6探针卡
[0057]37接触探针(接触件)
[0058]38波纹管(能够变形的筒状部件)
[0059]40卡盘头
[0060]64 (用于保持探针卡的)第一真空机构
[0061]80 (用于连结波纹管的)第二真空机构
[0062]92 (用于保持过驱的)第三真空机构
[0063]94真空源
[0064]98B压力传感器
[0065]102 控制器。
【具体实施方式】
[0066]以下说明本发明的优选实施方式。首先，参照图1?图5说明能够应用本发明的检查用压力设定值决定方法的晶片检查装置的结构和作用。
[0067](系统整体的布局)
[0068]图1和图2中概要表示该晶片检查装置的整体结构。图示的晶片检查装置10包括立体地收纳安装有探针卡的多个探测器的晶片检查室12。如图1的俯视图所示，该晶片检查室12的内部划分为:对在检查对象的晶片上形成的多个半导体器件进行晶片等级的电特性的检查的检查区域14;进行晶片和探针卡的搬入/搬出、控制类的人机交互的搬入搬出区域16;和设置在检查区域14与搬入搬出区域16之间的搬送区域18。
[0069]如图2的侧视图所示，检查区域14中，晶片检查用的界面或作为试验装置的试验组入型的探测器20在多层例如3层的各个中以水平一列的方式配置有多个。在各个层中，对排列成水平一列的多台(例如6台)探测器20，在下方设置有能够在排列方向(水平方向)移动的一台移动工作台22，并且在靠搬送区域18的前方或侧方设置有能够在该方向移动的一台摄像机24。移动工作台22能够水平移动以访问各探测器20的正下方位置，且具有多轴的移动机构，能够使载置晶片的卡盘头在水平面内和铅直方向移动，使得对安装于各探测器20的探针卡，进行检查对象的晶片的定位、按压或取回等。摄像机24用于各探测器20的晶片定位等。
[0070]搬入搬出区域16划分出多个收纳空间26。这些收纳空间中设置有:接受收纳一定数量的晶片的容器例如FOUP的装载口 26a;进行晶片搬送上的定位的校准器26b;进行在该晶片检查装置10中预定使用或使用完成的探针卡的搬入/搬出的探针卡装载部26c;和统一控制该晶片检查装置10内的各部分的系统控制器26d等。
[0071]在搬送区域18中，配置有能够在三维方向上移动的搬送机械手28，其不仅能够在该搬送区域18内移动，也能够自由地访问检查区域14和搬入搬出区域16。该搬送机械手28在装载口 26a与检查区域14内的任意的探测器20之间进行检查前或检查完成的晶片的搬送，并且在探针卡装载部26c与检查区域14内的任意的各探测器20之间进行被更换的新旧探针卡的搬送。关于晶片搬送，搬送机械手28具有一对搬送臂29，以“拾取和放下”的方式，首先从对方侧将晶片接收到一方的搬送臂29，之后由另一方的搬送臂29将自己搬送来的另一晶片交给对方侧。
[0072]这样，在该晶片检查装置10中，在晶片检查室12内安装有探针卡的探测器20在多层中立体地配置有多个。在各层中对于排列为水平一列的多个探测器20共用一台移动工作台22，在该移动工作台22对一个探测器20的探针卡进行晶片的按压或取回的期间，由其它的探测器20对另外的晶片进行检查。探测器20的装置结构，特别是卡盘头周围的装置结构简单，通过探测器20的立体集约配置使得检查室12的空间效率(特别是空间占用)优异。
[0073](探测器周围的结构)
[0074]图3表示该实施方式的探测器20的主要结构。该探测器20—体地组装有试验器30，包括:在试验器30的主板32经由厚板状的弹力架34可装卸地安装的探针卡36;配置在该探针卡36的周围的能够伸缩的筒状部件例如波纹管38;与探针卡36相对且载置检查对象的晶片W的厚板状的卡盘头40。
[0075]在弹力架34的中心部，形成有具有比探针卡36小一圈的口径的贯通孔或弹力块安装孔42。在该弹力块安装孔42以能够装卸的方式插嵌有保持多个弹力针44的大致圆柱状的弹力块46。各弹力针44由于后述的第一真空机构64作用于探针卡36和弹力架34的真空吸引力，其前端(下端)弹性地与探针卡36的上表面的各对应的电极加压接触，顶部(上端)按压于主板32的各对应的电极。
[0076]在探针卡36，针状的接触件或接触探针37以规定的配置图案安装有多个。各接触探针37的前端从探针卡36的下表面突出，与在卡盘头40上的晶片W的表面设置的各对应的电极垫相对。
[0077]在弹力架34与主板32之间利用环状的间隔件48形成有间隙50。该间隙50由在弹力块安装区域的周围配置的环状的密封部件52在半径方向上截断。此外，在弹力架34与探针卡36之间，也由在弹力块安装区域的周围配置的环状的密封部件54将两者间的间隙56在半径方向上截断。由此，形成由主板32、探针卡36和密封部件52、54包围的能够密闭的吸引空间58。
[0078]该吸引空间58经由在弹力架34的周边部形成的气体流路60和外部配管62与用于保持探针卡的第一真空机构64连接。第一真空机构64具有真空栗或工厂真空设备等真空源，将吸引空间58减压至规定的负压力，并稳定地维持该减压状态。由此，探针卡36和弹力架34受到由吸引空间58的压力(负压)和周围的压力的压差所产生的向上的力，稳定地固定于主板32。
[0079]波纹管38是金属制成的蛇腹构造体，构成为在与探针卡36的板面垂直的方向即上下方向上自由伸缩。波纹管38的上端与弹力架34的下表面结合。波纹管38的下端能够经由环状的下部凸缘68以能够由真空吸引力装卸的方式与卡盘头40的周围部的上表面结合。
[0080]更详细地说，卡盘头40的上表面被分割为:载置晶片W的中心部或晶片载置面40a;和在该晶片载置台40a的半径方向外侧环状延伸的周边部或波纹管连结面40b。在该波纹管连结面40b固定有同心圆状地配置口径不同的两个O形环70a、70b而成的密封部件70。两个O形环70a、70b比波纹管连结面40b高出一部分。被两个O形环70a、70b夹着的环状的空间74以两个O形环70a、70b的顶面与下部凸缘68的下表面接触的状态，成为能够密封的吸引空间。
[0081]该吸引空间74经由在卡盘头40的内部形成的气体流路76和外部配管78与波纹管连结用的第二真空机构80连接。第二真空机构80具有真空栗或工厂真空设备等的真空源，吸引空间74的容积小，因此能够瞬间将密闭的吸引空间74从大气压减压至规定的负压力。通过该抽真空，对下部凸缘68作为基于吸引空间74的压力(负压)与周围的压力即大气压的压差而产生的向下的力，波纹管38的下端经由下部凸缘68和密封部件70与卡盘头40的波纹连结面40b结合。
[0082]如上所述，在波纹管38的下端与卡盘头40的波纹管连结面40b结合的状态下，在探针卡36、波纹管38、卡盘头40之间形成能够密封的吸引空间或围绕空间82。该围绕空间82经由形成在弹力架34的内部的气体流路84、86和外部的配管89、90与过驱保持用的第三真空机构92连接。
[0083]该第三真空机构92具有真空栗或工厂真空设备等的真空源，即使围绕空间82的容积相当大，也能够将围绕空间82高速、短时间地从例如大气压附近的基准压力减压至能够得到所需的真空吸引力的负的设定压力。通过该抽真空，对卡盘头40作用基于围绕空间82的压力(负压)与周围的压力即大气压的压差而产生的垂直向上的力，卡盘头40上的晶片W抵抗卡盘头40的重力和接触探针37的弹性反作用力等被按压于探针卡36。
[0084](晶片检查的可动部的动作)
[0085]图4中表示该实施方式的探测器20中进行一次的晶片检查时的控制器102(图6)的主要控制顺序。探测器20内的各部分在控制器102的控制下动作。以下，参照图4和图5A?图5D说明一次晶片检查中的可动部的主要动作。另外，第三真空机构92使用的检查用压力设定值Ps预先决定。
[0086]如图5A所示，卡盘头40在晶片检查之前，从波纹管38脱离，在与探针卡36隔开足够大的空间的下方位置支承于移动工作台22。在该状态下，搬送机械手28(图1)将检查对象的晶片W载置在卡盘头40上(步骤So)。载置在卡盘头40上的晶片W由卡盘头40所具有的真空式或机械式的卡盘机构(未图示)固定保持。此时，第一真空机构64保持为打开(ON)状态，第二真空机构80、第三真空机构92保持为关闭(OFF)状态。
[0087]如上所述，晶片W载置在卡盘头40上之后，利用摄像机24(图2)和移动工作台22的水平移动部22a在探针卡36与晶片W之间进行水平面内的定位。水平移动部22a具有X轴移动部(未图示)和Y轴移动部(未图示)。移动工作台22在水平移动部22a之上多级地重叠设置有Z轴移动(升降)部22b和Θ轴移动部(未图示)，能够以工作台整体进行ΧΥΖΘ的4轴移动。图5中以点划线23描绘的水平线示意性地表示基底的用于使移动工作台22在X方向上移动的例如包含线性电机的X方向移动部的导轨。移动工作台22的水平移动部22a总是在一定的高度位置移动或静止。
[0088]在上述定位之后，移动工作台22使Z轴移动部22b动作，将卡盘头40向垂直上方推压。这样的话，如图5B所示，在卡盘头40的波纹管连结面40b突出设置的密封部件70(0形环70a、70b)与下部凸缘68的下表面接触