晶片检查装置和探针卡的预热方法 技术领域 本发明， 涉及进行晶片的电气特性检查的晶片检查装置和探针卡的预热方法， 更 加详细地说， 涉及能够使之省空间化且消减成本的晶片检查装置和能够在短时间预热探针 卡的探针卡的预热方法。
背景技术 作为晶片的检查装置， 包括例如在使晶片以原有的状态对多个设备进行电气特性 检查的探针装置， 和以晶片的状态进行加速检查的预烧 (burn-in) 检查装置等。
探针装置， 通常包括 ： 搬送晶片的装载室 ； 和进行晶片的电气特性检查的检查室， 以通过控制装置控制装载室和检查室内的各种的装置， 进行晶片的电气特性检查的方式构 成。装置室包括 ： 以盒单位装载晶片的盒载置部 ； 在盒与检查室之间搬送晶片的晶片搬送 机构 ； 和在使用晶片搬送机构搬送晶片的期间进行晶片的预备对位 ( 预对准 ) 的预对准机 构。检查室包括 ： 载置从装载室来的晶片， 在 X、 Y、 Z 和 θ 方向移动的能够调节温度的载置
台； 配置在载置台上方的探针卡 ； 和与载置台协动进行探针卡的多个探针与晶片的多个电 极垫的对位 ( 对准 ) 的对准机构， 以载置台和对准机构协动并进行晶片和探针卡的对准后， 根据需要在规定温度下进行晶片的电气特性检查的方式构成。
加热晶片并在高温下检查的情况下， 由于加热后的晶片热膨胀， 在加热后的晶片 的电极垫与没加热的探针卡的探针之间产生位置偏移， 不能够使电极垫和探针正确地接 触， 有可能不能确保信赖性。 因此， 在现有技术中晶片的检查之前预热探针卡以确保电极垫 和探针的接触。
另外， 在预烧检查装置的情况下， 例如专利文献 1 中所公开的， 进行用晶片托盘保 持的晶片的多个电极垫和探针薄板的多个凸起的对位后， 通过真空吸附使晶片托盘、 晶片 和探针薄板等统一并作为一片的卡片组装， 搬送该卡片并安装在预烧单元内， 在预烧单元 内规定的温度下进行晶片的加速检查。
专利文献 1 ： 日本特开平 11-186349 号公报 发明内容 发明要解决的课题
在现有技术中的探针装置的情况下， 例如有以下问题。 例如， 作为探针装置的主要 部的检查室， 由于一边使载置台在 XY 方向移动一边使用对准机构的照相机， 对准晶片的多 个电极垫与探针卡的多个探针， 需要载置台移动的空间和对准机构的照相机移动的空间， 所以仅仅检查室就需要占有立体的非常大的空间。并且， 在装载室也必须有用于从盒搬送 晶片至检查室的空间。 因此， 对应设备的生产能力设置多个探针装置时， 在现有技术的探针 装置中不得不平面地多个排列设置， 设置空间变宽， 成本变高。 另外， 预烧装置， 与预烧单元 不同， 为了使晶片和探针薄板等真空吸附来一体化， 必须有独自的晶片搬送机构和将卡片 一体化的装置。
另外， 在进行晶片的高温检查的情况下， 通过将晶片加热到规定温度 ( 例如， 150℃ ) 来进行， 为了抑制因加热而热膨胀的晶片的电极垫和没加热的探针卡的位置的偏 移， 使用载置台预热探针卡并使其膨胀， 来抑制晶片的电极垫和探针的位置的偏移。但是， 这时， 为了使探针卡的探针不产生损伤， 使载置台接近到探针卡跟前， 由于晶片和探针卡的 探针在非接触的状态下预热， 预热所需要的时间变长。而且， 在预热探针卡之后， 必须进行 热膨胀后的晶片与探针卡的对准。
本发明， 是为了解决以上课题而完成的， 其目的在于提供能够消减晶片检查装置 的设置空间， 并且能够降低设置成本的晶片检查装置。 另外， 本发明的目的也在于同时提供 能够在短时间内预热探针卡的探针卡预热方法。
课题解决的手段
本发明第一方面所记载的晶片检查装置， 其使晶片的多个电极与探针卡的多个探 针接触来进行晶片的电气特性检查， 所述晶片检查装置的特征在于， 包括 ： 载置机构， 其在 晶片的搬出搬入区域收纳多个晶片的框体至少在横向多个排列 ； 晶片搬送机构， 其以从所 述载置机构上的各所述框体将晶片一片一片搬送的方式设置在沿所述晶片的搬出搬入区 域形成的搬送区域 ； 对准室， 其具有在所述载置机构的至少一方的端部形成的对位区域内， 经由晶片保持体通过所述晶片搬送机构搬送的、 使所述晶片与电气特性检查的检查位置进 行对位的对位机构 ； 和多个检查室， 其排列在沿所述搬送区域形成的检查区域并且进行经 由所述晶片保持体被所述晶片搬送机构搬送的所述晶片的电气特性检查， 其中， 使通过所 述对位机构对位后的晶片在所述检查室内升降来进行电气特性检查。
本发明第二方面所记载的晶片检查装置， 其使晶片的多个电极与探针卡的多个探 针接触来进行晶片的电气特性检查， 所述晶片检查装置的特征在于， 包括 ： 载置机构， 其在 晶片的搬出搬入区域收纳多个晶片的框体至少在横向多个排列 ； 第一晶片搬送机构， 其以 从所述载置机构上的各所述框体将晶片一片一片搬送的方式设置在沿所述晶片的搬出搬 入区域形成的第一搬送区域 ； 对准室， 其具有在所述第一搬送区域的至少一方的端部形成 的对位区域内， 经由所述晶片保持体将通过所述第一晶片搬送机构搬送的所述晶片与电气 特性检查的检查位置进行对位的对位机构 ； 第二晶片搬送机构， 其在沿所述第一搬送区域 和所述对位区域形成的第二搬送区域内， 经由所述晶片保持体搬送所述晶片 ； 和多个检查 室， 其排列在沿所述第二搬送区域形成的检查区域并且经由所述晶片保持体进行通过所述 第二晶片搬送机构搬送的所述晶片的电气特性检查， 其中， 使通过所述对位机构对位后的 晶片在所述检查室内升降来进行电气特性检查。
另外， 本发明第三方面所记载的晶片检查装置， 其特征在于 ： 在本发明第一和第二 方面记载的发明中， 所述对准室和所述检查室， 在各自的内部被设定为同一位置关系的位 置分别具备接收所述晶片保持体的定位部件。
另外， 本发明第四方面所记载的晶片检查装置， 其特征在于 ： 在本发明第三方面记 载的发明中， 所述晶片保持体具备 ： 和保持所述晶片的保持板和拆装自由地支承所述保持 板的支承体， 在所述支承体的下面设置有与所述各定位部件结合的多个定位部。
另外， 本发明的第五方面所记载的晶片检查装置， 其特征在于 ： 在本发明的第四方 面所记载的发明中， 所述支承体构成为所述晶片搬送机构的臂。
另外， 本发明的第六方面所记载的晶片检查装置， 其特征在于 ： 在本发明的第四和第五方面所记载的发明中， 所述对位机构具备 ： 将所述保持板从所述支承体拾起并使其水 平移动的移动体 ； 和与所述移动体协动来进行被所述保持板保持的所述晶片的位置对准的 摄像机构。
另外， 本发明的第七方面所记载的晶片检查装置， 其特征在于 ： 在本发明的第四～ 第六方面的任一项所记载的发明中， 所述检查室具备 ： 具有多个探针的探针卡 ； 从周围包 围所述多个探针的密封部件 ； 将所述保持板与所述晶片一起提升并使其接触所述密封部件 的能够调节温度的升降体 ； 将由所述晶片、 所述密封部件和所述探针卡形成的密闭空间抽 真空的排气机构。
另外， 本发明的第八方面所记载的晶片检查装置， 其特征在于 ： 在本发明第七方面 记载的发明中， 所述定位部件附设在所述升降体。
另外， 本发明的第九方面所记载的晶片检查装置， 其特征在于 ： 在本发明第一～第 八方面的任何一方面所记载的发明中， 所述检查室在所述检查区域的各排列位置中， 在上 下方向多个层叠。
另外， 本发明的第十方面所记载的晶片检查装置， 其特征在于 ： 在本发明第一～第 九方面的任一方面所记载的发明中， 在所述对位区域设置有收纳所述保持板的缓冲室。 另外， 本发明的第十一方面所记载的探针卡的预热方法， 包括 ： 具有在电气特性检 查的检查位置对晶片进行对位的对位机构的对准室 ； 和对所述晶片进行电气特性检查的检 查室， 所述检查室包括 ： 具有多个探针的探针卡 ； 将所述多个探针从周围包围的密封部件 ； 将所述晶片提升并使所述晶片接触所述密封部件的能够调节温度的升降体 ； 和将由所述晶 片、 所述密封部件和所述探针卡形成的密闭空间进行抽真空的排气机构， 在进行所述晶片 的电气特性检查时， 在所述检查室内使用所述升降体来预热探针卡， 上述探针卡的预热方 法的特征在于， 包括 ：
通过所述升降体将所述晶片提升并使所述晶片接触所述密封部件的第一工序 ；
通过所述排气机构对所述密闭空间进行减压并将所述晶片吸附至所述密封部件 的第二工序 ； 和
通过所述升降体对所述晶片的上表面和所述多个探针所接触的所述探针卡进行 预热的第三工序。
另外， 本发明的第十二方面所记载的探针卡的预热方法， 其特征在于 ： 在本发明第 十一方面所记载的发明中， 包括在所述对准室对所述晶片进行对准的工序。
另外， 本发明的第十三方面所记载的探针卡的预热方法， 其特征在于 ： 在本发明的 第十二方面所记载的发明中， 具备经由晶片保持体在所述对准室和所述检查室之间搬送所 述晶片的工序。
另外， 本发明的第十四方面所记载的探针卡的预热方法， 其特征在于 ： 在本发明的 第十三方面所记载的发明中， 具备在所述第二工序后将所述晶片保持体从所述检查室搬出 的工序。
发明的效果
按照本发明， 能够提供能消减晶片检查装置的设置空间并且能降低设置成本的晶 片检查装置。另外， 也能够同时提供能在短时间内预热探针卡的探针卡预热方法。
附图说明 图 1 是表示本发明的晶片检查装置的一个实施方式的俯视图。
图 2(a)、 (b) 是分别表示图 1 所示的晶片检查装置的图， (a) 是从正面一侧看的立 体图， (b) 是从背面一侧看的立体图。
图 3 是表示图 1 所示的晶片检查装置的对位机构的重要部分的概念图。
图 4 是表示图 1 所示的晶片检查装置的检查室的重要部分的概念图。
图 5 是具体表示图 4 所示的检查室的排气机构的概念图。
图 6(a)、 (b) 是分别表示使用图 3 所示的对位机构的对位工序的工序图。
图 7(a)、 (b) 是分别表示使用图 3 所示的对位机构的对位工序， 是继续图 6 所示工 序的工序图。
图 8 是表示使用图 3 所示的对位机构的对位工序的晶片的立体图。
图 9(a)、 (b) 是分别表示使用图 4 所示的检查室的检查工序的工序图。
图 10(a)、 (b) 是分别表示使用图 4 所示的检查室的检查工序图， 是继续图 9 所示 工序的工序图。
图 11(a)、 (b) 是分别表示使用图 4 所示的检查室的检查工序图， 是继续图 10 所示 工序的工序图。
图 12(a)、 (b) 是分别表示本发明的检查装置的其他实施方式的图， (a) 是俯视图、 (b) 是正面图。
图 13 是图 12 所示的包括配置在检查装置的载置机构的上侧的晶片移载机构的俯 视图。
图 14 是图 12 所示的用于检查装置的搬送机构的上臂和晶片保持板的俯视图。
图 15(a) ～ (c) 分别表示图 12 所示的检查装置中进行晶片对准时的工序图。
图 16(a)、 (b) 分别表示在图 12 所示的对准室进行对准时的工序图。
图 17 是图 12 所示的说明检查装置的检查室与搬送机构关系的说明图。
图 18(a)、 (b) 分别表示图 16 所示工序的后续工序图。
符号说明
10、 110 晶片检查装置
11、 111 载置机构
12、 16、 113 晶片搬送机构
13、 112 对准室
14、 119 对准机构
14A、 119A 移动体
14B、 119B 定位部件
15、 118 晶片保持体
15A 保持板
15B 支承体
15C 定位部
17、 114 检查室
18、 121 探针卡
18A、 121A 探针 21、 124 密封部件 22、 125 升降体 24 排气机构 S1、 S10 搬出搬入区域 S2、 S4、 S30 搬送区域 S3、 S20 对准区域 S5、 S40 检查区域 W 晶片具体实施方式
以下， 基于图 1 ～图 18 所示的实施方式， 对本发明进行说明。
本实施方式的晶片检查装置 10， 例如图 1、 图 2 的 (a)、 (b) 所示， 装置主体的正面 被分隔为 ： 将晶片 W 以盒为单位搬出搬入的形成为细长的搬出搬入区域 S1 ； 为了沿着搬出 搬入区域 S1 搬送晶片 W 而形成的第一搬送区域 S2 ； 形成于第一搬送区域 S2 的两端的对准 区域 S3 ； 沿着第一搬送区域 S2 用于搬送晶片 W 而形成的第二搬送区域 S4 ； 和沿着第二搬送 区域 S4 而形成的晶片 W 的检查区域 S5， 并收纳在如图 2 的 (a)、 (b) 所示的外壳中。这些 区域 S1 ～ S5， 每个区域作为独立的空间形成。而且， 在这些区域 S1 ～ S5 内分别设置有专 用的装置， 这些专用的装置通过控制装置来控制。
在搬出搬入区域 S1 中， 如图 1、 图 2(a)、 (b) 所示， 载置收纳多个晶片 W 的 FOUP 等 的框体 F 的载置机构 11 被设置在 4 处， 这些载置机构 11 以载置并固定通过自动搬送装置 ( 未图示 ) 等搬送的框体 F 的方式构成。在邻接搬出搬入区域 S1 的第一搬送区域 S2， 设置 有将分别载置在各载置机构 11 的框体 F 内的晶片 W 进行搬送的第一晶片搬送机构 12， 以 第一晶片搬送机构 12 在第一搬送区域 S2 内搬送晶片 W 的方式构成。第一晶片搬送机构 12 包括 ： 真空吸附晶片 W， 或者后述的为了支承晶片保持体以在水平方向旋转并且在上下 方向升降的方式构成的臂 12A ； 内置有使臂 12A 旋转并升降的驱动机构的构架 12B ； 和使构 架 12B 移动的移动机构 ( 未图示 )， 以通过移动机构移动到第一搬送区域 S2 内来搬送晶片 W 的方式构成。
如图 1、 图 2(a)、 (b) 所示， 在形成在第一搬送区域 S2 的两端部的对准区域 S3， 设 置有晶片 W 的预对准室 ( 未图示 ) ； 晶片 W 的对准室 13 ； 和缓冲室 ( 未图示 )， 预对准室、 对 准室 13 和缓冲室相互上下配置。在预对准室设置有进行晶片 W 的预对准的预对准机构， 在 对准室 13 设置有进行晶片 W 对准的对准机构 14( 参照图 3)。另外， 在缓冲室设置有收纳晶 片 W 的收纳机构。缓冲室， 作为检查完成后的晶片 W 的临时放置场所， 另外， 也作为针研磨 用晶片的收纳场所来使用。
对准机构 14， 如图 3 所示包括 ： 设置在地板面 ( 未图示 ) 上且以向上下方向和水平 方向移动的方式构成的筒状的移动体 14A ； 包围移动体 14A 且固定在地板面上并使晶片保 持体 15 朝一定方向的定位的环状的定位部件 14B ； 与移动体 14A 协动并将晶片保持体 15 上 的晶片 W 对准的第一、 第二照相机 14C1、 14C2 ； 和固定第一、 第二照相机 14C1、 14C2 的桥 14D， 以第一、 第二照相机 14C1、 14C2 在分别的焦点位置 ( 对准高度 ) 拍摄晶片 W 的上表面的方式构成。第一照相机 14C1 配置在对准室 13 内的 XY 坐标的中心 (XY 坐标的原点 )， 以拍摄晶 片 W 的中心 C( 参照图 8) 的方式配置， 第二照相机 14C2 配置在 XY 坐标的坐标轴上， 以拍摄 晶片 W 的周边部的目标记号 T( 参照图 8) 的方式配置。而且， 第一、 第二照相机 14C1、 14C2， 分别拍摄晶片 W 的中心 C 和目标记号 T， 控制装置基于这些位置信息求出连结晶片 W 的中心 C 与目标记号 T 的线 L( 参照图 8)， 以求出相对于线 L 的坐标轴的倾斜度， 并且修正与预先 记录的探针卡的多个探针对应的晶片 W 的电极垫的位置偏移。
如图 3 所示， 定位部件 14B 作为具有比移动体 14A 的外径大的内径的圆环状的板 部件形成， 在其上表面以在圆周方向空有规定间隔的方式形成多个 ( 例如 3 个 ) 突起 14B1。 多个突起 14B1， 配置在以第一照相机 14C1 为中心的圆周上， 每个 XY 坐标值预先设定在从 XY 坐标的原点隔着等距离的位置。另外， 在对准室 13， 在该 XY 坐标设定后述的探针卡的多个 探针的针头的 XY 坐标值。
另外， 晶片保持体 15 包括 ： 保持晶片 W 的保持板 15A ； 将保持板 15A 拆装自由地支 承的环状的支承体 15B ； 和在支承体 15B 的下表面具有与定位部件 14B 的多个突起 14B1 分 别嵌合的凹部 15C1 的多个定位部 15C， 被定位部件 14B 大致水平地支承， 以总是配置为一定 位置的方式构成。另外， 如图 3 所示， 在支承体 15B 中形成比移动体 14A 更加大直径的贯通 孔， 移动体 14A 穿过该贯通孔， 以在贯通孔内能够在 XY 方向移动的方式形成。
移动体 14A 位于由定位部件 14B 支承的晶片保持体 15 的中央部正下方。移动体 14A， 从晶片保持体 15 的正下方在垂直方向上升与保持板 15A 接触， 并穿通支承体 15B 的贯 通孔， 将保持板 15A 从支承体 15B 提升至对准高度。 另外， 移动体 14A， 在对准高度的支承体 15B 的贯通孔的范围内向 XY 方向移动， 与第一、 第二照相机 14C1、 14C2 协动进行晶片 W 的对 准。而且， 移动体 14A， 在对准后返回原来的位置期间， 使保持对准后的晶片 W 的保持板 14B 以保持对准时的 XY 坐标值的状态返回至支承体 15B 上。对准后的晶片 W， 如后所述与晶片 保持体 15 一起搬送至检查区域 S5。
如图 1、 图 2(a)、 (b) 所示， 在邻接于第一搬送区域 S2 和对准区域 S3 的第二搬送 区域 S4， 设置有第二晶片搬送机构 16， 第二晶片搬送机构 16， 在第二搬送区域 S4 内移动， 以 在对准区域 S3 和检查区域 S5 之间经由晶片保持体 15 搬送晶片 W 的方式构成。该第二晶 片搬送机构 16， 与第一晶片搬送机构 13 同样地以包括臂 16A、 构架 16B 和移动机构 ( 未图 示 ) 的方式构成。
如图 1 所示， 在与第二搬送区域 S4 邻接的检查区域 S5， 沿着该区域 S5， 多个 ( 本 实施方式中为 5 个 ) 检查室 17 隔着规定间隔排列， 这些检查室 17， 以对于通过第二晶片搬 送机构 16 经由保持体 15 搬送的完成对准的晶片 W 进行电气特性检查的方式构成。另外， 检查室 17， 如图 2(a)、 (b) 所示， 在检查区域 S5 的各排列位置的上下方向作为被多个层叠的 层叠构造而形成。各层的检查室 17， 均具有同一构造。下面， 以在以下的一个的检查室 17 为例， 参照例如图 4 进行说明。
如图 4 所示， 检查室 17 包括 ： 具有与晶片 W 的多个电极垫对应的多个探针 18A 的 探针卡 18 ； 固定探针卡 18 的顶板 19 ； 通过安装在顶板 19 的下表面的圆环状的固定环 20 来 固定外周边部， 且形成为将多个探针 18A 包围的规定宽度的环状的晶片吸附用的密封部件 ( 以下， 仅称为 “密封部件” )21 ； 使晶片保持体 15 整体升降， 且内置有将晶片 W 冷却、 加热 到规定温度的温度调节机构的升降体 22 ； 和对通过升降体 22 与密封部件 21 在外周边部弹接的晶片 W 与探针卡 18 之间形成的密闭空间进行抽真空， 并使晶片 W 的多个电极垫和多个 探针 18A 一并接触的排气机构 ( 例如真空泵 )( 未图示 )。在顶板 19， 通过矩形组块将多个 弹簧探针 (pogo pin) 成束并保持的弹簧探针组块 (pogo block)19A 被保持的贯通保持部， 对应于探针卡 18 的背面的端子电极在多处排列为矩阵状而形成。这些弹簧探针组块 19A 的弹簧探针与探针卡和检查器 ( 未图示 ) 连接。在顶板 19 和探针卡 18A 的外周边部， 分别 形成向图 4 箭头所示的方向排气的排气通路， 在这些排气通路的出口经由配管与真空泵连 接。关于具有排气机构和排气通路的排气机构， 以后叙述。
如图 4 所示， 在升降体 22 的下表面形成有凸缘部 22A， 在该凸缘部 22A 的上表面， 与晶片保持体 15 的定位部件 15C 的凹部 15C1 嵌合的多个突起 22B 在圆周方向隔着规定间 隔形成。这些突起 22B， 与在对准室 13 内的定位部件 14B 形成的多个突起 14B1 对应， 被配 置在成为同一 XY 坐标的位置。即， 检查室 17 内的 XY 坐标与对准室 13 的 XY 坐标是同一坐 标位置关系， 在对准室 13 被对准的保持板 15A 上的晶片 W， 在检查室 17 内再现在水平方向 (X、 Y、 θ 方向 ) 的位置坐标， 多个电极垫以与探针卡 18 的多个探针 18A 确实地接触的方式 对准。并且， 升降体 22 的凸缘部 22A 和多个突起 22B 相当于对准室 13 内的定位部件 14B。
升降体 22， 将在凸缘部 22A 的多个突起 22B 支持的晶片保持体 15 以该状态朝向探 针卡 18 提升， 能够使对准后的晶片 W 的周边部与密封部件 21 弹接并做出密闭空间。密闭 空间通过排气机构减压， 晶片 W 被密封部件 21 真空吸附。另外， 升降体 22， 其驱动方式是 ： 把真空吸附后的晶片 W 留在探针卡 18 一侧并下降并来使晶片保持体 15 从晶片 W 分离， 通 过第二搬送机构 16 将晶片保持体 15 从检查室 17 搬出后， 再次上升使晶片 W 与多个探针压 接， 在规定温度下进行晶片 W 的电气特性检查。 在检查后， 完成检查的晶片 W， 沿着逆向的路 径从检查室 17 搬出。
这样， 本实施方式的检查室 17 的空间， 只要有晶片保持体 15 搬出搬入的空间， 和 使由晶片保持体 15 保持的晶片 W 与探针卡 18 接触用的升降体 22 进行升降的空间就足够。 因此， 检查室 17， 与现有技术比较能够显著地降低高度， 如上所述采用层叠构造能够显著地 消减检查室的设置空间。 而且， 升降体 22， 由于没必要在 XY 方向移动， 也能够显著地消减检 查室 17 的占有面积。另外， 对准机构 14， 由于能够在各检查室 17 共有， 所以不需要如现有 技术中的在每个检查室 17 设置昂贵的对准机构 14， 能够大幅地消减成本。
另外， 如图 1、 图 2(a)、 (b) 所示， 在各检查室 17 分别设置有冷却管道 23， 通过每个 的冷却装置 ( 未图示 ) 冷却在检查中发热的晶片 W 并总是维持一定的温度。
此处， 对于在进行晶片 W 的电气特性检查时使晶片 W 真空吸附在密封部件 21 的 排气机构 24， 一边参照例如图 5 一边进行说明。如图 5 所示， 排气机构 24 具备 ： 在探针卡 18 的外周边部的一处形成的第一排气通路 24A ； 和以与第一排气通路 24A 连通的方式在顶 板 19 的上下方向形成的第二排气通路 24B ； 在从该第二排气通路 24B 的周面的一处向顶板 19 内的在径方向延伸设置的顶板 19 的外周面开口的第三排气通路 24C ； 和通过配管 ( 未图 示 ) 与第三排气通路 24C 连接的真空泵 ( 未图示 )。
如图 5 所示， 第一排气通路 24A 包括 ： 在探针卡 18 的外周边部上表面形成的浅的 凹陷部 24A1 ； 贯通凹陷部 24A1 的底部的孔 24A2 ； 和堵塞凹陷部 24A1 的上部开口的带孔的配 件 24A3。另外， 第二排气孔 24B 包括 ： 安装在顶板 19 的上下方向形成的贯通孔的具有中空 状的排气通路的螺栓 24B1 ； 和将中空螺栓 24B1 固定在顶板 19 的螺帽 24B2， 以中空螺栓 24B1的排气通路的轴心与配件 24A3 的孔的轴心一致的方式安装在顶板 19。在该中空螺栓 24B1 的上端安装有密封第二排气通路 24B 的盖部件 24D。另外， 在中空螺栓 24B1 的圆周面形成 有将排气通路和第二排气通路 24C 连通的孔。
另外， 如图 5 所示， 密封部件 21 的厚度， 形成为与探针 18A 的长度大致相同。 因此， 由于密封部件 21 与通过升降体 22 提升的晶片 W 接触， 在晶片 W 的上表面和探针 18A 之间 形成微小的间隙。这样在晶片 W 接触密封部件 21 的状态下驱动真空泵时， 在晶片 W 和探针 卡 18 之间形成的密闭空间被减压， 晶片 W 吸附在密封部件 21 并弹接， 因此， 晶片 W 的多个 电极垫与多个探针 18A 轻微地接触， 如上所述即使升降体 22 下降也能够保持晶片 W 与密封 部件 21 的吸附状态。
其次， 关于操作一边参照图 6 ～图 11 一边进行说明。
首先， 通过自动搬送装置在搬出搬入区域 S1 的各载置机构 11 载置 FOUP 等的框体 F。在第一搬送区域 S2 驱动第一晶片搬送机构 12， 通过臂 12A 从框体 F 一片一片地搬出晶 片 W， 将晶片 W 搬向对准区域 S3 的预对准室内的预对准机构， 在此处进行晶片 W 的预对准。 之后， 第一晶片搬送机构 12， 通过臂 12A 从预对准室将晶片 W 搬出， 通过臂 12A 将晶片 W 与 保持体 15 一起向对准室 13 搬送。 之后， 第一晶片搬送机构 12， 如图 6 的 (a) 所示通过晶片保持体 15 向对准室 13 内 搬送晶片 W， 如同图的 (b) 所示把晶片保持体 15 传递给定位部 15C。这时， 晶片保持体 15， 其定位部 15C 的凹部 15C1 与定位部件 14B 的突起 14B1 嵌合， 并自动地进行在对准室 13 的 晶片保持体 15 的定位。定位后， 如同图的 (b) 中箭头所示移动体 14A 上升。
移动体 14A 上升并与保持板 15A 接触， 而且如图 7 的 (a) 所示上升到对准高度后 停止。在该位置第一、 第二照相机 14C1、 14C2 和移动体 14A 在控制装置的控制下运行。即， 如图 8 所示， 第一的照相机 14C1 拍摄晶片 W 并识别晶片 W 的中心 C。当第一照相机 14C1 不 能识别晶片 W 的中心 C 时， 移动体 14A 在晶片保持体 15 的支持体 15B 的贯通孔的范围内向 XY 方向移动的期间， 第一照相机 14C1 查找保持板 15A 上的晶片 W 的中心 C， 使用第一照相机 14C1 识别中心 C。接着， 第二照相机 14C2 拍摄晶片 W 的周边部的目标 T， 从将中心 C 与目标 T 连结的线 L 和坐标轴识别晶片 W 的 θ 方向的倾斜度。第二照相机 14C2 识别晶片 W 的倾 斜度后， 移动体 14A 在 θ 方向旋转对相对于晶片 W 的 XY 坐标轴的倾斜度进行修正。接着， 通过第一照相机 14C1 对晶片 W 的中心再次确认， 并识别晶片 W 的中心 C 的一系列的运行， 完成晶片 W 的对准。
在对准后， 移动体 14A 下降到原来的位置， 在途中保持板 15A 被载置在支持体 15B 上。之后， 在第二搬送区域 S4 第二搬送机构 16 驱动， 如图 7 的 (b) 的箭头所示将晶片 W 与 晶片保持体 15 一起从对准室 13 搬送到检查区域 S5 的规定的检查室 17。
第二晶片搬送机构 16， 如图 9 的 (a) 所示， 搬送到检查区域 S5 的规定的检查室 17 内， 如同图的 (b) 所示， 把晶片保持体 15 传递给升降体 22。这时， 晶片保持体 15 的定位部 15C 的多个凹部 15C1 与升降体 22 的多个突出 22B 嵌合， 在检查室 17 内晶片保持体 15 自动 地进行定位， 维持在对准室 13 的对准状态。升降体 22， 如同图的 (b) 的箭头所示从对准位 置以将晶片保持体 15 支承的状态直至弹接在密封部件 21 为止在垂直方向上升。
升降体 22 上升后， 如图 10 的 (a) 所示， 晶片 W 的周边部与密封部件 21 接触， 通过 晶片 W、 密封部件 21 和探针卡 18 形成密闭空间。在此处， 排气机构 24 的真空泵运行， 从第
一、 第二、 第三排气通路 24A、 24B、 24C( 参照图 5) 如同图的 (a) 的箭头所示排出密闭空间内 的空气， 使晶片 W 真空吸附于密封部件 21。 晶片 W 被密封部件 21 真空吸附后， 升降体 22， 如 同图的 (a) 的镂空箭头所示， 以支承晶片保持体 15 的状态下降至原来的位置。在该期间， 第二晶片搬送机构 16 将晶片保持体 15 从升降体 22 分离， 如同图的 (b) 的镂空箭头所示， 从检查室 17 将晶片保持体 15 送回对准区域 S3 的缓冲室。晶片保持体 15 准备下次的晶片 W 的检查。
晶片保持体 15 从检查室 17 搬出后， 如图 11 的 (a) 的镂空箭头所示， 升降体 22 再 次在垂直方向上升， 如同图的 (b) 所示， 通过升降体 22 推压真空吸附的晶片 W 到探针卡 18， 使晶片 W 的多个电极垫和探针卡 18 的多个探针 18A 一并电接触。在晶片 W 与探针卡 18 电 接触的状态下， 实行晶片 W 的电气特性检查。
在进行晶片 W 的高温检查的情况下， 经由升降体 22 的温度调节机构， 通过升降体 22 将晶片 W 加热到规定的温度 ( 例如， 150℃ )。被加热的晶片 W 与探针卡 18 之间有温度 差。因此， 使加热后的晶片 W 与探针卡 18 接触后， 尽管进行晶片 W 的电极垫和探针 18A 的 对准， 在电极垫与探针 18 之间也会产生位置偏移， 难以确保具有信赖性的检查。
于是， 在本实施方式中， 如图 5、 图 11 的 (b) 所示， 从检查室 17 搬出晶片保持体 15 后， 使升降体 22 接触真空吸附在密封部件 21 的晶片 W， 在该状态下加热晶片 W( 预热 )。这 时， 晶片 W， 弹接在密封部件 21 并且与探针卡 18 的全部的探针 18A 接触。由此， 加热晶片 W 后， 通过经由与晶片 W 接触的全部的探针 18A 从晶片 W 至探针卡 18 的直接的热传递和来自 晶片 W 的辐射热， 能够短时间地加热探针卡 18 到规定温度。另外， 晶片 W 和探针 18A 以维 持对准时的接触状态热膨胀， 能够不使位置偏移预热到大致相同的检查温度。能够从预热 之后立即连续地以该状态实行晶片 W 的高温检查， 能够确保检查的信赖性。
在检查完成后， 升降体 22 下降并回到原来的位置。在该期间， 第二晶片搬送机构 16 将晶片保持体 15 搬入检查室 17 内， 并把晶片保持体 15 传递给升降体 22 后， 第二晶片搬 送机构 16 从检查室 17 暂时退出。另一方面， 升降体 22 随着晶片保持体 15 上升， 使保持板 15A 与完成检查的晶片 W 接触。 这时， 停止通过排气机构 24 的真空泵所进行的真空吸附， 使 密闭空间返回到常压后， 在升降体 22 回到原来的位置期间， 第二晶片搬送机构 16 从升降体 22 接收晶片保持体 15 并从检查室 17 退出， 将晶片保持体 15 返还至缓冲室。接着， 第一晶 片搬送机构 12 驱动并将晶片 W 从晶片保持体 15 返还至载置机构 11 的框体 F 内。通过这 些一系列的运行完成晶片 W 的检查。关于其它的晶片 W， 从框体 F 分别搬送到检查区域 S5 的多个检查室 17， 同样地进行检查。
按照以上说明的本实施方式， 在搬出搬入区域 S1 载置框体 F， 使用分别设置在第 一、 第二搬送区域 S2、 S4 的第一、 第二的晶片搬送机构 12、 16， 将通过对准区域 S3 的对准机 构 14 对准的晶片 W 经由晶片保持体 15 搬送至设置在检查区域 S5 的检查室 17， 由于在检查 室 17 能够将通过晶片保持体 15 保持的晶片 W 不进行对准而实施晶片 W 的电气特性检查， 所以能够显著地消减晶片检查装置 10 的设置空间， 并且能够显著地降低设置成本。
另外， 在进行晶片 W 的高温检查的情况下， 使晶片 W 和与探针卡 18 对准后的晶片 W 和以及探针卡 18 真空吸附， 在该状态下通过与晶片 W 接触的升降体 22 将晶片 W 预热至规 定温度， 因此， 晶片 W 和探针卡 18 能够维持对准的状态， 在预热后没必要重新进行晶片 W 与 探针卡 18 的对准， 而且， 能够使晶片 W 的电极垫与探针 18A 不发生位置偏移而进行高温检查， 能够确保高温检查的信赖性。
另外， 按照本实施方式， 由于在检查室 17 仅仅使晶片 W 升降就能进行电气特性检 查， 能够实现检查室 17 的省空间化。另外， 由于在检查区域 S5 中能够在多处具备多层构造 检查室 17， 能够显著地提高检查效率。
第二实施方式
本实施方式的晶片检查装置， 如图 12 ～图 18 所示， 基本来说通过减少第一实施方 式中的晶片检查装置 10 的第一搬送区域 S1， 来使得检查装置省空间化并简化晶片搬送机 构。因此， 以下， 以本实施方式的特征部分为中心进行说明。
即， 本实施方式的晶片检查装置 110， 如图 12(a) 所示， 被分隔为 ： 在装置主体的正 面将晶片 W 以盒单位搬出搬入的形成为细长的搬出搬入区域 S10 ； 在该搬出搬入区域 S10 的右端形成的对准区域 S20 ； 用于沿搬出搬入区域 S10 和对准区域 S20 搬送晶片 W 而形成的 搬送区域 S30 ； 和沿着搬送区域 S20 形成的晶片 W 的检查区域 S40。这些区域 S10 ～ S40， 与第一实施方式相同作为每个区域相互独立的空间而形成。
如图 12 的 (a)、 (b) 所示， 分别在搬出搬入区域 S10、 对准区域 S20、 搬送区域 S30 和检查区域 S40， 分别设置有载置机构 111、 对准室 112、 晶片搬送机构 113 和检查室 114。 另 外， 如图 12(b) 和图 13 所示， 在载置机构 111 的上段设置有晶片 W 的预对准机构 115 和晶 片移载机构 116。因此， 晶片搬送机构 113 从框体 F 向预对准机构 115 搬送未检查的晶片 W， 在预对准机构 115 中进行预对准。晶片移载机构 116 从预对准机构 115 向晶片搬送机构 113 移载预对准后的晶片 W。晶片搬送机构 113， 向对准室 112 搬送该晶片 W， 并且把对准后 的晶片 W 搬送向检查室 114。然后， 晶片搬送机构 113， 从检查室 114 经由设置在载置机构 111 的左端的针跡检查区域 S50 内的针跡检查装置 117 搬送检查完成的晶片 W 到载置装置 111 上的框体 F 内的原来位置。
然后， 晶片搬送机构 113， 如图 12(b) 所示， 包括 ： 基台 113A ； 在基台 113A 上通过 旋转轴能够正反旋转地设置的旋转体 113B ； 在旋转体 113B 上分别个别地在一个方向往返 移动的上下两支臂 113C、 113D ； 升降基台 113A 和臂 113C、 113D 的升降机构 113E ； 和使这些 机构沿着搬送区域 S30 往返移动的移动机构 113F。升降机构 113E， 构成为通过滚珠螺杆 (ball screw)113E1 使基台 113A 和臂 113C、 113D 在上下方向移动。移动机构 113E， 构成为 通过滚珠螺杆 ( 未图示 ) 使基台 113A 和臂 113C、 113D 在轨道 113F1 向横向往返移动。晶 片搬送机构 113、 预对准机构 115 和晶片移载机构的关系在以下进行说明。
预对准机构 115， 如图 12(b) 所示， 包括 ： 将通过晶片搬送机构 113 的下臂 113D 搬送的未检查晶片 W 真空吸附并使其正反旋转的辅助卡盘 115A ； 内置有使辅助卡盘 115A 正反旋转的驱动机构的基台 115B ； 通过辅助卡盘 115A 旋转的晶片 W 的定向平面 (orientation flat) 和凹口等记号的检测用传感器 ( 未图示 )， 并构成为 ： 在晶片 W 通过辅 助卡盘 115A 进行旋转的过程中用传感器检测晶片 W 的记号后， 辅助卡盘 115A 使晶片 W 朝 向一定方向并停止。
另外， 晶片移载机构 116， 如图 12(b)、 图 13 和图 15(b)、 (c) 所示， 包括 ： 为了把持 晶片从支承棒 116A 的周面相互向圆周方向隔着 120°设置为放射状的 3 根把持棒 116B ； 和通过支承棒 116A 使 3 根把持棒 116B 升降的升降机构 116C， 并构成为 ： 这些把持棒 116B 伸缩并把持预对准后的晶片 W 后下降， 且如图 15(b)、 (c) 所示向晶片搬送机构 113 的上臂113C 移载晶片 W。在把持棒 116B 的顶端部形成如图 13 所示的侧面形状折返为コ字状的支 承部 116B1， 并通过支承部 116A1 支承晶片 W 的外周边部。该支承部 116B1 真空吸附并支承 晶片 W 的外周边部。因此， 晶片移载机构 116， 能够在 3 根把持棒 116B 顶端的支承部 116B1 将晶片吸附， 并水平地把持且升降。
从晶片移载机构 116 接过对准后的晶片 W 的晶片搬送机构 113 的上臂 113C， 如图 14 所示将预对准后的晶片 W 通过晶片保持板 118 吸附保持， 并搬送向对准室 112、 检查室 114。在该上臂 113C， 形成有从中央到顶端部附近的矩形状的大孔 113C1。另外， 下臂 113D， 将未检查的晶片 W 从框体 F 搬送至预对准机构 115。
晶片保持板 118， 如图 14 所示形成有与晶片 W 实质上相同的外径。在晶片保持板 118 的外周边部的 6 处形成有在圆周方向隔着等间隔的缺口部 118A， 这些之中的 3 处缺口 部 118A 以把持晶片的 3 根把持棒 116B 的支承部 116B1 穿通的方式形成。另外， 在上臂 16C 形成有对应晶片保持板 118 的缺口部 118A 的小孔 16C2。因此， 晶片移载装置 116， 在 3 根把 持棒 116B 的支承部 116B1 把持预对准后的晶片 W， 当将晶片 W 从预对准机构 115 的辅助卡 盘 115A 移载至晶片保持板 118 上时， 3 根把持棒 116B 的支承部 116B1 穿过晶片保持板 118 的缺口部 118A 和小孔 16C2。
在对准室 112 内， 设置例如图 16(a)、 (b) 所示对准机构 119。该对准机构 119， 如 同图所示， 包括 ： 移动体 119A ； 具有多个突起部 119B1 的定位部件 119B ； 和第一、 第二照相机 119C1、 119C2、 桥 119D， 具备与第一实施方式的晶片检查装置 10 的对准机构 14 相同的构造。 在本实施方式中， 与第一实施方式不同的点是 ： 晶片保持体 118 通过晶片搬送机构 113 的上 臂 113C 搬送到对准室 112 内， 上臂 113C 在对准室 112 内的规定位置以停留在规定的位置 的状态进行晶片 W 的对准。即， 上臂 113C 相当于第一实施方式的晶片保持体 15 的支承体 15B。
在对准室 112 内， 上臂 113C 通过定位部件 119B 被定位在规定位置。因此， 在上臂 113C 的下表面形成与定位部件 119B 的多个突起 119B1 分别嵌合的凹部 113C3， 并构成为 ： 当 上臂 113C 进入对准室 112 内时， 使多个凹部 113C3 与对应的这些突起 119B1 嵌合并就位。 而 且， 移动体 119A 穿过上臂 113C 的孔 113C1， 在孔 113C1 内能够在 XY 方向移动。 移动体 119A， 与第一实施方式同样地从晶片保持体 118 的正下方在垂直方向上升， 在晶片 W 对准后回到 原来的位置。对准后的晶片 W， 通过上臂 113C 与晶片保持体 118 一起从对准室 15 离开， 被 搬向检查室 114。
另外， 检查室 114， 除了将对准后的晶片 W 进行交接的机构与第一实施方式不同之 外， 其它结构与第一实施方式相同。即， 检查室 114， 如图 17 所示与第一实施方式相同， 包 括： 顶板 120、 探针卡 121、 弹簧探针组块 122、 固定环 123 和密封部件 124。与第一实施方式 不同的晶片传递机构， 包括 ： 从进入检查室 114 内的晶片搬送机构 113 的上臂 113C， 使对准 后的晶片 W 与晶片保持体 118 一起在垂直方向升降的升降体 125 ； 和包围升降体 125 进行 上臂 113C 的定位的环状定位部件 126。在定位部件 126 的上表面， 与进入检查室 114 内的 上臂 113C 的凹部 113C3 嵌合的多个突起 126A 以在圆周方向隔着规定间隔的方式形成。这 些突起 126A， 对应于对准室 112 内的定位部件 119B 的多个突起 119B1， 配置在同一 XY 坐标 的位置。因此， 在对准室 112 对准后的晶片 W 的 XY 坐标值在检查室 114 再现。
即， 检查室 114 内的 XY 坐标与对准室 15 的 XY 坐标为镜像关系， 上臂 113C 定位在定位部件 57 上并就位， 在对准室 112 被对准的晶片保持板 118 上的晶片 W 通过升降体 125 提升时， 晶片 W 的多个电极与探针卡 121 的多个探针 1212A 确实地接触。
其次， 对操作进行说明。首先， 在晶片检查装置 110 的各载置机构 111 上载置有 FOUP 等的框体 F。当进行晶片 W 的检查时， 晶片搬送机构 113 驱动， 通过下臂 13D 从框体 F 一片一片地搬出晶片 W， 如图 15(a) 所示搬送晶片 W 到预对准机构 115， 并在此处进行晶片 W 的预对准。之后， 晶片移载机构 116 驱动， 如图 8(b) 所示通过 3 根把持棒 116B 把持并提升 对准后的晶片 W。此时， 晶片搬送机构 113 驱动， 上臂 16C 在吸附晶片保持体 118 的状态下 进入预对准机构 115 和晶片移载机构 116 之间， 并且在晶片 W 的中心与晶片保持体 118 的 中心一致的位置停止。
接着， 晶片移载机构 116 的 3 根把持棒 116B 下降， 且 3 根把持棒 116B 的支承部 116B1 分别穿过晶片保持体 118 的缺口部 118A 和上臂 113C 的小孔 113C2， 将晶片 W 载置在 晶片保持体 118 上。当 3 根把持棒 116B 在上臂 113C 的小孔 113C2 内伸长并放开晶片 W 后， 3 根保持棒 116B 如图 15(c) 所示上升并返回初期位置。当晶片 W 移载到第二晶片搬送机构 113 的上臂 113C 上时， 上臂 113C 从预对准机构 115 返回初期位置。
晶片搬送机构 113 的上臂 113C 如图 16(a) 所示进入到对准室 112 内的定位部件 119B 的正上方后下降， 上臂 113C 的凹部 113C3 与定位部件 119B 的突起 119B1 嵌合， 自动进 行在对准室 112 的上臂 113C 的定位。定位后， 如同图 (b) 的箭头所示移动体 119A 上升。移 动体 119A 上升， 并与第一实施方式相同通过第一、 第二照相机 119C1、 119C2 进行晶片 W 的对 准后， 在移动体 119A 下降的过程中， 移动晶片保持体 118 到上臂 113C 上， 移动体 119A 返回 到初期位置， 晶片 W 的对准完成。在对准后， 上臂 113C 如图 18(b) 的箭头所示把对准后的 晶片 W 与晶片保持体 118 一起从对准室 112 退出， 并将对准后的晶片 W 搬送到规定的检查 室 114。
晶片搬送机构 113 的上臂 113C 如图 17 所示进入检查室 114 内， 通过上臂 113C 的 凹部 113C3 和定位部件 126 的突起 126A， 在检查室 114 内再现在对准室 112 内对准的 XY 坐 标位置。之后， 当升降体 125 上升并在垂直方向抬起晶片保持体 118 时， 晶片 W 的外周边部 与密封部件 124 弹性接触， 并在探针卡 121 与晶片 W 之间形成密闭空间。之后， 与第一实施 方式相同由于通过排气机构对密闭空间进行减压， 晶片 W 真空吸附于密封部件 124。在该 状态下升降体 125 以保持晶片保持体 118 的状态下降， 将晶片保持体 118 移动到上臂 113C 上。之后， 上臂 113C 从检查室 114 退出后， 升降体 125 再次上升向探针卡 121 一侧推压晶 片 W， 使晶片 W 的多个电极与多个探针 121A 电接触， 以进行晶片 W 的电气检查。
在检查完成后， 解除通过排气机构的真空吸附， 密闭空间返回常压后， 在升降体 125 伴随完成检查的晶片 W 返回原来位置的过程中， 晶片搬送机构 113 的下臂 113D 从升降 体 125 接过完成检查的晶片 W 后从检查室 114 退出， 并搬送向针跡检查室 117， 针跡检查后， 通过下臂 113D 搬送晶片 W 到载置机构 111 上的框体 F 的原来位置。由此， 完成一系列的晶 片 W 的检查， 后续的晶片 W 的检查以相同方法进行。
如以上所进行的说明， 按照本实施方式， 与第一实施方式相比能够减少搬送区域， 并更好地实现省空间化。 另外， 伴随搬送区域的减少晶片搬送机构消减， 从机构上来说能够 更好地实现简化。
本发明， 不受限于上述实施方式， 有必要的话能够设计变更各构成元件。 在上述实施方式中， 例如在晶片的检查中真空吸附晶片， 但只要用升降体将晶片压接在密封部件， 在 该期间中就能够停止抽真空。 另外， 本发明的晶片检查装置， 在其构造上也能够适用于预烧 检查装置。