KR101078995B1 - 프로브 카드의 기울기 조정 방법, 프로브 카드의 기울기 검출 방법 및 프로브 카드의 기울기 검출 방법을 기록한 프로그램 기록 매체 - Google Patents

프로브 카드의 기울기 조정 방법, 프로브 카드의 기울기 검출 방법 및 프로브 카드의 기울기 검출 방법을 기록한 프로그램 기록 매체 Download PDF

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Abstract

프로브의 침끝 높이의 편차의 영향을 없애고, 신속하게 프로브 카드의 기울기를 조정할 수 있는 프로브 카드의 기울기 조정 방법을 제공한다.
본 발명의 프로브 카드의 기울기 조정 방법은 프로브 장치(10)에 프로브 카드(12)를 장착한 후, 이동 가능한 웨이퍼 척(11)의 탑재면과 프로브 카드(12)를 평행하게 하기 위해, 프로브 카드(12)의 기울기를 조정할 때에, 침끝 위치 검출 장치(16)를 이용해서 프로브 카드(12)의 복수 개소에서 복수의 프로브(12A)의 평균 침끝 높이를 검출하는 제 1 공정과, 복수 개소 각각의 복수의 프로브(12A)의 평균 침끝 높이의 고저차에 의거하여 웨이퍼 척(11)에 대한 프로브 카드(12)의 기울기를 구하는 제 2 공정과, 프로브 카드(12)의 기울기를 조정하는 제 3 공정을 구비하고 있다.

Description

프로브 카드의 기울기 조정 방법, 프로브 카드의 기울기 검출 방법 및 프로브 카드의 기울기 검출 방법을 기록한 프로그램 기록 매체{PROBE CARD INCLINATION ADJUSTING METHOD, INCLINATION DETECTING METHOD AND STORAGE MEDIUM STORING A PROGRAM FOR PERFROMING THE INCLINATION DETECTING METHOD}
본 발명은 프로브 카드의 복수의 프로브와 반도체 웨이퍼 등의 피검사체를 전기적으로 일괄해서 접촉시켜 피검사체의 전기적 특성 검사를 실행할 때에, 프로브 장치에 장착된 프로브 카드의 기울기를 조정해서 복수의 프로브와 피검사체를 확실하게 일괄 접촉시키기 위해 실행되는 프로브 카드의 기울기 조정 방법, 프로브 카드의 기울기 검출 방법 및 프로브 카드의 기울기 검출 방법을 실행하기 위한 프로그램 기록 매체에 관한 것이다.
프로브 카드의 기울기를 조정하는 기술로서 예를 들면 본 출원인이 특허문헌 1에 있어서 제안한 프로브 카드의 조정 기구가 있다. 이 기술에서는 복수의 프로브를 이용해서 반도체 웨이퍼 등의 피검사체의 전기적 특성 검사를 실행할 때에, 카메라를 이용하여 프로브 카드에 마련된 복수의 프로브의 침끝을 복수 개소에서 촬 상하고, 각각의 프로브의 침끝 높이를 검출하며, 이들 프로브의 침끝 높이의 차에 의거하여 프로브 카드의 기울기를 구한 후, 프로브 카드의 기울기를 조정하고 있다.
카메라를 이용해서 프로브의 침끝 높이를 검출하는 경우에는 그 전(前)공정으로서 예를 들면 도 5의 (a)에 나타내는 바와 같이, 웨이퍼 척(1)을 X, Y 테이블(2)에 의해서 이동시키고, 웨이퍼 척(1)에 부설된 제 1 카메라(3)의 초점과 프로브 센터에 진출한 제 2 카메라(4)의 초점을, 웨이퍼 척(1)에 부설된 타겟(5)에 맞추는 것에 의해, 웨이퍼 척(1)의 기준위치의 좌표값을 구한다.
다음에, 웨이퍼 척(1)을 기준위치로부터 프로브 카드(6)의 아래쪽으로 이동시키고, 도 5의 (b)에 나타내는 바와 같이 제 1 카메라(3)의 초점을 프로브 카드(6)의 소정의 프로브(6A)의 침끝에 맞추어 1개의 프로브(6A)의 침끝 높이의 XYZ 좌표값을 구한다. 또한, 웨이퍼 척(1)을 예를 들면 다른 3개소로 이동시키고, 각각의 위치에 있는 프로브(6A)의 침끝 높이를 구한다.
4개소에서 프로브(6A)의 침끝 높이가 모두 동일 높이이면, 프로브 카드(6)는 이미 수평으로 되어 있고, 그대로 검사에 제공할 수 있다. 그러나, 4개소의 프로브(6A)의 침끝 높이가 동일하지 않는 경우에는 각각의 고저차에 의거하여 도 5의 (c)에 나타내는 바와 같이 프로브 카드(6)의 기울기를 조정(레벨 조정)하여, 프로브 카드(6)를 웨이퍼 척(1)의 탑재면에 맞추어 수평으로 한다. 프로브 카드(6)의 기울기를 조정한 후, 동일 도면의 (d)에 나타내는 바와 같이, 재차 프로브 카드(6)의 4개소의 프로브(6A)의 침끝 높이를 구하고, 각각의 사이에 고저차가 있는지 없 는지를 확인한다. 고저차가 남아 있는 경우에는 그 고저차에 의거하여 프로브 카드(6)의 기울기를 조정한다(동일 도면의 (c) 참조). 최종적으로 모든 프로브(6A)가 웨이퍼 척(1)에 평행하게 된 시점에서, 프로브 카드(6)의 레벨 조정을 종료한다.
(특허문헌1) 일본국 특허공개공보 제 2005-140662호
그러나, 프로브 카드(6)에는 다수의 프로브(6A)가 마련되어 있기 때문에, 프로브(6A)의 침끝 높이가 모두 동일하다고는 할 수 없으며, 프로브(6A)의 사이에 편차가 있다. 그 때문에, 제 1 카메라(3)를 이용해서 대표적인 프로브(6A)를 수개(예를 들면 4코너의 4개) 선택해서 침끝 높이를 검출하면, 침끝 높이의 편차의 영향을 받기 쉽고, 또한 침끝에 부착된 알루미늄 찌꺼기 등에 의해 높이를 오인하는 경우가 있으며, 프로브 카드(6)의 조정에 악영향을 미칠 우려가 있다. 제 1 카메라(3)에 의해서 프로브(6A)의 침끝 높이를 검출하는 경우에는 프로브(6A)의 침끝에 카메라의 초점을 맞추는 것에도 많은 시간이 걸리는 문제도 있었다.
본 발명은 상기 과제를 해결하기 위해 이루어진 것으로써, 프로브의 침끝 높이의 편차의 영향을 없애고, 신속하게 프로브 카드의 기울기를 조정할 수 있는 프로브 카드의 기울기 조정 방법을 제공하는 것을 목적으로 하고 있다. 또한, 본 발명은 프로브 카드의 기울기 조정 방법을 신속하게 실행할 수 있는 프로브 카드의 기울기 검출 방법 및 프로브 카드의 기울기 검출 방법을 실행하기 위한 프로그램 기록 매체를 아울러 제공하는 것을 목적으로 하고 있다.
본 발명의 프로브 카드의 기울기 조정 방법은 프로브 장치에 프로브 카드를 장착한 후, 피검사체를 탑재하는 이동 가능한 탑재대의 탑재면과 상기 프로브 카드를 평행하게 하기 위해, 상기 프로브 카드의 기울기를 조정하는 방법으로서, 침끝 위치 검출 장치를 이용하여 상기 프로브 카드의 복수 개소에서 복수의 프로브의 평균 침끝 높이를 검출하는 제 1 공정과, 상기 복수 개소 각각의 복수의 프로브의 평균 침끝 높이의 고저차에 의거하여 상기 탑재대에 대한 상기 프로브 카드의 기울기를 구하는 제 2 공정과, 구해진 기울기를 바탕으로 상기 프로브 카드의 기울기를 조정하는 제 3 공정을 구비한 것을 특징으로 하는 것이다.
상기 복수 개소는 서로 이간되어 있는 것을 특징으로 한다.
상기 침끝 위치 검출 장치는 상기 탑재대에 마련되고 또한 상기 평균 침끝 높이를 검출하는 센서부와, 이동 가능한 접촉체를 구비하고 있고, 상기 제 1 공정은 상기 탑재대를 거쳐서 상기 침끝 위치 검출 장치가 이동해서 상기 접촉체를 상기 복수의 프로브의 침끝과 접촉시키는 공정과, 상기 탑재대의 추가의 이동에 의해 상기 접촉체를 상기 센서부측으로 이동시키는 공정과, 상기 접촉체가 이동하기 시작하는 위치를 상기 복수의 프로브의 평균 침끝 높이로서 검출하는 공정을 갖는 것을 특징으로 하는 것이다.
상기 프로브 카드의 기울기 조정 방법은 상기 제 1 공정과 제 2 공정을 반복하는 것을 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명의 프로브 카드의 기울기 검출 방법은 프로브 장치에 프로브 카드를 장착한 후, 피검사체를 탑재하는 이동 가능한 탑재대의 탑재면과 상기 프로브 카드를 평행하게 하기 위해, 상기 탑재대에 대한 상기 프로브 카드의 기울기를 검출하는 방법으로서, 침끝 위치 검출 장치를 이용하여 상기 프로브 카드의 복수 개소에 있는 복수의 프로브의 평균 침끝 높이를 각각 검출하는 제 1 공정과, 상기 복수 개소 각각의 상기 복수의 프로브의 평균 침끝 높이의 고저차를 구하는 제 2 공정을 구비한 것을 특징으로 하는 것이다.
또한, 상기 복수의 개소는 서로 이간되어 있는 것을 특징으로 한다.
상기 침끝 위치 검출 장치는 상기 탑재대에 마련되고 또한 상기 평균 침끝 높이를 검출하는 센서부와, 이동 가능한 접촉체를 구비하고 있고, 상기 제 1 공정은 상기 탑재대를 거쳐서 상기 침끝 위치 검출 장치가 이동해서 상기 접촉체를 상기 복수의 프로브의 침끝과 접촉시키는 공정과, 상기 탑재대의 추가의 이동에 의해 상기 접촉체를 상기 센서부측으로 이동시키는 공정과, 상기 접촉체가 이동하기 시작하는 위치를 상기 복수의 프로브의 평균 침끝 높이로 하는 공정을 갖는 것을 특징으로 하는 것이다.
또한, 본 발명의 프로그램 기록 매체는 프로브 장치에 프로브 카드를 장착한 후, 피검사체를 탑재하는 이동 가능한 탑재대의 탑재면과 상기 프로브 카드를 평행하게 하기 위해, 상기 프로브 카드의 기울기를 검출하는 방법을 실행하는 프로그램 기록 매체로서, 상기 컴퓨터를 구동시켜, 침끝 위치 검출 장치를 이용하여 상기 프로브 카드의 복수 개소에 있는 복수의 프로브의 평균 침끝 높이를 각각 검출하는 제 1 공정과, 상기 복수 개소 각각의 상기 복수의 프로브의 평균 침끝 높이의 고저차를 구하는 제 2 공정을 실행하는 것을 특징으로 하는 것이다.
또한, 상기 복수의 개소는 서로 이간되어 있는 것을 특징으로 하는 것이다.
상기 침끝 위치 검출 장치는 상기 탑재대에 마련되고 또한 상기 평균 침끝 높이를 검출하는 센서부와, 이동 가능한 접촉체를 구비하고 있고, 상기 제 1 공정은 상기 탑재대를 거쳐서 상기 침끝 위치 검출 장치가 이동해서 상기 접촉체를 상기 복수의 프로브의 침끝과 접촉시키는 공정과, 상기 탑재대의 추가의 이동에 의해 상기 접촉체를 상기 센서부측으로 이동시키는 공정과, 상기 접촉체가 이동하기 시작하는 위치를 상기 복수의 프로브의 평균 침끝 높이로 하는 공정을 실행시키는 것을 특징으로 하는 것이다.
본 발명에 따르면, 프로브의 침끝 높이의 편차의 영향을 없애고, 신속하게 프로브 카드의 기울기를 조정할 수 있는 프로브 카드의 기울기 조정 방법을 제공할 수 있다. 또한, 본 발명은 프로브 카드의 기울기 조정 방법을 신속하게 실행할 수 있는 프로브 카드의 기울기 검출 방법 및 프로브 카드의 기울기 검출 방법을 실행하기 위한 프로그램 기록 매체를 아울러 제공할 수 있다.
이하, 도 1∼도 4에 나타내는 실시형태에 의거하여 본 발명을 설명한다.
우선, 본 발명의 프로브 카드의 기울기 조정 방법이 적용되는 프로브 장치에 대해 예를 들면 도 1을 참조하면서 설명한다. 이 프로브 장치(10)는 도 1에 나타내는 바와 같이 피검사체인 반도체 웨이퍼(W)를 탑재하는 이동 가능한 웨이퍼 척(11)과, 이 웨이퍼 척(11)의 위쪽에 배치된 프로브 카드(12)와, 이 프로브 카드(12)의 복수의 프로브(12A)와 웨이퍼 척(11)상의 반도체 웨이퍼(W)의 얼라인먼트를 실행하는 얼라인먼트 기구(13)와, 웨이퍼 척(11) 및 얼라인먼트 기구(13) 등을 제어하는 제어 장치(컴퓨터)(14)를 구비하고, 제어 장치(14)의 제어 하에 얼라인먼트 기구(13)가 구동하여, 웨이퍼 척(11)상의 반도체 웨이퍼(W)와 프로브 카드(12)의 복수의 프로브(12A)의 얼라인먼트를 실행한 후, 모든 프로브(12A)와 이들에 대응하는 반도체 웨이퍼(W)의 전극 패드를 전기적으로 일괄해서 접촉시켜 반도체 웨이퍼(W)의 전기적 특성 검사를 실행하도록 구성되어 있다.
웨이퍼 척(11)은 제어 장치(14)의 제어 하에 구동하는 구동 기구(15)를 거쳐서 X, Y, Z 및 θ방향으로 이동하도록 구성되어 있다. 웨이퍼 척(11)의 측쪽에는 침끝 위치 검출 장치(16)가 배치되어 있다. 이 침끝 위치 검출 장치(16)는 복수의 프로브(12A)의 침끝의 위치를 삼차원의 좌표값으로서 검출하는 것으로써, 후술하는 바와 같이 본 발명의 프로브 카드의 기울기 조정 방법 및 프로브 카드의 기울기 검출 방법에 이용된다.
프로브 카드(12)는 카드 홀더(17)를 거쳐서 프로버실의 헤드 플레이트(18)에 그 기울기를 조정할 수 있도록 부착되어 있다. 이 프로브 카드(12)는 도 1, 도 4에 나타내는 바와 같이 반도체 웨이퍼(W)에 형성된 모든 디바이스 D의 검사용 전극 패드와 일괄해서 접촉하는 프로브(12A)를 갖고, 웨이퍼 척(11)의 반도체 웨이퍼(W)의 탑재면과 평행한 상태에서 복수의 프로브(12A)와 반도체 웨이퍼(W)의 모든 디바이스에 형성된 검사용의 전극 패드와 전기적으로 접촉하고, 테스터(도시하지 않음)측으로부터의 신호에 의거하여 반도체 웨이퍼(W)의 전기적 특성 검사를 실행한다. 프로브 카드(12)의 기울기를 조정하는 기구는 특히 제한되지 않지만, 예를 들면 일본국 특허공개공보 제2005-140662호에 있어서 본 출원인이 제안한 프로브 카드의 조정 기구를 이용할 수 있다.
또한, 얼라인먼트 기구(13)는 도 1에 나타내는 바와 같이 촬상 수단(CCD 카메라)(13A)과, CCD 카메라(13A)를 지지하는 일방향으로 이동 가능한 얼라인먼트 브리지(13B)를 구비하고, 제어 장치(14)의 제어 하에서 CCD 카메라(13A)가 얼라인먼트 브리지(13B)를 거쳐서 대기 위치로부터 프로브 카드(12)의 중심의 바로 아래(이하, 「프로브 센터」라 함)까지 이동하고, 그 위치에서 정지하도록 구성되어 있다. 프로브 센터에 있는 CCD 카메라(13A)는 얼라인먼트시에 웨이퍼 척(11)이 X, Y방향으로 이동하는 동안에 웨이퍼 척(11)상의 반도체 웨이퍼(W)의 전극 패드를 위쪽으로부터 촬상하고, 그 화상 처리부(13C)에서 화상 처리하며, 표시 화면(도시하지 않음)에 촬상 화상을 표시한다. 또한, 이 CCD 카메라(13A)는 후술하는 바와 같이 웨이퍼 척(11)에 부설된 침끝 위치 검출 장치(16)를 촬상하고, 화상 처리하여 표시 화면에 표시하도록 하고 있다.
또한, 제어 장치(14)는 도 1에 나타내는 바와 같이, 연산 처리부(14A), 기억부(14B) 및 상술한 화상 처리부(13C)를 구비하고 있다. 기억부(14B)에 저장된 각종 프로그램에 의해서 프로브 장치(10)를 제어한다. 따라서, 본 발명의 프로브 카드의 기울기 조정 방법 및 프로브 카드의 기울기 검출 방법을 실행하는 프로그램이 기억부(14B)에 저장되어 있다. 이들 방법은 기억부(14B)로부터 읽어내어진 프로그램에 따라 실행되고, 그 결과 얻어지는 각종 데이터가 기억부(14B)에 있어서 기억된다.
본 발명에 이용되는 침끝 위치 검출 장치(16)는 도 1, 도 2에 나타내는 바와 같이, 에어 실린더 등의 승강 구동 기구(161)와, 승강 구동 기구(161)를 거쳐서 승강하는 센서 기구(162)를 구비하고 있다. 그리고, 복수의 프로브(12A)의 침끝 위치를 검출할 때에는 승강 구동 기구(161)가 센서 기구(162)를 대기 위치로부터 웨이퍼 척(11)상의 반도체 웨이퍼(W)의 상면과 대략 동일 높이까지 상승시킨다.
센서 기구(162)는 예를 들면 도 2에 나타내는 바와 같이, 실린더 기구가 내장되고 또한 변위 센서로서 기능하는 센서부(162A)와, 센서부(162A)의 실린더 기구를 구성하는 피스톤 로드(162B)의 상단에 부착되고 또한 센서부(162A)로부터 부상한 위치에서 유지되는 접촉체(162C)와, 접촉체(162C)의 상면에 착탈 자유롭게 장착된 탄성이 있는 수지 시트(162D)와, 센서부(162A)를 구성하는 실린더내에 압축 공기를 공급하고, 실린더내의 피스톤(도시하지 않음)을 거쳐서 접촉체(162C)에 소정의 압력을 부여하는 압력 공기 공급원 등의 압력 부여 수단(도시하지 않음)을 갖고 있다.
또한, 도 2에 나타내는 바와 같이 접촉체(162C)에는 예를 들면 히터(162E)가 내장되어 있다. 이 히터(162E)는 수지 시트(162D)를 가열해서 그 상면에 전사된 복수의 프로브(12A)의 침적을 소실시킨다. 이것에 의해 수지 시트(162D)를 반복해서 사용할 수 있다.
또한, 피스톤 로드(162B)의 하단에는 계지판(도시하지 않음)이 부착되고, 접촉체(162C)가 계지판을 거쳐서 항상 센서부(162A)로부터 소정 거리만큼 이간해서 부상된 위치에서 센서부(162A)에 대하여 탄력적으로 유지되어 있다. 접촉체(162C) 와 센서부(162A)의 사이에 형성된 간극은 접촉체(162C)의 승강 범위가 된다. 이 간극의 거리는 센서부(162A)에 의해서 검출되고, 이 센서부(162A)에 의해서 접촉체(162C)의 위치를 항상 감시하고 있다.
압력 부여 수단은 소정의 압력으로서 제 1 압력과 제 2 압력으로 전환되도록 되어 있다. 제 1 압력은 복수의 프로브(12A)의 침끝 위치를 검출할 때에 설정되는 압력으로서, 제 2 압력보다 저압으로 설정된다. 제 2 압력은 얼라인먼트시에 복수의 프로브(12A)를 수지 시트(162D)의 상면에 침적을 전사할 때에 설정되는 압력이다.
센서부(162A)에는 소정의 압력을 일정하게 유지하는 정압 밸브 등의 압력 조정 수단(도시하지 않음)이 마련되어 있고, 이 압력 조정 수단에 의해서 접촉체(162C)가 센서부(162A)를 향해 하강할 때에 압축공기를 서서히 배기하여 제 1 압력을 일정하게 유지하도록 하고 있다.
접촉체(162C)가 제 1 압력으로 유지되어 있는 상태에서는 웨이퍼 척(11)을 거쳐서 침끝 위치 검출 장치(16)가 상승하는 것에 의해 그 접촉체(163C)가 수지 시트(162D)를 거쳐서 복수의 프로브(12A)와 접촉해서 초기의 침끝 위치가 변하지 않은 상태에서 접촉체(162C)가 센서부(162A)측으로 하강한다. 접촉체(162C)가 제 1 압력으로 유지된 상태에서는 프로브(12A) 1개당 예를 들면 0.5gf의 힘이 복수의 프로브(12A)로부터 수지 시트(162D)에 작용한다. 수지 시트(162D)는 제 1 압력으로 복수의 프로브(12)가 면형상으로 접촉하는 것에 의해서, 복수의 프로브(12A)의 침끝 높이를 동시에 검출한다. 따라서, 수지 시트(162D)는 면형상으로 접촉한 모든 프로브(12A)의 평균 높이를 검출하게 된다. 즉, 프로브(12A)의 내에는 수지 시트(162D)와 접촉해서 약간 휘는 것이나 휨이 없는 것이나 약간 접촉하지 않는 것이 포함되어 있다. 수지 시트(162D)는 접촉체(162C)가 제 1 압력으로 유지된 상태로 복수의 프로브(12A)에 면형상으로 접촉했을 때에 찔리는 것 등으로 손상되는 일이 없는 경도를 갖는 재료에 의해서 형성되어 있다. 이러한 수지 시트(162D)의 재료로서는 예를 들면 PO, PVC 등의 열가소성 수지나 형상 기억 수지가 바람직하다.
접촉체(162C)가 제 2 압력으로 유지된 상태에서는 수지 시트(162D)가 복수의 프로브(12A)로부터 침압(針壓)을 받아도 접촉체(162C)는 센서부(162A)측으로 하강하는 일 없이 초기의 위치를 유지하고, 복수의 프로브(12A)에 의해서 수지 시트(162D)의 상면에 침적이 전사되도록 되어 있다.
다음에, 본 발명의 프로브 카드의 기울기 조정 방법 및 이 방법에 적용되는 프로브 카드의 기울기 검출 방법의 일 실시형태에 대해 도 3(a) ~ 도 4(d)를 참조하면서 설명한다.
본 실시형태의 프로브 카드의 기울기 조정 방법 및 프로브 카드의 기울기 검출 방법은 프로브 장치(10)에 프로브 카드(12)를 장착한 후, 웨이퍼 척(11)의 탑재면과 프로브 카드(12)를 평행하게 하기 위해, 제어 장치(14)가 구동해서 각각의 프로그램에 의해 실시된다. 이들 방법을 실시하는 것에 의해서 프로브 카드(12)의 모든 프로브(12A)와 반도체 웨이퍼(W)의 모든 디바이스 D의 검사용의 전극 패드를 확실하게 일괄해서 접촉시킬 수 있고, 신뢰성이 높은 검사를 실행할 수 있다. 침끝 위치 검출 장치(16)를 이용해서 프로브(12A)의 침끝 높이를 검출하는 경우에는 센서 기구(162)가 제 1 압력으로 설정되어 있다.
우선, 프로브 장치(10)의 헤드 플레이트(18)에 카드 홀더(17)를 거쳐서 장착한다. 이 단계에서는 프로브 카드(12)와 웨이퍼 척(11)의 평행도는 아직 조정이 안 된 상태이다. 그래서, 웨이퍼 척(11)을 수평 방향으로 이동시켜 침끝 위치 검출 장치(16)를 이용하여 프로브 카드(12)의 복수의 프로브(12A)의 침끝 높이를 오버랩되지 않고 서로 이간된 복수 개소에서 검출한다. 본 실시형태의 경우에는 복수의 프로브(12A)는 대략 직사각형 형상으로 배열되어 있기 때문에, 예를 들면 4코너에 있는 복수의 프로브(12A)의 침끝 높이를 각각의 위치에 있어서 동시에 검출한다. 이들 검출값은 제어 장치(14)의 기억부(14A)에 저장된다. 복수 개소의 프로브(12A)의 침끝 높이가 각각 실질적으로 동일하면, 프로브 카드(12)와 웨이퍼 척(11)의 상면은 실질적으로 평행으로 되어 있기 때문에 프로브 카드(11)의 평행도를 조정하는 일 없이, 웨이퍼(W)의 검사로 이행한다. 그러나, 일반적으로 이와 같은 일은 없기 때문에, 프로브 카드(12)의 기울기를 조정하게 된다.
프로브 카드(12)의 복수의 프로브(12A)의 침끝 높이를 검출하기 위해서는 우선, 침끝 위치 검출 장치의 접촉체(162C)의 상면, 즉 수지 시트(162D)의 상면의 높이를 검출한다. 이를 위해 얼라인먼트 기구(13)의 CCD 카메라(13A)가 얼라인먼트 브리지(13B)를 거쳐서 프로브 센터, 즉 프로브 카드(12)의 중심의 바로 아래로 이동한다. 다음에, 웨이퍼 척(11)이 얼라인먼트 브리지(13B)의 아래쪽에서 이동하는 동안에, 침끝 위치 검출 장치(16)는 승강 구동 기구(161)를 거쳐서 센서 기구(162)를 도 3의 (a)에 나타내는 대기 상태로부터 동일 도면의 (b)에 화살표로 나타내는 바와 같이 상승시키고, 접촉체(162C)상의 수지 시트(162D)의 상면이 웨이퍼 척(11)상의 반도체 웨이퍼(W)의 상면보다 약간 높은 레벨이 되도록 설정한다.
그 후, 웨이퍼 척(11)이 X, Y방향으로 이동해서 도 3의 (c)에 나타내는 바와 같이 접촉체(162C)가 CCD 카메라(13A)의 바로 아래에 도달한 후, 구동 기구(15)를 거쳐서 웨이퍼 척(11)을 서서히 상승시켜 CCD 카메라(13A)의 초점에 맞춘다. 이 때의 웨이퍼 척(11)의 좌표위치가 프로브(12A)의 침끝 높이를 검출할 때의 기준위치가 된다. 이와 같이 해서 웨이퍼 척(11)이 기준위치에 있을 때의 Z좌표값에 의거하여 수지 시트(162D)의 상면의 높이를 구한다.
수지 시트(162D)의 상면의 높이를 구한 후, 도 4의 (a)에 나타내는 단계에서 침끝 위치 검출 장치(16)의 센서 기구(162)의 동작, 즉 침끝 높이의 검출에 필요한 접촉체(162C)의 하강, 수지 시트(162D)의 경도 등의 기본적인 사항을 확인한다. 침끝 위치 검출 장치(16)가 정상적으로 동작하는 것을 확인한 후, 복수의 프로브(12A)의 침끝 높이의 검출 동작으로 이행한다.
복수의 프로브(12A)의 침끝 높이를 검출하기 위해서는 얼라인먼트 브리지(13B)가 일단 대기 위치로 퇴피한 후, 침끝 위치 검출 장치(16)가 제 1 압력으로 설정된 상태에서, 웨이퍼 척(11)이 XY방향으로 이동해서 프로브 카드(12)의 복수의 프로브(12A) 중, 4코너 중의 1개소의 바로 아래에 침끝 위치 검출 장치(16)의 접촉체(162C)를 위치시킨다. 이 위치에서, 웨이퍼 척(11)이 Z방향의 기준위치로부터 서서히 상승하고, 침끝 위치 검출 장치(16)의 수지 시트(162D)가 복수의 프로브(12A)에 접근해서 도 4의 (b)에 나타내도록 접촉한다.
웨이퍼 척(11)이 추가로 상승하면, 접촉체(162C)가 수지 시트(162D)를 거쳐서 복수의 프로브(12A)에 의해서 압압되어 센서 본체(162A)측으로 하강한다. 이 때, 접촉체(162C)가 제 1 압력으로 탄력적으로 유지되어 있기 때문에, 복수의 프로브(12A)와 수지 시트(162D)의 사이에 침압이 작용해도, 복수의 프로브(12A)는 수지 시트(162D)에 찔리는 일 없이, 또 복수의 프로브(12A)가 수지 시트(162D)를 손상시키는 일 없이(복수의 프로브(12A)의 침끝이 수지 시트(162D)에 전사되는 일 없이) 웨이퍼 척(11)의 상승에 따라, 그 상승분만큼 접촉체(162C)가 제 1 압력으로 유지된 채 센서부(162A)측으로 하강하고, 양자(162A, 162C)간의 거리를 좁혀서 간극을 좁게 한다.
이 때, 센서부(162A)가 접촉체(162C)와의 거리를 감시하고 있고, 접촉체(162C)의 하강에 의해 간극이 변화하면, 센서부(162A)가 간극의 거리를 검출하고, 그 검출 신호를 제어 장치(14)로 송신한다. 이것에 의해, 제어 장치(14)는 연산 처리부(14A)에 있어서 미리 설정되어 있는 간극의 초기값과 센서부(162A)에 의한 검출값을 비교하고, 검출값이 초기값 이하가 된 순간까지의 웨이퍼 척(11)의 기준위치로부터의 상승 거리에 의거하여 수지 시트(162D)의 상면의 높이, 환언하면 복수의 프로브(12A)의 침끝 높이를 평균 침끝 높이로서 구한다. 이와 같이 해서 구해진 복수의 프로브(12A)의 평균 침끝 높이는 Z좌표 데이터로서 제어 장치(14)의 기억부(14B)에 저장된다. 그 후, 웨이퍼 척(11)은 일단 Z방향의 기준위치로 되돌린 후, 복수의 프로브(12A)의 4코너의 다른 3개소로 이동한 후, 각각의 위치에서 상술한 동작을 반복하고, 각각의 위치에서의 복수의 프로브(12A)의 평균 침끝 높이를 구한다.
프로브 카드(12)에 기울기가 있기 때문에, 도 4의 (c)에 나타내는 단계에서 4코너의 프로브(12A)의 평균 침끝 높이의 고저차에 의거하여 프로브 카드(12)의 기울기를 조정(레벨 조정)한다. 이 레벨 조정에는 본 출원인이 일본국 특허공개공보 제2006-317302호에 있어서 제안한 프로브 카드의 조정 기구를 이용할 수 있다. 그러나, 이 조정 기구로 한정되지 않고 다른 조정 기구이어도 좋은 것은 물론이다. 프로브 카드(12)의 기울기를 조정한 후, 재차 웨이퍼 척(11)을 거쳐서 침끝 위치 검출 장치(16)를 4코너에 있는 복수의 프로브(12A)에 맞추어 상승시키고, 도 4의 (d)에 나타내는 바와 같이 그 장소의 복수의 프로브(12A)의 평균 침끝 높이를 구한다. 4코너에 있어서의 복수의 프로브(12A)의 평균 침끝 높이를 구한 후, 각각의 고저차에 의거하여 동일 도면의 (c)의 레벨 조정을 실행한다. 또한, 동일 도면의 (d)에 나타내는 바와 같이 레벨 조정후의 프로브 카드(12)의 기울기를 확인하고, 4코너의 프로브(12A)의 평균 침끝 높이의 사이에 고저차가 없으면, 레벨 조정을 종료한다.
프로브 카드(12)의 레벨 조정을 종료한 후에는 침끝 위치 검출 장치(16)의 접촉체(162C)에 부여하는 압력을 제 1 압력에서 제 2 압력으로 전환하고, 웨이퍼 척(11)이 상승해서 수지 시트(162D)가 복수의 프로브(12A)와 접촉하고, 오버드라이브해도 접촉체(162C)는 제 2 압력으로 유지되어 있어 센서부(162A)측으로 하강하는 일 없이 초기 위치를 유지하기 때문에, 복수의 프로브(12A)가 수지 시트(162D)에 파고들어, 동일 도면에 (b)에 나타내는 바와 같이 수지 시트(162D)의 상면에 침적이 전사된다. 이 침적에 의거하여 프로브와 반도체 웨이퍼(W)의 검사용의 전극 패드의 얼라인먼트를 실행한 후, 소정의 검사를 실행한다.
이상 설명한 바와 같이 본 실시형태에 의하면, 프로브 장치(10)에 프로브 카드(12)를 장착한 후, 이동 가능한 웨이퍼 척(11)의 탑재면과 프로브 카드(12)를 평행하게 하기 위해, 프로브 카드(12)의 기울기를 조정할 때에, 침끝 위치 검출 장치(16)를 이용하여 프로브 카드(12)의 복수 개소에서 복수의 프로브(12A)의 평균 침끝 높이를 검출하는 제 1 공정과, 복수 개소 각각의 복수의 프로브(12A)의 평균 침끝 높이의 고저차에 의거하여 웨이퍼 척(11)에 대한 프로브 카드(12)의 기울기를 구하는 제 2 공정과, 프로브 카드(12)의 기울기에 의거하여 프로브 카드(12)의 기울기를 조정하는 제 3 공정을 구비하고 있기 때문에, 복수의 프로브(12)의 침끝 높이에 편차가 있어도, 그 영향을 받는 일 없이 고정밀도로 프로브(12A)의 침끝 높이를 구할 수 있고, 프로브 카드(12)의 기울기를 고정밀도로 웨이퍼 척(11)에 맞출 수 있으며, 복수의 프로브(12A)와 반도체 웨이퍼(W)의 검사용의 전극 패드를 확실하게 일괄 접촉시킬 수 있고, 신뢰성이 높은 검사를 실행할 수 있다. 또한, 종래와 같이 프로브(12A)의 침끝에 카메라의 초점맞춤을 실행하는 것이 불필요하여 신속하게 침끝 높이를 검출하고, 프로브 카드(12)의 기울기를 신속하게 조정할 수 있다.
또한, 본 실시형태에 의하면, 침끝 위치 검출 장치(16)는 웨이퍼 척(11)에 마련되고 또한 복수의 프로브(12A)의 침끝을 검출하는 센서부(162A)와 이 센서부(162A)에 속하는 이동 가능한 접촉체(162C)를 구비하고 있고, 제 1 공정은 웨이퍼 척(11)을 거쳐서 침끝 위치 검출 장치(16)가 이동해서 접촉체(162C)를, 수지 시트(162D)를 거쳐서 복수의 프로브(12A)의 침끝과 접촉시키는 공정과, 웨이퍼 척(11)의 추가의 이동에 의해 접촉체(162C)를 센서부(162A)측으로 이동시키는 공정과, 접촉체(162C)가 이동하기 시작하는 위치를 복수의 프로브(12A)의 평균 침끝 높이로 하는 공정을 갖기 때문에, 더욱 고정밀도로 복수의 프로브의 평균 침끝 높이를 구할 수 있다.
또한, 본 발명은 상기 각 실시형태로 하등 제한되는 것은 아니고, 필요에 따라 각 구성요소를 적절히 변경할 수 있다. 예를 들면, 상기 실시형태에서는 복수의 프로브의 침끝 높이를 검출하는 접촉체로서 수지 시트를 갖는 것을 예로 들어 설명했지만, 접촉체로서는 복수의 프로브의 침끝을 검출할 수 있으면 좋기 때문에, 수지 시트 이외에 세라믹 등의 단단한 소재로 이루어지는 시트를 이용할 수도 있고, 또한 접촉체 자체를 그대로 이용해도 좋다. 단단한 소재로 이루어지는 시트를 갖는 접촉체를 마련한 경우에는 침끝 검출 장치와는 별도로, 프로브의 얼라인먼트 기구를 마련할 수도 있다. 또한, 상기 실시형태에서는 접촉체의 변위를 검출하는 센서부로서는 예를 들면 용량 센서나 레이저 측장기 등의 측장기를 이용할 수 있다. 또한, 프로브 카드의 기울기를 조정하는 작업을 자동화하는 것도 가능하다.
도 1은 본 발명의 프로브 카드의 기울기의 조정 방법의 1실시형태가 적용되는 프로브 장치를 나타내는 구성도.
도 2는 도 1의 프로브 장치에 이용된 침끝 위치 검출 장치를 나타내는 측면도.
도 3(a)∼ 도3(c)는 모두 침끝 위치 검출 장치의 프로브와의 접촉체의 높이를 검출하는 공정을 나타내는 공정도.
도 4의 (a)∼(d)는 각각 본 발명의 프로브 카드의 기울기 검출 방법의 1실시형태의 공정을 나타내는 공정도.
도 5의 (a)∼(d)는 각각 종래의 프로브 카드의 기울기 방법의 공정을 나타내는 공정도.
부호의 설명
10 프로브 장치
11 웨이퍼 척(탑재대)
12 프로브 카드
12A 프로브
16 침끝 위치 검출 장치
162 센서 기구
162A 센서부
162C 접촉체
W 반도체 웨이퍼(피검사체)

Claims (10)

  1. 프로브 장치에 프로브 카드를 장착한 후, 피검사체를 탑재하는 이동 가능한 탑재대의 탑재면과 상기 프로브 카드를 평행하게 하기 위해, 상기 프로브 카드의 기울기를 조정하는 방법에 있어서,
    침끝 위치 검출 장치를 이용하여 상기 프로브 카드의 복수 개소에서 복수의 프로브의 평균 침끝 높이를 검출하는 제 1 공정과,
    상기 복수 개소 각각의 복수의 프로브의 평균 침끝 높이의 고저차에 기초하여, 상기 탑재대에 대한 상기 프로브 카드의 기울기를 구하는 제 2 공정과,
    구해진 기울기에 기초하여 상기 프로브 카드의 기울기를 조정하는 제 3 공정을 구비하고,
    상기 침끝 위치 검출 장치는 상기 탑재대에 마련되고, 또한 상기 평균 침끝 높이를 검출하는 센서부와, 이동 가능한 접촉체를 구비하고 있으며,
    상기 제 1 공정은,
    상기 탑재대를 거쳐서 상기 침끝 위치 검출 장치가 이동하여 상기 접촉체를 상기 복수의 프로브의 침끝과 접촉시키는 공정과,
    상기 탑재대의 추가의 이동에 의해 상기 접촉체를 상기 센서부측으로 이동시키는 공정과,
    상기 접촉체가 이동하기 시작하는 위치를 상기 복수의 프로브의 평균 침끝 높이로서 검출하는 공정을 갖는 것을 특징으로 하는
    프로브 카드의 기울기 조정 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 복수의 개소는 서로 이간되어 있는 것을 특징으로 하는
    프로브 카드의 기울기 조정 방법.
  3. 삭제
  4. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 제 1 공정과 제 2 공정을 반복하는 것을 포함하는
    프로브 카드의 기울기 조정 방법.
  5. 프로브 장치에 프로브 카드를 장착한 후, 피검사체를 탑재하는 이동 가능한 탑재대의 탑재면과 상기 프로브 카드를 평행하게 하기 위해, 상기 탑재대에 대한 상기 프로브 카드의 기울기를 검출하는 방법에 있어서,
    침끝 위치 검출 장치를 이용하여 상기 프로브 카드의 복수 개소에 있는 복수의 프로브의 평균 침끝 높이를 각각 검출하는 제 1 공정과,
    상기 복수 개소 각각의 상기 복수의 프로브의 평균 침끝 높이의 고저차를 구하는 제 2 공정을 구비하고,
    상기 침끝 위치 검출 장치는 상기 탑재대에 마련되고, 또한 상기 평균 침끝 높이를 검출하는 센서부와, 이동 가능한 접촉체를 구비하고 있으며,
    상기 제 1 공정은,
    상기 탑재대를 거쳐서 상기 침끝 위치 검출 장치가 이동하여 상기 접촉체를 상기 복수의 프로브의 침끝과 접촉시키는 공정과,
    상기 탑재대의 추가의 이동에 의해 상기 접촉체를 상기 센서부측으로 이동시키는 공정과,
    상기 접촉체가 이동하기 시작하는 위치를 상기 복수의 프로브의 평균 침끝 높이로 하는 공정을 갖는 것을 특징으로 하는
    프로브 카드의 기울기 검출 방법.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 복수의 개소는 서로 이간되어 있는 것을 특징으로 하는
    프로브 카드의 기울기 검출 방법.
  7. 삭제
  8. 프로브 장치에 프로브 카드를 장착한 후, 피검사체를 탑재하는 이동 가능한 탑재대의 탑재면과 상기 프로브 카드를 평행하게 하기 위해, 상기 프로브 카드의 기울기를 검출하는 방법을 실행하는 프로그램 기록 매체에 있어서,
    컴퓨터를 구동시켜,
    침끝 위치 검출 장치를 이용하여 상기 프로브 카드의 복수 개소에 있는 복수의 프로브의 평균 침끝 높이를 각각 검출하는 제 1 공정과,
    상기 복수 개소 각각의 상기 복수의 프로브의 평균 침끝 높이의 고저차를 구하는 제 2 공정을 실행하고,
    상기 침끝 위치 검출 장치는 상기 탑재대에 마련되고, 또한 상기 평균 침끝 높이를 검출하는 센서부와, 이동 가능한 접촉체를 구비하고 있으며,
    상기 제 1 공정은,
    상기 탑재대를 거쳐서 상기 침끝 위치 검출 장치가 이동하여 상기 접촉체를 상기 복수의 프로브의 침끝과 접촉시키는 공정과,
    상기 탑재대의 추가의 이동에 의해 상기 접촉체를 상기 센서부측으로 이동시키는 공정과,
    상기 접촉체가 이동하기 시작하는 위치를 상기 복수의 프로브의 평균 침끝 높이로 하는 공정을 실행시키는 것을 특징으로 하는
    프로그램 기록 매체.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 복수의 개소는 서로 이간되어 있는 것을 특징으로 하는
    프로그램 기록 매체.
  10. 삭제
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