TWI444631B - A detection device, a detection method and a recording medium - Google Patents

Description

探測裝置、探測方法及記錄媒體

本發明係關於將配列有檢查晶片之被檢查基板載置在載置台，使該載置台移動而使被檢查晶片之電極墊接觸於探測卡之探測器，順序執行被檢查晶片之電性測量的探測裝置之技術領域。

以往，為了調查形成在半導體晶圓(以下稱為晶圓)之IC晶片之電性特性，在晶圓之狀態下藉由探測裝置執行探測器測試。該探測裝置係構成將晶圓載置在於X、Y、Z方向移動自如並且於Z軸周圍旋轉自如之晶圓平台，並且使被設置在晶圓平台上方之探測卡之探測器例如探針，和晶圓之IC晶片之電極墊接觸，而調查電性特性，以電極墊和探針接觸之方式控制晶圓平台之位置。該晶圓平台係在X軸、Y軸、Z軸方向藉由驅動部而驅動，位置控制係藉由搭載晶圓平台之各在X、Y、Z方向移動的3個平台上所設置的直線量尺(Linear Scale)，或是脈衝馬達之編碼器之檢測值(根據檢測脈衝所算出之值)而執行。即是，晶圓平台係藉由上述檢測值在被管理之驅動系統的座標上移動。

然後，可以藉由攝影機攝影晶圓之特定點和探針，並以攝影機之位置和攝影結果為基準藉由運算求出用以使晶圓之電極墊接觸於探針之驅動系統之X、Y、Z座標上之位置(接觸位置)。之後探針和晶圓接觸，在其狀態下使晶圓平台些許上升而加速移動，以藉由探針削取自然氧化膜之方式，使探針和電極墊接觸而執行測試(專利文獻1)。

如此之探針裝置，於執行測試之時，有將載置晶圓之晶圓平台加熱至所定之溫度(設定溫度)之情形，在晶圓平台設置加熱手段和溫度檢測手段。然後，加熱晶圓執行測試之時，在藉由溫度檢測手段確認出該晶圓平台之表面被加熱至設定溫度之階段，藉由運算決定接觸位置而執行晶圓平台之位置控制。但是，於加熱晶圓平台之時，即使晶圓平台之表面到達至設定溫度，由於要對包含晶圓平台之平台組件(XYZ工作台)全體均勻加熱需花長時間，故於攝影機攝影後，例如於測量中晶圓平台之載置面之座標位置則變動。

另外，近年來，電極墊日益微細化，故於電極墊和探針之實際接觸位置從接觸位置對X、Y方向移位之時，由於探針從電極墊飛出等，故有無法確實接觸探針和電極墊之虞。再者，於電極墊和探針之實際之接觸位置從接觸位置移位至Z方向之時，由於例如實際之接觸位置較接觸位置偏移探針測之時，探針則刺破電極墊，相反地實際之接觸位置移位至較接觸位置靠電極墊側之時，則容易引起無法使探針和電極墊接觸等之不妥情形。因此，有測量之信賴度下降之課題。

再者，專利文獻1係使基礎基台、攝影機、探測卡之熱膨脹係數成為相同，藉由使各構成構件配置成極力抑制熱膨脹之影響之構成，提高對溫度變化的安定性。但是，專利文獻1中所記載之裝置則無法解決上述課題。

〔專利文獻1〕日本特開2004-152916號公報(段落號碼0018、0019)

本發明係鑑於如此之情形而所研究出，其目的在於即使測量中因熱膨脹等使得計算上之接觸位置和實際之接觸位置產生誤差，亦可以自動性修正該誤差確保良好之接觸精度，提供可以執行信賴度高之測量的探測裝置、探測方法及儲存實施其方法之程式的記憶媒體。

本發明之探測裝置係將被檢查基板載置在載置台，使探測卡之探測器接觸於配列在該被檢查基板上之被檢查晶片之電極墊而執行上述被檢查晶片之電性測量，其特徵為：具備第1平台，其係被設置成在基台上於X方向移動自如；第2平台，其係被設置成在該第1平台上於Y方向移動自如；第3平台，其係被設置成在該第2平台於Z方向移動 自如，且具有上述載置台；和攝影手段，其係用以攝影上述載置台上之被檢查基板及上述探測器；Z位置測量手段，其係用以取得上述載置台之Z方向之位置，具備有被設置在上述第2平台及第3平台之一方，延伸於Z方向之Z量尺，和被設置在上述第2平台及上述第3平台之另一方，讀取上述Z量尺之讀取部；運算手段，其係針對在驅動系統之座標上被管理之座標位置，且該座標位置包含藉由測量上述載置台之X方向及Y方向之各位置的手段所測量出之X方向及Y方向之各位置和Z方向之位置，根據上述攝影手段之攝影結果，以運算求出被檢查基板之電極墊和探測器接觸之計算上之接觸位置；和修正手段，在上述被檢查基板之電極墊和探測器接觸之狀態下，藉由上述Z位置測量手段測量出上述載置台之Z方向之位置從事先所設定之計算上之接觸位置變化時，根據其變化量修正下一次接觸時接觸位置之Z方向之位置。

再者，本發明之探測裝置係以在上述第3平台具有用以加熱被載置於上述載置台之上述被檢查基板的加熱手段為特徵。再者，測量上述載置台之X方向之位置的手段，具備被固定於上述基台之X方向之中央部及上述第1平台之X方向之中央部之一方，延伸於X方向之X量尺，和被設置在上述基台及上述第1平台之另一方，讀取上述X 量尺之讀取部；測量上述載置台之Y方向之位置的手段，具備被固定於上述第1平台之Y方向之中央部及上述第2平台之Y方向之中央部之一方，延伸於Y方向之Y量尺，和被設置在上述第1平台及上述第2平台之另一方，讀取上述Y量尺之讀取部。

本發明之探測方法係將被檢查基板載置在載置台，使探測卡之探測器接觸於配列在該被檢查基板上之被檢查晶片之電極墊而執行上述被檢查晶片之電性測量，其特徵為：使用第1平台，其係被設置成在基台上於X方向移動自如；第2平台，其係被設置成在該第1平台上於Y方向移動自如；第3平台，其係被設置成在該第2平台成於Z方向移動自如，且具有上述載置台；和Z位置測量手段，其係用以取得上述載置台之Z方向之位置，具備有被設置在上述第2平台及第3平台之一方，延伸於Z方向之Z量尺，和被設置在上述第2平台及上述第3平台之另一方，讀取上述Z量尺之讀取部，具備：針對在驅動系統之座標上被管理之座標位置，且該座標位置包含藉由測量上述載置台之X方向及Y方向之各位置的手段所測量出之X方向及Y方向之各位置和Z方向之位置，根據攝影上述載置台上之被檢查基板及上述探測器之攝影結果，以運算求出該當被檢查基板之電極墊和 探測器接觸之計算上之接觸位置的工程；和在上述被檢查基板之電極墊和探測器接觸之狀態下，藉由上述Z位置測量手段測量出載置台之Z方向之位置從事先所設定之計算上之接觸位置變化時，根據其變化量修正下一次接觸時接觸位置之Z方向之位置的工程。

再者，本發明所涉及之記錄媒體係存儲有探測裝置所使用之電腦用之程式，該探測裝置係將配列有被檢查晶片之基板，載置於可在X、Y、Z軸方向移動之載置台，使該載置台移動而使被檢查晶片之電極墊接觸於探測卡之探測器，執行被檢查晶片之電性測量，其特徵為：上述程式編入有可實行上述探測方法的步驟。

若藉由本發明第3量尺之基準尺被固定於第3平台，並且掃描頭被固定於第3平台之非可動部，藉由該第3量尺可測量搭載載置面之第3平台之可動部之移動量和移位。因此，本發明係可檢測出相對於移動至接觸位置之時之第3平台之移動量產生多少移位，檢測出移位之時，可以藉由控制部根據移位量，修正Z軸方向中之接觸位置。依此，本發明係即使由於測量中熱膨脹等使得接觸位置產生誤差，亦可以自動性修正該誤差，可確保探測器和電極墊良好之接觸精度，提高電性測量之信賴度。

第1圖為表示本實施型態之探測裝置1之全體的概略斜視圖，第2圖為表示探測裝置1之上部之側面圖，第3圖為自第1直線量尺E1觀看第1平台21、第2平台22之概略圖，第4圖為用以說明第1直線量尺E1之固定構造的概略圖，第5圖為用以說明第3直線量尺E3之固定構造的概略圖。

如第1圖所示般，本實施型態之探測裝置1具有基台20，在該基台20上以被兩根平行延伸之第1導軌21a支撐而在X方向移動的狀態下搭載有第1平台21。在該第1平台21，通過第1滾珠螺桿21b之軸，藉由連接於第1滾珠螺桿21b之無圖式之馬達之驅動力而在X方向移動。再者，在第1平台21上，與第1平台21相同，在被第2導軌22a支撐，通過第2滾珠螺桿22b之軸的狀態，搭載有可在Y方向移動之第2平台22。並且，本實施型態中之X、Y方向方便上係指平面上之執行座標軸之一方及另一方之意，本發明之X、Y方向並不限定於本實施型態中所特定之X、Y方向。

在第2平台22上，藉由無圖式之馬達搭載可在Z方向移動之第3平台23，在第3平台23之第3平台移動體231具備有以Z軸為旋轉中心僅以微量旋轉自如(以微量例如左右各1度在θ方向移動自如)之夾具頭(載置台)24。即是，在本實施型態之探測裝置1，係以第1、第2、第3平台21、22、23及夾具頭24作為驅動部，可使晶圓W在X、Y、Z、θ方向移動，該些藉由第1～第3平台21～23，構成XYZ平台2。然後，在第3平台23設置有用以加熱被載置於夾具頭24之晶圓(被檢查基板)W之加熱部23d，和用以冷卻晶圓W之冷媒流通部23e，該冷媒流通部23e連接有用以供給冷煤之冷媒供給路23g和排出冷媒之冷媒排出管23f。

在夾具頭24之上方配設有探測卡31，如第2圖所示般，使插入環52介於中間而安裝於相當探測裝置1之外裝體之頂棚部的頂板51上。探針卡31在上面側具有電性連接於無圖式之測試頭之電極群，在下面側對應於晶圓W之電極墊之配列設置有各電性連接於該電極群之探針例如由延伸於斜下方之金屬線所構成之探測器32。並且，作為探針32即使為由相對於晶圓W表面垂直延伸之垂直針(線材探測器)或被形成可撓性薄膜的金屬凸塊電極等亦可。

在第3平台23設置有固定板23a，在該固定板23a搭載有下方攝影機之第1攝影手段25。該第1攝影手段25係以放大探測器32之針頭而予以設有之方式，組合高倍率之光學系25a和CCD攝影機25b而構成。再者，在固定板23a以與第1攝影手段25鄰接之方式，搭載有用以在寬廣範圍攝影探測器32之配列之低倍率攝影機26。並且，於固定板23a設置有標靶28，使可以藉由進退機構27在相對於第1攝影手段25之對焦面與光軸交叉之方向上進退。

在夾具頭24和探測卡31之間之區域，於移動體34搭載有與大略與第1攝影手段相同構成之第2攝影手段33，移動體34係沿著無圖式之導軌而被支撐成在Y方向移動自如。然後，標靶28係被構成可藉由第1攝影手段25及第2攝影手段33辨識畫像，例如在透明之玻璃板，形成定位用之被照體。

在本實施型態之探測裝置1，於第1~第3平台21、22、23設置有屬於各個本發明之特徵性之部分的第1直線量尺E1、第2直線量尺E2、第3直線量尺E3。第1~3直線量尺E1~E3具備有以特定密度等間隔形成縫隙之基準尺E11、E21、E31，和設置有具有發光部及受光感測器之縫隙之檢測系統及設置有訊號處理電路之掃描頭E12、E22、E32，和用以可讀取基準尺E11、E21、E31之態樣來固定該掃描頭E12、E22、E32的固定部E13、E23、E33，及支撐構件E14、E24、E34。

第1~3直線量尺E1、E2、E3係在執行位置測量之期間，從掃描頭E12、E22、E32對基準尺E11、E21、E31連續性發射兩種類脈衝，藉由掃描頭E12、E22、E32檢測出基準尺E11、E21、E31之縫隙之數量，依此測量位置。然後，具備有第1~3直線量尺E1、E2、E3之本實施型態之探測裝置1係藉由將掃描頭E12、E22、E32朝右移動或是朝下移動之時設為+，將朝左或朝上移動之時設為-而進行檢測，依此能夠以將被設置在基準尺E11、E21、E31之原點設為基準之絕對座標系之資料，來測量第1~3平台21、22、23之座標上之位置。

基準尺E11如第3圖所示般，在基台20側面之X方 向中之中央部(在本實施型態中自基台20之X方向中之中心線朝左右各隔著例如3mm距離之間的範圍)，以如第4圖所示般自基台20些許浮起之狀態藉由屬於固定構件之環氧樹脂來固定。該基準尺E11僅在上述中央部之一處被固定於基台20，以可以保持基準尺E11之水平度之態樣被固定。再者，掃描頭E12係以能夠讀取基準尺E11之態樣，經支撐構件E14被固定於第1平台21上面之X方向中之中央部(在本實施型態中從第1平台21之X方向中之中心線朝左右各隔著3mm距離之間的範圍)。再者，基準尺E21在第1平台21之側面，係與第1直線量尺E1相同之態樣，即是被固定於第1平台21之Y方向之中央部，掃描頭E22藉由固定部E23和支撐構件E24與第1直線量尺E1相同態樣，即是被固定於第2平台22之Y方向之中央部。

再者，基準尺E31係如第5圖所示般，其一端側係藉由固定構件之環氧樹脂接合於對平台移動體231之夾具頭24所具備之面垂直設置之量尺懸掛部23b。並且，當基準尺E31被接合於量尺懸掛部23b之時，以固定成其端部位於自第3平台23之夾具頭24之載置面之附近例如載置面觀看5mm以內之位置為佳。再者，掃描頭E32係以經支撐構件E34能夠讀取基準尺E31之態樣，被固定於固定部E33，該固定部係被設置在固定於第2平台22上之第3平台23的平台底部23c。因此，本實施型態之探測裝置1係如上述般配設第1~3直線量尺E1~E3，依此可將晶圓夾具24之位置當作X、Y、Z軸上之座標予以測量。

並且，在本實施型態中，第1~3直線量尺E1~E3使用海德漢(Heidenhain)公司所生產之超高精度增量型直線編碼器LIDA483。因此，基準尺E11、E21、E31係在執行晶圓W之電性測量之時加熱晶圓W之溫度下，以溫度變化不會對座標位置之測量精度影響之方式，由熱膨脹係數非常小之Zerodur玻璃陶瓷(ZERODUR為Schott AG公司之註冊商標)所形成。再者，量尺懸掛部23b也以與各基準尺相等之熱膨脹係數之材質所形成。但是，本發明之實施型態並不限定於此，若為可達成與上述直線量尺相等之作用、效果時，即使使用其他直線量尺亦可。

上述第1、2、3量尺E1、E2、E3係將所測量之座標位置之資料發送至與第1、2、3量尺E1、E2、E3連接之控制部4。第6圖為表示本實施型態之控制部4之主要構成要素之概略圖。如第6圖所示般，該控制部4具備CPU40，和成為CPU40之作業區域之工件記憶體41，設置有自第1、2、3量尺E1、E2、E3輸入位置座標之測量值的座標資料輸入部42，和輸入夾具頭24之旋轉量之旋轉量輸入部43，和輸入第1及第2攝影手段25、33之攝影資料的攝影資料輸入部44，和驅動控制成為第1、2、3平台21、22、23及夾具頭24之驅動源之無圖式的馬達的馬達驅動部45。

再者，控制部4具備有用以處理所輸入之攝影資料之畫像處理程式46、以由畫像處理程式46所處理之畫像資料為基準求出對應於晶圓W和探測器32之接觸位置的接觸座標的接觸座標運算程式(運算手段)47、監視晶圓W之電極墊和探測器32之接觸狀態或夾具頭24之座標上之位置，判定是否正常執行接觸之接觸判定程式48、於在接觸位置產生移位之時用以修正接觸座標之座標修正程式49。然後，該些程式係被儲存於電腦記憶媒體例如軟碟、CD、MO(光磁性碟)、硬碟等之無圖式記憶部，在控制部4可實行之狀態下展開。

接著，針對本實施型態之作用予以說明。首先，將針對藉由預對準針對其方位等中心之數點執行大概定位的晶圓W載置於夾具頭24，接著標靶28在第1攝影手段25和第2攝影手段33之間進出，將第1攝影手段25和第2攝影手段33之焦點對準標靶28之位置。之後，使標靶28後退，並使第1攝影手段25移動而攝影探測卡31之探測器32，使第2攝影手段33移動而攝影晶圓W之IC晶片之電極墊。依此，該探測裝置1因可以對準第1攝影手段25和第2攝影手段33之互相焦點，故藉由共同之攝影手段攝影晶圓W和探測卡31。然後，以攝影資料輸入部44接收自兩攝影手段所接收之攝影資料，藉由畫像處理程式46處理該攝影資料，並且將該處理結果輸入至接觸座標運算程式47而執行運算，依此決定晶圓W和探針卡31之接觸座標。

於接觸座標決定之後，探針裝置1之控制部4係將所決定之接觸座標之資料儲存於確保在工件記憶體41之記憶區域，執行晶圓W之電性測量。即是，探測裝置1讀出藉由儲存於記憶區域之接觸位置的第1～第3直線量尺E1～E3所管理之X、Y、Z軸上之各座標值。然後，為了使夾具頭24移動至接觸位置，將驅動脈衝從馬達驅動部45經控制部4供給至無圖式之各馬達，並且以晶圓W從垂直方向即是與Z軸成為平行之方向接觸於探針卡31之方式，使第1、2、3平台21、22、23移動。然後，以第1、2、3量尺E1、E2、E3測量各平台之位置座標，經座標資料輸入部42而被輸入至控制部4，所輸入之測量值若與接觸座標之值一致時，則停止供給來自馬達驅動部45之驅動脈衝。

之後，探測裝置1係在晶圓W和探測器32接觸之後，又從其狀態使夾具頭24些許上升而加速移動，藉由探測器32削取自然氧化膜，執行使晶圓W一部份之電極墊和探測器32接觸之部分接觸，依此執行晶圓W之電性測量。然後，於結束該測量部份之晶圓W之電性測量之後，使夾具頭24下降，而使晶圓W和探測器32間隔開，並使夾具頭24移動至晶圓W的下一個測量部分和探測器32接觸之位置，使晶圓W和探測器32接觸，並且加速移動而執行晶圓W之電性測量。之後，重複該工程，結束針對所有IC晶片的測量。

然後，在該探測裝置1中，因以依據第3直線量尺E3之絕對座標系之資料測量第3平台23之Z軸方向之位置，故成為即使在第3平台23產生伸縮，在接觸位置亦不會產生移位的態樣。針對該第3平台23和第3量尺E3之態樣，一面參照第7圖一面予以說明。在此，第7圖為用以針對第3量尺E3和第3平台23之關係予以說明之圖式。

在本實施型態之探測裝置1中，在工件記憶體41儲存決定載置位置座標的接觸座標之資料，以該被儲存之接觸座標等之資料為基準執行接觸。在此為了便於說明，將從第7圖(a)所示之原點位置離開特定距離之Z軸方向之座標A點設為晶圓W之載置位置，自該座標A點分離15量尺之座標B點設為接觸座標，該座標資料設為被儲存於工件記憶體41。然後，因基準尺E31之長度不變化，故第3平台23之上面和座標B點之距離經常為L。在該態樣中，本實施型態之探針裝置1當藉由控制部4之接觸判定程式48確認到達至座標A點之情形時，則判定第3平台23位於載置位置，停止移動，當確認到達至座標B點時，則判定第3平台23位於接觸位置而停止移動。

該第3平台23係藉由熱膨脹等從第7圖(a)所示之通常狀態伸長至第7圖(b)所示之第3平台23，當移動至夾具頭24之Z軸座標方向中之位置上升之狀態時，因基準尺E31以距離d1之部分抬高至上方，故在停止於載置位置之期間，當第3平台23伸長時，掃描頭E32之讀取座標則偏移至A1。再者，當從第7圖(a)所示之通常狀態移動至第7圖(c)所示之第3平台23短縮之狀態時，因基準尺E31以距離d1之部分下降至下方，故在停止於載置位置之期間，當第3平台23短縮時，掃描頭E32之讀取座標則偏移至A2。

但是，該探針裝置1之控制部4係確認掃描頭E32到達至屬於接觸位置之座標B點之時點，判定第3平台23位於接觸位置，停止移動，由從座標B點至第3平台23之上面之距離經常成為L之情形，例如即使第3平台23伸縮，第3平台23之上面停止之位置經常為相同。因此，在本實施型態之探測裝置1中，即使第3平台23產生伸縮，接觸位置亦不變化。因此，本實施型態之探測裝置1中，藉由設置第3直線量尺E3，即使在第3平台23產生Z軸方向之伸縮之時，亦可以高精度使晶圓W和探測器32接觸。

再者，本實施型態之探測裝置1中，具備有控制部4之接觸判定程式48和座標修正程式49，使得即使在具備第3直線量尺E3而無法檢測出在第1、2平台21、22因熱膨脹而朝向Z軸方向之伸長或熱收縮所引起之短縮，因熱膨脹、熱收縮使探測卡31產生彎曲，或是在探測器因熱膨脹產生伸長，因收縮產生短縮等之現象，且依據該現象而產生Z軸方向移位之時，亦可以執行信賴高之測量。接著，針對本實施型態之探測裝置1中之接觸座標之修正態樣，使用第8、9圖予以說明。

第8圖為針對修正因第1、2、3平台21、22、23及探測卡31之伸縮所引起之接觸座標移位之時的態樣用以說明之流程圖，第9圖為用以說明第8圖所示之接觸座標之修正態樣之圖式。在本實施型態之探測裝置1中，藉由控制部4之接觸判定程式48監視晶圓W之電極墊和探測器32之接觸狀態或夾具頭24之座標上之位置，該接觸判定程式48係如第8圖所示般，在S200讀取被儲存於工件記憶體41之記憶區域之晶圓W和探測器32之接觸座標之資料，以其讀取資料為基準在S201夾具頭24朝向接觸位置之絕對座標移動之方式，移動第1～第3平台21~23。

接著，接觸判定程式48係在S202藉由連接於探針卡31之無圖式之測量器，檢測出晶圓W和探測器32之接觸，於檢測出晶圓W和探測器32接觸之時，之後在S203，使夾具頭24些許上升而加速移動，以藉由探測器32削取自然氧化膜之方式，使晶圓W之電極墊和探測器32接觸，開始執行成為晶圓W之測量對象之IC晶片之電性測量。然後，本實施型態之探測裝置1於成為晶圓W之測量對象之IC晶片的電性測量中，係成為在S204監視第3直線量尺E3之態樣，於在第3直線量尺E3不產生移位之時，在S206確認成為晶圓W之測量對象之IC晶片之電性測量是否結束，於還在測量中之時返回S203而在S206持續進行監視IC晶片之電性測量和第3直線量尺E3直至可以確認出成為晶圓W之測量對象的IC晶片之電性測量結束。

然後，在S206當確認出晶圓W之測量結束時，則在S207確認在晶圓W是否還殘留應測量之IC晶片，於晶圓W還殘留應測量之IC晶片之時，則在S200讀取與下一個晶圓W之IC晶片接觸之接觸位置的座標資料而重複上述工程，於晶圓W無殘留應測量之IC晶片時，則判斷完成晶圓W之電性測量而結束測量作業。

另外，如第9圖(a)所示般，於實行晶圓W之電性測量期間，於第1、2平台21、22產生因熱膨脹而朝Z軸方向伸長，或因熱膨脹使得探測器32產生伸長等之時，則在S204藉由第3量尺E3檢測出接觸座標和實際在晶圓W和探測器32接觸之位置產生移位之情形，接觸判定程式48判定接觸無法正常執行，在S205將在該時點的第3直線量尺E3之測量值存儲於工件記憶體41。

之後，利用座標修正程式49，以儲存於工件記憶體41之該時點下之第3直線量尺E3之測量值為基準，修正儲存於工件記憶體41之接觸位置之座標資料，更新接觸位置之座標資料。然後，在S205，於修正接觸位置之坐標之後，在S206確認是否結束成為晶圓W之測量對象之IC晶片之電性測量，於還在測量中時，則返回S203執行上述工程，執行晶圓W之IC晶片之電性測量。

另外，如第9圖(b)所示般，於在第1、2平台21、22產生因朝向Z軸方向之熱收縮所引起之短縮，或在探測器32產生因熱收縮所引起之短縮等之時，因在S202無 法檢測出晶圓W和探測器32接觸，故可以檢測出在接觸位置產生移位之情形。於在S202檢測出在接觸位置產生移位之時，接觸判定程式48則以規定量例如基準尺E31之每次以一量尺使夾具頭24上升，在S209重複執行S208之工程，直至可確認晶圓W和探測器32接觸。然後，當在S209藉由檢測器檢測出晶圓W和探測器32接觸之時，則在S210將該時點之第3直線量尺E3之測量值儲存於工件記憶體41。

之後，利用座標修正程式49，以儲存於工件記憶體41之該時點下之第3直線量尺E3之測量值為基準，修正儲存於工件記憶體41之接觸位置之座標資料，更新接觸位置之座標資料。然後，在S210於修正接觸位置之座標之後，在S203使夾具頭24些許上升加速移動，以藉由探測器32削取自然氧化膜之方式使晶圓W之電極墊和探測器32接觸而開始執行成為晶圓W之測量對象之IC晶片之電性測量，之後藉由執行上述之各工程，執行IC晶片之電性測量。

因此，在本實施型態之探測裝置1中，藉由重複第8圖所示之作業工程，則能夠執行晶圓W中之所有IC晶片之電性測量，使晶圓W和探測器32接觸而執行IC晶片之電性測量之期間，藉由接觸判定程式48檢測出是否在晶圓W和探測器32之接觸位置產生移位，於產生移位之時，藉由座標修正程式49能夠自動性修正接觸位置。

因此，在藉由加熱部23d加熱晶圓W，或是藉由冷媒流通部23e冷卻晶圓W之狀態下，對晶圓W執行電性測量之時，不僅第3平台23，即使在第1、2平台21、22或探測卡31等產生Z軸方向之伸縮，在藉由運算所決定之接觸座標和實際之接觸位置之座標之間產生誤差，亦可以檢測出根據該些伸縮之Z軸方向之移位，並可以以該所檢測出之移位為基準自動性修正接觸位置。依此，在本實施型態之探測裝置1中，可高精度維持Z軸方向之接觸位置，確保晶圓W之電極墊和探測器32之良好的接觸精度，而提高電性測量之信賴度。

再者，在本實施型態探測裝置1中，係僅一點被固定在構件之中央部的第1量尺E1、第2量尺E2，且上述構件各固定有基準尺E11、E21和掃描頭E12、E22，來執行X、Y軸方向之座標測量的態樣。因此，即使例如固定有各基準尺或掃描頭之構件因熱膨脹而變形，因基準尺或掃描頭固定之位置成為熱膨脹之基點，故基準尺和掃描頭之固定位置不會變化，其結果基準尺和掃描頭之相對性位置不變化。然後，基準尺E11、E21在加熱晶圓W之溫度下，由於測量精度不下降，故即使例如因熱膨脹使得固定各基準尺或掃描頭之構件變形，亦可以與被固定之構件變形前相同之精度測量第1、2平台21、22之座標上之位置。

在上述所述之探測裝置1中，在第3平台23之夾具頭24之載置面的附近例如從載置面觀看5mm以內之位置固定第3量尺E3之基準尺E31，並且在第3平台之非可動部固定掃描頭E32，能夠藉由測量性能無變化之第3量尺E3測量搭載夾具頭24之第3平台23之可動部之位置。因此，可檢測出第3平台23之接觸位置產生多少移位，檢測出移位之時，可以根據移位量修正Z軸方向之接觸位置。依此，探測裝置1即使由於測量中熱膨脹等使得接觸位置產生誤差，亦可以自動性修正該誤差，可確保探測器32和晶圓W之電極墊良好之接觸精度，提高電性測量之信賴度。

並且，本實施型態之探測裝置1雖然係在檢測出晶圓W和探測器32接觸之時，在S207、S209立刻使夾具頭24些許上升而加速移動，以藉由探測器32削取自然氧化膜之方式，執行使晶圓W之電極墊和探測器32接觸而執行電性測量，但是本發明之實施型態並不限定於此。例如，即使於檢測出晶圓和探測器接觸之後，在一定時間例如10秒間在其狀態待機，於晶圓和探測器接觸之後，延緩放置一定期間，依此判定各平台或探測卡等是否正在進行伸縮。

1．．．探測裝置

2．．．平台

4．．．控制部

20．．．基台

21．．．第1平台

21a．．．第1導軌

21b．．．第1滾珠螺桿

22．．．第2平台

22a．．．第2導軌

22b．．．第2滾珠螺桿

23．．．第3平台

23a．．．固定板

23b．．．量尺懸掛部

23c．．．平台底部

23d．．．加熱部

23e．．．冷媒流通部

23g．．．冷媒供給路

23f．．．冷媒排出路

24．．．夾具頭(載置台)

25．．．第1攝影手段

25a．．．光學系統

25b．．．CCD攝影機

26．．．低倍率攝影機

31．．．探測卡

32．．．探測器

33．．．第2攝影手段

34．．．移動體

40．．．CPU

41．．．工件記憶體

42．．．座標資料輸入部

43．．．旋轉量輸入部

44．．．攝影資料輸入部

45．．．馬達驅動部

46．．．畫像處理程式

47．．．接觸座標運算程式

48．．．接觸判定程式

49‧‧‧座標修正程式

231‧‧‧第3平台移動體

E1‧‧‧第1直線量尺

E2‧‧‧第2直線量尺

E3‧‧‧第3直線量尺

E11、E21、E31‧‧‧基準尺

E12、E22、E32‧‧‧掃描頭

E13、E23、E33‧‧‧固定部

E14、E24、E34‧‧‧支撐構件

W‧‧‧晶圓

第1圖為本實施形態之探針裝置1之全體的概略斜視圖。

第2圖為本實施形態之探針裝置1之上部的側面圖。

第3圖為由第1直線量尺E1側觀看本實施型態之第1、第2平台21、22之概略圖。

第4圖為用以說明本實施型態之第1直線量尺E1之固定構件的概略圖。

第5圖為用以說明本實施型態之第3直線量尺E3之固定構件的概略圖。

第6圖為本實施型態之控制部4之概略構成圖。

第7圖為針對本實施型態中之第3量尺E3和第3平台23之關係用以說明之圖式。

第8圖為針對修正本實施型態中之接觸座標之移位之時之態樣用以說明之流程圖。

第9圖為針對本實施型態中之接觸位置之修正態樣用以說明之圖式。

2．．．平台

20．．．基台

21．．．第1平台

21a．．．第1導軌

21b．．．第1滾珠螺桿

22．．．第2平台

22a．．．第2導軌

22b．．．第2滾珠螺桿

23．．．第3平台

23a．．．固定板

24．．．夾具頭(載置台)

31．．．探測卡

32．．．探測器

33．．．第2攝影手段

34．．．移動體

231．．．第3平台移動體

E1．．．第1直線量尺

E2．．．第2直線量尺

E3．．．第3直線量尺

W．．．晶圓

Claims (6)

1. 一種探測裝置，係將被檢查基板載置在載置台，使探測卡之探測器接觸於配列在該被檢查基板上之被檢查晶片之電極墊而執行上述被檢查晶片之電性測量，該探測裝置之特徵為：具備第1平台，其係被設置成在基台上於X方向移動自如；第2平台，其係被設置成在該第1平台上於Y方向移動自如；第3平台，其係被設置成在該第2平台上於Z方向移動自如，且具有上述載置台；攝影手段，其係用以攝影上述載置台上之被檢查基板及上述探測器；Z位置測量手段，其係用以取得上述載置台之Z方向之位置；運算手段，其係針對在驅動系統之座標上被管理之座標位置，且該座標位置包含藉由測量上述載置台之X方向及Y方向之各位置的手段所測量出之X方向及Y方向之各位置和Z方向之位置，根據上述攝影手段之攝影結果，以運算求出被檢查基板之電極墊和探測器接觸之計算上之接觸位置；和修正手段，其係在上述被檢查基板之電極墊和探測器接觸之狀態下，藉由上述Z位置測量手段測量出上述載置台之Z方向之位置從事先所設定之計算上之接觸位置變化 時，根據其變化量修正下一次接觸時接觸位置之Z方向之位置，在上述第3平台具有用以加熱被載置於上述載置台之上述被檢查基板的加熱手段。
2. 如申請專利範圍第1項所記載之探測裝置，其中，測量上述載置台之X方向之位置的手段，具備被固定於上述基台之X方向之中央部，延伸於X方向之X量尺，和被設置在上述第1平台，讀取上述X量尺之讀取部，測量上述載置台之Y方向之位置的手段，具備被固定於上述第1平台之Y方向之中央部，延伸於Y方向之Y量尺，和被設置在上述第2平台，讀取上述Y量尺之讀取部。
3. 一種探測方法，係將被檢查基板載置在載置台，使探測卡之探測器接觸於配列在該被檢查基板上之被檢查晶片之電極墊而執行上述被檢查晶片之電性測量，該探測方法之特徵為：使用第1平台，其係被設置成在基台上於X方向移動自如；第2平台，其係被設置成在該第1平台上於Y方向移動自如；第3平台，其係被設置成在該第2平台於Z方向移動自如，且具有上述載置台；和 Z位置測量手段，其係用以取得上述載置台之Z方向之位置，具備：針對在驅動系統之座標上被管理之座標位置，且該座標位置包含藉由測量上述載置台之X方向及Y方向之各位置的手段所測量出之X方向及Y方向之各位置和Z方向之位置，根據攝影上述載置台上之被檢查基板及上述探測器之攝影結果，以運算求出該當被檢查基板之電極墊和探測器接觸之計算上之接觸位置的工程；和在上述被檢查基板之電極墊和探測器接觸之狀態下，藉由上述Z位置測量手段測量出載置台之Z方向之位置從事先所設定之計算上之接觸位置變化時，根據其變化量修正下一次接觸時接觸位置之Z方向之位置的工程，在上述第3平台具有用以加熱被載置於上述載置台之上述被檢查基板的加熱手段。
4. 一種藉由電腦可讀取之記憶媒體，記憶有探測裝置所使用之電腦用之程式，該探測裝置係將配列有被檢查晶片之基板，載置於可在X、Y、Z軸方向移動之載置台，使該載置台移動而使被檢查晶片之電極墊接觸於探測卡之探測器，執行被檢查晶片之電性測量，該記憶媒體之特徵為：上述程式編入有可實行申請專利範圍第3項所記載之探測方法的步驟。
5. 如申請專利範圍第1項所記載之探測裝置，其中， 測量上述載置台之X方向之位置的手段具備被固定於上述基台之X方向之中央部，延伸於X方向之X量尺，和被設置於上述第1平台，讀取上述X量尺之讀取部，測量上述載置台之Y方向之位置的手段具備被固定於上述第1平台之Y方向之中央部，延伸於Y方向之Y量尺；和被設置於上述第2平台，讀取上述Y量尺之讀取部，上述Z位置測量手段具備被設置於上述第3平台之可動部，延伸於Z方向之Z量尺；和被設置在上述第3平台之非可動部，讀取上述Z量尺之讀取部。
6. 如申請專利範圍第3項所記載之探測方法，其中，測量上述載置台之X方向之位置的手段具備被固定於上述基台之X方向之中央部，延伸於X方向之X量尺，和被設置於上述第1平台，讀取上述X量尺之讀取部，測量上述載置台之Y方向之位置的手段具備被固定於上述第1平台之Y方向之中央部，延伸於Y方向之Y量尺；和被設置於上述第2平台，讀取上述Y量尺之讀取部，上述Z位置測量手段具備被設置於上述第3平台之可動部，延伸於Z方向之Z量尺；和被設置在上述第3平台之非可動部，讀取上述Z量尺之讀取部。