JPS63179267A - 多品種測定装置 - 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】 〔発明の目的〕 （産業上の利用分野） この発明は多品種測定装置に関する。

（従来の技術） 被測定体例えば半導体ウェハの周縁部に形成された半導
体素子（チップ）の電気的特性を測定する工程では、チ
ップの良、不良を判定するテスターと称される検査装置
等の周辺装置からチップへ入力信号即ち検査信号を送信
する。次にテスターはチップからの出力信号を受信する
６出力信号を予め定めた信号と比較して判断し、そのチ
ップが良品であるか不良品であるか判定している。

通常、上記の入力信号、および出力信号は、チップに設
けられた電極（パッド）の位置に合致するようにプロー
ブカードに保持されたプローブ針によってテスターから
送出あるいはテスターへ送入する。この際、被測定体の
品種により上記のプローブカードをそれに応じたものに
変換していた。

変換方法は、インサートリング部にネジによって固定さ
れたプローブカードをオペレーターが次の測定体のデー
タに応じたプローブカードを選択し、手動にて変換する
という、やっかいな方法であった・ さらに、測定のためには、テスター゛等の周辺装置に、
被測定体に記されたＩＤをオペレーターカ１認識し、ま
たすでに品種名がわかってしすることもあるが、それに
対応するパラメータを入力するという手間も必要として
いた。

上記の事項を自動化しようとする試みは、特開昭６０−
７２２３９　、特開昭６１−１５４１３８などに記載さ
れた手段がある。

（発明が解決しようとする問題点） 現在、ＩＣの多様化と共にセミカスタムＩＣの需要が多
くなってきている。また、多品種少量生産のケースが多
くなっており、１枚の被測定体、例えばウェハ上に異な
る品種の集積回路素子を形成するケースが増加している
。そのため前述のようなオペレーターが手動で被測定体
の各々のデータに対応するプローブカードの切り換えを
その都度行っていたのでは手間がかかりすぎるという問
題を生じてきた。

また、測定等を行う周辺装置においても、多品種のデー
タの中からの選択を、オペレータ一番こより被測定体の
データ変換の都度行うため、前記と同様な問題を生じて
いる。

半導体製造工程は、生産性の向上、歩留りの向上、及び
品質の向上の要求から自動化が望まれている。特に、被
測定体上のチップの高集積化に伴い半導体測定装置、例
えばウエノ１プローノ（は、完全無人化と共に少量多品
種のウエノ）の測定に対応できるものが要求されている
。そのため、半導体測定装置の自動化には、被測定体の
品種の自動認識、その認識に基づくテスター等の測定プ
ログラムの自動ローディング、及びプローブカードの自
動交換を可能とすることが望まれる。

この発明は、上記点の要望を満たすためになされたもの
で、オペレーターの手間を省き半導体測定装置の完全自
動化を推進し、作業能率の向上を可能とする効果を得る
多品種測定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、予め被測定体上に設けられたデータを認識
し、このデータを自動的にプローブ装置及び周辺装置に
送信すると共に上記プローブ装置の検査部に上記データ
に対応するプローブカードを選択、搬送、装着する手段
と上記周辺装置に上記データに対応するプログラムをロ
ーティングする手段とを有し、多品種のプロービング測
定を自動的に行うことを特徴とする多品種測定装置を得
るものである。

（作用） 本発明測定装置は、予め被測定体上に設けられたデータ
を認識し、このデータを自動的にプローブ装置及び周辺
装置に送信すると共に、上記プローブ装置の検査部に上
記データに対応するプローブカードを選択、搬送、装着
する手段と、上記周辺装置に上記データに対応するプロ
グラムをローディングする手段とを有し、多品種のプロ
ービング測定を行う構成となっているため、オペレータ
ーの手間を省き、測定装置の完全自動化を推進し、作業
能率の向上を可能とする効果が得られる。

（実施例） 以下、本発明装置の一実施例であるフルオートウェハプ
ローブ装置を図面を参照して説明する。

第１図は、ウェハプローブ装置の概略全体図を示し、主
としてローダー部■、プローバ部■、テストヘッド■、
操作パネル（イ）から成る。ローダー部■は、被測定体
供給部であリウエノ）■を例えば２５枚収納したウェハ
カセット■を１又は複数カセット設置する設置位置であ
る。

ウェハカセット数は、プローブ装置によって異なるが、
通常供給カセット、収納カセット合わせ２〜４カセツト
設置可能となっている。

カセット内に収納されたウェハ（ハ）は、真空吸着アー
ム等の搬送手段によって１枚ずつ取り出し、プローバ部
■のチャック■上に搬送する。ウェハ■の位置はカセッ
ト■に設けられた各ウェハ■設置溝の最縁部の溝を検出
することにより、予め溝間隔を記憶しておく自動認識が
可能である。

ウェハカセット０はカセット収納部に手動もしくはクリ
ーンロボット等（図示せず）により搬送する６力セツト
収納部に第１の測定カセットが搬送されると設けられた
カセットを載置することにより自動で動作するスイッチ
機構等により、カセット０の搬入を確認し、カセット０
を予め定めた位置に固定する。このスイッチはウェハ搬
送駆動系の電源スィッチ（図示せず）と連結していると
有効的であり、カセット固定の合図を受けると同時に、
１枚目の測定ウェハ（ハ）を真空吸着アームにより取り
出し、測定工程に移ることが望ましい。

このスイッチは、光学素子及び光学的検知手段。

磁気検知手段等のものでもよく、カセット（０設置を受
信し、順次プロービング工程を自動的に行うものであれ
ばいずれでもよい、また、この際の受信によりウェハカ
セット■に設けられた最縁部のウェハ設置溝の検出から
ウェハサイズの認識ができることは明らかである。

次に、測定を行うためには、予めウェハ■又は異なるチ
ップ■毎に異なることを示すデータを設けておく。例え
ばバーコードを記しておく。このような品種等の異なり
に応じたデータはプローブカード０、テスター■等に送
信する必要がある。

即ち、品種によってプローブカード■やテスター■を変
更設定する必要がある。そのため、ウェハ■上のウェハ
又はチップ■のデータを認識する必要がある。このデー
タは、オペレーターが自己認識し、操作パネルに）を作
動する即ちマニュアルによって入力することも可能であ
るが、全自動で行うためにデータ認識装Ｗ（図示せず）
を使用することが望ましい。

この被測定体のデータの認識方法としては、第３図に示
す如く、ウェハ■に設けられた品種等のデータ（品種コ
ード’）　（１０）を読み取るための光学的手段を有す
ることが１つの手立てである。この光学的手段は、例え
ば５点チェックを行うアライメントステージ（１１）で
行う、この光学系のデータ読み取りにより自動的に次の
作動を行うことも可能だが、この光学系を使用しモニタ
ー（１２）にデータを写し出す機能を備えることにより
、マニュアル対応も付属させるとプロービングの故障時
等に有利となる。光学的に読み取られたデータは、デジ
タル信号に変換し、予め記憶されたデータと照合して当
該データを認識し、このデータに基づき記憶された制御
プログラムを読み出し、このプログラム内容により、そ
の制御信号をプローブカード変換器、テスター■等に送
信する仕組みとなっている。

これらのデータ受送、変換等は、プローブカード変換器
、テスター■等のデータプログラムを管理する中央処理
装置（ＣＰＵ）によって行われてもよい。

プローバ部■は、アライメントステージ（１１）とＸＹ
ステージから成り、アライメントステージでチャック■
上のウェハ０のファインアライメントを行い、ＸＹステ
ージでチャックをｘＹ方向に駆動しながら、ウェハ■の
チップ■のバッドとプローブカード０の針（１３）と接
触させて測定を行う構成となっている。

プローブカード■は中央にチップのパッドに接触する針
（１３）を有し、且つコネクタ（１４）に取付けられる
面にコネクタ（１４）側の端子と接続される金メツキラ
ウンド（１５）、コネクタ（１４）側のロック機構であ
るロックリングに係止されるロック機構（ロック部１６
）が形成されている構成となっている。

一方、コネクタ（１４）にはロック機構としてプローブ
カード０のロック部（１６）の溝（１６ａ）と係合する
突部（１７ａ）を有するロックリング（１７）が備えら
れる。ロックリング（１７）の外周に設けたギア部（１
７ｂ）はステップモータ（１８）のウオーム（１８ａ）
と噛み合っておリモータ（１８）の回転によってロック
リング（１７）が回転することにより、その突部（１７
ａ）をプローブカード■のロック部（１６）と係合させ
たり、又は係合を解いたりすることができる。

ブローバ部のアライメント部、テストヘッド内には磁気
テープ又はバーコード、文字などのＩＤ（１０）のデー
タを読み取るデータ読取手段として磁気ヘッド又は光学
読取手段等を備える。

次にチャック■について説明する。

チャック■は通常、真空吸着によってウェハを吸着保持
し、各ステージで駆動されるものであるが１本発明にお
いてチャック■はウエノ）だけでなくプローブカード０
を搭載し、搬送するために使用される。そしてチャック
■にはチャック上面より突出し可能なピン（１９）が設
けられる。ピン（１９）はチャック■上のプローブカー
ド０を上方にもち上げるリフト手段をなすものでプロー
ブカード０がＸＹステージによってコネクタ（１４）下
部に搬送されるとピン（２０）がチャック上面より突出
してプローブカード■を上方に持ち上げ、プローブカー
ド■をコネクタ（１４）に近接させる。

以上のような構成において、プローブカード０の自動搬
送及び取り付けについて説明する。まず例えばローダ部
■にプローブカード０専用のカセットをセットし、スタ
ートする。ローダ部■はハンドリングアーム等によりカ
セットよりプローブカード■を取り出しプローバ部■の
チャック■上方に搭載する。チャック■上に搭載されて
いるものがプローブカード０であればアラインメントは
行わずｘＹステージによってチャック■が駆動され、直
接コネクタ（１４）下方にプローブカード■）を搬送す
る。次いでチャック■のピン（１９）を突出させてプロ
ーブカード■をコネクタ（１４）に接近させた後、チャ
ック■全体を上昇させてプローブカード■とコネクタ（
１４）を当接させる。この状態でロックリング（１７）
を回転させてその突部（１７ａ）　ｔｉ−プローブカー
ド０のロック部（１６）の溝（１６ａ）に係合させてプ
ローブカード■をコネクタ（１４）に固定する。

そしてロック機構（ロック部１６とロックリング１７）
の係合時にプローブカード０とコネクタ（１４）は金メ
ツキラウンド（１５）と端子ピンの位置が合致するよう
になっている。

プローブカード０をコネクタ（１４）から取り外すには
、チャック■をリングインサート部の下方に移動した状
態で取り付けと全く逆に、まずロックリング（１７）を
回転させて、その突部（１７ａ）とロック部（１６）の
係合を解いてプローブカード■をチャック■上にのせ、
ローダ部■へ搬送し、ローダ部ωでカセット内へ戻す。

このようにして、プローブカード０の自動変換が達成さ
れる。

以上の実施例においては、プローブカード０をコネクタ
（１４）に接続する場合、ロック部（１６）とロックリ
ング（１７）が係合するようにあらかじめプローブカー
ド■をチャック■に搭載する時に位置合わせしておくこ
とが必要であるが、本発明においては自動的に位置合わ
せする機能を付与することができる。

プローブカード０設置後、プローブ装置本体のヘッドプ
レート（２０）上にテストヘッド■を設置した時、プロ
ーブカード■は、リングインサート部（２１）を介して
テストヘッド■と電気的に接続されウェハ０上のチップ
■の測定が可能となる。

テストヘッド■は、前述プローブカード０同様測定チツ
プ（ハ）の品種等により測定プログラムが異なるため、
データ認識によって得られたプログラムを自動的にロー
ディングする機能を備えている。

このようにウェハ１枚上に品種の異なる集積回路素子が
ある場合には、当該集積回路素子部の品種に対応するコ
ードをウェハ上に例えばバーコードにより、もしくは当
該素子のスクライブラインなどに刻印、印字などすれば
よい。

このようにすれば、被測定体の測定プログラムを編集し
ながら、オペレーターの手間を省き測定を続けることが
できる。

上記実施例は、ウェハプローバーに適応した半導体測定
装置について述べたが、本発明はこれにかぎったもので
はなく、例えばプリント基板の検査や液晶用基板の検査
など特許請求の範囲を満たす測定装置であるならばいず
れでもよい。

さらに例えばゲートアレー等は、プローブカー要としな
くなる。そのような場合は、周辺装置例えばテスターの
測定用プログラムのみを自動で切り換えることも可能で
ある。

〔発明の効果〕 以上説明したような本発明によれば、オペレーターの手
間を省き、測定装置の完全自動化を推進し、作業能率の
向上を可能とする効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明装置の一実施例を説明するための概略全
体図、第２図は第１図の正面図、第３図は第１図のプロ
ービングのフローチャート、第４図（ａ）　（ｂ）はそ
れぞれ第２図プローブカードの平面図及び側面図、第５
図は第２図プローブカードのロック機構を示す図、第６
図は第２図チャックの側面図、第７図は第１図のウェハ
上のデータ認識方法を説明する図である。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）予め被測定体上に設けられたデータを認識し、こ
   のデータを自動的にプローブ装置及び周辺装置に送信す
   ると共に、上記プローブ装置の検査部に上記データに対
   応するプローブカードを選択、搬送、装着する手段と、
   上記周辺装置に上記データに対応するプログラムをロー
   ディングする手段とを有し、多品種のプロービング測定
   を自動的に行うことを特徴とする多品種測定装置。
2. （２）被測定体供給部（ローダー部）の被測定体収納カ
   セット設置位置に上記カセットの設置有無を示す機構を
   設け、設置有の合図により駆動系が作動を開始する特許
   請求の範囲第１項記載の多品種測定装置。