JP6054574B1 - プローブカード搬送具 - Google Patents

Abstract

【課題】プローブカードの取り扱いを容易に行うことができ、小径化（小型化）したプローブカードにも対応することのできるプローブカードケース等を提供する。【解決手段】プローブカードを収納するためのプローブカードケースであって、前記プローブカードを所定位置に載置可能とされた第１ケース部材と、前記第１ケース部材の上側に嵌合可能とされ、前記プローブカードを固定するためのカード固定機構を有する第２ケース部材と、前記第１ケース部材と前記第２ケース部材とを固定するためのケース固定機構と、を具備し、前記プローブカードを内部に収納し、前記第１ケース部材と前記第２ケース部材とを固定した状態で搬送可能とされるとともに、前記プローブカードを前記第２ケース部材に固定した状態で、前記第２ケース部材のみと共に前記プローブカードを搬送可能とされたことを特徴とする。【選択図】図１

Description

本発明は、プローブカード搬送具に関する。

半導体デバイスの製造工程では、半導体ウエハ上に形成された半導体デバイスの電気的な検査を行うためのプローブ装置が用いられている。このようなプローブ装置では、半導体ウエハ上の電極パッドに接触される多数のプローブが配設されたプローブカードを用いている（例えば、特許文献１参照。）。

上記のプローブカードにおいては、半導体ウエハ上に形成された半導体デバイスに一括でプローブを接触させるプローブカードが開発されており、半導体デバイス検査の効率化が図られている。このようなプローブカードでは、プローブ装置から取り外した状態において、作業員がプローブカードを手に持って搬送することがある。

しかしながら、例えば半導体ウエハ上に形成された半導体デバイスに一括でプローブを接触させるプローブカードでは、プローブカードが大径化（大型化）し、その重量も重くなる傾向がある。また、プローブカードを手で保持した際に、手がプローブに触れないようにする必要もある。このため、プローブの配置エリアの外側にある程度広い領域が確保されるように構造部材が配設された構成としたり、ここにプローブカード保持するための取っ手を設けた構成とすること等が行われている。

しかしながら、このような構造とすると、プローブカードがさらに大径化（大型化）し、重量も重くなり、製造コストも増大するという問題が発生する。一方、このような問題を避けるため、プローブカードを小径化（小型化）すると、その取り扱いが困難になるという問題が発生する。

なお、プローブカードをケースに収容してプローブ等を保護することも知られている（例えば、特許文献２、特許文献３参照。）。

特開２０１０−８０７７５号公報 特開平７−１６９８００号公報 特開２００３−１００８２１号公報

上記のように、従来においては、プローブカードの大径化（大型化）の問題があり、また、その取り扱いを容易にするという観点からは、プローブカードの小径化（小型化）が困難であるという問題があった。

本発明は、上記従来の事情に対処してなされたものであり、プローブカードの取り扱いを容易に行うことができ、小径化（小型化）したプローブカードにも対応することのできるプローブカード搬送具を提供することを目的とする。

本発明のプローブカード搬送具の一態様は、一方の面がプローブカードと対向する平板状の天板部と、前記天板部に設置され、前記プローブカードを固定するカード固定機構とを備え、前記カード固定機構が、前記天板部の他方の面側からの操作により、前記プローブカードの前記天板部への固定及び解除が可能であることを特徴とする。

本発明によれば、プローブカードの取り扱いを容易に行うことができ、小径化（小型化）したプローブカードにも対応することのできるプローブカード搬送具を提供することができる。

本発明の一実施形態に係るプローブカードケースの上側ケースの上面図。 本発明の一実施形態に係るプローブカードケースの下側ケースの上面図。 プローブカードの上面図。 プローブカードを下側ケースに載置した状態を示す上面図。 プローブカードをプローブカードケースに収容した状態を示す上面図。 （ａ）は図５の底面図（ｂ）はＡ−Ａ断面図。 プローブカードを上側ケースに固定した状態を示す図。 プローブカードの運搬工程を説明するための図。 プローブカードの運搬工程を説明するための図。 プローブカードの運搬工程を説明するための図。 ウエハ検査装置の概略構成を示す図。 図１１のウエハ検査装置のＢ−Ｂ断面概略構成を示す図。

以下、本発明の実施形態を、図面を参照して説明する。

図１は、本発明の一実施形態に係るプローブカードケース１００を構成する上側ケース(第２ケース部材)２００の構成を示す上面図であり、図２は、プローブカードケース１００を構成する下側ケース(第１ケース部材)３００の構成を示す上面図である。

本実施形態において、上側ケース２００は、全体が透明な樹脂から構成されており、略矩形状に形成されている。上側ケース２００は、板状に形成された天板部２０１と、この天板部２０１の周縁部から下方に向けて延在する側壁部２０２とを有している。また、上側ケース２００の対向する側壁部２０２（図１中の上下の側壁部）には、取っ手２０３が配設されており、この上側ケース２００及び上側ケース２００と下側ケース３００とを合体させた状態のプローブカードケース１００を、取っ手２０３を持って搬送可能とされている。

また、上側ケース２００には、後述するプローブカード４００を上側ケース２００に固定するためのカード固定機構として、つまみ付ネジ２０４が複数（図１に示す例では３個）配設されている。これらのつまみ付ネジ２０４は、上側ケース２００に配設された貫通孔２０５に挿入されており、図６（ｂ）に示すように、上側ケース２００の外側につまみ付ネジ２０４を回転させるためのつまみ部２０４ａが位置し、上側ケース２００の内側にプローブカード４００に螺合させるための雄ネジ部２０４ｂが位置するように配設されている。

さらに、上側ケース２００の四隅には、上側ケース２００と下側ケース３００とを固定するためのケース固定機構を構成する上側固定機構２０６が夫々配設されている。上側固定機構２０６は、上側ケース２００の外側に配設され上側ケース２００の上面に環状に突出した有底円筒状の枠部２０６ａと、この枠部２０６ａ内に配設され回転自在とされたノブ２０６ｂとこのノブ２０６ｂに連結され上側ケース２００の内部に配設された板状の係合部２０６ｃとを具備している。そして、ノブ２０６ｂを回転させることによって、係合部２０６ｃが回動し、後述する下側ケース３００の下側固定機構３０４と係合することによって、上側ケース２００と下側ケース３００とが固定された状態となるように構成されている。

図２に示すように、下側ケース３００は、樹脂等から略矩形状に形成されている。下側ケース３００は、板状に形成された底板部３０１と、底板部３０１の周縁部から上方に向けて延在する側壁部３０２とを有している。そして、上側ケース２００と嵌合して容器状のプローブカードケース１００を構成するようになっている。下側ケース３００の底板部３０１には、プローブカード４００を所定位置に位置決めした状態で載置するための複数（本実施形態では３個）の載置部３０３が、離間して所定位置に配設されている。

載置部３０３の外周側には、プローブカード４００の載置面から上方に向けて突出し、かつ、内周側に向けて突出する突起部３０３ａを有する位置決め部３０３ｂが配設されている。この位置決め部３０３ｂは、後述するプローブカード４００の位置決め部４０４の外周部と当接し、突起部３０３ａは、プローブカード４００の位置決めのための切り込み部４０４ａ内に嵌合した状態とされる。

また、下側ケース３００の底板部３０１には、上側ケース２００の上側固定機構２０６に対応して、ケース固定機構を構成する下側固定機構３０４が４個配設されている。これらの下側固定機構３０４には、夫々ボールプランジャ３０４ａが配設されている。図６（ｂ）に示すとおり、下側固定機構３０４は、上下方向の中間部にスリット３０４ｂを有する構造となっており、このスリット３０４ｂ内にその先端部が突出した状態となるようにボールプランジャ３０４ａ固定されている。そして、前述したとおり、この下側固定機構３０４のスリット３０４ｂ内に、上側ケース２００に配設された上側固定機構２０６の係合部２０６ｃが回動しながら挿入され、ボールプランジャ３０４ａと係合され固定されるようになっている。

図３は、プローブカード４００を上側から見た上面図である。図３に示すように、プローブカード４００は、絶縁性の基板４０１と、基板４０１の周囲を囲むように配設された環状の枠体４０２とを具備している。基板４０１は、例えば、セラミック等から構成することができ、枠体４０２は、例えば金属等から構成することができる。

基板４０１の上面には、テスター等の電気的測定機器と電気的な接続を得るための多数の電気的接続部４０３が配設されている。図３中に示す複数の四角形は、１つの半導体チップに対する多数の電気的接続部４０３の集合を示しており、実際にはこの四角形の領域に多数の電気的接続部４０３が配設されている。基板４０１の下面には、電気的接続部４０３に対応して電気的接続部４０３と電気的に接続された多数のプローブ（図示せず。）が配設されている。これらの電気的接続部４０３には、例えば、ポゴピン等が当接されて電気的な導通を得る。

本実施形態において、枠体４０２は、プローブカード４００全体を小径化するため、基板４０１の外周に僅かに（例えば、５ｍｍ〜２０ｍｍ程度）延在するように配設されている。また、枠体４０２には、プローブカード４００を所定位置に位置決めして固定するための位置決め部４０４が周方向に沿って所定間隔を設けて複数（本実施形態では３個）配設されている。これらの位置決め部４０４は、枠体４０２から外周に向けて突出するように配設されており、位置決めのための切り込み部４０４ａと、前述した上側ケース２００のつまみ付ネジ２０４の雄ネジ部２０４ｂと螺合するためのネジ穴４０４ｂとを具備している。また、位置決め部４０４と同様に、枠体４０２から外周に向けて突出するように、ＩＤ等を記載したラベル等を貼付するための突出部４０５が、周方向に間隔を設けて複数（本実施形態では３個）配設されている。

図４は、下側ケース３００の載置部３０３に、プローブカード４００を載置した状態を示している。この状態では、プローブカード４００の位置決め部４０４及び切り込み部４０４ａと、載置部３０３の位置決め部３０３ｂ及び突起部３０３ａとによってプローブカード４００が下側ケース３００の所定位置に位置決めされた状態で載置されている。なお、プローブカード４の下面側には、前述したとおり、多数のプローブが配設されている。このため、載置部３０３は、プローブカード４００を載置した際に、プローブカード４００のプローブが下側ケース３００の底板部３０１に接触しない高さとされている。

図４に示す状態から、下側ケース３００の上に上側ケース２００を被せた状態を図５に示す。上側ケース２００には、プローブカード４００の位置決め部４０４に配設されたネジ穴４０４ｂの位置に対応して、夫々つまみ付ネジ２０４が配設されている。これらのつまみ付ネジ２０４のつまみ部２０４ａ（図６（ｂ）参照。）を回転させることによって、つまみ付ネジ２０４の雄ネジ部２０４ｂ（図６（ｂ）参照。）をネジ穴４０４ｂに螺合する。これによって、プローブカードケース１００内で、プローブカード４００が上側ケース２００に固定された状態となる。

そして、上側ケース２００の四隅に配設された上側固定機構２０６のノブ２０６ｂを回転させることによって、係合部２０６ｃを回動させ、下側ケース３００の下側固定機構３０４と係合させて、上側ケース２００と下側ケース３００とを固定した状態とする。これによって、プローブカード４００がプローブカードケース１００の中に収容され、かつ、プローブカード４００がプローブカードケース１００に固定された状態となり、プローブカード４００を安全に搬送及び保管することができる。

図６は、上側ケース２００と下側ケース３００とを組み合わせてプローブカードケース１００を構成した状態を示しており、図６（ａ）は底面構成を示し、図６（ｂ）はＡ−Ａ断面構成を示している。図６（ａ）に示すように、下側ケース３００の底板部３０１の外側には、環状に突出する２つの環状突起部３０５と、半環状に突出する２つの半環状突起部３０６とが形成されている。これらの環状突起部３０５及び半環状突起部３０６は、プローブカードケース１００を重ね合わせた際に、上側ケース２００に配設された回転部材２０６の枠部２０６ａの外周部に嵌合されるようになっており、複数のプローブカードケース１００を重ねた際に安定した状態で保持できる構成となっている。

図６（ｂ）に示すように、上側ケース２００の側壁部２０２の先端部には、外側が内側より突出した上側段部２０２ａが形成されており、下側ケース３００の先端部には、内側が外側より突出した下側段部３０２ａが形成されている。そして、これらの上側段部２０２ａと下側段部３０２ａとが嵌合した状態で上側ケース２００と、下側ケース３００とが組み合わされるようになっている。

上記のようにしてプローブカードケース１００内に収容されたプローブカード４００を、プローブカードケース１００内から取り出してウエハ検査装置等に装着して使用する場合は、上側ケース２００の四隅に配設された上側固定機構２０６のノブ２０６ｂを回転させることによって、上側ケース２００と下側ケース３００とを分離した状態とする。この際、プローブカード４００が上側ケース２００に固定された状態のままとする。これによって、上側ケース２００の取っ手２０３を持つことによって、プローブカード４００を上側ケース２００と共に搬送することができる。

このように、上側ケース２００と下側ケース３００とを分離し、上側ケース２００にプローブカード４００を固定した状態を図７に示す。図７に示す状態では、プローブカード４００は、上側ケース２００によって覆われ、上側ケース２００によって保護された状態となっているので、プローブカード４００のプローブに手が触れて、プローブを汚したりプローブを傷つけてしまう等のトラブルが発生することを防止することができる。

そして、例えば、図８に示すように、上側ケース２００に固定され、上側ケース２００によって覆われた状態で、プローブカード４００を所望の位置、例えば、ウエハ検査装置５００のプローブカード収容部５１０まで搬送する。

次に、図９に示すように、プローブカード収容部５１０において、プローブカード４００の位置決め部４０４（図９には図示せず。）により位置合わせした状態で、プローブカード４００を所定部位に載置し、つまみ付ネジ２０４を回転させることによって、プローブカード４００を上側ケース２００から離脱させる。

そして、図１０に示すように、プローブカード４００を離脱させた後の上側ケース２００のみを搬送し、所定の場所に下側ケース３００とともに保管する。

以上のように本実施形態では、手に持って運ぶための取っ手等をプローブカード４００に設けることなく、プローブカード４００を安全に運搬することができる。したがって、図３に示したプローブカード４００のように、プローブカードの構造を単純化し、かつ、小径化（小形化）することが可能となる。これによって、プローブカードの製造コストの低減を図ることができるとともに、プローブカードの重量の軽量化も図ることができる。

次に、図１１、図１２を参照して、ウエハ検査装置５００の構成について説明する。図１１は、ウエハ検査装置５００の水平断面構成を示しており、図１２は、図１１におけるＢ−Ｂ断面構成を示している。

ウエハ検査装置５００は、検査室５０１を備えている。検査室５０１は、半導体ウエハに形成された半導体デバイスの電気的な検査を行う検査領域５０２と、検査室５０１に対して半導体ウエハ及びプローブカード４００の搬出入を行う搬出入領域５０３と、検査領域５０２と搬出入領域５０３との間に設けられた搬送領域５０４とを具備している。

検査領域５０２には、検査用インターフェースとしてのテスター５０５が複数配設されている。具体的には、水平に配列された複数のテスター５０５からなるテスター列の３層構造とされ、テスター列の各々に対して１つのテスター側カメラ５０６が配設されている。各テスター側カメラ５０６は、対応するテスター列に沿って水平に移動し、テスター列を構成する各テスター５０５の前に位置して搬送ステージ５１２が搬送するプローブカード４００等の位置を確認するようになっている。

搬出入領域５０３は、複数の収容空間５０７に区画され、各収容空間５０７には複数の半導体ウエハを収容するＦＯＵＰ等を受け入れるポート５０８、半導体ウエハの位置合わせを行うアライナー５０９、プローブカード４００が搬入、搬出されるとともに複数のプローブカードが収容されるプローブカード収容部５１０、ウエハ検査装置５００の各構成要素の動作を制御するコントローラ５１１等が配設されている。

搬送領域５０４には、当該搬送領域５０４だけでなく、検査領域５０２、搬出入領域５０３へも移動自在な搬送ステージ５１２が配設されている。搬送ステージ５１２は、搬出入領域５０３のポート５０８から半導体ウエハを受け取って各テスター５０５へ搬送し、半導体デバイスの電気的な検査が終了した半導体ウエハを各テスター５０５からポート５０８に搬送する。また、搬送ステージ５１２は、各テスター５０５から、交換を必要とするプローブカード４００をプローブカード収容部５１０に搬送し、プローブカード収容部５１０から各テスター５０５に装着するプローブカード４００を搬送する。

上記構成のウエハ検査装置５００では、各テスター５０５で使用するプローブカード４００を、搬送ステージ５１２によってプローブカード収容部５１０から各テスター５０５に搬送して装着する。また、搬送ステージ５１２によって、ポート５０８から半導体ウエハを各テスター５０５へ搬送し、半導体ウエハに形成された半導体デバイスの電気的な検査を行う。各テスター５０５では、半導体ウエハに形成された半導体デバイスの電極パッドに一括でプローブカード４００に配設されたプローブを接触させて電気的な導通を得、電気的な検査を行う。

なお、本発明は、上記した実施形態に限定されるものではなく、各種の変形が可能であることは勿論である。

１００……プローブカードケース、２００……上側ケース、２０１……天板部、２０２……側壁部、２０３……取っ手、２０４……つまみ付ネジ、２０５……貫通孔、２０６……上側固定機構、３００……下側ケース、３０１……底板部、３０２……側壁部、３０３……載置部、３０４……下側固定機構、４００……プローブカード、４０１……基板、４０２……枠体、４０３……電気的接続部、４０４……位置決め部、４０５……突出部。

Claims (5)

1. 一方の面がプローブカードと対向する平板状の天板部と、
   前記天板部に設置され、前記プローブカードを固定するカード固定機構とを備え、
   前記カード固定機構は、前記天板部の他方の面側からの操作により、前記プローブカードの前記天板部への固定及び解除が可能であることを特徴とするプローブカード搬送具。
2. 前記天板部の前記一方の面の周縁部から延在し、前記プローブカードを取り囲む側壁部を備えたことを特徴とする請求項１に記載のプローブカード搬送具。
3. 前記カード固定機構は、前記天板部の前記一方の面側において前記プローブカードに螺合されるネジと、前記他方の面側に配置されるつまみとを備えたつまみ付ネジであり、前記天板部を貫通することを特徴とする請求項１又は２に記載のプローブカード搬送具。
4. 前記側壁部には、搬送するための取っ手を備えたことを特徴とする請求項２に記載のプローブカード搬送具。
5. 前記プローブカード搬送具は、少なくとも一部が透明であり、前記プローブカード搬送具を介して前記プローブカードが目視可能とされていることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載のプローブカード搬送具。

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