JPH0645416A - ウエハプローバ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 プローブカードの交換作業を行うにあたって
作業が容易で、そのための機構、構造が簡単であるこ
と。 【構成】 ウエハチャック２の上方側に設置されたプロ
ーブカード取付台１の下面に、一対のスライドガイド３
ａ、３ｂをプロービングセンタからプローブカード取付
台１の端部まで伸びるように配設する。スライドガイド
３ａ、３ｂには、スライド部４１ａ、４１ｂを介してカ
ードチャック４を保持し、スライドガイド３ａ、３ｂと
スライド部４１ａ、４１ｂとを夫々リニアモータのステ
ータ、ロータとして機能させるようにする。カードチャ
ック４はプローブカード５を着脱自在に保持する構造と
なっており、カードチャック４をプロービングセンタか
らプローブカード取付台１の端部まで搬送した後例えば
移載機構９によりプローブカード５の交換作業を行う。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、半導体ウエハのプロー
ブテストを行うためのウエハプローバに関する。

【０００２】

【従来の技術】半導体デバイスの製造工程においては、
ウエハ内にＩＣチップが完成した後、アセンブリ工程の
前に不良チップを排除するために、ウエハプローバによ
ってウエハ内の各チップに対してプローブテストと呼ば
れる電気的測定検査が行われる。

【０００３】前記ウエハプローバは、ウエハ載置ステー
ジの上方側に位置するプローブ針を備えたプローブカー
ドや、このプローブカードの上方側に当該プローブカー
ドに対してポゴピンなどにより電気的に接続されたテス
タヘッドなどにより構成され、例えばウエハ載置ステー
ジを上昇させてウエハ内のチップの電極パッドとプロー
ブ針とを接触させて電気的測定検査を行い、これによっ
てチップの良否を判定するものである。

【０００４】ところでこのような検査はＩＣチップの種
類が異なる毎にその種類に応じたプローブカードに交換
する必要があるが、プロービングセンタ（ウエハの測定
位置）においては、上方側にテストヘッドが、また下方
側にウエハ載置ステージが夫々位置していて、プローブ
カードの交換作業のための空間が狭いので自動交換が困
難であり、このため従来は通常手動で行うことが多かっ
た。

【０００５】また一方において作業効率を高めるために
自動化の工夫も進められており、例えば特開昭６２−１
６９３４１号公報には、ウエハチャックをプローブカー
ドの交換のために共用し、ウエハチャックを載置ステー
ジによりＸ−Ｙ方向に移動させて、プロービングセンタ
のプローブカードを収納具内の別のプローブカードと交
換する技術が記載されている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら上述のよ
うにプローブカードを手動で交換する場合には、テスト
ヘッドとウエハ載置ステージに挟まれた狭い空間で交換
作業を行わなければならないので作業が煩わしいし、そ
の上作業効率が悪いという欠点がある。

【０００７】また特開昭６２−１６９３４１号公報に記
載された方法では、収納具から保護板を取り出してプロ
ービングセンタまで運び、この保護板にプローブカード
を重着して収納具まで移送するようにしているため、一
回の交換作業にウエハ載置ステージを２往復させなけれ
ばならないし、更にウエハの交換とプローブカードの交
換とを並行して行うことができないので作業効率が悪
く、その上プロービングセンタにてプローブカードを着
脱するためのバキューム機構が必要となるので構造も複
雑である。

【０００８】本発明はこのような事情のもとになされた
ものであり、その目的は、プローブカードの交換作業を
行うにあたって作業が容易で、プローブカードの交換の
ために必要な機構、構造も簡単であって、自動化に対応
しやすいウエハプローバを提供することにある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明は、プローブカー
ド取付部に取り付けたプローブカードによりウエハに対
して電気的測定を行うウエハプローバにおいて、前記プ
ローブカード取付部に、プロービングセンタから横方向
にプローブカードの着脱位置まで延びるように設けられ
た保持案内機構と、前記保持案内機構により保持された
状態で案内され、プローブカードを着脱自在に保持する
ためのカードチャックと、前記カードチャックを保持案
内機構に沿ってプロービングセンタとプローブカードの
着脱位置との間を搬送させる搬送機構と、を備え、前記
プローブカードの着脱位置にてプローブカードを交換す
ることを特徴とする。

【００１０】また本発明は、複数のプローブカードを収
納するためのストッカと、カードチャックからプローブ
カードを取り外して前記ストッカ内に収納すると共に、
前記ストッカ内の別のプローブカードを取り出して前記
カードチャックに受け渡す移載機構とを設けるようにし
てもよい。

【００１１】

【作用】あるウエハに対してプローブテストが終了し、
次いで別の種類のチップについて検査を行う場合、プロ
ービングセンタに位置しているカードチャックを保持案
内機構により案内しながら搬送機構によってプローブカ
ードの着脱位置まで搬送する。次に作業者により手動に
よって、あるいは上記の移載機構によってカードチャッ
クからプローブカードを取り外してストッカに収納し、
しかる後別のプローブカードをストッカから取り出して
プローブカードに保持させ、前記搬送機構によりカード
チャックをプロービングセンタまで搬送した後、所定の
プローブテストを行う。

【００１２】

【実施例】以下図面を参照しながら本発明の実施例を説
明する。図１は本発明の実施例の全体を示す斜視図、図
２はカード取付台にプローブカードが保持された状態を
示す縦断側面図、図３はプローブカードの平面図であ
る。１はプローブカード取付部としてのプローブカード
取付台であって、ウエハチャック２の上方側に設置され
ており、プローブカード取付台１のプロービングセンタ
には、後述するプローブカードのプローブ針とウエハ内
の電極パッドとの位置関係を例えばＴＶカメラで調べる
ための覗き窓１１が形成されている。また前記ウエハチ
ャック２は、Ｘ、Ｙ方向に移動可能なウエハ載置ステー
ジ２１上に高さ方向に移動自在でかつ鉛直軸まわりに回
転自在に設けられている。

【００１３】前記プローブカード取付台１の下面には、
後述するカードチャックの保持案内機構をなす、互に対
向する一対のＬ字型のスライドガイド３ａ、３ｂがプロ
ービングセンタからプローブカードの着脱位置例えばプ
ローブカード取付台１の端部まで横方向に伸びるように
設けられている。

【００１４】前記スライドガイド３ａ、３ｂには、一対
の逆Ｌ字型のスライド部４１ａ、４１ｂを介してカード
チャック４が保持されており、前記スライド部４１ａ、
４１ｂは、カードチャック４の上面にて互に対向する一
対の組が横方向に２組設けられている。ここでこの例で
は前記スライドガイド３ａ、３ｂ及びカードチャック４
のスライド部４１ａ、４１ｂは、夫々リニアモータのス
テータ及びロータとして機能し、カードチャック４をプ
ロービングセンタとプローブカード取付台の端部との間
を正確かつ迅速に搬送するための搬送機構を構成するも
のである。勿論この搬送機構としては、このようなリニ
アモータに限定されるものではなく、例えばラック、ピ
ニオン機構などを用いることもできる。

【００１５】前記カードチャック４は、円形状に形成さ
れると共に、側部より突出したレバー４２を備え、更に
中央部には、内周面に段部４３（図１では示していな
い）を有する開口部４４が形成されている。

【００１６】前記カードチャック４の開口部４４には、
下面にプローブ針５１を備えたプローブカード５が交換
用リング６を介して着脱自在に保持されており、交換用
リング６は、内面側及び外面側が、夫々プローブカード
５の外周面の段部と開口部４４の段部４３とに係合され
る形状となっている。

【００１７】また交換用リング６の外周面及び開口部４
４の内周面には、夫々互に係合する位置決め用のピン６
１及び凹部４５が形成されると共に、交換用リング６の
内周面及びプローブカード５の外周面にも夫々位置決め
用の互に係合する凹部、凸部（図示せず）が形成されて
おり、これら凹部、凸部を互に係合させ、かつ前記ピン
６１及び凹部４５を互に係合させることによって、カー
ドチャック４に対するプローブカード５の回転方向（鉛
直軸まわりの向き）の位置決めが自動的に行われる。

【００１８】一方前記プローブカード取付台４のレバー
４２には、プローブカード５がプロービングセンタに位
置したときに当該プローブカード５をその中心軸（中心
の鉛直軸）のまわりに回動させて位置決めするための位
置決め機構７が組み合わせて設けられている。この位置
決め機構７は、例えば図４に示すように、ハウジング７
１内に設けられた長尺の歯車７２と、この長尺の歯車７
２に歯合して当該歯車７２の長さ方向に移動する大径の
歯車７３と、この歯車７３に一端が取り付けられると共
に、外周にスクリューネジ部７４が形成されていてハウ
ジング７１に螺合されながら長さ方向にスライドするス
ライド軸７５と、前記長尺の歯車７２を駆動するように
伝達機構７６を介してハウジング７１に付設されたステ
ッピングモータＭとを有してなる。

【００１９】また前記スライド軸７５の他端はハウジン
グ７１より突出しており、レバー４２を進退させてカー
ドチャック４をプローブカード取付台１と共に回動させ
るように構成される。具体的には、例えばレバー４２に
奥が広がっている溝を形成すると共に、スライド軸７５
の先端部を前記溝に適合する形状に形成し、スライド軸
７５の先端部が前記溝内に回動可能でかつ抜脱しないよ
うに係合させ、更にプローブカード４がプロービングセ
ンタに位置したときに位置決め機構７が例えば床面に対
して固定された状態となるようにプロービングセンタに
固定機構を設置し、スライド軸７５の延び出しまたは縮
退に応じてレバー４２を進退させるようにすればよい。

【００２０】また前記プローブカード取付台１の端部
（プローブカードの着脱位置）の近傍には、プローブカ
ードを複数枚収納するために複数段の収納台８１を備え
たストッカ８が設置されており、更にカードチャック４
に保持されているプローブカード５を取り外してストッ
カ８内のプローブカード５と交換するための移載機構９
が配設されている。この移載機構９は、支柱９１に沿っ
て図示しない昇降機構により昇降する昇降台９２と、こ
の昇降台９２に取付けられ、プローブカード５の上面を
吸着保持しかつ旋回する機能を持ったロボットハンド９
３とからなる。

【００２１】次に上述実施例の作用について説明する。
あるウエハに対してプローブテストが終了した後、続い
て別の種類のチップについて検査を行う場合、先ずカー
ドチャック４をプロービングセンタからスライドガイド
３ａ、３ｂに沿って先述したようにリニアモータの駆動
力を利用してプローブカード取付台１の端部まで搬送す
ると共に、昇降台９２を図示しない昇降機構により所定
の高さ位置まで上昇させ、かつロボットハンド９３の先
端部をカードチャック４の上方に位置させておき、次い
でロボットハンド９３を前記昇降機構により降下させ
て、カードチャック４に保持されているプローブカード
５を交換用リング６と共にその上面側からロボットハン
ド９３に吸着保持する。その後ロボットハンド９３を上
昇させてプローブカード５及び交換用リング６をカード
チャック４の開口部４４から取り外し、ストッカ８側に
旋回させて所定の収納台８１内にプローブカード５及び
交換用リング６を載置した後、吸着保持作用を解除す
る。

【００２２】しかる後ロボットハンド９３により、別の
収納台８１に収納されている所定のプローブカード５を
交換用リング６と共にその上面側から吸着保持し、旋
回、昇降動作によりプローブカード５及び交換用リング
６をカードチャック４の開口部４４に、ピン６１が凹部
４５内に係合して位置決めされた状態で嵌入して収納し
た後カードチャック４をスライドガイド３ａ、３ｂに沿
ってリニアモータの駆動力によりプロービングセンタま
で搬送する。

【００２３】このようにしてプローブカード５を交換し
た後、プロ−ブカ−ド５の図示しない端子部とテストヘ
ッドＴの図示しない電気的接続部を接続し、その後例え
ば図５に示す手順にしたがいプローブカード５のプロー
ブ針５１とウエハＷとの位置合わせを行う。即ちウエハ
Ｗをアライメントした後ウエハ載置ステージ２１のウエ
ハチャック２に保持し、次いでウエハ載置ステージ２１
を予め記憶されたＸ量、Ｙ量（Ｘ、Ｙ方向の移動量）だ
け移動させた後、ウエハチャック２を上昇かつ所定量回
転させてウエハＷにプローブ針５１を接触させ、その針
跡をＴＶカメラで捉えて予め定めた位置に対するずれ分
を計算し、このずれ分を相殺するように前記位置決め機
構７によりカードチャック４のレバー４２を進退させて
プローブカード５をプローブカード取付台１と共に例え
ば１〜２度程度の角度だけ回転させ、同様にウエハＷと
プローブ針５１とを接触させてその針跡に対してＴＶカ
メラにより位置ずれを解消したことを確認した後、プロ
ーブテスト、即ちプローブ針５１とウエハＷのチップの
電極パッドとを接触させて所定の電気的特性検査を行
う。

【００２４】以上において本発明では、プローブカード
取付台１の下面に溝を形成し、この溝内に係合する係合
部をカードチャック４に取り付けてカードチャック４を
保持案内するなど、保持案内機構としては種々の方式を
採用することができ、またカードチャック４によりプロ
ーブカード５を保持する構造についても、カードチャッ
ク４の開口部４４内に交換用リング６を介してプローブ
カード５を嵌合させるものに限定されるものでないし、
更にはまたプローブカード取付台１の形状構造について
も周囲のスペースやテストヘッドの構造などに対応した
ものとすることができる。

【００２５】なお本発明では、着脱位置に置かれたプロ
ーブカード５をカードチャック４から取り外して別のプ
ローブカードに交換する作業は、手動で行ってもよい。

【００２６】またプローブカード５とウエハＷとを位置
合わせさせるためには、上述実施例のようにプローブカ
ード側を回動させる代りにウエハ載置ステージ側を回動
させるようにしてもよい。

【００２７】

【発明の効果】以上のように本発明によれば、プローブ
カード取付台にカードチャックを介してプローブカード
を保持させた状態でプロービングセンタから横方向に着
脱位置まで搬送し、着脱位置にて当該プローブカードを
交換するようにしているため、テストヘッドとウエハ載
置ステージとの間に挟まれた狭い空間でプローブカード
の交換を行う場合に比べて、例えば自動化を図る場合必
要な機構、構造が簡単になるので自動化に対応しやすい
し、また手動で交換する場合にも作業が容易になる。

【００２８】そしてまた着脱位置に置かれたカードチャ
ックからプローブカードを取り外すと共にストッカから
別のプローブカードをカードチャックに受け渡すための
移載機構を設ければ、プローブカードの交換作業を自動
化することができ、このため交換作業が確実なものにな
り、かつ作業効率も向上する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例の全体構成を示す斜視図であ
る。

【図２】プローブカード取付台にプローブカードが保持
された状態を示す縦断側面図である。

【図３】プローブカードを示す平面図である。

【図４】位置決め機構を示す断面図である。

【図５】ウエハとプローブカードとの位置決めのフロー
を示すフロー図である。

【符号の説明】

１ プローブカード取付台 ２ ウエハチャック ３ａ、３ｂ 保持案内機構 ４ カードチャック ４１ａ、４１ｂ スライド部 ５ プローブカード ６ 交換用リング ７ 位置決め機構 ８ ストッカ ９ 移載機構

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 プローブカード取付部に取り付けたプロ
   ーブカードによりウエハに対して電気的測定を行うウエ
   ハプローバにおいて、 前記プローブカード取付部に、プロービングセンタから
   横方向にプローブカードの着脱位置まで延びるように設
   けられた保持案内機構と、 前記保持案内機構により保持された状態で案内され、プ
   ローブカードを着脱自在に保持するためのカードチャッ
   クと、 前記カードチャックを保持案内機構に沿ってプロービン
   グセンタとプローブカードの着脱位置との間を搬送させ
   る搬送機構と、を備え、 前記プローブカードの着脱位置にてプローブカードを交
   換することを特徴とするウエハプローバ。
2. 【請求項２】 複数のプローブカードを収納するための
   ストッカと、カードチャックからプローブカードを取り
   外して前記ストッカ内に収納すると共に、前記ストッカ
   内の別のプローブカードを取り出して前記カードチャッ
   クに受け渡す移載機構とを設けた請求項１記載のウエハ
   プローバ。