JP2019110259A - プローバ - Google Patents
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Abstract
Description
Coupled Device)カメラ等から構成されるカメラ(図示せず)と、上記カメラの撮像対象から当該カメラに光を導く光学系(図示せず)とを有する。下部撮像ユニット20は、上記カメラによって、プローブカード4に形成されたプローブ4aを撮像し、その画像データすなわち撮像データを生成する。生成された撮像データは、例えば、ウエハW上の電極とプローブ4aとの位置合わせに用いられる。言い換えると、下部撮像ユニット20は、ウエハWに形成された電極とプローブ4aとの相対的な位置合わせを行うためにプローブカード4に形成されたプローブ4aの先端位置を検出するプローブ位置検出カメラとして機能する。なお、下部撮像ユニット20で生成された撮像データは後述の制御部7に出力される。
本実施形態の検査処理では、例えば、まず、ローダー部2のフープからウエハWを取り出してステージ5に搬送する。図示は省略するが、ウエハWの表面には、電気的検査の対象となるデバイスが形成されている。
次に、下部撮像ユニット20と上部撮像ユニット40との位置合わせを行う。具体的には、まず、図3に示すように、上部撮像ユニット40及び下部撮像ユニット20をプローブセンタ、すなわち、プローブカード4の中心の真下へ移動させる。そして、ステージ5を介して下部撮像ユニット20を移動させ、不図示のターゲットマーク等を用いて、下部撮像ユニット20の合焦面と上部撮像ユニット40の合焦面を一致させる。これにより、下部撮像ユニット20と上部撮像ユニット40との位置合わせが完了となる。位置合わせ完了後のステージ5のX、Y、Z座標は不図示の記憶部に記憶される。
続いて、高さ検出ユニット30を用いたプローブカード4のプローブ4aの基準面からの高さの検出が行われる。なお、上記基準面は、下部撮像ユニット20等の高さの基準となる面であり、例えば、ステージ5が設けられているX方向移動ユニット11の上面である。以下の説明では、基準面とはX方向移動ユニット11の上面を意味する。ただし、基準面は、この例に限られず、例えばプローブカード4の下面であってもよいし、プローブ4とステージ5が接触するときの該ステージ5の上面であってもよく、下部撮像ユニット20等の高さの基準となる面であれば、特に限定されない。
プローブ高さ検出工程ではまず、プローブ4aの高さを検出する位置(以下、高さ検出位置)に高さ検出ユニット30を移動させ、該高さ検出位置における高さ検出ユニット30の上面の基準面からの高さを検出する。具体的には、図4に示すように、ステージ5を介して高さ検出ユニット30を、プローブセンタに位置する上部撮像ユニット40の真下へ移動させる。これと共に、昇降機構33を介して高さ検出ユニット30の荷重センサ31を上端まで上昇させて、荷重センサ31の上面をステージ5の上面より高く位置させる。その後、ステージ5を介して高さ検出ユニット30を昇降させ、上部撮像ユニット40の焦点が荷重センサ31の上面に合うようにさせる。このときのステージ5のZ座標が、荷重センサ31の上面の基準面からの高さとして、記憶部に記憶される。
上記高さ検出ユニット高さ取得工程に続いて、プローブ4aの先端の高さを、高さ検出ユニット30を用いて検出する。具体的には、図5に示すように、上部撮像ユニット40をプローブセンタから退避させた後、プローブセンタに位置する荷重センサ31をステージ5を介して上昇させ、荷重センサ31の上面をプローブ4aの先端に接触させる。接触したことにより荷重センサ31で所定の荷重が検出されると、荷重センサ31の上昇は停止される。制御部7は、このときのステージ5のZ座標と、高さ検出ユニット高さ取得工程で取得した高さ検出ユニット30の高さに基づいて、プローブ4aの先端の基準面からの高さを算出する。
そして、プローブ4aの先端に対する下部撮像ユニット20のZ軸方向にかかる位置決めを行う。
下部撮像ユニット位置決め工程では、まず、高さ検出ユニット30での検出結果に基づいて、具体的には、高さ検出ユニット30での検出結果を用いてされたプローブ4aの先端の基準面からの高さに基づいて、下部撮像ユニット20のZ軸方向にかかる粗位置決めを行う。例えば、まず、図6に示すように、昇降機構33を介して荷重センサ31を下降させると共に、ステージ5を介して下部撮像ユニット20をプローブセンタに移動させる。このとき、ステージ5を介して下部撮像ユニット20は上方にも移動される。そして、プローブ先端高さ検出工程で算出されたプローブ4aの先端の基準面からの高さに基づいて、プローブ4a(例えばプローブカード4の中心に位置するプローブ4a)の先端と下部撮像ユニット20の距離が下部撮像ユニット20の予め記憶されたワークディスタンスと一致するようにする。
次いで、下部撮像ユニット20での撮像結果に基づいて、プローブ4aの先端と下部撮像ユニット20の距離を補正し、プローブ4aの先端に対する下部撮像ユニット20のZ軸方向にかかる高精度の位置決めを行う。具体的には、まず、図7に示すように、ステージ5を介して下部撮像ユニット20をXY平面内で移動させ、複数のプローブ4aのうちの予め定められたプローブ4a(図の例では一端部のプローブ4a)を下部撮像ユニット20で撮像する。そして、その撮像データに基づいて、具体的には、その撮像画像の合焦度に基づいて、上記予め定められたプローブ4aの先端と下部撮像ユニット20の距離を算出する。さらに、図8に示すように、ステージ5を介して下部撮像ユニット20をXY平面内で移動させ、複数のプローブ4aのうちの別のプローブ4a(図の例では他端部のプローブ4a)を下部撮像ユニット20で撮像する。その撮像データに基づいて、上記別のプローブ4aの先端と下部撮像ユニット20の距離を算出する。
上記高精度位置決め工程後、下部撮像ユニット20によりプローブ4aのXY平面内での位置を検出する。具体的には、ステージ5を介して下部撮像ユニット20をXY平面内で移動させ、プローブ4aとウエハWの電極の位置合わせの基準となるプローブ4a(以下、基準プローブ4a)の中心と下部撮像ユニット20の撮像画像における中心とが一致するようにする。このときのステージ5のX座標及びY座標値が基準プローブ4aのXY平面内での位置情報となる。なお、基準プローブ4aは予め定められており、基準プローブ4aの本数は複数であってもよい。また、上記高精度位置決め工程と、下部撮像ユニット20によりプローブ4aのXY平面内での位置を検出する工程は同一工程内に行ってもよい。
また、上部撮像ユニット40での撮像結果に基づいて、ウエハWの電極であってプローブ4aと電極の位置合わせの基準となる電極(以下、基準電極)の位置を検出する。なお、基準電極は例えば予め定められており、基準電極の数は複数であってもよい。
プローブ4aとウエハWの電極との位置合わせ後、ウエハW上の電極とプローブ4aとを接触させて、該電極を含むデバイスの電気特性を検査する。
具体的には、プローブXY位置情報取得工程で得られた基準プローブ4aのXY座標と、電極位置情報取得工程で得られた基準電極のXY座標に基づき、図10に示すように、ステージ5をX、Y方向に移動させ、プローブ4aそれぞれとウエハWの電極とのXY平面における位置合わせを行う。その後、高精度位置決め工程において再算出された、プローブ4aの先端の基準面からの高さと、電極位置情報取得工程で得られた基準電極のZ座標に基づき、ステージ5をZ方向に移動させることにより、プローブ4aを所定の針圧で電極に接触させて、デバイスの電気的特性を検査する。以後、全てのデバイスについての検査が完了するまで上述の処理を繰り返す。
1 本体
2 ローダー部
3 テストヘッド
4 プローブカード
4a プローブ
5 ステージ
7 制御部
10 基台
11 X方向移動ユニット
12 Y方向移動ユニット
13 Z方向移動ユニット
20 下部撮像ユニット
30 高さ検出ユニット
31 荷重センサ
32 支持台
33 昇降機構
40 上部撮像ユニット
Claims (6)
- ウエハに形成された電極にプローブを接触させて検査を行うプローバであって、
前記ウエハの電極と前記プローブとの相対的な位置合わせを行うために前記プローブの先端位置を検出するプローブ位置検出カメラと、
前記プローブ位置検出カメラとは別に設けられ、前記プローブ位置検出カメラの高さの基準となる基準面からの前記プローブの先端の高さを検出するプローブ高さ検出器と、
前記プローブ高さ検出器での検出結果に基づいて、前記プローブの先端と前記プローブ位置検出カメラの距離を調整する調整機構と、
前記調整機構により前記距離が調整された後の前記プローブ位置検出カメラで撮像した前記プローブの撮像データに基づいて、前記プローブの先端と前記プローブ位置検出カメラの距離を補正する補正機構と、
を備えることを特徴としているプローバ。 - 前記プローブ高さ検出器は、高さ方向に移動可能に構成され前記プローブの先端に接触する接触部を有し、
前記基準面からの前記プローブの先端の高さは、前記接触部に前記プローブの先端が接触したときの当該接触部の高さであることを特徴とする請求項1に記載のプローバ。 - 前記調整機構は、前記距離が予め定められた前記プローブ位置検出カメラのワーキングディスタンスとなるように調整することを特徴とする請求項1または2に記載のプローバ。
- 前記補正機構は、互いに異なる複数の前記プローブの撮像データに基づいて、前記プローブの先端と前記プローブ位置検出カメラの距離を補正することを特徴とする請求項1〜3のいずれか1項に記載のプローバ。
- 前記調整機構は、前記補正機構としても機能することを特徴とする請求項1〜4のいずれか1項に記載のプローバ。
- ウエハに形成された電極にプローブを接触させて検査を行うプローバであって、
前記プローブの先端位置を検出するプローブ位置検出カメラと、
前記プローブ位置検出カメラの高さの基準となる基準面からの前記プローブの先端の高さを検出するプローブ高さ検出器と、
前記プローブ高さ検出器での検出結果に基づいて、前記プローブの先端と前記プローブ位置検出カメラの距離を調整する調整機構と、
前記プローブ位置検出カメラでの検出結果に基づいて、前記調整機構により調整された後の前記プローブの先端と前記プローブ位置検出カメラの距離を補正する補正機構と、
を備えることを特徴としているプローバ。
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