專利名稱：檢查裝置和檢查方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及對半導(dǎo)體晶片等被檢査體進行電特性檢査的檢査裝置，更詳細(xì)地說，涉及在使載置臺上的被處理體與探針卡(probe card) 的探針電接觸時、直接監(jiān)視載置臺的過激勵(overdrive)量的檢查裝置 和檢查方法。
背景技術(shù)：
例如，如圖3所示，現(xiàn)有的檢查裝置具有裝置本體l;在該裝置 本體1內(nèi)配置成能夠向X、 Y、 z和e方向移動并且載置被檢査體(例 如，晶片W)的載置臺2;具有與載置在該載置臺2上的晶片W上形成的多個電極墊接觸的多個探針3A的探針卡3;通過卡支架(圖中未 示出)固定該探針卡3的固定機構(gòu)4;和電連接探針卡3和測試頭T 的連接環(huán)5，該檢查裝置構(gòu)成為通過測試頭T、連接環(huán)5和探針卡3， 在圖中未示出的測試器和晶片W的電極墊之間接收發(fā)送測試信號，進 行晶片W的電檢査。此外，在圖3中，6為與載置臺協(xié)作進行晶片W 和探針卡3的定位的機構(gòu)，6A為上照相機，6B為下照相機，7為固定 有固定機構(gòu)4的頭平板。在進行晶片W的檢查的情況下，通過用對準(zhǔn)機構(gòu)6的下照相機6B 測定探針3A的針尖位置，用上照相機6A測定與探針3A對應(yīng)的晶片 W的電極墊，進行晶片W和探針卡3的對準(zhǔn)之后，進行晶片W的檢 査。在檢查時，使晶片W和探針卡3接觸，進一步地使載置臺2過激 勵，使晶片W和探針3A電接觸，進行檢査。但是，通過使載置臺2過激勵，在載置臺2與探針3A之間施加大 的接點負(fù)荷。當(dāng)接點負(fù)荷過大時，就會損傷晶片W，在接點負(fù)荷不充 分的情況下，由接觸不良等而變得不能確保檢查的信賴性。因此，目 前使晶片W和探針3A以適當(dāng)?shù)倪^激勵量接觸、從而提高檢查的信賴 性的技術(shù)提出有例如專利文獻1 3的技術(shù)。在專利文獻1所記載的技術(shù)中，設(shè)置有測定探針卡的上下方向的 變位量的光學(xué)測長器，通過該光學(xué)測長器，根據(jù)探針卡的變位量調(diào)整 載置臺的上升量，消除晶片和探針卡的接觸不良。在專利文獻2中， 能夠準(zhǔn)確把握載置臺的過激勵時變形的探針卡的變位量，并且能夠適 當(dāng)?shù)卦O(shè)定載置臺的過激勵量。另外，在專利文獻3所記載的技術(shù)中， 根據(jù)過激勵時的載置臺的沉入量和接點負(fù)荷的關(guān)系，控制載置臺的過 激勵量。這些的技術(shù)全都加入由過激勵時的探針卡的變形或載置臺的 沉入量所帶來的影響，是想要更準(zhǔn)確地得到本來必要的過激勵量的技 術(shù)。專利文獻l:日本特開2004-265895 專利文獻2:日本特開2003-050271 專利文獻3:日本特開2003-168707發(fā)明內(nèi)容但是，在探針卡中，有與在晶片整個面上形成的多個電極墊一并 接觸的探針卡。在該探針卡的情況下，例如圖4所示，載置臺2上的 晶片W與探針卡3在整個面一并接觸，進行晶片W的電特性檢査。 因為晶片W與探針卡3 —并接觸，所以與在晶片W的一部分接觸的 情況相比，接點負(fù)荷增大。況且，當(dāng)晶片W為3OOmm0，與半導(dǎo)體裝 置的超高集成化相輔，接頭數(shù)顯著增加，伴隨與此，探針個數(shù)也顯著 增加，并且由一并接觸的接點負(fù)荷與現(xiàn)有相比也顯著增加。例如在30Omm0的晶片W的情況下，當(dāng)由一并接觸而引起的接點 負(fù)荷成為超過例如60kgf的大小時，接點負(fù)荷不僅超過包括探針卡3 的重量(圖4中箭頭A所示)和連接環(huán)5的重量(圖4中箭頭B所示) 的接口機器的重量，而且超過對在連接環(huán)5上環(huán)狀配列的連接針 (POGO-Pin)等的連接端子5A的彈簧力的反力(圖4中箭頭C所示)， 因此由于施加過激勵使載置臺2如圖4箭頭D所示那樣上升，超過探 針3的變形和載置臺2的沉入量的水平而導(dǎo)致抬起接口機器，無法充 分把握為了得到本來必要的過激勵量而必要的載置臺2的上升量。由 于專利文獻1 3的技術(shù)全都沒有假定接口機器被提起的情況，所以在 這種情況下無法準(zhǔn)確把握載置臺的上升量。本發(fā)明是為了解決上述問題而提出的，其目的在于提供即使在被 檢査體和探針卡一并接觸的情況下也能夠直接把握載置臺是否達到過 激勵量的檢査裝置和檢查方法。本發(fā)明第一方面記載的檢查裝置，其特征在于，具有載置被檢 查體的能夠移動的載置臺；和配置在上述載置臺的上方的探針卡，該 檢査裝置使上述載置臺過激勵，使上述被檢査體與上述探針卡電接觸， 進行上述被檢查體的電特性檢查，該檢查裝置在上述載置臺的至少一 個位置上設(shè)置有測定上述載置臺與上述探針卡或其周邊部的距離的位 移傳感器。另外，本發(fā)明第二方面記載的檢査裝置，其特征在于，具有載 置被檢查體的能夠移動的載置臺；配置在上述載置臺的上方的探針卡; 和對上述載置臺進行驅(qū)動控制的控制裝置，該檢査裝置在上述控制裝 置的控制下，使上述載置臺過激勵，使上述被檢査體與上述探針卡在 整個面一并電接觸，進行上述被檢查體的電特性檢查，該檢查裝置在 上述載置臺的至少一個位置上設(shè)置有測定上述載置臺與上述探針卡或 其周邊部的距離的位移傳感器，上述控制裝置根據(jù)上述位移傳感器的 測定值，對上述載置臺的上升量進行控制。另外，本發(fā)明第三方面記載的檢查裝置，其特征在于，在上述第 一或第二方面記載的發(fā)明中，在上述載置臺的外周邊附近相互隔著規(guī) 定間隔設(shè)置有多個上述位移傳感器。另外，本發(fā)明第四方面記載的檢查裝置，其特征在于，在第一 第三中任一方面記載的發(fā)明中，上述位移傳感器由電容傳感器構(gòu)成。另外，本發(fā)明第五方面記載的檢査方法，其特征在于，具有載 置被檢査體的能夠移動的載置臺；配置在上述載置臺的上方的探針卡； 和對上述載置臺進行驅(qū)動控制的控制裝置，在上述控制裝置的控制下， 使上述載置臺過激勵，使上述被檢查體與上述探針卡電接觸，進行上 述被檢査體的電特性檢查，該檢査方法包括使用設(shè)置在上述載置臺 上的位移傳感器，測定上述載置臺與上述探針卡或其周邊部的距離的 工序；和上述控制裝置根據(jù)上述位移傳感器的測定結(jié)果，監(jiān)視上述載 置臺的過激勵量的工序。另外，本發(fā)明第六方面記載的檢査方法，其特征在于，在第五方面記載的發(fā)明中，包括上述控制裝置根據(jù)上述位移傳感器的測定結(jié)果， 使上述載置臺上升直至達到過激勵量的工序。另外，本發(fā)明第七方面記載的檢査方法，其特征在于，在第五方 面或第六方面的發(fā)明中，作為上述探針卡，使用具有與上述被檢查體 的全部的檢査用電極一并接觸的多個探針的探針卡。另外，本發(fā)明第八方面記載的檢査方法，其特征在于，在第五方 面 第七方面中任一方面記載的發(fā)明中，使用沿上述載置臺的周方向 隔著等間隔在多個位置上設(shè)置的上述位移傳感器。發(fā)明效果根據(jù)本發(fā)明，提供即使在被檢查體和探針卡一并接觸的情況下也 能夠直接把握載置臺是否達到過激勵量的檢查裝置和檢查方法。


圖1為表示本發(fā)明的檢查裝置的一個實施方式的構(gòu)成圖。圖2為表示圖1所示的檢查裝置的主要部分的構(gòu)成圖。圖3為表示現(xiàn)有的檢查裝置的一例的構(gòu)成圖。圖4為表示圖3所示的檢查裝置的主要部分的構(gòu)成圖。符號說明10檢查裝置11載置臺12探針卡12A探針15控制裝置20位移傳感器W晶片(被檢查體)具體實施方式
以下，根據(jù)圖l和圖2所示的實施方式對本發(fā)明進行說明。另外， 在各圖中，圖1為表示本發(fā)明的檢查裝置的一個實施方式的構(gòu)成圖， 圖2為表示圖1所示的檢查裝置的主要部分的構(gòu)成圖。例如，如圖1所示，本實施方式的檢查裝置IO具有載置被檢查體(例如晶片)W的能夠向X、 Y、 Z和e方向移動的載置臺11;配 置在載置臺11的上方的探針卡12;電連接探針卡12和測試頭(圖中 未示)的連接環(huán)13;進行載置臺11上的晶片W與探針卡12的多個探針12A的對準(zhǔn)的對準(zhǔn)機構(gòu)(圖中未示)；和控制這些的控制機構(gòu)14。 探針卡12通過卡支架15固定在頭平板16的開口部上安裝的固定機構(gòu) 17 (參照圖2)。載置臺11具有圖1所示的驅(qū)動機構(gòu)18和測定器(例如編碼器) 19，該載置臺構(gòu)成為通過驅(qū)動機構(gòu)18沿X、 Y、 Z和e方向移動的同 時通過編碼器19檢測移動量。驅(qū)動裝置18具有驅(qū)動配置有載置臺 11的XY工作臺，例如以電動機和滾珠絲杠為主體的水平驅(qū)動機構(gòu)(圖 中未示)；內(nèi)置在載置臺11中的升降驅(qū)動機構(gòu)；和使載置臺ll沿e方 向旋轉(zhuǎn)的e驅(qū)動裝置。編碼器19通過電動機的轉(zhuǎn)速分別測定XY工作 臺的向X、 Y方向的移動距離，并且將各自的測定信號發(fā)送到控制裝 置14?？刂蒲b置14根據(jù)來自編碼器19的信號對驅(qū)動機構(gòu)18進行控制， 由此控制載置臺11的向X、 Y方向的移動量。如圖l、圖2所示，探針卡12形成為與晶片W大致相同外徑，在 其整個面上形成有多個探針12A。如圖2所示，這些的探針12A構(gòu)成 為與在晶片W上形成的多個檢查用電極墊一并后，得到規(guī)定的過激 勵量，與晶片W電接觸后，對在晶片W上形成的多個接頭依次逐個 進行檢査。這樣，探針卡12與晶片W整個面一并接觸，因此當(dāng)施加 過激勵時，在晶片W上作用超過60kgf的接點負(fù)荷。這樣大的接點負(fù) 荷作用于載置臺11時，不僅在探針卡12變形的同時載置臺下沉，而 且抬起包括探針卡12的接口機器，難以得到過激勵量，無法充分把握 為了得到本來必要的過激勵量而必要的載置臺11的上升量。艮口，如圖2所示，接口機器包括探針卡12和連接環(huán)13。探針卡 12具有例如10kgf左右的重量，連接環(huán)13具有例如15kgf的重量。然 后，連接環(huán)13具有配列成環(huán)狀的多個連接針等的連接端子13A，其彈 簧力達到35kgf。該彈簧力從測試頭(圖中未示)側(cè)作為彈簧反力作用 于連接環(huán)13的母板13B的外周邊部。因此，在探針卡12上作用60kgf 的負(fù)荷。但是，由于一并接觸的接點負(fù)荷超過60kgf，所以接點負(fù)荷超 過探針卡12的負(fù)荷，以接點負(fù)荷抬起包括探針卡12的接口機器，即使僅本來必要的過激勵量使載置臺11上升，也無法得到該過激勵量。 因此，在本實施方式中，如圖l、圖2所示，將監(jiān)視過激勵量的位移傳感器(例如電容傳感器)20安裝在使載置臺11的頂板11A的一 部分沿水平方向突出的部分上。例如沿頂板11A的周邊方向隔著等間 隔在多個位置(例如3個位置)形成該突出部分，在這些的突出部分 上分別安裝位移傳感器20。這些的位移傳感器20分別測定頂板11A 的載置面和卡支架15的下面之間的距離，并將該測定值發(fā)送到控制裝 置14。然后，過激勵量為從探針12A和晶片W的接觸位置起的載置 臺11的上升量，因此位移傳感器20以晶片W與探針12A—并接觸的 瞬間的測定值為基準(zhǔn)值對過激勵量進行測定。位移傳感器20的測定值 通過載置臺11的上升變得比基準(zhǔn)值小，變小的量為載置臺11的過激 勵量。能夠在控制裝置14中作為基準(zhǔn)值和測定值的差求得該過激勵量。 如圖1所示，控制裝置14具有中央運算處理部14A;存儲有各種程序的程序存儲部14B;存儲各種數(shù)據(jù)的存儲部14C;和對來自下照相機17和上照相機的攝像信號進行圖像處理的圖像處理部14D。在程 序存儲部14B內(nèi)容納有用于執(zhí)行本發(fā)明的檢查方法的程序，讀出該程 序，在中央運算處理部14A中執(zhí)行程序。將本來必要的過激勵量作為登記過激勵量預(yù)先登記、容納在存儲 部14C內(nèi)。另外，將晶片W的電極墊和探針12A接觸時的頂板11A 的載置面和卡支架15的下面的距離作為過激勵的基準(zhǔn)值預(yù)先登記、容 納在存儲部14C內(nèi)。如圖2所示，中央運算處理部14A當(dāng)從位移傳感 器20接收到測定值時，由測定值和從存儲部14C讀出的基準(zhǔn)值算出載 置臺11的現(xiàn)在的過激勵量(晶片W和探針12A接觸之后的載置面與 卡支架下面之間的距離)。另外，中央運算處理部14A對現(xiàn)在的過激勵 量和來自存儲部14C的登記過激勵量進行比較，在現(xiàn)在的過激勵量未 達到登記過激勵量時，使載置臺ll上升，在現(xiàn)在的過激勵量與登記過 激勵量相等的瞬間，向載置臺11的升降驅(qū)動機構(gòu)18A發(fā)送停止信號。上升載置臺11，并且通過接點負(fù)荷抬起包括探針卡12的接口機器， 母板13B變形為如圖2中一點劃線所示那樣。在接口機器被抬起的期 間，即使載置臺11上升，位移傳感器20的測定值也幾乎不變化而成 為一定。即使在這種情況下，根據(jù)來自位移傳感器20的測定值，控制裝置14判斷未達到登記過激勵量，并且使載置臺11繼續(xù)上升。根據(jù)位移傳感器20的測定值，在控制裝置14中算出現(xiàn)在的過激勵量，并 且當(dāng)判斷該量達到登記過激勵量時，如圖2所示，就在該瞬間從控制 裝置14向升降驅(qū)動機構(gòu)18A發(fā)送停止信號，停止載置臺11。在3個位置的位移傳感器20的測定值分別相等的情況下，表示探 針卡12和載置臺11的載置面平行。在3個位置的位移傳感器20的測 定值分別不同的情況下，表示探針卡12傾斜。這樣通過3個位置的位 移傳感器20也能夠把握探針卡12的平行度。如圖1所示，進行晶片W和探針卡12的對準(zhǔn)的對準(zhǔn)機構(gòu)具有 附設(shè)在載置臺11上的下照相機21;在載置臺11和探針卡12之間移動， 進出至探針中心(探針卡12的中心的正下方)的對準(zhǔn)橋(圖中未示)； 和安裝在對準(zhǔn)橋上的上照相機(圖中未示)。下照相機21如現(xiàn)有公所 周知那樣，在控制裝置14的控制下通過下照相機21以高倍率和低倍 率測定探針12A的針尖，同時通過上照相機以高倍率和低倍率測定晶 片W的電極墊，并且根據(jù)由這些測定得到的XYZ坐標(biāo)數(shù)據(jù)進行晶片 W和探針卡12的對準(zhǔn)。接著，對使用檢査裝置10的本發(fā)明的檢查方法的一個實施方式進 行說明。如圖l、圖2所示，當(dāng)將晶片W載置在載置臺11上時，就驅(qū) 動對準(zhǔn)機構(gòu)，進行晶片W和探針卡12的對準(zhǔn)。在進行對準(zhǔn)之后，向X、 Y方向移動載置臺11，并且在晶片W到達探針卡12的中心的正下方 的時刻停止載置臺11。接著，上升載置臺ll，并且晶片W的檢查用的全電極墊和探針卡 12的全探針12A—并接觸。此時的位移傳感器20的測定值為基準(zhǔn)值， 從該時刻起通過位移傳感器20監(jiān)視載置臺11的過激勵量。載置臺11 從基準(zhǔn)值僅上升到與登記過激勵量相抵的距離。此時，因為探針12A 的接點負(fù)荷超過包括探針卡12和連接環(huán)13的接口機器的重量，所以 即使載置臺11僅上升至與登記過激勵量相抵的距離，如圖2中一點劃 線所示，只是通過載置臺11抬起接口機器而已，位移傳感器20的測 定值從基準(zhǔn)值幾乎不減小，即使控制裝置14根據(jù)來自位移傳感器20 的測定值算出過激勵量，也達不到登記過激勵量，因此在控制裝置14 中判斷未達到登記過激勵量，并且使載置臺11繼續(xù)上升。如果使載置臺11繼續(xù)上升，則位移傳感器20的測定值漸漸減小，載置臺11的載置面和卡支架15的下面縮短距離。此時控制裝置14算出基準(zhǔn)值和測定值的差，即現(xiàn)在的過激勵量，并且將該算出值與登記過激勵量進行比較。如果接口機器的抬起達到極限，控制裝置14根據(jù) 來自位移傳感器20的測定值算出的現(xiàn)在的過激勵量與登記過激勵量一 致，在那一瞬間從控制裝置14向升降驅(qū)動機構(gòu)18A發(fā)送停止信號，使 載置臺ll停止。如果通過載置臺11的適當(dāng)?shù)倪^激勵，晶片W與探針 12A電接觸，根據(jù)來自測試器的信號對晶片W的全接頭執(zhí)行電特性檢 査。此后，依次交換檢查完成的晶片W和未檢査的晶片W，對全部的 晶片W進行同樣的檢查。根據(jù)如以上說明那樣的本實施方式，使用設(shè)置在載置臺11上的位 移傳感器20測定載置臺11的載置面和卡支架15的下面的距離，并且 控制裝置14根據(jù)位移傳感器20的測定結(jié)果，監(jiān)視載置臺11的過激勵 量，因此直接監(jiān)視過激勵量，即使在晶片W和探針卡12—并接觸， 并且通過接點負(fù)荷抬起包括探針卡12的接口機器的情況下，也能夠直 接把握載置臺11是否達到過激勵量。另外，根據(jù)本實施方式，控制裝置14根據(jù)位移傳感器20的測定 結(jié)果，控制上升量至載置臺ll達到過激勵量，因此即使由于晶片W與 探針12A—并接觸而抬起接口機器，也能夠使載置臺11過激勵，使晶 片W與探針12A可靠地電接觸，能夠提高檢查的信賴性。另外，根據(jù)本實施方式，使用沿載置臺11的周方向隔著等間隔在 3個位置設(shè)置位移傳感器20，因此能夠更準(zhǔn)確地把握載置臺11的過激 勵量。另外，因為使用3個位置的位移傳感器20，所以根據(jù)3個位置 的位移傳感器20的測定值能夠把握載置臺11和探針卡12的平行度。此外，本發(fā)明并不限定于上述實施方式，能夠根據(jù)需要適當(dāng)設(shè)計 變更各構(gòu)成要素。例如，在上述實施方式中，對晶片W和探針卡12 在整個面一并接觸的情況進行說明，但本發(fā)明也適用于探針卡的探針 與形成在晶片上的限定的接頭進行部分接觸的情況。另外，被檢査體 也能夠適用于晶片以外的液晶顯示形態(tài)基板等。另外，在本實施方式 中，將位移傳感器20配置在卡支架15的正下方，隔著卡支架15監(jiān)視 過激勵量，但也可以將位移傳感器設(shè)置在載置臺的載置面的外周邊部，隔著探針卡的外周邊部監(jiān)視過激勵量。另外，位移傳感器也并不限定 于電容傳感器，如果是能夠測定距離的傳感器，能夠適當(dāng)使用現(xiàn)有公 所周知的傳感器。產(chǎn)業(yè)上的可利用性本發(fā)明能夠在檢查裝置上適當(dāng)使用。
權(quán)利要求
1.一種檢查裝置，其特征在于，具有載置被檢查體的能夠移動的載置臺；和配置在所述載置臺的上方的探針卡，該檢查裝置使所述載置臺過激勵，使所述被檢查體與所述探針卡電接觸，進行所述被檢查體的電特性檢查，該檢查裝置在所述載置臺的至少一個位置上設(shè)置有測定所述載置臺與所述探針卡或其周邊部的距離的位移傳感器。
2. —種檢査裝置，其特征在于，具有載置被檢查體的能夠移動的載置臺；配置在所述載置臺的 上方的探針卡；和對所述載置臺進行驅(qū)動控制的控制裝置，該檢査裝置在所述控制裝置的控制下，使所述載置臺過激勵，使 所述被檢查體與所述探針卡在整個面一并電接觸，進行所述被檢査體 的電特性檢查，該檢査裝置在所述載置臺的至少一個位置上設(shè)置有測定所述載置 臺與所述探針卡或其周邊部的距離的位移傳感器，所述控制裝置根據(jù) 所述位移傳感器的測定值對所述載置臺的上升量進行控制。
3. 如權(quán)利要求1或2所述的檢查裝置，其特征在于在所述載置臺的外周邊附近相互隔著規(guī)定間隔設(shè)置有多個所述位 移傳感器。
4. 如權(quán)利要求1 3中任一項所述的檢查裝置，其特征在于 所述位移傳感器由電容傳感器構(gòu)成。
5. —種檢査方法，其特征在于，具有載置被檢査體的能夠移動的載置臺；配置在所述載置臺的 上方的探針卡；和對所述載置臺進行驅(qū)動控制的控制裝置，在所述控-制裝置的控制下，使所述載置臺過激勵，使所述被檢査體與所述探針 卡電接觸，進行所述被檢查體的電特性檢査，該檢査方法包括使用設(shè)置在所述載置臺上的位移傳感器，測定 所述載置臺與所述探針卡或其周邊部的距離的工序；和所述控制裝置 根據(jù)所述位移傳感器的測定結(jié)果，監(jiān)視所述載置臺的過激勵量的工序。
6. 如權(quán)利要求5所述的檢查方法，其特征在于包括所述控制裝置根據(jù)所述位移傳感器的測定結(jié)果，使所述載置 臺上升直至達到過激勵量的工序。
7. 如權(quán)利要求5或6所述的檢査方法，其特征在于 作為所述探針卡，使用具有與所述被檢査體的全部的檢查用電極一并接觸的多個探針的探針卡。
8. 如權(quán)利要求5 7中任一項所述的檢査方法，其特征在于 使用沿所述載置臺的周方向隔著等間隔在多個位置上設(shè)置的所述位移傳感器。
全文摘要
本發(fā)明提供即使在被檢查體和探針卡一并接觸的情況下也能夠直接把握載置臺是否達到過激勵量的檢查裝置。本發(fā)明的檢查裝置(10)具有載置臺(11)、探針卡(12)和控制裝置(14)，在控制裝置(14)的控制下，使載置臺(11)過激勵，使晶片(W)與探針卡(12)一并電接觸，進行晶片(W)的電特性檢查，該檢查裝置在載置臺(11)的外周邊部外側(cè)的3個位置上設(shè)置有測定載置臺(11)的載置面和探針卡的卡支架(15)的下面的距離的位移傳感器(20)，控制裝置(14)根據(jù)位移傳感器(20)的測定值控制載置臺(11)的上升量。
文檔編號H01L21/66GK101271145SQ200810082388
公開日2008年9月24日 申請日期2008年3月4日 優(yōu)先權(quán)日2007年3月23日
發(fā)明者山田浩史 申請人:東京毅力科創(chuàng)株式會社