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JP3208734B2 - プローブ装置 - Google Patents

プローブ装置

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JP3208734B2
JP3208734B2 JP21698290A JP21698290A JP3208734B2 JP 3208734 B2 JP3208734 B2 JP 3208734B2 JP 21698290 A JP21698290 A JP 21698290A JP 21698290 A JP21698290 A JP 21698290A JP 3208734 B2 JP3208734 B2 JP 3208734B2
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probe
axis
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probe needle
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渉 唐沢
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Tokyo Electron Ltd
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Description

【発明の詳細な説明】
「発明の目的」
【産業上の利用分野】
本発明は、プローブ装置及びプローブ方法に関するも
のである。
【従来の技術】
通常、この種のプローブ装置、例えば半導体ウエハの
プローブ装置は、ウエハ上の多数の素子の電気的特性を
測定する測定部を設け、この測定部には、プローブ針を
有するプローブカードを設け、このプローブカードにテ
スタを接続して各素子の電気的特性を順次測定するよう
にしている。 このプローブカードは、第３図に示すように、基板１
に固定リング２を取付け、この固定リング２に多数のプ
ローブ針３を固着した構造であり、或いは、第４図に示
すように、支持部材４に垂直状態にプローブ針５を設け
た垂直プローブが知られている。 そして、実際には、チャック６上に固着された半導体
ウエハ７の電極パッドにプローブ針３、５の先端を接触
させる際に、チャック６を介して半導体ウエハ７を上昇
させてウエハ７にオーバードライブ（プローブ針の先端
がウエハ表面に接触した後、ウエハ表面をＺ軸方向に上
昇させることをいう。）を与えるようにしている。これ
は、ウエハ７の表面が自然酸化膜で覆われるため、ウエ
ハ７を上昇させて酸化膜をプローブ針の先端で突き破る
ためのものである。
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記した従来のプローブ装置には、次
のような課題がある。 第３図の場合は、プローブ針３の先端が横ずれをしな
がら酸化膜に食い込み、電極パッドに接触した後にも横
ずれをして電極パッドに掻き傷を残すので、配線不良に
なり、歩留まりの低下をきたす問題がある。この問題
は、高集積化されればされる程、配線が細く薄くなるた
め生じやすい。 第４図の垂直プローブ針の場合も、プローブ針５の先
端が酸化膜を突き破った後にも電極パッドに突き刺さる
ことが多いので、製品の歩留まりの低下をきたしてい
る。 本発明は上記の問題点に鑑みて開発したものであり、
被測定体表面の酸化膜を突き破る際に、配線不良の発生
が減少する接触法を実行することにより高精度な接触状
態を得て測定精度の向上と製品の歩留まりの向上を図る
ことを目的としたものである。 「発明の構成」
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、本発明は、被測定体を載置
した載置台を駆動手段によりＸ軸、Ｙ軸またはθ軸方向
へ移動させ位置合せを行い、かつ、前記載置台を、前記
駆動手段により、Ｚ軸方向へ移動させてプローブカード
に設けられたプローブ針を前記被測定体に接触させて前
記被測定体の電気的特性を測定するようにしたプローブ
装置において、前記載置台を、前記プローブ針と前記被
測定体とが接触した状態で、Ｘ軸、Ｙ軸またはθ軸方向
に微移動させて前記被測定体の電気的特性を測定するよ
うに構成したことを特徴とするプローブ装置、を採用す
る。 また、他の発明は、被測定体を載置した載置台を駆動
手段によりＸ軸、Ｙ軸またはθ軸方向へ移動させ位置合
せを行い、かつ、前記載置台を、Ｚ軸方向へ移動させて
プローブカードに設けられたプローブ針を前記被測定体
に接触させて前記被測定体の電気的特性を測定するよう
にしたプローブ方法において、前記被測定体の電気的特
性を測定する前に、前記載置台を、前記駆動手段によ
り、前記プローブ針と前記被測定体とが接触した状態
で、Ｘ軸、Ｙ軸またはθ軸方向に微移動させ、前記プロ
ーブ針と前記被測定体の電気的導通を確保してから前記
被測定体の電気的特性を測定することを特徴とするプロ
ーブ方法、を採用する。
【作 用】
本発明は、プローブ装置において、載置台を微移動さ
せて測定するように構成したので、プローブ針で被測定
体を測定する際にオーバードライブをかけた状態でＸ
軸、Ｙ軸またはθ軸方向に数μｍ単位の微移動を行な
い、被測定体の自然酸化膜を突き破って測定部に接触し
た後に移動を停止させると、接触抵抗の低下を可能とし
た測定を実施することができる。
【実施例】
本発明を半導体ウエハのプローブ装置に適用した一実
施例を図面に基づいて説明する。 第１図及び第２図におけるウエハプローバは、被測定
体例えば半導体ウエハ11上に設けられた電極パッド12に
プローブ針13を接触させ、このプローブ針13を設けたプ
ローブカードにテスタ（図示しない）をそれぞれ接続し
て各素子の電気的特性を測定するように構成しているこ
とは周知の通りである。 また、第１図におけるプローブカードは基板14に固定
リング15を取付け、この固定リング15に多数のプローブ
針13を固着した構造であり、第４図に示す垂直プローブ
は、本体16aに設けた支持部材16に垂直状態でプローブ
針17を設けたものである。 そして、実際には、チャック18（載置台）上に吸着固
定された半導体ウエハ11の電極パッドにプローブ針13、
17の先端を接触させる。この接触位置を検知する。 このチャック18は、半導体ウエハ11の電極パッドにプ
ローブ針を接触させる際に、Ｘ軸ステージ及びＹ軸ステ
ージを介してＸ軸、Ｙ軸に数μｍ単位の微移動を可能と
しており、また、チャック18は、上記のようにθ軸方向
に微回転を可能としている。 そして、この接触を検知したとき、上記振動子19、20
を動作させてプローブ針を微振動させる。即ち、基板14
或は支持部材16に振動子19、例えば圧電振動子LiNbO3、
LiTaO3等を設け、この振動子19に高周波、例えば超音波
電圧を印加して基板14或は支持部材16を振動させること
により、基板14や支持部材16に設けたプローブ針を振動
させて、ウエハ表面の酸化膜をプローブ針の微振動によ
り破損させ電極パッドにプローブ針を接触させるように
している。 勿論、基板又は支持部材16を振動させたくない場合
は、プローブ針に直接振動が印加されるようにしてもよ
い。この振動期間はパルス的に実行しウエハに長期間か
けたいようにする。 また、半導体ウエハの載ったチャックは、Ｘ軸、Ｙ
軸、θ軸方向に動くようにモータがついているため、そ
のモータによりチャックをＸ軸、Ｙ軸、θ軸方向何れか
又はともに微移動しても構わない。 なお、この振動回数は、各ウエハの種類によって予め
設定しておけば、電極パッド自身の破損は生じることは
ない。 次に、上記実施例の作用を説明する。 基板14や支持部材16を設けた振動子19、20を介してプ
ローブ針を微振動させ、或いはチャック18に設けたＸ、
ＹステージをＸ軸又はＹ軸に数μｍ単位で微移動させて
測定するように構成したもので、プローブ針でウエハ11
を測定する際にオーバードライブをかけた状態でＸ軸、
Ｙ軸またはθ軸方向に微振動若しくは数μｍ単位の移動
を行なうことにより、半導体ウエハ11の自然酸化膜を突
き破って電極パッド12に接触させて測定し、ウエハ11の
種類に応じて接触抵抗の低下を可能とする。 上記実施例ではウエハプローバに適用した例について
説明したが、デバイスプローバ、LCDプローバ等、プロ
ーバ針を用いる測定装置であれば何れに適用してもよ
い。 「発明の効果」 以上のことから明らかなように、本発明によると、次
のような優れた効果を有する。 即ち、プローブ針の先端の接触抵抗の低下を図るのに
載置台をＸ軸、Ｙ軸またはθ軸方向に、微移動させるの
で、高精度な接触状態を得て測定精度の向上と製品の歩
留まりの向上を図ることができる等の効果がある。
【図面の簡単な説明】
第１図は本発明におけるプローブ装置の一実施例を示し
た部分平面説明図、第２図は本発明におけるプローブ装
置の他例を示した部分平面説明図であり、第３図及び第
４図は従来例を示した部分平面説明図である。 11……被測定体（ウエハ）、12……電極パッド、13,17
……プローブ針、18……載置台（チャック）、19、20…
…振動子

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】被測定体を載置した載置台を駆動手段によ
    りＸ軸、Ｙ軸またはθ軸方向へ移動させ位置合せを行
    い、かつ、前記載置台をＺ軸方向へ移動させてプローブ
    カードに設けられたプローブ針を前記被測定体に接触さ
    せて前記被測定体の電気的特性を測定するようにしたプ
    ローブ装置において、前記載置台を、前記駆動手段によ
    り、前記プローブ針と前記被測定体とが接触した状態
    で、Ｘ軸、Ｙ軸またはθ軸方向に微移動させて前記被測
    定体の電気的特性を測定するように構成したことを特徴
    とするプローブ装置。
  2. 【請求項２】被測定体を載置した載置台を駆動手段によ
    りＸ軸、Ｙ軸またはθ軸方向へ移動させ位置合せを行
    い、かつ、前記載置台をＺ軸方向へ移動させてプローブ
    カードに設けられたプローブ針を前記被測定体に接触さ
    せて前記被測定体の電気的特性を測定するようにしたプ
    ローブ方法において、前記被測定体の電気的特性を測定
    する前に、前記載置台を、前記駆動手段により、前記プ
    ローブ針と前記被測定体とが接触した状態で、Ｘ軸、Ｙ
    軸またはθ軸方向に微移動させ、前記プローブ針と前記
    被測定体の電気的導通を確保してから前記被測定体の電
    気的特性を測定することを特徴とするプローブ方法。
JP21698290A 1990-08-20 1990-08-20 プローブ装置 Expired - Lifetime JP3208734B2 (ja)

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