JP5049419B2

JP5049419B2 - プローブカード用台車及びこの台車を用いるプローブカードの取り扱い方法

Info

Publication number: JP5049419B2
Application number: JP2007193495A
Authority: JP
Inventors: 旨俊長坂
Original assignee: Tokyo Electron Ltd
Current assignee: Tokyo Electron Ltd
Priority date: 2007-07-25
Filing date: 2007-07-25
Publication date: 2012-10-17
Anticipated expiration: 2027-07-25
Also published as: KR20090012123A; KR101071024B1; CN101354428B; TW200921832A; TWI459492B; CN101354428A; JP2009032801A

Description

本発明は、高温検査または低温検査を行う検査装置にプローブカードを着脱する際に用いられるプローブカード用台車に関し、更に詳しくは、台車で搬送したプローブカードを検査装置に装着した直後からウエハ等の被検査体の高温検査または低温検査を行うことができ、延いては被検査体の検査時間を短縮することができるプローブカード用台車及びこの台車を用いるプローブカードの取り扱い方法に関するものである。

ウエハ等の被検査体（以下、「ウエハ」で代表する。）の高温検査または低温検査を行う場合には、プローブカードを備えた検査装置が用いられる。この検査装置は、例えば図６に示すように、互いに隣接するローダ室１とプローバ室２を備えている。

ローダ室１は、図６に示すように、ウエハＷをカセット単位で載置する載置部３と、カセット内からウエハＷを一枚ずつ搬送するウエハ搬送機構（図示せず）と、ウエハＷを搬送する途中でウエハのプリアライメントを行うサブチャック（図示せず）と、を備えている。

プローバ室２は、図６に示すように、ローダ室１のウエハ搬送機構によって搬送されてきたウエハＷを載置する温度調節可能なメインチャック４と、メインチャック４上方のヘッドプレート５の略中央に配置されたプローブカード６と、プローブカード６のプローブ６Ａとメインチャック４上のウエハＷの電極パッドとのアライメントを行うアライメント機構７と、を備え、アライメント機構７を介してウエハＷの電極パッドとプローブ６Ａとのアライメントを行った後、メインチャック４を介してウエハＷを所定の温度まで加熱または冷却して、それぞれの温度でウエハＷの高温検査または低温検査を行うように構成されている。

アライメント機構７は、図６に示すようにウエハＷを撮像する第１撮像手段７Ａ、プローブを撮像する第２撮像手段７Ｂを備え、アライメントブリッジ７Ｃを介して第１撮像手段７Ａがプローバ室２の背面とプローブセンタの間で移動するように構成されている。プローブカード６は、接続リング８を介してテストヘッド９と電気的に接続されている。

被検査体の検査には、例えば１００℃前後の高温領域で行われる高温検査と、例えば−数１０℃の低温領域で行われる低温検査がある。高温検査を行う場合には、温度調節器（以下、単に「温調器」と称す。）によってメインチャック４の温度を例えば検査温度１００℃に設定してウエハＷの検査を行う。低温検査を行う場合には、メインチャック４に内蔵された温調器によってメインチャック４上のウエハＷを−数１０℃の検査温度に設定し、その温度でウエハの低温検査を行う。

高温検査または低温検査を行う場合には、それぞれの検査に応じてプローブカード６を交換する必要がある。プローブカード６は、ウエハＷの大口径化及びデバイスの微細化に伴って重量化しており、オペレータによる持ち運びができない。そこで、プローブカード６を保管場所と検査装置の間で搬送する場合には台車を用いる。

例えば、図７の（ａ）に示すように検査装置のプローブカード６を交換する場合には、同図の（ｄ）に示すように次に使用するプローブカード６’を、台車１０を用いて保管場所から検査装置のプローバ室２の正面まで搬送する。この台車１０の搬送機構１１は、図７の（ｂ）に示すように、プローブカード６を支持するアーム１１Ａと、このアーム１１Ａを前後に移動案内する第１レール１１Ｂと、第１レール１１Ｂを支持し且つ台車１０において前後方向に移動する支持基板１１Ｃと、を備えている。

ここで図７の（ｂ）に矢印で示すように台車１０上の搬送機構１１を介してプローバ室２内のプローブカード６を搬出し、同図の（ｃ）に矢印で示すように台車１０上に搬出したプローブカード６を収納箱６０内に収納する。この収納箱６０は同図の（ａ）、（ｂ）に示すようにローダ室１の側面に置かれている。次いで、台車１０で搬送されたプローブカード６’をその収納箱６０から取り出して、同図の（ｄ）に矢印で示すように台車１０上の搬送機構１１に移載し、更に同図の（ｅ）に矢印で示すように搬送機構１１を用いてプローブカード６’をプローバ室２内に搬入し、プローバ室２内に装着する。尚、プローバ室２内にプローブカード６’が搬入されると、プローブカード６は、メインチャック４を介して所定の位置に自動的に取り付けられるようになっている。

新しいプローブカード６’を用いて、例えばウエハを１００℃まで加熱してウエハの高温検査を行う場合には、検査に先立ってプローブカード６’にメインチャックを近づけ、温調器で加熱されたメインチャックを介してプローブカードを高温検査の環境温度まで予熱する。予熱によりプローブカード６’が熱膨張しているため高温検査時にプローブカード６’の熱膨張によってプローブ（図示せず）の針先が位置ズレすることがなく、プローブとウエハの電極パッドとを正確に接触させることができ、信頼性の高い高温検査を行うことができる。また、低温温検査を行う場合には、メインチャックを介してプローブカードを冷却する。

しかしながら、ウエハの高温検査をする場合には、プローブカード６を交換する度に新たなプローブカード６’を検査装置に装着し、その都度、所定の検査温度まで予熱しなくてはならないため、その予熱時間だけウエハの高温検査の開始時間が遅れ、その結果検査時間が長くなり、検査時間の短縮に限界があった。

本発明は、上記課題を解決するためになされたもので、プローブカードを検査装置に装着した後、予熱することなく被検査体の検査を開始することができ、延いては検査時間を短縮することができるプローブカード用台車及びこの台車を用いるプローブカードの取り扱い方法を提供することを目的としている。

本発明の請求項１に記載のプローブカード用台車は、高温検査または低温検査を行う検査装置に用いられるプローブカードを搬送する台車において、上記プローブカードが着脱自在に装着される台座と、この台座に装着される上記プローブカードを、上記高温検査または低温検査で要求される所定の温度まで加熱または冷却する温度調節機構と、を備えたことを特徴とするものである。

また、本発明の請求項２に記載のプローブカード用台車は、請求項１に記載の発明において、上記温度調節機構は、上記プローブカードの温度を検出する温度センサを有することを特徴とするものである。

また、本発明の請求項３に記載のプローブカード用台車は、請求項２に記載の発明において、上記温度調節機構は、上記温度センサの検出値に基づいて上記プローブカードが所定の温度に達したことを知らせる報知手段を有することを特徴とするものである。

また、本発明の請求項４に記載のプローブカード用台車は、請求項１〜請求項３のいずれか１項に記載の発明において、上記台座に、他のプローブカードを載置する載置部が隣接して形成されていることを特徴とするものである。

また、本発明の請求項５に記載のプローブカードの取り扱い方法は、高温検査または低温検査を行う検査装置にプローブカードを着脱する際のプローブカードの取り扱い方法であって、上記プローブカードを台車の台座に装着する工程と、上記台座に装着された上記プローブカードを、上記台車内の温度調節機構を介して上記高温検査または低温検査で要求される所定の温度まで加熱または冷却する工程と、上記所定の温度に調整された上記プローブカードを上記検査装置に装着する工程と、を備えたことを特徴とするものである。

また、本発明の請求項６に記載のプローブカードの取り扱い方法は、請求項５に記載の発明において、上記プローブカードを上記検査装置に装着する前に、上記検査装置内の他のプローブカードを取り外す工程を備えたことを特徴とするものである。

また、本発明の請求項７に記載のプローブカードの取り扱い方法は、請求項５または請求項６に記載の発明において、上記プローブカードが所定の温度に達したことを報知する工程を備えたことを特徴とするものである。

本発明によれば、プローブカードを検査装置に装着した後、予熱することなく被検査体の検査を開始することができ、延いては検査時間を短縮することができるプローブカード用台車及びこの台車を用いるプローブカードの取り扱い方法を提供することができる。

以下、図１〜図４に示す本発明のプローブカード用台車の一実施形態ついて従来と同一または相当部分には同一符号を付して説明する。尚、交換前後のプローブカードには従来と同様に符号「６」、「６’」を付して説明する。

本実施形態のプローブカード用台車２０は、例えば図１の（ａ）、（ｂ）に示すように、台車本体２１と、台車本体２１の上面に開口部として形成され且つプローブカード６’を着脱するための台座２１Ａと、台座２１Ａの下方に配置された温度調節機構２２と、温度調節機構２２に対して給電する給電装置２３と、を備え、給電装置２３からの給電により温度調節機構２２が作動して台座２１Ａに装着されたプローブカード６’を加熱または冷却する。本実施形態のプローブカード用台車２０を以下では温調台車２０と称して説明する。

台座２１Ａは、例えばカードホルダー付きのプローブカード６’を設置できるように構成されている。温度調節機構２２は、加熱器及び冷却器を有している。台車本体２１には、図示してないが、温度調節機構２２の温度を検出する温度センサ、温度設定手段及びスイッチが配設され、温度設定手段によって所定の高温度または低温度に設定した後、スイッチを投入すると、加熱器または冷却器が作動してプローブカード６’を加熱または冷却する。プローブカード６’が検査で要求される温度まで加熱または冷却されると、その温度を温度センサが検出して報知するようになっている。オペレータは、プローブカード６’が所定の温度に達したことを知ると、スイッチを切って温度調節機構２２を停止させ、後述するように検査装置へプローブカード６’を装着する。

また、温度調節機構２２は、加熱器単独または冷却器単独で構成されたものであっても良い。また、台車本体２１には温度設定手段を設けなくても、温度センサによってプローブカード６’が所定の温度に達したことを知ることができる。

図１の（ａ）、（ｂ）に示すように、台車本体２１の背面にはプローブカード６’を収納した収納箱６０を収める収納部２４が設けられている。収納箱６０は、同図の（ａ）に示すようにヒンジを介して開閉するように構成され、収納箱６０を開けてプローブカード６’を取り出すうようになっている。また、台車本体２１上で台座２１Ａの後方（同図では左側）にはプローブカード６’が収納された収納箱６０を一時的に載置する載置部２１Ｂが形成されている。台車本体２１の両側面の下端部には前後に所定間隔を空けて２対のキャスター２５が取り付けられている。尚、収納箱６０はヒンジを介して開閉するタイプに制限されるものではない。

プローブカード６’を保管場所から検査装置へ搬送する場合には、プローブカード６’が収納された収納箱６０を保管場所から取り出し、収納箱６０を収納部２４に収納して搬送する。プローブカード６’を台座２１Ａに装着する時には、図１の（ｂ）に示すようにオペレータが収納箱６０を収納部２４から取り出して載置部２１Ｂへ載置し、収納箱６０を開けてプローブカード６’を取り出し、台座２１Ａへ装着する。プローブカード６’が台座２１Ａに装着されると、温度調節機構２２によってプローブカード６’が予め設定された所定の温度まで加熱または冷却される。プローブカード６’が所定の温度まで加熱または冷却されると、そのことを温度センサの検出によって知ることができる。加熱または冷却後のプローブカード６’は後述のようにして検査装置のプローブカード６と交換される。

次に、図２〜図４を参照しながら本実施形態の台車を用いたプローブカードの取り扱い方法について説明する。

まず、オペレータは、保管場所からプローブカード６’を収納箱６０に収納された状態で取り出し、温調台車２０の載置部２１Ｂに載置する。図２の（ａ）に示すように載置部２１Ｂに載置された収納箱６０を開ける。その後、オペレータが収納箱６０からプローブカード６’を取り出し、プローブカード６’を台座２１Ａに装着する。空になった収納箱６０は収納部２４に収納する。そして、例えば高温検査をする場合には、オペレータが温度調節機構２２の温度設定手段を介して所定の温度（例えば、１００℃）に設定した後、スイッチを投入して温度調整機構２２の加熱器を作動させる。オペレータは同図の（ｂ）に示すように温度調整機構２２でプローブカード６’を所定の温度に加熱する間に温調台車２０を所定の検査装置まで進める。

然る後、図３の（ａ）に示すように、事前にプローバ室２の正面に配置された台車１０上の搬送機構１１を介してプローバ室２からプローブカード６が台車１０上に搬出された後、同図の（ａ）に矢印で示すようにオペレータが台車１０上のプローブカード６を温調台車２０の載置部２１Ｂへ移載する。この時点で、台座２１Ａのプローブカード６’は所定の温度まで加熱されているため、このプローブカード６’を同図に（ｂ）に矢印で示すように温調台車２０から台車１０の搬送機構１１上に移載する。

引き続き、オペレータは台車１０の搬送機構１１を介してプローブカード６’をプローバ室２内へ搬入すると、プローブカード６’はプローバ室２内で自動的に所定の場所へ装着される。この時、プローブカード６’は既に高温検査で要求される温度まで加熱されているため、直ぐにウエハの高温検査を開始することができる。この間に、プローブカード６’を取り出して空になった収納箱６０はローダ室１の側方に立てかけておく。検査装置から取り外したプローブカード６は、温調台車２０を介して保管場所へ戻される。尚、台車１０は、搬送機構１１を備えているため、プローブカード６’をプローバ室２へ搬出入する場合にだけ用いられる。

以上説明したように本実施形態によれば、高温検査を行う検査装置に用いられるプローブカード６’を搬送する際に、プローブカード６’が着脱自在に装着される台座２１Ａと、この台座２１Ａに装着されるプローブカード６’を、ウエハの検査で要求される所定の温度まで加熱する温度調節機構２２と、を備えた温調台車２０を用いてプローブカード６’を検査装置まで搬送するため、プローブカード６’は検査装置に装着する前にウエハの高温検査で要求される温度まで既に加熱されているため、プローブカード６’を検査装置内に装着すれば、従来のようにプローブカードを予熱することなく直ぐに検査を行うことができ、予熱に要する時間を省略して、ウエハの検査時間を短縮することができ、もって検査のスループットを高めることができる。

また、本実施形態によれば、温度調節機構２２は、加熱されたプローブカード６’の温度を検出する温度センサを有するため、プローブカード６’が検査で要求される温度を確実に検出することができる。更に、温度調節機構２２は、温度センサの検出値に基づいてプローブカード６’が所定の温度に達したことを知らせる報知手段を有するため、プローブカード６’が予熱されたことを確実に知ることができ、迅速にプローブカード６’を装着することができ、更なる検査時間の短縮に寄与することができる。また、温調台車２０の台車本体２１の上面に、台座２１Ａと隣接する載置部２１Ｂが形成されているため、プローブカード６’を交換する場合には、使用済みのプローブカード６を検査装置から載置部２１Ｂ上へ移載して仮置きすることができる。

また、本発明の温調台車は、例えば図５の（ａ）、（ｂ）に示すようにプローブカード６’を一時的に載置する載置部を省略することもできる。本実施形態の温調台車２０Ａは、同図の（ａ）（ｂ）に示すように台車本体２１に台座２１Ａのみを設け、台車本体２１の内部に温度調節機構２２及び給電装置２３を設けたものである。この温調台車２０Ａには台車本体２１に載置部がないため、検査装置から取り出したプローブカード６を台車本体２１上に仮置きできないだけで、その他は図１の（ａ）、（ｂ）に示す温調台車２０と同様の機能を有する。

尚、本発明は上記実施形態に何等制限されるものではなく、必要に応じて各構成要素を適宜変更することができる。例えば上記実施形態では被検査体の高温検査について説明したが、被検査体の低温検査についても同様に適用することができる。

本発明は、ウエハ等の被検査体の電気的特性検査を行う検査装置に好適に利用することができる。

（ａ）、（ｂ）はそれぞれ本発明のプローブカード用台車の一実施形態を示す図で、（ａ）はその長手方向の断面図、（ｂ）はその平面図である。（ａ）、（ｂ）は図１に示す台車を用いた本発明のプローブカードの取り扱い方法の一実施形態を示す工程図である。（ａ）、（ｂ）は図２に示す工程の後工程を示す工程図である。図３に示す工程の後工程を示す工程図である。（ａ）、（ｂ）はそれぞれ本発明のプローブカード用台車の他の実施形態を示す図１の（ａ）、（ｂ）に相当する図である。検査装置の一例の正面の一部を破断して示す正面図である。（ａ）〜（ｅ）はそれぞれ従来のプローブカードの取り扱い方法の一例を示す工程図である。

符号の説明

６、６’ プローブカード
２０、２０Ａ温調台車（プローブカード用台車）
２１Ａ台座
２１Ｂ載置部
２２温度調節機構
Ｗウエハ（被検査体）

Claims

高温検査または低温検査を行う検査装置に用いられるプローブカードを搬送する台車において、上記プローブカードが着脱自在に装着される台座と、この台座に装着される上記プローブカードを、上記高温検査または低温検査で要求される所定の温度まで加熱または冷却する温度調節機構と、を備えたことを特徴とするプローブカード用台車。
上記温度調節機構は、上記プローブカードの温度を検出する温度センサを有することを特徴とする請求項１に記載のプローブカード用台車。
上記温度調節機構は、上記温度センサの検出値に基づいて上記プローブカードが所定の温度に達したことを知らせる報知手段を有することを特徴とする請求項２に記載のプローブカード用台車。
上記台座に、他のプローブカードを載置する載置部が隣接して形成されていることを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれか１項に記載のプローブカード用台車。
高温検査または低温検査を行う検査装置にプローブカードを着脱する際のプローブカードの取り扱い方法であって、上記プローブカードを台車の台座に装着する工程と、上記台座に装着された上記プローブカードを、上記台車内の温度調節機構を介して上記高温検査または低温検査で要求される所定の温度まで加熱または冷却する工程と、上記所定の温度に調整された上記プローブカードを上記検査装置に装着する工程と、を備えたことを特徴とするプローブカードの取り扱い方法。
上記プローブカードを上記検査装置に装着する前に、上記検査装置内の他のプローブカードを取り外す工程を備えたことを特徴とする請求項５に記載のプローブカードの取り扱い方法。
上記プローブカードが所定の温度に達したことを報知する工程を備えたことを特徴とする請求項５または請求項６に記載のプローブカードの取り扱い方法。