JPH0528767Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 〔考案の目的〕 （産業上の利用分野） 本考案は、プローブ装置に関する。

（従来の技術） プローブ装置は、被測定体例えば半導体ウエハ
に多数形成されたチツプの夫々の電気的特性を測
定し、不良と判定されたチツプをアセンブリ工程
の前で排除することにより、コストダウンや生産
性の向上に寄与させるための装置である。このプ
ローブ装置は、上記チツプ上に形成された電極パ
ツドとプローブカードの針とを位置決め接続して
各チツプの電気的特性を測定する。

この場合、上記プローブカードは被測定体であ
る半導体ウエハの品種に応じて交換されるが、従
来プローブカードはプローブ装置の取付け部に８
箇所程度のビスにより固定されており、オペレー
ターがマニユアル操作で上記８箇所程度のビスを
緩めてプローブカードを取外し、この後他のプロ
ーブカードの位置決め取付けを行なつていた。

（考案が解決しようとする問題点） 本考案は、かかる問題点に鑑みてなされたもの
で、プローブカードを検査ヘツドに正確に自動取
付し、オペレータのマニユアル操作を不要にする
ようにしたプローブ装置を提供することを目的と
する。

（問題点を解決するための手段） 上記の目的を達成するために、本考案のプロー
ブ装置は、各々が所定の保持具に装着された複数
のプローブカードをそれぞれ所定の位置に収納し
ておく収納部と、前記収納部に収納されている複
数のプローブカードの中から検査すべきウエハの
種類に対応した１つのプローブカードを保持具ご
と搬出して検査ヘツドまで搬送する搬送手段と、
前記収納部と前記検査ヘツドとの間に設けられ、
前記搬送手段によつて前記収納部から搬出された
前記プローブカードを前記保持具ごと一旦受けて
予備位置決めするための透過型センサを有する予
備位置決め手段と、前記予備位置決め手段より前
記搬送アームが搬送して来た前記プローブカード
を前記保持具ごと前記検査ヘツドに対して位置決
めするためのガイド部を有する位置決め手段とを
具備する構成とした。

（作用） プローブカード交換等のため検査ヘツドに新た
なプローブカードを取付する場合、搬送手段は、
収納部に収納されている各種のプローブカードの
中から被検査ウエハの種類に応じたプローブカー
ドを保持具ごと選択的に搬出し、その搬出したプ
ローブカードおよび保持具を予備位置決め手段の
場所まで搬送し、いつたん予備位置決め手段に渡
す。

予備位置決め手段においては、透過型センサに
より、たとえば該プローブカードを保持している
保持具の所定部分を検出する仕方で、プローブカ
ードおよび保持具の位置・向きを調整して、検査
ヘツドに対して予備位置決めする。

搬送手段は、こうして予備位置決めされたプロ
ーブカードおよび保持具を予備位置決め手段より
受け取つて、検査ヘツドまで搬送する。

搬送手段によつて搬送されてきたプローブカー
ドは、保持具ごと所定の向きで位置決め手段のガ
イド部を介して位置決めされ、検査ヘツドに取付
される。

（実施例） 以下、本考案装置を半導体ウエハの検査工程に
適用した実施例につき図面を参照して説明する。

まず、プローブ装置の構成を説明する。

プローブ装置１にはウエハカセツト２が設けら
れ、このカセツト２にはウエハ３を所定の間隔を
設けて例えば25枚設置可能に設けられている。こ
のウエハカセツト２はカセツト収納部４に設けら
れ、図示しない搬送機構により予備位置決めステ
ージ５に搬送可能に設けられている。この予備位
置決めステージ５は、回転してウエハ３のオリエ
ーテーシヨン・フラツトを基準に精度±1°位まで
予備位置決めする構成になつている。この予備位
置決めステージ５から測定ステージ６まで上記ウ
エハ３を搬送可能に搬送機構例えばハンドアーム
（図示せず）が設けられている。上記測定ステー
ジ６は、上記ハンドアームにより搬送されたウエ
ハ３を保持例えば吸着保持可能であり、この保持
状態でウエハ３をＸ，Ｙ，Ｚ方向に移動自在に構
成されている。上記測定ステージ６の上方にはテ
スタ７に接続しているテストヘツド８が配設して
おり、このテストヘツド８は回転して上記測定ス
テージ６の上方から退去自在に構成されている。
このテストヘツド８の下面には保持具９ａが設け
られており、更にこの保持具９ａの下面に上記ウ
エハ３の電気的測定を行なうためのプローブ針１
０を有するプローブカード１１が設けられてい
る。このプローブカード１１は、周設されている
保持具９ｂにより保持されており、この保持具９
ｂにより上記プローブカード１１が保持具９ａに
接続されている。上記保持具９ｂはリング形状で
あり、中央部に例えば直径200mmのプローブカー
ド１１が嵌脱自在に設けられている。第２図に示
すように、プローブカード１１の外周面には、少
なくとも１箇所に外周面フラツト部１２ａが形成
されている。一方、保持具９ｂの内周面には、プ
ローブカード１１の外周面フラツト部１２ａと対
応するフラツト部１２ｂが形成されている。プロ
ーブカード１１を保持具９ｂに装着するには、保
持具９ｂの内周面フラツト部１２ｂにプローブカ
ード１１の外周面フラツト部１２ａを合わせるよ
うにして、保持具９ａにプローブカード１１を嵌
入し、ネジ等で固定すればよい。

上記プローブカード１１を嵌入した保持具９ｂ
は、手動又は自動で上記保持具９ａの予め定めら
れた位置にレバー等により持着され、この時点で
上記テストヘツド８とプローブカード１１に設け
られているプローブ針１０とが電気的に接続され
る構成になつている。

次に、上述したプローブ装置によるウエハの測
定方法及びプローブカードの交換方法を説明す
る。

第１図において、複数枚のウエハ３を収納した
ウエハカセツト２から図示しない搬送機構例えば
真空吸着ピンセツトにより上記ウエハ３を吸着保
持し、挿出する。この挿出したウエハ３を一端を
中心に回転自在である搬送アーム（図示せず）に
より予備位置決めステージ５へ搬送する。この予
備位置決めステージ５により上記ウエハ３のオリ
エンテーシヨン・フラツトを図示しない透過型セ
ンサー例えばフオトインタラプタ等により検出
し、このオリエンテーシヨン・フラツトを基準に
精度±1°位まで予備位置決めを行なう。この予備
位置決めを終えたウエハ３を上記搬送アームによ
り測定ステージ６へ搬送し載置する。この測定ス
テージ６は、上記ウエハ３を保持例えば吸着保持
し、光学系ブリツジ（図示せず）部で上記ウエハ
３上に形成されたスクライブライン等を基準にア
ライメントを行なつた後に、プローブカード１１
の直下である測定部へ移動する。そして、上記ウ
エハ３上に複数個形成したチツプの電極パツドと
プローブカード１１が有するプローブ針１０との
位置合わせいわゆる針合わせを行ない、上記電極
パツドにプローブ針１０を接触させて上記各チツ
プの測定を行なう。

そして、上記測定を品種の異なるウエハ測定の
必要が発生するまで行ない、品種の異なるウエハ
が発生した場合、又は、上記プローブカード１１
が破損した場合等にウエハの品種をウエハのID
コードなどを自動認識するなどして判別し、当該
ウエハに対応するプローブカード１１との交換を
次の手段により行なう。この交換は、少なくとも
１箇所例えば外周の１箇所に外周面フラツト部１
２ａが形成されたプローブカード１１を、嵌合部
が上記プローブカード１１の外周と同形状に設け
られている保持具９ｂに上記プローブカード１１
が有する外周面フラツト部１２ａと上記保持具９
ａが有する内周面フラツト部１２ｂとを位置合わ
せして嵌合する。この嵌合したプローブカード１
１と保持具９ｂとを例えばネジ等により固定す
る。このような嵌合動作で上記プローブカード１
１と保持具９ｂとの位置決め装着ができる。この
プローブカード１１を固定した保持具９ｂを上記
テストヘツド８の下面に配設されている保持具９
ａの予め定められた位置に手動又は自動で装着
し、これをレバー等により持着する。この時、上
記プローブカード１１に設けられているプローブ
針１０と上記保持具９ａが端子ピン例えばポゴピ
ンにより電気的に接続し、更に上記テストヘツド
８と電気的に接続してウエハ３の電気的特性測定
が可能となる。

また、プローブカード１１の交換時にこのプロ
ーブカード１１に外周面フラツト部１２ａを設
け、保持具９ｂに位置決め装着したが、第３図に
示す様に保持具９ｂの少なくとも１箇所例えば外
周の１箇所に外周面フラツト部１３を設け、更に
この保持具９ｂと嵌合する保持具９ａの嵌合部に
も上記保持具９ｂの外周と同形状の図示しない嵌
合溝を設けて、上記保持具９ａと保持具９ｂとの
位置決め装着を上記外周面フラツト部を基準に行
なつても更にプローブカード１１の手動交換及び
自動交換を容易に行なうことが可能となる。

また、交換するプローブカード１１の直径が小
さい例えば135mmの場合、第４図に示すようにこ
の小さいプローブカード１１′の外周に例えば直
径200mmのリング状アダプター１４を装着して上
記直径200mmのプローブカード１１と同直径にす
る。そして、保持具９ｂとの位置決め装着は、上
記直径200mmのプローブカード１１と同様に、ア
ダプター１４の外周部に外周面フラツト部を形成
して位置決め装着を行なうと、直径の異なるプロ
ーブカードでも対応することができる。

次に、上記外周面フラツト部を有するプローブ
カードの自動交換方法を第５図、第６図を参照し
て説明する。

まず、プローブカード１１をリング状保持具９
ｂに装着固定する。この装着固定は、プローブカ
ード１１の少なくとも１箇所例えば外周の１箇所
にオリエンテーシヨン・フラツト１２ａを形成
し、更に上記保持具９ｂの内側即ちプローブカー
ド１１嵌合部形状を、上記外周面フラツト部１２
ａを有するプローブカード１１の外周と同形状に
内周面フラツト部１２ｂを設け、上記プローブカ
ード１１に形成した外周面フラツト部１２ａと保
持具９ｂに形成した内周面フラツト部１２ｂとを
一致させて嵌合することにより上記プローブカー
ド１１と保持具９ｂの位置決め装着を行ない、こ
の状態で例えばネジとナツトで固定する。更に上
記保持具９ｂに外周面フラツト部１５を形成して
おく。このように正確に位置決め装着されたプロ
ーブカード１１を収納ラツク１６に板厚方向に縦
列状に所定の間隔を設けて複数平行に積載する。
この時、積載するプローブカード１１は、品種の
異なる複数のプローブカード１１を必要に応じて
フダプター１４を使用して積載しておく。ここで
予めプローブ装置CPUの記憶機構にプログラム
されたウエハの品種情報に基づいて、このウエハ
品種に対するプローブカード１１を選択し、この
選択されたプローブカード１１の下面に搬送アー
ム１７を挿入する。この搬送アーム１７の先端に
は、円盤状のプローブカード載置板１８が取付け
られており、その周縁部には例えば120度の角度
の間隔をおいて、プローブカード支持ピン１９が
突設されている。このような搬送アーム１７を上
昇させることにより保持具９ｂごとプローブカー
ド１１を上記プローブカード載置板１８に載置す
る。そして、上記搬送アーム１７を回転させて、
図示しない位置決めステージ上に上記プローブカ
ード１１を搬送し、ここで上記保持具の外周に形
成した外周面フラツト部１５を基準に図示しない
透過型センサー例えばフオトインタラプタ等によ
り検出し、精度±1°位まで予備位置決めを行な
う。そして、この予備位置決めを終えたプローブ
カード１１を上記搬送アーム１７により再び保持
具９ｂごと保持具９ａ下面まで搬送する。次にこ
の搬送アーム１７を垂直に上昇させて、保持具９
ｂの周辺に複数箇所例えば３箇所に設けられたガ
イド孔２０に保持具９ａのガイドピン２１を挿入
し、上記保持具９ａの外周に設置された保持機構
で保持具９ｂを保持する。この保持機構は、複数
例えば３箇所設置してエアシリンダ２２に係合し
ている基台２３を所定の１箇所でネジ２４止めし
てある。この基台２３に設けられた支持ピン２５
及び取脱ピン２６が設置され、この基台２３を上
記ネジ２４を中心にして上記エアシリンダ２２の
動作によりθ回転し、上記支持ピン２５と取脱ピ
ン２６をほぼ相対的に移動させる。即ち保持具９
ｂの保持はエアシリンダ２２を夫々駆動させ、支
持ピン２５を保持具９ｂに設けられている固定溝
２７に嵌挿させて下面から押圧して保持固定す
る。この時、固定溝２７の構成は、外端から中心
に向けて、上方から下方にやや斜めとするのが望
ましい。

上記のように、本実施例においては、収納ラツ
ク１６より保持具９ｂごと搬出されたプローブカ
ード１１をテストヘツド８側の保持具９ａに取付
するに先立ち、搬送途上に設けられた位置決めス
テージにおいて、フオトインタラプタ等の透過型
センサにより、保持具９ｂの外周面フラツト部１
５を基準として保持具９ｂおよびプローブカード
１１の予備位置決めを行う。そして、このように
予備位置決めしてから、搬送アーム１７によつて
プローブカード１１をテストヘツド８へ搬送して
装着するようにしたので、プローブカード１１側
の保持具９ｂのガイド孔２０にテストヘツド８側
の保持具９ａのガイドピン２１が正しく挿入さ
れ、正確に位置決めされる。したがつて、搬送ア
ーム１７のような搬送ロボツトによつて自動的
に、つまりオペレータのマニユアル操作を必要と
しなくても、正確にプローブカード１１の取付・
交換を行うことができる。

上記のように保持機構で保持固定された保持具
９ｂを取脱するには、上記エアシリンダ２２を駆
動させ保持具９ｂの固定溝２７から支持ピン２５
を抜きさると同時に保持具９ｂに設けられた取脱
溝２８に取脱ピン２６を挿入し、保持具９ｂを押
し下げ取脱する。この時、取脱溝２８は外端から
中心に向けて、下方から上方へやや斜めとするの
が望ましい。

上記の搬送アームとして例えば多数のリングを
Ｘ状に枢着ピンで連結した構造の伸縮腕などが考
えられるが、この搬送機構に限定するものではな
く、例えばスカラーロボツト等を使用してプロー
ブカードを搬送してもかまわない。更にこのよう
なプローブカード自動交換機構はプローブ装置内
に設置することにより、プローブ装置の完全自動
化が達せられる。

（考案の効果） 以上説明したように、本考案のプローブ装置に
よれば、検査すべきウエハに対応したプローブカ
ードを保持具ごと搬送手段によつて収納部より搬
出し、搬出したプローブカードおよび保持具を予
備位置決めしたうえで、検査ヘツドに搬送して本
位置決めするようにしたので、正確にプローブカ
ードの自動取付・交換を行うことができ、オペレ
ータのマニユアル操作が不要となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案装置の一実施例を説明するため
のプローブ装置の構成図、第２図、第３図は第１
図のプローブカード及び保持具の一実施例説明
図、第４図はアダプターの断面図、第５図、第６
図はプローブカード自動交換説明図である。 ９ａ，９ｂ……保持具、１１……プローブカー
ド、１２ａ，１２ｂ，１３，１５……オリエンテ
ーシヨン・フラツト、１４……アダプター。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 各々が所定の保持具に装着された複数のプロー
   ブカードをそれぞれ所定の位置に収納しておく収
   納部と、 前記収納部に収納されている複数のプローブカ
   ードの中から検査すべきウエハの種類に対応した
   １つのプローブカードを保持具ごと搬出して検査
   ヘツドまで搬送する搬送手段と、 前記収納部と前記検査ヘツドとの間に設けら
   れ、前記搬送手段によつて前記収納部から搬出さ
   れた前記プローブカードを前記保持具ごと一旦受
   けて予備位置決めするための透過型センサを有す
   る予備位置決め手段と、 前記予備位置決め手段より前記搬送アームが搬
   送して来た前記プローブカードを前記保持具ごと
   前記検査ヘツドに対して位置決めするためのガイ
   ド部を有する位置決め手段と、 を具備することを特徴とするプローブ装置。