JP2008053282A - Prober - Google Patents
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Abstract
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(以後ダイという)の電気的特性の検査を行うために、半導体テスタ(以後単にテスタという)の端子をダイの電極パッドに接続するウエハプロービングマシン(以後プローバという)に関し、特に、ダイを移動させるプローバのステージに、周囲の熱の影響でピッチングが発生しても、ウエハチャックの移動量を正確に検出できるプローバに関するものである。 The present invention relates to a wafer in which terminals of a semiconductor tester (hereinafter simply referred to as a tester) are connected to electrode pads of a die in order to inspect electrical characteristics of a plurality of semiconductor chips (hereinafter referred to as dies) formed on the semiconductor wafer. The present invention relates to a probing machine (hereinafter referred to as a prober), and more particularly to a prober that can accurately detect the amount of movement of a wafer chuck even if pitching occurs due to the influence of ambient heat on a stage of a prober that moves a die.
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が施されて、半導体装置であるデバイスをそれぞれ有する複数のダイが形成される。各ダイは電気的特性が検査され、その後ダイサーで各個に切り離された後、リードフレーム等に固定されて組み立てられる。このような各ダイ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。 In the semiconductor manufacturing process, various processes are performed on a thin disk-shaped semiconductor wafer to form a plurality of dies each having a device which is a semiconductor device. Each die is inspected for electrical characteristics and then separated into individual pieces by a dicer, and then fixed and assembled to a lead frame or the like. The inspection of the electrical characteristics of each die is performed by a wafer test system that combines a prober and a tester.
プローバは、搭載したプローブカードを経由してテスタに接続され、ウエハチップにプローブニードルを当てることによって各ダイの電気的特性の試験を行うように構成されている。ウエハはウエハチャックに固定され、各ダイの電極パッドにプローブニードルが接触させられる。テスタからは、プローブニードルに接続される端子に、電源および各種の試験信号が供給され、ダイの電極に出力される信号がテスタによって検出され、テスタ側でこの信号が解析されて各ダイが正常に動作するかが確認される。 The prober is connected to a tester via a mounted probe card and configured to test the electrical characteristics of each die by applying a probe needle to the wafer chip. The wafer is fixed to the wafer chuck, and the probe needle is brought into contact with the electrode pad of each die. The tester supplies power and various test signals to the terminals connected to the probe needle, and the signals output to the die electrodes are detected by the tester. This signal is analyzed on the tester side and each die is operating normally. Is confirmed to work.
図1は、ウエハテストシステム100の概略構成を示す図である。ウエハテストシステム100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、ウエハチャック16、Z軸移動・回転部15、プローブニードル位置検出カメラ18、カメラ移動機構17、X軸移動ステージ14、Y軸移動ステージ13、ベース12、架台11、支柱19と20、ヘッドステージ21、ウエハアライメントカメラ22、カードホルダ23、及びプローブカード24を有する。
FIG. 1 is a diagram showing a schematic configuration of a
ウエハチャック16は、複数のダイが形成されたウエハWを保持するものであり、このウエハチャック16は、Z軸移動・回転部15によりZ軸方向に移動すると共に、Z軸を中心として回転する。プローブニードル位置検出カメラ18は、プローブニードル25の位置を検出するものであり、カメラ移動機構17の上に取り付けられている。カメラ移動機構17は、プローブニードル位置検出カメラ18をZ軸方向に移動するものである。Z軸移動・回転部15とカメラ移動機構17はX軸移動ステージ14の上に取り付けられており、X軸移動ステージ14はこれらを支持してX軸方向に移動する。
The
X軸移動ステージ14は、これを支持してY軸方向に移動するY軸移動ステージ13の上に設けられており、Y軸移動ステージ13はベース12の上に支持されている。更に、ベース12は架台11の上に設置されている。そして、ベース12の上に設けられた支柱19及び20により、ウエハチャック16の上方にヘッドステージ21が支持されている。このヘッドステージ21には、プローブカード24を有するカードホルダ23が取り付けられている。なお、ウエハアライメントカメラ22は、図示していない支柱によってベース12上に支持されており、ウエハWの上面を撮影する。
The
なお、以上のように構成された移動・回転機構の動作については広く知られているので、ここではその説明を省略する。プローブカード24は、検査するデバイス(ダイ)の電極配置に応じて配置されたプローブニードル25を有しており、検査するデバイスに応じて交換される。プローブニードル位置検出カメラ18はプローブニードル25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22はウエハW上のダイの電極パッドの位置を撮影して検出する。
Since the operation of the moving / rotating mechanism configured as described above is widely known, the description thereof is omitted here. The
テスタ30は、テストヘッド31と、テストヘッド31に設けられたコンタクトリング32とを備えている。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。テストヘッド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。
The
図2は、図1のプローバ10の架台11の上にある主要部の斜視図であり、図1と同じ構成部材には同じ符合が付されている。ベース12の上には平行に2本のガイドレール1が設けられており、Y軸移動ステージ13はこのガイドレール1の上を移動可能になっている。ベース12の上の2本のガイドレール1の間の部分には、駆動モータ29とこの駆動モータ29によって回転するボールネジ27が設けられている。ボールネジ27はY軸移動ステージ13の底面に係合しており、ボールネジ27の回転により、Y軸移動ステージ13がガイドレール1の上を摺動する。
FIG. 2 is a perspective view of the main part on the
Y軸移動ステージ13の上には、平面視すると前述の2本のガイドレール1に直交する2本の平行なガイドレール2が設けられており、X軸移動ステージ14はこのガイドレール2の上を移動可能になっている。Y軸移動ステージ13の上の2本のガイドレール2の間の部分には、駆動モータ28とこの駆動モータ28によって回転するボールネジ26が設けられている。ボールネジ26はX軸移動ステージ14の底面に係合しており、ボールネジ26の回転により、X軸移動ステージ14がガイドレール2の上を摺動する。
Two
ここで、ウエハテストシステム100によるダイの検査について簡単に説明する。ダイの検査を行う場合には、図1に示したプローブニードル位置検出カメラ18がプローブニードル25の下に位置するように、X軸移動ステージ14が移動させられ、カメラ移動機構17でプローブニードル位置検出カメラ18がZ軸方向に移動して焦点を合わされ、プローブニードル位置検出カメラ18でプローブニードル25の先端位置が検出される。プローブニードル25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。
Here, the die inspection by the
このプローブニードル25の先端位置の検出は、プローブカード24を交換した時には必ず行う必要があり、プローブカード24を交換しない時でも所定個数のダイを測定する毎に適宜行われることもある。なお、プローブカード24には、一般に数本から数千本以上ものプローブニードル25が設けられており、数が多い場合は、全てのプローブニードル25の先端位置は検出されずに、通常は特定のプローブの先端位置が検出される。
The detection of the tip position of the
次に、X軸移動ステージ14が図1に破線で示す位置に移動させられ、ウエハチャック16に検査するウエハWが保持された状態で、ウエハWがウエハアライメントカメラ22の下に位置する。この状態で、ウエハW上のダイの電極パッドの位置がウエハアライメントカメラ22によって検出される。1つのダイの全ての電極パッドの位置が検出される必要はなく、いくつかの電極パッドの位置が検出されれば良い。また、ウエハW上の全てのダイの電極パッドが検出される必要もなく、いくつかのダイの電極パッドの位置が検出されれば良い。
Next, the
前述のようにして、プローブニードル25の配列、及び電極パッドの配列が検出されると、この検出結果に基づき、プローブニードル25の配列方向と電極パッドの配列方向が一致するように、Z軸移動・回転部15によりウエハチャック16が回転する。この後、検査するダイの電極パッドがプローブニードル25の下に位置するように、ウエハチャック16がX軸移動ステージ14及びY軸移動ステージ13により移動する。そして、ウエハチャック16の移動完了後に、Z軸移動・回転部15によりウエハチャック16がZ軸方向に上昇し、電極パッドがプローブニードル25に接触した状態で上昇が停止する。この状態でテスタ30から電源及び信号が供給されて検査が行われる。
As described above, when the arrangement of the
プローバについては、特許文献1等に記載されており、広く知られているので、これ以上の説明は省略する。
The prober is described in
ところで、ウエハテストシステム100によるダイの検査は、ダイが使用される環境に応じて高温状態のダイの検査、及び低温状態のダイの検査が行われる事が多い。この場合、ダイの加熱及び冷却は、ダイが形成されたウエハを保持するウエハチャックによって行われる。即ち、ウエハチャックの加熱は、ウエハチャック内に設けられているヒータによって行われ、ウエハチャックの冷却は、ウエハチャック内に設けられている冷媒通路に冷媒を循環させて行うようになっている。ウエハチャックの加熱、冷却に、熱電効果を利用したペルチェ素子やチラー等が用いられることもある。
By the way, the inspection of the die by the
ところが、ダイの加熱、冷却のためにウエハチャックを加熱、冷却する場合、ウエハチャックを完全に断熱することは困難であるので、ウエハチャック16の熱、或いは冷気がX軸移動ステージ14、Y軸移動ステージ13、及びベース12に伝わることがある。すると、この熱、或いは冷気によりX軸移動ステージ14、Y軸移動ステージ13、及びベース12が膨張或いは収縮して、通常は上に凸の湾曲変形、或いは下に凸の湾曲変形してしまい、X軸移動ステージ14とY軸移動ステージ13の移動時にピッチングが発生し、移動ステージの移動精度が影響を受けるという問題点があった。
However, when the wafer chuck is heated and cooled for heating and cooling the die, it is difficult to completely insulate the wafer chuck. Therefore, the heat or cold of the
この問題点について更に詳しく説明する。ここでは、ウエハチャック16の熱により、Y軸移動ステージ13が上に凸の湾曲変形した場合について図3(a)、(b)により説明する。ウエハテストシステム100によるダイの検査では、測定するデバイスの種類によってダイのサイズや測定時間が異なるので、例えば、高温での測定時間が長いと、その熱がY軸移動ステージ13に直接伝わってステージ13の形状が(a)に示す状態から、上側が膨張した(b)に示す上に凸の湾曲変形状態に変形する。この変形はバイメタル効果と呼ばれる。
This problem will be described in more detail. Here, the case where the Y-
図2には図示していないが、Y軸移動ステージ13の脇にはX軸移動ステージ14がレール2の上を移動した距離を測定するためのリニアスケールが別体で設けられており、ベース12の脇にはY軸移動ステージ13がレール1の上を移動した距離を測定するためのリニアスケールが別体で設けられている。移動距離は、リニアスケールに対向して設けられているヘッドによって読み取られるようになっている。図3(a)、(b)にはY軸移動ステージ13に設けられたリニアスケール33が示されている。
Although not shown in FIG. 2, a linear scale for measuring the distance that the
リニアスケール33は、Y軸移動ステージ13の下の方に設けられているので、(a)に示すようにY軸移動ステージ13が変形していない状態では、X軸移動ステージ14に取り付けられたアーム34の先端部に設けられたヘッド35によってリニアスケール33を読み取ることにより、X軸移動ステージ14の位置や移動量を正確に測定することができる。しかし、(b)に示すように、熱によりY軸移動ステージ13が上に凸の湾曲変形状態に変形すると、ピッチングの変化によりスケールヘッドの移動量とウエハチャック16の移動量の関係が変化し、ウエハチャック16の位置や移動量が正確に測定できないという問題点があった。
Since the
本発明は、このような問題点を解決するものであり、ウエハチャックを加熱、冷却し、熱や冷気によってステージが変形した場合でも、ウエハチャックの位置や移動量を正確に検出することができるプローバを提供することを目的としている。 The present invention solves such problems, and even when the wafer chuck is heated and cooled, and the stage is deformed by heat or cold air, the position and amount of movement of the wafer chuck can be accurately detected. The purpose is to provide a prober.
前記目的を達成する本発明のプローバは、ウエハ上に形成されたデバイスの動作を電気的に検査するため、テスタの各端子をデバイスの電極にプローブニードルを介して接続するプローバであって、ウエハを保持する第1の加熱/冷却部材を内蔵するウエハチャックと、ウエハチャックの回転とZ軸及びX軸方向の移動を行うX軸移動ステージと、ウエハチャックのY軸方向の移動を行うY軸移動ステージと、Y軸移動ステージの移動支持を行うベースと、Y軸移動ステージの、X軸移動ステージの移動方向の一方の側面に、Y軸移動ステージとは独立して垂直方向に平行に設けられ、熱膨張率の低い部材で構成された第1と第2のリニアスケールと、X軸移動ステージの側面に取り付けられ、第1と第2のリニアスケールにそれぞれ対向するヘッドを備えたアームとを備え、ウエハチャックの移動量を、第1のリニアスケールの読取値を、第2のリニアスケールの読取値で補正して検出するようにしたことを特徴とするプローバである。 A prober of the present invention that achieves the above object is a prober for connecting each terminal of a tester to an electrode of a device via a probe needle in order to electrically inspect the operation of a device formed on the wafer. A wafer chuck containing a first heating / cooling member for holding the wafer, an X-axis moving stage for rotating the wafer chuck and moving in the Z-axis and X-axis directions, and a Y-axis for moving the wafer chuck in the Y-axis direction A moving stage, a base for supporting the movement of the Y-axis moving stage, and one side surface of the Y-axis moving stage in the moving direction of the X-axis moving stage are provided in parallel to the vertical direction independently of the Y-axis moving stage. Are attached to the side surfaces of the first and second linear scales and the X-axis moving stage, and are opposed to the first and second linear scales, respectively. And a prober characterized in that the movement amount of the wafer chuck is detected by correcting the read value of the first linear scale with the read value of the second linear scale. is there.
この場合のウエハチャックの移動量Lcは、X軸移動ステージの移動に伴うピッチングの変化をθpとして、微小角ではsinθp=θp、第1と第2のリニアスケールの間隔をh、第1のリニアスケールからウエハチャックの頂面までの距離をhcとし、この時の第1のリニアスケールに対向するヘッドの読取距離をLa、第2のリニアスケールに対向するヘッドの読取距離をLbとした時に、Lc=La−(hc×θp)、La=Lb−(h×θp)の関係から、式Lc=La−(Lb−La)×hc/hから算出することができる。第1と第2のリニアスケールは、1枚のスケール板の上に形成されていても良い。 In this case, the movement amount Lc of the wafer chuck is set to θp as the pitching change accompanying the movement of the X-axis moving stage, sin θp = θp at a minute angle, h between the first and second linear scales, and the first linear scale. When the distance from the scale to the top surface of the wafer chuck is hc, the reading distance of the head facing the first linear scale at this time is La, and the reading distance of the head facing the second linear scale is Lb. From the relationship of Lc = La− (hc × θp) and La = Lb− (h × θp), it can be calculated from the formula Lc = La− (Lb−La) × hc / h. The first and second linear scales may be formed on a single scale plate.
また、前述のプローバには更に、ベースのY軸移動ステージの移動方向の一方の側面に、ベースとは独立して垂直方向に平行に設けられ、熱膨張率の低い部材で構成された第3と第4のリニアスケールと、Y軸移動ステージの側面に取り付けられ、第3と第4のリニアスケールにそれぞれ対向するヘッドを備えたアームとから構成され、ウエハチャックの移動量は、第3のリニアスケールの読取値を、第4のリニアスケールの読取値で補正して検出するようにしても良い。 Further, the above-described prober is further provided with a low thermal expansion coefficient member provided on one side surface in the moving direction of the Y-axis moving stage of the base, in parallel with the vertical direction independently of the base. And a fourth linear scale, and an arm that is attached to the side surface of the Y-axis moving stage and has a head that faces each of the third and fourth linear scales. The read value of the linear scale may be detected by correcting with the read value of the fourth linear scale.
この場合のウエハチャックの移動量Mcは、Y軸移動ステージの移動に伴うピッチングの変化をθqとして、微小角ではsinθq=θq、第3と第4のリニアスケールの間隔をk、第3のリニアスケールから前記ウエハチャックの頂面までの距離をkcとし、この時の第3のリニアスケールに対向するヘッドの読取距離をMa、第4のリニアスケールに対向するヘッドの読取距離をMbとした時に、Mc=Ma−(kc×θq)、Ma=Mb−(k×θq)の関係から、式Mc=Ma−(Mb−Ma)×kc/kから算出することができる。第3と第4のリニアスケールは、1枚のスケール板の上に形成されていても良い。 In this case, the movement amount Mc of the wafer chuck is set to θq as a pitching change accompanying the movement of the Y-axis moving stage, sin θq = θq at a small angle, k between the third and fourth linear scales, and the third linear scale. When the distance from the scale to the top surface of the wafer chuck is kc, the reading distance of the head facing the third linear scale at this time is Ma, and the reading distance of the head facing the fourth linear scale is Mb. , Mc = Ma− (kc × θq), Ma = Mb− (k × θq), and can be calculated from the equation Mc = Ma− (Mb−Ma) × kc / k. The third and fourth linear scales may be formed on a single scale plate.
本発明によれば、ウエハチャックを加熱、冷却し、熱や冷気によってステージが変形した場合でも、X軸移動ステージの移動量を検出するリニアスケール及びY軸移動ステージの移動量を検出するリニアスケールを、それぞれ垂直方向に平行な2本のリニアスケールで構成することにより、2本のリニアスケールを用いた移動量の検出値の差分から各ステージの真の移動量を求めるようにすることにより、ウエハチャックを加熱、冷却する場合でもウエハチャックの移動量を正確に検出することができる。 According to the present invention, a linear scale that detects the amount of movement of the X-axis moving stage and a linear scale that detects the amount of movement of the Y-axis moving stage even when the wafer chuck is heated and cooled and the stage is deformed by heat or cold air. Is configured by two linear scales parallel to each other in the vertical direction, so that the true movement amount of each stage is obtained from the difference between the detection values of the movement amounts using the two linear scales. Even when the wafer chuck is heated and cooled, the amount of movement of the wafer chuck can be accurately detected.
以下、添付図面を用いて本発明の実施の形態を、具体的な実施例に基づいて詳細に説明する。なお、図1〜3で説明した構成部材と同じ構成部材については、同じ符合を付して説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail based on specific examples with reference to the accompanying drawings. In addition, about the same structural member as the structural member demonstrated in FIGS. 1-3, the same code | symbol is attached | subjected and demonstrated.
図4(a)は本発明の第1の実施形態のプローバ10の構成を示すものであり、図2と同じ部位を示すものである。ベース12の上には平行に2本のガイドレール1が設けられており、Y軸移動ステージ13はこのガイドレール1の上を移動可能になっている。ベース12の上の2本のガイドレール1の間の部分には、駆動モータ29とこの駆動モータ29によって回転するボールネジ27が設けられている。ボールネジ27の回転により、Y軸移動ステージ13がガイドレール1の上を摺動する。
FIG. 4A shows the configuration of the
Y軸移動ステージ13の上には、2本のガイドレール1に直交する2本の平行なガイドレール2が設けられており、X軸移動ステージ14はこのガイドレール2の上を移動可能になっている。Y軸移動ステージ13の上の2本のガイドレール2の間の部分には、駆動モータ28とこの駆動モータ28によって回転するボールネジ26が設けられている。ボールネジ26の回転により、X軸移動ステージ14がガイドレール2の上を摺動する。
Two
X軸移動ステージ14の上には、カメラ移動機構17によって上下動するプローブニードル位置検出カメラ18と、Z軸移動・回転部15によって上下動と回転を行えるウエハチャック16が設けられている。ウエハチャック16の上に検査するウエハWが載置される。24はプローブカードである。ウエハW上の全てのダイの検査については前述したのでこれ以上の説明を省略する。
A probe needle
以上のように構成されたプローバ10において、第1の実施形態では、Y軸移動ステージ13の、X軸移動ステージ14の移動方向の一方の側面、ここでは駆動モータ29が無い方の側面に、リニアスケール板3を取り付けている。このリニアスケール板3は熱膨張率の低い部材で構成されており、リニアスケール板3の上には第1のリニアスケールとしての基準リニアスケール41と、第2のリニアスケールとしての補正用リニアスケール42とが、Y軸移動ステージ13の板厚方向(垂直方向)に平行に設けられている。なお、第1の実施形態では、基準リニアスケール41と補正用リニアスケール42とが1枚のリニアスケール板3の上に形成されているが、基準リニアスケール41と補正用リニアスケール42とは、別個の独立したリニアスケール板の上に形成されていても良いものである。
In the
更に、第1の実施形態では、X軸移動ステージ14の側面に、基準リニアスケール41と補正用リニアスケール42にそれぞれ対向するヘッド(後述)を備えたアーム40が設けられている。従って、X軸移動ステージ14がレール2の上を移動すると、ヘッドが基準リニアスケール41と補正用リニアスケール42のスケール(目盛)を同時に読み取ることができる。なお、ベース12には、Y軸移動ステージ13の移動量を検出するための通常のリニアスケールが設けられるが、ここではその図示及び説明を省略する。
Further, in the first embodiment, an
リニアスケール板3は熱膨張率の低い部材で構成されており、X軸移動ステージ14が熱で変形しても変形しないように構成されている。即ち、リニアスケール板3は、X軸移動ステージ14とは独立になっており、X軸移動ステージ14の熱変形の影響を受けないようになっている。
The
図4(b)は、リニアスケール板3をX軸移動ステージ14に対して独立に取り付けた一例を示すものである。この例では、リニアスケール板3の中央部のみを固定具5でX軸移動ステージ14の側面に固定しており、リニアスケール板3の両側はX軸移動ステージ14に対して固定されていない。これは、X軸移動ステージ14が熱変形する場合は、X軸移動ステージ14は破線で示すように下に凸に湾曲するか、或いは逆に上に凸に湾曲するが、X軸移動ステージ14の中央部は変形しないからである。この例ではリニアスケール板3の両側に固定具5を中心とする円弧状の長孔6、7が設けられており、この長孔6、7内にX軸移動ステージ14の側面に突設されたピン8、9が係合しているが、この構成は無くても良いものである。
FIG. 4B shows an example in which the
図5(a)は、図4(a)に示した本発明のプローバ10のY軸移動ステージ13に熱変形がない場合の状態を示すものである。なお、この図にはリニアスケール板4の図示は省略し、基準リニアスケール41と補正用リニアスケール42のみが示してある。X軸移動ステージ14の側面に設けられたアーム40には、基準リニアスケール41に対向する位置にヘッド43が設けられていると共に、補正用リニアスケール42に対向する位置にヘッド44が設けられている。
FIG. 5A shows a state where the Y-
Y軸移動ステージ13に熱変形がない状態で、X軸移動ステージ14が実線位置から破線で示す位置に移動した場合を考える。このときは、ヘッド43による基準リニアスケール41の読取値と、ヘッド44による補正用リニアスケール42の読取値は同じであり、その読取値をLとすると、ウエハチャック16の移動距離もLとなる。
Consider a case where the
次に、図5(b)に示すように、Y軸移動ステージ13に熱変形があり、Y軸移動ステージ13が下に凸に変形した状態で、X軸移動ステージ14が実線位置から破線で示す位置に移動した場合を考える。Y軸移動ステージ13が変形すると、その上を移動するX軸移動ステージ14の動きが直線的でなくなり、ピッチングが発生する。このときは、基準リニアスケール41と補正用リニアスケール42は熱変形しないので、ヘッド43による基準リニアスケール41の読取値と、ヘッド44による補正用リニアスケール42の読取値に差が生じる。Y軸移動ステージ13が下に凸に熱変形した場合は、ヘッド43による基準リニアスケール41の読取値Laの方が、ヘッド44による補正用リニアスケール42の読取値Lbよりも小さくなる。
Next, as shown in FIG. 5B, the Y-
この場合のウエハチャック16のX軸方向への移動距離Lcは、以下のようにして検出することができる。まず、X軸移動ステージ14の移動に伴うピッチングの変化をθpとする。θpは微小角であり、微小角ではsinθp=θpの関係がある。ここで、基準リニアスケール41と補正用リニアスケール42の間隔をh、基準リニアスケール41からウエハチャック16の頂面までの距離をhc、ウエハチャック16の移動距離をLcとし、この時の基準リニアスケール41に対向するヘッド43の読取距離をLa、補正用リニアスケール42に対向するヘッドの読取距離をLbとした時に、Lc=La−(hc×θp)、La=Lb−(h×θp)の関係から、Lc=La−(Lb−La)×hc/hとなる。
In this case, the movement distance Lc of the
図6は、本発明の第2の実施形態のプローバ10の構成を示すものである。第1の実施形態のプローバ10は、Y軸移動ステージ13が変形した時のウエハチャック16のX軸方向の真の移動距離を検出するものであったが、第2の実施形態のプローバ10は、これに加えて、ベース12が変形した時のウエハチャック16のY軸方向の真の移動距離を検出するものである。このため、第2の実施形態のプローバ10には更に、ベース12のY軸移動ステージ13の移動方向の一方の側面に、リニアスケール板4を取り付けている。
FIG. 6 shows the configuration of the
このリニアスケール板4は熱膨張率の低い部材で構成されており、リニアスケール板4の上には第3のリニアスケールとしての基準リニアスケール46と、第4のリニアスケールとしての補正用リニアスケール47とが、ベース12の板厚方向(垂直方向)に平行に設けられている。なお、第2の実施形態では、基準リニアスケール46と補正用リニアスケール47とが1枚のリニアスケール板4の上に形成されているが、基準リニアスケール46と補正用リニアスケール47とは、別個の独立したリニアスケール板の上に形成されていても良いものである。
The linear scale plate 4 is composed of a member having a low coefficient of thermal expansion. On the linear scale plate 4, a reference
更に、第2の実施形態では、Y軸移動ステージ13の側面に、基準リニアスケール46と補正用リニアスケール47にそれぞれ対向するヘッド(後述)を備えたL字状のアーム45が設けられている。従って、Y軸移動ステージ13がレール1の上を移動すると、ヘッドが基準リニアスケール46と補正用リニアスケール47のスケールを、同時に読み取ることができる。
Furthermore, in the second embodiment, an L-shaped
リニアスケール板4は熱膨張率の低い部材で構成されており、ベース12が熱で変形しても変形しないように構成されている。即ち、リニアスケール板4は、ベース12とは独立になっており、ベース12の熱変形の影響を受けないようになっている。リニアスケール板4は、第1の実施形態で説明したリニアスケール板3をY軸移動ステージ13に対して独立に取り付けた方法と同様の方法で、ベース12の側面に取り付けることができる。
The linear scale plate 4 is formed of a member having a low coefficient of thermal expansion, and is configured not to be deformed even when the
ここで、図7に示すように、ベース12に熱変形があり、ベース12が下に凸に変形した状態で、Y軸移動ステージ13が実線位置から破線で示す位置に移動した場合を考える。ベース12が変形すると、その上を移動するY軸移動ステージ13の動きが直線的でなくなり、ピッチングが発生する。このときは、基準リニアスケール46と補正用リニアスケール47は熱変形しないので、ヘッド48による基準リニアスケール46の読取値と、ヘッド49による補正用リニアスケール47の読取値に差が生じる。ベース12が下に凸に変形した場合は、ヘッド48による基準リニアスケール46の読取値Maの方が、ヘッド49による補正用リニアスケール47の読取値Mbよりも小さい。
Here, as shown in FIG. 7, consider a case where the
この場合のウエハチャック16のY方向への移動距離Mcは、以下のようにして検出することができる。まず、Y軸移動ステージ14の移動に伴うピッチングの変化をθqとする。θqは微小角であり、微小角ではsinθq=θqの関係がある。ここで、基準リニアスケール46と補正用リニアスケール47の間隔をk、基準リニアスケール46からウエハチャック16の頂面までの距離をkc、ウエハチャック16の移動距離をMcとし、この時の基準リニアスケール46に対向するヘッド43の読取距離をMa、補正用リニアスケール47に対向するヘッド49の読取距離をMbとした時に、Mc=Ma−(hc×θp)、Ma=Mb−(h×θp)の関係から、Mc=Ma−(Mb−Ma)×hc/hとなる。
In this case, the movement distance Mc of the
本発明は、通常のプローバであればどのようなプローバにも適用可能である。また、熱などの影響でピッチングが変化するステージであれば、プローバ以外でも効果がある。 The present invention can be applied to any prober as long as it is a normal prober. Also, any stage other than the prober is effective as long as the pitching changes due to the influence of heat or the like.
1、2 ガイドレール
10 プローバ
11 架台
12 ベース
13 Y軸移動ステージ
14 X軸移動ステージ
15 Z軸移動・回転部
16 ウエハチャック
40、45 アーム
41、46 基準リニアスケール
42、47 補正用リニアスケール
43、44、48、49 ヘッド
1, 2
Claims (6)
前記ウエハを保持する第1の加熱/冷却部材を内蔵するウエハチャックと、
前記ウエハチャックの回転とZ軸及びX軸方向の移動を行うX軸移動ステージと、
前記ウエハチャックのY軸方向の移動を行うY軸移動ステージと、
前記Y軸移動ステージを移動支持するベースと、
前記Y軸移動ステージの、前記X軸移動ステージの移動方向の一方の側面に、前記Y軸移動ステージとは独立して垂直方向に平行に設けられ、熱膨張率の低い部材で構成された第1と第2のリニアスケールと、
前記X軸移動ステージの側面に取り付けられ、前記第1と第2のリニアスケールにそれぞれ対向するヘッドを備えたアームとを備え、
前記ウエハチャックの移動量を、前記第1のリニアスケールの読取値を、前記第2のリニアスケールの読取値で補正して検出するようにしたことを特徴とするプローバ。 A prober for connecting each terminal of a tester to an electrode of the device via a probe needle in order to electrically inspect the operation of the device formed on the wafer,
A wafer chuck containing a first heating / cooling member for holding the wafer;
An X-axis moving stage for rotating the wafer chuck and moving in the Z-axis and X-axis directions;
A Y-axis moving stage for moving the wafer chuck in the Y-axis direction;
A base for moving and supporting the Y-axis moving stage;
The Y axis moving stage is provided on one side surface in the moving direction of the X axis moving stage in parallel to the vertical direction independently of the Y axis moving stage, and is composed of a member having a low coefficient of thermal expansion. 1 and a second linear scale;
An arm that is attached to a side surface of the X-axis moving stage and has a head that faces each of the first and second linear scales;
2. A prober according to claim 1, wherein the movement amount of the wafer chuck is detected by correcting the read value of the first linear scale with the read value of the second linear scale.
前記X軸移動ステージの移動に伴うピッチングの変化をθpとして、微小角ではsinθp=θp、第1と第2のリニアスケールの間隔をh、第1のリニアスケールから前記ウエハチャックの頂面までの距離をhcとし、この時の前記第1のリニアスケールに対向するヘッドの読取距離をLa、前記第2のリニアスケールに対向するヘッドの読取距離をLbとした時に、
Lc=La−(hc×θp)、La=Lb−(h×θp)の関係から、
式Lc=La−(Lb−La)×hc/hから算出することを特徴とするプローバ。 The prober according to claim 1, wherein a movement amount Lc of the wafer chuck is
The change in pitching accompanying the movement of the X-axis moving stage is θp, sin θp = θp at a minute angle, the interval between the first and second linear scales is h, and the first linear scale to the top surface of the wafer chuck. When the distance is hc, the reading distance of the head facing the first linear scale at this time is La, and the reading distance of the head facing the second linear scale is Lb,
From the relationship of Lc = La− (hc × θp), La = Lb− (h × θp),
A prober calculated from the formula Lc = La− (Lb−La) × hc / h.
前記第1と第2のリニアスケールが、1枚のスケール板の上に形成されていることを特徴とするプローバ。 The prober according to claim 1 or 2,
The prober, wherein the first and second linear scales are formed on a single scale plate.
前記ベースの前記Y軸移動ステージの移動方向の一方の側面に、前記ベースとは独立して垂直方向に平行に設けられ、熱膨張率の低い部材で構成された第3と第4のリニアスケールと、
前記Y軸移動ステージの側面に取り付けられ、前記第3と第4のリニアスケールにそれぞれ対向するヘッドを備えたアームとから構成され、
前記ウエハチャックの移動量は、前記第3のリニアスケールの読取値を、前記第4のリニアスケールの読取値で補正して検出するようにしたことを特徴とするプローバ。 The prober according to any one of claims 1 to 3, further comprising:
Third and fourth linear scales, which are provided on one side surface of the base in the moving direction of the Y-axis moving stage, are formed independently of the base and parallel to the vertical direction, and are composed of members having a low coefficient of thermal expansion. When,
An arm that is attached to a side surface of the Y-axis moving stage and includes a head that faces the third and fourth linear scales;
The prober characterized in that the movement amount of the wafer chuck is detected by correcting the reading value of the third linear scale with the reading value of the fourth linear scale.
前記Y軸移動ステージの移動に伴うピッチングの変化をθqとして、微小角ではsinθq=θq、第3と第4のリニアスケールの間隔をk、第3のリニアスケールから前記ウエハチャックの頂面までの距離をkcとし、この時の前記第3のリニアスケールに対向するヘッドの読取距離をMa、前記第4のリニアスケールに対向するヘッドの読取距離をMbとした時に、
Mc=Ma−(kc×θq)、Ma=Mb−(k×θq)の関係から、
式Mc=Ma−(Mb−Ma)×kc/kから算出することを特徴とするプローバ。 5. The prober according to claim 4, wherein a movement amount Mc of the wafer chuck is
The change in pitching accompanying the movement of the Y-axis moving stage is θq, sin θq = θq at a minute angle, the distance between the third and fourth linear scales is k, and the third linear scale to the top surface of the wafer chuck When the distance is kc, the reading distance of the head facing the third linear scale at this time is Ma, and the reading distance of the head facing the fourth linear scale is Mb,
From the relationship of Mc = Ma− (kc × θq), Ma = Mb− (k × θq),
A prober calculated from the formula Mc = Ma− (Mb−Ma) × kc / k.
前記第3と第4のリニアスケールが、1枚のスケール板の上に形成されていることを特徴とするプローバ。 The prober according to claim 3 or 4, wherein
The prober, wherein the third and fourth linear scales are formed on a single scale plate.
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| JP2006225351A JP2008053282A (en) | 2006-08-22 | 2006-08-22 | Prober |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009182239A (en) * | 2008-01-31 | 2009-08-13 | Tokyo Electron Ltd | PROBE DEVICE, PROBING METHOD, AND RECORDING MEDIUM |
| WO2020153163A1 (en) * | 2019-01-23 | 2020-07-30 | 日置電機株式会社 | Signal processing unit and measurement device |
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| CN113804701A (en) * | 2021-08-26 | 2021-12-17 | 深圳格芯集成电路装备有限公司 | Visual detection device |
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- 2006-08-22 JP JP2006225351A patent/JP2008053282A/en active Pending
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