JP5197145B2 - Probe position correcting method and prober - Google Patents
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Description
本発明は、ウエハ上に形成された複数の半導体装置(チップ)をテスタで検査するために使用するプローバにおいて、プローブカードの複数のプローブを複数の電極パッドに接触させるためのステージの移動量を修正するプローブ位置修正方法及びプローバに関する。 The present invention relates to a prober used for inspecting a plurality of semiconductor devices (chips) formed on a wafer by a tester, and the amount of movement of a stage for bringing a plurality of probes of a probe card into contact with a plurality of electrode pads. The present invention relates to a probe position correcting method and a prober to be corrected.
半導体製造工程は、多数の工程を有し、品質保証及び歩留まりの向上のために、各種の製造工程で各種の検査が行われる。例えば、半導体ウエハ上に半導体装置の複数のチップが形成された段階で、各チップの半導体装置の電極パッドをテスタに接続し、テスタから電源及びテスト信号を供給し、半導体装置の出力する信号をテスタで測定して、正常に動作するかを電気的に検査するウエハレベル検査が行われている。 The semiconductor manufacturing process has a large number of processes, and various inspections are performed in various manufacturing processes in order to guarantee quality and improve yield. For example, when a plurality of chips of a semiconductor device are formed on a semiconductor wafer, electrode pads of the semiconductor device of each chip are connected to a tester, a power source and a test signal are supplied from the tester, and a signal output from the semiconductor device is Wafer level inspection is performed in which a tester is used to electrically inspect whether the device operates normally.
ウエハレベル検査の後、ウエハはフレームに貼り付けられ、ダイサで個別のチップに切断される。切断された各チップは、正常に動作することが確認されたチップのみが次の組み立て工程でパッケージ化され、動作不良のチップは組み立て工程から除かれる。更に、パッケージ化された最終製品は、出荷検査が行われる。 After wafer level inspection, the wafer is affixed to the frame and cut into individual chips with a dicer. For each chip that has been cut, only chips that have been confirmed to operate normally are packaged in the next assembly process, and defective chips are excluded from the assembly process. Further, the packaged final product is subjected to shipping inspection.
図1は、ウエハレベル検査を行うシステムの概略構成を示す図である。ウエハレベル検査を行うシステムは、ウエハ上の各チップの電極パッドにプローブ11を接触させるプローバと、プローブに電気的に接続され、電気的検査のために各チップに電源及びテスト信号を供給すると共に各チップからの出力信号を検出して正常に動作するかを測定するテスタ5とで構成される。参照番号1から4はプローバの筐体を構成する部分である。筐体の上板4には、電極パッドに接触するプローブ11を有するプローブカード12と、ウエハアライメントカメラ13とが取り付けられる。基部1には、ステージ22を移動させる移動機構24が設けられる。ステージ22には、ウエハ100を真空吸着などにより保持するウエハチャック21と、プローブカード12のプローブ11の位置を検出するプローブ位置カメラ23が設けられる。ウエハチャック21は、移動機構24により3軸方向に移動可能なだけではなく、上下方向の軸を中心として回転可能である。ウエハアライメントカメラ13は、筐体の支持板3に取り付けられる場合もある。
FIG. 1 is a diagram showing a schematic configuration of a system for performing wafer level inspection. The wafer level inspection system includes a prober for bringing the
テスタ5は、プローバの筐体の上板4に載置される。テスタ5の電気端子は、プローブカード12の端子に接続され、プローブ11に電気的に接続される。テスタ5とプローバは、別々の製品であり、ユーザは、ウエハに形成されるチップに応じて、テスタ5とプローバを適宜組み合わせてウエハレベル検査システムを構成する。また、プローブカード12は、検査するチップの電極パッドに対応して配置されたプローブ11を備える必要があり、チップ(半導体装置)に応じて適宜交換される。
The tester 5 is placed on the upper plate 4 of the housing of the prober. The electrical terminal of the tester 5 is connected to the terminal of the
ウエハアライメントカメラ13及びプローブ位置カメラ23の撮影した画像は、画像処理/演算処理部31に送られる。画像処理/演算処理部31は、ウエハアライメントカメラ13の画像から、ウエハチャック21に保持されたウエハ100の各チップの電極パッドの位置を検出し、プローブ位置カメラ23の画像から、プローブカード1のプローブ11の位置を検出する。画像処理/演算処理部31は、検出した各チップの電極パッドの位置及びプローブカード1のプローブ11の位置に関するデータを移動制御部32に送る。移動制御部32は、これらのデータなどに基づいて、電極パッドの所定位置をプローブ11に接触させるのに必要なステージ22の移動量を演算する移動量演算部33を有する。移動制御部32は、移動量演算部33の演算した移動量に基づいて移動機構24を制御し、ステージ22を移動させて電極パッドをプローブ11に接触させる。
Images taken by the
なお、ここでは移動制御部32のみを示したが、実際には温度調整やウエハチャック21の回転など各種の制御を行う制御部が設けられており、移動制御部32は制御部の一部として構成される。制御部はコンピュータで構成される。また、画像処理/演算処理部31は、ウエハアライメントカメラ13の画像及びプローブ位置カメラ23の画像を、そのまま又は画像処理した上で表示装置34に表示する。オペレータは、表示装置34の画像を見ながら各種の設定や操作を行う。
Although only the
図2は、プローブカード12の部分の構成を示す図である。プローバの筐体の上板4にはヘッドステージ15が設けられ、ヘッドステージ15にはカードホルダ14が設けられている。プローブ11を有するプローブカード12は、前述のように検査するチップに応じて交換する必要があり、カードホルダ14に着脱可能に取り付けられる。
FIG. 2 is a diagram showing the configuration of the
プローブ11を電極パッドに接触させる時には、ウエハ100を保持したウエハチャック21を、電極パッドがプローブ11の直下に位置するようにXY平面内で移動した後、ウエハチャック21をZ軸方向に上昇させて電極パッドをプローブ11に接触させる。この時、プローブ11に接続されるテスタの端子に電圧を印加して、プローブ11が電極パッドに接触したことを検出可能にして、ウエハチャック21の上昇を停止するように制御する。
When the
以上、従来のウエハレベル検査システムの構成を説明したが、ウエハレベル検査システムについては、例えば、特許文献1および2などに記載されているので、ここではこれ以上の説明は省略する。
The configuration of the conventional wafer level inspection system has been described above. However, since the wafer level inspection system is described in, for example,
近年、半導体装置(チップ)は高集積化及び微細化されており、それに応じて電極パッドの大きさや配列の間隔も小さくなっている。そのため、プローブ11と電極パッドとの位置合わせは高精度が要求されるようになってきた。また、検査のスループットを向上するため、プローブカードに複数のチップ分のプローブを設け、1回の接触動作で複数のチップを同時に検査するマルチプロービングが行われている。マルチプロービングのためプローブカードに設けるプローブの本数が増加しているが、近年同時に検査するチップ数が急激に増加しており、それに応じてプローブの本数も飛躍的に増加しており、数万本の場合もある。
In recent years, semiconductor devices (chips) have been highly integrated and miniaturized, and the size of electrode pads and the spacing between arrays have been reduced accordingly. Therefore, high accuracy is required for the alignment between the
前述のように、プローブカード12のプローブ11の配置は検査するチップごとに異なり、検査するチップに応じてプローブカード12を交換する必要がある。プローブカード12は、カードホルダ14に嵌め合わせて取り付けられるが、その位置精度は嵌め合わせ誤差で規定される。また、プローブの位置自体も位置誤差を有する。更に、プローブは細いバネ材で作られており、電極パッドへの接触を繰り返すと、プローブ位置が変化する。一方、ウエハは真空吸着などによりウエハチャックに保持されるが、保持位置を高精度で管理することはできない。
As described above, the arrangement of the
そこで、プローバでは、図1に示したように、ウエハアライメントカメラ13でウエハチャックに保持されたウエハの各チップを撮影し、画像処理により各チップの電極パッドの位置を認識している。ウエハアライメントカメラ13はチップの顕微鏡像を撮影しており、電極パッドの位置を高精度で認識できる。同様に、プローブ位置カメラ23で撮影したプローブカード12のプローブ11の画像を画像処理することにより、プローブ11の位置を高精度で認識できる。
Therefore, as shown in FIG. 1, the prober photographs each chip of the wafer held on the wafer chuck by the
図3は、上記のようにして認識した電極パッドの位置及びプローブ11の位置に基づいて、電極パッドをプローブ11に接触させるための移動量の演算処理を説明する図である。ここでは、一軸(X軸)方向のみの移動量の演算を説明するが、2軸方向についても同様である。
FIG. 3 is a diagram for explaining the calculation processing of the movement amount for bringing the electrode pad into contact with the
図3の(A)は、ウエハアライメントカメラ13の軸とプローブ位置カメラ23の軸が一致した状態を示す。言い換えれば、ウエハアライメントカメラ13の画像の原点とプローブ位置カメラ23の画像の原点が一致した状態を示す。この時の移動機構は、移動位置Rを示しているとする。移動機構は、実際にプローブ位置カメラ23の軸がウエハアライメントカメラ13の軸と一致するまで移動できる必要はなく、仮想的にウエハアライメントカメラ13の軸とプローブ位置カメラ23の軸が一致する時の移動機構の移動位置Rが規定できればよい。
FIG. 3A shows a state in which the axis of the
次に、図3の(B)に示すように、プローブ位置カメラ23をプローブカード12のプローブ11Aの下に移動して、プローブ位置カメラ23の画像におけるプローブ11Aの位置を検出する。実際には、プローブカード12のプローブは、チップの電極パッド数に応じて複数設けられており、すべてのプローブの位置を検出する。ここでは、説明を簡単にするために、プローブは1本で、プローブ位置カメラ23の画像の原点に位置しており、その時の移動機構の移動位置がS1であるとする。従って、ウエハアライメントカメラ13の軸とプローブ11Aの距離はS1−Rである。
Next, as shown in FIG. 3B, the
次に、図3の(C)に示すように、ウエハ100をウエハアライメントカメラ13の下に移動して、チップの電極パッドの配列方向がプローブ1の配列方向と一致するようにウエハチャック21を回転した後、チップの電極パッドの位置を検出する。チップの電極パッドも複数設けられており、すべての電極パッドの位置を検出する。なお、ウエハ100には複数のチップが形成されており、各チップの電極パッド位置を検出する必要があるが、実際にはチップは高い位置精度で規則的に配列されており、一部のチップの電極パッドの位置を検出し、他のチップの電極パッド位置は演算で算出する場合もある。
Next, as shown in FIG. 3C, the
電極パッドが複数の場合、複数の電極パッドに対して複数のプローブが対応する位置にあり、複数の電極パッドを複数のプローブに接触可能かを判定し、更に全電極パッドと全プローブでの位置関係を算出する。この位置関係は、各電極パッドの位置がそれぞればらつき、各プローブの位置もそれぞればらつくので、各プローブの対応する電極パッドの所定位置に対する差が全体で最小になる位置関係である。ここでは、説明のため、電極パッドは1個で、ウエハアライメントカメラ13の画像の原点に位置しており、その時の移動機構の移動位置がS2であるとする。
If there are multiple electrode pads, determine whether multiple probes are in positions corresponding to multiple electrode pads, and whether multiple electrode pads can contact multiple probes. Calculate the relationship. This positional relationship is a positional relationship in which the position of each electrode pad varies and the position of each probe varies, so that the difference between the corresponding electrode pad of each probe and the predetermined position is minimized as a whole. Here, for explanation, it is assumed that there is one electrode pad, which is located at the origin of the image of the
電極パッドはウエハアライメントカメラ13の画像の原点に位置しており、ウエハアライメントカメラ13の画像の原点からS1−R離れたプローブ11Aに電極パッドを接触させるには、図3の(C)の状態、すなわち移動機構の移動位置がS2の状態からS1−Rだけ移動すればよいことになる。図3の(D)は、移動機構の移動位置がS1+S2−Rの状態であり、この時チップの電極パッドはプローブ11Aの直下に位置しているので、この位置でウエハを上昇させると、プローブ11Aが電極パッドの所定位置に接触する。
The electrode pad is located at the origin of the image of the
電極パッドをプローブカードのプローブ(プローブ)に接触させるための移動量は上記の通り算出するが、算出のためには、ウエハアライメントカメラ13とプローブ位置カメラ23の位置関係を測定する必要がある。そこで、専門のオペレータが、実際の測定に使用するウエハとプローブカードを使用して、電極パッドをプローブに接触させ、電極パッドにおけるプローブの接触跡(プローブ跡)を観察して、位置関係の測定を行っていた。しかし、この作業は、プローブ跡の認識などが難しいため、熟練を要する作業であり、作業を行えるオペレータが制限される上、作業時間が長く、精度も不十分であるという問題があった。
The movement amount for bringing the electrode pad into contact with the probe (probe) of the probe card is calculated as described above. For the calculation, it is necessary to measure the positional relationship between the
このような問題を解決するため、特許文献1および2は、ウエハアライメントカメラで電極パッドのプローブ跡の画像を撮影し、画像処理/演算処理部31が撮影した画像を画像処理してプローブ跡を認識する。そして、認識したプローブ跡の中心と電極パッドとのずれ量を算出し、このずれ量から電極パッドとプローブの実際の位置関係を測定していた。このようなプローブ跡検査をPMI(Probe Mark Inspection)と称する。
In order to solve such a problem,
PMI処理は、プロービング位置ずれなどに起因する電極パッドの破壊および検査不良などの発生を防止するために、プロービング動作中に定期的に行われる。上記のように、画像処理により電極パッドとプローブ跡の位置関係を測定し、プローブ跡がパラメータ等で定義された安全マージンよりも電極パッド枠に近づいた場合にはアラームを発生してプロービングを中断させ、オペレータによるプローブ位置の修正を促すのが一般的である。 The PMI process is periodically performed during the probing operation in order to prevent the electrode pad from being broken and inspected due to misalignment of the probing position. As described above, the positional relationship between the electrode pad and the probe trace is measured by image processing. If the probe trace is closer to the electrode pad frame than the safety margin defined by parameters etc., an alarm is generated and probing is interrupted. In general, the operator is prompted to correct the probe position.
特許文献1および2などに記載された従来のPMI処理では、画像処理により認識したプローブ跡の中心を求め、電極パッドの中心とのずれが所定範囲内に入るように位置関係を修正していた。しかし、プロービング位置ずれなどに起因する電極パッドの破壊および検査不良の発生を防止するためには、プローブが電極パッドの枠(エッジ)からはみ出さないことが特に重要である。もちろんプローブ跡の中心と電極パッドの中心とのずれは、プローブ跡の電極パッドの枠に対する位置関係と関係はしているが、完全には一致しない。
In the conventional PMI processing described in
図2に示すように、プローブ11は、ウエハ100の表面に対して斜め方向に伸びており、ウエハ100の表面がプローブ11の先端に接触した後ウエハ100の表面が更に少量上昇するが、これによりプローブ11の接触位置は水平方向に少量ずれる。このずれ動作がプローブ跡を発生させる。また、接触後の少量の上昇により接触圧が発生する。前述のように、プローブは複数あり、すべてのプローブの先端位置は完全には揃っておらず、バネ特性なども異なるので、すべてのプローブが電極パッドに接触し、すべてのプローブの接触圧が所定の範囲内になるように、ウエハを更に少量上昇させている。しかし、接触圧や水平方向のずれ量は、プローブごとに異なる。例えば、大きな接触圧で水平方向のずれ量が大きな場合、プローブ跡も大きくなり、たとえプローブ跡の中心と電極パッドの中心とのずれが小さくても、プローブ跡の電極パッドの枠までの距離は小さくなる。このように、従来のようにプローブ跡の中心と電極パッドの中心とのずれに基づいて修正を行ったのでは不十分である。
As shown in FIG. 2, the
また、特許文献1および2に記載されたように、プローブ跡の中心と電極パッドの中心とのずれに基づいて移動量の修正を自動的に行うことも提案されているが、画像処理によりプローブ跡を正確に認識するのが難しいので、高精度の修正は難しかった。そこで、上記のように、プローブ跡が安全マージンよりも電極パッド枠に近づいた場合にはアラームを発生し、オペレータによるプローブ位置の修正を促すのが一般的であった。これであれば、最終的にはオペレータがプローブ跡を認識するため、画像処理によるプローブ跡の認識エラーの問題は回避できる。
In addition, as described in
しかし、オペレータは、アラームが発生した場合に、多数の電極パッドに付いたプローブ跡から、修正方向および修正量を考えて位置関係を修正する必要がある。例えば、順に電極パッドのプローブ跡の画像を観察して、特にプローブ跡が枠に近い電極パッドを覚えておき、全体として最適な修正方向および修正量を決定する必要があり、非常に熟練を要する作業であった。そのため、位置関係の修正は、個人差や誤りなどが発生する危険性が高かった。 However, when an alarm occurs, the operator needs to correct the positional relationship in consideration of the correction direction and the correction amount from the probe marks attached to a large number of electrode pads. For example, it is necessary to observe the image of the probe trace of the electrode pad in order, remember the electrode pad where the probe trace is close to the frame in particular, and determine the optimal correction direction and correction amount as a whole, which requires very skill. It was work. Therefore, the correction of the positional relationship has a high risk of causing individual differences and errors.
本発明は、このような問題を解決して、より実際に即した位置関係の修正を可能にすることを目的とする。 An object of the present invention is to solve such a problem and to make it possible to correct the positional relationship in a more practical manner.
また、本発明は、オペレータが位置関係の修正を行う場合に、修正処理を容易にして個人差や誤りなどの問題が発生しないようにすることを目的とする。 Another object of the present invention is to facilitate the correction process so that problems such as individual differences and errors do not occur when an operator corrects a positional relationship.
上記目的を実現するため、本発明のプローブ位置修正方法およびプローバでは、ウエハの表面に平行な面内の±X方向と±Y方向の4方向について、複数のプローブ跡の複数の電極パッドの枠に対する余裕距離を算出し、4方向のそれぞれについての最小余裕距離を算出し、4方向の最小余裕距離に基づいて複数の電極パッドと複数のプローブの接触位置を修正することを特徴とする。 To achieve the above object, in the probe position correcting method and prober of the present invention, a plurality of electrode pad frames of a plurality of probe traces in four directions of ± X direction and ± Y direction in a plane parallel to the surface of the wafer. And calculating the minimum margin distance for each of the four directions, and correcting the contact positions of the plurality of electrode pads and the plurality of probes based on the minimum margin distance in the four directions.
すなわち、本発明のプローブ位置修正方法は、複数の電極パッドの形成されたウエハをプローブカードの複数のプローブに対してX,Y,Zの3軸方向に相対的に移動して、前記複数の電極パッドと前記複数のプローブを接触させる場合の、前記複数の電極パッドと前記複数のプローブの接触位置を修正するプローブ位置修正方法であって、前記複数の電極パッドと前記複数のプローブを接触させ、前記複数の電極パッド上の前記複数のプローブが接触したプローブ跡の画像を処理して、前記プローブ跡を検出し、±X方向と±Y方向の4方向について、前記プローブ跡の前記複数の電極パッドの枠に対する余裕距離を算出し、前記4方向のそれぞれについての最小余裕距離を算出し、前記4方向の最小余裕距離に基づいて、前記複数の電極パッドと前記複数のプローブの接触位置を修正することを特徴とする。 That is, according to the probe position correcting method of the present invention, the wafer on which a plurality of electrode pads are formed is moved relative to the plurality of probes of the probe card in the three axial directions of X, Y, and Z to A probe position correcting method for correcting the contact positions of the plurality of electrode pads and the plurality of probes when the electrode pad and the plurality of probes are brought into contact with each other, wherein the plurality of electrode pads and the plurality of probes are brought into contact with each other. , And processing the probe trace image of the plurality of probes on the plurality of electrode pads to detect the probe trace, and the plurality of probe traces in four directions of ± X direction and ± Y direction. A margin distance with respect to the frame of the electrode pad is calculated, a minimum margin distance is calculated for each of the four directions, and the plurality of electrode pads are calculated based on the minimum margin distance in the four directions. The contact position of the probe and the plurality of probes is corrected.
本発明によれば、実用上必要なプローブ跡の電極パッドの枠に対する4方向の最小余裕距離に基づいて複数の電極パッドと複数のプローブの接触位置を修正するので、電極パッドの破壊および検査不良の発生をより一層防止できる。 According to the present invention, the contact positions of the plurality of electrode pads and the plurality of probes are corrected based on the minimum marginal distances in four directions with respect to the electrode pad frame of the probe traces that are practically necessary. Can be further prevented.
また、4方向の最小余裕距離が所定量以下になってアラームを発生し、オペレータに修正を促す場合、4方向の最小余裕距離を算出した後、4方向の最小余裕距離をモニタにグラフィック表示し、オペレータがグラフィック表示された4方向の最小余裕距離に基づいて修正できるようにすることで、修正が容易になる。4方向の最小余裕距離をモニタにグラフィック表示する際、4方向の最小余裕距離が算出された電極パッドのプローブ跡を含む画像を一緒にモニタに表示することが望ましい。これにより、画像処理により4方向の最小余裕距離と判定された電極パッドのプローブ跡を、オペレータが容易に確認できる。 Also, when the minimum marginal distance in the four directions is less than the predetermined amount and an alarm is generated to prompt the operator to correct it, the minimum marginal distance in the four directions is calculated on the monitor after calculating the minimum marginal distance in the four directions. By allowing the operator to make corrections based on the minimum marginal distances in the four directions displayed graphically, the correction is facilitated. When graphically displaying the minimum margin distance in the four directions on the monitor, it is desirable to display an image including the probe trace of the electrode pad for which the minimum margin distance in the four directions is calculated together on the monitor. Thereby, the operator can easily confirm the probe trace of the electrode pad determined as the minimum margin distance in the four directions by the image processing.
なお、実用上必要なプローブ跡の電極パッドの枠に対する4方向の最小余裕距離に基づいた修正方法を、修正を自動的に行う場合に適用することも可能である。 It should be noted that a correction method based on the minimum margin distance in four directions with respect to the electrode pad frame of the probe trace that is practically necessary can also be applied when correction is automatically performed.
また、本発明のプローバは、複数のプローブを有するプローブカードと、複数の電極パッドの形成されたウエハを保持するウエハチャックと、前記ウエハチャックをX,Y,Zの3軸方向に移動する移動機構と、前記プローブカードの前記プローブの位置を検出するプローブ位置検出手段と、前記ウエハチャックに保持された前記ウエハの複数の電極パッドの位置を検出するウエハアライメント手段と、前記移動機構を制御する移動制御部とを備え、前記移動制御部は、前記プローブ位置検出手段の検出した前記複数のプローブの位置、ウエハアライメント手段の検出した前記複数の電極パッドの位置及び移動量演算補正値に基づいて、前記複数の電極パッドの所定位置を前記複数のプローブに接触させるように前記移動機構による移動量を演算する移動量演算部を備えるプローバであって、前記ウエハアライメント手段は、前記複数の電極パッド上の前記複数のプローブが接触したプローブ跡の画像を処理して、前記プローブ跡の位置を検出するプローブ跡検出手段と、±X方向と±Y方向の4方向について、前記プローブ跡の前記複数の電極パッドの枠に対する余裕距離を算出し、前記4方向のそれぞれについての最小余裕距離を算出する最小余裕距離算出手段と、を備え、前記移動量演算部は、前記4方向の最小余裕距離に基づいて、移動量演算補正値を算出することを特徴とする。 Further, the prober of the present invention includes a probe card having a plurality of probes, a wafer chuck for holding a wafer on which a plurality of electrode pads are formed, and a movement for moving the wafer chuck in three axial directions of X, Y, and Z. A mechanism, probe position detecting means for detecting the position of the probe on the probe card, wafer alignment means for detecting positions of a plurality of electrode pads of the wafer held by the wafer chuck, and controlling the moving mechanism A movement control unit, wherein the movement control unit is based on the positions of the plurality of probes detected by the probe position detection unit, the positions of the plurality of electrode pads detected by the wafer alignment unit, and a movement amount calculation correction value. The amount of movement by the moving mechanism is set so that predetermined positions of the plurality of electrode pads are brought into contact with the plurality of probes. A prober comprising a moving amount calculation unit for calculating, wherein the wafer alignment means detects a position of the probe trace by processing an image of the probe trace that has contacted the plurality of probes on the plurality of electrode pads. The probe trace detecting means calculates the margin distance of the probe trace with respect to the frame of the plurality of electrode pads for the four directions of ± X direction and ± Y direction, and calculates the minimum margin distance for each of the four directions. Margin distance calculation means, wherein the movement amount calculation unit calculates a movement amount calculation correction value based on the minimum margin distance in the four directions.
本発明によれば、プローブと電極パッドの位置関係の修正を実用上必要な形で行えるので、電極パッドの破壊および検査不良の発生をより一層防止できる。また、本発明によれば、オペレータが位置関係を修正する場合に、修正動作が容易になり、オペレータに起因するエラーを低減できる。 According to the present invention, since the positional relationship between the probe and the electrode pad can be corrected in a practically necessary form, it is possible to further prevent the electrode pad from being broken and the inspection failure from occurring. Further, according to the present invention, when the operator corrects the positional relationship, the correction operation becomes easy and errors caused by the operator can be reduced.
本発明の実施例のプローバは、図1に示すような全体構成を有し、画像処理/演算処理部31、移動制御部32及び移動量演算部33を構成するコンピュータに、本発明を実行するためのプログラムがインストールされている点が異なる。
The prober according to the embodiment of the present invention has the overall configuration as shown in FIG. 1 and executes the present invention on a computer constituting the image processing /
図4は、本実施例のプローバの移動量修正処理を示すフローチャートである。また、図5は、プローブ跡が付けられた電極パッド、プローブ跡から電極パッドの枠までの距離が最小余裕距離の4つの電極パッド、およびグラフィカル表示の例を示す図である。 FIG. 4 is a flowchart showing the prober movement amount correction processing of this embodiment. FIG. 5 is a diagram showing an example of an electrode pad with a probe mark, four electrode pads having a minimum margin distance from the probe mark to the electrode pad frame, and a graphical display.
ステップ201では、ウエハを移動して、電極パッドをプローブ11に接触させてプローブ跡を生じさせる。これにより、図5の(A)のように、電極パッド上にプローブ跡Tが付けられる。
In
ステップ202では、ウエハ100上のチップが順番にアライメントカメラ13の下に位置するように移動し、アライメントカメラ13が各チップの電極パッドを撮影する。
In
ステップ203では、撮影した画像において、画像処理により電極パッドのプローブ跡を認識する。この時、電極パッドの枠の位置も合わせて認識する。
In
ステップ204では、認識したプローブ跡の電極パッドの枠までの距離を算出する。具体的には、図5の(B)に示すように、各電極パッドにおいて、プローブ跡Tを認識し、そのX座標の最小値と枠の左側のエッジのX座標との差を−X余裕距離a、X座標の最大値と枠の右側のエッジのX座標との差を+X余裕距離b、Y座標の最小値と枠の上側のエッジのY座標との差を+Y余裕距離c、Y座標の最大値と枠の下側のエッジのY座標との差を−Y余裕距離d、として算出する。この4つの値を、すべての電極パッドのプローブ跡について算出する。
In
ステップ205では、算出したすべての電極パッドのプローブ跡のaからdのそれぞれについて、最小距離を決定する。図5の(B)は−X余裕距離が最小値aである電極パッドを、図5の(C)は+X余裕距離が最小値eである電極パッドを、図5の(D)は+Y余裕距離が最小値fである電極パッドを、図5の(E)は−Y余裕距離が最小値gである電極パッドを、示す。
In
ステップ206では、図5の(B)から(E)の4方向の余裕距離が最小の電極パッドをモニタに表示する。これにより、オペレータが余裕距離が最小と判定されたプローブ跡の画像を確認でき、例えば画像処理により余裕距離が最小と判定されものでも表示された画像から適切でないと判断される場合には、その電極パッドを除いて再処理するなどの対策が可能である。これによりプローブ跡の画像処理による認識エラーによる誤判定を防止できる。
In
ステップ207では、図5の(F)に示すように、2方向の電極パッドP,Qの重なりあう部分を示す枠Rと、枠Rに対して上記の4方向の最小余裕距離a,e,f,gだけ離れた部分Sを表示する。
In
オペレータが修正をマニュアル操作で行う場合には、部分Sが枠Rの中心に位置するように操作する。オペレータは、画像処理により4方向の最小余裕距離と判定された電極パッドを見ながら容易に位置関係を調整できる。 When the operator performs correction by manual operation, the operation is performed so that the portion S is positioned at the center of the frame R. The operator can easily adjust the positional relationship while looking at the electrode pads determined to be the minimum margin distances in the four directions by image processing.
また、位置関係を自動的に調整する場合には、aとe、fとgが等しくなるように位置関係を修正する。 When the positional relationship is automatically adjusted, the positional relationship is corrected so that a and e and f and g are equal.
なお、aとeの和、fとgの和がそれぞれ所定値以下の時には、正常なプローブビングが難しいので、アラームを発生する。 When the sum of a and e and the sum of f and g are less than a predetermined value, normal probing is difficult and an alarm is generated.
画像処理によりプローブ跡を認識する処理はすべてのプローブについて行うことが望ましいが、プローブ数が増加するとすべてのプローブについてプローブ跡の認識処理を行うには非常に長時間を要することになる。そこで、全プローブのうちいくつかを選択してプローブ跡を認識する処理を行い、それらを対象にして上記処理を行うようにしてもよい。その際、プローブ位置カメラ23で検出したプローブの位置から±Xおよび±Y方向について位置偏差の大きないくつかのプローブを選択して、それらのプローブ跡を検出するようにしてもよい。
The process of recognizing probe traces by image processing is desirably performed for all probes. However, when the number of probes increases, it takes a very long time to perform the probe trace recognition process for all probes. Therefore, some of all probes may be selected to perform a process for recognizing a probe trace, and the above process may be performed for them. At that time, some probes having a large positional deviation in the ± X and ± Y directions may be selected from the probe positions detected by the
また、図5の(F)に示したオペレータが位置関係を修正するための表示は、各種の変形例が可能である。例えば、図6に示すように、モニタ上に原点Oを含むXY座標を表示し、(−a,0),(e,0),(0,f),(0,−g)をそれぞれ通過するXおよびY方向の線で表される四角形Wを表示するようにしてもよい。位置修正は、原点を四角形Wの中心に移動するように行われる。また、四角形Wが大きいほど位置決めの余裕度が大きいことを示す。 The display shown in FIG. 5F for the operator to correct the positional relationship can be variously modified. For example, as shown in FIG. 6, XY coordinates including the origin O are displayed on the monitor and pass through (−a, 0), (e, 0), (0, f), and (0, −g), respectively. You may make it display the rectangle W represented by the line of the X and Y direction to do. The position correction is performed so that the origin moves to the center of the rectangle W. In addition, the larger the square W, the greater the positioning margin.
また、電極パッドは、図5に示すような四角形に限定されず、図7に示すような8角形やほかの形状でもよい。ステージ22を移動させる移動機構24は、3軸方向およびZ軸の回りの回転が可能であるが、ここで修正する位置関係に関係するのはXおよびY方向であり、プローブ跡TをXおよびY方向に移動した時に電極パッドの枠に接触するまでの距離を余裕距離aからdとする。
Further, the electrode pad is not limited to a quadrangle as shown in FIG. 5, but may be an octagon as shown in FIG. 7 or other shapes. The moving
以上本発明の実施例を説明したが、各種変形例が可能であるのはいうまでもない。 Although the embodiments of the present invention have been described above, it goes without saying that various modifications are possible.
以上説明したように、本発明によりプローバで電極パッドをプローブカードのプローブに接触させる場合の実用的な精度が向上するので、より微細な電極パッドを有する半導体装置(チップ)が形成されたウエハ検査に適用できるようになる。 As described above, according to the present invention, since the practical accuracy when the electrode pad is brought into contact with the probe of the probe card by the prober is improved, the wafer inspection in which the semiconductor device (chip) having the finer electrode pad is formed. Can be applied to.
1〜4 筐体
5 テスタ
11 プローブ
12 プローブカード
13 ウエハアライメントカメラ
21 ウエハチャック
22 ステージ
23 プローブ位置カメラ
31 画像処理/演算処理部
32 移動制御部
33 移動量演算部
34 表示装置
1-4 Housing 5
Claims (4)
前記複数の電極パッドと前記複数のプローブを接触させ、
前記複数の電極パッド上の前記複数のプローブが接触したプローブ跡の画像を処理して、前記プローブ跡を検出し、
±X方向と±Y方向の4方向について、前記プローブ跡の前記複数の電極パッドの枠に対する余裕距離を算出し、
前記4方向のそれぞれについての最小余裕距離を算出し、
前記X方向の2つの前記最小余裕距離および前記Y方向の2つの前記最小余裕距離がそれぞれ等しくなるように、前記複数の電極パッドと前記複数のプローブの接触位置を修正することを特徴とするプローブ位置修正方法。 This is executed by a computer constituting the control unit of the prober, and the wafer on which the plurality of electrode pads are formed is moved relative to the plurality of probes of the probe card in the X, Y, and Z directions, and the plurality A probe position correcting method for correcting the contact positions of the plurality of electrode pads and the plurality of probes when the electrode pad and the plurality of probes are contacted,
Contacting the plurality of electrode pads and the plurality of probes;
Processing an image of probe traces in contact with the plurality of probes on the plurality of electrode pads to detect the probe traces;
For the four directions of ± X direction and ± Y direction, calculate margin distances of the probe marks with respect to the plurality of electrode pad frames,
Calculating a minimum margin distance for each of the four directions;
The contact position of the plurality of electrode pads and the plurality of probes is corrected so that the two minimum margin distances in the X direction and the two minimum margin distances in the Y direction are equal to each other. Position correction method.
前記複数の電極パッドと前記複数のプローブを接触させ、
前記複数の電極パッド上の前記複数のプローブが接触したプローブ跡の画像を処理して、前記プローブ跡を検出し、
±X方向と±Y方向の4方向について、前記プローブ跡の前記複数の電極パッドの枠に対する余裕距離を算出し、
前記4方向のそれぞれについての最小余裕距離を算出し、
前記4方向の最小余裕距離をモニタにグラフィック表示することを特徴とするプローブ位置修正方法。 This is executed by a computer constituting the control unit of the prober, and the wafer on which the plurality of electrode pads are formed is moved relative to the plurality of probes of the probe card in the X, Y, and Z directions, and the plurality A probe position correcting method for correcting the contact positions of the plurality of electrode pads and the plurality of probes when the electrode pad and the plurality of probes are contacted,
Contacting the plurality of electrode pads and the plurality of probes;
Processing an image of probe traces in contact with the plurality of probes on the plurality of electrode pads to detect the probe traces;
For the four directions of ± X direction and ± Y direction, calculate margin distances of the probe marks with respect to the plurality of electrode pad frames,
Calculating a minimum margin distance for each of the four directions;
A probe position correcting method, wherein the minimum marginal distance in the four directions is displayed in a graphic form on a monitor.
前記ウエハアライメント手段は、
前記複数の電極パッド上の前記複数のプローブが接触したプローブ跡の画像を処理して、前記プローブ跡の位置を検出するプローブ跡検出手段と、
±X方向と±Y方向の4方向について、前記プローブ跡の前記複数の電極パッドの枠に対する余裕距離を算出し、前記4方向のそれぞれについての最小余裕距離を算出する最小余裕距離算出手段と、を備え、
前記移動量演算部は、前記X方向の2つの前記最小余裕距離および前記Y方向の2つの前記最小余裕距離がそれぞれ等しくなるように、移動量演算補正値を算出することを特徴とするプローバ。 A probe card having a plurality of probes; a wafer chuck for holding a wafer on which a plurality of electrode pads are formed; a moving mechanism for moving the wafer chuck in three axial directions of X, Y, and Z; Probe position detection means for detecting the position of the probe, wafer alignment means for detecting the positions of the plurality of electrode pads of the wafer held by the wafer chuck, and a movement control unit for controlling the movement mechanism, The movement control unit is configured to determine a predetermined value of the plurality of electrode pads based on the positions of the plurality of probes detected by the probe position detection unit, the positions of the plurality of electrode pads detected by the wafer alignment unit, and a movement amount calculation correction value. A movement amount calculation unit for calculating a movement amount by the movement mechanism so as to bring the position into contact with the plurality of probes; A prober,
The wafer alignment means includes
Probe trace detection means for detecting the position of the probe trace by processing an image of the probe trace in contact with the plurality of probes on the plurality of electrode pads;
A minimum margin distance calculating means for calculating a margin distance of the probe trace with respect to the frame of the plurality of electrode pads in four directions of ± X direction and ± Y direction, and calculating a minimum margin distance for each of the four directions; With
The prober according to claim 1, wherein the movement amount calculation unit calculates a movement amount calculation correction value so that the two minimum margin distances in the X direction and the two minimum margin distances in the Y direction are equal to each other .
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