[发明专利]校准方法、针尖位置检测装置和探针装置

说明书

技术领域

本发明涉及在进行半导体晶片等的被检查体的电特性检查时所使 用的校准方法、针尖位置检测装置以及探针装置，更详细地说，本发 明涉及能够高精度地进行被检查体和多个探针的校准以提高检查信赖 性的校准方法、针尖位置检测装置以及探针装置。

背景技术

在使用多个探针进行半导体晶片等的被检查体的电特性检查时， 例如，利用照相机对设置在探针卡上的多个探针的针尖进行摄像，从 而检测出探针的针尖的位置，使被检查体的电极垫与探针接触进行检 查。对于使用照相机进行的探针的针尖位置检测而言，使探针的针尖 与照相机的焦点对焦需要花费时间，其结果，因为在被检查体和探针 卡的校准过程中不得不花费很多时间，所以，通常并不对全部的探针 进行，而只是例如代表性地选择多个探针进行校准。

但是，在电极垫细微化的情况下，因为存在全部的探针并不能与 各自的电极垫相互吻合的可能性，所以，希望尽可能地检测出全部的 探针的针尖的位置。况且，在探针卡的制造过程中还存在偏差，即便 是相同规格的探针卡，在制造上也难以避免存在偏差，因此谋求更高 精度的针尖检测。

此外，为了从多个探针卡开发出各种种类的探针卡，有必要开发 每次以三维方式对多个探针进行图像识别的专用的算法(algorithm)。 与其相对应，因为耗费大量的消费，所以只要能够在二维的膜上转写 多个探针，则能够容易地进行算法的开发。

例如，在专利文献1中，记载有进行探针与晶片的校准的探测方 法。在该方法中，将探针的针迹转写在工作台上的被校准的晶片或者 附设在工作台上的片材上，对晶片的朝向与多个探针的朝向进行比较， 修正工作台的朝向，之后，使晶片的基准芯片的XY坐标与多个探针 的XY坐标一致。

此外，在专利文献2中记载有使用转写片材检测探针的针尖的状 态的方法。在该方法中，使热膨胀的探针与配置在载置台侧面的支撑 台上的转写片材压接，将针迹写在转写片材上，在检测出转写片材上 的针迹后，对热膨胀后的探针与晶片进行位置校准。

此外，在专利文献3中记载有定位方法。在该方法中，将针尖的 针迹写在样本(模拟)晶片上，并利用照相机检测出，由此来识别探 针的方向和设定位置。

然而，在专利文献1中并没有记载作为校准的重要因素的检测探 针的针尖这一方面。此外，在专利文献2的技术中，虽然是根据形成 于转写片材上的多个探针的针迹得到多个探针的XY坐标数据，但是， 在检测针尖的高度时必需检测出针迹的深度，因此难以高精度地求得 针尖高度。此外，在专利文献3的技术中，因为是根据样本晶片的针 迹求得多个探针的针尖位置，因此与专利文献2的技术相同，虽然能 够得到针尖的XY坐标数据，但是针尖的Z坐标数据不得不依赖于照 相机。

因此，本申请人在专利文献4中提出有能够高精度地检测出探针 的针尖位置的探针前端的检测方法。参照图10(a)～(g)对该方法 进行简单说明。在该方法中，首先，如图10(a)所示，对附设在校准 机构的校准桥(图未示出)上的上CCD照相机1的焦点和附设在载置 台2上的下CCD照相机3的焦点与附设在载置台2上的目标(靶)4 进行对焦定位，求得载置台2的基准位置。接着，如该图(b)所示， 在载置台2移动期间，利用上照相机1探索出用于检测探针卡5的多 个探针5A的针尖的针尖位置检测装置6，利用上照相机1检测出针尖 位置检测装置6的上面的位置，根据此时的载置台2的位置求得针尖 位置检测装置6的上面位置(x，y，z)。然后，如该图(c)所示，利 用下CCD照相机3检测出附设于校准桥上的虚拟销7的前端位置。接 着，如该图(d)所示，使已经检测出上面位置的针尖位置检测装置6 与虚拟销7接触，确认针尖位置检测装置6是否动作，在确认动作之 后，如该图(e)所示，再次检测针尖位置检测装置6的上面位置。这 样在检测出针尖位置检测装置6的上面位置之后，如该图的(f)所示， 使探针卡5的多个探针5A与针尖位置检测装置6的上面接触，根据此 时的载置台4的位置求得探针5A的针尖位置(x，y，z)。然后，以利 用针尖位置检测装置6检测出的探针5A的针尖位置(x，y，z)为目 标，使载置台4移动，利用CCD照相机2迅速并且高精度地检测出多 个探针5A的针尖。此时，因为判断出探针5A的针尖位置，所以能够 简单地对下CCD照相机2的焦点和探针5A的针尖进行对焦。