JPH0567060B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、ウエハを測定するプローバに関し
特にプローブカードの自動交換を有するプローバ
に関する。

〔従来の技術〕

ウエハ内のチツプを測定するプローバは、ウエ
ハプロセス工程での最終工程にて、ウエハ内につ
くり込まれた数多くのチツプに対して各々の電気
特性を測定し、不良チツプを区分するための機械
的装置であり、ウエハ内のチツプとテスタとの媒
体となる装置である。ウエハ状態で測定を行うこ
とにより、不良チツプをアツセンブリ工程の手前
で排除し、コストダウン、及び生産性の向上に寄
与させることができる。

プローバの基本的機能は、チツプ上の電極（パ
ツトと称されている）に触針（プローブカードに
付されている）を接触させることである。テスタ
からの測定信号は、プローブカードを経て測定さ
れるチツプに伝えられ、その出力信号もプローブ
カードを経てテスタに返送される。測定結果の測
定はテスタにより行われる。

最近の半導体製造工程は、半導体産業の飛躍的
な伸長により、生産性の向上、歩留りの向上及び
品質の向上が求められ、ウエハの大形直径化と製
造装置の自動化が急激に進められている。プロー
バについても同様で、単にプローブカードの触針
を接触させる機能だけのものから、ウエハが収納
されたウエハカセツトをセツトするだけで、すべ
てのウエハを自動的にテストできるフルオートプ
ローバに発展改良された現在に至つている。

プローバは、この自動化レベルに応じて幾つか
に分けられる。マニユアルプローバ、セミオート
プローバ、フルオートプローバ、に大別される。
上記マニユアルプローバ及びセミオートプローバ
については、既に時代遅れになつているので、フ
ルオートプローバ（以下、プローバという）につ
いて説明する。

プローバは、セミオートプローバの省力化を更
に発展させたプローバで、初期条件の設定とカセ
ツトの供給のみオペレータが行えば、アライメン
トも含めて全自動でプロービング（チツプにプロ
ーブカードの触針を圧接して順番に測定する行
為）が可能となる。ウエハカセツト１個につき25
枚のウエハが収納できるので、１枚当りのテスト
時間を30分とすれば、実に12時間以上の無人運転
が可能であり、カセツト数を増設すれば、更に長
時間運転ができる。現在の生産ラインでは、ほと
んどこのプローバが利用されている。

プローバは、自動化レベルにより区分の他、テ
スタとの接触形式によりケーブル接続形と高周波
型がある。

最近の半導体チツプは、高集積化、多機能化、
高速化に伴い測定スピードの高速化が求められて
いる。上記のチツプの測定を行う測定時間の短縮
は自動化を実現することで24時間稼働し、対処し
てきた。上記の対処の一例を第８図〜第１６図を
用いて説明する。第９図は従来のプローバの外観
図を示す。第９図は複数のウエハカセツト６を載
置し、特定のウエハカセツト６を選択する必要が
あり、測定するウエハが収納されているウエハカ
セツトを選択する選択手段、第１１図は上記選択
手段を終了したウエハカセツト６からウエハを取
り出す取り出し手段、上記取り出し手段には二種
類の機構が必要である。一種類は取り出すウエハ
までピンセツトを昇降する昇降手段、他種類は上
記昇降手段で昇降した位置においてウエハカセツ
ト内に侵入する侵入手段、上記侵入手段でウエハ
を取り出しウエハを搬送手段に引き渡すためにウ
エハを上昇させる手段、上記上昇手段で上昇した
ウエハを受取りチヤツクまで搬送する搬送手段、
上記搬送手段でチヤツク上のピン搬送された後、
チヤツクに密着したウエハを測定部まで移動させ
る移動手段、上記チヤツクに載置したウエハをア
ライメントをするアライメント手段、上記アライ
メント後、チヤツクを上昇させるチヤツク上昇手
段、以上の手段により構成されているプローバで
ある。

各構成の機構について説明すると、選択手段８
０は、ウエハカセツトが均等に並列に載置台に載
置し、上記載置したウエハカセツトが第９図に示
すように載置台９に並列した後、第１１図に示す
ように設定したウエハカセツトの開口部前面にピ
ンセツト６８を配設する必要がありその機構は基
台８４に一対のガイドレール８１に車輪（図示な
し）を介してＹ軸に水平方向に活動自在に取りつ
けられ、モータ８２の正逆転によつてプーリ８２
ａ，８２ｂ及びベルト８３を介して、第１３図に
示すようにポジシヨンＡ，Ｂ，Ｃ，Ｄの４箇所を
往復動するようになつている。また、ポジシヨン
Ａ，Ｂ，Ｃ，ＤにおけるＹ軸板７７の停止動作は
Ｙ軸板７７の一端に配置してある光電子スイツチ
１２２，１２３，１２４，１２５が光源１２０か
らのミラー１２１を介して受光した場合、モータ
８２を停止するようになつている。

昇降手段９８は、第１１図に示すようにピンセ
ツト受台９６とモータ取付台９３とをガイド棒９
０で結合し、上記ガイド棒と併列にボールベアリ
ング９１を担持し、上記ボールベアリング９１の
一端とモータ軸とが連動し、モータ９２の正逆転
によりボールベアリング９１が正逆回転するよう
にしておく。一方Ｙ軸板７７上に垂直に昇降させ
るメネジ及び案内溝を設けておく。上記ボールベ
アリング９１をＹ軸板のメネジに螺合し、モータ
９２の回転によりピンセツト受台９６が昇降自在
な機構になつている。

侵入手段６０は、第１１図に示すように上記昇
降手段の構成のピンセツト受台９６にピンセツト
基台６１を取りつけ、上記ピンセツト基台６１に
は、ピンセツト６８を摺動する機構と、ウエハを
持ち上げる昇降機構が取りつけられている。ピン
セツトについて説明すると上記ピンセツト６８を
ウエハカセツト６内に摺動する機構は、上記ピン
セツト基台６１に一対のガイドレール６４ａを介
して、矢印７６，７８のＸ軸水平方向に滑動自在
に取りつけられ、モータ６７の正逆転によつてプ
ーリ６３及びベルト６２を介して、ピンセツト６
８の侵入最終部における位置７５と、侵入する前
の位置のピンセツト６８に光電子スイツチを取り
つけておき、ピンセツトの本体通過に伴い、受光
しない場合はモータ６７を停止するようになつて
いる。

ウエハ上昇手段７０は、第１１図に示すように
上記ピンセツト６８によつて取り出されたウエハ
７が搬送手段の回転腕１０１に引き渡すために、
上記ピンセツト６８からウエハ７を持ち上げる機
構として、ピンセツト基台６１に取りつけられた
ソレノイド６５が駆動し、上昇板７４をピンセツ
ト基台６１側に引き寄せることにより、上昇板７
４に取りつけられているサブチヤツク７１が上昇
し、ソレノイド６５のストローク長で停止する。
また、プリアライメントを行う場合には上記サブ
チヤツク７１の正逆転はモータ７２の駆動で行わ
れる機構になつている。

搬送手段５０は、第１２図に示すように上昇手
段のサブチヤツク（図示なし）上のウエハを回転
腕１０１に引き渡すために、正逆転自在回転腕の
機構と、回転腕の機構全体を昇降する機構との構
成であり、まず正逆転はウオーム１０４及びギア
１０３を介して、モータ１０５の駆動により回転
腕１０１を所定位置に回転させる機構であり、昇
降機構は搬送基台１０９にガイド棒１０７を立設
し、ガイド棒の他端に固定板１０６を嵌着し、上
記搬送基台１０９と固定板１０６に回転自在にボ
ールベアリング１０８を軸着し、搬送基台１０９
に固定されたモータ１１０と上記ボールベアリン
グ１０８の一端を連結し、昇降基台１１１をボー
ルベアリング１０８と螺合して、モータ１１０及
びボールベアリング１０８を介して、昇降基台１
１１を昇降させる機構になつている。

移動手段におけるＸ−Ｙステージは、すでに特
開昭60−22605公報（Ｘ−Ｙステージを用いて他
の発明を開示している）で公知であり、簡単に説
明すると上記チヤツク上にウエハを載置した後、
ウエハのアライメントを行い、測定部までチヤツ
クを介してウエハを移動する機構でありすなわ
ち、一対のガイドレールに車輪を介して水平方向
に滑動自在に取りつけられている。これらの駆動
はＸ軸駆動モータ３３及びＹ軸駆動モータ３２に
より行われる。

アライメント手段は、ウエハ上の特徴点を抽出
し、ウエハのスクライブラインをアライメントす
る方法として公知である。すなわち、この手段は
すでに特公昭60−57226で公知であることを証明
している。上記特公昭60−57226はウエハ上のス
クライブラインを基準パターンとして用いて位置
合わせを行う位置合わせ方法における他の方法と
して公告となつていることで、半導体業界におい
ては、スクライブラインをアライメントすること
は公知である。他の特開昭59−214234公報及び特
開昭60−750公報も合わせて記載しておく。よつ
て、ウエハのアライメントについては省略する。

チヤツク上昇手段は、アライメントされたウエ
ハが載置されているチヤツクは、偏芯カムの正逆
転によりチヤツクが昇降する機構になつている。
これらは、一般の偏芯カムにより上下運動をする
機構が公知であるので説明を省略する。

以上、機構について説明したが、次に各機構を
用いてウエハをウエハカセツトからチヤツクに載
置し、再びウエハカセツトまで戻る動作について
説明する。

はじめに、第１５図ａ〜ｅで示すように、複数
個のウエハカセツトが載置台９の所定位置に配設
し、オペレーターが複数個あるウエハカセツトの
測定順序をROMに記憶させ、選択した所定のウ
エハカセツトの前に侵入手段を移送して配設する
必要がある。上記移送は予めウエハカセツトのポ
ジシヨンＡ，Ｂ，Ｃ，Ｄのうち一つを定めた位置
にモータ８２、プーリ８２ａ８２ｂ及びベルトを
介して、Ｙ軸板を所定位置まで移送する。モータ
の停止時は説明済なのでここでは省く。そして、
所定のウエハカセツトの開口部前面にピンセツト
６８が配設されている。

次に、第１５図ａで示すように所定のウエハカ
セツトから所定のウエハをROMに記憶された順
番にしたがつてウエハを取り出さなければならな
い。よつて、Ｙ軸板に組み込まれた昇降手段のモ
ータ９２を回転させ、所定の位置までピンセツト
を上昇させる。ウエハの高さは予めウエハカセツ
トにウエハを収納する間隔が決まつているので、
高さは一定であり、ウエハの収納されている段数
がわかれば、ウエハの収納位置が把握できる。ま
たウエハとウエハの中間位置も把握できる。よつ
て、上記ウエハとウエハの中間位置の高さにピン
セツトがモータ９２の駆動によりピンセツト基台
６１を配設する。

第１５図ｂに示すように、配設ピンセツト６８
がウエハカセツト６内部にモータ（図示なし）、
プーリ（図示なし）及びベルト（図示なし）を介
して侵入される。ピンセツト基台６１に取りつけ
てある侵入確認センサ（図示なし）で確認信号を
得た後に、昇降機構のモータの回転によりピンセ
ツト基台を上昇する。

第１５図ｃで示すように、ピンセツト６８は、
ボールベアリング９１の回転でＹ軸板７７のメネ
ジを介して上昇する。

第１５図ｄで示すようにピンセツト６８の表面
にウエハ底面が吸着するようにバキユームが施さ
れているので、バキユームセンサーの働きで吸着
完了の信号が放たれ、ピンセツト６８は再びモー
タ（図示なし）の回転により、もとの位置に戻
る。

第１５図ｅで示すように、空気をソレノイド６
５に注入し、上昇板７４をピンセツト基台６１を
引き寄せることにより、サブチヤツク７１が上昇
し、ピンセツト６８の逃孔６９を貫通し、ソレノ
イド６５のストローク長で停止する。よつてピン
セツトに吸着していたウエハは、サブチヤツク７
１表面のバキユームでウエハ吸着して持ち上げて
いる。そして、サブチヤツク７１によつてウエハ
が持ち上がる直前にピンセツトの表面のバキユー
ムは停止していることは勿論のことである。

第１６図ａに示すように、サブチヤツク７１と
ピンセツト６８の中間部に水平に正逆転自在の回
転腕１０１が配設された後、上記サブチヤツクは
ソレノイド６５の伸張により、第１６ｂに示すよ
うに硬化する。そして、第１６図ａに示すように
ウエハは回転腕の表面に付着し、上記回転腕のバ
キユームで吸着され落下しないようになつてい
る。上記サブチヤツクのウエハが回転腕に接触す
る直前バキユームは停止していることは勿論のこ
とである。

第１６図ｃに示すように、回転腕１０１がチヤ
ツク４１の上部に配設された後、上記チヤツク４
１表面の突設したピン４８がウエハを支持し、ウ
エハが回転腕１０１より離れ上昇したピン上に支
持されているので、上記回転腕１０１はポジシヨ
ンに戻る。

上記回転腕１０１がポジシヨンに戻つた後上記
ピン４８は、上記チヤツク４１内に埋設せしめる
ことにより、ウエハ７の底面が上記チヤツク４１
面に密着し、チヤツク４１が内臓されているバキ
ユームで吸着する。上記ウエハを吸着した後、Ｘ
−Ｙステージが矢印４６方向に測定部まで移動す
る。

そして、第１６図ｄに示すように、チヤツクを
偏芯カムの正逆転により上昇させ、プローブカー
ド４の触針をチツプのパツドに圧接し、外部ステ
タと導通させて測定する。すべてのチツプを測定
した後、第１６図ｃに示すようにチヤツクの偏芯
カムがもとに戻り、矢印４６と反対方向にＸ−Ｙ
ステージが移動し、ピンが突出し、ウエハを持ち
上げ、回転腕に引き渡し、第１６図ｂに示すよう
に、ピンセツトの上方に回転腕が配設され、第１
６図ａに示すように、サブチヤツク７１が上昇
し、ウエハを持ち上げ回転腕１０１をポジシヨン
に戻し、且つピンセツトにウエハを支持し、ウエ
ハカセツトに収容する。

以上の工程を繰り返しながら、すべてのウエハ
を測定する。上記説明したプローバは自動化を実
現する手段として、測定するウエハの枚数を増加
させることにより、24時間稼働させて自動化を図
る手段としていた。

〔発明が解決しようとする問題点〕

一方、ウエハのチツプに圧接してステタに導通
させる接点の役割を受け持つプローブカードにつ
いて考察すれば、プローブカードを新しいプロー
ブカードに交換する必要がある。すなわち、一枚
のウエハ上に数百、数千のチツプが存在しており
上記ウエハを数百枚一度に測定すれば、当然プロ
ーブカードの触針の寿命があり、下記に示す欠点
があつた。

一枚のウエハ上に数百枚のチツプが存在して
おり、上記ウエハを数百枚同時に測定すれば、
当然圧接時のチツプとプローブカードの触針と
の摩擦により、上記プローブカードの触針が摩
耗してしまう。上記の状態を把握できずに、継
続して測定すると、良品チツプでも不良品チツ
プと判断され信頼性の低い測定結果を得る。

上記プローブカードの触針は、金属材である
ことから、上記触針の先端が破損及び物理的外
力により曲がりを生じて、初期設定した状態に
戻らなくなり、また位置ずれが生じる問題を有
しているのにもかかわらず、継続して測定し、
信頼性の低い測定結果を得る。

最近のチツプの高集積化は、少量多品種生産
工程が増加している。例えば、25枚収納能力の
あるウエハカセツトに、10枚がＸ品種のチツプ
を測定し、ひき続いて15枚がＹ品種のチツプを
測定する場合には、プローブカードをＹ品種に
適したプローブカード４に交換しなければなら
ず、第８図及び第１０図で示すように、オペレ
ーターがビスをゆるめてＹ品種に適したプロー
ブカード４に交換する。これらは、オペレータ
ーが必要であり、自動化することが困難であ
る。

上記の少量多品種生産に限らず、第１４図に
示すようにヘツドプレート２１を回動しながら
垂設し、ビス５を外し、プローブカード４を交
換しなければならない。この時にオペレーター
の作業ミスで取り外したビス５をプローバの内
臓部に落下させてしまうと、小さなビスを探す
のにも時間がかかり、作業効率の低下につなが
る。

〔発明の目的〕

従つて、この発明の目的は、プローバにおける
プローブカードの自動交換を有したプローバを提
供することにある。

〔問題点を解決するための手段〕

このような目的を達成するための手段は、リン
グに吸着する吸着面及びリングに対する位置合わ
せ具を有するプローブカードと、上記プローブカ
ードと重着し且つ上記プローブカードの触針を保
護する保護板と、上記プローブカードと上記保護
板が一対で収容する際に、水平方向に収容するた
めの開口部を有する収容部と、吸着機構を有する
リングと、接触部を有した基板２２とを備え従来
のプローバの手段であるウエハカセツトを選択す
る選択手段、ウエハカセツトからウエハを取り出
す手段、ウエハを取り出した後、搬送手段に引き
渡すためウエハをサブチヤツクで上昇させる手
段、上昇したウエハをチヤツクまで搬送する搬送
手段、アライメント手段及びチヤツクを上昇させ
るチヤツク上昇手段を共用して、リングにプロー
ブカードを吸着する。

〔作用〕

上記プローブカードと重着した状態にある保護
板をプローブカード組と言い換えれば、プローブ
カード組が水平方向に収容することができる溝を
複数有する収容具に収容し、載置台に載置し、こ
の載置台はウエハカセツトが載置する載置台と共
用している。載置台の収容具が予め定められた位
置に配設されているので、ウエハカセツトを選択
する選択手段が設定されたポジシヨンに移動し、
収容具前面にピンセツトが配設されるようにな
る。収容具に収容されているプローブカード組の
段数までピンセツトを上昇させなければならな
い。この上昇動作は、昇降手段を共用してプロー
ブカード組の段数まで上昇させる。この時の段数
の載置台からの高さは、予めROMに記憶してい
ることにより行われる。プローブカード組を取り
出す段数部にピンセツトが侵入到達し、プローブ
カード組を取り出す。そして、搬送手段を介して
チヤツクに載置され、チヤツクはＸ−Ｙステージ
に立設しているので、Ｘ−Ｙステージの駆動によ
り測定部まで移送され、上昇し、リングの位置合
わせ具によりプローブカードのみが、リングに内
臓されたバキユームにより吸着される。この逆に
より、不要になつたプローブカードは、チヤツク
に載置されている保護板に重着し、再び収容具に
搬送される。

〔実施例〕

第１図〜第７図及び第１７図〜第１９図によつ
て、本発明のプローブカード自動交換を有するプ
ローバーの一実施例を示す。

プローブカード自動交換を有するプローバの外
観図は第１図に示すように、リング１０に吸着す
る吸着面及びリングに対する位置合わせ具を有す
るプローブカード２３と、上記プローブカードと
重着し、且つ上記プローブカードの触針を保護す
る保護板４２と、上記プローブカードと上記保護
板４２と重着した状態で、収容する収容具と、プ
ローブカードが吸着する吸着機構を有するリング
１０と接触機構を有した基板２２とから成り立つ
ている。

また、選択手段、昇降手段、侵入手段、ウエハ
上昇手段、搬送手段、移動手段及びアライメント
手段はすべてウエハを測定部まで移送するために
共用して使用するようになつている。また、ウエ
ハがプローブカードの触針に圧接するためにチヤ
ツクを上昇させる。上記上昇機構は偏芯カムの回
転により行われている。上記偏芯カムによる上下
移動量はプローブカードをリング底面に密着せし
める距離と異なつているために、ウエハに触針が
圧接する距離の両方が満足する上下量が必要であ
る。上記上下量は予め計算された量を設定し、適
当なカムに変更させ使用する。

次に、各機構について説明する。

リング部分について、第６図に示すように、リ
ング１０に接触機能を有した基板２２、すなわ
ち、実施例ではポゴピン２５を埋設した基板２２
が上記ポゴピン２５が垂直方向に伸縮自在に基板
２２をリングに螺着（ネジでとめる）する。ま
た、リング１０には底面にプローブカードの吸着
面が吸着するように、吸着孔２４を複数配設し、
空気出口２１ａからバキユームポンプで排気する
ようにしておく。そして、リングにはプローブカ
ードの位置合わせ具（実施例ではリングに位置合
わせ孔２９を少なくとも２ケ所）を設けている。

プローブカード２３は、リングに開口した吸着
孔２４で吸着可能な面を配設しておく。また、リ
ングに位置合わせ孔２９に対応したピン２８を少
なくとも２ケ所突設しておく。そして、リングに
取りつけられた接触機構を有した基板２２のポゴ
ピン２５と対応した電極パツド２６を配設する。
さらに、保護板との位置決め穴２７を少なくとも
２ケ所設けている。

保護板４２は、プローブカードの触針が、保護
板自身に接触させないため溝４３が付設されてお
り、且つプローブカード２３と保護板の位置決め
ピン４４が少なくとも２ケ所設けられている。

上記のプローブカード２３の位置決め穴２７と
保護板４２の位置決めピンとを嵌合して重着した
プローブカード組が、第２図に示すように収容具
８の溝に水平にして収容する。この収容具は両端
部に溝を設け、その溝をガイドにして収容するウ
エハカセツトと同じ原理である。プローブカード
組を収容した収容具８は載置台９に載置する。

第２図ａ〜ｃで収容具に収容したプローブカー
ド組がチヤツクまで搬送される動作について説明
する。

第２図ａに示すように、予めプローバで測定し
ているプローブカードが所定の測定回数に達した
と仮定する。まず、リングに取りつけてあるプロ
ーブカードを外さなければならない。昇降手段の
モータ９２の駆動によりピンセツト６８が８ａの
溝に収容されている保護板４２の底面より少し下
方に位置する。８ａの溝には、保護板のみが収容
されている。そして、ピンセツト６８が侵入して
再び昇降手段のモータ９２が上昇し、ピンセツト
のバキユームで保護板を吸着する。そのまま、侵
入したピンセツトはもとの位置に戻る。

第２図ｂに示すように、ピンセツトの表面に吸
着した保護板４２は上昇手段のソレノイド６５の
駆動でサブチヤツク７１の持ち上げ、ウエハをピ
ンセツトから離した後に、搬送手段の回転腕が保
護板４２とピンセツト６８の中間に配設し、その
後サブチヤツク７１の降下が行われ、回転腕１０
１に保護板４２が載置する。

第２図ｃに示すように、回転腕１０１に保護板
４２が吸着され、モータ１０５の駆動により回転
腕をチヤツクの上方部まで回転させ、チヤツクの
表面に突設したピン（図示なし）に載置した後、
上記ピンは、チヤツク内に埋設されチヤツク表面
に吸着される。一方、回転腕はポジシヨンに戻
る。

第３図ａに示すように、チヤツク表面に吸着さ
れた保護板は移動手段のＸ−Ｙステージの移動
で、保護板のアライメントを行つた後に、測定部
のプローブカード位置まで移動される。

第３図ｂに示すように、偏芯カム４５の正逆転
駆動により、矢印４９方向にチヤツク４１を持ち
上げ、プローブカードの位置決め穴２７に保護板
の位置決めピン４４が挿入し、その確認はリング
に付されているセンサー（図示なし）で行い、確
認した後に、リング１０にプローブカード２３を
吸着しているバキユーム（図示せず）を停止す
る。

第３図ｃで示すように、偏心カム４５の逆転駆
動により、矢印４９ａ方向にチヤツク４１を降下
し、そして矢印４７方向にＸ−Ｙステージを移動
し、チヤツク４１に埋設されているピン４８を突
出させることによりプローブカード組（プローブ
カードが保護板と一対に重着している状態）がチ
ヤツク面から矢印４９ｂ方向に上昇し、空間が発
生する。上記空間部に搬送手段の回転腕１０１が
配設された後に、チヤツク４１表面に突出したピ
ン４８が再びチヤツク内に埋設し、プローブカー
ド組は回転腕１０１に載置する。

第４図ａに示すように、回転腕１０１に載置し
たプローブカード組はモータ１０５の駆動によ
り、サブチヤツク上方に配設する。そして昇降手
段のモータ９２の駆動により、ピンセツト６８が
所定位置６８ａまで上昇する。

第４図ｂに示すように、上昇手段のソレノイド
６５の駆動により、プローブカード組を持ち上げ
る。

第４図ｃに示すように、回転腕１０１を所定ポ
ジシヨンに回転させた後、ソレノイド６５の駆動
により、プローブカード組を降下させ、下方に位
置しているピンセツト６８に吸着させる。次に昇
降手段のモータ９２の正逆転の駆動により、収容
具の空溝まで昇降させ、ピンセツト６８を収容具
内に侵入させて、プローブカード組を空溝内に収
容させる。

測定部のリングからプローブカードを収容具ま
で搬送し、収容した工程は説明したが、次に収容
具に収容されているプローブカードをリングまで
運び上記リングに吸着する工程を説明する。第５
図は収容具からピンセツトでプローブカード組を
取り出す説明図である。

第５図ａに示すように、昇降手段のモータ９２
の駆動により、ピンセツト６８が所定の段数部
（プレーブカード組が溝に収容されている段が複
数個あり、それぞれの段の数をいう）に収容され
ているプローブカード組を取り出す時に、プロー
ブカード組の底面より少し下方に位置させる。

第５図ｂに示すように、矢印７８の方向にピン
セツトをモータ（図示なし）の駆動によつて侵入
させる。

第５図ｃに示すように、矢印９４の方向にピン
セツトを昇降する手段のモータ９２の駆動によつ
て上昇させ、ピンセツトの表面（図示なし）のバ
キユーム部分にプローブカード組が密着すること
によつて、バキユームセンサー（図示なし）が働
き、上記センサーの信号により上昇を停止する。

第５図ｄに示すように、矢印７６方向にピンセ
ツトがモータ（図示せず）の駆動により、もとに
戻る。

第５図ｅに示すように、ソレノイド６５の駆動
によりプローブカード組を上昇させる。

そして、第１２図に示すように、プローブカー
ド組は、チヤツクに載置され、測定部まで移動す
る説明については、第２図ｂ，ｃ及び第３図ａで
説明したものと同じである。偏芯カム４５はチヤ
ツクを持ち上げた時にリング１０の底面に存在し
ている吸着孔でプローブカードを吸着し、次に、
偏芯カムを逆転駆動し、チヤツクのプローブカー
ド組はリングにプローブカードが吸着しているた
め、チヤツクに保護板のみが配設されている。上
記保護板は再び搬送手段まで収容具に戻る。

以上でリングのプローブカードの交換を説明し
た。そして、上記ピンセツトは再びウエハをウエ
ハセツトから抽出し測定部まで搬送し、チツプの
測定を行う。

測定部のリングにプローブカードを取りつける
ためには、リングの底面に開口している位置合わ
孔とプローブカードの位置合わせのピンが同じ位
置に存在する必要がある。

上記リングはヘツドプレートに固定されている
ので、位置合わせ孔は定位置に存在している。し
かしながら、プローブカードはリングより取り外
し収容具に移動するので、プローブカードの位置
合わせピンは常に変化している。上記プローブカ
ードのピン位置はリングの位置合わせ孔に位置合
わせする必要がある。リングの位置合わせ孔とプ
ローブカードのピン位置を合わせることをアライ
メントという。

上記アライメントは、第４図ｂに示すように、
プローブカード組がサブチヤツクで上昇した後、
第１７図に示すように、サブチヤツクの中心１３
４とプローブカード組１００の中心１３３との偏
芯量１３５がある。そしてプローブカード組１０
０の上部片隅にセンサー１３６を下向きに付設
し、また、プローブカード組１００の下部片隅
（センサーと対応した位置）には発行ダイオード
（LEDともいう）１３７が敷設されている。

第１１図に示す、正逆転自在のモータ７２の回
転により、サブチヤツク７１が１回転する。この
時には、当然サブチヤツク７１に内臓のバキユー
ムによりプローブカード組が落下しないように吸
着されている。

上記に述べたサブチヤツク７１の回転でプロー
ブカード組が１回転することにより、センサー１
３６と発光ダイオード１３７とを介して、第１９
図に示すセンサー出力電流波形が得られる。

上記出力電流は、オペアンプにより電流から電
圧に変換する。上記の電圧のデータで計算され
る。そして、第４図ｃに示すように、サブチヤツ
クが降下し、ピンセツト６８にプローブカード組
１００が載置される。次に、Ｙ軸板７７及びピン
セツト６８を移動させ、偏芯量１３５が補正され
る。次に再びサブチヤツク７１が上昇し、プロー
ブカード組を回転させデータを読み、オリフラ及
び位置合わせホールド１３８，１３９の位置を検
出し、定められた角度に回転する。次にチエツク
に載置されたプローブカード組が測定部までＸ−
Ｙステージによつて移送され、リングの位置合わ
せ孔２９にプローカードのピン２８が挿入するよ
うにチヤツクの上昇があり、リングの吸着孔でプ
ローブカードが吸着する。

〔発明の効果〕

このような実施例によれば、下記に示す効果が
生じる。

予めプローブカードの触針とチツプに対する
摩擦による摩耗度を設定することにより、例え
ば100個のチツプを測定終了後、上記プローブ
カードの交換が自動的に行うことができるの
で、チツプ数が何百、何千となろうとも安定し
た測定が的確に行うことができるので、信頼性
の高い測定結果を得る。

連続して多くのチツプを測定している最中に
プローブカードの触針は金属材であるため金属
疲労による曲がり、破損、及び物理的外力によ
る曲がり等が生じて、初期設定した状態に戻ら
なくなり、また位置ずれが生じる問題を有した
場合にはチツプ測定結果が、例えば50個連続し
て不良品と判定された場合に、直ちにプローブ
カード交換指令信をCPUに発し、新しいプロ
ーブカードと自動交換することにより、プロー
バを休ませることなく測定を行なえるので、生
産性が向上し、ひいては製品単価の安価につな
がる。

チツプの高集積化に伴い、少量多品種生産工
程が増している場合、すなわち、１ロツドに対
して多品種生産ラインでは、品種別にプローブ
カードを交換する作業が必須である。上記の交
換は、自動的に行うことができるので、極めて
作業性がよくなる。

第１４図に示すように、ヘツドプレート２１
を回動しながら、垂設し、ビス５を外しプロー
ブカード４を交換する必要がなく、バキユーム
で吸着するため、オペレーターの作業ミスで取
り外したビス５をプローバの内臓部に落下せし
め、ビスを探すこともなくプローブカード交換
が行なえるので、作業効率が高い。

【図面の簡単な説明】

第１図〜第７図は、本発明のプローブカード自
動交換プローバの一実施例を示す図面であつて、
第１図は外観斜視図、第２図は収容具から保護板
を取り出す動作説明図、第３図はプローブカード
を回転腕まで搬送する動作説明図、第４図は回転
腕から収容具に収容する動作説明図、第５図はプ
ローブカード組を取り出す動作説明図、第６図は
プローブカードを吸着するリングの一部切欠した
斜視図、第７図はチヤツク上の保護板の斜視図、
第８図及び第１０図は従来のプローブカード交換
の断面図、第９図は従来のプローバの外観斜視
図、第１１図はウエハセツト選択手段・ピンセツ
ト昇降手段・ピンセツト侵入手段及びウエハ上昇
手段の斜視図、第１２図は搬送手段の斜視図、第
１３図はＹ軸板の位置検出機構を示す説明図、第
１４図は従来のプローバのプローブカード交換作
業説明斜視図、第１５図はウエハカセツトからピ
ンセツトを用いてウエハを取り出す動作説明図、
第１６図はチヤツクに載置したウエハとプローブ
カードの接触する動作説明図、第１７図はプロー
ブカード組とサブチヤツクの関係を説明する上面
図、第１８図はアライメントの回路図、第１９図
は波形図である。第１７図は１３１−１３２図の
断面図。 ２……従来のリング、３……サポートリング、
４……従来のプローブカード、５……ビス、６…
…ウエハカセツト、７……ウエハ、８……収容
具、９……載置台、１０……リング、２０……リ
ング全体、２１……ヘツドプレート、２１ａ……
空気出口、２２……基板（接触部を有した基板）、
２３……プローブカード、２４……吸着孔、２５
……伸縮自在ピン（ポゴピンともいう）、２６…
…電極パツド、２７……位置決め穴、２８……ピ
ン、２９……位置合わせ孔、３０……移動手段の
Ｘ−Ｙステージ、３２……Ｙ軸駆動モータ、４０
……チヤツク部、４１……チヤツク、４２……保
護板、４３……保護板のくぼみ部、４４……位置
決めピン、４５……偏芯カム、４６……矢印、４
７……矢印、４８……ピン（ウエハを支えるピ
ン）、４９，４９ａ，４９ｂ……矢印、５０……
搬送手段、６０……侵入手段、６１……ピンセツ
ト基台、６２……ベルト、６３……プーリ、６４
……ガイドレール取付台、６４ａ……ガイドレー
ル、６５……ソレノイド、６６……ガイド棒、６
７……モータ、６８……ピンセツト、６８ａ……
所定位置、６９……ピンセツト逃孔、７０……ウ
エハ上昇手段、７１……サブチヤツク、７２……
モータ、７４……上昇板、７５……侵入最終部に
おける位置、７６……矢印（Ｘ軸方向）、７７…
…Ｙ軸板、７８……矢印（Ｘ軸方向）、７９……
矢印（サブチヤツクの上昇方向）、８０……選択
手段、８１……ガイドレール、８２……モータ、
８２ａ，８２ｂ……プーリ、８３……ベルト、８
４……基台、８４ａ……逃孔、８５，８６……矢
印（Ｙ軸方向）、９０……ガイド棒、９１……ボ
ールベアリング、９２……モータ、９３……モー
タ取付台、９４……矢印（上昇方向）、９５……
矢印（降下方向）、９６……ピンセツト受台、９
８……昇降手段、１００……プローブカード組、
１０１……回転腕、１０２……回転腕軸、１０３
……ギア、１０４……ウオーム、１０５……モー
タ、１０６……固定板、１０７……ガイド、１０
８……ボールベアリング、１０９……搬送基台、
１１０……モータ、１１１……昇降基台、１２０
……光源、１２１……ミラー、１２２，１２３，
１２４，１２５……光電子スイツチ、１３３……
プローブカード組の中心、１３４……サブチヤツ
クの中心、１３５……偏芯量、１３６……センサ
ー、１３７……発光ダイオード、１３８，１３９
……位置合わせホールド。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ ウエハにおける各チツプの良品、不良品を測
   定するプローバにおいて、複数のプローブカード
   を収容する複数の収容溝を有する収容具と、上記
   プローブカードの触針部を保護する保護板と、上
   記プローブカードを吸着し固定せしめるリング
   と、上記プローブカードに配設された電極パツド
   に対応する基板とから形成され、上記プローブカ
   ードと上記保護板を重着したプローブカード組が
   上記収容具に収容され、ウエハが測定部まで搬送
   する手段を共用し、上記プローブカード組が測定
   部まで搬送されてリングに吸着固定することを特
   徴としたプローブカード自動交換プローバ。 ２ 上記プローブカードがリングに真空圧を用い
   て着脱できるようにされていることを特徴とする
   上記特許請求の範囲第１項に記載のプローブカー
   ド自動交換プローバ。 ３ 上記プローブカードの一部に吸着面を有する
   ことを特徴とする上記特許請求の範囲第２項に記
   載のプローブカード自動交換プローバ。