KR101218440B1 - 프로브 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명의 목적은 프로브 카드의 교환을 용이하게 실행할 수 있고, 또한 교환을 위한 구조가 간소한 프로브 장치를 제공하는 것이다. 프로브 장치에 있어서, 하우징(22)의 일 가장자리측으로 인출시키도록 마련된 헤드 플레이트(7)와, 헤드 플레이트(7)에 착탈가능하게 마련된 프로브 카드(6)를 구비하고, 검사시에 헤드 플레이트(7)의 인출 방향측의 끝 가장자리 중 적어도 프로브 카드(6)로부터 보아 인출 방향에, 그 가장자리가 하우징(22)의 일 가장자리보다도 프로브 카드(6)측에 위치하는 절결부(7b)를 형성한다. 이것에 의해, 프로브 카드(6)까지의 거리가 가깝게 되어, 헤드 플레이트(7) 상의 프로브 카드(6)를 교환하는 작업이 용이해진다.

Description

프로브 장치{PROBE APPARATUS}

본 발명은 프로브 카드의 프로브에 기판 상의 피검사 칩의 전극 패드를 접촉시켜 피검사 칩의 전기적 측정을 실행하는 프로브 장치에 관한 것이다.

종래, 반도체 웨이퍼(이하, 「웨이퍼」라고 한다) 상에 형성되는 IC 칩의 전기적 특성을 조사하기 위한 프로브 장치는, 하우징 내에 마련된 탑재대에 웨이퍼를 탑재하고, 하우징의 천판(天板)에 마련되어 있는 프로브 카드의 프로브, 예를 들어 프로브 니들과 웨이퍼의 IC 칩의 전극 패드를 접촉시키는 것에 의해 프로브 테스트(피검사 칩의 전기적 측정)를 실행한다. 이러한 프로브 장치에서는, 웨이퍼의 종별에 따라 프로브 카드를 교환할 필요가 있다.

그런데, 웨이퍼 상의 패드와 프로브 카드의 프로브를 접촉시키기 위해서는, 각각을 카메라로 촬상하여 촬상시의 탑재대의 위치(예를 들어, 인코더 펄스로 관리되는 위치)를 취득하는 정렬 작업이 필요하고, 이때의 탑재대의 이동 범위를 하우징 내에 확보해야만 하는 것으로부터, 프로브 카드는 하우징의 가장자리로부터 상기 이동 범위를 예상한 부분만큼 하우징 중앙측에 접근하여 배치된다. 이 때문에 작업자가 하우징의 옆에 서서 프로브 카드를 교환하려고 하면, 프로브 카드의 설치 위치까지 손을 뻗어, 천판의 장착용 개구부에 대해 섬세한 착탈 작업을 실행하게 된다.

한편, 웨이퍼의 대구경화에 수반하여 프로브 카드가 대형화하고, 그 중량이 커지며, 게다가 정렬 작업시의 탑재대의 이동 범위도 넓어지는 것으로부터, 프로브 카드와 하우징의 가장자리와의 거리가 커지고, 이 때문에 작업자는 몸을 앞으로 내밀고 손을 뻗어, 중량이 큰 프로브 카드에 대해 섬세한 교환 작업을 실행하지 않으면 안된다. 이 때문에 프로브 카드의 교환시에 작업자에게 큰 부담이 주어진다.

그래서, 본 출원인은 특허문헌 1에 기재된 프로브 장치를 제안하고 있다. 이 프로브 장치는 하우징 내에 프로브 카드를 반송하기 위한 전용의 반송 기구를 갖고 있고, 이 반송 기구의 트레이에 프로브 카드를 탑재하여 보지부(保持部)까지 프로브 카드를 반송하고, 프로브 카드의 교환을 실행한다. 이것에 의해, 특허문헌 1에 기재된 프로브 장치에서는, 프로브 카드의 교환시에 간단하게 프로브 카드의 교환을 실행할 수 있는 동시에, 프로브 카드가 낙하하는 것을 방지하고 있다.

그러나, 특허문헌 1에 기재되어 있는 것과 같은 프로브 장치에서는, 프로브 카드를 교환하기 위해서 프로브 카드를 반송하는 전용의 반송 기구를 마련할 필요가 있고, 이 반송 기구의 부분만큼 프로브 장치의 비용이 높아지게 된다. 또한, 프로브 카드를 교환할 때에 이 반송 기구를 거쳐서 교환을 실행하기 때문에, 직접 교환하는 경우에 비해서 프로브 카드의 교환에 요하는 시간이 길어진다. 또한, 반송 기구를 전용으로 마련하지 않으면 안되는 것으로부터, 장치가 대형화한다.

또한, 이러한 프로브 장치에서는 특허문헌 2에 개시하는 바와 같이 하우징 내의 유지 보수를 실행하는 경우에는, 프로브 카드를 보지(保持)하는 보지부를 구비한 헤드 플레이트를, 헤드 플레이트의 일단측에 마련된 회전축을 중심으로 하여 상방을 향해 선회시키는 것에 의해, 하우징 내를 개방하도록 되어 있다. 그러나, 프로브 장치에는 헤드 플레이트의 상방에 테스트 헤드가 배치되고, 유지 보수시에는 이 테스트 헤드를 헤드 플레이트의 선회를 저해하지 않는 위치까지 이동시킬 필요가 있다. 그 때문에, 헤드 플레이트의 선회 영역과 테스트 헤드의 퇴피 영역을 프로브 장치의 하우징의 주위에 마련할 필요가 있고, 이것에 의해 풋프린트(footprint)가 증가할 우려가 있었다.

특허문헌 1 : 일본 특허 공개 공보 제 1996-264601 호(단락번호 0021, 0022)

특허문헌 2 : 일본 특허 공개 공보 제 2001-53119 호(단락번호 0003, 0004)

본 발명은 이러한 사정을 감안하여 이루어진 것으로서, 프로브 카드의 교환을 용이하게 실행할 수 있고, 게다가 교환을 위한 구조가 간소한 프로브 장치를 제공하는 것에 있다.

본 발명의 프로브 장치에서는,

기판을 하우징 내의 탑재대에 탑재해서 상승시키고, 기판의 피검사 칩의 전극 패드와 하우징의 천판(天板)에 마련된 프로브 카드의 프로브를 접촉시켜 피검사 칩의 전기적 특성의 검사를 실행하는 프로브 장치에 있어서,

상기 천판의 일부를 이루고, 상기 하우징의 일 가장자리측으로 인출시키도록 마련된 헤드 플레이트와,

상기 헤드 플레이트에 착탈가능하게 마련된 프로브 카드를 구비하고,

검사시에 헤드 플레이트의 인출 방향측의 가장자리부 중 적어도 프로브 카드와 상기 인출 방향으로 마주하는 부위가, 상기 하우징의 일 가장자리보다도 프로브 카드측에 위치하고 있는 것을 특징으로 하고 있다.

또한, 본 발명에서는, 예를 들어 상기 헤드 플레이트는, 상기 헤드 플레이트의 인출 방향측의 가장자리부 중 적어도 프로브 카드와 상기 인출 방향으로 마주하는 부위는, 작업자의 신체의 일부가 밀어 넣어지도록 절결(切缺)되어 있어도 좋다. 또한, 본 발명에서는, 예를 들어 상기 헤드 플레이트는, 그 일부가 하우징으로부터 튀어나오는 위치까지 인출된 후, 인출 방향측과는 반대측의 가장자리부측에서 수평축 둘레로 하측으로 회동(回動)할 수 있도록 구성되어 있는 것이 바람직하다. 또한, 본 발명에서는, 예를 들어 상기 하우징의 일 가장자리측의 측벽의 상부 가장자리부는, 상기 헤드 플레이트를 인출한 때에 이 헤드 플레이트에 설치된 상기 프로브 카드가 상기 하우징의 외부로 통과할 수 있도록 절결부가 형성되어 있어도 좋다.

본 발명에 의하면, 헤드 플레이트를 인출가능하게 구성하는 동시에, 헤드 플레이트의 장착 위치에 있어서 프로브 카드와 인출 방향으로 마주하는 가장자리부가 하우징의 일 가장자리보다도 프로브 카드측에 접근하고 있기 때문에, 인출측에 작업자가 서서 헤드 플레이트를 인출할 때에, 상기 가장자리부가 접근하고 있는 부분만큼, 검사시의 헤드 플레이트까지의 거리보다도 가깝게 된다. 이 때문에, 작업자가 헤드 플레이트 상의 프로브 카드를 교환하는 작업이 용이해진다. 또한, 헤드 플레이트를 인출한 후에 하측으로 회동할 수 있도록 구성함으로써, 하우징 내의 유지 보수 작업이 용이해진다.

본 발명의 제 1 실시형태인 프로브 장치에 대해서 도 1 내지 도 8을 참조하여 설명한다. 도 1 내지 도 3에 도시하는 바와 같이, 프로브 장치는, 다수의 피검사 칩이 배열된 기판인 웨이퍼(W)의 주고받음을 하기 위한 로더부(1)와, 웨이퍼(W)에 대해 검사(프로브 테스트)를 실행하는 프로브 장치 본체(2)를 구비하고 있다.

로더부(1)는 도 1 및 도 2에 도시하는 바와 같이 중앙에 반송실(10)을 구비하고, 반송실(10)로부터 보아 일방의 측부(도시의 Y방향의 측부)에는, 복수매의 웨이퍼(W)가 수납된 밀폐형 반송 용기(캐리어)인 FOUP(100)이 반입되는 로드 포트(11)를 구비하고 있다. 또한, 반송실(10)의 타방의 측부(도시의 Y방향의 측부)에는, 회전 스테이지와 웨이퍼의 둘레 가장자리를 검출하는 광학계 검출부를 포함하는 사전 정렬 기구(36)(도 2 참조)가 마련되어 있다.

반송실(10)에는 도 2 및 도 3에 도시하는 바와 같이 웨이퍼 반송 아암(3)이 마련되어 있다. 웨이퍼 반송 아암(3)은 연직축 주위로 회전가능하고, 승강가능하며 도시의 Y방향으로 이동가능한 반송기대(30)에 진퇴가능한 2매의 아암체(35)가 마련되어 구성되어 있다. 웨이퍼 반송 아암(3)은 FOUP(100)와의 사이에서 웨이퍼(W)를 주고받기 위한 상(上)위치와, 프로브 장치 본체(2)와의 사이에서 웨이퍼(W)를 주고받기 위한 로드 포트(11)보다도 하측의 하(下)위치와의 사이에서, 승강가능하게 구성되어 있다.

도 2에 도시하는 바와 같이, 프로브 장치 본체(2)는 로더부(1)와 X방향으로 나란하게 해당 로더부(1)에 인접하여 배치되어 있다. 프로브 장치 본체(2)는 도 1 내지 도 4에 도시하는 바와 같이 프로브 장치 본체(2)를 구획 형성하는 외장체에 상당하는 하우징(22)을 갖고 있고, 하우징(22)의 내부에는 테이블 유닛(24), 상측 촬상 유닛(5)이 배치되어 마련되어 있다. 테이블 유닛(24)은 X, Y, Z(상하)방향으로 이동가능하고, 또한 상부가 연직축 주위로 회전한다. 이 테이블 유닛(24)의 상부에는 웨이퍼(W)를 탑재하기 위한 탑재대이며, 진공 흡착 기능을 갖는 웨이퍼 척(4)이 적재되어 있다. 웨이퍼 척(4)은 웨이퍼 반송 아암(3)과의 사이에서 웨이퍼(W)의 주고받음을 실행하기 위한 주고받음 위치와, 후술하는 웨이퍼 표면의 촬상 위치와, 후술하는 프로브 카드(6)의 프로브(60)에 웨이퍼(W)를 접촉시키는 접촉 위치(검사 위치) 사이에서 이동할 수 있도록 되어 있다.

또한, 하우징(22)의 로더부(1)와 인접하고 있는 측의 측벽에는 Y방향으로 신장하는 띠형상의 반송구(23)가 형성되어 있다. 반송구(23)는 하위치[프로브 장치 본체(2)와의 사이에서 웨이퍼(W)를 주고받기 위한 로드 포트(11)보다도 하측의 위치]에 있는 상태의 웨이퍼 반송 아암(3)으로부터 웨이퍼 척(4)으로 웨이퍼(W)를 주고받는 때에 웨이퍼 반송 아암(3)이 프로브 장치 본체(2) 내에 진퇴하기 위한 통로가 된다. 또한, 도 2 및 도 4의 (a)는 프로브 장치 본체(2)로부터 하우징(22)의 천판(天板)이 없는 내부의 상태를 도시하고, 도 4의 (c)에서는 후술하는 헤드 플레이트(7)가 절반만 인출된 상태를 도시하고 있다.

웨이퍼 척(4)의 이동 영역의 상방에는, 웨이퍼(W)의 표면을 촬상하기 위한 상측 촬상 유닛(5)(도 2 참조)이 배치되어 마련되어 있다. 상측 촬상 유닛(5)은 상(上)카메라(51)를 갖고, 하우징(22)의 X방향의 양단에 하우징(22)의 Y방향의 전역에 걸쳐 형성된 가이드 레일(52)에 의해 가이드되도록 구성되어 있다. 또한, 웨이퍼 척(4)의 측부에는, 후술하는 프로브 카드(6)의 프로브(60)를 촬상하기 위한 하(下)카메라(41)를 갖는 하측 촬상 유닛(40)이 마련되어 있다.

웨이퍼 척(4) 및 상측 촬상 유닛(5)의 이동 영역의 상방에는, 도 1, 도 3 및 도 4의 (b)에 도시하는 바와 같이, 하우징(22)의 천장부의 일부를 구성하는 헤드 플레이트(7)가 설치되어 있다. 헤드 플레이트(7)는 도시의 X방향으로 수평으로 인출하는 것이 가능해지도록 설치되어 있고, 장착용 개구부(7a), 잘라냄부(7b), 체결 구멍(7c)이 형성되어 있다. 장착용 개구부(7a)는 도 4의 (b)에 도시하는 바와 같이 헤드 플레이트(7)의 중앙부에 형성된, 카드 홀더(6a)(도 3 참조)를 설치한 프로브 카드(6)가 끼워넣어지는 원형의 개구부이다. 장착용 개구부(7a)에는, 카드 홀더(6a)의 하면이 탑재되어 프로브 카드(6)가 장착용 개구부(7a) 내에 보지(保持)되기 위한 보지부(7d)가 형성되어 있다. 보지부(7d)는 장착용 개구부(7a)의 내주면으로부터 중앙을 향해 형성된 평탄면 형상의 환상부이며, 프로브 카드(6)와는 직접 접촉하지 않도록 형성되어 있다. 그리고, 프로브 카드(6)는 장착용 개구부(7a)에 장착되어 보지부(7d)에 의해 보지됨으로써 프로브 장치 본체(2)에 설치된다.

잘라냄부(7b)는 도 4의 (b)에 도시하는 바와 같이 대체로 직사각형 형상을 하고 있고, 헤드 플레이트(7)의 인출 방향을 전방으로 한 때에, 장착용 개구부(7a)의 중심으로부터 인출 방향 전단측의 가장자리부까지의 거리를 단축하기 위해서 인출 방향 전단측의 가장자리부에 형성되어 있다. 이 잘라냄부(7b)는 작업자가 들어갈 정도의 크기를 하고 있다. 체결 구멍(7c)은 헤드 플레이트(7)를 하우징(22)에 설치하여 고정할 때에 체결 부재, 예를 들어 육각 구멍 형성 볼트(M)가 삽입되는 구멍부이다[도 4의 (b) 참조]. 그리고, 하우징(22)에는, 헤드 플레이트(7)가 고정 위치에서 고정되는 때에 체결 구멍(7c)에 삽입된 육각 구멍 형성 볼트(M)의 나사부에 체결되는 나사 구멍(25)이 형성되어 있다. 또한, 헤드 플레이트(7)에는, 도 4의 (c)에 도시하는 바와 같이 인출 방향 후단측의 가장자리부에 위치 결정용의 핀(7e)이 복수개, 예를 들어 하우징의 인출 방향의 중심선으로부터 좌우에 떨어져서 2개 마련되어 있고, 천판(22a)에는 헤드 플레이트(7)가 고정 위치에서 고정되는 때에 핀(7e)과 맞물리는 핀(7e)과 동일 개수의 위치 결정 구멍(22b)이 형성되어 있다.

프로브 카드(6)의 하면측에는 프로브, 예를 들어 웨이퍼(W)의 표면에 대해 수직으로 신장하는 수직 니들[선재(線材) 프로브 니들]의 프로브(60)가 웨이퍼(W)의 전극 패드의 배열에 대응하여 마련되어 있다. 또한, 프로브 카드(6)의 상면측에는, 포고핀(pogo pin) 유닛(8a)을 거쳐 프로브(60)와 각각 전기적으로 접속되는 테스트 헤드(8)가 배치된다. 테스트 헤드(8)에는, 로더부(1)측 또한 사전 정렬 기구(36)가 배치되어 있는 측의 모서리에 테스트 헤드(8)를 지지하는 지지부(81)가 설치되어 있다.

지지부(81)는 헤드 플레이트(7)와 함께 하우징(22)의 천장부를 구성하는 천판(22a)에 마련된 구동부(82)에 회전축(83)을 거쳐 접속되어 있다. 그리고, 테스트 헤드(8)는 구동부(82)가 회전축(83)을 회전시키는 것에 의해 지지부(81)에 지지되어 선회하도록 되어 있다. 이 테스트 헤드(8)는 지지부(81), 구동부(82) 및 회전축(83)에 의해 프로브 카드(6)의 상방에서 포고핀 유닛(8a)이 수평이 되는 테스트 위치로부터, 프로브 카드(6)의 상방의 로더부(1)측에서 경사진 상태가 되는 대기 위치까지를 선회가능하게 되도록 배치되어 있다. 또한, 테스트 헤드(8)에는, 테스트 위치에서 정지한 때에 테스트 헤드(8)를 수직으로 하강시켜 포고핀 유닛(8a)과 프로브 카드(6)를 접촉시키는 도시하지 않는 승강부가 마련되어 있다.

헤드 플레이트(7)에는, 도 5 및 도 6에 도시하는 바와 같이, 헤드 플레이트(7)의 인출 방향(도시의 X축 방향)의 중심선으로부터 보아 좌우의 가장자리부에 쌍이 되는 캠 팔로워의 조(組)가 복수개 마련되어 있다. 캠 팔로워는 헤드 플레이트(7)의 측면 가장자리부로부터 외측을 향해 수평방향으로 신장하는 수평축과 이 수평축에 설치되는 회전체를 갖고 있고, 후술하는 홈부(26)의 가이드 면을 회전체가 회전함으로써 헤드 플레이트(7)는 하우징(22)에 대해 인출가능하게 설치되어 있다. 이 캠 팔로워의 조는 인출 방향 전단측, 중앙 및 인출 방향 후단측에서 1개소씩 쌍이 되도록 마련되어 있다. 여기에서, 인출 방향 전단측의 캠 팔로워의 조를 제 1 캠 팔로워(73), 중앙의 캠 팔로워의 조를 제 2 캠 팔로워(74), 인출 방향 후단측의 캠 팔로워의 조를 제 3 캠 팔로워(75)라고 한다. 제 1 캠 팔로워(73)에는 스토퍼핀(73a)이 마련되어 있고, 제 3 캠 팔로워(75)에는 걸어멈춤핀(75a)이 마련되어 있다. 또한, 본 실시형태에서는 제 2 캠 팔로워(74)에는 아무것도 형성되어 있지 않다. 또한, 도 5의 (a)는 도 4의 (b)에 도시하는 화살표 A-A에서의 하우징(22)의 단면을, 도 5의 (b)는 하우징(22)의 홈부(26)가 형성되어 있는 측벽의 내주측을 각각 도시하고, 도 6의 (a)는 헤드 플레이트(7)의 캠 팔로워를 각 캠 팔로워가 마련되어 있는 영역의 상면부를 절결하여 도시하고 있다. 그리고, 도 6의 (b)는 제 1 캠 팔로워(73)의 세부를, 도 6의 (c)는 제 3 캠 팔로워(75)의 세부를 각각 도시하고 있다.

스토퍼핀(73a)은 헤드 플레이트(7)를 인출한 때에 후술하는 접촉 부재(28)와 접촉하여 헤드 플레이트(7)의 이동을 정지시키기 위한 핀이다. 이 스토퍼핀(73a)은 도 6의 (b)에 도시하는 바와 같이 제 1 캠 팔로워(73)의 수평축의 중앙부에 형성된 삽입 구멍(73c)에 삽입 구멍(73c)으로부터 밀어내는 방향, 즉 헤드 플레이트(7)의 외측을 향해 가압되고, 제 1 캠 팔로워(73)의 회전체의 측면으로부터 돌출하도록 설치되어 있다. 그리고, 스토퍼핀(73a)은 선단이 둥글게 되어 있어, 접촉 부재(28)와 접촉한 상태에서 헤드 플레이트(7)에 인출 방향으로 힘이 작용하면, 삽입 구멍(73c)의 내부를 향하는 힘이 작용하여, 삽입 구멍(73c)의 내부로 퇴피하도록 되어 있다. 또한, 스토퍼핀(73a)에는 삽입 구멍(73c)으로부터 빠지지 않도록 빠짐방지부(73d)가 형성되어 있다.

한편, 제 3 캠 팔로워(75)에는, 도 6의 (c)에 도시하는 바와 같이, 제 3 캠 팔로워(75)의 수평축의 중앙부에, 헤드 플레이트(7)의 외측 또한 수평축과 동일한 수평방향을 향해, 제 3 캠 팔로워(75)의 회전체의 측면으로부터 돌출하는 걸어멈춤핀(75a)이 형성되어 있다. 걸어멈춤핀(75a)은 후술하는 접촉 부재(28)와 접촉하여 헤드 플레이트(7)가 하우징(22)으로부터 빠지는 것을 방지하는 동시에, 제 3 캠 팔로워(75)를 헤드 플레이트(7)의 회전축으로 하기 위한 핀이다.

또한, 하우징(22)에는 도 4의 (a) 및 도 5에 도시하는 바와 같이 홈부(26)와 오목 형상 이동로(27)가 형성되고, 접촉 부재(28)가 구비되어 있다. 홈부(26)는 하우징(22)의 인출 방향의 중심선으로부터 보아 좌우 측벽의 내주면에 형성된 회전체의 회전로를 형성하는 홈이다. 이 홈부(26)는 종단면 형상이 직사각형으로 인출 방향으로 신장하도록 형성되어 있다. 그리고, 홈부(26)의 안측의 측벽에는 스토퍼핀(73) 및 걸어멈춤핀(75a)의 이동로로 되고, 종단면 형상이 직사각형으로 인출 방 향으로 신장하는 오목 형상 이동로(27)가 형성되어 있다. 이 홈부(26) 및 오목 형상 이동로(27)는 인출 방향 전단측이 개방단으로 되어 있고, 헤드 플레이트(7)를 설치하는 경우, 이 개방단으로부터 홈부(26)에 제 3 캠 팔로워(75), 제 2 캠 팔로워(74), 제 1 캠 팔로워(73)의 순서대로 삽입된다. 그리고, 스토퍼핀(73a) 및 걸어멈춤핀(75a)은 오목 형상 이동로(27)에 삽입된다.

그리고, 홈부(26)에서는 홈부(26)의 헤드 플레이트(7)와 대면하는 측의 측면이 삽입된 캠 팔로워의 회동체가 회전하는 가이드 면이 되고, 헤드 플레이트(7)는 캠 팔로워의 회동체가 이 가이드 면에 의해 가이드되는 것에 의해 인출 방향으로 이동한다. 이 때, 스토퍼핀(73a) 및 걸어멈춤핀(75a)은 오목 형상 이동로(27) 내를 이동한다. 또한, 오목 형상 이동로(27)의 개방단측에는 착탈식의 접촉 부재(28)가 설치된다. 접촉 부재(28)는 제 1 캠 팔로워(73), 제 2 캠 팔로워(74), 제 3 캠 팔로워(75)를 홈부(26)에 장착하는 때에는 분리해 두고, 장착이 완료하면 설치되도록 되어 있다. 그리고, 이 접촉 부재(28)는 오목 형상 이동로(27)의 개방단을 밀봉하고, 전술한 바와 같이 스토퍼핀(73a) 및 걸어멈춤핀(75a)과 접촉한다.

다음에, 헤드 플레이트(7)를 인출하는 때의 헤드 플레이트(7)의 움직임에 대해서 도 1, 도 4, 도 7 및 도 8을 참조하여 설명한다. 헤드 플레이트(7)가 하우징(22)의 고정 위치에서 고정되어 있는 경우, 도 1, 도 7의 (a) 및 도 8의 (a)에 도시하는 바와 같이, 헤드 플레이트(7)는 그 전부가 하우징(22)의 영역 내부에 들어가 있다. 이때, 인출 방향을 전방으로 한 경우, 제 3 캠 팔로워(75)는 홈부(26)의 최후단 근방에 위치하고 있다. 이 상태로부터 도 4의 (b)에 도시하는 바와 같 이 육각 구멍 형성 볼트(M)를 분리하여 헤드 플레이트(7)의 고정을 해제하고, 인출 방향으로 향하는 힘을 가하면, 도 7의 (b) 및 도 8의 (b)에 도시하는 바와 같이, 캠 팔로워의 회전체가 홈부(26)의 가이드 면에 가이드되면서 회전하여 헤드 플레이트(7)가 인출되고, 스토퍼핀(73a)이 접촉 부재(28)와 접촉하는 위치까지 인출되어 정지한다. 그 상태에서, 더욱 인출 방향으로 끌어당기는 힘을 크게 하면, 스토퍼핀(73a)의 선단이 둥근 것으로부터 스토퍼핀(73a)이 축퇴(縮退)하는 방향으로 가압되어 헤드 플레이트(7)측으로 몰입되고, 그 결과 도 8의 (c)에 도시하는 바와 같이 스토퍼핀(73a)과 접촉 부재(28)의 맞물림이 해제되어 헤드 플레이트(7)는 더욱 인출 가능해진다.

그리고, 도 7의 (c) 및 도 8의 (d)에 도시하는 바와 같이 제 3 캠 팔로워(75)의 걸어멈춤핀(75a)과 접촉 부재(28)가 접촉하는 위치까지 헤드 플레이트(7)가 인출되면, 제 3 캠 팔로워(75)는 걸어멈춤핀(75a)과 접촉 부재(28)에 의해 홈부(26)의 개방단에서 걸어멈춰진다. 그 때문에, 헤드 플레이트(7)는 제 3 캠 팔로워(75)만에 의해 하우징(22)에 장착된 상태가 되고, 제 3 캠 팔로워(75)가 회전축이 되어 도 7의 (d)에 도시하는 바와 같이 자중에 의해 하방향으로 선회하고, 제 3 캠 팔로워(75)에 의해 홈부(26)의 개방단에 매달려진 상태가 된다. 이와 같이, 헤드 플레이트(7)는 하우징(22)의 고정 위치로부터 홈부(26)의 개방단에 매달려진 위치까지 자유롭게 이동시킬 수 있도록 구성되어 있다. 또한, 도 7은 하우징(22) 및 헤드 플레이트(7)의 단면도를 모식적으로 도시한 것이며, 도 8은 설명의 편의상 헤드 플레이트(7)로부터 제 1 캠 팔로워(73), 제 2 캠 팔로워(74), 제 3 캠 팔로 워(75)와 그 주변의 부재만을 골라내어 도시한 것이다.

다음에, 본 실시형태의 작용에 대해서 설명한다. 본 실시형태의 프로브 장치에서는, 도 2에 도시하는 FOUP(100)에 수납되어 있는 웨이퍼(W)를 웨이퍼 반송 아암(3)에 의해 반송하고, 사전 정렬 기구(36)에서 사전 정렬을 실행한 후에, 프로브 장치 본체(2)의 웨이퍼 척(4)으로 웨이퍼(W)를 주고받는다. 그리고, 상카메라(51)와 하카메라(41)의 원점 보이기를 실행한 이후에, 상카메라(51)에 의해 웨이퍼(W)를 촬상하고, 하카메라(41)에 의해 프로브(60)를 촬상한다. 그리고 상카메라(51)와 하카메라(41)의 촬상 결과로부터 웨이퍼(W)의 전극 패드와 프로브(60)의 접촉 위치를 설정하고, 웨이퍼(W)의 전극 패드와 프로브(60)를 접촉시켜 프로브 테스트를 실행한다. 프로브 테스트가 종료한 웨이퍼(W)는 웨이퍼 반송 아암(3)에 의해 FOUP(100)에 되돌려진다.

다음에 로트가 바뀌고, 후속 로트의 웨이퍼(W)의 종별이 앞의 로트의 웨이퍼(W)의 종별과 다른 경우, 프로브 카드(6)를 교환할 필요가 있다. 이 경우, 우선 프로브 테스트를 일단 정지한 후, 도 1에 도시하는 바와 같이 테스트 헤드(8)를 선회시켜 테스트 위치[프로브 카드(6)의 상방에서 포고핀 유닛(8a)이 수평이 되는 위치]로부터 퇴피 위치[프로브 카드(6)의 상방의 로더부(1)측에서 경사한 상태가 되는 위치]로 퇴피시킨다. 다음으로, 작업자는 도 9의 (a)에 도시하는 고정 위치에서 고정되어 있는 헤드 플레이트(7)의 체결 구멍(7c)으로부터 육각 구멍 형성 볼트(M)를 분리하여 헤드 플레이트(7)를 인출가능한 상태로 하고, 도 9의 (b)에 도시하는 바와 같이 하우징(22)의 헤드 플레이트(7)의 인출 방향측의 측방 중앙에 서 고, 헤드 플레이트(7)의 잘라냄부(7b)에 작업자 자신이 들어가도록 하고, 헤드 플레이트(7)를 프로브 카드(6)의 교환 위치까지 인출한다. 본 실시형태에서는, 예를 들어 프로브 카드(6)의 교환 위치를 도 8의 (b)에 도시하는 제 1 캠 팔로워(73)의 스토퍼핀(73a)이 접촉 부재(28)와 접촉하는 위치로 하여 설정하고 있다.

스토퍼핀(73a)과 접촉 부재(28)가 접촉하면, 스토퍼핀(73a)이 저항이 되고, 그 위치로부터 더욱 헤드 플레이트(7)를 인출하려고 하면, 인출하는 힘을 크게 할 필요가 있기 때문에, 작업자는 헤드 플레이트(7)가 프로브 카드(6)의 교환 위치에 도달한 것을 알 수 있다. 그리고, 도 9의 (b) 및 도 9의 (c)에 도시하는 바와 같이 헤드 플레이트(7)를 교환 위치까지 인출하고, 작업자가 잘라냄부(7b)로 들어가면, 작업자로부터 장착용 개구부(7a)까지의 거리가, 헤드 플레이트(7)가 고정되어 있는 때의 하우징(22)으로부터 장착용 개구부(7a)까지의 거리보다, 잘라냄부(7b)의 잘라냄 깊이의 부분만큼[고정시의 잘라냄부(7b)의 가장자리와 하우징(22)의 가장자리의 거리만큼] 줄어들고, 결과적으로 작업자는 장착용 개구부(7a)에 그 만큼 접근한다. 그리고, 장착용 개구부(7a)로부터 프로브 카드(6)를 카드 홀더(6a)째 들어올려 분리하고, 다음 로트의 웨이퍼(W)의 종별에 따른 프로브 카드(6)를 장착용 개구부(7a)로 끼워넣어 장착한다. 그 후, 전술한 공정과 반대의 공정을 거치고, 헤드 플레이트(7)를 고정 위치에 설치해 육각 구멍 형성 볼트(M)에 의해 고정하고, 테스트 헤드(8)를 테스트 위치로 이동시켜 도시하지 않는 승강부에 의해 포고핀 유닛(8a)을 프로브 카드(6)에 접촉시켜 프로브 테스트를 실행한다. 이상의 공정을 거쳐 본 실시형태에서는 프로브 카드(6)의 교환을 실행한다.

또한, 프로브 장치에서는, 프로브 장치 본체(2)의 하우징(22) 내부에 있는 상측 촬상 유닛(5)이나 테이블 유닛(24)에 대해 유지 보수를 실행하는 경우가 있다. 프로브 장치 본체(2)의 유지 보수를 실행하는 경우, 본 실시형태에서는 전술한 프로브 카드(6)의 교환 작업에서 프로브 카드(6)를 분리하는 공정 후, 도 7의 (c) 및 도 10의 (a)에 도시하는 바와 같이 프로브 카드(6)를 설치하지 않고 헤드 플레이트(7)를 인출 방향으로 더 인출한다. 그리고, 전술한 바와 같이 제 3 캠 팔로워(75)의 걸어멈춤핀(75a)과 접촉 부재(28)가 접촉하는 위치까지 인출한다[도 8의 (d) 참조]. 걸어멈춤핀(75a)과 접촉 부재(28)가 접촉하는 위치까지 인출되면, 헤드 플레이트(7)는 접촉 부재(28)와 걸어멈춤핀(75a)에 의해 걸어멈춰져 회전축이 된 제 3 캠 팔로워(75)를 회전 중심으로 하여 도 7의 (d) 및 도 10의 (d)에 도시하는 바와 같이 자중에 의해 하방향으로 선회하고, 홈부(26)의 개방단에 매달아진 상태가 된다. 이것에 의해 하우징(22)의 천장부가 개방되기 때문에, 이 천장부로부터 작업자는 프로브 장치 본체(2)의 유지 보수 작업을 실행하는 것이 가능해진다. 그리고, 유지 보수 종료후는 전술한 공정과 반대의 공정을 실행하고, 헤드 플레이트(7)를 하우징(22)에 설치하고, 프로브 테스트를 실행한다. 또한, 도 9 및 도 10은 설명의 편의상 프로브 장치 본체(2)를 모식적으로 도시한 것이며, 하우징(22)은 실제로는 도 4에 도시하는 바와 같이 웨이퍼(W)와 프로브(60)의 정렬 처리를 실행하기에 충분한 영역을 갖고 있다.

이상 본 실시형태에 의하면, 헤드 플레이트(7)를 인출가능하게 구성하는 동시에, 헤드 플레이트(7)의 장착 위치에 있어서 프로브 카드(6)와 인출 방향으로 마주하는 가장자리부가 잘라냄부(7b)에 의해 하우징(22)의 일 가장자리보다도 프로브 카드(6)측에 접근하고 있기 때문에, 인출측에 작업자가 서서 헤드 플레이트(7)를 인출한 때에, 가장자리부가 접근하고 있는 부분만큼 프로브 테스트시에 있어서의 헤드 플레이트(7)까지의 거리보다도 프로브 카드(6)까지의 거리가 가깝게 된다. 이 때문에 작업자가 헤드 플레이트(7) 상의 프로브 카드(6)를 교환하는 작업이 용이해져, 교환 작업의 스루풋(throughput)을 향상시킬 수 있다. 또한, 전용의 반송 기구를 마련하는 일없이 작업자의 손으로 직접 교환을 실행할 수 있기 때문에, 반송 기구를 생략할 수 있어, 전술한 종래의 프로브 장치에 비해서 비용을 삭감할 수 있다.

또한, 본 실시형태에서는 헤드 플레이트(7)를 인출하고, 제 3 캠 팔로워(75)를 회전축으로 하여 헤드 플레이트(7)를 하우징(22)의 측벽을 따르게 하도록 하방을 향해 구부려서 매달아 하우징(22)의 천장부를 개방시키고, 상방으로부터 유지 보수를 실행할 수 있기 때문에, 종래의 프로브 장치에 구비되어 있었던 헤드 플레이트(7)를 상방으로 선회시키는 대규모인 선회 기구를 생략하는 것이 가능해져, 더욱 비용의 삭감이 가능해진다.

[다른 실시형태]

본 발명의 실시형태의 하나인 도 11에 도시하는 프로브 장치에서는, 프로브 장치 본체(102)의 하우징(122)에 전술한 실시형태와 동일하게 인출가능한 헤드 플레이트(107)를 구비하고 있고, 하우징(122)에 헤드 플레이트(107)의 인출 방향의 중심선으로부터 보아 좌우로 나란하게 헤드 플레이트(107)의 이동을 지지하기 위한 가이드 레일(190)을 마련하는 동시에, 헤드 플레이트(107)의 플레이트 하면(172)에 좌우의 가이드 레일(190) 상을 각각 회동하는 활차 부재(191)가 마련되어 있다. 또한, 하우징(122)에는 플레이트 하면(172)을 도시하지 않는 흡인로를 거쳐 진공 흡착하는 흡착부(192)가 가이드 레일(190)을 따르도록 복수개 마련되어 있다. 이 프로브 장치에서는, 활차 부재(191)가 가이드 레일(190)에 의해 가이드됨으로써 헤드 플레이트(107)가 이동한다. 헤드 플레이트(107)를 고정하는 경우에는 흡착 유닛(192)에 의해 헤드 플레이트(107)를 흡착한다. 이러한 프로브 장치라도, 작업자는 잘라냄부(107b)에 들어가서, 장착용 개구부(107a)로 접근하여 제 1 실시형태와 동일하게 도시하지 않는 프로브 카드의 교환 작업을 실행할 수 있다.

또한, 본 발명의 실시형태로서는, 예를 들어 도 12에 도시하는 바와 같은 프로브 장치이어도 좋다. 이 프로브 장치는 제 1 실시형태와 동일한 형상의 하우징(222)과, 제 1 실시형태의 헤드 플레이트(7)로부터 잘라냄부(7b)의 양측부가 튀어나온 부분을 삭제한 헤드 플레이트(207)를 구비하고 있다. 이 경우, 헤드 플레이트(207)의 인출 방향측의 가장자리부(207f)가 하우징(222)의 가장자리부(222f)보다도, 예를 들어 130mm 장착용 개구부(207a)의 중심에 접근하기 때문에, 헤드 플레이트(207)를 인출한 때에 작업자와 도시하지 않는 프로브 카드와의 거리가 단축되어, 제 1 실시형태와 동일한 효과를 얻을 수 있다. 또한, 이 헤드 플레이트(207)를 도 11에 도시하는 프로브 장치 본체(102)의 헤드 플레이트(107)와 교환하여 적용한 것도 본 발명의 권리 범위에는 포함된다.

또한, 본 발명의 실시형태로서는, 예를 들어 도 13에 도시하는 바와 같은 실시형태도 포함된다. 도 13에 도시하는 바와 같이 이 실시형태에서는, 제 1 실시형태의 하우징(22)의 일 가장자리측, 예를 들어 인출 방향 전단측에 있는 측벽의 상부 가장자리부에, 헤드 플레이트(7)가 인출된 때에 장착용 개구부(7a)에 설치된 프로브 카드(6)가 하우징(22)의 외부로 통과하기 위한 절결부(322c)가 형성되어 있다. 이것에 의해 헤드 플레이트(7)를 인출한 때에 장착용 개구부(7a)에 장착된 프로브 카드(6)[주로, 프로브(60)]가 하우징(22)과 접촉하는 일이 없어지기 때문에, 하우징(22)의 영역의 외측에 프로브 카드(6)의 교환 위치를 설정하는 것이 가능해진다. 따라서, 더욱 헤드 플레이트(7)를 인출하여 작업자와 프로브 카드(6)를 접근시키는 것이 가능해져, 교환 작업을 더욱 용이하게 실행할 수 있다. 또한, 이 절결부(322c)는 전술한 실시형태의 하우징(122, 222)에 형성하는 것도 가능하다. 또한, 도 11 내지 도 13은 도 9 및 도 10과 동일하게 설명의 편의상 하우징(122, 222)을 간략화하여 도시하고 있지만, 실제로는 도 4에 도시하는 바와 같이 내부에 탑재대나 각 촬상 수단 등이 배치되어 마련되고, 웨이퍼 정렬을 실행하기 위한 영역을 확보할 필요가 있기 때문에, 도 11 내지 도 13에 도시하는 하우징에서도, 제 1 실시형태와 동일하게 웨이퍼와 프로브 정렬 처리를 실행하기 위해 충분한 영역을 갖고 있다.

도 1은 본 실시형태의 프로브 장치의 개략을 도시하는 사시도,

도 2는 본 실시형태의 프로브 장치의 개략을 도시하는 평면도,

도 3은 본 실시형태의 프로브 장치의 개략을 도시하는 측면도,

도 4는 본 실시형태의 프로브 장치 본체(2)의 개략을 도시하는 평면도,

도 5는 본 실시형태의 프로브 장치 본체(2)의 개략을 도시하는 측면도,

도 6은 본 실시형태의 캠 팔로워의 개략을 도시하는 설명도,

도 7은 본 실시형태의 헤드 플레이트에 대해서 설명하기 위한 제 1 설명도,

도 8은 본 실시형태의 헤드 플레이트에 대해서 설명하기 위한 제 2 설명도,

도 9는 본 실시형태의 프로브 장치에 있어서의 프로브 카드의 교환 방법에 대해서 설명하기 위한 설명도,

도 10은 본 실시형태의 프로브 장치에서의 프로브 장치 본체의 유지 보수 방법에 대해서 설명하기 위한 설명도,

도 11은 본 발명의 다른 실시형태의 프로브 장치 본체를 설명하기 위한 제 1 설명도,

도 12는 본 발명의 다른 실시형태의 프로브 장치 본체를 설명하기 위한 제 2 설명도,

도 13은 본 발명의 다른 실시형태의 프로브 장치 본체를 설명하기 위한 제 3 설명도.

도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명

1 : 로더부 2 : 프로브 장치 본체

4 : 웨이퍼 척 5 : 상측 촬상 유닛

6 : 프로브 카드 7 : 헤드 플레이트

7a : 장착용 개구부 7b : 잘라냄부

7d : 보지부(保持部) 8 : 테스트 헤드

8a : 포고핀 유닛 22 : 하우징

22a : 천판(天板) 22b :위치 결정 구멍

24 : 테이블 유닛 26 : 홈부

27 : 오목 형상 이동부 28 : 접촉 부재

60 : 프로브 73 : 제 1 캠 팔로워

73a : 스토퍼핀 73b : 탄성 부재

73c : 삽입 구멍 73d : 빠짐방지부

74 : 제 2 캠 팔로워 75 : 제 3 캠 팔로워

75a : 걸어멈춤핀 190 : 가이드 레일

191 : 활차 부재 192 : 흡착 유닛

322c : 절결부 W : 웨이퍼

Claims (4)

1. 기판을 하우징 내의 탑재대에 탑재해서 상승시키고, 기판의 피검사 칩의 전극 패드와 하우징의 천판(天板)에 마련된 프로브 카드의 프로브를 접촉시켜 피검사 칩의 전기적 특성의 검사를 실행하는 프로브 장치에 있어서,

   상기 천판의 일부를 이루고, 상기 하우징의 일 가장자리측으로 인출시키도록 마련된 헤드 플레이트와,

   상기 헤드 플레이트에 착탈가능하게 마련된 프로브 카드를 구비하고,

   검사시에 헤드 플레이트의 인출 방향측의 가장자리부 중 적어도 프로브 카드와 상기 인출 방향으로 마주하는 부위가, 상기 하우징의 일 가장자리보다도 프로브 카드측에 위치하고 있는 것을 특징으로 하는

   프로브 장치.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 헤드 플레이트의 인출 방향측의 가장자리부 중 적어도 프로브 카드와 인출 방향으로 마주하는 부위는, 작업자의 신체의 일부가 밀어 넣어지도록 절결(切缺)되어 있는 것을 특징으로 하는

   프로브 장치.
3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,

   상기 헤드 플레이트는, 그 일부가 하우징으로부터 튀어나오는 위치까지 인출된 후, 인출 방향측과는 반대측의 가장자리부측에서 수평축 둘레로 하측으로 회동(回動)할 수 있도록 구성되어 있는 것을 특징으로 하는

   프로브 장치.
4. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,

   상기 하우징의 일 가장자리측의 측벽의 상부 가장자리부는, 상기 헤드 플레이트를 인출한 때에 이 헤드 플레이트에 설치된 상기 프로브 카드가 상기 하우징의 외부로 통과할 수 있는 절결부가 형성되어 있는 것을 특징으로 하는

   프로브 장치.

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