JP2648953B2 - プローブ装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の目的〕 （産業上の利用分野） 本発明はプローブ装置に関する。

（従来の技術） 半導体検査工程において、半導体ウエハ（以下ウエハ
と略記する）に形成された半導体素子（以下、半導体チ
ップと称する）をウエハの状態で検査する検査装置があ
る。この検査装置は一枚のウエハに例えば100〜1000個
形成された各半導体チップの多数の電極パッドにテスタ
から導出した多数のプローブ針列体を接触させて検査す
るものである。

上記検査装置はウエハカセットからウエハを取り出し
て、プローブカードに設けられたプローブ針配列体と半
導体チップの多数の電極パッド列とを自動的に位置合わ
せしてプロービングするプローブ装置と、上記装置で位
置合わせされた半導体チップに通電して電気的特性検査
する外部のテストとから構成されている。

最近では、複数のステージ、例えば左側に設けた左ス
テージと、右側に設けた右ステージとを有するプローブ
装置が提案されている。

これによれば従来の単ステージのプローブ装置と比較
して、高価なクリーンルームの空間を有効に使用でき、
且つ検査工程のスループットの向上が可能と考えられて
いる。

このような一台の検査装置の内部に単数ローダと、少
なくとも２ケ所のステージを導入して、クリーンルーム
の有効利用と、半導体ウエハの検査工程のスループット
を向上ならしめる技術を提案したものとして特開昭62−
35212号公報等に開示された方法がある。

上記公報によれば、ローダ部を中央にしてその左右に
ステージを設け、また、このステージ上のウエハの電極
パッド列と、プローブ針列体との配置を確認する顕微鏡
が主軸を回転可能に設けられている。この顕微鏡は左右
のステージを観察する装置である。しかも、左ステージ
側において、ステージ移動体を歩進させる動作を行うと
共に右ステージにおいては、半導体チップの電極パッド
列にプローブ針列体をプロービングする。この時に左ス
テージの振動を、右ステージに伝達させない構造が必要
である。

従来使用されている少なくとも２ケ所のステージを有
したプローブ装置は、第４図（ａ）に示すように、据付
台（１）上の両端に左ステージ（２）と、右ステージ
（３）とが固有振動数の同じ防振ゴム（４）を介在させ
て、配置されている。

従って、左ステージ（２）を所定間隔で歩進させる
と、第４図（ｂ）に示すように、振動例えば周波数10〜
30Hz間のある周波数で共振し±20μ幅の振動が発生す
る。

この振動は防振ゴム（４）を介在し、据付台（１）側
に減少して、第４図（ｃ）に示すように、例えば±３μ
（ms）幅の振動で伝達される。

しかし、上記±３μ幅まで減少した振動が、右ステー
ジ（３）に伝達されるときは、据付台（１）の振動が右
ステージ（３）側の防振ゴム（４）の固有振動数と一致
するため、防振ゴム（４）が共振して、第４図（ｄ）に
示すように、例えば±10μ幅の振動で右ステージ（３）
に伝達されてしまう。

即ち、上記プローブ針列体（６）は、据付台（１）側
に固定されており、±３μ幅で振動するに対し、上記右
ステージ（３）は据付台（１）とフリーであるために、
±10μの振動が発生することになる。

（発明が解決しようとする課題） しかしながら、左ステージで発生した振動が右ステー
ジに伝達されてしまうプローブ装置では、プローブ針列
体（６）と半導体チップの電極パッド列とのプロービン
グに際し、上記プローブ針列体（６）に対する電極パッ
ド列の接触針圧が異なるため、接触抵抗にバラツキが生
じ、信頼性を向上させた電気的特性検査を行うことが困
難であった。

即ち、上記プローブ針列体（６）と上記半導体チップ
の電極パッド列との接触における針圧が、設定針圧、例
えばプローブ針体（６）を40μｍたわまして、6g重の針
圧を加えて電気的特性を検査しているが、上記振幅の激
増により、針圧変動、例えば4g重針圧の時と、8g重針圧
の時とが交互に変動が生じ、信頼性を向上させた電気的
特性検査を行うことが困難であった。

本発明は、上記課題を解決するためになされたもの
で、少なくとも２ヶ所にステージが設けられている場
合、検査中に一つのステージで振動が発生しても、この
振動で他のステージが共振しないようにしたプローブ装
置を提供することを目的としている。

〔発明の構成〕

（課題を解決するための手段） 本発明のプローブ装置は、被検査体の電極にプローブ
針を当接させて電気的特性検査するステージを少なくと
も２ヶ所備えたプローブ装置において、上記ステージを
防振体で所定姿勢に支持するに際し、上記各ステージそ
れぞれを異なった固有振動数を有する防振機構で支持
し、上記各防振機構を互いに硬度が異なったゴムを主体
に構成したことを特徴とするものである。

（作用効果） 本発明によれば、少なくとも２ヶ所のステージをそれ
ぞれ硬度が異なったゴムを主体に構成されて固有振動数
が異なった防振機構で支持しているため、一つのステー
ジの移動により振動が発生し、この振動が他のステージ
に伝達される際に、他方のステージは一つのステージの
振動に対して共振することなく、ひいてはその振動に影
響されることなく単数のステージの場合と同様に高精度
の検査を行うことができる。

（実施例） 以下、本発明装置を２ケ所のステージを有したウエハ
プローバに適用した一実施例について図面を用いて説明
する。

上記説明において、従来部品と同部品は同符号を用い
て説明する。

上記２ケ所のステージを有したウエハプローバ（以下
２ケ所ウエハプローバと略記する）はローダ部を中央に
設け、このローダ部に対して左右対称に左ステージ及び
右ステージが配置され、各々のステージで種々の電気的
特性検査を行うことが可能な装置である。

上記２ケ所ウエハプローバは、第１図に示すように、
基台、例えば巾1.2×長2.4×高0.4mの形状寸法で角管鋼
を組み合わせた構造の据付台（１）と、ウエハ（７）を
ロード・アンロードするローダ部（８）と、ウエハ
（７）にプローブ針列体を当接させる左ステージ（２）
と、右ステージ（３）とから構成されている。

即ち、上記据付台（１）の上面に上記左ステージ
（２）と、上記ローダ部（８）と、上記右ステージ
（３）とが順に載置されている。そして、この載置され
た周囲をコントロールパネル（９）ヘッドプレート（1
0）及び化粧板（11）等で包囲している。

上記ローダ部（８）はローダ部（８）のカセット台
（12）に配置されたウエハカセット（13）内からピンセ
ット（14）でウエハ（７）を取り出したのち、プリ・ア
ライメントして、ステージ（2,3）側に設けられた回転
アーム（15,16）に受け渡しこの回転アーム（15,16）で
ステージ（2,3）の載置台（17,18）にローデングする機
構である。

また、検査されたウエハ（７）をピンセット（14）を
介して、ウエハカセット（13）内にアンローディングす
る機構である。

上記左ステージ（２）はローダ部（８）からウエハ
（７）を授受して検査部まで搬送するXYステージ（21）
と、この検査部に到達したウエハ（７）にプローブ針列
体（５）を当接させるプローブカード（23）とから構成
されている。上記XYステージ（21）は、ウエハ（７）が
仮固定、例えば真空吸着する孔（図示せず）で仮固定さ
れる載置台（17）を頂面に有し、また底面には、ベース
例えば巾50mm×奥行70mm×厚50mmアルミ鋳造のベース
（25）に敷設されたレール上をXYZ軸及びθ周方向に駆
動制御可能に設けられている。

上記検査部には、ウエハ（７）をアライメントしたXY
ステージが到来し、このウエハ（７）の電極パッド（図
示せず）列と対応したプローブ針列体（５）が植設され
たプローブカード（23）を配設している。

上記ベース（25）の裏面には、XYステージ（21）の歩
進移動によって生じる振動を直接、据付台（１）に伝達
しないように防振機構（27）が設けられている。

上記防振機構（27）は、第２図に示すように、ベース
（25）を３点支持する位置に穿設された段付孔に装着さ
れる防振ゴム（30）と、この防振ゴム（30）が据付台
（１）からずれないための棒部材（31）と、この棒部材
（31）が据付台（１）に固定さた固定板（32）とから構
成されている。

上記防振ゴム（30）は、ツバ付ブッシュ形状に設けら
れており、XYステージ（21）及びベース（25）の荷重を
支える支持面例えば外径90mm×内径40mm×厚20mmのドー
ナツ状の座台面（33）を有し、またベース（25）の「横
ずれ」を防止する軸部、例えば直径40mm×厚35mmの円管
状の軸部（34）を有した硬度90の天然ラバー製で形成さ
れている。

上記棒部材（31）は、上記防振ゴム（30）の中央に穿
設された孔、例えば内径1.6mmの貫通孔（35）に挿入さ
れている。この孔（35）に挿入された底端は上記固定板
（32）に直交して溶接等で固定されている。

上記固定板（32）は、ボルト（36）等の固定金具で据
付台（１）上に締め付け固定されている。

ここで、上記防振ゴム（30）は、XYステージ（21）を
歩進させたとき、10乃至30Hzのある周波数において最大
で±３μの振幅で据付台（１）へ振動を伝達する特性を
有し、一方、右ステージ（３）側の防振ゴム（37）は、
同様にXYステージ（22）を歩進させたとき、10乃至30Hz
のある周波数において最大で±１μの振幅で据付台
（１）へ振動を伝達する特性を有している。

即ち、左ステージ（２）側の防振ゴム（30）と、右ス
テージ（３）側の防振ゴム（37）の固有振動数を異なっ
ている。

上記右ステージ（３）は、防振ゴム（30）を除いて左
ステージ（３）と勝手違いなので構成の説明を省略す
る。ここで、右ステージ（３）側の防振ゴム（37）は硬
度70の天然ラバー製で形成されている。

次に、上記構成の２ケ所ウエハプローバの動作と、上
記左ステージを歩進させた時の右ステージの振動伝達作
用について説明する。

最初に、ウエハカセット（13）からウエハ（７）を取
り出し、ウエハ（７）を設定された位置に位置合わせす
る。

この位置合わせされたウエハ（７）は、回転アーム
（15）を介して、XYステージ（21）の載置台（17）に載
置され、載置台（17）に設けられた吸着孔（図示せず）
からの吸引で上記ウエハ（７）を仮固定する。

この仮固定後、XYステージ（21）の駆動で、アライメ
ント位置（図示せず）までウエハ（７）を移動させる。

アライメントが終了すると、プローブカード（23）の
下側にウエハ（７）を移動させて、プロービングを行
う。

このプロービングしたウエハ（７）は双方の回転アー
ム（15,16）の受け渡し操作によって、右ステージ
（２）の載置台（17）に載置したのち、アライメントし
てプロービングを行う。

このプロービングを行っている期間に、ローダ部
（８）が、左ステージ（２）側に、新たなウエハ（７）
をウエハカセット（13）から取り出して、XYステージ
（21）の載置台（17）に吸着固定する。

そして、プローブカード（23）の下側に移動して、上
記XYステージ（21）をチップ長の距離をピッチとして順
次歩進させる。

この歩進によって、生じる振動は、防振ゴム（30）を
介在して据付台（１）に伝達する。

上記据付台（１）に伝達された振動は第３図（ｃ）に
示すように右ステージ（３）側の防振ゴム（37）を介し
て伝達する。

しかし、右ステージ（３）側の防振ゴム（37）の固有
振動数が左ステージ（２）側の防振ゴム（30）の固有振
動数と異っているので共振しない。例えば第３図（ｄ）
に示すように、例えば３μ（ms）の振幅内で振動するに
留どまる。

このようにして、上記左ステージ（２）と上記右ステ
ージ（３）を有したウエハプローバでは、伝達系に固有
振動の異なる防振ゴム（30,37）を介在させているの
で、一方のステージの振動が他方のステージに影響され
ること無く、双方のステージで、ウエハの電気的特性検
査を行うことが可能となる。

上記実施例は、ステージを２ケ所について説明したが
３ケ所、４ケ所設けても可能である。

上記実施例の効果は、左ステージ（２）と右ステージ
（３）との間に固有振動数の異なる防振ゴム（30,37）
で支持しているので、例えば、左ステージ（２）で発生
した振動、例えば右ステージ（３）で発生した振動が互
に伝達されても、共振することがなく、各ステージ（2,
3）の振幅の激増がないので、単数のステージを備えた
ウエハプローバと略同じ精度で検査できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明装置を２ケ所のステージを設けたウエハ
プローバに適用した一実施例に用いて説明するウエハプ
ローバ構成説明図、 第２図は第１図における防振機構の構造を説明するため
の防振構造拡大説明図、 第３図は、第１図における左ステージの振動を右ステー
ジに伝達する振動経路を説明するための振動波形説明
図、 第４図は、従来の２ケ所のステージを設けたウエハプロ
ーバの振動経路を説明するための振動波形説明図、 １……据付台、２……左ステージ ３……右ステージ、７……ウエハ 21……XYステージ、25……ベース 26……ベース、27……防振機構 30……防振ゴム、37……防振ゴム

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】被検査体の電極にプローブ針を当接させて
   電気的特性検査するステージを少なくとも２ヶ所備えた
   プローブ装置において、上記ステージを防振体で所定姿
   勢に支持するに際し、上記各ステージそれぞれを異なっ
   た固有振動数を有する防振機構で支持し、上記各防振機
   構を互いに硬度が異なったゴムを主体に構成したことを
   特徴とするプローブ装置。