JPH07111991B2 - ウエハプローバ - 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、半導体ウエハの特性試験を行うウエハプロー
バに関する。

（従来の技術） 周知の如く、半導体ウエハチップ（以下チップという）
は、半導体ウエハ（以下ウエハという）上に多数同時に
形成されるが、一般にウエハには結晶が壊れた部分が存
在し、この欠陥部分を含むチップは不良品となる。従っ
て、チップ形成工程終了後のウエハは、通常ウエハプロ
ーバと称される自動試験装置にかけられ、各チップ内の
回路が正常に作動するか否かについて試験がなされ、不
良チップにはマーキングがなされる。上記の試験は、テ
スタとウエハプローバとの接続で行われるのである。ウ
エハプローバの概略構造は、ウエハを水平にして保持す
る載置台と、該載置台を水平面内においてＸ−Ｙ方向へ
移動するためのＸ−Ｙ駆動装置と、該載置台を昇降自在
にさせるための昇降装置と、周方向に回動自在のθ回転
装置が配設されており該載置台はレールを介してウエハ
プローバの基台上に搭載している。第２図を用いて説明
すると、その基台から主柱（８）を立設し、その主柱
（８）に基づいて、載置台（６）を覆うようにヘッドプ
レート（９）を架設する。そのヘッドプレート（９）に
内設するように中間基板（20d）などの接続部が位置し
ている。一方、テスタの概略構造は高周波テストヘッド
（1k）に支柱（1a）を螺合せしめ、該支柱の溝部（1e）
に於いて接触部を保持する構造物もしくは基板（以下、
構造物・基板という）（1c）が水平方向に揺動可能に架
設せしめた構造である。

上記、ウエハプローバとテスタとの接続部（1s）につい
て説明すると、ウエハプローバ側の接続部のリングイン
サート（20b）はヘッドプレート（９）に内設して周回
動自在であり、且つ、該リングインサート（20b）あに
両面ポゴピン等の構造物もしくはソケット等の接続機構
（以下、接続機構という）（20c）を周設し、そして、
中間基板（20d）が該リングインサート（20b）に併設
し、螺合している。このようにして、ウエハに探針（40
b）が接触し、その信号はプローブカード（40）から接
続機構の圧接面（51、50、52）を導通して、テストヘッ
ド内に入出力される。なお1bはメジャリング、1dは接続
機構、1gは位置合わせ穴、20cはハウジングである。

（発明が解決しようとする問題） しかしながら、上記に説明したテスタとウエハプローバ
の接続部には次のような欠点がある。

テスタの接続部と、載置台上のウエハとの空間部内にリ
ングインサートが介在せしめられているため、テスタの
接続部が中間基板（20d）の介在によって、プローブカ
ード（40）に接触している。すなわち、テスタとウエハ
との間隔にリングインサートが介在せしめられているの
で、テスタとウエハとの間隔を狭めれない。よって、メ
ジャリングケーブル長を数cm以内にすることが、要求さ
れているのにもかかわらず、要求に応じられず、信頼性
の低い試験結果しか得られない欠点があった。

本発明は、上記の欠点を一掃し、信頼性の高い電気的特
性を実現させることを目的としたウエハプローバを提供
することにある。

（問題点を解決するための手段） 試験される半導体ウエハをＸ、Ｙ、Ｚ方向及び周方向に
駆動可能な載置台に載置すると共に、電気信号を半導体
ウエハのチップに出力してチップからの電気信号を処理
するテストヘッドを前記半導体ウエハに対向配置し、前
記半導体ウエハに対向配置された交換可能なプローブカ
ードのプローブ探針と前記半導体ウエハ上のチップの電
極とを前記載置台の駆動により位置決めして接触させる
ことにより半導体ウエハの電気的試験を行うウエハプロ
ーバにおいて、 前記プローブカードを周方向に回転させて、前記プロー
ブ探針の周方向の角度調整を行うためにテストヘッドに
設けられた調整手段と、 この調整手段を介してテストヘッドに保持されると共に
前記テストヘッドの電気信号を伝えるソケットを備えた
基板と、を設け、 プローブカードに設けられたピンを前記ソケットに挿入
することにより前記プローブカードを前記基板に対して
着脱自在に保持させたことを特徴とするウエハプロー
バ。

（作用） 載置台上にウエハを載置し、例えば載置台をＸ、Ｙ、θ
方向に駆動してウエハをプリアライメントする。次いで
載置台をプローブカードの下方側に移動し、ウエハがプ
ローブカードのプローブ探針の付近に位置するように上
昇させ、ウエハのチップの電極パッドの所定の領域内に
プローブ探針が接触するように調整手段によるプローブ
カードの周方向の角度調整を行う。その調整後プローブ
探針と電極パッドとを接触させてテストヘッドからチッ
プに電気信号を出力し、チップからの電気信号を処理す
ることによりチップの電気的測定を行う。このような測
定を、載置台を駆動させて各チップに対して順次行い、
その良否を判定して自動的にメモリマップに記録する。

プローブカードは調整機構及び基板を介してテストヘッ
ドに保持されているので、プローブ探針とテストヘッド
の信号路が短くて済み、正確な測定が行える。またプロ
ーブカードは基板に対して着脱自在に取り付けられるの
でプローブカードの交換が容易である。

（実施例） 以下、本発明の一実施例を第１図に従って説明する。

符号（60）は、ウエハのチップを判定するテスタ全体で
あり、ウエハプローバに覆設した該テスタ（60）のテス
トヘッド（60b）の底面1jにはＸ−Ｙ方向及び周方向に
調整可能な調整手段（60c）を付設し、該調整手段（60
c）に基板（60d）が架設担持されている。

符号（67）は、チップの電極パッドに接触するプローブ
探針60eを備えたプローブカードである。前記基板60dに
は、テストヘッド60bの電気信号をプローブカード67に
伝えるソケット71が設けられる一方、プローブカード67
には挿入ピン72が設けられており、ソケット71に挿入ピ
ン72を挿入することによりプローブカード67は基板60d
に対して着脱自在に取り付けられる。

符号（５）は、載置台（61）に吸着し、保持しているウ
エハである。

符号（61a）は、載置台（61）に吸着、保持しているウ
エハ（５）を周回動方向に回動させ、ウエハのスクライ
ブラインを周方向に回動させる周回動装置である。

符号（61b）は、ウエハカセット（図示なし）から搬送
されたウエハ（５）が載置台（61）に吸着した後に、プ
ローブカード（67）のプローブ探針（61e）にウエハ
（５）が接触するまで、載置台（61）を上昇させ、ま
た、降下させるための昇降装置である。

符号（61c）は、ウエハを吸着した載置台をＸ−Ｙ方向
に駆動させるＸ−Ｙ駆動装置である。

符号（63）は、ウエハプローバ本体（62）にアーム64を
介してテスタ（60）を覆設する回動装置である。

前記、回動装置（63）でウエハプローバ本体（62）にテ
ストヘッド（60b）を覆設せしめた後、ウエハカセット
（図示なし）から搬送されたウエハ（５）が、載置台
（61）に吸着し前記載置台（61）を水平面内において、
Ｘ−Ｙ方向へ移動するためのＸ−Ｙ駆動装置（61c）
で、ウエハ位置合わせ装置（80）まで移動され、ウエハ
（５）のスクライブランンをＸ−Ｙ方向に位置合わせを
行う。この位置合わせ装置（80）は、アライメントと呼
ばれており、従来のウエハプローバで行われている公知
技術である。その位置合わせ装置（80）で、ウエハ
（５）のスクライブラインを位置合わせした後に、再び
Ｘ−Ｙ駆動装置（61c）でテストヘッド（60b）の真下に
移動させ、昇降装置（61b）により載置台（61）を上昇
させ、プローブ探針（60e）に接近するにつれ、上昇速
度を低下させる。そしてテストヘッド（60b）の上部に
垂設している顕微鏡もしくは、TVカメラなどの視覚装置
65でチップの電極パッドとプローブ探針（60e）との係
合を確認する。その確認の結果、チップの電極パッドに
プローブ探針（60e）がずれて係合している場合には、
調整手段（60c）のＸ−Ｙ方向のずれ、周方向のずれ量
を適正に補正する。また、プローブ探針（60e）がウエ
ハ（５）と接触し、プローブ探針（60e）のたわみ量
は、載置台（61）上を上昇させることにより行う。以上
の工程を繰り返しながら、チップからチップへと歩進し
つつ、ウエハ（５）内のすべてのチップを試験する。

［発明の効果］ 本発明によれば、ウエハプローバ本体側に保持され周回
転されていたプローブカードを、テストヘッド側に保持
して周回転可能に構成したことで、リングインサートを
用いてプローブカードとテストヘッドとを接続していた
接続機構を簡略化でき、一つには両者の電気的接続の距
離を短くでき、また一つには例えばコンタクトピンと基
板上の電極とによる接点数を減少させて電気信号の抵抗
を少なくすることができ、電気信号が減衰しにくい構成
としたので、高速な試験を高周波を用いて行う際に精度
の高い測定を行うことができる。

そしてプローブカードは、調整手段により回動自在な基
板に着脱自在に取り付けるようにしているため、プロー
ブカードを変換する場合、例えばチップの種類に応じて
別の種類のプローブカードに変換する場合、調整手段と
協動する部分例えば周方向に間隔をおいて並ぶフランジ
部などを各プローブカードに設けなくて済み、従って各
プロープカードの構造が複雑にならなくて済む上、プロ
ーブカードの着脱も簡単に行うことができる。

またプローブカードを周方向に回転させることができる
ので、例えばプローブカードを取り付けたときにプロー
ブ針を視覚装置の視野に入るように調整できるなど便利
である。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明のウエハプローバの全体構成を示す
側、断面図である。 第２図は、従来のウエハプローバの側、断面図である。 1a……支柱 1b……メジャリング 1c……接続部を保有する構造物もしくは基板 1d……接続機構 1e……支柱の溝部 1g……位置合わせ穴 1j……テストヘッド底面 1s……接続部 ８……主柱 ９……ヘッドプレート 20b……リングインサート 20c……両面ポゴピンを周設したハウジング 20d……中間基板 20e……接続機構 40b……探針 50……圧接面 51……圧接面 52……圧接面 65……視覚装置

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】試験される半導体ウエハをＸ、Ｙ、Ｚ方向
   及び周方向に駆動可能な載置台に載置すると共に、電気
   信号を前記半導体ウエハのチップに出力してチップから
   の電気信号を処理するテストヘッドを前記半導体ウエハ
   に対向配置し、前記半導体ウエハに対向配置された交換
   可能なプローブカードのプローブ探針と前記半導体ウエ
   ハ上のチップの電極とを前記載置台の駆動により位置決
   めして接触させることにより前記半導体ウエハの電気的
   試験を行うウエハプローバにおいて、 前記プローブカードを周方向に回転させて、前記プロー
   ブ探針の周方向の角度調整を行うためにテストヘッドに
   設けられた調整手段と、 この調整手段を介してテストヘッドに保持されると共に
   前記テストヘッドの電気信号を伝えるソケットを備えた
   基板と、を設け、 プローブカードに設けられた挿入ピンを前記ソケットに
   挿入することにより前記プローブカードを前記基板に対
   して着脱自在に保持させたことを特徴とするウエハプロ
   ーバ。
2. 【請求項２】テストヘッドは、ウエハプローバに設けら
   れた回動装置により、半導体ウエハを載置する載置台に
   並行な軸のまわりに回転可能に設けられ、載置台上の半
   導体ウエハに対向配置されることを特徴とする特許請求
   の範囲第１項記載のウエハプローバ。