JPH0362938A

JPH0362938A - 検査装置

Info

Publication number: JPH0362938A
Application number: JP19846689A
Authority: JP
Inventors: Yoshinari Kikuchi; 菊地　善也
Original assignee: Tokyo Electron Ltd; Tokyo Electron Tohoku Ltd
Current assignee: Tokyo Electron Ltd; Tokyo Electron Tohoku Ltd
Priority date: 1989-07-31
Filing date: 1989-07-31
Publication date: 1991-03-19

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〕（産業上の利用分野）本発明は、検査装置に関する。

（従来の技術）トランジスタ、ダイオード等のディスクリート素子やＬ
ＥＤ索子等は、ｌチップ当りの面積が非常に微小である
ため、１枚の半導体ウェハに対して数万個の素子が形成
される。このように多数の素子が形成された半導体ウェ
ハの検査をいわゆるブローμで実施すると、ｌウェハ当
りの検査時間が２〜３時間に及ぶものもある。そこで、
このような微小チップの検査を行うブローμでは、通常
のＩＣチップ用プローバがウェハの搬入内時間やアライ
メント時間を短縮する等によって検査効率を高めている
のに対し、非検査体の移動時間や１回当りの検査数を複
数個とすることによって検査効率を高めることが図られ
ている。

ところで、上述したディスクリート素子やＬＥＤ素子等
の検査は、ｌチ′ツブ当り　１〜２個の電極にプローブ
針を当接させるだけで検査、１Ｐ１定が可能であるため
、微小チップの検査を行うブローμでは、１本のプロー
ブ針を位置調整可能に保持しているプローブヘッドを必
要数配置し、各種形状のチップに対して対応可能として
いることが多い。

第２図は、従来のプローブヘッドの構成を示す図である
。このプローブヘッド１は、平行に配置された第１およ
び第２の基板２．３と、これらのうち上方に配置された
基板２の先端側に設けられたプローブ針４をねじ止め保
持するホルダ一部５と、プローブ針４の針圧調整を行う
スプリング６とから主として構成されている。

上記２枚の基板２．３のうち、下方に配置された第２の
基板３は、フレーム７に固定されており、第１の基板は
他端部が板バネ８を介してフレーム７に取付けられてお
り、この板バネ８と上記スプリング６とによって、第１
の基板２が揺動可能とされている。これら２枚の基板の
ホルダ一部５側先端には、電気接点９が設けられており
、プローブ針４が図示しない半導体ウェハに当接した際
に上記電気接点９が離間して、ＯＮウェハであることが
確認されるよう構成されている。

また、上記プローブヘッド１は、Ｘ−Ｙガイド１０によ
ってプローブ針４のＸ−Ｙ方向への位置調整が可能とさ
れ、このＸ−Ｙガイド１０のフレーム１０ａに、フレー
ム７がＺ方向に対して調整可能に取付けられている。

（発明が解決しようとする課題）ところで、ディスクリート素子やＬＥＤ素子等の検査を
行う場合には、上述したように検査効率を高めるために
、ウェハ側の移動速度を高めることが望まれている。

しかし、上述した従来のプローブヘッド１を用いたブロ
ーμでは、２枚の基板２．３間に設置した電気接点９が
揺動可能とされた第１の基板２の揺動中心から離れて設
けられていることや、プローブ針４のホルダ一部５にね
じ等が用いられているために比較的重いこと等から、ウ
ェハ側の移動速度（昇降速度）を高めた際に、プローブ
針４の追従性が悪く、チャタリング現象が発生しやすい
という問題があり、移動速度の増大に限界があった。

チャタリング現象の発生は、ウェハの存在を確認する電
気接点９からの誤信号の発生を増加させ、かつ測定電極
とプローブ針との接触精度を低下させ、これによって検
査精度や検査速度を低下させるだけでなく、プローブ針
４の摩耗をも早めてしまう。

本発明は、このような従来技術の課題に対処するべくな
されたもので、ウェハの移動に対するプローブヘッドの
追従性を高め、チャタリング現象の発生を極力抑制し、
検査速度を向上させると共に、プローブ針の長寿命化を
達成した半導体検査装置を提供することを目的としてい
る。

［発明の構成］（課題を解決するための手段）すなわち本発明の検査装置は、被処理体の電極端子にプ
ローブ針を接触させて該被処理体の検査を行う装置にお
いて、揺動可能に平行配置された２枚の基板の一方の遊
端に前記プローブ針がバネ材を用いた軽量ホルダにより
保持され、上記基板間に配置された電気接点によって、
前記被処理体と該プローブ針との接触を確認して、前記
被処理体の電気内緒特性を測定することを特徴とするも
のである。

（作　用）本発明の検査装置においては、２枚の基板の一方の遊端
に設けられるプローブ針のホルダを、バネ材を用いるこ
とによって簡易構造とし、軽量化を図っている。これに
よって、残存揺動が抑制され、プローブ針のチャタリン
グ現象が極力防止される。したがって、プローブ針と半
導体素子との接触精度および接触確認の精度が向上し、
ウェハ移動速度の高速化への対応が可能となる。

（実施例）次に、本発明検査装置の一実施例を半導体検査装置に適
用したものについて図面を参照して説明する。

第１図（ａ）および（ｂ）は、要部構成を示す図である
。

被処理体例えば多数の半導体素子１１例えばＬＥＤ素子
やデイスクリード索子等が格子上に形成された半導体ウ
ェハ１２は、ウェハ載置台１３上に例えば吸着保持され
ている。このウェハ載置台１３は、ｘ−ｙ−ｚ方向に対
して移動可能とされたステージ１４上に塔載されており
、このステージ１４は図示を省略したステージ駆動制御
部によって、その動作が制御される。

半導体ウェハ１２の上方には、プローブヘッド１５が配
設されている。このプローブヘッド１５は、プローブ針
１６のホルダ一部１８が第１の基板１９の先端に設置さ
れており、この第１の基板１つの他端は、板バネ２０を
介してフレーム２１に揺動可能に取付けられている。上
記ホルダ部１８は、固定されたバネ材１７によってプロ
ーブ針１６を保持する簡易構造とされ、Ｃ３５６０材の
ような軽量材によって構成することにより、軽量化が図
られている。また、この第１の基板１９の下方には、第
２の基板２２が第１の基板１つと所定の間隔を開けてお
およそ平行となるように、フレーム２１に固定配置され
ている。

第１の基板１９は、その中央付近をプローブ針１６の針
圧を決定するスプリング２３によって押圧されており、
このスプリング２３はテンションボルト２４によって押
圧力の調整が可能とされ、ロックナツト２５によって針
圧が固定されている。

そして、スプリング２３のほぼ延長線上の第１の基板１
９と第２の基板２２との間に電気接点２６が設けられて
おり、上記第１の基板１９の揺動によって生じる電気接
点２６のオン◆オフにより、プローブ針１６がオンウェ
ハであるか、オフウェハであるかが検出されるよう構成
されている。

なお、電気接点２６からの検出信号は、第１の基板１９
に設けられた信号線２７ａと第２の基板２２に設けられ
た信号線２７ｂとによって、制御部側に送られ、また、
プローブ針１６と図示しないテスタとは、第１の基板に
設けられた検査信号線２８によって電気的に接続されて
いる。

また、上記プローブヘッド１５は、Ｘ−Ｙガイド２９を
介して装置本体上部のヘッドプレート３０に固定された
リングインサート３１に設置されている。Ｘ−Ｙガイド
２９は、下部プレート２９ａにガイドピン２９ｂを介し
て配置された上部プレート２９ｃの位置を、調Ｕ袖２９
ｄで微調整することにより、プローブ針１６のＸ−Ｙ方
向への位置調整を可能とするように構成されており、プ
ローブヘッド１５はこのＸ−Ｙガイド２９に２方向に対
して調整可能に取付けられている。

なお、プローブヘッド１６は、検査対象となる半導体素
子１１の測定時の当接電極数および１回当りの検査チッ
プ数に応じて、必要数がリングインサート２９に設置さ
れる。また、リングインサート２９には、図示を省略し
たインカーがウェハ載置台１３の移動方向に沿ってプロ
ーブヘッド１５の双方向に取付けられており、インカー
の設置位置は、同時インキングが不可能なため、定めた
デイレイ数に応じて検査位置から所定のチップ数だけ離
した位置とされている。

上記構成の半導体検査装置では、まずプローブ針１６と
初期位置の半導体素子１１との位置合せと、少なくとも
　２個のインカーによるマーキング位置の位置合せとを
順に行う。位置合せ終了後、ウェハ載置台１３が上昇し
、半導体素子１１の電極端子である電極パッドとプロー
ブ針１６とが当接され、電気接点２６が離間してオンウ
ェハであることを検出した後、所定の電気的諸特性を測
定する検査が行われ、半導体素子１１の良否が判定され
る。

次に、ウェハ載置台１３が下降し、下降位置で次検査の
半導体素子１１とプローブ針１６とが相対するよう　ｌ
チップ分移動した後、ウェハ載置台１３が上昇して次の
半導体索子１１の検査が実施される。

上記実施例では、被処理体として半導体素子としていた
が、多数の電極端子に順次プローブ針を接触させるもの
ならば何れでもよく、ＬＣＤ基板等の他のものにも使用
することができる。

ここで、この実施例の半導体検査装置においては、揺動
する第１の基板１つの先端に設けられたホルダ部１８の
構造を簡素化することによって軽量化を図っており、ま
た揺動する第１の基板の中央付近に設けられた針圧調整
用のスプリング２３の下部に電気接点２６を設けている
ことから、揺動中心から電気接点２６までの距離が短縮
されていると共に、針圧調整用のスプリング２３が電気
接点２６からの誤信号の発生防止とプローブ針１６の振
れ防止としても機能している。このように、プローブ針
１６近辺の軽量化と剛性の向上とによって、半導体ウェ
ハ１２の上下動に対するプローブ針１６の追従性が大幅
に向上し、チャタリングの発生が充分に抑制されている
ため、半導体ウェハ１２の移動速度を高めても高精度の
検査を実施することが可能である。

このようにして１つの素子列の半導体素子１１の検査が
進み、ｌチップ分移動した後に半導体ウェハ１２が上昇
しても電気接点２６が離間しなく・なったところで、１
つの素子列の終了を険出し、次列の検査が逆方向にウェ
ハ載置台３が移動しつつ実施される。そして、これらを
繰返し行うことによって１枚の半導体ウェハ２の検査が
終了する。

このように、この実施例の半導体検査装置においては、
半導体ウェハ１２の上下動に対するプローブ針１６の追
従性が向上されており、かつチャタリングの発生が極力
抑制されているため、半導体素子１１の電極に対する当
接精度が向上すると共に、チャタリングの発生による電
気接点２６からの誤信号の発生も減少し、よってディス
クリート索子やＬＥＤ素子等の検査効率を高めるために
ウェハ移動速度を上げて検査を実施しても、高精度の検
査を確実に行うことが可能となる。また、プローブ針１
６の不必要な接触が減少するため、プローブ針１６の長
寿命化が達成される。

［発明の効果］以上説明したように本発明の検査装置によれば、ウェハ
移動に対するプローブ針の追従性が高まり、チャタリン
グ現象の発生が極力抑制されるため、ディスクリート素
子やＬＥＤ素子等の微小チップの検査を高精度にかつ高
スループツトで実施することが可能となる。また、プロ
ーブ針の長寿命化も達成される。

【図面の簡単な説明】

第１図（ａ）および（ｂ）は本発明の検査装置の一実施
例の要部の構成を示す上面図および側面図、第２図は従
来のプローブヘッドの構成を示す図である。１１・・・・・・半導体素子、１２・・・・・・半導体
ウェハ１３・・・・・・ウェハ載置台、１４・・・・・
・ステージ、１５・・・・・・プローブヘッド、１６・
・・・・・プローブ針、１７・・・・・・バネ材、１８
・・・・・・ホルダ部、１つ・・・・・・第１の基板、
２２・・・・・・第２の基板、２３・・・・・・針圧調
整用スプリング、２６・・・・・・電気接点、２７・・
・・・・Ｘ−Ｙガイド。

Claims

【特許請求の範囲】被処理体の電極端子にプローブ針を接触させて該被処理
体の検査を行う装置において、揺動可能に平行配置された２枚の基板の一方の遊端に前
記プローブ針がバネ材を用いた軽量ホルダにより保持さ
れ、上記基板間に配置された電気接点によって、前記被
処理体と該プローブ針との接触を確認して、前記被処理
体の電気的諸特性を測定することを特徴とする検査装置
。