JP2606554Y2 - プロービング装置 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本考案は、半導体ウエハの電気特
性測定のため電気信号の入出力を行なう触針を半導体ウ
エハの電極パッドに接触させるプロービング装置に関
し、特に触針を有しており測定する半導体ウエハに対応
して交換されるプローブカードの交換を容易にしたプロ
ービング装置に関する。更にこのようなプロービング装
置を用いた半導体ウエハ検査システムに関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に、半導体部品はシリコン単結晶を
薄片状に切り出したウエハの表面に、回路パターンをエ
ッチングで形成した後、ウエハをダイシング装置によっ
て個々のチップに切断して製造される。回路パターンが
形成されたウエハはダイシング装置による切断の前に、
不良チップを発見するためプロービング装置でウエハの
電気的特性の検査が行われる。

【０００３】プロービング装置による電気的特性の検査
は、チップの回路パターンに対応した触針を有する円盤
形のプローブカードをプロービング装置のテスタに接続
されているポゴピン介装ソケットに固定し、プローブカ
ードの触針（プローブ）をウエハに接触させて行われ
る。プローブカードはウエハの種類に応じて交換される
が、これまではオペレータが手動操作でプローブカード
取付部のねじ等を回わして行っていた。

【０００４】しかしながら、上記のようにオペレータが
手動操作によりプローブカードを交換する場合、作業中
に触針の部分を損傷する事故が発生する。また測定作業
を自動化することも要求されている。そこで特開昭６３
−２８０４３１号公報では、図５に示すようにプロービ
ング装置１１に多種類のプローブカード１を有するプロ
ーブカード格納部１２を設け、測定する半導体ウエハに
対応したプローブカードを取り出して自動的に装着する
プロービング装置が提案されている。

【０００５】また本出願人は、上記のプロービング装置
を更に改良し、測定する半導体ウエハを格納する部分を
上記プローブカード格納部１２として利用することで簡
単な構成で実現できる装置を、特願平２−１５９０２号
で提案している。

【０００６】

【考案が解決しようとする課題】近年半導体の高集積化
が図られており、プロービング装置での測定内容が複雑
化し、測定に要する時間が長くなっている。また生産効
率向上のため半導体ウエハの大口径化が図られており、
一枚当りのチップ数も増大している。そのため一枚の半
導体ウエハを検査するのにかなりの時間を要するように
なっている。

【０００７】プロービング装置はどのような種類の半導
体ウエハにも対応可能なように汎用化が図られている
が、半導体生産工程の関係からも測定する半導体ウエハ
の種類が次々に変わることはほとんどなく、一旦プロー
ブカードを装着した後はかなりの長時間プローブカード
の交換の必要がないのが実状である。そのため上記の特
願昭６３−２８０４３１号公報及び特願平２−１５９０
２号のプロービング装置を用いた場合でも、実際にはプ
ローブカードの交換はあまり頻繁に行なわれない。従っ
て多数のプローブカードが格納部内で長時間にわたって
使用されることなく保管された状態が続くことになる。

【０００８】上記のように一枚の半導体ウエハの測定が
終了するまでには長時間を要するため、ある程度以上の
生産規模の工場では多数のプロービング装置を並行して
使用している。もしそれぞれのプロービング装置が上記
のように多数のプローブカードを格納している場合、全
体では膨大な数のプローブカードを備える必要がでてく
る。しかもそのうちの多くが使用されずにいることにな
り、プローブカードの使用効率は非常に悪いことにな
る。

【０００９】その上、複数のプローブカードを格納する
ため装置は大型化し複雑にならざるを得ない。本考案は
上記問題点に鑑みてなされたものであり、プローブカー
ドを容易に装着でき且つ装置の使用状況に即してプロー
ブカードが全体として効率良く使用されるプロービング
装置を、簡単な機構で実現しようとするものである。

【００１０】

【課題を解決するための手段】図１は本考案のプロービ
ング装置の基本構成を示す。本考案のプロービング装置
は、上記問題点を解決するため、図１に示すように、単
一のプローブカードを自動装着できるようにすると共
に、更に装置外に引き出し状態と装置内に押し入れた状
態の間を移動可能なトレイを設ける。 すなわち本考案は、半導体ウエハの電気的特性を測定す
るための半導体ウエハの種類に対応したプローブカード
の触針を半導体ウエハの電極パッドに接触させるプロー
ビング装置において、当該プロービング装置外に引き出
した状態で単一のプローブカードを収容した一個のカー
ドホルダを載置し、当該プロービング装置内に押し入れ
ることにより受渡し位置まで移動するトレイ、受渡し位
置とプローブカードが接続されるポゴピン介装ソケット
の直下との間でカードホルダを移動させ、さらに前記カ
ードホルダを上下移動させる移動手段、及びプローブカ
ードをポゴピン介装ソケットに接続して係合する係合手
段を備え、プローブカードを当該プロービング装置外か
ら一個ずつポゴピン介装ソケットへ容易に着脱できるよ
うにしたことを特徴とする。

【００１１】

【作用】本考案のプロービング装置では、外部より一個
のプローブカードを収容したカードホルダを、装置外に
引き出したトレイに載置して押し込むだけでよく、後は
自動的に移動手段により搬送された後ポゴピン介装ソケ
ットに装置されるため、プローブカードの装着は非常に
簡易に行なえる。

【００１２】しかもプローブカードを一個づつ使用する
装置であるため装置も簡単であり、測定する半導体ウエ
ハに応じてプローブカードを選択すればよく、余分なプ
ローブカードを用意する必要がない。

【００１３】

【実施例】図面を参照して本考案の実施例を説明する。
図１では移動手段４上にカードホルダ２を載置するよう
に示したが、装置を小型化するためには外部へ引き出し
可能なトレイを設け、トレイにカードホルダ２を載置し
た後、移動手段４上にまで移動させることがが望まし
く、引き出し可能なトレイを設けた実施例を図２に示
す。プロービング装置は半導体ウエハの電気的特性の測
定が本来の機能であり、当然そのための機構を備えてい
るが、図２ではそのような部分は直接本考案に関係しな
いので省略してある。

【００１４】図２において、３がポゴピン介装ソケット
であり、テストヘッド１３が接続される。プローブカー
ド１は測定する半導体ウエハに対応した触針１Ａを有し
ており、このポゴピン介装ソケット３に接続される。そ
して触針１Ａを半導体ウエハに接触した状態でテストヘ
ッド１３から検査プログラムに従って信号が印加され、
半導体ウエハからの信号をテストヘッドが解析して各チ
ップの良否を判定する。

【００１５】プローブカード１は円盤状に形成され、カ
ードホルダ２に収容されている。このカードホルダ２に
収容した状態で引き出したトレイ７に載置される。そし
てトレイ７は所定位置まで押し入れられる。このトレイ
７の操作は手動でも、広く知られているコンパクトディ
スクのセッティング用トレイ機構に類似した機構を用い
て自動的に行っても構わない。

【００１６】４１から４４はＸＺテーブルを構成する各
部分を示す。４１は水平移動台であり、水平軸４２に沿
って移動する。４３は垂直移動台であり、垂直軸４４に
沿って移動する。トレイ７に載置されて押し入れられた
カードホルダ２は、垂直移動台４３が上方に移動するこ
とにより支持棒４５に支持された状態になる。その状態
でポゴピン介装ソケット３の直下まで水平移動台４１が
移動して搬送される。そして垂直移動台４３を更に上昇
させることにより、プローブカード１はポゴピン介装ソ
ケット３に押し当てられクランプ５で固定される。この
時ポゴピンは圧縮された状態になる。

【００１７】プローブカード１とポゴピン介装ソケット
３との接続部をより詳細に示した断面図が図３の（ａ）
である。カードホルダはリング状のホルダ２１とキャリ
ア２２で構成されており、触針１Ａを損傷しないように
中央部が凹状に形成されている。ホルダ２１にはプロー
ブカード１をポゴピン介装ソケット３に接続する時に正
確な位置合せが行なえるように基準穴２３が設けられて
おり、ポゴピン介装ソケット３が取り付けられている筐
体３２に設けられた基準ピン３１と嵌合する。

【００１８】本実施例においては、プローブカード１の
ポゴピン介装ソケット３との係合は図２に示したクラン
プ５により行なわれる。そのため基準ピン３１と基準穴
２３が嵌合するように位置合せした上で、キャリア２２
を押し上げてプローブカード１をポゴピン介装ソケット
３に押し当てた状態でクランプ５を移動することにより
係合される。

【００１９】別の新しいプローブカード１に交換するた
めには、それまで取り付けてあるプローブカード１をポ
ゴピン介装ソケット３から取り外して、外部へ戻す必要
がある。上記のようにプローブカード１とポゴピン介装
ソケット３の係合はポゴピンの接触によって行なわれて
いるため、取り外しはクランプ５を移動させればよく、
極めて簡単である。図３の（ｂ）はポゴピン介装ソケッ
ト３にプローブカード１を装着した状態を示す図であ
る。プローブカード１を取り外すにはクランプ５を解除
するだけでよい。この時ホルダ２１は所定位置まで上昇
しており、分離されたプローブカード１を収容して、装
着時と逆のコースを通って排出され、新しいプローブカ
ードが前述のようにして装着される。

【００２０】本実施例では、プローブカード１とポゴピ
ン介装ソケット３との接続はポゴピンの接触により行な
われクランプにより固定されたが、接触圧を利用する他
のチャック機構等でもよい。上記の実施例ではプローブ
カード装着用に移動機構を設けたが、半導体ウエハの測
定時に半導体ウエハを搬送するウエハチャックを共用し
てプローブカードの移動機構を実現すると小型で簡単な
構造のプロービング装置とすることが可能である。この
ようなウエハチャックを共用する実施例を図４に示す。

【００２１】図４において、１４が測定する半導体ウエ
ハを格納する格納箱であり、外部より設置され測定終了
後回収される。格納箱１４に収容された半導体ウエハ９
は、挿入排出機構１５により格納箱１４より取り出さ
れ、ウエハチャック８上に載置される。ウエハチャック
８は半導体ウエハ９を真空力等で保持し、プローブカー
ド１が取り付けられているポゴピン介装ソケットの下に
移動させる。実際にはここで触針と半導体ウエハの位置
合せが顕微鏡を用いて行なわれた後、電極パッドに触針
を接触させて測定を行なう。

【００２２】本実施例では、プローブカード１はカード
ホルダに収容されてトレイ７に載置され、図示の位置ま
で挿入される。従ってウエハチャック８をカードホルダ
がチャックできる所まで更に移動できるようにする必要
がある。ウエハチャック８の移動機構は通常ＸＹＺテー
ブルが利用されており、上記の分だけ移動距離を大きく
する必要があるが、共通化できる所が多く、大きさ及び
コストの点で利点が大きい。

【００２３】

【００２４】

【考案の効果】本考案により、プローブカードの交換が
容易に行なえるプロービング装置が低コストで実現で
き、プローブカードの効率的な使用が可能になる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案のプロービング装置の基本構成を示す図
である。

【図２】外部に引き出すトレイを備え、トレイにプロー
ブカードを載置する実施例を示す図である。

【図３】図２の実施例でのプローブカードとポゴピン介
装ソケットの接続部を示す図である。

【図４】プローブカードの移動にウエハチャックを共用
する実施例を示す図である。

【図５】多数のプローブカードを保持し、測定する半導
体ウエハに応じて選択するようにした従来例を示す図で
ある。

【符号の説明】

１…プローブカード ２…カードホルダ ３…ポゴピン介装ソケット ４…移動手段 ５…係合手段 ６…分離手段

Claims (2)

(57)【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 半導体ウエハの電気的特性を測定するた
   め半導体ウエハの種類に対応したプローブカード（１）
   の触針を半導体ウエハの電極パッドに接触させるプロー
   ビング装置において、当該プロービング装置外に引き出した状態で単一のプロ
   ーブカード（１）を収容した一個のカードホルダ（２）
   を載置し、当該プロービング装置内に押し入れることに
   より受渡し位置まで移動するトレイ（７）、 前記受渡し位置と前記プローブカード（１）が接続され
   るポゴピン介装ソケット（３）の直下との間で前記カー
   ドホルダ（２）を移動させ、さらに前記カードホルダ
   （２）を上下移動させる 移動手段（４）、及び 前記プローブカード（１）を前記ポゴピン介装ソケット
   （３）に接続して係合する係合手段（５）を備え、 プローブカードを当該プロービング装置外から一個ずつ
   ポゴピン介装ソケット（３）へ容易に着脱できるように
   したことを特徴とするプロービング装置。
2. 【請求項２】 前記移動手段（４）はプロービング装置
   で測定する半導体ウエハ（９）を搬送するウエハチャッ
   ク（８）を共用することを特徴とする請求項１に記載の
   プロービング装置。