JP6220596B2

JP6220596B2 - プローバ

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Publication number: JP6220596B2
Application number: JP2013160764A
Authority: JP
Inventors: 光義宮園
Original assignee: Tokyo Electron Ltd
Current assignee: Tokyo Electron Ltd
Priority date: 2013-08-01
Filing date: 2013-08-01
Publication date: 2017-10-25
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Description

本発明は、プローバに関し、特に、プローブカードのプローブヘッドを自動で交換するプローバに関する。

基板としての半導体ウエハ（以下、単に「ウエハ」という。）に形成された半導体デバイス、例えば、パワーデバイスやメモリの電気的特性を検査する基板検査装置としてプローバが知られている。

プローバは、多数のプローブ針を有する円板状のプローブカードと、ウエハを載置して上下左右に自在に移動するステージとを備え、プローブカードの各プローブ針を半導体デバイスが有する電極パッドや半田バンプに接触させ、各プローブ針から電極パッドや半田バンプへ検査電流を流すことによって半導体デバイスの電気的特性を検査する（例えば、特許文献１参照。）。

プローバでは、プローブカードの各プローブ針が電極パッド等への接触を繰り返し、針先が摩耗することがあるため、定期的にプローブ針を交換する必要がある。

従来、各プローブ針はプローブカード内の配線に溶接されていたため、プローブ針を交換する際にはプローブカードも交換していたが、プローブカードはプローバの本体の内部に配置されているため、交換が容易ではなく、また、プローブカードは高価であるため、プローブカードの交換にはかなりのコストを要する。

そこで、図１２に示すように、プローブカード１２０から着脱可能なプローブヘッド（プローブインサート）１２１を設け、該プローブヘッド１２１へ各プローブ針１２２を集中的に配置することにより、プローブヘッド１２１を交換するだけで針先が摩耗した各プローブ針１２２を交換することができるプローバが提案されている（例えば、特許文献２参照。）。

また、プローブヘッド１２１の交換作業を容易にするために、プローブカード１２０に可倒式のクランプ１２３を設け、図１３（Ａ）に示すように、プローブヘッド１２１をプローブカード１２０へ押し付けると、図１３（Ｂ）に示すように、クランプ１２３が倒れてプローブヘッド１２１が保持される交換方法が提案されている。

さらに、円板状のプローブヘッド１４０の周縁へ部分的にフランジ１４１を設ける（図１４（Ａ）及び図１４（Ｄ））とともに、プローブカード１２０に先端において部分的にフランジ１４２を有する円筒状のクランプ１４３を設け（図１４（Ａ）及び図１４（Ｃ））、プローブヘッド１４０をクランプ１４３へ挿嵌させた後、該プローブヘッド１４０をクランプ１４３に対して相対的に回転させ、図１４（Ｂ）及び図１４（Ｅ）に示すように、プローブヘッド１４０のフランジ１４１をクランプ１４３のフランジ１４２へ係合させることにより、プローブヘッド１４０を保持させる交換方法も提案されている。

ところで、図１３や図１４に示すプローブカード１２０もプローバの本体の内部に配置されており、プローバの本体の内部では作業者の作業スペースが確保できないため、プローブヘッド１２１、１４０を交換するためにはプローブカード１２０をプローバから脱離させ、さらに再度プローバへ装着する必要がある。

特開平７―２９７２４２号公報特表２００９―５００６３３号公報

しかしながら、近年のウエハの大口径化に伴い、プローブカード１２０も大きくなり、重量が、例えば、２０ｋｇを越えるものも存在するため、プローブカード１２０の脱着作業は難作業であり、その結果、容易にプローブヘッドを交換することができないという問題がある。

本発明の目的は、プローブヘッドを容易に交換することができるプローバを提供することにある。

上記目的を達成するために、本発明のプローバは、本体と、該本体の内部に配置されて基板を載置するステージと、前記本体の内部に配置され且つ前記ステージに対向するプローブカードとを備え、前記プローブカードは当該プローブカードから着脱可能であり且つ複数のプローブ針が配置されたプローブヘッドを有するプローバであって、前記プローブカードを交換するために前記プローブカードへ向けて移動可能なプローブカード交換機構と、前記本体の内部に前記プローブカード交換機構とは別に配置されるとともに、前記プローブヘッドを交換するために前記プローブヘッドを保持して前記プローブカードへ向けて移動可能なプローブヘッド移動機構と、を備えることを特徴とする。

上記目的を達成するために、本発明のプローバは、本体と、該本体の内部に配置されて基板を載置するステージと、前記本体の内部に配置され且つ前記ステージに対向するプローブカードと、該プローブカードを交換するために前記プローブカードへ向けて移動可能なプローブカード交換機構とを備え、前記プローブカードは当該プローブカードから着脱可能であり且つ複数のプローブ針が配置されたプローブヘッドを有するプローバであって、前記プローブカード交換機構は、前記プローブカードを担持するフォークと、前記プローブヘッドを交換するために前記プローブヘッドを保持し且つ前記プローブカードへ向けて移動可能なプローブヘッド移動機構とを有し、前記プローブヘッド移動機構は、前記プローブカードへ向けて移動する方向に関して前記フォークと別個に移動可能に構成されることを特徴とする。

上記目的を達成するために、本発明のプローバは、本体と、該本体の内部に配置されて基板を載置するステージと、前記本体の内部に配置され且つ前記ステージに対向するプローブカードとを備え、前記プローブカードは当該プローブカードから着脱可能であり且つ複数のプローブ針が配置されたプローブヘッドを有するプローバであって、前記ステージは、前記プローブカードへ向けて移動可能に構成され、さらに、前記ステージから着脱可能であり且つ前記プローブヘッドを保持するアダプタを有することを特徴とする。

上記目的を達成するために、本発明のプローバは、本体と、該本体の内部に配置されて基板を載置するステージと、前記本体の内部に配置され且つ前記ステージに対向するプローブカードとを備え、前記プローブカードは当該プローブカードから着脱可能であり且つ複数のプローブ針が配置されたプローブヘッドを有するプローバであって、前記プローブカードへ装着されたプローブヘッドの各プローブ針の針先を研磨する針先研磨機構をさらに備え、前記針先研磨機構は、前記プローブカードへ向けて移動可能に構成され、さらに、前記針先研磨機構から着脱可能であり且つ前記プローブヘッドを保持するアダプタを有することを特徴とする。

上記目的を達成するために、本発明のプローバは、プローブカードを備え、前記プローブカードは当該プローブカードから着脱可能であり且つ複数のプローブ針が配置されたプローブヘッドを有するプローバであって、前記プローブカードを交換するために前記プローブカードへ向けて移動可能なプローブカード交換機構と、前記プローブカード交換機構とは別に配置されるとともに、前記プローブヘッドを交換するために前記プローブヘッドを保持して前記プローブカードへ向けて移動可能なプローブヘッド移動機構と、を備えることを特徴とする。

本発明によれば、本体の内部に配置されるとともに、プローブヘッドを保持してプローブカードへ向けて移動可能な移動機構を備えるので、当該移動機構によってプローブヘッドをプローブカードへ向けて移動させることができ、もって、作業者の手を煩わすこと無く、且つプローブカードを本体から脱離させることなく、プローブヘッドを交換することができる。その結果、プローブヘッドを容易に交換することができる。

本発明によれば、プローブカード交換機構は、プローブヘッドを保持し且つ当該プローブカード交換機構とは別個にプローブカードへ向けて移動可能な移動機構を有するので、当該移動機構によってプローブヘッドをプローブカードへ向けて移動させることができ、もって、作業者の手を煩わすこと無く、且つプローブカードを本体から脱離させることなく、プローブヘッドを交換することができる。その結果、プローブヘッドを容易に交換することができる。

本発明によれば、プローブカードへ向けて移動可能なステージはプローブヘッドを保持するアダプタを有するので、ステージによってアダプタに保持されたプローブヘッドをプローブカードへ向けて移動させることができ、もって、作業者の手を煩わすこと無く、且つプローブカードを本体から脱離させることなく、プローブヘッドを交換することができる。その結果、プローブヘッドを容易に交換することができる。

本発明によれば、プローブカードへ向けて移動可能な針先研磨機構はプローブヘッドを保持するアダプタを有するので、針先研磨機構によってアダプタに保持されたプローブヘッドをプローブカードへ向けて移動させることができ、もって、作業者の手を煩わすこと無く、且つプローブカードを本体から脱離させることなく、プローブヘッドを交換することができる。その結果、プローブヘッドを容易に交換することができる。

本発明の第１の実施の形態に係るプローバの構成を概略的に示す斜視図である。図１のプローバの本体の内部における構成を概略的に示す斜視図である。図１のプローバにおけるプローブカードへのプローブヘッドの装着方法を示す工程図である。図１のプローバにおけるプローブカードへのプローブヘッドの別の装着方法を示す工程図である。図２におけるプローブヘッドホルダの変形例の構成を示す断面図である。図２における位置確認用マークの配置の変形例を示す図である。本発明の第２の実施の形態に係るプローバの本体の内部における構成を概略的に示す斜視図である。図７のプローバにおけるプローブカードへのプローブヘッドの装着方法を示す工程図である。本実施の形態に係るプローバの本体の内部における構成を概略的に示す斜視図である。本実施の形態に係るプローバの変形例の本体の内部における構成を概略的に示す斜視図である。図９及び図１０のプローバにおけるプローブカードへのプローブヘッドの装着方法を示す工程図である。プローブヘッドを有するプローブカードの構成を概略的に示す斜視図である。図１２のプローブカードへのプローブヘッドの装着方法を示す工程図である。図１２のプローブカードへのプローブヘッドの別の装着方法を示す工程図である。

以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明する。

まず、本発明の第１の実施の形態に係るプローバについて説明する。

図１は、本実施の形態に係るプローバの構成を概略的に示す斜視図である。

図１において、プローバ１０は、ウエハＷを載置するステージ１１を内蔵する本体１２と、該本体１２に隣接して配置されるローダ１３と、本体１２を覆うように配置されるテストヘッド１４とを備え、大口径、例えば、直径が３００ｍｍや４５０ｍｍのウエハＷに形成された半導体デバイスの電気的特性の検査を行う。

本体１２は内部が空洞の筐体形状を呈し、天井部１２ａにはステージ１１に載置されたウエハＷの上方において開口する開口部１２ｂが設けられ、該開口部１２ｂには、略円板状のプローブカードホルダ（図示しない）が係合し、プローブカードホルダは円板状のプローブカード１６を保持する（後述の図２参照）。これにより、プローブカード１６はステージ１１に載置されたウエハＷと対向する。ウエハＷはステージ１１に対する相対位置がずれないように該ステージ１１へ後述するバキューム穴４２（真空吸着機構）によって真空吸着される。

テストヘッド１４は方体形状を呈し、本体１２上に設けられたヒンジ機構１５によって上方向へ回動可能に構成される。テストヘッド１４が本体１２を覆う際、該テストヘッド１４はコンタクトリング（図示しない）を介してプローブカード１６と電気的に接続される。また、テストヘッド１４はプローブカード１６から伝送される半導体デバイスの電気的特性を示す電気信号を測定データとして記憶するデータ記憶部や該測定データに基づいて検査対象のウエハＷの半導体デバイスの電気的な欠陥の有無を判定する判定部（いずれも図示しない）を有する。

ローダ１３は、搬送容器であるＦＯＵＰ（図示しない）に収容される、半導体デバイスが形成されたウエハＷを取り出して本体１２のステージ１１へ載置し、また、半導体デバイスの電気的特性の検査が終了したウエハＷをステージ１１から除去してＦＯＵＰへ収容する。

プローブカード１６は着脱可能なプローブヘッド３０を有し、該プローブヘッド３０には多数のプローブ針３５（後述の図３（Ａ）や図４（Ａ）参照）が集中的に配置される。ステージ１１はプローブカード１６及びウエハＷの相対位置を調整して半導体デバイスの電極パッド等を各プローブ針３５へ当接させる。

半導体デバイスの電極パッド等を各プローブ針３５へ当接する際、テストヘッド１４はプローブカード１６の各プローブ針３５を介して半導体デバイスへ検査電流を流し、その後、プローブカード１６は半導体デバイスの電気的特性を示す電気信号をテストヘッド１４のデータ記憶部に伝送し、該データ記憶部は伝送された電気信号を測定データとして記憶し、判定部は記憶された測定データに基づいて検査対象の半導体デバイスの電気的な欠陥の有無を判定する。

図２は、図１のプローバの本体の内部における構成を概略的に示す斜視図である。

図２において、ステージ１１は、図中に示すＹ方向に沿って移動するＹ方向移動ユニット１７と、図中に示すＸ方向に沿って移動するＸ方向移動ユニット１８と、図中に示すＺ方向に沿って移動してステージ１１をプローブカード１６へ向けて移動させるＺ方向移動ユニット１９とによって支持される。

Ｙ方向移動ユニット１７はＹ方向に沿って配置されたボールねじ（図示しない）の回動によってＹ方向に高精度に駆動され、ボールねじはステップモータであるＹ方向移動ユニット用モータ（図示しない）によって回動される。Ｘ方向移動ユニット１８はＸ方向に沿って配置されたボールねじ１８ａの回動によってＸ方向に高精度に駆動される。ボールねじ１８ａもステップモータであるＸ方向移動ユニット用モータ（図示しない）によって回動される。また、ステージ１１は、Ｚ方向移動ユニット１９の上において、図中に示すθ方向に移動自在に配置され、該ステージ１１上にウエハＷが載置される。

すなわち、Ｙ方向移動ユニット１７、Ｘ方向移動ユニット１８、Ｚ方向移動ユニット１９はステージ１１を図中Ｙ方向、同Ｘ方向、同Ｚ方向、同θ方向に移動可能であり、ウエハＷを載置するステージ１１をプローブカード１６に対向させる。特に、Ｚ方向移動ユニット１９はステージ１１を図中Ｚ方向に沿ってプローブカード１６へ向けて移動させ、ウエハＷにおける半導体デバイスの電極パッド等を各プローブ針３５へ当接させる。

本体１２の内部には、ステージ１１に隣接してプローブカードホルダガイド２０（プローブカード交換機構）が配置される。プローブカードホルダガイド２０は、プローブカード１６を保持するプローブカードホルダを担持可能な二股状のフォーク２１を有し、図中Ｙ方向及び同Ｚ方向に関して移動可能に構成される。

プローブカード１６を交換する際、プローブカードホルダガイド２０のフォーク２１は図中Ｙ方向に移動してプローブカード１６と対向し、さらに、図中Ｚ方向に沿ってプローブカード１６へ向けて移動した後、プローブカード１６をプローブカードホルダごと受け取り、本体１２の外部へ搬出する。なお、本体１２からのプローブカードホルダの取り外しは、本体１２の外部から作業者が行う。

また、本体１２の内部には、ステージ１１及びプローブカードホルダガイド２０の間において、ＡＳＵカメラ２２と、針先研磨ユニット２３（針先研磨機構）と、プローブヘッドホルダ２４（移動機構）とが配置され、さらに、ステージ１１の上方には、アライメントブリッジ２５が配置される。

ＡＳＵカメラ２２、針先研磨ユニット２３及びプローブヘッドホルダ２４はステージ１１へ接続され、図中Ｘ方向及び同Ｙ方向に関してステージ１１とともに移動可能に構成されるが、針先研磨ユニット２３及びプローブヘッドホルダ２４は、図中Ｚ方向に関してステージ１１と別個に移動可能に構成され、さらに、プローブヘッドホルダ２４は図中Ｚ方向に沿う軸を中心軸として図中θ方向に回動可能に構成される。また、アライメントブリッジ２５は図中Ｙ方向に移動可能に構成される。

ＡＳＵカメラ２２はアライメントブリッジ２５に対向するように移動して該アライメントブリッジ２５に設けられた位置確認用マーク（図示しない）を検知して本体１２の内部におけるステージ１１の正確な位置を確認する。針先研磨ユニット２３はプローブカード１６へ向けて移動してプローブカード１６のプローブヘッド３０における各プローブ針３５の針先を研磨する。プローブヘッドホルダ２４はプローブヘッド３０を保持してプローブカード１６へ向けて移動し、後述する図３や図４に示すように、プローブヘッド３０をプローブカード１６へ装着し、若しくは、プローブカード１６からプローブヘッド３０を受け取る。これにより、プローブヘッドホルダ２４はプローブカード１６のプローブヘッド３０を交換することができる。

プローブヘッドホルダ２４の近傍には複数のプローブヘッド３０を収容可能なストッカ２６が配置され、該ストッカ２６及びプローブヘッドホルダ２４の間にはアーム２７を有するプローブヘッド供給ユニット２８が配置される。プローブヘッド供給ユニット２８はストッカ２６から交換用のプローブヘッド３０を取り出してプローブヘッドホルダ２４へ保持させ、また、プローブヘッドホルダ２４が保持する、プローブカード１６から外されたプローブヘッド３０をストッカ２６へ収容する。ストッカ２６及びプローブヘッド供給ユニット２８は本体１２の内部においてプローブヘッドホルダ２４の近傍に配置されるため、交換用のプローブヘッド３０をプローブヘッドホルダ２４へ短時間で受け渡すことができ、もって、プローブヘッド３０の交換を短時間で行うことができる。

プローブヘッドホルダ２４はアライメントブリッジ２５に対向する対向面２４ａにおいて２つの位置確認用マーク２９を有する一方、アライメントブリッジ２５はプローブヘッドホルダ２４を指向するカメラ（図示しない）を有し、該カメラはプローブヘッドホルダ２４の各位置確認用マーク２９を検知することにより、プローブヘッドホルダ２４の位置を確認する。プローブヘッドホルダ２４によってプローブヘッド３０を交換する際、カメラによって確認された位置に基づいてプローブヘッドホルダ２４は移動されてプローブカード１６と正対する。

図３は、図１のプローバにおけるプローブカードへのプローブヘッドの装着方法を示す工程図である。図３では、プローブカード１６におけるプローブヘッド３０の装着箇所に可倒式のクランプ３１が設けられる。

まず、プローブヘッド供給ユニット２８によってプローブヘッドホルダ２４へ交換用のプローブヘッド３０を保持させ、プローブヘッドホルダ２４が図２中Ｚ方向に沿ってプローブカード１６へ向けて移動する（図３（Ａ））。

次いで、プローブヘッド３０がプローブカード１６へ押し付けられると、プローブヘッド３０の一部がクランプ３１と接触し、クランプ３１は図中内側へ倒れ込んでプローブヘッド３０を保持する（図３（Ｂ））。

また、プローブカード１６からプローブヘッド３０を受け取る場合は、図３に示す方法とは逆の手順を実行する。これにより、プローブヘッドホルダ２４はプローブカード１６においてプローブヘッド３０を交換することができる。

図４は、図１のプローバにおけるプローブカードへのプローブヘッドの別の装着方法を示す工程図である。図４では、プローブカード１６におけるプローブヘッド３０の装着箇所に先端において部分的にフランジ３２を有する円筒状のクランプ３３が設けられ、プローブヘッド３０の周縁には部分的にフランジ３４が設けられる。

まず、プローブヘッド供給ユニット２８によってプローブヘッドホルダ２４へ交換用のプローブヘッド３０を保持させ、プローブヘッドホルダ２４が図２中Ｚ方向に沿ってプローブカード１６へ向けて移動する（図４（Ａ））。

次いで、プローブヘッド３０をクランプ３３へ挿嵌させた後、該プローブヘッド３０をクランプ３３に対して図２中θ方向に回転させ、プローブヘッド３０のフランジ３４をクランプ３３のフランジ３２へ係合させることにより、プローブヘッド３０を保持する（図４（Ｂ））。

また、本装着方法でも、プローブカード１６からプローブヘッド３０を受け取る場合は、図４に示す方法とは逆の手順を実行する。これにより、プローブヘッドホルダ２４はプローブカード１６においてプローブヘッド３０を交換することができる。

本実施の形態に係るプローバ１０によれば、本体１２の内部に配置されるとともに、プローブヘッド３０を保持してプローブカード１６へ向けて移動可能なプローブヘッドホルダ２４を備えるので、プローブヘッドホルダ２４によってプローブヘッド３０をプローブカード１６へ向けて移動させることができ、プローブカード１６を本体１２から脱離させることなく、プローブヘッド３０を交換することができる。その結果、プローブヘッド３０を容易に交換することができる。

また、上述したプローバ１０では、作業者の手を煩わすこと無くプローブヘッド３０を交換することができ、さらに、プローブヘッド３０の交換の際に重量物であるプローブカード１６を脱着する必要がないため、作業者の負担を軽減し、作業の安全性を高めることができる。

さらに、上述したプローバ１０では、プローブヘッドホルダ２４が、従来のプローバが備えるステージ１１、プローブカードホルダガイド２０、ＡＳＵカメラ２２や針先研磨ユニット２３から独立して設けられるため、本発明を実現するには、従来のプローバにプローブヘッドホルダ２４のみを追加すればよい。すなわち、本発明は容易に実現することができる。さらに、追加されるプローブヘッドホルダ２４は、比較的軽量且つ小さいプローブヘッド３０を保持するのみなので、プローブヘッドホルダ２４の構造を強固にする必要がなく、もって、プローブヘッドホルダ２４を簡素な構造で実現することができる。

また、上述したプローバ１０では、プローブヘッドホルダ２４が図２中Ｚ方向に沿う軸を中心軸としてθ方向に回動可能に構成されるので、プローブヘッド３０をプローブカード１６のクランプ３３へ挿嵌させた後、該プローブヘッド３０をθ方向に回転させてプローブヘッド３０のフランジ３４をクランプ３３のフランジ３２へ係合させることができる。その結果、フランジ３４付きのプローブヘッド３０であっても容易に交換することができる。

上述したプローバ１０では、アライメントブリッジ２５のカメラがプローブヘッドホルダ２４に設けられた位置確認用マーク２９を検知するので、プローブヘッドホルダ２４の位置を正確に把握することができ、もって、プローブヘッドホルダ２４とプローブカード１６の相対位置を正確に調整することができる。その結果、プローブヘッドホルダ２４によってプローブヘッド３０をプローブカード１６のクランプ３３へ向けて正確に正対させてまま移動させることができ、プローブヘッド３０の交換を確実に行うことができる。

また、上述したプローバ１０では、図５に示すように、プローブヘッドホルダ２４が対向面２４ａに開口するバキューム穴３６（真空吸着機構）を有していてもよく、プローブヘッド３０を保持する際、バキューム穴３６へ負圧を印加してプローブヘッド３０をプローブヘッドホルダ２４へ真空吸着させてもよい。これにより、プローブヘッドホルダ２４がプローブカード１６へ向けて移動する際、プローブヘッド３０がプローブヘッドホルダ２４に対して相対的にずれるのを防止することができる。

さらに、プローブヘッドホルダ２４がプローブヘッド供給ユニット２８やプローブカード１６からプローブヘッド３０を受け取った際、バキューム穴３６に負圧が印加可能か否かを判定してもよい。バキューム穴３６に負圧が印加可能な場合は、プローブヘッドホルダ２４にプローブヘッド３０が吸着されている場合に他ならないので、バキューム穴３６に負圧が印加可能か否かを判定することにより、プローブヘッドホルダ２４がプローブヘッド３０を受け取ったか否かを判定することができる。

なお、プローブヘッドホルダ２４にバキューム穴３６を設けず、プローブヘッドホルダ２４へ真空吸着させない場合は、プローブヘッドホルダ２４にピンを設けるとともに、プローブヘッド３０に当該ピンと係合するピン穴や切り欠きを設けることにより、プローブヘッド３０がプローブヘッドホルダ２４に対して相対的にずれるのを防止するのが好ましい。

上述したプローバ１０では、プローブヘッドホルダ２４が対向面２４ａにおいて２つの位置確認用マーク２９を有するが、図６に示すように、２つの位置確認用マーク２９は対向面２４ａにおいて対角に配置されてもよい。この場合、アライメントブリッジ２５のカメラによって２つの位置確認用マーク２９を検出することにより、プローブヘッドホルダ２４の回転方向に関する位置を正確に把握することができ、もって、回転方向に関するプローブヘッドホルダ２４とプローブカード１６の相対位置を正確に調整することができる。

次に、本発明の第２の実施の形態に係るプローバについて説明する。

本実施の形態は、その構成や作用が上述した第１の実施の形態と基本的に同じであり、独立して設けられるプローブヘッドホルダ２４を備えず、プローブカードホルダガイド２０がプローブヘッド３０を保持し且つプローブカード１６へ向けて移動可能なプローブヘッドホルダ３８を有する点で上述した第１の実施の形態と異なる。したがって、重複した構成、作用については説明を省略し、以下に異なる構成、作用についての説明を行う。

図７は、本実施の形態に係るプローバの本体の内部における構成を概略的に示す斜視図である。

図７において、プローバ３７のプローブカードホルダガイド２０は、プローブヘッド３０を保持可能なプローブヘッドホルダ３８を有する。プローブヘッドホルダ３８は、プローブカードホルダガイド２０とともに図中Ｙ方向及び同Ｚ方向に関して移動が可能に構成されるが、同Ｚ方向に関してはプローブカードホルダガイド２０のフォーク２１と別個に移動可能にも構成され、保持するプローブヘッド３０とともにプローブカード１６へ向けて移動し、後述する図８に示すように、プローブヘッド３０をプローブカード１６へ装着し、若しくは、プローブカード１６からプローブヘッド３０を受け取る。これにより、プローブヘッドホルダ３８はプローブカード１６のプローブヘッド３０を交換することができる。

なお、プローブカードホルダガイド２０によってプローブカードホルダが担持される際にプローブカードホルダと干渉しないように、常態において、プローブヘッドホルダ３８は図中Ｚ方向に関してフォーク２１よりも下方に位置する。

図８は、図７のプローバにおけるプローブカードへのプローブヘッドの装着方法を示す工程図である。図８でも、プローブカード１６におけるプローブヘッド３０の装着箇所に可倒式のクランプ３１が設けられる。

まず、プローブヘッドホルダ３８はプローブカードホルダガイド２０とともに図７中Ｙ方向に関して移動して本体１２の外部へ進出した後、作業者からプローブヘッド３０を受け取って保持する。

次いで、プローブヘッドホルダ３８はプローブカードホルダガイド２０とともに図７中Ｙ方向に関して移動して本体１２の内部へ進入した後、プローブカード１６のクランプ３１と正対する（図８（Ａ））。

次いで、プローブヘッドホルダ３８は、図７中Ｚ方向に沿ってプローブカードホルダガイド２０のフォーク２１と別個に移動してプローブカード１６へ向けて移動する（図８（Ｂ））。

次いで、プローブヘッド３０がプローブカード１６へ押し付けられると、プローブヘッド３０の一部がクランプ３１と接触し、クランプ３１は図中内側へ倒れ込んでプローブヘッド３０を保持する（図８（Ｃ））。

また、プローブカード１６からプローブヘッド３０を受け取る場合は、図８に示す方法とは逆の手順を実行する。これにより、プローブヘッドホルダ３８はプローブカード１６においてプローブヘッド３０を交換することができる。

本実施の形態に係るプローバ３７によれば、プローブカードホルダガイド２０は、プローブヘッド３０を保持し且つプローブカードホルダガイド２０のフォーク２１とは別個にプローブカード１６へ向けて移動可能なプローブヘッドホルダ３８を有するので、プローブヘッドホルダ３８によってプローブヘッド３０をプローブカード１６へ向けて移動させることができ、もって、プローブヘッド３０を容易に交換することができる。

また、プローブヘッドホルダ３８はプローブカードホルダガイド２０とともに図７中Ｙ方向に関して移動して本体１２の外部へ進出するので、作業者はプローブヘッドホルダ３８へ容易にプローブヘッド３０を保持させることができる。

次に、本発明の第３の実施の形態に係るプローバについて説明する。

本実施の形態は、その構成や作用が上述した第１の実施の形態と基本的に同じであり、独立して設けられるプローブヘッドホルダ２４を備えず、ステージ１１がプローブヘッドアダプタ４０を有する点等で上述した第１の実施の形態と異なる。したがって、重複した構成、作用については説明を省略し、以下に異なる構成、作用についての説明を行う。

図９は、本実施の形態に係るプローバの本体の内部における構成を概略的に示す斜視図である。

図９において、プローバ３９のステージ１１は、該ステージ１１から着脱可能であり、且つプローブヘッド３０を保持可能なプローブヘッドアダプタ４０を有する。プローブヘッドアダプタ４０はステージ１１の頂部に載置されてステージ１１とともに図中Ｘ方向、同Ｙ方向、同Ｚ方向に関して移動する。特に、プローブヘッドアダプタ４０はプローブヘッド３０を保持してプローブカード１６へ向けてステージ１１とともに移動し、後述する図１１に示すように、プローブヘッド３０をプローブカード１６へ装着し、若しくは、プローブカード１６からプローブヘッド３０を受け取る。これにより、プローブヘッドアダプタ４０はプローブカード１６のプローブヘッド３０を交換することができる。

また、プローブヘッドアダプタ４０はアライメントブリッジ２５に対向する対向面４０ａにおいて２つの位置確認用マーク２９を有し、各位置確認用マーク２９はアライメントブリッジ２５のカメラによって検知されてプローブヘッドアダプタ４０の位置が確認される。プローブヘッドアダプタ４０によってプローブヘッド３０を交換する際、カメラによって確認された位置に基づいてプローブヘッドアダプタ４０は移動されてプローブカード１６と正対する。なお、２つの位置確認用マーク２９は対向面４０ａにおいて対角に配置されてもよい。

さらに、プローブヘッドアダプタ４０は対向面４０ａに開口するとともにステージ１１のバキューム穴４２と連通するバキューム穴４１を有し（後述の図１１（Ａ）参照）、プローブヘッドアダプタ４０がプローブヘッド３０を保持する際、バキューム穴４２を介してバキューム穴４１へ負圧を印加してプローブヘッド３０をプローブヘッドアダプタ４０へ真空吸着させる。これにより、プローブヘッドアダプタ４０がプローブカード１６へ向けて移動する際、プローブヘッド３０がプローブヘッドアダプタ４０に対して相対的にずれるのを防止することができる。また、プローブヘッドアダプタ４０は真空吸着されるプローブヘッド３０によってステージ１１へ押圧されるため、プローブヘッドアダプタ４０がステージ１１に対して相対的にずれるのも防止することができる。

図１０は、本実施の形態に係るプローバの変形例の本体の内部における構成を概略的に示す斜視図である。

図１０において、プローバ４３の針先研磨ユニット２３は、該針先研磨ユニット２３から着脱可能であり、且つプローブヘッド３０を保持可能なプローブヘッドアダプタ４４を有する。プローブヘッドアダプタ４４は針先研磨ユニット２３の頂部に載置されて針先研磨ユニット２３とともに図中Ｘ方向、同Ｙ方向、同Ｚ方向に関して移動する。特に、プローブヘッドアダプタ４４はプローブヘッド３０を保持してプローブカード１６へ向けて針先研磨ユニット２３とともに移動し、プローブカード１６のプローブヘッド３０を交換する。

また、プローブヘッドアダプタ４４はアライメントブリッジ２５に対向する対向面４４ａにおいて２つの位置確認用マーク２９を有し、各位置確認用マーク２９はアライメントブリッジ２５のカメラによって検知されてプローブヘッドアダプタ４４の位置が確認される。プローブヘッドアダプタ４４によってプローブヘッド３０を交換する際、カメラによって確認された位置に基づいてプローブヘッドアダプタ４４は移動されてプローブカード１６と正対する。なお、２つの位置確認用マーク２９は対向面４４ａにおいて対角に配置されてもよい。

さらに、プローブヘッドアダプタ４４は対向面４４ａに開口するとともに針先研磨ユニット２３のバキューム穴４５（真空吸着機構）と連通するバキューム穴４６を有し（後述の図１１（Ａ）参照）、プローブヘッドアダプタ４４がプローブヘッド３０を保持する際、バキューム穴４５を介してバキューム穴４６へ負圧を印加してプローブヘッド３０をプローブヘッドアダプタ４４へ真空吸着させる。これにより、プローブヘッドアダプタ４４がプローブカード１６へ向けて移動する際、プローブヘッド３０がプローブヘッドアダプタ４４に対して相対的にずれるのを防止することができる。また、プローブヘッドアダプタ４４は真空吸着されるプローブヘッド３０によって針先研磨ユニット２３へ押圧されるため、プローブヘッドアダプタ４４が針先研磨ユニット２３に対して相対的にずれるのも防止することができる。

図１１は、図９及び図１０のプローバにおけるプローブカードへのプローブヘッドの装着方法を示す工程図である。図１１では、プローブカード１６におけるプローブヘッド３０の装着箇所に可倒式のクランプ３１が設けられる。なお、以下において主に図９のプローバ３９におけるプローブヘッド３０の装着工程について説明するが、図１０のプローバ４３も同様の装着工程を実行するため、プローバ４３におけるプローブヘッド３０の装着工程についてはかっこ書きを用いて説明する。

まず、プローブヘッドアダプタ４０（プローブヘッドアダプタ４４）へ交換用のプローブヘッド３０を保持させ、プローブヘッドアダプタ４０（プローブヘッドアダプタ４４）がステージ１１（針先研磨ユニット２３）とともに図９（図１０）中Ｚ方向に沿ってプローブカード１６へ向けて移動する（図１１（Ａ））。

次いで、プローブヘッド３０がプローブカード１６へ押し付けられると、プローブヘッド３０の一部がクランプ３１と接触し、クランプ３１は図中内側へ倒れ込んでプローブヘッド３０を保持する（図１１（Ｂ））。

また、プローブカード１６からプローブヘッド３０を受け取る場合は、図１１に示す方法とは逆の手順を実行する。これにより、プローブヘッドアダプタ４０（プローブヘッドアダプタ４４）はプローブカード１６においてプローブヘッド３０を交換することができる。

本実施の形態に係るプローバ３７によれば、プローブカード１６へ向けて移動可能なステージ１１はプローブヘッド３０を保持するプローブヘッドアダプタ４０を有するので、ステージ１１によってプローブヘッドアダプタ４０に保持されたプローブヘッド３０をプローブカード１６へ向けて移動させることができ、もって、プローブヘッド３０を容易に交換することができる。

また、本実施の形態に係るプローバ４３によれば、プローブカード１６へ向けて移動可能な針先研磨ユニット２３はプローブヘッド３０を保持するプローブヘッドアダプタ４４を有するので、針先研磨ユニット２３によってアダプタに保持されたプローブヘッド３０をプローブカード１６へ向けて移動させることができ、もって、プローブヘッド３０を容易に交換することができる。

上述したプローバ３７やプローバ４３では、バキューム穴４２やバキューム穴４５を介してバキューム穴４１やバキューム穴４６へ負圧を印加してプローブヘッド３０をプローブヘッドアダプタ４０やプローブヘッドアダプタ４４へ真空吸着させるが、プローブヘッドアダプタ４０やプローブヘッドアダプタ４４が作業者やプローブカード１６からプローブヘッド３０を受け取った際、バキューム穴４２やバキューム穴４５に負圧が印加可能か否かを判定してもよく、これにより、プローブヘッドアダプタ４０やプローブヘッドアダプタ４４がプローブヘッド３０を受け取ったか否かを判定することができる。

また、上述したプローバ３７やプローバ４３は、従来のプローバが備えるステージ１１や針先研磨ユニット２３にプローブヘッドアダプタ４０やプローブヘッドアダプタ４４を追加するだけで構成可能なので、本発明は容易に実現することができる。

以上、本発明について、上記各実施の形態を用いて説明したが、本発明は上記各実施の形態に限定されるものではない。

Ｗウエハ
１０，３９，４３プローバ
１１ステージ
１２本体
２０プローブカードホルダガイド
２３針先研磨ユニット
２４，３８プローブヘッドホルダ
２４ａ，４０ａ，４４ａ対向面
２６ストッカ
２９位置確認用マーク
３０プローブヘッド
３５プローブ針
３６，４２，４５バキューム穴
４０，４４プローブヘッドアダプタ

Claims

本体と、該本体の内部に配置されて基板を載置するステージと、前記本体の内部に配置され且つ前記ステージに対向するプローブカードとを備え、前記プローブカードは当該プローブカードから着脱可能であり且つ複数のプローブ針が配置されたプローブヘッドを有するプローバであって、
前記プローブカードを交換するために前記プローブカードへ向けて移動可能なプローブカード交換機構と、
前記本体の内部に前記プローブカード交換機構とは別に配置されるとともに、前記プローブヘッドを交換するために前記プローブヘッドを保持して前記プローブカードへ向けて移動可能なプローブヘッド移動機構と、
を備えることを特徴とするプローバ。
前記移動機構は移動方向に沿う軸を中心軸として回動可能に構成されることを特徴とする請求項１記載のプローバ。
前記本体の内部に配置されて前記プローブヘッドを収容可能なストッカをさらに備えることを特徴とする請求項１又は２記載のプローバ。
前記移動機構の位置確認用のカメラをさらに備え、該カメラは前記移動機構に設けられた位置確認用のマークを検知することを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載のプローバ。
前記移動機構は前記プローブカードに対向し且つ２つの前記位置確認用のマークが配置された対向面を有し、該対向面において前記２つの位置確認用のマークは対角に配置されることを特徴とする請求項４記載のプローバ。
前記移動機構は前記プローブヘッドを真空吸着可能な真空吸着機構を有し、前記真空吸着機構に負圧を印加可能か否かが判定されることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載のプローバ。
本体と、該本体の内部に配置されて基板を載置するステージと、前記本体の内部に配置され且つ前記ステージに対向するプローブカードと、該プローブカードを交換するために前記プローブカードへ向けて移動可能なプローブカード交換機構とを備え、前記プローブカードは当該プローブカードから着脱可能であり且つ複数のプローブ針が配置されたプローブヘッドを有するプローバであって、
前記プローブカード交換機構は、前記プローブカードを担持するフォークと、前記プローブヘッドを交換するために前記プローブヘッドを保持し且つ前記プローブカードへ向けて移動可能なプローブヘッド移動機構とを有し、
前記プローブヘッド移動機構は、前記プローブカードへ向けて移動する方向に関して前記フォークと別個に移動可能に構成されることを特徴とするプローバ。
本体と、該本体の内部に配置されて基板を載置するステージと、前記本体の内部に配置され且つ前記ステージに対向するプローブカードとを備え、前記プローブカードは当該プローブカードから着脱可能であり且つ複数のプローブ針が配置されたプローブヘッドを有するプローバであって、
前記ステージは、前記プローブカードへ向けて移動可能に構成され、さらに、前記ステージから着脱可能であり且つ前記プローブヘッドを保持するアダプタを有することを特徴とするプローバ。
前記ステージは前記アダプタを介して前記プローブヘッドを真空吸着可能な真空吸着機構を有し、前記真空吸着機構に負圧を印加可能か否かが判定されることを特徴とする請求項８記載のプローバ。
本体と、該本体の内部に配置されて基板を載置するステージと、前記本体の内部に配置され且つ前記ステージに対向するプローブカードとを備え、前記プローブカードは当該プローブカードから着脱可能であり且つ複数のプローブ針が配置されたプローブヘッドを有するプローバであって、
前記プローブカードへ装着されたプローブヘッドの各プローブ針の針先を研磨する針先研磨機構をさらに備え、
前記針先研磨機構は、前記プローブカードへ向けて移動可能に構成され、さらに、前記針先研磨機構から着脱可能であり且つ前記プローブヘッドを保持するアダプタを有することを特徴とするプローバ。
前記ステージは前記アダプタを介して前記プローブヘッドを真空吸着可能な真空吸着機構を有し、前記真空吸着機構に負圧を印加可能か否かが判定されることを特徴とする請求項１０記載のプローバ。
プローブカードを備え、前記プローブカードは当該プローブカードから着脱可能であり且つ複数のプローブ針が配置されたプローブヘッドを有するプローバであって、
前記プローブカードを交換するために前記プローブカードへ向けて移動可能なプローブカード交換機構と、
前記プローブカード交換機構とは別に配置されるとともに、前記プローブヘッドを交換するために前記プローブヘッドを保持して前記プローブカードへ向けて移動可能なプローブヘッド移動機構と、
を備えることを特徴とするプローバ。