JPH0737941A - プローブ装置 - Google Patents

プローブ装置

Info

Publication number
JPH0737941A
JPH0737941A JP18123393A JP18123393A JPH0737941A JP H0737941 A JPH0737941 A JP H0737941A JP 18123393 A JP18123393 A JP 18123393A JP 18123393 A JP18123393 A JP 18123393A JP H0737941 A JPH0737941 A JP H0737941A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
probe
contact
support base
wafer
needle
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP18123393A
Other languages
English (en)
Inventor
Yoshito Marumo
芳人 丸茂
Original Assignee
Tokyo Electron Ltd
東京エレクトロン株式会社
Tokyo Electron Yamanashi Kk
東京エレクトロン山梨株式会社
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Tokyo Electron Ltd, 東京エレクトロン株式会社, Tokyo Electron Yamanashi Kk, 東京エレクトロン山梨株式会社 filed Critical Tokyo Electron Ltd
Priority to JP18123393A priority Critical patent/JPH0737941A/ja
Publication of JPH0737941A publication Critical patent/JPH0737941A/ja
Pending legal-status Critical Current

Links

Abstract

(57)【要約】 【目的】 簡単な接触式変位センサーを用いて、プロー
ブカードの針先高さを簡単に認識でき、検査時のウエハ
のプローブ針への接触高さを求めてウエハ支持台の上昇
量を適確に設定制御できるプローブ装置を提供すること
にある。 【構成】 ウエハ支持台15と、この昇降駆動機構と、
多数本のプローブ針23付きプローブカード22とを備
え、ウエハ支持台15の移動により半導体ウエハにプロ
ーブ針23を接触させて電気的特性を検査するもので、
且つウエハ支持台15に支持される接触式変位センサー
55と、このセンサー55が支持台15の移動によりプ
ローブ針23と接触したとき発生する電圧変化を検出す
る電圧検出回路60と、この信号を基にプローブカード
22の針先高さを認識して検査時の半導体ウエハ14の
プローブ針23への接触高さを求めて昇降駆動機構によ
る支持台15の上昇量を設定する制御系とを備えた構成
である。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、例えば半導体ウエハの
チップ等の被検査体の電気的特性を検査するプローブ装
置に関する。
【0002】
【従来の技術】周知の如く、半導体製造プロセスにおい
ては、半導体ウエハ上に精密写真技術等を用いて所定の
回路パターンを持つ多数の半導体チップ(半導体デバイ
ス)が配列して形成される。これらチップの電気的特性
の検査(試験判定)は、各チップが分割される前の半導
体ウエハの状態で、プローブ装置(別名:ウエハプロー
バ)により行われる。この検査結果、良品と判定された
半導体チップのみを、次のボンディングやパッケージン
グ工程に送り、最終製品の歩留まりの向上を図るように
している。
【0003】ここで、そのプローブ装置は、特開昭64
−73632号公報等に示されているようなもので、メ
インステージにはX−Y−Z−θ方向に移動制御可能に
構成されたウエハ支持台(載置台)が備えられており、
このウエハ支持台上方に対向する位置には、半導体ウエ
ハのチップの電極パッドに対応した多数のプローブ針を
備えるプローブカードが設置されている。
【0004】そして、ウエハ支持台上に被検査体である
半導体ウエハを搭載支持し、そのウエハ支持台をX−Y
−Z−θ方向に移動制御して、この上面に保持した半導
体ウエハ上のチップの電極パッドにプローブカードのプ
ローブ針の先端を接触させ、これでそのプローブ針を介
しプローブカードの更に上方に配するテストヘッド並び
に外部テスタとの電気的接続を行って、その半導体ウエ
ハのチップの電気的特性を検査するようになっている。
【0005】このようなプローブ装置に用いられるプロ
ーブカードは、プリント基板に対し各プローブ針の針杆
部を斜めにして取付けた斜針タイプのものが主流をなし
ているが、半導体チップの高集積化に伴う電極パッド数
の増加並びに微細ピッチ化に対処すべく、端末をプリン
ト基板に固定した多数本のプローブ針の先端側を垂直に
支持した垂直針タイプの多ピン用高密度プローブカード
(VTPC)なども開発されて実用化されつつある。
【0006】ところで、前述のプローブ装置では、何ら
かの異常発生や、被検査対象の変更等に応じ、プローブ
カードを交換する必要がある。この際、プローブカード
は個々の製作時の誤差や、カードメーカーや品種が違う
ことによって、それぞれプローブ針の針先高さが異なっ
ている場合が多いと共に、そのプローブカードの交換時
の取付け(セット)ミスなどにより針先高さが微妙に異
なってしまう。
【0007】このため、プローブカードをセットした
後、実際の半導体ウエハのチップ検査を開始する際に、
ウエハ支持台を上昇させながら、その上面の半導体ウエ
ハが当該プローブカードのプローブ針の針先に実際に接
触した高さ、即ちコンタクトポイントを求め、これより
ウエハ支持台の移動量(上昇量)を設定する必要があ
る。
【0008】この設定を間違えると、半導体ウエハ上の
チップの電極パットとプローブ針との接触不良を起こし
て満足な検査(テスト)ができなかったり、或いは逆に
プローブ針に半導体ウエハが強く衝突して互いに損傷し
たりカードの破損を招いたりする可能性がある。
【0009】従来、このコンタクトポイントを求める手
段としては、 (1) ウエハ支持台をゆっくり上昇させながら、その上面
のウエハがプローブ針に接触したか否かをオペレータが
顕微鏡或いはテレビカメラを用いて目視観察することに
より、コンタクトポイントを求める。
【0010】(2) プローブカードにプロファイラーと称
される2本一組の高さ検知針を余計に設けると共に、こ
の2本の針に高さ検知回路に接続しておき、ウエハ支持
台を上昇させながら、その上面のウエハが該一方の検知
針を他方の検知針から離間するように押し上げて高さ検
知回路を開くことにより、コンタクトポイントを求め
る。
【0011】(3) プローブカード上に設置されるテスタ
側にコンタクトチェックプログラムを追加しておき、ウ
エハ支持台を上昇させながら、その上面のウエハがプロ
ーブ針に接触したか否かをテスタ側で検知して、コンタ
クトポイントを求める。
【0012】
【発明が解決しようとする課題】前述のようなプローブ
装置におけるコンタクトポイントの検知手段では、次の
ような問題があった。つまり、第1のオペレータによる
目視観察方式では、5μm 単位程度での微細調整を顕微
鏡或いはテレビカメラでフォーカスするのが非常に大変
で、熟練者であっても多くの時間を必要とすると共に、
フォーカス深度やテレビの解像度などから精度が低い。
【0013】第2のプロファイラー方式では、個々のプ
ローブカードに余計な検知針を設けなければならないの
で、個々のプローブカードのコスト高を招くと共に、針
実装の高密度化が進んだ現在のプローブカードでは、検
知針を余計に設けるスペースが無く実現不可能である。
【0014】第3のテスターによるコンタクトチェック
方式では、テスタ側に新たにコンタクトチックプログラ
ムを追加しなければならなず、コスト高を招く。本発明
の主たる目的は、プローブカードやテスタ側には一切手
を加えず、支持台側に簡単な接触式変位センサーを置く
ことで、セットしたプローブカードのプローブ針の針先
高さを簡単に認識できて、検査時の被検査体のプローブ
針への接触高さ(コンタクトポイント)を高精度に求め
て、駆動手段による支持台の上昇量を適確に設定でき、
検査不良や被検査体とプローブ針との衝突・破損等を確
実に防止できるようになると共に、プローブカード等の
コストの低減が図れるプローブ装置を提供することにあ
る。
【0015】また、本発明のもう一つの目的は、プロー
ブカードの製作上や取付けミス等によるプローブ針群の
針先高さのバラツキや傾きと言った不具合を検知できて
るようになるプローブ装置を提供することにある。
【0016】
【課題を解決するための手段と作用】本発明の一態様に
係わるプローブ装置は、被検査体を支持する支持台と、
この支持台を往復動させる駆動手段と、この支持台と対
向する位置に配し多数本のプローブ針を有したプローブ
カードとを備え、前記駆動手段により支持台を移動さ
せ、これに支持された被検査体に前記プローブ針を接触
させることにより該被検査体の電気的特性を検査するも
ので、且つ前記支持台に支持される接触式変位センサー
と、この接触式変位センサーが支持台の移動によりプロ
ーブ針と接触したとき発生する電圧変化を検出する検出
手段と、この検出手段からの信号を基にプローブカード
のプローブ針の針先高さを認識し、検査時の被検査体の
該プローブ針への接触高さを求めて、前記駆動手段によ
る支持台の移動量を設定する手段とを備えた構成であ
る。
【0017】こうした構成のプローブ装置であれば、プ
ローブカードを交換した場合など、最初に支持台に接触
式変位センサーを支持し、この状態で支持台を駆動手段
により移動させることで、その接触式変位センサーがプ
ローブカードのプローブ針と接触して電圧変化を生じ、
これを検出手段により検出し、この検出信号を基に該プ
ローブカードのプローブ針の針先高さを認識し、検査時
の被検査体の厚みを考慮するなどして、該被検査体のプ
ローブ針への接触高さ、即ちコンタクトポイントを高精
度に求めて、駆動手段による支持台の移動量を適確に設
定できるようになる。これで、被検査体へのプローブ針
の接触不良や被検査体とプローブ針との衝突・破損等と
言った不具合を防いで、被検査体の検査を簡便且つ確実
に行い得るようになると共に、プローブカードやテスタ
側にコンタクトチェックのための工夫を一切行わずに済
み、コストの低減が図れるようになる。
【0018】また、前記接触式変位センサーを、被検査
体と略同形状に成形し、必要に応じ被検査体の代わりに
移載手段により支持台に支持される構成としておけば、
プローブカードの交換の都度、人手を要さずに、該接触
式変位センサーを支持台上に移載支持して前述のように
コンタクトポイントを求めて、被検査体の検査の全自動
化に役立つようになる。
【0019】本発明の他の態様に係わるプローブ装置
は、被検査体を支持する支持台と、この支持台を往復動
させる駆動手段と、この支持台に対向する位置に配し多
数本のプローブ針を有したプローブカードとを備え、前
記駆動手段により支持台を移動させ、これに支持された
被検査体に前記プローブ針を接触させることにより該被
検査体の電気的特性を検査するもので、且つ前記支持台
の一部に固定的に設けられた接触式変位センサーと、こ
の接触式変位センサーが支持台の移動によりプローブ針
と接触したとき発生する電圧変化を検出する検出手段
と、この検出手段からの信号を基にプローブカードのプ
ローブ針高さを認識し、検査時の被検査体の該プローブ
針への接触高さを求めて、前記駆動手段による支持台の
移動量を設定する手段とを備えた構成である。
【0020】こうした構成のプローブ装置であっても、
プローブカードを交換した場合など、最初に支持台を位
置制御するなどしながら移動させて、該支持台の一部に
固設されている接触式変位センサーをプローブカードの
プローブ針と接触させるようにする。これで前述同様に
プローブカードのプローブ針高さを認識し、以後の検査
時の被検査体の該プローブ針へのコンタクトポイントを
求めて、駆動手段による支持台の移動量を適確に設定で
きるようになる。
【0021】また、前記両態様のプローブ装置における
接触式変位センサーは、圧電プラスチックフイルムの両
面に電極加工したものを用いて構成することで、支持台
の移動によりプローブカードのプローブ針と接触する
と、その瞬間に該接触式変位センサーの持つ圧電効果に
より電圧が発生し、この電圧変化を検出手段により検出
して該プローブカードのプローブ針の針先高さを正確に
認識できるようになり、更に一層の精度の向上が図れる
ようになると共に、その接触式変位センサー自体の構成
が簡単で且つ取扱いが容易で、支持台に楽に適用できる
ようになる。
【0022】更にまた、前記接触式変位センサーは、検
知領域を同一平面上で少なくとも2つ以上に分割してお
くことで、支持台の移動により各検知領域へのプローブ
カードのプローブ針の接触を該個々の検知領域の電圧変
化により検知し、その各検知領域からの検知信号の差を
基に当該プローブカードのプローブ針群の針先高さのバ
ラツキや傾き度合を知ることが可能となる。これでプロ
ーブカードの製作上や取付けミス等による不具合チェッ
クが可能で、そのプローブカードの修正やセットの調整
し直しなどの指示を行うことができるようになる。
【0023】
【実施例】以下、本発明を半導体ウエハ上に形成された
半導体チップの電気的特性を試験検査するプローブ装置
(ウエハプローバ)に適用した一実施例を図1乃至図7
を参照して説明する。
【0024】まず、図5において、符号11は全体的に
ボックス状をなすプローブ装置本体を示し、この略中央
には架台12を介してメインステージ13が設けられて
いる。このメインステージ13は、被検査体である半導
体ウエハ(以下単にウエハと略称する)14を搭載支持
するウエハ支持台(真空チャック)15を後述する如く
移動制御可能に備えている。
【0025】前記装置本体11の上部には、前記ウエハ
支持台15と共通の架台12から立設した強固な支持枠
16に保持させてヘッドプレート17が水平に設けられ
ている。このヘッドプレート17の略中央開口部に位置
決め嵌合するインサートリング18を介してプローブ機
構21が設けられている。
【0026】このプローブ機構21は、プローブカード
22を主体とする。このプローブカード22は、後述す
る如く、多数本のプローブ針23を実装したカード本体
24と、このカード本体24をこの周囲から嵌合保持す
るカードホルダー25とで予め集合体状に構成されてい
る。この集合体状のプローブカード22が前記インサー
トリング18を介し前記ウエハ支持台15の上方対向す
る位置に取付けセットされている。
【0027】また、このプローブカード22の上側にコ
ンタクトリング26を介し電気的に接続するテストヘッ
ド27が搭載支持され、これが外部テスタ28と電気的
に接続される。更に、そのテストヘッド27中央上方か
ら前記プローブカード22の中央開口を介してウエハ支
持台15上のウエハ14及びこれに接触するプローブ針
先等を監視する顕微鏡もしくはテレビカメラ29が備え
られている。
【0028】前記装置本体11の右側には被検査体オー
トローダ31が設置されている。このオートローダ31
には、多数枚のウエハ14を収容したウエハカセット3
2を交換可能に挿入セットできるカセット支持台33が
昇降駆動可能に設けられている。その隣側に該ウエハカ
セット32内のウエハ14を一枚ずつ取り出すローダス
テージ34が設けられている。このローダステージ34
により搬出されたウエハ14は予備アライメントステー
ジ(図示省略)に載せられ、そこでウエハ14のオリエ
ンテーションフラット等を基準にした予備アライメント
が行われるようになっている。また、その予備アライメ
ントされたウエハ14を前記ウエハ支持台15上面に移
載する手段としてウエハハンドリングアーム35が設け
られている。なお、これらローダステージ34及びウエ
ハハンドリングアーム35は検査済みのウエハ14をウ
エハ支持台15上から取り上げて再びウエハカセット3
2に戻す働きも行う。
【0029】また、前記装置本体11内の中央手前側に
は、図示していないが、アラインメントユニットが設け
られている。このユニットには、前記ウエハ支持台15
上に載置されたウエハ14を、このスクライブライン等
を基準として正確にアラインメントすべく、CCDカメ
ラやレーザーを用いた画像認識機構が設けられていると
共に、ウエハ支持台15のZ方向の位置検出並びにその
上に載置されたウエハ14等の厚さを検出すべく、図1
に想像線で示しているように静電容量センサー36aを
用いた検出回路36が設けられて、これらの下側にまで
前記ウエハ支持台15が移動可能となっている。
【0030】一方、前記装置本体11の左側にはプロー
ブカード交換器37が設けられている。このプローブカ
ード交換器37内にはカード収納棚38が設けられ、こ
の収納棚38に前述した集合体状(カードホルダー25
付き)の各種のプローブカード22が挿脱可能に収納保
管されている。これらプローブカード22は、必要に応
じ前記カード収納棚38から取り出して、前記装置本体
11のヘッドプレート17中央のインサートリング18
に取付けセットされる。このプローブカード22の取付
け並びに交換作業は、オペレータが手動的に、或いは図
示しないが前記ウエハハンドリングアーム16と同様の
装置を介して自動的に行われる。そのプローブカード自
動交換装置は例えば米国特許No.4,966,520
に記載されているものと同様で良い。
【0031】図6は前記メインステージ13を示すもの
で、これはX方向に延在される2本のレール41aに沿
って移動可能なXテーブル41と、このXテーブル41
上をY方向に延在される2本のレール42aに沿って移
動可能なYテーブル42とを有し、これらがパルスモー
タなどを含む慣用のX−Y駆動機構によって駆動される
と共に、更にそのYテーブル42に前記ウエハ支持台1
5を支持する昇降並びに回転可能なZ軸43(図1参
照)を有し、これが慣用の昇降駆動機構並びに回転駆動
機構により駆動されることで、該ウエハ支持台15がX
−Y方向(前後左右)及びZ方向(上下)並びθ方向
(Z軸回りの回転)に移動制御されるようになってい
る。なお、これらのX−Y駆動機構及び昇降駆動機構並
びに回転駆動機構は図7に符号44,45,46で示す
ように後述する制御系によりそれぞれ駆動制御される。
【0032】こうしたメインステージ13のウエハ支持
台(チャック)15は、上面に予備アライメントされて
載置されたウエハ14と共にアラインメントユニットに
移動し、そのウエハ14をCCDカメラやレーザーを用
いた画像認識機構により正確にアラインメントすると共
に、後述するようにウエハ支持台15の移動量(Zアッ
プ量)を算定するのに、静電容量センサー36aによる
ウエハ支持台15の基準高さ検出並びにその上のウエハ
14の厚さ検出が行われ、次にプローブカード22の真
下に戻って、該ウエハ14の各半導体チップを所定の順
番に従って検査すべく、ウエハ支持台15と共にX−Y
方向及びθ方向に位置合わせ制御されながら上昇(Zア
ップ)されるようになる。この位置合わせ制御の詳細は
特開昭64−73632号等に開示されていると同様で
ある。
【0033】前記プローブカード22の詳細を図1及び
図2に示す。即ち、カード本体24として中央に開口を
有したプリント基板が用いられ、このカード本体24の
該開口両側縁部から斜め下方に向けて多数本のプローブ
針23がウエハ14上の一個或いは複数個のチップの電
極パッドに対応して突設されている。この針23付きの
カード本体24がリング状のカードホルダー25の段部
に嵌合してピンやねじ等により位置決め固定されて一つ
の集合体とされている。
【0034】こうしたプローブカード22は、カードホ
ルダー25を前記インサートリング18の下面部に接合
して図示しないが締結具による締結或いは自動セット用
の上下動可能な支持リングによる挟み付けにより、前記
ウエハ支持台15の上方の対向位置に交換可能に取付け
セットされている。
【0035】ここで、前記ウエハ14の半導体チップの
検査(テスト)時のウエハ支持台の上昇(Zアップ)
は、該ウエハ14の半導体チップの電極パットがプロー
ブ針23に接触する接触高さ(コンタクトポイント)ま
で上昇し、更に該コンタクトポイントよりも僅かである
が所定量上昇(オーバドライブ)して停止される。
【0036】ところで、プローブカード22は必要に応
じ脱着交換されるが、このプローブカード22は個々の
製造誤差や、カードメーカーや品種が違うことによっ
て、それぞれプローブ針23群の針先高さが異なってい
る場合が多いと共に、そのプローブカード22の交換時
の取付け(セット)ミスなどにより針先高さが微妙に異
なってしまう。これを無視してウエハ支持台15の上昇
量を設定すると、ウエハ14上の半導体チップの電極パ
ットとプローブ針23との接触不良を起こして満足な検
査(テスト)ができなかったり、或いは逆にプローブ針
23に半導体チップが強く衝突して互いの損傷・破損を
招くので、実際にプローブカード22をセットした状態
での針先高さを正確に認識し、これにウエハ支持台15
の上昇によりウエハ14が接触する高さ、即ちコンタク
トポイントを求めて、該ウエハ14の検査(テスト)時
のウエハ支持台15の上昇量(Zアップ量)を設定する
必要がある。
【0037】ここでは、そのコンタクトポイントを求め
てウエハ支持台15の移動量(上昇量)を設定する手段
として、図1及び図3・図4並びに図7に示す如く、前
記ウエハ支持台15上面にウエハ14と同様に搭載支持
される接触式変位センサー55と、この接触式変位セン
サー55がプローブ針23と接触したとき発生する電圧
変化を検出する手段としての検出回路60と、この検出
器60からの信号を基に当該プローブカード22のプロ
ーブ針23の針先高さを認識し、以後の検査時のウエハ
14の該プローブ針23への接触高さを求めて、前記昇
降駆動機構45による支持台15の上昇量を設定する手
段としての制御系70とを備えている。
【0038】前記接触式変位センサー55は、図3及び
図4に示す如く、センサー本体部56と基板57とで平
坦板状に成形されている。そのセンサー本体部56は、
図4に拡大して示す如く、圧電プラスチックの一つであ
る厚さ28μm 程度のPVDF(ポリフッ化ビニリデ
ン)フイルム56aの両面に電極56b、56cを設け
た3層構成で、そのPVDFフイルム56aはこの結晶
に機械的な歪みを作用させると発生する電気的分極現象
(圧電効果)により両電極56b、56c間に電圧を生
じる。その両電極56b、56cは例えばアルミ蒸着等
により全面に亘り形成された導電性箔膜で、特にその上
面の電極56bが前記アラインメントユニットにおける
静電容量センサー36aに検知可能に対応すべく導電性
膜とされている。
【0039】また、この接触式変位センサー55のセン
サー本体部56はプローブ針23が接触する検知領域が
同一平面上で複数、例えば図3に示す如くa,b,c,
dに4分割され、それぞれ独立して個々に圧電効果によ
り電圧を発生するようになっている。即ち、下面の電極
56cは共通グランドのように全域共通であるが、その
上側のPVDFフイルム56aと上面の電極56bとが
十字状の切れ目により四方に等しく分離独立せしめられ
ている。
【0040】一方、前記接触式変位センサー55の基板
57は、柔軟性を持つ前記センサー本体部56を平坦に
支える機能を果たすもので、被検査体の素材であるシリ
コンウエハをそのまま用いるか、或いはガラスやエポキ
シやセラミック等で別途製作したものが用いられてい
る。なお、そのシリコンウエハなどの導電性基板の場合
は、これをそのまま前記センサー本体56の共通グラン
ドの下面電極56cとして利用する考えもあるが、上面
に絶縁酸化膜を施して該センサー本体56が接着等によ
り重合固定されている。
【0041】また、この基板57は被検査体であるウエ
ハ14と同等の外径並びに厚さ、更にはオリエンテーシ
ョンフラット等を持つ形状である。この上面に非常に薄
い前記センサー本体部56が重着しているのみであるこ
とから、接触式変位センサー55が全体的に見ても被検
査体であるウエハ14と略同形状となっている。これで
接触式変位センサー55が必要に応じ前述したウエハ1
4と略同様に移載手段によりウエハ支持台15上面に自
動的に移載されるようになっている。即ち、接触式変位
センサー55は、図5で示したオートローダ31の適当
箇所に収納保管され、そこから必要時にローダステージ
34により搬出されて予備アライメントされた後に、ウ
エハハンドリングアーム35によりウエハ支持台15上
面に載置され、更にアライメントユニットにおいて正確
に位置決めされるようになっている。
【0042】前記検出回路60は、接触式変位センサー
55のセンサー本体部56の各検知領域a,b,c,d
がプローブ針23と接触したとき発生する電圧変化を個
々に検出するように、4個の電圧検出回路61a,61
b,61c,61dを備えている。
【0043】なお、接触式変位センサー55の基板57
には、センサー本体部56の各検知領域a,b,c,d
の上面電極56bからそれぞれ導出したリード線(プリ
ント配線等)と接続する接続端子58a,58b,58
c,58dと、下面電極(共通グウランド)56cと接
続するアース端子58fとが設けられている。この接触
式変位センサー55をウエハ支持台15上面に載置する
ことで、各接続端子58a〜58d及びアース端子58
fが各々ウエハ支持台15上面に埋め込む状態に設けた
各電圧検出回路61a,61b,61c,61dの接続
端子62…と合致接合して、各検知領域a,b,c,d
と該各検出回路61a,61b,61c,61dとの電
気的接続が自動的に行われるようになっている。
【0044】前記制御系70は、図7に示す如く、メモ
リーを備えたCPU71を有する。このCPU71に
は、X−Y方向移動制御回路72と、Z方向移動制御回
路73と、θ方向移動制御回路74とがそれぞれ接続さ
れている。これら各制御回路が図6に示したメインステ
ージ13のウエハ支持台15をX−Y方向とZ方向とθ
方向に移動させるX−Y駆動機構44と昇降駆動機構4
5と回転駆動機構46とに接続され、その各々の機構を
コントロールするようになっている。
【0045】また、そのCPU71に、前記アライメン
トユニットの静電容量センサー36aを用いた検出回路
36が接続されていると共に、前記接触式変位センサー
55の検出回路60が接続されて、それら検出回路3
6,60からの検出信号が入力されるようになってい
る。
【0046】以上のような接触式変位センサー55及び
この検出回路60と、静電容量センサー36aを用いた
検出回路36と、制御系70を備えたプローブ装置の作
用を述べる。
【0047】まず、プローブカード22を新規にインサ
ートリング18に取付けセット或いは交換などした場
合、最初に、オートローダ31等に収納保管しておいた
接触式変位センサー55をローダステージ34により搬
出して予備アライメントした後に、ウエハハンドリング
アーム35によりウエハ支持台15上面に搭載支持し、
更にアライメントユニットにおいて画像認識機構により
アライメントして正確に位置決め保持する。また、その
アライメントユニットにおいて静電容量センサー36a
を用いた検出回路36によりウエハ支持台15上面高さ
と、この上側の該接触式変位センサー55の上面電極5
6bの高さを検出し、この差から該接触式変位センサー
55の厚さD1 を検出して前記制御系70のCPU71
のメモリーにストアする。
【0048】こうしてから、ウエハ支持台15をメイン
ステージ13のX−Y駆動機構44により中央最下基準
位置に戻し、そこで昇降駆動機構45により適当高さま
で高速上昇させ、次に低速でゆっくり上昇させて行く。
このウエハ支持台15のZアップにより、その上面の接
触式変位センサー55のセンサー本体56の各検知領域
a〜dの上面電極56b膜が前記プローブカード22の
プローブ針23の針先と接触する。
【0049】この針接触により、瞬時に、該接触式変位
センサー55のセンサー本体56の各検知領域a〜dの
PVDFフイルム56aが圧電効果により上下電極56
b、56c間に電圧を生じ、これを各電圧検出回路61
a〜61dで検出し、この検出信号が前記制御系70の
CPU71に入力され、この信号を基に該CPU71か
らZ方向移動制御回路73にZアップ停止指令が出され
て、昇降駆動機構45を即刻停止させる。
【0050】また、CPU71は電圧検出回路60から
の検出信号を基に当該プローブカード22のプローブ針
23群の針先高さを認識してメモリーにストアする。即
ち、接触式変位センサー55の上面がプローブ針23の
針先に接触した時点のウエハ支持台15のZ高さ(最下
基準位置からのZアップ距離)ZH1 をZ方向移動制御
回路から認識して記憶する。
【0051】その後、CPU71からZ方向移動制御回
路73に下降指令が出されて、昇降駆動機構45により
ウエハ支持台15を元の基準位置まで下降させ、この上
から接触式変位センサー55をウエハハンドリングアー
ム35により取上げ、且つローダステージ34によりオ
ートローダ31等の元の保管位置に戻す。
【0052】こうした後に、実際に検査する被検査体で
ある最初の一枚目のウエハ14をオートローダ31のウ
エハカセット32内からローダステージ34により搬出
して、前述同様に予備アライメントした後に、ウエハハ
ンドリングアーム35によりウエハ支持台15上面に載
置し、更にアライメントユニットにおいて画像認識機構
によりアライメントして正確に位置決め保持する。そし
てそのウエハ14を保持したウエハ支持台15をメイン
ステージ13の中央最下基準位置に戻す。
【0053】その際、該アライメントユニットにおいて
静電容量センサー36aを用いた検出回路36によりウ
エハ支持台15上面高さと、この上側のウエハ14の上
面高さを検出し、この差から該ウエハ14の厚さD2
検出して前記制御系70のCPU71に入力する。
【0054】そのCPU71では、前記接触式変位セン
サー55の厚さD1 と該ウエハ14の厚さD2 との差±
Δ(D1 −D2 )を求め、この±Δを前記プローブカー
ド22のプローブ針23群の針先高さ、即ち前回の接触
式変位センサー55の上面がプローブ針23の針先に接
触した時点のウエハ支持台15のZ高さZH1 に加え
て、該ウエハ14がZアップにより実際にプローブ針2
3群の針先に接触する接触高さZH2 =ZH1 +(±
Δ)、即ち実際にセットした状態のプローブカード22
の針に対する被検査体でるウエハ14のコンタクトポイ
ントを求める。このコンタクトポイントZH2 に合わせ
て検査時のウエハ支持台15の上昇量(最下基準位置か
らのZアップ量)を設定する。なお、実施にはそのコン
タクトポイントから更に50〜100μm 程度のオーバ
ドライブ量を加えたZアップ量をZ方向移動制御回路7
3に設定する。
【0055】この指示に従って昇降駆動機構45がウエ
ハ支持台15を上昇させることで、この上面のウエハ1
4の半導体チップの各電極パッドがプローブカード22
のプローブ針23群の針先に確実に接触して、そのウエ
ハ14の各半導体チップが次々と適確に電気的特性検査
されるようになり、接触不良や被検査体とプローブ針と
の衝突・破損等と言った不具合が防止されるようにな
る。こうして一枚目のウエハ14の検査終了後は、それ
をオートローダ31のウエハカセット32内に戻すと共
に、そのまま2枚目のウエハ14をウエハ支持台15上
の移載して前述同様に次々と検査できるようになる。
【0056】また、前記接触式変位センサー55が同一
平面上に四方に分離独立した検知領域a〜dを持ち、そ
れぞれへプローブ針23の接触を電圧検出回路61a〜
61dにより個々に検出できるので、それら検知領域a
〜dに対応した各電圧検出回路61a〜61dからの検
知信号に時間的な差が生じた場合には、当該プローブカ
ード22のプローブ針23群の針先高さにバラツキや傾
きがあることになる。即ち、プローブカード22の製作
上や取付けミス等による不具合が事前にチェック可能と
なる。これを分析してモニター等に表示し、オペレータ
がそのプローブカード22を取外して修正するか、別な
ものと交換するか、或いはインサートリング18への取
付けセットの調整し直しなどの作業を行い易くなる。
【0057】なお、接触式変位センサー55は四方に分
離独立した検知領域a〜dを持つと述べたが、これは2
分割或いは3分割又は更に多数分割の検知領域を持つ構
成としても可である。
【0058】次に、本発明のプローブ装置の他の実施例
を図8及び図9により説明する。なお、ここではプロー
ブ装置の全体構成並びに制御系70は前記実施例と同様
であるので図示省略する。この実施例では前述の実施例
同様に設置したウエハ支持台(真空チャック)15の一
部(ウエハ14の載置に支障にならない部分)に接触式
変位センサー81を固定的に設けた構成である。
【0059】即ち、図6で示した如くメインステージ1
3にX−Y方向及びZ方向並びにθ方向に移動制御可能
に設けらたウエハ支持台15の外周側部に、一体的に水
平に突出する状態に小テーブル82を設け、この小テー
ブル82の上面に接触式変位センサー81を取付け固定
した構成である。
【0060】その接触式変位センサー81は、基本的に
は前記実施例に用いたものと同様であるが、該小テーブ
ル82を基板としてこの上面に絶縁層を介してセンサー
本体部のみを接着固定した構成である。つまり、この接
触式変位センサー81は、図4に符号56で示したセン
サー本体部と同様に、圧電プラスチックの一つである圧
電効果を持つPVDF(ポリフッ化ビニリデン)フイル
ムの両面に電極(導電性薄膜)を設けた3層構造とされ
ていると共に、プローブ針23が接触する検知領域が同
一平面上で十字状の切れ目によりa,b,c,dに4分
割され、それぞれ独立して個々に圧電効果により電圧を
発生して前記実施例同様に検出回路60−の各電圧検出
回路61a〜61d(図3参照)により検知される構成
である。
【0061】こうした構成のプローブ装置であっても、
プローブカード22を交換した場合など、最初にウエハ
支持台15をX−Y方向に移動制御するなどしながら上
昇させて、該支持台15の側部に固設されている小テー
ブル82上の接触式変位センサー81をプローブカード
22のプローブ針23の針先と接触させるようにする。
これで前述同様にプローブカード22のプローブ針23
の針先高さを認識し、以後の検査時の被検査体であるウ
エハ14の該プローブ針23へのコンタクトポイントを
求めて、ウエハ支持台15の上昇量(Zアップ量)を適
確に設定できるようになると共に、この場合、接触式変
位センサー81がウエハ支持台15に固定的に設けられ
ているので、先の実施例のように接触式変位センサー5
5を必要に応じウエハ支持台15上に移載したり取り除
いたりする作業が不要となる。
【0062】
【発明の効果】本発明のプローブ装置は、以上説明した
構成としたので、プローブカードやテスタ側には一切手
を加えず、被検査体の支持台側に簡単な接触式変位セン
サーを置くことで、セットしたプローブカードのプロー
ブ針の針先高さを簡単に認識できて、検査時の被検査体
のプローブ針への接触高さ(コンタクトポイント)を高
精度に求めて、駆動手段による支持台の上昇量を適確に
設定でき、検査不良や被検査体とプローブ針との衝突・
破損等を確実に防止できると共に、プローブカード等の
コストの低減が図れる効果が得られる。
【0063】また、本発明のプローブ装置では、プロー
ブカードの製作上や取付けミス等によるプローブ針群の
針先高さのバラツキや傾きと言った不具合を事前に検知
できて、その修正等の作業に役立てることが可能であ
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接触式
変位センサーセット状態の要部断面図。
【図2】同上実施例のプローブ装置のプローブカードを
インサートリングに装着したプローブ機構部の平面図。
【図3】同上実施例のプローブ装置のウエハ支持台とこ
の上面にセットした接触式変位センサー並びに検出回路
を示す平面図。
【図4】同上接触式変位センサーの拡大側面図。
【図5】同上実施例のプローブ装置の略全体構成を示す
一部切欠した正面図。
【図6】同上実施例のプローブ装置のウエハ支持台付き
メインステージの概略的斜視図。
【図7】同上実施例のプローブ装置の制御系を示すブロ
ック図。
【図8】本発明のプローブ装置の他の実施例を示すウエ
ハ支持台及びこの一部に固設した接触式変位センサーの
平面図。
【図9】図8に示したウエハ支持台及びこの一部に固設
した接触式変位センサーの側面図。
【符号の説明】
11…プローブ装置本体、14…被検査体(半導体ウエ
ハ)、15…ウエハ支持台、22…プローブカード、2
3…プローブ針、27…テストヘッド、28…テスタ、
36a…静電容量センサー、45…昇降駆動機構、5
5、81…接触式変位センサー、56a…圧電プラスチ
ックフイルム、56b,56c…電極、a〜d…検知領
域、60…検出回路、61a〜61d…電圧検出回路、
70…制御系、71…CPU。

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 被検査体を支持する支持台と、この支持
    台を往復動させる駆動手段と、この支持台と対向する位
    置に配し多数本のプローブ針を有したプローブカードと
    を備え、前記駆動手段により支持台を移動させ、これに
    支持された被検査体に前記プローブ針を接触させること
    により該被検査体の電気的特性を検査するプローブ装置
    において、 前記支持台に支持される接触式変位センサーと、この接
    触式変位センサーが支持台の移動によりプローブ針と接
    触したとき発生する電圧変化を検出する検出手段と、こ
    の検出手段からの信号を基にプローブカードのプローブ
    針の針先高さを認識し、検査時の被検査体の該プローブ
    針への接触高さを求めて、前記駆動手段による支持台の
    移動量を設定する手段とを備えて構成したことを特徴と
    するプローブ装置。
  2. 【請求項2】 請求項1記載のプローブ装置において、
    接触式変位センサーは、被検査体と略同形状に成形さ
    れ、必要に応じ被検査体の代わりに移載手段により支持
    台上に支持されることを特徴とするプローブ装置。
  3. 【請求項3】 被検査体を支持する支持台と、この支持
    台を往復動させる駆動手段と、この支持台に対向する位
    置に配し多数本のプローブ針を有したプローブカードと
    を備え、前記駆動手段により支持台を移動させ、これに
    支持された被検査体に前記プローブ針を接触させること
    により該被検査体の電気的特性を検査するプローブ装置
    において、 前記支持台の一部に固定的に設けられた接触式変位セン
    サーと、この接触式変位センサーが支持台の移動により
    プローブ針と接触したとき発生する電圧変化を検出する
    検出手段と、この検出手段からの信号を基にプローブカ
    ードのプローブ針高さを認識し、検査時の被検査体の該
    プローブ針への接触高さを求めて、前記駆動手段による
    支持台の移動量を設定する手段とを備えて構成したこと
    を特徴とするプローブ装置。
  4. 【請求項4】 請求項1又は3記載のプローブ装置にお
    いて、接触式変位センサーは、圧電プラスチックフイル
    ムの両面に電極加工したものを用いて構成されているこ
    とを特徴とするプローブ装置。
  5. 【請求項5】 請求項1又は3記載のプローブ装置にお
    いて、接触式変位センサーは、検知領域が同一平面上で
    少なくとも2つ以上に分割されていることを特徴とする
    プローブ装置。
JP18123393A 1993-07-22 1993-07-22 プローブ装置 Pending JPH0737941A (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP18123393A JPH0737941A (ja) 1993-07-22 1993-07-22 プローブ装置

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP18123393A JPH0737941A (ja) 1993-07-22 1993-07-22 プローブ装置

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPH0737941A true JPH0737941A (ja) 1995-02-07

Family

ID=16097133

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP18123393A Pending JPH0737941A (ja) 1993-07-22 1993-07-22 プローブ装置

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPH0737941A (ja)

Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100451384B1 (ko) * 2002-06-15 2004-10-06 (주)티에스이 소켓류 검사장치 및 그를 이용한 소켓류 검사방법
JP2005142216A (ja) * 2003-11-04 2005-06-02 Sharp Corp 半導体レーザ素子の測定方法および測定装置
JP2007227899A (ja) * 2006-01-13 2007-09-06 King Yuan Electronics Co Ltd Zifコネクタつきプローブカード、その組立方法、ウェハテストシステム、及びそれを導入したウェハテスト方法
JP2009002871A (ja) * 2007-06-22 2009-01-08 Tokyo Electron Ltd プローブカードの登録方法及びこのプログラムを記録したプログラム記録媒体
JP2009224788A (ja) * 2009-04-27 2009-10-01 Hitachi Ltd プローブ装置
JP2010025601A (ja) * 2008-07-16 2010-02-04 Hioki Ee Corp 回路基板検査装置
US7876119B2 (en) 2005-11-04 2011-01-25 Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha Method of inspecting semiconductor device chip patterns on a wafer
TWI631346B (zh) * 2017-03-10 2018-08-01 穩懋半導體股份有限公司 探針機及探針尖端位置定位和獲得探針與清針紙接觸資訊的方法

Cited By (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100451384B1 (ko) * 2002-06-15 2004-10-06 (주)티에스이 소켓류 검사장치 및 그를 이용한 소켓류 검사방법
JP2005142216A (ja) * 2003-11-04 2005-06-02 Sharp Corp 半導体レーザ素子の測定方法および測定装置
US7876119B2 (en) 2005-11-04 2011-01-25 Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha Method of inspecting semiconductor device chip patterns on a wafer
JP2007227899A (ja) * 2006-01-13 2007-09-06 King Yuan Electronics Co Ltd Zifコネクタつきプローブカード、その組立方法、ウェハテストシステム、及びそれを導入したウェハテスト方法
JP2009002871A (ja) * 2007-06-22 2009-01-08 Tokyo Electron Ltd プローブカードの登録方法及びこのプログラムを記録したプログラム記録媒体
TWI427300B (zh) * 2007-06-22 2014-02-21 Tokyo Electron Ltd The registration method of the probe card and the recording medium for recording the program
JP2010025601A (ja) * 2008-07-16 2010-02-04 Hioki Ee Corp 回路基板検査装置
JP2009224788A (ja) * 2009-04-27 2009-10-01 Hitachi Ltd プローブ装置
TWI631346B (zh) * 2017-03-10 2018-08-01 穩懋半導體股份有限公司 探針機及探針尖端位置定位和獲得探針與清針紙接觸資訊的方法

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR100248569B1 (ko) 프로우브장치
KR100187559B1 (ko) 전기적특성의 측정방법 및 그의 측정장치
JP3163221B2 (ja) プローブ装置
US5777485A (en) Probe method and apparatus with improved probe contact
US4677474A (en) Wafer prober
US6137303A (en) Integrated testing method and apparatus for semiconductor test operations processing
US6445201B1 (en) IC package testing device and method for testing IC package using the same
JP2928331B2 (ja) プローバのアライメント装置及び方法
US7265536B2 (en) Procedure for reproduction of a calibration position of an aligned and afterwards displaced calibration substrate in a probe station
JPH07147304A (ja) オートセットアップ式プローブ検査方法
JP4156968B2 (ja) プローブ装置及びアライメント方法
JPH0737941A (ja) プローブ装置
KR100820752B1 (ko) 평판표시소자의 프로브 검사장치 및 이를 이용한 프로브검사방법
US5642432A (en) Probe device
JPH08327658A (ja) 基板検査装置
JPH0794561A (ja) プローブ装置
JP2870990B2 (ja) 液晶表示パネル用プローバ
JPH0682743B2 (ja) ウエハ処理装置
JP2913609B2 (ja) プロービング装置、プロービング方法およびプローブカード
JP3202577B2 (ja) プローブ方法
JP2575013B2 (ja) 液晶表示体検査装置
JPH0715931B2 (ja) ウェハ処理装置
JP2529559B2 (ja) 基板処理装置
JPH08162509A (ja) プロ−ブ装置およびプロ−ブ方法
JPH09326426A (ja) ウェーハの検査装置および方法