KR101025389B1 - Probe apparatus and probing method - Google Patents

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KR101025389B1
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다이사쿠 아메미야
히로시 아메미야
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도쿄엘렉트론가부시키가이샤
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Abstract

본 발명의 과제는, 프로브를 피검사체 전극 패드에 전기적으로 접촉시켜 상기 피검사체의 전기적 특성을 측정함에 있어서, 장치의 소형화를 도모할 수 있으며, 또한 테스트 헤드를 적절하게 프로브 본체에 장착시키는 것이다. 상기 과제를 해결 수단으로서, 테스트 헤드를 보지체에 의해 보지(保持)하고, 프로브 본체의 천장판으로부터 이격된 퇴피 위치로부터 수평 자세의 위치까지 회전시킨 후, 이 테스트 헤드를 프로브 본체에 마련된 승강 지지 기구에 인도하고, 이 승강 지지 기구에 의해 테스트 헤드를 하강시켜서, 프로브 본체에 테스트 헤드를 장착시킨다. 테스트 헤드의 회전중이나 하강중에 프로브 본체의 부재에 테스트 헤드가 간섭하지 않으므로, 테스트 헤드를 프로브 본체에 확실하게 장착할 수 있고, 그 때문에 테스트 헤드의 힌지 기구를 프로브 본체의 상면에 탑재할 수 있으며, 이에 따라 장치의 소형화를 도모할 수 있다.SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to reduce the size of the device in electrical contact of a probe with an electrode pad of a test subject and to measure the electrical characteristics of the test subject, and to mount the test head appropriately to the probe main body. As a means for solving the above-mentioned problems, the test head is held by the holding member and rotated from the retracted position spaced apart from the top plate of the probe main body to the position of the horizontal posture, and then the lifting head supporting mechanism provided in the probe main body. The test head is lowered by this lifting support mechanism, and the test head is attached to the probe main body. Since the test head does not interfere with the member of the probe body while the test head is being rotated or lowered, the test head can be reliably mounted on the probe body, and therefore the hinge mechanism of the test head can be mounted on the upper surface of the probe body, As a result, the device can be miniaturized.

Description

프로브 장치 및 프로브 방법{PROBE APPARATUS AND PROBING METHOD} PROBE APPARATUS AND PROBING METHOD

본 발명은 프로브를 피검사체의 전극 패드에 전기적으로 접촉시켜서 상기 피검사체의 전기적 특성을 측정하는 프로브 장치 및 프로브 방법에 관한 것이고, 특히 테스트 헤드의 구동 부분에 관한 것이다.The present invention relates to a probe device and a probe method for measuring electrical characteristics of an object by electrically contacting the probe with an electrode pad of the object, and more particularly, to a driving portion of a test head.

반도체 디바이스의 제조 공정에 있어서는, 집적회로 칩의 완성 후에 다양한 전기적 특성의 검사를 행하는 것에 의해, 개편화(個片化)하기 전의 상태에서 각각의 집적회로 칩의 양부가 판정된다. 이와 같은 검사는 반도체 웨이퍼(이하, 웨이퍼라 한다)를 탑재대에 탑재하고, 탑재대를 상승시켜서 웨이퍼 상의 집적회로 칩의 전극 패드와 프로브 가이드의 예를 들어 프로브 침을 접촉시키는 것에 의해 행해진다. 또한, 최근에는 집적회로가 완성되기 전의 단계에서, 지금까지 형성한 회로 부분의 양부를 판정하기 위해서 이러한 프로빙도 행하여지고 있다.In the manufacturing process of a semiconductor device, by inspecting various electrical characteristics after completion of an integrated circuit chip, the quality of each integrated circuit chip is determined in a state before being separated into pieces. Such inspection is performed by mounting a semiconductor wafer (hereinafter referred to as a wafer) on a mounting table and raising the mounting table to bring the electrode pad of the integrated circuit chip on the wafer into contact with the probe needle, for example, a probe needle. In recent years, such probing has also been carried out in order to determine the quality of the circuit portion formed so far at the stage before the integrated circuit is completed.

이러한 종류의 프로브 장치는, 탑재대를 수용하고, 그 천장판에 프르브 카드가 마련된 하우징으로 되어 있는 검사 장치 본체와, 그 검사 장치 본체의 상방 위치와 퇴피 위치 사이에서 수평한 회전축의 주위를 회동하는 테스트 헤드를 구비하고 있다. 테스트 헤드는, 검사 장치의 상측에 수평 자세로 위치하는 동시에, 프로 브 카드의 전극과 전기적으로 접촉하고, 프로브 카드를 거쳐서 기판의 피검사 칩(제조 도중의 칩도 포함한다)에 검사 신호를 부여하여 칩의 전기적 특성을 조사하기 위한 것이다.This type of probe device accommodates a mounting table and rotates around a horizontal axis of rotation between an inspection device body that is a housing provided with a probe card on its ceiling plate and an upper position and a retracted position of the inspection device body. It has a test head. The test head is positioned in a horizontal position above the inspection apparatus, and electrically contacts the electrode of the probe card, and gives an inspection signal to the chip under test (including the chip during manufacture) via the probe card. To investigate the electrical characteristics of the chip.

그리고, 테스트 헤드를 회동시키기 위한 힌지 기구는, 장치 본체와는 별개로 마련되어서, 그 회전축의 중심은 프로브 카드의 상면보다도 낮은 위치에 위치하고 있다. 따라서, 테스트 헤드의 회전 반경이 비교적 길기 때문에, 프로브 카드의 상면 부근에 있어서의 테스트 헤드의 선단부의 이동 궤적은 대강 연직 방향을 따른다고 말할 수 있다. 그런데, 웨이퍼의 대구경화에 따라, 장치의 설치 스페이스의 협소화가 강하게 요청되고 있어서, 이 때문에 힌지 기구를 장치 본체에 탑재하는 것이 유리하다고 생각된다.And the hinge mechanism for rotating a test head is provided separately from an apparatus main body, and the center of the rotating shaft is located in the position lower than the upper surface of a probe card. Therefore, since the radius of rotation of the test head is relatively long, it can be said that the movement trajectory of the tip portion of the test head near the upper surface of the probe card is along the substantially vertical direction. By the way, with the large diameter of a wafer, narrowing of the installation space of an apparatus is strongly requested | required, and for this reason, it is thought that it is advantageous to mount a hinge mechanism in an apparatus main body.

그러나, 이러한 레이아웃(layout)으로 하면, 힌지 기구와 테스트 헤드의 거리가 줄어들고, 더군다나 힌지 기구의 회전축보다도 프로브 카드의 상면 쪽이 낮아지므로, 도 8과 같이 테스트 헤드(100)의 회전 반경이 줄어들어 버리게 되어, 프로브 카드(101)의 상면 부근에 있어서, 테스트 헤드(100)의 선단부의 이동 궤적에 있어서의 수평 방향의 이동량이 커진다. 한편, 프로브 카드(101)는 장치 본체(102)의 상면의 원형의 개구부의 아래쪽에 고정되고 있어, 장치 본체(102)의 상면보다도 낮은 위치에 위치하고 있다. 이 때문에 테스트 헤드(100)의 선단부는, 상기 개구부 내로 들어가서 프로브 카드(101)와 접촉하지만, 테스트 헤드(100)를 힌지 기구(103)에 의해 회동했을 때에, 상기 개구부 내에서 테스트 헤드(100)의 선단부가 수평 방향으로 이동하면, 프로브 카드(101)의 보강 부재나 개구부의 주연부와 간섭하게 될 우려가 있다. 힌지 기구(103)에, 회동 기구에 더하여 승강 기구를 갖게 하고, 테스트 헤드(100)를 수평 위치까지 회동시켜, 그 후 하강시켰다 하여도, 테스트 헤드(100)가 회전 아암(104)에 의해 한쪽으로부터 지지되어 있으므로, 테스트 헤드(100)의 중량에 의해 회전 아암(104)이 휘어지고, 역시 보강 부재 등과의 간섭의 우려가 있고, 또 장치의 구조가 번잡화되어 비용 상승으로 이어져 버린다.However, this layout reduces the distance between the hinge mechanism and the test head, and furthermore, the upper surface of the probe card is lower than the rotation axis of the hinge mechanism, so that the radius of rotation of the test head 100 is reduced as shown in FIG. In the vicinity of the upper surface of the probe card 101, the amount of movement in the horizontal direction in the movement trajectory of the distal end of the test head 100 increases. On the other hand, the probe card 101 is fixed to the lower part of the circular opening of the upper surface of the apparatus main body 102, and is located in the position lower than the upper surface of the apparatus main body 102. FIG. For this reason, the distal end of the test head 100 enters into the opening and contacts the probe card 101, but when the test head 100 is rotated by the hinge mechanism 103, the test head 100 is opened in the opening. If the tip portion of the probe moves in the horizontal direction, it may interfere with the reinforcing member of the probe card 101 or the periphery of the opening. Even if the hinge mechanism 103 is provided with a lifting mechanism in addition to the rotation mechanism, the test head 100 is rotated to a horizontal position and then lowered, the test head 100 is rotated by the rotary arm 104. Since the rotating arm 104 is bent by the weight of the test head 100, there is also a possibility of interference with the reinforcing member or the like, and the structure of the device becomes complicated, leading to an increase in cost.

특허문헌 1에는, 장치 본체 상에 있어서 테스트 헤드를 수직하게 상승시켜, 그 장소에서 90° 회전시키는 것에 의해, 테스트 헤드의 회동 스페이스를 작게 하고, 테스트 헤드와 프로브 카드의 접촉 및 퍼포먼스 보드(performance board)의 교환을 행하는 기술이 기재되어 있다. 그러나, 테스트 헤드에 부착되어 있는 퍼포먼스 보드를 교환하기 위해서는, 작업자가 사다리 등을 이용하여 높은 곳에서 작업할 필요가 있어서, 유지 보수가 용이하게 수행될 수 없다는 문제가 있다.Patent Document 1 discloses that the test head is vertically raised on the apparatus main body and rotated 90 ° at the place, thereby reducing the rotational space of the test head, and making contact between the test head and the probe card and a performance board. The technique for exchanging) is described. However, in order to replace the performance board attached to the test head, the operator needs to work at a high place using a ladder or the like, so there is a problem that maintenance cannot be easily performed.

또한, 특허문헌 2에는, 테스트 헤드를 회동시켜서 미리 정해진 위치에 탑재한 후, 지지 기구에 의해 테스트 헤드의 위치나 경사를 미세 조정하는 기술이 기재되어 있지만, 상기 과제를 해결할만한 것은 아니다.In addition, Patent Literature 2 discloses a technique of finely adjusting the position and inclination of the test head by a support mechanism after rotating the test head and mounting the test head at a predetermined position. However, the problem is not solved.

[특허문헌 1] 일본 특허공개 평8-148534 호[단락(0016), 도 1, 도 2][Patent Document 1] Japanese Patent Application Laid-Open No. 8-148534 [paragraphs (0016), Figs. 1 and 2]

[특허문헌 2] 일본 특허공개 평9-22927 호[단락(0048)∼(0053)][Patent Document 2] Japanese Patent Application Laid-Open No. 9-22927 [paragraphs (0048) to (0053)]

본 발명은 이러한 사정 하에서 행해진 것으로서, 그 목적은 테스트 헤드를 적절하게 장치 본체에 장착시키는 것이 가능한 프로브 장치 및 프로브 방법을 제공하는 것이다.The present invention has been made under such circumstances, and an object thereof is to provide a probe device and a probe method capable of appropriately mounting a test head to a device body.

본 발명의 프로브 장치는, 다수의 피검사 칩이 배열된 기판을 이동 가능한 기판 탑재대에 탑재하고, 프로브 카드의 프로브에 상기 피검사 칩의 전극 패드를 접촉시켜서 피검사 칩의 검사를 행하는 프로브 장치에 있어서, 상기 기판 탑재대를 내부에 구비하고, 천장판부에 프로브 카드가 마련된 검사 장치 본체와, 상기 프로브 카드의 상면에 상기 프로브 카드의 상측으로부터 접근해서 전기적으로 접촉하여, 신호의 수신을 행하는 테스트 헤드와, 이 테스트 헤드를, 상기 프로브 카드의 상측에서 그 하면이 수평하게 되는 수평 위치와 상기 검사 장치 본체의 천장판으로부터 이격되어 있는 퇴피 위치와의 사이에서, 수평한 회전축의 둘레로 회동시키기 위한 회동 구동부와, 상기 회전축에 마련되고, 상기 테스트 헤드를 보지(保持)하기 위한 보지부와, 상기 검사 장치 본체에 마련되고, 상기 수평 위치에 있는 테스트 헤드를 상기 보지부로부터 수취하여 상기 테스트 헤드가 프로브 카드와 전기적으로 접촉하는 위치까지 하강시키는 동시에, 상기 테스트 헤드를 상기 수평 위치까지 상승시켜서 보지부에 주고받는 승강 지지 기구와, 상기 보지부에 테스트 헤드가 보지된 보지 상태와 보지가 해제된 해제 상태 중 하나를 설정하여, 상기 보지부로부터 상기 승강 지지 기구에 테스트 헤드를 주고받을 때에는 해제 상태로 하고, 상기 승강 지지 기구로부터 상기 보지부에 테스트 헤드를 주고 받을 때에는 보지 상태로 하기 위한 보지/해제 수단을 구비하는 것을 특징으로 한다.The probe device according to the present invention mounts a substrate on which a plurality of chips to be tested are arranged on a movable substrate mounting table, and performs inspection of the chips under test by contacting the probes of the probe card with electrode pads of the chips under test. A test for receiving a signal in which the substrate mounting table is provided inside, an inspection apparatus main body provided with a probe card in a ceiling plate portion, and an upper surface of the probe card is approached and electrically contacted from an upper side of the probe card. Rotating the head and the test head to rotate around a horizontal axis of rotation between a horizontal position where the lower surface thereof is horizontal on the upper side of the probe card and a retracted position spaced apart from the ceiling plate of the inspection apparatus main body. A holding part provided on a driving part, said rotating shaft, for holding said test head, and said A test head provided in the inspection apparatus main body, which receives the test head in the horizontal position from the holding portion and lowers it to a position where the test head is in electrical contact with the probe card, while raising the test head to the horizontal position. A lifting support mechanism which is sent to and received from the holding portion; and a holding state in which the test head is held in the holding portion and a release state in which the holding is released. And holding / release means for bringing the test head into and out of the holding portion from the lifting support mechanism.

상기 회동 구동부는 상기 검사 장치 본체에 마련되고, 상기 회전축의 중심은, 상기 테스트 헤드가 프로브 카드에 전기적으로 접촉시켰을 때에, 상기 테스트 헤드의 하면보다도 높은 위치에 설정되는 것이 바람직하다. It is preferable that the said rotation drive part is provided in the said inspection apparatus main body, and the center of the said rotating shaft is set to the position higher than the lower surface of the said test head, when the said test head makes electrical contact with a probe card.

상기 보지부와 테스트 헤드 사이에는, 테스트 헤드를 상하 방향으로 안내하는 안내 기구가 설치되어 있는 것이 바람직하다.It is preferable that the guide mechanism which guides a test head to an up-down direction is provided between the said holding part and a test head.

상기 보지/해제 수단은, 테스트 헤드가 프로브 카드에 전기적으로 접촉하고 있는 위치에 배치되어 있을 때에는 상기 테스트 헤드를 상기 보지부에 보지시킨 상태로 되도록 구성되는 것이 바람직하다. Preferably, the holding / release means is configured such that the test head is held in the holding part when the test head is disposed at a position in which the test head is in electrical contact with the probe card.

본 발명의 프로브 방법은, 이동 가능한 기판 탑재대가 내부에 마련되고, 천장판부에 프로브 카드가 마련된 검사 장치 본체를 구비하고, 다수의 피검사 칩이 배열된 기판을 상기 기판 탑재대에 탑재하고, 상기 프로브 카드의 프로브에 상기 피검사 칩의 전극 패드를 접촉시켜서 피검사 칩의 검사를 행하는 프로브 방법에 있어서, 테스트 헤드를, 수평한 회전축에 마련된 보지부에 보지시켜서 상기 회전축의 둘레로 회동시키는 것에 의해, 상기 검사 장치 본체의 천장판으로부터 이격된 퇴피 위치부터, 상기 프로브 카드의 상측에서 그 하면이 수평하게 되는 수평 위치까지 회동시키는 공정과, 상기 수평 위치에 있는 테스트 헤드를, 상기 검사 장치 본체에 마련된 승강 지지 기구에 지지시키는 공정과, 이어서 상기 보지부에 의한 테스트 헤드의 보지를 해제하고, 상기 테스트 헤드가 프로브 카드와 전기적으로 접촉하는 위치까지 상기 승강 지지 기구에 의해 테스트 헤드를 하강시키는 공정과, 그 후, 기판을 프로브 카드의 프로브에 접촉시켜서 상기 기판의 피검사 칩의 검사를 행하는 공정을 포함하는 것을 특징으로 한다. The probe method of the present invention includes an inspection apparatus main body having a movable substrate mounting table provided therein, a probe card provided in a ceiling plate portion, and a substrate on which a plurality of inspected chips are arranged is mounted on the substrate mounting table. A probe method for inspecting a chip under test by bringing an electrode pad of the chip under test into contact with a probe of a probe card, wherein the test head is held by a holding portion provided on a horizontal axis of rotation and rotated around the axis of rotation. And rotating the test head in the horizontal position from the retracted position spaced apart from the top plate of the inspection apparatus main body to a horizontal position where its lower surface is horizontal from the upper side of the probe card. The holding | maintenance of the test head by the said holding | maintenance part is then canceled | released by the support mechanism And the test head is lowered by the lifting support mechanism to a position where the test head is in electrical contact with the probe card, and then the substrate is brought into contact with the probe of the probe card to inspect the test chip of the substrate. It is characterized by including the process of performing.

상기 승강 지지 기구에 의해 테스트 헤드를 하강시키는 공정은, 상기 보지부와 테스트 헤드의 사이에 마련된 안내 기구에 의해 안내되면서 행해지는 것이 바람직하다. The step of lowering the test head by the lifting support mechanism is preferably performed while being guided by a guide mechanism provided between the holding portion and the test head.

테스트 헤드를 프로브 카드와 전기적으로 접촉하는 위치까지 상기 승강 지지 기구에 의해 하강시키는 공정 후에, 상기 테스트 헤드를 상기 보지부에 보지하는 공정을 행하는 것이 바람직하다. It is preferable to perform the process of hold | maintaining the said test head to the said holding | maintenance part after the process of lowering | decreasing a test head by the said lifting support mechanism to the position which electrically contacts a probe card.

본 발명은, 프로브를 피검사체의 전극 패드에 전기적으로 접촉시켜서 상기 피검사체의 전기적 특성을 측정함에 있어서, 테스트 헤드를 검사 장치 본체의 천장판으로부터 이격된 퇴피 위치로부터 수평 자세의 위치까지 회전시킨 후, 검사 장치 본체에 마련된 승강 지지 기구에 의해 테스트 헤드를 하강시키기 때문에, 테스트 헤드의 회전 반경이 작아져도, 상기 테스트 헤드가 장치 본체 측의 부재와 간섭하지 않고, 확실하게 장치 본체에 테스트 헤드를 장착시킬 수 있다. 또한, 테스트 헤드의 회전축이 프로브 카드의 상면보다도 높아도, 테스트 헤드와 프로브 카드를 확실하게 전기적으로 접속시킬 수 있으므로, 회동 구동부를 장치 본체에 탑재할 수 있고, 이 때문에 장치의 소형화를 도모할 수 있다.In the present invention, in the electrical contact of the probe to the electrode pad of the test object to measure the electrical characteristics of the test object, the test head is rotated from the retracted position spaced apart from the ceiling plate of the inspection apparatus main body to the position of the horizontal posture, Since the test head is lowered by the lifting support mechanism provided in the inspection apparatus main body, even if the rotation radius of the test head is small, the test head does not interfere with the member on the apparatus main body side, and the test head can be reliably mounted on the apparatus main body. Can be. In addition, even if the rotational axis of the test head is higher than the upper surface of the probe card, the test head and the probe card can be electrically connected reliably, so that the rotational drive unit can be mounted in the main body of the device, thereby miniaturizing the device. .

본 발명의 프로브 장치인 프로브 장치에 대해서, 도 1 내지 도 3을 참조해서 설명한다. 이 프로브 장치는 검사 장치 본체인 프로브 본체(11), 테스트 헤드(12) 및 로더부(13)를 구비하고 있다.The probe apparatus which is the probe apparatus of this invention is demonstrated with reference to FIGS. This probe apparatus is provided with the probe main body 11, the test head 12, and the loader part 13 which are the test | inspection apparatus main bodies.

프로브 본체(11)는 외장부를 구성하는 하우징(20)을 구비하고 있다. 이 하우징(20)내에는, 도 2에 도시하는 바와 같이, 표면에 다수의 피검사 칩이 배열된 피검사 기판인 웨이퍼(W)를 탑재하는 탑재대(21)와, 이 탑재대(21)를 X, Y, Z방향으로 이동시키고, 또 연직방향 축 주위로 회전시키기 위한 이동 기구(22)가 마련되어 있다. 도 2에서, 23은 X 방향 이동부, 24는 Y 방향 이동부, 25는 Z 방향 이동부이다. 또한, Z 방향 이동부(25)에는, 도시를 생략하였지만, 후술의 프로브 침(26)을 촬상하기 위한 카메라가 마련되어 있다.The probe main body 11 is provided with the housing 20 which comprises an exterior part. In this housing 20, as shown in FIG. 2, the mounting table 21 which mounts the wafer W which is a to-be-tested board | substrate with which the many test | inspection chip | tip is arranged on the surface, and this mounting table 21 A moving mechanism 22 for moving the X in the X, Y, and Z directions and rotating the vertical axis about the vertical axis is provided. In FIG. 2, 23 is an X direction moving part, 24 is a Y direction moving part, and 25 is a Z direction moving part. In addition, although illustration is abbreviate | omitted in the Z direction moving part 25, the camera for imaging the probe needle 26 mentioned later is provided.

하우징(20)의 천장판(35)에는, 원형의 개구부(27)가 형성되고 있고, 그 주연에 인서트 링(28)의 플랜지부(29)가 끼워 넣어지는 것에 의해, 상기 인서트 링(28)이 고정되어 있다. 이 인서트 링(28)의 하측 가장자리는 내측으로 수평하게 돌출된 환상의 계지면부(係止面部)(30)를 이루고 있다.A circular opening 27 is formed in the top plate 35 of the housing 20, and the insert ring 28 is inserted by inserting the flange portion 29 of the insert ring 28 at its periphery. It is fixed. The lower edge of the insert ring 28 forms an annular locking surface portion 30 protruding horizontally inwardly.

그리고, 프로브 카드(31)를 보지(保持)하는 보지 링(32)의 상부의 플랜지와, 인서트 링(28)의 상기 계지면부(30)가 걸리는 것에 의해, 프로브 카드(31)가 하우징(20)의 천장판(35)에 고정되어 있다. 따라서, 프로브 카드(31)의 상면은 천장판(35)의 상면보다도 예를 들면 3.9 cm 낮은 높이 레벨에 위치하고 있다. 이 프로브 카드(31)의 하면측에는, 웨이퍼(W)에 대하여 예컨대 경사져 연장되는 프로브인 다수의 프로브 침(26)이 형성되어 있다. 또한, 프로브로는 수직침이나 범프(bump)이어도 좋다. 프로브 카드(31)의 상면에는, 전극의 배치 영역을 둘러싸도록, 또한 프로브 카드(31)와 동심이 되도록 프로브 카드(31)의 외경보다도 작은 외경의 보강재(33)가 설치되어 있다. 이 보강재(33)는 프로브 카드(31)의 변형을 억제시키기 위한 것이다.Then, the flange of the upper portion of the retaining ring 32 holding the probe card 31 and the engaging surface portion 30 of the insert ring 28 are caught, whereby the probe card 31 is connected to the housing 20. It is fixed to the ceiling plate 35 of). Therefore, the upper surface of the probe card 31 is located at a height level 3.9 cm lower than the upper surface of the ceiling plate 35, for example. On the lower surface side of this probe card 31, a large number of probe needles 26, which are probes which extend, for example, inclined with respect to the wafer W, are formed. The probe may be a vertical needle or a bump. On the upper surface of the probe card 31, a reinforcing member 33 having an outer diameter smaller than the outer diameter of the probe card 31 is provided so as to surround the electrode disposition region and to be concentric with the probe card 31. This reinforcing material 33 is for suppressing deformation of the probe card 31.

천장판(35)의 하면측에는 웨이퍼(W)의 표면을 촬상하기 위한 도시되지 않은 카메라가 수평방향으로 이동 가능하게 설치되어 있다. 이 카메라와, 전술한 Z 방향 이동부(25)에 설치된 도시하지 않은 카메라에 의해 웨이퍼(W) 상의 피검사 칩의 전극 패드와 프로브 침(26)의 좌표 위치가 얻어진다.On the lower surface side of the top plate 35, a camera (not shown) for imaging the surface of the wafer W is provided to be movable in the horizontal direction. The coordinate position of the electrode pad and the probe needle 26 of the chip to be inspected on the wafer W is obtained by this camera and a camera (not shown) provided in the above-described Z direction moving part 25.

도 1 및 도 3에 도시하는 바와 같이, 천장판(35)의 우측 가장자리 및 좌측 가장자리(X 방향을 좌우 방향으로 하여 기재되어 있다)에는, 테스트 헤드(12)를 수취하여 승강시키기 위해서, 승강체(40)가 각각 전후에 예를 들어 3 개씩 마련되어 있다. 이 승강체(40)는 승강용 구동장치 예를 들면 에어 실린더(도면에는 도시되어 있지 않음)에 의하여 승강할 수 있도록 되어 있고, 이 예에서는 승강체(40)와 에어 실린더에 의해 승강 지지 기구가 구성된다.As shown in FIG. 1 and FIG. 3, the lifting body (in order to receive and elevate the test head 12 on the right and left edges (described in the X direction in the left and right directions) of the ceiling plate 35). 40 each is provided before and after each, for example. The elevating body 40 is capable of elevating by an elevating drive device, for example, an air cylinder (not shown in the drawing). In this example, the elevating support mechanism is provided by the elevating body 40 and the air cylinder. It is composed.

또, 천장판(35)의 후측 가장자리에는, 회전축(41)을 구비한 힌지 기구(42)와, 이 회전축(41)을 회전시키는 도시되지 않은 구동부가 마련되고 있고, 힌지 기구(42)로부터 우측으로 돌출되어 있는 회전축(41)에는 짧은 길이의 회전 아암(43)이 부착되어 있다. 이 예에서는, 힌지 기구(42) 및 구동부에 의해 회동 구동부가 구성되고 있고, 후술의 테스트 헤드(12)가 프로브 카드(31)의 상측에 있어서의 수평면과 평행하게 되는 수평 위치와, 프로브 본체(11)의 후방에 있어서 예컨대 테스트 헤드(12)의 유지 보수를 행하는 퇴피 위치의 사이에 있어서 회동하도록 구성되어 있다. 이 퇴피 위치에 있어서의 테스트 헤드(12)는 예를 들면 전극을 구비한 하면측이 상측을 향한 상태로 된다. 상기 회전축(41)의 회전 중심은 천장판(35)의 상면보다도 예를 들면 22.5 cm 높은 위치에 설정되어 있다.In addition, the rear edge of the ceiling plate 35 is provided with a hinge mechanism 42 having a rotating shaft 41 and a drive unit (not shown) for rotating the rotating shaft 41, and is moved to the right side from the hinge mechanism 42. The protruding rotating shaft 41 is attached with a rotating arm 43 of short length. In this example, the rotational drive section is constituted by the hinge mechanism 42 and the drive section, and the horizontal position at which the test head 12 described later is parallel to the horizontal plane on the upper side of the probe card 31 and the probe main body ( 11), it is comprised so that it may rotate between the retracted positions which perform maintenance of the test head 12, for example. As for the test head 12 in this retracted position, the lower surface side provided with an electrode, for example will be in the state facing upward. The rotation center of the rotating shaft 41 is set at, for example, a position 22.5 cm higher than the upper surface of the top plate 35.

회전 아암(43)의 선단부에는 도 3에 도시하는 바와 같이 좌우로 개방되어 전방으로 신장되고, 팔부(44, 44)을 구성하는 평면이 コ 자형의 보지체(45)의 후면부가 연결되어 있다. 이 팔부(44, 44)의 사이에 좌우로부터 끼워져 있도록, 대략 사각형의 테스트 헤드(12)가 팔부(44)의 길이방향으로 신장되도록 형성된 간극(52)을 거쳐서 보지되어 있다. 또한, 도 1에 있어서의 팔부(44)에 있어서는, 편의상 전술한 승강체(40)가 보이도록 아래쪽의 일부를 절결하여 도시하고 있다.As shown in FIG. 3, the front end of the rotating arm 43 opens to the left and extends forward, and the back surface of the U-shaped retaining body 45 is connected to a plane constituting the arms 44 and 44. It is held through the gap 52 formed so that the substantially square test head 12 may extend in the longitudinal direction of the arm part 44 so that it may be sandwiched between right and left between these arm parts 44 and 44. In addition, in the arm part 44 in FIG. 1, a part of lower part is cut out and shown so that the above-mentioned lifting body 40 may be shown for convenience.

좌우측의 양 팔부(44)의 내측(테스트 헤드(12)측)의 측면에는, 각각 상하에 간격을 두고 나란히 예컨대 2 개의 가이드 베어링(51) 세트가 팔부(44)의 길이 방향에 대하여 2세트 나란하게 마련되어 있는 반면, 이 2세트의 가이드 베어링(51)의 위치에 대응하도록, 테스트 헤드(12)의 양 측면에는 전술한 상측의 가이드 베어링(51)의 상단으로부터 하측의 가이드 베어링(51)의 하단보다도 길게 형성되어 있는 동시에, 상기 가이드 베어링(51)에 대하여 슬라이딩하도록 끼워맞춰진 2 개의 수직 가이드(63)가 마련되어 있다. 따라서, 이들 가이드 베어링(51) 및 수직 가이드(63)의 슬라이드 작용에 의해, 테스트 헤드(12)가 양 팔부(44)의 가이드 베어링(51)으로 안내되면서, 전술한 승강체(40)에 의해 승강되게 된다. 이들 가이드 베어링(51) 및 수직 가이드(63)는 안내 기구를 구성한다.On the side of the inner side (the test head 12 side) of both the left and right arm portions 44, two sets of guide bearings 51 are arranged side by side with respect to the longitudinal direction of the arm portion 44, for example, side by side at intervals above and below. On the other hand, both sides of the test head 12 have lower ends of the lower guide bearing 51 from the upper end of the upper guide bearing 51 described above so as to correspond to the positions of the two sets of guide bearings 51. At the same time, two vertical guides 63 which are formed longer and fitted to slide with respect to the guide bearing 51 are provided. Therefore, by the sliding action of these guide bearings 51 and the vertical guides 63, the test head 12 is guided to the guide bearings 51 of both arms 44 by the lifting body 40 described above. You will be elevated. These guide bearings 51 and the vertical guide 63 constitute a guide mechanism.

이 팔부(44, 44)의 길이 방향에 있어서의 대략 중앙의 상부에는, 팔부(44)를 따라 로크핀(47b)을 진퇴시키는 로크핀 진퇴부(47a)와, 테스트 헤드(12)를 향하여 양단부가 신장되는 횡단면 형상이 コ 자형의 홈부가 형성된 로크핀 지지부(49)가 전후(Y 방향)에 나란히 마련되어 있다. 이 로크핀 지지부(49)는 상기 양단부의 각각에 형성된 관통구멍(48)에 로크핀(47b)을 관통시켜서 지지하는 역할을 갖는다. 그리고, 테스트 헤드(12)의 측면에는, 로크핀 지지부(49)의 コ 자부 형상 부분에 둘러싸여지는 홈부에 들어가도록 종방향으로 긴 스토퍼(61)가 마련되어 있고, 이 스토퍼(61)에는 보지부(45)와 승강체(40) 사이에서 테스트 헤드(12)의 주고 받기를 수행하는 상측 위치와, 프로브 카드(31) 상에 테스트 헤드(12)를 장착하는 하측 위치에 각각 대응하는 높이의 위치에, 로크핀(47b)의 관통구멍(62)이 상하 2 개소에 형성되어 있다. 따라서, 로크핀 지지부(49)의 관통구멍(48)과 스토퍼(61)의 관통구멍(62)이 전후로 겹친 상태에서, 로크핀(47b)을 이들의 관통구멍(48, 62)에 관통시키는 것으로, 로킹 상태 즉, 보지체(45)에 테스트 헤드(12)가 보지된 상태로 되고, 또 로크핀(47b)을 스토퍼(61)로부터 뽑는 것에 의해 그 보지가 해제된 상태로 된다. 이 예에서는, 로크핀 진퇴부(47a), 로크핀(47b), 로크핀 지지부(49) 및 스토퍼(61)에 의해 보지/해제 수단(46)이 구성된다.In the upper part of the substantially center in the longitudinal direction of these arm parts 44 and 44, the lock pin advance part 47a which advances and locks the lock pin 47b along the arm part 44, and both ends toward the test head 12. The lock pin support part 49 in which the U-shaped groove part in which the cross-sectional shape in which is extended is formed is provided in front and back (Y direction) side by side. The lock pin support 49 has a function of supporting the lock pin 47b through the through holes 48 formed in each of the both ends. The longitudinal side of the test head 12 is provided with a stopper 61 that is long in the longitudinal direction so as to enter the groove portion surrounded by the U-shaped portion of the lock pin support 49. The stopper 61 is provided with a holding part ( 45 and the height 40 corresponding to the upper position for performing the exchange of the test head 12 between the lifting body 40 and the lower position for mounting the test head 12 on the probe card 31, respectively. The through-holes 62 of the lock pin 47b are formed in two places at the top and bottom. Therefore, in the state where the through-hole 48 of the lock pin support part 49 and the through-hole 62 of the stopper 61 overlap with each other back and forth, the lock pin 47b is made to pass through these through-holes 48 and 62. In the locked state, that is, the test head 12 is held in the holding member 45, and the holding pin is released by pulling the lock pin 47b from the stopper 61. As shown in FIG. In this example, the holding / release means 46 is constituted by the lock pin receding portion 47a, the lock pin 47b, the lock pin supporting portion 49, and the stopper 61.

테스트 헤드(12)의 하면측에는, 이 테스트 헤드(12)와 프로브 카드(31)를 전기적으로 접촉시키기 위한 중간 링(64)이 장착되어 있고, 이 중간 링(64)은 외경이 프로브 카드(31)의 외경보다도 약간 작고, 또한 내경이 보강재(33)의 외경보다도 약간 크도록 구성되어 있다. 또한, 이 중간 링(64)의 높이 치수는 프로브 카드(31)의 상면으로부터 천장판(35)의 상면까지의 높이 치수보다도 크게 설정되어 있다. 따라서, 이 중간 링(64)이 하강하고, 프로브 카드(31) 상에 탑재될 때에, 테스트 헤드(12)가 천장판(35)과 충돌하지 않는다. 또한, 테스트 헤드(12)가 상승했을 때의 중간 링(64)의 하단면과 프로브 카드(31)의 상면과의 거리는, 예를 들면 3.4cm로 설정되고 있고, 전술한 회전 아암(43)에 의한 테스트 헤드(12)의 회동 중에 있어서, 예를 들어 이 테스트 헤드(12)의 중량에 의해 회전 아암(43)이 휘어진 경우에도, 보강재(33) 등과 간섭하지 않도록 충분한 간극이 취해져 있다.On the lower surface side of the test head 12, an intermediate ring 64 for electrically contacting the test head 12 and the probe card 31 is mounted, and the intermediate ring 64 has an outer diameter probe card 31. It is comprised so that it may be slightly smaller than the outer diameter of), and an inner diameter may be slightly larger than the outer diameter of the reinforcing material 33. In addition, the height dimension of this intermediate ring 64 is set larger than the height dimension from the upper surface of the probe card 31 to the upper surface of the ceiling plate 35. Therefore, when this intermediate ring 64 descends and is mounted on the probe card 31, the test head 12 does not collide with the top plate 35. In addition, the distance between the lower end surface of the intermediate ring 64 and the upper surface of the probe card 31 when the test head 12 is raised is set to 3.4 cm, for example, to the above-described rotating arm 43. During the rotation of the test head 12, even if the rotary arm 43 is bent by the weight of the test head 12, for example, a sufficient gap is taken so as not to interfere with the reinforcing material 33 or the like.

테스트 헤드(12)의 팔부(44) 측에 있어서의 양측면의 하측에는, 3개의 승강체(40)의 각각의 위치에 대응하도록 배면이 테스트 헤드(12)에 고정되고, 하단면이 테스트 헤드(12)로부터 수평으로 신장하도록 배치된 L자형의 수납 부재(65)가 간격을 두고 3개 마련되어 있다. 따라서, 승강체(40)에 의해 수납 부재(65)를 받고, 이 수납 부재(65)를 거쳐서 테스트 헤드(12)를 지지하고, 이 상태에서 승강체(40)를 승강시키면, 테스트 헤드(12)가 승강하는 것이 된다. 이 테스트 헤드(12)에는, 케이블을 거쳐서 테스터(어느 것도 도시하지 않음)가 접속되어 있고, 이 테스터로부터 웨이퍼(W)를 검사하기 위한 전기신호가 전달된다.On the lower side of both side surfaces at the arm portion 44 side of the test head 12, the back surface is fixed to the test head 12 so as to correspond to the respective positions of the three lifting bodies 40, and the lower end surface is the test head ( Three L-shaped accommodating members 65 arranged to extend horizontally from 12 are provided at intervals. Therefore, when receiving the storage member 65 by the lifting body 40, supporting the test head 12 via this storage member 65, and lifting the lifting body 40 in this state, the test head 12 ) Will rise and fall. A tester (not shown) is connected to the test head 12 via a cable, and an electric signal for inspecting the wafer W is transmitted from the tester.

프로브 본체(11)의 우측에는, 로더부(13)가 접속되어 있고, 이 로더부(13)의 하우징(71) 내의 안쪽은, 구획벽(72)에 의해 상측 영역(73)과 하방 영역(74)으로 구획되어 있다. 이 상측 영역(73)에는 웨이퍼(W)가 예를 들면 25장 수납된 밀폐형의 반송 용기인 FOUP(2)가 탑재된 탑재대(75)가 설치되어 있다. FOUP(2)의 우측면에 있어서 하우징(71)은 개구부(76)를 이루고, 이 개구부(76)를 거쳐서 도시하지 않는 반송 수단과 탑재대(75) 사이에서 FOUP(2)의 주고 받기가 행하여진다.The loader part 13 is connected to the right side of the probe main body 11, and the inner side in the housing 71 of this loader part 13 is divided into the upper region 73 and the lower region by the partition wall 72. 74). The upper region 73 is provided with a mounting table 75 on which the FOUP 2, which is a sealed transfer container in which 25 wafers W are stored, is mounted, for example. The housing 71 forms an opening 76 on the right side of the FOUP 2, and the FOUP 2 is exchanged between the conveying means (not shown) and the mounting table 75 via the opening 76. .

하우징(71)의 전방의 영역에는 회전, 승강 및 신축가능한 반송 아암(77)이 마련되어 있고, 상측 영역(73)에 있어서의 FOUP(2)와, 프로브 본체(11)의 탑재대(21)의 사이에 있어서, 프로브 본체(11)와 로더부(13)의 사이에 형성된 개구부(78)를 거쳐서 웨이퍼(W)의 주고받기가 행하여지도록 구성되어 있다.The conveyance arm 77 which can be rotated, lifted and retracted is provided in the area | region in front of the housing 71, and the FOUP 2 in the upper area 73 and the mounting base 21 of the probe main body 11 are provided. In between, the wafer W is exchanged via the opening 78 formed between the probe main body 11 and the loader portion 13.

이 프로브 장치에는, 도 3에 도시하는 바와 같이, 예를 들면 컴퓨터로 이루어지는 제어부(5)가 마련되어 있고, 이 제어부(5)는 프로그램 저장부, 메모리, CPU로 이루어지는 데이타 처리부 등을 구비하고 있다. 이 프로그램 저장부에 저장되는 프로그램은 천장판(35)상으로의 테스트 헤드(12)의 탈착을 실시하기 위한 단계 그룹, 웨이퍼(W)의 반송이나 위치 맞춤 등을 행하는 단계 그룹을 구비하고 있다. 또한, 예를 들면 메모리에는, 이동 기구(22)의 이동 단계, 혹은 이동량 등의 처리 파라메타의 값이 기입되는 영역을 구비하고 있고, CPU가 프로그램의 각 명령을 행할 때, 이들 처리 파라메타가 판독되어, 그 파라메타 값에 따른 제어 신호가 이 프로브 장치의 각 부위에 보내지게 된다. 이 프로그램(처리 파라메타의 입력 조작이나 표시에 관한 프로그램도 포함한다)은, 컴퓨터 기억 매체 예를 들면 플렉서블 디스크, 컴팩트 디스크, M0(광자기 디스크), 하드 디스크 등의 기억부(6)에 저장되어 제어부(5)에 인스톨된다.As shown in Fig. 3, the probe device is provided with a control unit 5 made of a computer. The control unit 5 is provided with a program storage unit, a memory, a data processing unit made of a CPU, and the like. The program stored in the program storage section includes a group of steps for detaching and detaching the test head 12 onto the top plate 35, and a group of steps for carrying and positioning the wafer W, and the like. For example, the memory includes an area in which values of processing parameters, such as the moving step of the moving mechanism 22 or the moving amount, are written. When the CPU executes each instruction of the program, these processing parameters are read out. In this case, a control signal according to the parameter value is sent to each part of the probe device. This program (including a program related to input operation and display of processing parameters) is stored in a storage unit 6 such as a computer storage medium, such as a flexible disk, a compact disk, a magneto-optical disk, a hard disk, and the like. It is installed in the control part 5.

다음에, 본 발명의 프로빙(probing) 방법에 대해서 설명한다. 우선, 도 4의 (a)에 도시하는 바와 같이, 천장판(35)의 상측의 수평 위치로부터 이격된 퇴피 위치로 설정되고, 보지/해제 기구(46)에 의해 보지체(45)에 고정되어 있는 테스트 헤드(12)를 하측을 향해서 회전시킨다. 이 때, 전술한 바와 같이, 회전축(41)의 회전 중심이 천장판(35)의 상면보다도 높은 위치에 설정되어 있으므로, 중간 링(64)이나 테스트 헤드(12)의 하면이 그리는 궤적은 보강재(33)나 인서트 링(28) 등과 간섭하지 않는다. 그리고, 도 4의 (b)의 수평 위치에서, 테스트 헤드(12)를 정지시킨다. 다음에, 승강체(40)를 상승시키고, 수납 부재(65)의 하면에 접촉시킨다[도 4의 (c)].Next, the probing method of the present invention will be described. First, as shown to Fig.4 (a), it is set to the retracted position spaced apart from the horizontal position of the upper side of the ceiling plate 35, and is fixed to the holding body 45 by the holding / release mechanism 46. The test head 12 is rotated downward. At this time, as described above, since the rotation center of the rotary shaft 41 is set at a position higher than the upper surface of the top plate 35, the trajectory drawn by the lower surface of the intermediate ring 64 or the test head 12 is a reinforcing material 33. ) Or the insert ring 28 and the like. And the test head 12 is stopped in the horizontal position of FIG.4 (b). Next, the lifting body 40 is raised and brought into contact with the lower surface of the housing member 65 (FIG. 4C).

그리고, 도 5의 (a)에 도시하는 바와 같이, 로크핀(47b)을 로크핀 지지부(49)로부터 뽑고, 테스트 헤드(12)의 보지를 해제함으로써, 보지부(45)로부터 승강체(40)에 테스트 헤드(12)를 인도하면, 테스트 헤드(12)의 하중이 모두 승강체(40)에 가해진다. 따라서, 이 승강체(40)를 하강시키면[도 5의 (b)], 테스트 헤드(12)의 수직 가이드(63)가 보지체(45)의 가이드 베어링(51)에 안내되면서, 중간 링(64)의 하면이 프로브 카드(31)의 상면에 접촉하는 위치까지 승강체(40)와 함께 하강한다. 그리고, 로크핀(47b)을 로크핀 지지부(49)내에 삽입하여[도 5의 (c)], 다시 테스트 헤드(12)를 보지 상태로 한다. 이 테스트 헤드(12)의 재보지는, 예를 들면 승강체(40)의 에어 실린더의 트러블 등에 의해, 테스트 헤드(12)의 전 하중이 프로브 카드(31)에 가해지는 것을 방지하기 위한 것이다. 도 6은 전술한 도 2와 마찬가지로, 도 4, 도 5를 시점을 바꾸어서 도시한 도면이며, 도 6의 (a)는 도 5의 (a), 도 6의 (b)는 도 5의 (b)에 대응하고 있다.Then, as shown in FIG. 5A, the lifting pin 40 is lifted from the holding part 45 by removing the locking pin 47b from the locking pin support part 49 and releasing the holding of the test head 12. When the test head 12 is guided to), all of the load of the test head 12 is applied to the lifting body 40. Therefore, when the lifting body 40 is lowered (FIG. 5B), the vertical guide 63 of the test head 12 is guided to the guide bearing 51 of the retaining body 45, and the intermediate ring ( The lower surface of 64 descends together with the lifting body 40 to a position where the lower surface of the probe card 31 contacts the upper surface of the probe card 31. Then, the lock pin 47b is inserted into the lock pin support part 49 (FIG. 5C), and the test head 12 is again held. This retesting of the test head 12 is for preventing the entire load of the test head 12 from being applied to the probe card 31, for example, by trouble of the air cylinder of the lifting body 40. FIG. 6 is a view showing FIGS. 4 and 5 at different viewpoints, similar to FIG. 2 described above. FIG. 6A is a diagram (a) of FIG. 5 and FIG. 6B is a diagram of FIG. Corresponds to).

그 후, 도시하지 않은 반송 수단에 의해 예컨대 25장의 웨이퍼(W)가 수납된 FOUP(2)를 탑재대(75)에 탑재한다. 그리고, 반송 아암(77)에 의해 FOUP(2)로부터 1장의 웨이퍼(W)를 취출하고, 프로브 본체(11)내의 탑재대(21)에 탑재한다. 이어서, 전술한 바와 같이, 프로브 침(26)과 웨이퍼(W)의 위치 맞춤을 행하고, 이 웨이퍼(W)상의 피검사 칩에 형성된 전극 패드에 프로브 침(26)을 접촉시켜[도 6의 (c)], 테스트 헤드(12)로부터 중간 링(64), 프로브 카드(31) 및 프로브 침(26)을 거쳐서, 이 전극 패드에 소정의 전기 신호를 공급하는 것에 의해, 전기적 특성의 검사를 행한다. 그 후, 순차적으로 웨이퍼(W)상의 전극 패드에 프로브 침(26)을 접촉시켜서, 웨이퍼(W)의 각 칩에 관한 검사를 행한다. 또한, 웨이퍼(W)의 각 칩의 전극 패드 모두에 일괄하여 프로브 침(26)을 접촉시키는 방식이어도 좋다. 검사 종료 후, 반송 아암(77)에 의해 웨이퍼(W)를 FOUP(2)에 복귀시킨다.Thereafter, the FOUP 2 in which 25 wafers W are stored, for example, is mounted on the mounting table 75 by a conveying means (not shown). Then, one wafer W is taken out from the FOUP 2 by the transfer arm 77 and mounted on the mounting table 21 in the probe main body 11. Subsequently, as described above, the probe needle 26 is aligned with the wafer W, and the probe needle 26 is brought into contact with the electrode pad formed on the chip under test on the wafer W (Fig. c)], through the intermediate ring 64, the probe card 31 and the probe needle 26 from the test head 12, by supplying a predetermined electrical signal to the electrode pad, the electrical characteristic is inspected. . Thereafter, the probe needle 26 is sequentially brought into contact with the electrode pads on the wafer W, and inspection of each chip of the wafer W is performed. The probe needle 26 may also be brought into contact with all of the electrode pads of each chip of the wafer W. After the inspection is finished, the wafer W is returned to the FOUP 2 by the transfer arm 77.

그리고, 예를 들면 웨이퍼(W)의 각 로트(lot) 사이에 있어서, 중간 링(64)을 교환할 때 혹은 테스트 헤드(12)의 유지 보수를 행할 때 등에는, 도 7에 도시하는 바와 같이, 천장판(35)의 상측의 수평 위치로부터 프로브 본체(11)의 예컨대 180° 뒷쪽의 퇴피 위치인 유지보수(maintenace) 위치까지, 테스트 헤드(12)을 회동시키게 된다. 또한, 도시의 간략화 때문에, 도 4 내지 도 7에 대해서는, 일부 생략하여 묘사하였다. 또한, 도 4의 (b), (c), 도 5의 (a) 및 도 6의 (a)에서는, 이들 도면을 보기 쉽게 하기 위해서, 중간 링(64)의 하면 위치를 천장판(35)의 상면 위치보다도 높게 도시하고 있지만, 실제로는, 전술한 바와 같이 중간 링(64)의 하면 위치가 천장판(35)의 상면 위치보다도 5mm 들어가 있다.For example, when replacing the intermediate ring 64 or performing maintenance of the test head 12 between each lot of the wafers W, as shown in FIG. The test head 12 is rotated from the horizontal position on the upper side of the ceiling plate 35 to the maintenance position, which is the retracted position of, for example, 180 ° back of the probe main body 11. 4 to 7 are partially omitted for the sake of simplicity. In addition, in FIG.4 (b), (c), FIG.5 (a), and FIG.6 (a), in order to make these drawings easy to see, the lower surface position of the intermediate ring 64 is made into the top plate 35 of FIG. Although it is shown higher than an upper surface position, in fact, as mentioned above, the lower surface position of the intermediate ring 64 is 5 mm larger than the upper surface position of the top plate 35.

전술한 실시형태에 의하면, 프로브 침(26)을 웨이퍼(W)의 전극 패드에 전기적으로 접촉시켜서 웨이퍼(W)의 전기적 특성을 측정함에 있어서, 테스트 헤드(12)를 보지체(45)에 보지해서 천장판(35)으로부터 떨어진 퇴피 위치로부터 수평자세의 위치까지 회전시킨 후, 테스트 헤드(12)을 보지체(45)로부터 프로브 본체(11)에 마련된 승강체(40)에 인도해서 하강시키므로, 테스트 헤드(12)의 회전 반경이 작아도 상기 테스트 헤드(12)가 프로브 본체(11)측의 부재 예를 들면 보강재(33)나 인서트 링(28) 등과 간섭하지 않고, 확실하게 프로브 본체(11)에 테스트 헤드(12)를 장착시킬 수 있다. 또한, 테스트 헤드(12)의 회전축(41)이 프로브 카드(31)의 상면보다도 높아도, 테스트 헤드(12)와 프로브 카드(31)를 확실하게 전기적으로 접속시킬 수 있으므로, 힌지 기구(42)를 프로브 본체(11)에 탑재할 수 있고, 이것 때문에 장치의 소형화를 도모할 수 있다. 또한, 테스트 헤드(12)의 회동 기구인 힌지 기구(42)와 승강 기구인 승강체(40)를 별개로 마련하고 있으므로, 장치의 구성이 간략화되어, 저비용화를 도모할 수 있다.According to the above-described embodiment, the test head 12 is held by the holding member 45 when the probe needle 26 is electrically contacted with the electrode pad of the wafer W to measure the electrical characteristics of the wafer W. The test head 12 is guided and lowered from the retaining body 45 to the lifting body 40 provided in the probe main body 11 by rotating from the retracted position away from the ceiling plate 35 to the position of the horizontal posture. Even if the rotation radius of the head 12 is small, the test head 12 does not interfere with the member on the probe main body 11 side, for example, the reinforcing material 33, the insert ring 28, etc. The test head 12 can be mounted. In addition, even if the rotating shaft 41 of the test head 12 is higher than the upper surface of the probe card 31, the hinge mechanism 42 can be reliably electrically connected to the test head 12 and the probe card 31. It can be mounted in the probe main body 11, and for this reason, a device can be miniaturized. Moreover, since the hinge mechanism 42 which is the rotation mechanism of the test head 12 and the lifting body 40 which are the lifting mechanisms are provided separately, the structure of an apparatus can be simplified and cost reduction can be achieved.

또한, 테스트 헤드(12)를 한 쪽으로부터 지지하는 회전축(41)이 아니라, 수평으로 지지하는 승강체(4O)에 의해, 더욱 가이드 베어링(51)에 의해 수직 가이드(63)를 아래쪽에 안내하여, 프로브 카드(31)와 중간 링(64)을 접촉시키므로, 정밀도 높게 테스트 헤드(12)의 위치 결정을 행할 수 있다. 그 때문에, 예를 들면 전술한 보강재(33)의 외경이 크고, 중간 링(64)과의 간극이 작은 경우이더라도, 보강재(33)와 중간 링(64) 혹은 테스트 헤드(12)와의 간섭을 억제할 수 있다.In addition, the vertical guide 63 is guided further by the guide bearing 51 by the lifting member 40 that supports the test head 12 horizontally, not by the rotary shaft 41. Since the probe card 31 and the intermediate ring 64 are brought into contact with each other, the test head 12 can be accurately positioned. Therefore, even if the outer diameter of the reinforcement 33 mentioned above is large and the clearance gap with the intermediate ring 64 is small, for example, interference with the reinforcement 33 and the intermediate ring 64 or the test head 12 is suppressed. can do.

도 1은 본 발명의 프로브 장치의 일 예를 도시하고 있는 사시도,1 is a perspective view showing an example of a probe device of the present invention;

도 2는 상기 프로브 장치를 도시하는 종단면도,2 is a longitudinal sectional view showing the probe device;

도 3은 상기 프로브 장치를 도시하는 평면도,3 is a plan view showing the probe device;

도 4는 테스트 헤드의 하측에 접속된 중간 링과 프로브 카드를 접촉시킬 때의 양태를 도시하는 종단면도,4 is a longitudinal sectional view showing an aspect when the probe card and the intermediate ring connected to the lower side of the test head are brought into contact;

도 5는 테스트 헤드의 하측에 접속된 중간 링과 프로브 카드를 접촉시킬 때의 양태를 도시하는 종단면도,Fig. 5 is a longitudinal sectional view showing an aspect when contacting the probe card with the intermediate ring connected to the lower side of the test head;

도 6은 테스트 헤드의 하측에 접속된 중간 링과 프로브 카드를 접촉시킬 때의 양태를 도시하는 종단면도,6 is a longitudinal sectional view showing an aspect when the probe card and the intermediate ring connected to the lower side of the test head are brought into contact;

도 7은 테스트 헤드를 유지보수 위치까지 회동시켰을 때의 양태를 도시하는 종단면도,7 is a longitudinal sectional view showing an aspect when the test head is rotated to the maintenance position;

도 8은 종래의 프로브 장치에 있어서의 테스트 헤드의 위치의 불량을 도시하는 측면도.8 is a side view showing a failure of a position of a test head in a conventional probe device.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 간단한 설명><Brief description of symbols for the main parts of the drawings>

11 : 프로브 본체 12 : 테스트 헤드11 probe body 12 test head

13 : 로더부 31 : 프로브 가이드13 loader part 31: probe guide

33 : 보강재 40 : 승강체33: stiffener 40: lifting body

41 : 회전축 42 : 힌지 기구41: rotating shaft 42: hinge mechanism

43 : 회전 아암 45 : 보지체43: rotating arm 45: the retaining body

46 : 보지/해제 기구 51 : 가이드 베어링46: holding / release mechanism 51: guide bearing

63 : 수직 가이드 65 : 베어링 부재63: vertical guide 65: bearing member

Claims (8)

다수의 피검사 칩이 배열된 기판을 이동 가능한 기판 탑재대에 탑재하고, 프로브 카드의 프로브에 상기 피검사 칩의 전극 패드를 접촉시켜 피검사 칩의 검사를 행하는 프로브 장치에 있어서, A probe apparatus for mounting a substrate on which a plurality of chips to be inspected are mounted on a movable substrate mount table and inspecting the chips to be tested by contacting the probes of the probe card with electrode pads of the chips to be tested. 상기 기판 탑재대를 내부에 구비하고, 천장판부에 프로브 카드가 마련된 검사 장치 본체와, An inspection apparatus main body having the substrate mounting table therein and provided with a probe card in a ceiling plate portion; 상기 프로브 카드의 상면에 상기 프로브 카드의 상방으로부터 접근하여 전기적으로 접촉하고, 신호의 주고받음을 행하는 테스트 헤드와,A test head which accesses and contacts the upper surface of the probe card from above the probe card, and transmits and receives signals; 이 테스트 헤드를, 상기 프로브 카드의 상방에서 그 하면이 수평으로 되는 수평 위치와 상기 검사 장치 본체의 천장판으로부터 이격된 퇴피 위치 사이에서, 수평한 회전축의 주위로 회동(回動)시키기 위한 회동 구동부와, A rotation drive unit for rotating the test head around a horizontal axis of rotation between a horizontal position where the lower surface thereof becomes horizontal above the probe card and a retracted position spaced apart from the top plate of the inspection apparatus main body; , 상기 회전축에 마련되고, 상기 테스트 헤드를 보지(保持)하기 위한 보지부와,A holding part provided on the rotating shaft to hold the test head; 상기 검사 장치 본체에 마련되고, 상기 수평 위치에 있는 테스트 헤드를 상기 보지부로부터 수취하여 상기 테스트 헤드가 프로브 카드와 전기적으로 접촉하는 위치까지 하강시키는 동시에, 상기 테스트 헤드를 상기 수평 위치까지 상승시켜 보지부에 주고 받는 승강 지지 기구와The test head provided in the inspection apparatus main body receives the test head in the horizontal position from the holding portion and lowers it to a position where the test head is in electrical contact with the probe card, while raising the test head to the horizontal position. Lifting support mechanism to give and receive to department 상기 보지부에 테스트 헤드가 보지된 보지 상태와 보지가 해제된 해제 상태 중 한쪽을 설정하고, 상기 보지부로부터 상기 승강 지지 기구에 테스트 헤드를 주고 받을 때에는 해제 상태로 하며, 또한 상기 승강 지지 기구로부터 상기 보지부에 테스트 헤드를 주고 받을 때에는 보지 상태로 하기 위한 보지/해제 수단을 구비하는 것을 특징으로 하는 One of a holding state in which the test head is held in the holding portion and a released state in which the holding is released is set, and when the test head is exchanged from the holding portion to the lifting support mechanism, the holding state is released. And a holding / release means for bringing the test head into and out of the holding portion. 프로브 장치.Probe device. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 회동 구동부는 상기 검사 장치 본체에 마련되고, The rotation drive unit is provided in the inspection apparatus main body, 상기 회전축의 중심은, 상기 테스트 헤드가 프로브 카드에 전기적으로 접촉한 때의, 상기 테스트 헤드의 하면보다도 높은 위치에 설정되어 있는 것을 특징으로 하는 The center of the rotating shaft is set at a position higher than the lower surface of the test head when the test head is in electrical contact with the probe card. 프로브 장치.Probe device. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,The method according to claim 1 or 2, 상기 보지부와 테스트 헤드 사이에는, 테스트 헤드를 상하방향으로 안내하는 안내 기구가 마련되어 있는 것을 특징으로 하는 A guide mechanism for guiding the test head in the vertical direction is provided between the holding portion and the test head. 프로브 장치.Probe device. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,The method according to claim 1 or 2, 상기 보지/해제 수단은, 테스트 헤드가 프로브 카드에 전기적으로 접촉하고 있는 위치에 놓여져 있는 때에는 상기 테스트 헤드를 상기 보지부에 보지한 상태로 하도록 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 The holding / release means is configured to hold the test head held in the holding part when the test head is placed in a position where the test head is in electrical contact with the probe card. 프로브 장치.Probe device. 이동 가능한 기판 탑재대가 내부에 마련되고, 천장판부에 프로브 카드가 마련된 검사 장치 본체를 구비하며, 다수의 피검사 칩이 배열된 기판을 상기 기판 탑재대에 탑재하고, 상기 프로브 카드의 프로브에 상기 피검사 칩의 전극 패드를 접촉시켜 피검사 칩의 검사를 행하는 프로브 방법에 있어서, A movable substrate mounting table is provided therein, the inspection apparatus main body provided with a probe card in a ceiling plate portion, and a substrate on which a plurality of inspected chips are arranged is mounted on the substrate mounting table. In the probe method of testing the chip under test by contacting the electrode pad of the test chip, 테스트 헤드를, 수평한 회전축에 마련된 보지부에 보지시켜 상기 회전축의 주위로 회동시키는 것에 의해, 상기 검사 장치 본체의 천장판으로부터 이격된 퇴피 위치로부터, 상기 프로브 카드의 상측에서 그 하면이 수평하게 되는 수평 위치까지 회동시키는 공정과, The test head is held in a holding portion provided on a horizontal rotating shaft and rotated around the rotating shaft so that the lower surface thereof becomes horizontal from the upper side of the probe card from a retracted position spaced apart from the top plate of the inspection apparatus main body. Process to rotate to the position, 상기 수평 위치에 있는 테스트 헤드를, 상기 검사 장치 본체에 마련된 승강 지지 기구에 지지시키는 공정과, Supporting the test head in the horizontal position by a lifting support mechanism provided in the inspection apparatus main body; 이어서 상기 보지부에 의한 테스트 헤드의 보지를 해제하고, 상기 테스트 헤드가 프로브 카드와 전기적으로 접촉하는 위치까지 상기 승강 지지 기구에 의해 테스트 헤드를 하강시키는 공정과, Then releasing the holding of the test head by the holding portion, and lowering the test head by the lifting support mechanism to a position where the test head is in electrical contact with the probe card; 그 후, 기판을 프로브 카드의 프로브에 접촉시켜 상기 기판의 피검사 칩의 검사를 행하는 공정을 포함하는 것을 특징으로 하는 And then inspecting the chip to be inspected of the substrate by bringing the substrate into contact with the probe of the probe card. 프로브 방법.Probe method. 제 5 항에 있어서,The method of claim 5, 상기 회전축은 상기 검사 장치 본체에 마련되고, The rotating shaft is provided in the inspection device body, 상기 회전축의 중심은, 상기 테스트 헤드가 프로브 카드에 전기적으로 접촉한 때의, 상기 테스트 헤드의 하면보다도 높은 위치에 설정되어 있는 것을 특징으로 하는 The center of the rotating shaft is set at a position higher than the lower surface of the test head when the test head is in electrical contact with the probe card. 프로브 방법Probe method 제 5 항 또는 제 6 항에 있어서,The method according to claim 5 or 6, 상기 승강 지지 기구에 의해 테스트 헤드를 하강시키는 공정은, 상기 보지부와 테스트 헤드 사이에 마련된 안내 기구에 의해 안내되면서 행해지는 것을 특징으로 하는 The step of lowering the test head by the lifting support mechanism is performed while being guided by a guide mechanism provided between the holding portion and the test head. 프로브 방법.Probe method. 제 5 항 또는 제 6 항에 있어서,The method according to claim 5 or 6, 테스트 헤드를 프로브 카드와 전기적으로 접촉하는 위치까지 상기 승강 지지 기구에 의해 하강시키는 공정 후에, 상기 테스트 헤드를 상기 보지부에 보지하는 공정을 행하는 것을 특징으로 하는 After the step of lowering the test head by the lifting support mechanism to a position in electrical contact with the probe card, the step of holding the test head to the holding part is performed. 프로브 방법.Probe method.
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