JPH01255241A - プローブ装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［発明の目的］ （産業上の利用分冊） 本発明は、被測定素子の電気的特性を検査し、不良素子
に対してはマーキングを実行するプローブ装置に関する
。

（従来の技術） プローブ装置、例えば半導体ウェハのプローブ装置は、
ウェハ上の多数の素子の電気的特性を測定するために、
前記素子の電極パッドにプローブ針を接触させ、このプ
ローブ針をテスタに接続することで、測定を実行するよ
うになっている。

通常、前記ウェハは、真空チャ・ツク等により載置台上
に支持され、前記載置台をＸ、Ｙ軸方向及びＺ軸の周方
向であるθ方向に移動制御することで、前記素子の電極
パッドとプローブ針との位置合わせを行うようになって
おり、また、ウェハを搭載して前記載置台を」二昇する
ことで、前記プローブ針と電極パッドとを接触させるよ
うになっている。

また、プローブ引及びテスターを用いての電気的特性の
測定結果に基づき、不良素子にはスクラッヂマー力方式
又はインカ一方式等によって、マーキングを実行するよ
うに構成されている。

ここで、不良素子に対するマーキングが確実に実行され
ているかは１、テスタ側からの例えばプリント出力を参
１＠シてウェハチップ上のマーキングを見て確認するこ
とができる。

しかし、不良チップに対してマーキングが実行されてい
ないことが判明した場合には、このウェハを再度プロー
ブ装置にセットして総てのチップについて再検査を実行
しなければならず、煩雑であった。

そこで、プローブ装置の検査位置とは異なる位置に配置
されているアライメント用のＣＣＤカメラを、マーキン
グの有無の確認用として兼用し、パターン認識でマーキ
ングの有無を検出するようにしたものが提供されている
。

（発明が解決しようとする課題） アライメント用のＣＣＤカメラをマーキング検出に兼用
した従来装置では、マーキング検出のためにウェハを検
査位置よりＣＯＤカメラ位置まで移動させる必要があり
、この移動の往復に２秒程度時間を要し、また、ＣＣＤ
カメラでのパターン認識に１〜３秒程度の時間を要する
ので、マーキング検出のためにかなりの時間を要し、ス
ループットが悪かった。

また、ＣＣＤカメラはかなり高価であるため、全ての機
種に設けることかできず、この場合には人手によってマ
ーキングを確認するしかなかった。

そこで、本発明の目的とするところは、上述した従来の
問題点を解決し、マーカーによるマーキング後に、その
マーキング検出を短時間で実行でき、しかも従来よりも
安価に構成することができるプローブ装置を提供するこ
とにある。

［発明の構成］ （課題を解決するための手段） 本発明は、多数の被測定素子を備えた被検査体を２次元
面上で移動可能に支持し、被測定素子の電極パッドにプ
ローブ針を接触させて検査し、不良素子に対してマーキ
ングを行うプローブ装置において、 マーキングを実行するマーカーと、マーキングの有無を
検出するセンサーとを共に、同一の被測定素子の上方に
配置した構成としている。

（作用） マーカーとセンサとが同一の被測定素子の上方に配置さ
れているので、前記マーカーによって不良素子へのマー
キング実行後に、ただちにセンサによりマーキングの有
無を検出することができる。

ここで、マーカーの存在によって、マーキング位置の真
上にセンサを配置出来ず、マーキング位置よりずれた位
置にセンサを配置した場合でも、同一被測定素子の範囲
内でわずかに位置を修正するだけでマーキング検出が可
能になるので、従来のように測定位置とはまったく異な
る位置まで被検査体を移動する必要が無く、マーキング
検出を短時間で実行することができる。

（実施例） 以下、本発明を半導体ウェハ上の各チップの電気的特性
を検査するプローブ装置に適用した一実施例について、
第１図を参照して具体的に説明する。

ウェハ１はａ置台２上に支持され、このａ置台２は、載
置台２の而」二の直交座標軸をＸ、Ｙ軸とし、上下方向
をＺ＠、このＺ軸の周方向をＯ方向とした場合に、ｘ、
ｙ、ｚ軸方向及びθ方向に移動自在となっている。

このウェハ１の−Ｅ方には、プローブカード１０が配置
され、このプローブカード１０にはウェハ１のチップの
電極数と同数のプローブ針１２が、電極パターンと導通
して支持されている。そして、このプローブ針１２は、
電極パターンを介して図示しないテスタに接続されるよ
うになっている。

なお、プローブカード１０の中央部には切欠部１４が設
けられている。

また、前記プローブカード１０の上方には、マニピュレ
ータ支持台２０が配置され、例えば４本のマニピュレー
タを支持可能となっている０本実施例では、第１図に示
すように、このうちの２か所を使用し、その一方にはマ
ーカーの一例であるインカー３０と、マーキング検出用
センサの一例である光センサ４０が支持されるようにな
っている。

前記インカー３０は、ホルダー３１の一端にンレノイド
３２が、その他端にはインク壷３３が支持されている。

そして、インク壷３３に連通し、その先端を前記プロー
ブカード１０の切欠部１４を通してウェハ１上の測定す
る素子すなわちチ・ｙプの上方に延在されるインクノズ
ル３３ａの先端が位置して設けられている。前記ソレノ
イド３２には通電によって挿脱されるピストン３４が設
けられ、このピストン３４の移動によって所定量のイン
クが前記インク壷３３よりインクノズル３３ａを一介し
て吐出され、ウェハ１上の不良チップにマーキング可能
となっている。

前記光センサ４０の先端は、プローブカード１０の前記
切欠部１４を介して、前記インカー３０と対向するチッ
プと同一のチップに対向するように支持され、好ましく
はインカー３０のマーキング位置の真上に対向するもの
がよいが、前記インクノズル３３ａを避け、マーキング
位置より多少ズレな位置であっても良い。

そして、この先センサ４０はその内部に発光素子、受光
素子を有し、光ファイバーを介してチップ上に光を照射
し、その反射光を検出可能となっている。

なお、前記インカー３０および光センサ４０を支持する
マニピュレータ支持台２０は、支持台の２次元面位置、
高さ位置を調整可能となっている。

次に、このプローブ装置の制御系について、第２図を参
照して説明する。

ＣＰＵ５０は、本実施例装置の制御を司どるものであり
、下記の各ブロックが接続されている。

すなわち、前記光センサ４０に対して光照射指令を出力
し、光センサ４０からの出力を入力することで、マーキ
ングの有無が判別可能となっている。

また、前記インカー３０のソレノイド３２に通電してマ
ーキングを実行制御するために、後述するテスタ６０よ
り不良と判断された場合に、インカー駆動部５１にその
旨の信号を出力するようになっている。

また、ＣＰＵ５０には、メモリ５２が接続され、このメ
モリ５２にはウェハ１上のモニタ用のチップのアドレス
等か記憶されていて、このモニタ用のチップはその電気
的特性としては不良チップであり、このモニタ用のチッ
プにマーキングされているか否かを判別することで、イ
ンカー３０が正常に動作しているかを判断することがで
きる。

インカー３０が正常に動作していなかった場合の対策と
して、ＣＰＵ５０は、載置台２などの駆動を制御する駆
動部５３を停止Ｆ駆動し、また、アラーム部５４を駆動
してアラームを発するように制御出来るようになってい
る。

前記テスタ６０は、前述したように、プローブ針１２か
らの情報によって、チップの電気的特性の良、不良を判
断するものであり、−枚のウェハ１の検査が終了する毎
に、出力装置６１よりチップアドレスに対応して良、不
良の結果をプリントアウト可能となっている。

なお、テスタ６０側より前記ＣＰＵ５０に対して、チッ
プの良、不良情報が出力され、一方、ＣＰＵ５０側より
テスタ６０に対して現在ｕｌ定中のチップのアドレス情
報が出力されるようになっている。

次に、作用について説明する。

図示しないローダ装置より載置台２上に供給されたウェ
ハ１は、載置台２のＸ、Ｙ、θ方向の移動によってアラ
イメントされ、その後、載置台２のＺ方向の移動によっ
て上昇されて、ウェハ１上の一つのチップの電極パッド
にプローブ針１２が接触することになる。そして、テス
タ６０側からプローブ針１２を介してチップに通電し、
その出力をテスタ６０で判別することで、チップの電気
的特性の艮、不良が判定可能となる。

そして、もしチップが不良である場合には、その旨の情
報をテスタ６０よりＣＰＵ５０に出力し、ＣＰＵ５０は
インカー駆動部５１を駆動することで、インカー３０の
ソレノイド３２に通電し、この通電によってピストン３
４が移動して所定量のインクがインク壺３３．インクノ
ズル３３ａを介して不良チップ上に吐出される。上記動
作により、不良チップに対するマーキングが実行される
。

そして、−Ｉ−述した１チツプに対する電気的特性検査
およびその結果に基づくマーキングは、ａ置台２の移動
によってプローブ針１２の下方に配置されるチップを移
動し、第３１Ａに示すように、ウェハ１上の各チップに
対して次々と連続して実行されることになる。

ここで、本実施例ではインカー３０に隣接して配置され
た光センサ４０によるマーキングの有無の検出は、マー
キングが実行される度に行うのではなく、前述したモニ
タチップに対するマーキングのみを検出するようになっ
ている。すなわち、第３（！Ｉに示ずようにウェハ１の
周辺に位置するチップとしてモニタチップ２ａ、２ｂ、
２ｃ・・・が複数箇所に配置され、このモニタチップの
電気的特性は不良と判断されることが予め分かつている
。

そこで、メモリ５２にこのモニタチップのアドレスを記
憶しておき、現在測定中のチップアドレスがメモリ５２
の記憶アドレスと一致する場合にのみ光センサ４０を駆
動し、マーキング検出を実行している。

すなわち、ＣＰＵ５０は現在測定中のチップアドレスが
メモリ５２の記憶アドレスと一致すると判断した場合に
は、テスタ６０からの不良チップである旨の情報を入力
した後に、光センサ４０の発光素子を駆動し、モニタチ
ップ上に光を照射する。そして、もしマーキングがされ
ている場合には、黒色のインクによって光が吸収される
ので、光センサ４０の受光素子に入射する反射光は少な
くなり、この先センサ４０の出力をＣＰＵ５０か入力す
ることで、マーキングが実行されたことを検出できる。

一方、モニタチップ上にマーキングがされていない場合
には、チップ自体の光沢面によって光が反射されるので
、光センサ４０の受光素子に入射する反射光が多くなり
、ＣＰＵ５０によってマーキングが実行されていないこ
とが検出できる。

なお上述の光センサ４０によるマーキング検出を実行す
る際に、インカー３０のインクツスル３３ａの存在によ
ってマーキング位置の真上に光センサ４０を配置するこ
とができない場合には、プローブ針１２を接触させての
検査が終了した後に、載置台２をＺ方向に下降させ、か
つ、マーキング位置が光センサ４０の真下にくるように
移動させれば良い。

このように、マーキング検出のなめに移動を要する場合
であっても、従来のように、測定位置とはまったく外れ
た位置までウェハ１を移動させてＣＣＤカメラにより検
出するものに比べれば、光の照射１反射光の入射によっ
て検出可能であるので検出に要する時間も従来のパター
ン認識より短縮され、さらに１チツプ内の移動で済むの
でその移動量も各段に少なくなり、トータル的に大幅な
時間を短縮可能となる。

そして、モニタチップに対するマーキングが実行されて
いる場合には、今回測定したモニタチップと前回測定し
たモニタチップとの間に存在する複数のチップのうちの
いずれかに不良素子があった場合でも、その間の素子に
対しては正常にマーキングが実行されたものと高い確率
で推定できるので、そのまま次のチップに対する測定に
移行することができる。

しかし、万一モニタチップに対するマーキングが実行さ
れていないとＣＰＵ５０が判断した場合には、駆動部５
３に停止命令を出力して稼動を停止し、かつ、アラーム
部５４を駆動してインカー３０の故障の旨を警報によっ
てオペレータに認識させることになる。

この際、出力部６１より今回測定のウェハ１に対する今
までに検査したチップアドレスに対応させて、良、不良
の測定結果をプリントアウトすることが好ましい、なお
、良、不良の結果はテスタ６０で分かつており、チップ
アドレスはＣＰＵ５０よりテスタ６０に送出されるので
２測定結果の出力が可能となっている。

そして、オペレータはインカー３０のミス動作原因例え
ばインク切れ等を調べた後、この原因を取り除きプロー
ブ装置を稼動することになる。

ここで、このウェハ１に対して再スタートする場合には
、今回マーキングミス動作を起こしたモニタチップとそ
の前のモニタチップとの間に不良素子があったか否かを
前記出力結果より確認し、不良素子かあった場合にはそ
の間の晟初の不良素子からスタートするように、無い場
合にはマーキングミス動作が生じたモニタチップよりス
タートするように、再スタート位置をマニュアルにて設
定する。なお、上述した動作をＣＰＵ５０によって制御
し、再スタート位置を自動設定することもできる。

このようにすれば、ミス動作な起こした恐れのある位置
までさかのぼって再検査できるので、マーキングミスを
確実に防止することができる。

なお、本発明は上記実施例に限定されるものではなく、
本発明の要旨の範囲内で種々の変形実施が可能である。

たとえば、本発明はマーカーとしてインカーを用いた場
合に限らず、スクラッチマーカーを採用したプローブ装
置にも適用可能である。スクラッチマーカーの場合には
、例えばソレノイドへの通電によってスクラッチ針をチ
ップに押し付けて傷を付けることでマーキングするもの
であるが、ミス動作によって傷が付かない場合には、チ
ップの光沢面によって光反射量が多くなるが、確実にマ
ーキングされた場合には、傷によって光が乱反射される
ので反射光量か少なくなり、上記実施例と同様に光セン
サを採用することでマーキング検出が可能となる。

なお、マーキングの有無の検出手段としては、光センサ
等の非接触が好ましいが、これに限定されるものではな
い。

また、マーキング検出のタイミングとして、上記実施例
ではモニタチップ等の予め不良と分かつているチップに
ついてのみ行うようにし、その間の不良チップに対する
マーキング検出を省いて処理スピードを向上するように
しているか、必ずしもこのような方式に限らず、本発明
ではマーカーと隣接してセンサを配置する構成であるの
で、全ての不良素子に対するマーキング検出を実行する
こともできる。このほか、例えば複数回のマーキング動
作のうちの一回だけマーキング検出する等の方式も採用
することができる。

［発明の効果］ 以上説明したように、本発明によれば不良素子に対して
マーキングを実行するマーカーと、マーキングの有無を
検出するセンサとを、同−被測定素子の上方に配置して
いるので、従来のように検査位置とは異なる位Ｗまで被
検査体を移動してマーキング検出を実行するものに比べ
れば、この検出に要する時間を短縮でき、特に半導体ウ
ェハのように多数のチップが存在し、このマーキング検
出の頻度が多い被検査体の場合には、１枚の被検査体に
要する検出時間が大幅に短縮されるので、プローブ装置
のスルプツトを各段に向−ヒすることかできる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明を半導体ウェハのプローブ装置に適用し
た一実施例を説明するための概略説明図、第２図は第１
図の装置の制御系を説明するためのブロック図、 第３図はウェハ上のチップの測定順序を説明するための
概略説明図である。 １・・・被検査体（ウェハ）、 １２・・・プローブ針、 ３０・・・マーカー（インカー）、 ４０・・・光センサ、 ５０・・・ＣＰＵ、 ５１・・・インカー駆動部（マーカー駆動部）、５２・
・・メモリ、 ５３・・・駆動部、 ５４・・・アラーム部、 ６０・・・テスタ、 ６１・・・出力装置。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 　多数の被測定素子を備えた被検査体を２次元面上で移
   動可能に支持し、被測定素子の電極パッドにプローブ針
   を接触させて検査し、不良素子に対してマーキングを行
   うプローブ装置において、マーキングを実行するマーカ
   ーと、マーキングの有無を検出するセンサーとを共に、
   同一の被測定素子の上方に配置したことを特徴とするプ
   ローブ装置。