JP2008192861A - Semiconductor inspection apparatus and semiconductor inspection method - Google Patents
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Abstract
【課題】半導体ウェーハを高温もしくは低温で検査する際に生じるプローブカードの高さ変動に対し、常に電極パッドに対してプローブ針の押し当て量を一定に保つ半導体検査装置を提供する。
【解決手段】被測定物である半導体ウェーハ4を検査温度に設定させた後、ステージ3の横に備えられたプローブ針先位置用測定器9で針先位置を測定し、それと同時にプローブカード1またはプローブ針2に備えられた認識物位置をプローブカード1の上方に配設されたプローブ位置用測定器6で測定し、半導体ウェーハ4とプローブ針2の針先との距離を制御器7に入力する。さらに、検査時、常にプローブ位置用測定器6でプローブカード1またはプローブ針2の認識物位置を測定し、プローブカード1の膨張収縮による高さ変動量を測定して、その変動量を制御器7に入力し、電極パッドのプローブ針2の押し当て量を一定に保つようにステージ3の高さを補正する。
【選択図】図1Provided is a semiconductor inspection apparatus that always keeps a pressing amount of a probe needle against an electrode pad against a height variation of a probe card that occurs when a semiconductor wafer is inspected at a high temperature or a low temperature.
After a semiconductor wafer (4) to be measured is set to an inspection temperature, a probe tip position is measured by a probe tip position measuring device (9) provided beside the stage (3), and at the same time, a probe card (1) is measured. Alternatively, the position of the recognition object provided on the probe needle 2 is measured by the probe position measuring device 6 disposed above the probe card 1, and the distance between the semiconductor wafer 4 and the probe tip of the probe needle 2 is set to the controller 7. input. Further, at the time of inspection, the position of the recognized object of the probe card 1 or the probe needle 2 is always measured by the probe position measuring device 6, the height fluctuation amount due to the expansion and contraction of the probe card 1 is measured, and the fluctuation amount is controlled by the controller. 7 and the height of the stage 3 is corrected so that the pressing amount of the probe needle 2 of the electrode pad is kept constant.
[Selection] Figure 1
Description
本発明は、半導体デバイスなどの被測定物の電気的特性を検査するための半導体検査装置および半導体検査方法に関するものであり、特にプローブ針とステージとの間の距離(高さ方向の位置)の保持手法に関するものである。 The present invention relates to a semiconductor inspection apparatus and a semiconductor inspection method for inspecting electrical characteristics of an object to be measured such as a semiconductor device, and in particular, the distance (position in the height direction) between a probe needle and a stage. This is related to the retention method.
従来より、半導体デバイスの製造工程において、製造された半導体ウェーハの電気的特性を、半導体検査装置により半導体ウェーハの状態で検査するプローブ検査工程がある。
そして、このプローブ検査工程は、半導体ウェーハ内の1個もしくは多数個の半導体デバイスの複数の電極パッドにプローブ針を押し当てて、このプローブ針をテスタに接続させて電気的特性を測定して各半導体デバイスの良品・不良品の選別を行なうものである。また、半導体検査装置により、半導体ウェーハ内に形成した半導体デバイスに対して、低温状態から高温状態の任意の温度(−50℃〜150℃)で検査を行なうことが可能に構成されている。
2. Description of the Related Art Conventionally, in a semiconductor device manufacturing process, there is a probe inspection process in which the electrical characteristics of a manufactured semiconductor wafer are inspected in a semiconductor wafer state by a semiconductor inspection apparatus.
In this probe inspection step, the probe needle is pressed against a plurality of electrode pads of one or many semiconductor devices in the semiconductor wafer, and the probe needle is connected to a tester to measure the electrical characteristics. This is used to select non-defective and defective semiconductor devices. Further, the semiconductor inspection apparatus is configured to be able to inspect a semiconductor device formed in a semiconductor wafer at an arbitrary temperature (−50 ° C. to 150 ° C.) from a low temperature state to a high temperature state.
この半導体検査装置は、真空吸着等により半導体ウェーハを保持するチャック機構を備えたステージと、このステージの上方に半導体デバイスの電極パッドに対応したプローブ針を備えたプローブカードを保持できる機構とを備えている。前記ステージはX軸、Y軸、Z軸方向に適宜移動させることが可能であり、適宜移動させることで半導体デバイスの各電極パッドとプローブ針との位置合わせを行い、検査を行なう。 This semiconductor inspection apparatus includes a stage having a chuck mechanism for holding a semiconductor wafer by vacuum suction or the like, and a mechanism for holding a probe card having a probe needle corresponding to an electrode pad of a semiconductor device above the stage. ing. The stage can be appropriately moved in the X-axis, Y-axis, and Z-axis directions. By appropriately moving the stage, each electrode pad of the semiconductor device and the probe needle are aligned and inspected.
従来の半導体検査装置について図10を用いて説明する。プローブ針2を備えたプローブカード1は、カードホルダー5によって半導体検査装置の所定位置に固定されており、まず、ステージ3の所定位置(図10においては、ステージ3の横)に取り付けられた移動自在のプローブ針先位置用測定器9が、プローブ針2の針先の直下位置となるようにステージ3を移動させてプローブ針2の針先位置を測定する。その後、別途に設けられた被測定物位置用測定器10で、ステージ3で保持された半導体ウェーハ4の高さ位置を測定して、プローブ針2と半導体ウェーハ4内のチップとの位置を合わせ、チップの電極パッドにプローブ針2を押し当てるためにステージ3のZ軸方向への移動量(大きさ)を設定していた。
A conventional semiconductor inspection apparatus will be described with reference to FIG. The probe card 1 provided with the
しかし、半導体デバイスの検査において、品質保証上の都合により高温、低温での検査が必要な場合が増えており、この場合には、半導体ウェーハ4を高温、低温にするための加熱・冷却機構をステージ3に備えていることが多い。そこで高温での検査を行う場合を例にとると、検査時に、加熱によるステージ3の熱膨張や、ステージ3の輻射熱によるプローブカード1の変形等が発生することが知られている。
However, in the inspection of semiconductor devices, inspections at high and low temperatures are often required for quality assurance reasons. In this case, a heating / cooling mechanism for setting the semiconductor wafer 4 to high and low temperatures is provided. Often provided for
これにより、ステージ3の高さ変動やプローブ針2の位置の変動が発生し、この結果、半導体ウェーハ4とプローブ針2との位置関係が変動して、半導体デバイス(チップ)の電極パッドに対して所望のプローブ針2の押し当てができなくなって精度の良い検査ができなくなったり、プローブ針2と電極パッドとが強く接触し過ぎて想定以上の力がかかってしまいプローブ針2または電極パッドが損傷したりする等の問題が生じている。
As a result, fluctuations in the height of the
このような問題に対処する1例として、特許文献1には、ステージからの輻射熱を遮断するためにプローブカードとステージとの間に遮蔽板を設け、さらにプローブカードを構成する部材に冷却・加熱機構を備えることで熱伝導を防ぐことを図った技術が開示されている。
上記したように、従来の半導体検査装置では、プローブカード1に設けられたプローブ針2の針先位置の認識作業が、ステージ3の横などに設けられたプローブ針先位置用測定器9を用いて行なわれていた。そのため、針先位置確認を行なう際に、熱源となっているステージ3を移動させることで、プローブ針先位置用測定器9を針先位置に移動させて測定を行っていた。この熱源となるステージ3の移動により、プローブカード1の直下にステージ3がある場合と離れた場合とでプローブカード1の反りによる針先高さが、一例では40μm変化する。
As described above, in the conventional semiconductor inspection apparatus, the probe tip position measuring instrument 9 provided on the side of the
また、検査を行う半導体ウェーハ4内にあるチップの位置によってもステージ3からプローブカード1への輻射熱の影響は変化してしまい、プローブカード1の反る大きさは一例では20μm変動する。これらにより、測定中にプローブカード1およびプローブ針2の位置変動が生じてしまい、電極パッドとプローブ針2とを精度よく押し当てることができなくなっていた。
Further, the influence of the radiant heat from the
これに対し、前記特許文献1ではプローブカードへの熱伝導を抑える遮蔽板を設けた構造が提案されてきたが、この構造によっても、測定中の位置によって生じるプローブカードおよびプローブ針の位置変動には対応することが困難である。さらに、現在の微細化技術の進展に伴い、より精度よく電極パッドとプローブ針とを押し当てる必要性が求められている。 In contrast, Patent Document 1 has proposed a structure provided with a shielding plate that suppresses heat conduction to the probe card. However, even with this structure, the position variation of the probe card and the probe needle caused by the position being measured is also affected. Is difficult to deal with. Furthermore, with the progress of current miniaturization technology, there is a need for pressing the electrode pad and probe needle more accurately.
本発明は、前記従来の半導体検査装置における課題を解決するものであり、検査中においてプローブカードの反りの変動を生じた場合でも、半導体ウェーハとプローブ針との位置決め精度を向上できて、電極パッドに対するプローブ針の押し当て量を常に一定に保つことができる半導体検査装置および半導体検査方法を提供することを目的とする。 The present invention solves the above-described problems in the conventional semiconductor inspection apparatus, and can improve the positioning accuracy between the semiconductor wafer and the probe needle even when the probe card is warped during inspection. An object of the present invention is to provide a semiconductor inspection apparatus and a semiconductor inspection method that can keep the pressing amount of the probe needle against the constant.
上記課題を解決するために、本発明の半導体検査装置は、測定中のプローブカードおよびプローブ針の位置変動に対し、半導体ウェーハなどの被測定物とプローブ針との位置決め精度を向上させるため、前記プローブカード上方に配設され、前記プローブカード又は前記プローブ針の位置を検出するプローブ位置用測定器と、検査中に前記プローブ位置用測定器が得た前記プローブカードの変形による前記プローブカード又は前記プローブ針の位置変動量に基づいて、前記プローブカードと前記被測定物との間の距離を一定に保つように前記ステージの位置を変動させる制御器とを備えたことを特徴とする。これにより、プローブカードと半導体ウェーハなどの被測定物との間の距離を一定に保つことが可能となる。 In order to solve the above-described problems, the semiconductor inspection apparatus of the present invention improves the positioning accuracy of the object to be measured such as a semiconductor wafer and the probe needle with respect to the position variation of the probe card and the probe needle during measurement. A probe position measuring device that is disposed above the probe card and detects the position of the probe card or the probe needle; and the probe card or the probe card by deformation of the probe card obtained by the probe position measuring device during the inspection. And a controller for changing the position of the stage so as to keep the distance between the probe card and the object to be measured constant based on the position fluctuation amount of the probe needle. As a result, the distance between the probe card and the object to be measured such as a semiconductor wafer can be kept constant.
また、プローブカード又はプローブ針の位置変動量を測定するプローブ位置用測定器をプローブカードの上方に配設することに伴い、プローブ位置用測定器が測定するポイントを明確にする必要が生じる。そこで、プローブ位置用測定器がプローブカード又はプローブ針の位置変動量を容易に測定するためのポイントとしての認識物を、プローブカード又はプローブ針に設ける。 Further, as the probe position measuring device for measuring the position variation amount of the probe card or the probe needle is disposed above the probe card, it is necessary to clarify the points to be measured by the probe position measuring device. Therefore, a recognition object is provided on the probe card or the probe needle as a point for the probe position measuring device to easily measure the amount of position fluctuation of the probe card or the probe needle.
また、検査中に生じるプローブカードおよびプローブ針の位置変動量を常に測定して、これに対応すべくステージの位置を変動させると、前回の検査と次回の検査との間にも補正の時間が必要となって、ひいては、これらの各検査を含む全体の所要時間が伸びるため、検査効率が低下してしまう。そこで、検査中にプローブ位置用測定器が得たプローブカードの変形によるプローブカード又はプローブ針の位置変動量に基づいて、プローブカードと被測定物との間の距離を一定に保つようにステージの位置を変動させる制御器を備えることに加えて、プローブ位置用測定器が得た変動量を記録する記録装置を備える。これにより、一度検査を行なった半導体ウェーハなどの被測定物と同一品種の被測定物を検査する場合に、記録されたプローブカードもしくはプローブ針の位置変動量に基づいて、自動でステージの高さを補正することが可能となる。これにより、プローブカードまたはプローブ針の位置変動量を測定する頻度を低減できて、検査効率の向上を図ることができる。 In addition, if the position variation of the probe card and probe needle that occurs during the inspection is always measured and the position of the stage is changed to cope with this, the correction time will be between the previous inspection and the next inspection. As a result, the overall required time including each of these inspections increases, and the inspection efficiency decreases. Therefore, based on the amount of change in the position of the probe card or the probe needle due to the deformation of the probe card obtained by the probe position measuring device during the inspection, the stage is adjusted so as to keep the distance between the probe card and the object to be measured constant. In addition to the controller for changing the position, the recording apparatus for recording the fluctuation amount obtained by the probe position measuring device is provided. As a result, when inspecting an object of the same type as the object to be measured, such as a semiconductor wafer that has been inspected once, the stage height is automatically determined based on the recorded positional variation of the probe card or probe needle. Can be corrected. Thereby, the frequency which measures the amount of position fluctuations of a probe card or a probe needle can be reduced, and inspection efficiency can be improved.
本発明によれば、半導体検査装置において高温・低温状態において生じるプローブカードの位置変動量(高さ変動量)及び、ステージとプローブカード又はプローブ針との距離の変動によるプローブカードの位置変動量(高さ変動量)、例えば、およそ40μmに対して、半導体検査装置の位置決め精度を向上できて、ステージとプローブカードまたはプローブ針との距離を一定に保ち、電極パッドに対してプローブ針の押し当て量を常に一定に保つことができ、高温・低温状態の半導体ウェーハなどの被測定物の検査に生じるトラブルを回避し、さらに一度検査を行なった半導体ウェーハなどの被測定物と同一品種の被測定物を検査する場合に、自動でステージ高さを補正することができ、検査時間の短縮が可能になるとともに、検査工程の良品判別の精度を向上できるという効果を見込める。 According to the present invention, the probe card position fluctuation amount (height fluctuation quantity) generated in a semiconductor inspection apparatus in a high temperature / low temperature state and the probe card position fluctuation amount (fluctuation in distance between the stage and the probe card or the probe needle) For example, about 40 μm, the positioning accuracy of the semiconductor inspection apparatus can be improved, the distance between the stage and the probe card or probe needle is kept constant, and the probe needle is pressed against the electrode pad. The quantity can be kept constant at all times, avoiding problems caused by inspection of high-temperature / low-temperature semiconductor wafers, etc., and the same type of measurement as those of semiconductor wafers, etc., once inspected When inspecting an object, the stage height can be automatically corrected, and the inspection time can be shortened. It expected an effect of improving the accuracy of the non-defective determination.
まず、図1および図2を参照しながら、本発明の実施の形態1に係る半導体検査装置について説明する。なお、図10に示す従来の半導体検査装置の構成要素と同様な機能のものには同符号を付す。 First, the semiconductor inspection apparatus according to the first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 1 and 2. Components having the same functions as those of the conventional semiconductor inspection apparatus shown in FIG.
図1、図2に示すように、本発明の実施の形態1に係る半導体検査装置は、被測定物の1例としての半導体ウェーハ4に接触させるプローブ針2を備えたプローブカード1と、半導体ウェーハ4を載せるステージ3と、ステージ3の横に取り付けられ、初期状態でのプローブ針2の針先位置を測定するプローブ針先位置用測定器9と、ステージ3よりも上方の所定位置に配設されて半導体ウェーハ4の位置を測定する被測定物位置用測定器10などを有している。さらに、半導体検査装置は、プローブカード1の上方に配設され、プローブカード1(又はプローブ針2)のZ軸方向の位置(すなわちこの実施の形態では上下方向(高さ方向)の位置)を検出するプローブ位置用測定器6と、検査中にプローブ位置用測定器6が測定して得たプローブカード1の変形によるプローブカード1(またはプローブ針2)のZ軸方向の位置変動量(すなわち高さ方向(上下方向)位置変動量)に基づいて、プローブカード1と半導体ウェーハ4との間の距離を一定に保つようにステージ3の位置を変動させる制御器7とを備えている。なお、図1、図2における、5はプローブカード1を所定位置に固定した状態で保持するカードホルダー、20はステージ3が載せられているベース部である。
As shown in FIGS. 1 and 2, the semiconductor inspection apparatus according to the first embodiment of the present invention includes a probe card 1 including a
次に、半導体検査装置の各部分について説明する。
半導体検査装置のステージ3には、ステージ3(詳しくは、ステージ3の半導体ウェーハ4を載せた状態で保持する部分)をベース部20に対してX軸方向(図1における紙面の左右方向)に駆動するX軸モータと、Y軸方向(図1における紙面に直交する方向)に駆動するY軸モータとが設けられており、半導体ウェーハ4をX軸、Y軸方向に移動自在に移動できるとともに位置決めできるXYステージにより構成されている。さらに、ステージ3は、Z軸方向に駆動できるZ軸モータ(図示せず)と、ステージ3を回転方向(θ方向)に駆動できる回転モータも有している。
Next, each part of the semiconductor inspection apparatus will be described.
On the
よって、ステージ3上に載せられて保持された半導体ウェーハ4は、カードホルダー5により所定位置に固定されたプローブカード1に対して、X軸、Y軸、Z軸方向に移動可能で、かつθ方向に回転可能である。さらにステージ3の上面には図示していない半導体ウェーハ4を固定するための吸着機構が備えられている。その吸着機構の例として、ステージ3の上面に、真空源からの吸着溝が形成されており、半導体ウェーハ4を真空吸着してステージ3に固定できるようになっている。
Therefore, the semiconductor wafer 4 placed and held on the
また、このステージ3には、図示していない加熱・冷却機構を設けており、半導体検査装置の外部から検査温度の設定及び調節を行なえるよう構成されている。
ステージ3の上方には複数のプローブ針2を有したプローブカード1が設置されている。この複数のプローブ針2は、被測定物としての半導体ウェーハ4上に有する、図示していない少なくとも1個のチップにおける複数の電極パッドの配置に対応できるように、プローブカード1に配設されている。
The
A probe card 1 having a plurality of probe needles 2 is installed above the
上記構成において、検査が行われる際には、半導体ウェーハ4が、予め設定された所定の検査温度に達するように加熱または冷却されて、ステージ3の膨張収縮が十分に飽和した状態にされる。この後、ステージ3の横に備えられたプローブ針先位置用測定器9でプローブ針2の初期の針先位置bが測定され(図2においては、プローブ針先位置用測定器9でプローブ針2の針先位置を測定することで、ステージ3が載せられたベース部20からの針先位置(Z軸に沿った高さ寸法)bが測定される)、それと同時に、プローブカード1の上方に配設されたプローブ位置用測定器6で、プローブカード1に備えられた認識物位置a(この認識物位置aは、例えば、プローブカード1の上面に設けられた認識物までの位置である)またはプローブ針2に備えられた認識物位置a’(この場合には、例えば、プローブ位置用測定器6でプローブ針2の先端が認識できるように、プローブカード1やプローブ針2の支持部を透明としたり、透視できるように、実施の形態2〜4において後述する開口部11(図3〜図5参照)などを形成したりし、プローブ針2に設けられた認識物を認識する)が測定される。また、半導体ウェーハ位置(半導体ウェーハ4のZ軸に沿った高さ方向位置)cを被測定物位置用測定器10で測定し(例えば、被測定物位置用測定器10と半導体ウェーハ4との離間距離を測定することで、ベース部20からの距離を算出しているが、これに限るものではない)、これらの認識物位置a(または認識物位置a’)と半導体ウェーハ位置cとに基づいて、半導体ウェーハ4とプローブ針2の針先との上下方向の離間距離hが算出され、制御器7に入力される。
In the above configuration, when the inspection is performed, the semiconductor wafer 4 is heated or cooled so as to reach a predetermined inspection temperature set in advance, so that the expansion and contraction of the
この場合に、検査を行なっている際、常にプローブ位置用測定器6でプローブカード1またはプローブ針2の認識物位置a(a’)を測定することで、プローブカード1の膨張収縮による高さ変動量を測定して、その変動量を制御器7に入力する。そして、制御器7により、半導体ウェーハ4とプローブ針2の針先との離間距離hを一定に保つようにステージ3の高さが調節される。
In this case, when the inspection is performed, the height of the probe card 1 due to expansion and contraction is always measured by measuring the recognition object position a (a ′) of the probe card 1 or the
この機能を有した半導体検査装置を用いることで、最大およそ40μmのプローブカード1の反りの変動により生じる電極パッドとプローブ針2との不安定な押し当て量を一定に保つことが可能となる。
By using the semiconductor inspection apparatus having this function, it is possible to keep the unstable pressing amount between the electrode pad and the
なお、ステージ3の膨張収縮が十分に飽和していなかった場合においても、一定の検査単位ごとにステージ3の高さを被測定物位置用測定器10により再測定を行い、変動量を補正することで、ステージ3の膨張収縮による高さ変動の影響は回避することができる。
Even when the expansion and contraction of the
さらに、検査中における半導体ウェーハ位置(半導体ウェーハ4の高さ)cを測定する被測定物位置用測定器10の代わりに、プローブカード1に、後述する開口部11(図3〜図5参照)を形成し、この開口部11を通して、プローブ位置用測定器6を用いて半導体ウェーハ位置(半導体ウェーハ4の高さ)cを測定してもよく、これにより、検査中においても半導体ウェーハ4とプローブ針2の針先との距離hを常に一定に保つことができ、プローブカード1の反りの変動により生じる電極パッドとプローブ針2との押し当て量の誤差を測定器精度であるおよそ5μm以下に保つことが可能となる。
Further, instead of the measuring object
次に、本発明の実施の形態2に係る半導体検査装置について、図3を参照しながら説明する。
この半導体検査装置においては、前記実施の形態1における、プローブカード1の上方に配設されたプローブ位置用測定器6でプローブカード1の位置を特定するために、プローブカード1に開口部11を有しているとともに、この開口部11に認識物としてのワイヤ12を備えている。ここで、認識物(ワイヤ12)はプローブ位置用測定器6でプローブカード1の位置を容易に特定するために備えるものである。
Next, a semiconductor inspection apparatus according to
In this semiconductor inspection apparatus, in order to specify the position of the probe card 1 with the probe
例えば、プローブ位置用測定器6がカメラであった場合に、図3に示すようにプローブカード1の開口部11にワイヤ12を交差させた構造を持ち、その交点の焦点を合わせることでプローブカード1の位置を認識させる。
For example, when the probe
ワイヤ12の交点は容易に焦点を合わせることが可能であり、プローブカード1の構成が品種ごとに変わったとしても構造的にも簡易であるため取り付けが容易であり、品種の違うプローブカード1においてもワイヤ12を取り付けて適用することは可能である。
The crossing point of the
さらに、プローブカード1の反りが大きい中心部を測定することで、より精度の高いプローブカード1およびプローブ針2の位置変動量を補正することが可能である。
実施の形態3に係る半導体検査装置について、図4を参照しながら説明する。
Furthermore, it is possible to correct the position fluctuation amount of the probe card 1 and the
A semiconductor inspection apparatus according to the third embodiment will be described with reference to FIG.
この半導体検査装置においては、前記実施の形態1における、プローブカード1の上方に配設されたプローブ位置用測定器6でプローブカード1の位置を特定するために、プローブカード1の開口部11のコーナー部11aを認識物として測定する。
In this semiconductor inspection apparatus, in order to specify the position of the probe card 1 by the probe
例えば、プローブ位置用測定器6がカメラであった場合、開口部11のコーナー部11aにカメラの焦点を合わせることでプローブカード1の位置変動量を測定することが可能であり、測定する開口部11の2つのコーナー部11aを測定する(すなわち、2点測定する)ことでプローブカード1のねじれ状態を把握することが可能となる。さらに、開口部11の少なくとも3つ以上のコーナー部11aを測定する(すなわち、3点(又はそれ以上の点)測定する)ことで、プローブカード1の傾き状態を把握することが可能となり、プローブカード1とカードホルダー5との取り付け状態等を確認することができる。
For example, when the probe
実施の形態4に係る半導体検査装置について図5を参照しながら説明する。
この半導体検査装置においては、前記実施の形態1における、プローブカード1の上方に配設されたプローブ位置用測定器6でプローブカード1の位置を特定するための認識物として、プローブカード1の開口部11に突起物13を備えている。この突起物13は、プローブ位置用測定器6でプローブカード1の位置を容易に特定するために備えるものである。
A semiconductor inspection apparatus according to the fourth embodiment will be described with reference to FIG.
In this semiconductor inspection apparatus, the opening of the probe card 1 is used as a recognition object for specifying the position of the probe card 1 by the probe
例えば、プローブ位置用測定器6がレーザー変位計であった場合に、図5に示すようにプローブカード1の開口部11の一部分に認識可能な大きさの突起物13を備え、プローブカード1の位置変動量を測定する。
For example, when the probe
なお、突起物13の数は少なくとも1個以上であり、突起物13を備える位置は開口部11のプローブカード1の上面側でも下面側でも可能であるが、下面側のほうがプローブ針2の針先位置との距離が短くなり、測定する変動量の精度を高めることができる。
The number of the
なお、プローブ位置用測定器6がカメラであった場合、突起物13にマークを付けておき、そのマークに焦点を合わせることでプローブカード1の変動量を測定することが可能である。
When the probe
実施の形態5に係る半導体検査装置について、図6、図7、図8を参照しながら説明する。
この半導体検査装置においては、前記実施の形態1における、プローブカード1の上方に備えられたプローブ位置用測定器6でプローブ針2の位置を特定するための認識物として、プローブ針2の上面または曲げ部に突起物2aを備えている。
A semiconductor inspection apparatus according to the fifth embodiment will be described with reference to FIGS. 6, 7, and 8. FIG.
In this semiconductor inspection apparatus, as a recognition object for specifying the position of the
プローブ針2はプローブカード1に対して水平ではなく、角度を持って取り付けられており、また半導体プロセスの微細化による電極パッドの微細化・複雑化に伴い、プローブ針2の配置も複雑化が進んでおり、プローブカード1の下方からプローブ針2の針先位置を特定する場合と違い、プローブカード1の上方に備えられたプローブ位置用測定器6でのプローブ針2の測定位置の特定が困難となるため、突起物2aをプローブ針2の上面または曲げ部に備えることにより、プローブ位置用測定器6でプローブ針2の位置を容易に特定することが可能になるとともに、プローブカード1に認識物(図3におけるワイヤ12や、図4における開口部11のコーナー部11a、図5における突起物13)を備える場合よりもプローブ針2の針先に近いため、測定する位置変動量の精度を高めることができる。
The
なお、プローブ位置用測定器6がカメラであった場合、突起物2aにマークを付けておき、そのマークに焦点を合わせることでプローブカード1の位置変動量を測定することが可能である。
なお、突起物2aは針先位置に近い部分に備えることで、測定する変動量の精度をさらに高めることができる。
When the probe
In addition, the
実施の形態6に係る半導体検査装置について図9を参照しながら説明する。
この半導体検査装置では、前記実施の形態1から実施の形態5の半導体検査装置の構成要素に加えて、プローブ位置用測定器6が測定して得た変動量を記録する記録装置8を備えている。
A semiconductor inspection apparatus according to the sixth embodiment will be described with reference to FIG.
In addition to the constituent elements of the semiconductor inspection devices of the first to fifth embodiments, this semiconductor inspection device includes a
例えば、一枚目の半導体ウェーハ4の検査時に、制御器7を用いてステージ3の高さ補正を行なった値を記録装置8に記録しておき、再度同一品種の半導体ウェーハ4の測定を行う場合に、プローブカード1またはプローブ針2に備えた認識物の位置をプローブ位置用測定器6で再度測定する工程を省くことが可能となる。これにより、電極パッドに対してプローブ針2の押し当て量を一定に保つことが可能となるだけでなく、測定回数の低減を図ることができ、この測定回数の低減により検査時間の短縮も可能となる。
For example, when the first semiconductor wafer 4 is inspected, a value obtained by correcting the height of the
なお、例えば1枚目の半導体ウェーハ4を検査した時に、プローブカード1またはプローブ針2の位置変動量が5μm以上の部分だけ、同一品種の2枚目以降の半導体ウェーハ4の検査時にプローブ位置用測定器6で再測定を行うことで、プローブカード1またはプローブ針2の変動量をより精度よく補正を行うことができ、電極パッドに対してプローブ針2の押し当て量を5μm以内に保つことが可能となる。
For example, when the first semiconductor wafer 4 is inspected, only the portion where the positional variation of the probe card 1 or the
なお、本発明において、プローブカード1の上方に備えられたプローブ位置用測定器6を少なくとも2個以上備えることで、三角測量が可能となり、より精度の高いプローブ針2の高さ変動量(位置変動量)を測定することができ、電極パッドとプローブ針2との押し当て量の誤差を2μm以下に保つことが可能である。
In the present invention, by providing at least two probe
なお、本発明では被測定物として半導体ウェーハ4を挙げているが、被測定物としてPDP基板およびLCD基板などの検査工程にも適用できる。 In the present invention, the semiconductor wafer 4 is cited as an object to be measured. However, the present invention can also be applied to an inspection process for a PDP substrate, an LCD substrate, or the like as the object to be measured.
本発明の半導体検査装置は、高温状態および低温状態において生じるプローブカードの高さ変化量に対して、検査中においてもプローブカードまたはプローブ針の位置変動(高さ位置変動)を測定し、ステージの位置補正を行うことができ、電極パッドに対してプローブ針の押し当て量を一定に保つことができ、精度のよい検査を行なうことが可能である。さらに、一度検査を行なった品種と同一品種の半導体ウェーハにおいては、記録した変動量を用いてステージの高さを変動させることができるため、検査効率の向上が図れる。また、上述したように、被測定物として、半導体ウェーハ、PDP基板およびLCD基板など、各種の半導体デバイスの検査工程に適用できる。 The semiconductor inspection apparatus of the present invention measures the position variation (height position variation) of the probe card or the probe needle even during the inspection with respect to the height change amount of the probe card that occurs in the high temperature state and the low temperature state. Position correction can be performed, the pressing amount of the probe needle against the electrode pad can be kept constant, and an accurate inspection can be performed. Further, in the semiconductor wafer of the same kind as the kind that has been inspected once, the height of the stage can be changed using the recorded fluctuation amount, so that the inspection efficiency can be improved. Further, as described above, the present invention can be applied to inspection processes for various semiconductor devices such as semiconductor wafers, PDP substrates, and LCD substrates as objects to be measured.
1 プローブカード
2 プローブ針
3 ステージ
4 半導体ウェーハ(被測定物)
5 カードホルダー
6 プローブ位置用測定器
7 制御器
8 記録装置
9 プローブ針先位置用測定器
10 被測定物位置用測定器
11 開口部
20 ベース部
1
5
Claims (6)
前記プローブカードの上方に配設され、前記プローブカード又は前記プローブ針の位置を検出するプローブ位置用測定器と、検査中に前記プローブ位置用測定器が得た前記プローブカードの変形による前記プローブカード又は前記プローブ針の位置変動量に基づいて、前記プローブカードと前記被測定物との間の距離を一定に保つように前記ステージの位置を変動させる制御器とを備えたことを特徴とする半導体検査装置。 An initial probe needle tip position measuring instrument having a probe card having a probe needle to be brought into contact with an object to be measured, having a movable stage on which the object to be measured is placed, and measuring the needle tip position of the initial probe needle A semiconductor inspection apparatus having a measurement object position measuring instrument for measuring the position of the measurement object,
A probe position measuring device that is disposed above the probe card and detects the position of the probe card or the probe needle, and the probe card obtained by deformation of the probe card obtained by the probe position measuring device during inspection Or a controller that varies the position of the stage so as to keep the distance between the probe card and the object to be measured constant based on the amount of position variation of the probe needle. Inspection device.
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