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TWI442495B
TWI442495B TW097139352A TW97139352A TWI442495B TW I442495 B TWI442495 B TW I442495B TW 097139352 A TW097139352 A TW 097139352A TW 97139352 A TW97139352 A TW 97139352A TW I442495 B TWI442495 B TW I442495B
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Yutaka Akaike
Shinya Kuroda
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Tokyo Electron Ltd
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    • G01R1/067—Measuring probes
    • G01R1/073—Multiple probes

Description

檢查裝置
本發明係關於使用探針卡適合用於半導體晶圓等之被檢查體之高溫檢查的檢查裝置，更詳細而言係關於可以提高高溫檢查之信賴性的檢查裝置。
執行晶圓等之被檢查體(以下，以「晶圓」代表)之高溫檢查的檢查裝置係例如第3圖所示般，具備有互相鄰接之裝載室1和探測器室2。裝載室1如第3圖所示般，具備有以匣盒單位載置晶圓W之載置部3，和自匣盒內一片一片搬運晶圓W之晶圓搬運機構(無圖示)，和在搬運晶圓W之途中，執行晶圓之預對準的副夾具(無圖示)。探測器室2係如第3圖所示般，具備構成載置晶圓W並且經XY工作台4A可移動至水平方向之晶圓夾具4，和被配置在形成於晶圓夾具4上方之頂板5之略中央的卡支持器6，和被卡支持器6所保持之探針卡7，和執行探針卡7之探針7A和晶圓夾具4上之晶圓W之電極墊之對準的對準機構8，晶圓夾具4經XY工作台4A移動至水平方向之間藉由對準機構8執行晶圓W之電極墊和探針7A之對準之後，經內藏於晶圓夾具4之溫度調節機構而將晶圓W加熱至特定溫度，構成執行晶圓W之高溫檢查。
對準機構8係如第3圖所示般，具備有攝影晶圓W之第1攝影手段8A，攝影探針7A之第2攝影手段8B， 第1攝影手段8A構成經對準橋8C在探測器室2之背面和探針中心之間移動。探針卡7經連接環9而與測試頭T電性連接。
例如，於執行晶圓之高溫檢查之時，使用內藏於晶圓夾具4之溫度調節機構而將晶圓夾具4上之晶圓W加熱至例如150℃左右，另外經對準機構8執行晶圓夾具4上之晶圓W之電極墊和探針卡7之探針7A之對準之後，使晶圓W之電極墊和探針7A接觸，並且使晶圓W過驅動而在150℃之溫度下執行晶圓W之檢查。
但是，在檢查之初期階段，雖然晶圓W被加熱至150℃之高溫，但是探針卡7因不被加熱，故在晶圓W和探針7A之間具有極大溫度差。因此，於檢查時，當探針7A與晶圓W之最初晶片接觸時，探針卡7經晶圓夾具4上之晶圓W被加熱而漸漸熱膨脹。由於該熱膨脹，使得探針7A之針頭位置自對準時之針頭位置變化，引起探針7A和電極墊接觸不良。
因此，記載於專利文獻1之技術係於開始檢查之前一刻，使用預熱專用熱板使探針卡7預熱而將探針卡7加熱至檢查時之溫度，使探針卡7本體及探針7A於檢查時不再向上熱膨脹。再者，於將晶圓夾具4上之晶圓W與下一個晶圓W交換之時，為使晶圓夾具4自探針卡4離開之期間探針卡7不被冷卻而收縮，使用預熱專用板使探針卡7維持在檢查時之溫度。
[專利文獻1]日本特開2004-266206號公報
但是，在專利文獻1之技術中，例如第4圖之(a)、(b)所示般，探針卡7之一部分自晶圓夾具4露出而被冷卻之時，不得不在原樣狀態下予以擱置。探針卡7之被冷卻部分之探針7A1 即使因晶圓W之轉盤進給而接觸於晶圓W，該部分之探針7A1 因較其他接觸之探針7A被冷卻而收縮，故較其他部分之探針7A之針頭高度，相對於晶圓面變高，而與晶圓W之電極墊無法充分接觸，該部分有無法執行裝置之高溫檢查之虞。
並且，第4圖(a)係表示經晶圓W分成4個區域，以(1)至(4)之順序予以檢查之時，同圖之網點部分7A1 係表示自晶圓夾具露出之探針之範圍。再者，同圖之(b)為切斷表示自同圖(a)之B-B方向觀看時之探針卡和晶圓W接觸之狀態的探針卡7之側面圖。
本發明係為了解決上述課題而所研究出者，其目的在於提供即使於高溫檢查時探針卡之探針部分性從晶圓夾具(載置台)露出，其部分之探針也不會被冷卻，可以藉由實質上與其它探針相同之針壓與被檢查體接觸，提高高溫檢查之信賴性的檢查裝置。
本發明之申請專利範圍第1項所記載之檢查裝置具備有內藏溫度調節機構之可移動的載置台，和具有被配置在 上述載置台之上方的複數探針的探針卡，和控制上述溫度調節機構之第1溫度控制裝置，在上述第1溫度控制裝置之控制下，藉由上述溫度調節機構使上述載置台上之被檢查體加熱至特定溫度，執行上述被檢查體之電性特性，該檢查裝置之特徵為：在上述載置台設置有於上述被檢查體之高溫檢查時與從上述載置台露出之複數探針對向的加熱體，上述加熱體各被配置在突出部上，該突出部係在上述載置台之周向各間隔90°之4處從包圍上述載置台之筒體之上端部放射狀地突出，被配置在上述4處的突出部被形成各自的平面形狀為直角三角形且為等腰三角形，再者，被配置在上述突出部之加熱體係依照上述突出部之形狀而被形成直角三角形且為等腰三角形。
再者，本發明之申請專利範圍第2項所記載之檢查裝置，係在申請專利範圍第1項所記載之發明中，上述加熱體被連接於第2溫度控制裝置，該第2溫度控制裝置係控制成使從上述載置台露出之複數探針設定成與上述被檢查體接觸之複數探針為相同溫度。
再者，本發明之申請專利範圍第3項所記載之檢查裝置，係在申請專利範圍第2項所記載之發明中，上述第1、第2溫度控制裝置互相協同動作。
若藉由本發明時，則可提供即使於高溫檢查時探針卡之探針部分性從晶圓夾具(載置台)露出，其部分之探針也 不會被冷卻，可以藉由實質上與其它探針相同之針壓與被檢查體接觸，提高高溫檢查之信賴性的檢查裝置。
以下，根據第1圖、第2圖所示之實施型態說明本發明。並且，各圖中，第1圖(a)、(b)為各表示本發明之檢查裝置之一實施型態之晶圓夾具的圖式，(a)為其俯視圖，(b)為切斷表示晶圓夾具上之晶圓和探針卡接觸之狀態之一部分而加以表示之剖面圖，第2圖(a)、(b)各表示晶圓之轉盤進給方向不同之時的晶圓夾具的俯視圖。
本實施型態之檢查裝置與以往相同具備有裝載室及探測器室。探測器室具備有可移動之晶圓夾具、探針卡及對準機構，基本上除使晶圓夾具之構造不同之外，其他係以以往之探測器室為基準而構成。在此，以下對於與以往相同或是相當部分賦予相同符號說明本發明。
適用於本實施型態之檢查裝置之載置台(以下，稱為「晶圓夾具」)4係如第1圖(a)、(b)所示般，具備內藏溫度調節機構(無圖式)之晶圓夾具本體41，和隔著些許間隙包圍晶圓夾具本體41之外周面的筒體42，和被配置在自筒體42之上端之4處各水平突出之突出部42A之上面的加熱體43，和支撐晶圓夾具本體41之基板44，經基板44而被固定在XY工作台(無圖式)上。再者，晶圓夾具本體41內藏有升降機構，並且被構成為可經θ方向驅動機構(無圖式)而旋轉。並且，筒體42係如同圖(b)所示般， 下端部藉由螺絲45等之扣緊構件而被固定於基板44。
4處之突出部42A係如第1圖(a)、(b)所示般，在晶圓夾具41之周向各間隔開90°而放射狀配置，當連結各邊時則形成略正方向。該些突出部42A係各個平面形狀被形成略直角三角形且等腰三角形。被配置在該些突出部42A之加熱體43各如同圖(a)所示般，被形成略直角三角形且等腰三角形。晶圓W之高溫檢查時，探針卡7之探針7A和晶圓夾具本體41上之晶圓W如同圖(b)所示般，於電性接觸時，探針卡7之一部分自晶圓夾具本體41露出，其部分之探針7A1 自晶圓W離開而曝露於空間。加熱體43係被配置成與自晶圓夾具本體41露出之探針7A1 隔著間隙而平行，形成與露出之探針7A1 相對應之面積。因此，於高溫檢查時，自晶圓夾具本體41露出之探針7A1 ，係藉由加熱體43被加熱，被加熱成實質上與晶圓W電性接觸之探針7A相同之溫度。
例如，第1圖(a)所示般，晶圓夾具4當使晶圓W以(1)~(4)之順序順時鐘予以轉盤進給時，探針卡7在各個位置，在對應於加熱體43之部分露出探針7A。加熱體43係可以加熱自晶圓夾具4露出之探針7A1 而維持實質上與晶圓夾具本體41上之晶圓W電性接觸之探針7A相同之溫度。
再者，內藏於晶圓夾具本體41之溫度調節機構被構成如第1圖(b)所示般，連接於第1溫度控制裝置46，第1溫度控制裝置46控制溫度調節機構，將晶圓夾具本體 41之載置面上之晶圓W設定成檢查所要求之溫度。溫度調節機構具有檢測出晶圓夾具本體41之載置面之溫度的溫度感測器(無圖式)，根據溫度感測器之檢測溫度將晶圓夾具本體41之載置面設定成特定溫度。例如，於例如+150℃執行晶圓W之高溫檢查之時，第1溫度控制裝置46根據溫度感測器之檢測溫度控制溫度調節機構，將晶圓夾具本體41上之晶圓W設定成+150℃。於執行晶圓W之低溫檢查之時，第1溫度控制裝置46經溫度調節機構而將晶圓W冷卻至低溫檢查所要求之溫度。並且，溫度調節機構具備有加熱機構及冷卻機構。
再者，加熱體43係如第1圖(b)所示般，被連接於第2溫度控制裝置47，經第2溫度控制裝置47而被設定成特定溫度。於加熱體43安裝溫度感測器(無圖式)，第2溫度控制裝置47係根據溫度感測器之檢測溫度而將加熱體43維持特定之設定溫度。再者，第2溫度控制裝置47係如第1圖(b)所示般，被連接於第1溫度控制裝置46，構成與第1溫度控制裝置46協同動作。例如，於晶圓W被設定成+150℃之時，加熱體43加熱自晶圓夾具本體41露出之探針7A1 而設定成實質上與晶圓W電性接觸之探針7A相同之溫度。如此一來藉由第1、第2溫度控制裝置46、47協同動作，可以使加熱體43之設定溫度符合於晶圓夾具本體41之載置面之設定溫度而予以變更。
接著，針對執行高溫檢查之時之檢查裝置的動作予以說明。欲先加熱至高溫檢查時所需之溫度的晶圓夾具4當 自裝載室接收晶圓W時，經由對準機構(無圖式)執行晶圓夾具本體41上之晶圓W之電極墊和探針卡7之特定之探針7A之對準。對準後，晶圓夾具4經XY工作台(無圖式)將晶圓W移動至最初應予以檢查之位置後，在其位置晶圓W經內藏於晶圓夾具本體41之昇降機構而上昇，與探針卡7之探針7A接觸，並且當晶圓W過度驅動時，晶圓W之電極墊和探針7A電性接觸。此時，探針卡7之探針7A與位於第1圖(a)所示之晶圓W之(1)區域的裝置之電極墊電性接觸。
於執行晶圓W之(1)區域之裝置之高溫檢查之期間，在第1圖(a)之探針卡7之自晶圓W之(1)區域露出之左上部分，探針7A1 藉由加熱體43被加熱，被維持著與晶圓W接觸之探針7A實質上相同之溫度。當完成位於晶圓W之(1)區域的裝置之高溫檢查時，晶圓夾具本體41經升降機構下降，晶圓W自探針卡7之探針7A離開。在該狀態中，晶圓夾具4經XY工作台而使晶圓W予以轉盤進給，晶圓W之(2)區域到達至探針卡之正下方。在該位置，晶圓夾具4係在上述之要領下，經昇降機構使晶圓W和探針卡7之探針7A電性接觸，執行位於晶圓W之(2)區域之裝置之高溫檢查。
此時，於執行晶圓W之(1)區域之高溫檢查時，自其區域露出之探針卡7之左上部分之探針7A1 係在晶圓W之(2)區域與晶圓W接觸。取而代之，探針卡7之右上部分之探針7A自晶圓W之(2)區域露出。此時，左上部分 之探針7A1 因藉由加熱體43被加熱而維持於實質上與晶圓W接觸之部分的探針7A相同之溫度，故於與位於晶圓W之(2)區域之裝置接觸時，則與其他探針7A相同，利用與晶圓W之電極墊相同之針壓電性接觸，可以確實執行其部分之裝置之高溫檢查，並且探針卡7之右上部分之從晶圓W之(2)區域露出之探針7A1 藉由加熱體43被加熱而被維持著實質上與晶圓W相同之溫度。完成位於晶圓W之(2)區域的裝置之高溫檢查，即使持續對晶圓W之(3)、(4)區域執行高溫檢查，因即將要自晶圓W露出之探針7A1 隨時藉由加熱體43被加熱，被維持於實質上與晶圓W接觸之探針7A相同之溫度，故也可以執行安定具有信賴性之高溫檢查。當完成晶圓W之高溫檢查時，則可以藉由相同要領對下一個晶圓W執行高溫檢查。
若如上述說明般藉由本實施型態時，因在晶圓夾具4設置對向於晶圓W之高溫檢查時自晶圓夾具4露出之複數探針7A1 的加熱體43，故於晶圓W之高溫檢查中自晶圓夾具4露出之複數探針7A1 ，被維持著與晶圓W電性接觸之複數探針7A實質上相同之溫度，藉由晶圓W之轉盤進給而自晶圓夾具4露出之複數探針7A1 即使與其他探針7A一起接觸晶圓W，亦可以藉由與其他探針7A相同之針壓電性接觸晶圓W，可以確實執行信賴性高之高溫檢查。
再者，若藉由本實施型態時，因第1、第2溫度控制裝置46、47協同動作，可以使加熱體43之設定溫度符合於晶圓夾具本體41之載置面之設定溫度而予以變更。
在上述實施型態中，雖然針對將加熱體43在晶圓夾具本體41之周向隔著90°之間隔設置於4處之情形予以說明，但是也有即使在對應於藉由晶圓W之轉盤進給的方法於最後接觸時露出之探針7A1 的部分不設置加熱體43亦可之情形。
例如，如第2圖(a)所示般，與上述實施型態相同，將晶圓W之檢查區域分割成4份，當使晶圓W自晶圓W之(1)區域順時鐘朝(4)區域予以轉盤進給時，則如同圖所示般，即將要自晶圓夾具4露出之探針卡7之探針7A1 進入至晶圓夾具4內(同圖中以粗網點所示之部分)，藉由實質上與其他部分之探針7A相同之針壓與晶圓W電性接觸，可以執行信賴性高之溫度檢查。於執行晶圓W之最後區域(4)之高溫檢查時，因晶圓W不會被轉盤進給至下一個區域，故於該區域(4)之高溫檢查時，自晶圓夾具4露出之探針7A1 不一定要加熱，可以省略掉該部分之加熱體43。
再者，如第2圖(b)所示般，當使晶圓W自晶圓W之(1)區域逆時鐘朝(4)區域予以轉盤進給時，則如同圖所示般，即將要自晶圓夾具4露出之探針卡7之探針7A1 進入至晶圓夾具4內(同圖中以粗網點所示之部分)，藉由實質上與其他部分之探針7A相同之針壓與晶圓W電性接觸，可以執行信賴性高之高溫檢查。於執行晶圓W之最後區域(4)之高溫檢查時，因晶圓W不會被轉盤進給至下一個區域，故於該區域(4)之高溫檢查時，自晶圓夾具4露出 之探針7A1 不一定要加熱，可以省略掉該部分之加熱體43。
並且，本發明並非限定於上述實施型態，可以適當設計變更本發明之構成要素。
[產業上之利用可行性]
本發明可以適當利用於半導體晶圓等之被檢查體之高溫檢查的檢查裝置。
4‧‧‧晶圓夾具(載置台)
7‧‧‧探針卡
7A‧‧‧探針
7A1 ‧‧‧自晶圓夾具露出之探針
43‧‧‧加熱體
46‧‧‧第1溫度控制裝置
47‧‧‧第2溫度控制裝置
W‧‧‧晶圓(被檢查體)
第1圖(a)、(b)為各表示本發明之檢查裝置之一實施型態之晶圓夾具的圖式，(a)為其俯視圖，(b)為切斷表示晶圓夾具上之晶圓和探針卡接觸之狀態之一部分而加以表示之剖面圖。
第2圖(a)、(b)各表示晶圓之轉盤進給方向不同之時之晶圓夾具的俯視圖。
第3圖係表示以往之檢查裝置之一例的圖式，部分性切斷表示探針器室之正面圖。
第4圖(a)、(b)為各表示以往之晶圓夾具和探針卡之位置關係的圖式，(a)為其俯視圖，(b)為切斷表示探針卡之側面圖。
4‧‧‧晶圓夾具(載置台)
7‧‧‧探針卡
7A‧‧‧探針
7A1 ‧‧‧自晶圓夾具露出之探針
41‧‧‧晶圓夾具本體
42‧‧‧筒體
42A‧‧‧突出部
44‧‧‧基板
45‧‧‧螺絲
43‧‧‧加熱體
46‧‧‧第1溫度控制裝置
47‧‧‧第2溫度控制裝置
W‧‧‧晶圓(被檢查體)

Claims (3)

  1. 一種檢查裝置，具備有內藏溫度調節機構之可移動的載置台，和具有被配置在上述載置台之上方的複數探針的探針卡，和控制上述溫度調節機構之第1溫度控制裝置，在上述第1溫度控制裝置之控制下，藉由上述溫度調節機構使上述載置台上之被檢查體加熱至特定溫度，執行上述被檢查體之電性特性，該檢查裝置之特徵為：在上述載置台設置有於上述被檢查體之高溫檢查時與從上述載置台露出之複數探針對向的加熱體，上述加熱體各被配置在突出部上，該突出部係在上述載置台之周向各間隔90°之4處從包圍上述載置台之筒體之上端部放射狀地突出，被配置在上述4處的突出部被形成各自的平面形狀為直角三角形且為等腰三角形，再者，被配置在上述突出部之加熱體係依照上述突出部之形狀而被形成直角三角形且為等腰三角形。
  2. 如申請專利範圍第1項所記載之檢查裝置，其中，上述加熱體被連接於第2溫度控制裝置，該第2溫度控制裝置係控制成使從上述載置台露出之複數探針設定成與上述被檢查體接觸之複數探針為相同溫度。
  3. 如申請專利範圍第2項所記載之檢查裝置，其中，上述第1、第2溫度控制裝置係被構成為互相協同動作。
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