KR0138754B1

KR0138754B1 - 전기회로측정용 탐침의 접촉검지장치 및 이 접촉검지장치를 이용한 전기회로 측정장치

Info

Publication number: KR0138754B1
Application number: KR1019910013519A
Authority: KR
Inventors: 겐이치 이와쿠라; 데스오 오오츠카
Original assignee: 이노우에 아키라; 도오교오 에레구토론 가부시끼가이샤
Priority date: 1990-08-06
Filing date: 1991-08-05
Publication date: 1998-06-15
Also published as: KR920004847A; US5315237A

Abstract

접촉검지장치는, 반도체 웨이퍼의 반도체 칩 또는 측정용 프로우브침에 교류신호를 공급하는 교류신호 발생회로와, 측정용 프로우브침과 반도체 칩이 상대적으로 근접이동하여 양자가 접촉한 때에 신호발생회로의 교류신호가 흐르는 교류신호 루우프가 생성된 것을 검지하는 접촉검지회로로 구성된다.

Description

전기회로측정용 탐침의 접촉검지장치 및 이 접촉검지장치를 이용한 전기회로 측정장치

제1도는 본 발명에 따른 전기회로측정장치의 개략구성도,

제2도는 제1도의 인서트 링 어셈블리의 개략평면도,

제3도는 제2도에 도시되는 프로우브카드의 개략평면도,

제4도는 제1도의 접촉센서 유닛트의 원리적 회로도,

제5도는 제4도의 접촉센서 유닛트의 원리적 회로도,

제6도는 접촉센서 유닛트의 블록회로도,

제7도는 변형예에 따른 접촉센서 유닛트의 개략구성도,

제8도는 Z축 방향 이동회로의 동작을 설명하는 플로어 챠트,

제9도는 Z축 방향 이동회로의 회로도.

*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

11:웨이퍼 프로우버12:인서트 링 어셈블리

13:테스터14:마이크로 콤퓨터

15:헤드 플레이트16:인서트 링

17:카드 소켓트17a:접촉핀

18:프로우브 카드19:프린트 기판

20:프로우브침21:테스트 헤드

22:동작판23:프린터

24:디스플레이25:센서 유닛트

26:웨이퍼 척27:웨이퍼

27a:전극패드28:서브 스트레이트 단자

29:교류신호원30:검지용 저항

31:스위치31a,31b:단자

32,46:증폭기33,48:비교기

34:Z축 방향 제어회로35:펄스모터

36:릴레이 스위치41:저항

42:콘덴서44:Z축 방향 이동기구

45:접촉센서47:절대치 증폭기

49:릴레이50:오버드라이브 회로

51:메모리52:펄스 카운터

53:CPU54:펄스모터 드라이브회로

Pd:펄스의 수Zo:초기위치

Zc:접촉검지위치Zd:높이위치

본 발명은 집적회로 등의 전기회로를 검사하기 위하여 사용하는 검사장치에 사용되고 전기회로 측정용 탐침이 전기회로의 단자에 접촉한가 아니한가를 검출하는 접촉검지장치 및 이 접촉검지장치를 구비한 전기회로 측정장치에 관한 것이다.

반도체 소자, 특히 IC의 제조시에는 반도체 웨이퍼 상에 500-600개의 반도체 칩이 동시에 형성되고 이러한 칩이 분할된 후, 각 칩이 소정의 팩 케이지에 수납되어 IC 소자가 완성된다.

이 경우, 웨이퍼의 칩이 분할되기 전에 반도체 웨이퍼의 각 칩의 전기적 특성이 측정된다.

이 측정은 반도체 칩의 여러개의 전극 패드에 여러개의 측정용 칩, 즉 프로우브침을 각각 접촉시켜서 이들 프로우브침을 통하여 반도체입을 측정장치(테스터)에 접촉하는 것에 의하여 행한다.

이 경우, 다수의 프로우브침이 설치된 프로우브 카드가 이용되고. 이 프로우브카드가 웨이퍼의 상측 위치에 설치된다.

반도체 웨이퍼는 XYZ방향으로 이동가능한 재치대상에 재치되어 있고, 이 재치대가 이동하는 것에 의하여 프로우브침과 전극패드와의 위치맞춤이 행해진다.

프로우브침과 전극패드와의 위치가 맞으면, 재치대가 Z방향(수직방행)으로 상승되고, 프로우브침이 전극패드에 접촉된다.

이때, 프로우브침이 전극패드에 전기적으로 완전히 접촉하도록 프로우브침에 소정의 침압이 걸리도록 프로우브침과 전극패드가 접촉하는 높이 우치(이하, 단순히 접촉위치라 한다)보다도 더욱 접근, 예를 들면 소정거리만큼 재치대가 상승된다. 접촉위치로부터의 이 이동이 오버드라이브라고 불리우며, 그 이동량을 오버드라이브량이라고 한다.

종래에는, 접촉검출은 오퍼레이터가 눈으로 보고 하는 방법 외에 접촉을 스위치에 의하여 기계적으로 검출하는 엣지센서나 예를 들면 반도체칩의 스트리트에 접촉하는 프로우브침에 직류를 흐르게 하고, 프로우브침이 전극패드에 접촉한 때에 직류루우프가 폐성되는 것을 검출하는 니이들센서를 이용하여 수행한다.

접촉검출을 눈으로 보고 수행하는 경우에는, 검출위치는 오퍼레이터에 의하여 오차가 발생하고 동시에 오버드라이브량에도 침압이 다르게 되어 버리고 만다.

이 때문에 침압을 너무 많이 걸리게 하면, 예를 들면 전극패드인 알루미늄을 찔러서 망가뜨리게 되어 IC를 불량품으로 만들어 버리게 된다.

특히, 집적도가 4M, 16M, 64M로 높게 되면, 크기가 수십 M로 커지고 두께도 얇아지기 때문에, 불량품의 수가 현저하게 증가한다.

또 침압이 너무 작으면 알루미늄 전극상에 생성한 자연산화막을 돌파할 수 없어서 올바른 측정검사가 되지 않는다.

그런데, 엣지센서나 니이들센서를 이용하여 접촉상태를 검출하는 방법이 고려될 수 있겠으나, 니이들센서를 이용하는 방법에서는, 반도체칩의 스트리트에 회로가 형성되어 있으면, 회로의 절연막 때문에 접촉검지가 안된다.

또 엣지센서를 이용하는 방법의 경우, 엣지센서가 비교적 고가이고 기계적으로 접촉을 검지하기 위하여 센서에 압력을 걸어주어야 하고, 접촉 검지위치에 오차가 크고 오퍼레이터의 목측에 의한 방법과 같은 문제가 있다.

더구나, 엣지센서가 기계적으로 작동하기 위해서는 상당한 침압을 프로우브침에 걸리게 할 필요가 있기 때문에 고집적화에 수반하여 점점 얇게 되는 알루미늄 전극패드, 즉 알루미늄 전극이 프로우브침에 의하여 파괴되지나 않을까 하는 우려가 있어서 엣지센서를 이용하는 방법은 실용적이 아니다.

특히, 최근에는 32M비트 및 64M비트와, 고집적화가 진행되고 있고 이와 같은 고집적 IC칩에서는, 전극패드가 30=60㎛로 꽤 작고 목측에 의한 접촉검지 또는 상술한 기계적인 접촉검지가 가능하지 않는 것으로 되어오고 있다.

접촉검지가 불확실한 상태에서 웨이퍼칩의 전기적 특성 테스트가 행해지면 정상적인 칩도 불량품으로 판단되고 원재료에 대한 제품 제조후의 비율이 나빠진다.

따라서, 반도체업계에서는 확실하게 접촉검지가 행해지는 웨이퍼 프로우버의 출현을 희망하고 있다.

본 발명의 목적은, 피측정체 또는 측정용 프로우브침에 교류신호를 공급하여 피측정체와 측정용 프로우브침과의 접촉을 전기적으로 검지하는 접촉검지장치 및 이 검지장치를 구비한 전기회로 측정장치를 제공함에 있다.

본 발명에 의하면, 피측정체 또는 측정용 프로우브침에 교류신호를 공급하는 교류신호원과, 측정용프로우브침과 피측정용체가 상대적으로 근접이동하여 양자가 접촉한 때에 교류신호 루우프가 형성되는 것을 검지하는 접촉검지기를 설치한 접촉검지장치가 제공된다.

또 본 발명에 의하면, 피측정체 또는 측정용 프로우브침에 교류신호를 공급하는 교류신호원과, 측정용프로우브침과 피측정체가 상대적으로 근접이동하여 양자가 접촉한 대에 교류신호로우프가 형성되는 것을 검지하는 접촉검지기를 설치한 접촉검지장치와, 접촉검지에 응답하여 피측정체와 측정용프로우브침과의 전기적 접촉을 확실하게 하기 위하여 피측정체 및 측정용 프로우브침의 적어도 한쪽을 근접방향에 소정거리만큼 이동시키는 오버드라이브 장치와, 접촉검지에 응답하여 작동하고 피측정체의 전기적 특성을 측정용 프로우브침을 통하여 측정하는 테스터장치로 구성되는 전기회로측정장치가 제공된다.

이하, 상세히 설명한다.

제1도에 도시하는 전기회로측정장치, 즉 반도체웨이퍼를 테스트하는 웨이퍼테스트 장치는, 웨이퍼프로우버(11)와, 인서트 링 어셈블리(12)와, 테스터(13)로 구성되어 있다. 웨이퍼 프로우버(11)는, 도시하지 않았으나 웨이퍼 카셋트를 수납하는 카셋트 테이블과, 웨이퍼 카셋트를 후술하는 메인척에 반송하는 반송부와, 웨이퍼를 메인척에 재치하고, 메인척상의 웨이퍼를 웨이퍼반송부에 이송하는 로더/언로더부와, 메인척에 재치된 웨이퍼의 위치맞춤 및 웨이퍼의 패턴을 광학적으로 검출하는 오토 얼라인먼트 기구와, 메인척을 X Y Z 방향으로 이동시키는 XYZ기구부로 구성되어 있다.

또 이 웨이퍼프로우브(11)는 테스터(13)에 전기적으로 결합되고, 테스트프로그램 및 테스트제어 데이터를 송수신하는 CPU를 가지며 이 CPU는 마이크로콤퓨터(14)에 의하여 제어된다.

인서트 링 어셈블리(12)는, 제2도에서 도시한 바와 같이 헤드 플레이트15)에 트인 구멍에 착탈이 가능하게 장착된 링형상의 부착대, 즉 인서트 링(16)과 이 인서트 링(16)에 장착되는 카드 소켓트(17)와, 이 카드 소켓트(17)에 장착되는 프로우브(18)로 구성되어 있다.

프로우브 카드(18)는 프린트 배선이 이루어진 프린트 기판(19)과, 이 기판(19)에 제3도에 도시하는 바와 같이 부착되고, 프린트 배선에 접촉되는 여러개의 프로우브침(20)으로 구성되어 있다.

이 프로우브 카드(18)는 카드소켓트(17)에 나사로 부착되어도 좋다.

상기와 같은 구성의 인서트 링 어셈블리(12)는, 측정하고자 하는 웨이퍼의 종류에 따라 교환된다.

인서트 링 어셈블리(12)상에는, 테스트 헤드(21)가 열림작동이 가능하게 설치된다.

이 테스트 헤드(21)의 하면에는 동작판(22)이 부착되어 있다.

동작판(22)은 카드 소켓트(17)에 설치된 접촉핀(17a)을 통하여 프로우브 카드에 접속되어 있다.

이 동작판(22)에는, 테스트헤드(21)에 설치된 릴레이를 테스트 프로그램에 따라 선택하는 회로가 실장되어 있다. 테스트 헤드(21)는 케이블을 통하여 테스터(13)에 접속된다.

이 테스터(13)에는, 프린터(23) 및 디스플레이(24)가 접속된다.

또 테스트 헤드(21)에는, 전기적 양도체, 예를 들면 프로우브침(20) 열중의 적어도 1개의 프로우브침 또는 접촉검지용 모니터 프로우브침이 웨이퍼 프로우버(11)에 설치된 웨이퍼 척(26)에 재치된 웨이퍼(27)의 전극패드에 접촉한 것을 검지하는 센서 유닛트(25)가 설치되어 있다.

물론, 이 접촉센서 유닛트(25)는, 웨이퍼 프루우버(11)에 설치하여도 좋다.

이 경우, 교류신호를 웨이퍼(27)를 지짓하는 척(26)에 인가하는 것으로 된다.

이 접촉센서 유닛트(25)는 원리적으로는 제4도에 도시한 바와 같은 회로 구성을 가지고 있다.

즉, 척(26)에 설치되어 있는 서브 스트레이트 단자(28)가, 주파수가 예를 들면 100Hz-10kHz 정도, 바람직하게는 1kHz의 교류신호를 발생하는 교류신호원(29)의 일단에 접속된다.

또 교류신호의 주파수는 누화(漏話:crosstalk)가 발생하지 않도록 테스트하려는 웨이퍼의 종류 및 프로우브침의 간격에 따라 결정된다.

이 교류신호원(29)의 타단은, 검출용저항검지용 저항(30)의 일단에 접속되고 이 저항검지용 저항(30)의 타단은 스위치(31)의 단자(31a)를 통하여 프로우브 카드(18)의 1개의 프로우브침(20)에 접속된다.

이 프로우브침(20)은, 반도체웨이퍼(27)상의 반도체칩의 전극패드, 예를 들면 GND(접지)의 전극패드(27a)에 접촉된다.

스위치(31)의 단자(31b)는 테스터(13)에 접속된다.

저항 검지용 저항(30)의 양단은 증폭기(32)의 입력단자에 각각 접속된다.

이 증폭기(32)는 저항검지용 저항(30)에 나타나는 전압을 증폭한다. 증폭기(32)의 출력단자는 비교기(33)의 한쪽의 입력단자에 접속된다. 비교기(33)는 증폭기(32)의 출력을 기준전위와 비교하고, 비교결과에 따른 신호를 출력한다.

비교기(33)의 출력신호는 웨이퍼 프로우버(11)에 설치된 Z축방향제어회로(34)에 공급된다.

상기의 접촉센서 유닛트(25)의 동작을 설명하면, 프로우브침과 전극패드를 접촉시키는 조작, 예를 들면 척(26)의 상승동작의 초기시, 이 척(26)상의 웨이퍼(27)과 프로우브 카드(18)과는, 예를 들면 500㎛ 떨어져 있다.

이 상태에서 X, Y축상에서 웨이퍼를 이동시켜 미리 정한 칩에 위치결정을 하고 웨이퍼 프로우버(11)에 설치된 Z축 방향 제어회로(34)는, 이 때의 척(26)의 위치를 초기위치 Zo로서 모터구동펄스를 펄스모터(35)에 공급한다.

이때, Z축 방향 제어회로(34)는 출력하는 펄스의 수를 「0」부터 차례로 계수한다.

펄스모터(35)는 펄스를 받을 때마다 회전한다.

이것에 의하여 척(26)은 서서히 상승하고 웨이퍼(27)가 프로우브침(20)에 근접한다.

웨이퍼(27)내의 미리 결정한 반도체 칩의 전극패드(27a)가 프로우브침(20)에 접촉한 접촉시, 제5도에 도시되는 접촉센서 유닛트(25)의 등가회로도에 도시한 바와 같이 교류신호 루우프가 형성된다.

즉, 제5도에서 저항(41)은 프로우브침(20)과 전극패드(27a)와의 접촉저항, 콘덴서(42)는 알루미늄으로 된 전극패드(27a)의 표면에 형성된 자연산화막에 의하여 형성되는 콘덴서, 그리고 다이오우드(43)는 반도체입의 기판(웨이퍼)이 N챤넬인가 P챤넬인가에 따라서 방향이 정해지는 다이오우드이다.

제5도에 도시한 바와 같은 교류신호 루우프가 형성되면, 저항검지용 저항(30)에 교류신호가 흐르고, 이 신호가 증폭기(32)에 의하여 증폭된다.

증폭된 교류신호의 레벨은 비교기(33)에 의하여 기준전위와 비교된다.

따라서, 비교기(33)은 비교결과의 신호, 즉 접촉검지신호를 출력한다. 이 경우, 프로우브침(20)과 전극패드(27a)와의 접촉에 의하여 형성되는 회로루우프가 교류신호 루우프이기 때문에 다이오우드의 방향에 관계없이 접촉센서 유닛트(25)는 접촉을 검지하는 거싱 가능함과 동시에 자연산화막이 존재한 상태에서도 이 자연산화막을 파괴하지 않아도 접촉을 검지하는 것이 가능하다.

즉, 자연산화막을 찔러서 파괴하지 않아도 접촉을 검지할 수가 있는 것이다.

비교기(33)에서 출력하는 접촉검지신호는, Z축 방향 제어회로(34)에 공급된다.

Z축 방향 제어회로(34)는, 이 신호를 받으면 펄스모터(35)에의 구동펄스의 공급을 정지함과 동시에 이때의 펄스수 Pn을 접촉위치 Zc의 정보로서 기억한다.

이후, Z축 방향 제어회로(34)는 프로우브침(20)과 전극패드(27a)와의 접촉을 높이기 때문에, 즉 양자간의 접촉저항을 감소시키기 때문에 척(26)을 검지된 접촉위치 Zc에서, 또 미리 결정된 오버드라이브량, 예를 들면 20μ-150μ, 통상 60μ의 거리만큼 상승한 위치 Zm까지 상승시키고 이 위치 Z로 정지시킨다.

이 오버드라이브 거리는 웨이퍼 스테이지의 평형도의 오차, 웨이퍼 표면의 오차 및 프로우브침의 오차 등을 고려하여 결정되며 기본적으로는 이 오버드라이브 거리는 프로우브침의 침끝이 전극패드의 표면에 형성되는 산화막을 돌파하지만, 전극패드를 돌파하지 않도록, 또 전극패드에 전기적으로 충분히 접촉하도록 하는 값으로 결정된다.

상기한 바와 같이 접촉이 검지되면 스위치(31)가 접점(31b)로 절환되고 프로우브침(20)이 테스터(13)에 접촉된다. 이것에 의하여, 테스터(13)가 웨이퍼 프로우버(11)로부터 오는 테스트 스타트 신호에 따라서 웨이퍼(27)의 해당 칩의 전기적 특성 테스트를 개시한다.

테스터의 테스트 결과데이터는 웨이퍼 프로우브(11)을 통하여 마이크로 프로세서(14) 보내지고 처리된다. 이 처리결과 데이터는 프린터 및 표시용 프린터(33) 및 디스플레이(24)로 보내진다.

제6도에는, 접촉센서 유닛트(25)의 구체적인 블록회로가 도시되어 있으므로 이 블록회로를 참조하여 본 발명을 보다 더 상세히 설명한다.

이 도면에 의하면, 교류신호 발생기의 한 쪽은 척(26)에 접속되고 다른 쪽은 릴레이 스위치(36)를 통하여 접촉센서(45)의 한쪽에 접속된다. 접촉센서(45)의 다른쪽은 릴레이 스위치(31)의 접점(31a)에 접속된다. 접속센서(45)는 제4도의 접촉검지용 저항(30)에 대응하고 있으나, 이 실시예에서는 트랜스를 이용하고 있다.

즉, 교류신호 발생기(29)의 다른 쪽은 릴레이 스위치(36) 및 접촉센서(45)의 트랜스의 1차 권선을 통하여 접점(31a)에 접속된다. 접촉센서(45)의 트랜스의 2차 권선은 증폭기(46)의 입력단자에 접속된다. 이 증폭기(46)의 출력단자는 절대치 증폭기(47)의 입력단자에 접속된다.

이 증폭기(46)의 출력단자는 절대치 증폭기(47)의 입력단자에 접속된다.

절대치 증폭기(47)는 입력신호가 반파신호일지라도 입력신호를 증폭하기 위하여 설치되어 있다.

절대치 증폭기(47)의 출력단자는 비교기(48)의 입력단자에 접속되어 있다.

이 비교기(48)는 절대치 증폭기(47)로부터 출력되는 접촉검지신호의 신호레벨을 기준레벨과 비교하고, 검지출력신호를 출력한다.

비교기(48)에서 출력되는 검지출력신호는 웨이퍼 프로우버(11)에 포함되는 Z축 방향 제어회로의 오버드라이브회로(50)에 입력된다.

오버드라이브회로(50)는 프로우브침(20)에 오버드라이브가 걸리도록, 즉 접촉위치에서 프로우브침(20)에 더욱 침압이 걸리도록 펄스모터(35)를 구동한다.

상기 비교기(48)의 출력단자는 릴레이(49)에 접속되어 있다. 이 릴레이(49)는 검지출력신호에 의하여 탄발상태가 되고 스위치(31)를 접점(31b)으로 절환하며, 프로우브침(20)을 테스터(13)에 접속한다.

또 릴레이(49)는 스위치(36)를 개방하고, 접촉센서 유닛트의 회로를 열림상태(단락)로 한다.

이것에 의하여 교류신호 발생기(29)는 접촉센서(45)로부터 떨어져 있기 때문에, 테스터(13)에 의한 테스트 중에 교류신호의 누설성분이 접촉센서(45)에 의하여 검출되는 것이 방지될 수 있다.

제7도에는 접촉검지 이외의 실시예가 도시되어 있다.

이것에 의하면 교류신호 발생기(29)가 척(26)과 접지단과의 사이에 접속되고, 테스트 헤드(21)가 접지된다.

이 실시예에서는, 프로우브침(20)이 웨이퍼(27)의 전극헤드에 접촉하면, 교류신호 발생기(29)에서 발생하는 교류신호가 접촉센서(45)의 1차권선, 척(26), 웨이퍼(27), 프로우브침(20) 및 테스트 헤드(21)를 통하여 접지극에 흐르기 때문에, 이 교류신호가 접촉센서(45)에 의하여 검지된다.

이와같은 구성에 의하면 접촉센서 유닛트(25)의 접속핀을 웨이퍼 프로우버(11)에 꽂아 넣는 동작만으로도 접촉검지가 이루어지기 때문에, 접촉센서 유닛트(25)를 어떠한 형식의 웨이퍼 테스트 장치에도 적용할 수가 있다.

특히, 접촉센서(25)로서 트랜스가 이용되기 때문에 미소한 교류신호도 검출할 수 있고 접촉검지 정도도 높다.

이어서, 다른 실시예에 따른, 척(26)을 Z축 방향을 이동하는 Z축방향 이동계에 대하여 제8도에 플로어 챠트 및 제9도의 Z축 방향 제어회로(34)의 회로를 참조하여 설명한다.

척(26)은 펄스모터(35)가 Z축 방향 제어회로(34)에 의하여 제어되는 것에 의하여 그 상승 및 강하가 제어됨과 동시에 그 이동속도가 제어된다. Z축 방향 제어회로(34)는, 마이크로 콤퓨터(14)에 설정된 프로그램에 따라 작동하고 척(26)의 상승시의 이동을 다음과 같이 제어한다.

우선, Z축 방향 제어회로(34)는, 상승이동이 제어에 우선하여 전술한 바와 같이 하여 검지된 접촉위치(Zc)보다 낮은 높이위치(Zd)를 설정하고 척(26)의 초기위치(Zo)에서 상기 위치(Zd)까지 척(26)을 이동하기 위하여 펄스모타(35)에 공급하는 펄스의 수(Pd) 및 초기위치(Zo)에서 측정위치(Zm)까지 척(26)을 이동하기 위하여 필요로 하는 펄스수(Pm)를 메모리(51)에 기억한다.

이 펄스수(Pm)는 척(26)이 초기위치(Zo)에서 이동하고, 프로우브침(20)이 프로우브침(20)이 웨이퍼(27)의 전극패드에 접촉하는 접촉검지위치(Zc)에 이를 때까지 필요한 펄스수와 오버드라이브에 필요한 펄스와의 조화에 의하여 결정된다.

상기 상태에서 척(26)의 이동이 제8도의 플로우챠트에 나타낸 바와 같이 제어된다.

우선, Z축 방향 제어회로(34)가 초기화되고 Z축 방향 제어회로(34)의 펄스카운터(52)가 「0」으로 리셋트된다(스텝 101).

이이서, 척(26)의 초기위치(Zo)에서 Z축 방향 제어회로(34)의 CPU(53)는, 스타트신호에 응답하여 상승고속이송신호를 펄스모터 드라이브 회로(54)에 공급한다.

펄스모터 드라이브 회로(54)는 상승고속이송신호에 응답하여 펄스모터(35)를 고속으로 상승시키기 위한 상승고속 펄스를 펄스모터(34)에 공급한다(스텝 102).

이때, 펄스모터(35)에 공급되는 펄스수는 카운터(52)에 의하여 계수된다.

고속이송상태에서 카운터(52)의 계수치가 Pd로 되고 척(26)을 설정위치(Zd)까지 이동시키기 위하여 필요한 수의 펄스가 펄스모터(35)에 공급된 것을 CPU(53)가 판단하면(스텝 103), CPU(54)는 상승고속이송신호를 상승저속이송신호로 변경한다(스텝 104).

펄스모터 드라이브회로(54)는 상승저속이송신호에 응답하여 상승저속펄스를 펄스모터(35)에 공급한다. 따라서 척(26)은 저속으로 상승한다. 저속이송 상태에서, 카운터(52)의 계수치가 Pm으로 되고 위치 Zd에서 측정위치 Zm가지 척(26)을 이동시키는 데 필요한 수의 펄스가 펄스모터(35)에 공급된 것을 CPU(53)가 판단하면(스텝 105), 펄스모터(35)에의 구동펄스의 공급이 정지되고 척(26)의 상승이동이 정지된다(스텝 106). 이때, 측정위치(Zm) 근방에는 상승속도는 저속이고 1μ-10㎛의 미세한 단계로 상승되기 때문에, 측정위치(Zm)에서 상승이동을 정지한 때의 오버유닛트는 작고, 프로우브침이 전극패드를 찔러서 파괴하는 것을 방지할 수가 있다.

이어서, CPU(53)는, 웨이퍼의 전기적 특성 측정의 완료를 인식하면(스텝 107), 펄스모터 드라이브회로(54)에 강하신호를 공급한다. 펄스모터 드라이브회로(54)는 강하신호에 응답하여 펄스모터(35)에 강하구동펄스를 공급하고, 척(26)을 강하시킨다(스텝 108).

이 강하는 고속으로 이루어질 수 있다.

CPU(53)가, 척(26)을 측정위치(Zm)에서 초기위치(Zo)까지 이동하는 데 필요한 수의 펄스를 펄스모터(35)에 공급한 것을 판별하면(스텝 109), 펄스모터(35)에의 구동펄스의 공급을 정지시키는 정지신호를 펄스모터 드라이브회로(54)에 보내고 척(20)의 강하이동을 정지시킨다(스텝 110).

이상에서, 1개의 웨이퍼에 대한 Z축 방향의 이동제어가 종료하고 도시하지 않은 X-Y 공정에 의하여 척(26)은 수평이동되고 정렬위치에서 다음 웨이퍼의 교환이 이루어지고 또 다음 웨이퍼의 재치위치 맞춤이 행해진다.

정렬이 종료되었다면 척(26)이 측정이치의 아래쪽으로 수평이동되고 새로운 웨이퍼에 대하여 앞에서 설명한 스텝 101-스텝 110이 실행되고, 새로운 웨이퍼의 테스트가 행해진다.

그 이후에는, 이러한 동작이 되풀이된다.

이상의 예에서는 척(26)을 Z축 방향으로 이동하기 위한 Z축 방향 이동기구(44)에 볼 스크류가 사용되고 있으나, 이 Z축 방향 이동기구(44)는 이것에 한정되지 않고 편심캠 기구나 기타 다른 기구를 사용하여도 좋다.

또 접촉위치를 검지하는 경우에 교류신호는 척(26)을 통하여 웨이퍼(27)에 공급되고 있으나, 이 교류신호는 웨이퍼(27)에 직접 공급하여도 좋다.

또 교류신호는 프로우브침에 공급하도록 하여도 좋다.

또 2개의 침 사이에 교류신호원을 접속하고 이 2개의 침이 전극패드에 접속한 때, 교류신호 루우프가 형성되는 것을 검출하는 것에 의하여 접촉을 검지할 수도 있다.

이 경우에는 2개의 프로우브침의 위치를 4변형 반도체 칩의 상대각도로 하는 것에 의하여 패드 또는 프로우브침의 높이방향의 위치의 오차도 대응하여 접촉을 검지하는 것이 가능하다.

또, 척의 상승이동 제어방법에 있어서, 상승위치를 변경하는 설정위치(접촉위치 Zc보다도 낮은 높이 위치) Zd를 결정하는 기준으로 되는 접촉위치 Zc 의 검지방법으로서는, 도의 실시예에 한정되는 아니고 목측에 의한 방법 또는 엣지센서나 니이들센서에 의한 방법이어도 좋다.

또 접촉위치까지 고속으로 척을 상승시키고 오버드라이브 분량만을 저속상승시켜도 좋다.

또 척을 승가시키는 대신에 프로우브침을 포함하는어셈블리를 승강이동하는 것도 가능하다.

특히 본 발명은 웨이퍼에 형성한 반도체 칩의 측정에 한정되는 것은 아니고 포장한 반도체 칩이나 LCD(액정 디스플레이)기판의 측정, 프린트 기판의 측정, 기타 피측정체의 측정에 적용가능하다.

이상 설명한 바와 같이, 본 발명에 의하면, 측정용 탐침과 피측정체와의 접촉을 교류신호 루우프의 형성을 검출하는 것에 의하여 검지하도록 하였기 때문에, 접촉위치를 전극패드의 표면에 형성된 자연산화막도 포함하여 검지할 수 있고, 전극에 거의 손상을 입히는 일이 없이 접촉을 검지할 수 있다.

접촉검지가 교류신호 루우프의 검출에 의하여 행해지기 때문에 반도체기판이 N챤넬이어도 P챤넬이어도 접촉검지가 가능하다.

또 본 발명에 의하면, 오퍼레이터의 목측에 의한 접촉검지와 같은 개인차나 엣지센서 등과 같은 오차가 거의 없기 때문에 이 접촉위치를 기준으로 오버드라이브량을 결정하면, 동일한 종류의 피측정체에 대하여 항상 소정의 침압을 걸게한 상태에서 피측정체의 전기적 특성을 측정할 수 있고 정확한 측정이 가능하게 된다.

또 피측정체를 재치하는 재치대를 측정용 탐침에 대하여 근접이동 시킬 때에 피측정체와 측정용 탐침이 접촉하는 위치보다도 바로 앞이 소정의 근접위치까지는 재치대를 고속으로 이동시키고 그 후는 저속으로 이동시키도록 했기 때문에 측정위치에서 재치대를 정지한 때의 지나침(overshoot)이 적고 전극패드를 찔러서 파괴하는 결점을 방지할 수 있다.

Claims

여러개의 측정용 프로우브침으로서, 필요에 따라 모니터용 프로우브침을 가지는 프로우브 수단과, 상기 프로우브 수단에 대향하여 설치되고 피측정체를 재치하는 2재치수단과, 상기 프로우브 수단과 상기 재치수단을 접근시키건 떨어지게 하는 방향으로 상대적으로 이동하는 이동수단과, 상기 피측정체 및 상기 측정용 프로우브침(20)의 적어도 1개 또는 모니터용 프로우브침에 교류신호를 공급하는 교류신호 발생수단과, 교류신호가 공급되는 프로우브침(20)과 상기 피측정체가 상대적으로 근접이동하여 양자가 접촉한 때에 교류신호 루우프가 형성되는 것을 검지하는 접촉검지 수단과 상기 접촉검지 수단에 의한 접촉검지에 응답하여 상기 피측정체와 상기 측정용 프로우브침과의 전기적 접촉을 확실하게 하기 위하여 피측정체 및 측정용프로우브침(20)의 적어도 어느 하나를 근접방향으로 소정거리만큼 이동시키는 오버 드라이브 수단과, 상기 교류신호회로를 차단하여 피측정체의 전기적 특성을 상기 측정용 프로우브침(20)을 통하여 측정하는 테스터 수단으로 구성되는 전기회로 측정장치.
제1항에 있어서, 상기 접촉검지수단은, 상기 피측정체와 상기 프로우브침(20)과 상기 교류신호 발생수단에 의하여 형성되는 상기 교류신호 루우프에 설치되고 상기 교류신호 루우프에 흐르는 교류신호를 검출하는 신호검출회로에 의하여 구성되는 전기회로 측정수단.
제2항에 있어서, 상기 신호검출회로는, 상기 교류신호가 흐르는 1차권선과 2차권선을 가지는 트랜스와, 이 트랜스의 2차권선에 발생하는 교류신호를 검출하는 검출기로 구성되는 전기회로 측정장치.
제1항에 있어서, 상기 교류신호 발생수단은, 100Hz-10kHz의 교류신호를 발생하는 전기회로 측정장치.
제2항에 있어서, 상기 접촉검지수단은, 상기 신호검출회로에 의한 신호검출에 응답하여 상기 교류신호 루우프를 차단하는 수단을 가지는 전기회로 측정장치.
제1항에 있어서, 상기 피측정체는, 적어도 1개의 전극층을 가지는 여러개의 칩을 구비한 반도체 웨이퍼를 포함하고 상기 오버 드라이브 수단은, 상기 프로우브침(20)이 상기 전극층의 표면에 형성되는 산화막을 찔러서 파괴하고, 상기 전극층에 접촉하기에 적당한 거리만큼 상기 재치수단을 상기 프로우브 수단 방향으로 이동시키는 수단으로 구성되는 전기회로 측정장치.
제6항에 있어서, 상기 오버 드라이브 수단은, 상기 재치수단을, 접촉검지로부터 20μ-150μ 이동시키는 전기회로 측정장치.
제1항에 있어서, 상기 이동수단은, 상기 재치수단의 초기 위치로부터 상기 재치수단을 고속으로 이동하고 상기 측정용 프로우브침(20) 상기 피측정체가 접촉하는 위치에 근접하는 위치로부터 상기 재치수단을 저속으로 이동하는 전기회로 측정장치.
피검사체 및 적어도 1개의 전기적 양도체의 한 쪽에 교류신호를 공급하는 교류신호 발생수단과, 상기 전기적 양도체와 상기 피검사체가 상대적으로 근접이동하여 양자가 접촉한 때에 상기 신호발생수단의 교류신호가 흐르는 교류신호 루우프가 형성된 것을 검지하는 접촉검지수단으로 구성되는 접촉검지장치.
제9항에 있어서, 상기 접촉검지수단은, 상기 피검사체와 상기 전기적 양도체와 상기 교류신호 발생수단에 의하여 형성되는 상기 교류신호 루우프에 설치되고, 상기 교류신호 루우프에 흐르는 교류신호를 검출하는 신호검출회로에 의하여 구성되는 접촉검지장치.
제10항에 있어서, 상기 검출회로는 상기 교류신호가 흐르는 저항체 수단과, 이 저항체 수단에 흐르는 상기 교류신호를 검출하는 검출수단으로 구성되는 접촉검지장치.
제10항에 있어서, 상기 신호검출회로는, 상기 교류신호가 흐르는 1차권선과 2차권선을 가지는 트랜스와, 이 트랜스의 2차권선에 발생하는 교류신호를 검출하는 검출기로구성되는 접촉검지장치.
제12항에 있어서, 5상기 신호검출회로는, 상기 검출기에 의하여 검출된 교류신호를 절대치 증폭하는 증폭회로를 특히 가지는 접촉검지장치.
제9항에 있어서, 상기 신호검출회로는 상기 전기적 양도체와 상기 피검체가 접촉한 때에 접지루트를 포함하는 교류신호 루우프레 흐르는 교류신호를 검출하는 수단에 의하여 구성되는 접촉검지장치.
제9항에 있어서, 상기 교류신호 발생수단은, 100kHz-10kHz의 교류신호를 발생하는 접촉검지장치.
제9항에 있어서, 상기 피검체는, 다수개의 반도체 칩의 형성된 반도체 웨이퍼를 포함하는 접촉검지장치.
제10항에 있어서, 상기 접촉검지수단은, 상기 신호 검출회로에 의한 신호 검출에 응답하여 상기 교류신호 루우프를 차단하는 수단을 가지는 접촉검지장치.