TW201819926A - 基板檢查裝置及基板檢查方法 - Google Patents

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Abstract

提供一種可正確地進行檢查之基板檢查裝置。
晶圓檢查裝置係具備有：夾具上端部，係載置形成有半導體元件之晶圓；探針卡，係具有朝向晶圓突出之複數接觸探針；彈簧框體，係保持探針卡；筒狀且伸縮自如的內側波紋管，係以圍繞各接觸探針之方式來從彈簧框體下垂；以及筒狀且伸縮自如的外側波紋管，係以圍繞該內側波紋之方式來從彈簧框體下垂；在讓夾具上端部朝探針卡接近而使得各接觸探針接觸於元件時，內側波紋管及外側波紋管會相接於夾具上端部，並在之間形成密封空間，密封空間會被加壓。

Description

基板檢查裝置及基板檢查方法
本發明係關於一種基板檢查裝置及基板檢查方法。
為了進行形成有多數半導體元件之晶圓的檢查，會使用探針器來作為檢查裝置。探針器係具備與晶圓對向之探針卡，探針卡係具備有板狀基部，以及以在基板中會與晶圓之半導體元件的各電極接點或各焊接凸塊對向的方式來配置而為複數柱狀接觸端子的接觸探針(探針)(例如，參照專利文獻1)。
探針器會藉由使用載置晶圓之台來讓晶圓朝探針卡按壓，來使得探針卡之各接觸探針接觸於半導體元件之電極接點或焊接凸塊，並藉由讓電氣從各接觸探針來流向各電極接點或各焊接凸塊所連接之半導體元件的電氣電路，來檢查該電氣電路的導通狀態等之電氣特性。
又，如圖12(A)所示，提議有一種基板檢查裝置，係將晶圓W載置於由板狀構件所構成之夾具100，並以筒狀且伸縮自如的波紋管102來圍繞夾具100與探針卡101之間而形成密閉空間S，藉由將該密閉空間S減壓，來讓密閉空間S收縮而讓晶圓W連同夾具100一起朝探針卡101靠近(圖12(B))，並讓晶圓W接觸於探針卡101(例如，參照專利文獻2)。雖此基板檢查裝置在晶圓W接觸至探針卡101為止會藉由對位器103來支撐夾具100，但在晶圓W接觸於探針卡101後，對位器103便會從夾具100分離(圖12(C))。
【先前技術文獻】
【專利文獻】
專利文獻1：日本特開2002-22768號公報
專利文獻2：日本特開2013-254812號公報
然而，在晶圓W中為檢查對象的半導體元件會有形成在從晶圓W中心偏離的位置之情況。通常，由於晶圓W會以其中心與夾具100中心一致的方式來被載置於夾具100，故在此情況，來自探針卡101之各接觸探針104的反作用力之合力會作用在從夾具100中心偏離的位置，而在夾具100產生力矩。此時，如上述，在對位器103從夾具100分離時，便無法藉由對位器103來抵銷夾具100所產生之力矩，會有夾具100旋轉而傾斜之情事(圖12(D))。
其結果，各接觸探針104便無法適當地接觸於晶圓W之各電極接點或各焊接凸塊，而會有無法正確地檢查半導體元件之電氣特性之虞。
本發明之目的在於提供一種可正確地進行檢查的基板檢查裝置及基板檢查方法。
為了達成上述目的，本發明之基板檢查裝置係具備有：板狀構件，係載置形成有元件之基板；以及探針卡，係在該板狀構件上方以對向於該板狀構件之方式來加以配置；該探針卡係具有朝該基板突出之複數針狀的接觸探針；且會讓該板狀構件朝該探針卡接近而使得各該接觸探針接觸於該元件的基板檢查裝置，具備有：筒狀且伸縮自如之第1波紋管，係以圍繞各該接觸探針之方式來下垂；以及筒狀且伸縮自如之第2波紋管，係以圍繞該第1波紋管之方式來下垂；在讓該板狀構件朝該探針卡接近時，該第1波紋管及該第2波紋管會相接於該板狀構件，並在之間形成密封空間；該密封空間會被加壓。
為了達成上述目的，本發明之基板檢查方法係在基板檢查裝置中，讓板狀構件朝探針卡接近而使得各接觸探針接觸於元件之基板檢查方法，該基板檢查裝置係具備有：該板狀構件，係載置形成有該元件之基板；以及該探針卡，係在該板狀構件上方以對向於該板狀構件之方式來加以配置；該探針卡係具有朝該基板突出之複數針狀的該接觸探針，配置有：筒狀且伸縮自如之第1波紋管，係以圍繞各該接觸探針之方式來下垂；以及筒狀且 伸縮自如之第2波紋管，係以圍繞該第1波紋管之方式來下垂；在讓該板狀構件朝該探針卡接近時，會讓該第1波紋管及該第2波紋管相接於該板狀構件，並在該第1波紋管及該第2波紋管之間形成密封空間；加壓該密封空間。
為了達成上述目的，本發明之基板檢查裝置係具備有：板狀構件，係載置形成有元件之基板；以及探針卡，係在該板狀構件上方以對向於該板狀構件之方式來加以配置；該探針卡係具有朝該基板突出之複數針狀的接觸探針；且會讓該板狀構件朝該探針卡接近而使得各該接觸探針接觸於該元件的基板檢查裝置，具備有：筒狀且伸縮自如之主波紋管，係以圍繞各該接觸探針之方式來下垂；以及至少一個筒狀且伸縮自如之輔助波紋管，係配置於該主波紋管周圍；在讓該板狀構件朝該探針卡接近時，該輔助波紋管會相接於該板狀構件，並使得該輔助波紋管之內部被加壓，而該輔助波紋管會朝該板狀構件作用按壓力。
為了達成上述目的，本發明之基板檢查方法係在基板檢查裝置中，讓板狀構件朝探針卡接近而使得各接觸探針接觸於元件之基板檢查方法，該基板檢查裝置係具備有：該板狀構件，係載置形成有該元件之基板；以及該探針卡，係在該板狀構件上方以對向於該板狀構件之方式來加以配置；該探針卡係具有朝該基板突出之複數針狀之該接觸探針；配置有以圍繞各該接觸探針之方式來下垂的筒狀且伸縮自如之主波紋管，並進一步地將至少一個筒狀且伸縮自如之輔助波紋管配置於該主波紋管周圍；在讓該板狀構件朝該探針卡接近時，會讓該輔助波紋管相接於該板狀構件，並加壓該輔助波紋管之內部，而從該輔助波紋管朝該板狀構件作用按壓力。
根據本發明，由於相接於板狀構件之第1波紋管及第2波紋管之間所形成的密封空間會被加壓，故對板狀構件不僅有來自各接觸探針之反作用力，亦會作用有來自密封空間之按壓力。藉此，即便來自各接觸探針之反作用力的合力會作用於從板狀構件中心偏離的位置，仍可藉由來自密封空間之按壓力，來降低來自朝板狀構件作用之各接觸探針的反作用力之合力的影響。其結果，便可使得起因於來自各接觸探針的反作用力之合力的力矩降低，而抑制板狀構件傾斜，因此，便可正確地進行板狀構件所載置之基板的檢查。
P‧‧‧密封空間
P2~P4‧‧‧分割空間
S‧‧‧密閉空間
W‧‧‧晶圓
10‧‧‧晶圓檢查裝置
18‧‧‧探針卡
20‧‧‧夾具上端部
26‧‧‧內側波紋管
27‧‧‧外側波紋管
28‧‧‧接觸探針
34‧‧‧高度感應器
35‧‧‧輔助波紋管
41‧‧‧主波紋管
圖1係概略地顯示作為本發明實施形態相關之基板檢查裝置的晶圓檢查裝置之構成的水平剖面圖。
圖2係沿著圖1之線II-II的縱剖面圖。
圖3係圖1之晶圓檢查裝置的測試部下部的部分放大剖面圖。
圖4係用以說明本實施形態相關之基板檢查方法中的夾具上端部等之動作的工序圖。
圖5係用以說明本實施形態相關之基板檢查方法中的夾具上端部之傾斜調整的原理之圖式。
圖6係圖1之晶圓檢查裝置的第1變形例中之測試部下部的部分放大剖面圖。
圖7係沿著圖6之線VII-VII的水平剖面圖。
圖8係圖1之晶圓檢查裝置的第2變形例中之測試部下部的部分放大剖面圖。
圖9係沿著圖8之線IX-IX的水平剖面圖。
圖10係圖1之晶圓檢查裝置的第3變形例中之測試部下部的水平剖面圖。
圖11係概略地顯示本發明所適用的其他晶圓檢查裝置之構成的剖面圖。
圖12係用以說明以往晶圓檢查裝置之夾具上端部等的動作之圖式。
以下，便參照圖式就本發明實施形態來加以說明。
首先，就作為本實施形態相關之基板檢查裝置的晶圓檢查裝置來加以說明。
圖1係概略地顯示作為本實施形態相關之基板檢查裝置的晶圓檢查裝置之構成的水平剖面圖，圖2係沿著圖1之線II-II的縱剖面圖。
在圖1及圖2中，晶圓檢查裝置10係具備檢查室11，該檢查室11係具有：進行晶圓W之半導體元件的電氣特性檢查之檢查區域12、相對於檢查室11來進行晶圓W搬出入之搬出入區域13，以及檢查區域12及搬出入區域13之間所設置之搬送區域14。檢查區域12係配置有作為晶圓檢查用介面之複數測試部15，各測試部15下部係裝設有圓板狀之探針卡18。
搬出入區域13會區劃出複數收納空間16，各收納空間16係配置有接收受納複數晶圓W之容器(例如FOUP17)的埠16a、搬入及搬出探針卡18的裝載器16c及控制晶圓檢查裝置10之各構成要素動作的控制器16d。
檢查區域12中，係對應於各測試部15而以對向於探針卡18的方式，來配置有載置吸附晶圓W而由圓板狀構件所構成的夾具上端部20。夾具上端部20會被對位器21所支撐，對位器21會讓夾具上端部20上下左右移動，而使得夾具上端部20所載置之晶圓W正對於探針卡18。
搬送區域14係配置有移動自如的搬送機器人19。搬送機器人19會從搬出入區域13之埠16a來接收晶圓W而朝各測試器15所對應之夾具上端部20搬送，又，將結束半導體元件之電氣特性檢查後的晶圓W從各測試部15所對應之夾具上端部20來朝埠16a搬送。進一步地，搬送機器人19會從各測試器15來將需要維護之探針卡18朝搬出入區域13之裝載器16c搬送，又，將新的或維護完成之探針卡18從裝載器16c朝各測試部15搬送。
雖此晶圓檢查裝置10中，各測試部15會進行所搬送之晶圓的半導體元件的電氣特性檢查，但由於在搬送機器人19會朝向一個測試部15來搬送晶圓之期間，其他的測試部15能進行其他晶圓之半導體元件的電氣特性檢查，故可提升晶圓的檢查效率。
圖3係圖1之晶圓檢查裝置的測試部下部的部分放大剖面圖。
圖3中，測試部15會內建主機板22。主機板22係具有會仿效搭載有檢查電氣特性之半導體元件的電腦等之主機板的構造。測試部15會使用主機板22來再現近似於將半導體元件搭載於電腦等的主機板之狀態，來進行半導體元件之電氣特性檢查。
主機板22下方係配置有彈簧框體23，主機板22及彈簧框體23之間的空間會被減壓，而使得主機板22會真空吸附彈簧框體23。又，彈簧框體23下 方係配置有探針卡18，彈簧框體23及探針卡18之間的空間會被減壓，而使得彈簧框體23會真空吸附探針卡18。
彈簧框體23中央部係配置有框狀的彈簧塊體24，彈簧塊體24會保持將探針卡18及主機板22電性連接的多數彈簧銷25。探針卡18下方係配置有夾具上端部20，探針卡18會以對向於夾具上端部20的方式來具有配置於下面的多數接觸探針28。
彈簧框體23係與探針卡18同心地配置有以圍繞各接觸探針28的方式來朝向夾具上端部20下垂之圓筒型蛇腹構件的內側波紋管26(第1波紋管)，以及以圍繞該內側波紋管26的方式來朝向夾具上端部20下垂之圓筒型蛇腹構件之外側波紋管27(第2波紋管)。內側波紋管26及外側波紋管27會在圖中上下方向伸縮自如。另外，內側波紋管26及外側波紋管27可構成為從探針卡下垂。
夾具上端部20係以圍繞所載置之晶圓W，並對向於內側波紋管26及外側波紋管27的方式來與該夾具上端部20同心圓狀地配置有由彈性體構件所構成之邊端密封部29。又，內側波紋管26及外側波紋管27上下端係分別設置有環狀之相接部30a、30b，環狀之相接部30a會與彈簧框體23相接，環狀相接部30b會相接於邊端密封部29。內側波紋管26及外側波紋管27會與相接部30a、30b連動而在內側波紋管26及外側波紋管27之間形成密封空間P。密封空間P會藉由連通該密封空間P與設置於外部的加壓單元(未圖式)的加壓路徑31所供給氣體來被加壓。雖在密封空間P被加壓時，內側波紋管26及外側波紋管27會產生下壓相接部30b的按壓力(以下，稱為「波紋管按壓力」)，但波紋按壓力會透過相接部30b及邊端密封部29來朝夾具上端部20作用。在此，如上述般，由於邊端密封部29會與夾具上端部20同心圓狀地配置，故作用於邊端密封部29各處之波紋管按壓力的合力之作用點便會為夾具上端部20中心。又，邊端密封部29內部係配置有具有既定高度且由硬質構件(例如樹脂構件)所構成的停止部32，而即便波紋管按壓力對邊端密封部29作用，仍可防止邊端密封部29被過度壓縮，而能防止邊端密封部29之還原性下降。
測試部15中，在內側波紋管26及外側波紋管27下壓相接部30b時，藉由 相接部30b會相接於邊端密封部29，來形成以彈簧框體23、內側波紋管26、邊端密封部29以及夾具上端部20所圍繞的密閉空間S。密閉空間S會藉由連通該密閉空間S與設置於外部的減壓單元(未圖式)的減壓路徑33來被減壓而收縮。藉此，便會使得夾具上端部20會被拉向彈簧框體23而使得彈簧框體23下方所配置之探針卡18的各接觸探針28會接觸於夾具上端部20所載置之晶圓W的半導體元件中之電極接點或焊接凸塊。此時，藉由讓電氣從各接觸探針28流向各電極接點或各焊接凸塊所連接的半導體元件的電氣電路，來進行該電氣電路的導通狀態等之電氣特性檢查。
又，夾具上端部20係以對向於彈簧框體23之方式來配置有複數高度感應器34，各高度感應器34會測量夾具上端部20之各處與彈簧框體23之間的距離(高度)。本實施形態中，係基於各高度感應器34所測量出之夾具上端部20之各處與彈簧框體23之間的距離，來計算出夾具上端部20相對於彈簧框體23的傾斜。另外，高度感應器34不僅在夾具上端部20，亦可配置於彈簧框體23來測量彈簧框體23之各處與夾具上端部20之間的距離(高度)。
圖4係用以說明本實施形態相關之基板檢查方法的夾具上端部等之動作的工序圖。
圖4中，首先，對位器21會讓從搬送機器人19來接收晶圓W之夾具上端部20移動，而將夾具上端部20所載置之晶圓W正對於探針卡18(圖4(A))。之後，在對位器21會上升而讓夾具上端部20接近於彈簧框體23(測試部15)時，內側波紋管26及外側波紋管27便會透過相接部30b而相接於邊端密封部29。此時，便會形成以彈簧框體23(測試部15)、內側波紋管26、邊端密封部29及夾具上端部20所圍繞的密閉空間S(圖4(B))。又，從加壓路徑31來將氣體供給至內側波紋管26及外側波紋管27之間的密封空間P，使密封空間P被加壓而產生波紋管按壓力。該波紋管按壓力會透過相接部30b及邊端密封部29來按壓夾具上端部20。
接著，對位器21會繼續上升，而使得探針卡18之各接觸探針28會接觸於夾具上端部20所載置之晶圓W的半導體元件之各電極接點或各焊接凸塊。之後，對位器21亦會將夾具上端部20朝向彈簧框體23(測試部15)按壓(過驅動)，而使得各接觸探針28持續接觸於各電極接點或各焊接凸塊。進一步 地，藉由減壓單元來減壓密閉空間S，而讓夾具上端部20被拉向彈簧框體23(圖4(C))。另外，在過驅動期間，密封空間P亦會被持續加壓，而波紋管按壓力會持續按壓夾具上端部20。
此時，在例如將半導體元件形成於從晶圓W中心偏離的位置時，為了讓各接觸探針28接觸於半導體元件之各電極接點或各焊接凸塊，探針卡18中心便不會相對於晶圓W中心而是相對於從晶圓W中心偏離的位置。在此，晶圓W係以其中心會與夾具上端部20中心一致的方式來被載置於夾具上端部20，另一方面，由於各接觸探針28會就探針卡18中心來對稱配置，故從各接觸探針28朝晶圓W(夾具上端部20)的反作用力之合力並非在晶圓W(夾具上端部20)中心，而是作用於從晶圓W(夾具上端部20)中心偏離的位置。具體而言，如圖5(A)所示，來自各接觸探針28的反作用力之合力F1會作用於從夾具上端部20之重心G偏離的位置。另一方面，透過邊端密封部29而朝夾具上端部20作用之波紋管按壓力f2的合力F2係由於邊端密封部29會與夾具上端部20同心圓狀地配置，故會作用於夾具上端部20之重心G。從而，便可讓合力F1及合力F2的合力F3的作用點較合力F1之作用點要靠近於夾具上端部20之重心G。合力F3的作用點位置會藉由合力F1及合力F2的大小比來加以決定，例如，如圖5(B)所示，在合力F1大於合力F2時，合力F3之作用點便會靠近於合力F1的作用點，如圖5(C)所示，在合力F2大於合力F1時，合力F3之作用點便會靠近於合力F2的作用點，亦即夾具上端部20之重心G。由於作用於夾具上端部20之力矩係因合力F3而產生，故藉由讓合力F3之作用點靠近於夾具上端部20之重心G，便可使得該力矩下降。藉此，便可抑制夾具上端部20之傾斜，而可正確地進行晶圓W之半導體元件的電氣特性檢查。
晶圓檢查裝置10中，為了使合力F3之作用點靠近於夾具上端部20之重心G，便以合力F2會大於合力F1的方式來決定密封空間P之壓力。具體而言，係以合力F1之至少3倍的合力F2來作用於夾具上端部20的方式來決定密封空間P之壓力。又，密封空間P之壓力會對應於從各高度感應器34所測量出之夾具上端部20的各處與彈簧框體23之間的距離所計算出的夾具上端部20之傾斜來加以決定，例如在夾具上端部20之傾斜較大時，便會以合力F2較大的方式來決定密封空間P之壓力，在夾具上端部20之傾斜並不那麼大的時，則 以合力F2較小的方式來決定密封空間P之壓力。亦即，由於晶圓檢查裝置10中，只要以改變密封空間P之壓力，便可調整夾具上端部20之傾斜，故可無須使用矯正夾具上端部20之傾斜用的平衡砝碼等。
另外，密封空間P之加壓時機點雖考慮會在各接觸探針28接觸於各電極接點或各焊接凸塊後，但由於在此情況，會有已接觸之各接觸探針28會因為波紋管按壓力f2的新負載而從各電極接點或各焊接凸塊分離而偏移的可能性，故密封空間P之加壓時機點較佳地係在各接觸探針28接觸於各電極接點或焊接凸塊前。藉此，由於不會在各接觸探針28接觸於各電極接點或焊接凸塊後，負載有新的波紋管按壓力f2，故可防止各接觸探針28會從各電極接點或各焊接凸塊分離而偏移。
回到圖4，之後對位器21雖會下降，但由於密閉空間S會被減壓，故夾具上端部20會持續被拉向彈簧框體23(測試部15)，而使得各接觸探針28會持續接觸於半導體元件之各電極接點或各焊接凸塊(圖4(D))。
以上，雖已就本發明使用上述實施形態來加以說明，但本發明並不限於上述實施形態。
例如，雖本實施形態中，係為了調整夾具上端部20之傾斜而加壓密封空間P，但由於波紋管按壓力f2會作用於因密閉空間S之減壓所產生的各接觸探針28朝各電極接點或各焊接凸塊之接觸力的相反方向，故可藉由調整密封空間P之壓力，來降低各接觸探針28朝各電極接點或各焊接凸塊的接觸力，而可防止在各電極接點或各焊接凸塊殘留有各接觸探針28的針痕。
又，雖內側波紋管26及外側波紋管27會透過相接部30b及邊端密封部29來朝夾具上端面20作用波紋管按壓力f2，但亦可不設置相接部30b及邊端密封部29，而讓內側波紋管26及外側波紋管27直接相接於夾具上端部20，加壓以內側波紋管26、外側波紋管27、彈簧框體23以及夾具上端部20所圍繞的密封空間P，來讓波紋管按壓力f2作用於夾具上端部20。
進一步地，亦可在邊端密封部29會吸附相接部30b的情況，減壓密封空間P。藉此，由於內側波紋管26及外側波紋管27會透過邊端密封部29來吸引夾具上端部20，故可使各接觸探針28確實地接觸於各電極接點或各焊接凸塊。
又，亦可設置除了內側波紋管26及外側波紋管27以外的波紋管。圖6係圖1之晶圓檢查裝置的第1變形例中之測試部下部的部分放大剖面圖，圖7係沿著圖6之線VII-VII的水平剖面圖。
如圖6及圖7所示，第1變形例中，係在外側波紋管27周圍(外側)配置有從彈簧框體23朝夾具上端面20下垂的圓筒型蛇腹構件之複數(例如3個)輔助波紋管35。各輔助波紋管35係在上下方向伸縮自如，並會沿著外側波紋管27之周圍方向來略等間隔地配置。各輔助波紋管35上下端係分別設置有圓板狀相接部37a、37b，相接部37a會相接於彈簧框體23，相接部37b會相接於夾具上端部20。各輔助波紋管35會在內部形成密封空間P1，密封空間P1會藉由從連通該密封空間P1與設置於外部之其他加壓單元(未圖式)的加壓路徑36所供給的氣體來加以加壓。在加壓密封空間P1時，輔助波紋管35會產生下壓相接部37b的按壓力(以下，稱為「輔助波紋管按壓力」)，輔助波紋管按壓力會透過相接部37b來作用於夾具上端部20。在此，如上述，由於各輔助波紋管35會沿著外側波紋管27之周圍方向而略等間隔地配置，亦即會分散配置，故輔助波紋管按壓力便會朝夾具上端面20分散，並局部性地作用。在此，在個別地改變各輔助波紋管35之密封空間P1的壓力時，便可在夾具上端部20之各處作用不同大小的輔助波紋管按壓力。藉此，便可細膩地控制夾具上端部20之傾斜，而可確實地防止夾具上端部20之傾斜。又，由於各輔助波紋管35會配置於外側波紋管27周圍，故輔助波紋管按壓力便會作用於從夾具上端面20之重心G偏離較大的位置。藉此，由於起因於作用在夾具上端面20的輔助波紋管按壓力的力矩會變大，故即便輔助波紋管按壓力較小，仍可讓夾具上端面20較大地旋轉。亦即，即便使用比較小的輔助波紋管35，仍可有效率地調整夾具上端面20之傾斜。
如上述第1變形例，在設置有複數輔助波紋管35的情況，各輔助波紋管35所圍繞之波紋管即便非為由內側波紋管26及外側波紋管37所構成之雙重的波紋管亦可。圖8係圖1之晶圓檢查裝置的第2變形例中之測試部下部的部分放大剖面圖。圖9係沿著圖8之線IX-IX的水平剖面圖。
如圖8及圖9所示，圖1之晶圓檢查裝置10的第2變形例中，係以3個輔助波紋管35所圍繞之方式來配置有單重之主波紋管41。主波紋管41係與內側 波紋管26同樣地，由於上下方向伸縮自如之圓筒型蛇腹構件所構成，並以從彈簧框體23圍繞接觸探針28的方式來朝向夾具上端部20下垂。又，主波紋管41上下端亦與內側波紋管26同樣地分別設置有環狀相接部30a、30b，雖環狀相接部30a會相接於彈簧框體23，環狀相接部30b會相接於邊端密封部29，但卻不會形成有上述密封空間P。
又，上述第2變形例中，主波紋管41周圍(外側)所配置之3個輔助波紋管35亦會分別於內部形成密封空間P1，密封空間P1會藉由從加壓路徑36所供給之氣體來加以加壓。藉此，在各輔助波紋管35中便會產生輔助波紋管按壓力，輔助波紋管按壓力會透過相接部37b來作用於夾具上端部20。此時，藉由個別地改變各輔助波紋管35之密封空間P1的壓力，而在夾具上端部20之各處作用不同大小的輔助波紋管按壓力，便可細膩地控制夾具上端部20之傾斜。
另外，在上述晶圓檢查裝置10之第1變形例及第2變形例中，亦可配置線圈彈簧等的彈性構件來取代各輔助波紋管35。在此情況，藉由個別地改變各彈性構件之彈性係數等，便可在夾具上端部20之各處作用不同大小的彈性力，而可確實地防止夾具上端部20之傾斜。
又，圖1之晶圓檢查裝置的第3變形例中，可如圖10所示，藉由於周圍方向略等間隔地配置的複數(例如3個)分隔壁38來將內側波紋管26及外側波紋管27之間的密封空間P分割為複數分割空間P2~P4，個別地改變各分割空間P2~P4的壓力來從各分割空間P2~P4將不同大小的波紋管按壓力f2個別地作用於夾具上端面20。藉此，由於可將不同大小的波紋管按壓力f2局部地作用於夾具上端部20，故可細膩地控制夾具上端部20之傾斜，而可確實地防止夾具上端部20之傾斜。
進一步地，本實施形態中，雖已就將本發明適用於可同時進行複數片晶圓的半導體元件之電氣特性檢查的晶圓檢查裝置之情況來加以說明，但本發明亦可適用於進行僅1片之晶圓的半導體元件之電氣特性檢查的檢查裝置。在此情況，該晶圓檢查裝置39係在1個檢查室40內部具備有例如測試部15(彈簧框體23)、探針卡18、夾具上端部20、內側波紋管26及外側波紋管27(圖11)。

Claims (10)

  1. 一種基板檢查裝置，係具備有：板狀構件，係載置形成有元件之基板；以及探針卡，係在該板狀構件上方以對向於該板狀構件之方式來加以配置；該探針卡係具有朝該基板突出之複數針狀的接觸探針；且會讓該板狀構件朝該探針卡接近而使得各該接觸探針接觸於該元件的基板檢查裝置，具備有：筒狀且伸縮自如之第1波紋管，係以圍繞各該接觸探針之方式來下垂；以及筒狀且伸縮自如之第2波紋管，係以圍繞該第1波紋管之方式來下垂；在讓該板狀構件朝該探針卡接近時，該第1波紋管及該第2波紋管會相接於該板狀構件，並在之間形成密封空間；該密封空間會被加壓。
  2. 如申請專利範圍第1項之基板檢查裝置，其中從該密封空間朝該板狀構件作用之按壓力的中心會與該板狀構件之中心一致。
  3. 如申請專利範圍第1或2項之基板檢查裝置，其係在該第2波紋管之周圍配置有至少一個的筒狀且伸縮自如的輔助波紋管；在讓該板狀構件朝該探針卡接近時，該輔助波紋管會相接於該板狀構件，且該輔助波紋管之內部會被加壓，而該輔助波紋管會朝該板狀構件作用按壓力。
  4. 如申請專利範圍第1或2項之基板檢查裝置，其中該第1波紋管及該第2波紋管之間的該密封空間會被分割為複數分割空間；藉由分別加壓各該分割空間，來分別從各該分割空間個別地朝該板狀構件作用按壓力。
  5. 如申請專利範圍第1或2項之基板檢查裝置，其係進一步地具備有計測該板狀構件及該探針卡之間的距離之高度感應器；基於該所計測出之距離來計算出該板狀構件之傾斜。
  6. 一種基板檢查方法，係在基板檢查裝置中，讓板狀構件朝探針卡接近而使得各接觸探針接觸於元件之基板檢查方法，該基板檢查裝置係具備有：該板狀構件，係載置形成有該元件之基板；以及該探針卡，係在該板狀構件上方以對向於該板狀構件之方式來加以配置；該探針卡係具有朝該 基板突出之複數針狀的該接觸探針，配置有：筒狀且伸縮自如之第1波紋管，係以圍繞各該接觸探針之方式來下垂；以及筒狀且伸縮自如之第2波紋管，係以圍繞該第1波紋管之方式來下垂；在讓該板狀構件朝該探針卡接近時，會讓該第1波紋管及該第2波紋管相接於該板狀構件，並在該第1波紋管及該第2波紋管之間形成密封空間；加壓該密封空間。
  7. 如申請專利範圍第6項之基板檢查方法，其中該密封空間之壓力係對應於該板狀構件之傾斜來加以決定。
  8. 如申請專利範圍第6或7項之基板檢查方法，其中該密封空間之壓力係設定為從各該接觸探針朝該板狀構件作用之反作用力的合力之至少3倍之按壓力會從該密封空間朝該板狀構件作用。
  9. 一種基板檢查裝置，係具備有：板狀構件，係載置形成有元件之基板；以及探針卡，係在該板狀構件上方以對向於該板狀構件之方式來加以配置；該探針卡係具有朝該基板突出之複數針狀的接觸探針；且會讓該板狀構件朝該探針卡接近而使得各該接觸探針接觸於該元件的基板檢查裝置，具備有：筒狀且伸縮自如之主波紋管，係以圍繞各該接觸探針之方式來下垂；以及至少一個筒狀且伸縮自如之輔助波紋管，係配置於該主波紋管周圍；在讓該板狀構件朝該探針卡接近時，該輔助波紋管會相接於該板狀構件，並使得該輔助波紋管之內部被加壓，而該輔助波紋管會朝該板狀構件作用按壓力。
  10. 一種基板檢查方法，係在基板檢查裝置中，讓板狀構件朝探針卡接近而使得各接觸探針接觸於元件之基板檢查方法，該基板檢查裝置係具備有：該板狀構件，係載置形成有該元件之基板；以及該探針卡，係在該板狀構件上方以對向於該板狀構件之方式來加以配置；該探針卡係具有朝該基板突出之複數針狀之該接觸探針；配置有以圍繞各該接觸探針之方式來下垂的筒狀且伸縮自如之主波紋管，並進一步地將至少一個筒狀且伸縮自如之輔助波紋管配置於該主波紋管周圍； 在讓該板狀構件朝該探針卡接近時，會讓該輔助波紋管相接於該板狀構件，並加壓該輔助波紋管之內部，而從該輔助波紋管朝該板狀構件作用按壓力。
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Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2021038999A (ja) * 2019-09-03 2021-03-11 東京エレクトロン株式会社 電気的接続装置、検査装置及び接触対象体と接触子との電気的接続方法
JP7398935B2 (ja) * 2019-11-25 2023-12-15 東京エレクトロン株式会社 載置台、及び、検査装置
JP7437991B2 (ja) 2020-03-25 2024-02-26 東京エレクトロン株式会社 検査装置、及び、チャックトップの位置調整方法
KR102258757B1 (ko) * 2020-04-13 2021-06-01 주식회사 씽크윈텍 자기적 척력을 이용하는 기판 검사용 캐리어 장치
JP7485552B2 (ja) * 2020-06-19 2024-05-16 東京エレクトロン株式会社 検査装置における接触解除方法法及び検査装置

Family Cites Families (19)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH05136224A (ja) * 1991-11-14 1993-06-01 Nec Corp Ｉｃ試験装置
JP2002022768A (ja) 2000-07-10 2002-01-23 Nec Eng Ltd 集積回路パッケージ検査用ポゴピン
JP4145293B2 (ja) * 2004-12-28 2008-09-03 株式会社ルネサステクノロジ 半導体検査装置および半導体装置の製造方法
JP5530124B2 (ja) * 2009-07-03 2014-06-25 株式会社日本マイクロニクス 集積回路の試験装置
JP5427536B2 (ja) * 2009-10-01 2014-02-26 東京エレクトロン株式会社 プローブカード
JP5557547B2 (ja) * 2010-02-10 2014-07-23 株式会社アドバンテスト テストヘッド及びそれを備えた半導体ウェハ試験装置
JP2011198243A (ja) * 2010-03-23 2011-10-06 Micronics Japan Co Ltd プローブユニット相対的平行度調整装置、プローブユニット相対的平行度調整方法、プローブユニット相対的平行度調整プログラム、プローブユニット及びパネル搬送部材
US8565735B2 (en) * 2010-10-29 2013-10-22 Jeffrey L. Wohlwend System and method for supporting mobile unit connectivity to venue specific servers
CN103090151A (zh) * 2011-10-29 2013-05-08 重庆川仪自动化股份有限公司 外压直管压力平衡式波纹膨胀节
EP2610881B1 (en) * 2011-12-28 2014-04-30 Siemens Aktiengesellschaft Pressure compensator for a subsea device
JP2013168400A (ja) * 2012-02-14 2013-08-29 Tokyo Electron Ltd 半導体デバイス検査装置用配線基板及びその製造方法
JP5952645B2 (ja) * 2012-06-06 2016-07-13 東京エレクトロン株式会社 ウエハ検査用インターフェース及びウエハ検査装置
JP6099347B2 (ja) * 2012-10-03 2017-03-22 東京エレクトロン株式会社 ウエハ取り付け方法及びウエハ検査装置
JP6306389B2 (ja) * 2013-09-17 2018-04-04 東京エレクトロン株式会社 基板検査装置
JP2014002171A (ja) * 2013-09-27 2014-01-09 Tokyo Electron Ltd プローブカード
JP6271257B2 (ja) * 2014-01-08 2018-01-31 東京エレクトロン株式会社 基板検査装置及びプローブカード搬送方法
JP6339834B2 (ja) * 2014-03-27 2018-06-06 東京エレクトロン株式会社 基板検査装置
CN204062302U (zh) * 2014-07-18 2014-12-31 邵军 旁通压力平衡型膨胀节
JP6423678B2 (ja) * 2014-10-07 2018-11-14 東京エレクトロン株式会社 基板検査装置及びその制御方法

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