JP5076750B2 - Probe apparatus and probe method - Google Patents
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Description
本発明は、プローブを被検査体の電極パッドに電気的に接触させて当該被検査体の電気的特性を測定するプローブ装置及びプローブ方法に関し、特にテストヘッドの駆動部分に関する。 The present invention relates to a probe apparatus and a probe method for measuring electrical characteristics of a test object by bringing a probe into electrical contact with an electrode pad of the test object, and more particularly to a driving portion of a test head.
半導体デバイスの製造工程においては、集積回路チップの完成後に種々の電気的特性の検査を行うことにより、個片化する前の状態で個々の集積回路チップの良否が判定される。このような検査は、半導体ウェハ(以下ウェハという)を載置台に載置し、載置台を上昇させてウェハ上の集積回路チップの電極パッドとプローブカードの例えばプローブ針とを接触させることにより行われる。また、最近では集積回路が完成する前の段階で、それまでに形成した回路部分の良否を判定するためにこのようなプロービングも行われている。 In a semiconductor device manufacturing process, various electrical characteristics are inspected after the integrated circuit chip is completed, and the quality of each integrated circuit chip is determined in a state before being singulated. Such an inspection is performed by placing a semiconductor wafer (hereinafter referred to as a wafer) on a mounting table, raising the mounting table, and bringing an electrode pad of an integrated circuit chip on the wafer into contact with, for example, a probe needle of a probe card. Is called. Recently, probing is also performed in order to determine the quality of the circuit portion formed so far before the integrated circuit is completed.
この種のプローブ装置は、載置台を収容し、その天板にプローブカードが設けられた筐体からなる検査装置本体と、この検査装置本体の上方位置と退避位置との間で水平な回転軸の周りを回動するテストヘッドと、を備えている。テストヘッドは、検査装置の上方に水平姿勢で位置すると共に、プローブカードの電極と電気的に接触し、プローブカードを介して基板の被検査チップ(製造途中のチップも含む)に検査信号を与えてチップの電気的特性を調べるためのものである。 This type of probe device accommodates a mounting table, and has a horizontal axis of rotation between an inspection device main body comprising a housing having a probe card on its top plate, and an upper position and a retracted position of the inspection device main body. And a test head that rotates around. The test head is positioned in a horizontal position above the inspection apparatus, and is in electrical contact with the electrode of the probe card, and gives an inspection signal to the chip to be inspected (including the chip being manufactured) via the probe card. This is for examining the electrical characteristics of the chip.
そして、テストヘッドを回動させるためのヒンジ機構は、装置本体とは別個に設けられており、その回転軸の中心はプローブカードの上面よりも低い所に位置している。従って、テストヘッドの回転半径が比較的長いため、プローブカードの上面付近におけるテストヘッドの先端部の移動軌跡は、概ね鉛直方向に沿ったものであると言うことができる。ところで、ウェハの大口径化に伴い、装置の設置スペースの狭小化が強く要請されており、このためヒンジ機構を装置本体に搭載することが有利であると考えられる。 A hinge mechanism for rotating the test head is provided separately from the apparatus main body, and the center of the rotation shaft is located lower than the upper surface of the probe card. Therefore, since the rotation radius of the test head is relatively long, it can be said that the movement locus of the tip of the test head near the upper surface of the probe card is substantially along the vertical direction. By the way, as the wafer diameter increases, there is a strong demand for narrowing the installation space of the apparatus. For this reason, it is considered advantageous to mount the hinge mechanism on the apparatus main body.
しかしながら、このようなレイアウトにすると、ヒンジ機構とテストヘッドとの距離が短くなり、しかもヒンジ機構の回転軸よりもプローブカードの上面の方が低くなるので、図8のように、テストヘッド100の回転半径が短くなってしまうことから、プローブカード101の上面付近において、テストヘッド100の先端部の移動軌跡における水平方向の移動量が大きくなってしまう。一方、プローブカード101は装置本体102の上面の円形の開口部の下側に固定されており、装置本体102の上面よりも低い所に位置している。このためテストヘッド100の先端部は、前記開口部の中に入り込んでプローブカード101に接触するが、テストヘッド100をヒンジ機構103により回動したときに、前記開口部の中においてテストヘッド100の先端部が水平方向に移動すると、プローブカード101の補強部材や開口部の周縁部と干渉するおそれがある。ヒンジ機構103に、回動機構に加えて昇降機構を持たせて、テストヘッド100を水平位置まで回動させ、その後下降させたとしても、テストヘッド100を回転アーム104により片側から支持していることから、テストヘッド100の重量により回転アーム104が撓み、やはり補強部材などとの干渉のおそれがあるし、また装置の構造が繁雑化してコストアップに繋がってしまう。
However, with such a layout, the distance between the hinge mechanism and the test head is shortened, and the upper surface of the probe card is lower than the rotation axis of the hinge mechanism. Since the turning radius becomes short, the amount of movement in the horizontal direction on the movement locus of the tip of the
特許文献1には、装置本体上においてテストヘッドを垂直に持ち上げて、その場所で90°回転させることによって、テストヘッドの回動スペースを小さくして、テストヘッドとプローブカードとの接触及びパフォーマンスボードの交換を行う技術が記載されている。しかし、テストヘッドに取り付けられたパフォーマンスボードを交換するためには、作業者がはしごなどを用いて高所で作業する必要があり、メンテナンスが容易に行えないといった問題がある。
また、特許文献2には、テストヘッドを回動させて予め定められた位置に搭載した後、支持機構によりテストヘッドの位置や傾きを微調整する技術が記載されているが、上記の課題を解決するものではない。
In Patent Document 1, the test head is lifted vertically on the main body of the apparatus, and rotated 90 ° at that position, thereby reducing the rotation space of the test head, the contact between the test head and the probe card, and the performance board. The technology for exchanging is described. However, in order to replace the performance board attached to the test head, it is necessary for an operator to work at a high place using a ladder or the like, and there is a problem that maintenance cannot be performed easily.
本発明はこのような事情の下になされたものであり、その目的は、テストヘッドを適切に装置本体に装着させることのできるプローブ装置及びプローブ方法を提供することにある。 The present invention has been made under such circumstances, and an object of the present invention is to provide a probe apparatus and a probe method capable of appropriately attaching a test head to an apparatus main body.
本発明のプローブ装置は、
多数の被検査チップが配列された基板を移動自在な基板載置台に載せ、プローブカードのプローブに前記被検査チップの電極パッドを接触させて被検査チップの検査を行うプローブ装置において、
前記基板載置台を内部に備え、天板部にプローブカードが設けられた検査装置本体と、
前記プローブカードの上面に当該プローブカードの上方から接近して電気的に接触し、信号の授受を行うテストヘッドと、
このテストヘッドを、前記プローブカードの上方にてその下面が水平になる水平位置と前記検査装置本体の前記天板部から離れた退避位置との間で、水平な回転軸の周りに回動させるための回動駆動部と、
前記回転軸に設けられ、前記テストヘッドを保持するための保持部と、
前記検査装置本体の前記天板部に前記回動駆動部とは別に設けられ、前記水平位置にあるテストヘッドを前記保持部から受け取って当該テストヘッドがプローブカードと電気的に接触する位置まで下降させると共に、当該テストヘッドを前記水平位置まで上昇させて保持部に受け渡す昇降支持機構と、
前記保持部にテストヘッドが保持された保持状態と保持が解除された解除状態との一方を設定し、前記保持部から前記昇降支持機構にテストヘッドを受け渡すときには解除状態とし、また前記昇降支持機構から前記保持部にテストヘッドを受け渡すときには保持状態とするための保持/解除手段と、を備えたことを特徴とする。
前記回転軸は、平面で見た時に、前記検査装置本体における前記プローブカードが配置される領域に対して一方側に離間した位置に配置され、
前記保持部は、前記テストヘッドを前記一方側から片持ちで支持するためのものであり、
前記退避位置は、前記回転軸から見た時に前記検査装置本体とは反対側の位置において前記テストヘッドの下面が上方を向く位置に設定されていることが好ましい。
前記回動駆動部は、前記検査装置本体に設けられ、
前記回転軸の中心は、前記テストヘッドがプローブカードに電気的に接触したときにおける当該テストヘッドの下面よりも高い位置に設定されていることが好ましい。
前記保持部とテストヘッドとの間には、テストヘッドを上下方向に案内する案内機構が設けられていることが好ましい。
前記保持/解除手段は、テストヘッドがプローブカードに電気的に接触している位置に置かれているときには当該テストヘッドを前記保持部に保持した状態とするように構成されていることが好ましい。
The probe device of the present invention is
In a probe apparatus for inspecting a chip to be inspected by placing a substrate on which a large number of chips to be inspected are arranged on a movable substrate mounting table and bringing the electrode pad of the chip to be inspected into contact with a probe of a probe card,
An inspection apparatus main body provided with the substrate mounting table inside, and provided with a probe card on the top plate part,
A test head for approaching and electrically contacting the upper surface of the probe card from above the probe card to send and receive signals;
The test head, between a retracted position away from the top plate portion of the horizontal position and the inspection apparatus main body in which the lower surface is horizontal at above the probe card, is rotated about a horizontal axis of rotation A rotation drive for,
A holding portion provided on the rotating shaft for holding the test head;
Provided separately from the rotation drive unit on the top plate portion of the inspection apparatus main body , receives the test head in the horizontal position from the holding unit, and descends to a position where the test head is in electrical contact with the probe card And an elevating support mechanism that raises the test head to the horizontal position and delivers it to the holding unit;
One of a holding state in which the test head is held in the holding portion and a released state in which the holding is released is set, and when the test head is delivered from the holding portion to the lifting support mechanism, the holding state is set to the releasing state, and the lifting support is also provided. And holding / releasing means for bringing the test head into a holding state when the test head is delivered from the mechanism to the holding unit.
The rotating shaft is disposed at a position spaced apart on one side with respect to a region where the probe card is disposed in the inspection apparatus body when viewed in a plane,
The holding portion is for supporting the test head in a cantilevered manner from the one side,
The retracted position is preferably set to a position where the lower surface of the test head faces upward at a position opposite to the inspection apparatus main body when viewed from the rotating shaft.
The rotation drive unit is provided in the inspection apparatus main body,
The center of the rotating shaft is preferably set at a position higher than the lower surface of the test head when the test head is in electrical contact with the probe card.
It is preferable that a guide mechanism for guiding the test head in the vertical direction is provided between the holding portion and the test head.
The holding / releasing means is preferably configured to hold the test head in the holding portion when the test head is placed in a position in electrical contact with the probe card.
本発明のプローブ方法は、
移動自在な基板載置台が内部に設けられ、天板部にプローブカードが設けられた検査装置本体を備え、多数の被検査チップが配列された基板を前記基板載置台に載せ、前記プローブカードのプローブに前記被検査チップの電極パッドを接触させて被検査チップの検査を行うプローブ方法において、
テストヘッドを、水平な回転軸に設けられた保持部に保持させて、回動駆動部を介して当該回転軸の周りに回動させることにより、前記検査装置本体の前記天板部から離れた退避位置より、前記プローブカードの上方にてその下面が水平になる水平位置まで回動させる工程と、
前記水平位置にあるテストヘッドを、前記検査装置本体の前記天板部に前記回動駆動部とは別に設けられた昇降支持機構に支持させる工程と、
次いで前記保持部によるテストヘッドの保持を解除し、当該テストヘッドがプローブカードと電気的に接触する位置まで前記昇降支持機構によりテストヘッドを下降させる工程と、
その後、基板をプローブカードのプローブに接触させて前記基板の被検査チップの検査を行う工程と、を含むことを特徴とする。
前記回転軸は、平面で見た時に、前記検査装置本体における前記プローブカードが配置される領域に対して一方側に離間した位置に配置され、
前記退避位置は、前記回転軸から見た時に前記検査装置本体とは反対側の位置において前記テストヘッドの下面が上方を向く位置に設定され、
前記水平位置まで回動させる工程は、前記テストヘッドを前記一方側から前記保持部により片持ちで支持して行われることが好ましい。
前記昇降支持機構によりテストヘッドを下降させる工程は、前記保持部とテストヘッドとの間に設けられた案内機構により案内されながら行われることが好ましい。
テストヘッドをプローブカードと電気的に接触する位置まで前記昇降支持機構により下降させる工程の後、当該テストヘッドを前記保持部に保持する工程を行うことが好ましい。
The probe method of the present invention comprises:
A movable substrate mounting table is provided inside, and an inspection apparatus main body provided with a probe card on the top plate is provided. A substrate on which a large number of chips to be inspected are arranged is mounted on the substrate mounting table, and the probe card In a probe method for inspecting a chip to be inspected by contacting an electrode pad of the chip to be inspected with a probe,
The test head is separated from the top plate portion of the inspection apparatus main body by holding the test head on a holding portion provided on a horizontal rotation shaft and rotating it around the rotation shaft via a rotation driving unit . Rotating from the retracted position to a horizontal position where the lower surface of the probe card is horizontal above the probe card;
Supporting the test head in the horizontal position on an elevating support mechanism provided separately from the rotation drive unit on the top plate portion of the inspection apparatus body; and
Next, the holding of the test head by the holding unit is released, and the test head is lowered by the lifting support mechanism to a position where the test head is in electrical contact with the probe card;
And then inspecting the chip to be inspected on the substrate by bringing the substrate into contact with the probe of the probe card.
The rotating shaft is disposed at a position spaced apart on one side with respect to a region where the probe card is disposed in the inspection apparatus body when viewed in a plane,
The retracted position is set to a position where the lower surface of the test head faces upward at a position opposite to the inspection apparatus body when viewed from the rotating shaft,
The step of rotating to the horizontal position is preferably performed by cantilevering the test head from the one side by the holding portion.
The step of lowering the test head by the elevating support mechanism is preferably performed while being guided by a guide mechanism provided between the holding portion and the test head.
It is preferable to perform a step of holding the test head on the holding portion after the step of lowering the test head to a position where the test head is in electrical contact with the probe card by the lifting support mechanism.
本発明は、プローブを被検査体の電極パッドに電気的に接触させて当該被検査体の電気的特性を測定するにあたり、テストヘッドを検査装置本体の天板部から離れた退避位置から水平姿勢の位置まで回転させた後、検査装置本体の前記天板部に設けられた昇降支持機構によりテストヘッドを下降させているので、テストヘッドの回転半径が小さくても当該テストヘッドが装置本体側の部材と干渉することなく、確実に装置本体にテストヘッドを装着させることができる。また、テストヘッドの回転軸がプローブカードの上面よりも高くても、テストヘッドとプローブカードとを確実に電気的に接続させることができるので、回動駆動部を装置本体に搭載することができ、このため装置の小型化を図ることができる。
In measuring the electrical characteristics of an object to be inspected by bringing the probe into electrical contact with the electrode pad of the object to be inspected, the present invention provides a horizontal posture from a retracted position away from the top plate portion of the inspection apparatus body. Since the test head is lowered by the elevating support mechanism provided on the top plate portion of the inspection apparatus main body after being rotated to the position of the inspection apparatus main body , even if the test head has a small rotation radius, The test head can be securely attached to the apparatus main body without interfering with the members. Even if the rotation axis of the test head is higher than the upper surface of the probe card, the test head and the probe card can be reliably connected electrically, so that the rotation drive unit can be mounted on the apparatus body. For this reason, the apparatus can be miniaturized.
本発明のプローブ装置であるプローブ装置について、図1〜図3を参照して説明する。このプローブ装置は、検査装置本体であるプローバ本体11、テストヘッド12及びローダ部13を備えている。
プローバ本体11は、外装部を構成する筐体20を備えている。この筐体20内には、図2に示すように、表面に多数の被検査チップが配列された被検査基板であるウェハWを載置する載置台21と、この載置台21をX、Y、Z方向に移動させ、また鉛直方向軸回りに回転させるための移動機構22が設けられている。同図において、23はX方向移動部、24はY方向移動部、25はZ方向移動部である。また、Z方向移動部25には、図示を省略するが、後述のプローブ針26を撮像するためのカメラが設けられている。
The probe apparatus which is the probe apparatus of this invention is demonstrated with reference to FIGS. This probe apparatus includes a
The
筐体20の天板35には、円形の開口部27が形成されており、その周縁には、インサートリング28のフランジ部29がはめ込まれることにより、当該インサートリング28が固定されている。このインサートリング28の下縁は、内側に水平に突出した環状の係止面部30をなしている。
そして、プローブカード31を保持する保持リング32の上部のフランジと、インサートリング28の前記係止面部30と、が係止することにより、プローブカード31が筐体20の天板35に固定されている。従って、プローブカード31の上面は、天板35の上面よりも例えば3.9cm低い高さレベルに位置している。このプローブカード31の下面側には、ウェハWに対して例えば斜めに伸びるプローブである多数のプローブ針26が形成されている。尚、プローブとしては、垂直針やバンプであっても良い。プローブカード31の上面には、電極の配置領域を取り囲むように、またプローブカード31と同心となるように、プローブカード31の外径よりも小さい外径の補強材33が設置されている。この補強材33は、プローブカード31の変形を抑えるためのものである。
A
The
天板35の下面側には、ウェハWの表面を撮像するための図示しないカメラが水平方向に移動自在に設置されている。このカメラと、既述のZ方向移動部25に設けられた図示しないカメラと、により、ウェハW上の被検査チップの電極パッドとプローブ針26との座標位置が取得される。
図1及び図3に示すように、天板35の右縁及び左縁(X方向を左右方向として記載している)には、テストヘッド12を受け取って昇降させるために、昇降体40が夫々前後に例えば3個ずつ設けられている。この昇降体40は、昇降用駆動機構例えばエアシリンダ(図では見えない)により昇降できるようになっており、この例では昇降体40とエアシリンダとにより昇降支持機構が構成される。
On the lower surface side of the
As shown in FIGS. 1 and 3, at the right and left edges (the X direction is described as the left and right direction) of the
また、天板35の後縁側には、回転軸41を備えたヒンジ機構42と、この回転軸41を回転させる図示しない駆動部と、が設けられており、ヒンジ機構42から右側に突出している回転軸41には、短い長さの回転アーム43が取り付けられている。この例では、ヒンジ機構42及び駆動部により回動駆動部が構成されており、後述のテストヘッド12がプローブカード31の上方において水平面と平行になる水平位置と、プローバ本体11の後方において例えばテストヘッド12のメンテナンスなどを行う退避位置と、の間において回動するように構成されている。この退避位置におけるテストヘッド12は、例えば電極を備えた下面側が上を向いた状態となる。前記回転軸41の回転中心は、天板35の上面よりも例えば22.5cm高い位置に設定されている。
Further, a
回転アーム43の先端部には、図3に示すように、左右に開いて前方に伸び出し、腕部44、44をなす平面がコ字形の保持体45の後面部が連結されている。この腕部44、44の間に左右から挟まれるように、概略方形のテストヘッド12が腕部44の長さ方向に亘って形成された間隙52を介して保持されている。尚、図1における腕部44については、便宜上、既述の昇降体40が見えるように、下側の一部を切り欠いて示している。
As shown in FIG. 3, the front end of the
左右の両腕部44の内側(テストヘッド12側)の側面には、各々上下に間隔をおいて並ぶ例えば2つのガイド受け51の組が腕部44の長さ方向に対して2組並んで設けられている一方、この2組のガイド受け51の位置に対応するように、テストヘッド12の両側面には、既述の上側のガイド受け51の上端から下側のガイド受け51の下端よりも長く形成されると共に、前記ガイド受け51に対してスライドするように嵌合する2本の垂直ガイド63が設けられている。従って、これらガイド受け51及び垂直ガイド63のスライド作用によって、テストヘッド12が両腕部44のガイド受け51に案内されながら、既述の昇降体40により昇降することとなる。これらガイド受け51及び垂直ガイド63は、案内機構をなす。
For example, two sets of, for example, two
この腕部44、44の長さ方向における概略中央の上部には、腕部44に沿ってロックピン47bを進退させるロックピン進退部47aと、テストヘッド12に向かって両端部が伸び出す横断面形状がコ字形の溝部が形成されたロックピン支持部49と、が前後(Y方向)に並んで設けられている。このロックピン支持部49は、前記両端部の各々に形成された貫通孔48にロックピン47bを貫通させて支持する役割を持つ。そして、テストヘッド12の側面には、ロックピン支持部49のコ字部形状部分で囲まれる溝部に入り込むように、縦長のストッパ61が設けられており、このストッパ61には、保持体45と昇降体40との間でテストヘッド12の受け渡しを行う上位置と、プローブカード31上にテストヘッド12を装着する下位置と、に夫々対応する高さ位置にロックピン47bの貫通孔62が上下2カ所に形成されている。従って、ロックピン支持部49の貫通孔48とストッパ61の貫通孔62とが前後に重なり合った状態で、ロックピン47bをこれらの貫通孔48、62に貫通させることで、ロック状態即ち保持体45にテストヘッド12が保持された状態となり、またロックピン47bをストッパ61から抜くことによりその保持が解除された状態となる。この例では、ロックピン進退部47a、ロックピン47b、ロックピン支持部49及びストッパ61により、保持/解除手段46が構成される。
A lock pin advance /
テストヘッド12の下面側には、このテストヘッド12とプローブカード31とを電気的に接触させるための中間リング64が装着されており、この中間リング64は、外径がプローブカード31の外径よりも僅かに小さく、また内径が補強材33の外径よりも僅かに大きくなるように構成されている。また、この中間リング64の高さ寸法は、プローブカード31の上面から天板35の上面までの高さ寸法よりも大きく設定されている。従って、この中間リング64が下降して、プローブカード31上に載置された時に、テストヘッド12が天板35に衝突しない。また、テストヘッド12が上昇した時の中間リング64の下端面とプローブカード31の上面との距離は、例えば3.4cmに設定されており、既述の回転アーム43によるテストヘッド12の回動中において、例えばこのテストヘッド12の重量により回転アーム43が撓んだ場合であっても、補強材33などと干渉しないように、十分なクリアランスが取られている。
An
テストヘッド12の腕部44側における両側面の下側には、3つの昇降体40のそれぞれの位置に対応するように、背面がテストヘッド12に固定され、下端面がテストヘッド12から水平に伸びるように配置されたL字型の受け部材65が間をおいて3個設けられている。従って、昇降体40により受け部材65を受けて、この受け部材65を介してテストヘッド12を支持して、この状態で昇降体40を昇降させると、テストヘッド12が昇降することとなる。このテストヘッド12には、ケーブルを介してテスター(いずれも図示せず)が接続されており、このテスターからウェハWを検査するための電気信号が伝達される。
Below the both side surfaces on the
プローバ本体11の右側には、ローダ部13が接続されており、このローダ部13の筐体71内の奥側は、区画壁72によって上方領域73と下方領域74とに区画されている。この上方領域73には、ウェハWが例えば25枚収納された密閉型の搬送容器であるFOUP2が載置される載置台75が設置されている。FOUP2の右面における筐体71は開口部76をなし、この開口部76を介して図示しない搬送手段と載置台75との間でFOUP2の受け渡しが行われる。
A
筐体71の手前側の領域には、回転、昇降及び伸縮自在の搬送アーム77が設けられており、上方領域73におけるFOUP2と、プローバ本体11の載置台21と、の間において、プローバ本体11とローダ部13との間に形成された開口部78を介してウェハWの受け渡しが行われるように構成されている。
A
このプローブ装置には、図3に示すように、例えばコンピュータからなる制御部5が設けられており、この制御部5は、プログラム格納部、メモリ、CPUからなるデータ処理部などを備えている。このプログラム格納部に格納されるプログラムは、天板35上へのテストヘッド12の脱着を実施するためのステップ群、ウェハWの搬送や位置合わせ等を行うステップ群を備えている。また、例えばメモリには、移動機構22の移動ステップ、あるいは移動量等の処理パラメータの値が書き込まれる領域を備えており、CPUがプログラムの各命令を実行する際、これらの処理パラメータが読み出され、そのパラメータ値に応じた制御信号がこのプローブ装置の各部位に送られることになる。このプログラム(処理パラメータの入力操作や表示に関するプログラムも含む)は、コンピュータ記憶媒体例えばフレキシブルディスク、コンパクトディスク、MO(光磁気ディスク)、ハードディスクなどの記憶部6に格納されて制御部5にインストールされる。
As shown in FIG. 3, the probe device is provided with a
次に、本発明のプロービング方法について説明する。先ず、図4(a)に示すように、天板35の上方の水平位置から離れた退避位置に設定され、保持/解除機構46により保持体45に固定されているテストヘッド12を下側に向けて回転させる。この時、既述のように、回転軸41の回転中心が天板35の上面よりも高い位置に設定されているので、中間リング64やテストヘッド12の下面の描く軌跡は、補強材33やインサートリング28などと干渉しない。そして、図4(b)の水平位置において、テストヘッド12を停止させる。次に、昇降体40を上昇させて、受け部材65の下面に接触させる(図1(c))。
Next, the probing method of the present invention will be described. First, as shown in FIG. 4A, the
そして、図5(a)に示すように、ロックピン47bをロックピン支持部49から引き抜き、テストヘッド12の保持を解除することにより、保持部45から昇降体40にテストヘッド12を引き渡すと、テストヘッド12の荷重が全て昇降体40に加わる。従って、この昇降体40を下降させる(図5(b))と、テストヘッド12の垂直ガイド63が保持体45のガイド受け51に案内されながら、中間リング64の下面がプローブカード31の上面に接触する位置まで昇降体40と共に下降する。そして、ロックピン47bをロックピン支持部49内に挿入し(図5(c))、再度テストヘッド12を保持状態にする。このテストヘッド12の再保持は、例えば昇降体40のエアシリンダのトラブル等により、テストヘッド12の全荷重がプローブカード31に加わることを防止するためである。図6は、既述の図2と同様に、図4、図5を視点を変えて描画し直した図であり、図6(a)は図5(a)、図6(b)は図5(b)に対応している。
Then, as shown in FIG. 5A, when the
その後、図示しない搬送手段により例えば25枚のウェハWが収納されたFOUP2を載置台75に載置する。そして、搬送アーム77によりFOUP2から1枚のウェハWを取り出し、プローバ本体11内の載置台21に載置する。次いで、既述のように、プローブ針26とウェハWとの位置合わせを行い、このウェハW上の被検査チップに形成された電極パッドにプローブ針26を接触させ(図6(c))、テストヘッド12から中間リング64、プローブカード31及びプローブ針26を介して、この電極パッドに所定の電気信号を供給することにより、電気的特性の検査を行う。その後、順次ウェハW上の電極パッドにプローブ針26を接触させて、ウェハWの各チップについての検査を行う。尚、ウェハWの各チップの電極パッド全てに一括してプローブ針26を接触させる方式であっても良い。検査終了後、搬送アーム77によりウェハWをFOUP2に戻す。
Thereafter, the
そして、例えばウェハWの各ロット間において、中間リング64を交換する時あるいはテストヘッド12のメンテナンスを行う時などには、図7に示すように、天板35の上方の水平位置からプローバ本体11の例えば180°後ろ側の退避位置であるメンテナンス位置まで、テストヘッド12を回動させることとなる。尚、図示の簡略化のため、図4〜図7については、一部省略して描画してある。また、図4(b)、(c)、図5(a)及び図6(a)では、これらの図を見やすくするため、中間リング64の下面位置を天板35の上面位置よりも高く描画してあるが、実際には、既述のように中間リング64の下面位置が天板35の上面位置よりも5mm入り込んでいる。
For example, when the
上述の実施の形態によれば、プローブ針26をウェハWの電極パッドに電気的に接触させてウェハWの電気的特性を測定するにあたり、テストヘッド12を保持体45に保持して天板35から離れた退避位置から水平姿勢の位置まで回転させた後、テストヘッド12を保持体45からプローバ本体11に設けられた昇降体40に引き渡して下降させているので、テストヘッド12の回転半径が小さくても当該テストヘッド12がプローバ本体11側の部材例えば補強材33やインサートリング28などと干渉することなく、確実にプローバ本体11にテストヘッド12を装着させることができる。また、テストヘッド12の回転軸41がプローブカード31の上面よりも高くても、テストヘッド12とプローブカード31とを確実に電気的に接続させることができるので、ヒンジ機構42をプローバ本体11に搭載することができ、このため装置の小型化を図ることができる。また、テストヘッド12の回動機構であるヒンジ機構42と昇降機構である昇降体40とを別々に設けているので、装置の構成が簡略化され、低コスト化を図ることができる。
According to the above-described embodiment, when measuring the electrical characteristics of the wafer W by bringing the
また、テストヘッド12を片側から支持する回転軸41ではなく、水平に支持する昇降体40により、更にガイド受け51により垂直ガイド63を下側に案内することによって、プローブカード31と中間リング64とを接触させているので、精度高くテストヘッド12の位置決めを行うことができる。そのために、例えば既述の補強材33の外径が大きく、中間リング64とのクリアランスが小さい場合であっても、補強材33と中間リング64あるいはテストヘッド12との干渉を抑えることができる。
In addition, the
11 プローバ本体
12 テストヘッド
13 ローダ部
31 プローブカード
33 補強材
40 昇降体
41 回転軸
42 ヒンジ機構
43 回転アーム
45 保持体
46 保持/解除機構
51 ガイド受け
63 垂直ガイド
65 受け部材
DESCRIPTION OF
Claims (10)
前記基板載置台を内部に備え、天板部にプローブカードが設けられた検査装置本体と、
前記プローブカードの上面に当該プローブカードの上方から接近して電気的に接触し、信号の授受を行うテストヘッドと、
このテストヘッドを、前記プローブカードの上方にてその下面が水平になる水平位置と前記検査装置本体の前記天板部から離れた退避位置との間で、水平な回転軸の周りに回動させるための回動駆動部と、
前記回転軸に設けられ、前記テストヘッドを保持するための保持部と、
前記検査装置本体の前記天板部に前記回動駆動部とは別に設けられ、前記水平位置にあるテストヘッドを前記保持部から受け取って当該テストヘッドがプローブカードと電気的に接触する位置まで下降させると共に、当該テストヘッドを前記水平位置まで上昇させて保持部に受け渡す昇降支持機構と、
前記保持部にテストヘッドが保持された保持状態と保持が解除された解除状態との一方を設定し、前記保持部から前記昇降支持機構にテストヘッドを受け渡すときには解除状態とし、また前記昇降支持機構から前記保持部にテストヘッドを受け渡すときには保持状態とするための保持/解除手段と、を備えたことを特徴とするプローブ装置。 In a probe apparatus for inspecting a chip to be inspected by placing a substrate on which a large number of chips to be inspected are arranged on a movable substrate mounting table and bringing the electrode pad of the chip to be inspected into contact with a probe of a probe card,
An inspection apparatus main body provided with the substrate mounting table inside, and provided with a probe card on the top plate part,
A test head for approaching and electrically contacting the upper surface of the probe card from above the probe card to send and receive signals;
The test head, between a retracted position away from the top plate portion of the horizontal position and the inspection apparatus main body in which the lower surface is horizontal at above the probe card, is rotated about a horizontal axis of rotation A rotation drive for,
A holding portion provided on the rotating shaft for holding the test head;
Provided separately from the rotation drive unit on the top plate portion of the inspection apparatus main body , receives the test head in the horizontal position from the holding unit, and descends to a position where the test head is in electrical contact with the probe card And an elevating support mechanism that raises the test head to the horizontal position and delivers it to the holding unit;
One of a holding state in which the test head is held in the holding portion and a released state in which the holding is released is set, and when the test head is delivered from the holding portion to the lifting support mechanism, the holding state is set to the releasing state, and the lifting support is also provided. A probe apparatus comprising: holding / releasing means for bringing the test head from a mechanism into a holding state when the test head is delivered.
前記保持部は、前記テストヘッドを前記一方側から片持ちで支持するためのものであり、 The holding portion is for supporting the test head in a cantilevered manner from the one side,
前記退避位置は、前記回転軸から見た時に前記検査装置本体とは反対側の位置において前記テストヘッドの下面が上方を向く位置に設定されていることを特徴とする請求項1に記載のプローブ装置。 2. The probe according to claim 1, wherein the retreat position is set such that a lower surface of the test head faces upward at a position opposite to the inspection apparatus main body when viewed from the rotation shaft. apparatus.
前記回転軸の中心は、前記テストヘッドがプローブカードに電気的に接触したときにおける当該テストヘッドの下面よりも高い位置に設定されていることを特徴とする請求項1または2に記載のプローブ装置。 The rotation drive unit is provided in the inspection apparatus main body,
The probe apparatus according to claim 1 or 2 , wherein the center of the rotating shaft is set at a position higher than a lower surface of the test head when the test head is in electrical contact with the probe card. .
テストヘッドを、水平な回転軸に設けられた保持部に保持させて、回動駆動部を介して当該回転軸の周りに回動させることにより、前記検査装置本体の前記天板部から離れた退避位置より、前記プローブカードの上方にてその下面が水平になる水平位置まで回動させる工程と、
前記水平位置にあるテストヘッドを、前記検査装置本体の前記天板部に前記回動駆動部とは別に設けられた昇降支持機構に支持させる工程と、
次いで前記保持部によるテストヘッドの保持を解除し、当該テストヘッドがプローブカードと電気的に接触する位置まで前記昇降支持機構によりテストヘッドを下降させる工程と、
その後、基板をプローブカードのプローブに接触させて前記基板の被検査チップの検査を行う工程と、を含むことを特徴とするプローブ方法。 A movable substrate mounting table is provided inside, and an inspection apparatus main body provided with a probe card on the top plate is provided. A substrate on which a large number of chips to be inspected are arranged is mounted on the substrate mounting table, and the probe card In a probe method for inspecting a chip to be inspected by contacting an electrode pad of the chip to be inspected with a probe,
The test head is separated from the top plate portion of the inspection apparatus main body by holding the test head on a holding portion provided on a horizontal rotation shaft and rotating it around the rotation shaft via a rotation driving unit . Rotating from the retracted position to a horizontal position where the lower surface of the probe card is horizontal above the probe card;
Supporting the test head in the horizontal position on an elevating support mechanism provided separately from the rotation drive unit on the top plate portion of the inspection apparatus body; and
Next, the holding of the test head by the holding unit is released, and the test head is lowered by the lifting support mechanism to a position where the test head is in electrical contact with the probe card;
And then inspecting the chip to be inspected of the substrate by bringing the substrate into contact with the probe of the probe card.
前記退避位置は、前記回転軸から見た時に前記検査装置本体とは反対側の位置において前記テストヘッドの下面が上方を向く位置に設定され、 The retracted position is set to a position where the lower surface of the test head faces upward at a position opposite to the inspection apparatus body when viewed from the rotating shaft,
前記水平位置まで回動させる工程は、前記テストヘッドを前記一方側から前記保持部により片持ちで支持して行われることを特徴とする請求項6に記載のプローブ方法。 The probe method according to claim 6, wherein the step of rotating to the horizontal position is performed by supporting the test head in a cantilever manner from the one side by the holding portion.
前記回転軸の中心は、前記テストヘッドがプローブカードに電気的に接触したときにおける当該テストヘッドの下面よりも高い位置に設定されていることを特徴とする請求項6または7に記載のプローブ方法。 The rotating shaft is provided in the inspection apparatus main body,
The probe method according to claim 6 or 7 , wherein the center of the rotating shaft is set at a position higher than the lower surface of the test head when the test head is in electrical contact with the probe card. .
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