JP3144672B2 - プローブ装置及びプローブ針の研磨方法 - Google Patents

プローブ装置及びプローブ針の研磨方法

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JP3144672B2 JP02313397A JP2313397A JP3144672B2 JP 3144672 B2 JP3144672 B2 JP 3144672B2 JP 02313397 A JP02313397 A JP 02313397A JP 2313397 A JP2313397 A JP 2313397A JP 3144672 B2 JP3144672 B2 JP 3144672B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、プローブ装置に関
する。
【０００２】
【従来の技術】従来のプローブ装置１０は、例えば半導
体ウエハ（以下、単に「ウエハ」と称す。）に形成され
た個々のＩＣチップの電気的検査を行う際に用いられる
装置で、例えば図６及び図７に示すように構成されてい
る。このプローブ装置１０は、各図に示すように、カセ
ットＣ内に収納されたウエハＷを載置するカセット載置
部１１及びこのカセット載置部１１のウエハＷを搬送す
るローダ部１２と、このローダ部１２内に配設された搬
送機構（図示せず）を介して搬送されたウエハＷを検査
するプローバ部１３と、このプローバ部１３及びローダ
部１２を制御するコントローラ１４と、このコントロー
ラ１４を操作する操作パネルを兼ねる表示装置１５とを
備えて構成されている。
【０００３】また、上記ローダ部１２にはサブチャック
（図示せず）が配設され、このサブチャックを介してオ
リエンテーションフラットを基準にしたウエハＷのプリ
アライメントを行い、搬送機構を介してプリアライメン
ト後のウエハＷをプローバ部１３へ搬送するようになっ
ている。
【０００４】また、プローバ部１３には、ウエハＷを載
置するＸ、Ｙ、Ｚ及びθ方向に移動可能なメインチャッ
ク１６と、このメインチャック１６上に載置されたウエ
ハＷを検査位置に正確にアライメントするアライメント
ブリッジ１７Ａ等を有するアライメント機構１７と、ア
ライメント機構１７によりアライメントされたウエハＷ
の電気的検査を行うためのプローブ針１８Ａを有するプ
ローブカード１８とが配設されている。そして、プロー
ブカード１８はプローバ部１３の天面に対して開閉可能
なヘッドプレート１９の中央の開口部にインサートリン
グ１９Ａを介して固定されている。また、プローバ部１
３にはテストヘッド２０が旋回可能に配設され、プロー
バ部１３上に旋回したテストヘッド２０を介してプロー
ブカード１８とテスタ（図示せず）間を電気的に接続
し、テスタからの所定の信号をプローブカード１８を介
してメインチャック１６上のウエハＷにおいて授受し、
ウエハＷに形成された複数のＩＣチップの電気的検査を
テスタによって順次行うようにしている。
【０００５】また、上記プローバ部１３の正面にはカー
ドホルダー付きのプローブカード１８をヘッドプレート
１９のインサートリング１９Ａの真下まで搬送するカー
ド搬送アーム（図示せず）が設けられている。このカー
ド搬送アームは、普段はプローバ部１３正面のカバー２
１内に収納されている。そして、プローブカード１８を
交換する時には、カバーを下方へ下げた状態でカード搬
送アームを水平に起こし、インサートリング１９Ａの真
下まで旋回させ、ここでインサートリング１９Ａから自
動的に外れるプローブカード１８を受け取り、プローバ
部１３の正面まで搬送してくるようにしてある。次い
で、新規のプローブカード１８をカード搬送アーム上に
載せ、再びカード搬送アームがインサートリング１９Ａ
の真下までプローブカード１８を搬送し、ここでプロー
ブカード１８を自動的に交換するようにしてある。
【０００６】ところで、ウエハＷの検査を行う時には、
例えばＸＹテーブル２０等の駆動機構を介してメインチ
ャック１６上のウエハＷとプローブ針１８Ａとのアライ
メントを行った後、メインチャック１６に上方へのオー
バドライブを掛け、ウエハＷの電極パッド（例えばアル
ミニウムによって形成されている）表面に形成された自
然酸化膜（酸化アルミニウムからなる）等をプローブ針
１８Ａによって削り取り、プローブ針１８Ａと電極パッ
ドとを確実に電気的に接触させてウエハＷの検査を行う
ようにしている。このような検査を繰り返していると、
プローブ針１８Ａには絶縁性を有する酸化アルミニウム
が付着し、あるいはプローブ針１８Ａ先端が摩耗し、そ
の後の検査に支障を来すことがある。
【０００７】そこで、例えば従来からメインチャック１
６の一部に研磨板を取り付け、プローブ針１８Ａに研磨
板を接触させ、メインチャック１６を上下動させてプロ
ーブ針１８Ａを研磨し、常に安定した検査を行えるよう
にしている。そして、従来は、研磨板を半永久的に使用
し、研磨板を交換することが殆どなかった。
【０００８】
【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１０の場合には、研磨板を半永久的に使用
し、研磨板を殆ど交換することがなく、研磨板をメイン
チャック１６の外周の一部に固定されているため、研磨
板を交換する時には、テストヘッド２０をプローブ装置
１０の本体から退避させ、ヘッドプレート１９を開いて
プローバ部１３を開放しなければ研磨板を交換すること
ができなかった。しかも、研磨板はネジ等をメインチャ
ック１６に対して取り付けなくてはならず、その交換作
業が極めて煩雑で、交換に多大な時間が必要であるとい
う課題があった。一方、従来のように研磨板を繰り返し
使用していると、研磨板から削り屑を吸引除去している
とは云え、その除去は完全とは云えず、研磨板上に削り
屑が残存し、メインチャック１６の移動に伴って削り屑
がパーティクルとして浮遊し、このパーティクルが検査
に悪影響を及ぼす虞があった。特に、ＩＣチップが超微
細化する連れ、パーティクルの影響が深刻になってい
る。
【０００９】本発明は、上記課題を解決するためになさ
れたもので、一度使用した部分は二度と使用しない使い
切りの研磨板であっても研磨体を短時間で効率良く自動
的に交換することができ、信頼性の高い検査を行うこと
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。また、プローブ装置のプローブ針をその種類に即し
て高精度に研磨し、ひいては高精度の検査に供すること
ができるプローブ針の研磨方法を併せて提供することを
目的としている。
【００１０】
【課題を解決するための手段】本発明の請求項１に記載
のプローブ装置は、装置本体内で被検査体を載置しＸ、
Ｙ、Ｚ及びθ方向に移動する載置台と、この載置台の上
方に配置されたプローブ針と、このプローブ針を研磨す
るために上記載置台と一体に形成された研磨用領域に配
置された研磨体とを備え、上記載置台の移動により上記
研磨体と接触する上記プローブ針を研磨するプローブ装
置において、上記研磨体を自動交換する自動交換装置を
設け、上記自動交換装置は、使用前後の研磨体を収納す
る収納機構と、この収納機構から使用前の研磨体を一つ
ずつ受け取って上記載置台へ搬送すると共に使用後の研
磨体を上記載置台から受け取って上記収納機構へ搬送す
る搬送機構と備えたことを特徴とするものである。
【００１１】また、本発明の請求項２に記載のプローブ
装置は、請求項１に記載の発明において、上記研磨用領
域を２箇所に設けたことを特徴とするものである。
【００１２】また、本発明の請求項３に記載のプローブ
装置は、請求項１または請求項２に記載の発明におい
て、上記収納機構は、使用前の研磨体を複数収納する第
１収納箱と、使用後の研磨体を複数収納する第２収納箱
と、第１、第２収納箱を固定する固定機構と、この固定
機構を支持する支持機構とを備えたことを特徴とするも
のである。
【００１３】また、本発明の請求項４に記載のプローブ
装置は、請求項３に記載の発明において、第１収納箱の
底面に形成された開口部から使用前の研磨体を押し上げ
る押上機構を上記収納機構に設けたことを特徴とするも
のである。
【００１４】また、本発明の請求項５に記載のプローブ
装置は、請求項３または請求項４に記載の発明におい
て、第１収納箱に２種類の研磨板を交互に積層して収納
することを特徴とするものである。
【００１５】また、本発明の請求項６に記載のプローブ
装置は、請求項３〜請求項５のいずれか１項に記載の発
明において、上記搬送機構として上記研磨体を第１収納
箱から上記載置台へ搬送する第１搬送機構を設けると共
に使用後の研磨体を上記載置台から第２収納箱へ搬送す
る第２搬送機構を設け、第１、第２搬送機構は、上記研
磨体を真空吸着する保持体と、この保持体を支持するア
ームと、このアームを搬送路に従って往復移動させる駆
動機構とを有することを特徴とするものである。
【００１６】また、本発明の請求項７に記載のプローブ
針の研磨方法は、装置本体内でＸ、Ｙ、Ｚ及びθ方向に
移動する載置台と一体に形成された２箇所の研磨用領域
それぞれに同一の研磨板を配置する工程と、上記載置台
を移動させていずれか一方の研磨板とその上方のプロー
ブ針とを接触させた後、上記載置台を水平方向に移動さ
せて上記プローブ針を研磨する工程と、上記載置台を移
動させて他方の研磨板とその上方のプローブ針とを接触
させた後、上記載置台を水平方向に移動させて上記プロ
ーブ針を研磨する工程と、使用後の上記各研磨板は次の
研磨に備えて上記自動交換装置を用いて使用前の研磨板
とそれぞれ交換しておく工程とを備えたことを特徴とす
るものである。
【００１７】また、本発明の請求項８に記載のプローブ
針の研磨方法は、装置本体内でＸ、Ｙ、Ｚ及びθ方向に
移動する載置台と一体に形成された２箇所の研磨用領域
それぞれに表面粗さが異なる２種類の研磨板を配置する
工程と、上記載置台を移動させて表面の粗い研磨板とそ
の上方のプローブ針とを接触させた後、上記載置台を水
平方向に移動させて上記プローブ針を粗研磨する工程
と、上記載置台を移動させて表面の細かい研磨板とその
上方のプローブ針とを接触させた後、上記載置台を水平
方向に移動させて上記プローブ針を仕上げ研磨する工程
と、使用後の上記各研磨板は次の研磨に備えて上記自動
交換装置を用いて使用前の研磨板とそれぞれ交換してお
く工程とを備えたことを特徴とするものである。
【００１８】また、本発明の請求項９に記載のプローブ
針の研磨方法は、装置本体内でＸ、Ｙ、Ｚ及びθ方向に
移動する載置台と一体に形成された２箇所の研磨用領域
それぞれに研磨板及び金プレートを配置する工程と、上
記載置台を移動させて上記研磨板とその上方のプローブ
針とを接触させた後、上記載置台を水平方向に移動させ
て上記プローブ針を研磨する工程と、上記載置台を移動
させて金プレートとその上方のプローブ針とを接触さ
せ、上記金プレートを介して研磨後のプローブ針の接触
抵抗を測定する工程と、使用後の上記研磨板は次の研磨
に備えて上記自動交換装置を用いて使用前の研磨板とそ
れぞれ交換しておく工程とを備えたことを特徴とするも
のである。
【００１９】また、本発明の請求項１０に記載のプロー
ブ針の研磨方法は、請求項９に記載の発明において、上
記プローブ針の研磨を行う前に、上記プローブ針を上記
金プレートと上記プローブ針とを接触させ、上記金プレ
ートを介して上記プローブ針の接触抵抗を測定する工程
を備えたことを特徴とするものである。
【００２０】
【発明の実施の形態】以下、図１〜図５に示す実施形態
に基づいて従来と同一または相当部分には同一符号を附
して本発明の特徴を中心にして説明する。
【００２１】本実施形態のプローブ装置１０は従来と同
様に構成されたローダ部及びプローバ部を備えている。
そして、図１、図２に示すようにローダ部１３の正面に
はプローブ針１８Ａ（図５の（ｂ）参照）の針先を研磨
する研磨板３１を自動的に交換する自動交換装置３０が
設けられている。この自動交換装置３０は、使用前後の
研磨板３１、３１Ａを収納する収納機構３２と、使用前
の研磨板３１を収納機構３２から取り出してメインチャ
ック１６へ搬送すると共に使用後の研磨板３１Ａをメイ
ンチャック１６から受け取って収納機構３２へ搬送する
搬送機構３３（図２参照）とを備えている。また、例え
ば研磨板３１の表面の中心にはアライメント用のマーク
（例えば、＋マーク）が記されており、ウエハをアライ
メントする要領でメインチャック１６をＸ、Ｙ方向で移
動させてアライメント機構（図７参照）によってアライ
メント用のマークを検出し、研磨板３１をアライメント
するようにしてある。
【００２２】上記収納機構３２は、図１に示すように、
使用前の研磨板３１を上下に複数枚（例えば、５０枚）
重ねて収納する矩形状の第１収納箱３４と、使用後の研
磨板３１を順次収納する第２収納箱３５と、これら両者
３４、３５を固定する細長形状の固定機構３６と、この
固定機構３６を支持する支持機構３７とを備えている。
【００２３】上記第１収納箱３４は、例えば図１の
（ａ）に示すように、略正方形の筒状に形成されてい
る。そして、第１収納箱３４の底面には円形状の開口部
３４Ａが形成され、この開口部３４Ａから後述する押上
機構により使用前の研磨板３１を押し上げるようにして
ある。また、この収納箱３４の下端にはフランジ部３４
Ｂが形成されていると共にフランジ部３４Ｂの各側面に
凹部３４Ｃが２箇所ずつ形成され、このフランジ部３４
Ｂ及びその凹部３４Ｃを介して第１収納箱３４を後述の
ように固定機構３６に対してワンタッチで固定できるよ
うにしてある。この第１収納箱３４上端には切欠部３４
Ｄが形成され、この切欠部３４Ｄの両側方には後述する
研磨板検出センサが配設され、このｊ研磨板検出センサ
により押上機構により研磨板３１が第１収納箱３４の切
欠部３４Ｄまで持ち上げられたか否かを検出するように
してある。また、第２収納箱３５は第１収納箱３４より
やや大きく形成され、その上端にテーパ面がガイド面３
５Ａとして形成され、このガイド面３５Ａ上から使用後
の研磨板３１Ａを落とせば、研磨板３１Ａが第２収納箱
３５内に確実に収納されるようにしてある。
【００２４】また、上記固定機構３６には図１の（ａ）
に示すように第１、第２収納箱３４、３５を長手方向で
前後して固定するようにしてある。この固定機構３６
は、第１、第２収納箱３４、３５を前後して載置する載
置板３６Ａと、載置板３６Ａの前方で第１収納箱３４を
前後のフランジ部３４Ｂで載置板３６Ａ上に固定する一
対の第１、第２固定部材３６Ｂ、３６Ｃと、第１収納箱
３４の後方で第２収納箱３５を載置板３６Ａ上に固定す
る第３固定部材３６Ｄと、載置板３６Ａを支持機構３７
に対して出し入れ操作するハンドル３６Ｅとを備えてい
る。
【００２５】第１、第２固定部材３６Ｂ、３６Ｃは互い
に対向する面がＬ字状に形成され、このＬ字状の面と載
置板３６Ａとで第１収納箱３４のフランジ部３４Ｂを挟
むようにしてある。更に、第１、第２固定部材３６Ｂ、
３６Ｃには図１の（ｂ）に示すようにフランジ部３４Ｂ
の各凹部３４Ｃに対応する一対のボールプランジャー３
６Ｆが埋め込まれている。従って、第１収納箱３４を載
置板３６Ａ上に固定する時には、第１収納箱３４を第
１、第２固定部材３６Ｂ、３６Ｃの間から両者間に差し
込むだけで各ボールプランジャー３６Ｆの先端が凹部３
４Ｃに嵌入して第１収納箱３４を載置板３６Ａ上に固定
することができる。尚、第２収納箱３５寄りの第２固定
部材３６Ｃは後述するように第２収納箱３５を固定する
固定部材を兼ねている。
【００２６】第３固定部材３６Ｄは上半分が外側に開く
ガイド面を有する板バネから形成され、第２収納箱３５
の三面を挟むように載置板３６Ａ上にコ字状に立設され
ている。第２収納箱３５の残りの一面を挟む位置には上
記第２固定部材３６Ｃが固定され、この第２固定部材３
６Ｃにも第１固定部材３６Ｄのガイド面に相当する面が
形成されている。従って、第２収納箱３５を載置板３６
Ａ上に固定する時には、第３固定部材３６Ｄの上方から
これらの間に差し込むだけでガイド面に案内されて第３
固定部材３６Ｄ内に容易に装着でき、しかも板バネの弾
力で第２収納箱３５を載置板３６Ａ上に固定することが
できる。
【００２７】上記支持機構３７は、Ｌ字状の支持基板３
７Ａと、この支持基板３７Ａの垂直面の中程から水平に
張り出した第１支持板３７Ｂと、第１支持板３７Ｂ上に
プローブ装置１０の正面側から背面側方向に配設された
第１リニアガイド３７Ｃと、第１リニアガイド３７Ｃに
従って往復移動する第２支持板３７Ｄと、第２支持板３
７Ｄ上に第１リニアガイド３７Ｃと同一方向に配設され
た第２リニアガイド３７Ｅとを有している。そして、第
２リニアガイド３７Ｅには固定機構３６が載置板３６Ａ
下面の係合部材（図示せず）を介して係合し、第２リニ
アガイド３７Ｅに従ってスライドするようにしてある。
従って、固定機構３６はハンドル操作により第１、第２
リニアガイド３７Ｃ、３７Ｅを介して２段階で第１支持
板３７Ｂから引き出せるようにしてある。
【００２８】また、上記収納機構３２には第１収納箱３
４内に収納された使用前の研磨板３１を第１収納箱３４
の底面の開口部３４Ａから押し上げる押上機構３８が配
設されている。この押上機構３８は、支持基板３７Ａの
水平面に配設されたステッピングモータ３８Ａと、ステ
ッピングモータ３８Ａによって回転駆動する歯車機構３
８Ｂと、この歯車機構３８Ｂのピニオンと噛合し且つ支
持機構３７の水平面に形成された開口部を垂直に貫通す
るラック３８Ｃと、ラック３８Ｃと一体化したリニアガ
イド３８Ｄとを備え、ステッピングモータ３８Ａが駆動
し、歯車機構３８Ｂを介してラック３８Ｃ上端の押上部
材３８Ｅを介して研磨板３１を真空パッド３２Ａに接触
するまで押し上げるようにしてある。また、ステッピン
グモータ３８Ａの回転量はエンコーダ３８Ｆ（図４参
照）により検出し、この検出信号の基づいてコントロー
ラの中央演算処理装置により押上距離を求めるようにし
てある。そして、リニアガイド３８Ｄは支持基板３７Ａ
の水平面に立設された係合部材３８Ｇに従ってラック３
８Ｃと一体に上下動するようにしてある。
【００２９】また、上記搬送機構３１は、図１の
（ａ）、図２に示すように、使用前の研磨板３１を第１
収納箱３４から１枚ずつ受け取ってＹ方向で移動してメ
インチャック１６へ搬送するロード用の第１搬送機構３
９と、使用後の研磨板３１Ａをメインチャック１６から
受け取ってＹ方向で移動して第２収納箱３５へ搬送する
アンロード用の第２搬送機構４０と、第１、第２搬送機
構３９、４０がそれぞれ配設された移動体４１と、この
移動体４１をリニアガイド４２に従って往復移動させる
エアシリンダ４３とを備え、２段階で研磨板３１、３１
Ａを搬送するようにしてある。即ち、第１段階ではエア
シリンダ４３が駆動し、移動体４１を介して第１、第２
搬送機構３９、４０がＹ方向で一体になって例えば全搬
送距離の半分を移動し、残りの半分の距離を第２段階で
第１、第２搬送機構３９、４０が駆動して移動するよう
にしてある。このように２段階で研磨板３１、３１Ａを
搬送するのはスペース上の制約によるもので、スペース
的に余裕があれば１段階で搬送するようにしても良いこ
とは云うまでもない。そして、搬送機構３１は図２に示
すように支持枠４４上に配設されている。尚、図２にお
いて、４５は上記搬送機構３１全体を昇降させるエアシ
リンダで、このエアシリンダ４５はカード搬送アームが
プローブカード１８を搬送する際に、カード搬送アーム
と干渉しない位置へ搬送機構３１を退避させる時に用い
られる。
【００３０】第１、第２搬送機構３９、４０は略同一構
成を有し、それぞれの真空パッド３９Ａ、４０Ａによっ
て研磨板３１、３１Ａを真空吸着して搬送するようにし
てある。各真空パッド３９Ａ、４０Ａの吸着パッドはい
ずれも例えば軟質ゴムによって形成され、各吸着パッド
が研磨板３１、３１Ａに軽く接触し、吸着段階で圧縮変
形して研磨板３１、３１Ａと密着するようになってい
る。
【００３１】第１搬送機構３９は、図２に示すように、
真空パッド３９Ａと、この真空パッド３９Ａの上端部に
先端部で連結されてＸ方向に延びるアーム３９Ｂと、こ
のアーム３９Ａの基端部に連結された係合部材３９Ｃ
と、この係合部材３９Ｃと係合し且つアーム３９Ａと直
交するＹ方向に配置されたリニアガイド３９Ｄと、この
リニアガイド３９Ｄに従って真空パッド３９Ａを往復さ
せるエアシリンダ３９Ｅとを備えている。また、第２搬
送機構４０は、同図に示すように第１搬送機構３９と同
様に、真空パッド４０Ａ、真空パッド４０Ａ、アーム４
０Ｂ、係合部材４０Ｃ、リニアガイド４０Ｄ及びエアシ
リンダ４０Ｅを備えている。そして、第１搬送機構３９
は移動体４１の裏面側に配置され、第２搬送機構４０は
移動体４１の表面側に配置されている。
【００３２】また、図３、図４に示すように、第１収納
箱３４の下方には反射型センサが研磨板有無センサ５１
として配設され、この研磨板有無センサ５１によって第
１収納箱３４内の研磨板３１の有無を下方から検出し、
研磨板３１を検出しない時にはその旨を警報灯等によっ
て警告するようにしてある。従って、研磨板有無センサ
５１は、第１収納箱３４の開口部３４Ａを通して第１収
納箱３４内の研磨板３１を検出することができ、しかも
押上部材３８Ｅが開口部３４Ａから第１収納箱３４へ侵
入する際に押上部材３８Ｅと干渉しない位置に配置され
ている。また、第１収納箱３４の下方には上限センサ５
２、原点センサ５３及び下限センサ５４がそれぞれ配設
されている。原点センサ５３は押上部材３８Ｅのロッド
に付されたマーク３８Ｈを押上部材３８Ｅの原点位置と
して検出し、上限センサ５２は押上部材３８Ｅの上限位
置を検出し、下限センサ５４は押上部材３８Ｅの下限位
置を検出するようにしてある。また、第１収納箱３４の
切欠部３４Ｄの側方には研磨板検出センサ５５が配設さ
れ、押上部材３８Ｅによって押し上げられて来る第１収
納箱３４内の研磨板３１を切欠部３４Ｄから検出するよ
うにしてある。研磨板検出センサ５５で研磨板３１を検
出すると、ある一定の距離（量）だけ研磨板３１を押し
上げ、真空パッド３９Ａで研磨板３１を吸着可能な状態
にする。そして、押上機構３８によって研磨板３１を押
し上げている時、万一何らかの原因で押上機構３８が停
止し、押上部材３８Ｅが下降するようなことがあれば、
ブレーキ３８Ｉ（図１の（ａ）参照）が作動して研磨板
３１の落下を防止するようにしてある。
【００３３】また、図１及び図５の（ａ）に示すように
上記メインチャック１６には研磨板３１を載置する研磨
用領域１６Ａが２箇所設けられ、この研磨用領域１６Ａ
の内部には同図の（ｂ）に示すように真空排気路１６Ｂ
が形成されている。この真空排気路１６Ｂは研磨用領域
１６Ａの表面の複数箇所で開口し、排気口にはコネクタ
を介して真空排気管１６Ｃが接続されている。そして、
この真空排気管１６Ｃにはバキュームセンサ１６Ｄ及び
ソレノイドバルブ１６Ｅがそれぞれ取り付けられてい
る。従って、研磨用領域１６Ａ上に研磨板３１が搬送さ
れて来ると、ソレノイドバルブ１６Ｅが開き、研磨板３
１を真空吸着する。バキュームセンサ１６Ｄは研磨用領
域１６Ａ上に研磨板３１が配置されていることを確認す
るためのセンサで、バキュームセンサ１６Ｄは研磨板３
１が研磨用領域１６Ａ上に配置されていなければ所定の
真空度に達しないようになっている。その後、メインチ
ャック１６がＺ方向に下降すると共に、搬送機構３９は
元の位置に戻るようにしてある。
【００３４】ところで、２箇所の研磨用領域１６Ａには
それぞれ同一種類の研磨板３１を配置しても良いし、互
いに種類を異にする研磨板３１を配置しても良い。同一
の研磨板３１を配置した場合には、２枚の研磨板３１で
別々のプローブ針１８Ａを研磨しても良いし、同一のプ
ローブ針１８Ａを連続して研磨しても良い。また、２種
類の研磨板３１を配置する場合には、表面粗さが異なる
研磨板３１を配置し、一方を粗研磨用として用い、他方
を仕上げ研磨用として用いることで、粗研磨を行った
後、引き続き仕上げ研磨をすることができる。また、２
箇所の研磨用領域１６Ａの一方の研磨用領域１６Ａには
研磨板３１を配置し、他方の研磨用領域１６Ａには導通
チェック用の金プレートを配置し、研磨板３１でプロー
ブ針１８Ａを研磨した後、引き続き、研磨後のプローブ
針１８Ａを金プレートに接触させ、金プレートを介して
プローブ針１８Ａの接触抵抗を測定するようにしても良
い。また、金プレートを配置した場合には、プローブ針
１８Ａを研磨する前に、このプローブ針１８Ａを金プレ
ートに接触させて接触抵抗を測定することにより、プロ
ーブ針１８Ａを研磨するタイミングを決めることができ
る。尚、２種類の研磨板３１を使用する場合には、例え
ば第１収納箱３４内に２種類の研磨板３１を交互に積層
しておけば良い。
【００３５】次に、上記プローブ装置を用いた本発明の
プローブ針の研磨方法の一実施態様について説明する。
自動交換装置３０に研磨板３１を収納する時には、ハン
ドル３６Ｅを掴んで固定機構３６を支持機構３７から引
き出す。そして、５０枚の研磨板３１を収納した第１収
納箱３４を固定機構３６の第１、第２固定部材３６Ｂ、
３６Ｃ間に差し込むだけでボールプランジャー３６Ｆが
機能し、第１収納箱３４を載置板３６Ａ上に固定するこ
とができる。また、第２収納箱３５は第３固定部材３６
Ｄに挿入するだけで載置板３６Ａ上に固定することがで
きる。第１、第２収納箱３４、３５を固定したら固定機
構３６を押し込んで支持機構３７内に装着する。この
時、押上機構３８の押上部材３８Ｅは下限センサ５４が
作動する最下位置にある。
【００３６】その後、予め設定されている個数のＩＣチ
ップの検査を行うと、所定の研磨用のプログラムに従っ
てメインチャック１６が自動的に駆動する。即ち、所定
のプログラムに従ってメインチャック１６が駆動し、研
磨用領域１６Ａがプローブカード１８の下方に達する。
引き続き、メインチャック１６が上昇してオーバードラ
イブするとプローブ針１８Ａと研磨板３１とが圧接す
る。この状態でメインチャック１６が図５の（ｃ）の矢
印で示すように研磨板３１の隅から水平方向にジグザグ
に移動してプローブ針１８Ａを研磨し、プローブ針１８
Ａに付着した酸化アルミニウム等の絶縁物質を除去す
る。研磨時のメインチャック１６の移動パターンはプロ
グラムにより種々のパターンを設定することができる。
また、研磨サイクル、回数等は検査内容に応じてプログ
ラム上で適宜設定することができる。
【００３７】上述の研磨により研磨板３１を全面使い終
えたら研磨板３１を新しいものと交換する。尚、研磨板
３１は二度と同じ場所を使用することはない。この交換
操作の場合には、操作パネルのスイッチ操作により自動
交換装置３０は例えば以下のようにして駆動する。即
ち、まず研磨板有無センサ５１が第１収納箱３４内の研
磨板３１を検出する。研磨板有無センサ５１が第１収納
箱３４内の研磨板３１の存在を検出すると、この検出信
号に基づいて押上機構３８のステッピングモータ３８Ａ
が駆動する。これにより歯車機構３８Ｂ、ラック３８Ｃ
が駆動し、押上部材３８Ｅが上昇する。そして、押上部
材２８Ｅが上昇する間にロッドのマーク３８Ｈを検出
し、この検出信号に基づいて検出位置を押上部材３８Ｅ
の原点位置としてコントローラ１４の記憶装置に記憶す
る。更に、押上部材３８Ｅは第１収納機構３４底面の開
口部３４Ａを通り抜けて研磨板３１を押し上げる。この
ようにして研磨板３１を押し上げ、研磨板検出センサ５
５が研磨板３１を検出すると、この検出信号も基づいて
押上部材３８Ｅが一旦停止する。引き続き押上部材３８
Ｅがコントローラ１４の記憶装置に予め設定された距離
だけ研磨板３１を押し上げ、研磨板３１が真空パッド３
９Ａで吸着できる位置に達すると、真空パッド３９Ａの
スイッチがプログラムに従って自動的に作動して研磨板
３１を吸着する。
【００３８】真空パッド３９Ａで研磨板３１を吸着し、
その吸着力（真空パッドの真空度）が所定値に達すると
ステッピングモータ３８Ａの逆回転により押上部材３８
Ｅが元の位置へ戻り、下限センサ５４が押上部材３８Ｅ
の下限を検出し、この検出信号に基づいて押上機構３８
が停止すると共に、エアシリンダ４０Ｅ、４３がそれぞ
れ同時にあるいは時間差を持って駆動する。これにより
移動体４１がリニアガイド４２に従ってメインチャック
１６に向けて進出すると共に第１、第２搬送機構３９、
４０が移動体４１上のリニアガイド４０Ｄに従ってメイ
ンチャック１６に向けてそれぞれ進出する。
【００３９】そして、エアシリンダ４０Ａ、４３が進出
端に達し、それぞれのセンサの検出信号に基づいてエア
シリンダ４０Ａ、４３が停止する。この時点でメインチ
ャック１６が上述したように真空パッド４０Ａの真下へ
移動して待機している。これにより、メインチャック１
６が真空パッド４０Ａで研磨板３１を吸着することがで
きる位置まで上昇して停止する。そして、ソレノイドバ
ルブ１６Ｅが解除され、引き続き真空パッド４０Ａが吸
着作業に入る。真空パッド４０Ａの吸着力が所定値に達
すると、メインチャック１６は下降する。この時エアシ
リンダ４０Ｅが駆動してメインチャック１６から後退す
ると共に第１搬送機構３９のエアシリンダ３９Ｅが駆動
して研磨板３１を吸着した真空パッド３９Ａが進出す
る。真空パッド３９Ａが進出端に達するとエアシリンダ
３９Ｅがセンサを介してメインチャック１６の研磨用領
域１６Ａの真下で停止する。この時点で研磨用領域１６
Ａは真空パッド３９Ａの真下で待機している。そして、
メインチャック１６が上昇して研磨用領域１６Ａが研磨
板３１の裏面に接する位置で停止する。次いで、真空パ
ッド３９Ａのスイッチが働いて吸着力が低下して研磨板
３１を解放すると共に真空排気装置を駆動させて研磨用
領域１６Ａでの吸着が開始する。これにより研磨用領域
１６Ａで研磨板３１が吸着される。研磨板３１が研磨用
領域１６Ａ上に吸着されると、メインチャック１６が下
降して研磨用領域１６Ａが真空パッド３９Ａから離れ
る。
【００４０】研磨板３１を解放する際に真空パッド３９
Ａのスイッチ及び研磨用領域１６に接続された真空排気
管１６Ｃのバキュームセンサ１６Ｄの信号に基づいてエ
アシリンダ３９Ｅ、４３が逆方向へ駆動してメインチャ
ック１６から後退する。そして、エアシリンダ３９Ｅ、
４３が後退端に達するとそれぞれのセンサの検出信号に
基づいて初期の位置で停止すると共に第２搬送機構４０
の真空パッド４０Ａのスイッチが働き、使用後の研磨板
３１Ａを解放し、第２収納箱３５内へ廃棄する。その
後、使用後の研磨板３１Ａを交換する時にはプログラム
に従って自動的に上述した動作を繰り返す。このように
研磨板３１を自動交換しても研磨板３１が研磨用領域１
６Ａの一定の位置に吸着されているとは限らない。その
ため、アライメント機構が作動して研磨板３１の基準位
置からのずれ量を検出し、現在の研磨板３１の位置を正
確に検出し、その位置をコントローラ１４において基準
位置と比較してずれ量を算出し、交換後の研磨板３１で
プローブ針１８Ａを研磨する位置を求める。これにより
研磨板３１でプローブ針１８Ａを研磨する時に、プロー
ブ針１８Ａを研磨板３１の一定の初期位置で確実に接触
させることができる。
【００４１】以上説明したように本実施形態によれば、
使用前後の研磨板３１を収納する収納機構３２と、この
収納機構３２から使用前の研磨板３１を１枚ずつ受け取
ってメインチャック１６の研磨用領域１６Ａへ搬送する
と共に使用後の研磨板３１Ａを研磨用領域１６Ａから受
け取って収納機構３２へ搬送する搬送機構３３からなる
自動交換装置３０を設けたため、一度使用した部分は二
度と使用しない使い切りの研磨板３１であっても、ある
いはプローブ針１８Ａに応じて２種類の研磨板３１を使
用しても搬送機構３３により使用前後の研磨板３１、３
１Ａをを短時間で効率良く自動的に交換することがで
き、信頼性の高い検査を行うことができる。
【００４２】また、収納機構３２は、使用前の研磨板３
１を複数収納する第１収納箱３４と、使用後の研磨板３
１Ａを収納する第２収納箱３５と、第１、第２収納箱３
４、３５を固定する固定機構３６と、この固定機構３６
を支持する支持機構３７と、第１収納箱３４の底面に形
成された開口部３４Ａから使用前の研磨板３１を押し上
げる押上機構３８を有するため、使用前後の研磨板３
１、３１Ａを整理して収納することができ、使用前後の
研磨板３１、３Ａを過誤なく交換することができる。従
って、使用後の研磨板３１を確実に廃棄することがで
き、一度使用した研磨板３１Ａを二度と使用する虞がな
く、信頼性の高い検査に対応することができる。
【００４３】更に、搬送機構３３として使用前の研磨板
３１Ａを第１収納箱３４からメインチャック１６の研磨
用領域１６Ａへ搬送するロード用の第１搬送機構３９を
設けると共に使用後の研磨板３１Ａを研磨用領域１６Ａ
から第２収納箱３５へ搬送するアンロード用の第２搬送
機構４０を設け、第１、第２搬送機構３９、４０は、使
用前後の研磨板３１、３１Ａを真空吸着する真空パッド
３９Ａ、４０Ａと、この真空パッド３９Ａ、４０Ａを支
持するアーム３９Ｂ、４０Ｂと、このアーム３９Ｂ、４
１０Ｂをリニアガイド３９Ｄ、４０Ｄに従って往復移動
させるステッピングモータ３９Ｅ、４０Ｅとを有するた
め、ロード用の第１搬送機構３９とアンロード用の第２
搬送機構４０を同時に駆動させて使用前後の研磨板３
１、３１Ａを短時間で効率良く交換することができる。
【００４４】また、本発明のプローブ針の研磨方法の他
の実施態様として研磨板の自動交換装置３０を用いて載
置台１６の２箇所の研磨用領域１６Ａに表面粗さの異な
る２種類の研磨板３１を配置した後、プローブ針１８Ａ
を研磨する方法がある。この方法の場合には、自動交換
装置３０を用いて上記実施態様と同一の要領で第１収納
箱３１内に交互に積層された２種類の研磨板３１を第１
収納箱３１から順次取り出して２箇所の研磨用領域１６
Ａへ搬送して配置する。その後、表面の粗い研磨板３１
でプローブ針１８Ａを粗研磨した後、引き続き表面の細
かい研磨板３１でプローブ針１８Ａを仕上げ研磨する。
一連の研磨作業により各研磨板３１が消耗し、新たな研
磨板３１と交換する時には、やはり上記実施態様と同一
要領で使用後の各研磨板３１Ａを使用前の各研磨板３１
と交換する。この実施態様の場合には、プローブ針１８
Ａの針先をより滑らかに研磨することができ、プローブ
針１８Ａと電極パッドとの接触の度合いを高めることが
でき、より高精度の検査を行うことができる。
【００４５】また、研磨板の自動交換装置３０を用いて
２箇所の研磨用領域１６Ａのうち、一方に研磨板３１を
配置し、他方の研磨用領域１６Ａに金プレート（図示せ
ず）を配置した後、プローブ針１８Ａを研磨する方法が
ある。この方法の場合には、研磨板３でプローブ針１８
Ａを研磨し、研磨後のプローブ針１８Ａを他方の研磨用
領域１６Ａの金プレートに接触させることにより、研磨
後のプローブ針１８Ａの接触抵抗を測定することが可能
になり、プローブ針１８Ａの研磨の善し悪しを知ること
ができる。また、プローブ針１８Ａを研磨する前に研磨
前のプローブ針１８Ａを金プレートに接触させてその接
触抵抗を測定し、接触抵抗値を知ることにより、プロー
ブ針１８Ａを研磨するタイミングを事前に判断すること
ができ、ひいては常に安定した検査を行うことができ
る。
【００４６】尚、本発明のプローブ針の研磨方法は、研
磨板の自動交換装置３０を用いて研磨板（及び金プレー
ト）を配置した後にプローブ針１８Ａを研磨しあるいは
プローブ針の接触抵抗を測定した場合について説明した
が、自動交換装置３０を用いることなく、各研磨用領域
１６Ａに研磨板（及び金プレート）を配置してプローブ
針１８Ａを研磨する方法であっても良い。
【００４７】
【発明の効果】本発明の請求項１〜請求項６に記載の発
明によれば、一度使用した部分は二度と使用しない使い
切りの研磨板であっても研磨体を短時間で効率良く自動
的に交換することができ、信頼性の高い検査を行うこと
ができるプローブ装置を提供することができる。
【００４８】また、本発明の請求項７〜請求項９に記載
の発明によれば、プローブ装置のプローブ針をその種類
に即して高精度に研磨し、ひいては高精度の検査に供す
ることができるプローブ針の研磨方法を提供することが
できる。
【００４９】また、本発明の請求項１０に記載の発明に
よれば、請求項９の発明において、プローブ装置のプロ
ーブ針を研磨するタイミングを正確に知ることができる
プローブ針の研磨方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のプローブ装置の一実施形態の要部を示
す図で、（ａ）は収納機構を中心に示す斜視図、（ｂ）
は第１収納箱とその固定機構との関係を示す部分断面図
である。
【図２】図１に示すプローブ装置の搬送機構を示す正面
図である。
【図３】図１に示す収納機構の第１収納箱から研磨体を
取り出す動作を説明するための説明図である。
【図４】図１に示すプローブ装置に用いられた自動交換
装置の制御系のブロック図である。
【図５】図１に示すプローブ装置のメインチャックを取
り出して示す図で、（ａ）はその全体斜視図、（ｂ）は
メインチャックの研磨用領域の断面図、（ｃ）はプロー
ブ針に対する研磨板の移動方向を示す説明図である。
【図６】従来のプローブ装置の一例の外観を示す斜視図
である。
【図７】図６に示すプローブ装置のプローバ部内を中心
に示す正面図である。
【符号の説明】
１０ プローブ装置 １６ メインチャック（載置台） １６Ａ 研磨用領域 １８ プローブカード １８Ａ プローブ針 ３０ 自動交換装置（研磨板の） ３１ 使用前の研磨板 ３１Ａ 使用後の研磨板 ３２ 収納機構 ３３ 搬送機構 ３４ 第１収納箱 ３５ 第２収納箱 ３６ 固定機構 ３７ 支持機構 ３８ 押上機構 ３９ 第１搬送機構 ３９Ａ 真空パッド（保持体） ３９Ｂ アーム ３９Ｄ リニアガイド（搬送路） ３９Ｅ エアシリンダ（駆動機構） ４０ 第２搬送機構 ４０Ａ 真空パッド（保持体） ４０Ｂ アーム ４０Ｄ リニアガイド（搬送路） ４０Ｅ エアシリンダ（駆動機構） ４２ リニアガイド（搬送路） ４３ エアシリンダ（駆動機構）
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭63−234545（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−175286（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−177849（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−96342（ＪＰ，Ａ) 特開 平１−123175（ＪＰ，Ａ) 特開 昭64−55835（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−2939（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−170933（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−166893（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) H01L 21/66 G01R 31/28

Claims (10)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 装置本体内で被検査体を載置しＸ、Ｙ、
    Ｚ及びθ方向に移動する載置台と、この載置台の上方に
    配置されたプローブ針と、このプローブ針を研磨するた
    めに上記載置台と一体に形成された研磨用領域に配置さ
    れた研磨体とを備え、上記載置台の移動により上記研磨
    体と接触する上記プローブ針を研磨するプローブ装置に
    おいて、上記研磨体を自動交換する自動交換装置を設
    け、上記自動交換装置は、使用前後の研磨体を収納する
    収納機構と、この収納機構から使用前の研磨体を一つず
    つ受け取って上記載置台へ搬送すると共に使用後の研磨
    体を上記載置台から受け取って上記収納機構へ搬送する
    搬送機構と備えたことを特徴とするプローブ装置。
  2. 【請求項２】 上記研磨用領域を２箇所に設けたことを
    特徴とする請求項１に記載のプローブ装置。
  3. 【請求項３】 上記収納機構は、使用前の研磨体を複数
    収納する第１収納箱と、使用後の研磨体を複数収納する
    第２収納箱と、第１、第２収納箱を固定する固定機構
    と、この固定機構を支持する支持機構とを備えたことを
    特徴とする請求項１または請求項２に記載のプローブ装
    置。
  4. 【請求項４】 第１収納箱の底面に形成された開口部か
    ら使用前の研磨体を押し上げる押上機構を上記収納機構
    に設けたことを特徴とする請求項３に記載のプローブ装
    置。
  5. 【請求項５】 第１収納箱に２種類の研磨板を交互に積
    層して収納することを特徴とする請求項３または請求項
    ４に記載のプローブ装置。
  6. 【請求項６】 上記搬送機構として上記研磨体を第１収
    納箱から上記載置台へ搬送する第１搬送機構を設けると
    共に使用後の研磨体を上記載置台から第２収納箱へ搬送
    する第２搬送機構を設け、第１、第２搬送機構は、上記
    研磨体を真空吸着する保持体と、この保持体を支持する
    アームと、このアームを搬送路に従って往復移動させる
    駆動機構とを有することを特徴とする請求項３〜請求項
    ５のいずれか１項に記載のプローブ装置。
  7. 【請求項７】 装置本体内でＸ、Ｙ、Ｚ及びθ方向に移
    動する載置台と一体に形成された２箇所の研磨用領域そ
    れぞれに同一の研磨板を配置する工程と、上記載置台を
    移動させていずれか一方の研磨板とその上方のプローブ
    針とを接触させた後、上記載置台を水平方向に移動させ
    て上記プローブ針を研磨する工程と、上記載置台を移動
    させて他方の研磨板とその上方のプローブ針とを接触さ
    せた後、上記載置台を水平方向に移動させて上記プロー
    ブ針を研磨する工程と、使用後の上記各研磨板は次の研
    磨に備えて上記自動交換装置を用いて使用前の研磨板と
    それぞれ交換しておく工程とを備えたことを特徴とする
    プローブ針の研磨方法。
  8. 【請求項８】 装置本体内でＸ、Ｙ、Ｚ及びθ方向に移
    動する載置台と一体に形成された２箇所の研磨用領域そ
    れぞれに表面粗さが異なる２種類の研磨板を配置する工
    程と、上記載置台を移動させて表面の粗い研磨板とその
    上方のプローブ針とを接触させた後、上記載置台を水平
    方向に移動させて上記プローブ針を粗研磨する工程と、
    上記載置台を移動させて表面の細かい研磨板とその上方
    のプローブ針とを接触させた後、上記載置台を水平方向
    に移動させて上記プローブ針を仕上げ研磨する工程と、
    使用後の上記各研磨板は次の研磨に備えて上記自動交換
    装置を用いて使用前の研磨板とそれぞれ交換しておく工
    程とを備えたことを特徴とするプローブ針の研磨方法。
  9. 【請求項９】 装置本体内でＸ、Ｙ、Ｚ及びθ方向に移
    動する載置台と一体に形成された２箇所の研磨用領域そ
    れぞれに研磨板及び金プレートを配置する工程と、上記
    載置台を移動させて上記研磨板とその上方のプローブ針
    とを接触させた後、上記載置台を水平方向に移動させて
    上記プローブ針を研磨する工程と、上記載置台を移動さ
    せて金プレートとその上方のプローブ針とを接触させ、
    上記金プレートを介して研磨後のプローブ針の接触抵抗
    を測定する工程と、使用後の上記研磨板は次の研磨に備
    えて上記自動交換装置を用いて使用前の研磨板とそれぞ
    れ交換しておく工程とを備えたことを特徴とするプロー
    ブ針の研磨方法。
  10. 【請求項１０】 上記プローブ針の研磨を行う前に、上
    記プローブ針を上記金プレートと上記プローブ針とを接
    触させ、上記金プレートを介して上記プローブ針の接触
    抵抗を測定する工程を備えたことを特徴とする請求項８
    に記載のプローブ針の研磨方法。
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