JP2003177158A - プローブカード交換装置 - Google Patents

プローブカード交換装置

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JP2003177158A JP2001379376A JP2001379376A JP2003177158A JP 2003177158 A JP2003177158 A JP 2003177158A JP 2001379376 A JP2001379376 A JP 2001379376A JP 2001379376 A JP2001379376 A JP 2001379376A JP 2003177158 A JP2003177158 A JP 2003177158A
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Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【課題】独立したカードクランプ機構が必要でなくコス
トを低減することができると共にプローブカードの交換
時間を短縮することができ、しかも載置台の損傷を無く
すことができるプローブカード交換装置を提供する。 【解決手段】ヘッドプレート１４の下面側の切り欠き部
１４Ａ内に設けられ且つテストヘッド１５と導通可能に
接続されるプローブカード１３を交換する装置であっ
て、プローブカード１３をテストヘッドと導通可能に載
置するカード載置機構２１と、このカード載置機構２１
をプローバ室１１内で前後方向に摺動させる摺動機構と
を備え、且つ、カード載置機構２１はプローブカード１
３をテストヘッドのインサートリング１６に接続、固定
するエアシリンダ２４を有する。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、プローブカード交
換装置に関し、更に詳しくは、プローブカードの交換を
短時間で行うことができると共にコスト低減を実現する
ことができるプローブカード交換装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来のプローブ装置は、例えば図５の
（ａ）、（ｂ）に示すように、ウエハＷを搬送するロー
ダ室１と、ローダ室１から引き渡されたウエハＷの電気
的特性検査を行うプローバ室２とを備えて構成されてい
る。ローダ室１にはカセット収納部３と、ウエハＷをロ
ーダ室１へ搬送するウエハ搬送機構４と、ウエハ搬送機
構４を介してウエハＷを搬送する過程でそのオリフラま
たはノッチを基準にしてプリアライメントするサブチャ
ック５とが配設されている。また、プローバ室２には、
ウエハ搬送機構４からプリアライメント後のウエハＷを
載置し且つＸ、Ｙ、Ｚ及びθ方向へ移動する検査用の載
置台（メインチャック）６と、メインチャック６上のウ
エハＷを正確に位置合わせする位置合わせ機構（アライ
メント機構）７と、アライメント機構７による位置合わ
せ後のウエハＷの電極パッドと電気的に接触するプロー
ブ８Ａを有するプローブカード８とが配設されている。
プローブカード８はプローバ室２の上面を形成するヘッ
ドプレート９にカードクランプ機構（図示せず）を介し
て固定されている。
【０００３】また、プローバ室２にはテストヘッドＴが
旋回可能に配設され、このテストヘッドＴがプローブカ
ード８と図示しないポゴリングを介して電気的に接続
し、テストヘッドＴ及びプローブ８Ａを介してテスタか
らの信号をウエハＷの電極パッドへ送信し、ウエハＷに
形成された複数の半導体素子（チップ）の電気的特性検
査を行う。
【０００４】ところで、電気的特性検査を実施する際に
はウエハＷの種類に応じてプローブカード８を交換する
必要がある。この場合には、カード交換機構（図示せ
ず）を手動で操作してカードホルダ付きプローブカード
８を外部からプローバ室２内のメインチャック６上に載
置する。次いで、図５の（ａ）、（ｂ）に一点鎖線で示
すようにメインチャック６が制御装置の制御下でプロー
バ室２内の中央部へ移動した後、カードクランプ機構の
位置まで上昇すると、カードクランプ機構が作動してプ
ローブカード８のカードホルダーをクランプし、プロー
ブカード８をヘッドプレート９に固定する。そして、検
査を行う際にはカード交換機構を元に位置まで戻す。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
プローブ装置の場合には、カード交換機構を介してメイ
ンチャック６までプローブカード８を搬送し、メインチ
ャック６を介してカードクランプ機構までプローブカー
ド８を上昇させて装着するため、プローブ装置にはカー
ド交換機構とは別にカードクランプ機構が必要となると
いう課題があった。また、プローブカード８を交換する
時にはメインチャック６とクランプ機構との位置合わせ
が上手くいかないとこれら両者の間でのカードの受け渡
しに失敗することがある。また、プローブカード８の受
け渡しに失敗すると場合によってはメインチャック６が
損傷する虞もあった。
【０００６】本発明は、上記課題を解決するためになさ
れたもので、独立したカードクランプ機構が必要でなく
コストを低減することができると共にプローブカードの
交換時間を短縮することができ、しかも載置台の損傷を
無くすことができるプローブカード交換装置を提供する
ことを目的としている。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明の請求項１に記載
のプローブカード交換装置は、テストヘッドが配置され
るヘッドプレートに設けられ且つ上記テストヘッドと導
通可能に接続されるプローブカードを交換する装置であ
って、上記プローブカードを上記テストヘッドと導通可
能に載置するカード載置機構と、このカード載置機構を
一方向に移動させる伸縮機構とを備えたことを特徴とす
るものである。
【０００８】本発明の請求項２に記載のプローブカード
交換装置は、請求項１に記載の発明において、上記カー
ド載置機構は上記プローブカードを上記テストヘッド側
に接続、固定する昇降機構を有することを特徴とするも
のである。
【０００９】本発明の請求項３に記載のプローブカード
交換装置は、請求項１または請求項２に記載の発明にお
いて、上記カード載置機構は、上記プローブカードと上
記テストヘッドとを位置決めする位置決め機構と、この
位置決め機構を介して位置決めされたプローブカードの
ガタツキを防止するガタツキ防止機構とを有することを
特徴とするものである。
【００１０】本発明の請求項４に記載のプローブカード
交換装置は、請求項１〜請求項３のいずれか１項に記載
の発明において、上記伸縮機構は、上記カード載置機構
を両側から移動自在に支持する一対の第１伸縮機構と、
これらの第１伸縮機構をそれぞれ移動自在に支持する一
対の第２伸縮機構と、これらの第２伸縮機構を伸縮させ
て第１伸縮機構をそれぞれ移動させる一対の駆動機構と
を有することを特徴とするものである。
【００１１】本発明の請求項５に記載のプローブカード
交換装置は、請求項４に記載の発明において、上記カー
ド載置機構に上記第１伸縮機構の動きを規制するストッ
パ機構を設けたことを特徴とするものである。
【００１２】
【発明の実施の形態】以下、図１〜図４に示す実施形態
に基づいて本発明を説明する。本発明のプローブカード
交換装置は例えば図１に示すプローブ装置に用いられ
る。そこで、このプローブ装置について説明する。この
プローブ装置１０は、図１の（ａ）、（ｂ）に示すよう
に、ローダ室（図示せず）と、このローダ室に隣接する
プローバ室１１と、このプローバ室１１内にＸ、Ｙ、Ｚ
及びθ方向に移動可能に配置され且つウエハＷを載置す
るメインチャック１２と、メインチャック１２を介して
ウエハＷと電気的に接触してウエハＷの電気的特性検査
を行うプローブカード１３とを備え、制御装置の制御下
で駆動する。プローバ室１１の上部開口にはヘッドプレ
ート１４が開放可能に取り付けられ、このヘッドプレー
ト１４上にテストヘッド１５が配置される。そして、プ
ローブカード１３とテストヘッド１５はポゴリング１６
を介して導通可能に接続する。また、例えば図２〜図４
に示すようにヘッドプレート１４にはその下面側からプ
ローバ室１１の正面側から略コ字状に切り欠いた切り欠
き部１４Ａが形成され、この切り欠き部１４Ａにプロー
ブカード交換装置２０が設けられている。そして、ヘッ
ドプレート１４の切り欠き部１４Ａの略中央にはポゴピ
ンリング１６が臨む孔１４Ｂが形成されている。従っ
て、プローブカード１３はプローブカード交換装置２０
を介して適宜交換される。このプローブカード交換装置
１０は、プローブ装置１０に付帯する表示装置（図５参
照）の操作パネルに表示される操作ボタンを触れること
によって操作することができる。
【００１３】ところで、本実施形態のプローブカード交
換装置２０は、例えば図１の（ａ）、（ｂ）に示すよう
に、プローブカード１３を載置するカード載置機構２１
と、このカード載置機構２１を一方向（プローバ室１１
の前後方向）に手動操作と自動操作の二段階で移動させ
る伸縮機構２２とを備え、カード載置機構２１を伸縮機
構２２を介してテストヘッド１５のポゴリング１６の真
下まで移動させ、カード載置機構２１上のプローブカー
ド１３をポゴリング１６に接続するように構成されてい
る。
【００１４】上記カード載置機構２１は、例えば図１〜
図４に示すように、中央にプローブカード１３が臨む孔
２３Ａが形成された矩形状の載置プレート２３と、この
載置プレート２３の左右にそれぞれ前後して配置された
一対のエアシリンダ２４と、これらのエアシリンダ２４
を支承する支承ブロック２５と、この支承ブロック２５
上のエアシリンダ２４のロッド２４Ａに連結され且つ載
置プレート２３上面に固定された正面視でＬ字状の連結
プレート２６とを備えている。載置プレート２３上には
例えば位置決めピン（図示せず）が複数箇所に設けら
れ、これらの位置決めピンを介してプローブカード１３
の向きを合わせるようになっている。また、支承ブロッ
ク２５は伸縮機構２２側に固定され、載置プレート２３
上のプローブカード１３がエアシリンダ２４を介して伸
縮機構２２を基準に昇降する。
【００１５】更に、載置プレート２３上面の両端部には
それぞれ前後一対のガイドピン２７が立設されていると
共に支承ブロック２５にはこれらのガイドピン２７の上
端部が嵌入する貫通孔２５Ａが形成され、エアシリンダ
２４を介して載置プレート２３が昇降する際にこれらの
ガイドピン２７及び貫通孔２５Ａを介して垂直方向に昇
降案内する。従って、カード載置機構２１は、エアシリ
ンダ２４を介して載置プレート２３がポゴリング１６の
真下において上昇し、プローブカード１３をテストヘッ
ド１５のポゴリング１６に接続、固定する。このカード
載置機構２１は伸縮機構２２を介してプローバ室１１の
正面外側から奧の所定位置まで移動する。尚、貫通孔２
５Ａにはブッシュ２５Ｂが装着されている。
【００１６】また、図１の（ａ）、（ｂ）〜図４に示す
ように、上記連結プレート２６の水平部上には一箇所位
置決め機構２６Ａ及び二箇所のガタツキ防止機構２６Ｂ
がそれぞれ設けられ、これら両者を介してプローブカー
ド１３とポゴリング１６がガタツクことなく安定的に接
触し、安定した検査を行うようにしてある。位置決め機
構２６Ａは、例えば左側の連結プレート２６の奥に形成
された位置決め孔２６Ｃと、この位置決め孔２６Ｃに対
応してヘッドプレート１４に固定された位置決めピン２
６Ｄによって構成されている。ガタツキ防止機構２６Ｂ
は、図１の（ａ）、（ｂ）に示すように、Ｙ方向のＶ溝
を有する第１Ｖブロック２６Ｅと、Ｘ方向のＶ溝を有す
る第２Ｖブロック２６Ｆと、第１、第２Ｖブロック２６
Ｅ、２６Ｆに対応してヘッドプレート１４に固定された
ピン２６Ｇ、２６Ｈとを備え、第１Ｖブロック２６Ｅで
Ｘ方向のガタツキを防止すると共に第２Ｖブロック２６
ＦでＹ方向のタツキを防止する。第１Ｖブロック２６Ｅ
は図２〜図４に示すように左側に連結プレート２６の手
前に固定され、第２Ｖブロック２６Ｆは右側の連結プレ
ート２６の奥で第１Ｖブロック２６Ｅと対角線上でプロ
ーブカード１３を挟む位置に固定されている。図１の
（ｂ）はＸ方向のガタツキ防止機構２６Ｂを拡大して示
す図で、Ｖブロックの向きを異にする以外はＹ方向のガ
タツキ防止機構と同様に構成されている。
【００１７】上記伸縮機構２２は、例えば図１〜図４に
示すように、カード載置機構２１を左右両側から移動自
在に支持する一対の第１伸縮機構２８と、これらの第１
伸縮機構２８にそれぞれ固定された左右一対の第１スペ
ーサ２９と、これらの第１スペーサ２９を介して第１伸
縮機構２８を前後方向に移動自在に支持する左右一対の
第２伸縮機構３０と、これらの第２伸縮機構３０が固定
され且つヘッドプレート１４の切り欠き部１４Ａの両側
面に固定された第２スペーサ３１と、第２スペーサ３１
に固定された第２伸縮機構３０を伸縮させて第１伸縮機
構２８をそれぞれ前後方向に移動させる左右一対の駆動
機構（例えば、エアシリンダ）３２とを有している。そ
して、第１伸縮機構２８はカード載置機構２１の手動操
作によって伸縮するようになっている。エアシリンダ３
２はヘッドプレート１４の奧に固定され、エアシリンダ
３２のロッド３２Ａが図２〜図３に示すように第１スペ
ーサ２９に接続されている。第１、第２伸縮機構２８、
３０は図１に示すようにそれぞれスライドレールによっ
て伸縮自在に構成されている。従って、以下では第１、
第２伸縮機構２８、３０を第１、第２スライドレール２
８、３０として説明する。例えば第１スライドレール２
８は一対のガイドレール２８Ａと、これらのガイドレー
ル２８Ａ、２８Ａ間に介在するローラ等の回転部材２８
Ｂによって伸縮するようになっている。そして、一方の
ガイドレール２８Ａが固定され、他方のガイドレール２
８Ａが回転部材２８Ｂを介して一方のガイドレール２８
Ａに従って移動して伸縮する。
【００１８】上記カード載置機構２１の載置プレート２
３両端の奧にはそれぞれエアシリンダからなるストッパ
機構３３が左右に設けられ、第１スペーサ２９の内側面
の奧にはストッパ機構３３を構成するエアシリンダのロ
ッド３３Ａが嵌入する孔が形成されている。そして、カ
ード載置機構２１が第１スライドレール２８を介してプ
ローバ室１１の奧へ移動した後、ストッパ機構３３のロ
ッド３３Ａが第１スペーサ２９の孔に嵌入し、第１スラ
イドレール２８の動きを規制し、カード載置機構２１が
一定距離以上手動操作でプローバ室１１内に押し込めな
いようになっている。尚、図２〜図４において、３４は
カード搬送機構２１を手動操作する際に用いられるハン
ドルであり、矢印はエアシリンダ３２を駆動する際の圧
縮空気の空気流である。
【００１９】次に動作について説明する。プローブカー
ド１３を交換する場合には、まず、操作パネルを介して
操作すると、カード載置機構２１のエアシリンダ２４が
駆動し、載置プレート２３が下降してプローブカード１
３とポゴリング１６の接続及び固定を解除する。次い
で、図２に示すようにエアシリンダ３２が駆動して第２
スライドレール３０が伸びるに従って第１スライドレー
ル２８が第１スペーサ２９を介してプローバ室１１の正
面に向けて進出し、オペレータの手がカード載置機構２
１のハンドル３４に届く位置に達すると共にストッパ機
構３３が第１スライドレール２８を解除する。次いで、
図２に示すようにオペレータがハンドル３４を握ってカ
ード載置機構２１を引っ張ると第１スライドレール２８
が伸び、カード載置機構２１をプローバ室１１内から正
面外側へ引き出すことができる。この状態でカード載置
機構２１の載置プレート２３上からプローブカード１３
を取り外した後、次に使用するプローブカード１３を位
置決めピンに合わせて載置プレート２３上に装着する。
【００２０】次いで、操作パネルを操作した後、ハンド
ル３４を握ってカード載置機構２１をプローバ室１１内
に押すと、第１スライドレール２８が縮み、ストッパ機
構３３が駆動してロッド３３Ａが第１スペーサ２９の孔
に嵌入し、図３に示すように第１スライドレール２８の
動きを規制する。引き続き、エアシリンダ３２が駆動
し、ロッド３２Ａを介して第１スペーサ２９を引っ張る
と、第２スライドレール３１が縮んでカード載置機構２
１がポゴリング１６の真下に達する。次いで、カード載
置機構２１のエアシリンダ２４が駆動すると、ロッド２
４Ａが連結プレート２６を介して載置プレート２３を上
昇させる。この際、載置プレート２３は、ガイドピン２
７及び支承ブロック２５の貫通孔２５Ａを介して水平を
維持して上昇する。載置プレート２３が上昇すると、位
置決め機構２６Ａ及びガタツキ防止機構２６Ｂが働いて
プローブカード１３とポゴリング１６の位置決めを行う
と共に両者１３、１６のガタツキを防止する。即ち、位
置決め機構２６Ａでは位置決め孔２６Ｃ内にその上方の
位置決めピン２６Ｄが嵌入してプローブカード１３を水
平方向で位置決めする。また、ガタツキ防止機構２６Ｂ
では第１、第２Ｖブロック２６Ｅ、２６Ｆにその上方の
ピン２６Ｇ、２６Ｈがそれぞれ接触し、Ｘ方向及びＹ方
向の動きを規制する。このような状態でプローブカード
１３とポゴリング１６が均等に圧接し、プローブカード
１３がポゴリング１６を介してテストヘッド１５と電気
的に導通可能になる。引き続き、ウエハＷをローダ室か
らプローバ室１１内のメインチャック１２上に載置した
後、アライメント機構（図示せず）を介してメインチャ
ック１２上のウエハＷとプローブカード１３のプローブ
１３Ａのアライメントを行った後、メインチャック１２
をインデックス送りをしてウエハＷの電気的特性検査を
行う。検査終了後にプローブカード１３を交換する場合
には上述の操作を繰り返す。
【００２１】以上説明したように本実施形態によれば、
ヘッドプレート１４の下面側を切り欠いた切り欠き部１
４Ａ内にプローブカード１３を交換するプローブカード
交換装置１０を設けたため、プローブカード交換装置１
０を設ける空間を節約することができ、プローブ装置１
０をコンパクト化することができる。また、プローブカ
ード交換装置１０は、プローブカード１３をテストヘッ
ド１５と導通可能に載置するカード載置機構２１と、こ
のカード載置機構２１をプローバ室１１の前後方向に移
動させる伸縮機構２２とを備え、テストヘッド１５が配
置されるヘッドプレート１４の下面側を切り欠いた切り
欠き部１４Ａ内に設けられているため、プローブカード
１３をメインチャック１２を利用することなくテストヘ
ッド１５のポゴリング１６に直接接続することができ、
メインチャック１２を損傷する虞がない。
【００２２】また、本実施形態によれば、カード載置機
構２１はプローブカード１３をテストヘッド１５と電気
的に接続したポゴリング１６に接続、固定するエアシリ
ンダ２４を有するため、エアシリンダ２４とポゴリング
１６がプローブカード１３のクランプ機構として機能
し、独立したカードクランプ機構が必要でなくプローブ
装置１０のコストを低減することができる。また、カー
ド載置機構２１は、プローブカード１３とテストヘッド
１５のポゴリング１６とを位置決めする位置決め機構２
６Ａと、この位置決め機構２５Ａを介して位置決めされ
たプローブカード１３のガタツキを防止するガタツキ防
止機構２６Ｂとを有するため、プローブカード１３をガ
タツクことなく接続位置で確実に固定することができ
る。更に、カード載置機構２１をプローバ室１１内に押
し込んだままウエハＷの検査を行うことができるため、
カード載置機構２１をプローバ室１１内から外部へ戻す
時間が必要でなく、その時間を節約することができ、ひ
いてはプローブカード１３の交換時間を短縮することが
できる。
【００２３】また、本実施形態によれば、伸縮機構２２
は、カード載置機構２１を両側から移動自在に支持する
一対の第１スライドレール２８と、これらの第１スライ
ドレール２８をそれぞれ移動自在に支持する一対の第２
スライドレール２９と、これらの第２スライドレール２
９を伸縮させて第１スライドレール２８をそれぞれ移動
させる一対のエアシリンダ３２とを有するため、カード
載置機構２１の搬送機構を簡素化してコストダウンを実
現することができる。また、カード載置機構２１に第１
スライドレール２８の動きを規制するストッパ機構３３
を設けたため、第１スライドレール２８の誤動作を確実
に防止することができる。
【００２４】尚、本発明は上記実施形態に何等制限され
るものではなく、本発明の要旨に反しない限り必要に応
じて各構成要素を適宜設計変更することができる。例え
ば、上記実施形態ではプローブカードを二段階で挿入す
る際に、第一段階を手動操作で行うようにしてあるが、
第二段階と同様にエアシリンダ等を用いて自動化しても
良い。また、伸縮機構としてスライドレールを使用した
が、伸縮可能なものであればスライドレール以外のもの
も使用することができる。また、プローブカードを搬送
する場合にはＡＧＶ等の自動搬送車を使用することもで
きる。
【００２５】
【発明の効果】本発明の請求項１〜請求項５に記載の発
明によれば、独立したカードクランプ機構が必要でなく
コストを低減することができると共にプローブカードの
交換時間を短縮することができ、しかも載置台の損傷を
無くすことができるプローブカード交換装置を提供する
ことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のプローブカード交換装置の一実施形態
を適用したプローブ装置の一実施形態の要部を示す図
で、（ａ）はプローバ室の断面図、（ｂ）はガタツキ防
止機構を示す断面図である。
【図２】図１に示すプローブカード交換装置のカード載
置機構を引き出した状態を示す平面図である。
【図３】図１に示すプローブカード交換装置のカード載
置機構を手動操作でプローバ室内に押し込んだ状態を示
す平面図である。
【図４】図１に示すプローブカード交換装置のカード載
置機構をポゴリングの真下まで押し込んだ状態を示す平
面図である。
【図５】従来の検査装置の一例を示す図で、（ａ）はそ
の一部を破断して示す正面図、（ｂ）は（ａ）の内部を
示す平面図である。
【符号の説明】
１０ プローブ装置 １３ プローブカード １４ ヘッドプレート １５ テストヘッド ２０ プローブカード交換装置 ２１ カード載置機構 ２２ 伸縮機構 ２４ エアシリンダ（昇降機構） ２８ 第１スライドレール（第１伸縮機構） ３０ 第２スライドレール（第２伸縮機構） ３２ エアシリンダ（駆動機構） ３３ ストッパ機構 Ｗ ウエハ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 2G003 AA10 AB01 AG04 AH00 AH07 2G011 AA02 AA17 AC00 AE03 AF07 2G132 AA00 AE01 AF02 AF07 AJ01 AL00 4M106 AA01 BA01 DD10 DD30

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 テストヘッドが配置されるヘッドプレー
    トに設けられ且つ上記テストヘッドと導通可能に接続さ
    れるプローブカードを交換する装置であって、上記プロ
    ーブカードを上記テストヘッドと導通可能に載置するカ
    ード載置機構と、このカード載置機構を一方向に移動さ
    せる伸縮機構とを備えたことを特徴とするプローブカー
    ド交換装置。
  2. 【請求項２】 上記カード載置機構は上記プローブカー
    ドを上記テストヘッド側に接続、固定する昇降機構を有
    することを特徴とする請求項１に記載のプローブカード
    交換装置。
  3. 【請求項３】 上記カード載置機構は、上記プローブカ
    ードと上記テストヘッドとを位置決めする位置決め機構
    と、この位置決め機構を介して位置決めされたプローブ
    カードのガタツキを防止するガタツキ防止機構とを有す
    ることを特徴とする請求項１または請求項２に記載のプ
    ローブカード交換装置。
  4. 【請求項４】 上記伸縮機構は、上記カード載置機構を
    両側から移動自在に支持する一対の第１伸縮機構と、こ
    れらの第１伸縮機構をそれぞれ移動自在に支持する一対
    の第２伸縮機構と、これらの第２伸縮機構を伸縮させて
    第１伸縮機構をそれぞれ移動させる一対の駆動機構とを
    有することを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれか
    １項に記載のプローブカード交換装置。
  5. 【請求項５】 上記カード載置機構に上記第１伸縮機構
    の動きを規制するストッパ機構を設けたことを特徴とす
    る請求項４に記載のプローブカード交換装置。
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