JP7109630B2 - Wafer inspection system - Google Patents
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Description
本発明は、ウエハ検査システムに関する。 The present invention relates to wafer inspection systems.
多数の半導体デバイスが形成された半導体ウエハ(以下、単に「ウエハ」という。)において各半導体デバイスの電気的特性検査を行うために、ウエハ検査装置としてのプローバが用いられている。プローバはウエハと対向するプローブカードを備え、プローブカードは複数の柱状接触端子であるコンタクトプローブを有する(例えば、特許文献1参照。)。このプローバでは、プローブカードの各コンタクトプローブが半導体デバイスにおける電極パッドや半田バンプに接続された半導体デバイスへ検査信号を流すことによって半導体デバイスの電気回路の導通状態等を検査する。 2. Description of the Related Art A prober is used as a wafer inspection apparatus in order to inspect the electrical characteristics of each semiconductor device on a semiconductor wafer (hereinafter simply referred to as "wafer") on which a large number of semiconductor devices are formed. The prober has a probe card that faces the wafer, and the probe card has contact probes that are a plurality of columnar contact terminals (see, for example, Patent Document 1). In this prober, each contact probe of the probe card sends a test signal to the semiconductor device connected to the electrode pad or solder bump of the semiconductor device, thereby testing the continuity of the electric circuit of the semiconductor device.
プローブカードの各コンタクトプローブへは検査回路であるメインボードを搭載したテストヘッドから検査信号が流されるが、近年、ウエハの検査効率を向上するために、それぞれにプローブカードが装着された複数のテストヘッドを備え、搬送ステージによって一のテストヘッドへウエハを搬送中に他のテストヘッドでウエハの半導体デバイスを検査可能なウエハ検査装置が開発されている。このウエハ検査装置では、フットプリント削減の観点から複数のテストヘッドを収容するセルが多段積みで配置される。 Inspection signals are sent to each contact probe of the probe card from the test head on which the main board, which is the inspection circuit, is mounted. A wafer inspection apparatus has been developed which has a head and can inspect semiconductor devices on the wafer with another test head while the wafer is being transported to one test head by a transport stage. In this wafer inspection apparatus, cells accommodating a plurality of test heads are arranged in multiple tiers from the viewpoint of footprint reduction.
各テストヘッドのメインボードは一種の消耗品であるために定期的に交換する必要があるが、メインボードを交換するためにはテストヘッドをウエハ検査装置から整備用台車の上に引き出す必要がある。 The main board of each test head is a kind of consumable item and needs to be replaced periodically. In order to replace the main board, the test head must be pulled out of the wafer inspection system onto a maintenance cart. .
しかしながら、テストヘッドは重量が約70kgfであり、スライドレールで支持されるため、テストヘッドを引き出し方向以外に移動させるのは困難である。したがって、整備用台車の位置をテストヘッドの位置へ正確に合わせる必要があるが、整備用台車はリフト機構等を有し、重量が大きいために位置の微調整が困難であり、その結果、テストヘッドを引き出すのが困難であるという問題がある。 However, since the test head weighs about 70 kgf and is supported by slide rails, it is difficult to move the test head in a direction other than the pull-out direction. Therefore, it is necessary to precisely match the position of the trolley for maintenance with the position of the test head. The problem is that the head is difficult to pull out.
本発明の目的は、テストヘッドを引き出してメインボードを容易に交換することができるウエハ検査システムを提供することにある。 SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide a wafer inspection system in which a test head can be pulled out and a main board can be easily replaced.
上記目的を達成するために、本発明のウエハ検査システムは、メインボードを収容するテストヘッドを内部に有する検査室が多段に配置されるウエハ検査装置と、前記ウエハ検査装置の外側に配置された支持機構と、を備え、前記検査室は開口部を有し、前記開口部を介して前記検査室から前記テストヘッドが引き出され、前記支持機構は、引き出された前記テストヘッドを支持し、前記支持機構に支持された前記テストヘッドの消耗した前記メインボードが取り外されて、新しいメインボードが前記テストヘッドへ取り付けられることを特徴とする。 In order to achieve the above object, the wafer inspection system of the present invention comprises a wafer inspection apparatus in which inspection chambers each having a test head for accommodating a main board are arranged in multiple stages, and a support mechanism, wherein the inspection chamber has an opening through which the test head is pulled out from the inspection chamber; the support mechanism supports the pulled-out test head; The worn main board of the test head supported by the support mechanism is removed, and a new main board is attached to the test head.
本発明によれば、テストヘッドを引き出してメインボードを容易に交換することができる。 According to the present invention, the main board can be easily replaced by pulling out the test head.
以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明する。 BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
まず、本実施の形態に係る被整備テストヘッドを用いるプローバについて説明する。 First, a prober using the test head to be serviced according to the present embodiment will be described.
図1は、本実施の形態に係る被整備テストヘッドを用いるプローバとしてのウエハ検査装置の構成を概略的に示す斜視図である。 FIG. 1 is a perspective view schematically showing the configuration of a wafer inspection apparatus as a prober using a test head to be serviced according to this embodiment.
図1において、ウエハ検査装置10は、複数の検査室(セル)11が多段、例えば、4段に配置されたセルタワー12と、該セルタワー12に隣接して配置され、搬送機構(図示しない)を内蔵してウエハの各セル11への搬出入を行うローダ13とを備える。セルタワー12及びローダ13はそれぞれ直方体状を呈し、高さは、例えば、2.4mである。
In FIG. 1, a
ウエハ検査装置10では、セルタワー12におけるローダ13との隣接面の反対側(以下、「外側」という。)には作業者が各セル11の整備作業を行うことが可能な空間が確保され、後述する整備用台車27が配置される。
In the
図2は、図1におけるセルタワーの各セルに内蔵される構成要素を説明するための図であり、図2(A)はテストヘッドの斜視図であり、図2(B)は各セルにおけるテストヘッド、ポゴフレーム及びプローブカードの配置状態を示す正面図である。 2A and 2B are diagrams for explaining components built into each cell of the cell tower in FIG. 1, FIG. 2A is a perspective view of the test head, and FIG. FIG. 4 is a front view showing the arrangement state of the head, pogo frame, and probe card;
図2(A)において、テストヘッド15は、直方体状の筐体からなる本体16と、本体16の長手方向の側面上部から側方へ突出するフランジ17とを有し、本体16は検査回路であるメインボード(図示しない)を収容する。
In FIG. 2A, the
また、図2(B)に示すように、各セル11は、内部において、テストヘッド15と、プローブカード18と、プローブカード18及びメインボードを電気的に接続するポゴピン(図示しない)を保持するポゴフレーム19とを有する。プローブカード18及びポゴフレーム19、並びにポゴフレーム19及びテストヘッド15の間にはシール部材20、21が配置され、該シール部材20、21に囲まれた空間が減圧されることにより、プローブカード18及びポゴフレーム19が真空吸着によってテストヘッド15へ装着される。
As shown in FIG. 2B, each
プローブカード18は、円板状の本体24と、本体24の下面から図中下方へ向けて突出するように配置される多数の柱状接触端子である複数のコンタクトプローブ25とを有する。各コンタクトプローブ25は、プローブカード18へウエハ(図示しない)が当接した際、該ウエハに形成された各半導体デバイスの電極パッドや半田バンプ(いずれも図示しない)と接触する。
The
図1に戻り、各セル11の外側には整備用開口部26が開設され、該整備用開口部26を介してテストヘッド15が引き出される。作業者は引き出されたテストヘッド15から消耗したメインボードを取り外し、新しいメインボードを取り付ける。
Returning to FIG. 1, a
ところで、テストヘッド15の重量は約70kgfであり、作業者の力だけでは取り扱いが困難であるため、テストヘッド15は、セル11内において当該テストヘッド15の長手方向(以下、単に「長手方向」という。)に沿って配置されるスライドレール(図示しない)によってフランジ17を介して支持され、スライドレールの上面に設けられた複数のボール台座によって長手方向に引き出し可能に構成される。
By the way, the weight of the
ウエハ検査装置10において、作業者が容易にメインボードの交換を行うためには引き出されたテストヘッド15を支持する支持機構が必要であり、これに対応して、本実施の形態では後述する整備用台車27が提供される。
In order for the operator to easily replace the main board in the
図3は、本実施の形態に係る被整備テストヘッドを用いるに用いられる整備用台車の構成を概略的に示す図であり、図3(A)は側面図であり、図3(B)は正面図である。 3A and 3B are diagrams schematically showing the configuration of a maintenance truck used for using the test head to be serviced according to the present embodiment, FIG. 3A being a side view and FIG. It is a front view.
図3(A)及び図3(B)において、整備用台車27は、複数のころ28(車輪)によって支持されて移動可能に構成される台車基部29と、該台車基部29から立設されたリフト機構30と、テストヘッド15を収容可能な筐体状のテストヘッドケース31(ケース)とを有する。
3(A) and 3(B), the
台車基部29には取っ手32が設けられ、作業者は取って32を押すか、若しくは引くことによって整備用台車27を移動させる。各ころ28は双輪からなり、向きを自在に変更可能に構成されるため、整備用台車27の移動に関する自由度を向上させる。
A
リフト機構30は、図中上方へ向けて台車基部29から延出する支柱33と、該支柱33に取り付けられ、支柱33の延出方向に沿って移動することによって図中上下方向に移動するリフタ34と、リフタ34を移動させるモータ(図示しない)とを有する。
The
なお、台車基部29の各ころ28はブレーキ(図示しない)を有し、該ブレーキはリフタ34が上下方向に関する最下点に位置する場合のみ解除される。
Each
図4は、図3(A)及び図3(B)におけるリフタ及びテストヘッドケースの構成を概略的に示す図であり。図4(A)は側面図であり、図4(B)は正面図である。なお、説明を簡単にするために、図4(A)及び図4(B)では、テストヘッド15が破線で示され、さらに、図4(B)は、後述するスライドレールカバー40を一点鎖線で示し、且つスライドレールカバー40を透けた状態で示す。
FIG. 4 is a diagram schematically showing the configuration of the lifter and test head case in FIGS. 3(A) and 3(B). FIG. 4(A) is a side view, and FIG. 4(B) is a front view. 4A and 4B, the
図4(A)及び図4(B)に示すように、テストヘッドケース31は直方体状を呈するとともに、長手方向に関する両端が開放されて開口部を形成し、テストヘッド15をセル11から引き出す際、両端の開口部のいずれかがセル11の整備用開口部26に対向し、整備用開口部26を介して引き出されたテストヘッド15を内部に収容する。また、テストヘッドケース31の上面も開放されているため、作業者は収容されたテストヘッド15へテストヘッドケース31の上面からアクセス可能であり、該上面を介してメインボードを交換する。
As shown in FIGS. 4A and 4B, the
テストヘッドケース31は水平位置調整ステージ35を介してリフタ34によって支持される。水平位置調整ステージ35は上下に重ねられた円板状部材である基部35a及び移動部35bからなり、基部35a及び移動部35bの間には多数のボールベアリング(図示しない)が敷き詰められ、移動部35bは基部35aに対して水平に移動することができる。基部35aはリフタ34に接続され、移動部35bはテストヘッドケース31に接続される。これにより、水平位置調整ステージ35はテストヘッドケース31をリフタ34に対して水平に移動させることができる。
A
また、水平位置調整ステージ35では、外部からエアを送り込むことにより、基部35aの一部及び移動部35bの一部を係合させる等して移動部35bを基部35aに対して固定することもできる。
In addition, in the horizontal
移動部35bの移動は多数のボールベアリングによって実現されるため、移動部35bの移動には大きな力が必要なく、その結果、テストヘッドケース31は作業者によって容易に水平へ移動させることができる。なお、テストヘッドケース31の下面から下方に向けて板状のストッパ36が突出し、テストヘッドケース31の水平方向の移動量が所定量に達した場合、ストッパ36が水平位置調整ステージ35の基部35aに当接することにより、テストヘッドケース31の水平方向の移動量が規制される。
Since the movement of the moving
テストヘッドケース31の長手方向に関する両側面の上部には複数のボール台座からなるスライドレール37が配される。スライドレール37はテストヘッドケース31に収容されたテストヘッド15のフランジ17を支持し、テストヘッド15をテストヘッドケース31の長手方向にスライドさせる。
A
また、テストヘッドケース31の長手方向に関する両側面の上部における両端にはストッパ機構38(固定機構)が配される。ストッパ機構38は突出自在な突起状の接触子39を有し、該接触子39が突出してテストヘッド15のフランジ17に接触することにより、テストヘッド15の位置がテストヘッドケース31に対して固定される。なお、リフト機構30は、テストヘッド15がテストヘッドケース31に収容される際、接触子39がフランジ17に接触していない場合は、リフタ34が上下動不可能に構成される。
Stopper mechanisms 38 (fixing mechanisms) are arranged at both ends of the upper part of both side surfaces of the
テストヘッド15をテストヘッドケース31の長手方向にスライドさせる際、作業者の手、特に、指がフランジ17とスライドレール37の間に挟まれる危険性があるため、スライドレール37はスライドレールカバー40によって覆われる。
When the
整備用台車27では、リフト機構30が、テストヘッドケース31の位置を、当該テストヘッドケース31のスライドレール37が1段目のセル11に収容されたテストヘッド15のフランジ17と正対する高さ、同スライドレール37が2段目のセル11に収容されたテストヘッド15のフランジ17と正対する高さ、同スライドレール37が3段目のセル11に収容されたテストヘッド15のフランジ17と正対する高さ、及び同スライドレール37が4段目のセル11に収容されたテストヘッド15のフランジ17と正対する高さのそれぞれに固定可能である。
In the trolley for
図1に戻り、セルタワー12の外側下方にはガイドレール41が配される。ガイドレール41はセルタワー12の長手方向に沿い、断面が矩形の管状体であり、セルタワー12と反対側の側壁41aにスリット42が形成される。一方、図3(B)に示すように、整備用台車27は台車基部29に配されたガイド部43(ガイド機構)を有する。
Returning to FIG. 1, a
図5に示すように、ガイド部43は台車基部29から側方へ突出するブラケット43aと、該ブラケット43aの先端に設けられて水平に回転するローラ43bとを有し、ブラケット43aはガイドレール41のスリット42を介してガイドレール41の内部へ進入し、ローラ43bはガイドレール41の内部に収容される。すなわち、ガイド部43はガイドレール41と遊合するが、このとき、ローラ43b及び台車基部29の間にはガイドレール41の側壁41aが介在する。
As shown in FIG. 5, the
上述した整備用台車27はテストヘッド15の全体を引き出す際に用いられるが、テストヘッド15を整備する際、当該テストヘッド15の全体を引き出す必要がない場合がある。このような場合、ウエハ検査装置10では、整備用台車27ではなくテストヘッド15を部分的に載置する簡易整備用台車44を用いる。
Although the above-described
図6は、簡易整備用台車の構成を概略的に示す側面図であり、図6(A)はセルタワーにおける1段目のセルのテストヘッドを整備する場合を示し、図6(B)はセルタワーにおける2段目のセルのテストヘッドを整備する場合を示す。 6A and 6B are side views schematically showing the configuration of the trolley for simple maintenance. FIG. 6A shows the case where the test head of the first stage cell in the cell tower is maintained, and FIG. 6B shows the cell tower. shows the case of maintenance of the test head of the second stage cell in .
図6(A)及び図6(B)において、簡易整備用台車44は底部に複数のころ45が配置されたメインフレーム46と、該メインフレーム46に対して上下に移動可能な整備台47とを有する。整備台47は複数のボール台座からなるスライドレール48を有し、スライドレール48は部分的に引き出されたテストヘッド15のフランジ17を支持する。整備台47は、スライドレール48が1段目のセル11に収容されたテストヘッド15のフランジ17と正対する第1の高さ、及びスライドレール48が2段目のセル11に収容されたテストヘッド15のフランジ17と正対する第2の高さのそれぞれに固定可能に構成される。
6(A) and 6(B), the trolley for
簡易整備用台車44は整備用台車27に比べて大幅に簡素化されて軽量であり、且つ、メインフレーム46の底部に配置された複数のころ45を有するため、作業者は簡易整備用台車44の位置を容易に調整することができ、もって、1段目や2段目のセル11に収容されたテストヘッド15のフランジ17と、整備台47のスライドレール48とを正確に正対させることができる。その結果、1段目や2段目のセル11から容易にテストヘッド15を部分的に引き出すことができる。
The
図7は、図3の整備用台車を用いるウエハ検査装置の整備方法を説明するための工程図である。 FIG. 7 is a process chart for explaining a maintenance method for a wafer inspection apparatus using the maintenance cart of FIG.
まず、ガイドレール41の端部においてガイド部43のローラ43bをガイドレール41の内部に収容させた後、ローラ43bをガイドレール41の内部に収容させたまま整備用台車27を、整備を行うテストヘッド15が収容されるセル11が存在する位置まで大まかに移動させる。その後、台車基部29の各ころ28のブレーキを作動させて整備用台車27の位置を固定する(図7(A))。
First, after the
次いで、リフト機構30がテストヘッドケース31を、当該テストヘッドケース31のスライドレール37が整備を行うテストヘッド15のフランジ17と正対する高さまで上昇させ、その後、テストヘッドケース31の位置を固定する(図7(B))。
Next, the
次いで、水平位置調整ステージ35によってテストヘッドケース31の位置を水平方向に微調整してスライドレール37を、整備を行うテストヘッド15のフランジ17と正確に正対させ(図7(C))、本整備方法を終了する。
Next, the position of the
本実施の形態に係る整備用台車27によれば、水平位置調整ステージ35が、移動自在な台車基部29から立設されるリフト機構30のリフタ34、及びテストヘッド15を収容するテストヘッドケース31の間に介在し、テストヘッドケース31をリフタ34に対して水平に移動させるので、台車基部29の位置を固定し、整備を行うテストヘッド15が存在する位置までテストヘッドケース31を昇降させて当該テストヘッドケース31の位置を固定した後、テストヘッドケース31の位置を水平方向に微調整してスライドレール37を、整備を行うテストヘッド15のフランジ17と正確に正対させることができ、その結果、テストヘッドケース31へ向けてテストヘッド15を容易に引き出すことができる。
According to the
上述した整備用台車27では、テストヘッドケース31の長手方向に関する両側面の上部にはテストヘッドケース31の長手方向にテストヘッド15をスライドさせるスライドレール37が配され、該スライドレール37はテストヘッド15の位置を固定させるストッパ機構38を有するので、テストヘッドケース31に収容されたテストヘッド15をテストヘッドケース31内において所望の位置に移動させた後、その位置へ固定することができ、もって、テストヘッド15の整備作業の効率を向上することができる。
In the above-described
また、上述した整備用台車27では、セルタワー12の下部に設けられたガイドレール41と遊合するガイド部43をさらに備えるので、整備用台車27をセルタワー12に沿って正確に動かすことができ、もって、整備用台車27の位置の調整時間を短縮することができる。
In addition, since the above-described
さらに、上述した整備用台車27では、台車基部29から側方へ突出するブラケット43aの先端に設けられたローラ43b及び台車基部29の間にはガイドレール41の側壁41aが介在するので、整備用台車27が傾いた場合、ローラ43bがガイドレール41の側壁41aに係合し、整備用台車27の転倒が防止される。
Further, in the above-described
以上、本発明について、上述した実施の形態を用いて説明したが、本発明は上述した実施の形態に限定されるものではない。 Although the present invention has been described using the above-described embodiments, the present invention is not limited to the above-described embodiments.
例えば、上述した整備用台車27は、1つのセルタワー12の外側のみに配置されたが、図8に示すように、2つのセルタワー12を互いの外側が対向するように配置し、2つのセルタワー12に挟まれるように整備用台車27を配置してもよい。このとき、整備用台車27のテストヘッドケース31は長手方向に関する両端に開口部を有し、開口部のそれぞれはウエハ検査装置10のそれぞれのセル11における整備用開口部26に対向するので、いずれのウエハ検査装置10のテストヘッド15もテストヘッドケース31に収容することができ、もって、テストヘッド15の整備作業の効率を向上することができる。
For example, the
10 ウエハ検査装置
15 テストヘッド
17 フランジ
27 整備用台車
29 台車基部
30 リフト機構
31 テストヘッドケース
35 水平位置調整ステージ
37 スライドレール
38 ストッパ機構
41 ガイドレール
43 ガイド部
43b ローラ
10
Claims (1)
前記ウエハ検査装置の外側に配置された支持機構と、を備え、
前記検査室は開口部を有し、
前記開口部を介して前記検査室から前記テストヘッドが引き出され、
前記支持機構は、引き出された前記テストヘッドを支持し、
前記支持機構に支持された前記テストヘッドの消耗した前記メインボードが取り外されて、新しいメインボードが前記テストヘッドへ取り付けられることを特徴とするウエハ検査システム。
a wafer inspection apparatus in which inspection chambers having test heads for accommodating main boards are arranged in multiple stages;
a support mechanism arranged outside the wafer inspection apparatus,
The examination chamber has an opening,
the test head is withdrawn from the examination chamber through the opening;
The support mechanism supports the pulled-out test head,
A wafer inspection system, wherein the worn main board of the test head supported by the support mechanism is removed and a new main board is attached to the test head.
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