JPS595641A - プロ−バ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、固足プローブカードの又換時にプローブ針群
の位置合せを自動的に行なうことができるプローバに関
する。

一般に、例えば集積回路（１０）や大規模集積回路（１
，ｌＩ）等の半導体装置の製造過程におい又は、電気的
特性の検査のためにプローバを用い℃半導体ウェハ上の
電極パッドに対し１プロービングが行なわれる。

従来のこの種のプローバとじ又、プローブ針とウェハの
電極パッドとのファインアライメントを自動的に行なう
ものも開発されている。

しかしながら、従来のオートプローパにあっ１は、固？
プローブカードの交換時におけるプローブ針群と電極バ
ンドとの相関位置合せの再調整は作業者による操作で行
なわねばならないため、ファインアライメントの基礎と
なる当初の相関位置合せが作業者の熟練度に左右され、
また、プローブカードの交換頻度が高い場合にはプロー
ブテスト効率が落ちるという欠点があった。

本発明の目的は、前記従来技術の欠点を解決し、プロー
ブカード交換時におけるプローブ針とウェハ電極パッド
との相関位置合せの自動化可能ｔｘブローバを提供する
にある。

この目的を達成するため、本発明によるプローバは、プ
ローブ針群がチャック上の平面に押接した状態の各プロ
ーブ針の平面における位置をそれぞれ測定するプローブ
針位置測定装置を備え、この測定データに基いてプロー
ブカード変換時における針とパッドとの相関位置合せを
自動的に遂行できるようにしたものである。

以下、本発明を図面に示す実施例にしたがって説明する
。

第１図は本発明によるプローパの一実施例を示す概略的
正面図であり、第１図におい又、プローバのベッド１上
にはＸＹテーブル２がベッドＬモノ左右にそれぞれ設定
されたプローブテスト位置３とアライメント位置４との
間を往復移動するように設けられており、ＸＹテーブル
２はＸおよびＹ方向に送り動作するよ５構成さ１又いる
。ＸＹテーブル２には位置検出器５が接続され、位置検
出器５はＸＹテーブル２士の所要位置を随時検出するよ
５構成されている。ＸＹテーブル２十にはウェハ７を保
持するチャック６が搭載され、チャック６はウェハ７を
上下方向に移動させるとともに、ウェハ７とＸＹテーブ
ル２とのＸ、Ｙ軸の平行調整ができるようにある程度回
動するよう構成され又いる。

ベッド１のアライメント位置４の真上にはプローブ針位
置測定装置としての針跡測定装置８が設けられており、
このｆ；ｇｔ、８は、ウェハ７の表面にレーザ９を照射
する光学系１０と、ウェハ７の表面で乱反射したレーザ
１１を検出する適数のセンサｊ２とを備えている。セン
サ１２の出力端には信号処理器１３が接続され、処理器
Ｊ３の出力端には位置演算器１４が接続されている。位
置演算器１４の他の入力端１（は前記ＸＹテーブルの位
置検出器５が接続さ第１，１いる。

他方、ベッド１のプローブテスト位＠３の真上にはブロ
ーブリング１５がガイド１６によって回動自在に支持さ
れ、このリング１５は駆動ｉ置１７によっ又回動駆動さ
第１るよう構成されている。

ブローブリング１５には位置（角度位置）検出器１８が
接続され、この検出器はブローブリング１５のガイド１
６に対する所要位置を随時検出するよう構成されている
。この検出器１８の出力端には制御器１９が接続され、
制御器１９の出力端には前記ブローブリング駆動装置１
７が接続さ４ている。制御器１９の他の入力端には前記
針跡測定装置８の位置演算器１４が接続されている。

ブロープリング１５にはホルダ２０が垂下され、ホルダ
２０は固？プローブカード２１を引き出し交換可能に保
持するよう構成されている。カード２１の下面には複数
のプローブ針２２が突設されている。

次に作用を説明する。

測定品種が変り、プローブカード２１を交換した場合、
ＸＹテーブル２をアライメント位置４に位置決めし、チ
ャック６上にダミーウェハ７を載賀し、ダミーウェハ７
の高さ合せ及び平行合せを行なう。ダミーウェハ７は、
例えばアルミニウム（Ａｌ）等をウェハ基板上に蒸着し
又プぶり、プローブ針に押し付けられたとき針跡がＡＪ
層の表面に残るよう構成されており、前記平行合せの便
宜のために被検査ウェハのスクライプラインに相当する
正反射ラインを有することが望ましい。

この状態で、ＸＹテーブル２全体がベッド１上のテスト
位置３に移動し１位置決めされ、チャック６が上昇し、
ダミーウェハ７０表面を交換されたグローブカード２１
０プローブ針２２に押し付ける。この押し付けにより、
ダミーウェハ７０表面には、第２図に示すように、初回
の針跡２３が形成される。この針跡２３は第３図に示す
ように、７’　０−７’針２２がウェハ７の押し付けに
伴っ又若干十万に撓んだ状態で形成されるため、各針跡
２３の位置はプローブ針２２の自然画−ト状態における
位置と異なる。この位置の相異は各プローブ針２２ごと
の弾性率、長さ、内部歪等各種の微妙な変動に依存する
から、理論的計算で求めることができない。したがって
、実際にウェハの表面をプローブ針に押し付けて位置を
測定して初めて、プローブ針のウェハ電極パッドとの接
触位置を正確に知ることができる。

針跡が形成されたら、チャック６を下降させ、ＸＹテー
ブル２をアライメント位置４に戻して位置決めする。そ
して、光学系１ｏからレーザ９を針跡２３を有するダミ
ーウェハ７０表面に照射しつつ、ＸＹテーブル２を所足
のＸＹＹ方向送り、レーザスポットを各針跡２３Ｖｃ相
対的に走査させる。第４図に示すように、この走査に伴
って、レーザ９が針跡２３のエツジに照射すると、正反
射方向以外の方向にレーザ９は乱反射する。この乱反射
光１１はセンサ１２でそれぞれ検出され、検出信号は信
号処理器１３で波形整形、増幅等所要の処理を実施され
℃位置演算器１４に随時印加される。

位置演算器１４はこの針跡検出信号と、ＸＹテーブルの
位置検出器５からの位置備考とにより、各針跡２３の位
置をそれぞれ算出する。各針跡２３の位置を算出した結
果、第２図に示すように、初回の針跡２３が例えばスク
ライブライン等に対し工傾斜し１いることが認識された
ら、位置演算器１４は角度補正指令信号をブロープリン
グ制御器１９に印加する。また、針跡２３群がダミーウ
ェハ７における基準位置の仮想チップ内に正確に位置し
ていないことが認識されたら、位置演算器１４はＸＹテ
ーブル２の送り装置を制御する制御器（不図示）に基準
位置補正指令信号を印刀０する。

ＸＹテーブル２０制御器は補正指令信号に基いてＸＹテ
ーブル２を微調送りし、初回の針跡２：３群が基準仮想
チップ内に正確に位置するように、ＸＹテーブル２の基
準位置を相対的に補正する。

ＸＹテーブル２０制御器は基準位置を相対的に補正した
後、ＸＹテーブル２を２回目の針跡測定が実施できるよ
うにチップのピッチ間隔に対応して送り動作させる（１
ピツチでも、２ピツチ以上でもよい）。

ブロープリング制御器】９は補正指令信号に基いて、か
つ角度位置検出器１８から偏置信号をフィードバックさ
れつつブローバリング駆動装置Ｊ７でブローブリング１
５を前記針跡２３の傾斜が解消するように回動させて補
正する。

続いて、前記ＸＹテーブル２全体がテスト位置３に移動
し７、チャック６が一ヒ昇し、ダミーウエノ・７０表面
をプローブ針２２に押し付ける。この押し付けにより、
ダ５−ウェハ７の表面には、第２回目の針跡２４が例え
ば＠２図に示すように形成される。

第２回目の針跡２４が形成されたら、チャック６を下降
させ、ＸＹテーブル２をアライメント位置４に戻す。そ
して、前述と同様な動作で、第２回目の針跡２４群につ
い１の位置側足を実施する。

位置演算器１４は、算出した第２回目の針跡２４が傾斜
し１いるかを判別し、傾斜していたらブロープリング制
御器１９に再度、角度補正指令信号を印加する。また、
針跡２４群か所足のチップ内に正確に位置しているかを
判別し、不正ならばＸＹテーブル制御器に基準位置補正
指令信号を印刀口する。

以後、前記針跡形成、針跡測足、補正動作を繰り返えし
１精度を向上させていく。ダミーウエノ・７についてプ
ローバ針の位置合せが高精度に確保されたら、真の被検
査ウェハをチャック６土にダミーウェハ７の載置状態と
均等に供給する。このとき、例、ｔば、ウェハのスクラ
イプラインを利用してウェハの基準とＸＹテーブルの基
準とが自動的にファインアライメントされる。

そして、プローバ針とウェハ電極パッドとの相関位置合
せは前述のよ′）にして確保されているから、ウェハの
′屯１愼バッドは各プローブ例に正確に接触する。その
後は、被検査ウェハ・をカセットからグー千ツク十に「
１−　ドするととにウエノ・と基準位置との１先係をア
ラーイメント°オーれげ、パッドとり。

−ブ針との接触は常に維持できる。

このようにして、本実施例によれば、夕１跡側冗装置に
よＩ］プローグカード父換後のプローブ例の位置を測戻
し、この測定データに基づき、交換後のプローブ針群の
傾きおよび針とウェハの型部バッドとの相関関係を修正
するので、プローブカード交換後におけるグローブ針と
ウエノ＼’Ｆ［バッドとの位置合せを自動的に達成する
ことができる。

また、針跡測定装置は針跡を測定することによ−りて、
プローブ針群がチャック十の平面（本実施例ではダミー
　ウェハの表面）に押接した状態の各プローブ針の平面
における位置を間接的にＩｆｌ１１定するものであるた
め、この装置をアライメントｕｔに設けることが可能に
なり、テスト位置に負担をかけずに済むとともに、針跡
測定装置としてファインアライメント装置（自動位置合
せ装置）を流用することもできる。

さらに、前記針跡測定装置は針跡のエツジを検出して位
置を測定するものであるから、＠４図に示すように、針
跡２３の直径りの実寸法を測定することができる。そし
又、この針跡の直径りの寸法はプローブ針２２の先端が
摩滅等により大径化した場合に大きい値となるから、直
径の測定データによりプローブ針の良、不良の検査も実
施することができる。また、針跡直径りの寸法はグロー
ブ針２２とダミーウェハ７との押接圧力が過大であると
きにも大径化し、不定であるときに小径化するから、直
径の測定データにより、押接圧力の適否も検査すること
ができ、この検査結果に基づきチャック６の高さ合せを
自動的に行なうことも可能になる。

ブｒお、前記実施例では、針跡がつけられるものとして
ダミーウェハを使用した場合につき説明したが、ダミー
ウェハに限らず、針跡が容易に得られるものであればよ
い。また、針跡を光学的手法で測定する場合に限らず、
種々の手法で測定してもよい。さらに、針跡を測定する
ことによって間接的にプローブ針の平面における位置を
測定する場合に限らず、例えば、チセック士にガラスを
設け、このガラスをプローブ針群に押接させ、この押接
状態を撮像することにより＠接的に針位置を測定するよ
りにし又もよい。例えは、テレビカメラ等の撮像装置で
撮影と同時に位置を側５ゼし又もよいし、写真様で押接
状態を撮影した後、写真像から針位置を測定するように
し又もよい。

以上説明したように、本発明によれば、プローブカード
交換時におけるプローブ釦とウェハ電極パッドとの位置
合ゼを自動的に遂行することがで鍍る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示ず概略的正面図、第２図
は針跡形成の一例を示すダミーウェハの平面図、 第３図は針跡の形成過程を示す拡大部分断面図、第４図
は針跡測定原理Ｃ）一例を示す拡大部分断面図である。 】・・・ベノド、２・・・ＸＹテーブル、３・・・プロ
ープテ，ｚ｝位ｆｆｌｌ、４・・・アライメント位置、
訃・・位置検出器、６・・・チャック、７・・・ダミー
ウェハ１、８・・・針跡測定装置、】２・・・センサ、
１４・・・位置演算器、１５・・・ブロープリング、ｌ
７・・・駆動装置、１８・・・位置検出器、１９・・・
制御器、２１・・・プローブカード、２２・・・グロー
ブ針、２３．２４・・・針跡。 第　　１　　図 第　　２　図 第　　３　　図 ｊ 第　　４　図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、　プローブ針群がチャック上の平面に押接した状態
   の各プローブ針の平面における位置をそれぞれ測定する
   プローブ針位置測冗装置を備えたプローバ。 ２、プローブ針位置測定装置が、チャック上に載置され
   たダミーウェハの表面にプローブ針群が押接して形成さ
   れた各針跡の位置をそれぞれ測定するように構成さねた
   ことを特徴とする特許請求の範囲第１項記載のプローバ
   。