JPWO2009004968A1 - 試験装置 - Google Patents

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Abstract

本発明に係る試験装置は、被試験ウェハに形成された回路と試験信号を送受信する試験モジュール、試験モジュールおよび被試験ウェハの間で試験信号の伝送経路を結合する結合部、圧力を供給された場合に被試験ウェハを結合部に当接させる保持部、並びに、保持部および結合部を収容する筐体を各々が有して、筐体の内部で被試験ウェハを試験する複数の試験ユニットと、複数の試験ユニットによる試験の対象となる被試験ウェハを格納した、複数の試験ユニットに対して共通な格納部と、格納部および複数の試験ユニットの各々の間で被試験ウェハを搬送する搬送部と、複数の試験ユニットの各々に試験の手順を指示するメインフレームと、複数の試験ユニットの各々に電力を供給する、複数の試験ユニットに対して共通な電源と、複数の試験ユニットの各々に圧力を供給する、複数の試験ユニットに対して共通な圧力源とを備える。

Description

本発明は、試験装置に関する。より詳細には、本発明は、複数の被試験ウェハの試験を同時に実行できる試験装置に関する。本出願は、下記の日本出願に関連する。文献の参照による組み込みが認められる指定国については、下記の出願に記載された内容を参照により本出願に組み込み、本出願の一部とする。
1.特願2007−171555 出願日 2007年06月29日
集積回路は、一枚の半導体ウェハ、ガラスウェハ等に数多くのデバイスを形成した後、これをダイシングして、更にダイをひとつずつパッケージングして製品化される。また、ボールグリッドアレイ(BGA:Ball Grid Aray)型デバイスのように、ウェハの状態でパッケージングして、その後にダイシングする場合もある。
いずれの場合も、パッケージングされる前の前工程において、ウェハ上に形成された回路の試験を実施する場合がある。前工程における試験では、被試験ウェハの要所にそれぞれプローブピンを押し当てることにより、被試験ウェハの回路と試験装置の回路とを電気的に接続する。これにより、試験装置から送信された試験信号を被試験ウェハの回路により処理させて、各回路の機能および性能を評価することができる。
下記の特許文献1には、試験信号を発生するプローブカードを交換できる半導体試験装置において、半導体試験装置自体の動作を検証する自己診断ボードを、プローブカードに換えて装着することが記載される。このような半導体試験装置は、プローブカードを交換することにより種々の試験が実行できると共に、自己診断ボードを装着して、半導体試験装置自体の検査も容易に実行できる。
また、下記の特許文献2には、被試験ウェハに対する接点となるニードルを支持するプローブカードに発熱パターンを設けることにより、被試験ウェハの変形に追従して良好な接触を得ることが記載される。更に、下記の特許文献3には、プローブピンとしてのニードルと同じ面に接地に接続された接点を設けることにより、試験信号の品質を向上させることが記載される。
特開平08−306750号公報 特開2000−346875号公報 特開2001−077610号公報
近年、集積回路の大規模化および多機能化が急速に進み、実施すべき試験の内容が複雑化すると共に、試験の種類も増加している。このため、各集積回路の試験工程に要する時間も増加しつつある。
また、種々の電子機器の普及に伴い、集積回路の生産量も著しく増加している。このため、製造工程において試験工程が占める時間が、製造コストに影響を与える場合もある。
更に、試験そのものの実行に要する時間が増加したので、試験装置において被試験ウェハを搬送するハンドラ等の設備の稼働率が低下している。このため、試験装置の利用効率が低下して、試験に要するコストを相対的に上昇させる原因となっている。
このように、試験工程のスループットを上昇させることが、集積回路製造における技術課題となる。また、試験装置の各部の利用効率を向上させることも課題のひとつとなる。
そこで、上記課題の解決を目的する目的で、本発明の第1の形態として、被試験ウェハに形成された回路と試験信号を送受信する試験モジュール、試験モジュールおよび被試験ウェハの間で試験信号の伝送経路を結合する結合部、圧力を供給された場合に被試験ウェハを結合部に当接させる保持部、並びに、保持部および結合部を収容する筐体を各々が有して、筐体の内部で被試験ウェハを試験する複数の試験ユニットと、複数の試験ユニットによる試験の対象となる被試験ウェハを格納した、複数の試験ユニットに対して共通な格納部と、格納部および複数の試験ユニットの各々の間で被試験ウェハを搬送する搬送部と、複数の試験ユニットの各々に試験の手順を指示するメインフレームと、複数の試験ユニットの各々に電力を供給する、複数の試験ユニットに対して共通な電源と、複数の試験ユニットの各々に圧力を供給する、複数の試験ユニットに対して共通な圧力源とを備える試験装置が提供される。
なお、上記の発明の概要は、本発明の必要な特徴の全てを列挙したものではない。また、これらの特徴群のサブコンビネーションもまた、発明となりうる。
試験装置200全体の構造を模式的に示す断面図である。 試験ユニット100の内部構造と動作状態を模式的に示す断面図である。 試験ユニット100の他の動作状態を模式的に示す断面図である。 試験ユニット100のまた他の動作状態を模式的に示す断面図である。 シール126の機能を説明する模式図である。 試験装置200の平面的なレイアウトを示す模式的な平面図である。 他の試験装置300の平面的なレイアウトを示す模式的な平面図である。 他の実施形態に係る試験ユニット102の構造を示す図である。 試験ユニット102の動作を説明する図である。
符号の説明
100、102 試験ユニット
101 試験ユニットスタック
110 試験モジュール
112 試験ボード
114 試験信号コネクタ
116 試験信号ケーブル
118、172 ブレーカ
120 コンタクトユニット
122 プローブカード
124、226 チャック
126 シール
128 バンパ
132、212 ガイドレール
134 キャリッジ
136 キャリッジドライバ
140 シャッタ
142 シャッタモータ
150 ステージ
152、156、222 リフト
154 バルーン
160 ウェハトレイ
162 ピット
170 レギュレータ
180 ケース
182、332 電源コネクタ
184、314 信号コネクタ
186、230、322 ゲート
190 バルブ
200、300 試験装置
201、202 ハンドラ
210 ガイドポール
220 マニピュレータ
224 パンタグラフ
301 共用スタック
310 メインフレーム
312 制御ボード
320 ウェハ格納部
330 共用電源
401 被試験ウェハ
410 ウェハカセット
403 回路
405 フラット
510 圧力源
以下、発明の実施の形態を通じて本発明を説明するが、以下の実施形態は請求の範囲にかかる発明を限定するものではない。また、実施形態の中で説明されている特徴の組み合わせの全てが発明の解決手段に必須であるとは限らない。
図1は、試験ユニット100(図2参照)を含んで形成された試験装置200の構造を模式的に示す断面図である。同図に示すように、試験装置200は、積層された複数の試験ユニット100により形成された試験ユニットスタック101と、複数の試験ユニット100に対して共通に使用される搬送機構としてのハンドラ201と、やはり複数の試験ユニット100に対して共通に使用される共用スタック301とを含む。更に、複数の試験ユニット100に負圧又は正圧の圧力を供給する圧力源510も試験装置200に含まれる。ここで用いられる圧力源510は、複数の試験ユニット100に負圧を供給する減圧タンクとなる。
試験ユニットスタック101は、互いに同じ構造を有する試験ユニット100を鉛直に積層して形成される。個々の試験ユニット100は、試験信号を発生する試験モジュール110(図2参照)と、被試験ウェハ401を試験モジュール110に電気的に結合させる機構を備えたテストヘッドとして機能する。これにより、この試験装置200は、複数の被試験ウェハ401に対して、同時に並行して試験を実行できる。試験ユニット100の内部構造と動作については、図2から図4までを参照して後述する。
ハンドラ201は、試験ユニットスタック101全体の高さをカバーできるガイドポール210と、ガイドポール210に沿って昇降するマニピュレータ220(図6参照)を備える。マニピュレータ220は、ガイドポール210に沿って昇降するリフト222と、リフト222に搬送されて昇降しつつ伸縮するパンタグラフ224と、パンタグラフ224の先端に支持されたチャック226とを含む。リフト222およびパンタグラフ224並びにパンタグラフ224およびチャック226は、相互に角度を変えることができる。これにより、試験装置200内の限られたスペースで、被試験ウェハ401の大きな移動量を得ることができる。
また、ハンドラ201の内部は、ゲート230を介して、後述するウェハ格納部320の内部と連通する。これにより、後述するウェハカセット410から被試験ウェハ401を1枚ずつ取り出して試験ユニット100にロードすると共に、試験を終えた被試験ウェハ401を試験ユニット100からアンロードして、ウェハカセット410に戻す。
なお、被試験ウェハ401に対するテスト、試験内容によって数分から1時間以上に及ぶ場合がある。このため、試験時間に対して被試験ウェハ401の搬送時間は短いので、少数のハンドラ201により、多数の試験ユニット100のロード/アンロードを担うことができる。また、換言すれば、ひとつのハンドラ201が複数の試験ユニット100へのロード/アンロードを担うことにより、ハンドラ201の使用効率を向上させることができる。
また、上記のハンドラ201は、1本のガイドポール210とそれに装着されたひとつのマニピュレータ220を備える。しかしながら、1本のガイドポール210に複数のマニピュレータ220を装着して被試験ウェハ401の搬送を分担させ、ハンドラ201の処理能力を高くすることもできる。また、ガイドポール210を複数設けてそれぞれにマニピュレータ220を装着することにより、複数のマニピュレータ220を全く独立して動作させることもできる。
共用スタック301は、メインフレーム310、ウェハ格納部320および共用電源330を備える。メインフレーム310は、複数の制御ボード312を収容して、試験装置200全体の動作を制御する制御信号を発生する。発生された制御信号は、信号コネクタ314を介して接続された、試験装置200の他の要素に伝達される。
ウェハ格納部320は、試験に供される被試験ウェハ401を収容したウェハカセット410を格納する。また、ウェハ格納部320は、ゲート322を介して、ハンドラ201の内部と連通する。なお、図面にはひとつのウェハカセット410が描かれるが、試験前と試験後で異なるウェハカセット410に被試験ウェハ401を収容する場合もある。このような場合は、ウェハ格納部320に複数のウェハカセット410が格納される。
共用電源330は、外部の商用電源等から電力を供給される。供給された電力は、電源コネクタ332を介して、試験装置200を形成する各要素に適切な電圧で分配される。なお、図示は省略したが、共用電源330には、外部からのノイズを遮断すると共に、過電流の出力を遮断する安全装置を設けることが好ましい。
圧力源510は、負圧を蓄積して、試験ユニット100の各々に対して負圧を供給する。試験ユニット100各々において、圧力源510の負圧はバルブ190を介して結合される。バルブ190は、制御信号または試験信号により開閉されて、試験ユニット100に断続的に供給される。試験モジュール供給された負圧は、図4を参照して後述するように、被試験ウェハ401をプローブカード122(図2参照)に圧接させる場合に利用される。また、この負圧は、被試験ウェハ401の搬送等、他の動作の動力源として利用することもできる。
なお、供給される負圧を安定させる目的で、試験ユニット100側に圧力センサを設けて、圧力源510の内圧を調整することも好ましい。また、試験ユニット100の各々に減圧バルブを設けて、供給された負圧を調整させることもできる。
図2は、試験ユニット100を単独で示す模式的な断面図である。同図に示すように、試験ユニット100は、複数の試験モジュール110と、被試験ウェハ401(図5参照)に対するコンタクトユニット120と、コンタクトユニット120に被試験ウェハ401を当接させる一連の機構を共通のケース180内部に備え、全体としてテストヘッドの機能を有する。
試験ユニット100において、試験モジュール110の各々は、試験信号を発生し、且つ、被試験ウェハ401上の回路403(図5参照)から受信した試験信号を処理する試験ボード112を収容する。また、試験ボード112の各々は、試験信号コネクタ114および試験信号ケーブル116を介して、後述するコンタクトユニット120に結合される。従って、試験信号コネクタ114を挿抜することにより、試験ボード112を容易に交換して、異なる内容の試験を実行させることができる。
また、一連の試験モジュール110は、信号コネクタ184を介して、メインフレーム310に結合される。これにより、メインフレーム310の総合的な制御の下に、試験ユニット100は相互に連携して試験を実行できる。
更に、試験モジュール110の各々は、被試験ウェハ401上の回路403に対して過電流が発生した場合に、それを遮断するブレーカ118を備える。これにより、高価なプローブカード122等の焼損を防止できる。なお、ブレーカ118には、被試験ウェハ401全体に対する過電流を防止するブレーカ118と、個別の回路403に対する過電流を防止するブレーカ118とを二重に設けることが好ましい。
コンタクトユニット120は、圧力源510から供給された負圧により被試験ウェハ401を吸着するチャック124と、チャック124の下面に突出するプローブカード122とを含む。また、チャック124の下面には、プローブカード122を包囲してシール126が装着される。これにより、被試験ウェハ401がチャック124に当接した場合に、被試験ウェハ401の縁部近傍とチャック124の間を気密に封止して、被試験ウェハ401をチャック124に吸着できる。
プローブカード122は、下方に向かって垂下された多数のプローブピンを有する。プローブピンの先端は、被試験ウェハ401上のパッドの配置に対応している。これにより、被試験ウェハ401がプローブカード122に押し付けられた場合に、被試験ウェハ401上の回路403と、試験ユニット100とを電気的に結合させることができる。
コンタクトユニット120の下方には、ステージ150と、それに搭載されたリフト152が配置される。ステージ150は、その上面を水平に二次元的に移動させて、搭載された被試験ウェハ401とコンタクトユニット120とを相互に精密に位置合わせすることができる。なお、位置合わせは、図示していないカメラ等を用いて目視で制御することができるが、被試験ウェハ401に形成されたフラット405(図5参照)等を利用して自動化することもできる。
一方、リフト152は、後述するようにその上面を昇降させることができる。これにより、搭載された被試験ウェハ401をコンタクトユニット120に向かって持ち上げることができる。なお、ステージ150およびリフト152はそれぞれ駆動モータを有する。これにより、外部からの電気信号により制御できる。
試験ユニット100は更に、ハンドラ201のマニピュレータ220によりロードされた被試験ウェハ401を搭載するウェハトレイ160と、被試験ウェハ401を搭載したウェハトレイ160をリフト152の上に移動させるキャリッジ134とを備える。ウェハトレイ160は、被試験ウェハ401と相補的な内面形状を有するピット162を有する。これにより、マニピュレータ220によりロードされた被試験ウェハ401を保持すると共に保護する。
また、図示は省略したが、ウェハトレイ160にヒータを内蔵して、試験に供する被試験ウェハ401を設定された温度まで加熱させることもできる。更に、ウェハトレイ160に温度センサを設けて帰還制御することにより、個別の被試験ウェハ401の状態に関わらず、複数の試験ユニット100相互の間で均一な条件で試験を実行できる。
上記のようなウェハトレイ160は、試験ユニット100の内部において、キャリッジ134に搭載される。キャリッジ134は、ケース180内に水平に配置されたガイドレール132を挿通される。ガイドレール132の一端には、キャリッジ134の移動を駆動するキャリッジドライバ136配置され、これにより、キャリッジ134は、ガイドレール132に沿って水平に移動する。
なお、図2に示した状態では、マニピュレータ220のチャック226が、ガイドレール132の図上左端近傍に位置するウェハトレイ160の上方まで被試験ウェハ401をロードしている。また、ケース180は側方に開口したゲート186を有して、被試験ウェハ401は、ゲート186を通じてロードされる。
更に、試験ユニット100は、外部から電力の供給を受ける電源コネクタ182の直後に、レギュレータ170およびブレーカ172を備えてもよい。レギュレータ170は、共通電源330から供給されて試験ユニット100の内部に分配される電力を管理して、電圧を安定させる。これにより、他の試験ユニット100の動作による電源電圧の変動等を補償して、試験ユニット100の各部の動作を安定させることができる。また、実行する試験の精度も向上させる。
ブレーカ172は、試験ユニット100に過電流が流れる恐れがある場合に、試験ユニット100を共通電源330から切り離す。これにより、試験ユニット100自体の過電流による損傷が防止できる。また、試験ユニット100に生じた障害が、他の試験ユニット100、試験装置200全体に影響を及ぼすことを防止することもできる。更に、試験が実行されている期間は、過電流による被試験ウェハ401の破損を防止し、被試験ウェハ401の歩留り低下を防止できる。
図3は、図2に示した試験ユニット100の異なる動作状態を示す図である。同図に示すように、この動作状態において、マニピュレータ220は、ケース180の外部に退避する。また、ケース180の内部に装着されたシャッタモータ142により駆動されて、シャッタは、ケース180のゲート186を閉鎖する。これにより、ケース180内部は外部の環境から遮断される。
また、ケース180の内部においては、キャリッジ134がガイドレール132に沿って移動する。これにより、ピット162に被試験ウェハ401を収容したウェハトレイ160が、リフト152の上方まで搬送される。換言すれば、これにより、被試験ウェハ401が、コンタクトユニット120の下方まで搬送される。
図4は、図2および図3に示した試験ユニット100の更に異なる動作状態を示す図である。同図に示すように、この動作状態においては、リフト152がウェハトレイ160を上昇させて、被試験ウェハ401をコンタクトユニット120に押し当てる。これにより、チャック124の下面と被試験ウェハ401の上面との間を、シール126が気密に封止する。
また、バルブ190が開放され、チャック124は圧力源510内の負圧に連通するので、チャック124は被試験ウェハ401を吸着する。これにより、プローブカード122に形成されたプローブピンの下端が被試験ウェハ401の上面に圧接され、被試験ウェハ401に形成された回路403と試験ユニット100とが電気的に結合される。
こうして、被試験ウェハ401と試験ユニット100との間に一時的な電気的な結合が形成されるので、被試験ウェハ401の表面に形成された回路403を動作させて試験ができる。また、ひとつの被試験ウェハ401に形成された多数の回路403を一括して試験できるので効率がよい。また、この試験によりフェイルが検出された回路403は、ダイボンディング、パッケージング等の工程にかかる前に破棄されるので、パッケージング後の歩留りを向上させることができる。
なお、被試験ウェハ401に形成された回路403はそれぞれが複数のパッドを有するので、それらの全てに電気的結合を形成する目的で、プローブカード122は非常に多数のプローブピンを有する。このため、プローブカード122は高価にならざるを得ない。一方、プローブピンの各々は細いので、過大な電流が流れた場合は焼損する場合がある。このような場合、焼損したプローブピンを含むプローブカード122は、全体が処分される。
図5は、図4に示した状態において、シール126が被試験ウェハ401に接した状態を説明する図である。同図に示すように、被試験ウェハ401の表面には、複数の回路403がマトリクス状に配列した状態で形成される。なお、図中では、境界が判りやすくなるように回路403に2種類のハッチングを与えたが、多くの被試験ウェハ401では、同じ回路が複数形成される。
上記のような被試験ウェハ401において、被試験ウェハ401がフラット405を除いて円形であるのに対して、回路403の多くは矩形の形状を有する。このため、被試験ウェハ401の周縁部には回路403の形成されない平滑な領域が残る。前記したマニピュレータ220のチャック226も、この平滑な領域において被試験ウェハ401を吸着する。
このような被試験ウェハ401に対して、シール126は、回路403が形成された領域の直近において被試験ウェハ401に接する。これにより、シール126および被試験ウェハ401が密着して高い気密性が得られる。また、吸着のために減圧すべき領域が小さくなるので、圧力源510内部の負圧の消費も抑制される。
なお、図5に示すように、被試験ウェハ401の表面には、回路403が非対称に配置される。従って、上記のように回路403の直近に密着させるシール126の形状も非対称になる。このため、チャック124に被試験ウェハ401を吸着させる段階では、被試験ウェハ401の向きが一定であることが好ましい。
被試験ウェハ401の向きを変える機能は、ハンドラ201のマニピュレータ220、ウェハトレイ160、ステージ150、リフト152のいずれにも担わせることができるので、適宜選択される。また、被試験ウェハ401の向きを検知する方法としては、被試験ウェハ401のフラット405を検出して向きを検知する方法、被試験ウェハ401の位置合わせをする場合に用いるカメラ等を利用した目視による方法等が適宜選択される。
また、上記の実施形態では、被試験ウェハ401、シール126およびチャック124により封止された領域の内部を減圧することにより被試験ウェハ401をプローブカード122に押し付けている。しかしながら、封止された領域に対して外側の圧力がより高ければ同様の効果が得られるので、ケース180内を加圧して、同領域を大気に連通させる等の構造によっても同様の効果が得られる。ただし、この場合は、シャッタ140によるゲート186の封止を気密にすることが求められる。
図6は、図1に示した試験装置200の平面的なレイアウトを模式的に示す図である。同図に示すように、ウェハ格納部320の高さに着目すると、試験ユニット100(試験ユニットスタック101)、ハンドラ201、ウェハ格納部320(共用スタック301)が一列に配列され、一般的な半導体試験装置と同じ面積を占有する。
また、ハンドラ201の内部は、ゲート322、230を介してウェハ格納部320に連通する。これにより、ハンドラ201は、ウェハ格納部320に格納されたウェハカセット410から被試験ウェハ401を搬出または搬入できる。更に、ハンドラ201は、ゲート186を介して試験ユニット100に被試験ウェハ401をロードまたはアンロードできる。
この試験装置200では、図1に示したように、試験ユニットスタック101は積層された複数の試験ユニット100を含む。従って、同時に複数の被試験ウェハ401を試験することができるので、試験装置200の設置面積を増加させることなく処理量を増加させることができる。換言すれば、この試験装置200は、被試験ウェハ401の1枚当たりの試験時間を短縮できる。
被試験ウェハ401に対する試験は、試験結果にフェイルが検出されなかった場合は、規定の試験シーケンスを1パスすれば終了する。一方、試験により何らかのフェイルが検出された場合は、再試験が繰り返される場合があり、その被試験ウェハ401に対する試験が終了するまでには多大な時間がかかる。しかしながら、試験装置200のように複数の試験ユニット100を備えた試験装置200では、試験を終了した試験ユニット100で次の被試験ウェハ401を試験できるので、複数の被試験ウェハ401に対する試験において一部の被試験ウェハ401にフェイルが生じた場合でも、スループットに対する影響は軽微になる。
また、複数の被試験ウェハ401を同時に試験することにより、ひとつのウェハカセット410に収容された複数の被試験ウェハ401、あるいは、同じロットの被試験ウェハ401をまとめて試験することにより、ウェハカセット410毎あるいはロット毎の試験結果の傾向も把握することができる。このような観点から、ウェハカセット410に収容される被試験ウェハ401の枚数に応じて、試験ユニットスタック101を形成する試験ユニット100の数を決定することも好ましい。即ち、試験ユニット100の数を、ウェハカセット410に収容される被試験ウェハ401の枚数の倍数または約数とすることにより、試験工程全体を効率よく実行できる。
更に、図1に示した試験装置200では、メインフレーム310、ウェハ格納部320および共用電源330により共用スタック301を形成した。しかしながら、メインフレーム310および共用電源330は、ケーブルにより他の要素と結合されるので、ハンドラ201に物理的に隣接して配置しなければならないわけではない。従って、ウェハ格納部320を複数配置して、メインフレーム310および共用電源330を他の場所に配置することもできる。これにより、より大量の試験を実行できる試験装置200を形成することもできる。
図7は、他のレイアウトを有する試験装置300を、図6と同じように、ウェハ格納部320を含む水平面で示す模式的な平面図である。同図に示すように、この試験装置300は、複数の試験ユニットスタック101を備える。このため、試験ユニット100は、鉛直方向および水平方向に、2次元的に配列される。
また、ハンドラ201の内部は、ゲート322、230を介してウェハ格納部320に連通する。これにより、ハンドラ201は、ウェハ格納部320に格納されたウェハカセット410から被試験ウェハ401を搬出または搬入できる。更に、ハンドラ201は、ゲート186を介して試験ユニット100に被試験ウェハ401をロードまたはアンロードできる。
ただし、この試験装置300では、ウェハ格納部320のゲート322と、試験ユニット100のゲート186が、同じ方向に向けて開口する。これに対して、ハンドラ202は、ウェハ格納部320および全ての試験ユニットスタック101と連通するように、試験装置300の全幅に渡る寸法を有する。また、このハンドラ202は、ガイドポール210を、ウェハ格納部320および試験ユニットスタック101の配列に沿って移動させるガイドレール212を有する。
このような構造により、ハンドラ202は、ウェハ格納部320から被試験ウェハ401を取り出したマニピュレータ220を任意の試験ユニットスタック101の前まで移動させて、いずれかの試験ユニット100にロードさせることができる。また、いずれの試験ユニット100からも被試験ウェハ401をアンロードして、ウェハ格納部320に戻すことができる。
図8は、試験装置200、300において使用できる、他の実施形態に係る試験ユニット102の構造を示す模式的な断面図である。なお、図2から図4までに示した試験ユニット100と共通の構成要素には同じ参照番号を付して重複する説明を省く。
同図に示すように、この試験ユニット102は、コンタクトユニット120およびリフト156の構造に固有の特徴がある。即ち、この試験ユニット102が備えるコンタクトユニット120は、後述するように被試験ウェハ401が押し付けられた場合に当接するバンパ128およびプローブカード122を有するが、チャック124は備えていない。
一方、リフト156は、当該リフト156を上昇または下降させるバルーン154を介してステージ150に支持される。バルーン154は、バルブ190を介して圧力源510に連通する。ただし、ここで用いられる圧力源510は、ケース180内の雰囲気よりも高い圧力を有する正圧源となる。
図9は、試験ユニット102の動作を説明する図である。同図に示すように、バルブ190が開放されて、バルーン154の内部が正圧の圧力源510に連通すると、バルーン154は膨張してリフト156を上昇させる。これにより、リフト156の上に搭載された被試験ウェハ401は上昇して、やがて、バンパ128およびプローブカード122に当接する。
上記のような動作において、バルーン154は弾性を有する。これにより、何らかの理由でプローブカード122の接触面と被試験ウェハ401の表面とで角度が相違した場合であっても、リフト156および被試験ウェハ401は容易に変位して、プローブカード122およびバンパ128に密着する。このような構造は、バルーン154の耐力の範囲で高い圧力をかけることができるので、被試験ウェハ401以外に、パッケージの試験にも利用することできる。
なお、バルーン154は、図示のように、側面に蛇腹構造を有する。これにより、内部の圧力が高くなった場合の膨張に異方性があり、鉛直方向によく膨張する一方で、水平方向には膨張が少ない。従って、リフト156を効率よく上昇させることができる。
なお、上記の実施の形態では、チャック124による被試験ウェハ401の吸着あるはバルーン154による被試験ウェハ401の押し上げに圧力源510から供給される負圧または正圧を利用した。しかしながら、圧力源510から供給される負圧または正圧の利用はこれに限定されるものではなく、シャッタ140の開閉、キャリッジ134の移動、ステージ150の駆動等にも広く利用できる。これにより、電気的なノイズを発生することなく、試験ユニット100、102における動力を賄うことができる。
以上詳細に説明したように、上記実施の形態に係る試験装置200、300は、複数の被試験ウェハ401の試験を一括して実行できる。これにより、試験工程に要する時間を短縮して、試験コストを低減できる。また、メインフレーム310、ハンドラ201等を複数の試験ユニット100、102で共用するので、設備投資も抑制できると共に、稼働率も向上される。更に、試験装置200、300の動作は自動化できるので、試験工程のコストを一段と低減できる。
ここまで、本発明を実施の形態を用いて説明したが、本発明の技術的範囲は上記実施の形態に記載の範囲には限定されない。また、上記実施の形態に、多様な変更または改良を加え得ることが当業者に明らかである。更に、その様な変更または改良を加えた形態も本発明の技術的範囲に含まれることが、請求の範囲の記載から明らかである。

Claims (8)

  1. 被試験ウェハに形成された回路と試験信号を送受信する試験モジュール、
    前記試験モジュールおよび前記被試験ウェハの間で前記試験信号の伝送経路を結合する結合部、
    圧力を供給された場合に前記被試験ウェハを前記結合部に当接させる保持部、並びに、
    前記保持部および前記結合部を収容する筐体
    を各々が有して、前記筐体の内部で前記被試験ウェハを試験する複数の試験ユニットと、
    前記複数の試験ユニットによる試験の対象となる被試験ウェハを格納した、前記複数の試験ユニットに対して共通な格納部と、
    前記格納部および前記複数の試験ユニットの各々の間で前記被試験ウェハを搬送する搬送部と、
    前記複数の試験ユニットの各々に試験の手順を指示するメインフレームと、
    前記複数の試験ユニットの各々に電力を供給する、前記複数の試験ユニットに対して共通な電源と、
    前記複数の試験ユニットの各々に前記圧力を供給する、前記複数の試験ユニットに対して共通な圧力源と
    を備える試験装置。
  2. 前記複数の試験ユニットは、鉛直方向に積層して配列される請求項1に記載の試験装置。
  3. 前記複数の試験ユニットの各々は、前記保持部に対して圧力源を連通または遮断させるバルブを更に有する請求項1に記載の試験装置。
  4. 前記複数の試験ユニットの各々は、前記電源から供給される電力を安定させる電力管理部を更に有する請求項1に記載の試験装置。
  5. 前記試験モジュールは、前記被試験ウェハに含まれる複数の回路の各々を過電流から遮断する個別遮断器と、前記被試験ウェハの全体を過電流から遮断する全体遮断器とをそれぞれ備える請求項1に記載の試験装置。
  6. 前記保持部は、負圧を供給された場合に前記被試験ウェハを吸着して当該被試験ウェハを前記結合部に当接させる請求項1に記載の試験装置。
  7. 前記保持部は、正圧を供給された場合に膨張する押圧部を有し、前記押圧部により前記被試験ウェハを前記結合部に押し付ける請求項1に記載の試験装置。
  8. 前記保持部は、前記被試験ウェハにおいて回路が形成された領域に隣接した平坦な領域に対して、前記領域の直近において気密に接して前記被試験ウェハを吸着する請求項6に記載の試験装置。
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