JP2005049254A - Inspection device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、被検査体の電気的特性検査を行う検査装置に関し、更に詳しくは、熱あるいは熱による位置ズレに影響されることなく、プローブカードの多数のプローブと被検査体の検査用電極とを確実に接触させることができる検査装置に関するものである。 The present invention relates to an inspection apparatus for inspecting electrical characteristics of an object to be inspected. More specifically, the present invention relates to an inspection device for an object to be inspected and a large number of probes on a probe card without being affected by heat or positional deviation due to heat. It is related with the inspection apparatus which can be made to contact reliably.
この種の検査装置は、例えば図4の(a)、(b)に示すように、ローダ室1とプローバ室2を備えている。ローダ室1は、例えば、被検査体(例えば、ウエハ)Wを収納する収納部3と、ウエハWを搬送するウエハ搬送機構4と、ウエハWのプリアライメントを行うプリアライメント機構5とを備えている。また、プローバ室2は、ウエハWを載置する載置台6と、載置台6を水平方向(X、Y方向)に移動させるXYテーブル7と、載置台6の上方に配置されたプローブカード8と、プローブカード8と載置台6上のウエハWとのアライメントを行うアライメント機構9とを備えている。
This type of inspection apparatus includes a
載置台6は、例えば温度調節機構及び昇降機構を有する。温度調節機構はウエハWの高温検査や低温検査を行う場合に機能し、昇降機構はアライメント時や検査時に機能する。プローブカード8はヘッドプレート1Aの略中央の開口部に固定されている。プローブカード8は、例えばタングステンワイヤー等によって形成された複数のプローブ8Aを有し、各プローブ8Aを各デバイスの電極パッドに接触させ、テスタとデバイス間で電気信号の授受を行う。このようなプローブにはカンチレバータイプのものや垂直針タイプのものが広く用いられている。また、アライメント機構9は、アライメント時にウエハW側を撮像する上カメラ9Aと、プローブカード8のプローブ8Aを撮像する下カメラ9Bとを備えている。上カメラ9Aはアライメントブリッジ9Cの中央に取り付けられ、このアライメントブリッジ9Cはプローバ室2の左右両側の上方で前後方向に配置された一対のガイドレール9Dに沿って移動する。下カメラ9Bは載置台6に付設されている。尚、図4の(a)において、Tはテストヘッドである。
The mounting table 6 includes, for example, a temperature adjustment mechanism and a lifting mechanism. The temperature adjustment mechanism functions when performing high temperature inspection or low temperature inspection of the wafer W, and the lifting mechanism functions during alignment or inspection. The
而して、プローバ室2内でウエハWの検査を行う場合には、載置台6がXYテーブル7を介して移動する間にアライメント機構9によって載置台6上のウエハWとプローブカード8とのアライメントを行う。その後、載置台6が検査位置まで移動した後、昇降機構を介して載置台6の載置部が上昇してウエハWとプローブカード8のプローブ8Aが接触する。更に、昇降機構を介して載置台6に所定量のオーバードライブを掛けてウエハWとプローブ8Aとを電気的に接触させて検査を行う。
Thus, when the wafer W is inspected in the
オーバードライブ量は、検査の良し悪しに影響し、場合によってはプローブの破損等をもたらすため、その管理は極めて重要である。そこで、例えば特許文献1にはオーバードライブ量の上限を設定するストッパーを備えたプローブカードについて記載されている。このプローブカードは、垂直式プローブピンや針式プローブピンに採用でき、過大なオーバードライブ量を受けた際に、プローブピンの変形や位置ズレ等を防止することができる。
Since the amount of overdrive affects the quality of inspection and may cause damage to the probe in some cases, its management is extremely important. Therefore, for example,
また、特許文献2にはデバイスの高集積化に対応したメンブレンタイプのプローブカードを用いたプローブ装置について記載されている。この場合にもプローブカードにストッパーが設けられ、このストッパーによってプローブカードの破損を防止するようにしている。
ところが、最近はデバイスの高集積化が急速に進み、電極パッドも狭ピッチ化しているため、従来の垂直タイプやカンチレバータイプのプローブ等では電極パッドの狭ピッチ化に対応しきれない状況になってきている。そこで、最近ではマイクロマシン技術を用いて今後の高集積化に対応したプローブを有するプローブカードの製品化が検討されている。
しかしながら、マイクロマシン技術によって形成された狭ピッチ化に対応したプローブは極めて微細でオーバードライブ量が例えば数10μmと小さくなるため、ウエハの高温検査を行う場合に載置台のチャックトップ(載置部)からの熱の影響を受け、ヘッドプレート1Aが数10μm程度、場合によっては100μm以上上下方向に反ってオーバードライブ量を超えてしまい、プローブカード8の使用が難しくなるという課題があった。更に、検査の種類によってはウエハWとプローブカード8を全面で一括接触させて検査を行う場合もあるが、このような場合にも数μm以下にウエハWとプローブカード8の平行度を調整するのが難しいという課題があった。
However, since the probe corresponding to the narrow pitch formed by the micromachine technology is extremely fine and the amount of overdrive is as small as several tens of μm, for example, when performing high-temperature inspection of the wafer, the chuck top (mounting unit) of the mounting table is used. Under the influence of heat, the
本発明は、上記課題を解決するためになされたもので、プローブが微細化しても熱の影響を受けることなくプローブと被検査体とを所定のオーバードライブ量で確実に接触させることができる検査装置を提供することを目的としている。 The present invention has been made in order to solve the above-described problem, and even when the probe is miniaturized, the probe and the object to be inspected can be reliably contacted with a predetermined overdrive amount without being affected by heat. The object is to provide a device.
本発明の請求項1に記載の検査装置は、被検査体を載置する載置部の昇降機構を有する載置台と、この載置台の上方に配置され且つ複数のプローブを有するプローブカードとを備え、上記載置部の上昇により上記プローブと上記被検査体とが接触した後、オーバードライブして上記被検査体の電気的特性検査を行う検査装置であって、上記載置部の上昇により上記プローブに当接して所定のオーバードライブ量を維持する当接機構を上記載置部の径方向外側に設けたことを特徴とするものである。 An inspection apparatus according to a first aspect of the present invention includes a mounting table having a lifting mechanism for a mounting unit on which an object to be inspected is mounted, and a probe card that is disposed above the mounting table and has a plurality of probes. An inspection device for overdriving and inspecting the electrical characteristics of the object to be inspected after the probe and the object to be inspected are brought into contact with each other due to the rising of the mounting part. A contact mechanism that contacts the probe and maintains a predetermined overdrive amount is provided on the radially outer side of the mounting portion.
また、本発明の請求項2に記載の検査装置は、請求項1に記載の発明において、上記当接機構は、上記載置部の周方向に等間隔を空けて複数設けられていることを特徴とするものである。
In the inspection apparatus according to
また、本発明の請求項3に記載の検査装置は、請求項1または請求項2に記載の発明において、上記当接機構は、上記オーバードライブ量を設定する機構を有することを特徴とするものである。 According to a third aspect of the present invention, in the inspection apparatus according to the first or second aspect, the contact mechanism has a mechanism for setting the overdrive amount. It is.
また、本発明の請求項4に記載の検査装置は、請求項1〜請求項3のいずれか1項に記載の発明において、上記当接機構は、昇降駆動機構を有することを特徴とするものである。 According to a fourth aspect of the present invention, there is provided the inspection apparatus according to any one of the first to third aspects, wherein the contact mechanism includes a lift drive mechanism. It is.
また、本発明の請求項5に記載の検査装置は、請求項1〜請求項4のいずれか1項に記載の発明において、上記当接機構は、圧電体を有することを特徴とするものである。
An inspection apparatus according to
また、本発明の請求項6に記載の検査装置は、請求項1〜請求項5のいずれか1項に記載の発明において、上記プローブカードは、上記被検査体の全検査用電極に対応する複数のプローブを有することを特徴とするものである。
Moreover, in the inspection apparatus according to
本発明の請求項1〜請求項7に記載の発明によれば、プローブが微細化しても熱の影響を受けることなくプローブと被検査体とを所定のオーバードライブ量で確実に接触させることができる検査装置を提供することができる。 According to the first to seventh aspects of the present invention, even if the probe is miniaturized, the probe and the device under test can be reliably brought into contact with each other with a predetermined overdrive amount without being affected by heat. An inspection device capable of being provided can be provided.
以下、図1及び図2に示す実施形態に基づいて本発明を説明する。本実施形態では、プローブカードへの当接機構としてボールネジや圧電体を用いることによって最良の効果を発揮する。 Hereinafter, the present invention will be described based on the embodiment shown in FIGS. 1 and 2. In this embodiment, the best effect is exhibited by using a ball screw or a piezoelectric body as a contact mechanism to the probe card.
本実施例の検査装置10は、例えば図1の(a)に示すように、被検査体(例えば、ウエハ)Wを載置する昇降可能な載置台11と、この載置台11の上方に配置されたプローブカード12とを備え、その他の部分は従来の検査装置に準じて構成されている。
As shown in FIG. 1A, for example, the
載置台11は、図1の(a)、(b)に示すように、ウエハWを載置する載置部(チャックトップ)13と、このチャックトップ13を支持する支持部14とを備えている。チャックトップ13内には温度調節機構としてのヒータ(図示せず)が設けられ、このヒータによってウエハWを所定温度まで加熱して高温検査を行えるようになっている。また、ヒータの下方には冷却ジャケットなどが設けられ、低温検査を行えるようになっている。また、支持部14は昇降駆動機構(図示せず)を介して矢印A方向に上昇し、上昇後には元の位置まで下降するようになっている。この昇降駆動機構は例えばボールネジ及びモータによって構成されている。
As shown in FIGS. 1A and 1B, the mounting table 11 includes a mounting unit (chuck top) 13 on which the wafer W is mounted and a
而して、図1の(a)ではプローブカード12のプローブ12Aを模式的に示してあるが、これらのプローブ12Aは例えばマイクロマシンの技術によってウエハWの検査用の全電極パッドに対応させてプローブカード12の基板12Bに形成されている。このプローブ12Aは極めて微細な構造であるため、40〜100μmのオーバードライブ量しか確保することができない。また、プローブ12Aの針先の高さのバラツキを吸収した上でウエハWの電極パッドと電気的な導通を取るためには更に少なくとも30μm程度は押し付ける必要がある。
1A schematically shows the
ところが、例えばチャックトップ13からウエハWを85℃に加熱して高温検査を行う場合には、チャックトップ13からの熱でヘッドプレートが変形してプローブカード12の高さが数10μm、場合によっては100μm以上変動してしまう。これと同時にウエハWとの平行も崩れることがある。そのため、このような状況下ではマイクロマシン技術で形成されたプローブ12Aを使用することが難しくなる。
However, for example, when the wafer W is heated from the
そこで、本実施例では当接機構を用いてヘッドプレートの変形に影響されることなく、ウエハWとプローブ12Aとを所定のオーバードライブ量で確実に接触させるようにしている。即ち、この当接機構は図1の(a)、(b)に示すように支持部14上に設けられ、チャックトップ13が矢印A方向に上昇する間に当接機構がプローブカード12と当接し、常に所定のオーバードライブ量を維持してウエハWとプローブ12Aとが安定に一括接触するようにしてある。この当接機構は同図に示すように具体的には3個のストッパー15によって構成され、これら3個のストッパー15はチャックトップ13の周囲にその周方向等間隔を空けて設けられている。
Therefore, in this embodiment, the contact mechanism is used to reliably contact the wafer W and the
このストッパー15は、例えば図1の(a)、(b)に示すように、ボールネジ15Aと、このボールネジ15Aと一体化したモータ15Bとを備えて構成されている。モータ15Bはミクロンオーダーの分解能を有し、ボールネジ15Aをミクロン単位で矢印B方向に昇降させることができる。ボールネジ15Aの上端はウエハWの表面から僅かに突出している。この時の突出量をモータ15Bによって適宜設定し所定のオーバードライブ量を設定することができる。ボールネジ15A上端の高さは、アライメント機構9の上カメラ9Aを用いて確認することができ、アライメント時にボールネジ15Aの高さが所定のオーバードライブ量になっていない時にはモータ15Bを介してその差分を調節することができる。
For example, as shown in FIGS. 1A and 1B, the
また、ストッパー15の駆動機構として圧電体を用いることができる。この場合には、ストッパーは圧電体と昇降体(例えば、ロッド)とを有し、圧電体の印加電圧によってロッドの昇降量をミクロンオーダーで制御することができる。
Further, a piezoelectric body can be used as a driving mechanism for the
次に、図2を参照しながら動作について説明する。プローバ室内の載置台11においてウエハWを受け取ると、載置台11の温度調整機構を介してウエハWを所定温度(例えば、85℃)に設定する。この状態で載置台11がXYテーブルを介して移動する間にアライメント機構によってウエハWとプローブカード12とのアライメントを行う。この際、載置台11のストッパー15のボールネジ15AのウエハW上面からの突出量をモータ15Bによって調節し、所定のオーバードライブ量を確保する。アライメント後、載置台11がXYテーブルを介して移動し、図1の(a)に示すようにウエハWがプローブカード12の真下に到達する。この状態で載置台11の昇降機構が駆動してチャックトップ13及びストッパー15が支持部14と一緒に上昇する。
Next, the operation will be described with reference to FIG. When the wafer W is received by the mounting table 11 in the prober chamber, the wafer W is set to a predetermined temperature (for example, 85 ° C.) via the temperature adjustment mechanism of the mounting table 11. In this state, the wafer W and the
チャックトップ13の上昇により、まず図2の(a)に示すようにウエハWとプローブ12Aとが接触する。この段階ではストッパー15とプローブカード12は接触していない。引き続き、載置台11の昇降機構を介してチャックトップ13及びストッパー15が上昇し、同図の(b)に示すようにストッパー15とプローブカード12の基板12Bとが接触する。この間にプローブ12Aには所定量のオーバードライブが掛かって全てのプローブ12Aと対応するウエハWの電極パッドとが電気的に接触し、プローブ12Aを介してテスタとウエハW間で信号を授受できる状態になる。
As the
この際、チャックトップ13の温度の影響でプローブカード12及びヘッドプレートが僅かに変形するが、本実施例では載置台11の昇降機構を介してストッパー15をプローブカード12に熱でヘッドプレートが変形した以上にヘッドプレートを変形させるだけ強く押し付けることによってプローブカード12やヘッドプレートの変形の影響を受けることがない。このようにストッパー15をプローブカード12に強く押し付けても、ウエハWのオーバードライブ量はストッパー15のウエハWからの突出量で決まるため、ストッパー15からプローブカード12への押圧力に関係なく一定である。
At this time, the
また、ウエハWの厚みが変動する場合にはストッパー15のウエハW表面からの突出量が変動するため、モータ15Bまたは圧電体を介して突出量を調節して最適なオーバードライブ量を設定する。また、プローブカード12の継続使用によりプローブ12Aが磨耗した場合も同様にオーバードライブ量を設定し直すことができる。このような事態を考慮してプローブ12Aの針先高さやストッパー15の高さを定期的に測定し、オーバードライブ量を定期的に調節することが好ましい。
In addition, when the thickness of the wafer W varies, the amount of protrusion of the
以上説明したように本実施例によれば、チャックトップ13の上昇によりプローブカード12の基板12Bに当接して所定のオーバードライブ量を維持するストッパー15をチャックトップ13の径方向外側に設けたため、ストッパー15がプローブカード12の基板12Bに当接することによって常に一定のオーバードライブ量を確保することができ、マイクロマシン技術等によってプローブ12Aが微細化してもチャックトップ13からの熱の影響を受けることなくプローブ12AとウエハWとを所定のオーバードライブ量で確実に電気的に接触させることができる。
As described above, according to the present embodiment, the
また、本実施例によれば、ストッパー15をチャックトップ13の周方向に等間隔を空けて3箇所に設けたため、プローブカード12とウエハWが電気的に接触した時にプローブカード12とウエハWとを平行に保つことができる。また、ストッパー15は、オーバードライブ量を設定する機構としてボールネジ15A及びモータ15B、または圧電体を有するため、ウエハWの種類等に応じて所定量のオーバードライブ量を確実に設定することができる。更に、プローブカード12は、ウエハWの全検査用電極バッドに対応する複数のプローブ12Aを有するため、マイクロマシン技術等によってプローブ12Aが微細化してもチャックトップ13からの熱の影響を受けることなくプローブ12AとウエハWとを所定のオーバードライブ量で確実に電気的に接触させることができる。
Further, according to the present embodiment, the
本実施例の検査装置20は、例えば図3に示すように載置台に設けられた当接機構を異にする以外は実施例1に準じて構成されている。本実施例では当接機構であるストッパー25が円筒状に形成されている。この円筒状のストッパー25は同図に示すように載置台21の支持部24上にチャックトップ23を囲んで配置されている。このストッパー25は、同図に示すように一体構造であっても良く、また、上下に分割された分割構造であっても良い。一体構造の場合には、支持部24の下方に昇降駆動機機構を設け、この昇降駆動機構によってストッパー25を支持部24の下方から昇降させるようにする。また、分割構造の場合には、ストッパー25内を空洞に形成し、内部に実施例1のストッパー15と同種の機構を設けることによって上部が昇降するようにしても良い。本実施例においても実施例1と同様の作用効果を奏する。
The inspection apparatus 20 according to the present embodiment is configured in accordance with the first embodiment except that, for example, the contact mechanism provided on the mounting table is different as shown in FIG. In this embodiment, the stopper 25 which is a contact mechanism is formed in a cylindrical shape. The cylindrical stopper 25 is disposed on the
尚、本発明は上記実施形態に何等制限されるものではなく、載置台側にストッパーに相当する当接機構を設けたものであれば本発明に包含される。上記各実施例ではプローブカードと被検査体とが一括接触する場合について説明したが、被検査体に部分的に接触するプローブカード等、プローブカードの種類に関係なく、また、被検査体の種類に関係なく本発明を適用することができる。 In addition, this invention is not restrict | limited at all to the said embodiment, It will be included in this invention if the contact mechanism equivalent to a stopper is provided in the mounting base side. In each of the embodiments described above, the case where the probe card and the object to be inspected are collectively contacted, but the type of the object to be inspected is independent of the type of the probe card, such as a probe card that partially contacts the object to be inspected. The present invention can be applied regardless of the case.
本発明の検査装置は、例えば被検査体の全検査用電極とこれらの検査用電極に対応するプローブを有するプローブカードとを接触させて高温検査を行う場合に好適に利用することができる。 The inspection apparatus of the present invention can be suitably used when, for example, high temperature inspection is performed by bringing all inspection electrodes of an object to be inspected into contact with a probe card having probes corresponding to these inspection electrodes.
10、20 検査装置
11、21 載置台、
12 プローブカード
13、23 チャックトップ(載置部)
15、25 ストッパー(当接機構)
W ウエハ(被検査体)
10, 20
12
15, 25 Stopper (contact mechanism)
W wafer (inspected object)
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