JPS63260143A - semiconductor wafer prober - Google Patents
semiconductor wafer proberInfo
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- Container, Conveyance, Adherence, Positioning, Of Wafer (AREA)
Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
この発明は、半導体ウエハブローバに関するもので、例
えば高周波テストヘッドが設けられるものに利用して有
効な技術に関するものである。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Industrial Application Field] The present invention relates to a semiconductor wafer blobber, and relates to a technique that is effective for use in, for example, a device equipped with a high frequency test head.
半導体集積回路は、ウェハプローバが終わった状態では
半導体ウェハ上に基盤の目状に配置されて作り込まれて
いる。このように半導体ウェハ上に完成された半導体集
積回路は、個々に分割されてパンケージソゲされる前に
、所望の回路機能、特性等を満たすものであるか否かの
ブロービング工程において使用されるのが、手厚体ウェ
ハプローバである。半導体ウェハプローバは、上記半導
体ウェハ上に完成された半導体集積回路のボンデイング
バッドにプローブ針を当て、テスタより入力信号を供給
するとともに、半導体集積回路からの出力信号をテスタ
に伝えるものである。When the wafer prober is completed, the semiconductor integrated circuits are placed on the semiconductor wafer in the shape of a substrate. Semiconductor integrated circuits completed on semiconductor wafers are used in a blowing process to check whether they satisfy the desired circuit functions, characteristics, etc., before being individually divided and pancaged. is a thick wafer prober. A semiconductor wafer prober applies a probe needle to a bonding pad of a semiconductor integrated circuit completed on the semiconductor wafer, supplies an input signal from a tester, and transmits an output signal from the semiconductor integrated circuit to the tester.
上記高周波数での半導体チップの測定には、高周波テス
トヘッドが設けられる。このような高周波テストヘッド
と、プローブボードとの接続を行う技術に関しては、例
えば、実開昭62−14728号公報がある。A high frequency test head is provided to measure the semiconductor chip at the high frequency described above. Regarding the technology for connecting such a high frequency test head and a probe board, there is, for example, Japanese Utility Model Application Laid-Open No. 62-14728.
半導体ウェハプローバにおいては、プローブボードを装
填したとき、それの持つX、Y軸が測定載置台(ウェハ
チャックトップ)が搭載されるX/Yステ、−ジ機構の
X、Y軸とを一致させることが必要である。なぜなら、
上記X/Yステージ機構は、上記基盤の目状に配置され
る半導体チップのピッチに合わせてその移動を行うので
、上記プローブボードの軸とステージ機構の軸とが回転
角度θを持つと、上記X、Yステージ機構による半導体
ウニへの移動に伴ってプローブ針とポンディングパッド
との間に位置ずれが発生してしまうからである。上記θ
調整のために従来の半導体ウエハプローバにあっては、
上記公報に記載されているようなリングインサートや調
整手段を必要とする。In a semiconductor wafer prober, when the probe board is loaded, its X and Y axes are aligned with the X and Y axes of the X/Y stage mechanism on which the measurement stage (wafer chuck top) is mounted. It is necessary. because,
The X/Y stage mechanism moves in accordance with the pitch of the semiconductor chips arranged in the pattern of the substrate, so if the axis of the probe board and the axis of the stage mechanism have a rotation angle θ, the This is because a positional shift occurs between the probe needle and the bonding pad as the probe needle moves toward the semiconductor urchin by the X, Y stage mechanism. Above θ
In conventional semiconductor wafer probers for adjustment,
It requires a ring insert and adjustment means as described in the above publication.
このため、プローブボードが取り付けられる装置の機構
が複雑になるばかりか、特に上記のような高周波テスト
ヘッドにあっては、プローブボードと間の信号伝達経路
が実質的に長くなってその伝送すべき信号に劣化が生じ
て、試験可能な上限周波数が比較的低くされてしまう。For this reason, not only does the mechanism of the equipment to which the probe board is attached become complicated, but also, especially in the case of high-frequency test heads such as those mentioned above, the signal transmission path between the probe board and the probe board becomes substantially long. Deterioration occurs in the signal, and the upper limit frequency that can be tested is made relatively low.
この発明の目的は、プローブボードのθ合わせを不用に
した半導体ウェハプローバを提供することにある。An object of the present invention is to provide a semiconductor wafer prober that does not require θ adjustment of a probe board.
この発明の前記ならびにその他の目的と新規な特徴は、
この明細書の記述および添付図面から明らかになるであ
ろう。The above and other objects and novel features of this invention include:
It will become clear from the description of this specification and the accompanying drawings.
本願において開示される発明のうち代表的なも′のの概
要を簡単に説明すれば、下記の通りである。A brief overview of typical inventions disclosed in this application is as follows.
すなわち、プローブボードが持つX又はY軸と半導体ウ
ェハを保持する測定載置台が搭載されるステージ機構の
X又はY軸との角度を検出して、それに応じて上記ステ
ージ機構の動的なX軸及びY軸を上記プローブボードの
持つX軸及びY軸に一致させるようにθ調整を含む移動
制御を行う。That is, the angle between the X or Y axis of the probe board and the X or Y axis of the stage mechanism on which the measurement stage holding the semiconductor wafer is mounted is detected, and the dynamic X axis of the stage mechanism is adjusted accordingly. Movement control including θ adjustment is performed so that the Y-axis and the Y-axis coincide with the X-axis and Y-axis of the probe board.
上記した手段によれば、プローブボードの軸に合わせて
ステージ機構の移動制御が行われるため、プローブボー
ドの取り付は機構が簡単になり、それに・応じて高周波
テストヘッドとの接続経路も簡略化が可能となる。According to the above means, the movement of the stage mechanism is controlled in accordance with the axis of the probe board, so the mechanism for mounting the probe board is simplified, and the connection path with the high-frequency test head is also simplified accordingly. becomes possible.
第1図には、この発明に係る半導体ウエハプローバの主
要部の概略側面図が示されている。FIG. 1 shows a schematic side view of the main parts of a semiconductor wafer prober according to the present invention.
この実施例において、特に制限されないが、X/Yステ
ージは縦型に配置される。すなわち、Xステージは、は
り垂直面に沿って横方向に移動する。このため、図示し
ないがXステージは、Yステージ機構及びZ、θステー
ジ等からなる比較的重い重量の各装置を高安定のちとに
支えるため、特に制限されないが、その下面のはり水平
面に平行に走るリニアスライド機構からなる。上記リニ
アスライド機構(Xテスージ)は、X駆動用のパルスモ
ータによって回転させられる捻子シャフト(リードスク
リュー)との捻子対偶によって水平方向に高精度に移動
させられる。これにより、上記XステージXSは、上記
パルスモータの回転角度と、捻子シャフトの捻子ピッチ
に従った高精度の位置移動制御のちとに移動させられる
。In this embodiment, although not particularly limited, the X/Y stage is arranged vertically. That is, the X stage moves laterally along the beam vertical plane. For this reason, although not shown in the drawings, the X stage supports relatively heavy devices including the Y stage mechanism and the Z and θ stages in a highly stable manner. Although not particularly limited, the beam on the lower surface of the X stage is parallel to the horizontal plane. It consists of a running linear slide mechanism. The linear slide mechanism (X-task) is moved in the horizontal direction with high precision by a screw pair with a screw shaft (lead screw) rotated by an X-drive pulse motor. Thereby, the X stage XS is moved after highly accurate position movement control according to the rotation angle of the pulse motor and the screw pitch of the screw shaft.
YステージYSは、上記XステージXS上に搭載され、
上記類似のY駆動用のパルスモータにより回転制御が行
われる捻子シャフトとの捻子対偶によって垂直方向に移
動させられる類似のスライド機構からなる。これにより
、XステージXS上に搭載されたYステージYSは、は
り垂直面に沿ったX及びY方向に高精度の位置移動制御
がなされる。Y stage YS is mounted on the above X stage XS,
It consists of a similar slide mechanism that is moved in the vertical direction by a screw pair with a screw shaft whose rotation is controlled by a pulse motor for Y drive similar to the above. Thereby, the position movement of the Y stage YS mounted on the X stage XS is controlled with high precision in the X and Y directions along the vertical plane of the beam.
上記Yステージ機構上には、その表面(垂直面)に対し
て垂直方向に上下動するZステージ及びそのZ軸に対し
て回転するθステージ機能を持つ測定載置台が設けられ
る。また、測定載置台は、特に制限されないが、その表
面に同心状の複数の溝とその溝の底面に設けられた複数
の真空吸引孔が設けられることにより、その表面に搭載
された半導体ウェハWFの裏面を真空吸着するものであ
る。このような各ステージ機構及び測定載置台の基本的
構成は、上記縦型にされるための特殊な構造を除き、上
記雑誌等によって公知の横型の半導体ウエハブローバの
それと類似の構成を利用できる。On the Y stage mechanism, there is provided a Z stage that moves up and down in a direction perpendicular to the surface (vertical plane) of the Y stage mechanism, and a measurement stage that has a θ stage function that rotates about the Z axis. Furthermore, although the measurement mounting table is not particularly limited, by providing a plurality of concentric grooves on its surface and a plurality of vacuum suction holes provided on the bottom of the grooves, the semiconductor wafer WF mounted on the surface of the measurement mounting table is provided. The back side of the paper is vacuum-adsorbed. The basic configuration of each of the stage mechanisms and the measurement platform can be similar to that of the horizontal type semiconductor wafer blower known from the magazine and the like, except for the special structure for making it vertical.
また、上記実施例のように半導体ウェハブローバを縦型
としたことに伴い、特に制限されないが、上記測定載置
台は、図示しないが被測定半導体ウェハWFの搬入及び
搬出のために、その中央部がその基準面に対して上に選
択的に押し上げられる。Further, since the semiconductor wafer blowbar is of a vertical type as in the above embodiment, although not particularly limited, the measurement mounting table has a central portion for loading and unloading the semiconductor wafer WF to be measured (not shown). is selectively pushed upward relative to its reference plane.
被測定半導体ウェハの搬入及び搬出に際しては、上記中
央部が持ち上げられ、被測定半導体ウェハをそのほり中
央部分のみで吸着する。そして、半導体ウェハの搬入/
搬出を行うトランスファーアームに取り付けられ、トラ
ンスファアームは、上記中央部に対応した部分を除く被
測定半導体ウェハの裏面において真空吸着を行う例えば
U字型の吸着部を持つものである。このトランスファア
ームを用いて、被半導体ウェハを測定載置台に対する搬
入/搬出を行うことができる。なお、本願においては、
上記測定S!載置台トランスファアームの構成は、直接
関係ないので図示されていない。When loading and unloading the semiconductor wafer to be measured, the central portion is lifted, and the semiconductor wafer to be measured is attracted only by the central portion. Then, loading the semiconductor wafer/
The wafer is attached to a transfer arm that carries out carrying out, and the transfer arm has, for example, a U-shaped suction section that performs vacuum suction on the back surface of the semiconductor wafer to be measured except for the portion corresponding to the central portion. Using this transfer arm, the semiconductor wafer to be measured can be carried in and out of the measurement stage. In addition, in this application,
The above measurement S! The structure of the mounting table transfer arm is not shown because it is not directly related.
このような縦型の半導体ウエハプローバにおける半導体
ウェハの搬入/搬出やステージ機構等に関する技術は、
本願出願人の先願(特願昭61−47913号)におい
て詳しく述べられている。The technology related to the loading/unloading of semiconductor wafers and the stage mechanism in such a vertical semiconductor wafer prober is as follows.
This is described in detail in the applicant's earlier application (Japanese Patent Application No. 47913/1982).
この実施例では、プローブボードPBは、固定的に取り
付けられる。言い換えるならば、従来のようなリングイ
ンサート等の回転調整機構が不用にされる。ステージ機
構のX及びY軸に対するプローブボードPB(プローブ
針の尖端配列)のX及びY軸のθずれを検出するために
、上記YステージYSに撮像装置ITVIが取り付けら
れる。In this example, the probe board PB is fixedly mounted. In other words, a conventional rotation adjustment mechanism such as a ring insert is unnecessary. An imaging device ITVI is attached to the Y stage YS to detect the θ deviation of the X and Y axes of the probe board PB (probe needle tip arrangement) with respect to the X and Y axes of the stage mechanism.
この撮像装置ITVIは、上記ステージYSに取り付け
られることによって、上記ステージ機構の移動制御によ
って、撮像装置ITVIがプローブボードPBの下面側
の所定の位置まで移動させられ、上記フローブボードP
Bを下面側から撮影するようにされる。言い換えるなら
ば、撮像装置■TVIは、プローブ針の尖端と対向して
その撮影を行う。これによって、第1にはプローブ針の
尖端に正確にピントを合わせることによって、尖端のシ
ャープな映像信号を得ることができる。この場合、その
背景にピントのずれたプローブ針の折れ曲がり部分や支
持部に伸びる部分にとントボケの映像が尖端の映像の周
辺に生じるが、その中心部(尖端部)のシャープな画像
のみを処理すればよいから、パターン認識装置PTによ
る簡単な2値パターン処理によってその座標を正確に判
定することができる。By being attached to the stage YS, the imaging device ITVI is moved to a predetermined position on the lower surface side of the probe board PB by movement control of the stage mechanism, and the imaging device ITVI is moved to a predetermined position on the lower surface side of the probe board PB.
B is photographed from the bottom side. In other words, the imaging device (1) TVI faces the tip of the probe needle and photographs it. As a result, firstly, by accurately focusing on the tip of the probe needle, it is possible to obtain a sharp video signal with a sharp tip. In this case, a blurred image of the bending part of the probe needle that is out of focus and the part extending to the support part will appear around the tip image, but only the sharp image of the center (tip part) will be processed. Therefore, the coordinates can be accurately determined by simple binary pattern processing by the pattern recognition device PT.
そして、上記パターン認識装置PTによって、第2図に
示すように、例えば1つ(又は複数)のプローブ針にお
ける第1点目PTIの座標(Xl。Then, as shown in FIG. 2, the pattern recognition device PT determines, for example, the coordinates (Xl) of the first point PTI in one (or a plurality of) probe needles.
Yl)の位置を判定した後、ステージ機構を矢印を付し
たようにY(又はX)方向に移動させ上記目標のプロー
ブ針の尖端が同図に破線で示すような撮影可能な範囲か
らはずれない一定の距離りだけ移動させられることによ
って、第2点目PT2の座標(X2.Y2)を求める。After determining the position of Yl), move the stage mechanism in the Y (or The coordinates (X2.Y2) of the second point PT2 are determined by moving the second point PT2 by a certain distance.
上記同じ針の尖端位置の2つの測定点PT1.PT2で
の両座標(Xl、Yl)と(X2.Y2)との相対関係
からプローブボードにおけるY(又はX)軸とステージ
機構のY(又はY軸)に対するθずれを算出することが
できる。Two measurement points PT1 at the tip position of the same needle as above. From the relative relationship between both coordinates (Xl, Yl) and (X2.Y2) at PT2, it is possible to calculate the θ deviation between the Y (or X) axis of the probe board and the Y (or Y axis) of the stage mechanism.
このようなθずれの演算は、上記パターン認識装置PT
により行われる。この算出結果θは、ステージ制′a装
置5TGCに供給される。ステージ制御装置5TGCは
、上記算出結果θからステージ機構X及びY方向の移動
制i信号を受けると、上記θの補正をもってXステージ
機構の動的な制御信号X°とYステージ機構の動的な制
御信号y”を形成する。これにより、上記ステージ機構
が持つ真のY軸及びY軸に対して上記角度θだけ回転さ
れた動的な軸X”及び軸Y゛に対応した移動制御がなさ
れる。なお、上記パターン認識装置PTに含まれるマイ
クロコンピュータ等は、上記ステージ制御装置5TGC
の上記制御信号X゛とyoを形成するためにも用いるも
のであってもよい。すなわち、移動命令信号と上記角度
θから実際にステージ機構の移動量を決定する上記制御
信号X゛及びy”を形成する。これらの制御信号X°及
びyoは、パルス列(数)として出力される0例えば、
上記回転角度θが検出された後は、X軸方向に対する移
動命令は、上記θを持ってX゛方向移動させられるよう
にされる。このことは、Y方向の移動命令に対しても同
様である。Such calculation of θ deviation is carried out by the pattern recognition device PT.
This is done by This calculation result θ is supplied to the stage controller 5TGC. When the stage control device 5TGC receives the movement control i signal in the X and Y directions of the stage mechanism from the above calculation result θ, the stage control device 5TGC corrects the above θ and adjusts the dynamic control signal X° of the X stage mechanism and the dynamic control signal X° of the Y stage mechanism. A control signal y'' is generated. As a result, movement control corresponding to the dynamic axes X'' and Y'' that are rotated by the angle θ with respect to the true Y-axis and Y-axis of the stage mechanism is performed. Ru. Note that the microcomputer, etc. included in the pattern recognition device PT is the same as the stage control device 5TGC.
It may also be used to form the control signals X' and yo. That is, from the movement command signal and the angle θ, the control signals X' and y'' that actually determine the amount of movement of the stage mechanism are formed. These control signals X and yo are output as a pulse train (number). 0 For example,
After the rotation angle θ is detected, a movement command in the X-axis direction is issued such that the robot is moved in the X′ direction with the rotation angle θ. This also applies to movement commands in the Y direction.
なお、上記θ補正後に再び上記同様に同じプローブ針の
2つの測定点での座標を求めることが望ましい。この結
果にθずれが発生しているなら、その算出結果により再
び上記θ補正が行われるものである。このことを、θず
れが無くなるまで繰り返すとこによって、プローブボー
ドのY軸に対応して正確にステージ機構をY方向の移動
させることができる。このことは、X軸についても同様
である。Note that after the θ correction described above, it is desirable to obtain the coordinates at two measurement points of the same probe needle again in the same manner as described above. If a θ deviation occurs in this result, the above θ correction is performed again based on the calculation result. By repeating this until the θ deviation is eliminated, the stage mechanism can be accurately moved in the Y direction in correspondence with the Y axis of the probe board. This also applies to the X axis.
また、上記プローブ針の尖端の座標を正確に知ることを
利用して次のような機能を付加することができる。すな
わち、プローブボードは、半導体チップの測定毎にプロ
ーブ針が被測定半導体ウェハ上の半導体チップに対して
繰り返し圧着される。Further, by accurately knowing the coordinates of the tip of the probe needle, the following functions can be added. That is, in the probe board, the probe needle is repeatedly pressed against the semiconductor chip on the semiconductor wafer to be measured every time the semiconductor chip is measured.
このため、プローブ針の尖端位置は、上記繰り返し圧着
によるストレスによって、その位置が変移してしまう。Therefore, the position of the tip of the probe needle shifts due to the stress caused by the repeated pressure bonding.
そこで、この実施例ではあるプローブ針の尖端を基準に
して、他のプローブ針の尖端との距離を求めることによ
って、各プローブ針の尖端のバラツキが許容範囲を超え
たか否かを判定することができる。これによって、不良
プローブボードの取り替えを自動的に判定できるという
新たな機能を付加することが可能となる。このような機
能の付加によって、不良プローブボードによる無駄な半
導体ウェハのテストを行わないから、テスト時間の短縮
化が可能となる。また、不良プローブ針の圧着によって
ポンディングパッドの表面に付ける傷を最小にできるか
ら、後の工程におけるボンダビリティを悪化させない。Therefore, in this embodiment, it is possible to determine whether or not the variation in the tip of each probe needle exceeds the allowable range by determining the distance from the tip of another probe needle using the tip of a certain probe needle as a reference. can. This makes it possible to add a new function of automatically determining whether to replace a defective probe board. By adding such a function, unnecessary tests of semiconductor wafers due to defective probe boards are not performed, so that the test time can be shortened. Furthermore, since the damage caused to the surface of the bonding pad by crimping the defective probe needle can be minimized, bondability in subsequent steps will not be deteriorated.
この結果、製品歩留まりを向上できる。As a result, product yield can be improved.
また、上記のように、プローブ針の尖端を撮影する撮像
装置ITVIがプローブボードPBの下面側に置かれる
ため、その上面側に自由空間を設けることができる。こ
れによって、大型で大重量からなる高周波テストヘッド
HFTHの取り付けが可能とされる。Further, as described above, since the imaging device ITVI for photographing the tip of the probe needle is placed on the lower surface side of the probe board PB, a free space can be provided on the upper surface side thereof. This makes it possible to mount a large and heavy high frequency test head HFTH.
また、同図に点線で示すようにステージ機構を移動させ
てプローブボードPBが設けられない、コースアライメ
ントステージには、半導体ウェハのX及びY軸とステー
ジ機構の上記θ補正を伴う動的なX軸及びY軸とを一致
させること、及び針合わせのための撮像装置ITV2が
設けられる。In addition, as shown by the dotted line in the same figure, the course alignment stage, in which the stage mechanism is moved and the probe board PB is not provided, has a dynamic An imaging device ITV2 is provided for aligning the axis and the Y axis and for needle alignment.
この撮像装置ITV2は、半導体ウェハを上面側から撮
影するように取り付けられる。上記撮像装置ITV2は
、その映像信号を上記パターン認識装置PTに送出し、
ここで第1に半導体ウェハのスクライプライン等のパタ
ーンiFJを行うことによってアライニングを行う。例
えば、ステージ機構を上記プローブボードPB(プロー
ブ針配列)のX及びY軸に対応した動的な軸X゛方向移
動させてその都度スクライブラインを検出して、その座
標が同じ座標上に存在するように、測定載置台のθ調整
を行う。このようなアライニングの調整の後に、1つの
半導体チップのポンディングパッドの配列を上記パター
ン認識装置PTによって認識する。この実施例では、上
記プローブボードPBの軸に合わせて、上記ステージ機
構の動的なX゛軸及びY°軸と半導体ウェハWFのX軸
及びY軸が合わせられるため、半導体ウェハに形成され
る半導体チップの配列とプローブ針とを正確に合わせ込
むことができる。すなわち、この実施例では上記プロー
ブボードPBのθ検出と、半導体ウェハのθ調整のX、
Y軸の整合が共に実質的にステージ機構による位置制御
によって合わせ込まれる高精度の位置合わせが可能とな
る。上記ステージ機構にテレビカメラを搭載しない場合
には、そのテレビカメラの持つのX、Y軸とステージ機
構のX、Y軸との間の誤差がそのまま軸合わせの誤差と
して現れてしまう。This imaging device ITV2 is attached so as to photograph the semiconductor wafer from the top side. The imaging device ITV2 sends the video signal to the pattern recognition device PT,
First, alignment is performed by performing pattern iFJ such as a scribe line on the semiconductor wafer. For example, by moving the stage mechanism in the dynamic axis X' direction corresponding to the X and Y axes of the probe board PB (probe needle array) and detecting the scribe line each time, the coordinates are located on the same coordinates. Adjust the θ of the measurement table as follows. After such alignment adjustment, the arrangement of the bonding pads of one semiconductor chip is recognized by the pattern recognition device PT. In this embodiment, the dynamic X' and Y' axes of the stage mechanism are aligned with the X and Y axes of the semiconductor wafer WF in accordance with the axes of the probe board PB. The arrangement of semiconductor chips and probe needles can be precisely aligned. That is, in this embodiment, the θ detection of the probe board PB, the θ adjustment of the semiconductor wafer, and
Highly accurate positioning is possible in which both the Y-axes are aligned substantially by position control by the stage mechanism. If a television camera is not mounted on the stage mechanism, errors between the X and Y axes of the television camera and the X and Y axes of the stage mechanism will directly appear as alignment errors.
上記プローブホードPBのθ調整のために、所定のプロ
ーブ針の尖端座標が求められている。また、上記ステー
ジ機構は、その位置制御が高精度に行われることから、
上記プローブ針の尖端座標の位置を上記コースアライメ
ントステージまでのX/Yステージの移動量から算出で
きる。このため、コースアライメントステージにおいて
半導体チップのポンディングパッドのパターン認識(座
標認識)によって自動針合わせが可能にされる。For the θ adjustment of the probe hoard PB, the tip coordinates of a predetermined probe needle are determined. In addition, since the stage mechanism described above can control its position with high precision,
The position of the tip coordinate of the probe needle can be calculated from the amount of movement of the X/Y stage up to the course alignment stage. Therefore, automatic needle alignment is made possible by pattern recognition (coordinate recognition) of the bonding pads of the semiconductor chip in the course alignment stage.
このように、コースアライメントステージにおいて、半
導体チップの回路やポンディングパッドのパターン認識
を行う場合、プローブ針が映像信号に含まれないため、
従来のようにプローブボードの開口部を通して半導体チ
ップの措影を行う場合に比べて、前述のようなピントボ
ケのプローブ針の映像を除く必要が無いため、パターン
認識処理が容易になる。In this way, when performing pattern recognition of semiconductor chip circuits and bonding pads in the course alignment stage, the probe needle is not included in the video signal, so
Compared to the conventional case where a semiconductor chip is imaged through an opening in a probe board, pattern recognition processing becomes easier because there is no need to remove the out-of-focus image of the probe needle as described above.
なお、この実施例の半導体ウエハプローバにおていは、
ステージ機構が縦型に配置されることにより、上記ウェ
ハチャックが搭載されるステージ11構(X/Y)に対
して、コントロールユニットは、縦方向の積み重ね方式
で結合させることができる。したがって、この実施例の
ように各ユニットを積み重ね方式とした場合、そのZ方
向のストロークが僅か1酊〜30m以下の微少であるこ
とより、縦型としたときの横幅を狭くでき、ステージ機
構の大型化や機能の拡張に伴って、縦方向に大きくされ
る結果、フロアスペスを大幅に小さくできる。このよう
にフロアスペースが小さくできると、多数の半導体ウェ
ハプローバを少ないフロアに設置できることの他、多数
の半導体ウエハプローバを用いて並列的な試験を行うI
Cテスター(コンピュータ)との距離を短くできる結果
、その信号伝送ケーブルの長さが短くでき高速試験を容
易にできる。In addition, in the semiconductor wafer prober of this example,
By arranging the stage mechanism vertically, the control unit can be coupled in a vertical stacking manner to the stages 11 (X/Y) on which the wafer chuck is mounted. Therefore, when each unit is stacked as in this embodiment, the stroke in the Z direction is only 1 m to 30 m or less, so the width can be narrowed when it is vertical, and the stage mechanism can be As the size increases and functionality expands, the vertical dimension increases, making it possible to significantly reduce floor space. If the floor space can be reduced in this way, a large number of semiconductor wafer probers can be installed on a small floor, and it is also possible to perform parallel tests using a large number of semiconductor wafer probers.
As a result of being able to shorten the distance to the C tester (computer), the length of the signal transmission cable can be shortened, making high-speed testing easier.
また、高周波試験を行う場合には、スプリング性を持つ
高周波用のプローブを、上記半導体ウエハプローバに装
填されたプローブボードの電極への接続を行う大きな重
量を持つ高周波テストヘッドHFTHを水平方向の移動
によって結合させることができる。このため、高周波テ
ストヘッドHFTHの重量が大きくとも比較的小さな力
でもってそれを簡単に半導体ウヱハプローバに結合させ
ることができる。In addition, when performing high-frequency tests, horizontally move the heavy high-frequency test head HFTH, which connects the high-frequency probes with spring properties to the electrodes of the probe board loaded on the semiconductor wafer prober. can be combined by Therefore, even if the high frequency test head HFTH is heavy, it can be easily coupled to the semiconductor wafer prober with a relatively small force.
第3図には、上記プローブボードPBが装填されるプロ
ーブボードアダプターと、高周波テストヘッドHFTH
との接続を示す概略断面図が示されている。FIG. 3 shows the probe board adapter into which the probe board PB is loaded and the high frequency test head HFTH.
A schematic cross-sectional view showing the connection with is shown.
プローブボードPBは、プリント配線を介してプローブ
針と電気的に接続されるピンPが、プローブボードアダ
プター(ボードホルダー)PADのコネクタ挿入される
ことによって固定的に装填される。上記プローブボード
アダプタPADは、半導体ウェハブローバのベースBS
に固定的に取り付けられるものである。これによって、
プローブボードPBは、回転不能な状態で固定的に装填
されるものである。The probe board PB is fixedly loaded by inserting a pin P electrically connected to a probe needle via printed wiring into a connector of a probe board adapter (board holder) PAD. The above probe board adapter PAD is the base BS of the semiconductor wafer prober.
It is fixedly attached to the by this,
The probe board PB is fixedly loaded in a non-rotatable state.
上記のようにプローブボードアダプターPADは、上記
プローブボードPDと同様なプリント基板を持ち、その
上面側に上記ピンPと電気的に接続されるプリント配線
PCが形成される。このプリント配線PCは放射状に延
びてアダプターPADの外周に接触用電極が形成される
。これによって、高密度に形成されるプローブボードの
接続ピンに対して、比較的大きな間隔を持って配列され
る電極を得ることができる。このような電極間の間隔を
広げることによって、次に説明するように伝送特性の良
い比較的大型のポコピンを多数配列させることができる
。As described above, the probe board adapter PAD has a printed circuit board similar to the probe board PD, and the printed wiring PC electrically connected to the pins P is formed on the upper surface side of the printed circuit board. This printed wiring PC extends radially, and contact electrodes are formed on the outer periphery of the adapter PAD. As a result, it is possible to obtain electrodes that are arranged at relatively large intervals with respect to the connection pins of the probe board that are formed at high density. By widening the spacing between the electrodes, it is possible to arrange a large number of relatively large Pokopins with good transmission characteristics, as described below.
上記高周波テストヘッドHFTT(は、支柱HAを介し
て取り付けられるベースに、上記アダプターPADの電
極に対応したボコビンPPが設けられる。このポコピン
PPからリードgLを介して内部の同軸ケーブル等から
なる伝送ケーブルに接続される。上記リード線りも同軸
ケーブルを使用してもよい。The high frequency test head HFTT (high frequency test head HFTT) is attached to the base via a support post HA, and a Bocobin PP corresponding to the electrode of the adapter PAD is provided. A transmission cable consisting of an internal coaxial cable etc. is connected from this Pokopin PP via a lead gL. A coaxial cable may also be used for the lead wire.
上記高周波テストヘッドHFTHのボコピンPPが設け
られるベースには、位置合わせ用のガイド穴が設けられ
る。このガイド穴に対応して、上記半導体ウェハブロー
バのベースBSには、位置合わせ用のガイドピンCPが
設けられる。上記のようにアダプターPADはベースB
Sに固定的に取り付けられることから、上記ガイドピン
GPとガイド穴を用いて上記ボコピンPPとアダプター
PADの電極とを精度良く位置合わせすることが可能と
なる。A guide hole for positioning is provided in the base of the high frequency test head HFTH on which the boko pin PP is provided. Corresponding to this guide hole, a guide pin CP for positioning is provided on the base BS of the semiconductor wafer blobber. As mentioned above, the adapter PAD is base B
Since it is fixedly attached to S, it becomes possible to accurately align the Boko pin PP and the electrode of the adapter PAD using the guide pin GP and the guide hole.
この実施例では、上記アダプターPADに装填されるプ
ローブボードPBを取り替えることによって、簡単に異
なる品種、言い換えるならば、電極の配列が異なる半導
体チップが形成される半導体ウェハ測定が行われる。In this embodiment, by replacing the probe board PB loaded in the adapter PAD, measurement of semiconductor wafers can be easily performed on semiconductor wafers of different types, in other words, on which semiconductor chips with different electrode arrangements are formed.
上記のように、プローブボードをアダプターとともに固
定的に取り付けることから、高周波テストヘッドとの対
応が簡単になる。すなわち、プローブボードPBのθ調
整のための回転調整が不用になるから、プローブボード
PBと高周波テストヘッドとの間の伝送経路を単純にし
かも短くできるものである。これによって、高周波数の
伝送ロスを少なくできるから、試験可能な上限周波数を
高くできる。As mentioned above, since the probe board is fixedly attached together with the adapter, compatibility with high-frequency test heads becomes easy. That is, since rotational adjustment for adjusting θ of the probe board PB is not necessary, the transmission path between the probe board PB and the high frequency test head can be made simple and short. This makes it possible to reduce transmission loss at high frequencies, thereby increasing the upper limit frequency that can be tested.
上記の実施例から得られる作用効果は、下記の通りであ
る。The effects obtained from the above examples are as follows.
<11プローブボードの持つX又はY軸と半導体ウェハ
を保持する測定載置台が搭載されるステージ機構のX又
はY軸との角度を検出して、それに応じて上記テスージ
機構の動的なX軸及びY軸を上記プローブボードの持つ
X軸及びY軸に一致させるように移動制御を行うことよ
り、プローブボードのθ調整手段が不用になるためプロ
ーブボードの取り付は機構を簡単にできるという効果が
得られる。<11 Detect the angle between the X or Y axis of the probe board and the X or Y axis of the stage mechanism on which the measurement stage holding the semiconductor wafer is mounted, and adjust the dynamic X axis of the test mechanism accordingly. By controlling the movement so that the and Y axes coincide with the X and Y axes of the probe board, the θ adjustment means of the probe board is no longer required, so the mechanism for mounting the probe board can be simplified. is obtained.
(2)上記(1)により、プローブボードを回転させる
必要が無−′l/1から、高周波テストヘッドとの接続
経路を簡略化が可能となり、信頼性の高い高周波試験が
可能になるとともに、その上限周波数を高くできるとい
う効果が得られる。(2) With (1) above, there is no need to rotate the probe board, the connection path with the high frequency test head can be simplified, and highly reliable high frequency tests can be performed. The effect is that the upper limit frequency can be increased.
(3)上記プローブボード(プローブ針)の角度検出手
段として、被測定半導体ウェハを吸引固定する測定載置
台を移動させるX/Yステージ機構にプローブ針を被測
定半導体ウェハが置かれる側から撮影する撮像装置を取
り付け、この撮像装置の映像信号に基づいて上記角度を
検出することによって、プローブ針の尖端にピント合わ
せされたシャープな映像信号が得られることから正確な
尖端位置の認識が可能になること、及びX/Yステージ
の移動による撮像装置のX又はY方向の移動によって同
じ針の尖端位置の検出から正確なθずれを判定できる。(3) As a means for detecting the angle of the probe board (probe needle), the probe needle is photographed from the side where the semiconductor wafer to be measured is placed on the X/Y stage mechanism that moves the measurement mounting table that suction-fixes the semiconductor wafer to be measured. By attaching an imaging device and detecting the above angle based on the video signal of this imaging device, a sharp video signal focused on the tip of the probe needle can be obtained, making it possible to accurately recognize the tip position. In addition, by moving the imaging device in the X or Y direction by moving the X/Y stage, an accurate θ shift can be determined from the detection of the same needle tip position.
これによって、プローブ針の配列に影響されることなく
プローブボードの高精度のθ検出が可能になるから、上
記ステージ機構の動的なX軸及びY軸をプローブボード
のX軸及びY軸に高精度に一致させることができるとい
う効果かえられる。This enables highly accurate θ detection of the probe board without being affected by the arrangement of the probe needles, so the dynamic X-axis and Y-axis of the stage mechanism can be adjusted to the X-axis and Y-axis of the probe board. The effect is that the precision can be matched.
(4)コースアライメントステージにおいて、半導体ウ
ェハの表面からそのパターンを認識するための撮像装置
を設けることによって、上記ステージ機構の動的なX軸
又はY軸を基準にしたアライニングを行うことができ、
それにより針合わせも自動化できるという効果かえられ
る。(4) By installing an imaging device on the coarse alignment stage to recognize the pattern from the surface of the semiconductor wafer, dynamic alignment of the stage mechanism based on the X-axis or Y-axis can be performed. ,
This has the effect of automating needle alignment.
以上本発明者によってなされた発明を実施例に基づき具
体的に説明したが、この発明は上記実施例に限定される
ものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可
能であることはいうまでもない。例えば、プローブボー
ドの持つX又はY軸と、ステージ機構の持つX又はY軸
との相対的な回転角度を検出する手段は、プローブボー
ドの開口部からプローブ針の尖端とその下に位置する半
導体ウェハの表面とを撮像装置により撮影して、その映
像信号からパターン認識を行い回転角度を算出するもの
であってもよい。この場合には、撮像装置が1つで構成
できる。ただし、前記のような高周波テストヘッドの取
り付けを可能にするため、上記撮像装置は移動可能に取
り付ける必要がある。Although the invention made by the present inventor has been specifically explained above based on Examples, it goes without saying that this invention is not limited to the above Examples and can be modified in various ways without departing from the gist thereof. Nor. For example, the means for detecting the relative rotation angle between the X or Y axis of the probe board and the X or Y axis of the stage mechanism is to detect the tip of the probe needle from the opening of the probe board and the semiconductor located below. The rotation angle may be calculated by photographing the surface of the wafer using an imaging device and performing pattern recognition from the video signal. In this case, it can be configured with only one imaging device. However, in order to enable attachment of the high frequency test head as described above, the imaging device needs to be attached movably.
また、半導体ウェハのアライニングは、ステージ機構の
真のX軸又はY軸と半導体ウェハのX軸又はY軸を一致
させるものであってもよい。この場合には、ステージ機
構は半導体チップの測定時に、上記プローブボードの軸
に従った動的なX”軸及びY゛軸に従って移動制御がな
される。言い換えるならば、上記アライニング終了後に
測定載置台は前記角度θだけ回転され、上記動的なX゛
軸及びY°軸に従った移動制御が行われる。Furthermore, aligning the semiconductor wafer may be performed by aligning the true X-axis or Y-axis of the stage mechanism with the X-axis or Y-axis of the semiconductor wafer. In this case, when measuring the semiconductor chip, the stage mechanism is dynamically controlled to move along the X" and Y" axes in accordance with the axes of the probe board.In other words, after the alignment is completed, the stage mechanism is mounted for measurement. The table is rotated by the angle θ, and movement control is performed according to the dynamic X′ axis and Y° axis.
半導体ウェハプローバを構成するX/Yステージ機構は
、上記縦型であることには限定されれず、従来と同様に
横型のものであってもよい。The X/Y stage mechanism constituting the semiconductor wafer prober is not limited to the above-mentioned vertical type, but may be of the horizontal type as in the past.
この発明は、半導体ウエハプローバとして広く利用でき
るものである。This invention can be widely used as a semiconductor wafer prober.
本願において開示される発明のうち代表的なものによっ
て得られる効果を簡単に説明すれば、下記の通りである
。すなわち、プローブボードの持つX又はY軸と半導体
ウェハを保持する測定!3!置装が搭載されるステージ
機構のX又はY軸との角度を検出して、それに応じて上
記テスージ機構の動的なY軸及びY軸を上記プローブボ
ードの持つY軸及びY軸に一致させるように移動制御を
行うことより、プローブボードのθ調整手段が不用にな
るためプローブボードの取り付は機構が簡単にできると
ともに、高周波テストヘッドとの接続経路を簡略化が可
能となり信頼性の高い高周波試験を実現できる。A brief explanation of the effects obtained by typical inventions disclosed in this application is as follows. In other words, measurements that hold the semiconductor wafer with the X or Y axis of the probe board! 3! Detecting the angle with the X or Y axis of the stage mechanism on which the device is mounted, and matching the dynamic Y-axis and Y-axis of the stage mechanism with the Y-axis and Y-axis of the probe board accordingly. By controlling the movement in this manner, the probe board's θ adjustment means is no longer required, which simplifies the installation of the probe board, and also simplifies the connection path with the high-frequency test head, resulting in high reliability. High frequency testing can be achieved.
第1図は、この発明に係る半導体ウエハプローバの主要
部の概略側面図、
第2図は、プローブボードのθずれの検出方法を説明す
るための図、
第3図は、上記プローブボードと高周波テストヘッドと
の接続部の一実施例を示す概略断面図である。
BS・・ベース、XS・・Xステージ、YS・・Yステ
ージ、Z・・Xステージ、θ・・θステージ、WF−・
半導体ウェハ、ITVI、ITV2・・措像装置、PT
・・パターン認識装置、5TGC・・ステージ制御装置
、PB・・プローブボード、HFTH・・高周波テスト
ヘッド、PAD・・プローブボードアダプター、HA・
・支柱、P・・ピン、PC・・プリント配線、PP・・
ボコピン、L・・リード線、CP・・位置合わせガイド
ピンFIG. 1 is a schematic side view of the main parts of the semiconductor wafer prober according to the present invention, FIG. 2 is a diagram for explaining a method for detecting θ deviation of the probe board, and FIG. 3 is a diagram showing the probe board and the high frequency FIG. 2 is a schematic cross-sectional view showing an example of a connection part with a test head. BS...Base, XS...X stage, YS...Y stage, Z...X stage, θ...θ stage, WF-...
Semiconductor wafer, ITVI, ITV2...imaging equipment, PT
・・Pattern recognition device, 5TGC・・Stage control device, PB・・Probe board, HFTH・・High frequency test head, PAD・・Probe board adapter, HA・
・Post, P...Pin, PC...Printed wiring, PP...
Bocopin, L...Lead wire, CP...Positioning guide pin
Claims (1)
ブボードが装填された状態で持つX又はY軸と半導体ウ
ェハを保持する測定載置台が搭載されるステージ機構の
X又はY軸との相対的角度に応じて、上記ステージ機構
の動的なX軸及びY軸を上記プローブボードの持つX軸
及びY軸に一致させるように移動制御を行うコントロー
ラを含むことを特徴とする半導体ウェハプローバ。 2、上記角度は、上記ステージ機構に取り付けられ、プ
ローブ針を被測定半導体ウェハが置かれる側から撮影す
る撮像装置と、この撮像装置により形成される映像信号
を受けるパターン認識装置とからなる角度検出手段を用
い、上記ステージ機構をX又はY方向に一定距離だけ移
動させたときの特定のプローブ針尖端の2点座標情報か
ら算出されるものであることを特徴とする特許請求の範
囲第1項記載の半導体ウェハプローバ。 3、固定プローブボードは、高周波テストヘッドに対応
して固定的に取り付けられるものであることを特徴とす
る特許請求の範囲第2項記載の半導体ウェハプローバ。[Scope of Claims] 1. An X or Y axis of a stage mechanism in which a probe board having a plurality of probe needles fixedly mounted thereon is mounted, and a measurement stage for holding a semiconductor wafer is mounted thereon. or a controller that controls the movement of the stage mechanism so as to match the dynamic X-axis and Y-axis of the stage mechanism with the X-axis and Y-axis of the probe board according to the relative angle with the Y-axis. Semiconductor wafer prober. 2. The angle is detected by an imaging device that is attached to the stage mechanism and that photographs the probe needle from the side where the semiconductor wafer to be measured is placed, and a pattern recognition device that receives the video signal formed by this imaging device. Claim 1, characterized in that the method is calculated from two-point coordinate information of a specific probe needle tip when the stage mechanism is moved by a certain distance in the X or Y direction using means. The semiconductor wafer prober described. 3. The semiconductor wafer prober according to claim 2, wherein the fixed probe board is fixedly attached to the high frequency test head.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP62094918A JPS63260143A (en) | 1987-04-17 | 1987-04-17 | semiconductor wafer prober |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP62094918A JPS63260143A (en) | 1987-04-17 | 1987-04-17 | semiconductor wafer prober |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS63260143A true JPS63260143A (en) | 1988-10-27 |
Family
ID=14123373
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP62094918A Pending JPS63260143A (en) | 1987-04-17 | 1987-04-17 | semiconductor wafer prober |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS63260143A (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2012255700A (en) * | 2011-06-08 | 2012-12-27 | Saunders & Associates Llc | Electronic component measuring apparatus |
-
1987
- 1987-04-17 JP JP62094918A patent/JPS63260143A/en active Pending
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2012255700A (en) * | 2011-06-08 | 2012-12-27 | Saunders & Associates Llc | Electronic component measuring apparatus |
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