CN103308734A

CN103308734A - 探针装置和探针装置的探针卡安装方法

Info

Publication number: CN103308734A
Application number: CN2013100812387A
Authority: CN
Inventors: 秋山收司; 雨宫浩
Original assignee: Tokyo Electron Ltd
Current assignee: Tokyo Electron Ltd
Priority date: 2012-03-14
Filing date: 2013-03-14
Publication date: 2013-09-18
Also published as: KR20130105397A; JP2013191741A; KR101374529B1; TW201348709A

Abstract

本发明提供一种搬送探针卡且进行安装时能够可靠地进行交接、并能够抑制探针卡地破损等的发生的探针装置和探针装置的探针卡安装方法，其包括：卡夹持机构；晶片吸盘；盘，其下表面配置有对位用标记；盘支承机构，其能够支承盘；摄像机；移动机构，其用于将盘搬入到与盘支承机构的交接位置；和控制单元，其利用摄像机对通过移动机构配置于交接位置的盘的对位用标记进行摄像，检测该对位用标记的位置，当对位用标记的位置位于规定的范围内时，进行从移动机构到盘支承机构的探针卡的交接；当对位用标记的位置位于规定的范围外时，中止从移动机构到盘支承机构的探针卡的交接。

Description

探针装置和探针装置的探针卡安装方法

技术领域

本发明涉及探针装置和探针装置的探针卡安装方法。

背景技术

在半导体器件的制造工序中，使用用于进行形成在半导体晶片上的半导体器件的电检查的探针装置。在这种探针装置中，使用配置有与半导体晶片上的电极衬垫接触的多个探针的探针卡。

并且，经由该探针卡的探针从检测器（tester）对被测量半导体器件供给检查信号，通过测量来自被测量半导体器件的信号来进行被测量半导体器件的电检查。另外，通过交换探针卡，使得对应不同种类的被测量半导体器件。

另外，已知有一种探针装置，该探针装置构成为，将上述的探针卡载置于搬送用的盘（tray），将该盘和载置于该盘的探针卡利用用于载置半导体晶片并使该半导体晶片移动的晶片吸盘（wafer chuck）的驱动机构来进行搬送，并安装在卡夹持（card clamp）机构（例如，参照专利文献1）。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2001-24039号公报

发明内容

发明想要解决的问题

如上所述，在现有技术中利用晶片吸盘的驱动机构来搬送载置于搬送用的盘的探针卡，将探针卡安装在卡夹持机构。此时，需要将盘和探针卡载置于具有滑动机构等的臂等并配置于探针装置（筐体）内的规定的交接位置，将该盘和探针卡通过配置于晶片吸盘的周围的盘支承机构进行接收的交接。在现有技术中，对于这种交接的位置，采用通过机构部的调整来保证精度的方法。但是，例如由于调整不良、部件不良、时效老化等，有时调整过的位置偏离，在该状态下进行探针卡的交接时，交接不正常进行，存在有可能发生高价的探针卡的破损等的问题。

本发明是针对上述现有技术中的情况而提出的，目的在于，提供一种搬送探针卡且进行安装时能够可靠地进行交接、并能够抑制探针卡的破损等的发生的探针装置和探针装置的探针卡安装方法。

用于解决课题的方案

本发明的一个方面的探针装置的特征在于，包括：卡夹持机构，其将具有多个探针的探针卡可装卸地固定；晶片吸盘，其能够载置半导体晶片，通过驱动驱动机构使形成在上述半导体晶片的电极与由上述卡夹持机构固定的上述探针卡的上述探针接触；盘，其在上表面载置上述探针卡，在下表面配置有对位用标记（mark）；盘支承机构，其配置于上述晶片吸盘的周围，通过上述驱动机构能够移动，用于支承上述盘；摄像机，其能够对上述对位用标记进行摄像；移动机构，其用于将上述盘搬入到与上述盘支承机构的交接位置；和控制单元，其利用上述摄像机对通过上述移动机构被配置于上述交接位置的上述盘的上述对位用标记进行摄像，检测该对位用标记的位置，当上述对位用标记的位置位于规定的范围内时，进行从上述移动机构到上述盘支承机构的上述盘的交接（将上述盘从上述移动机构交接到上述盘支承机构）；当上述对位用标记的位置位于规定的范围外时，中止从上述移动机构到上述盘支承机构的上述盘的交接（中止将上述盘从上述移动机构交接到上述盘支承机构）。

本发明的一个方面的探针装置的探针卡安装方法的特征在于，该探针装置包括：卡夹持机构，其将具有多个探针的探针卡可装卸地固定；晶片吸盘，其能够载置半导体晶片，通过驱动驱动机构使形成在上述半导体晶片的电极与由上述卡夹持机构固定的上述探针卡的上述探针接触；盘，其在上表面载置述探针卡，在下表面配置有对位用标记；盘支承机构，其配置于上述晶片吸盘的周围，通过上述驱动机构能够移动，用于支承上述盘；摄像机，其能够对上述对位用标记进行摄像；和移动机构，其用于将上述盘搬入到与上述盘支承机构的交接位置，利用上述摄像机对通过上述移动机构被配置于上述交接位置的上述盘的上述对位用标记进行摄像，检测该对位用标记的位置，当上述对位用标记的位置位于规定的范围内时，进行从上述移动机构到上述盘支承机构的上述盘的交接；当上述对位用标记的位置位于规定的范围外时，中止从上述移动机构到上述盘支承机构的上述盘的交接。

发明效果

根据本发明，能够提供一种搬送探针卡且进行安装时能够可靠地进行交接、并能够抑制探针卡的破损等的发生的探针装置和探针装置的探针卡安装方法。

附图说明

图1是示意性地表示本发明的一个实施方式的探针装置的构成的图。

图2是用于说明本发明的一个实施方式的探针装置的探针卡安装方法的图。

图3是用于说明本发明的一个实施方式的探针装置的探针卡安装方法的图。

图4是用于说明本发明的一个实施方式的探针装置的探针卡安装方法的图。

图5是用于说明本发明的一个实施方式的探针装置的探针卡安装方法的图。

图6是用于说明本发明的一个实施方式的探针装置的探针卡安装方法的图。

图7是用于说明本发明的一个实施方式的探针装置的探针卡安装方法的图。

图8是用于说明本发明的一个实施方式的探针装置的探针卡安装方法的图。

图9是用于说明本发明的一个实施方式的探针装置的探针卡安装方法的流程图。

附图标记说明

1……探针装置，2……筐体，2a……搬入搬出口，10……晶片吸盘，11……驱动机构，12……插入环，13……卡夹持机构，14……盘支承机构，15……摄像机，16……臂，17……滑动机构，20……探针卡，21……盘，22……对位用标记，30……检测头，40……控制部，41……操作部，42……存储部。

具体实施方式

以下，参照附图对本发明的一个实施方式进行说明。

首先，参照图1对进行形成在半导体晶片的半导体器件的检查的探针装置的构成进行说明。如图1所示，探针装置1具有筐体2，在该筐体2内配置有用于载置半导体晶片W的晶片吸盘10。该晶片吸盘10具有驱动机构11，能够在x、y、z和θ方向上移动。

在位于晶片吸盘10的上方的筐体2设置有圆形的开口部，沿该圆形的开口部的周缘部配置有插入环（insert ring）12。在该插入环12设置有卡夹持机构13，并通过该卡夹持机构13可自由装卸地保持有探针卡20。

探针卡20包括布线基板和与该布线基板电连接的多个探针（无图示）等，探针卡20的探针与形成在半导体晶片W上的半导体器件的电极对应配置。

在晶片吸盘10的周围配置有用于对用于载置并搬送探针卡20的盘21进行支承的盘支承机构14，如后文所述，在该盘支承机构14上，支承载置有探针卡20的盘21，并驱动晶片吸盘10的驱动机构11，由此能够搬送探针卡20和盘21。

另外，在晶片吸盘10的侧方配置有摄像机15，该摄像机15朝向上方配置，能够对上部的图像进行摄像。该摄像机15例如包括CCD摄像机等，在现有技术中是以对探针卡的探针等进行摄像来进行与探针的对位为主要目的而配置的。在本实施方式中，如后文所述，在探针卡20的安装工序中使用该摄像机15。

在筐体2的一个侧壁部、本实施方式中正面（front）侧（图1中右侧）的侧壁部设置有搬入搬出口2a，该搬入搬出口2a用于从筐体2的外部将探针卡20搬入到筐体2内以及搬出。另外，在该搬入搬出口2a的下方配置有用于构成SACC（Semi Automatic Probe Card Changer：半自动探针卡更换器）的臂16。该臂16，如图中箭头所示，在配置于筐体2的壁面部分的支承轴的周围在上下方向上自由旋转。图1表示使该臂16旋转（提升）到上侧进行固定的状态。

在臂16之上，如图1中的箭头所示，配置有能够在水平方向上移动的滑动机构17。该滑动机构17的前端侧（图1中左侧）呈两股的叉状，该前端侧的叉状的部分能够支承盘21。此外，盘21其上表面能够载置探针卡20，当搬送探针卡20时，将探针卡20载置于该盘21上进行搬送。

于是，通过滑动机构17，将载置有探针卡20的盘21从搬入搬出口2a搬入到筐体2内的交接位置，通过在该交接位置驱动晶片吸盘10的驱动机构11，将载置有探针卡20的盘21交接到盘支承机构14上。

另外，如图1中虚线所示，探针卡20的上方配置有与检测器（tester）连接的检测头（test head）30，该检测器用于发送检查用的信号并且检测来自半导体器件的信号，对半导体器件的状态进行检查。

上述构成的探针装置1通过具有CPU等的控制部40，统一控制其动作。该控制部40具有操作部41和存储部42。

操作部41包括工序管理者为了管理探针装置1而进行指令的输入操作的键盘、将探针装置1的运行状况进行可视化地进行显示的显示器等。

在存储部42中收纳有用于在控制部40的控制下实现在探针装置1中执行的各种动作（例如，后述的探针卡的安装）的控制程序（软件）、存储有检查条件数据等的方案。并且，根据需要，通过来自操作部41的指示等，从存储部42调出任意的方案并在控制部40中执行，由此在控制部40的控制下，进行探针装置1中的各种动作。另外，控制程序或处理条件数据等的方案能够利用收纳于计算机可读取的计算机存储介质（例如硬盘、CD、软盘、半导体存储器等）等的状态的控制程序或处理条件数据等的方案，或者，从其它的装置例如经由专用线路随时传送在线利用。

使用如上构成的探针装置1，进行形成于半导体晶片W上的半导体器件的电检查时，将半导体晶片W载置于晶片吸盘10上，并通过晶片吸盘10使半导体晶片W上升。并且，通过使半导体晶片W的各电极与探针卡20对应的探针接触，能够电导通，通过与检测台30连接的检测器来检查半导体器件的电特性的好坏。

接着，参照图2～9，对构成本发明的一个实施方式的探针装置的探针卡的安装方法进行说明。

如图2所示，在盘21的下表面侧的规定位置预先配置对位用标记22。其中，图2仅表示一个对位用标记22，但是，在本实施方式中，在与图2的纸面垂直的方向上离开规定距离（本实施方式中为100mm）配置有总计两个位置对位标记22。对位用标记22的形状，通过摄像机15进行摄像，由此能够识别其位置，则可以为任意的形状。

而且，通过滑动机构17将盘21和载置于盘21上的探针卡20，从图1所示的搬入搬出口2a配置在筐体2内的规定的交接位置。并且，使晶片吸盘10向交接位置的下方移动，通过摄像机15对对位用标记22进行摄像，识别对位用标记22的位置（图9所示的步骤101）。该对位用标记22的位置的识别是基于摄像信号在图1所示的控制部40中进行的。

接着，基于被识别的对位用标记22的位置，在控制部40中判断对位用标记22的位置是否位于在滑动机构17和盘支承机构14之间能够进行盘21的交接的能够交接的位置的范围内（图9所示的步骤102）。

上述的判断的结果，在位于能够交接的位置的范围外的情况下，中止盘21和载置于盘21上的探针卡20的交接，使处理结束（图9所示的步骤110）。此外，也可以在中止探针卡20的交接之前，通过驱动机构进行位置的微调整，确认对位用标记的位置是否位于规定的范围内。此时，位置的微调整例如优选在横为（图2中与纸面垂直的方向）±1.6mm的范围、纵为（图2中沿纸面的左右方向）±1.2mm的范围进行。

另一方面，当位于能够交接的位置的范围内的情况下，基于被识别的对位用标记22的位置，驱动晶片吸盘10的驱动机构11，使晶片吸盘10和盘支承机构14在水平方向上移动，使其位于适当的交接位置（图9所示的步骤103）。

接着，如图3所示，驱动晶片吸盘10的驱动机构11，使晶片吸盘10和盘支承机构14上升，在盘支承机构14的上方交接盘21和探针卡20（图9所示的步骤104）。

接着，如图4所示，通过驱动晶片吸盘10的驱动机构11，使晶片吸盘10和盘支承机构14在水平方向上移动，使探针卡20的中心对准探针装置1的探测中心（probing center）位置（图9所示的步骤105）。

接着，如图5所示，通过驱动晶片吸盘10的驱动机构11，由此使晶片吸盘10和盘支承机构14上升，使探针卡20位于基于卡夹持机构13（参照图1）的夹持（clamp）位置（图9所示的步骤106）。

接着，配置在夹持位置，通过卡夹持机构13（参照图1）夹持探针卡20之后，如图6所示，通过驱动晶片吸盘10的驱动机构11，使晶片吸盘10和盘支承机构14下降，使盘21下降（图9所示的步骤107）。

接着，如图7所示，通过驱动晶片10的驱动机构11，由此使晶片吸盘10和盘支承机构14在水平方向上移动，使盘21位于上述的与滑动机构17的交接位置（图9所示的步骤108）。

接着，如图8所示，通过驱动晶片吸盘10的驱动机构11，由此使晶片吸盘10和盘支承机构14下降，将盘21从盘支承机构14交接到滑动机构17（图9所示的步骤109），结束处理（图9所示的步骤110）。

通过上述的工序，探针卡20对探针装置1的安装结束。当安装该探针卡20时，在本实施方式中，如上所述，通过摄像机22对预先配置于盘21的对位用标记22进行摄像，来识别支承于滑动机构17的盘21的位置，在盘21的位置位于能够交接的盘支承机构14的范围外的情况下，中止交接盘支承机构14。

所以，例如在由于调整不良、部件不良、时效老化等导致调整过的交接位置偏离、不能交接的情况下，不从滑动机构17向盘支承机构14交接盘21和探针卡20。由此，能够减少发生高价的探针卡的破损等的可能性。

另外，支承于滑动机构17的盘21的位置位于能够向支承机构14交接的范围内时，基于被识别的盘21的位置，使盘支承机构14向适当的交接位置移动，进行盘21和探针卡20的向盘支承机构14的交接。所以，能够可靠地进行盘21和探针卡20的交接。

以上，对本发明的实施方式进行了说明，但是，本发明并不限于上述的实施方式，当然能够有各种的变形。

Claims

1.一种探针装置，其特征在于，包括：

卡夹持机构，其将具有多个探针的探针卡可装卸地固定；

晶片吸盘，其能够载置半导体晶片，通过驱动驱动机构使形成于所述半导体晶片的电极与由所述卡夹持机构固定的所述探针卡的所述探针接触；

盘，其在上表面载置所述探针卡，在下表面配置有对位用标记；

盘支承机构，其配置于所述晶片吸盘的周围，通过所述驱动机构能够移动，用于支承所述盘；

摄像机，其能够对所述对位用标记进行摄像；

移动机构，其用于将所述盘搬入到与所述盘支承机构的交接位置；和

控制单元，其利用所述摄像机对通过所述移动机构被配置于所述交接位置的所述盘的所述对位用标记进行摄像，检测该对位用标记的位置，在所述对位用标记的位置位于规定的范围内的情况下，进行从所述移动机构向所述盘支承机构的所述盘的交接，在所述对位用标记的位置位于规定的范围外的情况下，中止从所述移动机构向所述盘支承机构的所述盘的交接。

2.如权利要求1所述的探针装置，其特征在于：

所述控制单元，在中止从所述移动机构向所述盘支承机构的所述盘的交接之前，通过所述驱动机构进行位置的微调整，确认所述对位用标记的位置是否位于规定的范围内。

3.如权利要求2所述的探针装置，其特征在于：

所述位置的微调整，在横为±1.6mm的范围、纵为±1.2mm的范围进行。

4.如权利要求1～3中任一项所述的探针装置，其特征在于：

所述控制单元，在所述对位用标记的位置位于规定的范围内的情况下，基于所述对位用标记的位置检测结果，使所述盘支承机构移动至适当的交接位置之后，使所述盘支承机构上升，进行从所述移动机构向所述盘支承机构的所述探针卡的交接。

5.一种探针装置的探针卡安装方法，其特征在于：

所述探针装置，包括：

卡夹持机构，其将具有多个探针的探针卡可装卸地固定；

晶片吸盘，其能够载置半导体晶片，通过驱动驱动机构使形成在所述半导体晶片的电极与由所述卡夹持机构固定的所述探针卡的所述探针接触；

摄像机，其能够对所述对位用标记进行摄像；和

移动机构，其用于将所述盘搬入到与所述盘支承机构的交接位置，

利用所述摄像机对通过所述移动机构被配置于所述交接位置的所述盘的所述对位用标记进行摄像，检测该对位用标记的位置，

在检测出的所述对位用标记的位置位于规定的范围内的情况下，进行从所述移动机构向所述盘支承机构的所述盘的交接，

在所述对位用标记的位置位于规定的范围外的情况下，中止从所述移动机构向所述盘支承机构的所述盘的交接。

6.如权利要求5所述的探针装置的探针卡安装方法，其特征在于：

在中止从所述移动机构向所述盘支承机构的所述盘的交接之前，通过所述驱动机构进行位置的微调整，确认所述对位用标记的位置是否位于规定的范围内。

7.如权利要求6所述的探针装置的探针卡安装方法，其特征在于：

8.如权利要求5～7中任一项所述的探针装置的探针卡安装方法，其特征在于：

在所述对位用标记的位置位于规定的范围内的情况下，基于所述对位用标记的位置检测结果，使所述盘支承机构移动到适当的交接位置后，使所述盘支承机构上升，进行从所述移动机构向所述盘支承机构的所述探针卡的交接。