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JP2002057196A - プローブ方法及びプローブ装置 - Google Patents

プローブ方法及びプローブ装置

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Publication number
JP2002057196A
JP2002057196A JP2000238654A JP2000238654A JP2002057196A JP 2002057196 A JP2002057196 A JP 2002057196A JP 2000238654 A JP2000238654 A JP 2000238654A JP 2000238654 A JP2000238654 A JP 2000238654A JP 2002057196 A JP2002057196 A JP 2002057196A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
stage
inspected
probing
chip
subject
Prior art date
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Pending
Application number
JP2000238654A
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English (en)
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Inventor
Yoshinori Umetsu
良則 梅津
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.)
PLUM FIVE CO Ltd
Original Assignee
PLUM FIVE 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 PLUM FIVE CO Ltd filed Critical PLUM FIVE CO Ltd
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Publication of JP2002057196A publication Critical patent/JP2002057196A/ja
Publication of JP2002057196A5 publication Critical patent/JP2002057196A5/ja
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  • Measuring Leads Or Probes (AREA)
  • Testing Of Short-Circuits, Discontinuities, Leakage, Or Incorrect Line Connections (AREA)
  • Tests Of Electronic Circuits (AREA)
  • Testing Or Measuring Of Semiconductors Or The Like (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ステージの移動時における誤差や、被検体の
各被検査チップの電極の位置ずれに影響されること無
く、該被検体の各被検査チップの電極とプローブカード
のプローブ針とを正確に位置合わせしてプロービングを
行うことができるプローブ方法及びプローブ装置を提供
すること。 【解決手段】 検査ステージ2の移動時の移動誤差を補
正するための予め取得して記憶されているステージ移動
誤差補正値と、選択した複数の被検査チップのパターン
の画像を利用して、検査ステージ2上における基準点か
らの各被検査チップの座標をスケーリングして取得した
該基準点からの被検体1の各被検査チップのパッドの位
置ずれを補正するための被検査チップ位置ずれ補正値と
により、検査ステージ2の移動誤差及び各被検査チップ
の位置ずれを補正する。これにより、プロービング時
に、被検体1の各被検査チップのパッドを、プローブカ
ード7のプローブ針6に対して正確に位置合わせして接
触させることができるようになる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、ウェハー、ガラス
基板、フレキシブル基板などに形成されたパッドパター
ンやICチップなどからなる半導体デバイスのパッドパ
ターンのショートやオープン、及びICチップの入出力
特性などを測定するためのプローブ方法及びプローブ装
置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】図14、15に、従来のプローブ装置の
一例を示す。このプローブ装置は、上記ウェハー、ガラ
ス基板、フレキシブル基板などの被検体1を載置するた
めの検査ステージ2を備えている。上記被検体に1に
は、上記パッドパターンやICチップなどからなる半導
体デバイスなどの多数の被検査チップが、例えば、格子
状の配列となるように、被検体1の予め設定された位置
に、所定の間隔をおいて形成されている。また、検査対
象となる被検体1の各被検査チップの配列状態を表す配
列位置データ(検査ステージ2上でのXY座標)は、プ
ローブ装置の図示しないメモリに予め登録される。
【0003】上記検査ステージ2は、該検査ステージ2
をZ、θ方向に移動させるためのZθテーブル3と、該
Zθテーブル3をX、Y方向に移動させるためのXYテ
ーブル4とにより、載置された被検体1をX、Y、Z、
θ方向に自在に移動できるように構成されている。な
お、上記Zθテーブル3は、上下動自在なシリンダ機
構、ギヤ列、ステッピングモータ等の組み合わせにより
構成されている。また、上記XYテーブル4は、図示の
ような互いに平面状に直交するボールネジ4aと駆動モ
ータ4b、あるいは互いに直交するリニアモータなどで
構成されている。
【0004】ここで、上記検査ステージ2の各方向(少
なくともX、Y、θ方向)の移動位置は、XY各リニア
モータに取り付けられたリニアスケールの出力パルス
量、駆動モータに取り付けられたエンコーダの出力パル
ス量、ステッピングモータに入力される入力パルス量な
どにより位置データとして管理できるようになってい
る。また、該位置データに基づいて検査ステージ2の移
動量を随時取得できるように構成されている。
【0005】一方、上記検査ステージ2の上方には支持
板5が設けられている。この支持板5には、上記被検体
1の被検査チップをプロービングするためのプロービン
グ手段が配設されている。上記被検体1に形成されてい
る被検査チップ(例えばICチップ)のパッド(電極)
の配列に対応するように配置されたプローブ針6を有す
るプローブカード7が配設されている。
【0006】このような構成のプローブ装置において、
まず、上記被検体1が上記検査ステージ2上に載置され
る。そして、該検査ステージ2上に載置された被検体1
は、該被検体1のプロービングを行うプロービング位置
で、上記メモリに予め登録されている該被検体1の各被
検査チップの配列位置データに基づいて、上記Zθテー
ブル3及びXYテーブル4によりX、Y、Z方向に駆動
される。これにより、該検査ステージ2上に載置された
被検体1の各被検査チップのパッドが、上記プローブカ
ード7のプローブ針6に順次接触され、コンタクトリン
グ8を通してテストヘッド9により該被検体1の各被検
査チップのプロービング(電気的特性等の測定)が行わ
れる。
【0007】ここで、上記被検体1の各被検査チップの
プロービングを正確に行うためには、検査対象となる各
被検査チップのパッドと、上記プローブカード7のプロ
ーブ針6とが正確に接触するように、上記検査ステージ
2上に載置されている被検体1の各被検査チップの配列
方向と、上記XYテーブル4による検査ステージ2の移
動方向とが正確に一致している必要がある。
【0008】そこで、この種のプローブ装置では、例え
ば、図14及び図15に示すように、上記支持板5の上
記プロービング位置から所定距離だけ離隔した位置(こ
の位置を「アライメント位置」という)に配設した撮像
手段としてのCCDカメラ10により、上記検査ステー
ジ2上に載置された被検体1の各被検査チップの位置調
整を行うように構成されている。
【0009】すなわち、上記被検体1の各被検査チップ
のプロービングを行う前に、まず、図15に示すよう
に、上記CCDカメラ10により、上記アライメント位
置の検査ステージ2上に載置された被検体1の複数(こ
こでは3個)の被検査チップ12,13,14が撮像さ
れる。そして、該CCDカメラ10により撮像されたパ
ターン画像を用いて各被検査チップ12,13,14の
XYθ位置データ、つまり各被検査チップ12,13,
14の配列方向が、上記XYテーブル4による検査ステ
ージ2の移動方向(X、Y方向)に一致するように、検
査ステージ2がX、Y、θ方向に移動されて、被検体1
の位置調整が行われる。
【0010】このようにして被検体1の位置調整が行わ
れた後、例えば、上記プローブ位置に配設された他のC
CDカメラ(不図示)またはマイクロスコープを使用し
て、上記プロービング位置で、最初にプロービングされ
る被検査チップ(以下、この被検査チップを「1stダ
イ11」という)と、上記プローブカード7のプローブ
針6との位置合わせが行われる。
【0011】そして、上記被検体1の1stダイ11の
プロービングが行われ、この1stダイ11を基準とし
て、上記CCDカメラ10により撮像して登録された被
検査チップのチップサイズに応じたインデックスに基づ
いて、他の各被検査チップのパッドが、上記プローブカ
ード7のプローブ針6に順次対応するように、上記検査
ステージ2が順次移動されて、他の各被検査チップのプ
ロービングが行われる(特開平7−297241号公
報)。
【0012】
【発明が解決しようとする課題】ところで、前記従来の
プローブ装置において、上記被検体1の各被検査チップ
のパッドとプローブカード7のプローブ針6とが、より
確実且つ正確に位置合わせされるためには、前記メモリ
に登録されている被検体1の各被検査チップの配列位置
データに基づいて算出した各被検査チップの上記基準座
標からの各XY位置データによる上記検査ステージ2の
計算上の移動量と、該検査ステージ2の実際の移動量と
が正確に一致している必要がある。
【0013】ところが、上記検査ステージ2を移動させ
るための一般的な精度のXYテーブル4は、その移動量
に多少の誤差を含んでいる。例えば、上記アライメント
位置と上記プロービング位置との離間距離Lが約200
mmに設定されたプローブ装置のXYテーブルの場合
で、その移動量に常温で約±5μm程度の誤差が発生す
ることが確認されている。
【0014】従って、上記従来のプローブ装置において
は、上記XYテーブル4の移動量に誤差がある場合に、
前述したように、CCDカメラあるいはマイクロスコー
プを用いて取得した被検体1の各被検査チップのXY位
置データに基づく上記検査ステージ2の計算上の移動量
と、該検査ステージ2の実際の移動量とが異なった値と
なることがあった。このため、このようなプローブ装置
では、上記被検体1の各被検査チップのパッドとプロー
ブカード7のプローブ針6とが位置ずれして、正確なプ
ロービングが行えなくなることがあった。
【0015】ここで、上記プローブ装置のXYテーブル
4として極めて誤差が少ない高精度なものを使用すれ
ば、上記検査ステージ2の実際の移動量と上記計算上の
XY位置データに基づく検査ステージ2の移動量とをあ
る程度一致させることが可能となる。しかし、このよう
な高精度のXYテーブルを使用した場合には、プローブ
装置のコストアップを招くことになる。
【0016】また、上記検査ステージ2の実際の移動量
は、使用環境の温度変化に伴うXYテーブル4の伸縮
や、該XYテーブル4の摺動部の経時的な磨耗などによ
っても微妙に変化してしまう。このため、上述のような
高精度なXYテーブルを使用した場合であっても、該検
査ステージ2の実際の移動量と上記計算上のXY位置デ
ータに基づく検査ステージ2の移動量とを誤差無く一致
させることは不可能に近い。
【0017】ところで、上述のような、上記XYテーブ
ル4の移動量の誤差に伴う不具合を解消する方法とし
て、上記検査ステージ2の移動量の誤差を予め検出し、
この検出した誤差分だけ該検査ステージ2の実際の移動
量を補正する方法が考えられる。ところが、このような
方法により上記検査ステージ2の実際の移動量を補正す
ることができたとしても、上記被検体1の各被検査チッ
プのパッドとプローブカード7のプローブ針6とを、必
ずしも正確に接触させることができるとは限らない。
【0018】すなわち、前述した構成のプローブ装置に
おいては、前記メモリに予め登録されている配列位置デ
ータに基づく被検体1の各被検査チップの配列位置と、
該被検体1の各被検査チップの実際の配列位置とが正確
に一致するように、該被検体1の各被検査チップが極め
て高精度に位置決めされて形成されていることを前提と
している。
【0019】しかしながら、上記被検体1の各被検査チ
ップの実際の配列位置は、上記メモリに予め登録されて
いる被検体1の各被検査チップの配列位置データによる
配列位置から多少ずれた位置に形成されていることがあ
る。このように、被検体1の各被検査チップの形成位置
にバラツキがある場合には、前述したように、上記検査
ステージ2の実際の移動量を正確に補正しても、該被検
体1の形成位置がずれている被検査チップのパッドとプ
ローブカード7のプローブ針6とを正確に接触させるこ
とができなくなることがある。
【0020】このような、被検体1の各被検査チップの
パッドの形成位置にバラツキが発生する原因の一つとし
ては、被検体1としてのウェハーやプリント基板などに
各被検査チップとしてのデバイスを形成する過程で、各
被検査チップに歪みや伸縮が生じたり、上記ウェハーや
プリント基板自体に歪みや伸縮が生じたりすることによ
るものと思われる。このような被検体1の歪みや伸縮の
度合いは、該被検体1の口径が大きくなるに従って増大
する傾向を有している。
【0021】また、上記被検体1が、例えば、ウェハー
をフィルム・フレーム(ダイシング・リング)に貼り付
け、該ウェハーをダイシングした後にプロービングする
ものである場合には、ダイシングによる各被検査チップ
の位置の移動や、該被検査チップが貼付されているフィ
ルムの張力による歪みなどによって、各被検査チップに
誤差や位置ずれが発生し易い。このため、このような被
検体1では、該被検体1の各被検査チップの貼付位置
が、予め登録されている配列位置データと一致していな
い可能性が高い。従って、この場合も、上記検査ステー
ジ2の実際の移動量を補正しただけでは、該被検体1の
各被検査チップのパッドとプローブカード7のプローブ
針6とを正確に接触させることができなくことがある。
【0022】さらに、環境温度の変化に対する各被検査
チップの電気的特性のデータを取得するために、例え
ば、上記被検体1の環境温度を低温から高温に変化させ
て、各被検査チップのプロービングを実施した場合に
は、温度変化による該被検体1の伸縮により、各被検査
チップのパッドの位置が、常温時の位置よりもずれた位
置となることがある。従って、この場合も、上記検査ス
テージ2の実際の移動量を補正しただけでは、該被検体
1の各被検査チップのパッドとプローブカード7のプロ
ーブ針6とを正確に接触させることができなくことがあ
る。
【0023】本発明は、以上の問題点に鑑みなされたも
のであり、その目的とするところは、ステージの移動時
における誤差や、被検体の各被検査チップのパッドの位
置ずれに影響されること無く、該被検体の各被検査チッ
プのパッドとプローブカードのプローブ針とを正確に位
置合わせしてプロービングを行うことができるプローブ
方法及びプローブ装置を提供することである。
【0024】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、請求項1の発明は、多数の被検査チップが配列形成
された被検体を、少なくともX、Y方向に移動可能なス
テージ上に載置し、該被検体の各被検査チップのプロー
ビングを行うプロービング位置から所定距離だけ離隔し
たアライメント位置で該被検体のアライメントを行った
後、該アライメント位置から該プロービング位置に該ス
テージを移動し、該被検体の被検査チップをプロービン
グするためのプローブカードのプロービング部位に、上
記ステージ上に載置された被検体の位置基準となる基準
点を位置合わせし、該基準点からの各被検査チップの予
め登録された位置データによりステージを移動して、該
プローブカードのプロービング針に上記被検体の各被検
査チップのパッドを順次接触させて、該被検体の各被検
査チップのプロービングを行うプローブ方法において、
上記ステージの上記アライメント位置での実際の移動量
を測定して取得した該ステージの移動誤差量と、該ステ
ージの上記プロービング位置での実際の移動量を測定し
て取得した該ステージの移動誤差量とに基づいて、該ス
テージの移動時の移動誤差を補正するためのステージ移
動誤差補正値を予め記憶しておき、上記プロービング位
置で、上記プローブカードのプロービング針に、上記ス
テージ上に載置された被検体の位置基準となる基準点を
位置合わせして、該プロービング位置での該ステージ上
における該基準点の基準座標を取得し、該基準点の基準
座標を取得した後、上記ステージをアライメント位置に
移動して、上記被検体の複数の被検査チップを撮像手段
により撮像し、撮像された複数の被検査チップのパター
ン画像を利用して、該ステージ上における上記基準点か
らの各被検査チップの座標をスケーリングし、上記基準
点からの各被検査チップの予め登録された位置データ
と、上記スケーリングによる該基準点からの各被検査チ
ップの座標とに基づいて、上記プロービング位置におけ
る該基準点からの上記被検体の各被検査チップのパッド
の位置ずれ量を算出して、上記プロービング時における
上記基準点からの各被検査チップの位置ずれを補正する
ための被検査チップ位置ずれ補正値を取得し、上記プロ
ービング時に、上記ステージの移動時の移動誤差を補正
するための予め記憶されているステージ移動誤差補正値
と、上記基準点からの各被検査チップの位置ずれを補正
するための被検査チップ位置ずれ補正値とにより、上記
ステージの移動量を補正することを特徴とするものであ
る。
【0025】このプローブ方法においては、上記ステー
ジの上記アライメント位置での実際の移動量を測定して
取得した該ステージの移動誤差量と、該ステージの上記
プロービング位置での実際の移動量を測定して取得した
該ステージの移動誤差量とに基づいて、該ステージの移
動時の移動誤差を補正するためのステージ移動誤差補正
値が予め記憶されている。そして、上記プロービング位
置で、上記プローブカードのプロービング針に、上記ス
テージ上に載置された被検体の位置基準となる基準点が
位置合わせされる。これにより、該プロービング位置で
の該ステージ上における該基準点の基準座標が取得され
る。その後、上記ステージがアライメント位置に移動さ
れて、上記被検体の複数の被検査チップが上記撮像手段
により撮像される。そして、撮像された複数の被検査チ
ップのパターン画像を利用して、上記ステージ上におけ
る上記基準点からの各被検査チップの座標がスケーリン
グされる。次いで、予め登録されている上記基準点から
の各被検査チップの位置データと、上記スケーリングに
よる該基準点からの各被検査チップの座標とに基づい
て、上記プロービング位置における該基準点からの上記
被検体の各被検査チップのパッドの位置ずれ量が算出さ
れる。この算出結果から、上記プロービング時における
上記基準点からの各被検査チップの位置ずれを補正する
ための被検査チップ位置ずれ補正値が取得される。そし
て、上記プロービング時に、上記ステージの移動時の移
動誤差を補正するための予め記憶されているステージ移
動誤差補正値と、上記基準点からの各被検査チップの位
置ずれを補正するための被検査チップ位置ずれ補正値と
により、該ステージの移動誤差が補正される。従って、
このプローブ方法によれば、上記ステージが移動誤差を
有している場合でも、該ステージを指定した所定の位置
に極めて正確に移動させることができるようになる。ま
た、上記プロービング時に、各被検査チップの位置ずれ
を補正するための上記被検査チップ位置ずれ補正値によ
り、上記ステージの移動量が補正される。従って、この
プローブ方法によれば、上記被検体の各被検査チップの
形成位置にバラツキがある場合でも、該ステージ上に載
置された被検体の各被検査チップのパッドを、上記プロ
ーブカードのプローブ針に対して正確に位置合わせして
接触させることができるようになる。
【0026】請求項2の発明は、請求項1のプローブ方
法において、上記撮像手段により上記複数の被検査チッ
プのパターン画像を撮像してスケーリングした際に、ス
ケーリングされた複数の被検査チップのうち、該被検査
チップのチップサイズに基づいて予め算出した計算値、
または、他の被検査チップの位置データから想定した予
測位置データと異なった位置データを示す被検査チップ
が存在している場合に、この異なった位置データを示す
被検査チップが存在している、該撮像手段による直前の
撮像時のエリアよりも小さな小エリアを、該撮像手段に
より再度撮像して、該小エリア内の複数の被検査チップ
の座標をスケーリングし直すことを特徴とするものであ
る。
【0027】このプローブ方法においては、請求項1の
プローブ方法より、上記撮像手段によって撮像された上
記複数の被検査チップのパターン画像を利用して該複数
の被検査チップの座標がスケーリングされる。ここで、
被検体によっては、スケーリングされた複数の被検査チ
ップのなかに、比較的位置ずれが大きい被検査チップが
存在していることがある。このような位置ずれが大きい
被検査チップは、該被検査チップの座標がスケーリング
された際に、該被検査チップのチップサイズに基づいて
予め算出した計算値、または、他の被検査チップの位置
データから想定した予測位置データと異なった位置デー
タを示す。そこで、上記スケーリングにより、上記計算
値または上記予測位置データと異なった位置データを示
す被検査チップが存在している場合には、この異なった
位置データを示す被検査チップの座標をスケーリングし
直す(再スケーリングする)。この再スケーリング時に
は、該撮像手段により撮像するエリアを、該撮像手段に
よる直前の撮像時のエリアよりも小さな該被検査チップ
を含む小エリアに絞り込む。そして、この小エリア内の
複数の被検査チップを上記撮像手段により再度撮像し
て、該小エリア内の複数の被検査チップの座標を再スケ
ーリングする。このように、上記小エリア内の複数の被
検査チップの座標を再スケーリングすることにより、各
被検査チップの詳細で正確な位置データを取得できるよ
うになる。つまり、このプローブ方法によれば、被検体
の被検査チップが、プロービングが不可能なほど外れた
位置に形成されている場合でも、この位置ずれした被検
査チップを含む小エリア内の各被検査チップのバラツキ
状態を、詳細且つ正確な位置データとして再取得できる
ようになる。これにより、プロービング可能な被検査チ
ップの配列誤差の許容範囲が拡大され、プロービングを
正確且つ迅速に行えるようになる。ここで、上記小エリ
ア内の複数の被検査チップの座標を再スケーリングした
結果、未だに異なった位置データを示す被検査チップが
存在している場合には、上述の再スケーリングを繰り返
すことが望ましい。これにより、上記各被検査チップの
より詳細で正確な位置データを取得できるようになる。
【0028】請求項3の発明は、多数の被検査チップが
配列形成された被検体を、少なくともX、Y方向に移動
可能なステージ上に載置し、該被検体の各被検査チップ
のプロービングを行うプロービング位置から所定距離だ
け離隔したアライメント位置で該被検体のアライメント
を行った後、該アライメント位置から該プロービング位
置に該ステージを移動し、該被検体の被検査チップをプ
ロービングするためのプローブカードのプロービング部
位に、上記ステージ上に載置された被検体の位置基準と
なる基準点を位置合わせし、該基準点からの各被検査チ
ップの予め登録された位置データによりステージを移動
して、該プローブカードのプロービング針に上記被検体
の各被検査チップのパッドを順次接触させて、該被検体
の各被検査チップのプロービングを行うプローブ方法に
おいて、上記ステージ上に載置された被検体の上記プロ
ーブカードによりプロービングを行うプロービングエリ
アを複数のエリアに分割し、該ステージ上に載置された
被検体を該複数のエリア毎に位置調整して、各エリア別
に該被検体の被検査チップのプロービングを行うことを
特徴とするものである。
【0029】このプローブ方法においては、上記ステー
ジ上に載置された被検体の上記プローブカードにより検
査するプロービングエリアを、予め複数のエリアに分割
する。これにより、上記被検体の各被検査チップをプロ
ービングする際に、該被検体の各被検査チップを、上記
エリア毎に分割して個別にプロービングすることができ
るようになる。ここで、例えば、上記被検体の口径が大
きく、該被検体の歪みや伸縮によって、該被検体の全体
的な各被検査チップの形成位置の位置ずれが大きくなっ
ている場合であっても、上記の分割された各エリア内に
おける各被検査チップの位置ずれはさほど大きくならな
い。従って、このプローブ方法においては、被検体の全
体的な被検査チップの位置ずれが大きい場合でも、上記
ステージ上に載置された被検体の各被検査チップのパッ
ドを、上記プローブカードのプローブ針に対して、各エ
リア毎に正確に位置合わせして接触させることができる
ようになる。
【0030】請求項4の発明は、請求項3のプローブ方
法において、請求項1のプローブ方法により上記エリア
毎に上記被検査チップ位置ずれ補正値を取得して、上記
プロービング時に上記ステージの移動量を補正すること
を特徴とするものである。
【0031】このプローブ方法においては、請求項3の
プローブ方法のように、上記被検体の各被検査チップ
が、上記エリア毎に分割されて個別にプロービングされ
る。また、このエリア毎の被検体の各被検査チップがプ
ロービングされる際に、請求項1の方法により取得した
各被検査チップの位置ずれを補正する上記被検査チップ
位置ずれ補正値により、上記ステージの移動量が補正さ
れる。従って、このプローブ方法によれば、上記被検体
の分割した各エリアの各被検査チップの形成位置にバラ
ツキがある場合でも、該ステージ上に載置された被検体
の各被検査チップのパッドを、上記プローブカードのプ
ローブ針に対して正確に位置合わせして接触させること
ができるようになる。
【0032】請求項5の発明は、多数の被検査チップが
配列して形成された被検体を載置する少なくともX、Y
方向に移動可能なステージと、上記ステージ上に載置さ
れた被検体の位置調整を行うアライメント位置から、上
記被検体の被検査チップのプロービングを行うプロービ
ング位置に向けて、該ステージを移動させるステージ移
動手段と、上記ステージ上に載置された被検体の各被検
査チップのパッドにプローブ針を順次接触させて、該被
検体の各被検査チップのプロービングを行う上記プロー
ビング位置に配設されたプローブカードと、上記プロー
ブカードのプローブ針に、上記ステージ上に載置された
被検体の位置基準となる基準点を位置合わせする位置合
わせ手段と、上記プロービング位置で、上記基準点から
の各被検査チップの予め登録された位置データにより、
上記プローブカードのプロービング針に上記被検体の各
被検査チップのパッドを順次接触させるように、上記ス
テージの移動を制御するステージ移動制御手段とを備え
たプローブ装置において、上記ステージの上記アライメ
ント位置での実際の移動量を測定して取得した移動誤差
量と、該ステージの上記アライメント位置での実際の移
動量を測定して取得した移動誤差量とに基づいて、該ス
テージが移動する際の移動誤差を補正するステージ移動
誤差補正値が予め記憶されている記憶手段と、上記プロ
ービング位置で、上記プローブカードのプローブ針に、
上記ステージ上に載置された被検体の位置基準となる基
準点を位置合わせして、該プロービン位置での該ステー
ジ上における該基準点の基準座標を取得する基準座標取
得手段と、該基準点の基準座標を取得した後、上記ステ
ージをアライメント位置に移動して、上記被検体の複数
の被検査チップを撮像手段により撮像し、撮像された複
数の被検査チップのパターン画像を利用して、該ステー
ジ上における上記基準点からの各被検査チップの座標を
スケーリングするスケーリング手段と、上記基準点から
の各被検査チップの予め登録された位置データと、上記
スケーリングによる該基準点からの各被検査チップの座
標とに基づいて、上記プロービング位置における該基準
点からの上記被検体の各被検査チップのパッドの位置ず
れ量を算出して、上記プロービング時における上記基準
点からの各被検査チップの位置ずれを補正するための被
検査チップ位置ずれ補正値を取得する被検査チップ位置
ずれ補正値取得手段と、上記プロービング時に、上記ス
テージの移動時の移動誤差を補正するための予め記憶さ
れているステージ移動誤差補正値と、上記基準点からの
各被検査チップの位置ずれを補正するための被検査チッ
プ位置ずれ補正値とにより、上記ステージの移動量を補
正するステージ移動量補正手段とを有することを特徴と
するものである。
【0033】このプローブ装置においては、上記ステー
ジ移動手段によって移動される上記ステージの上記アラ
イメント位置での実際の移動誤差量と、該ステージのプ
ロービング位置での実際の移動誤差量とに基づいて、該
ステージが移動する際の移動誤差を補正するステージ移
動誤差補正値が、上記記憶手段に予め記憶されている。
そして、上記プロービング位置で、上記プローブカード
のプローブ針に、上記ステージ上に載置された被検体の
位置基準となる基準点が位置合わせされる。そして、上
記基準座標取得手段により、該プロービン位置での該ス
テージ上における該基準点の基準座標が取得される。こ
の基準点の基準座標が取得された後、上記ステージがア
ライメント位置に移動される。そして、上記被検体の複
数の被検査チップが上記撮像手段により撮像される。こ
の撮像された複数の被検査チップのパターン画像を利用
して、上記スケーリング手段により、該ステージ上にお
ける上記基準点からの各被検査チップの座標がスケーリ
ングされる。次いで、上記被検査チップ位置ずれ補正値
取得手段により、上記基準点からの各被検査チップの予
め登録された位置データと、上記スケーリングによる該
基準点からの各被検査チップの座標とに基づいて、上記
プロービング位置における該基準点からの上記被検体の
各被検査チップのパッドの位置ずれ量が算出される。こ
の算出結果から、上記プロービング時における上記基準
点からの各被検査チップの位置ずれを補正するための被
検査チップ位置ずれ補正値が取得される。そして、上記
プロービング時に、上記ステージ移動量補正手段によ
り、上記ステージの移動時の移動誤差を補正するための
予め記憶されているステージ移動誤差補正値と、上記基
準点からの各被検査チップの位置ずれを補正するための
被検査チップ位置ずれ補正値とにより、上記ステージの
移動量が補正される。従って、このプローブ装置におい
ては、上述した請求項1のプローブ方法により被検体の
被検査チップのプロービングを行うことができるように
なる。
【0034】請求項6の発明は、請求項5のプローブ装
置において、請求項1のプローブ方法により上記プロー
ブ装置を動作させる第1の動作プログラムと、請求項2
のプローブ方法により上記プローブ装置を動作させる第
2の動作プログラムと、請求項3のプローブ方法により
上記プローブ装置を動作させる第3の動作プログラム
と、上記第1、第2、第3の動作プログラムのうちの何
れかの動作プログラムを選択するプログラム選択手段と
を有することを特徴とするものである。
【0035】このプローブ装置においては、上記プログ
ラム選択手段により、請求項1のプローブ方法により上
記プローブ装置を動作させる第1の動作プログラムと、
請求項2のプローブ方法により上記プローブ装置を動作
させる第2の動作プログラムと、請求項3のプローブ方
法により上記プローブ装置を動作させる第3の動作プロ
グラムとのうちの何れかの動作プログラムが選択され
る。これにより、最も適したプローブ方法で、上記被検
体のプロービングを行うことができるようになる。
【0036】
【発明の実施の形態】以下、本発明を、ウェハー、ガラ
ス基板、フレキシブル基板などの被検体に形成されたパ
ッドパターンやICチップなどからなる被検査チップと
しての半導体デバイスのパッドパターンのショートやオ
ープン、及びICチップの入出力特性などを測定するた
めのプローブ装置に適用した実施形態について説明す
る。
【0037】図1に、上記プローブ装置の概略正面図を
示す。このブローブ装置100は、前記被検体1を収容
した被検体カセットが装着されるカセット装着部10
1、被検体カセットから被検体1を取出して該被検体1
を前記検査ステージ2上にセットする被検体セット部1
02、該検査ステージ2上にセットされた被検体1の位
置調整を行うアライメント部103、アライメント部1
03で位置調整された被検体1の各被検査チップを前記
プローブカード7のプローブ針6によりプロービングす
るプロービング部104、プローブ装置100の各駆動
機構の動作を取得データに基づいて制御したり該データ
のデータ処理を行ったりするPC(パーソナル・コンピ
ュータ)、MCU(モーション・コントロール・ユニッ
ト)、PSM(パワー・サプライ・モジュール)、LM
D(リニア・モータ・ドライバ)などのデータ処理機器
を収納するための収納部105などで構成されている。
【0038】上記アライメント部103には、前記アラ
イメント位置で上記検査ステージ2上にセットされた被
検体1の位置調整を行う際に、該被検体1の前記1st
ダイ11及び他の複数の被検査チップ12,13,14
などを撮像する撮像手段としての前記CCDカメラ10
の撮像光学系106が配設されている。
【0039】また、上記プロービング部104には、前
記プロービング位置で上記検査ステージ2上にセットさ
れた被検体1の位置調整を行う際に、該被検体1の前記
1stダイ11及び他の複数の被検査チップ12,1
3,14などの正確な位置を検出する位置検出手段とし
てのマイクロスコープ107が配設されている。
【0040】さらに、上記被検体セット部102の奥側
の上方部位には、上記CCDカメラ10により撮像され
たパターン画像を表示するためのモニタ108が配設さ
れている。また、上記収納部105の手前側の上面に
は、上記検査ステージ2の移動位置をコントロールする
ためのステージコントロールスティック109が設けら
れたステージコントローラ110が載置されている。
【0041】図2に、上記カセット装着部101、被検
体セット部102、アライメント部103、プロービン
グ部104の概略的な構成を示す。上記カセット装着部
101には、上記被検体カセット111を載置するため
のZテーブル112が配設されている。Zテーブル11
2は、図示しない駆動機構によりZ方向に上下移動し
て、予め指定された所定の位置で停止するように構成さ
れている。上記被検体カセット111には、所定数枚の
被検体1を収容するための多数の被検体収容棚111a
が形成されている。
【0042】上記被検体セット部102には、上記被検
体カセット111の選択された被検体収容棚111aに
収容されている被検体1を把持して取出すためのチャッ
ク113が配設されている。このチャック113は、チ
ャック支持体114の所定の位置に配設されている。チ
ャック支持体114は、上記被検体取出し経路に沿うよ
うに配設された複数本のステー115に支持されてお
り、図示しない駆動機構により該被検体取出し経路に沿
って往復移動するように構成されている。
【0043】また、上記被検体セット部102の上記チ
ャック113の被検体取出し経路の下方には、該チャッ
ク113により上記被検体カセット111の選択された
被検体収容棚111aから取出された被検体1を保持す
るための保持部116aが形成された保持ガイド116
が配設されている。この保持ガイド116は、上記チャ
ック支持体114と同様に、上記ステー115に支持さ
れており、図示しない駆動機構により、上記被検体セッ
ト部102と上記アライメント部103との間を往復移
動するように構成されている。
【0044】さらに、上記保持ガイド116の保持部1
16aの真下には、プリアライメントステージ122が
配設されている。このプリアライメントステージ122
は、図示しないZθテーブルによりZ、θ方向に移動す
るように構成されている。
【0045】一方、上記検査ステージ2は、該検査ステ
ージ2をZ、θ方向に移動させるためのZθテーブル3
と、該Zθテーブル3をX、Y方向に移動させるための
XYテーブル4とにより、載置された被検体1をX、
Y、Z、θ方向に自在に移動できるように構成されてい
る。Zθテーブル3は、上下動自在なシリンダ機構、ギ
ヤ列、ステッピングモータ等の組み合わせにより構成さ
れている。
【0046】本実施形態に係るXYテーブル4は、図2
に示すように、互いに平面状に直交する平面リニアモー
タからなるXテーブル4xとYテーブル4yとで構成さ
れており、検査ステージ2上に載置された被検体1を、
前記アライメント位置とプロービング位置との間で往復
移動させるように構成されている。また、上記Xテーブ
ル4xとYテーブル4yとには、リニアスケール4a,
4bが設けられている。これらのリニアスケール4a,
4bは、その出力パルス量によって、上記検査ステージ
2のXY方向の移動位置を、XY位置データとして、図
3に示すスケールデータメモリ117に記憶できるよう
に構成されている。
【0047】次に、上述のように構成されたプローブ装
置100の一般的なプロービング動作の概要について説
明する。このプローブ装置100の初期設定状態では、
上記検査ステージ2が前述したアライメント位置で待機
されている。そして、図2及び図3に示すように、上記
被検体カセット111が、その被検体収容棚111aの
開口面を上記被検体セット部102に対面させるよう
に、上記Zテーブル112上に載置される。
【0048】上記被検体カセット111の被検体収容棚
111aには、例えば、図4(a)に示すような多数の
被検査チップが所定の配列で形成されたウェハーからな
る被検体、図4(b)に示すような予めダイシングされ
た多数の被検査チップが上記検査ステージ2の大きさに
見合った口径の被検体板上に貼付して配列した構成の被
検体、図4(c)に示すようなプリント基板などに各被
検査チップとしてのデバイスを配置した被検体などが収
容されている。
【0049】この状態で、上記プロービング動作がスタ
ートされると、まず、上記Zテーブル112が、上記M
CU(モーション・コントロール・ユニット)により上
下動され、所定の位置に到達した時点で停止される。こ
れにより、上記被検体カセット111内の選択された被
検体1が収容されている位置の被検体収容棚111a
が、上記チャック113の被検体取出し経路に対向す
る。
【0050】その後、上記チャック113が往復移動さ
れることにより、上記被検体カセット111の選択され
た被検体収容棚111aに収容されている被検体1がチ
ャック113により把持されて、被検体カセット111
から取出される。この被検体カセット111から取出さ
れた被検体1は、上記保持ガイド116の保持部116
aに保持される。
【0051】このようにして、上記被検体カセット11
1から取出された被検体1が、上記保持ガイド116の
保持部116aに保持されると、上記プリアライメント
ステージ122がZ方向に上昇される。これにより、保
持ガイド116の保持部116aに保持されている被検
体1が、プリアライメントステージ122の上面により
僅かに持ち上げられて、該被検体1が保持ガイド116
の保持部116aからプリアライメントステージ122
上に移される。
【0052】上記被検体1には、上記プリアライメント
ステージ122上での該被検体1の向きを表すオリフラ
1a(図4参照)やノッチ(図示せず)などが形成され
ている。そして、この被検体1は、通常、上記オリフラ
1aの向きやノッチの位置を位置決めすることによっ
て、該被検体1に形成されている各被検査チップのXY
方向の大まかな位置調整を行えるように形成されてい
る。
【0053】しかしながら、上記被検体カセット111
に収容されている被検体1は、被検体カセット111の
持ち運びなどにより、所定の向き収容されていないこと
が多い。このため、上記保持ガイド116の保持部11
6aから上記検査ステージ2上に移された状態の被検体
1は、例えば、図5(a)に示すように、そのオリフラ
1aの向きが上記XYステージ4の移動方向と一致して
いないことが多い。
【0054】そこで、このプローブ装置100では、上
記保持ガイド116の保持部116aに保持されている
被検体1が上記プリアライメントステージ122の上面
により持ち上げられた状態で、該被検体1のプリアライ
メントを行うように構成されている。すなわち、上記被
検体1が上記プリアライメントステージ122の上面に
移されると、図5(a)に示すように、該検査ステージ
2がθ方向に回転されて、検査ステージ2上に載置され
た被検体1のプリアライメントが行われる。
【0055】このプリアライメントは、例えば、図5
(b)に示すように、該被検体1のオリフラ1aの向き
と、該被検体1の周縁部のY方向に沿うように形成され
たフォトセンサSの検知光路とが一致して、該フォトセ
ンサSから所定の検知信号が出力されたか否かによって
行われる。
【0056】このようにして被検体1のプリアライメン
トが完了すると、上記上記プリアライメントステージ1
22が下降し、プリアライメントされた被検体1が、上
記保持ガイド116の保持部116aに再び保持され
る。次いで、この被検体1を保持した保持ガイド116
が、上記アライメント部103に向けて移動される。そ
して、この保持ガイド116の保持部116aに保持さ
れた被検体1が、上記アライメント位置で待機している
検査ステージ2の真上に到達すると、保持ガイド116
の移動が一旦停止される。
【0057】そして、上記保持ガイド116の移動が一
旦停止された状態で、上記Zθテーブル3が駆動され
て、上記検査ステージ2が図3に二点差線で示す位置ま
で上昇する。これにより、保持ガイド116の保持部1
16aに保持されている被検体1が、検査ステージ2の
上面により持ち上げられて、該被検体1が保持ガイド1
16の保持部116aから検査ステージ2上に移され
る。この状態で、上記被検体1は、図示しないバキュー
ムチャックにより、検査ステージ2の上面に確実に吸着
保持される。このようにして、上記被検体1が上記検査
ステージ2上にセットされると、上記保持ガイド116
がホームポジションである上記被検体セット部102に
向けて復帰移動される。
【0058】次いで、上記検査ステージ2は、アライメ
ント位置に移動される。そして、Zθテーブル3とXY
テーブル4とが駆動されて、検査ステージ2上に載置さ
れた被検体1の位置合わせが行なわれる。この被検体1
の位置合わせ(アライメント)では、例えば、図6
(a)に示す位置12の付近において、被検査チップ内
のパターンを、上記撮像光学系106を通して上記CC
Dカメラ10により撮像する。
【0059】ここで、上記被検査チップ12の他に、図
6(a)に実線で示す2個の被検査チップ13、14を
選択した場合には、これらの被検査チップ12、13、
14を、上記検査ステージ2上に載置された被検体1の
直径の約80%程度の検査領域内から選択し、自動的に
アライメントが実施される。また、上記被検査チップ1
2の他に、図6(a)に破線で示す4個の被検査チップ
13'、13"、14'、14"を選択した場合には、これ
らの被検査チップ12、13'、13"、14'、14"
を、上記検査ステージ2上に載置された被検体1の直径
の約50%程度の検査領域内から選択し、自動的にアラ
イメントが実施される。
【0060】まず、上記CCDカメラ10により撮像し
た各被検査チップのうち、例えば、被検体1の中央の被
検査チップ12内の特徴あるパターンの画像を、上記画
像認識装置118を介して、ビデオメモリ119に登録
する。そして、該画像がアライメント・パターンとして
問題があるか否かを自動チェックする。次いで、他の各
被検査チップ13,14の同一パターンによって、各被
検査チップ13,14のXY方向に対する傾斜を修正
し、上記被検体1の精密な位置合わせ(ファインアライ
メント)を行なう(図6(b)参照)。
【0061】この被検体1のファインアライメントは、
上記モニタ108でモニタしながら、各画像が予め登録
されている所定の位置に臨むように、上記ステージコン
トロールスティック109を操作して、上記検査ステー
ジ2をX、Y、θ方向に調整移動させる手動アライメン
ト、あるいは、予め登録されている上記被検体1の基準
点(詳しくは後述する)からの各被検査チップの位置デ
ータに基づいて、上記ステージコントローラ110によ
り、上記検査ステージ2をX、Y、θ方向に調整移動さ
せる自動アライメントのいずれでもよい。
【0062】このようにして、上記アライメント位置
で、検査ステージ2をX、Y、θ方向に移動して該検査
ステージ2上に載置された被検体1の位置調整を行った
後、該アライメント位置から上記プロービング位置に検
査ステージ2を移動する。そして、このプロービング位
置に移動された検査ステージ2上に載置された被検体1
の位置基準となる基準点がプロービング時の正確な位置
に臨むように、上記マイクロスコープ107により該基
準点と上記プローブカード7との位置合わせを行う。
【0063】ここで、上記基準点としては、通常、被検
体1の適所に形成した基準マーク、あるいは該被検体1
に形成されている各被検査チップのうちの位置基準とな
る被検査チップなどを適宜用いることができる。本実施
形態にかかるプローブ装置100では、説明の便宜上、
図7に示すように、被検体1に形成されている各被検査
チップのうちの、最初にプロービングされる1stダイ
11を上記基準点とすることとする。
【0064】つまり、上記ファインアライメント後、上
記プロービング位置で、上記マイクロスコープ107に
より、上記1stダイ11のパッドと、上記プローブカ
ード7のプローブ針6との位置合わせを行なう。そし
て、このプロービング位置での上記検査ステージ2上に
おける該1stダイ11の座標(基準座標)を、上記リ
ニアスケール4a、4bにより計測し、XY位置データ
として、上記スケールデータメモリ117に登録する。
【0065】その後、前記従来のプローブ方法において
は、上記スケールデータメモリ117の各被検査チップ
のXY位置データに基づいて、上記PCの演算処理装置
120により、上記ステージコントローラ110を介し
て、上記Zθテーブル3と上記XYテーブル4とを駆動
する。そして、上記プロービング位置に配設されたプロ
ーブカード7のプローブ針6と、検査ステージ2上に載
置された被検体1の各被検査チップのパッドとを順次接
触させて、各被被検体1の検査チップのプロービングを
行う。
【0066】このように、上記プローブ装置100にお
いては、上記1stダイ11のXY位置データを基準と
して、登録したチップサイズに応じたインデックスに基
づく各被検査チップの位置データにより、上記検査ステ
ージ2を移動させることによって、上記被検体1の各被
検査チップのパッドとプローブカード7のプローブ針6
との位置合わせを行うことができるようになる。
【0067】ところが、一般的な精度のXYテーブル4
は、前述したように、その移動量に多少の誤差を含んで
いる。このため、例えば、上記1stダイ11の位置を
基点として、例えば、8インチのウェハーのプロービン
グを実施すると、移動精度が±5μmのXYテーブル4
を使用している検査ステージ2では、被検査チップのパ
ッドとプローブカード7のプローブ針6との位置に、±
5μm程度の誤差が発生することになる。
【0068】また、上記誤差には、前述したアライメン
ト精度や、被検体1の温度膨張率等の複合的な誤差など
が加わることになる。従って、上述のような、移動量に
誤差を含んでいるXYテーブル4を用いた検査ステージ
2では、被検体1の各被検査チップのパッドとプローブ
カード7のプローブ針6とを正確に位置合わせすること
が困難になる。
【0069】そこで、本実施形態に係るプローブ装置1
00では、上記アライメント位置において被検査チップ
内のパターンを利用したスケーリング結果を、上記プロ
ービング位置に反映させるため、そのXYテーブル4の
移動誤差量を予め取得しておき、この取得した誤差分だ
け該検査ステージ2の実際の移動量を補正できるように
する。
【0070】まず、上記XYテーブル4の移動誤差量を
取得する方法について説明する。このXYテーブル4の
移動誤差量を検出する際には、図8に示すように、上記
被検体1のプロービング範囲に相当する大きさのガラス
板上に、極めて正確な間隔(例えば、5mm間隔)で、
直交する多数の基準線201が形成されているスケール
基板200を、上記アライメント位置におけるテーブル
2上に、正確に位置合わせしてセットする(図9参
照)。例えば、上記被検体1の最初にプロービングされ
る被検査チップ(1stダイ)の位置に、上記スケール
基板200の基準線201の、図8において左上端部の
クロスポイント200aが位置するように、上記アライ
メント位置におけるテーブル2上にスケール基板200
を正確に位置合わせしてセットする。
【0071】この状態で、上記検査ステージ2上に載置
された上記スケール基板200の各基準線201の全て
のクロスポイント(図8に丸印で記した各クロスポイン
ト)を、上記アライメント位置で上記CCDカメラ10
により撮像する。そして、このCCDカメラ10により
撮像した上記スケール基板200の各クロスポイントの
ポイント画像を、上記画像認識装置118で認識する。
また、上記アライメント位置におけるスケール基板20
0各クロスポイントのXY位置データを、上記リニアス
ケール4a、4bにより取得する。
【0072】次いで、上記検査ステージ2上に載置され
た上記スケール基板200を、上記アライメント位置か
ら上記プロービング位置に移動する。このプロービング
位置において、該プロービング位置に配設した他のCC
Dカメラ(図示せず)により、該プロービング位置の検
査ステージ2上に載置された上記スケール基板200の
各クロスポイントを撮像する。そして、このプロービン
グ位置におけるスケール基板200の各クロスポイント
のポイント画像を、上記画像認識装置118で認識す
る。そして、このプロービング位置におけるスケール基
板200各クロスポイントのXY位置データを、上記リ
ニアスケール4a、4bにより取得する。
【0073】上記アライメント位置におけるスケール基
板200各クロスポイントのXY位置データ、及び上記
プロービング位置におけるスケール基板200各クロス
ポイントのXY位置データは、図3に示すXY位置デー
タメモリ121に格納して記憶しておく。なお、このX
Y位置データメモリ121に記憶される上記アライメン
ト位置におけるスケール基板200各クロスポイントの
XY位置データ、及び上記プロービング位置におけるス
ケール基板200各クロスポイントのXY位置データ
は、使用されるプローブ装置100の固有のデータであ
る。
【0074】次いで、上記アライメント位置におけるス
ケール基板200各クロスポイントのXY位置データ
と、上記プロービング位置におけるスケール基板200
各クロスポイントのXY位置データとに基づいて、該ア
ライメント位置から該プロービング位置に上記検査ステ
ージ2が移動した際のスケール基板200各クロスポイ
ントの位置ずれ量を算出して、該検査ステージ2の移動
誤差量を取得する。そして、上記アライメント位置から
上記プロービング位置に上記検査ステージ2を移動する
際に、上述のようにして取得した検査ステージ2の移動
誤差量に基づいて、該検査ステージ2の移動誤差量(ず
れ量)を補正する。
【0075】このように、上記XYテーブル4の移動誤
差量を取得し、上記検査ステージ2が上記アライメント
位置から上記プロービング位置に移動する際に、取得し
た移動誤差量に基づいて、検査ステージ2の移動誤差を
補正することで、該検査ステージ2を所定の位置に極め
て正確に移動させることができるようになる。
【0076】なお、ここでは、上記XYテーブル4の移
動誤差量を方法として、上記スケール基板200を使用
する例を示したが、例えば、上記検査テーブル2上に反
射鏡をセットし、該反射鏡に照射したレーザー光の反射
位置の変化量を、該検査テーブル2の移動量に換算して
測長するレーザー測長器を使用するようにしてもよい。
【0077】ところが、上述のような補正方法により上
記検査ステージ2の実際の移動量を補正することができ
たとしても、上記被検体1の各被検査チップのパッドと
プローブカード7のプローブ針6とを、必ずしも正確に
位置合わせすることができないことがある。
【0078】すなわち、上記補正方法においては、前述
したように、上記被検体1の各被検査チップのパッド
が、予め設定された配列となるように極めて高精度に位
置決めされて形成されていることを前提としている。し
かしながら、実際の上記被検体1の各被検査チップのパ
ッドは、前述した理由により、例えば、図10に示すよ
うに、設計上の各被検査チップの位置から多少ずれた位
置に形成されていることがある。このように、上記被検
体1の各被検査チップのパッドの形成位置にバラツキが
ある場合には、上記検査ステージ2の実際の移動量を正
確に補正しても、該被検体1の位置ずれしている被検査
チップのパッドとプローブカード7のプローブ針6とを
正確に位置合わせすることができなくなる。
【0079】そこで、本実施形態に係るプローブ装置1
00においては、例えば、図11に示すような工程によ
り、上記被検体1の各被検査チップのずれ量を取得し、
この取得した被検体1の各被検査チップのずれ量に基づ
いて、プロービング時における検査ステージ2の移動量
を補正するようにする。
【0080】すなわち、例えば、図11に示すように、
上記アライメント位置に臨んでいる上記検査ステージ2
上に、前述したようにしてプリアライメントされた被検
体1をセットする。そして、例えば、図6に示したよう
に、上記被検体1の中央の被検査チップ11の位置に
て、アライメント用のパターンを登録し、各被検査チッ
プ12,13,14の位置により、被検体1のアライメ
ントを実施する。
【0081】次いで、上記XYテーブル4を駆動して、
上記検査ステージ2上にセットされた被検体1を上記プ
ロービング位置に移動する。そして、このプロービング
位置において、上記1stダイ11のパッドとプローブ
カード7のプローブ針6との位置合わせを行う。
【0082】この1stダイ11とプローブ針6との位
置合わせ方法としては、(1)基準となるプローブ針6
に光軸が一致するように配設された上記マイクロスコー
プ107(図7参照)により、該基準となるプローブ針
6に対応する1stダイ11のパッドを目視して、各被
検査チップのパッドとプローブ針6との位置合わせを行
う方法。(2)上記検査ステージ2に第2のCCDカメ
ラを取り付け、この第2のCCDカメラにより上記プロ
ーブ針6を見て、上記プロービング位置における上記被
検体1の各被検査チップのパッドと上記プローブカード
7のプローブ針6との位置合わせを自動的に行う方法。
などがある。
【0083】なお、上述の1stダイ11とプローブカ
ード7のプローブ針6との位置合わせ作業は、上記被検
体カセット111内に収納されている最初の一枚の被検
体1のみを対象とする作業であって、2枚目以降の被検
体では行わない。
【0084】上記位置合わせ作業が終了した後、上記X
Yテーブル4を駆動して、上記検査ステージ2上にセッ
トされた被検体1を上記アライメント位置に移動する。
そして、このアライメント位置で、検査ステージ2の移
動誤差を補正しながら該検査ステージ2を移動して、上
記被検体1上の、予め選択した複数の被検査チップ(こ
こでは、図10の斜線を施した9個の被検査チップ)
を、上記CCDカメラ10により撮像する。この選択さ
れた各被検査チップを、以下、「選択チップ」という。
この選択チップの数は、被検体1の種類や大きさなどに
応じて、適切な数に設定される。
【0085】次いで、このCCDカメラ10により撮像
された各選択チップのパターンの画像を利用して、該検
査ステージ2上における上記1stダイ11からの各選
択チップの座標をスケーリングし、上記アライメント位
置における上記被検体1上の各選択チップのXY位置デ
ータ(スケーリング値)を取得する。
【0086】そして、上記1stダイ11からの被検査
チップのチップサイズに応じたインデックスに基づく位
置データと、上記スケーリングによる該1stダイ11
からの各選択チップの座標とに基づいて、上記プロービ
ング位置における該1stダイ11からの上記被検体1
の各被検査チップのパッドの位置ずれ量を、上記演算処
理装置120により周知の補完法を使用して算出する。
そして、この算出結果から、上記プロービング時におけ
る上記1stダイ11からの各被検査チップの位置ずれ
を補正するための被検査チップ位置ずれ補正値を取得す
る。
【0087】次いで、上記ガラス基板200を使用して
取得した、上記検査ステージ2の移動時の移動誤差を補
正するための上記スケールデータメモリ117に予め記
憶されているステージ移動誤差補正値と、上記1stダ
イ11からの各被検査チップの位置ずれを補正するため
の上記被検査チップ位置ずれ補正値とにより、該検査ス
テージ2の移動誤差を補正するための合成補正値を上記
演算処理装置120により算出する。
【0088】そして、上記演算処理装置120により算
出した検査ステージ2の移動量の合成補正値により、該
検査ステージ2の移動量を補正しながら検査ステージ2
を移動してプロービングを実施する。これにより、図1
0に示したように、上記被検体1の各被検査チップの形
成位置にバラツキがある場合でも、上記プロービング位
置において、上記検査ステージ2の移動量を補正して各
被検査チップの形成位置のバラツキを補正することによ
り、検査ステージ2上に載置された被検体1の各被検査
チップのパッドを、上記プローブカード7のプローブ針
6に対して正確に位置合わせして接触させることができ
るようになる。
【0089】ところで、図10に示した方法において、
上記CCDカメラ10により撮像して、上記選択チップ
のパターンの画像を利用して、該選択チップの座標をス
ケーリングした際に、該選択チップのチップサイズに基
づいて予め算出した計算値、または、他の被検査チップ
の位置データから想定した予測位置データと異なった位
置データを示す選択チップが存在していることがある。
このような異なった位置データを示す選択チップは、被
検体1の所定の形成位置から外れた位置に形成されてい
る可能性が高い。
【0090】そこで、上記スケーリングにより、上記計
算値または上記予測位置データと異なった位置データを
示す選択チップが存在している場合には、この異なった
位置データを示す選択チップの座標をスケーリングし直
す(再スケーリングする)。ここで、この再スケーリン
グを行なう際には、上記CCDカメラ10により撮像す
るエリアを、例えば、図10に一点差線で囲んだエリア
のように、上記の異なった位置データを示す選択チップ
を含む、該CCDカメラ10の直前の撮像時のエリアよ
りも小さなエリアAに絞り込む。そして、このエリアA
内で、複数の選択チップをCCDカメラ10により再度
撮像して、該エリア内の各選択チップの座標を再スケー
リングする。
【0091】このように、異なった位置データを示す選
択チップの座標を、上記エリアAに絞り込んで再スケー
リングすることにより、該エリアA内の各被検査チップ
のバラツキ状態を、詳細且つ正確な位置データとして再
取得できるようになる。図12に、このプロービング方
法による工程の一例を示す。
【0092】ここで、上記エリアA内の各選択チップの
座標を再スケーリングした結果、未だに異なった位置デ
ータを示す選択チップが存在している場合には、上述の
再スケーリングを繰り返すことが望ましい。これによ
り、上記被検体1の各被検査チップのより詳細で正確な
位置データを取得できるようになる。
【0093】次に、上記プローブ装置100の他のプロ
ーブ方法について説明する。このプローブ方法は、例え
ば、図15(a)、(b)、(c)に破線で示すよう
に、上記検査ステージ2上に載置された被検体1の上記
プローブカード7により検査するプロービングエリア
を、予め複数のエリアに分割する。そして、例えば、図
11に示したようなプローブ方法により、上記アライメ
ント位置で検査ステージ2に載置された被検体1の位置
調整を行う際に、上記CCDカメラ10により、該被検
体1の各エリアの位置基準となる各1stダイ11を撮
像する。
【0094】次いで、上記CCDカメラ10により撮像
した各エリアの各1stダイ11のXYθ位置データに
基づいて、検査ステージ2をX、Y、θ方向に移動し、
該検査ステージ2上に載置された被検体1のエリア毎に
該検査ステージ2上の被検体1の位置調整を行う。これ
により、上記被検体1の被検査チップの電気的特性を測
定する際に、該被検体1の被検査チップを、上記エリア
毎に分割して個別に測定することができるようになる。
ここで、例えば、上記被検体1の口径が大きく、該被検
体1の歪みや伸縮により被検査チップの全体的な形成位
置の位置ずれが大きくなっている場合であっても、分割
した各エリア内における被検査チップの位置ずれはさほ
ど大きくならない。
【0095】従って、このプローブ方法においては、被
検体1の被検査チップの全体的な位置ずれが大きい場合
でも、上記検査ステージ2上に載置された被検体1の各
被検査チップのパッドと、上記プローブカード7のプロ
ーブ針6とを正確に位置合わせして接触させることがで
きるようになる。
【0096】また、図13(d)に示すように、例え
ば、CSP(チップサイズパッケージング)や、BGA
(ボールグリッドアッセンブリ)などからなる複数のデ
バイス15,16,17が配置された被検体1の場合に
は、この複数のデバイス毎に、上記プローブカード7に
より検査するプロービングエリアを分割する。これによ
り、各デバイス15,16,17の正確な位置合わせが
可能になるとともに、フリップチップなどのプロービン
グを行うことが可能なる。
【0097】一方、本実施形態に係るプローブ装置10
0においては、図11に示したプローブ方法によりプロ
ービングを実行する第1の動作プログラムと、図12に
示したプローブ方法によりプロービングを実行する第2
の動作プログラムと、図13に示したプローブ方法によ
りプロービングを実行する第3の動作プログラムのうち
の何れかの動作プログラムを選択するように構成しても
よい。これにより、最も適したプローブ方法で、上記被
検体1のプロービングを行うことができるようになる。
【0098】
【発明の効果】請求項1及び2の発明によれば、被検体
の各被検査チップの形成位置にバラツキがある場合で
も、XYθステージ上に載置された被検体の各被検査チ
ップのパッドを、プローブカードのプローブ針に対して
正確に位置合わせしてプロービングできるようになると
いう優れた効果がある。
【0099】特に、請求項2の発明によれば、請求項1
において、位置ずれした被検査チップを含むエリア内の
各被検査チップのバラツキ状態を、詳細且つ正確なXY
位置データとして取得できるようになるという優れた効
果がある。
【0100】請求項3及び4の発明によれば、被検体の
被検査チップをプロービングする際に、被検体の被検査
チップを、エリア毎に分割して個別に測定することがで
きるので、被検体の被検査チップの位置ずれが大きい場
合でも、ステージ上に載置された被検体の各被検査チッ
プのパッドと、プローブカードのプローブ針とを正確に
位置合わせしてプロービングすることができるようにな
るという優れた効果がある。
【0101】請求項5の発明によれば、請求項1のプロ
ーブ方法により被検体の被検査チップのプロービングを
行うことができるという優れた効果がある。
【0102】請求項6の発明によれば、請求項1のプロ
ーブ方法によりプローブ装置を動作させる第1の動作プ
ログラムと、請求項2のプローブ方法によりプローブ装
置を動作させる第2の動作プログラムと、請求項3のプ
ローブ方法によりプローブ装置を動作させる第3の動作
プログラムとのうちの何れかの動作プログラムを選択で
きるので、最も適したプローブ方法で、被検体のプロー
ビングを行うことができるようになるという優れた効果
がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施形態に係るプローブ装置の概略正
面図。
【図2】上記プローブ装置のカセット装着部、被検体セ
ット部、アライメント部、プロービング部の概略的な構
成を示す斜視図。
【図3】一般的なプロービング動作の概要について説明
するための上記プローブ装置の概略構成図。
【図4】(a)、(b)、(c)は、上記プローブ装置
によりプロービングされる被検体の概略平面図。
【図5】(a)、(b)は、上記被検体のプリアライメ
ントの一例を説明するための概略平面図。
【図6】(a)、(b)は、上記被検体のアライメント
位置での位置調整の一例を説明するための概略平面図。
【図7】上記被検体の基準チップのXY位置データの取
得方法を説明するための概略平面図。
【図8】上記プローブ装置のXYテーブルの移動誤差量
を検出して、上記ステージの移動誤差量を補正する方法
に使用されるスケール基板を示す概略平面図。
【図9】上記XYテーブルの移動誤差量を検出して、上
記ステージの移動誤差量を補正する方法を示す工程図。
【図10】上記被検体の各被検査チップのパッドの形成
位置にバラツキがある状態を示す概略平面図。
【図11】上記被検体の各被検査チップのずれ量を取得
し、この取得した被検体の各被検査チップのずれ量に基
づいて、プロービング時におけるステージの移動量を補
正するプローブ方法を示す工程図。
【図12】上記被検査チップのパターン画像をスケーリ
ングした際に、このスケーリングされた被検査チップの
XY位置データがプロービング可能な範囲を逸脱した値
であった場合のプローブ方法を示す工程図。
【図13】(a)、(b)、(c)、(d)は、上記プ
ローブカードにより検査するプロービングエリアを、予
め複数のエリアに分割してプロービングを行う方法を説
明するための上記被検体の概略平面図。
【図14】従来のプローブ装置の構成を示す概略正面
図。
【図15】上記従来のプローブ装置における被検体の位
置調整方法の概要を説明するための概略平面図。
【符号の説明】
1 被検体 2 ステージ 3 Zθテーブル 4 XYテーブル 4a,4b リニアスケール 6 プローブ針 7 プローブカード 10 CCDカメラ 11 1stダイ 12,13,14 被検査チップ 15,16,17 デバイス 100 プローブ装置 101 カセット装着部 102 被検体セット部 103 アライメント部 104 プロービング部 105 収納部 106 撮像光学系 107 マイクロスコープ 108 モニタ 109 ステージコントロールスティック 110 ステージコントローラ 111 被検体カセット 112 Zテーブル 113 チャック 114チャック支持体 115 ステー 116 保持ガイド 117 スケールデータメモリ 118 画像認識装置 119 ビデオメモリ 120 演算処理装置 121 XY位置データメモリ 122 プリアライメントステージ 200 スケール基板 A 再スケーリングするエリア
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Fターム(参考) 2G011 AA16 AA17 AC06 AC14 AE03 AF07 2G014 AA02 AA03 AB51 AB59 AC10 AC12 2G032 AE04 AE08 AE09 AE12 AF04 AL01 AL03 4M106 AA01 BA01 CA16 DD05 DD10 DD13 DD30 DJ04 DJ05 DJ06 DJ07 DJ21

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】多数の被検査チップが配列形成された被検
    体を、少なくともX、Y方向に移動可能なステージ上に
    載置し、該被検体の各被検査チップのプロービングを行
    うプロービング位置から所定距離だけ離隔したアライメ
    ント位置で該被検体のアライメントを行った後、該アラ
    イメント位置から該プロービング位置に該ステージを移
    動し、該被検体の被検査チップをプロービングするため
    のプローブカードのプロービング部位に、上記ステージ
    上に載置された被検体の位置基準となる基準点を位置合
    わせし、該基準点からの各被検査チップの予め登録され
    た位置データによりステージを移動して、該プローブカ
    ードのプロービング針に上記被検体の各被検査チップの
    パッドを順次接触させて、該被検体の各被検査チップの
    プロービングを行うプローブ方法において、 上記ステージの上記アライメント位置での実際の移動量
    を測定して取得した該ステージの移動誤差量と、該ステ
    ージの上記プロービング位置での実際の移動量を測定し
    て取得した該ステージの移動誤差量とに基づいて、該ス
    テージの移動時の移動誤差を補正するためのステージ移
    動誤差補正値を予め記憶しておき、 上記プロービング位置で、上記プローブカードのプロー
    ビング針に、上記ステージ上に載置された被検体の位置
    基準となる基準点を位置合わせして、該プロービング位
    置での該ステージ上における該基準点の基準座標を取得
    し、 該基準点の基準座標を取得した後、上記ステージをアラ
    イメント位置に移動して、上記被検体の複数の被検査チ
    ップを撮像手段により撮像し、撮像された複数の被検査
    チップのパターン画像を利用して、該ステージ上におけ
    る上記基準点からの各被検査チップの座標をスケーリン
    グし、 上記基準点からの各被検査チップの予め登録された位置
    データと、上記スケーリングによる該基準点からの各被
    検査チップの座標とに基づいて、上記プロービング位置
    における該基準点からの上記被検体の各被検査チップの
    パッドの位置ずれ量を算出して、上記プロービング時に
    おける上記基準点からの各被検査チップの位置ずれを補
    正するための被検査チップ位置ずれ補正値を取得し、 上記プロービング時に、上記ステージの移動時の移動誤
    差を補正するための予め記憶されているステージ移動誤
    差補正値と、上記基準点からの各被検査チップの位置ず
    れを補正するための被検査チップ位置ずれ補正値とによ
    り、上記ステージの移動量を補正することを特徴とする
    プローブ方法。
  2. 【請求項2】請求項1のプローブ方法において、 上記撮像手段により撮像した上記複数の被検査チップの
    パターン画像を利用して該複数の被検査チップの座標を
    スケーリングした際に、スケーリングされた複数の被検
    査チップのうち、該被検査チップのチップサイズに基づ
    いて予め算出した計算値、または、他の被検査チップの
    位置データから想定した予測位置データと異なった位置
    データを示す被検査チップが存在している場合に、この
    異なった位置データを示す被検査チップが存在してい
    る、該撮像手段による直前の撮像時のエリアよりも小さ
    な小エリアを、該撮像手段により再度撮像して、該小エ
    リア内の複数の被検査チップの座標をスケーリングし直
    すことを特徴とするプローブ方法。
  3. 【請求項3】多数の被検査チップが配列形成された被検
    体を、少なくともX、Y方向に移動可能なステージ上に
    載置し、該被検体の各被検査チップのプロービングを行
    うプロービング位置から所定距離だけ離隔したアライメ
    ント位置で該被検体のアライメントを行った後、該アラ
    イメント位置から該プロービング位置に該ステージを移
    動し、該被検体の被検査チップをプロービングするため
    のプローブカードのプロービング部位に、上記ステージ
    上に載置された被検体の位置基準となる基準点を位置合
    わせし、該基準点からの各被検査チップの予め登録され
    た位置データによりステージを移動して、該プローブカ
    ードのプロービング針に上記被検体の各被検査チップの
    パッドを順次接触させて、該被検体の各被検査チップの
    プロービングを行うプローブ方法において、 上記ステージ上に載置された被検体の上記プローブカー
    ドによりプロービングを行うプロービングエリアを複数
    のエリアに分割し、該ステージ上に載置された被検体を
    該複数のエリア毎に位置調整して、各エリア別に該被検
    体の被検査チップのプロービングを行うことを特徴とす
    るプローブ方法。
  4. 【請求項4】請求項3のプローブ方法において、 請求項1のプローブ方法により上記エリア毎に上記被検
    査チップ位置ずれ補正値を取得して、上記プロービング
    時に上記ステージの移動量を補正することを特徴とする
    プローブ方法。
  5. 【請求項5】多数の被検査チップが配列して形成された
    被検体を載置する少なくともX、Y方向に移動可能なス
    テージと、 上記ステージ上に載置された被検体の位置調整を行うア
    ライメント位置から、上記被検体の被検査チップのプロ
    ービングを行うプロービング位置に向けて、該ステージ
    を移動させるステージ移動手段と、 上記ステージ上に載置された被検体の各被検査チップの
    パッドにプローブ針を順次接触させて、該被検体の各被
    検査チップのプロービングを行う上記プロービング位置
    に配設されたプローブカードと、 上記プローブカードのプローブ針に、上記ステージ上に
    載置された被検体の位置基準となる基準点を位置合わせ
    する位置合わせ手段と、 上記プロービング位置で、上記基準点からの各被検査チ
    ップの予め登録された位置データにより、上記プローブ
    カードのプロービング針に上記被検体の各被検査チップ
    のパッドを順次接触させるように、上記ステージの移動
    を制御するステージ移動制御手段とを備えたプローブ装
    置において、 上記ステージの上記アライメント位置での実際の移動量
    を測定して取得した移動誤差量と、該ステージの上記ア
    ライメント位置での実際の移動量を測定して取得した移
    動誤差量とに基づいて、該ステージが移動する際の移動
    誤差を補正するステージ移動誤差補正値が予め記憶され
    ている記憶手段と、 上記プロービング位置で、上記プローブカードのプロー
    ブ針に、上記ステージ上に載置された被検体の位置基準
    となる基準点を位置合わせして、該プロービン位置での
    該ステージ上における該基準点の基準座標を取得する基
    準座標取得手段と、 該基準点の基準座標を取得した後、上記ステージをアラ
    イメント位置に移動して、上記被検体の複数の被検査チ
    ップを撮像手段により撮像し、撮像された複数の被検査
    チップのパターン画像を利用して、該ステージ上におけ
    る上記基準点からの各被検査チップの座標をスケーリン
    グするスケーリング手段と、 上記基準点からの各被検査チップの予め登録された位置
    データと、上記スケーリングによる該基準点からの各被
    検査チップの座標とに基づいて、上記プロービング位置
    における該基準点からの上記被検体の各被検査チップの
    パッドの位置ずれ量を算出して、上記プロービング時に
    おける上記基準点からの各被検査チップの位置ずれを補
    正するための被検査チップ位置ずれ補正値を取得する被
    検査チップ位置ずれ補正値取得手段と、 上記プロービング時に、上記ステージの移動時の移動誤
    差を補正するための予め記憶されているステージ移動誤
    差補正値と、上記基準点からの各被検査チップの位置ず
    れを補正するための被検査チップ位置ずれ補正値とによ
    り、上記ステージの移動量を補正するステージ移動量補
    正手段とを有することを特徴とするプローブ装置。
  6. 【請求項6】請求項5のプローブ装置において、 請求項1のプローブ方法により上記プローブ装置を動作
    させる第1の動作プログラムと、請求項2のプローブ方
    法により上記プローブ装置を動作させる第2の動作プロ
    グラムと、請求項3のプローブ方法により上記プローブ
    装置を動作させる第3の動作プログラムと、上記第1、
    第2、第3の動作プログラムのうちの何れかの動作プロ
    グラムを選択するプログラム選択手段とを有することを
    特徴とするプローブ装置。
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