晶片检查装置中的检查用压力设定值决定方法_3

文档序号:9843021阅读:来源:国知局
时或刚接触之后,波纹管连结用的第二真空机构80打开,波纹管38与卡盘头40连结(步骤S1) ο当波纹管38与卡盘头40连结时,在探针卡36、波纹管38、卡盘头40之间形成能够密闭的围绕空间82。在该时刻,第三真空机构92仍保持关闭状
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[0089]在工作台22的Z轴移动部22b的上部,设置有与卡盘头40的下表面相对的距离传感器或高度传感器25。该高度传感器25例如光学性地测定从该传感器到正上方的对象物(卡盘头40)的距离,将距离测定值以电信号输出。控制器102通过施加于Z轴移动(升降)部22b的控制信号、或者通过从Z轴移动(升降)部22b内的位置传感器(例如编码器)接收到的位置检测信号MZ,一直掌握高度传感器25的高度位置。由此,控制器102能够根据高度传感器25的输出信号(距离测定值)随时测定或监控卡盘头40的高度位置。
[0090]如上所述将波纹管38连结于卡盘头40之后,移动工作台22使Z轴移动(升降)部22b动作,继续进行卡盘头40的上推。然后,晶片W的表面与探针卡36的接触探针37的前端接触之后仍然抵抗接触探针37的弹性反作用力上推,在卡盘头40的高度位置H到达检查用的规定高度位置Hs时,即在接触探针37得到预先设定的过驱量OD的位移时,停止上推动作(步骤S2)。通过该过驱动作,各接触探针37的前端破坏并擦过晶片W表面的保护膜、污染膜,与各对应的电极垫良好地进行加压接触。这样,如图5C所示,在探针卡36与晶片W之间确立了预先设定的过驱量OD的加压接触状态。
[0091]在该实施方式中,如上所述移动工作台22的Z轴移动部22b的卡盘头40的上推和过驱动作完成,在探针卡36与晶片W之间确立了规定压力的加压接触状态的状态下,用于保持过驱量的第三真空机构92打开。该真空机构92将围绕空间82从之前的大气压附近的压力抽真空至预先设定的真空压力的检查用压力设定值Ps(步骤&)。通过该抽真空,在卡盘头40作用基于围绕空间82内的真空压力与周围的大气压的压差而产生的垂直向上的力,在探针卡36与晶片W之间保持预先设定的过驱量OD的加压接触状态。之后,如图5D所示,Z轴移动(升降)部22b下降移动,移动工作台22从卡盘头40离开(步骤S4) ο之后,移动工作台22向同层的其它探测器20移动。
[0092]在该探测器20中,如上所述利用由第三真空机构92提供给围绕空间82的真空压力或真空吸引力将探针卡36与晶片W之间保持一定的加压接触状态的状态下,试验器30动作(步骤S5) ο试验器30经由主板32和探针卡36(接触探针37)实施对晶片W的晶片等级的电特性检查。
[0093]在该实施方式的探测器20中,通过第三真空机构92的抽真空在围绕空间82内对探针卡36与晶片W之间施加的真空吸引力,与之前通过移动工作台22进行的卡盘头40的上推对探针卡36与晶片W之间施加的推压力大致精确地一致。由此,即使用于形成或保持两者(36、W)间的加压接触状态的加压力施加机构从移动工作台22的卡盘头上推转移至真空吸引力,过驱量也能够不改变而保持在设定值,因此,能够正常地进行对晶片W的晶片检查。此夕卜,探针卡36的接触探针37或晶片W表面的电极垫不会受到超过所需的过驱量的过大的加压力而损伤。
[0094]试验器30的晶片等级的电特性检查结束时,移动工作台22回到卡盘头40的下方(步骤S6)。与该时机相配合地,第三真空机构92停止抽真空,用规定时间进行使围绕空间82从之前的减压状态切换为大气压附近的初始状态的动作(压力恢复动作)(步骤S7)。通过该压力恢复动作,之前将卡盘头40上的晶片W向探针卡36按压的真空吸引力变弱,卡盘头40下降,晶片W离开探针卡36 ο最终卡盘头40落座于移动工作台22上(步骤S8)。
[0095]之后,第二真空机构80停止抽真空,将吸引空间74从之前的减压状态切换为大气压附近的初始状态。吸引空间74的容积小,因此该切换能够瞬时完成,下部凸缘68能够从卡盘头40的波纹管连结面40b分离。于是,移动工作台22使卡盘头40进一步下降,由此卡盘头40移动到与图4A相同的高度位置,等待搬送机械手28(图1)到来。搬送机械手28到达卡盘头40的附近时,将完成检查的晶片W从卡盘头40搬出(步骤S9),代替它,将接着要接受该探测器20的检查的新的晶片W载置到卡盘头40上。之后,对该新的晶片W重复进行与上述同样的动作(步骤S1-S9 )。
[0096](过驱保持用真空机构的结构)
[0097]此处,参照图6说明用于保持过驱的第三真空机构92的结构。
[0098]该真空机构92,不仅对在探针卡36、波纹管38、卡盘头40之间形成的能够密闭的围绕空间82提供用于产生真空吸引力的负压,还提供用于产生脱离力的正压。因此,真空机构92作为压力源,不仅具有包括真空栗或工厂真空设备的真空源94,还具有压缩机等压缩空气源96。进而,真空机构92具有电动气动调节器98、电磁切换阀100作为其它的主要构成部件。此处,电动气动调节器98由比例控制阀98A、压力传感器98B和阀控制部98C构成。控制器102控制真空机构92内的各部分的动作或状态。
[0099]更详细地说,真空源94的输出口经由配管104与电动气动调节器98的比例控制阀98A的端口 a连接。另一方面,压缩空气源96的输出口经由配管106与比例控制阀98A的端口 b连接。
[0100]比例控制阀98A在上述端口a、b之外还具有端口 c,在比例控制阀98A的内部,端口
a、b与端口 c并联连接。电动气动调节器98将输入比例控制阀98A的端口 a的负的压力和输入端口 b的正的压力以任意的比例混合,能够将端口 c的压力控制为规定范围内的任意的设定值。此处,上述范围的下限与真空源94的输出(负压)的值对应,上限与压缩空气源96的输出(正压)的值对应。比例控制阀98A的端口 c经由配管108与电磁切换阀100的端口 d连接。
[0101]电磁切换阀100在上述端口d之外还具有端口e、f,在内部,端口 e、f中的任一方有选择地与端口 d连接。于是,端口 e经由上述配管90和弹力架34的内部流路86与围绕空间82连接。在配管90的途中设置有电动气动调节器98的压力传感器98B。端口 f经由上述配管88和弹力架34的内部流路84与围绕空间82连接。
[0102]压力传感器98B如上所述构成电动气动调节器98的一部分。表不压力传感器98B的输出信号即流路90内的压力的压力测定值信号MP1被传递至阀控制部98C。对于围绕空间82的压力,阀控制部98C比较指示来自控制器102的压力设定值的设定压力值信号SP1和来自压力传感器98B的压力测定值信号10^而生成比较误差,对比例控制阀98A的内部的阀致动器进行驱动控制,使得该比较误差接近零。
[0103]在该实施方式中,不仅阀控制部98C从压力传感器98B输入压力测定值信号MP,控制器102也同样取入压力测定值信号MP。控制器102能够通过压力传感器98B或者通过设置于配管88或配管90的其它压力传感器(未图示),随时取得表示围绕空间82的当前的压力的压力测定值。在该实施方式中,由电磁切换阀100、配管88、90、108和控制器102形成真空机构92的气体流路网路。在该气体流路网路中,设置有用于将围绕空间82向大气开放的大气端口或开放阀(未图示)。
[0104](实施方式中的作用(检查用压力设定值决定处理))
[0105]如上所述,在该实施方式中,通过第三真空机构92的抽真空在围绕空间82内对探针卡36与晶片W之间施加的真空吸引力的压力,与此前通过移动工作台22的卡盘头上推动作对探针卡36与晶片W之间施加的按压力的压力大致精确地一致。这是因为,对于在探测器20使用的各个探针卡36,用于保持过驱的第三真空机构92在控制器102的控制下将围绕空间82内的压力减压至与通过后述的本实施方式的检查用压力设定值决定处理(方法)决定的检查用压力设定值Ps。
[0106]另外,在该实施方式中,控制器102不仅控制真空机构92内的各部分的动作,也进行用于执行探测器20的检查用压力设定值决定处理的一切控制。控制器102包含微处理器(CPU),执行能够从半导体存储器、光盘、磁盘、磁带等记录介质读出的、或者能够通过网络从其它计算机例如系统控制器26d(图1)下载的所需的程序。此外,在该实施方式中,控制器102表示为一个控制单元,但也可以采用多个控制单元并列地或分层次地承担控制器102的功能的方式。
[0107]以下,详细说明该实施方式的检查用压力设定值决定处理(方法)。该检查用压力设定值决定处理包含后述的基准压力实测处理、基准高度位置计算处理和检查用压力设定值实测处理的能够分割的三个处理。通常,检查用压力设定值决定处理在该探测器20中更换探针卡36时(即安装新的探针卡36时)或变更过驱量的设定值时实施。
[0108]参照图7?图9说明基准压力实测处理。图7表示基准压力实测处理的主要顺序(特别是控制器102的控制顺序)。
[0109]首先,在基准压力实测处理之前,使用摄像机24(图2),在探针卡36与卡盘头40之间进行水平面内的定位。即,使移动工作台22的水平移动部22a移动至探针卡36和晶片W的位置匹配的XY坐标位置。在该定位后,控制器102通过移动工作台22的Z轴移动(升降)部22b将卡盘头40铅垂地上推(步骤S1Q),使波
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