KR0165566B1 - 프로우브 장치 - Google Patents

Abstract

여러 개의 프로우브를 가지는 프로우브 카드와, 프로우브 카드의 상방 또는, 측방에 배치되어, 피검사체를 유지하는 피검사체 유지수단과, 프로우브카드의 프로우브에 전기적으로 접속된 테스터헤드와, 테스터헤드에 전기적으로 접속되어, 피검사체로부터의 출력정보에 의거, 피검사체의 전기적 특성을 검출하는 테스터와, 피검사체와 대면하는 위치에 설치되어 피검사체의 위치 검출을 하기 위한 촬상수단등을 구비하는 프로우브장치.

Description

프로우브 장치

제1도는 종래의 프로우브 장치를 나타내는 개략도.

제2도는 종래의 테스터를 나타내는 개략도.

제3도는 본 발명의 프로우브 장치의 한 실시예를 나타내는 개략도.

제4도는 본 발명에 관한 테스터를 나타내는 개략도.

제5도는 피검사체 유지부재를 나타내는 사시도.

제6도는 프로우브 카드의 어래치먼트를 나타내는 개략도.

제7도는 피검사체 유지부재와, 프로우브 카드와의 관계를 나타내는 개략도.

제8도 및 제11도는 본 발명의 프로우브장치의 다른 실시예를 나타내는 개략도.

제9도는 제8도의 로더부와 검사부를 나타내는 개략도.

제10도는 제8도에 나타내는 프로우브장치의 흡착수단의 한 예를 나타내는 개략도.

제12도는 제11도에 나타내는 프로우브장치의 부분 상세도.

제13도는 본 발명 프로우브 장치의 다른 실시예를 나타내는 측면도.

제14도는 제13도에 나타내는 프로우브장치의 개략 사시도.

제15도는 제13도 프로우브장치의 피검사체 구동기구를 나타내는 평면도.

제16도는 본 발명 프로우브장치의 다른 실시예를 나타내는 사시도.

제17도, 제18도 및 제20도는 본 발명의 프로우브장치에 사용하는 기판 반송장치의 한 예를 나타내는 개략도.

제19a도는 기체 분사판 전체를 나타내는 도면.

제19b도는 기체 분사판의 일부를 확대한 도면.

제21a~제21c도는 웨이퍼(W)의 인수 및 인도를 설명하기 위한 도면.

제22도 및 제23도는 기판 반송장치의 다른 예를 나타내는 개략도.

제24도는 재치대의 다른 예를 나타내는 개략도.

제25도는, 제26a도 및 제26b도는 반송 유지대 및 재치대의 다른 예를 나타내는 사시도.

제27도는 본 발명 프로우브장치의 다른 실시예를 나타내는 사시도.

제28도는 반송유지대 재치대의 한 예의 동작을 설명하기 위한 도면.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1,99,110 : 장치본체 2 : 테스터 본체

8 : 프로우브 장치 9,75,206 : 얼라인먼트 장치

10,32,116 : 웨이퍼 11,150,205 : 재치대

12 : 프로우브 13,36,73,90,98 : 프로우브 카드

14 : 입력핀 15,20,31,72,102,111 : 테스트 헤드

17 : 힌지 30,88,91 : 테스터

34 : 측정면 35,97 : 프로우브

37 : TV 카메라 38 : 정전용량센서

40,64,74 : 피검사체 유지부재 41,51,121 : Y 스테이지

42,53,120 : X 스테이지 43,117 : 웨이퍼 척

44 : 각도조절기구 50 : Y 방향 안내레일

52,122 : X 방향 안내레일 54,76 : 척

55 : 소편(小片) 56 : 기준마크

57 : 위치검출카메라 58,204 : 구동수단(구동기구)

59,73,203 : 반송아암 60 : 프린트기판

62 : 헤드 플레이트 63,101 : 인서트 링

66 : 공급용 패드 67 : 입출력 핀

68 : 접촉자 69,155 : 스프링

70 : 로더부 71 : 검사부

77 : 링크 78 : 전자밸브

79 : 진공펌프 80,82 : 전원

81 : 진공펌프용 전극 83 : 구멍

84 : 척 본체 86 : 관로

88 : 캐스터 92,104 : 케이블

95 : 가스공급노즐 96 : 팬

100 : 플레이트 112 : 프로우브 유니트

113,129 : 반송대 114 : 로울러

115 : 프로우브침 118 : 유지축

119 : 유지테이블 123 : 기초대

125,126,128 : 볼나사 125,127 : 모터

131 : 얼라인먼트 유니트 132 : CCD 카메라

133 : 마킹브릿지 134 : 잉킹마커

135 : 잉크침 141 : Y방향가이드

142 : 저면 143 : Z 방향가이드

144 : 승강블록 145 : 요동스테이지

146 : X 방향가이드 151 : 반송유지대

152 : 반송부 152a : 반송부 본체

153,158 : 흡기로 154 : 통기로

156e : 통기실 156c : 통기로

156d : 기체분사판 156 : 기체분사부

156a : 통형상부 156 : 송기관

156f : 분출공 180 : 오목부

181 : 홈 190 : 보조흡기로

202 : 테스트 유니트 207 : 핸들러

본 발명은 프로우브 장치에 관한 것으로, 특히, 예를 들면 반도체 웨이퍼 등의 피검사체의 전극패드에 프로우브를 접촉시켜서 웨이퍼의 전기적 특성을 측정하는 프로우브 장치에 관한 것이다.

일반적으로, 가령 반도체 웨이퍼와 같은 피검사체의 전기적 특성을 조사하는 장치로서 프로우브 장치가 알려져 있다.

종래의 이러한 종류의 프로우브 장치로서는 제1도와 같은 구성을 가지고 있다. 즉, 프로우브장치는, 수평 및 수직방향으로 이동가능하며, 장치본체(1)에 장착되고, 웨이퍼(10)를 재치하는 웨이퍼 재치대(11)와, 웨이퍼 재치대(11)의 상방에 배설되며, 웨이퍼(10)의 전극패드에 접속하는 프로우브(12)를 갖춘 프로우브 카드(13)와, 프로우브카드(13)상면에 입력핀(14)을 통해서, 접촉자(18)와 접속해서 프로우브카드(13)과의 사이에서 전기적 신호의 변환을 행하는 테스트 헤드(15) 등으로서 되어 있다.

테스트헤드(15)는, 다수의 케이블에 의해서 외부의 측정기기에 접속되고 있다. 또, 테스트헤드(15)에는 힌지(17)가 장착되고 있으며, 테스트헤드(15)를 제1도중의 화살표 방향으로 이동이 가능하게 되고 있다. 또, 장치본체(1)의 측방에는, 도시하지 않은 마니퓨레이터가 장착되어 있으며, 프로우브카드(13) 및 테스트헤드(15)를 일체로 하여 승강 가능하게 하고 있다.

이와같은 구성의 프로우브장치에 있어서 웨이퍼(10)의 전기적 특성을 검사하는 경우, 우선, 테스트헤드(15)를 이동시켜서 프로우브카드(13)상면에 세트한 다음, 웨이퍼 재치대(11)상에 재치된 웨이퍼(10)를 도시하지 않은 얼라이먼트 장치에 의해서 웨이퍼(10)의 전극과 프로우브와의 사이의 위치를 일치시키고, 프로우브카드(13)를 테스트헤드(15)와 함께 하방으로 이동시켜, 웨이퍼(10)의 전극에 프로우브카드(13)의 프로우브(12)를 접촉시켜서 웨이퍼(10)의 전기적 특성을 측정한다.

이와 같은 프로우브장치에서는, 전극수에 따라서 입출력핀 등이 증가하고, 이와함께 배선이 복잡화하고 있다. 이 때문에, 테스트헤드(15)의 중량이 예로서 800kg 까지 매우 무겁게 되어 있다. 또, 테스트헤드(15)와 외부의 측정기기를 접속하는 케이블(16)도 굵어지고 있다.

이 때문에, 테스트헤드(15)를 가동하기 위한 힌지기구를 공고히함과 동시에, 장치본체(1)의 구조를 강하게 할 필요가 있다. 따라서, 프로우브장치는 대형화하지 않을 수 없게 되고 있다. 또, 케이블이 긁어지게 되므로서, 테스트헤드(15)의 가동시 등에 케이블에 과도한 부하가 걸리게 되어, 케이블내의 배선의 단선 등이 일어날 염려가 있다.

또한, 이와 같은 구성을 가지는 프로우브장치에서는, 필연적으로 테스트헤드(15)와 외부의 측정기를 접속하는 케이블의 길이가 길어진다. 일반적으로 반도체 웨이퍼등의 피검사체의 전기적 특성을 조사하는 경우, 이상적으로는 피검사체의 주파수에 가까운 주파수로 검사를 하는 것이 바람직하다. 그러나, 상기 프로우브 장치에 있어서는 케이블의 길이가 길어서, 가령 10cm당 약1ness 정도의 신호지연이 생긴다. 따라서, 500MHz 정도의 높은 주파수로 검사를 할 수가 없다. 이점에서 상기 프로우브 장치는 슈퍼컴퓨터등에 이용되는 반도체 칩과 같은 고속성이 요구되는 것의 검사에는 충분하지 못하였었다.

한편, 다른 테스터로서는, 제2도에 나타내는 바와같이 테스트헤드(20)를 측정기를 갖춘 테스터본체(2)에 일체화시킨 것이 알려져 있다. 이 테스터는, 테스트헤드(20)와 측정기기를 접속하는 케이블의 길이가 짧아서, 신호지연의 발생을 방지 할 수가 있다.

그러나, 이 테스터는, 측정자가 패캐지화된 반도체칩(22)을 매뉴얼로 착탈해서 측정하여야 하므로, 측정에 시간이 걸려, 대량의 피검사체를 효율적으로 검사할 수가 없다.

본 발명의 목적은, 무거운 테스트헤드를 가동시킴이 없이. 피검사체의 이 전기적 특성을 조사할 수가 있는 프로우브 장치를 제공하는 것이다.

이 목적은, 여러개의 프로우브를 가지는 프로우브카드와 프로우브카드 상방에 배치되고, 피검사체를 유지하는 피검사체 유지부재와, 프로우브카드의 프로우브에 전기적으로 접속된 테스터 헤드와, 테스터헤드에 전기적으로 접속되어, 상기 피검사체로부터의 출력정보에 의거해서 피검사체의 전기적 특성을 조사하는 테스터를 구비하는 프로우브장치에 의해서 달성된다.

[실시예]

이하, 본 발명의 프로우브장치에 관해서 도면을 참조하여 구체적으로 설명한다.

제3도는 본 발명의 프로우브장치를 나타내는 개략도이다.

도면중 제30도는 테스터를 나타낸다. 테스터(30)에는, 테스터헤드(31)가 일체로 장착되어 있다. 테스터헤드(31)내에는, 반도체 웨이퍼(32)에 전력을 인가하기 위한 전원, 피검사체인 반도체 칩의 전극 패드로부터의 출력정보를 측정 기기로 보내기 위한 전기기기, 프로우브(35)와 테스트헤드 본체와의 사이의 전기적 접촉을 전환하기 위한 리레이, 또는 정밀도 조정용 콘덴서 등을 포함하는 퍼포먼스기구가 배치되고 있다. 또한, 테스트헤드(31)의 측정면(34)은, 수평면에 대해서 소정의 각도, 즉45°만큼 기울고 있다. 이 측정면(34)이 대략 중앙에는, 프로우브(35)를 가지는 프로우브카드(36)가 설치되어 있다. 프로우브(35)는, 반도체 웨이퍼(32)의 전극패드에 대응하여 다수 예컨대 수100개가 프로우브카드(36)에 장착되어 있어, 반도체 웨이퍼(32)와 테스트헤드(31)와의 사이에서 전기신호의 교환을 행할 수 있도록 되어 있다.

또, 제4도 도시하는 바와 같이, 테스트헤드(31)의 측정면(34)상에는, 반도체 웨이퍼(32)상의 반도체 칩 위치를 검출하기 위한 TV카메라(37), 및 Z축 방향에서의 반도체 웨이퍼(32)의 위치(θ) 검출을 위한 정전용량센서(38)를 갖춘 얼라인먼트장치(39)가 장착되어 있다.

한편, 테스트헤드(31)상방에는, 피검사체 유지부재(40)가 도시되지 않은 가동수단에 장착되어 배치되고 있다. 피검사체 유지부재(40)상에는 Y스테이지(41), X스테이지(42)가 순차적으로 장착되어 있다. 또한, X스테이지(42)상에는, 웨이퍼 척(43)이 장착되어 있으며, 반도체 웨이퍼(32)를 척킹하고 있다. 피검사체 유지부재(40)는, 테스트헤드(31)의 측정면(34)의 경사에 대응해서 수평방향에 대하여 소정의 각도만큼 경사시켜 배치되어 있다. 또한, 피검사체 유지부재(40)에는, 각도조절기구(44)가 장착되어 있다. 이 각도조절기구(44)에 의해서 각종의 각도를 가지는 측정면(34)에 대해서도 대응할 수가 있다.

한편, 피검사체 유지부재(40)는, 제5도 도시한 바와 같이, Y 방향을 따라서 배설된 Y방향 안내레일(50)에, 미끄럼 운동 자유롭게로 장착된 Y스테이지(51)와, 이 Y스테이지(51)상에 설치되어, X방향을 따라서 배설된 X방향 안내레일(52)에 미끄럼 운동이 자유롭게 장착된 X스테이지(53)와, X스테이지(53)에 대해서(Z방향으로)승강이 가능하고 또한 회전이 가능하게 장착된 척(54) 등으로 주로 구성되어 있다. 척(54)에는, 도시하지 않은 흡착수단이 장착되고 있으며, 이에 의해서 반도체 웨이퍼(32)를 흡착유지 할 수 있도록 되어 있다.

또, 척(54)의 측면에는, 기준위치 일치용 소편(55)이 돌출해서 설치되어 있다. 이 위치 일치용 소편(55)은, 예로서 액정용 투명전극에 사용되는 유리의 소편으로 형성되어 있으며, 그 중앙에 크롬으로 십자형 형상의 기준마크(56)가 도시되어 있다. X-스테이지(53) 측면에는 프로우브카드(36)의 프로우브(35)의 X-Y위치 검출 및 기준위치 일치용 소편(55)의 기준마크(56) Z방향에서의 위치검출을 위한 위치검출 카메라(57)가 장착되어 있다. 이 위치검출 카메라(57)는, 고 배율과 저 배율의 전환이 가능하게 되어 있다. 이 위치검출 카메라(57)의 측면에는, 카메라를 Z방향으로 이동시키는 구동수단(58)이 있다. 또, 이 유지부재(40)는, 도시되지 않은 구동기구에 의해서 전체적으로 수평방향 이동이 가능하게 되어 있다. 이와 같은 구성의 피검사체 유지부재(40)에서 반송아암(49)으로, 도시되지 않은 카세트로부터 반도체 웨이퍼(32)를 끌어내어, 그 상태로 척(54)하부까지 반송하고, 척(54)에 의해서 반도체 웨이퍼(32)를 흡착시켜 유지한다.

반도체 칩과 프로우브의 위치를 일치시킬 경우, 제4도에 나타낸 TV카메라(37)로 반도체 칩의 프로우브 흔적을 검출하여 반도체 칩의 위치를 확인한다. 이 반도체 칩의 위치정보와, 반도체 웨이퍼측으로부터의 위치검출 카메라(57)에 의해서 검출된 프로우브의 위치정보등을, 도시되지않은 제어수단에 의해서 비교 연산하여 반도체 칩의 각 전극패드에 프로우브를 접촉시키도록 한다. 또, 정전용량 센서(38)에 의해서 검출된 기준위치 일치용 소편(55)의 기준 마크(56)의 Z축 방향에서의 위치와, 위치검출 카메라(57)에 의해서 검출된 기준마크의 Z축방향에서의 위치등을 마찬가지로 비교 연산하여 재료의 팽창등에 의한 위치변동을 수정한다.

한편, 프로우브카드(36)는, 제6도 도시와 같이, 프린트기판(60)에 형성된 도전부(61)에 접속하도록 여러개와 프로우브(35)가 장착된 본체를, 테스트헤드(31)의 측정면(34)에 장착된 헤드플레이트(62)에 인서트링(63)을 통해서 장착된 유지부재(64)에 고정나사(65)로 고정하고 있다. 이때, 프로우브카드(36)의 도전부(61)에 접속된 접지 전위 공급용 패드(66)가 입출력 핀(67)의 일방 끝부분과 전기적으로 접속된다. 입출력핀(67)은, 유지부재의 관통공내로 관통되어 다른 일방의 끝부분이 테스트헤드(31)의 접촉자(68)와 전기적으로 접속된다. 입출력 핀(67)에는 압축 스프링(69)이 안쪽으로 끼워져 있어, 접지전위 공급용 패드(66)와 접촉자(68)와의 사이를 확실하게 접속시킬 수가 있다. 이에 의해서, 프로우브카드(36)의 프로우브(35)와 테스트 헤드(31)와의 사이에서 전기신호의 교환을 할 수가 있다.

이어서, 상기와 같이 구성된 프로우브장치의 동작에 관해서 설명한다.

우선, 제7도 도시와 같이, 피검사체 유지부재(40)의 척(54)에 의해서 피검사체인 반도체 웨이퍼(32)를 흡착유지한다.

이 척(54)를 얼라인먼트장치(9)와 대향하는 위치까지 이동시키고, 반도체 웨이퍼(32)의 칩 위치를 테스트헤드(31)의 얼라인먼트장치(39)의 TV카메라(37)로 검출한다.

이 검출된 화상정보는 기억되고, 그 화상정보와 2매째 이후의 반도체 웨이퍼 위치 일치가 행하여진다. 이와같이, 얼라인먼트장치(39)에 의해서 위치 일치가 된 반도체 웨이퍼(32)는, 척(54)에 의해서 유지된 상태에서 프로우브카드(36)와 약간 거리를 두고 대향하도록 배치된다.

이어서, 사전에 피검사체 유지부재(40)의 위치검출 카메라(57)로 확인된 프로우브(35)의 위치정보에 의거해서 척(54)을 X,Y 및 Z 방향으로 이동시킨다. 이에 의해서, 반도체 웨이퍼(32)의 소정 칩의 전극 패드와 프로우브카드(36)의 프로우브(35)와의 위치일치가 완료되면, 프로우브(35)를 전극패드에 접촉시킴으로써 반도체 웨이퍼의 전기적 특성을 측정한다.

이 경우, 측정용 전기신호는 테스터(30), 테스터헤드(31), 프로우브카드(36), 프로우브(35) 및 반도체 웨이퍼(32)중의 칩 사이로 보내어진다. 본 발명에서는, 테스트(30)에 테스트헤드(31)가 직접 장착되어 있음으로, 양자를 접속하는 케이블의 길이가 짧아져서, 전기신호의 지연을 억제할 수가 있다. 그 결과, 높은 주파수로 특성검사를 행할 수가 있다.

또한, 케이블은 외부에 노출되지 않으므로, 케이블의 손상등을 방지할 수가 있다.

이와같이 하여 하나의 특성검사가 종료한 후, X,Y 스테이지(51,53)에 의해서 반도체 웨이퍼(32)를 이동시켜, 인접하는 칩의 전극패드와, 프로우브와의 위치 일치를 시키고, 칩의 특성검사를 순차로 행한다. 이와 같이 하여, 하나의 반도체 웨이퍼 특성검사가 종료된 후, 피검사체 유지부재(40)를 이동시켜서, 옆 방향으로 슬라이드시켜, 특성검사가 종료된 반도체 웨이퍼와 미검사의 반도체 웨이퍼를 교환하여 상기한 바와같은 특성검사를 행한다.

본 발명의 프로우브장치는, 테스트 헤드(31)의 측정면(34)이 수평면에 대해서 경사지도록 테스터(30)와 일체적으로 구성되어 있으므로, 종래의 프로우브장치를 소형화할 수가 있다.

이어서, 본 발명의 프로우브장치의 다른 실시예에 관해서 설명한다. 이 프로우브장치는, 제8도와 같이, 피검사체인 반도체 웨이퍼를 반입·반출하는 로더부와, 로더부(70)측방에 배치된 검사부(71)와, 검사부(71)의 하방의 공간부에 출입이 가능한 테스트헤드(72)등으로서 구성되고 있다. 로더부(70)에는 제9도 도시와 같이, 반송아암(73)이 부착되고 있다.

이 반송아암(73)은, 수평면 내에서 회전가능하며, 또한 수직방향으로 이동가능한 다 관절 링크 기호로 구성되고 있다.

이에 의하여 여러개의 반도체 웨이퍼를 수용하는 카세트(도시하지 않음)와 검사부(71)와의 사이에서 반도체 웨이퍼의 반입·반출을 할 수가 있다.

검사부(71)는, 제9도 도시와 같이, 피검사체 유지부재(74), 얼라인먼트장치(75) 및 프로우브카드(90)를 가지고 있다. 또한, 피검사체 유지부재(74), 얼라인먼트 장치(75), 및 프로우브카드(90)의 구성은 상술한 것과 같다. 또, 제8도 도시와 같이, 피검사체 유지부재(74)의 척(76)에는, 링크(77) 및 전자밸브(78)을 통해서 진공펌프(79)가 접속되고 있다. 또, 진공펌프(79)는, 프로우브장치(8)의 주전원(80)과는 별도의 진공펌프용 전극(81)에 접속되고 있다. 이와 같이 별도의 전원(81)를 사용함으로써, 프로우브장치(8)의 주 전원(80)이 끊어져서 흡착 유지된 반도체 웨이퍼가 낙하하는 것을 방지할 수 있다. 전자밸브(78)는, 비상용 전원(82)에 접속되어 있어, 주전원(80)이나 전원(81)에 정전 등에 의해서 끊어진 경우에도 흡착 유지된 반도체 웨이퍼가 낙하하는 것을 방지할 수 있다.(인터록기구). 즉, 정전에는, 전자밸브(78)가 닫혀서 진공상태의 탱크(77)에 의거, 반도체 웨이퍼를 흡착 유지한다. 통상시에는, 전자밸브(78)는 열려 있어, 진공펌프(79)에 의해서 반도체웨이퍼를 흡착 유지한다. 척(76)은 제10도 도시와 같이, 하면에 다수의 구멍(83)를 가지는 척본체(84)와, 척본체(84)내의 중공부(85)에 배설된 가요성의 관로(86)로서 구성되어 있다. 이에 의해서, 우선 반송아암(73)으로 반송된 반도체 웨이퍼(32)의 피검사면과 반대측의 표면과 척본체(84) 하면을 접촉시키고, 진공펌프(79)를 작동시켜서 중공부(85)를 감압상태로 하여 반도체 웨이퍼(32)를 흡착유지한다.

테스트헤드(72)는 제8도 도시와 같이, 상자모양이며, 여기에는 반도체 웨이퍼에 전압을 인가하기 위한 검사용 전원, 측정기기와 전극패드와의 사이에 입출력을 위한 전기 기기등이 탑재되어 있다. 또, 테스트헤드(72)의 상면에는 접속부(87)가 형성되고 있으며, 그 접속부(87)는 프로우브카드(90)의 입출력부에 접속할 수 있도록 되어 있다. 또한, 테스트헤드에는, 접속부(87)와 입출력부를 확실하게 접속시키도록 높히 조절기구(도시하지 않음)을 설치하는 것이 바람직하다.

또한, 테스트헤드(72)의 저부에는,캐스터(88)가 장착되어 있으며, 용이하게 이동시킬 수 있게 되어 있다. 그리고, 테스트헤드(72)를 이동시키는 경우, 가령 안내레일을 설치하고 그 위를 주행시켜도 좋다. 테스트헤드(72)는 프로우브장치 외부에 재치된 테스터(91)와 케이블 (92)에 의해서 접속되고 있다.

이와 같은 구성의 프로우브장치에 있어서도 상기 바와 같은 조작에 의해서 반도체 웨이퍼의 전기적 특성으로 조사할 수가 있다. 또한, 이 실시예의 프로우브장치는, 종래의 프로우브장치에 대해서 도립된 관계, 즉 프로우브카드의 상방에 피검사체인 반도체 웨이퍼가 위치하는 관계를 가지고 있다.

이 경우, 척(76)에 상술한 흡착기구를 설치함으로써, 반도체 웨이퍼의 탈락을 충분히 방지할 수 있으며, 양호하게 반도체 웨이퍼의 전기적 특성을 조사할 수가 있다.

또, 본 발명의 프로우브장치에 있어서는, 제11도 도시와 같이 검사부(71) 양측에 가스공급노즐(95)을 배치하고, 테스트헤드(72)의 저부에 팬(96)을 설치하는 구성으로 하여도 좋다.

이와 같은 구성의 프로우브장치에 있어서는, 검사시에 프로우브(97)에 의해서 전극패드의 표면으로부터 깎여나간 산화막의 부스러기나, 프로우브장치 외부로부터 침입하는 미세한 먼지등을 제거할 수가 있다.

또, 프로우브수가 많은 프로우브 카드에 대응하는 테스트헤드는 발열량이 크기 때문에, 열의 대류에 의하여 테스트헤드 상방의 프로우브 카드를 가열할 염려가 있으나, 맑은 공기와, 저온의 N₂가스등에 의해서 다운 플로우를 형성함으로써, 반도체 웨이퍼나 프로우브카드의 승온을 방지할 수가 있다.

이와 같은 구성의 장치에 있어서는, 검사시에, 공급노즐(95)로부터 냉각된 가스를 도입한다(도면중 A방향). 유입된 가스는, 프로우브장치의 검사부로부터 테스트헤드내로 유입하고, 팬(96)에 의해서 테스트 헤드의 저부로부터 배출된다.

또, 프로우브카드의 어래치먼트구조를 제12도 도시와 같이 하여도 좋다. 즉, 프로우부카드(98)가, 프로우브장치 본체(99)에 재치된 플레이트(100)상에, 인서트링(101)을 통해서 장착되고, 테스트헤드(102)상면에 장착된 퍼포먼스 보드와 동축 케이블(104)로 접속되는 구조로 하여도 좋다.

상시 실시예에서는, 프로우브 카드와 그리고 테스트헤드의 내부와 인터페이스를 행하는 이른바 퍼포먼스 보드 기능을 테스트헤드 내에 설치하도록 하고 있으나. 이 퍼포먼스 보드 기능을 프로우브 카드내에 조립하여 넣는 것도 좋다. 즉, 프로우브카드에, 피검사체의 종류에 대응시켜서 프로우브와 테스트헤드와의 사이의 전기적 접속을 전환시키는 리레이나 정밀도 조정용의 콘덴서등을 포함하는, 이른바 퍼포먼스 보드로서의 기능을 함께 부여하여도 좋다. 이에 의하여, 퍼로먼스 보드를 설치하는데 필요한 것으로된 배선의 길이만큼 전체의 케이블 길이를 짧게 할 수가 있으며, 그 길이 분량 만큼 전기신호의 지연량을 감소시킬수가 있어, 한층, 높은 주파수에서의 측정이 가능하게 된다.

본 발명의 프로우브장치는, 상기 실시예뿐만 아니라 이하와 같은 양태도 생각할 수가 있다.

즉, 피검사체를 유지하는 유지대를 제1의 방향으로 설정하고, 전기적 프로우빙 측정전에, 피검사체의 위치조정을 하기 위한 촬상수단에 대해서, 주사수단을 사용하여 피검사체를 2차원 평면상에서 주사시켜 피검사체의 프로우빙 부분의 위치정보를 얻는다. 그 다음, 유지대를 제2방향으로 설정하고, 다수의 콘덕트 단자를, 프로우빙 부분에 접촉 시킴으로써 전기적 프로우빙 측정으로 실시한다. 주사수단에 의하여 피검사체를 주사시켜서 상기 검사를 행함으로써 피검사체의 모든 프로우빙 부분의 검사를 행한다.

제13도는 본 발명의 프로우브장치의 다른 실시예를 나타내는 측면도이며, 제14도는 제13도에 도시한 프로우브장치의 사시도이다. 이 실시예에서는, 프로우브카드가 그 표면을 수직으로 하도록 배치되는 경우에 관해서 설명한다.

장치본체(110)의 측방에 테스트헤드(111)가 프로우브유니트(112)의 표면을 수직으로 하도록 배치되어 있다. 테스트헤드(111)는 반송대(113)상에 재치되고 있으며, 수평이동이 가능하게 되어 있다. 반송대(113)에는 로울러(114)가 장착되어 있으므로, 마이크로 프로세서, DSP등의 고속IC를 시험하기 위하여, 테스트헤드가 대형화 되어도, 테스트헤드(111)를 안전하고도 용이하게 수평이동할 수가 있다. 따라서, 프로우브 유니트(112)의 교환, 테스트헤드(111)의 메인테넌스를 용이하게 실시할수 있다. 또, 조작자가 마이크로스코오프로 피검사체에 남긴 바늘 자국등을 검사하는 경우에도 테스트헤드(111)가 방해가 되는 일이 없으며, 조작성면에서도 우수하다.

테스트헤드(111)에 장착되어 있는 프로우브유니트(112)는, 탈착이 자유로우며, 프로우브유니트(112)내의 프로우브카드에는, 다수의 프로우브칩(115)에 설치되어 있다. 피검사체 즉 반도체 웨이퍼(116)의 프로우빙 부분인 IC칩의 본딩 패드에 접촉시킴으로써, 웨이퍼 그대로 IC칩의 전기적인 측정을 할 수가 있다.

웨이퍼(116)는, 웨이퍼 척(117)에 의해서 흡착유지되고 있다. 이 흡착유지는, 가령 제10도 도시와 같은 구성의 척에 의해서 진공흡착된다. 진공흡착은, 진공챔버내에서 저온이므로 웨이퍼를 검사하는 경우에 적합하다. 또한, 흡착 유지는 진공흡착에만 한하지 않고, 정전척에 의한 정전흡착에 의해서도 행할 수가 있다. 이 웨이퍼척(117)은, 유지축(118)에 의해서 유지되고 있으며, 유지축(118)을 회전축으로하여 웨이퍼(116)의 표면이 수평이 되는 위치와, 이 수평위치로부터 시계방향으로 대략 90도가 되는 위치 및 반시계방향으로 대략 90도가 되는 위치에, 도시하지 않은 회전구동기구에 의해서 회전되도록 되어 있다. 이 유지축(118)은, 유지 테이블(119)에 장착되어 있다. 유지테이블(119)은, X스테이지(120)에 고정되어 있어, X방향으로 이동가능함과 동시에, 예시하지 않은 승강기구에 의해서 제13도의 화살표 Z의 방향으로 상,하 운동이 가능하게 되어 있다.

X스테이지(120)는, Y스테이지(121)에 설치된 X방향 안내레일(122)에 장착되어 있으며, 제13도의 화살표 X의 방향으로 이동 가능하게 되어 있다. 또, Y스테이지(121)는, 기초대(123)에 설치된 Y방향 안내레일(124)에 의해서 Y방향으로 이동가능하게 되어 있다. 이 때에 있어서의 X스테이지(120), Y스테이지(121)의 구동기구를 제15도에 도시한다. 우선, 제15도에서 X스테이지(120)를 X방향으로 이동시키는 경우에 관해서 설명한다.

Y스테이지(121)상에는, 모터(125)가 설치되어 있다.

이 모터(125)에는 볼나사(126)가 연결되고 있으며, 볼 나사(126)는 나사식으로 된 너트를 가지는 X스테이지(120)에 연결되고 있다. 이 때문에, 모터(125)의 회전구동이 X방향으로의 직선구동으로 변환된다. 이에 의해서 X스테이지(120)와, 함께 웨이퍼척(117)이, Y스테이지(121)상에 설치된 X방향 안내레일(122)을 따라서 X방향으로 이동이 가능하게 된다.

Y스테이지(121)를 Y방향으로 이동시키는 경우도 전적으로 같은 방법에 의한다. 즉, 모터(127)의 회전구동이 볼 나사(128) 및 Y스테이지(121)에 설치된 나사식 너트에 의해서, Y방향의 직선구동으로 변환된다. 이에 의해서 Y스테이지(121)와 함께, X스테이지(120) 및 웨이퍼척(117)이, 기초대(123)상에 설치된 Y방향 안내레일(124)을 따라서 Y방향으로 이동 가능하게 된다.

기초대(123)는, 반송대(129)상에 설치되고 있으며, 반송대(129)에는 로울러(130)가 장착되어 있다. 이에 의해서, 수시이동이 가능하다. 기초대(123)에는 얼라인먼트 유니트(131)가 설치되어 있다. 이 얼라인먼트유니트(131)의 선단에는, 웨이퍼(116)의 파인 얼라인먼트 및 인스펙숀을 행하기 위한 촬상장치, 즉 CCD카메라(132)가 장착되고 있다.

이 경우, 얼라인먼트 유니트(131)에는 고 배율 및 저 배율의 2개 CCD카메라가 설치되어 있다.

웨이퍼(116)의 상방에는 마킹브릿지(133)가 설치되어 있다. 이 마킹브릿지(116)의 선단에는, 불량 IC칩에 마킹을 하는 예컨대 잉킹마커(134)가 부착되고 있으며, 잉킹마커(134)에는 잉크 침(135)이 장착되어 있다. 이 잉크침(135)에 의해서 불량IC칩에 마킹 할 수가 있다.

이어서, 상기 구성의 프로우브장치 동작에 관해서 설명한다. 상기 프로우브장치를 사용해서 웨이퍼를 검사하는 경우, 웨이퍼의 로드, 프리얼라인먼트, 파인 얼라인먼트, 프로우빙, 불량 칩의 마킹, 인스펙숀, 웨이퍼의 언로드가 이 순서로 행하여진다.

우선, 웨이퍼(116)를 반송아암에 의해서 웨이퍼카세트로부터 프리얼라인먼트 스테이지까지 반송한다. 이 프리 얼라인먼트 스테이지에서는 예로서 오리엔테이숀·프래트등의 위치 일치에 의해서, 웨이퍼(116)의 프리얼라인먼트가 행하여 진다. 이어서, 반송아암에 의하여 웨이퍼(116)의 프리얼라인먼트가 행하여 진다. 이어서, 반송아암에 의하여 웨이퍼(116)를 프리얼라인먼트 스테이지로부터 웨이퍼척(117)까지 반송하고, 웨이퍼척(117)으로 흡착유지한다. 이 경우, 웨이퍼척(117)을 도시하지 않은 회전구동기구에 의해서, 웨이퍼를 흡착하는 면이 수평면에 대해서 대략 평행이 되도록 설정한다.

이어서, 웨이퍼(116)의 파인얼라인먼트를 행한다.

파인얼라인먼트에서는, 웨이퍼의 센터 잡기, 웨이퍼의 직교축 일치, 웨이퍼의 두께검사등에 행하여 진다.

우선, 웨이퍼척(116)을 시계방향으로 90도 회전시켜, X스테이지(120)를 이동시킨다. 이때, CCD카메라(132)로 웨이퍼(116)를 확인하면서, 웨이퍼(116)를 검사할 수 있는 위치에 설정한다. 이 상태에서, Y스테이지(121)와 승강기구를 사용하여 웨이퍼(116)를 2차원 주사시키면서, CCD카메라(132)로 웨이퍼(116)의 위치를 확인한다.

이어서, 웨이퍼(116)의 중심내기를 한다. 웨이퍼(116)의 중심내기는, 저 배율의 CCD 카메라에 의해서 행하여진다.

우선, 승강기구에 의해서 웨이퍼척(117)상의 웨이퍼(116)를 Z방향으로 이동시키고, 저 배율 CCD카메라의 주사선과 웨이퍼(116)와의 좌우 에지의 교점 좌표를 2점 측정한다.

이어서, Y스테이지(121)에 의거, Y방향으로 웨이퍼척(117)상의 웨이퍼(116)를 이동시킨 다음, 상기와 같은 방법으로 주사선과 웨이퍼 에지와의 교점 좌표를 2점 측정한다.

이와같이 측정한 4점의 좌표에 의해서 웨이퍼의 중심좌표 C₂를 측정하고, 이것과 웨이퍼척(117)의 기지의 중심좌표 C₁에 의거, 웨이퍼 중심의 웨이퍼척(117)의 중심으로부터의 변동위치 C₁-C₂를 측정하여, 그 결과에 의거해서 웨이퍼척(117)을 이동시켜, 중심내기를 한다.

이어서, 고 배율의 CCD카메라를 사용한 웨이퍼의 직교축 일치를 시킨다. 직교축 일치는, 고 배율의 CCD카메라로 IC칩상의 패드끼리 서로를 이은 라인을 검출하고, 이 라인과 장치의 Y축을 일치 시킴으로써, 행하여진다. 마지막으로, 웨이퍼의 두께 측정을 한다. 두께의 측정은 예컨대, 정전 센서에 의해서 웨이퍼(116)의 임의의 5점 두께를 측정하고, 그 평균치를 산출함으로써 이루어진다.

파인 얼라인먼트가 종료한 후, 웨이퍼척(117)을 반시계방향으로 180도 회전시키고, X스테이지(120)를 이동시킨 후, 프로우브 유니트(112)로 웨이퍼(116)을 검사할수 있는 위치에 웨이퍼(116)을 설정한다. 이어서, 프로우브유니트(112)에 의해서 웨이퍼(116)상의 IC칩의 전기적 측정을 한다. 이때, Y스테이지(121) 및 승강기구를 사용해서 2차원 주사를 함으로써, 웨이퍼척(117)상의 웨이퍼(116)를 프로우브침(115)으로 검사할 수 있는 위치에 설치한다. 이 상태에서 웨이퍼(116)상의 IC칩을 순차로 검사할 수가 있다. 또, 프로우브침(115)에 대한 웨이퍼(116)의 접촉·탈리구동은, X스테이지(120)를 수평이동시켜 실시한다. 또, 웨이퍼척(117)에는 Z방향의 상하운동의 미세조정을 하기 위한 미동기구와 θ방향으로 회전시키기 위한 회전기구가 재치되어 있다. 또한 프로우빙에 의한 검사시는, 수직으로 배치된 테스트헤드(111)를 제13도이 지면을 향해서 우측으로 이동시켜, 행하여도 좋다. 이러한 경우에도, 종래와 같이 상당중량의 테스트헤드(111)를 자중에 저항하면서 회전시킬 필요는 없으므로, 조작, 안정성이 향상된다. 그리고, 웨이퍼척의 회전(수평, 수직)정밀도는 광학계, 레이저, CCD촬상 등의 데이터에 의거, 피이드백 제어할 수도 있다.

이 프로우빙에 의한 검사가 종료하면, 웨이퍼척(117)을 시계방향으로 90도 회전시켜, 웨이퍼척(117)에 유지된 웨이퍼(116)를 수평으로 한다. 이어서, X스테이지(120)를 이동시켜, 잉킹마커(134)를 웨이퍼(116)의 바로 위에 배치한다. 이어서, X스테이지(120)와, Y스테이지(121)를 사용해서 잉킹마커(134)에 대하여 웨이퍼(116)를 2차원 주사시켜, 승강기구, 또는 웨이퍼척(117)의 미동기구와 회전기구에 의거, 잉크침(135)에 대한 웨이퍼(116)의 접촉·탈리구동을 행한다. 이와같이하여, 프로우빙검사에서 불량으로 결정된 칩에 잉킹마커(134)에 마킹한다.

마킹이 종료된 후, 웨이퍼척(117)을 시계방향으로 90도 회전시키고, X스테이지(120)를 이동시켜, 고정밀도 CCD카메라로 인스펙숀을 한다. 이 익스펙숀에서는 Y스테이지(121)와 승강기구 및 미동기구에 의하여, CCD 카메라(132)에 대해서 웨이퍼(116)를 2차원 주사시켜, 가령 IC 칩의 패드상에 표식된 잉크자국이 규격범위내에 있는가 여부를 검사한다.

이 인스펙숀이 종료한 다음, 웨이퍼(116)를 수평자세로 설정하여, 반송아암에 의거 웨이퍼(116)를 원래의 카세트로 반송한다. 이로서 동작이 종료된다.

이와같이 제13도에 도시한 구성의 프로우브 장치에 있어서도, 무거운 테스트헤드를 가동시키지 않고 피검사체의 전기적 특성을 조사할 수가 있다.

제16도는 웨이퍼척(117)을 회전시키는 기구의 한예를 나타내는 개략사시도이다. 이 프로우빙 장치에서는, Y스테이지(121)로서 대략'그'자 형상을 가지는 것을 사용한다. 이 Y스테이지(121)는 기초대(123)상을 Y방향을 따라 이동 가능하도록 유지되고 있다. 즉, 기초대(123)에는 Y방향을 따라 2개의 Y방향 가이드(141)가 설치되어 있으며, 기초대(123)상에 설치된 모터(127)를 구동시켜, 볼나사(128)를 회전시킴으로써, Y스테이지(121)의 저면(142)에 장착된 너트가 Y방향으로 직선이동한다. 이에 의해서, Y스테이지(121)를 Y방향가이드(141)를 따라 Y방향으로 이동시킬 수가 있다.

Y스테이지(121)의 저면(142)에는, 그 측면(140)을 따라서 Z 방향으로 뻣는 2개의 Z 방향 가이드(143)가 각각 설치되어 있다. 이 Z 방향가이드(143)에는, 각가 승강블록(144)이 승강 가능하게 유지되고 있다. 각각 일방 Z 방향가이드(143)의 한편을 볼 나사로 함으로써, 2개의 승강블록(144)을 Z 방향으로 승강시킬 수가 있다. 각 승강블록(144)에는 요동스테이지(145)가 설치되어 있으며, 각각의 요동 스테이지(145)는, 그 표면이 대향하도록 배치되어 있다. 이 요동스테이지(145)는 X축을 중심으로 요동하며, 웨이퍼척(117)의 방향을 ±90도의 범위에서 변경시킬 수가 있다. 대향하는 2개의 요동스테이지(145)는, 볼나사(125)와 2개의 X 방향가이드(46)를 통해서 연결되고 있다. 볼나사(125)와, X 방향가이드(146)에는, X스테이지(120)가 장착되어 있다. 볼 나사(125)의 일단에는, 모터가 장착되고 있으며, 볼나사(125)를 회전시켜서 X스테이지(120)에 장착되어 있는 너트가 X방향으로 이동함으로써, 2개의 X방향 가이드(146)를 따라서 X스테이지(120)가 X방향으로 이동하도록 되어 있다. 이 X스테이지(120)상에는, 웨이퍼 척(117)이 유지되고 있다.

그리고, X스테이지(120)에는, 웨이퍼척(117)의 Z₁방향 상하운동 미세조정을 위한 미동기구와, θ방향으로 회전시키기 위한 회전기구가 내장되고 있다.

Y스테이지(121)의 상방 영역에는, 얼라인먼트 유니트(131) 및 마킹브릿지(133)가 병설되어 있다. 또, 얼라인먼트 유니트(131)의 하방 영역인 동시에, Y스테이지(121)의 측방인 곳에는, 프로우브유니트(112)의 표면이 수직이 되도록 하여 테스트헤드(111)가 배치되어 있다.

이와같은 구성에서, 얼라인먼트 유니트(131)의 CCD 카메라로 수평상태로 설치된 웨이퍼(116)를 촬상 가능하며, 얼라인먼트할 수가 있다.

마킹브릿지(133)에 장착된 잉킹마커(134)의 잉크침(135)으로, 웨이퍼(116)의 불량칩에 마킹 할 수가 있다.

또한, 웨이퍼(116)를 수직으로 세운 상태에서, 테스트헤드(111)상에 설치된 프로우브유니트(112)에 접근하도록 이동시킴으로써, 이 프로우브유니트(112)의 프로우브카드에 설치된 프로우브침(115)를 각 IC 칩의 패드에 콘닥트시킬수가 있으며, 무거운 테스트헤드를 가동시키지 않고, IC 칩의 전기적 특성으로 검사할 수가 있다.

제17도는, 본 발명의 프로우브장치에 사용되는 기판 반송장치의 한예를 나타내는 개략도이다. 이 장치는, 재치대(150)에 대하여, 반송부(152)를 이동시켜서, 웨이퍼(W)를 반송유지대(151)에 재치한 상태로 인수, 인도를 하는 것이다. 이 경우, 재치대(150)는, 수직으로 배설되어 있다. 이 재치대(150)의 재치면에는, 다수의 흡기로(153)가 형성되고 있으며, 도시하지 않은 진공펌프로 재치대(150)내를 흡인함으로써 재치면에 부압이 생기도록 구성되어 있다.

반송유지대(151)는, 웨이퍼(W)보다도 한층 더 큰원판 형상이며, 관통된 통기로(154)가 형성되어 있다.

반송유지대(151)는, 재치된(150)의 흡기로(153)과 통기로(154)를 통해서 흡인된다. 또한, 흡기로(153)와 통기로(154)는 서로 대응한 위치가 아니어도 된다. 이 통기로(154)는, 뒤에 설명하는 바와같이 반송유지대(151)가 재치대(150)상으로 반송되었을 때에 흡기로(153)로 부터의 부압에 의해서 웨이퍼(W)와 반송유지대(151)를 재치대(150)상에 흡착고정하기 위한 고정수단의 일부를 이루는 것이다.

반송부(152)는 상면에 유지틀(152b)이 가설되고 있는 링 형상의 반송부 본체(152a)를 갖추고, 유지틀(152b)의 중앙부 내측에는, 둘레 방향으로 4개소에 등간격으로 배치된 탄성체, 즉, 스프링(155)을 통해서 *기체분사부(156)가 장착되어 있다.

이 기체 분사부(156)는, 일단측에 개구하고 있는 통형상부(156a)를 가지고 있으며, 이 통형상부(156a)의 다른 일단측 중앙에는, 송기관(156b)과 통하는 통기로(156c)가 형성됨과 동시에 통형상부(156a)의 탄 일단측의 외면에 스프링(155)의 일단이 장착되어 있다.

통형상부(156a)의 개구부에는, 예컨대 6인치 웨이퍼를 반송하는 경우에는 직경 약100mm의 기체 분사판(156d)이 설치되고 있고, 이에 의해서 통기실(156e)이 형성된다. 이 기체분사판(156d)에는 제19a도 및 제19b도 도시와 같이, 가령 내면측의 구경 a₁이 3mm, 외면측(분출측)의 개구 0.5mm의 분출공(156f)이 둘레방향에 등간격으로 예로서 8개 형성되고 있다.

기체분사부(156)는, 반송유지대(151)상의 웨이퍼(W)에 기체, 즉 공기를 뿜어서 웨이퍼(W)를 반송유지대(151)로 밀어 붙여서 고정시키는 역할을 다하는 것이며, 반송유지대(151)가 반송부(152)에 유지되어 있지 않을 때에는, 제20도 도시와 같이 기체 분사판(156d)의 외면(웨이퍼(W)와 대면하는 면)이 반송부 본체(152a)로부터 웨이퍼(W)방향으로 돌출한다.

또, 반송유지대(151)가 반송부(152)에 유지되어서 웨이퍼(W)에 대하여 가령 압력 4kgf/㎠ 의 기체가 분사되고 있을 때에는, 웨이퍼(W)의 표면보다도 예로서 60~160㎛전도 반송부본체(152a) 내측에 위치하도록 스프링(155)의 강도 및 기체의 분출속도가 설정된다. 그리고, 도시되지는 않았으나. 통형상부(156a)로부터 스프링(155)의 축방향으로 가이드핀이 돌출하고 있으며, 이 가이드핀이 반송부 본체(152a)내로 축방향으로 움직이도록 삽입되면, 이에 의해서 기체 분사부(156)가 스프링(155)의 축방향으로만 움직이게 되어 있다. 따라서, 기체 분사부(156)가 반송유지대(151)에 대해서 기울지 않도록 구성되어 있다.

반송부본체(152a)의 하면에는, 반송유지대 흡인용의 홈(157)이 원주상을 따라서 형성되고 있으며, 이 홈(157)은, 반송부 본체(152a)내에 형성된 흡기로(158)과 연통되고 있다.

흡기로(158)은 도시하지 않은 진공펌프에 접속되고, 진공펌프로 흡입함으로써 홈(157)의 개구면으로 반송유지대(151)의 둘레 가장자리부가 진공 흡착된다.

상기 구성의 기판 반송장치에서, 우선, 도시하지 않은 반송유지대 재치대상에 반송유지대(151)를 얹고, 이 반송유지대(151)상에 웨이퍼(W)를 얹은 다음, 반송부(152)를 웨이퍼(W)축으로부터 반송유지대(151)로 접근시켜, 재치대(150)의 재치면에 접촉시킨다. 이어서, 반송부(152)의 흡기로(158)로부터 도시되지 않은 진공펌프를 사용하여 흡기하고, 반송유지대(151)의 둘레 가장자리를 반송부 본체(152a)로 진공흡착하여 유지함과 동시에, 송기관(156b)로부터 공기를 가령 4kgf/㎠로 기체 분사부(156)의 통기실(156e)내로 불어 넣어서 분출공(156f)으로부터 분출시켜 기체분사부(156)를 웨이퍼(W)에 접근시킨다. 이 때, 웨이퍼 W의 표면과 기체 분사판(156d)와의 사이에서는, 분출된 공기에 의한 공기압 때문에, 기체 분사판(156d)이 웨이퍼(W)의 표면에 접촉하는 일은 없다. 그 결과, 웨이퍼(W)반송유지대(151)의 표면으로 눌려서 고정된다. 이와 같이하여, 웨이퍼(W)가 고정된 반송유지대(151)는 반송부(152)에 유지된다.

이어서, 반송부(152)에 의해서 웨이퍼(W)를 고정한 반송유지대(152)를 제21a도 도시와 같이 재치대(150)를 향해서 반송하고, 제21b도와 같이, 반송유지대(151)를 재치대(150)상에 얹음과 동시에 재치대(150)의 흡기로(153)내를 부압으로 한다. 이에 의해서 반송유지대(151)가 재치대(150)상으로 진공 흡착됨과 동시에, 반송유지대(151)의 통기로(154)가 흡기로(153)와 연통함으로써(제20도 참조) 웨이퍼 W도 반송유지대(151)를 통해서 재치대(150)에 진공흡착된다.

또한, 제21c도 도시와 같이, 반송부(152)측의 흡기로(158)의 진공작용을 정지하고, 기체분사부(156)에 의한 기체 분사를 행하면서 반송부(152)를 반송유지대(151)로부터 탈리시킨다.

이와같이 하여서 반송부(152)로부터 재치대(150)로 웨이퍼(W)가 반송유지대(151)와 함께 인도된다. 그리고, 재치대(150)로부터 반송부(152)로 반송유지대(151)를 인도할 때에는 반대의 동작을 행한다.

이와 같은 구성의 기판 반송장치를 사용함으로써, 재치대(150)가 수직으로 배치되어 있는 경우에도, 낙하시키지 않고 웨이퍼(W)의 반송을 행할 수가 있다. 또, 반송유지대(151)그대로 웨이퍼(W)를 반송하고 있으므로, 웨이퍼(W)가 가령 Ga~As 반도체 웨이퍼와 같이 취약한 것이라고 파손할 우려가 없다.

또, 반송부(152)가 반송유지대(151)를 유지하였을 때, 기체의 분출로 기체분사판(156d)이 스프링(155)의 복원력에 저항해서 웨이퍼(W)표면으로부터 소정의 거리를 유지하게 되므로, 웨이퍼(W)의 두께에 불균등이 있어서(예로서 200~800㎛의 두께의 불균등이 있다) 기체분사판(156d)과 웨이퍼(W)와의 거리는 일정하게되어, 일정한 압력으로 웨이퍼W를 반송유지대(151)측으로 밀어붙일 수가 있어, 웨이퍼(W)를 확실하게 유지할 수가 있다.

또, 재치대(150)에 형성한 흡기로(153)와 반송유지대(151)에 형성한 통기로(154)를 통해서 진공작용으로 웨이퍼(W)를 반송유지대(151)와 함께 재치대(150)로 흡착하도록 하고 있으므로, 간단한 구조에 의해서 확실하게 웨이퍼(W)와 반송유지대(151)을 재치대(150)에 고정시킬 수가 있다.

상기 기판 재치장치에 있어서는, 재치대(150)는 수직으로 배치되는 경우 뿐만이 아니라 하향으로 또는 경사지게 배치되어도 무방하다. 또한 반송부(152)에 있어서는, 제22도 도시와 같이 반송아암의 선단부분(160)에 완충기구, 가령 판스프링(160a)를 통해서 반송부 본체(152a)를 장착하도록 하여도 좋고, 이와같이 함으로써, 재치대(150)에 대한 반송유지대(151)의 압박 방향의 힘이 판 스프링(160a)에 의해서 완충되므로, 반송부(152)가 반송유지대(151)를 인수하러 갈때에 반송부 본체(152a)의 하면을 반송유지대(151)에 밀접시킬 수가 있으므로 확실하게 반송유지대(151)를 받을수가 있다. 또 반송유지대(151)를 재치대(150)에 인도할 때에 반송유지대(151)의 하면을 재치대(150)의 재치면에 밀착시킬 수가 있으므로 반송유지대(151)를 재치대(150)에 확실하게 인도할 수가 있다.

또, 이 기판 반송장치는, 제23도 도시와 같이, 반송아암(170)의 선단에 반송부(152)를 설치함과 동시에, 반송아암(170)의 기단부를 완충부재, 예를 들면 스프링(171)을 통해서 아암 구동부(172), 예를 들면 X,Y,θ,Z방향 혹은 θ,Z방향으로 구동 가능한 아암 구동부에 장착하도록 하여도 좋다. 이 경우도, 제22도에 도시한 구조에서의 효과를 발휘할 수가 있다.

재치대(150)에 반송유지대(151) 및 웨이퍼(W)를 진공흡착함에 있어서는, 가령 제24도 나타내는 바와 같이, 재치대(150)의 반송유지대(151)와 대면하는 면에 오목부(180)를 형성함으로써, 재치대(150)에 대해서 반송유지대(151)를 유지하는 위치를 높은 정밀도로 설정하지 않아도 확실하게 흡착된다.

재치대(150)와 반송유지대(151)의 구성에 관해서는, 제25도 도시와 같이, 반송유지대(151)를 외부 틀링과, 내부 틀링 양자를 연결하는 유지부재로서 되는 구조로 하고, 재치대(150)측에 반송유지대(151)의 형상에 대응하는 홈(181)을 형성하여 반송유지대(151)를 재치대(150)에 끼워 맞추도록 구성하여도 좋다. 이 경우, 웨이퍼(W)가 직접 재치대(150)의 재치면에 진공 흡착되므로, 가령 웨이퍼(W)를 재치대(150)에 내장한 온도조절수단으로 과열, 냉각 시킬 때에 유효하다.

또한, 반송부(152)에 반송유지대(151)와 웨이퍼(W)를 흡착시키기 위해서는, 제26a도 및 제26b도 도시와 같은 구성으로 하여도 좋다. 즉, 반송유지대(151)내에 보조 흡기로(190)를 형성하고, 웨이퍼(W)가 재치되는 영역이외의 영역, 즉 반송유지대(151)의 둘레 가장자리부 반주에 보조 흡기로(190)의 개구부(191)를 형성함과 동시에, 보조 흡기로(190)의 일단측을 웨이퍼(W)가 재치되는 영역, 예로서 반송유지대(151)의 중앙부 상면 4개소에 개구시킨다.

한편, 보조흡기로(190)의 다른 일단측은, 반송부(152)의 흡기로(158)와 연통시킨다. 이 상태에서는 흡기로(158)내를 도시하지 않은 진공펌프로 흡인함으로써 부압이 되고, 웨이퍼(W)의 이면이 반송유지대(151)의 표면에 진공이 흡착된다. 이에 의해서 웨이퍼(W)는 반송유지대(151)에 고정된 상태로 반송부(152)에 의해서 반송된다. 이와같이 함으로써, 간단한 구조로 흡기계만으로 반송 유지대(151)의 유지와 웨이퍼(W)의 공정을 동시에 할 수가 있다.

그리고, 이 기판 반송장치에서는, 반송부(152)에 의한 반송유지대(151)의 유지는, 진공흡착 이외의 방법, 즉 마그네트 흡착이나 정전흡착을 이용하여도 좋고, 또 반송유지대(151)와 웨이퍼(W)를 재치대(150)에 유지시키기 위해서는 정전 흡착등을 단독으로 혹은 진공흡착과 병용하여도 좋다.

이어서, 상술한 기판 반송장치를 본 발명의 프로우브 장치에 적용한 예에 관해서 설명한다. 제27도에 있어서, 재치대(150)상에는 웨이퍼(W)를 고정시킨 반송유지대(151)가 설치되어 있다. 재치대(150)는, 구동기구(200)에 의해서 X,Y 및 Z방향으로 이동가능하며, 또한 Y축의 주위를 회전가능하다. 이 재치대(150)와 대향하는 위치에는, 프로우브침(201)을 갖춘 프로우브카드 및 테스트 헤드등으로서 구성되는 테스트유니트(202)가 예로서 X방향으로 이동이 자유롭게 배설되고 있다.

반송부(152)는, 반송아암(203)의 선단에 장착되어 있으며, 이 반송아암(203)은, 가령 Y,Z 방향으로 구동가능하며, 또한 반송아암(203) 자체를 X축 주위로 회동가능하게 구동기구(204)에 설치하고 있다. 그리고, 반송아암(203)의 이동에 관해서는, 프로우브 장치 전체의 레이아우트에 의해서 적절히 결정한다.

또한, 이 프로우브장치에 있어서는, 반송유지대(151)상에 검사전의 웨이퍼를 얹으며, 또는 반송유지대(151)로부터 검사를 마친 웨이퍼(W)를 인도하기 위한 반송유지대 재치대(205)와, 웨이퍼(W)의 오리엔테이숀 플래트 및 중심위치를 일치시키기 위한 프리 얼라인먼트 스테이지(206)와, 반송유지대 재치대(205)와, 프리 얼라인먼트 스테이지(206)와의 사이에서 에이퍼(W)를 반송하기 위해서 θ방향으로의 이동이 자유로운 핸들러(207)와, 웨이퍼 캐리어(C)가 재치되는 캐리어 스테이지(208)이 배치되고 있다.

반송유지대 재치대(205)는, 웨이퍼(W)의 이면을 유지하는 가령3개의 핀이 반송유지대(151)내를 관통해서 돌출이 자유롭게 설치됨과 동시에, 웨이퍼(W)를 진공 흡착하기 위한 흡기로가 설치되고 있으며, 예로서 반송유지대(151)상에 웨이퍼(W)를 인도하는 경우, 제28도에 도시한 바와 같이, 3개의 핀(P)이 반송유지대(151)보다도 상방으로 돌출하고, 웨이퍼(W)가 이들 핀(P)에 의해서 유지된 후 핀(P)을 하방으로 몰입시켜서 웨이퍼(W)를 반송유지대(151)상에 재치시켜, 흡기로를 통해서 흡인함으로서 웨이퍼(W)를 진공흡착하도록 구성된다.

또한, 웨이퍼(W)를 반송유지대(151)로부터 인수하는 경우에는 반대의 동작이 행하여진다.

이와 같은 프로우브장치에 있어서, 우선, 도시하지 않은 반송기구에 의해서 캐리어(C) 내로부터 웨이퍼(W)를 꺼내어 프리 얼라인먼트 스테이지(206)로 반송하고, 여기에서 웨이퍼(W)의 프리 얼라인먼트를 행한 다음, 핸들러(207)에 의해서 웨이퍼(W)를 반송유지대 재치대(205)상의 반송유지대(151)에 인도한다. 그렇게 한다음, 반송부(152)를 하강시켜, 상술한 바와같이 반송유지대 재치대(205)상의 반송유지대(151)와 함께 웨이퍼(W)를 유지하고, 반송부(152)를 스윙시켜서 수직으로 향하게 하고, Y 방향으로 이동시켜서 재치대(150)상으로 인도한다. 이어서, 테스트유니트(202)의 프로우브침(201)에 대한 웨이퍼(W)의 위치를 일치시킨다음, 프로우브침(201)과 웨이퍼(W)상의 IC칩의 전극패드를 접속시켜서 소정의 전기적 측정으로 한다. 이와 같이, 상기 구성의 프로우브장치에 있어서도, 무거운 테스트헤드를 가동시키지 않고 IC칩의 전기적 특성을 검사할 수가 있다.

또, 반송유지대(151)상에 웨이퍼(W)를 얹은 상태로 반송유지대(151)를 재치대(150)에 고정시키는 경우에는, 예로서 반송유지대(151)에 대해서 웨이퍼(W)를 정확하게 얹어놓고, 재치대(150)상에서 웨이퍼(W)의 위치를 일치시킬 때에 반송유지대(151)와 프로우브침의 일치를 시켜도 좋다.

이상 설명과 같이, 본 발명의 프로우브장치는, 종래와 같이, 무거운 테스트헤드를 힌지 기구에 의해서 가동시킬 필요가 없고, 효율적으로 반도체 웨이퍼의 검사를 할 수가 있다. 또, 이 경우에, 반도체 웨이퍼의 표면에 프로우브에 의해서 깍겨진 전극패드 표면의 산화막 부스러기 등이 부착하는 것을 방지할 수가 있고, 열의 대류를 방지함으로써 피검사체의 품질저하를 방지할 수가 있다.

또, 테스트헤드를 테스터에 직접 장착함으로써, 전기신호의 지연을 방지할 수 있고, 높은 주파수의 전기신호로 특성검사를 행할 수가 있다.

또한, 본 발명의 프로우브장치에 의하면 공간절약도 기할 수가 있다.

Claims (11)

1. 여러개의 프로우브를 가지는 프로우브카드와, 상기 프로우브카드의 상방 또는 측방에 배치되어, 피검사체를 유지하는 피검사체 유지수단과, 상기 프로우브 카드의 프로우브에 전기적으로 접속된 테스터헤드와, 상기 테스터헤드에 전기적으로 접속되고, 상기 피검사체로부터의 출력정보에 의거 피검사체의 전기적 특성으로 검출하는 테스터와, 상기 피검사체와 대면하는 위치에 설치되고, 상기 피검사체의 위치 검출을 하기 위한 촬상수단을 구비하는 프로우브장치.
2. 제1항에 있어서, 피검사체 유지수단은, 상기 피검사체의 표면을 서로 다른 방향인 제1 및 제2방향으로 설정하는 회동기구를 가지는 프로우브장치.
3. 제2항에 있어서, 제1 및 제2방향으로 설정된 상기 피검사체 유지 수단을 주사시키는 주사수단을 더욱 구비하는 프로우브장치.
4. 제3항에 있어서, 주사수단은, 수평면에서 2축 방향으로 상기 피검사체 유지수단을 구동시키는 기구와 상기 피검사체 유지수단을 승강시키는 기구를 가지는 프로우브장치.
5. 제4항에 있어서, 주사수단은, 상기 피검사체 유지수단을 상, 하 방향으로 미동시키는 기구와 상기 피검사체 유지수단을 면 내에서 회전시키는 기구를 더욱 가지는 프로우브장치.
6. 제1항에 있어서, 피검사체 유지수단이 상기 프로우브 카드의 측방에 배치되고, 제1의 방향이 상기 피검사체의 표면을 대략 수직으로 하는 방향인 프로우브장치.
7. 제1항에 있어서, 촬상수단은, 프리 얼라인먼트용 저 배율의 제1촬상수단과 파인 얼라인멀트용 고 배율의 제2촬상수단을 가지는 프로우브장치.
8. 제1항에 있어서, 촬상수단이 CCD카메라인 프로우브장치.
9. 제1항에 있어서, 검사 후의 상기 피검사체와 대면하는 위치에 설치되어, 4검사후의 상기 피검사체에 마킹을 행하는 마킹수단을 또 구비하는 프로우브장치.
10. 제1항에 있어서, 테스터헤드와 테스터가 동일 케이싱체 내에 일체적으로 내장되어 있는 프로우브장치.
11. 제1항에 있어서, 피검사체 유지수단은, 상기 피검사체를 흡착유지하는 흡착수단을 가지는 프로우브장치.