウェハWを収納するカセット6が載置され、ウェハ
Wの搬出、搬入を行なうためのローダ・アンローダ部
2、ウェハのスクラブラインの直交性が所定の精度に入
るようにθ軸を合わせ、XY軸を補正するための光学系
或いはITVカメラ等のパターン認識手段を備えたアラ
イメント部3、及びウェハ支持手段であるウェハチャッ
ク4とウェハチャック4をXY方向に移動するためのX
ステージとYステージとから成るステージ5とを備えた
プローバ部とから成り、ローダ・アンローダ部2とプロ
ーバ部との間には図示しない搬送アームが設けられてお
り、ローダに載置されたカセット6とプローバ部のウェ
ハチャック4との間のウェハWのやりとりを行なう。こ
の他、プローブ装置は図示しない操作パネル、ウェハW
とプローブ針との接触を目視するためのマイクロスコー
プ、操作パネルから測定条件等の入力データや測定時の
アライメントデータ等のデータに基づき所定の演算を行
ない、ステージ等の各駆動部に制御信号を送出するため
のマイクロコンピュータ(以下、マイコンという)等が
備えられている。
面を参照して説明する。図1は本発明のプローブ装置の
全体を示す図で、主としてプローブ装置本体10と本体
とは別の支持台7に支持されたテストヘッド1とから成
る。プローブ装置本体10は、被検査体として複数の半
導体ウェハWを収納するカセット6が載置され、ウェハ
Wの搬出、搬入を行なうためのローダ・アンローダ部
2、ウェハのスクラブラインの直交性が所定の精度に入
るようにθ軸を合わせ、XY軸を補正するための光学系
或いはITVカメラ等のパターン認識手段を備えたアラ
イメント部3、及びウェハ支持手段であるウェハチャッ
ク4とウェハチャック4をXY方向に移動するためのX
ステージとYステージとから成るステージ5とを備えた
プローバ部とから成り、ローダ・アンローダ部2とプロ
ーバ部との間には図示しない搬送アームが設けられてお
り、ローダに載置されたカセット6とプローバ部のウェ
ハチャック4との間のウェハWのやりとりを行なう。こ
の他、プローブ装置は図示しない操作パネル、ウェハW
とプローブ針との接触を目視するためのマイクロスコー
プ、操作パネルから測定条件等の入力データや測定時の
アライメントデータ等のデータに基づき所定の演算を行
ない、ステージ等の各駆動部に制御信号を送出するため
のマイクロコンピュータ(以下、マイコンという)等が
備えられている。
【0012】テストヘッド1はウエハ上の形成されたI
Cチップの所定のパッドに所定の電圧を印加するための
電源、回路を備え、支持台7に枢着された支持腕8に固
定されており、非測定時の退避位置から図示するような
本体上の測定位置に移動可能になっている。なお、テス
トヘッド1の重量を支えるためにプローブ装置本体側に
テストヘッド1の一端を保持するクランプ等を設けても
よい。更に、テストヘッドには測定時の電圧印加による
加熱を防止するために、図示しない冷却手段が備えられ
ているが、冷却手段として従来用いられている冷却ファ
ンは振動を生じるので、空気、水、液体窒素、フレオン
等の冷媒の循環による冷却手段であることが好ましい。
Cチップの所定のパッドに所定の電圧を印加するための
電源、回路を備え、支持台7に枢着された支持腕8に固
定されており、非測定時の退避位置から図示するような
本体上の測定位置に移動可能になっている。なお、テス
トヘッド1の重量を支えるためにプローブ装置本体側に
テストヘッド1の一端を保持するクランプ等を設けても
よい。更に、テストヘッドには測定時の電圧印加による
加熱を防止するために、図示しない冷却手段が備えられ
ているが、冷却手段として従来用いられている冷却ファ
ンは振動を生じるので、空気、水、液体窒素、フレオン
等の冷媒の循環による冷却手段であることが好ましい。
【0013】このようなテストヘッド1の測定位置にお
ける本体側の面には、所定の導電パターンが形成された
プローブカード9がネジ止等により直接固定され、テス
トヘッド側の電極と導電パターンとが電気的に接続され
ている。プローブカード9には図2に示すように導電パ
ターンと電気的に接続された複数のプローブ針9aが中
央の開口9cから突出するように配設されている。この
プローブ針9aは被検査体に対応して設けられ、例えば
シングルチップの測定であればチップのパッドに対応す
る数、配列で、またマルチプローブであれば複数のチッ
プの各パッドに対応する数、配列でプローブ針が配設さ
れる。開口9cから突出するプローブ針9aの先端によ
って形成する平面とプローブカード9の下面(ウェハに
対向する面)とは互いに平行となるように予め平行出し
されている。また、プローブカード9の下面には、後述
するプローブ部の補正手段によって傾きを検出するため
のターゲットマーク9bが附されている。ターゲットマ
ーク9bは複数、例えばプローブカード9の4隅にX軸
方向に2つ(9b1、9b2)、Y軸方向に2つ設けられ
る。
ける本体側の面には、所定の導電パターンが形成された
プローブカード9がネジ止等により直接固定され、テス
トヘッド側の電極と導電パターンとが電気的に接続され
ている。プローブカード9には図2に示すように導電パ
ターンと電気的に接続された複数のプローブ針9aが中
央の開口9cから突出するように配設されている。この
プローブ針9aは被検査体に対応して設けられ、例えば
シングルチップの測定であればチップのパッドに対応す
る数、配列で、またマルチプローブであれば複数のチッ
プの各パッドに対応する数、配列でプローブ針が配設さ
れる。開口9cから突出するプローブ針9aの先端によ
って形成する平面とプローブカード9の下面(ウェハに
対向する面)とは互いに平行となるように予め平行出し
されている。また、プローブカード9の下面には、後述
するプローブ部の補正手段によって傾きを検出するため
のターゲットマーク9bが附されている。ターゲットマ
ーク9bは複数、例えばプローブカード9の4隅にX軸
方向に2つ(9b1、9b2)、Y軸方向に2つ設けられ
る。
【0014】なお、プローブ装置本体10とテストヘッ
ド1は、ステージの作動等による振動によるプローブ針
9aとチップのパッドとの接触抵抗の変化を防止するた
めに、それぞれ防振台上に設置されていることが好まし
い。一方、アライメント部3及びプローブ部4は、図3
に示すようにアライメント部3としてアライメントブリ
ッジ11にウェハ上の形成されているチップの位置を検
出するためのITVカメラ12と、ウェハ表面などの高
さを検出するための静電容量型センサ13が固定されて
いる。ステージ5は、X方向に延在される2本のレール
に沿ってX方向に移動可能なXステージ5aと、このX
ステージ5a上をY方向に延在される2本のレールに沿
ってX方向に移動可能なYステージ5bとから構成され
ており、Xステージ5a及びYステージ5bは、パルス
モータなどを含む慣用の駆動機構によって水平面内をX
方向とY方向とに自在に移動することができる。
ド1は、ステージの作動等による振動によるプローブ針
9aとチップのパッドとの接触抵抗の変化を防止するた
めに、それぞれ防振台上に設置されていることが好まし
い。一方、アライメント部3及びプローブ部4は、図3
に示すようにアライメント部3としてアライメントブリ
ッジ11にウェハ上の形成されているチップの位置を検
出するためのITVカメラ12と、ウェハ表面などの高
さを検出するための静電容量型センサ13が固定されて
いる。ステージ5は、X方向に延在される2本のレール
に沿ってX方向に移動可能なXステージ5aと、このX
ステージ5a上をY方向に延在される2本のレールに沿
ってX方向に移動可能なYステージ5bとから構成され
ており、Xステージ5a及びYステージ5bは、パルス
モータなどを含む慣用の駆動機構によって水平面内をX
方向とY方向とに自在に移動することができる。
【0015】ウェハチャック4は更に図4に示すよう
に、ウェハWを例えば真空吸着機構によって吸着支持す
る載置板41と、Yステージ5bには固定され、慣用の
昇降機構によって上下(Z)方向に自在に昇降可能であ
ると共に、その中心を通りZ軸に平行な中心線の周りに
慣用の回転機構によって自在に回転可能である可動部4
2と、載置板41と可動部42を連結する支持部43と
から成り、支持部43は球状に形成された載置板41の
底面を複数点例えば3点(図5(b)のa、b、c)に
おいてボールネジ、圧電素子、カム或いはエアシリンダ
等の支持長を別個に変化させることができる部材で支持
する構成となっている。即ち、支持部43が3本のボー
ルネジで構成される場合にはステッピングモータ等によ
りボールネジを個別に回転させて載置板41と可動部4
2との間隔(以下、支持長という)をボールネジで支持
する点毎に変化させて載置板41の角度を変化させる。
また、支持部43が3本の圧電素子から成る場合には、
各圧電素子に印加する電圧の強さを変化させて、各支持
点の支持長を変化させ、載置板41の上面の角度を変化
させる。その他、上述したように角度を変化させる方式
としてカムやエアシリンダ或いはテーパ状凹部に楔状の
凸部をスライド可能に係合させたアリ等を採用すること
ができる。
に、ウェハWを例えば真空吸着機構によって吸着支持す
る載置板41と、Yステージ5bには固定され、慣用の
昇降機構によって上下(Z)方向に自在に昇降可能であ
ると共に、その中心を通りZ軸に平行な中心線の周りに
慣用の回転機構によって自在に回転可能である可動部4
2と、載置板41と可動部42を連結する支持部43と
から成り、支持部43は球状に形成された載置板41の
底面を複数点例えば3点(図5(b)のa、b、c)に
おいてボールネジ、圧電素子、カム或いはエアシリンダ
等の支持長を別個に変化させることができる部材で支持
する構成となっている。即ち、支持部43が3本のボー
ルネジで構成される場合にはステッピングモータ等によ
りボールネジを個別に回転させて載置板41と可動部4
2との間隔(以下、支持長という)をボールネジで支持
する点毎に変化させて載置板41の角度を変化させる。
また、支持部43が3本の圧電素子から成る場合には、
各圧電素子に印加する電圧の強さを変化させて、各支持
点の支持長を変化させ、載置板41の上面の角度を変化
させる。その他、上述したように角度を変化させる方式
としてカムやエアシリンダ或いはテーパ状凹部に楔状の
凸部をスライド可能に係合させたアリ等を採用すること
ができる。
【0016】更にYステージ5bにはプローブカード9
のターゲットマーク9bまでの高さを検出することによ
ってプローブカード9に対するウェハチャック4の傾き
を検出するための静電容量センサ(ハイトセンサ)或い
はCCDカメラ14が固定されている。例えばCCDカ
メラ14の場合、後述するようにカメラのオートフォー
カス調整量によってターゲットマーク9bまでの高さh
1を検知する。このCCDカメラ14はそれ自身用のタ
ーゲットマークを有しており、アライメント部3におい
てその位置が検知可能になっている。
のターゲットマーク9bまでの高さを検出することによ
ってプローブカード9に対するウェハチャック4の傾き
を検出するための静電容量センサ(ハイトセンサ)或い
はCCDカメラ14が固定されている。例えばCCDカ
メラ14の場合、後述するようにカメラのオートフォー
カス調整量によってターゲットマーク9bまでの高さh
1を検知する。このCCDカメラ14はそれ自身用のタ
ーゲットマークを有しており、アライメント部3におい
てその位置が検知可能になっている。
【0017】次にこのような構成におけるプローブ装置
の動作について説明する。まず、ローダ部2から搬送ア
ームによってウェハWがウェハチャック4の載置板41
に保持されると、XYステージ5によってウェハチャッ
ク4をアライメントブリッジ11に移動させ、常法に従
いITVカメラ12によりウェハ上の形成されているチ
ップの位置を検出して、XY軸とスクラブラインとの直
交性が所定の精度に入るようにするとともに予め設定し
たパラメータを基にプローブ針9aとチップのパッドが
一致するようにX軸Y軸を補正する。
の動作について説明する。まず、ローダ部2から搬送ア
ームによってウェハWがウェハチャック4の載置板41
に保持されると、XYステージ5によってウェハチャッ
ク4をアライメントブリッジ11に移動させ、常法に従
いITVカメラ12によりウェハ上の形成されているチ
ップの位置を検出して、XY軸とスクラブラインとの直
交性が所定の精度に入るようにするとともに予め設定し
たパラメータを基にプローブ針9aとチップのパッドが
一致するようにX軸Y軸を補正する。
【0018】次いでITVカメラ12によりCCDカメ
ラ14のターゲットマークを基にウェハチャック4に保
持されたウェハWの中心からCCDカメラ14までの距
離(初期位置)を決める。しかる後に、ステージ5を移
動させてCCDカメラ14がプローブカード9のX方向
の両端に設けられたターゲットマーク9b1、9b2の高
さを順次検知する。この高さh1は、内蔵されるマイコ
ンによってCCDカメラ14におけるターゲットマーク
9bの映像の鮮明度を極大にしたときのオートフォーカ
ス調整量に基づきカメラ焦点からターゲットマーク9b
までの距離l 1として求められる。X方向の2つのター
ゲットマーク9bに対応する2点の高さh1、h2を求
め、次に2点間のX方向の距離d1をCCDカメラ14
の初期位置からの移動量の差として求め、これら高さh
1、h2及び距離d1から、次式 tanθ1=(h2−h1)/d1 により、X方向の傾きθ1を求めることができる(図5
(a))。同様に、Y方向についてもプローブカードの
Y方向の両端に設けられた2つのターゲットマーク9b
に対応する2点の高さh3、h4を求め、2点間のY方向
の距離d2から式 tanθ2=(h2−h1)/d2 によりY方向の傾きθ2を求めることができる。ここ
で、求められる傾きは、Yステージ5b、即ち載置板4
1に対するプローブカード9の相対的傾きであり、どち
らかが水平であっても、また両方とも水平方向に対して
傾いている場合でも差し支えない。
ラ14のターゲットマークを基にウェハチャック4に保
持されたウェハWの中心からCCDカメラ14までの距
離(初期位置)を決める。しかる後に、ステージ5を移
動させてCCDカメラ14がプローブカード9のX方向
の両端に設けられたターゲットマーク9b1、9b2の高
さを順次検知する。この高さh1は、内蔵されるマイコ
ンによってCCDカメラ14におけるターゲットマーク
9bの映像の鮮明度を極大にしたときのオートフォーカ
ス調整量に基づきカメラ焦点からターゲットマーク9b
までの距離l 1として求められる。X方向の2つのター
ゲットマーク9bに対応する2点の高さh1、h2を求
め、次に2点間のX方向の距離d1をCCDカメラ14
の初期位置からの移動量の差として求め、これら高さh
1、h2及び距離d1から、次式 tanθ1=(h2−h1)/d1 により、X方向の傾きθ1を求めることができる(図5
(a))。同様に、Y方向についてもプローブカードの
Y方向の両端に設けられた2つのターゲットマーク9b
に対応する2点の高さh3、h4を求め、2点間のY方向
の距離d2から式 tanθ2=(h2−h1)/d2 によりY方向の傾きθ2を求めることができる。ここ
で、求められる傾きは、Yステージ5b、即ち載置板4
1に対するプローブカード9の相対的傾きであり、どち
らかが水平であっても、また両方とも水平方向に対して
傾いている場合でも差し支えない。
【0019】次にマイコンはこのように演算されたプロ
ーブカード9の傾きに対して、載置板41の傾きを一致
させるように支持部43の所定のボールネジ若しくは圧
電素子を駆動して、各支持点の支持長を変化させる。例
えば、図5(b)に示すように、支持点(3点)a、
b、cがY軸に対し対称に配置されているとして、載置
板41をY軸に沿って傾斜させる場合には、Y軸上にあ
る支持点aの支持長のみ或いは他の支持点b、cの支持
長を同時に同量だけ変化させる。また、X軸方向に沿っ
て傾斜させる場合には、支持点b、cのいずれか一方の
支持長を所定量変化させるとともに支持点aの支持長を
その移動量の半分量だけ変化させる。これにより、載置
板41とプローブカード9との平行が確保され、プロー
ブ針9aの形成する平面とウェハの平面とが平行にな
る。なお、これら支持部43のボールネジ若しくは圧電
素子の移動量は、X軸方向とY軸方向毎に行なってもよ
いが、予めXY方向の傾きに対する3点の移動量の対照
表を作成しこれをマイコンのメモリにインプットしてお
き、この対照表を基に支持部43の一度の駆動で載置板
41の傾きを変えるようにすることもできる。
ーブカード9の傾きに対して、載置板41の傾きを一致
させるように支持部43の所定のボールネジ若しくは圧
電素子を駆動して、各支持点の支持長を変化させる。例
えば、図5(b)に示すように、支持点(3点)a、
b、cがY軸に対し対称に配置されているとして、載置
板41をY軸に沿って傾斜させる場合には、Y軸上にあ
る支持点aの支持長のみ或いは他の支持点b、cの支持
長を同時に同量だけ変化させる。また、X軸方向に沿っ
て傾斜させる場合には、支持点b、cのいずれか一方の
支持長を所定量変化させるとともに支持点aの支持長を
その移動量の半分量だけ変化させる。これにより、載置
板41とプローブカード9との平行が確保され、プロー
ブ針9aの形成する平面とウェハの平面とが平行にな
る。なお、これら支持部43のボールネジ若しくは圧電
素子の移動量は、X軸方向とY軸方向毎に行なってもよ
いが、予めXY方向の傾きに対する3点の移動量の対照
表を作成しこれをマイコンのメモリにインプットしてお
き、この対照表を基に支持部43の一度の駆動で載置板
41の傾きを変えるようにすることもできる。
【0020】このように載置板41とプローブカード9
との平行が確保された後、常法に従いステージ5を移動
してウェハチャック4を再びアライメントブリッジ11
に移動し、さらに静電容量型センサ13によりウェハ表
面などの高さを検出し、チップとプローブ針9aとが適
切な接触圧でコンタクトするようにカードZ軸方向の移
動量を決定する。また、傾斜により変化したX、Y方向
の移動量も補正する。
との平行が確保された後、常法に従いステージ5を移動
してウェハチャック4を再びアライメントブリッジ11
に移動し、さらに静電容量型センサ13によりウェハ表
面などの高さを検出し、チップとプローブ針9aとが適
切な接触圧でコンタクトするようにカードZ軸方向の移
動量を決定する。また、傾斜により変化したX、Y方向
の移動量も補正する。
【0021】しかる後に、ステージ5を移動してウェハ
チャック4をプローブ部に移動し、載置板41を上昇さ
せてウェハとプローブ針9aとを接近させ、マイクロス
コープやTVカメラ等により観察しながらチップのパッ
ドとプローブ針9aのXYZθ方向の位置合わせを行な
い、その後プローブ針9aとパッドとを接触させる。次
いでテストヘッド1に接続されたテスタにより、1つの
チップ或いは複数のチップが同時に電気的測定され、良
否が判定される。
チャック4をプローブ部に移動し、載置板41を上昇さ
せてウェハとプローブ針9aとを接近させ、マイクロス
コープやTVカメラ等により観察しながらチップのパッ
ドとプローブ針9aのXYZθ方向の位置合わせを行な
い、その後プローブ針9aとパッドとを接触させる。次
いでテストヘッド1に接続されたテスタにより、1つの
チップ或いは複数のチップが同時に電気的測定され、良
否が判定される。
【0022】なお、以上の実施例では、被検査体が載置
される面とプローブカードとが水平であるいわゆる水平
プローバについて説明したが、本発明のプローブ装置は
被検査体を垂直に保持し、テストヘッド1に対して被検
査体を水平方向に移動して接近させるいわゆる垂直プロ
ーブ装置にも適用できる。垂直プローブ装置は、大型化
で重量の大きいテストヘッドを固定して、被検査体側を
移動するようにしているので、テストヘッドの支持が不
安定であることに起因するプローブ針とパッドとの接触
をなくすことができ、有利である。この場合にもテスト
ヘッドに直接プローブカードを固定することにより、メ
ジャーリングケーブル等接続部をなくすことができ、検
査の安定化を図ることができる。
される面とプローブカードとが水平であるいわゆる水平
プローバについて説明したが、本発明のプローブ装置は
被検査体を垂直に保持し、テストヘッド1に対して被検
査体を水平方向に移動して接近させるいわゆる垂直プロ
ーブ装置にも適用できる。垂直プローブ装置は、大型化
で重量の大きいテストヘッドを固定して、被検査体側を
移動するようにしているので、テストヘッドの支持が不
安定であることに起因するプローブ針とパッドとの接触
をなくすことができ、有利である。この場合にもテスト
ヘッドに直接プローブカードを固定することにより、メ
ジャーリングケーブル等接続部をなくすことができ、検
査の安定化を図ることができる。
【0023】また以上の実施例においては、被検査体と
して半導体ウェハについて説明したが、本発明プローブ
装置はLCDガラス基板等にも適用できることは言うま
でもない。
して半導体ウェハについて説明したが、本発明プローブ
装置はLCDガラス基板等にも適用できることは言うま
でもない。
【0024】
【発明の効果】以上の説明からも明らかなように、本発
明のプローブ装置によればプローブカードに対する被検
査体の傾きを補正することができるので、組立誤差等の
両者の傾きのずれによる接触不良を防止し、高精度の測
定ができる。また、補正手段を設けることにより、テス
トヘッドに直接プローブカードを取り付けることができ
るので、テストヘッドとプローブカードとの間のメジャ
ーリングケーブル等接続部をなくすことができ、インピ
ーダンスの増加をなくし、正確な高周波測定が可能とな
る。
明のプローブ装置によればプローブカードに対する被検
査体の傾きを補正することができるので、組立誤差等の
両者の傾きのずれによる接触不良を防止し、高精度の測
定ができる。また、補正手段を設けることにより、テス
トヘッドに直接プローブカードを取り付けることができ
るので、テストヘッドとプローブカードとの間のメジャ
ーリングケーブル等接続部をなくすことができ、インピ
ーダンスの増加をなくし、正確な高周波測定が可能とな
る。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明のプローブ装置の一実施例を示す全体構
成図。
成図。
【図2】本発明に係るプローブカードの一実施例を示す
図。
図。
【図3】図1のプローブ装置の要部を示す斜視図。
【図4】図1のプローブ装置の別の要部を示す図。
【図5】図1のプローブ装置の動作を説明する図で、
(a)はプローブカードの傾斜θを示す図、(b)は載
置板の支持を示す図。
(a)はプローブカードの傾斜θを示す図、(b)は載
置板の支持を示す図。
【図6】従来のプローブ装置を示す図。
1・・・・・・テストヘッド 4・・・・・・支持手段(ウェハチャック) 43・・・・・・補正手段(支持部) 5・・・・・・ステージ 9・・・・・・プローブカード 9a・・・・・・プローブ針 14・・・・・・補正手段(カメラ) W・・・・・・被検査体(ウェハ)
Claims (2)
- 【請求項1】テストヘッドと、被検査体を検査するため
のプローブ針を備え、前記テストヘッドに電気的に接続
されるプローブカードと、前記被検査体を支持する支持
手段と、前記支持手段を前記被検査体と前記プローブ針
とが接触するように移動するためのステージとを備えた
プローブ装置において、前記支持手段は前記被検査体の
前記テストヘッドに対する傾きを補正する補正手段を備
えたことを特徴とするプローブ装置。 - 【請求項2】前記プローブカードは前記テストヘッドに
固定的に連結されていることを特徴とする請求項1記載
のプローブ装置。
Priority Applications (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP14056392A JP3219844B2 (ja) | 1992-06-01 | 1992-06-01 | プローブ装置 |
KR1019930009674A KR100260116B1 (ko) | 1992-06-01 | 1993-05-31 | 프로우브 장치 |
US08/069,839 US5410259A (en) | 1992-06-01 | 1993-06-01 | Probing device setting a probe card parallel |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP14056392A JP3219844B2 (ja) | 1992-06-01 | 1992-06-01 | プローブ装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH05335385A true JPH05335385A (ja) | 1993-12-17 |
JP3219844B2 JP3219844B2 (ja) | 2001-10-15 |
Family
ID=15271596
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP14056392A Expired - Fee Related JP3219844B2 (ja) | 1992-06-01 | 1992-06-01 | プローブ装置 |
Country Status (3)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US5410259A (ja) |
JP (1) | JP3219844B2 (ja) |
KR (1) | KR100260116B1 (ja) |
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EP4357793A1 (en) * | 2022-10-17 | 2024-04-24 | The Boeing Company | Tilt calibration for probe systems |
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US20020053734A1 (en) | 1993-11-16 | 2002-05-09 | Formfactor, Inc. | Probe card assembly and kit, and methods of making same |
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