JP2022174370A - Prober and maintenance method thereof - Google Patents

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武清 市川
Takekiyo Ichikawa
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Abstract

To provide a prober capable of simplifying maintenance and shortening a downtime, and a maintenance method thereof.SOLUTION: A prober (10) includes a measuring portion (16) including a wafer chuck (50) that holds a wafer, a probe card (54) having a plurality of probes on the surface facing the wafer chuck, a test head (18) located on the opposite side of the probe card from the wafer chuck, a pogo frame (56) interposed between the probe card and the test head and electrically connecting the probe card and the test head, and a head stage (58) that holds the pogo frame, and the pogo frame is constructed so as to be pulled out to the maintenance area integrally with the head stage.SELECTED DRAWING: Figure 13

Description

本発明はプローバ及びそのメンテナンス方法に係り、半導体ウェーハ上に形成された複数の半導体デバイスの検査を行うためのプローバ及びそのメンテナンス方法に関する。 The present invention relates to a prober and its maintenance method, and more particularly to a prober for inspecting a plurality of semiconductor devices formed on a semiconductor wafer and its maintenance method.

半導体デバイスの製造工程では、品質保証及び歩留まりの向上のために、各種の製造工程で各種の検査が行われる。例えば、ウェーハレベル検査では、半導体ウェーハ(以下、ウェーハという。)上に個々の半導体デバイスに対応する複数のチップが形成された段階で、半導体デバイスの電極(パッド)をテスタに接続し、テスト信号を供給する。そして、このテスト信号に応じて半導体デバイスが出力する信号をテスタで測定して、半導体デバイスが正常に動作するかを電気的に検査する。 In the manufacturing process of semiconductor devices, various inspections are performed in various manufacturing processes for quality assurance and yield improvement. For example, in wafer level inspection, at the stage where a plurality of chips corresponding to individual semiconductor devices are formed on a semiconductor wafer (hereinafter referred to as a wafer), the electrodes (pads) of the semiconductor devices are connected to a tester and test signals are generated. supply. Then, a signal output by the semiconductor device according to the test signal is measured by a tester to electrically test whether the semiconductor device operates normally.

近年の半導体デバイスの微細化及び高集積化の進展により、ウェーハ上の電極が小型化しており、1枚のウェーハに形成されるチップの個数が非常に多くなってきている。それに伴って、プローバでの1枚のウェーハの検査に要する時間も長くなっており、スループットの向上が求められている。そこで、スループットの向上を図るため、多数本のプローブを多段状に配置して複数個のチップを同時に検査するマルチステージ式のプローバが知られている(特許文献1及び2参照)。 2. Description of the Related Art In recent years, as semiconductor devices have become finer and more highly integrated, electrodes on wafers have become smaller, and the number of chips formed on one wafer has increased significantly. Along with this, the time required to inspect one wafer with a prober is also increasing, and an improvement in throughput is required. Therefore, in order to improve the throughput, a multi-stage prober is known, which inspects a plurality of chips simultaneously by arranging a large number of probes in a multi-stage manner (see Patent Documents 1 and 2).

特開2019-149447号公報JP 2019-149447 A 特開2015-088555号公報JP 2015-088555 A

マルチステージ式のプローバでは、複数のポゴピンを有するポゴフレーム及びテストヘッドのメンテナンスは装置のダウンタイムにも繋がり大きな負担となっている。そのため、プローバのメンテナンスの簡易化は喫緊の課題となっている。 In a multi-stage prober, maintenance of a pogo frame having a plurality of pogo pins and a test head leads to downtime of the apparatus, which is a heavy burden. Therefore, simplification of prober maintenance is an urgent issue.

特許文献1には、コンタクトピン(ポゴピン)が設けられた複数のピンユニットが着脱自在に取り付けられており、保守に優れたポゴブロック状のインターフェースが開示されている。しかしながら、複数のピンユニットが取り付けられたインターフェースの搭載位置が測定ステージとテストヘッド間の狭い空間のため、コンタクトピンのメンテナンスを行うためにはテストヘッドを取り外す必要がある。 Patent Literature 1 discloses a pogo block-shaped interface that is detachably attached with a plurality of pin units provided with contact pins (pogo pins) and is excellent in maintenance. However, since the mounting position of the interface to which a plurality of pin units is attached is a narrow space between the measurement stage and the test head, it is necessary to remove the test head in order to perform maintenance on the contact pins.

テストヘッドの取り外しについては、例えば、市販品の昇降機付き台車又は天井クレーンなどを用いて、テストヘッドを昇降させて受け渡しを行う方法が一般的に行われている。例えば、特許文献2には、テストヘッドのフランジ部を検査室内部のスライドレールにより支持して整備空間側に引き出す方法が開示されている。 As for the removal of the test head, for example, a commercially available trolley with an elevator or an overhead crane is used to move the test head up and down for delivery. For example, Patent Literature 2 discloses a method of supporting the flange portion of the test head by a slide rail inside the inspection chamber and drawing it out to the maintenance space side.

特許文献2のように、ポゴフレームのコンタクトピンのメンテナンスを、テストヘッドを取り外したり引き出したりして行う場合、プローバの内部で大きな重量の変化が生じるので、コンタクトピンのメンテナンス後に再調整及びダイアグコードの確認などの復旧作業が必要になる。このようなメンテナンス以外の復旧作業には2~3時間かかる場合があり、プローバのダウンタイムの長期化の要因となっている。 As in Patent Document 2, when performing maintenance on the contact pins of the pogo frame by removing or pulling out the test head, a large change in weight occurs inside the prober. Restoration work such as confirmation of Restoration work other than maintenance may take two to three hours, which is a factor in prolonging the downtime of the prober.

本発明はこのような事情に鑑みてなされたもので、ポゴフレーム等のメンテナンスを簡易化して、ダウンタイムの短縮を実現可能なプローバ及びそのメンテナンス方法を提供することを目的とする。 SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide a prober capable of simplifying maintenance of a pogo frame or the like and shortening downtime, and a maintenance method thereof.

上記課題を解決するために、本発明の第1の態様に係るプローバは、ウェーハを保持するウェーハチャックと、ウェーハチャックに対向する面に複数のプローブを有するプローブカードと、プローブカードのウェーハチャックとは反対側に配置されたテストヘッドと、プローブカードとテストヘッドとの間に介在して配置され、プローブカードとテストヘッドを電気的に接続するポゴフレームと、ポゴフレームを保持するヘッドステージとを備える測定部を備え、ポゴフレームは、ヘッドステージと一体にメンテナンスエリアに引き出し可能に構成される。 In order to solve the above problems, a prober according to a first aspect of the present invention includes a wafer chuck that holds a wafer, a probe card that has a plurality of probes on a surface facing the wafer chuck, and a wafer chuck of the probe card. comprises a test head arranged on the opposite side, a pogo frame interposed between the probe card and the test head and electrically connecting the probe card and the test head, and a head stage holding the pogo frame. The pogo frame is configured to be pulled out to the maintenance area integrally with the head stage.

本発明の第2の態様に係るプローバは、第1の態様において、ポゴフレームとヘッドステージが一体構造である。 A prober according to a second aspect of the present invention, in the first aspect, has an integral structure of the pogo frame and the head stage.

本発明の第3の態様に係るプローバは、第1又は第2の態様において、測定部は、ヘッドステージをスライド移動させるガイド部を有する。 A prober according to a third aspect of the present invention is the prober according to the first or second aspect, wherein the measurement section has a guide section for slidingly moving the head stage.

本発明の第4の態様に係るプローバは、第1から第3の態様のいずれかにおいて、測定部を複数備える。 A prober according to a fourth aspect of the present invention is provided with a plurality of measurement units in any one of the first to third aspects.

本発明の第5の態様は、ウェーハの検査を行うプローバのメンテナンス方法であって、テストヘッドをポゴフレームに対して上昇させるステップと、ポゴフレームを、ポゴフレームを保持するヘッドステージと一体にメンテナンスエリアに引き出すステップとを含む。 A fifth aspect of the present invention is a maintenance method for a prober that inspects a wafer, comprising a step of raising a test head with respect to a pogo frame, and maintenance of the pogo frame integrated with a head stage holding the pogo frame. and drawing into the area.

本発明によれば、ポゴフレームのメンテナンス後におけるプローバのダウンタイムの発生を抑制することができる。 According to the present invention, downtime of the prober after maintenance of the pogo frame can be suppressed.

図1は、本発明の一実施形態に係るプローバを示す斜視図である。FIG. 1 is a perspective view showing a prober according to one embodiment of the present invention. 図2は、測定部を示す正面図である。FIG. 2 is a front view showing the measuring section. 図3は、テストヘッドを示す斜視図である。FIG. 3 is a perspective view showing a test head. 図4は、テストヘッドの搬送形態を示す斜視図である。FIG. 4 is a perspective view showing how the test head is conveyed. 図5は、テストヘッドの搬送形態を示す斜視図である。FIG. 5 is a perspective view showing how the test head is conveyed. 図6は、テストヘッド置き台を示す正面図である。FIG. 6 is a front view showing the test head stand. 図7は、テストヘッド置き台を示す斜視図である。FIG. 7 is a perspective view showing a test head stand. 図8は、測定部のテストヘッド昇降機構を示す正面図である。FIG. 8 is a front view showing the test head elevating mechanism of the measuring section. 図9は、テストヘッド昇降機構を説明するための斜視図である。FIG. 9 is a perspective view for explaining the test head elevating mechanism. 図10は、テストヘッド昇降機構を説明するための斜視図である。FIG. 10 is a perspective view for explaining the test head elevating mechanism. 図11は、ポゴフレーム昇降機構を説明するための正面図である。FIG. 11 is a front view for explaining the pogo frame lifting mechanism. 図12は、ポゴフレーム昇降機構を説明するための斜視図である。FIG. 12 is a perspective view for explaining the pogo frame lifting mechanism. 図13は、ポゴフレーム昇降機構を省略した例を示す斜視図である。FIG. 13 is a perspective view showing an example in which the pogo frame lifting mechanism is omitted.

以下、添付図面に従って本発明に係るプローバ及びそのメンテナンス方法の実施の形態について説明する。 BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION An embodiment of a prober and its maintenance method according to the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings.

[プローバの構成]
図1は、本発明の一実施形態に係るプローバを示す斜視図である。
[Prober configuration]
FIG. 1 is a perspective view showing a prober according to one embodiment of the present invention.

図1に示すように、本実施形態に係るプローバ10は、ローダ部12及び本体部(測定ユニット)14を備える。プローバ10は、マルチステージ式のプローバであり、本体部14は、測定部16を複数(図1に示す例では25ステージ)含んでいる。なお、プローバ10は、操作パネル及び各部を制御する制御装置(不図示)なども備えている。 As shown in FIG. 1, the prober 10 according to this embodiment includes a loader section 12 and a body section (measurement unit) 14 . The prober 10 is a multi-stage prober, and the main unit 14 includes a plurality of measurement units 16 (25 stages in the example shown in FIG. 1). The prober 10 also includes an operation panel and a control device (not shown) for controlling each part.

ローダ部12は、検査対象のウェーハW(図2参照)を収容したウェーハカセットが載置されるロードポートと、ウェーハWを搬送する搬送ユニットとを備えており(いずれも不図示)、本体部14の各測定部16に対するウェーハWの供給及び回収を行う。 The loader section 12 includes a load port on which a wafer cassette containing wafers W to be inspected (see FIG. 2) is mounted, and a transfer unit for transferring the wafers W (both not shown). The wafer W is supplied to and recovered from each measurement unit 16 of 14 .

図1に示すように、本体部14は、複数の測定部16が多段状に積層された積層構造(多段構造)を有しており、各測定部16はX方向及びZ方向に沿って2次元的に配列されている。本体部14は、複数のフレームを格子状に組み合わせて構成されたものであり、これらのフレームで囲まれた空間部は略直方体形状になっている。そして、この空間部に測定部16の構成要素が配置される。 As shown in FIG. 1, the body portion 14 has a laminated structure (multi-stage structure) in which a plurality of measuring portions 16 are laminated in a multi-stage manner, and each measuring portion 16 is arranged in two directions along the X direction and the Z direction. Dimensionally arranged. The body portion 14 is configured by combining a plurality of frames in a grid pattern, and the space portion surrounded by these frames has a substantially rectangular parallelepiped shape. Components of the measurement unit 16 are arranged in this space.

本体部14では、ローダ部12から各測定部16に供給されたウェーハWに対して、ウェーハWに形成されたチップ(半導体デバイス)の電気的特性の検査(ウェーハレベル検査)が行われる。そして、各測定部16において検査されたウェーハWはローダ部12により回収される。 In the main unit 14 , the electrical characteristics of the chips (semiconductor devices) formed on the wafer W are inspected (wafer level inspection) for the wafer W supplied from the loader unit 12 to each measuring unit 16 . The wafer W inspected by each measuring section 16 is recovered by the loader section 12 .

[測定部]
図2は、測定部16を示す正面図である。なお、以下では、図面の煩雑化を避けるため、左右対称に存在する構成については、符号の図示を適宜省略する場合がある。
[Measurement part]
FIG. 2 is a front view showing the measuring section 16. As shown in FIG. In the following description, in order to avoid complication of the drawings, the reference numerals for the symmetrical structures may be omitted as appropriate.

各測定部16は、いずれも同一の構成を有しており、図2に示すように、ウェーハチャック50、プローブカード54及びヘッドステージ58を備えている。また、各測定部16には、それぞれテストヘッド18が設けられている。なお、テストヘッド18は、テストヘッド保持部(図2では省略。図8のガイド102)によりヘッドステージ58の上方(プローブカード54に対してウェーハチャック50の反対側)に支持されている。 Each measurement section 16 has the same configuration, and includes a wafer chuck 50, a probe card 54, and a head stage 58, as shown in FIG. Each measurement unit 16 is provided with a test head 18 . The test head 18 is supported above the head stage 58 (on the side opposite to the wafer chuck 50 with respect to the probe card 54) by a test head holding portion (not shown in FIG. 2; the guide 102 in FIG. 8).

ヘッドステージ58は、筐体の一部を構成するフレーム部材(不図示)に支持されており、ポゴフレーム56が取り付けられる。 The head stage 58 is supported by a frame member (not shown) forming part of the housing, and the pogo frame 56 is attached.

ポゴフレーム56は、テストヘッド18とプローブカード54との間に介在して配置され、テストヘッド18とプローブカード54とを電気的に接続するためのインターフェース(コンタクトピン)を備えており、ポゴフレーム56には、テストヘッド18及びプローブカード54が吸着固定される。プローブカード54は、ウェーハチャック50のウェーハ保持面50aと対向するように設けられる。なお、プローブカード54は、検査対象のウェーハW(デバイス)に応じて交換される。 The pogo frame 56 is interposed between the test head 18 and the probe card 54 and has interfaces (contact pins) for electrically connecting the test head 18 and the probe card 54. The test head 18 and the probe card 54 are fixed to 56 by suction. The probe card 54 is provided so as to face the wafer holding surface 50 a of the wafer chuck 50 . The probe card 54 is replaced according to the wafer W (device) to be inspected.

プローブカード54には、検査対象のウェーハWの各チップの電極パッドの位置に対応して配置された、カンチレバー又はスプリングピン等の形状の複数のプローブ52が設けられている。各プローブ52は、テストヘッド18の端子に電気的に接続され、テストヘッド18から各プローブ52を介して各チップに電源及びテスト信号が供給され、各チップからの出力信号をテストヘッド18で検出して正常に動作するかを測定する。 The probe card 54 is provided with a plurality of probes 52 in the shape of cantilevers, spring pins, or the like arranged corresponding to the positions of the electrode pads of each chip of the wafer W to be inspected. Each probe 52 is electrically connected to a terminal of the test head 18, a power supply and a test signal are supplied from the test head 18 to each chip through each probe 52, and an output signal from each chip is detected by the test head 18. to see if it works properly.

プローブ52は、バネ特性を有し、プローブ52の先端位置より接触点を上昇させることにより、電極パッドに所定の接触圧で接触する。 The probe 52 has a spring characteristic, and by raising the contact point from the tip position of the probe 52, it contacts the electrode pad with a predetermined contact pressure.

ウェーハチャック50は、ウェーハWを真空吸着して固定する。ウェーハチャック50は、検査対象のウェーハWが載置されるウェーハ保持面50aを有しており、ウェーハ保持面50aには複数の吸引口(不図示)が設けられている。吸引口は、ウェーハチャック50の内部に形成された吸引路(不図示)を介して吸引装置(真空源。例えば、真空ポンプ、エジェクタ等)に接続されている。 The wafer chuck 50 holds the wafer W by vacuum suction. The wafer chuck 50 has a wafer holding surface 50a on which the wafer W to be inspected is placed, and the wafer holding surface 50a is provided with a plurality of suction ports (not shown). The suction port is connected to a suction device (vacuum source, such as a vacuum pump, an ejector, etc.) via a suction path (not shown) formed inside the wafer chuck 50 .

ウェーハチャック50は、アライメント装置70に着脱自在に支持固定される。アライメント装置70は、ウェーハチャック50をX、Y、Z、θ方向に移動することで、ウェーハチャック50に保持されたウェーハWとプローブカード54との相対的な位置合わせを行う。 The wafer chuck 50 is detachably supported and fixed to the alignment device 70 . The alignment device 70 moves the wafer chuck 50 in the X, Y, Z, and θ directions to perform relative alignment between the wafer W held by the wafer chuck 50 and the probe card 54 .

アライメント装置70は、ウェーハチャック50を着脱自在に支持固定してウェーハチャック50をZ軸方向に移動し、かつ、Z軸を回転中心としてθ方向に回転するZステージ(Z軸移動・回転部)72と、Zステージ72を支持してX軸方向に移動するXキャリッジ(X軸移動台)74と、Xキャリッジ74を支持してY軸方向に移動するYキャリッジ(Y軸移動台)76とを備えている。そして、Zステージ72、Xキャリッジ74及びYキャリッジ76は、例えば、モータを含む機械的な駆動機構を含んでおり、ウェーハチャック50をZXY方向にそれぞれ移動自在に構成される。さらに、Zステージ72は、回転軸を回転中心としてθ方向にウェーハチャック50を回転自在に構成される。機械的な駆動機構としては、例えば、サーボモータとボールネジとを組み合わせたボールネジ駆動機構により構成されていてもよいし、リニアモータ駆動機構又はベルト駆動機構等で構成されていてもよい。 The alignment device 70 is a Z stage (Z-axis moving/rotating unit) that detachably supports and fixes the wafer chuck 50, moves the wafer chuck 50 in the Z-axis direction, and rotates about the Z-axis in the θ direction. 72, an X carriage (X-axis moving table) 74 that supports the Z stage 72 and moves in the X-axis direction, and a Y carriage (Y-axis moving table) 76 that supports the X carriage 74 and moves in the Y-axis direction. It has The Z stage 72, X carriage 74, and Y carriage 76 include, for example, mechanical drive mechanisms including motors, and are configured to move the wafer chuck 50 in the ZXY directions. Furthermore, the Z stage 72 is configured to rotate the wafer chuck 50 in the .theta. direction around the rotation axis. The mechanical drive mechanism may be, for example, a ball screw drive mechanism combining a servomotor and a ball screw, a linear motor drive mechanism, a belt drive mechanism, or the like.

[テストヘッド]
図3は、テストヘッド18を示す斜視図である。
[Test head]
FIG. 3 is a perspective view showing the test head 18. As shown in FIG.

図3に示すように、テストヘッド18は、略直方体形状であり、側面にレール部(フランジ部)18aが設けられている。測定部16では、テストヘッド保持部(図8のガイド102)により、このレール部18aを支持することにより、ヘッドステージ58の上方に支持されている。 As shown in FIG. 3, the test head 18 has a substantially rectangular parallelepiped shape, and rail portions (flange portions) 18a are provided on the side surfaces thereof. The measurement section 16 is supported above the head stage 58 by supporting the rail section 18a with the test head holding section (the guide 102 in FIG. 8).

レール部18aは、テストヘッド18の側面から突出する略直方体形状に形成されており、テストヘッド18の側面に一対設けられている。なお、レール部18aの形状は略直方体形状に限定されず、例えば、ガイド102上をスライド移動可能な任意の形状とすることができる。また、レール部18aは、テストヘッド18の側面と一体形成されていてもよいし、テストヘッド18の側面に別の部材を固定することにより形成されていてもよい。 The rail portions 18 a are formed in a substantially rectangular parallelepiped shape projecting from the side surfaces of the test head 18 , and are provided on the side surfaces of the test head 18 . Note that the shape of the rail portion 18a is not limited to a substantially rectangular parallelepiped shape, and may be any shape that can slide on the guide 102, for example. Moreover, the rail portion 18 a may be formed integrally with the side surface of the test head 18 or may be formed by fixing another member to the side surface of the test head 18 .

図4及び図5は、テストヘッド18の搬送形態を示す斜視図である。図4及び図5に示すように、テストヘッド18は、測定部16の内部において上昇させて、レール部18aに沿ってスライド可能となっている。これにより、測定部16から引き出したり、測定部16内に収容することができる。 4 and 5 are perspective views showing how the test head 18 is conveyed. As shown in FIGS. 4 and 5, the test head 18 can be lifted inside the measuring section 16 and slid along the rail section 18a. Thereby, it can be pulled out from the measuring section 16 or accommodated in the measuring section 16 .

図4は、テストヘッド18を搬送台車30により搬送する例を示している。搬送台車30は、テストヘッド置き台32と、テストヘッド置き台32を上下方向に昇降させるための昇降機を備えている。図4に示す例では、搬送台車30を移動させて、テストヘッド置き台32を昇降させて測定部16の前に配置することにより、各測定部16のテストヘッド18の出し入れを行うことができる。 FIG. 4 shows an example in which the test head 18 is transported by the carriage 30. As shown in FIG. The carriage 30 includes a test head stand 32 and an elevator for vertically moving the test head stand 32 up and down. In the example shown in FIG. 4 , the test head 18 of each measuring section 16 can be taken in and out by moving the carriage 30 and raising and lowering the test head table 32 to place it in front of the measuring section 16 . .

図5は、テストヘッド18をクレーン40により搬送する例を示している。クレーン40は、例えば、プローバ10の設置場所の天井に接続されており、テストヘッド置き台42を移動及び昇降させることが可能となっている。図5に示す例でも、テストヘッド置き台42を移動及び昇降させて測定部16の前に配置することにより、各測定部16のテストヘッド18の出し入れを行うことができる。 FIG. 5 shows an example of transporting the test head 18 by a crane 40. As shown in FIG. The crane 40 is connected, for example, to the ceiling of the place where the prober 10 is installed, and is capable of moving and raising and lowering the test head table 42 . In the example shown in FIG. 5 as well, the test head 18 of each measuring section 16 can be taken in and out by moving and raising and lowering the test head table 42 and arranging it in front of the measuring section 16 .

図6及び図7は、テストヘッド置き台を示す正面図及び斜視図である。なお、テストヘッド置き台32と42とは同様の構成を有するため、以下では、テストヘッド置き台32の例について説明する。 6 and 7 are a front view and a perspective view showing the test head stand. Since the test head stands 32 and 42 have the same configuration, an example of the test head stand 32 will be described below.

図6に示すように、テストヘッド置き台32は、鉛直上方に向かって開口した断面U字状の有底容器として構成されている。このテストヘッド置き台32は、底壁及び側壁を有しており、テストヘッド18の引き出し方向(図6の紙面の前後方向)に向かって開口している。テストヘッド置き台32は、底面及び側壁を有する略直方体状である。テストヘッド置き台32の側壁の内側には、タイヤ上の回転体80が取り付けられている。テストヘッド18のレール部18aをこの回転体80の上にスライド移動させることにより、テストヘッド18をテストヘッド置き台32側に引き出すことができる。ここで、回転体80に代えて、スライドレールを設けてもよい。 As shown in FIG. 6, the test head stand 32 is configured as a bottomed container with a U-shaped cross section that opens vertically upward. The test head pedestal 32 has a bottom wall and side walls, and is open in the direction in which the test head 18 is pulled out (the front-rear direction of the paper surface of FIG. 6). The test head table 32 has a substantially rectangular parallelepiped shape with a bottom surface and side walls. A rotating body 80 on the tire is attached to the inner side of the side wall of the test head stand 32 . By sliding the rail portion 18a of the test head 18 onto the rotor 80, the test head 18 can be drawn out toward the test head table 32 side. Here, a slide rail may be provided instead of the rotating body 80 .

図6及び図7の符号82は、テストヘッド18のスライド方向の位置決めのための突起であり、この突起82により、テストヘッド18のスライドの終点位置が規定される。なお、テストヘッド置き台の側壁の奥側にも出没自在な突起を設けて、テストヘッド18の搬送時におけるスライド移動を制限可能にしてもよい。 Reference numeral 82 in FIGS. 6 and 7 denotes projections for positioning the test head 18 in the sliding direction, and the projections 82 define the sliding end position of the test head 18 . It should be noted that a projecting protrusion may be provided on the back side of the side wall of the test head table so that the sliding movement of the test head 18 during transportation can be restricted.

[テストヘッドのメンテナンス]
次に、テストヘッド18のメンテナンスの手順について説明する。本実施形態では、テストヘッド18のメンテナンスは、テストヘッド18を測定部16から引き出して行うメンテナンス(例えば、内部調整等)と、テストヘッド18を測定部16内部でポゴフレーム56に対して上昇させて実施するメンテナンスとが可能となっている。
[Test head maintenance]
Next, a procedure for maintenance of the test head 18 will be described. In the present embodiment, maintenance of the test head 18 includes maintenance performed by pulling the test head 18 out of the measuring unit 16 (for example, internal adjustment), and raising the test head 18 with respect to the pogo frame 56 inside the measuring unit 16. It is possible to perform maintenance by

図8は、測定部16のテストヘッド昇降機構を示す正面図であり、図9及び図10は、テストヘッド昇降機構を説明するための斜視図である。 FIG. 8 is a front view showing the test head elevating mechanism of the measuring section 16, and FIGS. 9 and 10 are perspective views for explaining the test head elevating mechanism.

テストヘッド昇降機構100は、ガイド102及び昇降駆動部104を備えている。テストヘッド18のレール部18aは、このガイド102に載置される。ガイド102は、テストヘッド18のスライド方向(Y方向)に延びる板状に形成されている。 The test head elevating mechanism 100 includes a guide 102 and an elevating drive section 104 . The rail portion 18 a of the test head 18 is placed on this guide 102 . The guide 102 is formed in a plate shape extending in the sliding direction (Y direction) of the test head 18 .

昇降駆動部104は、ガイド102を上下方向(Z方向)に昇降させるための駆動部を備える。ここで、昇降駆動部104としては、例えば、エアシリンダ又は油圧シリンダ、もしくはモータを用いた駆動機構(例えば、ボールねじ機構、ラックアンドピニオン機構)等の往復直線運動を行うための機構を用いることができる。 The elevation drive unit 104 includes a drive unit for raising and lowering the guide 102 in the vertical direction (Z direction). Here, as the elevation drive unit 104, for example, a mechanism for performing reciprocating linear motion such as an air cylinder, a hydraulic cylinder, or a drive mechanism using a motor (for example, a ball screw mechanism, a rack and pinion mechanism) may be used. can be done.

テストヘッド18を測定部16から引き出す場合には、図8に示すように、昇降駆動部104(図9参照)によりガイド102を上昇させてポゴフレーム56から分離する。そして、テストヘッド18を測定部16から引き出すことにより、レール部18aがガイド102からテストヘッド置き台(32又は42)の側壁上にスライド移動する。これにより、測定部16からテストヘッド18を引き出すことができる(図4から図7参照)。なお、ガイド102とテストヘッド置き台(32、42)との間の隙間が大きい場合には、ガイド102を測定部16から引き出し可能として、ガイド102とテストヘッド置き台(32、42)との間の隙間を短縮可能としてもよい。 When the test head 18 is pulled out from the measuring section 16, the lift driving section 104 (see FIG. 9) raises the guide 102 and separates it from the pogo frame 56, as shown in FIG. By pulling out the test head 18 from the measuring section 16, the rail section 18a slides from the guide 102 onto the side wall of the test head table (32 or 42). Thereby, the test head 18 can be pulled out from the measuring section 16 (see FIGS. 4 to 7). When the gap between the guide 102 and the test head pedestal (32, 42) is large, the guide 102 can be pulled out from the measuring unit 16, and the gap between the guide 102 and the test head pedestal (32, 42) can be adjusted. The gap between them may be made shortenable.

テストヘッド18を測定部16に収容する場合には、テストヘッド18を搭載したテストヘッド置き台(32又は42)を測定部16の正面に移動させる。次に、昇降駆動部104によりガイド102を上昇させた状態で、テストヘッド置き台(32又は42)側にガイド102を引き出して、テストヘッド置き台(32又は42)側にガイド102にテストヘッド18をスライド移動させる。そして、テストヘッド18を測定部16内に収容して、昇降駆動部104によりガイド102を下降させる。これにより、テストヘッド18をポゴフレーム56に接続することができる。 When the test head 18 is housed in the measuring section 16 , the test head table ( 32 or 42 ) on which the test head 18 is mounted is moved to the front of the measuring section 16 . Next, while the guide 102 is lifted by the elevation driving unit 104, the guide 102 is pulled out toward the test head mounting table (32 or 42), and the test head is moved toward the test head mounting table (32 or 42). 18 is slid. Then, the test head 18 is accommodated in the measuring section 16 and the guide 102 is lowered by the elevation driving section 104 . This allows the test head 18 to be connected to the pogo frame 56 .

なお、ガイド102にも、テストヘッド置き台(32又は42)と同様に回転体を設けてもよい。 Note that the guide 102 may also be provided with a rotator like the test head table (32 or 42).

本実施形態では、テストヘッド18に対する軽微なメンテナンスについては、テストヘッド昇降機構100により、テストヘッド18を測定部16内で上昇させた状態で実施することができる。また、テストヘッド18の内部の調整等は、上記の手順で測定部16から引き出して実施することができる。 In this embodiment, minor maintenance of the test head 18 can be performed while the test head 18 is lifted within the measurement unit 16 by the test head lifting mechanism 100 . Also, the adjustment of the inside of the test head 18 can be carried out by pulling it out of the measuring section 16 according to the above procedure.

[ポゴフレームのメンテナンス]
次に、ポゴフレーム56のメンテナンスについて説明する。
[Pogo frame maintenance]
Next, maintenance of the pogo frame 56 will be described.

ポゴフレーム56(コンタクトピン)のメンテンナンスの一部については、例えば、図8に示すように、テストヘッド18を上昇させた状態でも行うことが可能である。例えば、特許文献1のように、個々のブロックに分割されたブロック形状のコンタクトピンを有するポゴフレームについては、図8に示すテストヘッド18を上昇させた状態でも一部のメンテナンスを行うことが可能である。 Part of the maintenance of the pogo frame 56 (contact pin) can also be performed with the test head 18 raised, for example, as shown in FIG. For example, a pogo frame having block-shaped contact pins divided into individual blocks, as disclosed in Patent Document 1, can be partially maintained even when the test head 18 shown in FIG. 8 is raised. is.

一方、テストヘッド18を上昇させただけの状態では、メンテナンスの内容によっては作業性の確保が困難である。このため、本実施形態のプローバ10は、ポゴフレーム56を昇降させて、測定部16のメンテナンスエリアに引き出すためのポゴフレーム昇降機構200を備えている。 On the other hand, in a state in which the test head 18 is simply raised, it is difficult to ensure workability depending on the content of maintenance. For this reason, the prober 10 of the present embodiment includes a pogo frame lifting mechanism 200 for lifting and lowering the pogo frame 56 to pull it out to the maintenance area of the measurement unit 16 .

図11及び図12は、ポゴフレーム昇降機構200を説明するための正面図及び斜視図である。 11 and 12 are a front view and a perspective view for explaining the pogo frame lifting mechanism 200. FIG.

図11及び図12に示すように、ポゴフレーム昇降機構200は、ガイド202及び昇降駆動部204を備えている。 As shown in FIGS. 11 and 12 , the pogo frame lifting mechanism 200 includes a guide 202 and a lifting drive section 204 .

ガイド202は、引き出し方向(Y方向)に沿ってスライド移動可能に構成されたガイドレールである。ポゴフレーム56は、取付部56aを介してこのガイド202に固定されている。 The guide 202 is a guide rail configured to be slidable along the drawing direction (Y direction). The pogo frame 56 is fixed to this guide 202 via the mounting portion 56a.

昇降駆動部204は、ガイド202を上下方向(Z方向)に昇降させるための駆動部を備える。ここで、昇降駆動部204としては、例えば、エアシリンダ又は油圧シリンダ、もしくはモータを用いた駆動機構(例えば、ボールねじ機構、ラックアンドピニオン機構)等の往復直線運動を行うための機構を用いることができる。 The elevation driving section 204 includes a driving section for raising and lowering the guide 202 in the vertical direction (Z direction). Here, as the elevation drive unit 204, for example, a mechanism for performing reciprocating linear motion such as an air cylinder, a hydraulic cylinder, or a drive mechanism using a motor (for example, a ball screw mechanism, a rack and pinion mechanism) may be used. can be done.

ポゴフレーム56のメンテナンスを行う場合には、まず、図8に示すように、昇降駆動部104によりガイド102を上昇させて、テストヘッド18をポゴフレーム56から分離する。次に、図11に示すように、昇降駆動部204(図12参照)によりガイド202を上昇させてポゴフレーム56をヘッドステージ58に対して上昇させる。そして、ガイド202をY方向にスライドさせて、測定部16からポゴフレーム56を引き出す。ポゴフレーム56のメンテナンスは、ポゴフレーム56をガイド202から取り外して実施してもよいし、ポゴフレーム56を引き出した状態で、ガイド202に取り付けたまま実施してもよい。これにより、ポゴフレーム56のメンテナンスの作業性を確保することができる。 When performing maintenance on the pogo frame 56, first, as shown in FIG. Next, as shown in FIG. 11, the pogo frame 56 is raised with respect to the head stage 58 by raising the guide 202 by the elevation drive section 204 (see FIG. 12). Then, the guide 202 is slid in the Y direction, and the pogo frame 56 is pulled out from the measuring section 16 . Maintenance of the pogo frame 56 may be performed by removing the pogo frame 56 from the guide 202 , or may be performed while the pogo frame 56 is pulled out and attached to the guide 202 . As a result, it is possible to secure the maintenance workability of the pogo frame 56 .

本実施形態によれば、測定部16内でテストヘッド18を上下動作させるだけで、コンタクトピンをポゴフレーム56ごと引き出してメンテナンスを実施することができる。これにより、ポゴフレーム56のメンテナンス時に、テストヘッド18の重量がフレーム90にかかった状態のままになるので、プローバ10の内部で大きな重量の変化が生じない。このため、ポゴフレーム56のメンテナンスの後に、再調整及びダイアグコードの確認などの復旧作業を行う必要がなくなるので、プローバ10のダウンタイムの発生を抑制することができる。 According to this embodiment, only by moving the test head 18 up and down within the measuring section 16, the contact pins can be pulled out together with the pogo frame 56 for maintenance. As a result, the weight of the test head 18 remains on the frame 90 during maintenance of the pogo frame 56 , so that a large weight change does not occur inside the prober 10 . For this reason, after maintenance of the pogo frame 56, there is no need to perform restoration work such as readjustment and confirmation of the diagnostic code, so downtime of the prober 10 can be suppressed.

また、本実施形態では、ポゴフレーム昇降機構200により、ポゴフレーム56を昇降させて、測定部16のメンテナンスエリアにポゴフレーム56を引き出す構成としたが、この構成に代えて、例えば、図13に示すように、ポゴフレーム56を昇降させず、ヘッドステージ58にポゴフレーム56を搭載したまま、ヘッドステージ58をスライド移動させるガイド部300により、ポゴフレーム56とヘッドステージ58とを一体に測定部16のメンテナンスエリアA1に引き出す構成を好ましく採用することができる。当該構成においても、上述した本実施形態と同様に、メンテナンスを簡易化して、ダウンタイムの短縮を実現可能である。また、ポゴフレーム56のメンテナンスのためにヘッドステージ58からポゴフレーム56を昇降させる機構が不要となるので、構成の簡略化とコストダウンを図ることが可能となる。また、このようにポゴフレーム56とヘッドステージ58とを一体に引き出し可能な構成とすれば、ヘッドステージ58とポゴフレーム56とを一体構造とすることも可能である。 In the present embodiment, the pogo frame 56 is moved up and down by the pogo frame lifting mechanism 200, and the pogo frame 56 is pulled out to the maintenance area of the measurement unit 16. As shown, the pogo frame 56 and the head stage 58 are integrally integrated into the measurement unit 16 by a guide unit 300 that slides the head stage 58 while the pogo frame 56 is mounted on the head stage 58 without raising or lowering the pogo frame 56 . It is possible to preferably employ a configuration in which the maintenance area A1 is drawn out. Also in this configuration, maintenance can be simplified and downtime can be shortened, as in the above-described embodiment. In addition, since a mechanism for lifting and lowering the pogo frame 56 from the head stage 58 is not required for maintenance of the pogo frame 56, it is possible to simplify the configuration and reduce costs. Moreover, if the pogo frame 56 and the head stage 58 can be pulled out integrally in this manner, the head stage 58 and the pogo frame 56 can be integrated.

10…プローバ、12…ローダ部、14…本体部(測定ユニット)、16…測定部、18…テストヘッド、50…ウェーハチャック、52…プローブ、54…プローブカード、56…ポゴフレーム、58…ヘッドステージ、70…アライメント装置、72…Zステージ、74…Xキャリッジ、76…Yキャリッジ、100…テストヘッド昇降機構、200…ポゴフレーム昇降機構、300…ガイド部 DESCRIPTION OF SYMBOLS 10... Prober, 12... Loader part, 14... Main-body part (measurement unit), 16... Measurement part, 18... Test head, 50... Wafer chuck, 52... Probe, 54... Probe card, 56... Pogo frame, 58... Head Stage 70 Alignment device 72 Z stage 74 X carriage 76 Y carriage 100 Test head elevating mechanism 200 Pogo frame elevating mechanism 300 Guide section

Claims (5)

ウェーハを保持するウェーハチャックと、
前記ウェーハチャックに対向する面に複数のプローブを有するプローブカードと、
前記プローブカードの前記ウェーハチャックとは反対側に配置されたテストヘッドと、
前記プローブカードと前記テストヘッドとの間に介在して配置され、前記プローブカードと前記テストヘッドを電気的に接続するポゴフレームと、
前記ポゴフレームを保持するヘッドステージと、
を備える測定部を備え、
前記ポゴフレームは、前記ヘッドステージと一体にメンテナンスエリアに引き出し可能に構成される、
プローバ。
a wafer chuck that holds the wafer;
a probe card having a plurality of probes on a surface facing the wafer chuck;
a test head disposed on the opposite side of the probe card from the wafer chuck;
a pogo frame interposed between the probe card and the test head for electrically connecting the probe card and the test head;
a headstage holding the pogo frame;
comprising a measurement unit comprising
The pogo frame is configured to be pulled out to a maintenance area integrally with the head stage,
prober.
前記ポゴフレームと前記ヘッドステージが一体構造である、
請求項1に記載のプローバ。
wherein the pogo frame and the headstage are of unitary construction;
The prober according to claim 1.
前記測定部は、前記ヘッドステージをスライド移動させるガイド部を有する、
請求項1又は2に記載のプローバ。
The measurement unit has a guide unit that slides the head stage.
The prober according to claim 1 or 2.
前記測定部を複数備える、
請求項1から3のいずれか1項に記載のプローバ。
comprising a plurality of the measuring units,
A prober according to any one of claims 1 to 3.
ウェーハの検査を行うプローバのメンテナンス方法であって、
テストヘッドをポゴフレームに対して上昇させるステップと、
前記ポゴフレームを、前記ポゴフレームを保持するヘッドステージと一体にメンテナンスエリアに引き出すステップと、
を含むプローバのメンテナンス方法。
A maintenance method for a prober that inspects a wafer, comprising:
raising the test head relative to the pogo frame;
pulling out the pogo frame together with a head stage holding the pogo frame to a maintenance area;
How to maintain the prober, including
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