JP2014192218A - Wafer inspection device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、複数のテストヘッドを備えるウエハ検査装置に関する。 The present invention relates to a wafer inspection apparatus including a plurality of test heads.
多数の半導体デバイスが形成された半導体ウエハ(以下、単に「ウエハ」という。)において各半導体デバイスの電気的特性検査を行うために、ウエハ検査装置としてのプローバが用いられている。プローバはウエハと対向する円板状のプローブカードを備え、プローブカードはウエハの半導体デバイスにおける各電極パッドや各半田バンプと対向するように配置される複数の柱状接触端子であるコンタクトプローブを有する(例えば、特許文献1参照)。 A prober as a wafer inspection apparatus is used to inspect the electrical characteristics of each semiconductor device on a semiconductor wafer (hereinafter simply referred to as “wafer”) on which a large number of semiconductor devices are formed. The prober has a disk-like probe card facing the wafer, and the probe card has contact probes which are a plurality of columnar contact terminals arranged to face each electrode pad and each solder bump in the semiconductor device of the wafer ( For example, see Patent Document 1).
図8に示すように、プローバ60は、筐体状の本体61と、該本体61上に上方へ回動可能に配置され且つ検査回路を内蔵するテストヘッド62とを備え、テストヘッド62の下面にプローブカードが装着されるとともに、本体61内のステージ63にウエハWが載置される。このプローバ60では、プローブカードの各コンタクトプローブがウエハWの半導体デバイスにおける電極パッドや半田バンプと接触し、テストヘッド62の検査回路から各コンタクトプローブを介して各電極パッドや各半田バンプに接続された半導体デバイスの電気回路へ検査信号を流すことによって該電気回路の導通状態等を検査する(例えば、特許文献2参照)。
As shown in FIG. 8, the
各半導体デバイスの電気的特性検査を行う際、検査回路は発熱するためにテストヘッド62を冷却する必要があるが、プローバ60では、テストヘッド62が他の構成要素等によって覆われず、暴露されているため、テストヘッド62は自身からの放熱によって冷却される。
When inspecting the electrical characteristics of each semiconductor device, the test circuit needs to cool the
ところで、近年、ウエハの検査効率を向上するために、それぞれにプローブカード及びポゴフレームが装着された複数のテストヘッドを備え、搬送ステージによって一のテストヘッドへウエハを搬送中に他のテストヘッドで他のウエハの半導体デバイスを検査可能なウエハ検査装置が開発されている。このウエハ検査装置では、フットプリント削減の観点から複数のテストヘッドが多段積みで配置される。 By the way, in recent years, in order to improve the inspection efficiency of a wafer, a plurality of test heads each equipped with a probe card and a pogo frame are provided. Wafer inspection apparatuses capable of inspecting semiconductor devices on other wafers have been developed. In this wafer inspection apparatus, a plurality of test heads are arranged in a multi-stage stack from the viewpoint of reducing the footprint.
しかしながら、上述した複数のテストヘッドを備えるウエハ検査装置では、一のテストヘッドが他のテストヘッドで覆われるために、テストヘッドの自身からの放熱効率は低く、各テストヘッドを冷却するのが困難である。 However, in the wafer inspection apparatus having a plurality of test heads described above, since one test head is covered with another test head, the heat radiation efficiency from the test head itself is low, and it is difficult to cool each test head. It is.
そこで、ウエハ検査装置において冷媒配管を設け、冷媒によって各テストヘッドを冷却することも考えられるが、冷媒配管、特に継ぎ手から冷媒が漏れた場合、該冷媒によって他のテストヘッドが冷媒によって濡れるおそれがある。 Therefore, it is conceivable to provide a refrigerant pipe in the wafer inspection apparatus and cool each test head with the refrigerant. However, when the refrigerant leaks from the refrigerant pipe, particularly the joint, there is a possibility that other test heads may get wet by the refrigerant. is there.
他のテストヘッドが冷媒によって濡れるのを防止するためには、冷媒配管をウエハ検査装置の外に配置すればよいが、この場合、ウエハ検査装置の設置面積(フットプリント)が増加するという問題がある。 In order to prevent other test heads from getting wet by the refrigerant, the refrigerant pipe may be arranged outside the wafer inspection apparatus. However, in this case, there is a problem that the installation area (footprint) of the wafer inspection apparatus increases. is there.
本発明の目的は、他のテストヘッドの冷媒濡れを防止するとともに、フットプリントを削減することができるウエハ検査装置を提供することにある。 SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a wafer inspection apparatus that can prevent the other test heads from getting wet with the refrigerant and reduce the footprint.
上記目的を達成するために、請求項1記載のウエハ検査装置は、筐体状の本体と、該本体に内蔵される複数のテストヘッドとを備え、該複数のテストヘッドは多段に配置され、前記テストヘッドの各々には半導体ウエハに形成された半導体デバイスを検査するためのプローブカードが装着されるウエハ検査装置において、各前記テストヘッドは冷媒流路を内蔵し、前記本体は前記冷媒流路へ冷媒を供給する冷媒供給路を内蔵し、各前記テストヘッドにおいて前記冷媒流路及び前記冷媒供給路が継ぎ手によって接続され、各前記テストヘッドは前記継ぎ手を覆うカバーを有することを特徴とする。
In order to achieve the above object, the wafer inspection apparatus according to
請求項2記載のウエハ検査装置は、請求項1記載のウエハ検査装置において、前記本体は他の構成要素に覆われずに暴露される暴露面を側部に有し、前記テストヘッドの各々の一部は前記暴露面に露出し、前記カバーは前記暴露面に露出するテストヘッドの一部の下部に配置されることを特徴とする。
The wafer inspection apparatus according to claim 2 is the wafer inspection apparatus according to
請求項3記載のウエハ検査装置は、請求項2記載のウエハ検査装置において、前記カバーは受け皿形状を呈することを特徴とする。 A wafer inspection apparatus according to a third aspect is the wafer inspection apparatus according to the second aspect, wherein the cover has a tray shape.
請求項4記載のウエハ検査装置は、請求項3記載のウエハ検査装置において、前記カバーには漏水チューブが接続され、該漏水チューブは前記本体内に配置されることを特徴とする。 A wafer inspection apparatus according to a fourth aspect is the wafer inspection apparatus according to the third aspect, wherein a water leakage tube is connected to the cover, and the water leakage tube is disposed in the main body.
請求項5記載のウエハ検査装置は、請求項1乃至4のいずれか1項に記載のウエハ検査装置において、前記冷媒流路の少なくとも一部及び前記冷媒供給路の少なくとも一部はフレキシブルチューブからなることを特徴とする。
The wafer inspection apparatus according to claim 5 is the wafer inspection apparatus according to any one of
本発明によれば、各テストヘッドは冷媒流路及び冷媒供給路を接続する継ぎ手を覆うカバーを有するので、継ぎ手から冷媒が漏れたとしてもカバーによって冷媒の拡散が抑制され、もって、他のテストヘッドの冷媒濡れを防止することができる。また、他のテストヘッドの冷媒濡れが防止できるので、冷媒流路を各テストヘッドに内蔵させるとともに、冷媒供給路を本体に内蔵させることができ、もって、ウエハ検査装置のフットプリントを削減することができる。 According to the present invention, each test head has a cover that covers the joint that connects the refrigerant flow path and the refrigerant supply path, so that even if the refrigerant leaks from the joint, the diffusion of the refrigerant is suppressed by the cover. It is possible to prevent the head from getting wet with the refrigerant. In addition, since the coolant wetting of other test heads can be prevented, a coolant flow path can be built in each test head and a coolant supply path can be built in the main body, thereby reducing the footprint of the wafer inspection device. Can do.
以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明する。
まず、本実施の形態に係るウエハ検査装置について説明する。
図1は、本実施の形態に係るウエハ検査装置の構成を概略的に示す斜視図である。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
First, the wafer inspection apparatus according to the present embodiment will be described.
FIG. 1 is a perspective view schematically showing a configuration of a wafer inspection apparatus according to the present embodiment.
図1において、ウエハ検査装置10は、複数、例えば、25個の検査室(セル)11が多段に配置されたセルタワー12(本体)と、該セルタワー12に隣接して配置され、搬送機構(図示しない)を内蔵してウエハの各セル11への搬出入を行うローダ13とを備える。セルタワー12及びローダ13はそれぞれ筐体状、例えば、直方体状を呈し、高さは、例えば、2.4mである。また、セルタワー12は熱交換器14を有する。
In FIG. 1, a
ウエハ検査装置10では、セルタワー12の側部におけるローダ13との隣接面の反対側の面(暴露面)(以下、「整備面」という。)、及びローダ13の側部におけるセルタワー12との隣接面の反対側の面は、他の構成要素に覆われず、ウエハ検査装置10が設置される雰囲気、例えば、クリーンルーム内の大気に暴露される。
In the
図2は、図1における各セルのテストヘッド、ポゴフレーム及びプローブカードの配置状態を示す側面図である。 FIG. 2 is a side view showing the arrangement of the test head, pogo frame, and probe card in each cell in FIG.
図2において、セル11は、内部において、プローブカード15と、検査回路(図示しない)を搭載するテストヘッド16と、プローブカード15及びテストヘッド16の間に介在するポゴフレーム17とを有する。プローブカード15及びポゴフレーム17、並びにポゴフレーム17及びテストヘッド16の間にはシール部材18、19が配置され、該シール部材18、19に囲まれた空間が減圧されることにより、プローブカード15及びポゴフレーム17が真空吸着によってテストヘッド16へ装着される。なお、テストヘッド16は略直方体状を呈する。
In FIG. 2, the
また、セル11の内部にはチャックプレート20に載置されたウエハWが搬送機構によって搬入され、該ウエハWはチャックプレート20とともにプローブカード15へ向けて上昇する。チャックプレート20の上面にはシール部材21が配置され、該シール部材21がポゴフレーム17に当接した際、シール部材21に囲まれた空間が減圧されることにより、ウエハWはチャックプレート20とともにプローブカード15へ向けて引き寄せられ、ウエハW及びプローブカード15が当接する。
Further, the wafer W placed on the
プローブカード15は、円板状の本体22と、本体22の上面のほぼ一面に配置される多数の電極(図示しない)と、本体22の下面から図中下方へ向けて突出するように配置される多数の柱状接触端子であるコンタクトプローブ23とを有する。各電極は対応する各コンタクトプローブ23と接続され、各コンタクトプローブ23は、プローブカード15へウエハWが当接した際、該ウエハWに形成された各半導体デバイスの電極パッドや半田バンプ(いずれも図示しない)と接触する。
The
ポゴフレーム17は、略平板状の本体24と、該本体24に穿設された複数の貫通穴であるポゴブロック挿嵌穴25とを有し、各ポゴブロック挿嵌穴25には多数のポゴピンが配列されて形成されるポゴブロック26が挿嵌される。ポゴブロック26はテストヘッド16が有する検査回路に接続されるとともに、ポゴフレーム17へ装着されたプローブカード15における本体22の上面の多数の電極へ接触し、該電極に接続される各コンタクトプローブ23へ検査信号を流すとともに、ウエハWの各半導体デバイスの電気回路から各コンタクトプローブ23を介して流れてきた電流を検査回路へ向けて流す。
The
図1に戻り、各セル11は対応するテストヘッド16の一部、例えば、側端面をセルタワー12の整備面に露出させ、各テストヘッド16は水平方向にスライド可能にセルタワー12に収容され、整備面から取り出し可能に構成される。
Returning to FIG. 1, each
図3は、図1におけるセルタワーを整備面側から眺めた図である。なお、図3において、セルタワー12の外形は破線で示され、該セルタワー12に内蔵されるテストヘッド16等が透けて見える状態で描画されている。
FIG. 3 is a view of the cell tower in FIG. 1 as viewed from the maintenance surface side. In FIG. 3, the outer shape of the
図3において、セルタワー12は、熱交換器14及び各テストヘッド16を接続する管状の冷媒供給路27を内蔵し、冷媒供給路27は、各テストヘッド16において当該テストヘッド16が内蔵する後述の冷媒流路28に接続される。熱交換器14は各テストヘッド16から熱を授受した冷媒、例えば、水、ガルデン(登録商標)やフロリナート(登録商標)を冷却するとともに、該冷却された冷媒を各テストヘッド16へ供給する。すなわち、各テストヘッド16の熱は熱交換器14との間の冷媒の循環よって排熱され、該冷媒の循環は冷媒供給路27及び冷媒流路28を介して行われる。
In FIG. 3, the
冷媒供給路27の少なくとも一部、例えば、各テストヘッド16の近傍に存在する接続部27aは自在に屈曲可能なフレキシブルチューブからなり、例えば、各テストヘッド16が整備面から引き出される場合、冷媒供給路27がテストヘッド16の動きに追従することができる。
At least a part of the
図4は、各テストヘッドにおける冷媒供給路及び冷媒流路の接続状態を説明するための図である。 FIG. 4 is a diagram for explaining the connection state of the refrigerant supply path and the refrigerant flow path in each test head.
図4において、テストヘッド16は内蔵する冷却ユニット(図示しない)に接続された、例えば、フレキシブルチューブからなる冷媒流路28を有する。本実施の形態では、冷却ユニットへの冷媒の供給及び該冷却ユニットからの冷媒の回収のために2つの冷媒流路28が各テストヘッド16に配され、該2つの冷媒流路28のそれぞれに対応して各テストヘッド16の近傍では2つの冷媒供給路27が配される。
In FIG. 4, the
テストヘッド16は整備面に露出する側端面の下部に窪みからなる収容空間29を有し、該収容空間29は2つの冷媒流路28及び2つの冷媒供給路27の接続部27aを収容し、収容空間29において、一の冷媒流路28及び該一の冷媒流路28に対応する接続部27aは、例えば、カプラ(登録商標)からなる継ぎ手30によって接続される。
The
また、収容空間29は受け皿形状を呈するカバー31によって覆われる。したがって、カバー31は継ぎ手30を覆う。また、カバー31はヒンジ32によって回動可能にテストヘッド16へ接続され、回動動作によって開閉される。
The
カバー31の側方下端には漏水チューブ33が接続され、該漏水チューブ33はセルタワー12内に配置され、漏水チューブ33の下流には流量センサ(図示しない)が配置される。継ぎ手30から冷媒が漏れ、該冷媒がカバー31内から漏水チューブ33によって排出される際、流量センサは冷媒の漏れを検知する。本実施の形態では漏水チューブ33がカバー31から取り外し可能に構成される。
A
図5は、冷媒流路及び冷媒供給路の切り離し作業を示す工程図である。 FIG. 5 is a process diagram showing the work of separating the refrigerant flow path and the refrigerant supply path.
まず、カバー31内に冷媒が溜まっていないことを確認した後、漏水チューブ33をカバー31から外し、該カバー31を回動させて収容空間29を開放し、継ぎ手30を暴露させる(図5(A))。
First, after confirming that the refrigerant has not accumulated in the
次いで、継ぎ手30を作業者側に引き出し、継ぎ手30を離間させて冷媒流路28及び冷媒供給路27の接続部27aを切り離し(図5(B))、本作業を終了する。
Next, the joint 30 is pulled out to the operator side, the joint 30 is separated, the
本実施の形態にかかるウエハ検査装置10によれば、各テストヘッド16は冷媒流路28及び冷媒供給路27を接続する継ぎ手30を覆うカバー31を有するので、継ぎ手30から冷媒が漏れたとしてもカバー31によって冷媒の拡散が抑制され、もって、他のテストヘッド16の冷媒濡れを防止することができる。
According to the
また、他のテストヘッド16の冷媒濡れが防止できるので、冷媒流路28を各テストヘッド16に内蔵させるとともに、冷媒供給路27をセルタワー12に内蔵させることができ、もって、ウエハ検査装置10のフットプリントを削減することができる。
Further, since the other test heads 16 can be prevented from getting wet with the refrigerant, the
上述したウエハ検査装置10では、カバー31は、整備面に露出するテストヘッド16の側端面に配置されるので、作業者はカバー31を容易に開閉することができ、もって、テストヘッド16のメンテナンスに伴う冷媒流路28及び冷媒供給路27の切り離し作業を容易に行うことができる。また、カバー31はテストヘッド16の側端面における下部に配置され、さらに、カバー31は受け皿形状を呈するので、継ぎ手30から冷媒が漏れたとしても該冷媒を一時的にカバー31内に留めることができ、冷媒の拡散を確実に抑制することができる。
In the
さらに、上述したウエハ検査装置10では、カバー31には漏水チューブ33が接続されるので、カバー31に一時的に留められた冷媒を、該漏水チューブ33を介して排出することによって除去することができる。また、漏水チューブ33はセルタワー12内に配置されるので、ウエハ検査装置10のフットプリントの増加を抑制することができる。
Furthermore, in the
また、上述したウエハ検査装置10では、冷媒流路28及び冷媒供給路27の接続部27aはフレキシブルチューブからなるので、カバー31を開放した後、継ぎ手30を作業者側に向けて容易に移動させることができ、もって、冷媒流路28及び冷媒供給路27の切り離し作業をより容易に行うことができる。
In the
以上、本発明について、上述した実施の形態を用いて説明したが、本発明は上述した実施の形態に限定されるものではない。 As described above, the present invention has been described using the above-described embodiment, but the present invention is not limited to the above-described embodiment.
例えば、冷媒供給路27は一部をフレキシブルチューブで構成したが、全部をフレキシブルチューブで構成してもよく、また、冷媒流路28をフレキシブルチューブで構成したが、継ぎ手30の近傍のみをフレキシブルチューブで構成してもよい。
For example, a part of the
また、上述した実施の形態では、テストヘッド34の収容空間29を、ヒンジ32によって回動可能にテストヘッド34へ接続されたカバー31によって覆ったが、カバーは収容空間29を開閉可能に覆うものであればよく、例えば、テストヘッド34から引き出し可能に構成されていてもよい。
Further, in the above-described embodiment, the
図6は、本発明の実施の形態の変形例に係る各テストヘッドを説明するための図である。なお、本実施の形態の変形例に係る各テストヘッドの構成、作用に関し、図4のテストヘッド16と重複した構成、作用については説明を省略し、以下に異なる構成、作用についての説明を行う。
FIG. 6 is a diagram for explaining each test head according to a modification of the embodiment of the present invention. In addition, regarding the configuration and operation of each test head according to the modification of the present embodiment, the description of the configuration and operation that overlap with the
図6において、テストヘッド34の収容空間29も受け皿形状を呈するカバー35によって覆われる。カバー35はスライドガイド(図示しない)によってテストヘッド34に係合し、作業者側に引き出し可能に構成される。
In FIG. 6, the
図7は、図6のテストヘッドにおける冷媒流路及び冷媒供給路の切り離し作業を示す工程図である。 FIG. 7 is a process diagram showing a separation operation of the refrigerant flow path and the refrigerant supply path in the test head of FIG.
まず、カバー35内に冷媒が溜まっていないことを確認した後、漏水チューブ33をカバー35から外し、該カバー35を収容空間29から引き出す。このとき、カバー35に覆われた冷媒流路28、冷媒供給路27の接続部27a及び継ぎ手30もカバー35の動きに追従し、引き出されたカバー35内において暴露される(図7(A))。
First, after confirming that the refrigerant has not accumulated in the
次いで、カバー35内から継ぎ手30を作業者側に引き出し、継ぎ手30を離間させて冷媒流路28及び冷媒供給路27の接続部27aを切り離し(図7(B))、本作業を終了する。
Next, the joint 30 is pulled out from the
W ウエハ
10 ウエハ検査装置
12 セルタワー
16 テストヘッド
27 冷媒供給路
28 冷媒流路
30 継ぎ手
31 カバー
Claims (5)
各前記テストヘッドは冷媒流路を内蔵し、前記本体は前記冷媒流路へ冷媒を供給する冷媒供給路を内蔵し、各前記テストヘッドにおいて前記冷媒流路及び前記冷媒供給路が継ぎ手によって接続され、各前記テストヘッドは前記継ぎ手を覆うカバーを有することを特徴とするウエハ検査装置。 A housing-like main body and a plurality of test heads built in the main body are provided. The plurality of test heads are arranged in multiple stages, and each of the test heads inspects a semiconductor device formed on a semiconductor wafer. In a wafer inspection apparatus to which a probe card for
Each of the test heads incorporates a refrigerant flow path, the main body includes a refrigerant supply path for supplying a refrigerant to the refrigerant flow path, and the refrigerant flow path and the refrigerant supply path are connected by a joint in each of the test heads. Each of the test heads has a cover that covers the joint.
前記テストヘッドの各々の一部は前記暴露面に露出し、
前記カバーは前記暴露面に露出するテストヘッドの一部の下部に配置されることを特徴とする請求項1記載のウエハ検査装置。 The body has an exposed side on its side that is exposed without being covered by other components;
A portion of each of the test heads is exposed on the exposed surface;
The wafer inspection apparatus according to claim 1, wherein the cover is disposed under a part of the test head exposed on the exposed surface.
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