JPS62169341A

JPS62169341A - プロ−ブカ−ド自動交換プロ−バ

Info

Publication number: JPS62169341A
Application number: JP1073886A
Authority: JP
Inventors: Taketoshi Itoyama; 糸山　武敏
Original assignee: Tokyo Electron Ltd
Current assignee: Tokyo Electron Ltd
Priority date: 1986-01-21
Filing date: 1986-01-21
Publication date: 1987-07-25
Also published as: JPH0567060B2

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕この発明は、ウェ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〕

ウェハ内のチップを測定するプローバは、ウェハプロセ
ス工程での最終工程にて、ウェハ内につ《り込まれた数
多くのチップに対して各々の電気特性を測定し、不良チ
ップを区分するための機械的装置であり、ウェハ内のチ
ップとテスタとの媒体となる装置である。ウェハ状態で
測定を行うことにより、不良チップをアッセンブリ工程
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、チップ上の電極（バットと称
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ップに伝えられ、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。

測定結果の判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、ウェ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。ブローμ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、
ウェハが収納されたウニバカセントをセットするだけで
、すべてのウェハを自動的にテストできるフルオートブ
ローμに発展改良され現在に至っている。

ブローμは、この自動化レベルに応じて幾つかに分けら
れる。マニュアルプローバ、セミオートプローバ、フル
オートブローμ、に大別される。

上記マニュアルプローバ及びセミオートプローバについ
ては、既に時代遅れになっているので、フルオートプロ
ーバ（以下、ブローμという）について説明する。

ブローμは、セミオートプローバの省力化を更に発展さ
せたブローμで、初期条件の設定とカセットの供給のみ
オペレーターが行えば、アライメントも含めて全自動で
ブロービング（チッ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。ウェハカセット
１個につき２５枚のウェ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、カセット数を増設すれば、更に長
時間運転ができる。現在の生産ラインでは、はとんどこ
のブローμが利用されている。

ブローμ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型と高周波型がある。

最近の半導体チップは、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
ッ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
ブローμの外観図を示す。第９図は複数のウェハカセッ
ト（６）を載置し、特定のウェハカセット（６）を選択
する必要があり、測定するウェハが収納されているウェ
ハカセッ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ソ）（６）からウェハを取り出
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ェハまでピンセットを
昇降する昇降手段、他種類は上記昇降手段で昇降した位
置においてウェハカセット内に侵入する侵入手段、上記
侵入手段でウェハを取り出しウェハを搬送手段に引き渡
すためにウェハを上昇させる上昇手段、上記上昇手段で
上昇したウェハを受取りチャックまで搬送する搬送手段
、上記搬送手段でチャック上のピンに搬送された後、チ
ャックに密着したウェハを測定部まで移動させる移動手
段、上記チャックにｉｌｉ！　ｒＷしたウェハをアライ
メントするアライメント手段、上記アライメント後、チ
ャックを上昇させるチャック上昇手段、以上の手段によ
り構成されているブローμである。

各構成の機構について説明すると、選択手段（８０）は
、ウェハカセットが均等に並列に載置台に載置し、上記
載置したウェハカセットが第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ェ
ハカセットの開口部前面にピンセラ１−（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
方向に滑動自在に取りつけられ、モータ（８２）の正逆
転によってプーリ　（８２ａ、８２ｂ）及びベルト（８
３）を介して、第１３図に示すようにポジションＡ、Ｂ
、、Ｃ，Ｄの４箇所を往復動するようになっている。ま
た、ポジションＡ、Ｂ、Ｃ。

ＤにおけるＹ軸板（７７）の停止動作はＹ軸板（７７）
の一端に配置しである光電子スイッチ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）を停市するよ
うになっている。

昇降手段（９８）は、第１１図に示すようにピンセソト
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、上記ボールヘアリング（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
ンセット受台（９６）が昇降自在な機構になっている。

侵入手段（６０）は、第１１図に示すように上記昇降手
段の構成のピンセット受台（９６）にピンセット基台（
６１）を取りつけ、上記ピンセラＭｌ（６１）には、ピ
ンセット（６８）を摺動する機構と、ウェハを持ち上げ
る上昇機構が取りつけられている。ビンセットについて
説明すると上記ピンセント（６８）をウェハカセット（
６）内に摺動する機構は、上記ピンセット基台（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）の正逆転によってプーリ　（６３）及びベ
ルト（６２）を介して、ビンセラ１−（６８）の侵入最
終部における位置（７５）と、侵入する前の位置のビン
セラ１−（６８）に光電子スイッチを取りつけておき、
ビンセッ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っている。

ウェハ上昇手段（７０）は、第１１図に示すように上記
ビンセット（６８）によって取り出されたウェハ（７）
が搬送手段の回転腕（１０１）に引き渡すために、上記
ビンセット（６８）からウェハ（７）を持ち上げる機構
として、ピンセット基台（６１）に取りつけられたソレ
ノイド（６５）が駆動し、上昇板（７４）をピンセント
基台（６１）側に引き寄せることにより、上昇板（７４
）に取りつけられているサブチャック（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ャック（
７１）の正逆転はモータ（７２）の駆動で行われる機構
になっている。

搬送手段（５０）は、第１２図に示すように上昇手段の
サブチャック（図示なし）上のウェハを回転腕（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（１０，３）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（ｌ　Ｏ７）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（１０
９）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（ｌ　Ｏ８）を介して、昇降基台（１１１）を
昇降させる機構になっている。

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
チャック上にウェハを載置した後、ウェハのアライメン
トを行い、測定部までチャックを介してウェハを移動す
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、ウェハ上の特徴点を抽出し、ウェ
ハのスクライブラインをアライメントする方法としては
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はウェ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になっていることで、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。よって、ウェハのアライメントについては省略する
。

チャック上昇手段は、アライメントされたウェハが載置
されているチャックは、偏芯カムの正逆転によりチャッ
クが昇降する機構になっている。

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
ェハをウェハカセットからチャックに載置し、再びウェ
ハカセッ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
個のウェハカセットがＲ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ェハカセットの測定順序
をＲＯＭに記憶させ、選択した所定のウェハカセットの
前に侵入手段を移送して配設する必要がある。上記移送
は予めウェハカセットのポジションＡ、Ｂ、Ｃ，Ｄのう
ち一つを定めた位置にモータ（８２）、プーリ　（８２
ａ８２ｂ）及びベルトを介して、Ｙ軸板を所定位置まで
移送する。モータの停止等は説明済なのでここでは省く
。そして、所定のウェハカセットの開口部前面にビンセ
ラ１−（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ェハカセッ
トから所定のウェハをＲＯＭに記憶された順番にしたが
ってウェハを取り出さなければならない。よって、Ｙ軸
板に組み込まれた昇降手段のモータ（９２）を回転させ
、所定の位置までビンセントを上昇させる。ウェハの高
さは予めウェハカセットにウェハを収納する間隔が決ま
っているので、高さは一定であり、ウェハの収納されて
いる段数がわかれば、ウェハの収納位置が把握できる。

またウェハとウェハの中間位置も把握できる。よって、
上記ウェハとウェハの中間位置の高さにビンセットがモ
ータ（９２）の駆動によりビンセット基台（６１）を配
設する。

第１５図（ｂ）に示すように、上記ピンセット（６８）
がウェハカセット（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。ビンセット基台（６１）に取りつけである侵
入ｉｌｌ　Ｌｆｆｌ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ビンセット基台
を上昇する。

第１５図（Ｃ）で示すように、ピンセット（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ット（６８）の表面
にウェハ底面が吸着するようにバキュームが施されてい
るので、バキュームセンサーの働きで吸着完了の信号が
放たれ、ピンセット（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（６５
）に注入し、上昇板（７４）をビンセット基台台（６１
）に引き寄せることにより、サブチャック（７１）が上
昇し、ピンセット（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。よってピ
ンセットに吸着していたウェハは、サブチャック（７１
）表面のバキュームでウェハを吸着して持ち上げている
。

そして、サブチャック（７１）によってウェハが持ち上
がる直前にピンセットの表面のバキュームは停止してい
ることは勿論のことである。

第１６図（ａ）に示すように、サブチャック（７１）と
ピンセラ１−（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、上記サブチャックはソ
レノイド（６５）の伸張により、第１６図（ｂ）に示す
ように降下する。そして、第１６図（ａ）に示すように
ウェハは回転腕の表面に付着し、上記回転腕のバキュー
ムで吸着され落下しないようになっている。上記サブチ
ャックのウェハが回転腕に接触する直前バキュームは停
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）がチャ
ック（４１）の上部に配設された後、上記チャック（４
１）表面の突設したビン（４８）がウェハを支持し、ウ
ェハが回転腕（１０１）より離れ上昇したビン上に支持
されているので、上記回転腕（１０１）はポジションに
戻る。

上記回転腕（１０１）がポジションに戻った後上記ビン
（４８）は、上記チャック（４１）内に埋設せしめるこ
とにより、ウェハ（７）の底面が上記チャック（４１）
面に密着し、チャック（４１）に内臓されているバキュ
ームで吸着する。上記ウェハを吸着した後、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、チャックを偏芯
カムの正逆転により上昇させ、プローブカード（４）の
触針をチップのパッドに圧接し、外部テスタと導通させ
て測定する。すべてのチップを測定した後、第１６図（
Ｃ）に示すようにチャックの偏芯カムがちとに戻り、矢
印（４６）と反対方向にＸ−Ｙステージが移動し、ビン
が突出し、ウェハを持ち上げ、回転腕に引き渡し、第１
６図（ｂ）に示すように、ビンセットの上方に回転腕が
配設され、第１６図（ａ）に示すように、サブチャック
（７１）が上界し、ウェハを持ち上げ回転腕（１０１）
をボジシヲンに戻し、且つピンセットにウェハを支持し
、ウェハカセットに収納する。

以上の工程を操り返しながら、すべてのウェハを測定す
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、測定するウェハの枚数を増加させることにより、２
４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、ウェハのチップに圧接してテスタに導通させる接
点の役割を受は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、一枚のウェハ上に数百、数千のチ
ップが存在しており上記ウェ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
す欠点があった。

■一枚のウェハ上に数百のチップが存在しており、上記
ウェハを数百枚同時に測定すれば、当然圧接時のチップ
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、良品チップでも不良品チッ
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
れが生じる問題をを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。

■最近のチップの高集積化は、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ニバカセ
ントに、１０枚がＸ品種のチップを測定し、ひき続いて
１５枚がＹ品種のチッ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
にヘッドプレート　（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〕

従って、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を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具と、吸着機構を
をするリングと、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ェハカセットを選択する
選択手段、ウェハカセットからウェハを取り出す手段、
ウェハを取り出した後、搬送手段に引き渡すためウェハ
をサブチャックで上昇させる手段、上昇したウェハをチ
ャックまで搬送する搬送手段、アライメント手段及びチ
ャックを上昇させるチャッ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、この載置台はウェハカセットが
！５！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、ウニバカセ
ントを選択する選択手段が設定されたポジションに移動
し、収容具前面にビンセッ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
ンセッ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Ｉ？
ＯＭに記ｔα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ビンセットが侵入到達し、プ
ローブカード組を取り出す。そして、搬送手段を介して
チャックに載置され、チャックは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ュームにより
吸着される。この逆により、不要になったプローブカー
ドは、チャッ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図によって、本発
明のプローブカード自動交換を有するプローバの一実施
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ブロープカ・−
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）とから成り立っている。

また、選択手段、昇降手段、侵入手段、ウェハ上昇手段
、搬送手段、移動手段及びアライメント手段はすべてウ
ェハを測定部まで移送するために共用して使用するよう
になっている。また、ウェハがプローブカードの触針に
圧接するためにチャックを上昇させる。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
める距離と異なっているために、ウェハに触針が圧接す
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（１
０）に接触機構を有した基板（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
）からバキュームポンプで排気するようにしてお（。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（。

そして、リングに取りつけられた接触機構ををした基板
（２２）のポゴピン（２５）と対応した電極パッド（２
６）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（４
４）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
ローブカード化が、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
収容するウェハカセットと同じ原理である。

プローブカード化を収容した収容具（８）はｉ１１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
ド化がチャッ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、リングに取りつけで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
よりビンセット（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・
ノド（６Ｂ）が侵入して再び！Ａ、降手段のモータ（９
２）が上昇し、ビンセットのバキュームで保護板を吸着
する。そのまま、侵入したピンセットはもとの位置に戻
る。

第２図（ｂ）に示すように、ビンセットの表面に吸着し
た保護板（４２）は上昇手段のソレノイド（６５）の駆
動でサブチャック（７１）を持ち上げ、ウェハをビンセ
ットから離した後に、搬送手段の回転腕が保護板（４２
）とビンセット（６８）の中間に配設し、その後サブチ
ャック（７１）の降下が行われ、回転腕（１０１）に保
８Ｗ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
転腕をチャックの上方部まで回転させ、チャックの表面
に突設したピン（図示なし）に載置した後、上記ピンは
、チャック内に埋設されチャック表面に吸着される。一
方、回転腕はポジションに戻為。

第３図（ａ）に示すように、チャッ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
アライメントを行った後に、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）方向にチャック（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
ているバキューム（図示なし）を停止する。

第３図（ｃ）で示すように、偏芯カム（４５）の逆転駆
動により、矢印（４９ａ）方向にチャック（４１）を降
下し、そして矢印（４７）方向にＸ−Ｙステージを移動
し、チャック（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Ｍｉ（プローブカ
ードが保護板と一対に重着している状態）がチャック面
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、チャック（４１）表面に突出したピン（４８）が再
びチャック内に埋設し、プローブカード化は回転腕（１
０１）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−ブカード組はモータ（１０５）の駆動により、
サブチャック上方に配設する。そして昇降手段のモータ
（９２）の駆動により、ピンセント（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（６
５）の九区動により、フ゛ローフ゛カードＮ且を持ち上
げる。

第４図（ｃ）に示すように、回転腕（１０１）を所定ポ
ジションに回転させた後、ソレノイド（６５）の駆動に
より、プローブカード化を降下させ、下方に位置してい
るビンセット（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、ピンセソＩ−（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ットで
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、ピンセット（６８）が所定の段数部（プ
ロ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
セットをモータ（図示なし）の駆動によって侵入させる
。

第５図（ｃ）に示すように、矢印（９４）の方向にピン
セットを昇降する手段のモータ（９２）の駆動によって
上昇させ、ピンセットの表面（図示なし）のバキューム
部分にプローブカード組が密着することによって、バキ
ュームセンサー（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
ットがモータ（図示なし）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、
チャックに載置され、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）はチャックを持ち上
げた時にリング（■０）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
、チャッ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、チャックには保護板のみが配設
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、上記ピンセットは再びウェハをウェハカセットから
抽出し測定部まで！般送し、チップの測定を行う。

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ね孔とプローブカ
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。

上記リングはヘッドプレートに固定されているので、位
置合わせ孔（よ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ャックで上昇した後、第１７図に
示すように、サブチャックの中心（１３４）とプローブ
カードｍ　（１００）の中心（１３３）との偏芯１（１
３５）がある。そしてプローブカード組（１００）の上
部片隅にセンサー（１３’６）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）・には発光ダイオード（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、サブチャック（７１）が１回転する。この時には
、当然サブチャック（７１）に内臓のバキュームにより
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ャック（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（１３６）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、サブチャックが降
下し、ピンセット（６８）にプローブカード組（１００
）が載置される。次に、Ｙ軸板（７７）及びビンセット
（６８）を移動させ、偏芯量（１３５）が補正される。

次に再びサブチャック（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。次にチャックに載置されたプローブ
カード組が測定部までＸ−Ｙステージによって移送され
、リングの位置合わせ孔（２９）にプローブカードのピ
ン（２８）が挿入するようにチャックの上昇があり、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ッ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個のチッ
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、チップ数が何口、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。

■連続して多くのチッ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ップ測定結果が、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（
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。

■チッ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、１０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（なる。

■第１４図に示すように、ヘッドプレート（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、バキュームで吸着するた
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って、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図はチャック上の保８Ｗ仮の斜視図、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図はウェ
ハカセット選択手段・ピンセット昇降手段・ピンセット
侵入手段及びウェ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図はウニバカセントからビン
セットを用いてウェハを取り出す動作説明図、第１６図
はチャックに載置したウェハとプローブカードの接触す
るｔｌ’Ｊ＋作説明図、第１７図はプローブカード組と
サブチャッ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。囁胃口（
↓Ｌ３に一１３２０鱈恥恥。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
ェハカセット、７・・・ウェハ、８・・・収容具、９・
・・載置台、１０・・・リング、２０・・・リング全体
、２１・・・ヘッドプレーｌ・、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
ビン（ポゴピンともいう）、２６・・・電極パッド、２
７・・・位置決め穴、２８・・・ビン、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・・・ヂャソク部、４１・・・チャッ
ク、４２・・・保護板、４３・・・保護板のくぼみ部、
４４・・・位置決めビン、４５・・・偏芯カム、４６・
・・矢印、４７・・・矢印、４８・・・ビン（ウェハを
支えるビン）、４９．４９ａ、４９ｂ・・・矢印、５０・・・搬送手段、６０・・・侵入手段、６１・・・
ビンセット基台、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、
６７・・・モータ、６８・・・ビンセット、６８ａ・・
・所定位置６９・・・ビンセット逃孔、７０・・・ウェハ上昇手段、７１・・・サブチャック、
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（サブチャックの上昇方向）、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（Ｘ軸方向）、９０・・・ガイド棒、９１・・・ボールベアリング、９
２・・・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・・・ビンセント受台、９８・・・昇降手段、１０
０・・・プローブカード組、１０１・・・回転腕、１０
２・・・回転腕軸、１０３・・・ギア、１０４・・・ウ
オーム、１０５・・・モータ、１０６・・・固定板、１
０７・・・ガイド、１０８・・・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・・・光電子スイッ
チ、１３３・・・プローブカード組の中心、１３４・・・サ
ブチャックの中心、１３５・・・偏芯針、１３６・・・
センサー、１３７・・・発光ダイオード、１３８．１３
９・・・位置合わせホールド。特許出願人　東京エレクトロン株式会社第　６図汀ｌ？図第７５図

Claims

【特許請求の範囲】

（１）ウェハにおける各チップの良品、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
れた電極パッ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、ウェ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
脱が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。