JPH0719804B2 - プロ−ブ装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の目的〕 （産業上の利用分野） この発明はプローブ装置に係り、特に測定精度の向上に
役立つ、セミ／フルオートプローブ装置に関する。

（従来の技術） プローブ装置には、自動化レベルに応じて、マニュアル
プローブ装置、セミオートプローブ装置、フルオートプ
ローブ装置と３種に大別される。現在においては、ウエ
ハの収納されたカセットをセットするだけですべてのウ
エハを自動的にテストできるフルオートプローバーへの
発展および改良段階に及んでいる。

プローブ検査は、半導体素子製造工程で半導体ウエハ上
のトランジスタや半導体集積回路素子の電気的特性をテ
ストにより測定し、不良と判定されたチップをアッセン
ブリ工程の手前で排除することにより、コストダウン或
いは生産性の向上を計るものである。

被測定体収納カセットから被測定体を１枚ずつ取り出
し、測定部に搬送し、プローブ針のパッドに対する位置
合わせ、被測定体上の各チップへの移動をくりかえし、
測定を行っている。

この上記搬送、位置合わせ等は、オペレータが例えばマ
イクロスコープ、ITVカメラを覗きながらジョイスティ
ック等を手動にて操作して行うもの、また初期条件の設
定と被測定体収納のカセットの供給をオペレータが行う
ことにより、モーター等の電源系を使用した駆動系が作
動することにより、X,Y軸の移動を自動的に行うもの等
がある。

ウエハの自動位置合わせの一例としては、特開昭61−15
341などがあり、当業者においては周知である。

（発明が解決しようとする問題点） 被測定体上のチップの電極（パッド）に触針（プローブ
針）を接触させるというプローバの基本的機能のみを有
するマニュアルプローバは、プローブ針のパッドに対す
る位置合わせはもちろん各チップへの移動もオペレータ
が例えばマイクロスコープ等を覗きながら手動にて操作
している。

しかし最近の半導体製造工程は、半導体産業の飛躍的な
伸長により、生産性の向上、歩留りの向上および品質の
向上等が求められ、製造装置の自動化が注目を浴びてい
る。

この自動化の対応としては、被測定体の搬送、位置合わ
せ、チップ送り等のための駆動を例えばモーター等の電
源系統を使用している。けれども上記のようなモーター
等の電源系統を使用する、すなわちセミ／フルオートプ
ローバの場合、例えば、モーターのノイズ、CPUのクロ
ックノイズバスラインからのノイズ等の各種のノイズを
生じマニュアルプローバと比べて、明瞭度や忠実度を害
し、高周波の測定に支障をきたしてきた。

そのため、セミ／フルオートプローバを使用して高周波
測定をマニュアルプローバ並みに行うためには、１チッ
プごとにPOWERをOFFして、その都度、イニシャル動作を
行わせ、各モーターの位置を検出する必要が生じ、自動
化による時間の短縮に問題が発生する。

この際の駆動系の電源系統は、例えばモーターエンコー
ダーなどの軸を中心に回転方向にセンサースリットを配
列している構造をとっており、モーターエンコーダーの
基準（イニシャル＝零点合わせ）からのずれ位置を知る
ことにより、駆動ステージ例えばXY駆動ステージがどの
くらい移動したかを確認するようになっている。

そのため、１チップ測定毎にPOWER OFFするとモーター
エンコーダーのイニシャル位置が不明となってしまい、
上記のようなくりかえしのイニシャル動作が必要とされ
る。

この発明は、上記点を改善するためになされたもので、
駆動電源をPOWER OFFしてもイニシャル動作を自動的に
実行し、次のステップに自動的に進め、セミ／フルオー
トプローバにおいての被測定体の位置合わせ精度の向
上、すなわち高周波測定に適応可能とし、高速にプロー
ビング工程を自動的に行うことができる効果を得るプロ
ーブ装置を提供するものである。

〔発明の構成〕

（問題点を解決するための手段） この発明は、被測定体を保持するステージの駆動モータ
ー手段と、上記被測定体の予め定めた基準位置を認識す
る手段と、上記駆動モーターの回転位置を検出する手段
とを備え、上記認識手段によって得られたデータを基準
として、上記駆動モーターの回転位置を中央処理装置
（CPU）において補正し、被測定体を自動的に測定する
機構とを備えてなるプローブ装置を得るものである。

（作 用） 本発明は、被測定体を保持するステージの駆動モーター
手段と、上記被測定体の予め定めた基準位置を認識する
手段と、上記駆動モーターの回転位置を検出する手段と
を備え、上記認識手段によって得られたデータを基準と
して、上記駆動モーターの回転位置を中央処理装置（CP
U）において補正し、被測定体を自動的に測定する機構
とを備えているため、被測定体の位置合わせ精度の向
上、すなわち高周波測定に適応可能となり、高速にプロ
ービング工程を行うことができる効果がある。

（実施例） 以下、本発明プローブ装置の一実施例であるウエハプロ
ーブ装置を図面に基き説明する。

ウエハプローブ装置は、主としてウエハ供給収納部
（１）、プローバ部（２）および各部を結ぶ搬送系（駆
動系）から成る。ウエハ供給収納部（１）は例えば25枚
のウエハを収納したカセットが例えば４個配置された構
造となっており、カセット内に収納されたウエハをバキ
ュームピンセット等によって取り出し搬送系（駆動系）
を経て、プローバ部（２）に設置する。

プローバ部（２）は、さらに分類すると主としてアライ
メントステージとXYステージから成る。アライメントス
テージでチャック上のウエハのオリフラ合わせ等のファ
インアライメントを行い、XYステージでチャックをXY方
向に駆動しながらウエハ上のチップの電極（パッド）と
プローブカードのプローブ針と接触させて、さらにテス
タと接続させて測定を行う。

この際の駆動源となるモーター（３）に例えばXY駆動用
のステッピング及びACサーボ、リニアモーター等は、XY
ステージの下部に取り付けられている。

この他、この位置には、被測定体のθ補正を行うステッ
ピング及びACサーボ、リニアモーター、Ｚ軸の駆動を行
うステッピング及びACサーボ、リニアモーター等の各種
のモーターも配置されている。

又、イニシャル合わせ、例えばウエハのオリエンテーシ
ョンフラットの位置の検出及び位置合わせ用のセンサ
（４）は、例えばITVカメラ等が対応し、例えばプロー
ブカード開口の真上に配置する。

このウエハプローブ装置は、第１図には示していないが
中央処理装置（CPU）を具備しており、この装置全体の
動作すなわち上記のウエハの位置合わせ（チップ送り後
の位置合わせも含む）もこのCPUにより制御する。

次にこの駆動系とウエハ検出の処理を行うCPUの機構を
説明する。

CPUの操作は、操作パネル（５）、キーボードまたは、
モード切換えスイッチ等によって事前にティーチングさ
れているものとする。

従って、零点復帰を行えば、上記ティーチングプログラ
ムに基づいて自動的に検査する。

即ち、ファインアライメントされたウエハのオリフラを
検出して零点合わせした後、自動的に定められた手順
で、ウエハ上の第１の測定チップにプローブ針を接触さ
せることによってプローブ測定を行う。

この測定期間中に不用な駆動モーター（３）の電源は自
動的にOFFされる。１チップ測定終了後、電源は自動的
にONされ、電源ONされた現在の駆動モーター（３）位置
を検出し、このCPUに送出する。この間零点復帰を行
う。即ちウエハセンサは例えば光ファイバーなどを使用
して、ウエハ上のチップの位置を検出して、電源OFFし
た状態時のウエハ上のチップ位置を見極めCPUに送出す
る。

このチップ位置の検出から、先ほどの駆動モーター
（３）位置のずれ量を算出する。このずれ量を補正して
零点復帰し、上記チップ位置まで、モーターは自動的に
駆動する。

さらに続いて、次の測定チップ位置まで移動する。この
ように、ウエハ上のステップ移動する際に、モーターな
どの電源を毎日ON,OFFをくり返し、測定を行うため、ノ
イズ源なしとした装定を可能とし高周波測定に効果大で
ある。

さらに、チップをステップ移動する際の送り量の累積誤
差により、プローブ針がパッドと接触不良を引き起こす
等による、プローブ検査の誤動作を防止する面において
も良好である。

また、ウエハ上の特定のチップのみの高精度の測定の場
合についても、前述したCPUの設定時において、操作す
れば同様に電源のON,OFFにより高周波の測定を行うこと
ができる。

〔発明の効果〕

以上説明したような本発明によれば、被測定体の位置合
わせ精度の向上、すなわち高周波測定に適応可能とな
り、高速にプロービング工程を行うことができる効果が
ある。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の一実施例を説明するためのウエハプ
ローブ装置の概略図、第２図は、第１図の駆動系を示す
説明図、第３図は第１図のプロービング過程のフローチ
ャートである。 １……ウエハ供給収納部、２……プローバ部 ３……駆動モーター

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】被測定体を保持するステージの駆動モータ
   ー手段と、上記被測定体の予め定めた基準位置を認識す
   る手段と、上記駆動モーターの回転位置を検出する手段
   とを備え、上記認識手段によって得られたデータを基準
   として、上記駆動モーターの回転位置を中央処理装置
   （CPU）において補正し、被測定体を自動的に測定する
   機構とを備えてなることを特徴とするプローブ装置。
2. 【請求項２】被測定体として半導体ウエハのオリエンテ
   ーションフラット部の位置を基準として、初期位置補正
   することにより、連続してウエハの検査を行うことを特
   徴とする特許請求の範囲第１項記載のプローブ装置。