JPH0719819B2

JPH0719819B2 - プローブ装置

Info

Publication number: JPH0719819B2
Application number: JP62231918A
Authority: JP
Inventors: 正司蛭田; 祐一阿部
Original assignee: Tokyo Electron Ltd
Current assignee: Tokyo Electron Ltd
Priority date: 1987-09-14
Filing date: 1987-09-14
Publication date: 1995-03-06
Anticipated expiration: 2010-03-06
Also published as: JPS6473632A

Description

【発明の詳細な説明】〔発明の目的〕（産業上の利用分野）この発明は、プローブ装置に関する。

（従来の技術）一般に、半導体集積回路等の電子部品には多数の電極が
配置されており、その検査にはプローブ装置が利用され
る。このプローブ装置での検査は、プローブカードに装
着されたプローブ針先端配列と被測定体のICチップの電
極パッド配列とを接続し、この接続状態でICチップの検
査測定を実行する。このような検査測定時には、被測定
体であるICチップが形成された半導体ウエハを、上下お
よび左右方向の移動を繰返し、各々の測定を行なう。こ
のような測定時には、プローブカードに装着されたプロ
ーブ針がウエハ面上からはずれない様に、通常ウエハ周
縁位置を検出するためのエッヂセンサがプローブカード
に設けられている。これらエッヂセンサの構造は、特開
昭56−133842号，特開昭58−182239号，特開昭58−5283
9号，特開昭54−112174号，特開昭58−145号，実公昭59
−8356号で提案されている。

（発明が解決しようとする問題点）しかしながら、従来のエッヂセンサは、ウエハのエッヂ
付近においてウエハの側面に当接もしくは側面付近に位
置することがあり、ここでウエハの横方向の移動が行な
われると、エッヂセンサに横方向の力が加わり、エッヂ
センサ自体が変形もしくは破損し、後の動作に悪影響を
及ぼす可能性があった。又、エッヂセンサは、プローブ
カードに実装されているため、プローブ針実装数の減少
となる問題点があった。又エッヂセンサはプローブ針と
比較して接触抵抗が多大に加わるため、エッヂセンサの
寿命は短かく、しいてはプローブカードの寿命を短かく
してしまうという問題点があった。

この発明は上記点に対処してなされたもので、エッヂセ
ンサの破損等により起こるプローブカードの寿命の減短
を回避し、又、非接触で被測定体の有無を検知すること
により被測定体に損傷を与えることなく検知可能とする
効果を得るプローブ装置を提供するものである。

〔発明の構成〕

（問題点を解決するための手段）この発明は、被測定体を搭載保持しX,Y,Z及び回転方向
に位置合わせ移動する載置台と、この載置台に保持され
た被測定体上のチップの電極パッドに多数のプローブ針
を電気的に接触させて該被測定体のチップの電気的特性
を検査するプローブカードと、このプローブカードの中
央部に設けられた開口部を介し前記載置台に保持された
被測定体上のチップの有無を非接触で検知する近接セン
サとを備えてなる。

なお、前記近接センサは、プローブカードの開口部上で
横に移動可能な保持機構により支持されていることを特
徴とする。

（作用効果）前記構成のプローブ装置では、前記載置台に搭載保持さ
れた被測定体上のチップの有無を、近接センサによりプ
ローブカードの中央部に設けられた開口部を介して非接
触で検知できるようになるので、載置台が移動しても、
この載置台や被測定体に該近接センサが接触して位置ず
れや変形・破損することがなく、後の載置台の位置合わ
せ移動に悪影響を及ぼすことがなくなると共に、プロー
ブカードの寿命を短縮したり、被測定体に損傷を与えた
りする心配がなくなる。しかも近接センサはプローブカ
ードの中央の開口部に配するので、プローブカードのプ
ローブ針の実装に邪魔にならず、該プローブ針実装本数
を十分確保できて、被測定体上の高集積多電極のチップ
の電気的特性の検査に有効となる。

なおまた、近接センサを、プローブカードの開口部上で
横に移動可能な保持機構により支持しておくことで、顕
微鏡等の監視手段で載置台に搭載保持された被測定体の
監視を行う際に、該保持機構により近接センサを移動さ
せて、開口部を前記監視手段のために開放することが可
能となると共に、プローブカードと載置台との近接の際
には、その近接センサをプローブカード中央の開口部に
戻して被測定体の有無を被接触で検査して、プローブ針
が直接載置台に突き当たって破損するのを未然に回避で
きるようになる。

（実施例）次に本発明プローブ装置の一実施例を図面を参照して説
明する。

このプローブ装置（１）は第２図に示すように、被測定
体である例えば半導体ウエハ（２）を収納する収納部
（３）、この収納部（３）からウエハ（２）を取出し、
このウエハ（２）をアライメント部（４）および測定部
（５）へ搬送する搬送部（６）、この搬送部（６）によ
り搬送されたウエハ（２）の位置決めを行なうアライメ
ント部（４）、このアライメント部（４）を介して測定
部（５）としてウエハ（２）に形成されたICチップの電
気特性を測定する測定部（５）から構成されている。

上記ウエハ収納部（３）には、ウエハ（２）を所定の間
隔を設けて縦列状に例えば25枚平行に設置可能な図示し
ないカセットを収納する。このウエハ（２）を収納した
カセットは、図示しない昇降機構により上下動可能な載
置台に載置される。このようなウエハ収納部（３）に収
納されたカセットからウエハ（２）を一枚づつ取り出
し、搬送部（６）で予備ステージに搬送し、ここでウエ
ハ（２）のオリエンテーションフラット等を基準に精度
±１゜位まで予備アライメントする。この予備アライメ
ントされたウエハ（２）を搬送部でウエハ載置台（７）
に搬送する。搬送されたウエハ（２）は、アライメント
部（４）で、CCDカメラを使ったパターン認識機構又
は、レーザによる認識機構によりウエハ（２）のスクラ
イブライン等を基準として正確にアライメントする。こ
のアライメント後載置台（７）を移動して、測定部
（５）に設置されたプローブカード（８）対向位置にウ
エハ（２）を設置する。ここで載置台（７）をＸ方向、
Ｙ方向、Ｚ方向・回転方向に移動してプローブカード
（８）に取着されたプローブ針（９）とICチップの電極
パッドとを順次接続する。この接続状態で、プローブカ
ード（８）と図示しないテスタは配線されているため、
ICチップとテスタを導通状態とし、この導通状態でテス
タでの電気的特性試験を実行する。このような測定試験
を連続自動工程で実施するに際し、プローブ装置（１）
に固定されたプローブカード（８）に対し、被測定体で
ある半導体ウエハ（２）を載置した載置台（７）を、各
ICチップ毎に予め定められた移動量だけ移動して測定試
験を実行するが、この時、固定されたプローブカード
（８）に装着されたプローブ針（９）がウエハ（２）面
上からはずれた様に、ウエハ（２）の有無を検出するた
めの近接センサ例えば第１図に示す如き静電容量型セン
サ（10）が設けられている。

このセンサ（10）は、アーム（11）を介してＸ・Ｙ・Ｚ
方向に微調整可能な保持機構（12）に保持されている。
又この保持機構（12）は、Ｘ方向・Ｙ方向・Ｚ方向に夫
々独立して微調整可能であり、センサ（10）を所望の位
置に設置可能になっている。ここで、センサ（10）は、
センス面である先端部が、プローブカード（８）に設け
られた開口部の、プローブ針（９）配列のほぼ中心に位
置する如く配置されている。さらに、センサ（10）のセ
ンス面は、被測定体であるウエハ（２）およびウエハ載
置台（７）と平行に設置されている。上記のような近接
センサ例えば静電容量型センサ（10）を設けたことによ
り、センサ（10）と、このセンサ（10）と対向位置に設
けられた載置台（７）および載置台（７）上に載置され
た被測定体である半導体ウエハ（２）との間隔の静電容
量の検知が可能となり、ここで検知された静電容量の変
化により、センサ（10）の対向位置において、被測定体
の有無が検知可能とされている。又、上記センサ（10）
を保持機構（12）を調整してアーム（11）ごと上昇させ
る。ここでセンサ（10）をプローブカード（８）と平行
に、保持機構（12）を中心としてθ回転させることが可
能で、プローブカード（８）の開口部上方に設けられた
顕微鏡（13）で、載置台（７）上に載置された被測定体
を監視可能とされている。ここで、顕微鏡（13）を監視
しながら、プローブカード（８）のプローブ針（９）配
列と、被測定体例えば半導体ウエハ（２）に規制的に形
成されたICチップの電極パッド配列との位置合わせを行
なう。又、ウエハ（２）上に形成された多数のICチップ
を連続自動工程で測定する場合、再びセンサ（10）をθ
回転させて、プローブカード（８）の開口部に、保持機
構を調整し設置可能となっている。

次に、上記説明したプローブ装置（１）による測定動作
作用を説明する。

まず、被測定体例えば半導体ウエハ（２）を収納部
（３）から搬送部（６）で搬送し、予備アライメント
後、ウエハ載置台（７）に載置する。ここで載置台
（７）を移動してアライメント部（４）で正確にアライ
メントする。このアライメント後再び載置台（７）を移
動して、プローブカード（８）の設置対向位置にウエハ
（２）を設置する。この時、プローブカード（８）に実
装されたプローブ針（９）配列とウエハ（２）に形成さ
れたICチップの電極パッド配列とは正確に位置合わせさ
れている。ここで近接センサ例えば静電容量型センサ
（10）で、プローブ（10）とこのセンサ（10）の対向位
置に設けられた半導体ウエハ（２）面との間の静電容量
を検知し、この検知した静電容量が予め定められた値
（標準値）と同等の場合、測定を実行する。即ち、ウエ
ハ（２）を載置した載置台（７）を予め定められた量だ
け上昇して、プローブカード（８）の各プローブ針
（９）と、センサ（10）の対向位置のICチップとの各電
極パッドを接続し、この接続状態で、ICチップの入力電
極にテスタから出力されたテスト信号をプローブ針
（９）より印加し、ICチップの出力電極に発生する電気
的信号を他のプローブ針（９）からテスタ（９）に出力
し、テスタで期待される信号と比較して半導体チップの
良否およびレベルを判定する。このICチップ測定後、予
め定められた量だけ載置台（７）を不降する。次に、こ
の測定を終了したICチップに隣接したICチップを測定す
るために、次のICチップがプローブ針（９）の対向位置
にくるように載置台（７）を所定量だけ移動する。ここ
で再び上記動作と同様に、センサ（10）でウエハ（２）
の有無を検知後、このセンス結果により測定を実行す
る。このような測定動作を順次繰返すことにより、プロ
ーブ針（９）の設置された対向位置、即ち測定位置に
は、ウエハ（２）の周縁部が移動して来る。このウエハ
（２）の周縁部には、面積率が100％に満たない不完全I
Cチップ、いわゆる欠けチップが形成されている場合が
ある。このようなウエハ（２）の周縁部において、セン
サ（10）で検知した際、静電容量が予め定められた値と
同等の場合は、そのICチップの電気的特性試験を実行す
るが、静電容量が標準値と相違した場合、そのICチップ
を不完全チップと判断し、又、この点がウエハ（２）の
周縁部と判断し、測定をせずに他のICチップがプローブ
針（９）の対向位置に設置されるが如く載置台（７）を
移動する。上記の動作を繰返し、ウエハ（２）に形成さ
れた総てのICチップを測定する。

上記のように、測定位置に、即ちプローブ針設置対向位
置に被測定体の有無を、検知するためのセンサを被測定
体と非接触で設けたことにより、プローブカードにエッ
ヂセンサを設ける必要がなく、被測定体に損傷を与える
こともなくなる。

又、この発明は上記実施例に限定するものではなく、近
接センサは、静電容量型センサでなくとも、測定位置に
被測定体の有無を被測定体と非接触で検知できるものな
ら何れでも良く、例えば渦電流式，光学式，超音波，マ
イクロ波等の応用した近接センサでもさしつかえない。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を説明するための近接センサ
を設置したプローブ装置の図、第２図は第１図のプロー
ブ装置の概略図である。７……載置台、８……プローブカード９……プローブ針、10……センサ 11……アーム、12……保持機構

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】被測定体を搭載保持しX,Y,Z及び回転方向
に位置合わせ移動する載置台と、この載置台に保持され
た被測定体上のチップの電極パッドに多数のプローブ針
を電気的に接触させて該被測定体のチップの電気的特性
を検査するプローブカードと、このプローブカードの中
央部に設けられた開口部を介し前記載置台に保持された
被測定体上のチップの有無を非接触で検知する近接セン
サとを備えてなるプローブ装置。
【請求項２】近接センサは、プローブカードの開口部上
で横に移動可能な保持機構により支持されていることを
特徴とする特許請求の範囲第１項記載の検査装置。