JP2868656B2 - プローブ装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、プローブ装置に関し、
より詳細には、被測定体に対応して自動的にプローブカ
ードを交換するプローブカード自動交換機構を有するプ
ローブ装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来の、プローブカード自動交換機構を
有するプローブ装置の一例を、図６に示す。

【０００３】図に示したように、かかるプローブ装置
は、プローバ部５０とプローブカード自動交換部５２と
を有している。これらは、それぞれ別個の筐体によって
構成されているが、両者の接合する面には、壁部は設け
られていない。

【０００４】プローバ部５０は、内部点検等のため開閉
可能に構成された蓋体としてのヘッドプレート５４を有
している。また、このヘッドプレート５４には、測定に
使用するプローブカード（図示せず）を保持するための
インタプリーム５６が設けられている。このインタプリ
ーム５６にプローブカードを設置し、被測定体である半
導体ウエハ（図示せず）の表面に形成された集積回路へ
の電気的接続を行うことによって所望の測定を行うこと
ができる。

【０００５】一方、プローブカード自動交換部５２は、
交換用のプローブカードを複数個収納できるストッカ５
８と、このストッカ５８に収納されたプローブカードを
上述のインタプリーム５６にセットされたプローブカー
ドと交換するための搬送機構６２とを、有している。な
お、プローブカードは図示のようにカードホルダー６０
にセッティングして構成されており、プローブカードの
交換は、カードホルダー６０毎に行われる。

【０００６】かかる搬送機構６２の構成を、図７に示
す。

【０００７】図において、載置テーブル６８は、カード
ホルダー６０を載置するために使用される。また、駆動
機構７０を駆動させることによって、伸縮アーム６６を
伸縮させることができ、載置テーブル６８をｘ方向に移
動させることができる。さらに、縦移動用の駆動機構
（図示せず）で垂直駆動ネジ６４を回転させることによ
って、載置テーブル６８をｚ方向に上昇あるいは下降さ
せることができる。併せて、この載置テーブル６８は、
図示しない回転駆動手段により、基台７２ごと回転させ
ることも可能である。

【０００８】このような構成によれば、ストッカ５８内
に収納されたカードホルダー６０の真下に載置テーブル
６８を挿入した後、この載置テーブル６８を上昇させる
ことにより、かかるカードホルダー６０を載置テーブル
上に載置させることができる（図６参照）。

【０００９】この状態で、載置テーブル６８を、図６に
矢印Ａで示した方向に移動させ、続いて、Ｂ方向に回転
させ、さらに、Ｃ方向に移動させることにより、カード
ホルダー６０をインタプリーム５６の真下まで搬送する
ことができる。

【００１０】最後に、載置テーブル６８を上昇させ、図
示しない機構によってインタプリーム５６にカードホル
ダー６０を保持させることにより、カードホルダー６０
のセットを完了する。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】近年、半導体素子の高
集積化、高速化等に伴い、プローブカードの多ピン化が
進んでいる。このため、プローブカードに搭載するピン
数，配線，測定用回路の増加により重量が増加し、プロ
ーブカードのたわみが無視できないものとなり、プロカ
ードの正確な搬送、位置決めを行なうことが求められて
いた。

【００１２】かかるプローブカードのたわみを防止する
ためには、カードホルダー６０の強度を向上させること
が有効である。このため、本発明者は、カードホルダー
６０を形成する材質を変更したり、このカードホルダー
６０の厚みを増すことにより、プローブカードのたわみ
を防止することを試みた。

【００１３】しかしながら、このようにしてプローブカ
ードのたわみを防止することとした場合、カードホルダ
ー６０の重量が増大してしまうので、以下のような新た
な課題が発生した。

【００１４】従来のプローブ装置は、図６に示したよう
に、プローバ部５０とプローブカード自動交換部５２と
を別個の筐体によって構成しており、搬送機構６２はプ
ローブカード自動交換部５２内に設けられていた。この
ため、カードホルダー６０を載置した載置テーブル６８
をインタプリーム５６の方向に伸ばした場合、このカー
ドホルダー６０の重量が大きいと、プローブカード自動
交換部５２全体としての重心の偏りが生じる。したがっ
て、このプローブカード自動交換部５２に傾きが生じ
て、プローバ部５０とプローブカード自動交換部５２と
の相対的な位置関係が狂い、ひいては、載置テーブル６
８とインタプリーム５６との相対的な位置関係が狂って
しまうので、インタプリーム５６にプローブカードを正
しくセットできなくなる。

【００１５】このような課題は、カードホルダー６０の
重量が増加した場合のみならず、測定内容の多様化や電
気部品を直接実装することによってプローブカード自体
の重量が増加した場合にも生じる。

【００１６】かかる課題を解決するために、本発明者は
ヘッドプレート５４の下面に搬送機構を設置することを
検討した。しかしながら、この場合には、使用者が、か
かる搬送機構がストッカ５８側に伸びた状態でヘッドプ
レート５４を開こうとしてしまうおそれがあり、搬送機
構やプローバ部５０およびプローブカード自動交換部５
２の筐体を破損させてしまうおそれがあるという新たな
課題を生じた。

【００１７】本発明は、このような本願人提案技術の課
題に鑑みて試されたものであり、重量の大きいプローブ
カード（カードホルダー等、プローブカードの付属品を
含む）であっても保持部に正しくセットすることがで
き、且つ、装置上部の開閉時に搬送機構や筐体を破損さ
せるおそれのない、プローブ装置を提供することを目的
とする。

【００１８】

【課題を解決するための手段】本発明のプローブ装置
は、プローブ装置本体の上部開閉用蓋体として設けられ
たプレート体に配置され、被測定体の測定検査に用いる
プローブカードを測定検査時に保持する保持部と、交換
用のプローブカードを収納するストッカと、このストッ
カに収納された前記プローブカードを搬送して前記保持
部に設置するプローブカード自動交換機構とを有するプ
ローブ装置において、前記プローブカード自動交換機構
は、前記ストッカから前記プローブカードを搬出する第
１の搬出手段と、前記プレート体に固定された固定部
と、該固定部に移動可能に支持され、前記第１の搬送手
段より受け取った前記プローブカードを載置して前記保
持部への設置位置まで搬送する可動部と、を供える第２
の搬送手段と、前記第２の搬送手段が前記プレート体の
水平方向占有面積内に収まるように収縮した状態を検知
しプレート体開放可能信号を出力する検知手段と、前記
検知手段の前記信号を受けたときに前記係合状態を解き
開放可能状態とし、それ以外の時には前記プレート体を
開閉不能とする開閉規制手段と、を含むことを特徴とす
る

【作用】保持部にプローブカードをセットするための第
２搬送手段を保持部と同じ蓋体としてのプレート体に設
けたので、プローブカード（カードホルダー等、プロー
ブカードの付属品を含む）の重量が大きくても、搬送機
構と保持部との相対的な位置関係が狂うことがない。

【００１９】また、上記検知手段及び開閉規制手段によ
って第２搬送手段がプレート体の水平方向占有面積内の
位置にあるときのみ、天板を開くことができるように構
成されているので、第２搬送手段がプレート体の外方へ
伸びた状態で使用者がプレート体を開くおそれがなく、
搬送手段や筐体を破損させてしまうことを防止できる。

【００２０】

【実施例】以下、本発明の一実施例について、図面を用
いて説明する。

【００２１】図１は、本実施例に係わるプローブ装置の
要部構成を概念的に示す概略図である。

【００２２】図に示したように、本実施例のプローブ装
置は、プローバ部１０とプローブカード自動交換部１２
とを有している。これらは、それぞれ別個の筐体によっ
て構成されているが、両者の接合する面には、壁部は設
けられていない。

【００２３】プローバ部１０の上部には、開閉用の蓋体
として機能するヘッドプレート１４を有している。ま
た、このヘッドプレート１４には、測定に使用するプロ
ーブカード（図示せず）を保持するためのインタプリー
ム１６が設けられている。さらに、このヘッドプレート
１４の裏面には、第２搬送手段３０が、支持部材３２，
３４によって固定されている。

【００２４】一方、プローブカード自動交換部１２は、
交換用のプローブカードがセットされたカードホルダー
６０を複数個収納できるストッカ１８と、第１搬送手段
２０とを有している。

【００２５】以下、第１搬送手段２０および第２搬送手
段３０について説明する。

【００２６】図２に、第１搬送手段２０の構成を拡大し
て示す。

【００２７】図において、載置テーブル２２は、支持腕
２５を介して、スライドガイド２４に固定されている。
このスライドガイド２４は、図示しない駆動手段によっ
て駆動ネジ２６を回転させることにより、スライドレー
ル２７に沿って移動する。これにより、載置テーブル２
２の、ｘ方向の移動を行うことができる。

【００２８】さらに、この第１搬送手段２０は、図示し
ていない他の駆動機構により、昇降軸２８に沿って、ｚ
方向への移動（上昇或いは下降）させることができる。

【００２９】また、図３に、第２搬送手段３０の構成を
拡大して示す。

【００３０】図に示したように、載置部３６は、２本の
載置アーム３６ａ，３６ｂと駆動機構３６ｃとを有して
いる。載置アーム３６ａ，３６ｂは、共に、図中Ａ₀ に
示した方向に移動させることができ、両者の間隔を調整
することができる。また、この載置部３６は、昇降軸３
８に沿って、Ｂ₀ 方向に移動（上昇または下降）するこ
とができる。

【００３１】第１スライド機構４０は、２本のスライド
軸４０ａ，４０ｂと駆動機構４０ｃとを有している。駆
動機構４２ｃは、昇降軸３８を介して載置部３６を保持
するとともに、２本のスライド軸４０ａ，４０ｂに沿っ
て図中Ｃ₀ で示した方向に移動することができる。かか
る構成によれば、載置部３６を、図中Ｃ₀ で示した方向
に移動させることができる。

【００３２】さらに、第２スライド機構４２は、２本の
スライド軸４２ａ，４２ｂと駆動機構４２ｃとを有して
いる。駆動機構４２ｃは、第１スライド機構４０のスラ
イド軸４０ａ，４０ｂの一端を支持するとともに、２本
のスライド軸４２ａ，４２ｂに沿って図中Ｄ₀ で示した
方向に移動することができる。かかる構成によれば、第
２スライド機構４２は第１スライド機構４０全体を図中
Ｄ₀ で示した方向に移動させることができ、ひいては、
載置部３６を図中Ｄ₀ で示した方向に移動させることが
できる。

【００３３】次に、図４（Ａ）及び（Ｂ）は本発明の特
徴的構成要素である検知手段並びに開閉規制手段の構成
例並びにその作用説明図がそれぞれ示されている。

【００３４】同図（Ａ）に示したように、プレート体で
あるヘッドプレート１４は図上矢印１００で示した方向
に開閉自在に構成されており、その下面側には第２搬送
手段３０が取り付けられている。そして、その第２搬送
手段３０の可動部、すなわち伸長収縮を行いカードホル
ダー６０の搬送を行う可動部にはＬ字状に屈曲された突
起７０が取り付けられている。そして、装置本体側には
光学式検知手段７２が取り付けられている。この光学式
検知手段７２は突起７０が第２搬送手段３０が収縮動作
を行い、所定の収縮位置に到達し光学式検知手段７２と
対応する位置にきたときにこれを検知するようにしてい
る。すなわち、突起７０の取付け位置は、同図（Ｂ）に
示したように第２搬送手段３０がヘッドプレート１４の
水平方向占有面積内（図上Ｘの範囲内）に収まったとき
に光学式検知手段７２によって検知される位置である。

【００３５】この光学式検知手段７２は突起７０を検知
したときにその検知信号を同じく本体側に設けられた開
放規制手段７４に送る。開放規制手段７４はピン７６と
このピン７６をヘッドプレート１４側に押出しかつ引戻
し可能なシリンダ７８とから構成されている。そして、
通常状態においてはピン７６はヘッドプレート１４側に
突出され、ヘッドプレート１４に取り付けられたピン係
合手段８０と係合状態にある。この係合状態においては
ヘッドプレート１４はこのピン７６に衝突し矢印１００
方向への開放動作を行うことができないようになってい
る。

【００３６】そして、光学式検知手段７２によって突起
７０が検知された状態、すなわち第２搬送手段３０がヘ
ッドプレート１４の水平方向占有面積内に収まった状態
にあるときに、開閉規制手段７４はその検知信号を受け
シリンダ７８によってピン７６を引き戻し動作させる。
これによって、ピン７６と係合手段８０とは離れた状態
となり、その規制状態が解かれヘッドプレート１４は開
放可能な状態となる。

【００３７】このように、光学式検知手段７２及び開閉
規制手段７４によって、第２搬送手段３０がヘッドプレ
ート１４からはみ出した伸長状態にあるときにはヘッド
プレート１４が開放できない状態となっているので、ヘ
ッドプレート１４の開放動作によって第２搬送手段３０
に衝撃を与え破損させることを有効に防止することがで
きる。

【００３８】次に、このようなプローブ装置において、
ストッカ１８に収納されたプローブカードをインタプリ
ーム１２まで搬送してセットする手順〜ついて説明
する。

【００３９】まず、ストッカ１８内のカードホルダー
６０の真下に第１搬送手段２０の載置テーブル２２を挿
入し（図１参照）、この載置テーブル２２を上昇させる
ことにより、かかるカードホルダー６０を載置テーブル
上に載置させる。

【００４０】この状態で、第１搬送手段２０を、図１
に矢印ｘ₀ で示した方向に移動させ、続いてｚ₀ 方向に
上昇させることにより、第２搬送手段３０の真下まで移
動させる。

【００４１】次に、第１搬送手段２０から第２搬送手
段３０への、カードホルダー６０の受け渡しを行う。か
かる手順を、図５（ａ）〜（ｅ）に示す。

【００４２】まず、第２搬送手段３０の載置部３６を、
図５（ａ）に示した位置から下降させ（図３の矢印Ｂ₀
参照）、２本の載置アーム３６ａ，３６ｂを開き（図５
（ｂ）参照）、載置テーブル２２を上昇させ（図５
（ｃ）参照）、アーム３６ａ，３６ｂを閉じ（図５
（ｄ）参照）、載置テーブル２２を下降させる（図５
（ｅ）参照）ことにより、載置アーム３６ａ，３６ｂ上
にカードホルダー６０を載置させることができ受取りが
完了する。

【００４３】載置アーム３６ａ，３６ｂ上にカードホ
ルダー６０を載置すると、第２搬送手段３０の第１スラ
イド機構４０および第２スライド機構４２（図３参照）
を用いて、カードホルダー６０をインタプリーム１６
（図１参照）の直下まで搬送する。

【００４４】最後に、載置部３６を上昇させ、図示し
ない機構によってインタプリーム１６にカードホルダー
６０を保持させることにより、カードホルダー６０のセ
ットを完了する。

【００４５】以上説明したように、本実施例では、第２
搬送手段３０を、ヘッドプレート１４に保持させること
としたので、この第２搬送手段３０の載置アーム３６
ａ，３６ｂ上に載置されカードホルダー６０の重量が非
常に大きい場合であっても、第２搬送手段３０とインタ
プリーム１６との相対的な位置関係が狂うことはない。
すなわち、たとえカードホルダー６０の重量によってプ
ローバ部１０全体或いはヘッドプレート１４に傾き等が
生じても、第２搬送手段３０の傾きとインタプリーム１
６の傾きとは実質的に同一となり、両者の相対的な位置
関係が狂うことはない。

【００４６】また、本実施例では第２搬送手段３０はヘ
ッドプレート１４に設けられたインタプリーム１６の近
傍位置に配置されているので、載置部３６が支持部材３
２と３４との間にある状態、すなわち収縮した状態のた
わみの少ない状態にてカードホルダー６０をインタプリ
ーム１６にセットすることが可能となっている。したが
って、搬送手段自体の腕部のたわみによるカードホルダ
ー６０の設置位置の狂いをより少ないものとすることが
可能である。

【００４７】そして、第２搬送手段３０が上記のような
収縮した状態にあるときにのみヘッドプレート１４を開
放することができるようにしているので、第２搬送手段
３０がヘッドプレート１４の開放動作によって他の部分
に衝突することは確実に防止され、衝撃による故障など
を回避することができる。

【００４８】

【発明の効果】以上詳細に説明したように、本発明によ
れば、重量の大きいプローブカード（カードホルダー
等、プローブカードの付属品を含む）であっても保持部
に常に正しくセットすることができるだけでなく、プロ
ーブカードのセットを行う搬送手段の取り付けられた装
置上部の開閉手段であるヘッドプレートの開閉動作を規
制し、カード搬送手段がヘッドプレート占有面積に収縮
した場合のみヘッドプレートの開閉を可能としたことに
より、搬送手段に衝撃を与えることがなくその衝撃に基
づく機器の故障を有効に防止することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例に係わるプローブ装置の要部
構成を概念的に示す斜視図である。

【図２】図１に示した第１搬送機構の構成を拡大して示
す斜視図である。

【図３】図１に示した第２搬送機構の構成を拡大して示
す斜視図である。

【図４】（Ａ）は検知手段、開閉規制手段の設置状態、
（Ｂ）はその作用をそれぞれ示す説明図である。

【図５】（ａ）〜（ｅ）は、第１搬送機構と第２搬送機
構との間のプローブカードの受け渡しの手順を説明する
ための側面図である。

【図６】従来のプローブ装置の要部構成を概念的に示す
斜視図である。

【図７】従来装置の搬送機構の構成を示す斜視図であ
る。

【符号の説明】

１０ プローバ部 １２ プローブカード自動交換部 １４ ヘッドプレート １６ インタプリーム １８ ストッカ ２０ 第１搬送機構 ３０ 第２搬送機構 ６０ カードホルダー ７０ 突起 ７２ 光学式検知手段 ７４ 開閉規制手段
ＴＥ０３８９０１

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭62−169062（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−286544（ＪＰ，Ａ) 特開 平１−145587（ＪＰ，Ａ) 特開 平１−206270（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−299355（ＪＰ，Ａ) 特開 平１−262476（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−1141（ＪＰ，Ａ) 実開 昭63−41782（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) H01L 21/66 G01R 1/073

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 プローブ装置本体の上部開閉用蓋体とし
   て設けられたプレート体に配置され、被測定体の測定検
   査に用いるプローブカードを測定検査時に保持する保持
   部と、交換用のプローブカードを収納するストッカと、
   このストッカに収納された前記プローブカードを搬送し
   て前記保持部に設置するプローブカード自動交換機構と
   を有するプローブ装置において、 前記プローブカード自動交換機構は、 前記ストッカから前記プローブカードを搬出する第１の
   搬出手段と、 前記プレート体に固定された固定部と、該固定部に移動
   可能に支持され、前記第１の搬送手段より受け取った前
   記プローブカードを載置して前記保持部への設置位置ま
   で搬送する可動部と、を供える第２の搬送手段と、 前記第２の搬送手段が前記プレート体の水平方向占有面
   積内に収まるように収縮した状態を検知しプレート体開
   放可能信号を出力する検知手段と、 前記検知手段の前記信号を受けたときに前記プレート体
   を開放可能状態とし、それ以外の時には前記プレート体
   を開閉不能とする開閉規制手段と、 を含むことを特徴とするプローブ装置。