JPH07105417B2 - プローブ装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、半導体ウエハ上のチップの電気的特性を測定
するプローブ装置に関する。

［従来の技術］ 半導体ウエハ（以下、単にウエハという）上のチップの
電気的特性を測定するプローブ装置は、チップ上の電極
パッドにプローブカードのプローブ針を圧接して、この
プローブ針と導通状態にあるテスタによって検査され
る。そして、検査の結果、不良品のチップにはマーキン
グが施される。

このように構成されたプローブ装置は、例えば、特開昭
59-117229号公報はおよび特開昭62-25889号公報に記載
されている。このプローブ装置のウエハ支持機構は、ウ
エハを支持する支持体と、この支持体をＸ・Ｙ軸方向に
移動するように敷設されたＸ軸の一定直線形のレール及
びＹ軸の一定直線形のレールとから構成されている。

そして、これらレールに沿って支持体がＸ・Ｙ軸方向に
移動してウエハに形成されたチップの電極パッドにプロ
ーブ針を圧接して検査しているのが一般的である。

支持体をＸ・Ｙ軸に移動する技術として特開昭61-20983
1号公報、特開昭61-209833号公報、及び特開昭61-20983
5号公報等によって知られている。

［発明が解決しようとする課題］ しかしながら、従来のプローブ装置では、ウエハを支持
体に載置するに際し、支持体が立設されたＸ・Ｙテーブ
ルを操作側にローディングさせるためＸ・Ｙテーブルを
支承している基台の面積が大きくなり、またウエハのサ
イズが大型化するに伴ってさらにプローブ装置全体が大
型化してしまうという問題があった。

本発明は、前記事情に着目してなされたもので、その目
的とするところは、ウエハのサイズが大型化しても、プ
ローブ装置全体が大型化することはなく、占有する設置
スペースを狭く、また操作性を向上できるプローブ装置
を提供することにある。

［課題を解決するための手段］ 本発明は、前記目的を達成するために、半導体ウエハを
吸着支持する支持体と、この支持体をθ方向に回転自在
に支持するとともにＺ軸方向に昇降自在に支持する昇降
機構と、この昇降機構を搭載しＸ・Ｙ軸方向に移動する
移動機構とを備え、前記半導体ウエハに形成されたチッ
プの電気的特性を検査するプローブ装置において、前記
移動機構は、基台と、この基台に設けられＹ軸方向に沿
って配設された一対の第１のレール部材と、この第１の
レール部材に両側端が支持されＹ軸方向に移動自在であ
るとともに、第１のレール部材の長さの少なくとも1/2
が該レール部材の端部から延出可能な第１の移動部材
と、前記基台に設けられ第１の移動部材をＹ軸方向に移
動させるＹ軸駆動機構と、前記第１の移動部材に設けら
れＸ軸方向に沿って配設された一対の第２のレール部材
と、この第２のレール部材に両側端が支持されＸ軸方向
に移動自在であるとともに、第２のレール部材の長さの
少なくとも1/2が該レール部材の端部から延出可能な第
２の移動部材と、前記第１の移動部材に設けられ第２の
移動部材をＸ軸方向に移動させるＸ軸駆動機構とから構
成したことを特徴とする。

［作用］ Ｙ軸駆動機構によって第１の移動部材を移動すると、第
１の移動部材は第１のレール部材にガイドされながらＹ
軸方向に移動し、最大で第１のレール部材の長さの1/2
が該レール部材の端部から延出するため、大きなストロ
ークが得られる。また、Ｘ軸駆動機構によって第２の移
動部材を移動すると、第２の移動部材は第２のレール部
材にガイドされながらＸ軸方向に移動し、最大で第２の
レール部材の長さの1/2が該レール部材の端部から延出
するため、Ｘ・Ｙ軸方向に大きなストロークが得られ
る。

［実施例］ 以下、本発明の一実施例を図面に基づいて説明する。

第１図は本発明のプローブ装置の要部を示す斜視図、第
２図は縦断正面図、第３図はローダ部と検査部の平面
図、第４図はプローブ装置の平面図である。第４図に示
すように、プローブ装置の本体の一側部にはローダ部１
が、他端部には検査部２が設けられている。

ローダ部１は、第３図に示すように、例えば、直径４イ
ンチの多数枚のウエハＷを間隔を存して収容したカセッ
ト３がセットされており、検査部２には回動アーム４が
設けられている。この回動アーム４によってカセット３
内のウエハＷを１枚ずつ取り出し、これをプリアライメ
ントした後、検査部２の支持体５に受け渡し、検査部２
で検査が終了したウエハＷを前記カセット３に戻すよう
に構成されている。なお、第４図において、６は検査部
２に対向して設けられたマイクロスコープであり、７は
オペレータが操作するキーボードである。

第１図及び第２図に示すように、前記検査部２に設けら
れた前記支持体５は、円板状で、その表面８にはウエハ
Ｗを吸着固定する複数の吸着孔９が設けられ、吸着孔９
によって真空吸引することにより、ウエハＷを支持体５
の表面８に吸着するようになっている。さらに、支持体
５をθ方向に回転自在に支持するとともにＺ軸方向に昇
降自在に支持する昇降機構10が設けられており、この昇
降機構10は後述する移動機構11に搭載され、Ｘ・Ｙ軸方
向に移動自在に構成されている。

次に、前記移動機構11について説明すると、矩形状の基
台12の両側縁にはＹ軸方向に沿って一対の第１のレール
部材13が固定されている。この第１のレール部材13は断
面がコ字状に形成され、その凹溝には板状体からなる第
１の移動部材14の両側端が支持され、第１のレール部材
13に沿ってＹ軸方向に移動自在になっている。この第１
のレール部材13は、例えば幅50mm、高さ60mm、長さ300m
mのアルミ角材に、幅15mm、高さ20mm、長さ300mmの凹溝
を形成したレールである。第１の移動部材14は、例え
ば、幅300mm、長さ250mm、厚さ15mmのアルミ板材で、両
側端が滑らかに摺動するように支持されている。

また、第１の移動部材14は、第１のレール部材13の長さ
の少なくとも1/2が該レール部材13の左右端部から延出
可能であり、第１のレール部材13の長さをＬとすれば、
1/2Lが第１のレール部材13の凹溝から外れて第１の移動
部材14が突出すると、第１のレール部材13の約2L倍のス
トロークが得られるようになっている。

さらに、前記基台12の一側部には第１のパルスモータ15
が設けられており、この第１のパルスモータ15の回転軸
には第１の移動部材14の下部をＹ軸方向に延長するボー
ルスクリュ16が連結されている。このボールスクリュ16
には第１の移動部材14を固定されたナット部材17が螺合
しており、ボールスクリュ16の回転をナット部材17によ
って直線運動に変換する公知のＹ軸駆動機構18を構成
し、第１の移動部材14をＹ軸方向に移動させるようにな
っている。

さらに、前記第１の移動部材14の両側端にはＸ軸方向に
沿って一対の第２のレール部材19が固定されている。こ
の第２のレール部材19は断面がコ字状に形成され、その
凹溝には板状体からなる第２の移動部材20の両側端が支
持され、第２のレール部材19に沿ってＸ軸方向に移動自
在になっている。第２の移動部材20は、例えば、幅300m
m、長さ200mm、厚さ25mmのアルミ板材で、両側端が滑ら
かに摺動するように支持されている。

また、第２の移動部材20は、第２のレール部材19の長さ
の少なくとも1/2が該レール部材19の左右端部から延出
可能であり、第２のレール部材19の長さをＬとすれば、
1/2Lが第２のレール部材19の凹溝から外れて第２の移動
部材20が突出すると、第２のレール部材19の約2L倍のス
トロークが得られるようになっている。

さらに、前記第１の移動部材14の一側部には第２のパル
スモータ21が設けられており、この第２のパルスモータ
21の回転軸には第２の移動部材20の下部をＸ軸方向に延
出するボールスクリュ22が連結されている。このボール
スクリュ22には第２の移動部材20に固定されたナット部
材23が螺合しており、ボールスクリュ22の回転をナット
部材23によって直線運動に変換する公知のＸ軸駆動機構
24を構成し、第２の移動部材20をＸ軸方向に移動させる
ようになっている。

また、第１と第２のパルスモータ15,21はプローブ装置
のCPUの駆動指令信号に基づきＹ軸駆動機構18及びＸ軸
駆動機構24を駆動し、支持体５をＸ・Ｙ方向に駆動する
ように構成されている。

次に、前述のように構成されたプローブ装置の作用につ
いて説明する。

ローダ部１でカセット３内の１枚のウエハＷを取り出し
てウエハＷのプリアライメントした後、検査部２に設け
られている回動アーム４に受け渡し、回動アーム４は１
枚のウエハＷを支持体５に支持する。ウエハＷが支持体
５に支持されると、吸着孔９からの真空吸引力によって
ウエハＷが支持体５に吸着固定される。

次に、移動機構11が作動して支持体５をＸ・Ｙおよびθ
方向に移動させ、ウエハＷのアライメントを実行し、さ
らに昇降機構10によって支持体５をＺ軸方向に移動させ
てプローブカードのプローブ針とウエハＷの電極パッド
を接触させ、通電によってウエハＷの電気的特性を検査
する。なお、このとき、ウエハＷのチップとプローブ針
の位置関係をマイクロスコープ６によって確認する。

ここで、回動アーム４の回動によってウエハＷを支持体
５に載置する際、回動アーム４で受け渡される位置まで
支持体５をCPUの指令信号に基づいて第１と第２のパル
スモータ15,21を駆動させ、ホームポジション位置ａか
ら検査部２の中心位置ｂまで支持体５をあらかじめ記憶
されているプログラムにしたがって移動することができ
る。

しかも、支持体５の移動ストロークは、これを移動自在
に支持するレール部材のサイズに制限されず、大きなス
トロークを得ることができる。すなわち、まず、第１の
パルスモータ15が駆動すると、ボールスクリュ16が回転
し、ナット部材17を介して第１の移動部材14が第１のレ
ール13にガイドされながらＹ軸方向に移動する。

この際、第１の移動部材14は、第１のレール部材13の長
さの少なくとも1/2が該レール部材13の左右端部から延
出可能であり、第１のレール部材13の長さをＬとすれ
ば、1/2Lが第１のレール部材13の凹溝から外れて第１の
移動部材14が突出すると、第１のレール部材13の約2L倍
のストロークが得られる。

同様に、第２のパルスモータ21が駆動すると、ボールス
クリュ22が回転し、ナット部材23を介して第２の移動部
材20が第２のレール19にガイドされながらＸ軸方向に移
動する。

この際、第２の移動部材20は、第２のレール部材19の長
さの少なくとも1/2が該レール部材19の左右端部から延
出可能であり、第２のレール部材19の長さをＬとすれ
ば、1/2Lが第２のレール部材19の凹溝から外れて第２の
移動部材20が突出すると、第２のレール部材19の約2L倍
のストロークが得られる。

したがって、移動機構11を大型化することなく、支持体
５のＸ・Ｙ軸方向の移動ストロークを拡大することがで
き、プローブ装置本体の小型化を図ることができる。

［発明の効果］ 以上説明したように、本発明によれば、Ｘ・Ｙ方向の移
動機構を構成する移動部材をレール部材に対してスライ
ド自在に支持し、この移動部材は、レール部材の長さの
少なくとも1/2が該レール部材の左右端部から延出可能
に構成したから、移動部材は、レール部材の長さの約２
倍の移動ストロークが得られる。したがって、移動機構
を大型化することなく、支持体のＸ・Ｙ軸方向の移動ス
トロークを拡大することができ、プローブ装置本体の小
型化を図ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明のプローブ装置の要部を示す斜視図、第
２図は同じく縦断正面図、第３図は同じくローダ部と検
査部の平面図、第４図は同じくプローブ装置の平面図で
ある。 ５……支持体、10……昇降機構、11……移動機構、12…
…基台、13……第１のレール部材、18……Ｙ軸駆動機
構、24……Ｘ軸駆動機構。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】半導体ウエハを吸着支持する支持体と、こ
   の支持体をθ方向に回転自在に支持するとともにＺ軸方
   向に昇降自在に支持する昇降機構と、この昇降機構を搭
   載しＸ・Ｙ軸方向に移動する移動機構とを備え、前記半
   導体ウエハに形成されたチップの電気的特性を検査する
   プローブ装置において、 前記移動機構は、基台と、この基台に設けられＹ軸方向
   に沿って配設された一対の第１のレール部材と、この第
   １のレール部材に両側端が支持されＹ軸方向に移動自在
   であるとともに、第１のレール部材の長さの少なくとも
   1/2が該レール部材の端部から延出可能な第１の移動部
   材と、前記基台に設けられ第１の移動部材をＹ軸方向に
   移動させるＹ軸駆動機構と、前記第１の移動部材に設け
   られＸ軸方向に沿って配設された一対の第２のレール部
   材と、この第２のレール部材に両側端が支持されＸ軸方
   向に移動自在であるとともに、第２のレール部材の長さ
   の少なくとも1/2が該レール部材の端部から延出可能な
   第２の移動部材と、前記第１の移動部材に設けられ第２
   の移動部材をＸ軸方向に移動させるＸ軸駆動機構とから
   構成したことを特徴とするプローブ装置。