JPH0265150A

JPH0265150A - プローブカードの自動位置合せ方法

Info

Publication number: JPH0265150A
Application number: JP63213646A
Authority: JP
Inventors: Kenji Togashi; 健志冨樫
Original assignee: Fujitsu Ltd
Current assignee: Fujitsu Ltd
Priority date: 1988-08-30
Filing date: 1988-08-30
Publication date: 1990-03-05

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】〔概　要〕ウェーハ状態でのチップと該チップの測定に用いるプロ
ーブカードとの自動位置合せの方法に関し、該プローブカードの位置合せを高精度かつ高速にかつ自
動的に達成することを目的とし、半導体ウェーへのチッ
プ上の各パッドに対応するプローブ針を有するプローブ
カード上における中心を通る１つの延長線に沿って、該
プローブカードの中心から等距離の各点にそれぞれ第１
および第２の目印を設け、該第１および第２の目印を順
次、咳つヱーハを載置したステージ側に設けられた探知
手段によりサーチして該チップと該プローブカードとの
位置合せを自動的に行うように構成される。

〔産業上の利用分野〕

本発明はウェーハ状態での半導体デバイス（すなわちウ
ェーハ状態でのチップ）と、３亥チップの測定に用いる
プローブカードとの自動位置合せの方法に関する。

〔従来の技術〕

従来よりこの種のチップの測定に際しては、該チップの
各ポンディングパッドに対応するプローブ針を有するプ
ローブカードを用い、各ポンディングパッドとそれらに
対応するプローブ針とが最適な位置で電気的・機械的に
良好な状態で接触することが要求される。そしてこのた
めには該プローブカードと被測定チップとの相対位置を
高精度に合せる必要がある。特に最近ではＶＬＳＩの多
様化に伴いプローブカードも多様化が要求されるように
なり、このため各品種毎に該相対位置を高精度に合せる
必要がある。

ところで、従来より該プローブ針を有するプローブカー
ドは、プローバ筐体に対しその水平面内における所定の
角度範囲内で回転可能とされたブローブリングに取付け
られており、これにより該プローブカードの回転位置（
所謂カードθ）が調整可能とされる。

一方、ウェーハはステージ上に載置され例えばバキュー
ムにより吸着固定される。該ステージの位置はＸ、Ｙ、
およびＺ方向の移動、およびその水平面内での回転によ
り調整される。なお該ウェーハ上の所定のチップから隣
接のチップへの移動は、該ステージのＸ、Ｙ方向へのチ
ップサイズ分の移動（該ウェーハ上に設けられたスクラ
イブラインに沿っての）によって行われ、またプローブ
針と各ポンディングパッドとのコンタクトは該ステージ
のＺ方向の移動によって行われる。更に該ウェーハの平
行合せ（該ウェーハ上に設けられたスクライブラインと
該ステージのＸ、Ｙ移動方向との平行合せ）は、上記ス
テージの回転によって行われる。また該ウェーハ上の被
測定チップに対する該プローブカードの平行合せ（位置
合せ）は、上記プローブカード側（すなわちブローブリ
ング）の回転（すなわちカードθの調整）によって行わ
れ、これによって各パッドに対するプローブ針の位置が
調整される。この場合、該プローブカードの位置合せ（
平行合せ）を行うにあたっては、測定作業者が目視によ
り例えば顕微鏡を用いて上記各パッドを見ながら、各ポ
ンディングパッドの中心にそれと対応するプローブ針の
中心を、手動で（あるいはモータなどを利用して）合せ
ていた。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかしながらかかるプローブカードの位置合せ方法では
、チップの多パッド化によって目視範囲が広くなり、個
々のポンディングパッド中心の視認性が悪化し、適確な
目視作業が非常に困難となる。

したがって上記従来技術によるプローブカードの位置合
せ方法では、その位置合せに時間がかかったり、位置合
せ精度が悪かったりし、その位置合せが不十分なために
コンタクト不良を起すなどの問題点を生じていた。

本発明はかかる課題を解決するためになされたもので、
該プローブカードの位置合せを短時間でかつ精度よくし
かも自動的に達成しうるようにしたちのである。

〔課題を解決するための手段〕

上記課題を解決するために本発明においては、半導体ウ
ェーハのチップ上の各パッドに対応するプローブ針を有
するプローブカード上における中心を通る１つの延長線
に沿って、該プローブカードの中心から等距離の各点に
それぞれ第１および第２の目印を設け、該第１および第
２の目印を順次、該ウェーハを載置したステージ側に設
けられた探知手段（例えばＣＣＤカメラ）によりサーチ
して、該チップと該プローブカードとの位置合せを自動
的に行うように構成される。

〔作　用〕

上記構成によれば、該第１および第２の目印を順次、該
ステージ側に設けられた探知手段によりサーチし、その
際の該ステージのＸ、Ｙ方向における移動距離をもとに
して、該チップに対する該プローブカードの角度ずれを
算出し、該算出デー夕にもとづいて該プローブカードの
高精度な位置合せ（平行合せ）を短時間で自動的に達成
することができる。

〔実施例〕

第１図は、本発明に用いられるプローブカードの構成と
該プローブカードの位置合せの原理を説明する図であっ
て、該プローブカード１０には被測定チップの各ポンデ
ィングパッドに接触する多数のプローブ針１４が配置さ
れている。

更に本発明に用いられるプローブカードには、その中心
を通る１つの延長線（例えばＹ方向の軸）上において、
その中心から等距離の点（第１図の実施例では該プロー
ブカードのＹ軸上の各周辺部）にそれぞれ、例えばアル
ミニウムなどにより形成された所定の反射能を有する第
１および第２の目印１１および１２が設けられる。また
第１図の実施例では更に、該プローブカードの中心を通
り、上記延長線と直交する他の延長線（例えばＸ方向の
軸）上の所定位置（第１図の実施例では該プローブカー
ド′のＸ軸上の一方の周辺部）に、上記と同様の反射能
を有する第３の目印１３が設けられる。

３１および３２はその上部にウェーハ２を載置固定した
ステージであって、そのうち該ステージの下部３２はＸ
軸方向およびＹ軸方向に移動可能であり、一方、該ステ
ージの上部３１はＸ軸方向に移動可能であり、かつその
水平面内において回転可能とされている。３３は該ステ
ージ３２上に設けられたＣＣＤカメラであり、８亥ＣＣ
Ｄカメラ３３により上記各目印１１．．１２、および１
３を順次サーチし、その際の該ステージのＸ、Ｙ方向の
各移動距離から該ウェーハ上の被測定チップに対する該
プローブカードの角度ずれを算出し、該算出データにも
とづいて該プローブカードを回転させて（所謂カードθ
を調整して）、該被測定チップに対する該プローブカー
ドの平行合せが行われる。

第２図は、第１図に示されるプローブカードの位置合せ
を行う装置の全体構成を例示する図であって、第１図に
示される部分と同等の部分には共通の符号が付されてい
る。該第２図中、１５は該プローブカード１０を固定し
たブローブリングであって、該ブローブリング１５はプ
ローバ筺体１９に対しベアリング１８を介して水平面内
における所定の角度範囲に亘ってモータ５２により回転
しうるように（すなわちカードθを調整しうるように）
取付けられている。１６はパフォーマンスポードであり
、該パフォーマンスポード１６上にテスタヘッド１７が
挿着されることにより、該テスタヘッド１７と該プロー
ブカード１０　（すなわち各プローブ針）とが電気的に
内部的に接続される。

一方、上記ステージ下部３２はＸ軸シール３４およびＹ
軸シール３５に沿ってＸ方向およびＹ方向に駆動可能で
あり、ステージ３２側に設けられたモータとＣＰＵ　４
との間で位置指令の授受が行われ、これにより該ステー
ジの駆動制御が行われる。

また該ステージ上部３工はＺ方向に移動可能であってこ
れによりプローブ針と各ポンディングパッドとの接触状
態が制御されるとともに、その水平面内での回転により
咳ウェーハの平行合せ（酸ウェーハ上に設けられたスク
ライブラインと該ステージのＸ、Ｙ移動方向との平行合
せ）が行われる。

更に本発明では、該ステージ３２をＸ、Ｙ両方向に所定
の手順にしたがって順次移動させて該ＣＣＤカメラ３３
により上記プローブカード上の目印１１　、１２、およ
び１３を順次探知し、その際の該ステージのＸ、Ｙ両方
向の移動量にもとづいて酸ウェーハ上の被測定チップに
対する該プローブカードの角度ずれを該ｃｐｕ４におい
て算出し、該算出データにもとづいてモータコントロー
ルユニット５１を介して上記モータ５２の回転角を制御
して上記カードθの調整を行う。すなわち従来、上記カ
ードθの調整（すなわちモータ５２の回転）を作業者が
目視によって行っていたのに対し、本発明では上記ＣＣ
Ｄカメラによる該各目印の探知結果にもとづいて該ＣＰ
Ｕ　４において算出される算出データをもとにして、上
記カードθの調整を高精度でかつ自動的に制御するよう
にしたものである。

第３図は、上記第２図の装置を用いてプローブカードの
位置合せを実行する手順をフローチャートで例示する図
であって、この場合、上記ウェーハの平行合せ（すなわ
ちウェーハ上のスクライプラインとステージのｘ、Ｙ移
動方向との平行合せ）は既に行われているものとする。

次いで先ずステップ１において該ステージを移動させて
１亥ＣＣＤカメラによってＳ亥ブローフ゛カード上の目
印１１を探す。次にステップ２で該ステージをＹ軸方向
のみに移動させ、該プローブカード上の目印１２を探す
。そしてステップ３において上記移動により該目印１２
を探知しえたか否かを判断する。このとき該目印１２が
探知できれば＼該被測定チップに対する該プローブカードのθずれはな
いのであるが、通常は該θずれが存在するため該ステッ
プ３における判断結果は通常ノウとなる。

この場合はステップ４に進み、該ステージをＸ軸方向に
移動させて上記目印１２を探す。そしてステップ５にお
いて、該目印１２を探知した位置での該ステージの上記
Ｘ方向の移動ｆｆ１（ｙとする）および上記Ｘ方向の移
動量をもとにして、上記被測定チップに対するプローブ
カードの角度ずれ（カードθのずれ）を上記ＣＰＵで算
出し、該算出データにもとづいて該カードθの調整すな
わち該プローブカードの平行合せを行う。

これにより該被測定チップに対する該プローブカードの
平行合せは一応完了したことになり（したがってステッ
プ３の判断結果がイエスとなり）、以後は、該ステージ
をＸ方向に上記移動量の半分（すなわち　　　）だけ戻
すことにより該被測定チップの中心と該プローブカード
の中心とが合うようになる。

しかしながら上記第３図に例示される手順においては、
更にステップ６に示されるように、上記Ｘ方向への　　
　だけのステージ移動（戻し動作）を行った後、更にＸ
方向に該ステージを移動させ（その移動量をＸとする）
、上記目印１３を探し、ステップ７において該目印１３
を探知しえたか否かを判断する。この場合もし該目印１
３が探知できれば（すなわちイエスであれば）、ステッ
プ９で該ステージをＸ方向に上記Ｘだけ戻すことにより
上記位置合せは終了する（ステップ１０）。しかし上記
Ｘ方向の移動のみによって上記目印１３が探知できなけ
れば（すなわちステップ７でノウであれば）、ステップ
８に進み、該目印１３を探知できる位置まで該ステージ
をＸ方向に動かして該プローブ針とそれに対応するボン
ディングパソドとの中心合せを微調整し、その後ステッ
プ９において上述したように該ステージをＸ方向に上記
Ｘだけ戻すことにより上記位置合せが終了する（ステッ
プ１０）。

〔発明の効果〕

本発明によれば、プローブカード上に設けられた各目印
をステージ側に設けられた探知手段により順次探知する
ことにより、被測定チップに対するプローブカードの平
行合せを短時間でかつ高精度にしかも自動的に達成する
ことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明に用いられるプローブカードの構成と
該プローブカードの位置合せの原理を説明する図、第２図は、第１図に示されるプローブカードの位置合せ
を行う装置の全体構成を例示する図、第３図は、第２図
の装置を用いてプローブカードの位置合せを実行する手
順をフローチャートで例示する図である。（符号の説明）１０・・・プローブカード、１１　、１２　、１３・・・アルミニウムなどの目印、
１４・・・プローブ針、　　　１５・・・ブローブリン
グ、１７・・・テスタヘッド、　　２・・・ウェーハ、
３１　、３２・・・ステージ、　　　３３・・・ＣＣＤ
カメラ、４・・・ＣＰＵ。５１・・・モータコントロールユニット、５２・・・モ
ータ。第１図２・・・ウェーハ１０・・・プローブカード・３１３２・・・ステーゾ３３・・・カメラ第１図に示されるプローブカードの位置合せを行う装置
の全体構成を例示する図ＰＵブローブリング・テスタヘッドＸ軸シールＹ軸レール

Claims

【特許請求の範囲】１、半導体ウェーハのチップ上の各パッドに対応するプ
ローブ針を有するプローブカード上における中心を通る
１つの延長線に沿って、該プローブカードの中心から等
距離の各点にそれぞれ第１および第２の目印を設け、該
第１および第２の目印を順次、該ウェーハを載置したス
テージ側に設けられた探知手段によりサーチして該チッ
プと該プローブカードとの位置合せを自動的に行うよう
にしたことを特徴とするプローブカードの自動位置合せ
方法。２、該プローブカード上における中心を通りかつ該１つ
の延長線と直交する他の延長線上に第３の目印を設け、
該第１および第２の目印をサーチした後、更に該第３の
目印をサーチするようにした、請求項１記載の自動位置
合せ方法。