KR100346147B1 - 프로브 시스템 - Google Patents

Abstract

본 발명은 반도체 등의 피검사체의 전기적 특성을 검사하기 위한 프로브시스템에 관한 것으로서,

서로 소정 거리 이간하여 일렬로 배치되고 테스트헤드를 피검사체의 전극과 전기적으로 도통시켜서 피검사체의 전기적 특성검사를 실시하는 복수의 검사부와, 검사부의 열을 따라서 평행하게 연장되는 반송로와, 복수의 피검사체가 재치되고 반송로와 대향하며, 또한 반송로의 윗쪽에서 반송로에 대하여 수직으로 승강하는 재치부와, 반송로를 따라서 이동하고 재치부와 각 검사부의 사이에서 피검사체를 수수하는 수수기구를 구비하고 있는 것을 특징으로 한다.

Description

프로브시스템

본 발명은 반도체 등의 피검사체의 전기적 특성을 검사하기 위한 프로브시스템에 관한 것이다.

피검사체의 전기적 특성을 검사하는 프로브장치는 예를 들면 피검사체인 예를 들면 반도체웨이퍼를 반송하기 위한 반송부와 반송부로부터 받은 반도체웨이퍼의 전기적 특성을 검사하는 검사부를 구비하고 있다. 반송부에는 복수의 반도체웨이퍼의 세트로서의 카세트가 재치되는 카세트재치부와, 카세트재치부로부터 반도체웨이퍼를 예를 들면 1장씩 받아서 반송하는 반송기구와, 반송기구에 의하여 반도체웨이퍼로 반송되는 과정에서 반도체웨이퍼의 오리엔테이션플랫부의 향함을 소정의 향함으로 세트하는 프리얼라이먼트부로서의 서브척이 설치되어 있다. 검사부에는 반송부의 반송기구로부터 프리얼라인먼트 후의 반도체웨이퍼를 받아서 재치하는 메인척과, 메인척상의 반도체웨이퍼를 정확히 위치맞춤하는 얼라인먼트기구와, 위치 맞춤 후의 반도체웨이퍼의 전극 패드와 전기적으로 접촉하는 프로브바늘을 갖는 프로브카드가 설치되어 있다. 검사부에는 또한 테스트헤드가 선회 가능하게 부착되어 있다. 이 테스트헤드가 그 선회동작에 의하여 프로브카드와 전기적으로 접 속되고,또한 테스터로부터의 검사신호가 테스트헤드와 프로브카드의 프로브바늘을 통하여 반도체웨이퍼의 전극패드에 송신됨으로써 반도체웨이퍼에 형성된 IC칩의 전기적 특성이 검사된다.

최근에는 반도체 제품의 생산비용의 저감에 의해 반도체 제품이 사용된 전기 제품의 비용이 저감하고 있기 때문에 보다 고부가가치의 전기제품이 개발되고 있다. 이에 동반하여 반도체제품의 종류가 많아지고, 또한 그 수요도 많아져서 반도체제품은 점점 다품종소량생산으로부터 다품종다량생산으로 이행하고 있는 중이 다. 그 때문에 프로브장치의 설치대수가 급격히 중대하는 경향에 있다. 그러나 상기한 바와 같이 프로브장치는 반도체웨이퍼의 반송으로부터 검사까지의 전체를 그 한 대로 실시하는 자기판결형이기 때문에 이것을 신설 또는 증설하는 경우에는 검사에 기본적으로 필요한 검사부만이 아니라 검사부에 대체하는 반송부 등도 검사부와 똑같이 증설하지 않으면 안된다. 따라서 프로브장치의 설치대수가 증가할 때마다 크린룸내에 차지하는 프로브장치의 설치스페이스가 현저히 증대하고, 또한 그 설치비용이 비싸지는 문제가 있다. 그리고 이 문제는 반도체웨이퍼 등의 피검사체의 대형화에 동반하여 점점 심각한 것이 된다.

한편 이와 같은 프로브장치에서는 피검사체의 종류가 다른 경우(로트가 다른 경우) 다른 프로브장치에서 검사를 실시하거나 또는 프로브카드의 교환을 하지 않으면 안되어 검사의 융통성이 결여되고 검사효율이 현저히 저하하는 문제가 있다.

본 발명의 목적은 스페이스절약화 및 저비용화를 촉진할 수 있으며, 또한 검사의 융통성을 높여서 검사효율을 향상시킬 수 있는 프로브시스템을 제공하는 것에있다.

본 발명의 목적은 이하의 프로브시스템에 의하여 달성된다. 즉 이 프로브시스템은 서로 소정 거리 이간하여 일렬로 배치되고 테스트헤드를 피검사체의 전극과 전기적으로 도통시켜서 피검사체의 전기적 특성 검사를 실시하는 복수의 검사부와, 검사부의 열을 따라서 평행하게 연장되는 반송로와, 복수의 피검사체가 재치되고 반송로와 대향하며, 또한 반송로의 윗쪽에서 반송로에 대하여 수직으로 승강하는 재치부와, 반송로를 따라서 이동하고 재치부와 각 검사부의 사이에서 피검사체를 수수하는 수수수단을 구비하고 있다.

이하 도면을 참조하면서 본 발명의 실시예에 대하여 설명한다.

제 1 도~제 13 도는 본 발명의 제 1 실시예를 나타내고 있다. 제 1 도에 나타내는 바와 같이 본 실시예의 프로브시스템(1)은 피검사체인 예를 들면 반도체웨이퍼(W)의 전기적 검사를 실시하는 2개의 검사부(2)(2)를 구비하고 있다. 이들 검사부(2)(2)는 서로 소정의 간격을 두고 X축을 따라서 평행하게 설치되어 있다. 각 검사부(2)는 반도체웨이퍼(W)가 재치되어 진공흡착되는 메인척(3)과, 메인척(3)을 소정의 검사위치로부터 X축, Y축, Z축을 따라서 이동시키며, 또한 Z축 주위(θ 방향)로 회전시키는 구동기구(4)를 구비하고 있다. 또한 구동기구(4)는 제어부(60)에 의하여 그 동작이 제어되고 메인척(3)에 의한 진공흡착의 동작 및 그 동작의 해제도 제어부(60)에 의하여 제어된다.

제 2 도에 나타내는 바와 같이 검사부(2)는 그 검사실(2A)의 천정면이 헤드플레이트(7)에 의하여 형성되어 있다. 상기 검사위치에서 헤드플레이트(7)에는 인서트링(8)이 장착되어 있다. 인서트링(8)에는 프로브카드(5)가 고정되어 있다. 프로브카드(5)는 구동기구(4)에 의하여 검사위치로 이동된 메인척(3)상의 반도체웨이퍼의 (W)와 전기적으로 접촉하는 접촉자, 예를 들면 복수의 프로브바늘(5A)을 갖고 있다.

또한 각 검사부(2)(2)는 프로브카드(5)의 프로브바늘(5A)과 전기적으로 도통하는 테스트헤드(6)(6)를 구비하고 있다. 각 테스트헤드(6)(6)는 서로 이웃하는 검사부(2)(2) 사이에 형성된 공간내에 설치된 선회구동기구(9)에 의해 Y축과 평행한 회전축의 주위를 별개로 선회 동작된다(제 1 도의 일점쇄선의 화살표시 참조). 제 3 도에 선회구동기구(9)의 개략적인 구성이 나타내어져 있다. 도시한 바와 같이 선회구동기구(9)는 Y축과 평행한 회전축(40)과, 회전축(40)을 회전시키는 회전기구 (42)와, 테스트헤드(6)에 고정되어 회전축(40)의 회전에 동반하여 선회하는 선회아암(41)과, 회전축(40)을 갖고, 또한 선회 아암(41)을 통하여 테스트헤드(6)를 지지하는 지지부(44)와, 지지부(44)에 고정돈 승강축과, 승강축을 승강시키는 승강기구 (43)로 이루어지는 선회구동계(A)를 X축방향을 따르는 그 좌우의 양측에 갖고 있다. 또한 회전기구(42) 및 승강기구(43)의 구동은 제어부(60)에 의하여 제어된다. 따라서 이 구성에 따르면 회전기구(42)에 의하여 회전축(40)을 회전시켜서 선회아암(41)을 선회시키면 테스트헤드(6)가 예를 들면 도면중에 일점쇄선으로 나타내는 수평의 퇴피상태(Ⅰ)로부터 180도 선회하여 프로브카드(5)의 바로 위에 수평상태로 위치한다(도면중(Ⅱ)의 상태), 이 상태(Ⅱ)에서 승강기구(43)에 의하여 승강축(45)이 하강되면 테스트헤드(6)는 수평상태인 채 하강히여 도면중 실선으로 나타내는위치에서 콘택트링(48)의 전극(47)을 통하여 프로브카드(5)의 프로브바늘(5A)과 전기적으로 도통한다.

제 1 도에 나타내는 바와 같이 Y축방향을 따르는 선회구동기구(9)의 전방에는 예를 들면 25장의 반도체웨이퍼(W)가 수납된 용기로서의 예를 들면 카세트(C)를 승강 가능하게 재치하는 2대의 재치기구(10)(10)가 인접하여 설치되어 있다. 각 재치기구(10)(10)는 카세트(C)가 재치되는 재치부(10A)와, 재치부(10A)를 가이드레일 (10B)을 따라서 승강시키며, 또한 제어부(60)에 의하여 그 구동이 제어되는 도시하지 않는 승강구동기구로 이루어진다. 가이드 레일(10B)은 수직으로 세워 설치되어 있으며 재치부(10A)의 후단측부위와 예를 들면 걸어 맞추어 가이드레 일(10B)의 전방으로 연장되는 재치부(10A)를 Z축방향으로 안내한다. 또한 상기 승강구동기구는 예를 들면 엔코더를 갖고 있으며, 이 엔코더에 의해 도시하지 않는 모터의 회전수가 검출되고, 그 검출 신호를 기초로하여 재치부(10A)의 이동량이 제어부(60)에 의하여 제어된다.

2대의 재치기(10)(10)의 아래쪽, 구체적으로는 2대의 재치부(10A)의 아래쪽에는 2대의 검사부(2)(2)의 앞면을 따라서 연장되는 반송로로서의 반송레일(11)이 설치되어 있다. 이 반송레일(11)은 예를 들면 검사부(2)(2)의 앞면에 고정된 가늘고 긴 형상의 기대(12)상에 설치되어 있으며 좌측의 검사부(2)의 좌단으로부터 우측의 검사부(2)의 우단까지 연장되어 있다. 반송레일(11)에는 2대의 재치기구(10) (10)와 2대의 검사부(2)(2)의 사이에서 반도체웨이퍼(W)를 수수하는 제 1 수수기구(13)가 설치되어 있다.

제 4 도에 나타내는 바와 같이 제 1 수수기구(13)는 소정의 위치까지 하강한 재치부(10A)상의 카세트(C)로부터 검사전의 반도체웨이퍼(W)를 1장씩 꺼냄 또는 검사 후의 반도체웨이퍼(W)를 카세트(C)내에 수납하는 아암(14)을 갖고 있다. 아암(14)은 연결부품(19)을 통하여 X축방향으로 연장되는 가늘고 긴 형상의 지지체 (16)에 이동 가능하게 지지되어 있다. 즉 지지체(16)의 상면에는 X축방향을 따라서 연장되는 레일(17)이 고정되어 있으며 아암(14)과 연결하는 연결부품(19)이 레일(17)에 이동 가능하게 걸어 맞추고 있다.

지지체(16)의 하면에는 레일(17)을 따라서 연결부품(19)을 X축방향으로 왕복이동시키는 구동기구(18)가 설치되어 있다. 이 구동기구(18)는 반송레일(11)과 걸어맞추는 기대(50)상에 설치되며, 또한 제어부(60)에 의하여 그 구동이 제어된 모터(18A)와, 모터(18A)에 연결되고, 또한 지지체(16)의 좌단부 하면에 지지된 구동풀리(18B)와, 구동풀리(18B)와 쌍을 이루어 지지체(16)의 우단부 하면에 지지된 종동풀리(18C)와, 이들 양 풀리(18B)(18C) 사이에 걸어 돌려진 무단벨트(18D)로 구성되어 있다. 또한 무단벨트(18D)에는 연결부품(19)이 연결되어 있다.

따라서 이와 같은 구성에 따르면 모터(18A)에 의하여 구동풀리(18B)를 회전시켜서 무단벨트(18D)를 동작시키면 연결부품(19)이 레일(17)을 따라서 X축방향으로 왕복이동하고, 이에 동반하여 아암(14)도 X축방향으로 왕복이동한다. 이에 따라 아암(14)은 반도체웨이퍼(W)를 카세트(C)내로부터 반출하는 것이 가능해지고, 또 카세트(C)내에 반도체웨이퍼(W)를 반입하는 것이 가능해진다. 또한 아암(14)은 반도체웨이퍼(W)를 진공흡착함으로써 반도체웨이퍼(W)를 고정상태로 지지할 수 있고진공흡착상태를 해제함으로써 반도체웨이퍼(W)를 해방할 수 있다. 물론 아암(14)에 의한 진공흡착의 동작 및 그 동작의 해제는 제어부(60)에 의하여 제어된다. 또 모터(18A)에는 예를 들면 엔코더가 부설되어 있으며, 이 엔코더에 의하여 모터(18A)의 회전수가 검출되고, 그 검출신호를 기초로 하여 아암(14)의 이동량이 제어부(60)에 의하여 제어된다.

지지체(16)의 우단측에는 아암(14)에 의하여 카세트(C)내로부터 반출된 반도체웨이퍼(W)의 향함을 소정의 방향으로 맞추어서 프리얼라인먼트하기 위한 서브척 (20)이 설치되어 있다. 이 서브척(20)은 제 1 모터(20A)에 의하여 θ방향으로 정역회전되고, 또한 제 2 모터(20B)에 의하여 승강되어 지지체(16)에 형성된 구멍(16A)을 통하여 돌몰(突沒)된다. 또한 서브척(20)은 반도체웨이퍼(W)를 진공흡착함으로써 반도체웨이퍼(W)를 그 상면에 의해 고정상태로 지지할 수 있고 진공흡착상태를 해제함으로써 반도체웨이퍼(W)를 해방할 수 있다. 또한 제 1 및 제 2 모터(20A) (20B)의 구동은 제어부(60)에 의하여 제어되고 서브척(20)에 의한 진공흡착의 동작 및 그 동작의 해제도 제어부(6O)에 의하여 제어된다.

지지체(16)의 윗쪽에는 지지부품(21)에 의하여 지지된 프리얼라인먼트용의 광학센서(22)가 설치되어 있다. 이 광학센서(22)는 서브척(20)상의 반도체웨이퍼 (W)의 오리엔테이션플랫부를 검출하고, 그 검출신호를 제어부(60)에 보낸다. 제어부(60)는 광학센서(22)로부터의 검출신호를 기초로 하여 모터(20A)를 구동시켜서 서브척(20)을 회전시키고 반도체웨이퍼(W)의 오리엔테이션플랫부의 향함을 소정의 향함으로 세트한다.

또한 제 1 도에 나타내는 바와 같이 반송레일(11) 및 제 1 수수기구(13)는 커버(38)에 의하여 덮여져서 외부로부터 차단되어 있다. 이와 같은 커버(38)로서는 예를 들면 투명한 아크릴수지 등으로 이루어지는 투명판이 사용된다. 이에 따라 제 1 수수기구(13)가 재치기구(10)(10)와 검사부(2)(2)의 사이에서 반도체웨이퍼(W)를 수수하는 모양을 외부에서 감시 할 수 있다.

서브척(20)에 의하여 프리얼라인먼트된 반도체웨이퍼(W)는 제 1 수수기구 (13)로부터 제 2 수수기구(23)로 건네어진다. 제 1 도에 나타내는 바와 같이 제 2 수수기구(23)는 제 1 수수기구(13)와 메인척(3)의 사이에서 반도체웨이퍼(W)를 수수하기 위해 검사실(2A)의 우측공간내에 설치되며, 또한 그 공간내에서 Y축방향으로 왕복이동된다. 제 5 도에 나타내는 바와 같이 제 2 수수기구(23)는 프리얼라인먼트 후의 반도체웨이퍼(W)를 제 1 수수기구(13)의 서브척(20)으로부터 받아서 메인척(3)상에 건네는 직사각형상의 상측아암(24)과, 상측아암(24)의 아래쪽에 위치하고, 또한 검사 후의 반도체웨이퍼(W)를 메인척(3)으로부터 받아서 제 1 수수기구(13)의 서브척(20)에 건네는 직사각형 상의 하측아암(25)을 구비하고 있다. 즉 상측아암(24)은 서브척(20)에서 프리얼라인먼트된 반도체웨이퍼(W)를 메인척(3)에 건네는 로더아암으로서 구성되고 하측아암(25)은 검사 후의 반도체웨이퍼(W)를 메인척(3)으로부터 서브척(20)으로 건네는 언로더아암으로서 기능한다. 물론 필요에 따라서 상측아암(24)을 언로더아암으로서 기능시키고 하측아암(25)을 로더 아암으로서 기능시키는 것도 가능하다. 또한 각 아암(24)(25)은 각각 예를 들면 세라믹스에 의하여 형성되어 있다.

제 5 도에 나타내는 바와 같이 각 아암(24)(25)은 각각 검사실(2A)의 우측면에 고정되어 Y축방향으로 연장되는 지지체(26)상에 설치되어 있으며, Y축방향으로 왕복이동할 수 있게 되어 있다. 즉 제 2수수기구(23)는 각 아암(24)(25)을 한측틀로 지지하는 대략 L자상으로 형성된 지지막대(27)(28)와, 이들 지지막대(27)(28)와 걸어 맞추고, 또한 Y축방향으로 연장되는 가이드레일(29)(29)과, 가이드레일(29) (29)을 지지하는 가늘고 긴 형상의 제 1 기대(33)와, 제 1 기대(33)를 하측으로부터 지지하는 가늘고 긴 형상의 제 2 기대(34)와, 제 2 기대(34)에 설치되고, 또한 지지막대(27)(28)와 연결부품(30)(30)을 통하여 연결하는 Y축방향구동기구(31)(31) (제 5 도에는 한쪽의 연결부품(30) 및 Y방향구동기구(31)만이 도시되어 있다)와, 제 2 기대(34)와 지지체(26)에 연결되고, 또한 제 2 기대(34)를 승강이동시켜서 아암(24)(25) 및 Y방향구동기구(31)(31)를 포함하는 상측의 기구를 일체적으로 Z축방향으로 이동시키는 Z방향구동기구(32)를 구비하고 있다.

Y방향구동기구(31)는 하측의 제 2 기대(34)의 아래쪽에 부착되며, 또한 제어부(60)에 의하여 그 구동이 제어되는 모터(31A)와, 이 모터(31A)에 연결되며, 또한 제 2 기대(34)의 좌단부 상면에 고정된 구동풀리(31B)와, 이 구동풀리(31B)와 쌍을 이루어 제 2 기대(34)의 우단부 상면에 고정된 종동풀리(31C)와, 이들 양 풀러 (31B)(31C)사이에 걸어 돌려진 무단벨트(31D)로 구성되어 있다. 무단벨트(31D)에는 아암(24(25))의 지지막대(27(28))에 연결된 연결부품(30(20))이 연결되어 있다. 따라서 각 아암(24)(25)은 Y방향구동기구(31)의 구동에 의하여 가이드레일(29)을 따라서 Y축방향으로 이동할 수 있다. 또한 모터(31A)에는 예를 들면 엔코더가 부설되어 있으며, 이 엔코더에 의해 모터(31A)의 회전수가 검출되고, 그 검출신호를 기초로 하여 아암(24)(25)의 이동량이 제어부(60)에 의하여 제어된다. 한편 Z방향구동기구는 예를 들면 에어실린더에 의하여 구성되고 에어실린더의 실린더로드의 상단이 제 2 기대(34)의 하면의 대략 중앙에 연결되어 있다.

상측의 제 1 기대(33)의 예를 들면 측면에는 각 아암(24)(35)의 Z축방향을 따르는 홈위치(퇴피위치)를 검출하기 위한 근접스위치(35)와, 각 아암(24)(25)의 Y축방향을 따르는 홈위치(퇴피위치)를 검출하기 위한 광학센서(36)가 부착되어 있다. 광학센서(36)는 발광부와 수광부를 갖고 있으며 연결부품(30)에 설치된 차광체 (39)에 의하여 발광부로부터 수광부를 향하는 빛이 차단됨으로써 각 아암(24)(25)의 Y축방향을 따르는 홈위치를 검출한다. 광학센서(36) 및 근접스위치(35)로부터의 검출신호는 제어부(60)에 보내어지고, 제어부(60)는 광학센서(36) 및 근접스위치 (35)로부터의 검출신호를 기초로하여 각 아암(24)(25)의 홈포지션을 인식하며, 그 후의 각 아암(24)(25)의 동작을 제어한다.

제 6 도에 나타내는 바와 같이 아암(24(25))은 그 하면 양측으로부터 내뻗은 내뻗음부(24A)(24A)((25A)(25A))를 갖고 있으며, 전체로서 그 단면형상이 모난 C자상으로 형성되어 있다. 아암(24(25))은 Y방향구동기구(31) 및 Z방향구동기구(32)의 구동에 의해 서브척(20) 또는 메인척(3)상의 반도체웨이퍼(W)에 액세스하고 서브척(20) 또는 메인척(3)상으로부터 내뻗음부(24A)(24A)((25A)(25A))에 의해 반도체웨이퍼(W)를 갖고 받으며, 또는 내뻗음부(24A)(24A)((25A)(25A))에 의하여 지지한 반도체웨이퍼(W)를 메인척(3) 또는 서브척(20)상으로 건넨다. 내뻗음부(24A)(24A)((25A)(25A))에는 진공흡착용의 구멍(도시하지 않음)이 형성되어 있으며, 아암(24(25))에 의하여 반도체웨이퍼(W)를 받을 때에 상기 구멍을 통하여 반도체웨이퍼(W)를 내뻗음부(24A)(24A)((25A)(25A))에 흡착고정할 수 있다.

따라서 상측아암(24)에 의하여 반도체웨이퍼(W)를 서브척(20)으로부터 받을 때에는 상측아암(24)은 서브척(20)에 액세스하고, 그 내뻗음부(24A)(24A)에 의하여 반도체웨이퍼(W)를 받는다. 이 때 서브척(20)에 의한 진공흡착은 해제된다. 한편 하측아암(25)으로부터 반도체웨이퍼(W)를 서브척(20)으로 건넬때에는 하측아암(25)이 서브척(20)의 바로 위에 온 시점에서 서브척(20)이 상승되고 반도체웨이퍼(W)가 내뻗음부(25A)(25A)로부터 이간되도록 하측아암(25)내에서 뜨게 된다. 그 후 반도체웨이퍼(W)가 하측아암(25)내에서 뜨게된 상태에서 하측아암(25)이 서브척(20)측으로부터 제 2 수수기구(23)측으로 Y축방향으로 이동된다. 이에 따라 서브척(20)에 반도체웨이퍼(W)가 건네어진다.

제 7(B) 도에 나타내는 바와 같이 메인척(3)의 중앙부에는 예를 들면 3개의 승강핀(3A)(도면중에서는 2개만이 나타내어져 있다)이 설치되어 있다. 이들 승강핀 (3A)은 상측아암(24)으로부터 반도체웨이퍼(W)를 받을 때에 메인척(3)내로부터 돌출하고 상측아암(24)으로부터 반도체웨이퍼(W)를 받은 후에 메인척(3)내로 퇴몰(退沒)한다. 메인척(3)은 상측아암(24)으로부터 반도체웨이퍼(W)를 받아서 승강핀 (3A)이 메인척(3)내로 퇴몰한 후에 반도체웨이퍼(W)를 진공흡착한다.

따라서 메인척(3)에 의하여 상측아암(24)으로부터 반도체웨이퍼(W)를 받을 때에는 우선 메인척(3)이 제 7(A) 도에 나타내는 초기위치로부터 구동기구(4)에 의하여 제 7(B) 도에 나타내는 위치까지 상승되고, 또한 상측아암(24)이 메인척(3)의 바로 위에 온 시점에서 승강핀(3A)이 돌출되고, 또한 메인척(3)이 제 7(B) 도에 나타내는 위치보다더 더욱 상승되어 반도체웨이퍼(W)가 승강핀(3A)에 의해 내뻗음부 (24A)(24A)로부터 이간되도록 상측아암(24)내에서 뜨게된다. 그 후 반도체웨이퍼 (W)가 상측아암(24)내에서 뜨게된 상태에서 상측아암(24)이 메인척(3)측으로부터 제 1 수수기구(13)측으로 Y축방향으로 이동된다. 이에 따라 메인척(3)에 반도체웨이퍼(W)가 건네어진다. 한편 하측아암(25)은 제 8 도에 나타내는 바와 같이 반도체웨이퍼(W)가 승강핀(3A)에 의하여 메인척(3)상으로부터 뜨게 되었을 때에 메인척 (3)에 액세스하고 내뻗음부(25A)(25A)에 의하여 반도체웨이퍼(W)를 받는다. 이 때 메인척(3)에 의한 진공흡착은 해제되고 승강핀(3A)이 메인척(3)내로 퇴몰된다.

제 1 도에 나타내어지는 바와 같이 검사부(2)에는 프로브카드(5)를 반자동으로 교환하는 카드반송기구(37)가 설치되어 있다. 카드반송기구(37)는 프로브카드 (5)를 트레이(37A)상에 얹어서 반송한다. 트레이(37A)는 검사실(2A)의 앞면에서 수직으로 넘어진 도시한 수납위치에서 프로브카드(5)를 세트 가능한 수평인 세트위치까지 오퍼레이터에 의해 회동된다. 이 세트위치에서 트레이(37A)상에 프로브카드 (5)가 세트되면 트레이(37A)는 카드반송기구(37)에 의하여 세트위치로부터 인서트링(8)에 프로브카드(5)를 수수하는 수수위치(검사실(2A)내의 인서트링(8)의 바로 아래)로 이동되어 프로브카드(5)를 자동반송한다. 인서트링(8)에는 프로브카드(5)를 착탈하는 착탈기구(도시하지 않음)가 부착되어 있으며 인서트링(8)의 바로 아래에서 트레이(37A)가 상승되면, 이 착탈기구를 통하여 프로브카드(5)가 인서트링(8)에 자동적으로 장착되고, 또는 인서트링(8)에 장착되어 있는 프로브카드(5)가 자동적으로 떼내어진다.

검사실(2A)의 내부에는 얼라인먼트용의 한쌍의 CCD카메라(도시하지 않음)가 상하에 위치하여 설치되어 있다. 반도체웨이퍼(W)를 검사시의 향함에 정확하게 위치 맞춤하기 위해 이들 CCD카메라는 프로브바늘(5A)과 반도체웨이퍼(W)를 고배율 및 저배율로 촬상한다. 이들 CCD카메라와는 별도로 검사실(2A)의 내부를 감시하기 위한 CCD카메라가 설치되어 있으며, 이 CCD카메라에 의하여 촬상된 검사실(2A)의 내부의 영상은 표시장치(39)의 양면(39A)에 표시된다.

다음으로 상기 구성의 프로브시스템(1)을 이용하여 반도체웨이퍼(W)의 검사를 실시하는 경우에 대하여 제 9 도를 참조하면서 설명한다.

우선 복수의 반도체웨이퍼(W)가 수납된 카세트(C)가 2대의 재치기구(10)(10)의 재치부(10A)(10A)상에 각각 재치된 상태에서 표시장치(39)의 양면에 표시된 조작패널상의 소정의 스위치가 조작되면 프로브시스템(1)이 기동된다. 프로브시스 템(1)이 기동되면 제 1 수수기구(13)가 반송레일(11)상을 재치기구(10)를 향하여 X축방향으로 이동하며, 또한 예를 들면 좌측의 재치부(10A)가 하강하여, 소정위치에서 정지한다. 그 후 제 1 수수기구(13)가 웨이퍼꺼냄위치에서 정지하고, 또한 아암(14)이 X축방향으로 전진(도면중 오른쪽 방향)하여 좌측의 재치부(10A)상의 카세트(C)내의 소정 위치에 진입하면서 반도체웨이퍼(W)에 액세스한다. 반도체웨이퍼 (W)에 액세스한 아암(14)은 반도체웨이퍼(W)를 진공흡착한 후 X축방향으로 후회하여 카세트(C)내로부터 반도체웨이퍼(W)를 반출한다(제 9 도 중의 ①의 상태). 이사이 제 1 수수기구(13)는 아암(14)와 함께 X축방향으로 후퇴하여 제 2 수수기 구(23)에 대한 수수위치(제 9 도중의 ②의 위치)에서 정치한다. 제 1 수수기구(13)가 수수위치 ②로 이동하는 사이 아암(14)이 서브척(20)의 돌몰위치보다도 X축방향으로 후퇴하고 반도체웨이퍼(W)가 서브척(20)상에 위치된다. 이 상태에서 서브척 (20)은 모터(20B)의 구동에 의하여 상승되고 아암(14)에 지지된 반도체웨이퍼(W)의 안쪽면에 접촉하며, 또한 반도체웨이퍼(W)를 진공흡착한다. 이 때 아암(14)에 의한 진공흡착상태가 해제된다. 그 후 모터(20A)의 구동에 의하여 서브척(20)이 θ방향으로 회전된다. 서브척(20)이 회전하는 사이 프리얼라인먼트용의 광학센서(22)가 반도체웨이퍼(W)의 오리엔테이션플랫부를 검출한다. 제어부(60)는 광학센서(22)로부터의 검출신호를 기초로하여 모터(20A)의 구동, 즉 서브척(20)의 회전량을 제어하고 반도체웨이퍼(W)를 소정의 향함으로 프리얼라인먼트한다. 상기한 바와 같이 이 프리얼라인먼트는 제 1 수수기구(13)가 수수위치 ②로 이동되는 사이에 실시된다.

반도체웨이퍼(W)의 프리얼라인먼트가 종료되고 제 1 수수기구(13)가 수수위치 ②에서 정지하면 제 2 수수기구(23)의 상측아암(24)은 Y방향구동기구(31)에 의하여 수수위치 ②까지 Y축방향으로 이동하고, 또는 이미 이 수수위치 ②의 근처에서 대기하고 있다. 상측아암(24)은 이 수수위치 ②에서 Y축방향으로 서브척(20)에 액세스하고, 그 내뻗음부(24A)(24A)에 의하여 반도체웨이퍼(W)를 받는다. 이 때 서브척(20)에 의한 진공흡착은 해제된다. 그 후 반도체웨이퍼(W)를 받은 상측아 암(24)은 검사실(2A)내의 수수위치 ④에서 대기하고 있는 메인척(3)상까지 Y축방향으로 이동되고(제 9 도 중의 ③의 상태) 수수위치 ④에서 반도체웨이퍼(W)를 메인척(3)상에 수수한다. 이 동작에 대해서는 전술했다.

반도체웨이퍼(W)를 받은 메인척(3)은 구동기구(4)에 의하여 검사위치로 이동되고(제 9 도 중의 ⑤의 상태) 도시하지 않는 얼라인먼트기구의 작용을 받아서 X축, Y축 및 θ방향으로 이동되어 반도체웨이퍼(W)의 얼라인먼트를 실시한다. 반도체웨이퍼(W)의 얼라인먼트가 종료되면 메인척(3)이 상승되고 반도체웨이퍼(W)의 전극이 프로브바늘(5A)에 전기적으로 접촉된다. 이에 따라 반도체웨이퍼(W)의 전기적 특성이 검사된다.

한편 제 2 수수기구(23)에 반도체웨이퍼(W)를 수수한 제 1 수수기구(13)는 그 후 좌측의 검사부(2)에서 반도체웨이퍼(W)의 전기적 특성이 검사되기까지의 사이, 다음에 검사해야 할 반도체웨이퍼(W)를 좌우 어느 쪽인가의 재치부(10A)(10A)상의 카세트(C)내로부터 상기한 바와 같이 반출하고, 이 미검사의 반도체웨이퍼(W)를 우측의 검사부(2)를 향하여 반송한다. 우측의 검사부(2)에서는 시간차를 갖고 좌측의 검사부(2)의 경우와 똑같이(우측의 검사부(2)에도 좌측의 검사부(2)와 똑같은 차례 번호 ②, ③ …이 붙어 있다) 반도체웨이퍼(W)가 제 1 수수기구(13)로부터 제 2 수수기구(2)를 통하여 메인척(3)으로 건네어져서 검사된다. 이러한 제 1 수수기구(13)의 일련의 움직임은 투명한 커버(38)를 통하여 감시 된다.

각 검사부(2)(2)에서의 검사시간은 반도체웨이퍼(W)가 수수되는 시간과 비교하면 훨씬 길다. 그 때문에 제 1 수수기구(13) 및 제 2수수기구(23)는 다음의 검사에 구비한 이하와 같은 동작을 실시한다. 즉 제 1 수수기구(13)는 상기한 바와 같이 우측의 검사부(2)에서 제 2 수수기구(23)의 상측아암(24)에 반도체웨이퍼(W)를 수수한 후 다시 좌우 어느쪽인가의 재치부(10A)(10A)상의 카세트(C)내로부터 미검사의 반도체웨이퍼(W)를 꺼내고, 이 반도체웨이퍼(W)를 메인척(3)에 대한 웨이퍼건넴 동작이 이미 종료된 좌측의 검사부(2)의 제 2 수수기구(23)의 상측아암(24)에 건넨다. 이 경우 상측아암(24)은 Y방향 구동기구(31)에 의하여 수수위치 ②까지 Y축방향으로 이동하여 제 1수수기구(13)로부터 웨이퍼(W)를 받는다. 그 후 제 1 수수기구(13)는 계속해서 좌우 어느쪽인가의 재치부(10A)(10A)상의 카세트(C)내로부터 미검사의 반도체웨이퍼(W)를 꺼내고, 이 반도체웨이퍼(W)를 메인척(3)에 대한 웨이퍼건넴 동작이 이미 종료된 우측의 검사부(2)의 제 2 수수기구(23)의 상측아 암(24)에 건넨다. 이 경우도 상측아암(24)은 Y방향구동기구(31)에 의하여 수수위치 ②까지 Y축방향으로 이동하여 제 1수수기구(13)로부터 웨이퍼(W)를 받는다. 이와 같이 하여 제 1 수수기구(13)로부터 반도체웨이퍼(W)를 받은 각 검사부(2)(2)의 각각의 상측아암(24)(24)은 다시 Y축방향으로 이동하여 앞서 메인척(3)에 건넨 반도체웨이퍼(W)의 검사가 종료되기까지의 사이 수수위치 ④에서 대기한다.

좌측의 검사부(2)에 있어서 반도체웨이퍼(W)의 검사가 종료되면 메인척(3)은 수수위치 ④까지 이동하고, 또한 그 진공흡착상태를 해제하며 승강핀(3A)에 의하여 검사 후의 반도체웨이퍼(W)를 들어올린다. 그 직후 제 2 수수기구(23)의 하측아 암(25)이 수수위치 ④까지 이동되고 반도체웨이퍼(W)가 메인척(3)으로부터 하측아암(25)으로 인도된다(이 동작에 대해서는 전술했다). 계속해서 하측아암(25)은 수수위치 ②를 향하여 Y축방향으로 이동되고(제 9 도 중의 ⑥의 상태) 수수위치 ②에서 검사 후의 반도체웨이퍼(W)를 제 1 수수기구(13)의 서브척(20)상에 건넨다(제 9 도 중의 ⑦의 상태). 이와 병행하여 수수위치 ④에서 대기하고 있던 제 2 수수기구(23)의 상측아암(24)은 이미 대기하고 있던 미검사의 반도체웨이퍼(W)를 메인척(3)에 건넨다. 그 후 메인척(3)은 그 미검사의 반도체웨이퍼(W)의 검사를 실시하기 위해 검사위치로 이동한다.

제 1 수수기구(13)는 서브척(20)에 의해 검사 후의 반도체웨이퍼(W)를 받은 후 아암(14)을 서브척(20)상의 반도체웨이퍼(W)의 아래쪽까지 이동시킨다. 이 상태에서 서브척(20)이 하강되고, 또한 그 진공흡착상태가 해제되어 반도체웨이퍼(W)가 진공흡착에 의하여 아암(14)에 건네어진다. 그 후 제 1 수수기구(13)는 X축방향으로 이동하고 아암(14)에 의하여 반도체웨이퍼(W)를 카세트(C)내의 원래의 위치로 되돌린다.(제 9 도 중의 ⑧의 상태). 그 후 제 1 수수기구(13)는 우측의 검사부(2)로 이동하고 좌측의 검사부(2)와 똑같이하여 우측의 검사부(2)로부터 검사 후의 반도체웨이퍼(W)를 받고, 그 반도체웨이퍼(W)를 카세트(C)내의 원래의 위치로 되돌린다. 이 사이 우측의 검사부(2)에서는 수수위치 ④에서 대기하고 있던 제 2 수수기구(23)의 상측아암(24)이 이미 대기하고 있던 미검사의 반도체웨이퍼(W)를 메인척(3)으로 건넨다. 그 후 메인척(3)은 그 미검사의 반도체웨이퍼(W)의 검사를 실시하기 위해 검사위치로 이동한다. 이와 같은 일련의 동작은 모든 반도체웨이퍼 (W)의 검사가 종료되기까지 계속된다.

또한 이상 설명한 일련의 움직임 중 기본이 되는 움직임 ①~⑧의 흐름도가 제 10 도에 나타내어져 있다. 또한 제 10 도 중 "TA"는 제 2 반송기구(23)를, "MC"는 메인척(3)을, "SC"는 서브척(20)을 각각 의미하고 있다.

상기 구성의 프로브시스템(1)에 따르면 2대의 검사부(2)(2)에서 로트가 다른 2종류의 반도체웨이퍼(W)의 검사를 실시하는 경우 각 검사부(2)(2)에 각각의 로트에 맞는 프로브카드(5)를 장착하고, 각 검사부(2)(2)에 다른 반도체웨이퍼(W)를 배분하여 로트가 다른 반도체웨이퍼(W)를 병행하여 검사할 수도 있다. 이 경우 로트가 다른 반도체웨이퍼(W)가 동일한 카세트(C)내에 수납되어 있는 경우에도 또는 다른 카세트(C)내에 수납되어 있는 경우에도 제 1 수수기구(13)는 제어부(60)의 제어하에서 카세트(C)내의 반도체웨이퍼(W)를 그 로트에 입각하여 각 검사부(2)(2)에 자동적으로 배분한다. 이와 같은 검사형태에 있어서의 동작의 한 예가 제 11 도의 흐름도에 나타내어져 있다. 기본적인 흐름은 제 10 도에서 나타낸 흐름과 같다. 또한 제 11 도 중 "STG1"은 좌측의 검사부(2)를, "STG2"는 우측의 검사부(2)를 각각의미하고 있다.

또 상기 구성의 프로브시스템(1)에 따르면 검사부(2)에 의하여 검사된 전기적 특성이 규정한 특성을 클리어 하고 있지 않은 경우 그 불량의 반도체웨이퍼(W)를 제 1 반송기구(13)에 의하여 별개로 준비된 리젝트캐리어에 수납할 수도 있다. 이와 같은 검사형태에 있어서의 동작의 한 예가 제 12 도의 흐름도에 나타내어져 있다. 기본적인 흐름은 제 10 도에서 나타낸 흐름과 같다.

또한 상기 구성의 프로브시스템(1)에 따르면 반도체웨이퍼(W)의 소정의 전기특성검사를 좌측의 검사부(2)에서 실시한 후에 다른 전기특성검사를 우측의 검사부(2)에서 실시할 수도 있다. 즉 반도체웨이퍼(W)의 2종류의 전기특성 검사를좌우의 검사부(2)(2)의 각각에서 따로 따로 실시할 수 있다. 이와 같은 검사형태에 있어서의 동작의 한 예가 제 13 도의 흐름도에 나타내어져 있다. 기본적인 흐름은 제 10 도에서 나타낸 흐름과 같다. 또한 제 13 도 중 "TA1"은 좌측의 검사부(2)측의 제 2 반송기구(23)를, "TA2"는 우측의 검사부(2)측의 제 2 반송기구(23)를, "C1"은 좌측의 카세트를, "C2"는 우측의 카세트를 각각 의미하고 있다.

이상 설명한 바와 같이 본 실시예의 프로브시스템(1)은 카세트(C)가 재치되는 2대의 재치 기구(10)(10)가 승강 가능하게 설치되고 2대의 검사부(2)(2)의 앞면을 따라서 연장되는 반송레일(11)이 재치기구(10)(10)의 아래쪽에 설치되고, 또한 각 재치기구(10)(10)와 각 검사부(2)(2)의 사이에서 반도체웨이퍼를 수수하는 제 1 수수기구(13)가 반송레일(13)에 이동 가능하게 설치되어 있다. 즉 2대의 검사부(2) (2)는 반송레일(11)과 제 1 수수기구(13)를 공유하고 재치기구(10)가 반송레일(11)과 대향하며, 또한 반송레일(11)의 윗쪽에서 반송레일(11)에 대하여 수직으로 승강하게 되어 있다. 따라서 크린룸내에 있어서의 프로브시스템(1)의 설치스페이스가 삭감되고 스페이스절약화를 촉진시키며, 또한 저비용화를 달성할 수 있다.

또 본 실시예의 프로브시스템(1)에서는 제 1 수수기구(13)가 반송레일(11)을 통하여 2대의 재치기구(10)(10)와 2대의 검사부(2)(2)의 사이를 이동 가능하기 때문에 로트가 다른 반도체웨이퍼(W), 즉 검사종류가 다른 반도체웨이퍼(W)를 동시 에 검사하는 경우(좌측의 카세트(C)내의 반도체웨이퍼(W)와 우측의 카세트(C)내의 반도체웨이퍼(W)가 그 검사종류를 달리 하는 경우)에도 2대의 검사부(2)(2)를 놀리는 일 없이 효율 있게 이용하여 반도체웨이퍼(W)의 검사효율을 향상시킬 수 있다.물론 2종류의 로트의 반도체웨이퍼(W)가 동일한 카세트(C)내에 수납되어 있던 경우에도 제 1 수수기구(13)에 의해 다른 로트의 반도체웨이퍼(W)를 2대의 검사부(2) (2)에 배분하여 검사를 실시 할 수 있기 때문에 장치의 융통성이 우수하고, 또한 효율 있게 검사를 실시할 수 있다.

또 본 실시예의 프로브시스템(1)에서는 제 1 수수기구(13)가 재치기구(10) (10)로부터 각 검사부(2)(2)의 제 2 수수기구(23)까지 이동하는 사이에 서브척(20)에 의해 반도체웨이퍼(W)가 프리얼라인먼트된다. 따라서 검사효율이 훨씬 향상된다.

또 본 실시예의 프로브시스템(1)에서는 2대의 테스트헤드(6)(6)를 선회시키는 선회구동기구(9)가 서로 이웃하는 검사부(2)(2) 사이의 공간내에 설치되어 있다. 즉 검사부(2)(2)는 선회구동기구(9)를 공유하고 있다. 따라서 프로브시스템(1)이 콤팩트화되고 물론 스페이스절약화를 피할 수 있다.

또 본 실시예의 프로브시스템(1)에서는 반도체웨이퍼(W)를 일정한 향함에 위치맞춤하는 서브척(20)이 제 1 수수기구(13)에 설치되어 있기 때문에 서브척(20)을 종래보다도 1대분 삭감할 수 있어서 스페이스절약화를 꾀할 수 있다.

또 본 실시예의 프로브시스템(1)에서는 반송용레일(11)과 제 1 수수기구(13)가 투명커버(38)에 의하여 덮여져 있기 때문에 제 1 수수기구(13)를 외부로부터 감시할 수 있다.

그런데 상기 구성의 프로브시스템(1)을 증설하는 경우에는 제 1 도에도 나타내는 바와 같이 복수의 프로브시스템(1…)을 서로 이웃하게 하여 배치하고 서로 이웃하는 프로브시스템(1)(1)끼리의 반송레일(11)(11)을 중계반송레일(11A)을 통하여 서로 접속함으로써 양 프로브시스템(1)(1)의 반송레일(11)을 일체화할 수 있고, 이에 따라서 제 1 수수기구(13)를 양 프로브시스템(1)(1)에서 공유할 수 있다. 제 1 수수기구(13)를 양 프로브시스템(1)(1)에서 공유한 응용예가 제 2 실시예로서 제 14 도~제 17 도에 나타내어져 있다.

이 제 2 실시예의 프로브시스템에서는 제 14 도 및 제 15 도에 나타내는 바와 같이 복수의 검사부(P(P1, P2…Pn))가 X축방향으로 연장되는 후술하는 테스트헤드지지기구(107)의 이동로(171)를 따라서 일렬로 서로 소정의 간격을 두고 설치되어 있다. 이들 프로브장치(P)의 정면측(제 14 도에서는 안측, 제 15 도에서는 하측)에는 프로브장치(P)의 나열을 따라서 레일로 이루어지는 반송로(121)가 설치되어 있다. 반송로(121)에는 제 1 웨이퍼 반송기구(102)가 이동 가능하게 부착되어 있다. 웨이퍼반송기구(102)는 반송로(121)의 안내에 의하여 이동되고, 또한 θ방향 (Z축 주위)에 회전 가능한 반송부(122)와, 이 반송부(122)에 진퇴 자유롭게 설치된 아암(123)을 구비하고 있다.

프로브장치(P)의 나열의 일단측에는 웨이퍼(W)의 수수부인 로더/언로더부 (130)가 설치되어 있다. 이 로더/언로더부(130)에는 복수의 웨이퍼카세트(C)(도면에서는 편의상 웨이퍼카세트(C)를 4개 로 하고 있다)를 Y축방향으로 일렬로 배열하여 재치하기 위한 카세트스테이지(131)가 설치되어 있다. 카세트스테이지(131)과 대향하도록 프로브장치(P)측에는 예를 들면 레일로 이루어지는 반송로(141)가 Y축방향으로 연장되어 있다. 반송로(141)에는 제 2 웨이퍼 반송기구(104)가 이동 가능하게 부착되어 있다. 이 웨이퍼반송기구(104)는 반송로(141)의 안내에 의하여 이동되고, 또한 Z축방향 및 θ 방향으로 이동 가능한 반송부(142)와, 이 반송부(142)에 진퇴 자유롭게 설치된 아암(143)을 구비하고 있다.

반송로(141)의 일단부측에는 웨이퍼(W)의 오리엔테이션플랫부의 향함을 맞추기 위한 프리얼라인먼트스테이지(132)가 설치되어 있다. 반송로(121)와 반송로(14 1)의 사이에는 제 1 및 제 2 반송기구(102)(104)의 사이에서 웨이퍼(W)의 수수를 실시하기 위한 중간수수스테이지(133)가 설치되어 있다.

프로브장치(P(P1~Pn))는 제 16 도 및 제 17 도에 나타내는 바와 같이 정면측에 웨이퍼의 반송구(151)가 형성된 광주리체(152)와, 이 광주리체(152)내에 설치 된 프로브카드(153)와, 이 프로브카드(153)의 아래쪽측 영역에서 X축, Y축, Z축, θ방향으로 이동 자유로운 웨이퍼재치대(154)와, 광주리체(152)의 상면측에서 가이드(160)에 의해 위치결정된 상태로 재치된 테스트헤드(106)를 구비하고 있다. 프로브카드(153)는 그 하면측에 프로브, 예를 들면 프로브바늘(155)을 구비하고 있으며 인서트링(156)을 통하여 광주리체(152)에 부착되어 있다.

테스트헤드(106)는 그 하면측에 퍼포먼스보드(161)를 구비하고 있다. 퍼포먼스보드(161)의 복수의 전극은 콘택트링(162)의 핀(163)을 통하여 프로브카드(153)의 복수의 전극에 각각 전기적으로 접속되어 있다. 또한 콘택트링(162)의 핀(163)은 스프링에 의해 항상 돌출방향으로 힘이 가해져 있다. 테스트헤드(106)의 측면에는 후술하는 테스트헤드지지기구(107)의 아암(172)(173)과 걸어맞추는 오목부(164)가 형성되어 있다. 프로브장치(P(P1~Pn))의 각 테스트헤드(106)는 예를 들면 그 1대로 복수의 테스트헤드(106)와 데이터의 수수를 실시할 수 있는 도시하지 않는 테스터에 접촉되어 있다.

제 14 도 및 제 15 도에 나타내는 바와 같이 프로브장치(P)의 배면측에는 예를 들면 레일로 이루어지는 이동로(171)가 X축방향으로 연장되어 있다. 이동로 (171)에는 이동로(17)를 따라서 이동하는 테스트헤드지지기구(107)가 부착되어 있다. 제 16 도에 나타내는 바와 같이 테스트헤드지지기구(107)는 테스트헤드(106)의 양측면을 지지하기 위한 한쌍의 아암(172)(173)을 구비하고 있다. 이들 아암(172) (173)은 그 양단부에 서로 역방향으로 나사가 잘린 나사부를 갖고, 또한 모터(M1)에 의하여 회전구동되는 볼나사(174)에 나사식으로 맞추어져 있다. 따라서 아암(17 2)(173)은 볼나사(174)의 회전에 의하여 가이드(174a)에 가이드되면서 서로의 이간거리를 변화시킬 수 있다. 아암(172)(173)의 내면에는 테스트헤드(106)의 측면에 설치된 오목부(164)와 걸어 맞추는 돌기부가 형성되어 있다. 오목부(164)와 돌기부(175)의 걸어맞춤에 의해 테스트헤드(106)를 지지하는 아암(172)(173)의 지지상태가 강고해진다. 아암(172)(173)의 외측에는 볼나사(174) 및 가이드(174a)를 지지하고, 또한 모터(M2)에 의하여 Y축방향과 평행한 수평축(176)의 주위에서 회동 가능한 지지틀(177)이 설치되어 있다.

모터(M2)는 Z축방향으로 연장되는 볼나사(181)의 회전에 의하여 가이드(182)에 가이드되면서 승강하는 승강체(183)에 부착되어 있다. 볼나사(181)는 가이드레일(171)에 가이드되어 이동하는 이동기체(184)에 지지되어 있다. 또한 볼나사(181) 및 이동기체(184)의 구동부(도시하지 않음)와 모터(M1)(M2)의 구동은 제 15 도에나타내는 바와 같이 예를 들면 조작패널(180a)로부터의 조작신호를 기초로 하여 제어부(180)에 의하여 제어된다.

이동기체(184)를 각 프로브장치(P)와 대향하는 위치에 정지시키기 위해 예를 들면 프로브장치(P)측에, 그 프로브장치(P)에 할당된 위치에 발광부를 부착하는 한편 테스트헤드지지기구(107)측에 각 프로브장치(P)의 발광부의 빛을 수광할 수 있도록 전체 발광부에 대응하는 수광부를 부착한다. 이 구성에 있어서, 제어부(180)는 수광부 중의 어느쪽의 수광부가 수광하고 있는 가를 검출하고 이동기체(184)가 어떤 프로브장치(P)에 대향하고 있는가를 판단하고 목적으로 하는 프로브장치(P)에 이동기체(184)를 대향시켜서 정지시키도록 제어한다. 또 제어부(180)는 제 1 및 제 2 웨이퍼 반송기구(102)(104)의 동작을 예를 들면 소정의 프로그램을 기초로 하여 제어한다.

다음으로 상기 구성의 프로브시스템의 동작에 대하여 설명한다. 우선 제 2 웨이퍼 반송기구(104)에 의하여 로더부(130)의 카세트스테이지(131)의 카세트(C)내 로부터 1장의 웨이퍼(W)가 꺼내어진다. 제 2 웨이퍼 반송기구(104)는 이 웨이퍼(W)를 프리얼라인먼트스테이지(132)에 반송하여 웨이퍼(W)의 오리엔테이션플랫부의 향함을 맞춘다. 그 후 제 2 웨이퍼 반송기구(104)는 프리얼라인먼트된 웨이퍼(W)를 중계스테이지(133)에 수수한다. 다음으로 제 1 웨이퍼반송기구(102)가 중계스테이지(133)상의 웨이퍼를 받는다. 그 후 웨이퍼(W)는 제 1 웨이퍼 반송구(102)에 의하여 프로브장치(P)(예를 들면 P3)의 앞까지 이동되고 프로브장치(P3)의 웨이퍼반출입구(151)를 통하여 광주리체(152)내의 웨이퍼재치대(154)에 수수된다. 이 수수동작은 제 1 웨이퍼반송기구(102)의 아암(123)에 의하여 실시된다.

웨이퍼반송기구(102)(104)와 각 스테이지(132)(133) 및 웨이퍼재치대(154)의 사이의 웨이퍼(W)의 수수는 예를 들면 스테이지(132)(133) 및 웨이퍼재치대(154)의 상면에 돌출 자유롭게 설치된 지지핀을 이용하여 실시된다.

계속해서 웨이퍼재치대(154)에 의하여 웨이퍼(W)와 프로브바늘(155)의 위치맞춤이 실시된 후 웨이퍼 재치대(154)가 상승되고 웨이퍼(W)상의 IC칩의 전극패드와 프로브바늘(155)이 전기적으로 접촉된다. 이 상태에서 프로브카드(153)을 통하여 테스트헤드(106)와 웨이퍼(W)상의 IC칩의 사이에서 신호의 수수가 실시되고 테스트헤드(106)에 접속된 도시하지 않는 테스터에 의하여 IC칩의 검사가 실시된다. 또한 웨이퍼재치대(154)를 이용한 웨이퍼(W)의 위치 맞춤은 예를 들면 웨이퍼(W)와 프로브바늘(155)을 접촉시켜서 그 바늘흔적을 도시하지 않는 현미경으로 관찰하고, 그 결과를 기초로 하여 웨이퍼재치대(154)의 X축, Y축, θ방향의 위치를 조정함으로써 실시된다.

웨이퍼재치대(154)가 스태핑 동작을 실시함으로써 상기한 바와 같이 웨이퍼 (W)상의 IC칩이 차례로 검사되고 모든 IC칩의 검사가 종료되면 웨이퍼(W)는 제 1 웨이퍼 반송기구(102)에 의하여 웨이퍼 재치대(154)로부터 꺼내어진다. 그 후 웨이퍼(W)는 상기 한 동작과 반대의 동작에 의해 중계스테이지(133) 및 제 2 웨이퍼반송기구(104)를 통하여 예를 들면 원래의 카세트(C)내로 되돌아가게 된다.

프로브카드(153)의 것을 교환이나 퍼포먼스보드의 교환, 또는 테스트헤드 (106)의 관리를 실시하는 경우에는 예를 들면 조작패널(180a)에 의해 제어부(180)를 통하여 테스트헤드지지기구(107)를 가이드레일(171)을 따라서 이동시켜서 교환 또는 관리 대상이 되는 프로브장치(P)와 대향하는 위치에 정지시킨다. 이 때 테스트헤드지지기구(107)의 아암(172)(173)은 테스트헤드(106)의 바로 위에 수평상태로 위치한다. 이 상태에서 볼나사(181)를 회전시켜서 테스트헤드지지기구(107)의 아암(172)(173)을 하강시키고, 또한 모터(M1)를 구동시키고 아암(172)(173)에 의하여 테스트헤드(106)를 파지한다. 그 후 아암(172)(173)를 다시 상승시켜서 테스트헤드(106)를 Z축방향으로 이동시키고, 또한 예를 들면 테스트헤드지지기구(107)를 약간 X축방향으로 이동시킨 상태에서 모터(M2)의 구동에 의해 아암(172)(173)을 축(176) 주위에 회동시킨다. 이에 따라 테스트헤드(106)는 제 17 도에 일점쇄선으로 나타내는 바와 같이 수직으로 기립한 상태가 된다. 이 상태에서 소정의 교환작업 또는 관리작업이 실시된다. 이 때 필요에 따라서 테스트헤드지지기구(107)는 테스트헤드(106)를 지지한 채 다른 장소에 X축방향으로 이동된다. 소정의 교환작업 또는 관리작업이 종료되면 테스트헤드지지기구(107)는 상기 한 동작과 반대의 동작에 의해 테스트헤드(106)를 원래의 프로브장치(P)의 본체상에 재치한다.

이상 설명한 바와 같이 본 실시예의 프로브시스템에서는 테스트헤드(106)가 프로브장치(P)에 재치되어 있는 것뿐이기 때문에 각 프로브장치(P)에 테스트헤드 (106)를 지지하는 기구, 예를 들면 힌지기구나 밸런서 등의 대규모의 기구를 설치하지 않고 완료된다. 따라서 프로브장치(P)의 소형화를 꾀할 수 있고, 또한 테스트헤드지지기구(107)를 복수대의 프로브장치(P)에 대하여 공통화할 수 있어서 스페이스절약화 및 저비용화를 꾀할 수 있다. 특히 프로브장치(P)의 대수가 많은 경우에그 효과는 크다.

또 본 실시예의 프로브시스템에서는 제어부위(180)로부터의 제어신호를 기초로하여 테스트헤드지지기구(107)를 이동로(171)를 따라서 이동시키고 소정의 위치에 정지시킨 후에 자동적으로 테스트헤드(106)를 프로브장치(P)로부터 이탈시키고 또는 장착하도록 하고 있기 때문에 작업자의 부담이 경감된다.

또한 본 실시예의 프로브시스템에 있어서의 변형예에서는 로더/언로더부 (130)로부터 카세트(C)마다 웨이퍼(W)를 프로브장치(P)의 앞까지 카세트반송기구에 의해 반송하고 프로브장치(P)측에 설치된 웨이퍼반송기구에 의하여 카세트(C)와 웨이퍼재치대의 사이에서 웨이퍼(W)의 수수가 실시된다. 또 다른 변형예에서는 테스트헤드지지기구(107)의 조작이 예를 들면 리모트콘트롤러에 의하여 실시된다. 이 경우 오퍼레이터는 테스트헤드지지기구(107)의 근처에서 그 동작의 상황을 감시하면서 테스트헤드지지기구(1O7)의 조작을 실시한다. 또한 다른 변형예에 있어서, 테스트헤드지지기구(107)는 무궤도의 자동반송기구로서 구성되고 제어부(180)로부터의 무선통신으로 자동제어된다.

제 1 웨이퍼 반송기구(102)의 반송로(121)를 형성하는 레일과 테스트헤드지지기구(107)의 이동로(171)를 형성하는 레일은 긴 1개의 레일일 필요는 없고 프로브장치(P)단위로 증설할 수 있도록 짧은 레일을 준비하여 프로브장치(P)의 대수에 따라서 이 짧은 레일끼리를 접속하도록 하면 프로브장치(P)의 증설이 용이하게 된다. 제 1 웨이퍼 반송기구(102)를 복수 준비하고, 또한 반송로(121)속에 중계스테이지를 설치하며, 하나의 웨이퍼반송기구(102)와 다른 웨이퍼반송기구(102)의 사이에서 웨이퍼(W)의 수수를 실시하도록 해도 좋다. 이 경우 프로브장치(P)의 대수가 많은 경우에 웨이퍼(W)의 반송시간을 단축할 수 있다.

또한 본 실시예에서는 일렬로 프로브장치(P)가 나열되어 있지만 이 나열의 열중에 리페어장치, 매킹장치, 목시검사장치 등을 편입할 수도 있다.

제 18 도는 본 발명의 제 3 실시예를 나타내고 있다. 본 실시예의 프로브시스템에서는 제 1 실시예의 프로브시스템(1) 중 선회구동기구(9)를 제외하고 남은 구성시스템(1')이 복수 서로 이웃하게 하여 배치되고 서로 이웃하는 시스템 (1')(1')끼리의 반송레일(11)(11)이 중계반송레일(11A)을 통하여 서로 접속되어 있다. 도면에서는 중계반송레일(11A)에 의하여 접속된 복수의 반송레일(11…)이 1개의 반송레일(11)로서 나타내어져 있으며, 또 간단하기 때문에 재치기구(10) 등 몇 개인가의 기구가 생략되어 도시되어 있다. 물론 제 1 실시예와 똑같이 반송레일 (11)은 재치기구(10)의 아래쪽에 위치하고 있다.

각 프로브시스템(1'…)은 반송레일(11)상을 이동 가능한 1개의 제 1 수수기구(13)를 공유하고 있다. 테스트헤드(6)는 제 2 실시예의 테스트헤드(106)와 똑같이 검사부(2)상에 단순히 재치되어 프로브카드(5)의 전극에 전기적으로 접속되어 있다. 반송레일(11)과 반대측인 프로브장치(P)의 배면측에는 예를 들면 레일로 이루어지는 이동로(171)가 X축방향으로 연장되어 있다. 이동로(171)에는 이동로(171)를 따라서 이동하는 제 2 실시예와 동일 구성의 테스트헤드지지기구(107)가 부착되 어 있다.

이와 같이 본 실시예의 프로브시스템에 따르면 제 1 실시예의 프로브시스템과 제 2 실시예의 프로브시스템의 양쪽의 잇점을 가질 수 있다.

또한 본 발명의 프로브시스템은 상기 각 실시예에 전혀 제한되는 것은 아니고 반도체웨이퍼(W)의 검사에 한정되지 않으며 액정표시용 기판 등의 검사에도 적응 가능하다.

제 1 도는 본 발명의 제 1 실시예에 관련되는 프로브시스템의 사시도.

제 2 도는 제 1 도의 프로브시스템의 검사부의 검사위치의 구성을 개략적으로 나타낸 도면.

제 3 도는 제 1 도의 프로브시스템의 선회구동기구의 구성도.

제 4 도는 제 1 도의 프로브시스템의 제 1 수수기구의 사시도.

제 5 도는 제 1 도의 프로브시스템의 제 2 수수기구의 사시도.

제 6 도는 제 4 도의 제 1 수수기구의 서브척과 제 5 도의 제 2 수수기구의 아암의 사이의 반도체웨이퍼의 수수상태를 나타내는 단면도.

제 7(A) 도는 제 1 도의 프로브시스템의 메인척의 초기위치를 나타내는 정면도.

제 7(B)도는 제 5도의 제 2 수수기구의 상측아암과 메인척의 사이의 반도체웨이퍼의 수수상태를 나타내는 정면도.

제 8 도는 메인척과 제 2 수수기구의 하측아암의 사이의 반도체웨이퍼의 수수상태를 나타내는 정면도.

제 9 도는 제 1 도의 프로브시스템에 있어서의 반도체웨이퍼의 흐름을 설명 하기 위한 도면.

제 10 도는 제 1 도의 프로브시스템에 의하여 실시 가능한 동작의 흐름을 나타내는 흐름도.

제 11(A) 도 및 제 11(B) 도는 제 1 도의 프로브시스템에 의하여 실시 가능한 동작의 흐름을 나타내는 흐름도.

제 12(A) 도 및 제 12(B) 도는 제 1 도의 프로브시스템에 의하여 실시 가능한 동작의 흐름을 나타내는 흐름도.

제 13(A) 도 및 제 13(B) 도는 제 1 도의 프로브시스템에 의하여 실시 가능한 동작의 흐름을 나타내는 흐름도.

제 14 도는 본 발명의 제 2 실시예에 관련되는 프로브시스템의 사시도.

제 15 도는 제 14 도의 프로브시스템의 전체 구성을 나타내는 평면도.

제 16 도는 제 14 도의 프로브시스템의 테스트헤드지지기구 및 프로브 장치의 사시도.

제 17 도는 제 14 도의 프로브시스템의 프로브장치의 단면도.

제 18 도는 본 발명의 제 3 실시예에 관린 되는 프로브시스템의 사시도이다.

※ 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1 : 프로브시스템 2 : 검사부

3 : 메인척 5 : 프로브카드

7 : 헤드플레이트 8 : 인서트링

9 : 선회구동기구 16 : 지지체

20 : 서브척 21 : 지지부품

22 : 광학센서 40 : 회전축

41 : 선회아암 42 : 회전기구

43 : 승강기구 60 : 제어부

Claims (17)

1. 서로 소정 거리 이간하여 일렬로 배치되고 테스트헤드를 피검사체의 전극과 전기적으로 도통시켜서 피검사체의 전기적 특성검사를 실시하는 복수의 검사부와,

   검사부의 열을 따라서 평행하게 연장되는 반송로와,

   상기 복수의 피검사체가 재치되고 반송로와 대향하며, 또한 반송로의 윗쪽에서 상기 반송로에 대하여 수직으로 승강하는 재치부와,

   상기 반송로를 따라서 이동하고 상기 재치부와 상기 각 검사부의 사이에서 피검사체를 수수하는 수수수단을 구비하고 있는 것을 특징으로 하는 프로브시스템.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 각 검사부에 배열되고 피검사체를 지지하기 위한 표면을 갖고, 상기 표면상에 놓인 상기 피검사체를 상기 피검사체가 상기 테스트헤드와 전기적으로 연결된 검사 위치로 움직이기 위한 재치척; 및

   상기 각 검사부상에 배열되고, 상기 수수수단으로부터 검사되어질 피검사체를 받고 그리고 검사되어질 피검사체를 상기 재치척으로 전달하는 제 1 아암 및 검사된 피검사체를 상기 재치척으로부터 받아 검사된 피검사체를 수수수단으로 반송하는 제 2 아암을 갖는 운반기구;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 프로브시스템.
3. 제 2 항에 있어서,

   검사동작이 적어도 한 검사부에서 수행될 때, 검사될 피검사체가 상기 재치부로부터 상기 각 검사부상에 배치된 상기 제 1 아암으로 수수수단에 의해 순차적으로 이송되도록, 상기 재치부, 상기 수수수단 및 상기 운반기구의 구동을 제어하는 제어수단을 더 포함하는 프로브 시스템.
4. 제 3 항에 있어서,

   상기 제 1 아암상에서 검사될 피검사체를 전달받는 검사부로부터 순차적으로 검사동작을 초기화하기 위하여, 상기 제어수단은 상기 운반기구와 상기 재치척을 포함하여 상기 검사부의 구동을 제어하는 프로브시스템.
5. 제 3 항에 있어서,

   상기 수수수단이 검사된 피검사체가 전달된 검사부로부터 상기 제 2 아암으로, 상기 제 2 아암으로부터 상기 재치부로 피검사체를 순차적으로 전달하기 위하여, 상기 제어수단은 상기 재치부, 상기 수수수단 및 운반기구의 구동을 제어하는 프로브시스템.
6. 제 4 항에 있어서,

   상기 수수수단이 검사된 피검사체가 전달된 검사부로부터 상기 제 2 아암으로, 상기 제 2 아암으로부터 상기 재치부로 피검사체를 순차적으로 전달하기 위하여, 상기 제어수단은 상기 재치부, 상기 수수수단 및 상기 운반기구의 구동을 제어하는 프로브시스템.
7. 제 1 항에 있어서,

   상기 수수수단은 전달받은 피검사체를 일정한 방향으로 방향결정하는 얼라인먼트수단을 갖고 있는 것을 특징으로 하는 프로브시스템.
8. 제 7 항에 있어서,

   상기 얼라인먼트수단은 상기 수수수단이 상기 재치부와 상기 각 검사부의 사이에서 피검사체를 수수하기까지의 사이에서 피검사체를 일정한 방향으로 방향결정하는 것을 특징으로 하는 프로브시스템.
9. 제 1 항에 있어서,

   상기 검사부는 단일 수수수단을 공유하는 것을 특징으로 하는 프로브시스템.
10. 제 1 항에 있어서,

    적어도 하나의 상기 수수수단과 상기 반송로는 투명한 커버로 덮힌 것을 특징으로 하는 프로브시스템.
11. 제 1 항에 있어서,

    상기 반송로가 복수의 레일로 이루어지고, 상기 각 레일이 서로 착탈가능하게 접속되어 있는 것을 특징으로 하는 프로브시스템.
12. 제 1 항에 있어서,

    상기 테스트헤드는 검사부에 대해 착탈가능하게 배열된 것을 특징으로 하는 프로브시스템.
13. 제 12 항에 있어서,

    상기 테스트헤드를 상기 검사부에 대해 착탈하기 위한 테스트헤드 착탈기구를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 프로브시스템.
14. 제 13 항에 있어서,

    상기 테스트헤드 착탈기구는 상기 테스트헤드가 붙은 검사위치 사이의 테스트헤드를 검사부로 운반하고, 피검사체의 전극 및 테스트헤드가 상기 검사부로부터 떨어지는 대기위치와 전기적으로 연결되는 것을 특징으로 하는 프로브시스템.
15. 제 14 항에 있어서,

    상기 테스트헤드 착탈기구는 두 인접한 검사부 사이의 공간내에 설치되고, 상기 테스트헤드를 선회시키기 위한 선회기구를 포함하는 것을 특징으로 하는 프로브시스템.
16. 제 14 항에 있어서,

    상기 테스트헤드 착탈기구는 상기 검사부가 얼라인된 방향을 따라 움직이고, 상기 테스트헤드를 지지하기 위한 지지기구를 포함하는 것을 특징으로 하는 프로브시스템.
17. 제 14 항에 있어서,

    상기 대기위치는 상기 검사부의 유지를 허용하는 거리만큼 상기 검사위치로부터 떨어진 것을 특징으로 하는 프로브시스템.