JPH0541423A - プローブ装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】被検査体にプローブカードの触針を接触させて
電気的特性を測定するプローブ装置において、被検査体
への微細塵等の付着防止及び被検査体の被検査体保持手
段と被検査体搬送手段との授受の容易化を図る。 【構成】プローブカード４の上方に、水平及び垂直方向
に移動可能なウエハ保持手段５を配設する。ウエハ保持
手段５のチャック１４を下面に複数の吸引用小孔を有す
る中空状に形成する。チャック１４の中空部と真空ポン
プ１８とを接続する。これにより、ウエハ１をウエハ保
持手段５のチャック１４の下面に吸着保持することがで
き、真空ポンプ１８の作動及び作動停止によってウエハ
保持手段５とウエハ搬送手段との間のウエハ１の授受が
可能となる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明はプローブ装置に関する
もので、更に詳細には、例えば半導体ウエハ（以下にウ
エハという）等の被検査体の電極パッドにプローブカー
ドの触針を接触させて、ウエハの電気的特性を測定する
プローブ装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】一般に、この種のプローブ装置として、
図５に示すように、ウエハａを載置する水平及び垂直方
向に移動可能なウエハ載置台ｂと、このウエハ載置台ｂ
の上方に配設されてウエハａの電極パッドに接触する触
針ｃを植設するプローブカードｄと、プローブカードｄ
の上面に接続してプローブカードｄとの間で電気的信号
の変換を行うテストヘッドｅとを具備した構造のものが
知られている。

【０００３】上記のように構成されるこの種のプローブ
装置によってウエハａの電気的特性を検査するには、ま
ず、テストヘッドｅをプローブカードｄの上面にセット
させ、そして、ウエハ載置台ｂ上に載置されたウエハａ
を図示しないアライメンド装置によってウエハａの位置
と方向を調整した後、ウエハａをプローブカードｄの下
方位置に移動し、ウエハａの電極パッドにプローブカー
ドｄの触針ｃを接触させて、ウエハａの電気的特性を測
定している。

【０００４】また、従来では、ウエハ搬送手段とウエハ
載置台ｂとの間において、ウエハａのウエハ載置台ｂへ
の移動やウエハ載置台ｂからの移動を行う場合、ウエハ
載置台ｂ上に設けられた出没可能な三点支持構造のピン
（図示せず）の昇降動作とウエハ載置台ｂ上に移動する
ウエハ搬送アームの昇降動作によってウエハａの授受を
行っている。すなわち、ウエハ載置台ｂ上に載置された
ウエハａを搬送アームに移動する場合は、ピンによって
ウエハａを持ち上げた状態にし、持ち上げられたウエハ
ａの下方へウエハ搬送アームを移動させて、搬送アーム
を持ち上げてウエハａを搬送アームに移し換えている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、この種
のプローブ装置においては、上向きに保持されるウエハ
ａの上方からプローブカードｄの触針ｃを接触させる構
造であるため、ウエハａ上に触針ｃによって削り取られ
たアルミニウム製電極パッドの表面の酸化膜やシリコン
製ウエハａの屑、あるいは外部からプローブ装置内に侵
入する微細な塵等がウエハａ上に付着して、ウエハａの
品質を低下するという問題があった。

【０００６】また、ウエハ載置台ｂと搬送アームとの間
でのウエハａの移し換えに三点支持構造のピンの昇降動
作が必要なため、移動動作に多くの工数がかかり、ウエ
ハａの検査効率の低下を招くという問題もあった。

【０００７】この発明は上記事情に鑑みなされたもの
で、被検査体上へのごみの付着を防止して被検査体の品
質の向上を図ると共に、検査効率の向上を図れるように
したプローブ装置を提供することを目的とするものであ
る。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、この発明のプローブ装置は、被検査体の電極パッド
にプローブカードの触針を接触させて、上記被検査体の
電気的特性を測定するプローブ装置を前提とし、上記プ
ローブカードの上方に、水平及び垂直方向に移動可能な
被検査体保持手段を配設すると共に、この被検査体保持
手段の下面に吸着手段にて上記被検査体を吸着保持し得
るようにしたものである。

【０００９】この発明において、上記被検査体保持手段
は水平方向及び垂直方向に移動可能な構造であれば、そ
の移動機構は任意のものでよく、例えば水平（Ｘ−Ｙ）
方向に移動自在なＸ−Ｙステージに垂直（Ｚ）方向及び
水平回転自在なチャックを取付けた構造とすることがで
きる。

【００１０】上記吸着手段は、上記被検査体保持手段の
下面に被検査体を真空吸着によって保持するもので、例
えば吸引用小孔を有する中空状のチャックに接続する真
空ポンプにて形成することができる。この場合、吸着手
段の電源はプローブ装置と同一の電源を使用してもよい
が、好ましくは吸着手段用の独立電源を用いるか、ある
いはプローブ装置の電源が切れた際に作動する瞬停止用
電源を用いる方がよい。

【００１１】

【作用】上記のように構成されるこの発明のプローブ装
置によれば、プローブカードの上方に配設される水平及
び垂直方向に移動可能な被検査体保持手段の下面に吸着
手段にて被検査体を吸着保持し得るようにすることによ
り、被検査体に触針を接触させて、被検査体の電気的特
性を検査する際に被検査体から削り取られる屑は被検査
体の表面に付着することなく下方に落下する。また、装
置外部から侵入する微細な塵等も被検査体の表面に付着
することなく下方に落下するので、被検査体へのごみ等
の付着を防止することができる。

【００１２】また、吸着手段の作動によって被検査体保
持手段の下面に被検査体が吸着され、吸着手段の作動停
止によって被検査体保持手段から被検査体が離脱するの
で、被検査体保持手段と被検査体搬送手段との間におけ
る被検査体の授受の工数を低減することができる。

【００１３】

【実施例】以下にこの発明の実施例を図面に基いて詳細
に説明する。

【００１４】図１はこの発明のプローブ装置の概略側断
面図、図２は図１の概略平断面図が示されている。

【００１５】この発明のプローブ装置は、被検査体であ
るウエハ１を搬送する搬送アーム２を有するローダ部３
と、プローブカード４及びこのプローブカード４の上方
において被検査体であるウエハ１を下向きに保持するウ
エハ保持手段５を有する検査部６と、プローブカード４
の下方に移動可能に取付けられるテストヘッド７とで主
要部が構成されている。

【００１６】この場合、ローダ部３に配設された搬送ア
ーム２は水平方向に回転可能でかつ垂直方向に移動可能
な多関節のリンク機構にて形成されており、複数枚のウ
エハ１を収容するカセット（図示せず）内から取出した
ウエハ１を検査部６に搬送すると共に、検査部６にて検
査されたウエハ１をカセットに搬入するように構成され
ている。

【００１７】プローブカード４はウエハ１の電極パッド
に接触する複数の触針４ａを植設した構造となってい
る。このプローブカード４に接続するテストヘッド７
は、ウエハ１に印加する検査用電源や電極パッドのパタ
ーン出力部や電極パッドの出力を測定部に取込むための
入力部等の電気機器（図示せず）を搭載した自立する箱
状体にて形成されており、その上面の接続部がプローブ
カード４の入出力部に接触されるようになっている。な
お、テストヘッド７には、少なくとも接続部を入出力部
に確実に接触させるための高さ調節機構（図示せず）を
設けておく方が望ましい。また、テストヘッド７の底部
にはキャスタ７ａが取付けられて、プローブ装置の側方
からプローブ装置の中央下部に設けられた空間８内に収
容されるように移動可能となっている。

【００１８】ウエハ保持手段５は、図３に示すように、
Ｙ方向に沿って配設されるＹ方向案内レール１０に摺動
自在に案内されるＹステージ１１と、このＹステージ１
１に設けられたＹ方向と直交する方向すなわちＸ方向に
沿って設けられたＸ方向案内レール１２に摺動自在に案
内されるＸステージ１３と、このＸステージ１３に対し
て昇降（Ｚ方向）及び回転可能に装着されるチャック１
４で構成されている。この場合、チャック１４は下面に
多数の吸引用小孔１５を有する中空状に形成されてお
り、チャック１４の中空部１６に可撓性の管路１７を介
して吸着手段である真空ポンプ１８が接続されている。
したがって、真空ポンプ１８の作動によってチャック１
４の中空部１６内が負圧となってウエハ１を吸引保持す
ることができる（図４参照）。なお、真空ポンプ１８に
はプローブ装置の主電源１９とは別の真空ポンプ用の電
源２０が接続されて（図１参照）、停電によってウエハ
１が不用意に落下するのを防止している。なおこの場
合、真空ポンプ１８をプローブ装置の主電源１９を接続
すると共に、図示しない瞬停用電源を接続して、プロー
ブ装置の主電源が切れた際に瞬停用電源を作動させれ
ば、同様に停電によって不用意にウエハ１が落下して損
傷するのを防止することができる。

【００１９】なお、チャック１４の一側には基準位置合
せ用小片２１が突設されている。この基準位置合せ用小
片２１は、例えば液晶用透明電極等の導電性透明薄膜が
表面に塗布されるガラス小片にて形成されると共に、そ
の中心部にクロム（Ｃｒ）で十字状の基準マーク２２が
施されている。また、Ｘステージ１３の側部にはプロー
ブカード４の触針４ａのＸ−Ｙ位置検出及び基準位置合
せ用小片２１の基準マーク２２のＺ位置検出のための高
倍率と低倍率の切換え可能な位置検出カメラ２３が取付
けられている。なお、図３において、符号２４は位置検
出カメラ２３のＺ方向の移動を司る駆動部である。ま
た、検査部６には、ウエハ１上のチップ位置を検出する
ＴＶカメラ２５と、基準位置合せ用小片２１の基準マー
ク２２のＺ位置を検出する静電容量センサ２６とを具備
するアライメント装置２７が取付けられている（図２参
照）。このアライメント装置２７のＴＶカメラ２５によ
ってウエハ１のチップに接触される触針４ａの針跡を確
認してチップの位置を確認し、この確認したチップ位置
情報と位置検出カメラ２３によって確認された触針４ａ
の位置情報とを図示しない制御手段によって比較演算す
ることによってウエハ１の各電極パッドに触針が接触さ
れるようになっている。また、静電容量センサ２６によ
って検出された基準位置合せ用小片２１の基準マーク２
２のＺ位置と、位置検出カメラ２３によって検出された
同一の座標である基準マーク２２のＺ位置とを同様に比
較演算することにより、膨脹等によるずれを修正するこ
とができるようになっている。

【００２０】次に、この発明のプローブ装置の作動態様
について説明する。まず、テストヘッド７をプローブ装
置の空間８内に移動して、テストヘッド７とプローブカ
ードとを接続させてセットする。

【００２１】次に、搬送アーム２によってカセットから
取出されたウエハ１をローダ部３４にてオリフラの方向
合せ（プリアライメント）を行った後、検査部６に搬送
してウエハ保持手段５のチャック１４の下方へ搬送す
る。この状態において、真空ポンプ１８を作動させる
と、チャック１４の中空部１６内が負圧となり、チャッ
ク１４の下面にウエハ１が吸着される。そして、チャッ
ク１４をアライメント装置２７の上方位置に移動して、
ウエハ１のチップ位置をアライメント装置２７のＴＶカ
メラ２５によって検出する。この検出された画像情報は
記憶され、２枚目以降のウエハ１の検出したパターンの
画像との比較により位置調整が行われる。

【００２２】アライメント装置２７で位置合せされたウ
エハ１はチャック１４に保持された状態でプローブカー
ド４の上方位置に移動される。そして、予め位置検出カ
メラ２３によって確認された触針４ａの位置情報に基い
てチャック１４がＸ、Ｙ及びＺ方向に移動することによ
ってウエハ１の所定のチップの電極パッドに順次プロー
ブカード４の触針４ａが接触されてウエハ１の電気的特
性が測定される。

【００２３】上記のようにして１枚のウエハ１の全ての
電極パッドが検査された後、ウエハ保持手段５が搬送ア
ーム２との受け渡し位置に移動し、真空ポンプ１８の作
動を停止すると、ウエハ１はチャック１４から離脱して
チャック１４の下方に待機する搬送アーム２上に移し換
えられる。そして、搬送アーム２によってローダ部３を
搬送されて元のカセット内に収容される。

【００２４】

【発明の効果】以上に説明したように、この発明のプロ
ーブ装置は、上記のように構成されているので、被検査
体を下向きに保持した状態でプローブカードの触針を接
触させて電気的特性の検査を行うことができ、触針によ
って削り取られた電極パッドの表面の酸化膜の屑や外部
から装置内に侵入する微細な塵等が被検査体に付着する
のを防止することができると共に、被検査体の品質の低
下を防止することができる。また、吸着手段の作動及び
作動停止によって被検査体の吸着及び離脱を行うことが
できるので、別途に被検査体の移し換え機構を設けるこ
となく簡単に被検査体保持手段と被検査体搬送手段との
間の被検査体の授受を行うことができ、検査効率の向上
を図ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明のプローブ装置を示す概略側断面図で
ある。

【図２】図１の平断面図である。

【図３】この発明における被検査体保持手段の斜視図で
ある。

【図４】被検査体保持手段の要部を示す断面図である。

【図５】従来のプローブ装置を示す概略断面図である。

【符号の説明】

１ ウエハ（被検査体） ４ プローブカード ５ ウエハ保持手段（被検査体保持手段） １４ チャック １８ 真空ポンプ（吸着手段）

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 被検査体の電極パッドにプローブカード
   の触針を接触させて、上記被検査体の電気的特性を測定
   するプローブ装置において、 上記プローブカードの上方に、水平及び垂直方向に移動
   可能な被検査体保持手段を配設すると共に、この被検査
   体保持手段の下面に吸着手段にて上記被検査体を吸着保
   持し得るようにしたことを特徴とするプローブ装置。