探针卡保持装置以及检查装置

技术领域

本发明涉及探针卡保持装置以及检查装置。

背景技术

将形成有半导体元件的晶圆载置于载台上，并且通过自测试器经由探针等对半导体元件供给电流，从而检查半导体元件的电气特性的检查装置为人所知。

在专利文献1中，公开了夹紧探针卡的外缘，从而防止探针卡的落下的探针卡的夹紧机构。

<现有技术文献>

<专利文献>

专利文献1：(日本)特开2011－64659号公报

发明内容

<本发明要解决的问题>

在一个方面中，本发明提供一种用于防止探针卡的破损的探针卡保持装置以及检查装置。

<用于解决问题的手段>

为了解决上述课题，根据一个实施方式，提供一种探针卡保持装置，包括：框架，其通过真空吸附来保持探针卡；密封部，其设于上述框架，并且与上述探针卡接触而形成密闭空间；配置部，其在将上述探针卡保持于上述框架时，用于对形成于上述探针卡的外周部的第一卡合部进行配置；第二卡合部，其能够在避开上述配置部的位置和与上述配置部重叠的位置之间切换；以及驱动部，其用于驱动上述第二卡合部，在真空吸附解除，并且上述第一卡合部与上述第二卡合部卡合时，上述探针卡在上述密封部维持与上述探针卡的密封的状态下被保持。

<发明的效果>

根据一个方面，能够提供一种用于防止探针卡的破损的探针卡保持装置以及检查装置。

附图说明

图1是概略说明基板检查装置的构成的水平剖视图的一个例子。

图2是概略说明检查装置的构成的剖视图的一个例子。

图3是探针卡的立体图的一个例子。

图4是探针卡脱落防止装置的俯视图的一个例子。

图5是检查装置的部分放大剖视图的一个例子。

具体实施方式

以下，参照附图对用于实施本公开的方式进行说明。在各附图中，有时对相同构成部分付与相同附图标记，并省略重复的说明。

(检查装置)

在本实施方式的基板检查装置10中，使用图1进行说明。图1是概略说明本实施方式中的基板检查装置10的构成的水平剖视图的一个例子。

基板检查装置10包括壳体11。在壳体11内具有检查区域12、搬出入区域13、以及搬运区域14。

检查区域12是用于对形成于晶圆W的各半导体元件的电气特性进行检查的区域。在检查区域12中设有多个检查室12a。在各检查室12a中，配置有检查装置15。另外，在图1中，检查室12a图示为在水平方向设有多个，但不限于此，也可以在高度方向设有多个。

搬出入区域13是进行相对于检查区域12的晶圆W等的搬出入的区域。搬出入区域13划分为多个容纳空间16。容纳空间16例如具有晶圆搬出入口16a、探针卡装载口16b、以及控制部容纳口16c。晶圆搬出入口16a容纳作为用于容纳多个晶圆W的容器的FOUP17。探针卡装载口16b容纳用于探针卡100(图2参照)搬入且搬出的探针卡装载机18。控制部容纳口16c容纳用于控制基板检查装置10的各构成要素的动作的控制部19。

搬运区域14是设于检查区域12和搬出入区域13之间的区域。在搬运区域14中，设有不只能够在搬运区域14自由移动而且能够向检查区域12、搬出入区域13自由移动的搬运装置20。搬运装置20自晶圆搬出入口16a的FOUP17接收晶圆W，并将其搬运至检查室12a的检查装置15。另外，搬运装置20将结束半导体元件的电气特性检查的晶圆W自各检查室12a的检查装置15搬运至晶圆搬出入口16a的FOUP17。

在基板检查装置10中，各检查装置15对搬运来的晶圆W的各半导体元件的电气特性进行检查。这里，搬运装置20在向一个检查装置15搬运晶圆W的时候，其他的检查装置15能够对其他的晶圆W的各半导体元件的电气特性进行检查。由此，晶圆W的检查效率提高。

另外，搬运装置20自检查室12a的检查装置15接收探针卡100，并将其搬运至探针卡装载口16b的探针卡装载机18。另外，搬运装置20自探针卡装载口16b的探针卡装载机18接收新的探针卡100，并将其搬运至检查室12a的检查装置15。这样，基板检查装置10构成为能够更换探针卡100。

接下来，使用图2进一步对检查装置15进行说明。图2是概略说明本实施方式的检查装置15的构成的剖视图的一个例子。

检查装置15具有测试器30、接口部40、卡盘顶部60、对准器61。接口部40具有弹簧框架41、弹簧块42、密封部件43、44、以及波纹管45。

测试器30设置在固定于装置框架(未图示)的弹簧框架41之上。探针卡100安装于弹簧框架41的下部。

探针卡100在其上表面设有许多的电极(未图示)。探针卡100在其下表面设有许多的接触探针101。各接触探针101分别与对应的电极(未图示)相连接。将晶圆W抵接于探针卡100时，接触探针101与形成于晶圆W的各半导体元件的电极片、焊料凸块电连接。许多的接触探针101例如构成为能够一起接触晶圆W的整个面。由此，能够同时对许多的半导体元件的电气特性进行检查，从而能够缩短检查时间。

弹簧框架41具有贯通孔41a。贯通孔41a中插嵌有许多的弹簧销42a排列形成的弹簧块42。弹簧销42a与测试器30具有的检查电路(未图示)以及设于探针卡100的上表面的电极(未图示)相连接。

在弹簧框架41的上表面设有密封部件43。由此，形成由测试器30、弹簧框架41、以及密封部件43包围的密闭空间40a

在弹簧框架41的下表面设有密封部件44。由此，形成由弹簧框架41、探针卡100、以及密封部件44包围的密闭空间40b。

在弹簧框架41的内部形成有排气路径46。排气路径46的一端与自真空机构48延伸的配管相连接。排气路径46的另一端在中途分支，从而与密闭空间40a以及密闭空间40b相连接。真空机构48包括真空泵。通过借助真空机构48抽真空，密闭空间40a被减压，测试器30真空吸附于弹簧框架41。另外，密闭空间40b被减压，探针卡100真空吸附于弹簧框架41。

在弹簧框架41的下表面设有围绕探针卡100的配置区域而成的圆筒状的波纹管45。在波纹管45的下端和卡盘顶部60之间设有密封部件(未图示)。由此，在波纹管45内形成密闭空间45a。

在弹簧框架41的内部形成有排气路径47。排气路径47的一端与自真空机构49延伸的配管相连接。排气路径47的另一端与密闭空间45a相连接。真空机构49包括真空泵。通过借助真空机构49抽真空，密闭空间45a被減圧，卡盘顶部60真空吸附于弹簧框架41。

卡盘顶部60用于保持吸附晶圆W。对准器61设于卡盘顶部60的下方，用于支承卡盘顶部60。对准器61使卡盘顶部60在水平方向移动，并且以垂直轴为旋转轴使卡盘顶部60旋转。由此，对准器61对晶圆W进行对位，使得晶圆W正对探针卡100。另外，对准器61通过升降部61a使卡盘顶部60上下移动。由此，通过卡盘顶部60和波纹管45形成密闭空间45a，通过借助真空机构49对密闭空间45a抽真空，卡盘顶部60真空吸附于弹簧框架41。另外，载置于卡盘顶部60的晶圆W与接触探针101抵接。需要说明的是，对准器61设为对于同一层的六个检查装置15(参照图1)是共用的，其能够沿检查室12a排列的方向移动。在一个检查装置15的卡盘顶部60处于真空吸附的状态下，对准器61能够进行其他的检查装置15的卡盘顶部60的对位等。

另外，检查装置15具有探针卡脱落防止装置200，其在停止探针卡100的真空吸附时，用于保持探针卡100。使用图3至图5进一步对探针卡脱落防止装置200进行说明。

首先，使用图3进一步对被探针卡脱落防止装置200保持的探针卡100进行说明。图3是探针卡100的立体图的一个例子。需要说明的是，图3是自上方观察探针卡100的立体图。

探针卡100具有板状的探针卡主体110。在探针卡主体110的下表面形成有多个接触探针101(参照图2)。

探针卡主体110的上表面的外周设有对位托架120。对位托架120以自探针卡主体110的外周朝向外侧突出的方式设置。在图2所示例子中，等间隔地设有三个对位托架120。在将探针卡100安装于弹簧框架41时，对位托架120与后述缺口部211嵌合，从而进行探针卡100的对位。另外，也可以是三个对位托架120中的至少一个对位托架120的形状与其他的对位托架120的形状不同。由此，能够防止误安装。

在探针卡主体110的上表面的外周设有卡合托架130。卡合托架130以自探针卡主体110的外周朝向外侧突出的方式设置。在图2所示例子中，等间隔地设有三个卡合托架130。在将探针卡100安装于弹簧框架41时，卡合托架130配置于后述缺口部212。另外，三个卡合托架130也可以形状不同。

接下来，使用图4和图5对探针卡脱落防止装置200进行说明。图4是探针卡脱落防止装置200的俯视图的一个例子，图4的(a)表示第一状态，图4的(b)表示第二状态。需要说明的是，图4是自下观察探针卡脱落防止装置200时的图。另外，图4在安装有探针卡100的状态下进行图示。另外，在图4中，省略了接触探针101(参照图2)的图示。

探针卡脱落防止装置200具有环状部件210、卡合环220、以及驱动装置230。

环状部件210固定于弹簧框架41的下表面，并且配置于密封部件44的外侧。在环状部件210的内周侧具有缺口部211、212。在将探针卡100安装于弹簧框架41时，缺口部211与对位托架120嵌合。在将探针卡100安装于弹簧框架41时，缺口部212用于配置卡合托架130。在环状部件210的外周侧，形成有以使卡合环220旋转自如的方式引导该卡合环220的引导部213(参照图5)。

卡合环220借助环状部件210被安装为相对于弹簧框架41旋转自如。卡合环220在内周侧形成有卡合部221。

驱动装置230用于旋转驱动卡合环220。驱动装置230例如具有伸缩的汽缸231、以及自卡合环220的外周延伸的联接杆232。汽缸231以后端摆动自如的方式被支承。通过汽缸231伸缩，能够借助联接杆232使卡合环220旋转。由此，驱动装置230能够在作为卡合部221位于避开缺口部212的位置的状态的第一状态(参照图4的(a))和作为卡合部221位于与缺口部212重叠位置的状态的第二状态(参照图4的(b))之间切换。

需要说明的是，卡合环220以及驱动装置230的构成不限于此。只要构成为能够在卡合部221位于避开缺口部212的位置的状态(第一状态)和卡合部221位于与缺口部212重叠位置的状态(第二状态)之间切换即可。需要说明的是，根据图3所示构成，优选通过一个驱动装置230能够切换三个卡合部221的状态。

图5是本实施方式的检查装置15的部分放大剖视图的一个例子。

这里，用于将探针卡100保持于弹簧框架41的探针卡保持装置包括弹簧框架41、密封部件44、真空机构48、以及探针卡脱落防止装置200。

图5的(a)中示出了安装探针卡100前的状态。卡合环220处于卡合部221位于避开缺口部212的位置的状态(第一状态，参照图4的(a))，缺口部212朝向下方开口。

图5的(b)中示出了安装探针卡100的状态。例如，搬运装置20自下支承对位托架120，从而将探针卡100抬起，并将探针卡100安装于弹簧框架41的下表面。此时，通过对位托架120与缺口部211嵌合，进行探针卡100的对位。另外，卡合托架130配置于缺口部212。另外，密封部件44与探针卡主体110的上表面相接，从而形成密闭空间40b。通过借助真空机构48对密闭空间40b抽真空，探针卡100被真空吸附于弹簧框架41。

图5的(c)中示出了使探针卡脱落防止装置200起作用的状态。通过驱动装置230使卡合环220旋转，成为卡合部221位于与缺口部212重叠位置的状态(第二状态，参照图4的(b))。由此，在配置于缺口部212的卡合托架130的下方配置卡合部221。之后，用于支承探针卡100的搬运装置20自检查室12a退避。

需要说明的是，虽然作为如下方式进行了说明，即，通过搬运装置20将探针卡100安装于弹簧框架41的下表面，在探针卡100被真空吸附之后，使探针卡脱落防止装置200成为第二状态，搬运装置20自检查室12a退避，但不限于此。例如，也可以是通过搬运装置20将探针卡100安装于弹簧框架41的下表面，使探针卡脱落防止装置200成为第二状态，在探针卡100被真空吸附之后，搬运装置20自检查室12a退避。

这里，卡合托架130与卡合部221具有间隙200a地分离。即，探针卡保持装置通过真空吸附将探针卡100固定于弹簧框架41。因此与将探针卡100的外周机械夹紧的构成相比较，能够抑制探针卡100的变形。

这里，图5的(d)中示出了例如因真空机构48的真空泵的停止等导致真空吸附解除的状态。如图5的(d)所示，在真空吸附解除的状态下，由于探针卡100的卡合托架130与卡合部221卡合，从而探针卡100不再落下。由此，能够防止探针卡100因落下导致的破损。

另外，在图5的(d)所示状态中，密封部件44维持与探针卡100的上表面的密封(接触)。因此，通过使真空机构48再次运转，能够对密闭空间40b进行减压，从而使真空吸附容易地恢复，能够返回图5的(c)的状态。即，能够省去例如由搬运装置20接收探针卡100，并再次将其安装于弹簧框架41的处理。

另外，图5的(c)所示间隙200a比卡合托架130的板厚小。由此，在图5的(d)所示状态中，能够使之成为卡合托架130的上侧配置于缺口部212内的状态。由此，使真空机构48再次运转时，能够省去探针卡100的再次对位。

如上所述，探针卡保持装置能够在弹簧框架41的下表面真空吸附探针卡100。另外，在真空吸附解除的状态下，也能够防止探针卡100因落下导致的破损。另外，通过使真空机构48再次运转，能够使真空吸附容易地恢复。

以上，对基板检查装置10进行了说明，但本发明不限于上述实施方式等，在权利要求书中记载的本发明的要旨范围内，能够进行各种的变形、改良。

虽然以基板检查装置10具有多个检查室12a，能够同时对多个晶圆W进行检查的构成为例进行了说明，但不限于此，在具有一个检查室的基板检查装置中，也能够适用上述的探针卡保持装置。

卡合托架130的数量不限于三个，为两个以上即可。另外，例如卡合部221相对于探针卡100的径向进出的构成的情况下，卡合托架130也可以为一个，例如遍布整周地形成。另外，对位托架120和卡合托架130也可以一体形成。