TWI437236B - The method of modifying the probe device and the contact position - Google Patents
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Description
本發明，係有關於進行半導體晶圓等之被檢查體的電性之特性檢查的探針裝置，更詳細而言，係為有關於能夠將載置台上之被檢查體與探針卡之探針藉由預先所設定了的過驅動量來作電性接觸之探針裝置及接觸位置之修正方法者。
先前技術之探針裝置，例如係如同圖6中所示一般，具備有：裝置本體1、和在此裝置本體1內而以可在X、Y、Z以及θ方向上作移動的方式來被作配設且載置有被檢查體(例如，半導體晶圓)W之載置台2、和具備有與被形成在載置於此載置台2上之半導體晶圓W處的複數之裝置的電極墊片作接觸之複數的探針3A的探針卡3、和將此探針卡3經由卡支持器(未圖示)來作固定之固定機構4、和將探針卡3與測試頭T作電性連接之連接環5，該探針裝置，係被構成為：經由測試頭T、連接環5以及探針卡3，而在未圖示之測試機與被形成在半導體晶圓W上之各裝置的電極墊片之間，進行測試訊號之送收訊，並進行各裝置之電性的特性檢查。另外，在圖6中，6係為與載置台2一同動作並進行半導體晶圓W與探針卡3間之對位的機構，6A係為上攝像機，6B係為下攝像機，7則係為被裝著有探針卡3之固定機構4的頭部平板。
當進行半導體晶圓W之檢查時，係藉由定位機構6之下攝像機6B來測定探針3A之針尖位置，並藉由上攝像機6A來測定與探針3A相對應之晶圓W的電極墊片之位置，接著在進行了半導體晶圓W與探針卡3之定位後，使載置台2上升，並使半導體晶圓W與複數之探針3A相接觸，並進而將載置台2過驅動，而使半導體晶圓W與複數之探針3A作電性接觸，而進行半導體晶圓W之檢查。
然而，探針卡3，雖然係經由連接環5而與測試頭T作電性連接，但是，如同圖7之(a)中所示一般，探針卡3，係從測試頭T而受到有荷重並沈下至載置台2側，而構成其與測試機間之界面部分的頭部平板7之中央部分，係會有些許的變形。
故而，在進行半導體晶圓W之檢查的情況時，在藉由定位機構6而進行了半導體晶圓W之各電極墊片和與此些相對應之複數的探針3A間之定位後，若是使載置台2與半導體晶圓W以及探針卡3A接觸，並進而使載置台2過驅動並使半導體晶圓W與探針3A作電性接觸，則載置台2會將探針卡3作些許的舉升，並如同圖7之(b)中所示一般而使頭部平板7之中央部分朝向上側而變形。
頭部平板7，由於係藉由使載置台2作過驅動，而從在圖7之(c)的左半邊所示之位置起而變形至右半邊所示之位置處，並使探針卡3朝向上方而移動例如過驅動量之10~20%左右，因此，是否對於載置台2而正確地賦予有原本所需要之過驅動量(例如，100μm左右)一事，係成為不明，而電性接觸狀態亦並非一定為良好，而有著使檢查之信賴性降低之虞。特別是，在使探針卡3之所有的探針3A與半導體晶圓W之所有的裝置之電極墊片作整批接觸並進行檢查的情況時，頭部平板7之變性係會造成很大的影響。
作為與過驅動有所關連的技術，例如，係存在有專利文獻1~4中所記載之技術。在專利文獻1之技術中，係設置對探針卡之上下方向的位移量作測定之光學性測長器，並經由此光學性測長器來依據探針卡之位移量而對載置台之上升量作調整，而使半導體晶圓與探針卡以適當之過驅動量來作接觸。在專利文獻2之技術中，係對於載置台之過驅動時的探針卡之位移量作正確的把握，而成為能夠對載置台之過驅動量作適當的設定。又，在專利文獻3之技術中，係構成為藉由感測器來檢測出熱變形後的探針卡之高度，並根據此檢測結果而對載置台之過驅動量作控制。此些之技術，均係將探針卡本身之變形或是載置台之沈下所致的影響消除，以得到適當之過驅動量的技術，對於在檢查時而於探針卡或是包含頭部平板之界面部分處存在有變形的情況，則並無法作對應。又，在專利文獻4之技術中，係使設置在載置台側之擋止構件與探針卡相抵接，來確保特定之過驅動量。但是，於此技術中，會有使載置台重量化之虞。
[專利文獻1]日本特開2004-265895號公報
[專利文獻2]日本特開2003-050271號公報
[專利文獻3]日本特開2003-168707號公報
[專利文獻4]日本特開2005-049254號公報
本發明，係為了解決上述課題而進行者，其目的，係在於提供一種：就算是在檢查時而於界面部分處存在有變形，亦能夠將載置台之過驅動量修正為原本所需要之過驅動量，並使被檢查體與探針卡之複數的探針以最適當之過驅動量來相接觸，而進行信賴性為高之檢查的探針裝置、以及接觸位置之修正方法。
本發明之申請項1中所記載之探針裝置，係具備有：將被檢查體作保持之可移動的載置台、和被配置在上述載置台之上方且具備有與上述被檢查體之電極相接觸的複數之探針的探針卡、和將上述探針卡作支持之支持體、和對包含上述載置台之各種的機器作控制的控制裝置，並在將測試頭以特定之荷重而電性連接於上述探針卡處之狀態下，將上述載置台過驅動並使上述被檢查體與上述複數之探針作電性接觸，而基於從測試機而來之訊號來進行電性之特性檢查，該探針裝置，其特徵為：在上述測試頭之至少1個場所處、或是上述探針卡之至少1個場所處，設置對上述載置台之現在的過驅動量作測定之距離測定器，上述控制裝置，係將上述現在之過驅動量與預先所設定了的特定之過驅動量作比較，並根據此比較結果，而以使上述現在之過驅動量成為上述特定之過驅動量的方式來作修正。
又，本發明之申請項2中所記載之探針裝置，係在申請項1所記載之發明中，具備有以下特徵：上述距離測定器，係為經由雷射光來對上述距離作測定之雷射光式測長器。
又，本發明之申請項3中所記載之探針裝置，係在申請項1或2所記載之發明中，具備有以下特徵：上述距離測定器，係被設置在上述測試頭處，並具備有：對直到上述載置台上之被檢查體之上面為止的距離作測定之第1測定部、和對直到上述探針卡之上面為止的距離作測定之第2測定部。
又，本發明之申請項4中所記載之探針裝置，係在申請項3所記載之發明中，具備有以下特徵：上述控制裝置或是上述測試機，係當上述載置台上之被檢查體與上述複數之探針開始接觸時，將上述第1測定部之測定距離與上述第2測定部之測定距離間的差，作為第1距離而求取出來，並在上述載置台作了過驅動時，將上述第1測定部之測定距離與上述第2測定部之測定距離間的差，作為第2距離而求取出來。
又，本發明之申請項5中所記載之探針裝置，係在申項項4所記載之發明中具備有以下特徵：上述控制裝置，係將上述第1距離與上述第2距離間之差，作為上述現在之過驅動量而求取出來。
又，本發明之申請項6中所記載之探針裝置，係在申請項1所記載之發明中，具備有以下特徵：上述距離測定器，係被設置在上述探針卡處，並作為對直到上述被檢查體之上面為止的距離作測定之近接感測器而被構成。
又，本發明之申請項7中所記載之探針裝置，係在申請項6所記載之發明中，具備有以下特徵：上述控制裝置，係將當上述載置台上之被檢查體與上述複數之探針開始接觸時而經由上述距離測定器所測定了的第1距離，與當將上述載置台作了過驅動時而經由上述距離測定器所測定了的第2距離，其兩者間之差，作為上述現在之過驅動量而求取出來。
又，本發明之申請項8中所記載之探針裝置，係具備有：將被檢查體作保持之可移動的載置台、和被配置在上述載置台之上方且具備有與上述被檢查體之電極相接觸的複數之探針的探針卡、和將上述探針卡經由固定機構來作支持之支持體、和對包含上述載置台之各種的機器作控制的控制裝置，並在將測試頭以特定之荷重而電性連接於上述探針卡處之狀態下，將上述載置台過驅動並使上述被檢查體與上述複數之探針作電性接觸，而基於從測試機而來之訊號來進行電性之特性檢查，該探針裝置，其特徵為：在上述載置台側之至少1個場所處，設置對上述載置台之現在的過驅動量作測定之距離測定器，並且，上述控制裝置，係將上述現在之過驅動量與預先所設定了的特定之過驅動量作比較，並根據此比較結果，而以使上述現在之過驅動量成為上述特定之過驅動量的方式來作修正。
又，本發明之申請項9中所記載之探針裝置，係在申請項8所記載之發明中，具備有以下特徵：上述距離測定器，係為經由雷射光來對上述距離作測定之雷射光式測長器。
又，本發明之申請項10中所記載之探針裝置，係在申請項8或9所記載之發明中，具備有以下特徵：上述距離測定器，係當上述載置台上之被檢查體與上述複數之探針開始接觸時，將直到上述固定機構為止的距離，作為第1距離而測定出來，同時，在上述載置台作了過驅動時，將直到上述固定機構為止的距離，作為第2距離而測定出來。
又，本發明之申請項11中所記載之接觸位置之修正方法，係為在使載置台作過驅動，並使上述載置台上之被檢查體與探針卡之複數的探針作電性接觸，而進行上述被檢查體之電性之特性檢查時，將上述載置台之過驅動量修正為預先所設定了的特定之過驅動量的方法，該修正方法，其特徵為，具備有：使上述載置台上之被檢查體與上述探針卡之複數的探針作接觸之工程；和當使上述載置台作過驅動時，求取出現在之過驅動量之工程；和對上述現在之過驅動量與上述特定之過驅動量作比較之工程；和根據上述比較結果，而以使上述現在之過驅動量成為上述特定之過驅動量的方式來作修正之工程。
又，本發明之申請項12中所記載之接觸位置之修正方法，係在申請項11所記載之發明中，具備有以下特徵：上述求取出現在之過驅動量之工程，係具備有：當上述載置台上之被檢查體與上述複數之探針開始接觸時，分別測定出直到上述被檢查體之上面為止的距離、以及直到上述探針卡為止的距離，並將此些兩者間之差作為第1距離而求取出來之工程；和當上述載置台作了過驅動時，分別測定出直到上述被檢查體之上面為止的距離、以及直到上述探針卡為止的距離，並將此些兩者間之差作為第2距離而求取出來之工程；和將上述第1距離與上述第2距離間之差，作為現在之過驅動量而求取出來之工程。
又，本發明之申請項13中所記載之接觸位置之修正方法，係在申請項11所記載之發明中，具備有以下特徵：上述求取出現在之過驅動量之工程，係具備有：當上述載置台上之被檢查體與上述複數之探針開始接觸時，測定出直到上述被檢查體之上面為止的第1距離之工程；和當上述載置台作了過驅動時，測定出直到上述被檢查體之上面為止的第2距離之工程；和將上述第1距離與上述第2距離間之差，作為現在之過驅動量而求取出來之工程；和將上述現在之過驅動量與上述特定之過驅動量作比較之工程。
又，本發明之申請項14中所記載之接觸位置之修正方法，係在申請項11所記載之發明中，具備有以下特徵：上述求取出現在之過驅動量之工程，係具備有：當上述載置台上之被檢查體與上述複數之探針開始接觸時，測定出直到上述探針卡之固定部為止的第1距離之工程；和當上述載置台作了過驅動時，測定出直到上述探針卡之固定部為止的第2距離之工程；和將上述第1距離與上述第2距離間之差，作為現在之過驅動量而求取出來之工程。
若藉由本發明，則能夠提供一種：就算是在檢查時而於界面部分處存在有變形，亦能夠將載置台之過驅動量修正為原本所需要之過驅動量，並使被檢查體與探針卡之複數的探針以最適當之過驅動量來相接觸，而進行信賴性為高之檢查的探針裝置、以及接觸位置之修正方法。
以下，根據圖1~圖5所示之實施形態，對本發明作說明。另外，在各圖中，圖1之(a)、(b)係分別為對本發明之探針裝置的其中一種實施形態作展示之圖，(a)係為展示探針裝置與測試機之關係的構成圖，(b)係為展示測試頭、距離測定器以及連接環之關係的構成圖；圖2係為圖1中所示之探針裝置的載置台上之半導體晶圓與複數之探針作了接觸的狀態下之重要部分剖面圖，左半邊係為對半導體晶圓與探針卡開始接觸的狀態作展示之圖，右半邊係為對載置台被作了過驅動之狀態作展示之圖；圖3係為對本發明之其他實施形態的探針裝置之距離測定器與探針裝置之控制裝置的關係作展示之區塊圖；圖4係為對本發明之另外的其他實施形態之探針裝置作展示之與圖2相當的重要部分剖面圖；圖5之(a)~(c)係分別為對於使用本發明之另外的其他實施形態之探針裝置時的直到將半導體晶圓與複數之探針作電性連接為止的工程以工程順序作展示之工程圖。
本實施形態之探針裝置10，例如係如圖1之(a)、(b)中所示一般，具備有：將被檢查體(例如，半導體晶圓)W作載置之可朝向X、Y、Z以及θ方向移動之載置台11、和使載置台11朝向X、Y以及Z方向移動之驅動機構12、和被配置在載置台11之上方且具備有與上述被檢查體之電極作接觸的複數之探針13A的探針卡13、和將探針卡13之固定機構14作支持之支持體(頭部平板)15、和對包含載置台11之各種的機器作控制之控制裝置16，並構成為：在將測試頭18經由連接環17而以特定之荷重來與探針卡13作了電性連接的狀態下，使載置台11作過驅動，並使半導體晶圓W與複數之探針13A作電性之接觸，而根據從測試機20而來之訊號來進行半導體晶圓W之電性的特性檢查。又，雖並未圖示，但是，在探針裝置10處，係與先前技術相同的而被設置有定位機構。
而後，探針卡13，由於在檢查時係受到有從測試頭18而來之荷重，因此，如圖1之(a)中所示一般，其之與測試機20側間的界面部分(包含探針卡13、探針卡13之固定機構14、以及頭部平板15)中，探針卡13以及固定機構14係朝向載置台11側而沈下，伴隨於此，頭部平板15之中央部分係會些許地朝向下方而變形。
探針卡13，係如圖1之(a)中所示一般，被形成為較半導體晶圓W而略大之口徑，並涵蓋略全面地而具備有與半導體晶圓W之所有的裝置電極墊片相對應之多數的探針13A。此些之探針13A，在檢查時，係與被形成在半導體晶圓W上之多數的電極墊片整批性的作接觸，而後，得到特定之過驅動量，並與半導體晶圓W作電性接觸，而構成為能夠藉由1次的接觸，來對被形成在半導體晶圓W上之所有的裝置1次進行複數個地依序作檢查。故而，若是探針卡13在控制裝置16之控制下而與半導體晶圓W整批性地作接觸，則其與載置台11上之半導體晶圓W之間，係作用有大的接觸荷重，並藉由此接觸荷重而將探針卡13舉升，而使身為界面部分之頭部平板15的中央部分朝向上方而些許地變形，因此，係無法得到原本所需要之特定的過驅動量。
因此，在本實施形態中，係設為使用距離測定器來對現在之過驅動量作測定。亦即是，距離測定器19，係如圖1之(a)、(b)中所示一般，而被設置在測試頭18內，並被構成為：在半導體晶圓W與探針卡13之複數的探針13A作了接觸的狀態下，而分別對於直到探針卡13之基板的上面為止之距離以及直到半導體晶圓W的上面為止之距離作測定。在本實施形態中，距離測定器19，係被設置在測試頭18之中心部、以及將中心部作包圍之6個場所，而合計被設置在7個場所處。此距離測定器19，例如係經由雷射光式測長器所構成。此距離測定器19，係如同圖中所示一般，具備有：在載置台11上之半導體晶圓W的上面照射雷射光L1並對直到半導體晶圓W之上面為止的距離作測定之第1測定部；和在探針卡13之上面照射雷射光L2並對直到探針卡13之上面為止的距離作測定之第2測定部。第1、第2測定部所致之測定訊號，係被送訊至測試機20處，在測試機20處，係求取出第1測定部所致之測定距離L1與第2測定部所致之測定距離L2的兩者間之差。藉由將7個的距離測定器19在7個場所處而均等分散地作設置，能夠對半導體晶圓W之全面的距離作掌握。另外，在探針卡13之基板上，係被形成有使從第2測定部而來之雷射光透過的透孔。又，在圖1之(a)中，為了便利，係將從第1、第2測定部而分別所照射之雷射光以及經由此雷射光所測定之距離，作為L1、L2來展示。
控制裝置16，係如圖1之(a)中所示一般，具備有：中央演算處理部16A、和被記憶有各種之程式的程式記憶部16B、和將各種之資料作記憶的記憶部16C，並被構成為對載置台11等之各種的機器作控制。在程式記憶部16B中，係被儲存有用以實行本發明之接觸之修正方法的程式，將此程式讀出，並在中央演算處理部16A處而實行程式。又，在記憶部16C處，係被記憶有預先被作了設定的原本所需要之特定之過驅動量。
在檢查時，係在控制裝置16之控制下，而使載置台11上升特定之距離，並使半導體晶圓與探針卡13之複數的探針13A作整批接觸。在半導體晶圓與複數之探針13A開始作整批接觸的時間點下，複數之距離測定器19，係在測試機20之控制下，而藉由第1測定部來對於直到半導體晶圓W之上面為止的距離L1作測定，同時，藉由第2測定部來對於直到探針卡13之上面為止的距離L2作測定，並將各別之測定訊號送訊至測試機20處。測試機20，係根據此些之測定訊號，而從距離L1來減去距離L2，並作為第1之距離△Z1而求取出來，再將此值送訊至探針裝置10之控制裝置16的中央演算處理部16A處。
進而，載置台11，係在控制裝置16之控制下，而根據預先作了設定的特定之過驅動量來進行過驅動。藉由此時之接觸荷重，載置台11係將探針卡13以及固定機構14從圖2之左半邊的狀態起而舉升，而身為界面部分之頭部平板15的中央部分係變形，並成為右半邊所示的狀態。在載置台11作了過驅動的時間點下，複數之距離測定器19，係在測試機20之控制下，而藉由第1測定部來對於直到半導體晶圓W之上面為止的距離L1’作測定，同時，藉由第2測定部來對於直到探針卡13之上面為止的距離L2’作測定，並將各別之測定訊號送訊至測試機20處。測試機20，係根據此些之測定訊號，而從距離L1’來減去距離L2’，並作為第2之距離△Z2而求取出來，再將此值送訊至探針裝置10之控制裝置16的中央演算處理部16A處。
在控制裝置16處，係將第1距離△Z1與第2距離△Z2間之差△Z(=△Z1-△Z2)，作為載置台11之現在的過驅動量而求取出來，並將此現在之過驅動量與預先被作了設定的特定之過驅動量作比較，再根據此比較結果來驅動載置台11，而以使載置台11之現在的過驅動量成為特定之過驅動量的方式來作修正，並使半導體晶圓W與複數之探針13A以原本所需要之特定過驅動量來作接觸，而成為以最適當的接觸荷重來進行半導體晶圓W之電性的特性檢查。
接著，針對使用有探針裝置10之本發明的接觸之修正方法的其中一種實施形態作說明。若是將半導體晶圓W載置在載置台11上，則在控制裝置16之控制下，定位機構係驅動，並進行半導體晶圓W與探針卡13之定位。在進行了定位後，載置台11係朝向X、Y方向移動，當半導體晶圓W到達了探針卡13之中心的正下方時，載置台11係停止。
接著，使載置台11上升特定之距離，並使半導體晶圓W之所有的裝置之電極墊片與探針卡13之複數的探針13A整批地如同圖2之左半邊所示一般的作接觸。此時，複數之距離測定器19係動作，並藉由第1、第2測定部而測定距離L1、L2，再將此些之測定值送訊至測試機20處。在測試機20處，係將此些之距離L1、L2之差，作為第1距離△Z1而求取出來。進而，若是使載置台11過驅動，並如同圖中所示一般地使載置台11將探針卡13舉升，則界面部分之頭部平板15的中央部分係變形，在此狀態下，藉由距離測定器19之第1、第2測定部來分別測定過驅動後之距離L1’、L2’，並將此些之測定值送訊至測試機20處。在測試機20處，係將此些之距離L1’、L2’間之差，作為第2距離△Z2而求取出來。測試機20，係將第1、第2距離△Z1、△Z2，送訊至探針裝置10之控制裝置16處。
在控制裝置16處，中央演算處理部16A係將第1距離△Z1與第2距離△Z2間之差△Z，作為現在的過驅動量而求取出來，而後，將現在之過驅動量與從記憶部16C所讀出之特定的過驅動量作比較。控制裝置16，係根據此比較結果，而以使現在之過驅動量成為特定之過驅動量的方式來作修正。若是經由控制裝置16而將載置台11控制為特定之過驅動量，則半導體晶圓W與複數之探針13A係藉由原本所需要之接觸荷重來作電性接觸。於此狀態下，根據從測試機20而來之訊號，來針對半導體晶圓W之各裝置，而例如1次複數個地來依序進行電性之特性檢查。若是檢查結束，則載置台11係下降至基準位置，而後，將半導體晶圓W作交換，並針對下一個的半導體晶圓W而以同樣的操作程序來進行檢查。
如同上述所說明一般，若藉由本實施形態，則由於係在測試頭18之7個場所處，設置對於載置台11之現在的過驅動量作測定之距離測定器19，而控制裝置16，係將現在之過驅動量與特定之過驅動量作比較，並根據此比較結果，而以使現在之過驅動量成為上述特定之過驅動量的方式來作了修正，因此，就算是在由於從測試頭18而來之荷重或是從過驅動時之載置台11而來的荷重而造成探針裝置10之界面部分變形，並使得現在的過驅動量並不滿足特定之過驅動量的情況時，亦能夠經由7個場所的距離測定器19來將現在的過驅動量△Z正確地檢測出來，並以控制裝置16來根據此檢測結果而將過驅動量修正為原本所需要之特定過驅動量，而使半導體晶圓W與複數之探針13A恆常以最適當的接觸荷重來電性地整批接觸，並能夠進行信賴性為高之檢查。
又，若藉由本實施形態，則由於距離測定器19係被設置在測試頭18之7個場所處，且係具備有對直到載置台11上之半導體晶圓W之上面為止的距離作測定之第1測定部、和對於直到探針卡13之上面為止的距離作測定之第2測定部，並在測試器20處，當載置台11上之半導體晶圓W與複數之探針13A開始接觸時，將第1測定部之測定距離L1與第2測定部之測定距離L2間之差，作為第1距離△Z1而求取出來，且在使載置台11作了過驅動時，將第1測定部之測定距離L1’與第2測定部之測定距離L2’間之差，作為第2距離△Z2而求取出來，再使控制裝置16將第1距離△Z1與第2距離△Z2間之差△Z作為現在的過驅動量而求取出來，因此，係能夠恆常地對現在之過驅動量作正確的掌握。
本實施形態之探針裝置10A，係如圖3中所示一般，除了係將距離測定器19之測定訊號送訊至探針裝置10A之控制裝置16處以外，係依據第1實施形態而構成。因此，於以下，對於與第1實施形態相同或是相當之部分，係附加相同之符號，而對本實施形態之探針裝置10A作說明。另外，在圖3中，係將探針裝置10A之重要部分的構成，藉由區塊圖來作展示。
亦即是，距離測定器19，係使用與第1實施形態相同者。但是，在第1實施形態中，距離測定器19之測定訊號，係被送訊至測試機20處，而本實施形態中，則係將測定訊號送訊至控制裝置16處，並在控制裝置16中而求取出第1、第2距離△Z1、△Z2。之後，係與第1實施形態相同的，控制裝置16，係將第1、第2距離△Z1、△Z2間之差△Z，作為載置台11之現在的過驅動量而求取出來，並將現在的過驅動量與預先所設定了的過驅動量作比較，再根據此比較結果，而以使現在的過驅動量成為特定之過驅動量的方式來作修正。故而，在本實施形態中，亦能夠期待有與第1實施形態相同之作用效果，除此之外，亦可得到以下之效果：不需與測試機20有所關連，而能夠在探針裝置10A中來對距離測定器19之測定結果作處理。
本實施形態之探針裝置10B，係如圖4中所示一般，除了在探針卡13處，設置與第1實施形態相異之類型的距離測定器19A以外，係依據第1實施形態而被構成。因此，於以下，對於與第1實施形態相同或是相當之部分，係附加相同之符號，而對本實施形態之探針裝置10B作說明。
在本實施形態中，距離測定裝置19A，例如係經由超音波型近接感測器、渦電流型近接感測器而構成。在本實施形態中，作為距離測定裝置19A，亦可使用雷射光式型測長器。此距離測定器19A，係被設置在探針卡13之中心部、以及將中心部之周圍作包圍的6個場所處。
距離測定器19A，係被構成為：當載置台11上升特定之距離，而半導體晶圓W與複數之探針13A開始接觸時，將從距離測定器19A起直到半導體晶圓W之上面為止的距離，作為第1距離Z1而測定，而當載置台11作了過驅動時，將從距離測定器19A起直到半導體晶圓W之上面為止的距離，作為第2距離Z2而測定。
若是載置台11作過驅動，則與第1實施形態相同的，就算是界面部係從圖3之左半邊處所示之狀態而變形為右半邊處所示之狀態，而探針卡13從載置台11而些許的脫離，亦不會受到探針卡13之脫離所造成的影響，而能夠對距離測定器19A與探針卡13之間的距離作正確的測定。
若是距離測定器19A對第1、第2距離Z1、Z2作測定，則係將此些之測定訊號送訊至控制裝置16處。若是控制裝置16受訊了此些之測定訊號，則係將第1距離Z1與第2距離Z2間之差△Z(=Z1-Z2)作為之現在的過驅動量而求取出來，並將現在的過驅動量與預先所設定了的特定過驅動量作比較，再根據此比較結果，而以使現在的過驅動量成為特定之過驅動量的方式來作修正。
故而，若是在控制裝置16之控制下來實施本實施形態之接觸位置之修正方法，則係使載置台11上之半導體晶圓W與探針卡之複數的探針作接觸，而距離測定器19A，係在載置台11上之半導體晶圓W開始與複數之探針作接觸時，對於從距離測定器19A起直到半導體晶圓W之上面為止的第1距離Z1作測定，並將此測定值送訊至控制裝置16處。接著，載置台11係作過驅動，在過驅動結束時，距離測定器19A係對於從距離測定器19A起直到半導體晶圓W之上面為止的第2距離Z2作測定，並將此測定值送訊至控制裝置16處。控制裝置16，係在將第1距離Z1與第2距離Z2間之差△Z作為之現在的過驅動量而求取出來後，將現在的過驅動量與預先所設定了的過驅動量作比較，再根據此比較結果，而以使現在的過驅動量成為特定之過驅動量的方式來作修正。之後，係與第1實施形態相同的而進行半導體晶圓W之檢查。
在本實施形態中，亦可期待有與第1實施形態相同之作用與效果。
本實施形態之探針裝置10C，除了如圖5之(a)~(c)中所示一般，將距離測定器19B設置在將載置台11作支持的基台11A上之外，係根據第1實施形態而被構成。因此，於以下，對於與第1實施形態相同或是相當之部分，係附加相同之符號，而對本實施形態之探針裝置10C作說明。
距離測定器19C，係使載置台11從圖5之(a)中所示的狀態起而上升特定之距離，並當如同同圖之(b)中所示一般而半導體晶圓W與複數之探針13A開始接觸時，將從距離測定器19A起直到探針卡13之固定機構14之下面為止的距離，作為第1距離Z1而測定出來。接著，如同同圖之(c)中所示一般，當載置台11之過驅動結束時，將從距離測定器19A起直到探針卡13之固定機構14之下面為止的距離，作為第2距離Z2而測定出來。在過驅動時，就算是探針卡13經由載置台11而從同圖之(a)、(b)中所示之狀態而被舉升為同圖之(c)中所示之狀態，頭部平板15之中央部分亦係變形，且固定機構14係與探針卡13一同地被舉升，因此，直到固定機構14之下面為止的距離，係不會被頭部平板15之變形所影響。如此這般，就算是探針卡13朝向上方而些許的移動，固定機構14亦係追隨於探針卡13而上升，而能夠對於距離測定器19C與固定機構14之下面之間的距離作正確的測定。
若是距離測定器19C如同上述一般的而對第1、第2距離Z1、Z2作測定，則係將此些之測定訊號送訊至控制裝置16處。若是控制裝置16受訊了此些之測定訊號，則係將第1距離Z1與第2距離Z2間之差ΔZ(=Z1-Z2)作為之現在的過驅動量而求取出來，並將現在的過驅動量與特定的過驅動量作比較，再根據此比較結果，而以使現在的過驅動量成為特定之過驅動量的方式來作修正。
故而，若是在控制裝置16之控制下來實施本實施形態之接觸位置之修正方法，則係使載置台11上之半導體晶圓W與探針卡13之複數的探針13A作接觸，而距離測定器19C，係在載置台11上之半導體晶圓W開始與複數之探針作接觸時，對於從距離測定器19C起直到固定機構14之下面為止的第1距離Z1作測定，並將此測定值送訊至控制裝置16處。接著，載置台11係作過驅動，在過驅動結束時，距離測定器19C係對於從距離測定器19C起直到固定機構14之下面為止的第2距離Z2作測定，並將此測定值送訊至控制裝置16處。控制裝置16，係在將第1距離Z1與第2距離Z2間之差ΔZ作為之現在的過驅動量而求取出來後，將現在的過驅動量與預先所設定了的過驅
動量作比較，再根據此比較結果，而以使現在的過驅動量成為特定之過驅動量的方式來作修正。之後，係與第1實施形態相同的而進行半導體晶圓W之檢查。
在本實施形態中，亦可期待有與第1實施形態相同之作用與效果。
另外，本發明，係並不被上述之各實施形態作任何之限定，而能夠因應於需要而將各構成要素作適當的設計變更。例如，在上述實施形態中，雖係針對使半導體晶圓W與探針卡13以全面而作整批接觸的情況來作了說明，但是，針對使探針卡之探針與被形成在半導體晶圓上的有限之裝置作部分性接觸的情況，亦可適用本發明。又，被檢查體，亦可適用除了半導體晶圓以外之LCD基板等。
本發明，係可合適地在探針裝置中作利用。
10、10A、10B、10C．．．探針裝置
11．．．載置台
13．．．探針卡
13A．．．探針
14．．．固定機構(固定部)
15．．．頭部平板(支持體)
16．．．控制裝置
18．．．測試頭
19、19A、19B．．．距離測定器
W．．．半導體晶圓(被檢查體)
[圖1](a)、(b)係分別為展示本發明之探針裝置的其中一種實施形態之圖，(a)係為對探針裝置與測試機之關係作展示之構成圖，(b)係為對測試頭、距離測定器以及連接環之關係作展示的構成圖。
[圖2]係為圖1中所示之探針裝置的載置台上之半導體晶圓與複數之探針作了接觸的狀態下之重要部分剖面圖，左半邊係為對半導體晶圓與探針卡開始接觸的狀態作展示之圖，右半邊係為對載置台被作了過驅動之狀態作展示之圖。
[圖3]對本發明之其他實施形態的探針裝置之距離測定器與探針裝置之控制裝置的關係作展示之區塊圖。
[圖4]對本發明之另外的其他實施形態之探針裝置作展示之與圖2相當的重要部分剖面圖。
[圖5](a)~(c)係分別為對於使用本發明之另外的其他實施形態之探針裝置時的直到將半導體晶圓與複數之探針作電性接觸為止的工程以工程順序作展示之工程圖。
[圖6]將先前技術之探針裝置的其中一例之一部分作剖斷而展示之正面圖。
[圖7](a)~(c)係分別為對於使用圖6中所示之先前技術的探針裝置時的直到將半導體晶圓與複數之探針作電性接觸為止的工程以工程順序來作展示之工程圖。
10．．．探針裝置
11．．．載置台
12．．．驅動機構
13．．．探針卡
13A．．．探針
14．．．固定機構(固定部)
15．．．頭部平板(支持體)
16．．．控制裝置
16A．．．中央演算處理部
16B．．．程式記憶部
16C．．．記憶部
17．．．連接環
18．．．測試頭
19．．．距離測定器
20．．．測試機
W．．．半導體晶圓(被檢查體)
Claims (11)
- 一種探針裝置，係具備有：將被檢查體作保持之可移動的載置台、和被配置在上述載置台之上方且具備有與上述被檢查體之電極相接觸的複數之探針的探針卡、和將上述探針卡作支持之支持體、和對包含上述載置台之各種的機器作控制的控制裝置，並在將測試頭以特定之荷重而電性連接於上述探針卡處之狀態下，將上述載置台過驅動並使上述被檢查體與上述複數之探針作電性接觸，而基於從測試機而來之訊號來進行電性之特性檢查，該探針裝置，其特徵為：在上述測試頭之至少1個場所處、或是上述探針卡之至少1個場所處，設置測定上述被檢查體與上述探針卡之間的距離，對上述載置台之現在的過驅動量作測定之距離測定器，上述控制裝置，係將上述現在之過驅動量與預先所設定了的特定之過驅動量作比較，並根據此比較結果。，而以使上述現在之過驅動量成為上述特定之過驅動量的方式來作修正；上述距離測定器，係被設置在上述測試頭處，並具備有：對直到上述載置台上之被檢查體之上面為止的距離作測定之第1測定部、和對直到上述探針卡之上面為止的距離作測定之第2測定部。
- 如申請專利範圍第1項所記載之探針裝置，其中，上述距離測定器，係為經由雷射光來對上述距離作測 定之雷射光式測長器。
- 如申請專利範圍第1項所記載之探針裝置，其中，上述控制裝置或是上述測試機，係當上述載置台上之被檢查體與上述複數之探針開始接觸時，將上述第1測定部之測定距離與上述第2測定部之測定距離間的差，作為第1距離而求取出來，並在上述載置台作了過驅動時，將上述第1測定部之測定距離與上述第2測定部之測定距離間的差，作為第2距離而求取出來。
- 如申請專利範圍第3項所記載之探針裝置，其中，上述控制裝置，係將上述第1距離與上述第2距離間之差，作為上述現在之過驅動量而求取出來。
- 如申請專利範圍第1項所記載之探針裝置，其中，上述距離測定器，係被設置在上述探針卡處，並作為對直到上述被檢查體之上面為止的距離作測定之近接感測器而被構成。
- 如申請專利範圍第5項所記載之探針裝置，其中，上述控制裝置，係將當上述載置台上之被檢查體與上述複數之探針開始接觸時而經由上述距離測定器所測定了的第1距離，與當將上述載置台作了過驅動時而經由上述距離測定器所測定了的第2距離，其兩者間之差，作為上述現在之過驅動量而求取出來。
- 一種探針裝置，係具備有：將被檢查體作保持之可移動的載置台、和被配置在上述載置台之上方且具備有與上述被檢查體之電極相接觸的複數之探針的探針卡、和 將上述探針卡經由固定機構來作支持之支持體、和對包含上述載置台之各種的機器作控制的控制裝置，並在將測試頭以特定之荷重而電性連接於上述探針卡處之狀態下，將上述載置台過驅動並使上述被檢查體與上述複數之探針作電性接觸，而基於從測試機而來之訊號來進行電性之特性檢查，該探針裝置，其特徵為：在上述載置台側之至少1個場所處，設置測定上述被檢查體與上述探針卡之間的距離，對上述載置台之現在的過驅動量作測定之距離測定器，並且，上述控制裝置，係將上述現在之過驅動量與預先所設定了的特定之過驅動量作比較，並根據此比較結果，而以使上述現在之過驅動量成為上述特定之過驅動量的方式來作修正；上述距離測定器，係當上述載置台上之被檢查體與上述複數之探針開始接觸時，將直到上述固定機構為止的距離，作為第1距離而測定出來，同時，在上述載置台作了過驅動時，將直到上述固定機構為止的距離，作為第2距離而測定出來。
- 如申請專利範圍第7項所記載之探針裝置，其中，上述距離測定器，係為經由雷射光來對上述距離作測定之雷射光式測長器。
- 一種接觸位置之修正方法，係在使載置台作過驅動，並使上述載置台上之被檢查體與探針卡之複數的探針 作電性接觸，而進行上述被檢查體之電性之特性檢查時，將上述載置台之過驅動量修正為預先所設定了的特定之過驅動量的方法，該修正方法，其特徵為，具備有：使上述載置台上之被檢查體與上述探針卡之複數的探針作接觸之工程；和當使上述載置台作過驅動時，測定上述被檢查體與上述探針卡之間的距離，求取出現在之過驅動量之工程；和對上述現在之過驅動量與上述特定之過驅動量作比較之工程；和根據上述比較結果，而以使上述現在之過驅動量成為上述特定之過驅動量的方式來作修正之工程；上述求取出現在之過驅動量之工程，係具備有：當上述載置台上之被檢查體與上述複數之探針開始接觸時，分別測定出直到上述被檢查體之上面為止的距離、以及直到上述探針卡為止的距離，並將此些兩者間之差作為第1距離而求取出來之工程；和當上述載置台作了過驅動時，分別測定出直到上述被檢查體之上面為止的距離、以及直到上述探針卡為止的距離，並將此些兩者間之差作為第2距離而求取出來之工程，和將上述第1距離與上述第2距離間之差，作為現在之過驅動量而求取出來之工程。
- 如申請專利範圍第9項所記載之接觸位置之修正 方法，其中，上述求取出現在之過驅動量之工程，係具備有：當上述載置台上之被檢查體與上述複數之探針開始接觸時，測定出直到上述被檢查體之上面為止的第1距離之工程；和當上述載置台作了過驅動時，測定出直到上述被檢查體之上面為止的第2距離之工程；和將上述第1距離與上述第2距離間之差，作為現在之過驅動量而求取出來之工程；和將上述現在之過驅動量與上述特定之過驅動量作比較之工程。
- 如申請專利範圍第9項所記載之接觸位置之修正方法，其中，上述求取出現在之過驅動量之工程，係具備有：當上述載置台上之被檢查體與上述複數之探針開始接觸時，測定出直到上述探針卡之固定部為止的第1距離之工程；和當上述載置台作了過驅動時，測定出直到上述探針卡之固定部為止的第2距離之工程；和將上述第1距離與上述第2距離間之差，作為現在之過驅動量而求取出來之工程。
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