CN102445573A - 晶片检查装置和探针卡的预热方法 - Google Patents

晶片检查装置和探针卡的预热方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供能够消减晶片检查装置的设置空间并且能够降低设置成本的晶片检查装置。本发明的晶片检查装置(10)具备：以一片一片地搬送晶片的方式在第一搬送区域(S2)设置的第一晶片搬送机构(12)；在第一搬送区域的端部的对准区域(S3)内，经由晶片保持体(15)通过第一晶片搬送机构(12)搬送的、在检查位置对准晶片(W)的对准机构(14)；在沿着第一搬送区域(S2)和对准区域(S3)的第二搬送区域(S4)内，经由晶片保持体(15)搬送晶片(W)的第二晶片搬送机构(16)；和排列在沿着第二搬送区域的检查区域(S5)并且对经由晶片保持体(15)通过第二晶片搬送机构(16)搬送的晶片(W)进行电气特性检查的多个检查室(17)，在检查室(17)进行对准后的晶片的电气特性检查。

Description

晶片检查装置和探针卡的预热方法
技术领域
本发明，涉及进行晶片的电气特性检查的晶片检查装置和探针卡的预热方法，更加详细地说，涉及能够使之省空间化且消减成本的晶片检查装置和能够在短时间预热探针卡的探针卡的预热方法。
背景技术
作为晶片的检查装置，包括例如在使晶片以原有的状态对多个设备进行电气特性检查的探针装置，和以晶片的状态进行加速检查的预烧(burn-in)检查装置等。
探针装置，通常包括：搬送晶片的装载室；和进行晶片的电气特性检查的检查室，以通过控制装置控制装载室和检查室内的各种的装置，进行晶片的电气特性检查的方式构成。装置室包括：以盒单位装载晶片的盒载置部；在盒与检查室之间搬送晶片的晶片搬送机构；和在使用晶片搬送机构搬送晶片的期间进行晶片的预备对位(预对准)的预对准机构。检查室包括：载置从装载室来的晶片，在X、Y、Z和θ方向移动的能够调节温度的载置台；配置在载置台上方的探针卡；和与载置台协动进行探针卡的多个探针与晶片的多个电极垫的对位(对准)的对准机构，以载置台和对准机构协动并进行晶片和探针卡的对准后，根据需要在规定温度下进行晶片的电气特性检查的方式构成。
加热晶片并在高温下检查的情况下，由于加热后的晶片热膨胀，在加热后的晶片的电极垫与没加热的探针卡的探针之间产生位置偏移，不能够使电极垫和探针正确地接触，有可能不能确保信赖性。因此，在现有技术中晶片的检查之前预热探针卡以确保电极垫和探针的接触。
另外，在预烧检查装置的情况下，例如专利文献1中所公开的，进行用晶片托盘保持的晶片的多个电极垫和探针薄板的多个凸起的对位后，通过真空吸附使晶片托盘、晶片和探针薄板等统一并作为一片的卡片组装，搬送该卡片并安装在预烧单元内，在预烧单元内规定的温度下进行晶片的加速检查。
专利文献1：日本特开平11-186349号公报
发明内容
发明要解决的课题
在现有技术中的探针装置的情况下，例如有以下问题。例如，作为探针装置的主要部的检查室，由于一边使载置台在XY方向移动一边使用对准机构的照相机，对准晶片的多个电极垫与探针卡的多个探针，需要载置台移动的空间和对准机构的照相机移动的空间，所以仅仅检查室就需要占有立体的非常大的空间。并且，在装载室也必须有用于从盒搬送晶片至检查室的空间。因此，对应设备的生产能力设置多个探针装置时，在现有技术的探针装置中不得不平面地多个排列设置，设置空间变宽，成本变高。另外，预烧装置，与预烧单元不同，为了使晶片和探针薄板等真空吸附来一体化，必须有独自的晶片搬送机构和将卡片一体化的装置。
另外，在进行晶片的高温检查的情况下，通过将晶片加热到规定温度(例如，150℃)来进行，为了抑制因加热而热膨胀的晶片的电极垫和没加热的探针卡的位置的偏移，使用载置台预热探针卡并使其膨胀，来抑制晶片的电极垫和探针的位置的偏移。但是，这时，为了使探针卡的探针不产生损伤，使载置台接近到探针卡跟前，由于晶片和探针卡的探针在非接触的状态下预热，预热所需要的时间变长。而且，在预热探针卡之后，必须进行热膨胀后的晶片与探针卡的对准。
本发明，是为了解决以上课题而完成的，其目的在于提供能够消减晶片检查装置的设置空间，并且能够降低设置成本的晶片检查装置。另外，本发明的目的也在于同时提供能够在短时间内预热探针卡的探针卡预热方法。
课题解决的手段
本发明第一方面所记载的晶片检查装置，其使晶片的多个电极与探针卡的多个探针接触来进行晶片的电气特性检查，所述晶片检查装置的特征在于，包括：载置机构，其在晶片的搬出搬入区域收纳多个晶片的框体至少在横向多个排列；晶片搬送机构，其以从所述载置机构上的各所述框体将晶片一片一片搬送的方式设置在沿所述晶片的搬出搬入区域形成的搬送区域；对准室，其具有在所述载置机构的至少一方的端部形成的对位区域内，经由晶片保持体通过所述晶片搬送机构搬送的、使所述晶片与电气特性检查的检查位置进行对位的对位机构；和多个检查室，其排列在沿所述搬送区域形成的检查区域并且进行经由所述晶片保持体被所述晶片搬送机构搬送的所述晶片的电气特性检查，其中，使通过所述对位机构对位后的晶片在所述检查室内升降来进行电气特性检查。
本发明第二方面所记载的晶片检查装置，其使晶片的多个电极与探针卡的多个探针接触来进行晶片的电气特性检查，所述晶片检查装置的特征在于，包括：载置机构，其在晶片的搬出搬入区域收纳多个晶片的框体至少在横向多个排列；第一晶片搬送机构，其以从所述载置机构上的各所述框体将晶片一片一片搬送的方式设置在沿所述晶片的搬出搬入区域形成的第一搬送区域；对准室，其具有在所述第一搬送区域的至少一方的端部形成的对位区域内，经由所述晶片保持体将通过所述第一晶片搬送机构搬送的所述晶片与电气特性检查的检查位置进行对位的对位机构；第二晶片搬送机构，其在沿所述第一搬送区域和所述对位区域形成的第二搬送区域内，经由所述晶片保持体搬送所述晶片；和多个检查室，其排列在沿所述第二搬送区域形成的检查区域并且经由所述晶片保持体进行通过所述第二晶片搬送机构搬送的所述晶片的电气特性检查，其中，使通过所述对位机构对位后的晶片在所述检查室内升降来进行电气特性检查。
另外，本发明第三方面所记载的晶片检查装置，其特征在于：在本发明第一和第二方面记载的发明中，所述对准室和所述检查室，在各自的内部被设定为同一位置关系的位置分别具备接收所述晶片保持体的定位部件。
另外，本发明第四方面所记载的晶片检查装置，其特征在于：在本发明第三方面记载的发明中，所述晶片保持体具备：和保持所述晶片的保持板和拆装自由地支承所述保持板的支承体，在所述支承体的下面设置有与所述各定位部件结合的多个定位部。
另外，本发明的第五方面所记载的晶片检查装置，其特征在于：在本发明的第四方面所记载的发明中，所述支承体构成为所述晶片搬送机构的臂。
另外，本发明的第六方面所记载的晶片检查装置，其特征在于：在本发明的第四和第五方面所记载的发明中，所述对位机构具备：将所述保持板从所述支承体拾起并使其水平移动的移动体；和与所述移动体协动来进行被所述保持板保持的所述晶片的位置对准的摄像机构。
另外，本发明的第七方面所记载的晶片检查装置，其特征在于：在本发明的第四～第六方面的任一项所记载的发明中，所述检查室具备：具有多个探针的探针卡；从周围包围所述多个探针的密封部件；将所述保持板与所述晶片一起提升并使其接触所述密封部件的能够调节温度的升降体；将由所述晶片、所述密封部件和所述探针卡形成的密闭空间抽真空的排气机构。
另外，本发明的第八方面所记载的晶片检查装置，其特征在于：在本发明第七方面记载的发明中，所述定位部件附设在所述升降体。
另外，本发明的第九方面所记载的晶片检查装置，其特征在于：在本发明第一～第八方面的任何一方面所记载的发明中，所述检查室在所述检查区域的各排列位置中，在上下方向多个层叠。
另外，本发明的第十方面所记载的晶片检查装置，其特征在于：在本发明第一～第九方面的任一方面所记载的发明中，在所述对位区域设置有收纳所述保持板的缓冲室。
另外，本发明的第十一方面所记载的探针卡的预热方法，包括：具有在电气特性检查的检查位置对晶片进行对位的对位机构的对准室；和对所述晶片进行电气特性检查的检查室，所述检查室包括：具有多个探针的探针卡；将所述多个探针从周围包围的密封部件；将所述晶片提升并使所述晶片接触所述密封部件的能够调节温度的升降体；和将由所述晶片、所述密封部件和所述探针卡形成的密闭空间进行抽真空的排气机构，在进行所述晶片的电气特性检查时，在所述检查室内使用所述升降体来预热探针卡，上述探针卡的预热方法的特征在于，包括：
通过所述升降体将所述晶片提升并使所述晶片接触所述密封部件的第一工序；
通过所述排气机构对所述密闭空间进行减压并将所述晶片吸附至所述密封部件的第二工序；和
通过所述升降体对所述晶片的上表面和所述多个探针所接触的所述探针卡进行预热的第三工序。
另外，本发明的第十二方面所记载的探针卡的预热方法，其特征在于：在本发明第十一方面所记载的发明中，包括在所述对准室对所述晶片进行对准的工序。
另外，本发明的第十三方面所记载的探针卡的预热方法，其特征在于：在本发明的第十二方面所记载的发明中，具备经由晶片保持体在所述对准室和所述检查室之间搬送所述晶片的工序。
另外，本发明的第十四方面所记载的探针卡的预热方法，其特征在于：在本发明的第十三方面所记载的发明中，具备在所述第二工序后将所述晶片保持体从所述检查室搬出的工序。
发明的效果
按照本发明，能够提供能消减晶片检查装置的设置空间并且能降低设置成本的晶片检查装置。另外，也能够同时提供能在短时间内预热探针卡的探针卡预热方法。
附图说明
图1是表示本发明的晶片检查装置的一个实施方式的俯视图。
图2(a)、(b)是分别表示图1所示的晶片检查装置的图，(a)是从正面一侧看的立体图，(b)是从背面一侧看的立体图。
图3是表示图1所示的晶片检查装置的对位机构的重要部分的概念图。
图4是表示图1所示的晶片检查装置的检查室的重要部分的概念图。
图5是具体表示图4所示的检查室的排气机构的概念图。
图6(a)、(b)是分别表示使用图3所示的对位机构的对位工序的工序图。
图7(a)、(b)是分别表示使用图3所示的对位机构的对位工序，是继续图6所示工序的工序图。
图8是表示使用图3所示的对位机构的对位工序的晶片的立体图。
图9(a)、(b)是分别表示使用图4所示的检查室的检查工序的工序图。
图10(a)、(b)是分别表示使用图4所示的检查室的检查工序图，是继续图9所示工序的工序图。
图11(a)、(b)是分别表示使用图4所示的检查室的检查工序图，是继续图10所示工序的工序图。
图12(a)、(b)是分别表示本发明的检查装置的其他实施方式的图，(a)是俯视图、(b)是正面图。
图13是图12所示的包括配置在检查装置的载置机构的上侧的晶片移载机构的俯视图。
图14是图12所示的用于检查装置的搬送机构的上臂和晶片保持板的俯视图。
图15(a)～(c)分别表示图12所示的检查装置中进行晶片对准时的工序图。
图16(a)、(b)分别表示在图12所示的对准室进行对准时的工序图。
图17是图12所示的说明检查装置的检查室与搬送机构关系的说明图。
图18(a)、(b)分别表示图16所示工序的后续工序图。
符号说明
10、110    晶片检查装置
11、111    载置机构
12、16、113    晶片搬送机构
13、112    对准室
14、119    对准机构
14A、119A    移动体
14B、119B    定位部件
15、118    晶片保持体
15A    保持板
15B    支承体
15C    定位部
17、114    检查室
18、121    探针卡
18A、121A  探针
21、124    密封部件
22、125    升降体
24    排气机构
S1、S10    搬出搬入区域
S2、S4、S30    搬送区域
S3、S20    对准区域
S5、S40    检查区域
W    晶片
具体实施方式
以下，基于图1～图18所示的实施方式，对本发明进行说明。
本实施方式的晶片检查装置10，例如图1、图2的(a)、(b)所示，装置主体的正面被分隔为：将晶片W以盒为单位搬出搬入的形成为细长的搬出搬入区域S1；为了沿着搬出搬入区域S1搬送晶片W而形成的第一搬送区域S2；形成于第一搬送区域S2的两端的对准区域S3；沿着第一搬送区域S2用于搬送晶片W而形成的第二搬送区域S4；和沿着第二搬送区域S4而形成的晶片W的检查区域S5，并收纳在如图2的(a)、(b)所示的外壳中。这些区域S1～S5，每个区域作为独立的空间形成。而且，在这些区域S1～S5内分别设置有专用的装置，这些专用的装置通过控制装置来控制。
在搬出搬入区域S1中，如图1、图2(a)、(b)所示，载置收纳多个晶片W的FOUP等的框体F的载置机构11被设置在4处，这些载置机构11以载置并固定通过自动搬送装置(未图示)等搬送的框体F的方式构成。在邻接搬出搬入区域S1的第一搬送区域S2，设置有将分别载置在各载置机构11的框体F内的晶片W进行搬送的第一晶片搬送机构12，以第一晶片搬送机构12在第一搬送区域S2内搬送晶片W的方式构成。第一晶片搬送机构12包括：真空吸附晶片W，或者后述的为了支承晶片保持体以在水平方向旋转并且在上下方向升降的方式构成的臂12A；内置有使臂12A旋转并升降的驱动机构的构架12B；和使构架12B移动的移动机构(未图示)，以通过移动机构移动到第一搬送区域S2内来搬送晶片W的方式构成。
如图1、图2(a)、(b)所示，在形成在第一搬送区域S2的两端部的对准区域S3，设置有晶片W的预对准室(未图示)；晶片W的对准室13；和缓冲室(未图示)，预对准室、对准室13和缓冲室相互上下配置。在预对准室设置有进行晶片W的预对准的预对准机构，在对准室13设置有进行晶片W对准的对准机构14(参照图3)。另外，在缓冲室设置有收纳晶片W的收纳机构。缓冲室，作为检查完成后的晶片W的临时放置场所，另外，也作为针研磨用晶片的收纳场所来使用。
对准机构14，如图3所示包括：设置在地板面(未图示)上且以向上下方向和水平方向移动的方式构成的筒状的移动体14A；包围移动体14A且固定在地板面上并使晶片保持体15朝一定方向的定位的环状的定位部件14B；与移动体14A协动并将晶片保持体15上的晶片W对准的第一、第二照相机14C1、14C2；和固定第一、第二照相机14C1、14C2的桥14D，以第一、第二照相机14C1、14C2在分别的焦点位置(对准高度)拍摄晶片W的上表面的方式构成。第一照相机14C1配置在对准室13内的XY坐标的中心(XY坐标的原点)，以拍摄晶片W的中心C(参照图8)的方式配置，第二照相机14C2配置在XY坐标的坐标轴上，以拍摄晶片W的周边部的目标记号T(参照图8)的方式配置。而且，第一、第二照相机14C1、14C2，分别拍摄晶片W的中心C和目标记号T，控制装置基于这些位置信息求出连结晶片W的中心C与目标记号T的线L(参照图8)，以求出相对于线L的坐标轴的倾斜度，并且修正与预先记录的探针卡的多个探针对应的晶片W的电极垫的位置偏移。
如图3所示，定位部件14B作为具有比移动体14A的外径大的内径的圆环状的板部件形成，在其上表面以在圆周方向空有规定间隔的方式形成多个(例如3个)突起14B1。多个突起14B1，配置在以第一照相机14C1为中心的圆周上，每个XY坐标值预先设定在从XY坐标的原点隔着等距离的位置。另外，在对准室13，在该XY坐标设定后述的探针卡的多个探针的针头的XY坐标值。
另外，晶片保持体15包括：保持晶片W的保持板15A；将保持板15A拆装自由地支承的环状的支承体15B；和在支承体15B的下表面具有与定位部件14B的多个突起14B1分别嵌合的凹部15C1的多个定位部15C，被定位部件14B大致水平地支承，以总是配置为一定位置的方式构成。另外，如图3所示，在支承体15B中形成比移动体14A更加大直径的贯通孔，移动体14A穿过该贯通孔，以在贯通孔内能够在XY方向移动的方式形成。
移动体14A位于由定位部件14B支承的晶片保持体15的中央部正下方。移动体14A，从晶片保持体15的正下方在垂直方向上升与保持板15A接触，并穿通支承体15B的贯通孔，将保持板15A从支承体15B提升至对准高度。另外，移动体14A，在对准高度的支承体15B的贯通孔的范围内向XY方向移动，与第一、第二照相机14C1、14C2协动进行晶片W的对准。而且，移动体14A，在对准后返回原来的位置期间，使保持对准后的晶片W的保持板14B以保持对准时的XY坐标值的状态返回至支承体15B上。对准后的晶片W，如后所述与晶片保持体15一起搬送至检查区域S5。
如图1、图2(a)、(b)所示，在邻接于第一搬送区域S2和对准区域S3的第二搬送区域S4，设置有第二晶片搬送机构16，第二晶片搬送机构16，在第二搬送区域S4内移动，以在对准区域S3和检查区域S5之间经由晶片保持体15搬送晶片W的方式构成。该第二晶片搬送机构16，与第一晶片搬送机构13同样地以包括臂16A、构架16B和移动机构(未图示)的方式构成。
如图1所示，在与第二搬送区域S4邻接的检查区域S5，沿着该区域S5，多个(本实施方式中为5个)检查室17隔着规定间隔排列，这些检查室17，以对于通过第二晶片搬送机构16经由保持体15搬送的完成对准的晶片W进行电气特性检查的方式构成。另外，检查室17，如图2(a)、(b)所示，在检查区域S5的各排列位置的上下方向作为被多个层叠的层叠构造而形成。各层的检查室17，均具有同一构造。下面，以在以下的一个的检查室17为例，参照例如图4进行说明。
如图4所示，检查室17包括：具有与晶片W的多个电极垫对应的多个探针18A的探针卡18；固定探针卡18的顶板19；通过安装在顶板19的下表面的圆环状的固定环20来固定外周边部，且形成为将多个探针18A包围的规定宽度的环状的晶片吸附用的密封部件(以下，仅称为“密封部件”)21；使晶片保持体15整体升降，且内置有将晶片W冷却、加热到规定温度的温度调节机构的升降体22；和对通过升降体22与密封部件21在外周边部弹接的晶片W与探针卡18之间形成的密闭空间进行抽真空，并使晶片W的多个电极垫和多个探针18A一并接触的排气机构(例如真空泵)(未图示)。在顶板19，通过矩形组块将多个弹簧探针(pogo pin)成束并保持的弹簧探针组块(pogoblock)19A被保持的贯通保持部，对应于探针卡18的背面的端子电极在多处排列为矩阵状而形成。这些弹簧探针组块19A的弹簧探针与探针卡和检查器(未图示)连接。在顶板19和探针卡18A的外周边部，分别形成向图4箭头所示的方向排气的排气通路，在这些排气通路的出口经由配管与真空泵连接。关于具有排气机构和排气通路的排气机构，以后叙述。
如图4所示，在升降体22的下表面形成有凸缘部22A，在该凸缘部22A的上表面，与晶片保持体15的定位部件15C的凹部15C1嵌合的多个突起22B在圆周方向隔着规定间隔形成。这些突起22B，与在对准室13内的定位部件14B形成的多个突起14B1对应，被配置在成为同一XY坐标的位置。即，检查室17内的XY坐标与对准室13的XY坐标是同一坐标位置关系，在对准室13被对准的保持板15A上的晶片W，在检查室17内再现在水平方向(X、Y、θ方向)的位置坐标，多个电极垫以与探针卡18的多个探针18A确实地接触的方式对准。并且，升降体22的凸缘部22A和多个突起22B相当于对准室13内的定位部件14B。
升降体22，将在凸缘部22A的多个突起22B支持的晶片保持体15以该状态朝向探针卡18提升，能够使对准后的晶片W的周边部与密封部件21弹接并做出密闭空间。密闭空间通过排气机构减压，晶片W被密封部件21真空吸附。另外，升降体22，其驱动方式是：把真空吸附后的晶片W留在探针卡18一侧并下降并来使晶片保持体15从晶片W分离，通过第二搬送机构16将晶片保持体15从检查室17搬出后，再次上升使晶片W与多个探针压接，在规定温度下进行晶片W的电气特性检查。在检查后，完成检查的晶片W，沿着逆向的路径从检查室17搬出。
这样，本实施方式的检查室17的空间，只要有晶片保持体15搬出搬入的空间，和使由晶片保持体15保持的晶片W与探针卡18接触用的升降体22进行升降的空间就足够。因此，检查室17，与现有技术比较能够显著地降低高度，如上所述采用层叠构造能够显著地消减检查室的设置空间。而且，升降体22，由于没必要在XY方向移动，也能够显著地消减检查室17的占有面积。另外，对准机构14，由于能够在各检查室17共有，所以不需要如现有技术中的在每个检查室17设置昂贵的对准机构14，能够大幅地消减成本。
另外，如图1、图2(a)、(b)所示，在各检查室17分别设置有冷却管道23，通过每个的冷却装置(未图示)冷却在检查中发热的晶片W并总是维持一定的温度。
此处，对于在进行晶片W的电气特性检查时使晶片W真空吸附在密封部件21的排气机构24，一边参照例如图5一边进行说明。如图5所示，排气机构24具备：在探针卡18的外周边部的一处形成的第一排气通路24A；和以与第一排气通路24A连通的方式在顶板19的上下方向形成的第二排气通路24B；在从该第二排气通路24B的周面的一处向顶板19内的在径方向延伸设置的顶板19的外周面开口的第三排气通路24C；和通过配管(未图示)与第三排气通路24C连接的真空泵(未图示)。
如图5所示，第一排气通路24A包括：在探针卡18的外周边部上表面形成的浅的凹陷部24A1；贯通凹陷部24A1的底部的孔24A2；和堵塞凹陷部24A1的上部开口的带孔的配件24A3。另外，第二排气孔24B包括：安装在顶板19的上下方向形成的贯通孔的具有中空状的排气通路的螺栓24B1；和将中空螺栓24B1固定在顶板19的螺帽24B2，以中空螺栓24B1的排气通路的轴心与配件24A3的孔的轴心一致的方式安装在顶板19。在该中空螺栓24B1的上端安装有密封第二排气通路24B的盖部件24D。另外，在中空螺栓24B1的圆周面形成有将排气通路和第二排气通路24C连通的孔。
另外，如图5所示，密封部件21的厚度，形成为与探针18A的长度大致相同。因此，由于密封部件21与通过升降体22提升的晶片W接触，在晶片W的上表面和探针18A之间形成微小的间隙。这样在晶片W接触密封部件21的状态下驱动真空泵时，在晶片W和探针卡18之间形成的密闭空间被减压，晶片W吸附在密封部件21并弹接，因此，晶片W的多个电极垫与多个探针18A轻微地接触，如上所述即使升降体22下降也能够保持晶片W与密封部件21的吸附状态。
其次，关于操作一边参照图6～图11一边进行说明。
首先，通过自动搬送装置在搬出搬入区域S1的各载置机构11载置FOUP等的框体F。在第一搬送区域S2驱动第一晶片搬送机构12，通过臂12A从框体F一片一片地搬出晶片W，将晶片W搬向对准区域S3的预对准室内的预对准机构，在此处进行晶片W的预对准。之后，第一晶片搬送机构12，通过臂12A从预对准室将晶片W搬出，通过臂12A将晶片W与保持体15一起向对准室13搬送。
之后，第一晶片搬送机构12，如图6的(a)所示通过晶片保持体15向对准室13内搬送晶片W，如同图的(b)所示把晶片保持体15传递给定位部15C。这时，晶片保持体15，其定位部15C的凹部15C1与定位部件14B的突起14B1嵌合，并自动地进行在对准室13的晶片保持体15的定位。定位后，如同图的(b)中箭头所示移动体14A上升。
移动体14A上升并与保持板15A接触，而且如图7的(a)所示上升到对准高度后停止。在该位置第一、第二照相机14C1、14C2和移动体14A在控制装置的控制下运行。即，如图8所示，第一的照相机14C1拍摄晶片W并识别晶片W的中心C。当第一照相机14C1不能识别晶片W的中心C时，移动体14A在晶片保持体15的支持体15B的贯通孔的范围内向XY方向移动的期间，第一照相机14C1查找保持板15A上的晶片W的中心C，使用第一照相机14C1识别中心C。接着，第二照相机14C2拍摄晶片W的周边部的目标T，从将中心C与目标T连结的线L和坐标轴识别晶片W的θ方向的倾斜度。第二照相机14C2识别晶片W的倾斜度后，移动体14A在θ方向旋转对相对于晶片W的XY坐标轴的倾斜度进行修正。接着，通过第一照相机14C1对晶片W的中心再次确认，并识别晶片W的中心C的一系列的运行，完成晶片W的对准。
在对准后，移动体14A下降到原来的位置，在途中保持板15A被载置在支持体15B上。之后，在第二搬送区域S4第二搬送机构16驱动，如图7的(b)的箭头所示将晶片W与晶片保持体15一起从对准室13搬送到检查区域S5的规定的检查室17。
第二晶片搬送机构16，如图9的(a)所示，搬送到检查区域S5的规定的检查室17内，如同图的(b)所示，把晶片保持体15传递给升降体22。这时，晶片保持体15的定位部15C的多个凹部15C1与升降体22的多个突出22B嵌合，在检查室17内晶片保持体15自动地进行定位，维持在对准室13的对准状态。升降体22，如同图的(b)的箭头所示从对准位置以将晶片保持体15支承的状态直至弹接在密封部件21为止在垂直方向上升。
升降体22上升后，如图10的(a)所示，晶片W的周边部与密封部件21接触，通过晶片W、密封部件21和探针卡18形成密闭空间。在此处，排气机构24的真空泵运行，从第一、第二、第三排气通路24A、24B、24C(参照图5)如同图的(a)的箭头所示排出密闭空间内的空气，使晶片W真空吸附于密封部件21。晶片W被密封部件21真空吸附后，升降体22，如同图的(a)的镂空箭头所示，以支承晶片保持体15的状态下降至原来的位置。在该期间，第二晶片搬送机构16将晶片保持体15从升降体22分离，如同图的(b)的镂空箭头所示，从检查室17将晶片保持体15送回对准区域S3的缓冲室。晶片保持体15准备下次的晶片W的检查。
晶片保持体15从检查室17搬出后，如图11的(a)的镂空箭头所示，升降体22再次在垂直方向上升，如同图的(b)所示，通过升降体22推压真空吸附的晶片W到探针卡18，使晶片W的多个电极垫和探针卡18的多个探针18A一并电接触。在晶片W与探针卡18电接触的状态下，实行晶片W的电气特性检查。
在进行晶片W的高温检查的情况下，经由升降体22的温度调节机构，通过升降体22将晶片W加热到规定的温度(例如，150℃)。被加热的晶片W与探针卡18之间有温度差。因此，使加热后的晶片W与探针卡18接触后，尽管进行晶片W的电极垫和探针18A的对准，在电极垫与探针18之间也会产生位置偏移，难以确保具有信赖性的检查。
于是，在本实施方式中，如图5、图11的(b)所示，从检查室17搬出晶片保持体15后，使升降体22接触真空吸附在密封部件21的晶片W，在该状态下加热晶片W(预热)。这时，晶片W，弹接在密封部件21并且与探针卡18的全部的探针18A接触。由此，加热晶片W后，通过经由与晶片W接触的全部的探针18A从晶片W至探针卡18的直接的热传递和来自晶片W的辐射热，能够短时间地加热探针卡18到规定温度。另外，晶片W和探针18A以维持对准时的接触状态热膨胀，能够不使位置偏移预热到大致相同的检查温度。能够从预热之后立即连续地以该状态实行晶片W的高温检查，能够确保检查的信赖性。
在检查完成后，升降体22下降并回到原来的位置。在该期间，第二晶片搬送机构16将晶片保持体15搬入检查室17内，并把晶片保持体15传递给升降体22后，第二晶片搬送机构16从检查室17暂时退出。另一方面，升降体22随着晶片保持体15上升，使保持板15A与完成检查的晶片W接触。这时，停止通过排气机构24的真空泵所进行的真空吸附，使密闭空间返回到常压后，在升降体22回到原来的位置期间，第二晶片搬送机构16从升降体22接收晶片保持体15并从检查室17退出，将晶片保持体15返还至缓冲室。接着，第一晶片搬送机构12驱动并将晶片W从晶片保持体15返还至载置机构11的框体F内。通过这些一系列的运行完成晶片W的检查。关于其它的晶片W，从框体F分别搬送到检查区域S5的多个检查室17，同样地进行检查。
按照以上说明的本实施方式，在搬出搬入区域S1载置框体F，使用分别设置在第一、第二搬送区域S2、S4的第一、第二的晶片搬送机构12、16，将通过对准区域S3的对准机构14对准的晶片W经由晶片保持体15搬送至设置在检查区域S5的检查室17，由于在检查室17能够将通过晶片保持体15保持的晶片W不进行对准而实施晶片W的电气特性检查，所以能够显著地消减晶片检查装置10的设置空间，并且能够显著地降低设置成本。
另外，在进行晶片W的高温检查的情况下，使晶片W和与探针卡18对准后的晶片W和以及探针卡18真空吸附，在该状态下通过与晶片W接触的升降体22将晶片W预热至规定温度，因此，晶片W和探针卡18能够维持对准的状态，在预热后没必要重新进行晶片W与探针卡18的对准，而且，能够使晶片W的电极垫与探针18A不发生位置偏移而进行高温检查，能够确保高温检查的信赖性。
另外，按照本实施方式，由于在检查室17仅仅使晶片W升降就能进行电气特性检查，能够实现检查室17的省空间化。另外，由于在检查区域S5中能够在多处具备多层构造检查室17，能够显著地提高检查效率。
第二实施方式
本实施方式的晶片检查装置，如图12～图18所示，基本来说通过减少第一实施方式中的晶片检查装置10的第一搬送区域S1，来使得检查装置省空间化并简化晶片搬送机构。因此，以下，以本实施方式的特征部分为中心进行说明。
即，本实施方式的晶片检查装置110，如图12(a)所示，被分隔为：在装置主体的正面将晶片W以盒单位搬出搬入的形成为细长的搬出搬入区域S10；在该搬出搬入区域S10的右端形成的对准区域S20；用于沿搬出搬入区域S10和对准区域S20搬送晶片W而形成的搬送区域S30；和沿着搬送区域S20形成的晶片W的检查区域S40。这些区域S10～S40，与第一实施方式相同作为每个区域相互独立的空间而形成。
如图12的(a)、(b)所示，分别在搬出搬入区域S10、对准区域S20、搬送区域S30和检查区域S40，分别设置有载置机构111、对准室112、晶片搬送机构113和检查室114。另外，如图12(b)和图13所示，在载置机构111的上段设置有晶片W的预对准机构115和晶片移载机构116。因此，晶片搬送机构113从框体F向预对准机构115搬送未检查的晶片W，在预对准机构115中进行预对准。晶片移载机构116从预对准机构115向晶片搬送机构113移载预对准后的晶片W。晶片搬送机构113，向对准室112搬送该晶片W，并且把对准后的晶片W搬送向检查室114。然后，晶片搬送机构113，从检查室114经由设置在载置机构111的左端的针跡检查区域S50内的针跡检查装置117搬送检查完成的晶片W到载置装置111上的框体F内的原来位置。
然后，晶片搬送机构113，如图12(b)所示，包括：基台113A；在基台113A上通过旋转轴能够正反旋转地设置的旋转体113B；在旋转体113B上分别个别地在一个方向往返移动的上下两支臂113C、113D；升降基台113A和臂113C、113D的升降机构113E；和使这些机构沿着搬送区域S30往返移动的移动机构113F。升降机构113E，构成为通过滚珠螺杆(ball screw)113E1使基台113A和臂113C、113D在上下方向移动。移动机构113E，构成为通过滚珠螺杆(未图示)使基台113A和臂113C、113D在轨道113F1向横向往返移动。晶片搬送机构113、预对准机构115和晶片移载机构的关系在以下进行说明。
预对准机构115，如图12(b)所示，包括：将通过晶片搬送机构113的下臂113D搬送的未检查晶片W真空吸附并使其正反旋转的辅助卡盘115A；内置有使辅助卡盘115A正反旋转的驱动机构的基台115B；通过辅助卡盘115A旋转的晶片W的定向平面(orientation flat)和凹口等记号的检测用传感器(未图示)，并构成为：在晶片W通过辅助卡盘115A进行旋转的过程中用传感器检测晶片W的记号后，辅助卡盘115A使晶片W朝向一定方向并停止。
另外，晶片移载机构116，如图12(b)、图13和图15(b)、(c)所示，包括：为了把持晶片从支承棒116A的周面相互向圆周方向隔着120°设置为放射状的3根把持棒116B；和通过支承棒116A使3根把持棒116B升降的升降机构116C，并构成为：这些把持棒116B伸缩并把持预对准后的晶片W后下降，且如图15(b)、(c)所示向晶片搬送机构113的上臂113C移载晶片W。在把持棒116B的顶端部形成如图13所示的侧面形状折返为コ字状的支承部116B1，并通过支承部116A1支承晶片W的外周边部。该支承部116B1真空吸附并支承晶片W的外周边部。因此，晶片移载机构116，能够在3根把持棒116B顶端的支承部116B1将晶片吸附，并水平地把持且升降。
从晶片移载机构116接过对准后的晶片W的晶片搬送机构113的上臂113C，如图14所示将预对准后的晶片W通过晶片保持板118吸附保持，并搬送向对准室112、检查室114。在该上臂113C，形成有从中央到顶端部附近的矩形状的大孔113C1。另外，下臂113D，将未检查的晶片W从框体F搬送至预对准机构115。
晶片保持板118，如图14所示形成有与晶片W实质上相同的外径。在晶片保持板118的外周边部的6处形成有在圆周方向隔着等间隔的缺口部118A，这些之中的3处缺口部118A以把持晶片的3根把持棒116B的支承部116B1穿通的方式形成。另外，在上臂16C形成有对应晶片保持板118的缺口部118A的小孔16C2。因此，晶片移载装置116，在3根把持棒116B的支承部116B1把持预对准后的晶片W，当将晶片W从预对准机构115的辅助卡盘115A移载至晶片保持板118上时，3根把持棒116B的支承部116B1穿过晶片保持板118的缺口部118A和小孔16C2。
在对准室112内，设置例如图16(a)、(b)所示对准机构119。该对准机构119，如同图所示，包括：移动体119A；具有多个突起部119B1的定位部件119B；和第一、第二照相机119C1、119C2、桥119D，具备与第一实施方式的晶片检查装置10的对准机构14相同的构造。在本实施方式中，与第一实施方式不同的点是：晶片保持体118通过晶片搬送机构113的上臂113C搬送到对准室112内，上臂113C在对准室112内的规定位置以停留在规定的位置的状态进行晶片W的对准。即，上臂113C相当于第一实施方式的晶片保持体15的支承体15B。
在对准室112内，上臂113C通过定位部件119B被定位在规定位置。因此，在上臂113C的下表面形成与定位部件119B的多个突起119B1分别嵌合的凹部113C3，并构成为：当上臂113C进入对准室112内时，使多个凹部113C3与对应的这些突起119B1嵌合并就位。而且，移动体119A穿过上臂113C的孔113C1，在孔113C1内能够在XY方向移动。移动体119A，与第一实施方式同样地从晶片保持体118的正下方在垂直方向上升，在晶片W对准后回到原来的位置。对准后的晶片W，通过上臂113C与晶片保持体118一起从对准室15离开，被搬向检查室114。
另外，检查室114，除了将对准后的晶片W进行交接的机构与第一实施方式不同之外，其它结构与第一实施方式相同。即，检查室114，如图17所示与第一实施方式相同，包括：顶板120、探针卡121、弹簧探针组块122、固定环123和密封部件124。与第一实施方式不同的晶片传递机构，包括：从进入检查室114内的晶片搬送机构113的上臂113C，使对准后的晶片W与晶片保持体118一起在垂直方向升降的升降体125；和包围升降体125进行上臂113C的定位的环状定位部件126。在定位部件126的上表面，与进入检查室114内的上臂113C的凹部113C3嵌合的多个突起126A以在圆周方向隔着规定间隔的方式形成。这些突起126A，对应于对准室112内的定位部件119B的多个突起119B1，配置在同一XY坐标的位置。因此，在对准室112对准后的晶片W的XY坐标值在检查室114再现。
即，检查室114内的XY坐标与对准室15的XY坐标为镜像关系，上臂113C定位在定位部件57上并就位，在对准室112被对准的晶片保持板118上的晶片W通过升降体125提升时，晶片W的多个电极与探针卡121的多个探针1212A确实地接触。
其次，对操作进行说明。首先，在晶片检查装置110的各载置机构111上载置有FOUP等的框体F。当进行晶片W的检查时，晶片搬送机构113驱动，通过下臂13D从框体F一片一片地搬出晶片W，如图15(a)所示搬送晶片W到预对准机构115，并在此处进行晶片W的预对准。之后，晶片移载机构116驱动，如图8(b)所示通过3根把持棒116B把持并提升对准后的晶片W。此时，晶片搬送机构113驱动，上臂16C在吸附晶片保持体118的状态下进入预对准机构115和晶片移载机构116之间，并且在晶片W的中心与晶片保持体118的中心一致的位置停止。
接着，晶片移载机构116的3根把持棒116B下降，且3根把持棒116B的支承部116B1分别穿过晶片保持体118的缺口部118A和上臂113C的小孔113C2，将晶片W载置在晶片保持体118上。当3根把持棒116B在上臂113C的小孔113C2内伸长并放开晶片W后，3根保持棒116B如图15(c)所示上升并返回初期位置。当晶片W移载到第二晶片搬送机构113的上臂113C上时，上臂113C从预对准机构115返回初期位置。
晶片搬送机构113的上臂113C如图16(a)所示进入到对准室112内的定位部件119B的正上方后下降，上臂113C的凹部113C3与定位部件119B的突起119B1嵌合，自动进行在对准室112的上臂113C的定位。定位后，如同图(b)的箭头所示移动体119A上升。移动体119A上升，并与第一实施方式相同通过第一、第二照相机119C1、119C2进行晶片W的对准后，在移动体119A下降的过程中，移动晶片保持体118到上臂113C上，移动体119A返回到初期位置，晶片W的对准完成。在对准后，上臂113C如图18(b)的箭头所示把对准后的晶片W与晶片保持体118一起从对准室112退出，并将对准后的晶片W搬送到规定的检查室114。
晶片搬送机构113的上臂113C如图17所示进入检查室114内，通过上臂113C的凹部113C3和定位部件126的突起126A，在检查室114内再现在对准室112内对准的XY坐标位置。之后，当升降体125上升并在垂直方向抬起晶片保持体118时，晶片W的外周边部与密封部件124弹性接触，并在探针卡121与晶片W之间形成密闭空间。之后，与第一实施方式相同由于通过排气机构对密闭空间进行减压，晶片W真空吸附于密封部件124。在该状态下升降体125以保持晶片保持体118的状态下降，将晶片保持体118移动到上臂113C上。之后，上臂113C从检查室114退出后，升降体125再次上升向探针卡121一侧推压晶片W，使晶片W的多个电极与多个探针121A电接触，以进行晶片W的电气检查。
在检查完成后，解除通过排气机构的真空吸附，密闭空间返回常压后，在升降体125伴随完成检查的晶片W返回原来位置的过程中，晶片搬送机构113的下臂113D从升降体125接过完成检查的晶片W后从检查室114退出，并搬送向针跡检查室117，针跡检查后，通过下臂113D搬送晶片W到载置机构111上的框体F的原来位置。由此，完成一系列的晶片W的检查，后续的晶片W的检查以相同方法进行。
如以上所进行的说明，按照本实施方式，与第一实施方式相比能够减少搬送区域，并更好地实现省空间化。另外，伴随搬送区域的减少晶片搬送机构消减，从机构上来说能够更好地实现简化。
本发明，不受限于上述实施方式，有必要的话能够设计变更各构成元件。在上述实施方式中，例如在晶片的检查中真空吸附晶片，但只要用升降体将晶片压接在密封部件，在该期间中就能够停止抽真空。另外，本发明的晶片检查装置，在其构造上也能够适用于预烧检查装置。

Claims (14)

1.一种晶片检查装置，其使晶片的多个电极与探针卡的多个探针接触来进行晶片的电气特性检查，所述晶片检查装置的特征在于，包括：
载置机构，其在晶片的搬出搬入区域收纳多个晶片的框体至少在横向排列多个；
晶片搬送机构，其设置在沿所述晶片的搬出搬入区域形成的搬送区域，从所述载置机构上的各所述框体将所述晶片一片一片地搬送；
对准室，其具有在所述载置机构的至少一方的端部形成的对位区域内，将经由晶片保持体通过所述晶片搬送机构搬送的所述晶片与电气特性检查的检查位置进行对位的对位机构；和
多个检查室，其排列在沿所述搬送区域形成的检查区域并且进行对经由所述晶片保持体被所述晶片搬送机构搬送的所述晶片的电气特性检查，其中，
使通过所述对位机构对位后的晶片在所述检查室内升降来进行电气特性检查。
2.一种晶片检查装置，其使晶片的多个电极与探针卡的多个探针接触来进行晶片的电气特性检查，所述晶片检查装置的特征在于，包括：
载置机构，其在晶片的搬出搬入区域收纳多个晶片的框体至少在横向多个排列；
第一晶片搬送机构，其设置在沿所述晶片的搬出搬入区域形成的第一搬送区域，从所述载置机构上的各所述框体将所述晶片一片一片地搬送；
对准室，其具有在所述第一搬送区域的至少一方的端部形成的对位区域内，将经由所述晶片保持体将通过所述第一晶片搬送机构搬送的所述晶片与电气特性检查的检查位置进行对位的对位机构；
第二晶片搬送机构，其在沿所述第一搬送区域和所述对位区域形成的第二搬送区域内，经由所述晶片保持体搬送所述晶片；和
多个检查室，其排列在沿所述第二搬送区域形成的检查区域并且进行对经由所述晶片保持体被所述第二晶片搬送机构搬送的所述晶片的电气特性检查，其中，
使通过所述对位机构对位后的晶片在所述检查室内升降来进行电气特性检查。
3.如权利要求1或2所述的晶片检查装置，其特征在于：
所述对准室和所述检查室，在各自的内部，在设定为同一位置关系的位置上，分别具有接收所述晶片保持体的定位部件。
4.如权利要求3所述的晶片检查装置，其特征在于：
所述晶片保持体包括：保持所述晶片的保持板和将所述保持板以拆装自由的方式支承的支承体，在所述支承体的下表面设置有与所述各定位部件结合的多个定位部。
5.如权利要求4所述的晶片检查装置，其特征在于：
所述支承体构成为所述晶片搬送机构的臂。
6.如权利要求4或5所述的晶片检查装置，其特征在于：
所述对位机构包括：将所述保持板从所述支承体提升并水平移动的移动体；和与所述移动体协动来进行保持在所述保持板的所述晶片的对位的摄像机构。
7.如权利要求4～6中任意一项所述的晶片检查装置，其特征在于：
所述检查室包括：具有多个探针的探针卡；从周围包围所述多个探针的密封部件；将所述晶片与所述保持板一起提升并使其与所述密封部件接触的能够调节温度的升降体；将由所述晶片、所述密封部件和所述探针卡形成的密闭空间抽真空的排气机构。
8.如权利要求7所述的晶片检查装置，其特征在于：
所述定位部件附设于所述升降体。
9.如权利要求1～8中任意一项所述的晶片检查装置，其特征在于：
所述检查室，在所述检查区域的各排列位置，在上下方向层叠多个。
10.如权利要求1～9中任意一项所述的晶片检查装置，其特征在于：
在所述对位区域设置有收纳所述保持板的缓冲室。
11.一种探针卡的预热方法，其包括：具有在电气特性检查的检查位置对晶片进行对位的对位机构的对准室；和对所述晶片进行电气特性检查的检查室，所述检查室包括：具有多个探针的探针卡；从周围包围所述多个探针的密封部件；将所述晶片提升并使所述晶片与所述密封部件接触的能够调节温度的升降体；和将由所述晶片、所述密封部件和所述探针卡形成的密闭空间抽真空的排气机构，在进行所述晶片的电气特性检查时，在所述检查室内，使用所述升降体对所述探针卡进行预热，所述探针卡的预热方法的特征在于，包括：
通过所述升降体将所述晶片提升并使所述晶片与所述密封部件接触的第一工序；
通过所述排气机构将所述密闭空间减压并使所述晶片吸附于所述密封部件的第二工序；和
通过所述升降体对所述多个探针与所述晶片的上表面接触的所述探针卡进行预热的第三工序。
12.如权利要求11所述的探针卡的预热方法，其特征在于：
包括在所述对准室中将所述晶片对准的工序。
13.如权利要求12所述的探针卡的预热方法，其特征在于：
包括经由晶片保持体对所述晶片在所述对准室和所述检查室之间进行搬送的工序。
14.如权利要求13所述的探针卡的预热方法，其特征在于：
包括在所述第二工序后将所述晶片保持体从所述检查室搬出的工序。
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