JP3188892B2 - プロ−ブ装置及びプロ−ブ方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用の分野】本発明は、被検査体のプロ−ブ
装置及びプロ−ブ方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】半導体ウエハ製造の工程で、プロセスの
終了したウエハの各チップの電極にプロ−ブを電気的に
接続させて検査する検査工程がある。この工程ではプロ
−バを用いて各チップの検査を行っている。上記プロ−
バの載置台にウエハを載置するに際し、一旦、ウエハを
突出ピンで受取り、このピンを載置台内に埋没させるこ
とによりウエハを載置面に載置するものが主流である。
上記載置台の技術として実公昭６２−６６９１号公報に
記載されているものがある。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】従来のプロ−ブ装置
は、載置台に内設された突出ピンをエア−圧で突出さ
せ、このピンの頂端にウエハを受け取り、突出ピンをエ
ア圧で埋没して載置するので、載置台の内空部にエア−
を送り込むエア−回路及びエア供給部が必要であり、小
型化が困難であった。しかも、エア−圧で突出させた突
出ピンにウエハを受け渡すとウエハがピン上で振動しウ
エハの位置がズレ、この状態で載置されると位置合わせ
に時間が掛かってしまう等の欠点があった。

【０００４】本発明の第１の目的は、載置台を周方向に
回転させプローブとウエハ電極との位置合わせを行い、
載置台をこの位置合わせ位置を超える回転角度を有する
回転領域で回転させて突出ピンを突出させることによ
り、ウエハを載置面から離間するように構成し、突出ピ
ンを昇降させる専用の機構を不必要としたプローブ装置
を提供することにある。また第２の目的は、カム機構で
突出ピンを駆動するように構成して、振動の発生を防止
したプローブ装置を提供することにある。本発明の第３
の目的は、載置台を周方向に回転させプローブとウエハ
電極との位置合わせを行い、載置台をこの位置合わせ位
置を超える回転角度を有する回転領域で回転させて突出
ピンを突出させ、ウエハを載置面から離間させることに
より、振動を低減して確実なウエハの移載が可能なプロ
ーブ方法を提供することにある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明のプローブ装置
は、被検査体を受け取った突出ピンが載置台内に埋没す
ることにより載置面に被検査体を載置し、この載置台を
回転させてプローブと被検査体の位置合せをするプロー
ブ装置において、上記載置台を第１の回転領域内で正逆
回転させてプローブと被検査体の位置合せを行う回転機
構と、この回転機構を用いて第１の回転領域を超えた領
域に形成される第２の回転領域内で上記載置台を正逆回
転させて上記突出ピンを突出、埋没させる機構とを設け
たことを特徴としている。また、上記突出ピンを突出、
埋没させる機構として、第２の回転領域でレバー部材を
介して駆動するカム機構を設けたことを特徴としてい
る。本発明のプローブ方法は、被検査体を載置するため
の載置台を回転機構を介して一方向に回転させて上記載
置台上に突出させた突出ピンで上記被検査体を受取る工
程と、上記回転機構を介して上記載置台を逆方向に回転
させて上記突出ピンをその突出位置から上記載置台内に
埋没させて載置面に被検査体を載置する工程と、上記回
転機構を用いて上記突出ピンの動作する第２の回転領域
に満たない領域に形成される第１の回転領域内で上記載
置台を正逆回転させてプローブと被検査体の位置合せを
行う工程と、上記載置台を第２の回転領域内で一方向に
回転させて突出ピンを突出させることを特徴としてい
る。

【０００６】

【作用】本発明によれば、回転機構を用いて第１の回転
領域内でプローブと被検査体を位置合わせを行い、更に
回転機構を用いて位置合わせを行う第１の回転領域を超
える回転領域にある第２の回転領域内で載置台を正逆回
転させることにより、突出ピンを載置面から突出、埋没
させることができるため、突出ピンを突出させる専用の
駆動部を別に設ける必要がなく、プローブ装置を小型化
できる。また、第２の回転領域内で突出ピンが回転機構
及びレバー部材を介して機能するカム機構で駆動するの
で、エアー圧のように激しい振動が無く、被検査体の位
置ズレが防止できる。

【０００７】

【実施例１】本発明のプロ−ブ装置の一実施例を図を用
いて説明する。上記プロ−ブ装置の載置台にウエハを搬
送する搬送ア−ム及びウエハが載置された載置台を平面
移動させるＸＹステ−ジは、既に半導体製造装置業界で
周知なので説明を省略し、ウエハを載置し、プロ−ビン
グし、離間する載置機構に関して説明する。

【０００８】上記載置機構は、図１に示すように、ウエ
ハ１が載置される載置台２を上下方向に昇降させるＺス
テ−ジ３と、上記載置台２を周回転させる回転部４と、
この載置台２に埋没されている突出ピン５を突出させ、
ウエハ１を受け取り載置面に載置する突出部６とから構
成されている。ここで、図１の中心線から、左側は突出
ピン５が載置台２に埋没された図であり、右側は突出ピ
ン５が載置台２から突出した図である。

【０００９】上記Ｚステ−ジ３は、プロ−ブ装置のＸＹ
ステ−ジ７中央に設けられた穴にはめ込まれている。こ
のはめ込まれたＺステ−ジ３は、外中空部材８と、内中
空部材９と、第１パルスモ−タ１０と、第１カップリン
グ１１を有した第１ボ−ルネジ１２と、第１ナット１３
から構成されている。上記外中空部材８は内中空部材９
を内設し、この外中空部材８の底部８Ａに第１パルスモ
−タ１０を固定し、このモ−タ１０の軸と第１ボ−ルネ
ジ１２とを第１カップリング１１で結合し内中空部材９
の中間に設けた第１ナット１３と第１ボ−ルネジ１２と
を螺合させ、第１パルスモ−タ１０の駆動で内中空部材
９がプロ−ブ１４側に上昇するように配置されている。

【００１０】ここで、外中空部材８に内設された内中空
部材９は上下方向に昇降するが、周回転方向にガタがな
いようにスプライン形状で形成されており、内中空部材
９を、上下方向に４０ｍｍ乃至５０ｍｍ昇降させても周
回転方向誤差は４ミクロン程度の高精度に加工されてい
る。即ち、載置台２を基準高さ、例えば、０ｍｍの位置
と４０ｍｍ上昇させた位置のウエハ１の電極とプロ−ブ
１４の位置ずれは周回転方向で４ミクロン以内である。

【００１１】図２に示すように、上記Ｚステ−ジ３の内
中空部材９の頂端に固定した固定板１５に載置台２を周
方向に回転させる回転機構１６が設けられている。上記
回転機構１６は内中空部材９と軸心が同軸で、且つ中空
孔を有した円筒状ガイド部材１７を固定板１５の上面に
立設し、この円筒状ガイド部材１７がベアリング１８を
介して、外周リング１９に内接し、この外周リング１９
が円筒状ガイド部材１７に沿って回転する構成になって
いる。

【００１２】上記外周リング１９の上面は載置台２の裏
面と一体になるので、外周リング１９が回転すれば載置
台２が周方向に回転される。図３に示すように，更に、
外周リング１９の側部にア−ム２０の一端が載置面２と
平行に設けられている。このア−ム２０の他端に第２ナ
ット部材２１が、図４に示すように、設けられている。
即ち、第２ナット部材２１の上面及び下面には貫通しな
い回転孔溝２１Ａがそれぞれ垂直に開口され、この溝２
１Ａにピン２１Ｂが軸着され、上記第２ナット部材２１
を周方向に回転する回動部材２１Ｃがア−ム２０に設け
られている。この第２ナット部材２１は第２ボ−ルネジ
２２に螺着されている。この第２ボ−ルネジ２２の一端
は、第２カップリング２３を介して第２パルスモ−タ２
４に連結されている。

【００１３】上記第２パルスモ−タ２４は、図４で示す
ように、上記第２ボ−ルネジ２２を支える軸受け部材２
４Ａに固定されている。この軸受け部材２４Ａは、第２
ボ−ルネジ２２、第２カップリング２３及び第２パルス
モ−タ２４は同心的に配置されている。ここで、上記第
２ボ−ルネジ２２の他端２４Ｄは遊端になっている。ま
た、上記軸受け部材２４Ａの上面及び下面には貫通しな
い回転孔溝２４Ｅがそれぞれ垂直に開口され、この溝２
４Ｅにピン２４Ｆが軸着され、上記軸受け部材２４Ａを
ピン２４Ｆを中心にして回転する回動部材２４Ｇが固定
板１５に固定されている。

【００１４】従って、上記第２ボ−ルネジ２２の回転駆
動で、第２ナット部材２１が周回転移動するにつれて、
第２ボ−ルネジ２２と第２カップリング２３により連結
された第２パルスモ−タ２４及びこれらを連結する軸受
け部材２４Ａが一体となって上記ピン２４Ｆを中心にし
て、回転することができる。この回転が容易なので、第
２パルスモ−タ２４を駆動すると第２ボ−ルネジ２２に
より、スム−ズに第２ナット部材２１を周回転させるこ
とができる。

【００１５】図１に戻って説明すると、上記第２ナット
部材２１の底部には、このナット部材２１と一緒に移動
するローラ２５が軸着されている。図３に示すように、
ウエハ１の位置合わせ領域（第１の回転領域）から、更
に第２のボールネジ２２を介して第１の回転領域を超え
た第２の回転領域まで載置台を回転させて、載置台２が
例えば１０゜から１４．５゜迄の回転される同時に、第
２ナット部材２１の底部のローラ２５は固定板１５に支
点Ｂのあるレバー部材２６の一端の力点Ａに接触し、更
に第２ボールネジ２２を回転させると、レバー部材２６
の他端の作用点Ｃに配置されているカムリング２７を逆
回転させる構成になっている。

【００１６】ここで、カムリング２７、内中空部材９お
よび載置台２の軸芯とは同軸であり、上記カムリング２
７には通常は突出ピン５が載置台上面より低い位置に埋
没するように切欠された溝２８が３箇所設けられてい
る。更に、カムリング２７を上記レバ−部材２６で回転
させると突出ピン５が載置面より高い位置、例えば７ｍ
ｍの高さ位置にウエハ１を支えるように溝２８が傾斜さ
れている。上記高い位置、例えば７ｍｍの高さ位置にな
ると、上記傾斜された溝２８は高い位置を保つ為に、載
置面と平行に溝２８が切欠され、これ以上、突出ピン５
が上昇しないようになっている。載置面より７ｍｍの高
さ位置にウエハ１を支えている時、上記ロ−ラ２５は常
にレバ−部材２６の力点Ａを加圧していることは言う迄
もない。

【００１７】上記突出ピン５の降下は、上記ロ−ラ２５
をレバ−部材２６の力点Ａから退避するとスプリング２
９でレバ−部材２６の作用点Ｃがもとに戻り、カムリン
グ２７を介して突出ピン５が載置台２に埋没し、載置面
より低い位置に戻る。ここで、上記突出ピン５が昇降す
る時、位置ずれしないようにガイドピン２Ａが上記載置
台２の裏面に垂直に固定されている。

【００１８】次に動作について説明する。ウエハ１が搭
載された搬送アーム（図示せず）を載置面上方に到達さ
せると同時に、第２パルスモータ２４を駆動させて、載
置台２を基準位置角（例えば、０゜）から９゜まで回転
させ、第２ナット部材２１の底部にあるローラ２５をレ
バー部材２６の力点Ａと接触させ、更に、載置台２の基
準位置角から１４．５゜に相当する位置まで載置台を回
転させる。この回転と共に、載置台の第２の回転領域で
はローラ２５がレバー部材２６の力点Ａを押し、カムリ
ング２７が載置台２の回転方向と逆方向に回転すること
により、低い位置にあった突出ピン５が高い位置に押し
上げられ載置面から、例えば７ｍｍ程度突出する。この
突出でウエハ１が搬送アーム（図示せず）から突出ピン
頂端に受け渡される。搬送アームは退避位置へ戻る。

【００１９】図５に示すように、上記第２パルスモータ
２４の駆動により載置台２が第２の回転領域から基準位
置角に戻ると共に、突出ピン５が載置台２に埋没し、載
置面にウエハ１が載置される。この状態でウエハ１の電
極（図示せず）とプローブ１４との位置合わせをする
為、載置台２の基準位置角、例えば０゜から±７゜以内
の第１の回転領域内で位置合わせをする。ここで、位置
合わせに必要な回転角は載置台２の基準位置角から±７
゜以内が適切である。載置面から突出ピン５を突出させ
るのに必要な回転角は載置台２の基準位置角から１４．
５゜が適切である。第１の回転領域の最大回転角である
７゜と第２の回転領域の最小回転角である９゜との差２
゜は位置合わせ動作と突出動作とが重ならないようにし
ている。

【００２０】次に、ウエハ検査を終了したウエハ１は載
置面から離間するには、載置台２を回転、例えば９°か
ら２０°迄回転させて突出ピン５を載置面から突出させ
ることにより、ウエハ１は載置面から離れ、突出ピン５
の頂端上に位置し、更に載置面から例えば７ｍｍの高さ
で離間した位置に来る。この離間した位置に搬送ア−ム
（図示せず）が到達し、第２パルスモ−タ２４の駆動で
突出ピン５を載置台２内に埋没する。この埋没により、
ウエハ１は搬送ア−ム（図示せず）に引き渡される。引
き渡されたウエハ１は搬送系（図示せず）でウエハ収納
庫（図示せず）に収納する。

【００２１】

【発明の効果】本発明によれば、被検査体を受け取った
突出ピンが載置台内に埋没することにより載置面に被検
査体を載置し、この載置台を回転させてプローブと被検
査体の位置合せをするプローブ装置において、上記載置
台を第１の回転領域内で正逆回転させてプローブと被検
査体の位置合せを行う回転機構と、この回転機構を用い
て第１の回転領域を超えた領域に形成される第２の回転
領域内で上記載置台を正逆回転させて上記突出ピンを突
出、埋没させる機構とを設けたため、プローブと被検査
体の位置合わせを行う回転機構を突出ピンの駆動機構と
しても用いることができ、プローブ装置を小型化できる
プローブ装置及びプローブ方法を提供することができ
る。また、上記突出ピンを突出、埋没させる機構とし
て、第２の回転領域でレバー部材を介して駆動するカム
機構を設けたため、被検査体の昇降時の振動を低減して
確実な被検査体の移載が可能とな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】

【図１】本発明のプロ−ブ装置の載置台の全体構成を説
明する側断面図である。

【図２】図１の載置台の回転機構と突出ピンを説明する
組立側断面図である。

【図３】図１の載置台の突出ピンとレバ−部材の配置を
説明する上面図である。

【図４】図１の載置台の第２ボ−ルネジが移動する動作
を説明する図である。

【図５】図１の載置台の第２ボ−ルネジの移動を説明す
る上面図である。

【符号の説明】

１ ウエハ ２ 載置台 ３
Ｚステ−ジ ４ 回転部 ５ 突出ピン ６ 突出部 ７ プロ−ブ装置のＸＹ
ステ−ジ ８ 外中空部材 ９ 内中空部材 １０ 第１パルスモ−タ １１ 第１カップリング １２ 第１ボ−ルネジ １３ 第１ナット １
４ プロ−ブ １５ 固定板 １６ 回転機構 １
７ 円筒状ガイド部材 １８ ベアリング １９ 外周リング ２
０ ア−ム ２１ 第２ナット部材 ２２ 第２ボ−ルネジ ２
３ 第２カップリング ２４ 第２パルスモ−タ ２４Ａ 軸受け部材 ２
４Ｂ 軸受け部 ２４Ｅ 回転孔溝 ２４Ｆ ピン ２
４Ｇ 回転部材 ２５ ロ−ラ ２６ レバ−部材 ２
７ カムリング ２８ 溝 ２９ スプリング

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 被検査体を受け取った突出ピンが載置台
   内に埋没することにより載置面に被検査体を載置し、こ
   の載置台を回転させてプローブと被検査体の位置合せを
   するプローブ装置において、 上記載置台を第１の回転領域内で正逆回転させてプロー
   ブと被検査体の位置合せを行う回転機構と、この回転機
   構を用いて第１の回転領域を超えた領域に形成される第
   ２の回転領域内で上記載置台を正逆回転させて上記突出
   ピンを突出、埋没させる機構とを設けたことを特徴とす
   るプローブ装置。
2. 【請求項２】 上記突出ピンを突出、埋没させる機構と
   して、第２の回転領域でレバー部材を介して駆動するカ
   ム機構を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】 被検査体を載置するための載置台を回転
   機構を介して一方向に回転させて上記載置台上に突出さ
   せた突出ピンで上記被検査体を受取る工程と、上記回転
   機構を介して上記載置台を逆方向に回転させて上記突出
   ピンをその突出位置から上記載置台内に埋没させて載置
   面に被検査体を載置する工程と、上記回転機構を用いて
   上記突出ピンの動作する第２の回転領域に満たない領域
   に形成される第１の回転領域内で上記載置台を正逆回転
   させてプローブと被検査体の位置合せを行う工程と、上
   記載置台を第２の回転領域内で一方向に回転させて突出
   ピンを突出させることを特徴とするプローブ方法。