JP2009105313A - Placement device used in probe device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、半導体ウエハ等の被検査体のプローブ装置に用いられる載置装置に関し、更に詳しくは、信頼性の高い検査を行うことができる載置装置に関するものである。 The present invention relates to a mounting device used in a probe device for an object to be inspected such as a semiconductor wafer, and more particularly to a mounting device capable of performing a highly reliable inspection.
従来のプローブ装置は、例えば図4に示すように、被検査体(例えば、半導体ウエハ)Wを載置する移動可能な載置装置1と、載置装置1を水平方向及び上下方向へ移動させる駆動機構2と、載置装置1の上方に配置されたプローブカード3と、載置装置1上の半導体ウエハWの複数の電極パッドとプローブカード3の複数のプローブ3Aの位置合わせするアライメント機構4と、載置装置1及びアライメント機構4を含む各種の機器を制御する制御装置5と、を備え、制御装置5の制御下で載置装置1上の半導体ウエハWの複数の電極パッドとプローブカード3の複数のプローブ3Aとの位置合わせを行って複数の電極パッドと複数のプローブ3Aとを接触させた後、半導体ウエハWをオーバードライブさせて所定の接触荷重で半導体ウエハWの電気的特性検査を行う。プローブカード3としては、複数のプローブ3Aを半導体ウエハW内に形成された複数のデバイスと一つずつ接触させて検査するものもあれば、複数のプローブ3Aを同時に複数のデバイスと接触させて複数回に分けて検査するものや、複数のプローブ3Aを全てのデバイスと一括して接触させて検査をするものがある。
For example, as shown in FIG. 4, the conventional probe device moves a
アライメント機構4は、載置装置1上の半導体ウエハWを撮像する第1カメラ4Aと、プローブカード3のプローブ3Aを撮像する第2カメラ4Bと、第1、第2カメラ4A、4Bの撮像画像を画像処理する画像処理部4C、4Dを有し、半導体ウエハW及びプローブ3Aそれぞれの撮像画像に基づいて複数の電極パッドと複数のプローブ3Aとの位置合わせを行う。尚、図4において、3Eはアライメントブリッジである。
The alignment mechanism 4 includes a
而して、載置装置1は、図5に示すように、半導体ウエハWを載置する温度調整可能な載置体1Aと、載置体1Aを支持する支持体1Bと、支持体1B内に設けられた昇降駆動機構(図示せず)と、を備え、従来公知のようにXYテーブルを介してX、Y方向へ移動するように構成されている。また、載置体1Aは、チャックトップ1Cと、θベースプレート1Dによって形成されている。チャックトップ1Cは、支持体1B上のθベースプレート1Dを介して位置合わせ時に時計方向及び反時計方向へ回転する。尚、駆動機構2は、支持体1B内に設けられた昇降駆動機構と、載置装置1を支持するXYテーブルの駆動機構を含んでいる。
Thus, as shown in FIG. 5, the
例えば、載置装置1に半導体ウエハWを載置して半導体ウエハWの高温検査を行う場合には、載置体1Aに内蔵された温度調節機構を用いて載置体1A上の半導体ウエハWを例えば150℃に加熱する一方、アライメント機構4を介して載置体1A上の半導体ウエハWの複数の電極パッドとプローブカード3の複数のプローブ3Aとのアライメントを行い、載置装置1を昇降駆動機構によって上昇させて複数の電極パッドと複数のプローブ3Aとを接触させた後、更に、半導体ウエハWをオーバードライブさせて所定の接触荷重で複数の電極パッドと複数のプローブ3Aとを電気的に接触させ、150℃の高温下で半導体ウエハWの電気的特性検査を行う。
For example, when the semiconductor wafer W is mounted on the
ところが、検査の初期段階では、半導体ウエハWは150℃の高温まで加熱されているが、プローブカード3は加熱されていないため、半導体ウエハWとプローブ7Aの間には大きな温度差がある。そのため、検査時に複数のプローブ3Aが半導体ウエハWの最初の電極パッドと接触すると、複数のプローブ3Aが載置体1A上の半導体ウエハWによって直接加熱されて熱膨張して伸びる。更に、プローブカード3本体も半導体ウエハW側からの放熱により徐々に加熱されて熱膨張する。プローブカード3本体及びプローブ3Aは半導体ウエハW内のデバイスの検査を繰り返す間に徐々に温度が高くなってプローブ3Aが伸び、その針先位置が当初の位置から徐々に変位するため、予め設定されたオーバードライブ量で半導体ウエハWをオーバードライブさせるとプローブ3Aからの接触荷重が過大になってプローブ3Aと半導体ウエハWの位置が徐々にずれて検査の信頼性を低下させ、あるいはプローブ3Aや半導体ウエハWが損傷する虞があった。しかも、プローブカード3が熱膨張し、プローブ3Aの針先位置が安定するまでに長時間を要する問題もあった。
However, in the initial stage of inspection, the semiconductor wafer W is heated to a high temperature of 150 ° C., but since the probe card 3 is not heated, there is a large temperature difference between the semiconductor wafer W and the probe 7A. Therefore, when the plurality of probes 3A come into contact with the first electrode pad of the semiconductor wafer W during the inspection, the plurality of probes 3A are directly heated by the semiconductor wafer W on the
そこで、高温検査を行う場合には、プローブカードをプリヒートしてプローブカードを完全に熱膨張させて寸法的に安定させた後、高温検査を行うようにしている。ところが、プローブカードが大型化していることと相俟って、プリヒートには例えば20〜30分もの長時間が必要になってきている。そこで、例えば特許文献1に記載の技術では、検査時の高温に設定された半導体ウエハにプローブを直接接触させ、プローブカードの間近からプローブカードをプリヒートしている。
Therefore, when performing a high-temperature inspection, the probe card is preheated, the probe card is completely thermally expanded and dimensionally stabilized, and then the high-temperature inspection is performed. However, coupled with the increased size of the probe card, preheating requires a long time of, for example, 20 to 30 minutes. Thus, for example, in the technique described in
しかしながら、特許文献1の技術では、高温検査中にはプローブカードが殆ど熱膨張することがなく、所定のオーバードライブでプローブと半導体ウエハの安定した接触荷重を得ることができ、プローブカードや半導体ウエハの損傷を防止することができるが、検査時間とは別にプローブカードのプリヒート時間が必要であり、プリヒートの時間だけ検査時間が長くなるという問題があった。また、オーバードライブによる複数のプローブ3Aと複数の電極パッドとの接触荷重が大きくなると、接触荷重で載置装置1が変形するなどして正確にオーバードライブを掛けることができないことがある。
However, in the technique of
本発明は、上記課題を解決するためになされたもので、プローブカードをプリヒートすることなく高温検査を行ってプローブの針先位置が変動しても、初期のオーバードライブで常に安定した接触荷重を得ることができ、信頼性の高い検査を行うことができ、延いてはプローブカードや被検査体の損傷を防止することができる載置装置を提供することを目的としている。 The present invention has been made to solve the above-described problems. Even if the probe tip position fluctuates by performing a high-temperature inspection without preheating the probe card, a stable contact load is always obtained by the initial overdrive. It is an object of the present invention to provide a mounting device that can be obtained, can perform a highly reliable inspection, and can prevent damage to a probe card or an object to be inspected.
本発明の請求項1に記載の載置装置は、被検査体を載置する温度調整可能な載置体と、上記載置体を支持する支持体と、上記支持体内に設けられた昇降駆動機構と、を備え、上記昇降駆動機構を介して上記載置体及び上記支持体をオーバードライブさせて上記載置体上に載置された上記被検査体の複数の電極と上記載置体の上方に配置されたプローブカードの複数のプローブをそれぞれ所定の接触荷重で接触させて上記被検査体の検査を行う載置装置において、上記載置体と上記支持体の間に上記載置体を上記支持体から離間させて弾力的に支持する弾力支持機構を設けると共に、上記弾力支持機構の弾力を一定値に設定する弾力設定機構を設けたことを特徴とするものである。 A mounting apparatus according to a first aspect of the present invention includes a temperature-adjustable mounting body for mounting an object to be inspected, a support body for supporting the above-mentioned mounting body, and a lift drive provided in the support body. A plurality of electrodes of the device to be inspected placed on the mounting body by overdriving the mounting body and the support body via the lifting drive mechanism In the mounting apparatus for inspecting the object to be inspected by bringing a plurality of probes of the probe card arranged above into contact with each other with a predetermined contact load, the above described body is placed between the above body and the support body. In addition to providing an elastic support mechanism that elastically supports the support body apart from the support body, an elastic setting mechanism that sets the elasticity of the elastic support mechanism to a constant value is provided.
また、本発明の請求項2に記載の載置装置は、請求項1に記載の発明において、上記弾力支持機構を介して上記載置体の現在位置を検出する位置検出機構を設けたことを特徴とするものである。 According to a second aspect of the present invention, there is provided a mounting apparatus according to the first aspect of the present invention, further comprising a position detection mechanism for detecting a current position of the mounting body via the elastic support mechanism. It is a feature.
また、本発明の請求項3に記載の載置装置は、請求項1または請求項2に記載の発明において、上記弾力支持機構として、少なくとも一つのシリンダ機構を設けたことを特徴とするものである。 According to a third aspect of the present invention, there is provided a mounting apparatus according to the first or second aspect, wherein at least one cylinder mechanism is provided as the elastic support mechanism. is there.
また、本発明の請求項4に記載の載置装置は、請求項3に記載の発明において、上記複数のプローブは、上記被検査体全面に形成された複数の電極の一部と接触することを特徴とするものである。 In the mounting device according to claim 4 of the present invention, in the invention according to claim 3, the plurality of probes are in contact with a part of the plurality of electrodes formed on the entire surface of the inspection object. It is characterized by.
また、本発明の請求項5に記載の検載置装置は、請求項1または請求項2に記載の発明において、上記弾力支持機構として、複数のシリンダ機構を上記載置体と上記支持体の外周縁部に沿って所定間隔を空けて設けたことを特徴とするものである。 According to a fifth aspect of the present invention, in the invention described in the first or second aspect, a plurality of cylinder mechanisms are used as the elastic support mechanism. It is characterized by being provided with a predetermined interval along the outer peripheral edge.
また、本発明の請求項6に記載の載置装置は、請求項5に記載の発明において、上記複数のプローブは、上記被検査体全面に形成された複数の電極と一括接触することを特徴とするものである。 According to a sixth aspect of the present invention, there is provided the mounting apparatus according to the fifth aspect, wherein the plurality of probes collectively contact a plurality of electrodes formed on the entire surface of the object to be inspected. It is what.
また、本発明の請求項7に記載の載置装置は、請求項1〜請求項6のいずれか1項に記載の発明において、上記弾力設定機構として、電空レギュレータを設けたことを特徴とするものである。
The mounting device according to claim 7 of the present invention is characterized in that, in the invention according to any one of
また、本発明の請求項8に記載の載置装置は、請求項1〜請求項7のいずれか1項に記載の発明において、上記位置検出機構は、上記シリンダ機構のピストンロッドに圧縮空気を噴射するノズルと、このノズルから噴射する圧縮空気の流量を測定する流量計と、を備えたことを特徴とするものである。
Moreover, the mounting device according to claim 8 of the present invention is the mounting device according to any one of
本発明によれば、プローブカードをプリヒートすることなく高温検査を行ってプローブの針先位置が変動しても、初期のオーバードライブで常に安定した接触荷重を得ることができ、信頼性の高い検査を行うことができ、延いてはプローブカードや被検査体の損傷を防止することができる載置装置を提供することができる。 According to the present invention, even if the probe tip position fluctuates by performing a high temperature inspection without preheating the probe card, a stable contact load can always be obtained with the initial overdrive, and a highly reliable inspection Thus, it is possible to provide a mounting device that can prevent damage to the probe card and the object to be inspected.
以下、図1の(a)、(b)〜図3に示す実施形態に基づいて本発明を説明する。尚、各図中、図1の(a)、(b)はそれぞれ本発明の載置装置の一実施形態を示す図で、(a)はその側面図、(b)は(a)に示す載置装置の要部を示す構成図、図2は図1の(a)に示すプローブカードの熱膨張によりシリンダ機構のピストンロッドが下降した状態を示す断面図、図3は本発明の載置装置の他の実施形態を示す構成図である。 Hereinafter, the present invention will be described based on the embodiment shown in FIGS. In each figure, (a) and (b) of FIG. 1 are views showing an embodiment of the mounting apparatus of the present invention, (a) is a side view thereof, and (b) is shown in (a). FIG. 2 is a cross-sectional view showing a state in which the piston rod of the cylinder mechanism is lowered by the thermal expansion of the probe card shown in FIG. 1A, and FIG. It is a block diagram which shows other embodiment of an apparatus.
本実施形態の載置装置10は、例えば図1の(a)に示すように、被検査体(例えば、半導体ウエハ)Wを載置する温度調整可能な載置体11と、載置体11を支持する支持体12と、支持体12内に設けられた昇降駆動機構(図示せず)と、を備え、載置体11上の半導体ウエハWを所定の温度(例えば、150℃)に加熱し、載置体11の上方に配置されたプローブカード20の複数のプローブ21と載置体11上の半導体ウエハWの複数の電極パッドを電気的に接触させて半導体ウエハWの高温検査を行うように構成されている。プローブカード20は、図1の(a)に示すように半導体ウエハW全面に形成された電極パッドと一括して接触するプローブ21を備えている。
As shown in FIG. 1A, for example, the mounting apparatus 10 according to the present embodiment includes a
載置装置10を用いて半導体ウエハWの高温検査を行うと、前述したようにプローブカード20の熱膨張により、所定のオーバードライブを掛けても複数のプローブ21と半導体ウエハWの接触荷重が時間の経過と共に徐々に大きくなり、検査の信頼性が損なわれ、場合によってはプローブカード20や半導体ウエハWが損傷することがある。
When the high temperature inspection of the semiconductor wafer W is performed using the mounting apparatus 10, the contact load between the plurality of
そこで、本実施形態の載置装置10では、図1の(a)に示すように載置体11と支持体12の間に載置体11を支持体12から離間させて弾力的に支持する弾力支持機構
(例えば、複数のシリンダ機構)13を設けられていると共に、これらのシリンダ機構13の弾力(圧縮空気の圧力)をそれぞれ一定の圧力に設定する弾力設定機構(例えば、電空レギュレータ)14が設けられている(同図の(b)参照)。また、電空レギュレータ14は、図1の(b)に示すように制御装置15に接続され、制御装置15を介して電空レギュレータ14によって設定する圧縮空気の圧力を必要に応じて適宜変更することができるようになっている。電空レギュレータ14は、後述するように複数のシリンダ機構13に所定の圧力を付与し、複数のシリンダ機構13は、半導体ウエハWを弾力的に支持し、検査時に一定の圧力を保持しながらプローブカード20の熱膨張を吸収し常に一定の接触荷重になるように調整する。
Therefore, in the mounting apparatus 10 of this embodiment, the mounting
(For example, a plurality of cylinder mechanisms) 13 is provided, and an elasticity setting mechanism (for example, an electropneumatic regulator) 14 for setting the elasticity (pressure of compressed air) of these
而して、載置体11は、半導体ウエハWを固定するチャックトップ11Aと、チャックトップ11Aを支持し且つθ駆動機構(図示せず)を介してθ方向へ所定の範囲内で回転するθベースプレート11Bと、を備えている。また、チャックトップ11A内には温度調節機構(図示せず)が設けられ、この温度調節機構はチャックトップ11A上に固定された半導体ウエハWを検査に必要な温度に調整する。温度調節機構は、従来公知のようにヒータからなる加熱装置と、冷媒を循環させる冷却ジャケットと、を備え、高温検査時には加熱装置が機能し、低温検査時には冷却ジャケットが機能するように構成されている。尚、θ駆動機構は半導体ウエハWの複数の電極パッドと複数のプローブ21をアライメントする場合に用いられる従来公知のものである。
Thus, the mounting
支持体12は例えば筒状に形成されている。この支持体12は例えば従来公知のボール螺子及びナット部材を有する昇降駆動機構(図示せず)を内蔵している。この昇降駆動機構は、半導体ウエハWの検査時に、支持体12を介して載置体11及びシリンダ機構13を一体的にオーバードライブさせて、図1の(a)に示すようにプローブカード20の複数のプローブ21と載置体11上の半導体ウエハW全面の電極パッドを所定の接触荷重で電気的に一括接触させて半導体ウエハWの電気的特性検査を行う。半導体ウエハWの電気的特性検査を行う時にプローブ21と電極パッドが電気的に接触して適正な検査を行えるときの接触荷重を以下では「適正な接触荷重」と称す。
The
載置体11と支持体12の間に介装された複数のシリンダ機構13は、図1の(a)、(b)に示すように、シリンダ131とピストンロッド132を備えて構成されている。これらのシリンダ機構13は、図1の(a)から推定されるように支持体12の上端面に周方向に所定間隔を隔てて配置され、圧縮空気の圧力によってピストンロッド132をシリンダ131の上端から突出させて載置体11の外周縁部を空気圧によって弾力的に支持するように構成されている。この時のシリンダ機構13の空気圧は、電空レギュレータ14によって設定される。電空レギュレータ14は、オーバードライブ時の複数のシリンダ機構13に対して適正な接触荷重に見合った圧力を設定する。
The plurality of
ここで、シリンダ機構13及び電空レギュレータ14について詳述する。図1の(b)に示すようにシリンダ機構13と電空レギュレータ14は第1配管16Aによって接続されている。この電空レギュレータ14には第1配管16Aを介して第1空気源17Aが接続され、第1空気源17Aから電空レギュレータ14を介してシリンダ機構13へ圧縮空気を供給する。従って、電空レギュレータ14は、第1空気源17Aからシリンダ機構13のシリンダ131内へ供給し、シリンダ131内の空気圧をオーバードライブ時の適正な接触荷重に見合った圧力に設定する。シリンダ機構13は、電空レギュレータ14によって設定された圧力で載置体11を弾力的に支持する。シリンダ機構13は、高温検査中にプローブカード20の熱膨張により複数のプローブ21が伸びても、その伸び分だけ載置体11がシリンダ機構13を介して設定圧力を保持しながら下降する。この時、複数のプローブと21と複数の電極パッドは適正な接触荷重を保持している。載置体11の下降に伴ってピストンロッド132がシリンダ131内で下降してもシリンダ131内の圧縮空気を電空レギュレータ14の排気孔から排気して、シリンダ131内の圧力は常に初期の適正な接触荷重に見合った設定圧力に保持される。図1の(b)では一つのシリンダ機構13に対して一つの電空レギュレータ14が接続されているが、複数のシリンダ機構13に対して一つの電空レギュレータ14を接続し、一つの電空レギュレータ14で複数のシリンダ機構13を監視することが好ましい。
Here, the
また、シリンダ機構13は、上述したように、シリンダ131と、シリンダ131内で軸方向に所定の範囲で往復移動するシリンダロッド132と、を備えて構成されている。シリンダ131は、図1の(b)に示すように底面側に形成されたピストン収納部131Aと、開口端側に形成されたロッド収納部131Bと、ピストン収納部131Aとロッド収納部131Bを区画する隔壁131Cと、を有している。隔壁131Cの中心部には貫通孔が形成され、この貫通孔をピストンロッド132の一部が貫通している。このピストンロッド132は、ピストン部132Aと、ロッド部132Bと、ロッド部132Bの下部に形成された縮径部132Cと、を有し、縮径部132Cがシリンダ131の隔壁131Cの貫通孔を貫通し摺動するように構成されている。
In addition, as described above, the
ピストン収納部131Aはピストン部132Aが軸方向に所定の範囲内で移動できる大きさに形成されている。この移動範囲は、プローブカード20の熱膨張による複数のプローブ21の針先位置の変動を吸収できる範囲に設定されている。ロッド部132Bは、ロッド収納部131B内に収納され、ロッド収納部131B内で実質的に空気漏れすることなく軸方向に摺動するようになっている。縮径部132Cは、隔壁131Cの中心部に形成された貫通孔で空気漏れすることなく摺動するように貫通孔を貫通している。
The
ロッド部132Bは、ピストン部132Aがピストン収納部131Aの底面に接触している時には、少なくとも上端面がシリンダ131の上端面と一致する長さに形成されており、図1の(b)に示すようにピストン部132Aがその収納部131Aの上面に接触するとロッド部132Bがシリンダ131の上端面から突出し、載置体11を支持体12から離間させる。ロッド収納部131Bの内周面と縮径部132Cの間にはピストンロッド132を駆動させるための圧縮空気が供給される駆動用空間が形成されている。シリンダ131の側面には駆動用空間に達する第1貫通孔131Dが形成され、この第1貫通孔131Dに電空レギュレータ14が第1配管16Aを介して接続されている。
When the
従って、半導体ウエハWのオーバードライブ時に、電空レギュレータ14が第1空気源17Aの圧縮空気をシリンダ13の第1貫通孔131Dから駆動用空間内へ供給し、駆動用空間内の空気圧を複数のプローブ21の適正な接触荷重に見合った圧力に設定する。これにより、半導体ウエハWをオーバードライブさせる前にシリンダ131内でピストンロッド132が上昇し、載置体11を支持体12から離間させ、適正な接触荷重に見合った圧力で載置体11を弾力的に支持する。
Accordingly, when the semiconductor wafer W is overdriven, the
高温検査時にプローブカード20が熱膨張し、複数のプローブ21が徐々に伸びてもその伸びにピストンロッド132が追随して駆動用空間の空気圧を設定値に保持しながらシリンダ131内で下降する。これによって載置体11が複数のシリンダ機構13を介して下降して複数のプローブ21の伸びを吸収し、この間も複数のプローブ21と複数の電極パッドの接触荷重を常に適正な接触荷重に保持され、信頼性の高い検査を行うことができる。このことから、本実施形態の載置装置10を適用したプローブ装置では従来のようにプローブカード20をプリヒートすることなく、半導体ウエハWを載置装置10に載置した直後から半導体ウエハWの高温検査を行うことができ、しかも信頼性の高い検査を行うことができる。
The
また、シリンダ131の底面の中央部には第2貫通孔131Eが形成され、この第2貫通孔131Eにピストンロッド132の現在位置を検出するための位置検出機構が設けられている。位置検出機構は、第2空気源17Bと、第2空気源17Bに第2配管16Bを介して接続された流量計18と、流量計18に第2配管16Bを介して接続され且つ第2貫通孔131Eからピストン収納部131A内に垂直に挿入されたノズル(測定子)19と、を有し、ピストン部132Aの底面に対して噴射する圧縮空気の流量に基づいてピストン部132Aの底面と測定子19間の距離Lを検出するように構成されている。即ち、測定子19から供給される圧縮空気の流量は、測定子19とピストン部132A間の距離Lに比例して増減する関係にあるため、圧縮空気の流量を流量計18によって測定すれば、その流量に基づいて距離Lを高精度に求めることができる。つまり、本実施形態における位置検出機構は、空気マイクロメータとして構成されている。位置検出機構は、複数のシリンダ機構13に対して個別に設けられ、複数のシリンダ機構13を個別に監視するように構成されている。
A second through
例えば、高温検査中に複数のプローブ21が熱膨張により伸びると、ピストンロッド132が複数のプローブ21の伸びに即して図1の(b)に示す状態から図2に示す状態までシリンダ131内で移動して測定子19に近づき、圧縮空気の流量が減少する。この時の圧縮空気の流量を流量計18で測定し、その測定信号を流量計18から制御装置15へ出力する。制御装置15には予め圧縮空気の流量と距離Lの関係が登録されている。流量計18からの測定信号が制御装置15へ入力されると、制御装置15はその測定信号に基づいて距離Lを求める。また、制御装置15には距離Lの限界値(下限値)が設定されている。制御装置15は、流量計18からの測定信号に基づく距離Lと限界値を比較し、距離Lが限界値を超えると制御装置15が載置装置10の昇降駆動機構を駆動させ、プローブカード20から載置体11を下降させて複数のプローブ21と半導体ウエハWの複数の電極パッドの間に過剰な接触荷重が掛からないようにする。これにより、プローブカード20や半導体ウエハWの損傷を防止することができる。
For example, when the plurality of
次に、動作について説明する。本実施形態の載置装置10を用いて高温検査を行う場合について説明する。まず、加熱装置により載置体11を例えば半導体ウエハWを150℃に設定できる温度まで加熱する。この載置体11上に半導体ウエハWを載置すると、載置装置10が移動する間に、アライメント機構を介して載置体11上の半導体ウエハWの複数の電極パッドとプローブカード20の複数のプローブ21のアライメントを行う。この間に載置体11上の半導体ウエハWが150℃に設定される。
Next, the operation will be described. A case where a high temperature inspection is performed using the mounting apparatus 10 of the present embodiment will be described. First, the mounting
然る後、載置装置10の昇降駆動機構が駆動して載置体11、支持体12及び複数のシリンダ機構13が一体的に上昇すると共に、複数のシリンダ13に電空レギュレータ14を介して圧縮空気が供給されて複数のシリンダ機構13それぞれの駆動用空間内を適正な接触荷重と釣り合う空気圧に設定する。これにより載置体11上の半導体ウエハWの複数の電極パッドとプローブカード20の複数のプローブ21が接触した後、更にオーバードライブを掛けると載置体11及び支持体12が図1の(a)に示すように複数の電極パッドと複数のプローブ21が適正な接触荷重で電気的に接触する。この時、載置体11上の半導体ウエハWは、適正な接触荷重と釣り合った空気圧に設定された複数のシリンダ機構13によって弾力的に支持されている。
Thereafter, the raising / lowering drive mechanism of the placement device 10 is driven to raise the
オーバードライブにより複数のプローブ21が複数の電極パッドと適正な接触荷重で電気的に接触し、半導体ウエハWの高温検査を行う間にプローブカード20が半導体ウエハWからの放熱により熱膨張し、複数のプローブ21が徐々に伸びて載置体11に対する接触荷重が増加しようとする。しかし、載置体11は電空レギュレータ14によって設定圧力が一定に制御されているため、複数のシリンダ機構13それぞれのピストンロッド132によって複数のプローブ21の伸びを吸収する。この時、複数のプローブ21と複数の電極パッドは複数のシリンダ機構13によって適正な接触荷重を保持し、半導体ウエハWの高温検査を確実に行うことができる。また、複数のプローブ21の伸びが場所によって異なる場合があっても、それぞれのプローブ21に対応するシリンダ機構13がそれぞれの伸びを吸収することができる。
A plurality of
この間にも位置検出機構が作動しており、常に複数のシリンダ機構13のピストンロッド132の現在位置を検出する。複数のプローブ21が更に伸長し、複数のシリンダ機構13のピストンロッド132が限界値(下限値)に達すると、流量計18の測定信号に基づいて制御装置15が載置装置10の昇降駆動機構を駆動させて、複数のプローブ21と複数の電極パッドの接触荷重を適正な接触荷重を保持しつつ載置体11、複数のシリンダ機構13及び支持体12を一体的に下降させる。このように載置装置10を用いることで、半導体ウエハWの高温検査を安定的に行い、信頼性の高い検査を行うことができる。従って、高温検査時にプローブカード20及び半導体ウエハWがプローブカード20の熱膨張により損傷することがない。
During this time, the position detection mechanism operates, and the current positions of the
以上説明したように本実施形態によれば、載置体11と支持体11の間に載置体11を支持体12から離間させて弾力的に支持する弾力支持機構として複数のシリンダ機構13を設けると共に、複数のシリンダ機構13の弾力を適正な接触荷重に見合った圧力に設定する弾力設定機構として電空レギュレータ14を設けたため、プローブカード20をプリヒートすることなく高温検査を行ってプローブ21が伸びて針先位置が変動しても複数のシリンダ機構13がリアルタイムでプローブ21の伸びを吸収してプローブ21と半導体ウエハWとの接触荷重を適正な接触荷重に保持して信頼性の高い検査を行うことができる。また、複数のプローブ21それぞれの伸びが異なる場合であっても、それぞれの伸びに即して複数のシリンダ機構13が伸びを吸収して載置体11が傾斜することがあっても、全てのプローブ21は均一で適正な接触荷重で複数の電極パッドと電気的に接触して信頼性の高い高温検査を行うことができる。
As described above, according to this embodiment, a plurality of
また、本実施形態によれば、複数のシリンダ機構13のピストンロッド132を介して載置体11の現在位置を検出する検出機構として第2空気源17B、流量計18及び測定子19を設けたため、検査中には載置体11の現在位置を複数にシリンダ機構13を介して常に正確に検出することができ、また、複数のプローブ21の伸びにより仮に載置体11が限界値を超えて下降しても制御装置15を介して載置体11、複数のシリンダ機構13及び支持体12が一体的に下降して複数のプローブ21と複数の電極パッドの接触荷重を適正な接触荷重に保持し、プローブカード20や半導体ウエハWの損傷を防止することができる。
Moreover, according to this embodiment, since the
上記実施形態の載置装置10はプローブカード20が半導体ウエハW全面に形成された複数の電極パッドと一括して接触する場合に用いられるものであるが、図3に示す本発明の他の実施形態の載置装置は半導体ウエハ全面に形成され複数の電極パッドと複数回に分けて接触するプローブカードに対して適用されるものである。を示す側面図である。図3に示す実施形態においても上記実施形態と同一または相当部分には同一符号を付して本発明を説明する。
The mounting apparatus 10 of the above embodiment is used when the
本実施形態の載置装置10Aは、図3に示すように大型のシリンダ機構13が載置体11と支持体12の間に一つ設けられ、一つのシリンダ機構13によって載置体11を弾力的に支持するように構成されている。このシリンダ機構13のシリンダ131には上記実施形態と同様に電空レギュレータ14が第1配管16Aを介して接続され、電空レギュレータ14には第1配管16Aを介して第1空気源17Aが接続されている。また、シリンダ機構13のシリンダ131の底面には測定子(図示せず)が挿入され、この測定子には第2配管16Bを介して流量計18が接続され、流量計18には第2配管16Bを介して第2空気源17Bが接続されている。シリンダ機構12、電空レギュレータ14、第1、第2空気源17A、測定子及び流量計18は、いずれも上記実施形態と同一の構成及び機能を備えている。
As shown in FIG. 3, the mounting apparatus 10 </ b> A according to the present embodiment includes one
また、プローブカード20は半導体ウエハW全面に形成された電極パッドの一部と接触するプローブ21を有し、半導体ウエハWの電気的特性検査を行う場合には、載置装置10Aによって半導体ウエハWをインデックス送りすることにより、半導体ウエハWと複数回に渡って接触して、半導体ウエハWの検査を行う。このプローブカード20は、複数のプローブ21が載置装置10A上の半導体ウエハWの外周部の複数の電極パッドと電気的に接触すると半導体ウエハWに偏荷重が掛かる。本実施形態では載置体11が一つのシリンダ機構13によって載置体11全面が弾力的に支持されているため、半導体ウエハWに偏荷重が作用しても、載置体11が傾斜することなく水平を維持する。また、高温検査時に複数のプローブ21が伸びてもその部分だけ載置体11を下降させるのでなく、載置体11全体が水平を保持しつつ下降して、均一で且つ適性な接触荷重で信頼性の高い検査を行うことができる。
The
従って、本実施形態においても上記実施形態と同様の作用効果を期することができる。 Therefore, also in this embodiment, the same operation effect as the above-mentioned embodiment can be expected.
尚、本発明は上記実施形態に何等制限されるものではなく、本発明の構成要素を適宜設計変更することができる。上記各実施形態ではプローブカード20が熱膨張する場合についてのみ説明したが、接触荷重が大きくなって載置体等の構成部材が変形した場合においても複数のシリンダ機構を備えた載置装置であれば、変形部分に即して載置体を昇降させることができ、安定した検査を高い信頼性をもって行うことができる。
In addition, this invention is not restrict | limited at all to the said embodiment, The design change of the component of this invention can be carried out suitably. In each of the above-described embodiments, only the case where the
本発明は、半導体ウエハ等の被検査体の高温検査を行うプローブ装置に好適に利用することができる。 INDUSTRIAL APPLICABILITY The present invention can be suitably used for a probe apparatus that performs high temperature inspection of an object to be inspected such as a semiconductor wafer.
10、10A 載置装置
11 載置体
12 支持体
13 シリンダ機構(弾力支持機構)
14 電空レギュレータ(弾力設定機構)
18 流量計(位置検出機構)
19 ノズル(位置検出機構)
20 プローブカード
21 プローブ
W 半導体ウエハ(被検査体)
10,
14 Electro-pneumatic regulator (elasticity setting mechanism)
18 Flow meter (position detection mechanism)
19 Nozzle (position detection mechanism)
20
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