JP2534882B2 - プロ―ブ装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の目的〕 （産業上の利用分野） 本発明は、プローブ装置に関する。

（従来の技術） 半導体ウエハ（以下、ウエハと略記する）を検査する
プローブ装置としては、特公昭59−50942号，実開昭61
−97839号，実開昭61−88240号及び特開昭61−43854号
公報等に記載されている。

（発明が解決しようとする問題点） 上述した例えばウエハの電気的特性を検査する場合に
は、上記プローブカードで被検査体と電気的接続を行い
検査する際、この検査される検査部はプローブ装置の筐
体で囲まれた内部に配置され、外観から上記検査部の内
部を観察することができない構成の配置になっているた
めに、ウエハを検査するたびに、上記検査部の内部を開
口してプローブカードがソケット部材に挿着されている
か否かを観察し、確認してプローブ装置を稼動させなけ
ればならず、作業能率の低下につながる。

また、上述したプローブカードがソケット部材に挿着
されているか否かの情報を、人為的な方法で確認してい
る。例えば検査部に設けたヘッドプレートと称する部材
を持上げるように回転して観察して上記情報を得ていた
のではプローブカードの自動交換が出来ないという問題
があった。

本発明は、上記問題点を解決するためになされたもの
で、ヘッドプレートを回転せず閉じたままプローブカー
ドの挿着状態を確認することができ、これによりプロー
ブカードを自動的に交換することができるプローブ装置
を提供することを目的としている。

〔発明の構成〕

（問題点を解決するための手段） 本発明のプローブ装置は、テスタの触針を支持するプ
ローブカードと、このプローブカードを着脱自在に支持
するソケット部材と、このソケット部材に対する上記プ
ローブカードの挿着状態を検知するプローブカード挿着
検知手段と、このプローブカード挿着検知手段における
検知信号を利用してプローブカードの自動交換を行うプ
ローブカード自動交換装置とを備え、且つ、上記プロー
ブカード挿着検知手段は、上記ソケット部材に取り付け
られた一対の接触端子と、これらの接触端子と接触して
これら両者間を通電するように上記プローブカードに取
り付けられた通電部材と、この通電部材及び上記接触端
子を介して通電するプローブカード挿着検知回路と、こ
のプローブカード挿着検知回路からの信号に基づいて上
記挿着状態を表示する表示手段とを有することを特徴と
するものである。

（作用） 本発明によれば、例えば検査しようとする半導体ウエ
ハに対応した触針を有するプローブカードをソケット部
材に装着する際に、そのプローブカードをソケット部材
に挿着すると、プローブカードに設けられた通電部材が
ソケット部材に設けられた一対の接触端子と接触する。
その結果、通電部材及び接触端子を介してプローブカー
ド挿着検知回路がその電流を検知すると、この検知信号
に基づいて表示ランプ等の表示手段がプローブカードの
挿着状態、つまりプローブカードが挿着された旨表示す
る。これと同時にプローブカード自動交換装置は上記検
知信号に基づいてプローブカードの自動交換を終了す
る。

（実施例） 以下、本発明プローブ装置をウエハプローバに適用し
た一実施例について、図面を参照して説明する。

先ず、本実施例のウエハプローバの外観について、第
５図を参照して説明する。

このウエハプローバは大別してローダ部（１）、検査
部（２）から構成されている。

上記ローダ部（１）は、例えば５インチの外形のウエ
ハを多数収容されてる棚方式のカセットよりウエハを一
枚づつ取り出し、これをプリアライメント（位置合わ
せ）した後に上記検査部（２）に受け渡し、検査の終了
したウエハを上記カセット内に戻し搬送するものであ
る。尚このローダ部（１）の上方には、このウエハプロ
ーバを稼動するための制御情報を操作入力するキーボー
ド（３）が配置されている。

上記検査部（２）は上記ローダ部（１）の側面に平行
して設けられており、ローダ部（１）を介して搬送され
てきたウエハを吸着固定する支持台の一例であるチャッ
ク上に吸着固定し、X,Y方向およびθ方向にこのチャッ
クを駆動制御して上記ウエハをアライメントした後に、
このウエハの電気的特性をプローブカード及びテスタと
の導通によって検査するものである。尚、この検査部
（２）の上側には顕微鏡（４）が配置され、ウエハとプ
ローブカードの触針との位置決め等を目視観察できるよ
うになっている。

上記検査部（２）を大別すると、第４図に示すように
ウエハを吸着固定して、X,Y軸方向，θ方向及びＺ軸方
向に駆動させる駆動部からなるステージ（５）と、この
ステージ（５）に設けたチャック（６）の頂面と対向す
る位置にソケット部材（７）を支えるリングインサート
（８）が形成されている。このリングインサート（８）
はヘッドプレート（９）の中空部に内設するように回転
支持する如く設けられている。さらにこのヘッドプレー
ト（９）はステージ（５）が移動される基台（10）の端
面から立設した主柱に支持された構成になっている。

上記ステージ（５）の頂面にチャック（６）がウエハ
を支持するように固定支持されている。このチャック
（６）の頂面には図示しないがウエハを吸着固定する吸
着孔が複数個穿設されている。この吸着孔はチャック
（６）の底面近傍に設けた密閉室に連通され、かつ、こ
の密閉室は外部に設けたバキュームポンプに導びかれて
いる。そして、このバキュームポンプのオン・オフは、
ウエハプローバのCPUによって制御されている。

さらに、上記チャック（６）の頂面にはスリーピン
（図示せず）と称するウエハをチャック（６）頂面から
離着する機構が設けられている。

上記チャック（６）はステージ（５）を介して、基台
（10）に設けられたレール上に沿って移動するように設
けられている。

上記基台（10）の両端部から主柱を立設し、この主柱
を介してヘッドプレート（９）と称する支持板が基台
（10）と平行に設けられている。さらに、このヘッドプ
レート（９）の検査中心部は円形状の中空部例えばφ30
0mmの中空部が直交して穿設されている。この中空部に
リングインサート（８）が回転可能に内設されている。
このリングインサート（８）はその下端がチャック
（６）の表面と対するように設けられている。この底面
には、後述するソケット部材（７）がウエハと対向する
ように設けられている。このソケット部材（７）にプロ
ーブカード（第１図中13）を挿着した後、プローブカー
ド（第１図中13）の触針（13a）がチャック（６）に吸
着固定したウエハ面と対向するように配置されている。

本実施例の特徴的な構成はソケット部材（７）とプロ
ーブカード（13）との正しいコンタクトを確認できる機
構を設けた点にある。即ち、この機構は、第１図に示す
ように、上記ソケット部材（７）に設けられたプローブ
カード挿着検知回路（11）と、このプローブカード挿着
検知回路（11）に接続された接触端子である一対のポゴ
ピン（12a）と、上記プローブカード（13）の表面にプ
リント配線された通電部材としての通電部（13g）と、
この通電部（13g）、ポゴピン（12a）及びプローブカー
ド挿着検知回路（11）を介してソケット部材（７）に対
するプローブカード（13）の挿着状態を表示する表示ラ
ンプ等の表示手段とを備えて構成されている。

上述したソケット部材（７）について詳細に第３図を
参照して説明する。

上記ソケット部材（７）は本実施例のウエハプローバ
のヘッドプレート（９）に内設したリングインサート
（８）に固定支持され、チャック（６）に吸着されたウ
エハと平行に配置されている。

上記ソケット部材（７）は例えば上記リングインサー
ト（８）の下端の外周縁と同径φ100mm×t2mmの鍔部（7
a）を有し、かつ、この鍔部（7a）の直径より小さい径
φ80mm×t6のソケット部を形成している。このソケット
部と上記鍔部で構成されたソケット本体（7b）は、非可
塑性積層板で形成されている。この積層板の中央には円
形状の中空部が設けられている。

そして、上記積層板の頂面には第１図に示すようにガ
ラスエポキシ樹脂製のプリント基板（7c）が平行に固定
支持されている。このプリンド基板（7c）は例えばφ80
mm×t3.2mmの円板形状で、この基板（7c）の中央にはφ
40mmの中空部（7d）が繰り抜かれている。この繰り抜か
れた中空部（7d）の周縁に沿って上下に弾力性を有する
ポゴピン（15）が二重に埋設されている。このポゴピン
（15）はプリント基板（7c）と積層板とを貫通するよう
に穿孔部が設けられ、この穿孔部にはポゴピン（15）が
設けられている。このポゴピン（15）はプローブカード
（13）を挿着する際に、ポゴピン（15）の伸縮自在の接
触端をプローブカード（13）の電気的接続位置に設けら
れた電極に接触するように配置されている。

さらに、プローブカード挿着検知回路（11）に配線さ
れた端子部（12）を上記二重に埋設されたポゴピン（1
5）と別に二ケ所にポゴピン（12a）を形成している。

尚、上記二ケ所のポゴピン（12a）は、プローブカー
ド挿着検知回路（11）と配線し、この二ケ所のポゴピン
（12a）を導通すると、プローブカード挿着検知が動作
するようになっている。

以上でソケット部材（７）の構成及び作用について説
明を終る。

次に、上記プローブカード（13）について第２図を参
照して説明する。このプローブカード（13）は上述した
ソケット部材（７）に挿着して、プローブカード（13）
に設けた触針（13a）をウエハの電極に接触させるもの
である。

上記プローブカード（13）例えばφ100mm×t3.2mmの
円形状に形成されたガラスエポキシ樹脂板（13b）と、
触針（13a）とから構成されており、ガラスエポキシ樹
脂板（13b）の中心にφ20mmの中空部を穿設し、さらに
外周縁近傍から中心部に向かって触針（13a）が規則正
しく配列し、片支持形状に設けられている。この触針
（13a）の一端はウエハと接触する先端が突出して設け
られており、他端は固定端に固着されている。この固定
端はプローブカード（13）にプリント配線された電極
（13c）に固着例えば半田接着されている。この電極（1
3c）はスルホールを介してプローブカード（13）の反対
面（13d）に設けられた電極面（13e）にスルホール（13
f）を介して配線している。

このようなプローブカード（13）に上述したソケット
部材（７）のプローブカード挿着検知回路（11）の端子
（12）と対応する位置に通電部（13g）が配置されてい
る。

従って上記ソケット部材（７）にプローブカード（1
3）を挿着したのちプローブカード（13）を固定する
と、上記ソケット部材（７）に設けた端子（12）に通電
されることになる。この通電は、上述したソケット部材
（７）の端子（12）を介してプローブカード挿着検知回
路（11）を動作させることになる。

上記に説明したソケット部材（７）、プローブカード
（13）及びリングインサート（８）部はプローブ装置の
内部に配置されているので、外観側からプローブカード
（13）の挿着状態を確認することが困難であり、本実施
例のウエハプローバでは、このような外観側からのプロ
ーブカード（13）の挿着状態を見ることはできないが電
気的にプローブカード（13）の挿着の確認を可能にした
ものである。

すなわち、第１図で示すようにソケット部材（７）に
プローブカード（13）を一方向に沿って例えば位置決め
ピンと、位置決め穴に嵌合させて、挿着することにな
る。

次に作用について説明する。

ローダ部（１）でカセットより一枚のウエハを取出し
搬送し、これにプリアライメントした後に検査部（２）
に受け渡す。また、検査部（２）では、この受け渡され
たウエハをチャック（第４図中６）上に例えば真空吸着
によって支持固定し、XYテーブル機構およびθ方向回転
機構によってウエハのアライメントを実行し、プローブ
カード（13）に多数配列固定された触針とウエハの電極
とを接触させ、テストヘッドと称する外部テスタの端子
回路部に通電させてウエハの電気的特性を検査すること
になる。

次にソケット部材（７）へのプローブカード（13）の
挿着方法を説明する。先ずソケット部材（７）に設けた
端子例えば伸縮自在なポコピン（12a）の接触端をプロ
ーブカード（13）の通電部（第２図中13g）に接触する
ようにプローブカード搬送位置決めに固定具例えばビス
を用いて固定支持している。

上記ソケット部材（７）に設けたプローブカード挿着
検知回路（11）がポゴピン（12a）、（12a）及び通電部
（第２図中13g）を介してスイッチ・オンされる。この
スイッチ・オンしたときにプローブカード挿着検知回路
（11）に通電することになる。

しかも、上記プローブカード（13）をリングインサー
ト（８）から離脱するとポゴピン（12a）、（12a）の接
触端が通電部（13g）から離れて、スイッチ・オフされ
る。

すなわち、プローブカード挿着検知回路（11）がスイ
ッチ・オフされると、プローブカード挿着検知回路（1
1）が動作して、プローブカード不存在の信号を発信す
ることになる。例えばプローブカード挿着検知回路（1
1）内の表示ランプを消灯して知らせることができる。
また、プローブカード挿着検知回路（11）からの信号を
ウエハプローバの記憶手段に記憶させ、テスタ側とマッ
チングさせてテストを開始させることもできる。

上記実施例では、プローブカード挿着検知回路（11）
の端子がポゴピン（12a）を用いており、また、このポ
ゴピン（12a）間に接触させて通電させる通電部（13g）
を配置したものであるが、これに限定するものではな
く、ソケット部材（７）にプローブカード（13）を着脱
する際に確認する信号を発生させるものであれば良い。

上記実施例では、プローブカード自動交換装置を有し
たウエハプローバにおいて、リングインサート（８）に
プローブカード（13）が挿着した状態を電気信号を用い
て確認されているので、この信号をプローブカード自動
交換装置に入力することができる。よって、ウエハプロ
ーバのCPUはこの検知信号に基づいてプローブカード（1
3）の自動交換を行うことができるので、プローブカー
ド（13）を自動交換する際に、従来のようにヘッドプレ
ート（９）を持ち上げるように回転してソケット部材
（７）に対するプローブカードの装着状態を確認する必
要がない。

〔発明の効果〕

以上説明したように本発明によれば、ヘッドプレート
を回転せず閉じたままプローブカードの挿着状態を確認
することができ、これによりプローブカードを自動的に
交換することができるプローブ装置を提供することがで
きる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明プローブ装置の一実施例を説明するため
の概略説明図、第２図は第１図のプローブカードを挿着
するソケット部材にプローブカード挿着検知回路の端子
位置を説明するための概略上面図及び断面図、第３図は
第１図のプローブカードに通電部を設けた位置を説明す
るための上面図及び断面図、第４図は本発明を適用した
ウエハプローバの一実施例の概略側断面図、第５図は本
発明を適用したウエハプローバの一実施例の外観構成を
示す上面図である。 １……ローダ部、２……検査部 ３……キーボート、４……顕微鏡 ５……ステージ、６……チャック ７……ソケット部材、８……リングインサート 12……端子（12aポゴピン）、13……プローブカード 13g……通電部

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】テスタの触針を支持するプローブカード
   と、このプローブカードを着脱自在に支持するソケット
   部材と、このソケット部材に対する上記プローブカード
   の挿着状態を検知するプローブカード挿着検知手段と、
   このプローブカード挿着検知手段における検知信号を利
   用してプローブカードの自動交換を行うプローブカード
   自動交換装置とを備え、且つ、上記プローブカード挿着
   検知手段は、上記ソケット部材に取り付けられた一対の
   接触端子と、これらの接触端子と接触してこれら両者間
   を通電するように上記プローブカードに取り付けられた
   通電部材と、この通電部材及び上記接触端子を介して通
   電するプローブカード挿着検知回路と、このプローブカ
   ード挿着検知回路からの信号に基づいて上記挿着状態を
   表示する表示手段とを有することを特徴とするプローブ
   装置。
2. 【請求項２】上記プローブカード挿着検知回路の信号に
   基づいて上記挿着状態を記憶する記憶手段を設け、この
   記憶手段で記憶された信号に基づいて上記テスタに検査
   可能信号を送信することを特徴とする特許請求の範囲第
   １項記載のプローブ装置。