JP4947949B2 - プローバ - Google Patents

プローバ Download PDF

Info

Publication number
JP4947949B2
JP4947949B2 JP2005298513A JP2005298513A JP4947949B2 JP 4947949 B2 JP4947949 B2 JP 4947949B2 JP 2005298513 A JP2005298513 A JP 2005298513A JP 2005298513 A JP2005298513 A JP 2005298513A JP 4947949 B2 JP4947949 B2 JP 4947949B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
temperature
wafer
prober
gas
wafer stage
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
JP2005298513A
Other languages
English (en)
Other versions
JP2007109847A (ja
Inventor
哲郎 秦
太一 藤田
隆 石本
武清 市川
哲 森山
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Tokyo Seimitsu Co Ltd
Original Assignee
Tokyo Seimitsu Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Tokyo Seimitsu Co Ltd filed Critical Tokyo Seimitsu Co Ltd
Priority to JP2005298513A priority Critical patent/JP4947949B2/ja
Publication of JP2007109847A publication Critical patent/JP2007109847A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP4947949B2 publication Critical patent/JP4947949B2/ja
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Landscapes

  • Testing Or Measuring Of Semiconductors Or The Like (AREA)

Description

本発明は、半導体ウエハ上に形成された複数の半導体チップ(ダイ)の電気的な検査を行うために、テスタの端子を半導体チップの電極パッドに接続するプローバに関する。
半導体製造工程では、薄い円板状の半導体ウエハに各種の処理を施して、半導体装置(デバイス)をそれぞれ有する複数のチップ(ダイ)を形成する。各チップは電気的特性が検査され、その後ダイサーで切り離なされた後、リードフレームなどに固定されて組み立てられる。上記の電気的特性の検査は、プローバとテスタを組み合わせたウエハテストシステムで行われる。プローバは、ウエハをステージに固定し、各チップの電極パッドにプローブを接触させる。テスタは、プローブに接続される端子から、電源および各種の試験信号を供給し、チップの電極に出力される信号をテスタで解析して正常に動作するかを確認する。
図1は、ウエハテストシステムの概略構成を示す図である。ウエハテストシステムは、プローバ10とテスタ30とで構成される。図示のように、プローバ10は、基台11と、その上に設けられた移動ベース12と、Y軸移動台13と、X軸移動台14と、Z軸移動部15と、Z軸移動台16と、θ回転部17と、ウエハステージ18と、プローブの位置を検出する針位置検出カメラ19と、支柱20及び21と、ヘッドステージ22と、支柱21に設けられたウエハアライメントカメラ23と、ヘッドステージ22に設けられたカードホルダ24と、カードホルダ24に取り付けられるプローブカード25と、プローバの周囲を覆うカバー27、28と、を有する。移動ベース12と、Y軸移動台13と、X軸移動台14と、Z軸移動部15と、Z軸移動台16と、θ回転部17は、ウエハステージ18を3軸方向及びZ軸の回りに回転する移動・回転機構を構成する。なお、Z軸移動部15とθ回転部17を共通化してZθ移動ユニットとし、Zθ移動ユニットがウエハステージ18を支持し、針位置検出カメラ19をX軸移動台14に設ける場合もある。この時には、針位置検出カメラ19はオートフォーカス機能を有するようにする。移動・回転機構については広く知られているので、ここでは説明を省略する。プローブカード25は、検査するデバイスの電極配置に応じて配置されたプローブ26を有し、検査するデバイスに応じて交換される。針位置検出カメラ19はプローブの配置及び高さ位置を検出し、ウエハアライメントカメラ23はウエハ上の半導体チップ(ダイ)の電極パッドの位置を検出する。
テスタ30は、テスタ本体31と、テスタ本体31に設けられたコンタクトリング32とを有する。プローブカード25には各プローブに接続される端子が設けられており、コンタクトリング32はこの端子に接触するように配置されたスプリングプローブを有する。テスタ本体31は、図示していない支持機構により、プローバ10に対して保持される。
検査を行う場合には、針位置検出カメラ19がプローブ26の下に位置するように、Z軸移動台16を移動させ、針位置検出カメラ19でプローブ26の先端位置を検出する。プローブ26の先端の水平面内の位置(X及びY座標)はカメラの座標により検出され、垂直方向の位置はカメラの焦点位置で検出される。このプローブ26の先端位置の検出は、プローブカードを交換した時にはかならず行う必要があり、プローブカードを交換しない時でも所定個数のチップを測定するごとに適宜行われる。なお、プローブカード25には、通常700本以上ものプローブ26が設けられており、すべてのプローブ26の先端位置を検出せずに、通常は特定のプローブの先端位置を検出する。
次に、ウエハステージ18に検査するウエハWを保持した状態で、ウエハWがウエハアライメントカメラ23の下に位置するように、Z軸移動台16を移動させ、ウエハW上の半導体チップの電極パッドの位置を検出する。1チップのすべての電極パッドの位置を検出する必要はなく、いくつかの電極パッドの位置を検出すればよい。また、ウエハW上のすべてのチップの電極パッドを検出する必要はなく、いくつかのチップの電極パッドの位置が検出される。
プローバについては、特許文献1及び2などに記載されており、広く知られているので、これ以上の説明は省略する。
半導体装置は各種の環境条件で使用されるため、電気的検査もそれに応じた条件で行う必要がある。そこで、プローバのウエハステージ18のウエハWの載置面の下に、ヒータ及びチラー機構を設け、ウエハWを高温又は低温にした状態で検査が行えるようにしている。温度範囲は、例えば、−50°Cから+150°Cの範囲である。ウエハステージ18のヒータ及びチラー機構が設けられる部分とその下の部分の間には断熱部材が設けられ、温度設定が効率よく行えるようにしている。
ウエハステージ18を低温にするとウエハW及びウエハステージ18の部分に結露が生じる。そこで、特許文献1は、ウエハステージ18を低温にする時にはプローバ内に乾燥空気を導入して結露の発生を防止する構成を記載している。これに加えて、更に防塵のために、プローバ10の周囲をカバー27、28で覆うのが一般的である。
ウエハステージ18の温度を変化させる場合、上記のようにウエハステージ18のヒータ及びチラー機構が設けられる部分とその下の部分の間には断熱部材が設けられており、ウエハWは比較的短時間に所望の温度に設定できるが、ウエハステージ18の部分の温度が周囲に伝わり、プローブカード25や、ウエハステージ18を支持する移動・回転機構などの温度が徐々に変化する。
図2は、ウエハステージ18が100°Cになるように加熱した後100°Cを維持するようにヒータを制御した時の周囲の温度変化を示すグラフであり、ウエハステージ18が100°Cになった時からの変化を示し、AはX軸移動台14の温度変化を、Bは移動ベース12の温度変化を示す。
移動・回転機構の温度が変化すると、移動及び回転精度が劣化し、プローブカード25の温度が変化すると膨張又は収縮によりプローブの配列ピッチが変化し、電極パッドとプローブの位置決め精度が低下して正確な接触が行えないという事態が生じる。検査中にこのような事態が生じるのを防止するため、ウエハステージ18及びウエハWが検査温度になった後も周囲がある程度温度平衡状態になるまで待機した後検査を開始していた。
特許文献2は、カバーにシャッタを設けると共に、プローバ内に温度センサを設け、低温の時にはシャッタを閉じ、高温の時にはシャッタを開いてプローバ内に気体を導入して温度変化を速めると共に、スケール部分が高温になるのを防止する構成を記載している。
特開2000−294606号公報(全体) 特開2004−172552号公報(全体)
上記のように、従来のプローバでは、検査中の温度変化による位置決め精度の低下を防止するために、ウエハステージ18及びウエハWが検査温度になった後も周囲がある程度温度平衡状態になるまで待機した後検査を開始していた。しかし、温度平衡状態になるまでには長時間を要するため、ウエハテストシステムのスループットが低下するという問題があった。
また、検査中には、移動・回転機構に設けられた複数のモータが動作して熱を発生し、周囲の温度を上昇させる。この熱の発生具合は、検査内容に応じて異なり、一定ではない。そのため、周囲がある程度温度平衡状態になった後検査を開始しても、プローバ内部の温度が変化して位置決め精度が低下するという問題が生じる。
本発明は、このような問題を解決するもので、高温又は低温などで検査を行う場合にも、スループットが低下せず、高い位置決め精度が維持できるプローバの実現を目的とする。
上記目的を実現するため、本発明のプローバでは、プローバに温度調整した気体を導入できるようにし、プローバ内のウエハステージ以外の部分の温度が変化しないように導入する気体の温度を制御する。
すなわち、本発明のプローバは、ウエハ上に形成された半導体装置の動作を電気的に検査するため、テスタの各端子を前記半導体装置の電極に接続するプローバであって、筐体と、前記筐体に収容され、前記ウエハを保持するウエハステージを移動及び回転するステージ機構と、前記筐体で形成される空間を覆うカバーと、供給する気体の温度を調整可能な気体供給源と、前記カバーで覆われた空間に前記気体供給源からの気体を送風する送風機と、前記筐体及び前記筐体に収容された部材のうちの、前記ウエハステージ以外の少なくとも一箇所の温度を検出する温度センサと、前記気体供給源から供給する気体の温度を調整して、前記温度センサの検出した温度が変化しないように前記気体供給源を制御する制御部とを備えることを特徴とする。
本発明によれば、ウエハを保持するウエハステージ以外の部分の温度が変化しないので、位置決め精度の低下が低減される。
実際のプローバによる実験では、プローバ内のウエハステージ以外の部分は変化の大小はあるが同じ方向の変化を示す。一般に、ウエハステージに近接したZ軸移動台は大きな変化を示し、Z移動部15やX軸移動台14及びプローブカードやカードホルダもそれに次ぐ変化を示すが、Y軸移動台、移動ベース及び基台11などは温度変化が小さい。また、温度変化の大きな部分は、ウエハステージに近い部分であり、ウエハステージが移動するための空間に近く、プローブ内に温調した気体を導入するとその気体により温度変化しやすい部分である。本発明者はこの点に着目して、温度変化の大きな部分はプローブ内に導入した温調した気体により大きな変化を受け、温度変化の小さな部分は小さな変化を受けるので、代表的な部分、例えばX軸移動台の温度を検出してこの部分を減少させるように温調した気体を導入すると、ウエハステージ以外の大部分で温度変化が抑制されることを見出した。
例えば、ウエハを高温にするためにウエハステージ内のヒータを加熱し、ウエハステージの載置面の温度が検査温度になった時点で、針位置合わせカメラによりプローブ位置の検出及びウエハアライメントカメラによる電極パッドの位置の検出を行い、その時点のX軸移動台の温度を検出する。そして検査を開始すると共に、検出した温度が上昇する時には導入する気体の温度を低下させる。更に温度が上昇する時には気体の温度を更に徐々に低下させ、逆に温度が降下する時には気体の温度を若干上昇させる。このようなフィードバック制御を行い、X軸移動台の温度が変化しないようにする。
もちろん、プローバ内に導入する気体は乾燥した気体で、結露などが生じないようにし、ウエハへのコミの付着を防止するためにフィルタを通して清浄な気体を導入する。
更に、カバーで覆われた空間から排出される気体を気体供給源に戻す排気経路を設けることが望ましい。
本発明のプローバを使用してウエハの電気的動作を検査すると、ウエハを高温又は低温などで検査を行う場合にも、スループットが低下せず、高い位置決め精度で検査が行えるという効果を奏する。
図3は、本発明の実施例のウエハテストシステムの全体構成を示す図である。図示のように、本実施例のプローバ10は、図1の従来のプローバに、温調気体供給源41と、送風機42と、プローバ内への気体の供給ダクト43と、排気ダクト44と、X軸移動台14の温度を検出する温度センサ45と、移動ベース12の温度を検出する温度センサ46と、温度センサ45及び46の検出した温度に基づいて温調気体供給源41の温度を制御する制御部47とを有する。温調気体供給源41から供給する気体は乾燥空気であるが、他の気体を使用することも可能である。
温調気体供給源41は、ヒータ及び冷却器を有し、任意の設定温度の気体を供給することができる。送風機42は、温調気体供給源41からの温度調整された気体を、供給ダクト43を介してプローバ内に送風する。プローバ10内に送風された気体は、プローバ10内の空間を通過して、排気ダクト44から再び温調気体供給源41に戻る。図示のように、気体は、ウエハステージ18を支持するZ軸移動部15、Z軸移動台16、θ回転部17、針位置合わせカメラ19及びウエハステージ18が移動するための空間に導入されるので、その空間に直接近接しているZ軸移動部15、Z軸移動台16、θ回転部17、針位置合わせカメラ19及びプローブカード25、カードホルダ24などの温度に大きく影響する。
例えば、ウエハを高温にするためにウエハステージ18内のヒータ(図示せず)を加熱し、ウエハステージの載置面の温度が検査温度になった時点で、針位置合わせカメラ19によりプローブ26の位置の検出及びウエハアライメントカメラ23による電極パッドの位置の検出を行い、温度センサ45及び46でその時点のX軸移動台14及び移動ベース12の温度を検出する。そして、検査を開始すると同時に、温度センサ45及び46の検出した温度が上昇する時には導入する気体の温度を低下させる。更に温度が上昇する時には気体の温度を更に徐々に低下させ、逆に温度が降下する時には気体の温度を若干上昇させる。このようなフィードバック制御を行い、X軸移動台の温度が変化しないようにする。もし、X軸移動台14及び移動ベース12の温度が逆の変化を示す時には、その時点の温調気体供給源41の温度を維持する。
図4は、本実施例において、図2の場合と同様に、ウエハステージ18が100°Cになるようにウエハステージ18に内蔵されたヒータを加熱し、その後100°Cを維持するようにヒータを制御した時の周囲の温度変化を示すグラフであり、AはX軸移動台の温度変化を、Bは移動ベース12の温度変化を示す。図2と比べて明らかなように、温度変化が大幅に減少していることは分かる。これにより、例えば図2のような温度変化があった場合には位置誤差が最大20μm増加したが、本実施例では最大2μmの増加であった。
実施例では、X軸移動台14及び移動ベース12の温度を検出したが、1箇所でもよく、また他の箇所、例えばカードホルダやZ軸移動台などの温度を検出することも可能である。
本発明は、低温から高温まで各種の検査温度で検査が行えるプローバであれば、いずれにも適用可能である。
プローバとテスタでウエハ上のチップを検査するウエハテストシステムの基本構成を示す図である。 従来のプローバにおいて、ウエハステージを高温した後の、ウエハステージ以外の部分の温度変化を示すグラフである。 本発明の実施例のウエハテストシステムの構成を示す図である。 実施例のプローバにおいて、ウエハステージを高温した後の、ウエハステージ以外の部分の温度変化を示すグラフである。
符号の説明
12 移動ベース
14 X軸移動台
16 Z軸移動台
18 ウエハステージ
19 針位置検出カメラ
23 ウエハアライメントカメラ
25 プローブカード
26 プローブ

Claims (2)

  1. ウエハ上に形成された半導体装置の動作を電気的に検査するため、テスタの各端子を前記半導体装置の電極に接続するプローバであって、
    筐体と、
    前記筐体に収容され、前記ウエハを保持するウエハステージを移動及び回転するステージ機構と、
    前記筐体で形成される空間を覆うカバーと、
    供給する気体の温度を調整可能な気体供給源と、
    前記カバーで覆われた空間に前記気体供給源からの気体を送風する送風機と、
    前記ステージ機構の少なくとも一箇所の温度を検出する温度センサと、
    前記気体供給源から供給する気体の温度を調整して、前記温度センサの検出した温度が変化しないように前記気体供給源を制御する制御部とを備えることを特徴とするプローバ。
  2. 前記カバーで覆われた空間から排出される気体を、前記気体供給源に戻す排気経路を更に備える請求項1に記載のプローバ。
JP2005298513A 2005-10-13 2005-10-13 プローバ Active JP4947949B2 (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2005298513A JP4947949B2 (ja) 2005-10-13 2005-10-13 プローバ

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2005298513A JP4947949B2 (ja) 2005-10-13 2005-10-13 プローバ

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2007109847A JP2007109847A (ja) 2007-04-26
JP4947949B2 true JP4947949B2 (ja) 2012-06-06

Family

ID=38035481

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2005298513A Active JP4947949B2 (ja) 2005-10-13 2005-10-13 プローバ

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP4947949B2 (ja)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010243314A (ja) * 2009-04-06 2010-10-28 Syswave Corp 半導体チップ素子試験治具及び自動試験装置

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS60201413A (ja) * 1984-03-27 1985-10-11 Canon Inc ステ−ジ
JPH06258385A (ja) * 1993-03-04 1994-09-16 Hitachi Ltd 半導体検査装置
US6415858B1 (en) * 1997-12-31 2002-07-09 Temptronic Corporation Temperature control system for a workpiece chuck
JP3857872B2 (ja) * 2000-11-06 2006-12-13 オリオン機械株式会社 半導体ウェーハ用検査装置
JP2002257502A (ja) * 2001-03-05 2002-09-11 Junichi Kushibiki 厚さ測定装置及び測定方法
JP4770046B2 (ja) * 2001-03-30 2011-09-07 シンフォニアテクノロジー株式会社 移動体システム
JP4030413B2 (ja) * 2002-11-22 2008-01-09 株式会社東京精密 ウエハプローバ

Also Published As

Publication number Publication date
JP2007109847A (ja) 2007-04-26

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP4744382B2 (ja) プローバ及びプローブ接触方法
JP4936788B2 (ja) プローバ及びプローブ接触方法
JP6674103B2 (ja) プローバ
JP2008294292A (ja) プローバ、プローブ接触方法及びプログラム
JP4999775B2 (ja) プローバ
JP4947949B2 (ja) プローバ
JP4901317B2 (ja) プローバ及び平行度調整方法
JP6361975B2 (ja) プローバ
JP2022173284A (ja) プローバ及びプローブ検査方法
JP4878918B2 (ja) プローバ及びプロービング方法
JP4906412B2 (ja) プローバ
JP2008053282A (ja) プローバ
JP4936705B2 (ja) プローバ
JP4902986B2 (ja) プローバ、及び、プローバのウェハステージ加熱、又は、冷却方法
JP2007180412A (ja) プローバ
JP2008117968A (ja) プローバ
JP2007134545A (ja) プローバ
JP4936707B2 (ja) プローバ
JP4744383B2 (ja) プローバ
JP2012178599A (ja) プローバおよびプローバの温度制御方法
JP7352812B2 (ja) プローバ及びプローブ検査方法
JP2007234645A (ja) プローバ温度制御装置、及び、方法
JP2008166648A (ja) 半導体集積回路の検査装置
JP2007101345A (ja) カードホルダ及びプローバ
JP2022084772A (ja) プローバ

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20080717

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20110801

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20110809

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20111007

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20120207

A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20120306

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20150316

Year of fee payment: 3

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 4947949

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250