JPH0541421A

JPH0541421A - 電気回路測定用探針の接触検知装置及びこの接触検知装置を用いた電気回路測定装置

Info

Publication number: JPH0541421A
Application number: JP3214464A
Authority: JP
Inventors: Kenichi Iwakura; 憲一岩倉; Tetsuo Otsuka; 哲夫大塚
Original assignee: Tokyo Electron Ltd
Current assignee: Tokyo Electron Ltd
Priority date: 1990-08-06
Filing date: 1991-07-31
Publication date: 1993-02-19
Anticipated expiration: 2014-08-30
Also published as: JP2944056B2

Abstract

(57)【要約】【目的】被測定体と測定用プローブ針との接触を電気
的に検知する。【構成】被測定体２７又は測定用プローブ針２０に交
流信号を交流信号発生器２９から供給する。Ｚ軸方向制
御手段３４を駆動して、測定用プローブ針２０と被測定
体２７とを相対的に近接移動させる。被測定体と測定用
プローブ針とが接触したときに、交流信号発生器２９か
らの交流信号が抵抗３０を介して流れることを検知する
ことにより、交流信号ループが形成されたことを検知し
て、接触検知信号を得る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、集積回路などの電気
回路を検査するために使用される検査装置に用いられ、
電気回路測定用探針が電気回路の端子に接触したか否か
を検出する接触検知装置及びこの接触検知装置を備えた
電気回路測定装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】半導体素子、特にＩＣの製造時には、半
導体ウェーハ上に５００〜６００個の半導体チップが同
時に形成され、これらチップが分割された後、各チップ
が所定のパッケージに収納されてＩＣ素子が完成され
る。この場合、ウエハのチップが分割される前に、半導
体ウェーハの各チップの電気的特性が測定される。

【０００３】この測定は、半導体チップの複数の電極パ
ッドに複数の測定用探針すなわちプローブ針をそれぞれ
接触させ、これらプローブ針を通じて半導体チップを測
定装置（テスタ）に接続することにより行われる。この
場合、多数のプローブ針が設けられたプローブカードが
用いられ、このプローブカードがウェーハの上方位置に
設置される。半導体ウェーハはＸＹＺ方向に移動可能な
載置台上に載置されており、この載置台が移動されるこ
とによりプローブ針と電極パッドとの位置合わせが行わ
れる。プローブ針と電極パッドとの位置が合うと、載置
台がＺ方向（垂直方向）に上昇され、プローブ針が電極
パッドに接触される。

【０００４】このとき、プローブ針が電極パッドに電気
的に完全に接触するようにプローブ針に所定の針圧が掛
かるようにプローブ針と電極パッドとが接触する高さ位
置（以下単に接触位置と称する）よりも更に互いに接近
例えば所定距離だけ載置台が上昇される。接触位置から
のこの移動がオーバードライブと称され、その移動量が
オーバードライブ量と称される。

【０００５】従来では、接触検出は、オペレータが目視
により行う方法のほか、接触をスイッチにより機械的に
検出するエッジセンサや例えば半導体チップのストリー
トに接触するプローブ針に直流を流し、プローブ針が電
極パッドに接触したときに直流ループが閉成されること
を検出するニードルセンサを用いて行われている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、接触検
出をオペレータの目視で行う場合には、検出位置はオペ
レータによってバラツキが生じ、同じオーバードライブ
量でも針圧が異なってしまう。このため、針圧をかけ過
ぎた状態になると、電極パッドである例えばアルミニウ
ムを突き破りＩＣを不良にしてしまう。特に、集積度が
４Ｍ、１６Ｍ、６４Ｍと高くなると、大きさが数十μｍ
と小さくなり、さらに、厚さも薄くなるため、この不良
数が著しく増加する。また、針圧が少なすぎるとアルミ
ニウム電極の上にできた自然酸化膜を突き破れず、正し
い測定検査ができない。

【０００７】そこで、エッジセンサやニードルセンサを
用いて接触状態を検出する方法が考えられるが、ニード
ルセンサを用いる方法では、半導体チップのストリート
に回路が形成されていると、回路の絶縁膜のために接触
検知ができない。

【０００８】また、エッジセンサを用いる方法の場合、
エッジセンサが比較的高価格であると共に、機械的に接
触を検知するためにセンサに圧力をかけなければなら
ず、接触検知位置にバラツキが大きく、オペレータの目
視による方法と同様の問題がある。しかも、エッジセン
サが機械的に作動するには、かなりの針圧をプローブ針
に掛ける必要があるので、高集積化に伴ってますます薄
くなるアルミニウムの電極パッド、即ちアルミニウム電
極がプローブ針により突き破られる恐れがあり、エッジ
センサを用いる方法は実用的でない。

【０００９】特に、最近では、３２Ｍビット及び６４Ｍ
ビットと、高集積化が進んでおり、このような高集積Ｉ
Ｃチップでは、電極パッドが３０〜６０μｍとかなり小
さく、目視による接触検知または上述した機械的な接触
検知が出来なくなってきている。

【００１０】接触検知が不確実な状態でウェーハのチッ
プの電気的特性のテストが行われると、正常なチップも
不良と判断され、歩留まりを悪くする。従って、半導体
業界では、確実に接触検知が行えるウェーハプローバの
出現が望まれている。

【００１１】この発明の目的は、被測定体または測定用
プローブ針に交流信号を供給して被測定体と測定用プロ
ーブ針との接触を電気的に検知する接触検知装置及びこ
の接触検知装置を備えた電気回路測定装置を提供するこ
とにある。

【００１２】

【課題を解決するための手段】この発明においては、被
検体及び少なくとも１つの電気的良導体の一方に交流信
号を供給する交流信号発生手段と、前記電気的良導体と
前記被検体とが相対的に近接移動して両者が接触したと
きに前記交流信号発生手段の交流信号が流れる交流信号
ループが形成されたことを検知する接触検知手段とを設
けた接触検知装置を提供する。

【００１３】また、この発明は、複数の測定用プローブ
針として必要に応じてモニタ用プローブ針を有するプロ
ーブ手段と、前記プローブ手段に対向して設けられ、被
測定体を載置する載置手段と、前記プローブ手段と前記
載置手段とを接近及び離間する方向に相対的に移動する
移動手段と、前記被測定体及び前記測定用プローブ針の
少なくとも１つ又はモニタ用プローブ針に交流信号を供
給する交流信号発生手段と、前記交流信号の供給される
プローブ針と前記被測定体とが相対的に近接移動して両
者が接触したときに交流信号ループが形成されることを
検知する接触検知手段と、前記接触検知手段による接触
検知に応答して、前記被測定体と前記測定用プローブ針
との電気的接触を確実にするために前記被測定体及び前
記測定用プローブ針の少なくとも一方を近接方向に所定
距離だけ移動させるオーバードライブ手段と、前記交流
信号発生手段を遮断して、被測定体の電気的特性を前記
測定用プローブを介して測定するテスタ手段とにより構
成される電気回路測定装置を提供する。

【００１４】

【作用】この発明による接触検知装置によれば、被検体
と電気的良導体との接触が交流信号ループの形勢として
検知される。交流信号ループであるので、基板がＰ又は
Ｎチャンネルのいずれであっても検知可能である。ま
た、被検体が半導体ウェーハのような場合、接触部分と
なる電極パッドの上に絶縁体の自然酸化膜が形成されて
いても、これは容量として検知され、被検体に対してほ
ぼ０の針圧の状態で、定量的にバラツキなく、検出でき
る。

【００１５】また、この発明による電気回路測定装置に
おいては、上記の接触検知装置により検知した接触位置
から、さらに被測定体と測定用プローブ針との少なくと
も一方を、近接方向に所定距離だけ移動させてオーバー
ドライブさせる。接触検知位置は、針圧０の状態である
ので、このオーバードライブにより、電気回路測定に適
切な所定の接触針圧を得ることができる。

【００１６】

【実施例】図１に示す電気回路測定装置、即ち半導体ウ
ェーハをテストするウェーハテスト装置は、ウェーハプ
ローバ１１と、インサートリングアッセンブリ１２と、
テスタ１３とで構成されている。

【００１７】ウェーハプローバ１１は、図示しないがウ
ェーハカセットを収納するカセットテーブルと、ウェー
ハカセットを後述するメインチャックに搬送する搬送部
と、ウェーハをメインチャックに載置し、メインチャッ
ク上のウェーハをウェーハ搬送部に移すローダ／アンロ
ーダ部と、メインチャックに載置されたウェーハの位置
合わせ及びウェーハのチップのパターンを光学的に検出
するオートアライメント機構と、メインチャックをＸＹ
Ｚ方向に移動させるＸＹＺ機構部とで構成される。更
に、このウェーハプローバ１１はテスタ１３に電気的に
結合され、テストプログラム及びテスト制御データを送
受信するＣＰＵを有し、このＣＰＵはマイクロコンピュ
ータ１４によって制御される。

【００１８】インサートリングアッセンブリ１２は、図
２に示されるようにヘッドプレート１５の開口に着脱可
能に装着されたリング状の取付台、即ちインサートリン
グ１６と、このインサートリング１６に装着されるカー
ドソケット１７と、このカードソケット１７に装着され
るプローブカード１８とで構成される。プローブカード
１８はプリント配線が成されたプリント基板１９と、こ
の基板１９に図３に示すように取り付けられ、プリント
配線に接続される複数のプローブ針２０とで構成され
る。このプローブカード１８はカードソケット１７にネ
ジにより取り付けられてもよい。

【００１９】上記のような構成のインサートリングアッ
センブリ１２は、測定すべきウェーハの種類に応じて交
換される。

【００２０】インサートリングアッセンブリ１２の上に
は、テストヘッド２１が回動可能に設けられる。このテ
ストヘッド２１の下面にはパフォーマンスボード２２が
取り付けられている。パフォーマンスボード２２は、カ
ードソケット１７に設けられたコンタクトピン１７ａを
介してプローブカードに接続される。このパフォーマン
スボード２２には、テストヘッド２１に設けられたリレ
ーをテストプログラムに従って選択する回路が実装され
ている。テストヘッド２１はケーブルを介してテスタ１
３に接続される。このテスタ１３には、プリンタ２３及
びディスプレイ２４が接続されている。

【００２１】さらに、テストヘッド２１には、電気的良
導体、例えばプローブ針２０列中の少なくとも１本のプ
ローブ針又は、接触検知用モニタプローブ針が、ウェー
ハプローバ１１に設けられたウェーハチャック２６に載
置されたウェーハ２７の電極パッドに接触したことを検
知するタッチセンサユニット２５が設けられている。こ
のタッチセンサユニット２５は、ウェーハプローバ１１
に設置してももちろんよい。この場合、交流信号をウェ
ーハ２７を支持するチャック２６に印加することにな
る。

【００２２】このタッチセンサユニット２５は、原理的
には図４に示すような回路構成を有している。すなわ
ち、チャック２６に設けられているサブストレート端子
２８が、周波数が例えば１００Ｈｚ〜１０ｋＨｚ程度、
この好ましくは１ｋＨｚの交流信号を発生する交流信号
発生器２９の一端に接続される。尚、交流信号の周波数
はクロストークが生じないようにテストすべきウェーハ
の種類及びプローブ針の間隔に応じて決められる。

【００２３】交流信号発生器２９の他端は、検出用抵抗
３０の一端に接続される。この抵抗３０の他端はスイッ
チ３１の端子３１ａを介してプローブカード１８の一本
のプローブ針２０に接続される。このプローブ針２０
は、半導体ウェーハ２７上の半導体チップの電極パッ
ド、例えばＧＮＤ（接地）の電極パッド２７ａに接触さ
れる。スイッチ３１の端子３１ｂはテスタ１３に接続さ
れる。

【００２４】抵抗３０の両端は増幅器３２の入力端子に
それぞれ接続される。この増幅器３２は抵抗３０に現れ
る電圧を増幅する。増幅器３２の出力端子は比較器３３
の一方の入力端子に接続される。比較器３３は増幅器３
２の出力を基準電位と比較し、その比較結果に応じた信
号を出力する。比較器３３の出力信号はウェーハプロー
バ１１に設けられたＺ軸方向制御回路３４に供給され
る。

【００２５】上記のタッチセンサユニット２５の動作を
説明すると、プローブ針と電極パッドとを接触させる操
作、例えばチャック２６の上昇動作の初期時、このチャ
ック２６上のウェーハ２７とプローブカード１８とは、
例えば５００μｍ離れている。この状態において、Ｘ、
Ｙ軸上でウェーハを移動させて、予め定められたチップ
に位置決めし、ウェーハプローバ１１に設けられたＺ軸
方向制御回路３４は、このときのチャック２６の位置を
初期位置Ｚｏとして、モータ駆動パルスをパルスモータ
３５に供給する。このとき、Ｚ軸方向制御回路３４は、
出力するパルスの数を「０」から順次計数する。

【００２６】パルスモータ３５はパルスを受ける毎に回
転する。これにより、チャック２６は徐々に上昇し、ウ
ェーハ２７がプローブ針２０に近接する。ウェーハ２７
内の予め定められた半導体チップの電極パッド２７ａが
プローブ針２０に接触した接触時、図５のタッチセンサ
ユニット２５の等価回路図に示すように、交流信号ルー
プが形成される。すなわち、図５において、抵抗４１は
プローブ針２０と電極パッド２７ａとの接触抵抗、容量
４２はアルミの電極パッド２７ａの表面に形成された自
然酸化膜により形成される容量、そしてダイオード４３
は半導体チップの基板（ウェーハ）がＮチャンネルかＰ
チャンネルかにより方向が定まるダイオードである。

【００２７】図５に示すような交流信号ループが形成さ
れると、抵抗３０に交流信号が流れ、この信号が増幅器
３２により増幅される。増幅された交流信号のレベルは
比較器３３により基準電位と比較される。したがって、
比較器３３は比較結果の信号、即ち接触検知信号を出力
する。

【００２８】この場合、プローブ針２０と電極パッド２
７ａとの接触により形成される回路ループが交流信号ル
ープであるので、ダイオードの向きに関係なくタッチセ
ンサユニット２５は接触を検知することが可能であると
ともに自然酸化膜が存在した状態でも、接触を検知する
ことが可能である。すなわち、自然酸化膜を突き破らな
くとも接触を検知できる。

【００２９】比較器３３から出力する接触検知信号は、
Ｚ軸方向制御回路３４に供給される。Ｚ軸方向制御回路
３４は、この信号を受けると、パルスモータ３５への駆
動パルスの供給を停止すると共に、そのときのパルス数
Ｐｎを接触位置Ｚｃの情報として記憶する。この後、Ｚ
軸方向制御回路３４は、プローブ針２０と電極パッド２
７ａとの接触を高めるため、即ち両者間の接触抵抗を減
少させるために、チャック２６を、検知された接触位置
Ｚｃから、さらに、予め定められたオーバードライブ
量、例えば２０μ〜１５０μ、通常６０μの距離だけ上
昇した位置Ｚｍまで上昇させ、この位置Ｚで停止させ
る。

【００３０】このオーバードライブ距離はウェーハステ
ージの平行度のバラツキ、ウェーハ表面のバラツキ及び
プローブ針のバラツキ等を考慮して決められ、基本的に
は、このオーバードライブ距離は、プローブ針の針先が
電極パッドの表面に形成される酸化膜を突き破るが、電
極パッドを突き破らないように、しかも電極パッドに電
気的に十分接触するような値に決められる。

【００３１】上記のように接触が検知されると、スイッ
チ３１が接点３１ｂに切り換えられ、プローブ針２０が
テスタ１３に接続される。これにより、テスタ１３がウ
ェーハプローバ１１から送られるテストスタート信号に
従ってウェーハ２７内当該チップの電気的特性のテスト
を開始する。テスタからのテストの結果データは、ウェ
ーハプローブ１１を介してマイクロプロセッサ１４に送
られ、処理される。この処理結果データは、プリント及
び表示するためプリンタ３３及びディスプレイ２４に送
る。

【００３２】図６には、タッチセンサユニット２５の具
体的なブロック回路が示されており、このブロック回路
を参照してこの発明を更に詳しく説明する。

【００３３】同図によると、交流信号源としての交流信
号発生器２９の一端はチャック２６に接続され、他端は
リレースイッチ３６を介してタッチセンサ４５の一端に
接続される。タッチセンサ４５の他端はリレースイッチ
３１の接点３１ａに接続される。

【００３４】タッチセンサ４５は図４の接触検知用抵抗
３０に対応しているが、この例ではトランスが用いられ
ている。そこで、この例では、交流信号発生器２９の他
端はリレースイッチ３６及びタッチセンサ４５のトラン
スの一次巻線を介して接点３１ａに接続される。タッチ
センサ４５のトランスの二次巻線は増幅器４６の入力端
子に接続される。この増幅器４６の出力端子は絶対値増
幅器４７の入力端子に接続される。絶対値増幅器４７は
入力信号が半波信号のであっても入力信号を増幅するた
めに設けられている。

【００３５】絶対値増幅器４７の出力端子は比較器４８
の入力端子に接続される。この比較器４８は絶対値増幅
器４７から出力される接触検知信号の信号レベルを基準
レベルと比較し、検知出力信号を出力する。比較器４８
から出力される検知出力信号はウェーハプローバ１１に
含まれるＺ軸方向制御回路のオーバードライブ回路５０
に入力される。オーバードライブ回路５０はプローブ針
２０にオーバードライブを掛けるように、即ち接触位置
からプローブ針２０に更に針圧を掛けるようにパルスモ
ータ３５を駆動する。

【００３６】前記比較器４８の出力端子はリレー４９に
接続されている。このリレー４９は検知出力信号により
付勢されて、スイッチ３１を接点３１ｂに切り換え、プ
ローブ針２０をテスタ１３に接続する。また、リレー４
９はスイッチ３６を開放し、タッチセンスユニットの回
路を開路とする。これにより、交流信号発生器２９はタ
ッチセンサ４５から切り離されるので、テスタ１３によ
るテスト中に交流信号の漏洩成分がタッチセンサ４５に
より検出されることが防止できる。

【００３７】図７には、接触検知の他の実施例が示され
ている。これによると、交流信号発生器２９がチャック
２６と接地端子との間に接続され、テストヘッド２１が
接地される。この実施例においては、プローブ針２０が
ウェーハ２７の電極パッドに接触すると、交流信号発生
器２９から発生する交流信号がタッチセンサ４５の一次
巻線、チャック２６、ウェーハ２７、プローブ針２０及
びテストヘッド２１を介して接地極へ流れるので、この
交流信号がタッチセンサ４５によって検知される。

【００３８】このような構成によると、タッチセンサユ
ニット２５の接続ピンをウェーハプローバ１１に差し込
むだけで、接触検知が行えるので、タッチセンサユニッ
ト２５をどのようなタイプのウェーハテスト装置にも適
用できる。特に、タッチセンサユニット２５としてトラ
ンスが用いられているので、微小な交流信号でも検出で
き、接触検知の精度は高い。

【００３９】次に、上記の他の実施例に従った、チャッ
ク２６をＺ方向に移動するＺ軸方向移動系について図８
のフローチャート及び図９のＺ軸方向制御回路３４の回
路を参照して説明する。

【００４０】チャック２６は、パルスモータ３５がＺ軸
方向制御回路３４により制御されることにより、その上
昇及び降下が制御されると共に、その移動速度が制御さ
れる。Ｚ軸方向制御回路３４は、マイクロコンピュータ
１４に設定されたプログラムに従って作動し、チャック
２６の上昇時の移動を次のように制御する。

【００４１】先ず、Ｚ軸方向制御回路３４は、上昇移動
の制御に先立って、前述のようにして検知された接触位
置Ｚｃより低い高さ位置Ｚｄを設定し、チャック２６の
初期位置Ｚｏから前記位置Ｚｄまでチャック２６を移動
するためにパルスモータ３５に供給すべきパルスの数Ｐ
ｄ及び初期位置Ｚｏから測定位置Ｚｍまでチャック２６
を移動するために必要とするパルス数Ｐｍをメモリ５１
に記憶する。このパルス数Ｐｍはチャック２６が初期位
置Ｚｏから移動し、プローブ針２０がウェーハ２７の電
極パッドに接触する接触検知位置Ｚｃに達するまでに必
要なパルス数とオーバードライブに必要なパルス数との
和によって決まる。

【００４２】上記状態においてチャック２６の移動が図
８のフローチャートに示すように制御される。

【００４３】先ず、Ｚ軸方向制御回路３４がイニシャラ
イズされ、Ｚ軸方向制御回路３４のパルスカウンタ５２
が「０」にリセットされる（ステップ１０１）。

【００４４】次に、チャック２６の初期位置Ｚｏにおい
て、Ｚ軸方向制御回路３４のＣＰＵ５３は、スタート信
号に応答して上昇高速送り信号をパルスモータドライバ
回路５４に供給する。パルスモータドライブ回路５４は
上昇高速送り信号に応答してパルスモータ３５を高速で
上昇させるための上昇高速パルスをパルスモータ３５に
供給する（ステップ１０２）。このとき、パルスモータ
３５へ供給されるパルス数はカウンタ５２により計数さ
れる。

【００４５】高速送りの状態で、カウンタ５２の計数値
がＰｄになり、チャック２６を設定位置Ｚｄまで移動さ
せるために必要な数のパルスモータ３５に供給されたこ
とをＣＰＵ５３が判断すると（ステップ１０３）、ＣＰ
Ｕ５３は上昇高速送り信号を上昇低速送り信号に変更す
る（ステップ１０４）。パルスモータドライブ回路５４
は上昇低速送り信号に応答して上昇低速パルスをパルス
モータ３５に供給する。したがって、チャック２６は低
速で上昇する。

【００４６】低速送りの状態で、カウンタ５２の計数値
がＰｍになり、位置Ｚｄから測定位置Ｚｍまでチャック
２６を移動させるために必要な数のパルスがパルスモー
タ３５に供給されたことをＣＰＵ５３が判断すると（ス
テップ１０５）、パルスモータ３５への駆動パルスの供
給が停止され、チャック２６の上昇移動が停止される
（ステップ１０６）。このとき、測定位置Ｚｍの近傍で
は、上昇速度は低速であり、１μ〜１０μｍの微細なス
テップで上昇するので、測定位置Ｚｍで上昇移動を停止
したときのオーバーシュートは小さく、プローブ針が電
極パッドを突き破ったりすることを防止することができ
る。

【００４７】次に、ＣＰＵ５３は、ウェーハの電気的特
性の測定の完了を認識すると（ステップ１０７）、パル
スモータドライブ回路５４に降下信号を供給する。パル
スモータドライブ回路５４は降下信号に応答してパルス
モータ３５に降下駆動パルスを供給し、チャック２６を
降下させる（ステップ１０８）。この降下は高速で行う
ことができる。

【００４８】ＣＰＵ５３が、チャック２６を測定位置Ｚ
ｍから初期位置Ｚｏまで移動させるために必要な数のパ
ルスをパルスモータ３５に供給したことを判別すると
（ステップ１０９）、パルスモータ３５への駆動パルス
の供給を停止させる停止信号をパルスモータドライブ回
路５４に送り、チャック１０の降下移動を停止させる
（ステップ１１０）。

【００４９】以上で、１個のウェーハに対するＺ軸方向
の移動制御が終了し、図示しないＸ−Ｙステージによ
り、チャック２６は水平移動され、アライメント位置で
次にウェーハの受け渡しが行われ、さらに次のウェーハ
の載置位置合わせが行われる。アライメントが終了した
ら、チャック２６が測定位置の下方位置に水平移動さ
れ、新たなウェーハについて前述したステップ１０１〜
ステップ１１０が実行され、新たなウェーハのテストが
行われる。以下、この動作が繰り返される。

【００５０】以上の例ではチャック２６をＺ方向に移動
するためのＺ軸方向移動機構３６にボールスクリューが
用いられているが、このＺ軸方向移動機構３６はこれに
限らず偏心カム機構その他の機構を使用してもよい。

【００５１】また、接触位置を検知する場合に、交流信
号はチャック２６を介してウェーハ２７に供給されてい
るが、この交流信号はウェーハ２７に直接供給するよう
にしても良い。また、交流信号はプローブ針に供給する
ようにしても良い。

【００５２】さらに、２本の針の間に交流信号発生器を
接続し、この２本の針が電極パッドに接続したとき、交
流信号ループが形成されるのを検出することにより、接
触を検知するようにすることもできる。この場合には、
２本のプローブ針の位置を四辺形の半導体チップの対角
位置とすることにより、パッドあるいはプローブ針の高
さ方向の位置のバラツキにも対応して接触を検知するこ
とが可能になる。

【００５３】また、チャックの上昇移動制御方法におい
て、上昇速度を変える設定位置（接触位置Ｚｃよりも低
い高さ位置）Ｚｄを決める基準となる接触位置Ｚｃの検
知方法としては、図２の例に限られるものではなく、目
視による方法又はエッジセンサやニードルセンサによる
方法であってもよい。

【００５４】また、接触位置まで高速でチャックを上昇
させ、オーバドライブ分だけ低速上昇させるようにして
も良い。

【００５５】また、チャックを昇降させる代わりに、プ
ローブ針を含むアッセンブリを昇降移動させるようにす
ることも可能である。

【００５６】さらに、この発明は、ウェーハに形成した
半導体チップの測定に限られるものではなく、パッケー
ジした半導体チップやＬＣＤ（液晶ディスプレイ）基板
の測定、プリント基板の測定、その他の被測定体の測定
に適用可能である。

【００５７】

【発明の効果】以上説明したように、この発明によれ
ば、測定用探針と被測定体との接触を交流信号ループの
形成を検出することにより検知するようにしたので、接
触位置を電極パッドの表面に形成された自然酸化膜をも
含めて、検知することができ、電極にほとんど傷をつけ
ること無く、接触を検知することができる。接触検知が
交流信号ループの検出により行われているので、半導体
基板がＮチャンネルであっても、Ｐチャンネルであって
も接触検知が可能である。

【００５８】また、この発明によると、オペレータの目
視による接触検知のような個人差や、エッジセンサ等の
ようなバラツキがほとんどないので、この接触位置を基
準にオーバードライブ量を定めれば、同じ種類の被測定
体に対して、常に所定の針圧をかけた状態で被測定体の
電気的特性を測定することができ、正確な測定が可能に
なる。

【００５９】また、被測定体を載置する載置台を測定用
探針に対して近接移動させるときに、被測定体と測定用
探針が接触する位置よりも手前の所定の近接位置までは
載置台を高速で移動させ、その後は低速で移動させるよ
うにしたので、測定位置で載置台を停止したときのオー
バーシュートは小さく、電極パッドを突き破ったりする
欠点を防止できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明による電気回路測定装置の一例の概略
構成図である。

【図２】図１のインサートリングアッセンブリの部分の
概略構造を示す図である。

【図３】図２に示されるプローブカードの概略平面図で
ある。

【図４】図１のタッチセンサユニットの一例の原理的回
路図である。

【図５】図４のタッチセンサユニットの等価回路図であ
る。

【図６】タッチセンサユニットの一例の回路ブロック図
である。

【図７】タッチセンサユニットの他の例の概略構成図で
ある。

【図８】この発明によるＺ軸方向移動の動作を説明する
フローチャートである。

【図９】Ｚ軸方向移動回路の一例の回路ブロック図であ
る。

【符号の説明】

１１ウェーハプローバ１２インサートリングアッセンブリ１３テスタ１４マイクロコンピュータ１８プローブカード２０プローブ針２１テストヘッド２５タッチセンサユニット２６ウェーハチャック２７ウェーハ２７ａ電極パッド２９交流信号発生器３０交流信号検出用抵抗３４Ｚ軸方向制御回路３５パルスモータ４５タッチセンサの例としてのトランス４７絶対値増幅器５０オーバードライブ回路

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁵ 識別記号庁内整理番号ＦＩ技術表示箇所Ｇ０１Ｒ 31/26 Ｊ 8411−2Ｇ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】被検体及び少なくとも１つの電気的良導
体の一方に交流信号を供給する交流信号発生手段と、前記電気的良導体と前記被検体とが相対的に近接移動し
て両者が接触したときに前記交流信号発生手段の交流信
号が流れる交流信号ループが形成されたことを検知する
接触検知手段とにより構成される接触検知装置。
【請求項２】前記接触検知手段は、前記被検体と前記電
気的良導体と前記交流信号発生手段とによって形成され
る前記交流信号ループに設けられ、前記交流信号ループ
に流れる交流信号を検出する信号検出回路により構成さ
れると共に、この信号検出回路は、前記交流信号が流れ
る一次巻線と二次巻線とを有するトランスと、このトラ
ンスの二次巻線に発生する交流信号を検出する検出器と
により構成される請求項１記載の接触検知装置。
【請求項３】複数の測定用プローブ針として必要に応
じてモニタ用プローブ針を有するプローブ手段と、前記プローブ手段に対向して設けられ、被測定体を載置
する載置手段と、前記プローブ手段と前記載置手段とを接近及び離間する
方向に相対的に移動する移動手段と、前記被測定体及び前記測定用プローブ針の少なくとも１
つ又はモニタ用プローブ針に交流信号を供給する交流信
号発生手段と、前記交流信号の供給されるプローブ針と前記被測定体と
が相対的に近接移動して両者が接触したときに交流信号
ループが形成されることを検知する接触検知手段と、前記接触検知手段による接触検知に応答して、前記被測
定体と前記測定用プローブ針との電気的接触を確実にす
るために前記被測定体及び前記測定用プローブ針の少な
くとも一方を近接方向に所定距離だけ移動させるオーバ
ードライブ手段と、前記交流信号発生手段を遮断して、被測定体の電気的特
性を前記測定用プローブを介して測定するテスタ手段と
により構成される電気回路測定装置。
【請求項４】前記移動手段は、前記載置手段の初期位
置から前記載置手段を高速で移動し、前記測定用プロー
ブ針と前記被測定体とが接触する位置に近接する位置か
ら前記載置手段を低速で移動するようにした請求項３記
載の電気回路測定装置。