CN110383445A - 检查装置和接触方法 - Google Patents

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Abstract

检查装置具备：卡盘顶部(20)，其用于保持晶圆(W)；探针卡(18)，其与卡盘顶部(20)上的晶圆(W)相对设置，在与晶圆(W)相对的相对面具有多个触针(18a)；弹性框架(23)，其支承探针卡(18)的与晶圆(W)相反的面；波纹管(32)，其围绕探针卡(18)和触针(18a)，在晶圆(W)或与触针(18a)接近或已接触时形成密闭空间(S)；排气路径(34)，其用于对密闭空间(S)进行减压；机械式止挡件(36)，其设置于弹性框架(23)与卡盘顶部(20)之间，在预定的接触形成到晶圆(W)与触针(18a)之间时限制卡盘顶部(20)的上下方向的倾斜。

Description

检查装置和接触方法
技术领域
本发明涉及一种检查被检査体的电气特性的检查装置和接触方法。
背景技术
在半导体器件的制造工艺中，在半导体晶圆(以下简记为晶圆)的全部的工艺已结束的阶段，进行形成于晶圆的多个半导体器件(以下简记为器件)的电气检查，作为进行这样的检查的检查装置，使用了探针台。探针台具备与晶圆相对的探针卡，探针卡具备：板状的基部；和作为多个柱状接触端子的触针(探针)，其以与晶圆的半导体器件中的各电极相对的方式配置于基部(参照例如专利文献1)。
在探针台中，通过使用用于吸附保持晶圆的台而将晶圆向探针卡按压，使探针卡的各触针与器件的电极(包括电极焊盘和焊锡凸块)接触，使电从各触针向与各电极连接起来的器件的电路流动，从而检查该电路的导通状态等电气特性。
作为这样的探针台(检查装置)，公知有如下构造的探针台(检查装置)：通过对用于吸附保持晶圆的卡盘与探针卡之间的空间进行减压，使形成于晶圆的器件的电极与探针卡的触针接触(参照专利文献2)。
在专利文献2的检查装置中，如图14A所示，将晶圆W载置并吸附保持于卡盘顶部100，利用筒状的伸缩自如的波纹管102包围卡盘顶部100与探针卡101之间而形成密闭空间S，如图14B所示，对密闭空间S进行减压而使密闭空间S收缩，从而使晶圆W连同卡盘顶部100向探针卡101靠近，使晶圆W与探针卡101的触针104接触，使晶圆W进一步上升与预定量的过载相应的量。并且，卡盘顶部100被定位器103支承直到晶圆W与探针卡101接触，但在晶圆W接触到探针卡101之后，如图14C所示，使定位器103与卡盘顶部100分开。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2009-204492号公报
专利文献2：日本特开2013-254812号公报
发明内容
不过，通常，晶圆W以其中心与卡盘顶部100的中心一致的方式载置于卡盘顶部100，也以探针卡101的中心与晶圆中心一致的方式配置。不过，若成为检查对象的多个器件在晶圆W中形成于相对于该晶圆W的中心偏置了的位置，则触针104的重心、即、来自触针104的反作用力的合力作用于相对于卡盘顶部100的中心偏置了的位置，由此，在卡盘顶部100产生转矩。此时，在定位器103保持着卡盘顶部100的期间内，卡盘顶部100的转矩被定位器103抵消，但若定位器103与卡盘顶部100分开，则由于在卡盘顶部100所产生的转矩，如图15所示，卡盘顶部100上下旋转而倾斜，接触平行度恶化。
其结果，在触针104局部地产生过度的过载。施加有过度的过载的触针104使弹簧常数较快地降低(由于耐久性降低而寿命变短)。若弹簧常数降低，则即使是同一减压设定，过载也会增加，触针104的针痕变长、从电极焊盘超出等，使触针104与器件的电极焊盘无法恰当地接触，检查有可能未适当地进行。
因而，本发明的目的在于提供一种能够抑制触针的过度的过载而进行适当的检查的检查装置和接触方法。
根据本发明的第1观点，提供一种检查装置，其是在减压状态下使多个触针与基板接触而检查所述基板上的器件的电气特性的检查装置，其特征在于，该检查装置具备：基板保持构件，其用于保持基板；探针卡，其与保持到所述基板保持构件的所述基板相对设置，在与所述基板相对的相对面具有多个触针；支承构件，其支承所述探针卡的与所述基板那一侧相反的面；波纹管，其围绕所述探针卡和所述触针，在所述基板与所述触针接近或已接触时与所述支承构件和所述基板保持构件一起形成密闭空间；排气路径，其用于对所述密闭空间进行减压而形成减压空间；以及倾斜限制机构，其设置于所述支承构件与所述基板保持构件之间，在预定的接触形成于所述基板与所述多个触针之间时限制所述基板保持构件的上下方向的倾斜。
上述倾斜限制机构能够设为具有设置到所述波纹管的外侧的机械式止挡件。在该情况下，优选的是，所述机械式止挡件具有：杆，其基端部被保持成上下运动自如，顶端部位于所述基板保持构件那一侧，追随所述基板保持构件的上下运动而上下运动；和锁定机构，其在预定的接触形成于所述基板与所述多个触针之间时锁定所述杆向上方的移动；所述机械式止挡件在所述波纹管的周围设置有3个以上。
能够在所述基板保持于所述基板保持构件之后，使所述基板保持构件上升，从而形成所述密闭空间。
也可以是，在所述波纹管的周围还设置有施加压下所述基板保持构件的按压力的按压力赋予部件。作为所述按压力赋予部件，能够使用如下所述按压力赋予部件：具有设置于所述波纹管的周围且内部成为密封空间的多个辅助波纹管，通过向所述密封空间供给气体，所述密封空间被加压，利用其加压力施加压下所述基板保持构件的按压力。
根据本发明的第2观点，提供一种接触方法，其是使用检查装置而在减压状态下使多个触针与基板接触的接触方法，该检查装置具有：基板保持构件，其用于保持所述基板；和探针卡，其与保持到所述基板保持构件的所述基板相对设置，在与所述基板相对的相对面具有多个触针，该接触方法的特征在于，该接触方法具有如下工序：对所述基板保持构件进行所述基板保持构件的位置调节、以便所述基板保持构件在所述探针卡的下方位置接收所述基板、利用定位器使所述基板与所述探针卡正对的工序；利用定位器使所述基板保持构件上升到所述基板与所述触针接近或接触的位置、利用波纹管在包括所述探针卡、所述触针以及所述基板在内的区域形成密闭空间的工序；在形成有所述密闭空间的状态下、利用定位器使所述基板保持构件上升到所述基板和所述触针形成预定的接触的位置的工序；对所述密闭空间进行减压的工序；利用倾斜限制机构限制所述基板保持构件的倾斜的工序；以及使定位器从所述基板保持构件退避的工序。
在上述第2观点中，优选的是，能够设为所述倾斜限制机构具有设置到所述波纹管的外侧的机械式止挡件。在该情况下，所述机械式止挡件具有：杆，其基端部被保持成上下运动自如，顶端部位于所述基板保持构件那一侧，追随所述基板保持构件的上下运动而上下运动；和锁定机构，其在预定的接触形成于多个器件的电极与所述多个触针之间时锁定所述杆向上方的移动，该多个器件形成于所述基板，所述机械式止挡件在所述波纹管的周围设置有3个以上，所述杆在所述限制倾斜的工序之前以解锁状态追随所述基板保持构件而上升，在所述限制倾斜的工序时，利用所述锁定机构锁定所述杆向上方的移动。
优选的是，所述限制倾斜的工序在对所述密闭空间进行减压的工序之后进行。也可以是，在所述限制倾斜的工序之后还具有对减压进行调整、以使所述密闭空间的压力成为能够保持所述基板保持构件的值的工序。
优选的是，所述基板和所述触针形成预定的接触的位置是在所述基板与所述触针接触了之后在所述触针产生预定量的过载的位置。
也可以是，在接触形成于所述基板和所述触针之后，在使所述基板保持构件下降时利用按压力赋予部件施加压下所述基板保持构件的按压力。在该情况下，也可以是，所述按压力赋予部件具有设置于所述波纹管的周围且内部成为密封空间的多个辅助波纹管，通过向所述密封空间供给气体，所述密封空间被加压，利用其加压力施加压下所述基板保持构件的按压力。
根据本发明，在预定的接触形成于基板与触针之间之后，利用倾斜限制机构限制基板保持构件的倾斜，因此，在将基板与触针之间的接触区域设为减压状态而以吸附着基板保持部的状态进行检查时，防止由探针的重心的偏置导致的基板保持构件的倾斜，能够抑制触针的过度的过载而进行适当的检查。
附图说明
图1是概略地表示检查系统的一个例子的结构的水平剖视图。
图2是图1的检查系统的纵剖视图。
图3是表示第1实施方式的检查装置的剖视图。
图4是图3的IV-IV线的剖视图。
图5是表示第1实施方式的检查装置的动作的一个例子的流程图。
图6是表示步骤1时的检查装置的状态的概略图。
图7是表示步骤3时的检查装置的状态的概略图。
图8是表示步骤9时的检查装置的状态的概略图。
图9是用于说明在以往的检查装置中卡盘顶部倾斜的机理的图。
图10是表示利用机械式止挡件限制卡盘顶部的倾斜的机理的图。
图11是表示第2实施方式的检查装置的剖视图。
图12是图11的XII-XII线的剖视图。
图13是表示本发明的检查装置的另一个例子的剖视图。
图14A是用于说明以往的检查装置中的动作的图。
图14B是用于说明以往的检查装置中的动作的图。
图14C是用于说明以往的检查装置中的动作的图。
图15是表示在以往的检查装置中在卡盘顶部被吸附了时卡盘顶部倾斜了的状态的图。
具体实施方式
以下，参照附图而对本发明的实施方式进行说明。
＜检查系统＞
首先，对包括本发明的第1实施方式的检查装置的检查系统的整体结构的一个例子进行说明。
图1是概略地表示检查系统的一个例子的结构的水平剖视图，图2是图1的检查系统的纵剖视图。
在图1和图2中，检查系统10具有壳体11，在壳体11内具有：进行晶圆W的半导体器件的电气特性的检查的检查区域12；进行晶圆W等相对于检查区域12的输入输出的输入输出区域13；以及输送区域14，其设置到检查区域12和输入输出区域13之间。
检查区域12沿着X方向具有多个(在本例中，是6个)检查室12a，在各检查室12a呈多层(在图2中，是3层)配置有本实施方式的检查装置30。各检查装置30具有包括作为检查用界面的测试器的上部构造15，在上部构造15的下部安装有圆板状的探针卡18。另外，各检查装置30以与安装到上部构造15的探针卡18相对应的方式配置有卡盘顶部20，该卡盘顶部20由载置并吸附晶圆W的圆板状构件构成。卡盘顶部20支承于定位器21的升降部21a，定位器21使卡盘顶部20沿着上下左右(XYZ方向)移动。由此，以使载置到卡盘顶部20的晶圆W与探针卡18正对的方式进行定位。定位器21通用地设置于相同的层的6个检查装置30，能够沿着X方向移动。
输入输出区域13被划分成多个部，具有：晶圆输入输出部16a，其收容例如FOUP17的收容容器，该容器用于收容多个晶圆W；装载机部16b，其收容用于输入且输出探针卡18的装载机41；以及控制部收容部16c，其收容用于控制检查系统10的各构成要素的动作的控制部42。
在输送区域14配置有移动自如的输送机器人19。输送机器人19从输入输出区域13的晶圆输入输出部16a接收晶圆W，并向各检查装置30的卡盘顶部20输送晶圆W，另外，将器件的电气特性的检查已结束的晶圆W从对应的检查装置30的卡盘顶部20向晶圆输入输出部16a输送。而且，输送机器人19从各检查装置30将需要维护的探针卡18向装载机部16b的装载机41输送，另外，将新的、维护完毕的探针卡18从装载机部16b的装载机41向各检查装置30输送。
控制部42具有：具有CPU(计算机)的主控制部，其对构成该检查系统10的各构成部、例如各检查装置30的各部、输送机器人19、定位器21等进行控制；输入装置(键盘、鼠标等)；输出装置(打印机等)；显示装置(显示器等)；以及存储装置(存储介质)。控制部42的主控制部基于存储到例如内置到存储装置的存储介质、或安放到存储装置的存储介质的处理制程使检查系统10执行预定的动作。
＜检查装置的第1实施方式＞
接着，详细地说明作为检查装置的第1实施方式的检查装置30。
图3是表示检查装置30的剖视图，图4是图3的IV-IV线的剖视图。
如图3所示，检查装置30一体地装入有测试器50。测试器50具有位于下端部的主板22和以垂直姿势嵌入主板22的多个检查电路板(未图示)。
在主板22的下方配置有呈环状且厚板状的弹性框架23，在弹性框架23的下部安装有探针卡18。即、弹性框架23作为探针卡18的支承构件发挥功能。在弹性框架23的中央部设置有弹性块24，在弹性块24的上表面和下表面设置有将探针卡18和主板22电连接的许多弹簧式探针25。上述的上部构造15由包括主板22的测试器50、弹性框架23以及弹性块24构成。
在弹性块24的上部形成有凸缘部24a，该凸缘部24a与弹性框架23的上表面卡合。另外，在弹性框架23的上表面设置有与主板22的下表面密合的环状的密封构件26，在弹性框架23的下表面设置有与探针卡18密合的环状的密封构件27。另外，在主板22与弹性框架23之间的外周部分设置有间隔件22a。
在弹性框架23的内部具有排气路径28，该排气路径28的一端与从由真空泵构成的第1真空机构31延伸的配管连接，另一端分支，其中一个分支端连接于被主板22与弹性框架23之间的密封构件26围绕着的空间23a，另一个分支端连接于被弹性框架23与探针卡之间的密封构件27围绕着的空间23b。并且，通过利用第1真空机构31进行抽真空，空间23a、23b被减压，弹性框架23隔着密封构件26被真空吸附，探针卡18隔着密封构件27被真空吸附。
探针卡18在其下表面具有用于与在晶圆W形成的多个器件的电极接触的许多触针18a。
在探针卡18的下方以与探针卡18相对的方式配置有卡盘顶部20，在卡盘顶部20吸附保持有晶圆W。如上述这样，卡盘顶部20支承于定位器21的升降部21a，利用定位器21沿着上下左右(XYZ方向)移动。由此，以使载置到卡盘顶部20的晶圆W与探针卡18正对的方式进行定位。
在定位器21的升降部21a以与卡盘顶部20相对的方式配置有高度传感器39，高度传感器39测量升降部21a与卡盘顶部20之间的距离(高度)。另外，在升降部21a到达了卡盘顶部20之后，利用驱动升降部21a的马达的编码器等测量升降部的移动距离。
在弹性框架23的下表面设置有作为圆筒形波纹构件的波纹管32，该波纹管32以围绕探针卡18和触针18a的方式朝向卡盘顶部20垂下。波纹管32沿着上下方向伸缩自如，其上端借助呈圆环状的上部支承构件32a安装于弹性框架23的下表面。上部支承构件32a与弹性框架23之间被气密地密封。在波纹管32的下端安装有呈圆环状的下部支承构件32b。在卡盘顶部20的上表面的与下部支承构件32b相对应的位置设置有呈环状的两个密封构件33。并且，利用定位器21使卡盘顶部20上升而与密封构件33抵接，在由波纹管32、弹性框架23以及卡盘顶部20规定的包括晶圆W和触针18a在内的区域形成密闭空间S。作为密封构件33，也可以使用密封性较高的唇形密封。
在弹性框架23的内部形成有排气路径34，该排气路径34的一端与从由真空泵构成的第2真空机构35延伸的配管连接，另一端与密闭空间S连接。并且，利用定位器21使卡盘顶部20上升，在安装到弹性框架23的下表面的探针卡18的触针18a与在吸附保持到卡盘顶部20的晶圆W形成的器件的电极接近或已接触时，利用波纹管32形成密闭空间S，此时，利用第2真空机构35进行抽真空，从而密闭空间S被减压，在触针18a与器件的电极接触而已过载的状态下卡盘顶部20吸附于弹性框架23。在该状态下，从测试器50经由探针卡18的触针18a向在晶圆W形成的器件发送电信号，从而进行器件的电气特性(导通状态等)的检查。
在成为卡盘顶部20吸附到弹性框架23的状态时，定位器21向下方退避，并沿着X方向移动，用于晶圆W相对于相同的层的其他检查装置30的卡盘顶部20的交接。
在弹性框架23的上部支承构件32a的外周区域设置有多个机械式止挡件36。在本例中，如图4所示那样设置有5个机械式止挡件36。不过，机械式止挡件36的数量并不限定于5个，是3个以上即可。此外，在图4中，触针18a表示为在晶圆W形成的各器件单位的探针组。
机械式止挡件36具有：杆37，其在解锁状态下能够上下运动；和锁定机构38，其通过供给空气，来进行锁定，以阻止杆37的上升。杆37的下端与波纹管32的下部支承构件32b的上表面抵接。此外，也可以缩小下部支承构件32b而使杆37的下端与卡盘顶部直接抵接。
在机械式止挡件36未被锁定时，杆37追随卡盘顶部20的上下运动而上下运动，在卡盘顶部20到达了晶圆W和触针18a形成预定的接触的高度时，优选在密闭空间S的减压开始了之后向锁定机构38供给空气，锁定机构38锁定杆37，阻止杆37向上方的移动。此外，“晶圆W和触针18a形成预定的接触”优选的是在晶圆W与触针18a接触了之后在触针18a产生预定量的过载的状态。
通过使机械式止挡件36被如此锁定，在偏置地形成有多个器件的晶圆W与触针18a形成了预定的接触时，即使由于触针18a的重心(来自触针18a的反作用力的合力产生的位置)的偏置而在卡盘顶部20产生转矩，由卡盘顶部20的上下方向的旋转导致的倾斜也被机械式止挡件36限制，能够水平地保持卡盘顶部20。即、机械式止挡件36作为限制卡盘顶部20的倾斜的倾斜限制机构发挥功能。此外，控制部42在识别到定位器21的升降部21a的移动距离成为预定值的时间点发出空气供给指令，基于其指令向锁定机构38供给空气，使杆37锁定。
＜检查装置的动作＞
接着，基于图5的流程图对如以上这样构成的检查装置30的动作的一个例子进行说明。
首先，在探针卡18的下方位置处，卡盘顶部20从输送机器人19接收晶圆W，定位器21使卡盘顶部20移动，对卡盘顶部20进行位置调节，以便如图6所示那样使载置到卡盘顶部20的晶圆W与探针卡18正对(步骤1)。
之后，利用定位器21的升降部21a使卡盘顶部20上升(步骤2)。并且，在晶圆W与探针卡18的触针18a接近或已接触的状态下，由定位器21的升降部21a进行的卡盘顶部20的上升停止，如图7所示，使波纹管32的下部支承构件32b和密封构件33密合，形成密闭空间S(步骤3)。进一步利用定位器21的升降部21a使卡盘顶部20上升到晶圆W和触针18a形成预定的接触的位置，优选上升到触针18a进行预定量的过载的过载位置(步骤4)。之后，对密闭空间S进行减压(步骤5)。此时的密闭空间S的压力被维持在能够维持过载的值(计算值)。
之后，向机械式止挡件36的锁定机构38供给空气，锁定杆37而限制杆37的上升(步骤6)。
然后，密闭空间S的压力进一步减压，以成为能够保持卡盘顶部20的值(步骤7)，使定位器21的升降部21a停止(步骤8)。之后，如图8所示，使升降部21a下降(步骤9)。
此时，密闭空间S被减压成能够保持卡盘顶部20的程度，因此，卡盘顶部20吸附到弹性框架23的状态被维持，通过从测试器50经由探针卡18的触针18a向在晶圆W形成的器件发送电信号，进行器件的电气特性(导通状态等)的检查。
在该状态下，定位器21是自由的，向相同的层的其他检查装置30移动而提供于晶圆输送动作。如此，在利用一个检查装置30进行着电气特性的检查时，定位器21可以进行其他检查装置30中的晶圆W的输送，因此，能够利用一个定位器21对多个检查装置30效率良好地进行晶圆W的检查。
不过，若在晶圆W形成的多个器件形成于相对于晶圆W的中心偏置了的位置，则如图9所示，触针18a的重心G、即、来自多个触针18a的反作用力的合力作用于相对于卡盘顶部20和探针卡18的中心O偏置了的位置，由此，在卡盘顶部20产生转矩。若在该状态下使定位器21的升降部21a下降，则以往会如图示那样由于这样的转矩产生卡盘顶部20的上下的旋转而倾斜，接触平行度恶化，在触针18a局部地产生过度的过载。
因此，在本实施方式中，如上述那样，使卡盘顶部20上升到过载位置，在对密闭空间S进行了减压之后，使机械式止挡件36的锁定机构38工作，锁定顶端与卡盘顶部20的上表面的下部支承构件32b已接触状态的杆37，使杆37不上升。由此，如图10所示，即使定位器21的升降部21a下降而在卡盘顶部20产生转矩，卡盘顶部20也被机械式止挡件36的杆37卡定，限制卡盘顶部20的上下的倾斜，能够良好地保持接触平行度。
其结果，抑制触针18a的过度的过载，防止触针18a的寿命变短的情况。由此，防止触针18a与器件的电极不恰当地接触的情况，能够适当地进行检查。
此外，锁定机械式止挡件36的时刻也可以是对密闭空间S进行减压之前，但在对密闭空间S进行了减压时、探针卡18与卡盘顶部20之间的位置关系有时变化，因此，优选是减压后。
＜检查装置的第2实施方式＞
接着，对检查装置的第2实施方式进行说明。
图11是表示第2实施方式的检查装置的剖视图，图12是图11的XII-XII线的剖视图。
本实施方式的检查装置30′是将辅助波纹管45和加压机构47等附加于第1实施方式的检查装置30而成的，其他结构与检查装置30同样，因此，针对两者的通用部分，省略说明。
如图11和图12所示，在波纹管32的周围除了设置有多个机械式止挡件36之外，还设置有多个辅助波纹管45。在本例中设置有3个辅助波纹管45，但并不限于此，是两个以上即可。
辅助波纹管45沿着上下方向伸缩自如，其上端借助呈圆板状的上部支承构件46安装于弹性框架23的下表面。上部支承构件46与弹性框架23之间被气密地密封。辅助波纹管45的下端安装于波纹管32的下部支承构件32b，辅助波纹管45的内部成为密封空间P。
在弹性框架23的内部形成有气体流路48，该气体流路48的一端与从加压单元47延伸的配管连接，另一端经由上部支承构件46与辅助波纹管45的内部的密封空间P连接起来，通过从加压单元47经由气体流路48向密封空间P供给气体，密封空间P被加压。利用其加压力，辅助波纹管45隔着下部支承构件32b对卡盘顶部30施加向下方压下的按压力。
这样的按压力能够在从由波纹管32围绕着的密闭空间S被减压而收缩了的状态起使卡盘顶部20下降时有效地起作用。即、密闭空间S的容积较大，因此，在从减压了的状态向密闭空间S导入气体而使卡盘顶部20下降的情况下花费长时间，通过对辅助波纹管45的密封空间P进行加压，能够对卡盘顶部20施加按压力而促进卡盘顶部20的下降，能够缩短检查后的晶圆W的输送时间。作为赋予按压力的部件，并不限于辅助波纹管，也能够使用例如弹簧。
＜其他适用＞
此外，本发明并不限定于上述实施方式，可在不脱离本发明的主旨的范围内进行各种变形。
例如，在上述实施方式中，对将本发明适用到具有多个检查装置的检查系统的情况进行了说明，但并不限于此，也可以将本发明适用于检查装置单体。例如，如图13所示，也可以是在壳体61内收容有测试器50、弹性框架23、弹性块24、探针卡18、波纹管32、机械式止挡件36、卡盘顶部20、以及定位器21的结构的检查装置60。
另外，图5所示的序列只不过是例示，减压开始的时刻等也可以不同。
而且，在上述实施方式中，示出设置有锁定上下运动的杆的机械式止挡件作为在预定的接触形成于探针卡的触针与形成于晶圆的器件之间时限制卡盘顶部的上下的倾斜的倾斜限制机构的例子，但并不限于此。
附图标记说明
10、检查系统；18、探针卡；18a、触针；20、卡盘顶部；21、定位器；21a、升降部；22、主板；23、弹性框架；24、弹性块；32、波纹管；36、机械式止挡件；30、30′、检查装置；31、35、真空机构；42、控制部；45、辅助波纹管；47、加压单元；P、密封空间；S、密闭空间；W、半导体晶圆。

Claims (14)

1.一种检查装置，其是在减压状态下使多个触针与基板接触而检查所述基板上的器件的电气特性的检查装置，其特征在于，
该检查装置具备：
基板保持构件，其用于保持所述基板；
探针卡，其与保持到所述基板保持构件的所述基板相对设置，在与所述基板相对的相对面具有多个触针；
支承构件，其支承所述探针卡的与所述基板那一侧相反的面；
波纹管，其围绕所述探针卡和所述触针，在所述基板与所述触针接近或已接触时与所述支承构件和所述基板保持构件一起形成密闭空间；
排气路径，其用于对所述密闭空间进行减压而形成减压空间；以及
倾斜限制机构，其设置于所述支承构件与所述基板保持构件之间，在预定的接触形成于所述基板与所述多个触针之间时限制所述基板保持构件的上下方向的倾斜。
2.根据权利要求1所述的检查装置，其特征在于，
所述倾斜限制机构具有设置到所述波纹管的外侧的机械式止挡件。
3.根据权利要求2所述的检查装置，其特征在于，
所述机械式止挡件具有：杆，其基端部被保持成上下运动自如，顶端部位于所述基板保持构件那一侧，追随所述基板保持构件的上下运动而上下运动；和锁定机构，其在预定的接触形成于所述基板与所述多个触针之间时锁定所述杆向上方的移动；所述机械式止挡件在所述波纹管的周围设置有3个以上。
4.根据权利要求1～3中任一项所述的检查装置，其特征在于，
在所述基板保持于所述基板保持构件之后，使所述基板保持构件上升，从而形成所述密闭空间。
5.根据权利要求1～4中任一项所述的检查装置，其特征在于，
该检查装置还在所述波纹管的周围设置有施加压下所述基板保持构件的按压力的按压力赋予部件。
6.根据权利要求5所述的检查装置，其特征在于，
所述按压力赋予部件具有设置于所述波纹管的周围且内部成为密封空间的多个辅助波纹管，通过向所述密封空间供给气体，所述密封空间被加压，利用其加压力施加压下所述基板保持构件的按压力。
7.一种接触方法，其是使用检查装置而在减压状态下使多个触针与基板接触的接触方法，该检查装置具有：基板保持构件，其用于保持所述基板；和探针卡，其与保持到所述基板保持构件的所述基板相对设置，在与所述基板相对的相对面具有多个触针，该接触方法的特征在于，
该接触方法具有如下工序：
对所述基板保持构件进行所述基板保持构件的位置调节、以使所述基板保持构件在所述探针卡的下方位置接收所述基板、利用定位器使所述基板与所述探针卡正对的工序；
利用定位器使所述基板保持构件上升到所述基板与所述触针接近或接触的位置、利用波纹管在包括所述探针卡、所述触针以及所述基板在内的区域形成密闭空间的工序；
在形成有所述密闭空间的状态下、利用定位器使所述基板保持构件上升到所述基板和所述触针形成预定的接触的位置的工序；
对所述密闭空间进行减压的工序；
利用倾斜限制机构限制所述基板保持构件的倾斜的工序；以及
使定位器从所述基板保持构件退避的工序。
8.根据权利要求7所述的接触方法，其特征在于，
所述倾斜限制机构具有设置到所述波纹管的外侧的机械式止挡件。
9.根据权利要求8所述的接触方法，其特征在于，
所述机械式止挡件具有：杆，其基端部被保持成上下运动自如，顶端部位于所述基板保持构件那一侧，追随所述基板保持构件的上下运动而上下运动；和锁定机构，其在预定的接触形成于多个器件的电极与所述多个触针之间时锁定所述杆向上方的移动，该多个器件形成于所述基板，所述机械式止挡件在所述波纹管的周围设置有3个以上，所述杆在所述限制倾斜的工序之前以解锁状态追随所述基板保持构件而上升，在所述限制倾斜的工序时，利用所述锁定机构锁定所述杆向上方的移动。
10.根据权利要求7～9的任一项所述的接触方法，其特征在于，
所述限制倾斜的工序在对所述密闭空间进行减压的工序之后进行。
11.根据权利要求7～10中任一项所述的接触方法，其特征在于，
在所述限制倾斜的工序之后还具有对减压进行调整、以使所述密闭空间的压力成为能够保持所述基板保持构件的值的工序。
12.根据权利要求7～11中任一项所述的接触方法，其特征在于，
所述基板和所述触针形成预定的接触的位置是在所述基板与所述触针接触了之后在所述触针产生预定量的过载的位置。
13.根据权利要求7～12中任一项所述的接触方法，其特征在于，
在接触形成于所述基板和所述触针之后，在使所述基板保持构件下降时利用按压力赋予部件施加压下所述基板保持构件的按压力。
14.根据权利要求13所述的接触方法，其特征在于，
所述按压力赋予部件具有设置于所述波纹管的周围且内部成为密封空间的多个辅助波纹管，通过向所述密封空间供给气体，所述密封空间被加压，利用其加压力施加压下所述基板保持构件的按压力。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113176444A (zh) * 2020-01-24 2021-07-27 日本发条株式会社 绝缘电阻测量装置及绝缘电阻测量方法
CN113823577A (zh) * 2020-06-19 2021-12-21 东京毅力科创株式会社 检查装置中的接触解除方法和检查装置

Families Citing this family (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TWI687691B (zh) * 2018-12-17 2020-03-11 財團法人國家實驗硏究院 多點測試裝置
JP7153556B2 (ja) 2018-12-28 2022-10-14 東京エレクトロン株式会社 温度測定部材、検査装置及び温度測定方法
JP7204533B2 (ja) * 2019-03-04 2023-01-16 東京エレクトロン株式会社 検査装置におけるクリーニング方法及び検査装置
JP7281981B2 (ja) * 2019-06-27 2023-05-26 東京エレクトロン株式会社 プローバおよびプローブカードのプリヒート方法
JP7308776B2 (ja) * 2020-02-17 2023-07-14 東京エレクトロン株式会社 プローブカード保持装置及び検査装置
JP7374037B2 (ja) * 2020-03-27 2023-11-06 東京エレクトロン株式会社 ポゴブロック
TWI739508B (zh) * 2020-07-09 2021-09-11 京元電子股份有限公司 具水平調整模組之測試設備
TWI771805B (zh) * 2020-11-18 2022-07-21 致茂電子股份有限公司 探針頭連接方法
CN113466501B (zh) * 2021-08-04 2024-01-02 深圳市森美协尔科技有限公司 一种探针卡安装系统及探针卡安装方法

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20080196474A1 (en) * 2007-02-20 2008-08-21 Centipede Systems, Inc. Method and apparatus for aligning and/or leveling a test head
CN101496156A (zh) * 2006-07-31 2009-07-29 日本发条株式会社 探针板的平行度调整机构
CN104380448A (zh) * 2012-06-04 2015-02-25 东京毅力科创株式会社 基板检查装置
CN104508812A (zh) * 2012-07-31 2015-04-08 东京毅力科创株式会社 将衬底与探针卡抵接的方法
CN104756241A (zh) * 2012-10-03 2015-07-01 东京毅力科创株式会社 晶片安装方法和晶片检查装置
JP2017017347A (ja) * 2015-03-30 2017-01-19 株式会社東京精密 プローバ

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5295588B2 (ja) 2008-02-28 2013-09-18 東京エレクトロン株式会社 プローブカードの傾き調整方法、プローブカードの傾き検出方法及びプローブカードの傾き検出方法を記録したプログラム記録媒体
JP5952645B2 (ja) 2012-06-06 2016-07-13 東京エレクトロン株式会社 ウエハ検査用インターフェース及びウエハ検査装置
WO2016159156A1 (ja) * 2015-03-30 2016-10-06 株式会社東京精密 プローバ
JP6300136B2 (ja) * 2015-07-23 2018-03-28 株式会社東京精密 プローバ

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101496156A (zh) * 2006-07-31 2009-07-29 日本发条株式会社 探针板的平行度调整机构
US20080196474A1 (en) * 2007-02-20 2008-08-21 Centipede Systems, Inc. Method and apparatus for aligning and/or leveling a test head
CN104380448A (zh) * 2012-06-04 2015-02-25 东京毅力科创株式会社 基板检查装置
CN104508812A (zh) * 2012-07-31 2015-04-08 东京毅力科创株式会社 将衬底与探针卡抵接的方法
CN104756241A (zh) * 2012-10-03 2015-07-01 东京毅力科创株式会社 晶片安装方法和晶片检查装置
JP2017017347A (ja) * 2015-03-30 2017-01-19 株式会社東京精密 プローバ

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113176444A (zh) * 2020-01-24 2021-07-27 日本发条株式会社 绝缘电阻测量装置及绝缘电阻测量方法
CN113176444B (zh) * 2020-01-24 2023-07-25 日本发条株式会社 绝缘电阻测量装置及绝缘电阻测量方法
CN113823577A (zh) * 2020-06-19 2021-12-21 东京毅力科创株式会社 检查装置中的接触解除方法和检查装置
CN113823577B (zh) * 2020-06-19 2024-01-05 东京毅力科创株式会社 检查装置中的接触解除方法和检查装置

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