特許ウォッチ

公開番号2024099906
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-07-26
出願番号2023003518
出願日2023-01-13
発明の名称プローバ及びプローブ検査方法
出願人株式会社東京精密
代理人スプリング弁理士法人
主分類H01L 21/66 20060101AFI20240719BHJP(基本的電気素子)
要約【課題】プローブカードの傾きに左右されることなく、プローブを精度良く検出することができ、ウェーハ上の電極パッドとプローブとの間で良好なコンタクトを実現することができるプローバ及びプローブ検査方法を提供する。
【解決手段】複数の測定部16を備えるプローバ10であって、各測定部16にはウェーハチャック50及びプローブカード56が設けられ、各測定部16間を移動可能に構成されたアライメント装置70を備える。アライメント装置70は、ウェーハチャック50を着脱自在に支持し、プローブカード56に対するウェーハチャック50の相対的な位置合わせを行う。さらにアライメント装置70は、プローブ66の先端位置を検出するプローブ位置検出カメラ82と、ウェーハチャック50とプローブ位置検出カメラ82とを一体に傾斜させる角度傾斜機構76と、を有する。
【選択図】図4
特許請求の範囲【請求項１】
複数の測定部を備え、前記複数の測定部の各々には、ウェーハを保持する保持面を有するウェーハチャックと、前記保持面に対向する面に複数のプローブを有するプローブカードと、が設けられたプローバであって、
前記複数の測定部間を移動可能に構成され、、且つ、移動先測定部において、前記ウェーハチャックを着脱自在に支持し、前記プローブカードに対する前記ウェーハチャックの相対的な位置合わせを行うアライメント装置を備え、
前記アライメント装置は、
前記プローブカードに対向する位置で前記プローブの先端位置を検出するプローブ位置検出カメラと、
前記ウェーハチャックと前記プローブ位置検出カメラとを一体に傾斜させる傾斜機構と、
を有する、プローバ。
続きを表示（約 1,200 文字）【請求項２】
前記アライメント装置は、前記ウェーハチャック及び前記プローブ位置検出カメラを共通に支持する共通支持部を有し、
前記傾斜機構は、前記共通支持部を傾斜させることで、前記ウェーハチャックと前記プローブ位置検出カメラとを一体に傾斜させる、
請求項１に記載のプローバ。
【請求項３】
前記アライメント装置は、前記ウェーハチャックを前記保持面に平行な方向に、前記プローブカードに対して相対的に移動させる移動機構を含み、
前記傾斜機構は、前記移動機構と前記共通支持部との間に設けられる、
請求項２に記載のプローバ。
【請求項４】
前記プローブカードの傾斜角度を検出する検出手段と、
前記検出手段の検出結果に基づいて、前記プローブカードに対して前記保持面が平行となるように前記傾斜機構を制御する制御手段と、
を備える、請求項１から３のいずれか１項に記載のプローバ。
【請求項５】
前記検出手段は、前記プローブ位置検出カメラの検出結果に基づいて前記プローブカードの傾斜角度を検出する、
請求項４に記載のプローバ。
【請求項６】
前記アライメント装置は、前記プローブの先端部をクリーニングするためのクリーニング板を有し、
前記傾斜機構は、前記ウェーハチャックと一体に前記クリーニング板を傾斜させる、
請求項１から３のいずれか１項に記載のプローバ。
【請求項７】
複数の測定部を備え、前記複数の測定部の各々には、ウェーハを保持する保持面を有するウェーハチャックと、前記保持面に対向する面に複数のプローブを有するプローブカードと、
前記複数の測定部間を移動可能に構成され、且つ、移動先測定部において、前記ウェーハチャックを着脱自在に支持し、前記プローブカードに対する前記ウェーハチャックの相対的な位置合わせを行うアライメント装置と、を備え、
前記アライメント装置が、前記プローブカードに対向する位置で前記プローブの先端位置を検出するプローブ位置検出カメラと、前記ウェーハチャックを傾斜させる傾斜機構と、を有するプローバにおけるプローブ検査方法であって、
前記プローブカードの傾斜角度を検出する検出ステップと、
前記検出ステップの検出結果に基づいて、前記傾斜機構を制御し、前記プローブカードに対して前記保持面が平行となるように、前記ウェーハチャックと前記プローブ位置検出カメラとを一体に傾斜させる傾斜制御ステップと、
を備える、プローブ検査方法。
【請求項８】
前記検出ステップは、前記プローブ位置検出カメラの検出結果に基づいて前記プローブカードの傾斜角度を検出することを含む、請求項７に記載のプローブ検査方法。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、プローバ及びプローブ検査方法に関する。
続きを表示（約 1,800 文字）【背景技術】
【０００２】
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、半導体ウェーハ上に半導体装置の複数の半導体チップが形成された段階で、各半導体チップの半導体装置の電極パッドをテストヘッドに接続し、テストヘッド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トヘッドで測定して、正常に動作するかを電気的に検査するウェーハレベル検査が行われている。
【０００３】
ウェーハレベル検査の後、ウェーハはフレームに貼り付けられ、ダイサで個別の半導体チップに切断される。切断された各半導体チップは、正常に動作することが確認された半導体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。
【０００４】
ウェーハレベル検査は、ウェーハ上の各半導体チップの電極パッドにプローブを接触させるプローバを使用して行われる。プローブはテストヘッドの端子に電気的に接続され、テストヘッドからプローブを介して各半導体チップに電源及びテスト信号が供給されると共に各半導体チップからの出力信号をテストヘッドで検出して正常に動作するかを測定する。
【０００５】
半導体製造工程においては、製造コストの低減のために、ウェーハの大型化や一層の微細化（集積化）が進められており、１枚のウェーハ上に形成されるチップの個数が非常に大きくなっている。それに伴って、プローバでの１枚のウェーハの検査に要する時間も長くなっており、スループットの向上が求められている。そこで、スループットの向上を図るため、多数のプローブを設けて複数個のチップを同時に検査できるようにするマルチプロービングが行われている。近年、同時に検査するチップ数は益々増加し、ウェーハ上のすべての半導体チップを同時に検査する試みも行われている。そのため、電極パッドとプローブを接触させる位置合わせの許容誤差が小さくなっており、プローバにおける移動の位置精度を高めることが求められている。
【０００６】
一方、スループットを増加するもっとも簡単な方法として、プローバの台数を増加させることが考えられるが、プローバの台数を増加させると、製造ラインにおけるプローバの設置面積も増加するという問題を生じる。また、プローバの台数を増加させると、その分装置コストも増加することになる。そのため、設置面積の増加や装置コストの増加を抑えてスループットを増加させることが求められている。
【０００７】
このような背景のもと、例えば特許文献１には、複数の測定部を備えた試験装置（マルチステージ式のプローバ）が提案されている。この試験装置では、ウェーハとプローブカードとの相対的な位置合わせを行うアライメント装置が各測定部間を相互に移動できるように構成されている。
【０００８】
また、プローバでは、正確に測定するためにはプローブとウェーハ上の電極パッドとを均一にコンタクトさせる必要がある。そのため、プローバには、プローブカードとウェーハとを平行にすることが求められている。しかしながら、プローバでは、測定環境が高温、又は低温に温調しながら測定を実行しているため、各部の温度と熱膨張の関係からプローブカードとウェーハとの平行を維持することが難しい。
【０００９】
プローブカードとウェーハとの平行を維持するために、例えば、プローブカードを保持する機構側に角度傾斜機構を設けたり、ウェーハチャックを保持する機構側に角度傾斜機構を設けたりすることが考えられる。しかしながら、前者の方法は、特に上述したマルチステージ式のプローバにおいて、測定部毎に角度傾斜機構を設ければならず、後者の方法に比べて構造面やコスト面で不利になる。
【００１０】
例えば、特許文献２に開示されたプローバは、ウェーハチャックを保持する機構側に角度傾斜機構を備えている。このプローバは、上方確認カメラによりプローブカードの傾斜の程度を確認し、傾斜の程度に基づいてウェーハを保持するウェーハチャックを傾斜機構により傾けることで、プローブカードとウェーハとの平行を維持することが可能となっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
（【００１１】以降は省略されています）

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