[发明专利]探针卡的定位机构及检查装置

说明书

技术领域

本发明涉及半导体晶圆等被处理体的电特性检查所采用的探针卡的定位机构及检查装置，更详细地讲，涉及使探针卡不在水平方向上错位就能够安装在检查装置内的探针卡的定位机构及检查装置。

背景技术

例如，如图4、图5所示，以往的检查装置包括彼此相邻的装载室L和探针室P。装载室L包括用于以盒为单位收容多张半导体晶圆W的盒收容部、用于将半导体晶圆W逐张地相对于盒输出、输入的晶圆输送机构、用于在利用晶圆输送机构输送半导体晶圆W的期间里将半导体晶圆W预对准的预对准机构。探针室P包括用于保持半导体晶圆W的、能够在X、Y、Z和θ方向上移动的载置台(晶圆卡盘(chuck))1、具有与该晶圆卡盘1上的半导体晶圆W所形成有的多个电极焊盘接触的多个探针2A的探针卡2、用于借助卡支架3(参照图5)夹紧该探针卡2的夹紧机构4(参照图5)、用于安装探针卡2的镶嵌垫环(insert ring)5、固定有镶嵌垫环5的头板(head plate)6、控制装置。测试头T借助连接环8电连接于探针卡2。另外，在图4中，附图标记7是用于与晶圆卡盘1协作而对半导体晶圆W和探针卡2进行对准的对准机构，附图标记7A是上照相机，附图标记7B是下照相机。

在对半导体晶圆W进行检查时，在控制装置的控制下，自装载室L将半导体晶圆W载置在探针室P内的晶圆卡盘1上，晶圆卡盘1和对准机构7协作而对半导体晶圆W的多个电极焊盘和多个探针2A进行对准之后，使多个电极焊盘和多个探针2A电接触而对形成于半导体晶圆W的多个器件进行电特性检查。

然后，例如，如图5所示，探针卡2借助定位机构9相对于头板6向规定的朝向定位。如图5所示，该定位机构9包括在周向上彼此隔开规定间隔地设置在探针卡2的外周缘部的3处定位用的销9A、与这些销9A相对应地设置于镶嵌垫环5的3处定位用的孔9B。定位用的孔9B均形成为直径比销9A的外径大的圆形孔，3处销9A间隙配合在对应的3处孔9B中。通过将定位用的孔9B形成得直径比销9A的外径大，即使探针卡2或者镶嵌垫环5热膨胀，或者探针卡2和镶嵌垫环5错位一些，销9A也能可靠地插入到孔9B内。

在将探针卡2安装于镶嵌垫环5时，将探针卡2调整为规定的朝向并配置在镶嵌垫环5的正下方，自该位置抬起探针卡2而接近镶嵌垫环5时，如图5所示，定位用的销9A插入到镶嵌垫环5的定位用的孔9B内，销9A间隙配合在孔9B内，探针卡2的外周缘部和镶嵌垫环5的内周缘部接触。在该状态下，夹紧机构4夹紧卡支架3，从而将探针卡2安装并固定于镶嵌垫环5。

之后，在检查半导体晶圆W之前，使用对准机构7的下照相机7B，检测探针卡2的多个探针2A的针尖位置作为XYZ坐标值，进行探针对准。

但是，在以往的检查装置的情况下，将探针卡2安装于镶嵌垫环5时，利用定位机构9进行探针卡2相对于镶嵌垫环5的定位，但起到定位机构9的功能的销9A和圆形的孔9B是在彼此之间带有间隙地进行间隙配合的构造，因此，每次安装探针卡2时，都如图5所示那样销9A的轴心自孔9B的轴心在水平方向上错位，探针2A的针尖位置在每次安装探针卡2时都会错位。因此，在反复使用探针卡2的情况下，也存在每次安装探针卡2时都必须进行探针对准这样的课题。另外，在变更晶圆卡盘1的温度的情况下，也存在同样的问题。

发明内容

本发明是为了解决上述课题而做成的，其目的在于提供这样的探针卡的定位机构及检查装置，即，将探针卡不会相对于检查装置的镶嵌垫环或者头板错位就能够准确地安装在规定的位置，特别是即使在反复使用探针卡的情况下，也只要仅进行一次探针对准，就能够省略之后的探针对准。

本发明的技术方案1所述的探针卡的定位机构在将用于对被检查体进行电特性检查的探针卡相对于检查装置的头板或者固定于上述头板的镶嵌垫环能够装卸地安装于该头板或者该镶嵌垫环时，将在周向上彼此隔开规定间隔地设置在上述探针卡的外周缘部的至少3处定位用的销分别插入到与上述至少3处销相对应地设置在上述头板中或者上述镶嵌垫环中的至少3处定位用的孔中，将上述探针卡相对于上述头板或者上述镶嵌垫环定位在上述头板或者上述镶嵌垫环的规定的位置，其特征在于，上述定位用的孔形成为朝向与上述探针卡的径向实质上一致的长孔，而且，上述长孔的整个内周面形成为朝向上述销的插入方向逐渐缩小的锥形面。

另外，本发明的技术方案2所述的探针卡的定位机构的特征在于，在技术方案1所述的发明中，在上述长孔的缩小端，短轴的长度形成得短于上述销的直径。