JP2007040926A - Prober - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、半導体装置をテスタで検査するのに使用するプローバに関し、特に1チップの半導体装置を検査するのに使用するプローバに関する。 The present invention relates to a prober used to inspect a semiconductor device with a tester, and more particularly to a prober used to inspect a one-chip semiconductor device.
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、半導体ウエハ上に半導体装置(デバイス)の複数のチップが形成された段階で、各チップのデバイスの電極をテスタに接続し、テスタから電源及びテスト信号を供給し、デバイスの出力する信号をテスタで測定して、正常に動作するかを電気的に検査するウエハレベル検査が行われている。 The semiconductor manufacturing process has a large number of processes, and various inspections are performed in various manufacturing processes in order to guarantee quality and improve yield. For example, when a plurality of chips of a semiconductor device (device) are formed on a semiconductor wafer, the device electrodes of each chip are connected to a tester, power and test signals are supplied from the tester, and signals output from the device are output. Wafer level inspection is performed in which a tester is used to electrically inspect whether the device operates normally.
ウエハレベル検査の後、ウエハはフレームに貼り付けられ、ダイサで個別のチップに切断される。切断された各チップは、正常に動作することが確認された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。 After wafer level inspection, the wafer is affixed to the frame and cut into individual chips with a dicer. For each chip that has been cut, only chips that have been confirmed to operate normally are packaged in the next assembly process, and defective chips are excluded from the assembly process. Further, the packaged final product is subjected to shipping inspection.
ウエハレベル検査は、プローバにウエハを保持し、テスタの端子に接続されたプローブをウエハの各チップの電極に接触させ、テスタから電気的検査のための電源及びテスト信号を各チップに供給すると共に各チップからの出力信号を検出して正常に動作するかを測定する。ウエハレベル検査については、例えば、特許文献1及び2などに記載されている。
In wafer level inspection, a wafer is held by a prober, a probe connected to a terminal of a tester is brought into contact with an electrode of each chip of the wafer, and a power and a test signal for electrical inspection are supplied to each chip from the tester. An output signal from each chip is detected to determine whether it operates normally. The wafer level inspection is described in
パワートランジスタ、IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor)、LED、半導体レーザなどの半導体装置(デバイス)は、1チップに1個のデバイスが形成され、動作時には高電圧を印加して大電流を流すため、動作特性の測定時にも高電圧を印加して大電流を流す必要がある。また、このようなデバイスは、一般にウエハの上面に電極が形成されると共に、ウエハの裏面も電極として機能する。例えば、IGBTでは、ウエハの裏面がコレクタとして機能する。図1は、IGBTチップの構成を模式的に示す図である。図示のように、ウエハ1にIGBTが形成され、IGBTのゲートGに接続される電極2及びエミッタEに接続される電極3がウエハ1の表面に形成され、IGBTのコレクタCはウエハ1の裏面に対応する。
Semiconductor devices (devices) such as power transistors, IGBTs (Insulated Gate Bipolar Transistors), LEDs, semiconductor lasers, etc., operate as one device is formed on one chip and a high voltage is applied during operation to allow a large current to flow. It is necessary to apply a high voltage and flow a large current also when measuring characteristics. In such a device, an electrode is generally formed on the upper surface of the wafer, and the back surface of the wafer also functions as an electrode. For example, in the IGBT, the back surface of the wafer functions as a collector. FIG. 1 is a diagram schematically showing the configuration of an IGBT chip. As shown in the figure, an IGBT is formed on the wafer 1, an
上記のようなウエハの裏面が電極として機能し、高電圧を印加して大電流を流すデバイスのウエハレベル検査を行う場合、ウエハに反りがあると、ウエハをプローバのチャックステージに吸着して保持する時、ウエハの裏面がチャックステージの導電性の表面に接触しない場合が生じ、測定を行えないという問題を生じる。 When performing wafer level inspection of a device in which the back surface of the wafer as described above functions as an electrode and applies a high voltage to pass a large current, if the wafer is warped, the wafer is attracted to the chuck stage of the prober and held. In this case, the back surface of the wafer may not be in contact with the conductive surface of the chuck stage, resulting in a problem that measurement cannot be performed.
また、デバイスはウエハ上に多数隣接して形成されるため、あるデバイスの測定を行う場合、近接した他のデバイスの存在が測定に影響して正確な測定が行えないという問題を生じる。これは特に大電流を流す時やAC特性を測定する場合に問題になる。 In addition, since a number of devices are formed adjacent to each other on the wafer, when measuring a certain device, there is a problem that the presence of other adjacent devices affects the measurement and an accurate measurement cannot be performed. This is a problem particularly when a large current is passed or when measuring AC characteristics.
そこで、上記のようなデバイスについては、ウエハをダイシングしてチップに分割した後、1チップのデバイスを検査することが行われている。このための装置として、例えば、チップソータやチップハンドラーなどが知られている。 In view of this, with respect to the devices as described above, after a wafer is diced and divided into chips, a one-chip device is inspected. As an apparatus for this purpose, for example, a chip sorter or a chip handler is known.
上記のパワートランジスタ、IGBT、LED、半導体レーザなどの半導体装置(でばいす)は、益々高電圧化及び大電流化が進んでいる。例えば、車載用のデバイスは、これまで主として制御系に使用されていたが、近年駆動にモータを使用する電気自動車やハイブリッドカーが開発され、高電圧で大電流を駆動できる半導体デバイスが求められている。例えば、駆動電流が100A以上のIGBTが求められている。 Semiconductor devices such as power transistors, IGBTs, LEDs, and semiconductor lasers have been increasingly increased in voltage and current. For example, in-vehicle devices have been mainly used for control systems until now, but recently, electric vehicles and hybrid cars that use motors for driving have been developed, and semiconductor devices that can drive large currents at high voltages are required. Yes. For example, an IGBT having a driving current of 100 A or more is required.
チップソータ及びチップハンドラーなどで測定を行う場合、マニュピレータ型プローブヘッドを使用して、バネでプローブを付勢したスプリングピンをチップ電極に接触させて電流を流す。しかし、スプリングピンは、プローブとプローブが摺動する円筒状の案内筒とが点接触する構造であり、あまり大きな電流は流せず、30〜100Aが限界であり、上記の100A以上の電流という要求を満たせないという問題がある。 When measurement is performed with a chip sorter, a chip handler, or the like, a manipulator type probe head is used, and a spring pin that urges the probe with a spring is brought into contact with the chip electrode to pass a current. However, the spring pin has a structure in which the probe and the cylindrical guide cylinder on which the probe slides are in point contact, so that a very large current cannot flow, the limit is 30 to 100 A, and the above-mentioned demand of 100 A or more is required. There is a problem that cannot be satisfied.
そこで、それ自体がバネ性を有する、プローバなどで使用される触針(プローブ)を使用することが考えられる。しかし、触針は細い部材であり、流せる電流が制限される上、触針とチップ電極との接触面積も小さいのでやはり流せる電流が制限される。そこで、プローブの本数を増加させて、全体で流せる電流を増加させることが考えられる。しかし、チップソータ及びチップハンドラーなどは装置の位置決め精度が不十分で、チップ電極の面積も限られるため、触針の本数をあまり増加させることができず、電流を十分に増加させることができないという問題がある。 Therefore, it is conceivable to use a stylus (probe) used in a prober or the like, which itself has a spring property. However, the stylus is a thin member, and the current that can be flown is limited. In addition, since the contact area between the stylus and the tip electrode is small, the current that can be flowed is also limited. Therefore, it is conceivable to increase the total current that can be supplied by increasing the number of probes. However, chip sorters, chip handlers, etc. have insufficient positioning accuracy of the device and the area of the chip electrode is limited, so the number of styluses cannot be increased so much and the current cannot be increased sufficiently. There's a problem.
更に、チップソータ及びチップハンドラーは、1個ずつ供給されるデバイスを、固定し、電極位置の測定位置に移動させてチップ電極の位置を測定してアライメントした後、測定位置に移動して触針をチップ電極に接触させた上で測定を行う。そのため、1個のデバイスごとに、電極位置の測定位置と測定位置との間で移動する必要があるので、1個のデバイスを測定するために長時間を要することになり、スループットが低いという問題があった。 Furthermore, the chip sorter and the chip handler fix the device supplied one by one, move it to the measurement position of the electrode position, measure and align the position of the chip electrode, then move to the measurement position and move the stylus Is measured after contacting the chip electrode. Therefore, since it is necessary to move between the measurement positions of the electrode positions for each device, it takes a long time to measure one device, and the throughput is low. was there.
本発明は、このような問題を解決するもので、高電圧を印加して大電流を流す1チップの半導体装置(デバイス)を、高スループットで測定できるプローバの実現を目的とする。 The present invention solves such a problem, and an object of the present invention is to realize a prober capable of measuring a one-chip semiconductor device (device) that applies a high voltage and applies a large current with a high throughput.
上記目的を実現するため、本発明のプローバは、チャックステージが1チップの半導体装置(デバイス)を複数個保持するようにする。 In order to achieve the above object, the prober of the present invention is configured such that the chuck stage holds a plurality of one-chip semiconductor devices (devices).
すなわち、本発明のプローバは、1チップの半導体装置(デバイス)をテスタで検査をするために、各テスタの端子を前記半導体装置の電極に接続するプローバであって、前記1チップの半導体装置の電極に対応して配置されると共に前記テスタの端子に接続され、前記電極に接触することにより、前記電極を前記テスタの端子に電気的に接続するプローブと、前記1チップの半導体装置を複数個保持するチャックステージと、前記チャックステージを移動及び回転する移動回転機構とを備えることを特徴とする。 That is, the prober of the present invention is a prober for connecting a terminal of each tester to an electrode of the semiconductor device in order to inspect the one-chip semiconductor device (device) with a tester. A plurality of probes arranged in correspondence with the electrodes and connected to the terminals of the tester to electrically connect the electrodes to the terminals of the tester by contacting the electrodes, and a plurality of one-chip semiconductor devices It is characterized by comprising a chuck stage to be held, and a moving and rotating mechanism for moving and rotating the chuck stage.
本発明のプローバによれば、チャックステージは複数個の1チップのデバイスを保持するので、保持されたすべてのデバイスのチップ電極位置を測定した後、順次アライメントして測定を行えば、1個のデバイスごとに電極位置の測定位置と測定位置との間で移動する必要がないので、スループットが向上する。 According to the prober of the present invention, the chuck stage holds a plurality of one-chip devices. Therefore, after measuring the chip electrode positions of all the held devices and sequentially measuring them, one chuck Since it is not necessary to move between the measurement positions of the electrode positions for each device, the throughput is improved.
高精度のアライメントを行うには、チャックステージに保持した複数のデバイスの電極の位置を高精度に検出するアライメント用撮像装置、及びプローブの位置を検出するプローブ合わせ用撮像装置を設ける必要がある。 In order to perform highly accurate alignment, it is necessary to provide an alignment imaging device that detects the positions of the electrodes of a plurality of devices held on the chuck stage with high accuracy, and a probe alignment imaging device that detects the position of the probe.
プローブは、それ自体がバネ性を有する触針(プローブ)を複数設けることにより流せる電流を増加できるが、特に正確なアライメントが可能になることにより、触針の本数を大きくしてより大電流を流すことができる。 The probe can increase the current that can be flowed by providing a plurality of styluses (probes) that themselves have a spring property. However, by enabling particularly accurate alignment, the number of styluses can be increased to increase the current. It can flow.
表面に電極を有するデバイスを測定する場合には、チャックステージは、互いに絶縁された複数の導電表面を備え、各デバイスの裏面を各導電表面に接触させて保持する。 When measuring a device having electrodes on the surface, the chuck stage includes a plurality of conductive surfaces insulated from each other, and holds the back surface of each device in contact with each conductive surface.
このような構成により、各デバイスは保持された他のデバイスとは絶縁されており、高電圧を印加して大電流を流す測定やAC特性の測定が正確に行える。 With such a configuration, each device is insulated from other held devices, and a high current is applied by applying a high voltage and an AC characteristic can be measured accurately.
更に、デバイスの裏面に対応する電極とテスタを接続するため、プローブは、チャックステージの導電表面に接触するピンを備える。チャックステージの導電表面は大きな面積とすることが可能であるので、ピンの本数を増加させて全体で大きな電流を流すようにできる。そのため、ピンは、スプリングピンで実現できる。もちろん、上記のそれ自体がバネ性を有する触針(プローブ)で実現することも可能である。 In addition, the probe includes a pin that contacts the conductive surface of the chuck stage to connect the electrode and tester corresponding to the back of the device. Since the conductive surface of the chuck stage can have a large area, the number of pins can be increased so that a large current flows as a whole. Therefore, the pin can be realized by a spring pin. Of course, it is also possible to realize with a stylus (probe) having a spring property as described above.
チャックステージは、複数のデバイスを吸着する吸着機構を備える。吸着機構は、複数のデバイスをそれぞれ独立に吸着可能であることが望ましいが、保持するデバイスの個数が増加すると、吸着機構が複雑になるので、2個以上のデバイスを同時に吸着するようにしてもよい。吸着機構が真空吸着機構である場合、各吸着機構により吸着される複数のデバイスはすべてチャックステージに保持されている必要がある。測定する半導体装置の個数と保持部分の個数の関係で空き部分が生じる場合には、ダミーチップを保持するようにしてもよい。また、チャックステージの保持部分を複数のグループに分けて、各グループのデバイスは共通に吸着し、グループごとに独立に吸着するようにしてもよい。 The chuck stage includes a suction mechanism that sucks a plurality of devices. It is desirable that the adsorption mechanism can adsorb a plurality of devices independently. However, as the number of devices to be held increases, the adsorption mechanism becomes complicated, so two or more devices may be adsorbed simultaneously. Good. When the suction mechanism is a vacuum suction mechanism, it is necessary that all of the plurality of devices sucked by each suction mechanism are held on the chuck stage. A dummy chip may be held when an empty portion is generated due to the relationship between the number of semiconductor devices to be measured and the number of holding portions. Further, the holding portion of the chuck stage may be divided into a plurality of groups, and the devices of each group may be sucked in common and sucked independently for each group.
また、チャックステージは、複数のデバイスが吸着されているかを検出する吸着状態検出手段を備えることが望ましい。吸着状態検出手段は、例えば、チャックステージの保持面に複数のピンを設け、チャックステージにデバイスが正しく吸着された時にピンがデバイスの裏面に接触して、デバイスの裏面を介して複数のピンが導通するように構成し、ピンの間の導通を検出することにより、吸着状態を確認できるようにする。また、真空吸着機構を使用する場合には、真空経路の負圧を検出することで、チャックステージにデバイスが正しく吸着されているかを検出できる。 In addition, the chuck stage preferably includes a suction state detection unit that detects whether a plurality of devices are sucked. For example, the adsorption state detecting means is provided with a plurality of pins on the holding surface of the chuck stage, and when the device is correctly adsorbed to the chuck stage, the pins come into contact with the back surface of the device, and the plurality of pins are connected via the back surface of the device. It is configured to conduct, and the adsorption state can be confirmed by detecting conduction between pins. Further, when using the vacuum suction mechanism, it is possible to detect whether the device is correctly sucked on the chuck stage by detecting the negative pressure in the vacuum path.
チャックステージは、複数のデバイスの保持位置を規定する位置決め手段を備えることが望ましい。上記のように、アライメント用撮像装置及びプローブ合わせ用撮像装置を設けて正確なアライメントを可能にするが、アライメント用撮像装置によるチップ電極の位置測定を容易にするために、デバイスはある程度の誤差範囲内で位置決めされて配置されていることが望ましい。ダイサにより切断されたデバイスのチップの端面は、ある程度の位置精度を有するので、位置決め手段は、チャックステージの表面の保持部分を周辺より若干低くして、その壁を基準位置とするか、チャックステージの表面に位置決め部材を設けて、それにチップの端面を接触させることにより実現できる。 The chuck stage preferably includes positioning means for defining holding positions of a plurality of devices. As described above, an alignment imaging device and a probe alignment imaging device are provided to enable accurate alignment. However, in order to facilitate the position measurement of the chip electrode by the alignment imaging device, the device has a certain error range. It is desirable to be positioned and arranged within. Since the end face of the chip of the device cut by the dicer has a certain degree of positional accuracy, the positioning means may make the holding part of the surface of the chuck stage slightly lower than the periphery and use the wall as a reference position or the chuck stage. This can be realized by providing a positioning member on the surface of the chip and bringing the end face of the chip into contact therewith.
パワートランジスタ、IGBT、LED、半導体レーザなどの半導体デバイス、特に車載用の半導体デバイスは、過酷な使用条件で使用されるので、そのような条件での検査が可能なように、チャックステージには、保持した複数のデバイスの温度を上昇させる加熱手段及び/又は保持した複数のデバイスの温度を降下させる冷却手段を設けることが望ましい。 Since semiconductor devices such as power transistors, IGBTs, LEDs, and semiconductor lasers, especially semiconductor devices for vehicles, are used under severe usage conditions, the chuck stage is equipped with a chuck stage so that inspection under such conditions is possible. It is desirable to provide heating means for raising the temperature of the held devices and / or cooling means for lowering the temperature of the held devices.
本発明によれば、高電圧を印加して大電流を流す1チップの半導体装置(デバイス)を、高スループットで測定できる。 According to the present invention, a one-chip semiconductor device (device) that applies a high voltage to flow a large current can be measured with high throughput.
図2は、本発明の実施例のIGBTデバイスを測定するプローバの全体構成を示す図である。図2に示すように、本発明のプローバは、底板11、側板12、13、及び天板14で構成される筐体と、底板11に設けられた3軸及び回転移動機構と、回転移動機構に設けられたチャックステージ20と、回転移動機構に設けられたプローブの位置を検出するプローブ合わせ用撮像装置60と、天板14に設けられたプローブ部40と、天板14に設けられた半導体装置(デバイス)のチップ電極の位置を高精度に検出するアライメント用撮像装置50とを有する。回転移動機構は、ベース15に対して第1の方向に移動する第1移動台16と、第1移動台16に対して第2方向に移動する第2移動台17と、第2移動台17に対して第3の方向(上下方向)に移動すると共に回転する移動回転筒18とを有する。チャックステージ20は、移動回転筒18に配置され、3軸方向及び回転が可能である。
FIG. 2 is a diagram showing an overall configuration of a prober for measuring the IGBT device according to the embodiment of the present invention. As shown in FIG. 2, the prober according to the present invention includes a casing composed of a
アライメント用撮像装置50は、チャックステージ20に保持された1チップの半導体デバイス5の表面を撮影して、チップ電極の位置を検出する。アライメント用撮像装置50は、チップ電極の位置を高精度に検出するため、顕微鏡と高解像度の撮像装置で構成され、得られた画像を処理してチップ電極の位置を検出する。
The
プローブ合わせ用撮像装置60は、プローブ部40に設けられた触針(プローブ)を撮影して、触針の先端位置を検出する。触針は、後述するように、近接して設けられた多数の、例えば、100本の針で構成され、各針はそれ自体がバネ性を有する導電性の細い針である。
The probe matching
プローブ部40(プローブカード)を交換した時には、プローブ合わせ用撮像装置60を触針の下に移動して触針を撮影し、触針の先端位置を検出する。この動作は、基本的にはプローブカードを交換した時に行えばよいが、検査中に触針が変形するなどの故障が生じる場合があるので適宜行われる。
When the probe unit 40 (probe card) is replaced, the probe
デバイス5をチャックステージ20に保持した時には、各デバイス5をアライメント用撮像装置50の下に移動してデバイス5のチップ電極の位置を検出する。そして、デバイス5のチップ電極が、上記のようにして検出したプローブの先端位置に一致するように、チャックステージ20を回転し、X軸及びY軸方向に移動した後、Z軸方向に上昇してプローブをチップ電極に接触させる。
When the
以上の構成は、従来のプローバの基本構成と同じであり、本発明のプローバの特徴は、以下に説明する部分である。言い換えれば、本発明は上記の実施例の基本構成に限定されず、どのような基本構成を有するプローバにも適用可能である。 The above configuration is the same as the basic configuration of a conventional prober, and the features of the prober of the present invention are the portions described below. In other words, the present invention is not limited to the basic configuration of the above embodiment, and can be applied to a prober having any basic configuration.
図3は、本発明の実施例のプローバのチャックステージ20及びプローブ部40の構成を示す図であり、(A)が断面図を示し、(B)がチャックステージ20の上面図を示す。
3A and 3B are diagrams illustrating the configuration of the
図3に示すように、チャックステージ20は、移動回転筒18に固定されるステージベース26と、ステージベース26に設けられた第1中間部材25と、第1中間部材25を覆うように設けられた第2中間部材23と、第2中間部材23の上に設けられたステージ部材21とを有する。ステージ部材21は、セラミック製であり、図3の(B)に示すように、5個の導電性部22が設けられている。5個の導電性部22は、セラミック材で隔てられているので、互いに絶縁されている。各導電性部22の中央には、測定する1チップのデバイス5が載置される。デバイス5が載置される部分には、導電性部22及びステージ部材21を貫通するように複数の穴31、例えば4個の穴が設けられている。複数の穴31は、第2中間部材23を貫通して、第1中間部材25内の空洞34まで延びている。第1中間部材25の第2中間部材23と接する上面部分にはヒータ24が設けられており、複数の穴はヒータ24を避けるように設けられる。
As shown in FIG. 3, the
各導電性部22に対応した空洞34は、第1中間部材25及び第2中間部材23内に設けられた真空経路35を介して真空口36に接続されている。真空口36は、それぞれ真空機構に接続され、対応する真空機構を動作させることにより、対応する導電性部22の空洞34及び複数の穴31内を真空状態にできる。これにより、導電性部22の表面に載置された1チップのデバイス5を真空吸着できる。
The
また、複数の穴31内には、穴の内壁に接触しないように導電性の複数のスプリングピン32がそれぞれ設けられている。複数のスプリングピン32は、一端が導電性部22の表面より若干高くなるように配置され、他端が接触検出回路33に接続されている。接触検出回路33は、複数のスプリングピン32が相互に導通状態であるかを検出する。1チップのデバイス5が十分な力で真空吸着されると、複数のスプリングピン32は、1チップのデバイス5の裏面に接触して、1チップのデバイス5の裏面の抵抗成分を介して接続された状態になる。一方、1チップのデバイス5が無いか又は十分な力で真空吸着されていない時には、複数のスプリングピン32が1チップのデバイス5の裏面に接触しないので、複数のスプリングピン32は絶縁された状態である。接触検出回路33は、複数のスプリングピン32により形成される閉回路の抵抗が所定値以下であるかを判定する。閉回路の抵抗が所定値以下の時には、1チップのデバイス5が十分な力で真空吸着されており、1チップのデバイス5の裏面は導電性部22に十分に接触していると判定される。逆に、閉回路の抵抗が所定値以上の時には、1チップのデバイス5が無いか又は十分な力で真空吸着されていないと判定される。前述のように、IGBTは、裏面がコレクタとして動作するので、測定を行うには1チップのデバイス5の裏面が導電性部22に十分に接触していることが必要であり、閉回路の抵抗が所定値以上の時には測定が行えないので、測定から除いたり、閉回路の抵抗が所定値以下になるように再セットを行うなどの処置を行う。
A plurality of conductive spring pins 32 are provided in the plurality of
高温での動作検査が必要なデバイスを検査する場合には、ヒータ24によりステージ部材21を加熱して、保持されたデバイス5を過熱して検査を行う。また、低温での検査を行う場合には、ヒータ63の代わりに冷却機構を設ける。また、ヒータ24と冷却機構の両方を設けることも可能である。
When inspecting a device that requires an operation inspection at a high temperature, the
プローブ部40は、1チップのデバイス5の表面のチップ電極に接触される2組の触針(プローブ)43が設けられたリング部材42と、導電性部22の表面に接触する4本のスプリングピン44と、リング部材42及び4本のスプリングピン44が固定されるガード41と、ガード41が取り付けられるプローブカード45と、プローブカード45が着脱可能に取り付けられる取り付け部材46とを有し、取り付け部材46は天板14に取り付けられる。プローブカード45の3本の導電線が設けられ、導電線の一方の端はテスタのテストヘッドに接続され、2本の導電線の他端はリング部材42及びガードを介して2組の触針(プローブ)43に接続され、1本の導電線の他端は4本のスプリングピン44に共通に接続される。プローブカード45は、検査するデバイスに応じて交換される。
The
各組の触針43は、ウエハプローバなどで広く使用されているそれ自体がバネ性を有する触針を、その先端がチップ電極に接触するように多数配列したものである。触針43はかならずチップ電極に接触することが必要であり、チップ電極の形状及びアライメント誤差を考慮して、先端部の配列が決められている。例えば、1本の触針は3Aの電流が流せるだけでも、100本の触針を設けることにより、合計で300Aの大電流が流せる。
Each set of
4本のスプリングピン44は、ステージ部材21の導電性部22の表面に接触する。図3の44’は、スプリングピン44が接触する導電性部22の表面の位置を示す。上記のように、デバイス5の裏面は導電性部22の表面に接触しており、デバイス5の裏面、すなわちコレクタは4本のスプリングピン44を介してテストヘッドに接続される状態になり、検査が行える。前述にように、スプリングピンはあまり大電流を流すことはできないが、4本のスプリングピン44を使用することにより4倍の電流を流すことができる。なお、導電性部22のデバイス5が載置されていない部分の面積は大きいので、スプリングピン44の本数を更に増加させることも可能である。より大電流を流す必要がある場合には、スプリングピン44の本数を更に増加させる。
The four spring pins 44 are in contact with the surface of the
検査を行う時には、まず、チャックステージ20をチップ受け渡し位置に移動し、5個のデバイス5を5箇所の導電性部22に載置する。5個のデバイス5を載置した状態で真空口36に接続される真空機構を動作させて5個のデバイス5を吸着する。この時、各導電性部22に対応して設けられた複数のスプリングピン32により形成される閉回路の抵抗が所定値以下であるかを判定し、所定値以下の時には次の動作に進み、所定値以上の時には再セットを行う。
When performing the inspection, first, the
次に、5個のデバイス5を吸着した状態で、各デバイス5がアライメント用撮像装置50の下に位置するように移動して、デバイス5のチップ電極の位置をそれぞれ検出する。なお、触針43の位置はあらかじめ測定されているものとする。
Next, in a state where the five
最初に検査するデバイス5のチップ電極が触針43の直下に位置するように、チャックステージ20を移動し(アライメントし)、チャックステージ20を上昇させて、触針43をデバイス5のチップ電極に接触させる。この時、4本のスプリングピン44も導電性部22の表面に接触する。この状態で触針43及びスプリングピン44に電圧を印加して測定を行う。
First, the
最初のデバイス5の検査が終了した後、他のデバイス5についても、チップ電極の位置検出結果に基づいてアライメント及び触針43の接触を行い、検査を行う。
After the inspection of the
本発明の実施例のプローバは、各デバイスが接触される導電性部22は、他のデバイスが接触される導電性部22とはセラミック部材で絶縁されているので、大電流を流しても正確な測定が行える。また、触針43は複数本の触針で構成されるので、全体では大電流を流すことが可能である。本発明では、従来のウエハプローバと同様に、アライメント用撮像装置50及びプローブ合わせ用撮像装置60により検出したチップ電極及び触針43の位置に基づいてアライメントが行われるので正確なアライメントが可能であり、チップ電極の面積に対応した多数の触針を配置することが可能であり、全体では非常な大電流を流すことが可能である。
In the prober according to the embodiment of the present invention, the
また、チャックステージ20に載置した5個のデバイス5のチップ電極の位置をまとめて検出した上で、各デバイスのアライメント及び検査を連続して行うので、各デバイスごとにチップ電極位置の検出、アライメント及び検査を行う場合に比べてスループットが向上する。
Further, since the alignment and inspection of each device are continuously performed after the positions of the chip electrodes of the five
また、チャックステージ20は、加熱機構及び冷却機構を備えているので、デバイスに要求される広い使用環境条件での検査が可能になる。
In addition, since the
以上、本発明の実施例について説明したが、各種の変形例が可能なのはいうまでもない。以下、変形例のいくつかを説明する。 As mentioned above, although the Example of this invention was described, it cannot be overemphasized that various modifications are possible. Hereinafter, some of the modified examples will be described.
図4の(A)は、チャックステージ20の変形例を示す図である。図3のチャックステージ20は、セラミック製のステージ部材21の掘り込んだ部分に導電性部22を設けた。言い換えれば、ステージ部材21と導電性部22の表面位置は同じである。これに対して、図4の(A)の変形例では、セラミック製のステージ部材21の表面を平面とし、その上に導電性部22を形成している。
FIG. 4A is a view showing a modified example of the
デバイス5のチップ電極の位置をアライメント用撮像装置50で検出する場合、チップ電極を含む画像を処理してチップ電極を検出する。そのためチップ電極が位置する範囲の画像を処理する必要があり、処理の高速化及び高精度化を図る上では、処理する画像範囲をできるだけ小さくすることが望ましい。そこで、チップ電極の位置誤差を小さくすることが望まれる。デバイス5はダイサにより切断されるが、ダイサによる切断の際も画像処理により切断位置が決定されるので、デバイスのエッジの位置はチップ電極に対してかなりの位置精度有する。
When the position of the chip electrode of the
そこで、図4の(B)に示す変形例では、導電性部22を掘り込んだ載置部23を設け、載置部23に図示のようにデバイス5を載置する。デバイス5は、載置部23の2つの直交する壁に接触させて載置されるので、デバイス5の載置位置、すなわちチップ電極の位置の誤差を小さくできる。
Therefore, in the modification shown in FIG. 4B, a
なお、図4の(B)に示す変形例では導電性部22を掘り込んで載置部23を設けたが、導電性部22の上にデバイス5のエッジ位置を規定する部材を取り付けることも可能である。
In the modification shown in FIG. 4B, the
上記の実施例では、各デバイス5は独立に吸着される。従って、チャックステージに4個以下のデバイスを載置して検査を行うことも可能である。しかし、各デバイス5を独立に吸着するには、図3に示すように、導電性部22に対応して複数(ここでは5個)の独立した空洞、真空経路及び真空機構を設ける必要があり、装置が複雑になるという問題がある。保持できるデバイスの個数が大きいほど、スループットが向上するが、実施例の構成では、装置が複雑になるため、導電性部22の個数、すなわち保持できるデバイスの個数をあまり大きな数にすることはできない。
In the above embodiment, each
図5は、ステージ部材21に52個の導電性部22を設けた変形例を示す図である。この変形例では、ステージ部材21を領域A、B、C、Dの4つの領域に分割し、各領域に13個の導電性部22を設け、各領域の導電性部22に載置される13個のデバイスは共通に吸着される。言い換えれば、導電性部22に対応して設けられる空洞及び真空経路は領域ごとに共通に接続され、同一の真空機構により真空状態にされる。従って、各領域の13個の導電性部22のすべてにデバイスを載置しないと吸着することはできない。なお、検査するデバイスの個数が領域の導電性部の個数より少ない時には、例えばダミーデバイスを載置して吸着するようにしてもよい。
FIG. 5 is a view showing a modification in which 52
更に、上記の実施例では、複数のスプリングピン32の形成する閉回路の抵抗値を検出してデバイスの吸着状態を検出したが、例えば、真空機構を動作させた時の真空経路の負圧を測定することにより、デバイスの吸着状態を検出することも可能である。この場合には、複数のスプリングピン32及び接触検出回路33を設ける必要はない。
Further, in the above embodiment, the resistance value of the closed circuit formed by the plurality of spring pins 32 is detected to detect the suction state of the device. For example, the negative pressure in the vacuum path when the vacuum mechanism is operated is detected. It is also possible to detect the adsorption state of the device by measuring. In this case, it is not necessary to provide the plurality of spring pins 32 and the
複数のスプリングピン32及び接触検出回路33を設けない構成であれば、例えば、ステージ部材21を着脱可能にすることもできる。この場合、第2中間部材23にステージ部材21を載置した時に、ステージ部材21の真空穴と第2中間部材23の真空穴が連結されるようにする必要がある。また、導電性部22には、図4の(B)に示したようなデバイスの位置決めを行うと共に、載置したデバイスが移動しないような案内部材(図4の(B)では載置部23の側壁)を設ける必要がある。
For example, the
ステージ部材21を着脱可能にすることにより、プローバ外で複数のデバイスを載置したステージ部材21を載せるだけで、複数のデバイスの載置が行えるので、デバイスを1個ずつ載置する場合に比べてスループットが向上する。
By making the
本発明は、チップ状の半導体装置を検査するプローバであれば、どのようなものにも適用可能である。 The present invention can be applied to any prober that inspects a chip-like semiconductor device.
5 デバイス
20 チャックステージ
21 ステージ部材
22 導電性部
43 触針
44 スプリングピン
5
Claims (15)
前記1チップの半導体装置の電極に対応して配置されると共に前記テスタの端子に接続され、前記電極に接触することにより、前記電極を前記テスタの端子に電気的に接続するプローブと、
前記1チップの半導体装置を複数個保持するチャックステージと、
前記チャックステージを移動及び回転する移動回転機構とを備えることを特徴とするプローバ。 A prober for connecting a terminal of each tester to an electrode of the semiconductor device in order to inspect the one-chip semiconductor device with a tester,
A probe which is arranged corresponding to the electrode of the one-chip semiconductor device and is connected to the terminal of the tester and electrically connects the electrode to the terminal of the tester by contacting the electrode;
A chuck stage for holding a plurality of the one-chip semiconductor devices;
A prober comprising: a moving rotation mechanism for moving and rotating the chuck stage.
前記チャックステージは、互いに絶縁された複数の導電表面を備え、各半導体装置の裏面を各導電表面に接触させて保持する請求項1又は2に記載のプローバ。 The one-chip semiconductor device is a semiconductor device having electrodes on the front surface and electrodes on the back surface,
The prober according to claim 1, wherein the chuck stage includes a plurality of conductive surfaces insulated from each other, and holds the back surface of each semiconductor device in contact with each conductive surface.
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