特許ウォッチ

公開番号2024136732
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-10-04
出願番号2023047945
出願日2023-03-24
発明の名称プローバ
出願人株式会社東京精密
代理人個人,個人,個人,個人
主分類H01L 21/66 20060101AFI20240927BHJP(基本的電気素子)
要約【課題】省スペース且つ低コストにプローブ針の先端の高さ位置を確実に検出可能なプローバを提供する。
【解決手段】ウェーハWの保持面16aを有するチャック16の移動機構(Zθ移動部15a)と、保持面16aに接続されたケーブル40と、ケーブル40の途中に接続された第1リレー50と、一端が第1リレー50に接続され他端が接地された抵抗52と、プローブ針25に接続された第1電源(接触判定用電源42)と、移動機構を駆動してチャック16をプローブ針25に接近させる接近制御部64と、抵抗52の電圧を検出する検出器54の検出値に基づきプローブ針25へのウェーハWの接触の有無を判定する接触判定部66と、を備える。
【選択図】図2
特許請求の範囲【請求項１】
複数の半導体チップが形成されたウェーハを保持する保持面を有するチャックと、
プローブ針を有するプローブカードと、
前記チャックを移動させる移動機構と、
一端にコネクタが設けられ、他端が前記保持面に電気的に接続されたケーブルと、
前記ケーブルの途中に電気的に接続された第１リレーと、
一端が前記第１リレーに電気的に接続されて、他端が接地されている抵抗と、
前記抵抗の電圧を検出する検出器と、
前記プローブ針に電気的に接続された第１電源と、
前記第１リレーのオン状態への切替と前記第１電源による前記プローブ針への電流供給とを実行した状態で、前記移動機構を駆動して前記チャックを前記プローブ針の下方位置から前記プローブ針へ接近させる接近制御部と、
前記プローブ針への前記チャックの接近中に前記検出器の検出値を監視して、前記プローブ針への前記ウェーハの接触の有無を判定する接触判定部と、
を備えるプローバ。
続きを表示（約 1,100 文字）【請求項２】
前記プローブ針に前記ウェーハが接触したと前記接触判定部が判定した場合に、前記移動機構による前記プローブ針への前記チャックの接近を停止させる停止制御部を備える請求項１に記載のプローバ。
【請求項３】
前記プローブ針に前記ウェーハが接触したと前記接触判定部が判定した場合の前記チャックの位置に基づいて、前記プローブ針の先端の高さ位置を検出する高さ位置検出部を備える請求項１に記載のプローバ。
【請求項４】
前記第１電源が、前記プローブカードに取り付けられている請求項１に記載のプローバ。
【請求項５】
前記プローブ針及び前記コネクタが、前記半導体チップの電気的特性を検査するテスタに電気的に接続され、
前記第１電源が、前記テスタに設けられている請求項１に記載のプローバ。
【請求項６】
前記第１電源が、前記第１リレー、前記抵抗及び前記検出器を含むチャック接続回路に設けられている請求項１に記載のプローバ。
【請求項７】
前記第１電源による前記プローブ針への電流供給を停止させた状態で前記第１リレーをオン状態に切り替えて、前記チャック及び前記ウェーハを除電する除電制御部を備える請求項１から６のいずれか１項に記載のプローバ。
【請求項８】
第２電源と、
一端が前記第２電源に電気的に接続されて、他端が前記保持面に電気的に接続されてさらに前記保持面を介して前記ケーブルに電気的に接続されている追加ケーブルと、
前記第１リレーのオン状態への切替と、前記第１電源による前記プローブ針への電流供給の停止と、前記第２電源による前記追加ケーブルへの電流供給と、を含む断線検査モードを実行する断線検査制御部と、
前記断線検査モードが実行された場合に、前記検出器の検出値に基づいて前記ケーブルの断線の有無を判定する断線判定部と、
を備える請求項１から６のいずれか１項に記載のプローバ。
【請求項９】
一端が前記第１電源と前記プローブ針とを接続する配線の途中に電気的に接続されて、他端が前記抵抗と前記検出器とを電気的に接続する配線の途中に電気的に接続された第２リレーと、
前記第１リレーのオフ状態への切替と、前記第２リレーのオン状態への切替と、前記第１電源による前記プローブ針への電流供給と、を含む電源検査モードを実行する電源検査制御部と、
前記電源検査モードが実行された場合に、前記検出器の検出値に基づいて前記第１電源から前記プローブ針への電流供給が正常に実行可能か否かを判定する電流供給判定部と、
を備える請求項１から６のいずれか１項に記載のプローバ。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、ウェーハに複数形成された半導体チップの電気的特性の検査に用いられるプローバに関する。
続きを表示（約 1,800 文字）【背景技術】
【０００２】
ウェーハの表面には、同一の電気素子回路を有する複数の半導体チップが形成されている。各半導体チップは、ダイサーで個々に切断される前に、ウェーハテストシステムにより電気的特性が検査される。このウェーハテストシステムは、プローバとテスタとを備える（特許文献１及び特許文献２参照）。
【０００３】
プローバは、ウェーハをチャック上に保持した状態で、プローブ針を有するプローブカードに対してその下方位置からチャックを接近（上昇）させることにより、半導体チップの電極にプローブ針を電気的に接触（コンタクト）させる。テスタは、プローブ針に接続された端子を介して半導体チップに各種の試験信号を供給すると共に、半導体チップから出力される信号を受信及び解析して半導体チップの電気的特性を検査する。
【０００４】
このようにプローブカードの下方位置からチャックを上昇させて半導体チップの電極にプローブ針を接触させる場合には、電極にプローブ針が接触した時点でチャックの上昇を停止させないと、プローブ針が半導体チップの電極に正しく接触しないプロービングミスが生じる。この場合には、電極へのプローブ針の接触が不十分で半導体チップの電気的特性検査が正しく実行されなかったり、逆に電極にプローブ針が接触した後もチャックの上昇を継続することでプローブ針が破損したりするおそれがある。このため、特許文献１及び特許文献２に記載のプローバは、プローブ針の先端の高さ位置を予め検出して、その高さ位置の検出結果に基づいてプローブ針に対する半導体チップ（ウェーハ）の接触を制御している。
【０００５】
特許文献１に記載のプローバは、チャックが設けられているステージ上にカメラを備え、このカメラにより撮影されたプローブ針の先端の撮影画像に基づいてプローブ針の先端位置を検出する。具体的にはプローバは、カメラの水平面内での位置座標（ＸＹ座標）に基づいてプローブ針の先端の水平面内での位置座標を検出して、カメラの焦点位置に基づいてプローブ針の先端の高さ位置を検出する。
【０００６】
特許文献２に記載のプローバは、物理的にプローブ針の先端に接触するプローブ針高さ検出器を備える。このプローブ針高さ検出器は、接触面と線形可変差動変圧器とを備え、この接触面をプローブ針の下方位置から上昇させて、接触面がプローブ針に接触した際の微小変位を線形可変差動変圧器で検出することで、プローブ針の先端の高さ位置を検出する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
特開２０１８－３７５３８号公報
特開２０１９－３５６５３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
ところで、特許文献１に記載のプローバではカメラの焦点位置に基づいてプローブ針の先端の高さ位置を検出しているが、プローブ針の種類によってはその先端に対するカメラのピント合わせが困難な場合がある。この場合には、カメラのピント合わせを複数回繰り返す必要があるので、高さ位置の検出に時間がかかるおそれがある。また、カメラの焦点がプローブ針の先端に合わない場合には、その先端位置を見失うことで、プローブ針及びプローブカードを破損するおそれがある。
【０００９】
一方、特許文献２に記載のプローバでは、プローブ針の下方位置から接触面を接近させて接触させることでプローブ針の先端の高さ位置を物理的に検出可能であるので、プローブ針の先端を見失うことなくその高さ位置を検出可能である。しかしながら、特許文献２に記載のプローバでは、プローブ針高さ検出器を設ける必要があるのでそのためのスペースが必要になる。また、プローバの種類によっては、プローブ針高さ検出器の設置スペースを確保できない場合もある。さらに、プローブ針高さ検出器のような複雑な検出器又は検出回路が必要となり高コストである。
【００１０】
本発明はこのような事情に鑑みてなされたものであり、省スペース且つ低コストにプローブ針の先端の高さ位置を確実に検出可能なプローバを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
（【００１１】以降は省略されています）

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