KR101948033B1 - 멀티 프로브 시스템 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 여러 개의 기판을 동시에 검사할 수 있는 멀티 프로브 시스템에 관한 것이다. 본 발명의 일 실시 예에 따르면, 상기 기판, 상기 기판이 놓이는 척 및 상기 기판을 검사할 수 있는 프로브 카드를 공급하는 공급 유닛과 상기 공급 유닛에서 공급받은 상기 기판, 상기 척 그리고 상기 프로브 카드를 하나의 검사 카트리지로 결합시키는 얼라이너 유닛과 그리고 상기 얼라이너 유닛에서 합쳐진 상기 검사 카트리지가 놓이는 검사 챔버와 상기 검사 챔버에 놓인 상기 검사 카트리지와 전기적으로 연결되어 상기 검사 카트리지의 상기 기판을 검사하는 테스트부를 포함하는 검사 유닛을 포함하되 상기 검사 챔버는 복수개가 제공되며, 하나의 검사 챔버에는 하나의 상기 검사 카트리지가 놓이며 상기 테스트부는 복수개의 상기 검사 챔버와 결합되어, 상기 복수개의 검사 카트리지를 동시에 검사하는 멀티 프로브 시스템을 포함한다.

Description

멀티 프로브 시스템{Multi-probe system}
본 발명은 다수개의 기판을 동시에 검사할 수 있는 멀티 프로브 시스템에 관한 것이다.
일반적으로 집적 회로 소자들과 같은 반도체 소자들은 반도체 웨이퍼 상에 일련의 반도체 공정들을 반복적으로 수행함으로써 형성될 수 있다. 예를 들면, 웨이퍼 상에 박막을 형성하는 증착 공정, 박막을 전기적 특성들을 갖는 패턴들로 형성하기 위한 식각 공정, 패턴들에 불순물들을 주입 또는 확산시키기 위한 이온 주입 공정 또는 확산 공정, 패턴들이 형성된 웨이퍼로부터 불순물들을 제거하기 위한 세정 및 린스 공정 등을 반복적으로 수행함으로써 반도체 회로 소자들이 웨이퍼 상에 형성될 수 있다.
이러한 일련의 공정들을 통해 반도체 소자들을 형성한 후 반도체 소자들의 전기적인 특성을 검사하기 위한 검사 공정이 수행될 수 있다. 검사 공정은 복수의 탐침들을 갖는 프로브 카드를 포함하는 프로브 스테이션과 전기적인 신호를 제공하기 위하여 프로브 카드와 연결된 테스터에 의해 수행될 수 있다.
도 1은 종래의 일반적인 기판 검사 장치를 보여주는 도면이다. 도 1을 참고하면, 종래의 일반적인 기판 검사 장치(1, 이하 싱글 프로브 장치라 한다.)는 1회 검사 시 하나의 기판을 검사할 수 있다. 여기서, 기판은 처리 공정이 끝난 웨이퍼로 제공될 수 있다.
싱글 프로브 장치(1)는 기판 검사 시 먼저 기판을 기판 척(2)에 올려놓는다. 기판은 카세트(3)에서 스테이지로 이송된다. 이 후, 기판을 프로브 카드와 접촉시키기 위해 스테이지(4)를 이동시켜 기판을 정렬시킨다. 기판 척(2) 상에 놓인 기판에 프로브 카드를 접촉시켜 테스터기를 이용해 기판을 검사한다.
다만, 상술한 싱글 프로브 장치는 한 번에 하나의 기판만을 검사할 수 있어 그 검사 시간이 오래 걸린다. 또한, 상기 검사 시간은 기판 생산량에 비해서 오래 걸려 처리량의 총 생산 시간에 한계가 있는 단점이 있다.
본 발명은 상술한 문제점을 해결하고자 동시에 다수개의 기판을 검사할 수 있는 멀티 프로브 시스템을 제공하기 위한 것이다.
본 발명은 기판 검사 공정의 효율을 향상시킬 수 있는 멀티 프로브 시스템을 제공하기 위한 것이다.
본 발명은 여기에 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 목적들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 발명은 기판 처리 공정에 끝난 다수개의 기판을 동시에 검사할 수 있는 멀티 프로브 시스템에 관한 것이다.
본 발명의 일 실시 예에 따르면, 멀티 프로브 시스템은 상기 기판, 상기 기판이 놓이는 척 및 상기 기판을 검사할 수 있는 프로브 카드를 공급하는 공급 유닛과 상기 공급 유닛에서 공급받은 상기 기판, 상기 척 그리고 상기 프로브 카드를 검사 카트리지로 결합시키는 얼라이너 유닛과 그리고 상기 얼라이너 유닛에서 합쳐진 상기 검사 카트리지가 놓이는 검사 챔버와 상기 검사 챔버에 놓인 상기 검사 카트리지와 전기적으로 연결되어 상기 검사 카트리지의 상기 기판을 검사하는 테스트부를 포함하는 검사 유닛 및 상기 기판, 상기 척 또는 상기 프로브 카드 중 선택된 2개 또는 모두를 상기 얼라이너 유닛에 유입되기 전에 열적 결합시킬 수 있는 프리 얼라이너 유닛을 포함하되, 상기 검사 챔버는 복수개가 제공되며, 하나의 검사 챔버에는 하나의 상기 검사 카트리지가 놓이며, 상기 테스트부는 복수개의 상기 검사 챔버와 결합되어, 상기 복수개의 검사 카트리지를 동시에 검사할 수 있다.
일 실시 예에 의하면, 상기 프리 얼라이너 유닛은 프리 얼라이너 챔버와 상기 프리 얼라이너 챔버 내부에 위치하며, 상기 기판, 상기 척 또는 상기 프로브 카드 중 선택된 2개 또는 모두를 결합시킬 수 있는 프리 얼라이너기를 포함할 수 있다.
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일 실시 예에 의하면, 상기 척의 내부에는 상기 척을 가열할 수 있는 척 가열부를 구비할 수 있다.
일 실시 예에 의하면, 상기 프리 얼라이너 유닛은 상기 프리 얼라이너 챔버 내부에 위치한 상기 척을 기설정된 온도로 가열할 수 있는 프리 척가열부를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시 예에 따르면, 멀티 프로브 시스템은 상기 기판, 상기 기판이 놓이는 척 및 상기 기판을 검사할 수 있는 프로브 카드를 공급하는 공급 유닛과 상기 공급 유닛에서 공급받은 상기 기판, 상기 척 그리고 상기 프로브 카드를 검사 카트리지로 결합시키는 얼라이너 유닛 및 상기 얼라이너 유닛에서 합쳐진 상기 검사 카트리지가 놓이는 검사 챔버와 상기 검사 챔버에 놓인 상기 검사 카트리지와 전기적으로 연결되어 상기 검사 카트리지의 상기 기판을 검사하는 테스트부를 포함하는 검사 유닛을 포함하고 상기 검사 카트리지는 상기 기판과 상기 프로브 카드를 진공 결합시키는 기판 그래버와 및 상기 프로브 카드와 상기 척을 기계적 결합시키는 척 그래버를 포함하되, 상기 검사 챔버는 복수개가 제공되며, 하나의 검사 챔버에는 하나의 상기 검사 카트리지가 놓이며, 상기 테스트부는 복수개의 상기 검사 챔버와 결합되어, 상기 복수개의 검사 카트리지를 동시에 검사할 수 있다.
일 실시 예에 의하면, 상기 검사 카트리지는 상기 기판과 상기 프로브 카드를 결합시키는 기판 그래버와 상기 프로브 카드와 상기 척을 결합시키는 척 그래버를 포함할 수 있다.
일 실시 에에 의하면, 상기 척 그래버는 상기 척의 외측면에 형성된 그래버 홈에 삽입되어 결합될 수 있다.
일 실시 예에 의하면, 상기 공급 유닛은 기판 처리 공정이 끝난 복수개의 상기 기판을 가지는 기판 공급부와 복수개의 상기 척을 가지는 척 공급부와 그리고 복수개의 상기 프로브 카드를 가지는 프로브 카드 공급부를 포함할 수 있다.
일 실시 예에 의하면, 상기 멀티 프로브 시스템은 상기 기판, 상기 척, 상기 프로브 카드 그리고 상기 얼라이너 유닛에서 생성되는 검사 전 상기 검사 카트리지 또는 상기 검사 유닛에서 검사 공정이 끝난 상기 검사 카트리지를 이송시킬 수 있는 이송 유닛을 더 포함할 수 있다.
일 실시 예에 의하면, 상기 얼라이너 유닛은 얼라이너 챔버와 상기 얼라이너 챔버 내에 배치되며, 상기 기판, 상기 척 그리고 상기 프로브 카드를 결합시키는 얼라이너기를 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예의 경우 기판 처리 공정이 끝난 다수개의 기판을 동시에 검사할 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시 예에 따르면 기판 검사 다수개의 기판을 동시에 검사할 수 있어, 검사 공정의 시간을 단축 시켜 기판 생산 속도 및 생산량을 향상시킬 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시 예에 따르면, 여러 개의 싱글 프로브 장치를 사용하는 대신 하나의 멀티 프로브 시스템을 사용하여 기판 공사 공정을 수행할 수 있어 기판 제조 단가를 낮출 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시 예에 따르면, 검사 카트리지의 각 구성인 기판, 척 그리고 프로브 카드를 견고하게 결합시킬 수 있다.
본 발명의 효과가 상술한 효과들로 한정되는 것은 아니며, 언급되지 아니한 효과들은 본 명세서 및 첨부된 도면으로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확히 이해될 수 있을 것이다.
도 1은 종래의 일반적인 기판 검사 장치를 보여주는 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 멀티 프로브 시스템을 보여주는 사시도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 멀티 프로브 시스템의 개략적인 구동을 보여주는 도면이다.
도 4는 도 2의 얼라이너 유닛의 일부를 보여주는 단면도이다.
도 5는 도 2의 척을 보여주는 단면도이다.
도 6은 도 2의 프리 얼라이너 유닛의 일부를 보여주는 단면도이다.
도 7은 본 발명의 일 실시 예에 따른 검사 카트리지의 결합 전 모습을 개략적으로 보여주는 도면이다.
도 8 내지 도 11은 본 발명의 일 실시 예에 따른 검사 카트리지의 결합 모습을 보여주는 도면이다.
이하, 본 발명의 실시 예를 첨부된 도면들을 참조하여 더욱 상세하게 설명한다. 본 발명의 실시 예는 여러 가지 형태로 변형할 수 있으며, 본 발명의 범위가 아래의 실시 예들로 한정되는 것으로 해석되어서는 안 된다. 본 실시 예는 당업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 더욱 완전하게 설명하기 위해 제공되는 것이다. 따라서 도면에서의 요소의 형상은 보다 명확한 설명을 강조하기 위해 과장되게 도시된 부분도 있다. 또한, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 안 되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.
본 발명은 기판(210)을 검사할 수 있는 멀티 프로브 시스템(10)을 제공한다. 일 예로, 기판(210)은 웨이퍼일 수 있다. 본 발명의 기판(210)은 웨이퍼로 한정되지 않으며, 유리 기판(210) 등 다양한 기판(210)으로 제공될 수 있다.
본 발명의 멀티 프로브 시스템(10)은 기판(210) 처리 공정에 끝난 복수개의 기판(210)을 동시에 검사할 수 있다. 여기서, 기판(210) 처리 공정이란, 잉곳을 통한 웨이퍼 제작 공정을 거쳐, 전처리 공정을 거친 웨이퍼를 의미할 수 있다. 여기서 전처리 공정은, 기판(210)을 산화시키는 공정, 포토 공정, 에칭 공정 그리고 세정 공정을 포함한다. 이하, 본 발명의 실시 예로 기판은 웨이퍼로 설명한다.
멀티 프로브 시스템(10)은 기판(210)의 전처리 공정이 끝난 후 수행되는 검사 공정에 사용될 수 있다.
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 멀티 프로브 시스템을 보여주는 사시도이고, 도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 멀티 프로브 시스템의 개략적인 구동을 보여주는 도면이고, 도 4는 도 2의 얼라이너 유닛의 일부를 보여주는 단면도이고, 도 5는 도 2의 척을 보여주는 단면도이고, 도 6은 도 2의 프리 얼라이너 유닛의 일부를 보여주는 단면도이다.
도 2 내지 도 6을 참고하면, 멀티 프로브 시스템(10)은 공급 유닛(100), 얼라이너 유닛(300), 프리 얼라이너 유닛(400), 검사 유닛(500), 이송 유닛(600) 그리고 제어 유닛(700)을 포함한다.
공급 유닛(100)은 얼라이너 유닛(300)에 기판(210), 척(230) 그리고 프로브 카드(250)를 공급할 수 있다 기판(210), 척(230) 그리고 프로브 카드(250)는 후술하는 얼라이너 유닛(300)에 의해서 검사 카트리지(200)로 결합될 수 있다. 검사 카트리지(200)는 하나의 기판(210), 척(230) 그리고 프로브 카드(250)로 구성될 수 있다. 검사 카트리지(200)에 대해서는 후술하도록 한다.
공급 유닛(100)은 기판 공급부(110), 척 공급부(130) 그리고 프로브 카드 공급부(250)를 포함한다.
기판 공급부(110)는 내부에 기판(210)을 보관할 수 있다. 기판 공급부(110)에 보관된 기판(210)은 후술하는 이송 유닛(600)에 의해서 얼라이너 유닛(300)으로 이송될 수 있다. 기판 공급부(110)는 기판(210)에 수납된 캐리어로 제공될 수 있다. 캐리어로는 전면 개방 일체형 포드(Front Opening Unified Pod; FOUP)가 사용될 수 있다.
기판 공급부(110)에 보관된 기판(210)은 기판(210) 처리 공정이 완료된 기판(210)이 보관될 수 있다.
척 공급부(130)는 내부에 복수개의 척(230)이 보관될 수 있다. 척(230)에는 기판(210)이 배치될 수 있다. 하나의 척(230)에는 하나의 기판(210)이 놓일 수 있다. 척(230)은 내부에 기판(210)을 가열하는 척 가열부(231)를 구비할 수 있다.
척 가열부(231)는 기설정된 온도로 기판(210)을 가열하여 검사 공정이 수행되는 경우 척(230)의 상면을 가열한 뒤 기판(210)을 척(230)의 상면에 놓아 기판(210)을 가열할 수 있다.
일 예로, 척 가열부(231)는 히터로 제공될 수 있다. 이와는 달리, 척 가열부(231)는 척(230)의 상면을 가열할 수 있는 공지의 장치라면 제한없이 사용 가능하다. 척 가열부(231)의 가열 온도는 별도의 제어부(미도시)에 의해 제어될 수 있다.
척(230)에는 후술하는 척 그래버(290)가 결합될 수 있는 그래버 홈(235)이 형성될 수 있다. 그래버 홈(235)은 척 그래버(290)가 결합되어, 후술하는 검사 카트리지(200)로 형성되게 할 수 있다.
척 공급부(130)에 보관된 척(230)은 후술하는 이송 유닛(600)에 의해서 얼라이너 유닛(300)에 이송될 수 있다.
프로브 카드 공급부(250)는 내부에 복수개의 프로브 카드(250)를 보관할 수 있다. 일 예로, 프로브 카드(250)는 기판(210)과 접촉하여 기판(210)을 검사할 수 있다. 일 예로, 프로브 카드(250)에는 기판(210)에 패드(P)와 접촉할 수 있는 핀이 형성될 수 있다.
프로브 카드 공급부(250)에 보관된 프로브 카드(250)는 후술하는 이송 유닛(600)에 의해서 얼라이너 유닛(300)으로 이송될 수 있다.
프로브 카드 공급부(250)는 척 공급부(130)와 인접하게 위치할 수 있다. 일 예로, 프로브 카드 공급부(250)는 척 공급부(130)의 하부에 위치할 수 있다. 이와는 반대로, 프로브 카드 공급부(250)는 척 공급부(130)의 하부에 위치할 있다.
바람직하게는 프로브 카드 공급부(250)는 척 공급부(130)의 상부에 위치할 수 있다. 이는 검사 카트리지(200) 결합 시 순차적으로 척(230), 기판(210) 그리고 프로브 카드(250) 순서로 위치하기 때문에 이송 유닛(600)의 이송 경로 최적화를 위해서 프로브 카드 공급부(250)는 척 공급부(130)의 상부에 위치하는 것이 바람직하다.
얼라이너 유닛(300)은 공급 유닛(100)에서 공급받은 기판(210), 척(230) 그리고 프로브 카드(250)를 검사 카트리지(200)로 결합시킬 수 있다.
얼라이너 유닛(300)은 얼라이너 챔버(310) 및 얼라이너기(330)를 포함한다.
얼라이너 챔버(310)는 내부에 공간을 가진다. 얼라이너 챔버(310)의 내부 공간은 기판(210), 척(230) 그리고 프로브 카드(250)가 정렬되어 결합되는 공간일 수 있다. 얼라이너 챔버(310)는 기판 공급부(110)와 인접하게 위치할 수 있다.
얼라이너기(330)는 기판(210), 척(230) 그리고 프로브 카드(250)를 정렬시켜 하나의 검사 카트리지(200)로 결합시킬 수 있다.
얼라이너기(330)는 프로브 카드 정렬부(331), 위치 조정부(333), 비전 검사부(335) 그리고 얼라이너 제어부(337)를 포함한다.
프로브 카드 정렬부(331)는 공급받은 프로브 카드(250)를 정렬시킬 수 있다. 일 예로, 프로브 카드 정렬부(331)는 프로브 카드(250)가 위치되는 공간을 제공할 수 있다. 프로브 카드 정렬부(331)는 프로브 카드(250)를 지지하는 지지체를 가질 수 있다. 프로브 카드 정렬부(331)는 프로브 카드(250)를 설정된 위치로 정렬시킬 수 있다.
위치 조정부(333)는 척(230)이 위치하는 지지대를 가질 수 있다. 지지대의 하부에는 지지대를 X축, Y축, Z축 방향을 정렬시킬 수 있는 스테이지를 가질 수 있다. 위치 조정부(333)는 지지대에 놓은 척(230) 또는 척(230) 위에 기판(210)의 위치를 조정할 수 있다. 일 예로, 위치 조정부(333)는 프로브 카드(250)의 얼라인 마크(AM)와 일치하도록 기판(210)의 위치를 조정할 수 있다. 이와는 달리, 위치 조정부(333)는 프로브 카드(250)와 척(230)을 결합시키기 위해 척(230)의 위치를 조정할 수 있다.
위치 조정부(333)는 프로브 카드(250), 척(230) 또는 기판(210)의 위치 정렬이 끝난 후 각각의 구성을 결합하여 검사 카트리지(200)를 생성할 수 있다. 검사 카트리지(200)가 생성되는 과정은 후술하도록 한다.
비전 검사부(335)는 프로브 카드(250), 척(230) 또는 기판(210)의 현재 위치를 촬영하여 정확한 위치 값을 보정하도록 계산할 수 있다. 비전 검사부(335)에서 제공된 위치값 및 보정값은 후술하는 얼라이너 제어부(337)로 전송될 수 있다.
비전 검사부(335)는 프로브 카드(250), 척(230) 또는 기판(210)을 촬영할 수 있는 카메라를 가질 수 있다.
얼라이너 제어부(337)는 비전 검사부(335)로부터 전송받은 위치값 또는 보정값을 이용하여 위치 조정부(333) 또는 프로브 카드 정렬부(331)를 제어하여 프로브 카드(250) 위치 또는 척(230)의 위치 또는 기판(210)의 위치를 조정할 수 있다.
이하에서는 검사 카트리지(200)가 생성되는 과정을 설명한다.
도 7은 본 발명의 일 실시 예에 따른 검사 카트리지의 결합 전 모습을 개략적으로 보여주는 도면이고, 도 8 내지 도 11은 본 발명의 일 실시 예에 따른 검사 카트리지의 결합 모습을 보여주는 도면이다.
도 7 및 도 11을 참고하면, 검사 카트리지(200)는 기판(210), 척(230) 및 프로브 카드(250)를 결합시켜 생성할 수 있다. 하나의 검사 카트리지(200)에는 각각 하나의 기판(210), 척(230), 프로브 카드(250)가 제공될 수 있다. 얼라이너 유닛(300)에서 생성된 복수의 검사 카트리지(200)는 후술하는 검사 유닛(500)으로 들어가 기판(210) 검사 공정을 받는다. 검사 카트리지(200)는 척(230), 기판(210) 그리고 프로브 카드(250) 순서로 적층되어 결합될 수 있다.
기판(210)은 기판 공급부(110)를 통해서 공급받을 수 있다. 기판(210)은 웨이퍼로 제공될 수 있다. 기판(210)은 척(230)과 프로브 카드(250) 사이에 위치할 수 있다.
척(230)은 기판(210)을 지지할 수 있다. 일 예로, 척(230)의 상면에는 기판(210)이 놓일 수 있다. 척(230)은 기판(210)보다 큰 크기로 제공될 수 있다. 일 예로, 기판(210)은 척(230)의 상면 중앙 영역에 놓일 수 있다.
척(230)의 하부에는 그래버 홈(235)이 형성될 수 있다. 그래버 홈(235)은 척(230)의 외측면에 북수개 형성될 수 있다. 그래버 홈(235)에는 후술하는 척 그래버(290) 중 일부가 삽입될 수 있다. 그래버 홈(235)은 척 그래버(290)와 대응되는 형상 및 개수로 제공될 수 있다.
척(230)의 내부에는 척 가열부(231)가 형성될 수 있다. 척 가열부(231)는 척(230)을 기설정된 온도로 가열할 수 있다. 일 예로, 척 가열부(231)는 히터로 제공될 수 있다. 일 예로, 척 가열부(231)는 상면에 기판(210)이 놓이기 전에 척(230)을 가열시켜 뒤에 놓이는 기판(210)을 가열할 수 있도록 척(230)을 가열할 수 있다. 여기서, 기설정된 온도는 기판(210)의 번인(BURN-IN) 검사 시 기판(210)이 가지는 온도일 수 있다.
프로브 카드(250)는 기판(210) 상에 적층 될 수 있다. 프로브 카드(250)는 기판(210)의 패드(P)와 접촉하여 기판(210)을 검사할 수 있다. 프로브 카드(250)에는 기판 그래버(270)와 척 그래버(290)가 형성될 수 있다.
프로브 카드(250) 중 기판(210)과 마주하는 면에는 얼라인 마크(AM)가 형성될 수 있다. 얼라인 마크(AM)는 기판(210)과 위치 정렬 시 사용될 수 있다. 일 예로, 프로브 카드(250)에 형성된 얼라인 마크(AM)와 기판(210)의 형성된 얼라인 마크(AM)를 비전 검사부(335)에서 인식할 수 있다. 이 후 얼라인 마크(AM)를 기준으로 기판(210)을 정렬시킬 위치값 및 보정값을 이용하여 기판(210)의 위치를 정렬한 뒤 결합 시킬 수 있다.
기판 그래버(270)는 기판(210)과 프로브 카드(250)를 결합시킬 수 있다. 기판 그래버(270)는 프로브 카드(250)의 가장자리 영역에 복수개 제공될 수 있다. 기판 그래버(270)는 프로브 카드(250) 면 중 기판(210)과 마주하는 면에 위치할 수 있다. 기판 그래버(270)는 기판(210)과 프로브 카드(250)를 결합 시 진공을 이용하여 기판(210)과 프로브 카드(250)를 결합시킬 수 있다. 일 예로, 프로브 카드(250)와 기판(210)이 접촉한 상태에서 기판 그래버(270)는 내부를 가압시켜 진공압을 가하여 기판(210)과 프로브 카드(250)를 결합시킬 수 있다.
척 그래버(290)는 프로브 카드(250)와 척(230)을 결합시킬 수 있다. 척 그래버(290)는 프로브 카드(250)에 형성될 수 있다. 척 그래버(290)는 기판 그래버(270)보다 외측에 위치할 수 있다. 척 그래버(290)는 기판(210)의 가장자리 영역에 복수개 제공될 수 있다. 척 그래버(290)는 프로브 카드(250)의 면 중에서 기판(210)과 마주하는 면에 위치할 수 있다. 척 그래버(290)는 탄성 재질을 포함할 수 있다.
척 그래버(290)는 지지 그래버(291)와 결합 그래버(293)를 포함한다. 지지 그래버(291)는 프로브 카드(250)와 결합될 수 있다. 지지 그래버(291)는 프로브 카드(250)이 일면에서 돌출 형성될 수 있다.
결합 그래버(293)는 지지 그래버(291)의 끝단에서 일방향으로 돌출 형성될 수 있다. 결합 그래버(293)의 돌출 방향은 내측 방향으로 형성될 수 있다. 결합 그래버(293)는 기판(210)을 향하는 방향을 돌출 형성될 수 있다. 결합 그래버(293)는 척(230)의 일면에 형성된 그래버 홈(235)에 결합될 수 있다. 결합 그래버(293)는 그래버 홈(235)과 대응되는 형상으로 제공될 수 있다. 결합 그래버(293)는 그래버 홈(235)과 대응되는 개수로 제공될 수 있다. 결합 그래버(293)와 척(230)의 그래버 홈(235)에 결합되어 프로브 카드(250)와 척(230)의 결합을 견고하게 할 수 있다.
척 그래버(290)는 지지 그래버(291)와 결합 그래버(293)의 결합으로 전체적으로 'L'자 형상으로 제공될 수 있다.
이하, 도 7 내지 도 11을 참고하여 검사 카트리지(200)가 결합되는 방법을 설명한다. 검사 카트리지(200)의 결합은 얼라이너 유닛(300)에 의해서 수행될 수 있다.
각각의 기판(210), 척(230) 그리고 프로브 카드(250)는 공급 유닛(100)으로부터 이송 유닛(600)을 통하여 얼라이너 유닛(300)으로 이송될 수 있다. 척(230)은 위치 조정부(333)에 위치할 수 있다. 기판(210)은 척(230)의 상면에 위치할 수 있다. 프로브 카드(250)는 기판(210)의 상부에 위치할 수 있다.
검사 카트리지(200)의 결합은 먼저 프로브 카드(250)와 기판(210)을 결합할 수 있다.
도 7과 같이, 기판(210), 척(230) 그리고 프로브 카드(250)를 결합 위치에 정렬시킬 수 있다. 이 후, 프로브 카드(250)의 얼라인 마크(AM)와 기판(210)의 얼라인 마크(AM)를 이용하여 정렬 위치를 결정한다. 정렬 위치 결정 및 위치 보정은 얼라이너기(330)를 이용하여 수행한다. 기판(210)과 프로브 카드(250)의 위치 결정 및 위치 이동이 완료되면 도 9와 같이 기판(210)을 이동시켜 프로브 카드(250)와 결합시킨다. 기판(210)이 프로브 카드(250)의 핀과 접촉하게 되면 기판(210)의 이동을 멈춘다. 이 후 기판 그래버(270)의 진공 결합을 이용하여 기판(210)과 프로브 카드(250)를 결합시킨다.
도 8과 같이, 프로브 카드(250)와 기판(210)을 결합시키면 다시 프로브 카드(250)와 척(230)을 정렬 위치로 이동시킨다. 프로브 카드(250)와 척(230)의 위치 결정 및 위치 보정은 얼라이너기(330)를 이용하여 수행한다.
도 9 내지 도 11과 같이, 프로브 카드(250)와 척(230)을 정렬시킨 후 척(230)을 이동시켜 프로브 카드(250)와 결합시킬 수 있다. 프로브 카드(250)와 척(230)의 결합 시 척 그래버(290)가 척(230)의 그래버 홈(235)에 삽입될 수 있다. 척 그래버(290)가 척 그래버(290) 홈에 삽입되어 프로브 카드(250)와 척(230)이 견고하게 결합될 수 있다.
상술한 바와 같이, 얼라이너기(330)가 프로브 카드(250)와 기판(210)을 결합시킨 후 프로브 카드(250)와 척(230)을 결합시켜 검사 카트리지(200)를 형성할 수 있다.
상술한 예와는 달리, 결합 시 척(230) 또는 기판(210)의 이동 대신 프로브 카드(250)가 이동하여 결합될 수 있다.
본 발명의 일 실시 예에 따르면, 검사 카트리지(200)의 각각의 구성은 종래의 진공 결합 방식이 아닌 기계적 결합 방식을 사용하여 결합 시간을 단축 시킬 수 있으며, 개별 구성의 결합 시 결합을 견고하게 할 수 있다.
다시 도 2 내지 도 6을 참고하면, 프리 얼라이너 유닛(400)은 검사 카트리지(200)로 기판(210), 척(230) 또는 프로브 카드(250)가 유입되기 전에 잠시 머무를 수 있다. 프리 얼라이너 유닛(400)은 얼라이너 유닛(300)으로 들어가기 전에 기판(210), 척(230) 또는 프로브 카드(250) 중 선택된 2개 또는 모두를 결합시킬 수 있다. 프리 얼라이너 유닛(300)은 얼라이너 유닛(300)에서 생성된 검사 카트리지(200)가 검사 유닛(500)으로 이송되기 전에 잠시 머무를 수 있다.
프리 얼라이너 유닛(400)은 대기 챔버(410), 프리 얼라이너 챔버(430), 프리 얼라이너기(450) 그리고 프리 척 가열부(470)를 포함한다.
대기 챔버(410)는 내부에 공간을 가진다. 대기 챔버(410)는 기판(210), 척(230) 또는 프로브 카드(250)가 유입되어 보관될 수 있다. 대기 챔버(410)는 프리 얼라이너 챔버(430)에서 만들어진 검사 카트리지(200)의 일부가 얼라이너 유닛(300)으로 이송되기 전에 잠시 머무를 수 있다. 대기 챔버(410)는 얼라이너 유닛(300)에서 생성된 검사 카트리지(200)가 잠시 위치되는 장소일 수 있다. 대기 챔버(410)는 얼라이너 챔버(310)와 인접하게 위치할 수 있다.
프리 얼라이너 챔버(430)는 내부에 공간을 가질 수 있다. 프리 얼라이너 챔버(430)의 내부 공간에서는 기판(210), 척(230) 또는 프로브 카드(250) 중 선택된 2개 또는 모두가 결합될 수 있다.
프리 얼라이너기(450)는 프리 얼라이너 챔버(430) 내부에 위치할 수 있다, 프리 얼라이너기(450)는 기판(210), 척(230) 또는 프로브 카드(250) 중 선택된 2개 또는 모두가 유입되어 그 중 일부만 또는 모두가 결합될 수 있다. 바람직하게는 프리 얼라이너기(450)에서는 기판(210)과 프로브 카드(250)가 결합될 수 있다.
일 예로, 도 6과 같이, 기판(210)과 프로브 카드(250)가 유입되어 상술한 도 7 및 도 8의 방법을 수행하여 기판(210)과 프로브 카드(250)가 결합될 수 있다.
프리 얼라이너기(450) 중 기판(210)이 위치하는 곳의 내부에는 프리 척 가열부(470)가 위치될 수 있다. 프리 척 가열부(470)는 기설정된 온도로 미리 가열된 상태에서 기판(210)이 놓이도록 기판(210)이 놓이는 상면을 가열 할 수 있다.
프리 얼라이너 유닛(400)에서 미리 검사 카트리지(200) 중 일부를 결합하여 얼라이너 유닛(300)에서 검사 카트리지(200) 결합 시간을 줄일 수 있다. 또한, 얼라이너 유닛(300)에서 검사에 시간이 소용되는 경우, 대기 챔버(410), 얼라이너 유닛(300)을 사용하여 각 구성을 임시 보관하거나, 공정의 일부를 수행할 수 있어, 기판(210) 검사 공정의 효율을 향상시킬 수 있다.
검사 유닛(500)은 얼라이너 유닛(300)에서 생성된 검사 카트리지(200)를 검사할 수 있다. 검사 유닛(500)은 검사 챔버(510)와 테스트부(530)를 포함한다.
검사 챔버(510)는 검사 카트리지(200)를 검사하는 공간을 가질 수 있다. 검사 챔버(510)는 복수개가 제공될 수 있다. 하나의 검사 챔버(510)에는 하나의 검사 카트리지(200)가 위치될 수 있다.
검사 챔버(510)에는 후술하는 테스트부(530)와 연결되는 채널이 제공될 수 있다. 채널은 백플레인 형태로 제공될 수 있다. 채널은 테스트부(530)와 전기적으로 연결될 수 있다.
테스트부(530)는 동시에 여러 개의 기판(210)을 검사할 수 있다. 테스트부(530)는 검사 챔버(510) 내부에 검사 카트리지(200)를 위치시킨 뒤 채널과 연결되면, 이와 연결된 테스트부(530)가 기판(210)을 검사할 수 있다. 검시 프로브 카드(250)의 핀은 기판(210)의 패드(P)와 접촉된 상태로 유지된다. '
테스트부(530)는 기판(210)의 여러 검사 중 번인(BURN-IN) 검사도 수행할 수 있다. 번인 검사 시 전술한 척 가열부(231) 또는 프리 척 가열부(470)를 이용하여 기판(210)을 기설정된 온도로 가열한 상태에서 수행할 수 있다.
본 발명의 일 실시 예의 경우 여러 개의 검사 챔버(510)에서 동시에 다수개의 기판(210)을 검사할 수 있어 검사 공정 시간을 단축할 수 있다. 특히, 기존 싱글 프로브 장치는 기판(210)을 검사 시 한번에 한 개만을 검사할 수 있다. 이에 반해, 본 발명의 실시 예의 경우, 검사 챔버(510)의 수만큼의 기판(210)을 동시에 검사할 수 있어, 종래의 싱글 프로브 장치에 비하여 한번에 많은 기판(210)을 검사할 수 있다.
이송 유닛(600)은 기판(210), 척(230), 프로브 카드(250), 얼라이너 유닛(300)에서 생성된 검사 카트리지(200), 검사가 완료된 검사 카트리지(200), 프리 얼라이너 유닛(400)에서 일부 결합된 검사 카트리지(200)를 이송할 수 있다.
이송 유닛(600)은 복수개의 이송암을 가지는 이송 로봇을 제공될 수 있다. 여기서 이송 로봇은, 반도체 검사 공정 또는 제조 공정에 사용되는 공지의 로봇이 사용될 수 있다. 이송 유닛(600)은 복수개의 이송 로봇으로 제공될 수 있다.
제어 유닛(700)은 멀티 프로브 시스템(10)의 각각의 구성을 제어하여 검사 공정을 수행하도록 제공될 수 있다. 일 예로, 제어 유닛(700)은 기판 공급부(110), 척 공급부(130), 프로브 카드(250)의 공급을 제어할 수 있다. 일 예로, 제어 유닛(700)은 이송 유닛(600)을 제어하여 기판(210), 척(230) 프로브 카드(250)를 얼라이너 유닛(300) 또는 프리 얼라이너 유닛(400)으로 공급하도록 제어할 수 있다.
제어 유닛(700)은 얼라이너 유닛(300)에서 생성된 검사 카트리지(200)를 대기 챔버(410) 또는 검사 유닛(500)으로 이송하도록 이송 유닛(600)을 제어할 수 있다.
제어 유닛(700)은 검사 유닛(500)에 기판(210) 검사 시 검사 유닛(500)을 제어하여 검사 공정을 진행 할 수 있다.
제어 유닛(700)은 검사 유닛(500)에서 이상으로 판정된 기판(210)을 가지는 검사 카트리지(200)를 별도의 장소로 이송하도록 이송 유닛(600)을 제어할 수 있다.
상술한 바와 같이, 본 발명의 일 실시예의 경우 기판(210) 처리 공정이 끝난 다수개의 기판(210)을 동시에 검사할 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시 예에 따르면 기판(210) 검사 다수개의 기판(210)을 동시에 검사할 수 있어, 검사 공정의 시간을 단축 시켜 기판(210) 생산 속도 및 생산량을 향상시킬 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시 예에 따르면, 여러 개의 싱글 프로브 장치를 사용하는 대신 하나의 멀티 프로브 시스템(10)을 사용하여 기판(210) 공사 공정을 수행할 수 있어 기판(210) 제조 단가를 낮출 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시 예에 따르면, 검사 카트리지(200)의 각 구성인 기판(210), 척(230) 그리고 프로브 카드(250)를 견고하게 결합시킬 수 있다.
이상의 상세한 설명은 본 발명을 예시하는 것이다. 또한, 전술한 내용은 본 발명의 바람직한 실시 형태를 나타내어 설명하는 것이며, 본 발명은 다양한 다른 조합, 변경 및 환경에서 사용할 수 있다. 즉 본 명세서에 개시된 발명의 개념의 범위, 저술한 개시 내용과 균등한 범위 및/또는 당업계의 기술 또는 지식의 범위 내에서 변경 또는 수정이 가능하다. 전술한 실시예는 본 발명의 기술적 사상을 구현하기 위한 최선의 상태를 설명하는 것이며, 본 발명의 구체적인 적용 분야 및 용도에서 요구되는 다양한 변경도 가능하다. 따라서 이상의 발명의 상세한 설명은 개시된 실시 상태로 본 발명을 제한하려는 의도가 아니다. 또한, 첨부된 청구범위는 다른 실시 상태도 포함하는 것으로 해석되어야 한다.
10: 멀티 프로브 시스템 100: 공급 유닛
110: 기판 공급부 130: 척 공급부
150: 프로브 카드 공급부 200: 검사 카트리지
210: 기판 230: 척
231: 척 가열부 235: 그래버 홈
250: 프로브 카드 270: 기판 그래버
290: 척 그래버 291: 지지 그래버
293: 결합 그래버 300: 얼라이너 유닛
310: 얼라이너 챔버 330: 얼라이너기
400: 프리 얼라이너 유닛 410: 대기 챔버
430: 프리 얼라이너 챔버 500: 검사 유닛
510: 검사 챔버 530: 테스트부
600: 이송 유닛 700: 제어 유닛

Claims (10)

  1. 기판 처리 공정이 끝난 다수개의 기판을 동시에 검사할 수 있는 멀티 프로브 시스템에 있어서,
    상기 기판, 상기 기판이 놓이는 척 및 상기 기판을 검사할 수 있는 프로브 카드를 공급하는 공급 유닛과;
    상기 공급 유닛에서 공급받은 상기 기판, 상기 척 그리고 상기 프로브 카드를 하나의 검사 카트리지로 결합시키는 얼라이너 유닛과;
    상기 얼라이너 유닛에서 합쳐진 상기 검사 카트리지가 놓이는 검사 챔버와 상기 검사 챔버에 놓인 상기 검사 카트리지와 전기적으로 연결되어 상기 검사 카트리지의 상기 기판을 검사하는 테스트부를 포함하는 검사 유닛 및
    상기 기판, 상기 척 또는 상기 프로브 카드 중 선택된 2개 또는 모두를 상기 얼라이너 유닛에 유입되기 전에 열적 결합시킬 수 있는 프리 얼라이너 유닛을 포함하되,
    상기 검사 챔버는 복수개가 제공되며, 하나의 검사 챔버에는 하나의 상기 검사 카트리지가 놓이며,
    상기 테스트부는 복수개의 상기 검사 챔버와 결합되어, 상기 복수개의 검사 카트리지를 동시에 검사하는 멀티 프로브 시스템.
  2. 삭제
  3. 제1 항에 있어서,
    상기 프리 얼라이너 유닛은,
    프리 얼라이너 챔버와;
    상기 프리 얼라이너 챔버 내부에 위치하며, 상기 기판, 상기 척 또는 상기 프로브 카드 중 선택된 2개 또는 모두를 결합시킬 수 있는 프리 얼라이너기를 포함하는 멀티 프로브 시스템.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 척의 내부에는 상기 척을 가열할 수 있는 척 가열부를 구비하는 멀티 프로브 시스템.
  5. 제 3 항에 있어서,
    상기 프리 얼라이너 유닛은 상기 프리 얼라이너 챔버 내부에 위치한 상기 척을 기설정된 온도로 가열할 수 있는 프리 척가열부를 더 포함하는 멀티 프로브 시스템.
  6. 기판 처리 공정이 끝난 다수개의 기판을 동시에 검사할 수 있는 멀티 프로브 시스템에 있어서,
    상기 기판, 상기 기판이 놓이는 척 및 상기 기판을 검사할 수 있는 프로브 카드를 공급하는 공급 유닛과;
    상기 공급 유닛에서 공급받은 상기 기판, 상기 척 그리고 상기 프로브 카드를 하나의 검사 카트리지로 결합시키는 얼라이너 유닛 및
    상기 얼라이너 유닛에서 합쳐진 상기 검사 카트리지가 놓이는 검사 챔버와 상기 검사 챔버에 놓인 상기 검사 카트리지와 전기적으로 연결되어 상기 검사 카트리지의 상기 기판을 검사하는 테스트부를 구비하는 검사 유닛을 포함하고,
    상기 검사 카트리지는
    상기 기판과 상기 프로브 카드를 진공 결합시키는 기판 그래버와 및
    상기 프로브 카드와 상기 척을 기계적 결합시키는 척 그래버를 포함하되,
    상기 검사 챔버는 복수개가 제공되며, 하나의 검사 챔버에는 하나의 상기 검사 카트리지가 놓이며,
    상기 테스트부는 복수개의 상기 검사 챔버와 결합되어, 상기 복수개의 검사 카트리지를 동시에 검사하는 멀티 프로브 시스템.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 척 그래버는 상기 척의 외측면에 형성된 그래버 홈에 삽입되어 결합되는 멀티 프로브 시스템.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 공급 유닛은,
    기판 처리 공정이 끝난 복수개의 상기 기판을 가지는 기판 공급부와;
    복수개의 상기 척을 가지는 척 공급부와; 그리고
    복수개의 상기 프로브 카드를 가지는 프로브 카드 공급부를; 포함하는 멀티 프로브 시스템.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 멀티 프로브 시스템은 상기 기판, 상기 척, 상기 프로브 카드 그리고 상기 얼라이너 유닛에서 생성되는 검사 전 상기 검사 카트리지 또는 상기 검사 유닛에서 검사 공정이 끝난 상기 검사 카트리지를 이송 시킬 수 있는 이송 유닛을 더 포함하는 멀티 프로브 시스템.
  10. 제 1 항에 있어서,
    상기 얼라이너 유닛은
    얼라이너 챔버와;
    상기 얼라이너 챔버 내에 배치되며, 상기 기판, 상기 척 그리고 상기 프로브 카드를 결합시키는 얼라이너기를 포함하는 멀티 프로브 시스템.
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WO2023074942A1 (ko) * 2021-10-28 2023-05-04 한국생산기술연구원 멀티 프로버용 카트리지 이송장치

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