JPH05136217A - プローブ装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 半導体ウエハの状態における半導体デバイス
の検査を従来に較べて短時間で実施することができ、従
来に較べて生産効率の向上を図ることのできるプローブ
装置を提供する。 【構成】 半導体ウエハ１１を吸着保持するウエハ載置
台１２上には、容量センサ１８が設けられている。この
容量センサ１８により、ウエハローダ１５によってウエ
ハカセット１６から取り出され、プリアライメントされ
てウエハ載置台１２上に載置された半導体ウエハ１１
は、この容量センサ１８により、径（正確な位置）およ
び厚み（表面高さ）を同時に測定される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】 ［発明の目的］

【０００２】

【産業上の利用分野】本発明は、プローブ装置に関す
る。

【０００３】

【従来の技術】従来から、半導体デバイスの製造工程で
は、半導体ウエハ上に精密写真転写技術等を用いて形成
された多数の半完成品の半導体デバイスを、半導体ウエ
ハの状態で検査（電気的特性の検査）することが行われ
ている。すなわち、このような半導体ウエハの状態での
電気的特性の検査は、良品と不良品を選別するためのも
のであり、この検査の結果良品と判断されたもののみを
切断後のパッケージング工程に送ることにより、生産性
の向上を図っている。

【０００４】このような半導体ウエハの状態での半導体
デバイスの検査は、プローバおよびテスタを用いて行っ
ている。すなわち、プローバには、半導体ウエハを例え
ば真空チャック等により吸着保持するウエハ載置台が移
動ステ―ジによってＸ−Ｙ−Ｚ−θ方向に移動自在に配
置されている。また、このウエハ載置台上方の所定位置
には、半導体ウエハに形成された半導体デバイスの電極
パッドに対応して多数のプロ―ブを植設されたプロ―ブ
カ―ドが固定されている。そして、ウエハ載置台を駆動
することにより、次々と半導体デバイスの電極パッドに
プロ―ブを接触させ、これらのプロ―ブを介してテスタ
により電気的な測定を行うよう構成されている。

【０００５】また、このプローバには、複数例えば25枚
の半導体ウエハを収容可能に構成されたウエハカセット
内からウエハ載置台へ半導体ウエハをロード・アンロー
ドするウエハロード機構と、ウエハ載置台上の半導体ウ
エハの位置および半導体ウエハの厚みを測定するための
測定機構が設けられている。

【０００６】そして、上記ウエハロード機構によってプ
リアライメント（粗位置決め）した後、ウエハ載置台上
の所定位置に半導体ウエハをロードし、この後、ウエハ
載置台上の半導体ウエハの精密な位置および厚みを測定
する。しかる後、これらの測定結果を参照しながらウエ
ハ載置台を駆動し、正確にプロ―ブカ―ドのプローブと
半導体ウエハ上の半導体デバイスの電極とが接触するよ
うに構成されている。なお、従来のプローブ装置では、
上述したウエハ載置台上の半導体ウエハの位置および厚
みの測定は、例えば次のようにして行っている。

【０００７】すなわち、図３に示すように、ウエハ載置
台上にプリアライメントして載置された半導体ウエハ１
の上方に、センサ（例えば容量センサ）２を配置する。

【０００８】そして、図４のフローチャートにも示すよ
うに、まず、図３に矢印Ａで示すように、半導体ウエハ
１を横切って十字状にスキャンする如く半導体ウエハ１
とセンサ２とを相対的に移動させ、半導体ウエハ１の径
測定を行う（１０１）。

【０００９】次に、上記半導体ウエハ１の径測定の結果
から、この半導体ウエハ１の中心の位置を算出する（１
０２）。

【００１０】この後、例えば上記算出結果から求められ
た半導体ウエハ１の中心を通るようにして、図３に矢印
Ｂで示すようスキャンする如く半導体ウエハ１とセンサ
２を相対的に移動させ、中心およびこの中心に対して対
称な複数の点、例えばｂ1 、ｂ2 、ｂ3 、ｂ4 、ｂ5 の
5 点で一時スキャンを停止させ、半導体ウエハ１の厚み
を測定する（１０３）。

【００１１】上記測定結果は、ウエハ載置台の駆動を制
御する制御装置に送られ、この測定結果に基づいてウエ
ハ載置台のＸ−Ｙ−Ｚ−θ方向への駆動量が補正され
る。この結果、正確にプロ―ブカ―ドのプローブと半導
体ウエハ上の半導体デバイスの電極とが接触するように
なる。なお、半導体ウエハ１の厚みの測定は、ウエハ載
置台のＺ方向（上下方向）の駆動量を補正するためのも
のである。

【００１２】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
たプローブ装置においても、さらに検査に要する時間を
短縮して、生産効率の向上を図ることが当然望まれる。

【００１３】本発明は、かかる従来の事情に対処してな
されたもので、半導体ウエハの状態における半導体デバ
イスの検査を従来に較べて短時間で実施することがで
き、従来に較べて生産効率の向上を図ることのできるプ
ローブ装置を提供しようとするものである。

【００１４】 ［発明の構成］

【００１５】

【課題を解決するための手段】すなわち、本発明のプロ
ーブ装置は、載置台上の所定位置に設けられた被検査基
板の位置の測定および厚みの測定を実施した後、この位
置測定結果および厚み測定結果を参照して前記載置台を
移動させ、前記被処理基板上の電極とプロ―ブカードに
設けられたプローブとを接触させるプローブ装置におい
て、前記被検査基板の位置測定および厚みの測定を同時
に実施するよう構成したことを特徴とする。

【００１６】

【作 用】上記構成の本発明のプローブ装置では、プリ
アライメントされて載置台上の所定位置に設けられた被
検査基板、例えば半導体ウエハの位置の測定および厚み
の測定を同時に実施する。このため、検査実施の前工程
であるこれらの測定に要する時間を従来に較べて短縮す
ることができる。

【００１７】したがって、半導体ウエハの状態における
半導体デバイスの検査を従来に較べて短時間で実施する
ことができ、従来に較べて生産効率の向上を図ることが
できる。

【００１８】

【実施例】以下、本発明のプローブ装置の一実施例を図
面を参照して説明する。

【００１９】図１に示すように、プローブ装置１０に
は、被検査基板例えば半導体ウエハ１１を例えば真空チ
ャック等により吸着保持可能に構成されたウエハ載置台
１２が設けられている。このウエハ載置台１２は、移動
ステ―ジ１３上に固定されており、この移動ステ―ジ１
３によってＸ−Ｙ−Ｚ−θ方向に移動自在に構成されて
いる。ウエハ載置台１２の上方には、半導体ウエハ１１
に形成された半導体デバイスの電極に対応して多数のプ
ローブ１４ａを設けられたプローブカード１４が着脱自
在に固定されている。

【００２０】また、ウエハ載置台１２および移動ステ―
ジ１３の側方には、ウエハローダ１５と、複数例えば5
枚の半導体ウエハ１１を収容可能に構成されたウエハカ
セット１６を載置するための複数（図１には一つのみ示
す）のカセット載置台１７とが設けられている。そし
て、ウエハローダ１５によって、カセット載置台１７上
のウエハカセット１６内から一枚ずつ半導体ウエハ１１
を取り出し、例えば半導体ウエハ１１のオリエンテーシ
ョンフラットの位置を検出すること等によりプリアライ
メントを実行し、この半導体ウエハ１１をウエハ載置台
１２上の所定位置に載置するよう構成されている。な
お、この時のプリアライメントによる位置精度は、例え
ば±1mm 程度である。したがって、正確に言えば半導体
ウエハ１１はウエハ載置台１２上の基準位置から±1mm
程度の範囲に載置されることになる。また、このウエハ
ローダ１５は、電気的特性の検査を終了した半導体ウエ
ハ１１を、ウエハ載置台１２上から所定のウエハカセッ
ト１６に収容するよう構成されている。

【００２１】さらに、例えば上述したウエハローダ１５
とプローブカード１４との間には、ウエハ載置台１２上
の半導体ウエハ１１の径（半導体ウエハ１１の正確な位
置）および半導体ウエハ１１の厚み（半導体ウエハ１１
の表面高さ）を測定するためのセンサとして例えば容量
センサ１８が設けられている。そして、ウエハローダ１
５によってプリアライメントされ、ウエハ載置台１２上
載置された半導体ウエハ１１の正確な位置および表面高
さをこの容量センサ１８で検知するよう構成されてい
る。

【００２２】この容量センサ１８の検知結果は、主制御
装置１９に送られ、ここで半導体ウエハ１１の基準位置
からのずれ量が算出される。そして、このずれ量に関す
る情報が駆動制御装置２０に送られ、移動ステ―ジ１３
によるウエハ載置台１２の駆動量が補正され、半導体ウ
エハ１１上に形成された半導体デバイスの電極パッド
と、プローブカード１４のプローブ１４ａとが正確に接
触するよう制御される。そして、半導体ウエハ１１上に
形成された半導体デバイスに順次プローブ１４ａを接触
させ、このプローブ１４ａを介して、図示しないテスタ
により各半導体デバイスの電気的特性の検査を行う。

【００２３】上記容量センサ１８による測定は、次のよ
うにして行う。すなわち、移動ステ―ジ１３によってウ
エハ載置台１２を移動させることにより、図２に矢印Ｃ
で示すように、容量センサ１８が半導体ウエハ１１のほ
ぼ中心を通るように十字状にスキャンする。この時、容
量センサ１８によって検知される静電容量の変化により
半導体ウエハ１１のエッジを検出するとともに、複数点
例えば点ｃ1 、ｃ2 、ｃ3 、ｃ4 、ｃ5 の5 点で半導体
ウエハ１１の厚み（半導体ウエハ１１の表面高さ）を測
定する。

【００２４】そして、主制御装置１９は、この半導体ウ
エハ１１のエッジの位置によって、半導体ウエハ１１の
中心の基準位置からのずれ量を算出し、この結果を駆動
制御装置２０に送る。駆動制御装置２０はこのずれ量に
基づいて移動ステ―ジ１３によるウエハ載置台１２のＸ
−Ｙ方向の駆動量を補正して、半導体ウエハ１１上の電
極パッドとプローブ１４ａとが正確に接触するようにす
る。

【００２５】また、主制御装置１９は、上記半導体ウエ
ハ１１の厚み測定結果から半導体ウエハ１１の厚みの分
布傾向を認識し、この結果からウエハ載置台１２のＺ方
向の駆動補正量を算出する。すなわち、各測定点におけ
る厚み測定結果に違いがある場合は、これらの測定点間
を例えば直線的に補完して、例えば厚みの薄い部分では
ウエハ載置台１２の上昇量を多く、厚い部分ではウエハ
載置台１２の上昇量を少なくするよう補正する。

【００２６】この時、前述したように半導体ウエハ１１
のプリアライメントの精度が±1mm程度であるため、上
述のように半導体ウエハ１１の径測定と厚み測定を同時
に行うと、厚み測定を実施した各測定点ｃ1 、ｃ2 、ｃ
3 、ｃ4 、ｃ5 の各位置が、それぞれ最大±1mm 程度ず
れている可能性がある。しかしながら、半導体ウエハ１
１上の厚みの相違は僅かであり、例えば例えば6 インチ
半導体ウエハの場合、各測定点間で多くても10〜20ミク
ロン程度である。また、容量センサ１８の厚み測定精度
は、2 〜3 ミクロン程度である。さらに、ウエハ載置台
１２のＺ方向の駆動量の設定変更は、通常5 ミクロン間
隔程度でしか行うことができない。したがって、例えば
半導体ウエハ１１の厚み測定を実施する位置が半導体ウ
エハ１１上で±1mm 程度ずれていたとしても、このずれ
程度のずれではほとんど厚み測定結果には影響がない。

【００２７】したがって、前述した如く、最初に半導体
ウエハ１１の径測定を実施し、この結果から半導体ウエ
ハ１１の中心位置を算出し、この情報に基づいて正確な
測定点で厚み測定を実施する従来のプローブ装置と同様
な精度で、Ｚ方向の駆動量の補正を行うことができる。
一方、半導体ウエハ１１の径測定と厚み測定を同時に実
施するため、これらの測定に要する時間は大幅に短縮、
例えば、半分程度に短縮することができる。このため、
半導体ウエハ１１の状態における半導体デバイスの検査
を従来に較べて短時間で実施することができ、従来に較
べて生産効率の向上を図ることができる。

【００２８】

【発明の効果】以上説明したように、本発明のプローブ
装置によれば、半導体ウエハの状態における半導体デバ
イスの検査を従来に較べて短時間で実施することがで
き、従来に較べて生産効率の向上を図ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例のプローブ装置の構成を示す
図である。

【図２】図１のプローブ装置の動作を説明するための図
である。

【図３】従来のプローブ装置の動作を説明するための図
である。

【図４】従来のプローブ装置の動作を示す図である。

【符号の説明】

１０ プローブ装置 １１ 半導体ウエハ １２ ウエハ載置台 １３ 移動ステ―ジ １４ プローブカード １４ａ プローブ １５ ウエハローダ １６ ウエハカセット １７ カセット載置台 １８ 容量センサ １９ 主制御装置 ２０ 駆動制御装置

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 載置台上の所定位置に設けられた被検査
   基板の位置の測定および厚みの測定を実施した後、この
   位置測定結果および厚み測定結果を参照して前記載置台
   を移動させ、前記被処理基板上の電極とプロ―ブカード
   に設けられたプローブとを接触させるプローブ装置にお
   いて、 前記被検査基板の位置測定および厚みの測定を同時に実
   施するよう構成したことを特徴とするプローブ装置。