JPH01145587A

JPH01145587A - プローブ装置

Info

Publication number: JPH01145587A
Application number: JP62303822A
Authority: JP
Inventors: Wataru Karasawa; 唐沢　渉
Original assignee: Tokyo Electron Ltd
Current assignee: Tokyo Electron Ltd
Priority date: 1987-12-01
Filing date: 1987-12-01
Publication date: 1989-06-07
Anticipated expiration: 2012-07-02
Also published as: JP2626772B2

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】〔発明の目的〕（産業上の利用分野）この発明は、プローブカード自動交換機能付プローブ装
置に関する。

（従来の技術）プローブ装置は、被測定体例えば半導体ウェハに多数形
成されたＩＣチップの夫々の電気特性を測定し、不良と
判定されたチップをアセンブリ工程の前で排除すること
により、コストダウンや生産性の向上に寄与させるため
の装置である。

近年ＩＣチップの高集積化や多品種化により、少量多品
種生産工程が増加しており、このためオペレータの操作
が非常に増加しているのが現状である。特にプローブカ
ードは測定対称ＩＣチップの品種毎、電極パッドの配列
パターンが異なる毎に交換する必要がある。このような
プローブカードの交換手段は、オペレータがマニュアル
操作でプローブカードの取付部のビス等を緩めてプロー
ブカードを取外し、この後備のプローブカードを取付け
ていた。

（発明が解決しようとする問題点）しかしながら、上記のようなプローブ装置では、ウェハ
の品種交換毎にオペレータがプローブカードを人為的に
交換するため、半導体製造工程における自動化に相反す
るものであることは、勿論のこと、生産性、歩留り並び
に品質等の向上を図ることは極めて困難である。

又、プローブカードの自動交換として特開昭５８−１９
６０２９号、特開昭６０−４７４３３号、特開昭６１−
１５３３９号、特開昭６１−２８３１３８号などが提案
されているが、完全な自動交換の実用化には至っていな
い。

特に、プローブカードを自動的に交換する場合。

複数の異品種のプローブカードをストッカ等の収納容器
に収納しておく必要があるが、この場合、各プローブカ
ードは使用回数が増加するにしたがい精度が低下する可
能性があり、プローブカードの使用状態例えば被測定体
とのコンタクト数が認識できないと、そのまま劣化した
プローブカードを使用して測定を実行し、信頼性の低い
結果しか得られないという問題点があった。

又、プローブ装置の自動化によりオペレータは各装置の
監視のみとなるが収納されているプローブカードの種類
を確認する際に、わざわざ収納容器からプローブカード
をとり出さねばならないという問題点があった。

この発明は上記点に対処してなされたもので、常に正常
な各種プローブカードを収納位置に収納しておくことが
可能となり、−見でプローブカードの品種が判別でき、
プローブカードを自動で交換しても正確な測定が実行で
きるプローブカードの自動交換機能付プローブ装置を提
供するものである。

〔発明の構成〕

（問題点を解決するための手段）被測定体に対応したプローブカードを自動的に装着して
測定するプローブ装置において、上記プローブカードを
複数種収納する収納容器に各プローブカードの情報を認
識可能な如く設けたことを特徴とするプローブカード自
動交換機能付プローブ装置を得るものである。

（作用効果）プローブカードを複数収納する収納容器に各プローブカ
ードの情報を認識可能な如く設けたことによりプローブ
カードの品種や使用状態が認識可能となり、常に正常な
各種プローブカードを収納容器に収納しておけ、被測定
体を測定する際に信頼性の高いものとなる効果が得られ
る。

（実施例）次に本発明プローブカード自動交換機能付プローブ装置
の一実施例を図面を参照して説明する。

この装置の構成は、主にプローバ部のとプローブカード
自動交換部■で構成されている。プローバ部■は、カセ
ット■に板厚方向に所定の間隔を設けて被測定体例えば
半導体ウェハ（４）を例えば縦列状に２５枚設置する。

このウェハ（４）を収納したカセット■をカセット収納
部に搬入する。この収納部からウェハ（４）を−枚づつ
取出し、予備位置決めステージ■に搬送する。この予備
位置決めステージ■を回転させてウェハ（４）のオリエ
ンテーションフラットを基準に精度±１°位まで予備位
置決めした後、ウェハ（へ）を測定ステージ０に搬送す
る。

この測定ステージ０に搬送されたウェハ（４）を正確に
位置決めするために、ＣＯＤカメラを使ったパターン認
識機構又はレーザを用いた認識機構が設置されている。

この認識機構を用いてウェハ（４）のパターンを基準に
正確に位置決めした後、測定ステージ■上方に設けられ
たインサートリング■に装着されているプローブカード
（ハ）により、ウェハ（４）上にプローブカード■のプ
ローブ針■をソフトタッチし、プローブカード（へ）上
方に設けられたテストヘッド（１０）により自動的にウ
ェハ（４）の電気特性を測定検査する。このような連続
自動測定機能をもつプローバ部■により、半導体ウェハ
（４）の測定検査工程を実行するうえにおいては、半導
体ウェハ（４）の品種毎に電極パッド模様が異なるため
の当該品種の電極パッドに対応したプローブカード（８
）に交換する必要がある０次にプローブカード自動交換
部■について説明する。

この自動交換部■は、高周波特性の検査に用いられるテ
ストヘッド（１０）の回転基台内に設けられている。プ
ローブカード■は、第３図に示すように予め位置調整さ
れてプローブカードホルダ（１１）に装着例えばネジ止
めされている。このホルダ（１１）と一体のプローブカ
ード（へ）は、板厚方向に夫々適当な間隔を設けて縦列
状に例えば６機種収納可能な収納容器であるストッカ（
１２）に収納されている。

この時、各プローブカード■は、複数種の測定検査対象
品種に対応した夫々異品種のものも装着できる。上記収
納ストッカ（１２）には、各プローブカード■の収納位
置に対応して、プローブカード■の品種や、使用状態例
えばプローブ針（９）と被測定体との測定コンタクト数
や製造日などのプローブカード■の情報が表示される表
示パネル（１３）が設けられている。上記表示パネル（
１３）は、プローブ装置のＣＰＵと接続されていて、図
示しない操作パネルから、プローブカード■の品種や製
造日などの情報がオペレータによりキー人力される。

又、測定コンタクト数などのプローブカード■の使用状
態の情報は、プローブ装置のＣＰＵにより演算処理され
表示パネル（１３）に表示される。又。

ストッカ（１２）の各プローブカード■を載置する位置
には、プローブカード■の収納を確認するための図示し
ない接触型のスイッチが設けらけていて、プローブカー
ド■が収納されているとスイッチが作動して、表示パネ
ル（１３）又は、図示しない収納認識ランプが点燈する
ようになっている。上記のようなストッカ（１２）に収
納されたプローブカード■をホルダ（１１）ごとプロー
バ部のプローブカード■設置位置まで選択的に搬送する
搬送機構（１４）が設けられている。この搬送機構（１
４）は、第４図に示すように、プローブカード自動搬送
機構（１４）の基台（１５）上には、間隙を保持して回
転基台（１６）が配置されている。

回転基台（１６）上には伸縮自在の伸縮腕１例えば多数
のリンクをＸ状に枢着ピンで連結した構造の伸縮腕（１
７）が配置されている。

この伸縮腕（１７）の伸縮方向と平行に伸縮腕駆動捩子
（１８）がその両端を摺動支持部材（１９ａ）、（１９
ｂ）により回転基台（１６）に取付けられている。伸縮
腕駆動捩子（１８）にはポールナツト（２０）が螺合さ
れており、このポールナツト（２０）と伸縮腕（１７）
の支持ピン（２１）とがナツト連結板（２２）により連
結されている。

また回転基台（１６）上には伸縮腕駆動モータ（２３）
が設置されており、このモータ（２３）の回転軸に設け
られた歯車（２４）と伸縮腕駆動捩子（１８）の一端に
設けられた歯車（２５）とがタイミングベルト（２６）
で連結されている。

即ち、伸縮腕（１７）の伸縮動作は、回転基台（１６）
上に取付けられた伸縮腕駆動モータ（２３）の回転をタ
イミングベルト（２６）を介して駆動捩子（１８）に伝
達しこの回転により駆動捩子（１８）に螺合したポール
ナツト（２０）を移動させることにより、ポールナツト
（２０）と伸縮腕（１７）の支持ピン（２１）とを連結
するナツト連結板（２２）が移動して行われる。

伸縮腕（１７）の先端には１円盤状のプローブカード載
置板（２７）が取付けられており、その周縁部には１２
０度の角度の間隔をおいてプローブカード支持ピン（２
８）が突設されいてる。

一方、基台（１５）には回転モータ（２９）が取付けら
れており、この回転モータ（２９）の回転軸には歯車が
装着され、該歯車は回転基台（１６）と基台（１５）と
の間隙に設けられた図示を省略した回転基台回転軸とタ
イミングベルトにより連結されている。即ち、回転モー
タ（２９）を回転させることにより１回転基台（１６）
が回転する構造となっている。

ところで、基台（１５）は垂直駆動機構によりＺ軸方向
に昇降可能となっており、この垂直駆動機構は、プロー
ブ装置本体に垂設された３本の垂直ガイド軸（３０）と
垂直駆動捩子（３１）および垂直駆動モ−タ（３２）と
から構成されている。

垂直駆動モータ（３２）の回転軸には歯車が装着されて
おり、この歯車は垂直駆動捩子（３１）の下端部に挿通
された歯車とタイミングベルトを介して連結されている
。

３本の垂直ガイド軸（３０）は夫々基台（１５）に設け
られた軸受部材（３３）を貫通してプローブ装置本体か
ら垂設されており、その貫通部は摺動自在構造となって
いる。また、垂直駆動捩子（３１）にはポールナツト（
３４）が螺合されており、このポールナツト（３４）は
基台（１５）と固着されている。

即ち基台（１５）の昇降動作構造は、垂直駆動モータ（
３２）の回転により垂直駆動捩子（３１）を回転させる
ことで、垂直駆動捩子（３１）に螺合した基台（１５）
と一体となったポールナツト（３４）が昇降することで
行われる。

上記のようにプローブカード自動交換部■が例えばテス
トヘッド（１０）の回転移動を軽減させるヒンジ部内に
構成されている。

ここで、プローバ部■で、当該品種を検査中において、
他品種対応の各プローブカード■は、待機中状態でスト
ッカ（１２）にストックされている。

このストックされた状態の各種プローブカード（８）の
情報を、外部からオペレータが認識可能なように、スト
ッカ（１２）に設けられた表示パネル（１２）にプロー
ブカード■情報を表示している。この表示内容から、ス
トックされているプローブカード■の状態により、保守
や他の品種のプローブカード■と交換する。又、プロー
ブカード■情報のうち。

製造日から所定の期間経過しているものや、検査コンタ
クト数が所定数以上のもにおいては、プローブ装置のＣ
ＰＵの予め定められたプログラムに従って表示パネル（
１２）に警告ランプを灯すようにしても良い。

次にプローブ装置の動作作用を説明する。

プローバ部■において、カセット■に収納されている半
導体ウェハ（４）を予備アライメント後、測定ステージ
０に搬送する。ここで、正確にアライメントして、所定
の動作によりプローブカード■の対向位置にウェハ（イ
）を設置する０次に、Ｓ定ステージ■を上昇してウェハ
（４）に形成されたＩＣチップの電極パッドとプローブ
カード■のプローブ針■を接続コンタクトし、この接続
状態で図示しないテスタでＩＣチップの電気特性の測定
検査を行なう。上記コンタクト回数は、ＣＰＵによりカ
ウントし、ストッカ（１２）の表示パネル（１３）に加
算表示する。上記のような測定を繰返し、当該品種の測
定を終了した後に１次の品種に対応したプローブカード
■に交換する６次にこのようなプローブカード自動交換
動作について説明する。

まず、予めプローブ装置ＣＰＵの記憶機構にプログラム
されたウェハ（４）の品種情報に基づいて該ウェハ品種
に対応するプローブカード（ハ）を選択し、プローブカ
ード載置板（２７）がカード収納ストッカ（１２）に収
納された選択されたプローブカード（へ）の下面に挿入
するように伸縮腕（１７）を伸ばした後。

垂直駆動モータ（３２）を駆動して基台（１５）を上昇
させ、プローブカード載置板（２７）上にプローブカー
ド■を載置する。そして図示を省略したプローブカード
位置合せ機構にプローブカード■を一時載置して位置合
せをおこなう。

位置合せ終了後、再びプローブカード（ハ）を載置し、
回転モータ（２９）を駆動して回転基台（１６）を９０
度回転させた後、伸縮腕（１７）を伸ばしてプローブ装
置のテストヘッド（１０）下面に設けられたインサート
リング■下面までのプローブカード（ハ）を搬送し、次
に垂直モータ（３２）を駆動して基台（１５）を上昇さ
せてプローブカード■とインサートリング■とを当接す
る。この後、プローブカード固定機構によりプローブカ
ード■とインサートリング■とを固定する。

上記説明したようにプローブカード自動交換機能付プロ
ーブ装置において、各種プローブカードを収納しておく
ストッカに、各種プローブカードと対応して、プローブ
カード情報例えば品種や製造日および測定検査コンタク
ト数を表示するようにしたことにより、予めプローブカ
ードの使用状態等を認識でき、常に品質のよい状態のプ
ローブカードを収納容器に収納しておけて、正確な検査
が可能となる。

この発明は上記実施例に限定されるものではない。例え
ば各種プローブカードの情報を収納容器等に表示せずに
、−括してＴＶ画面等に表示しても良い、又、第５図に
示すように、プローブカード（８）の収納容器（１２）
に照明機構（３５）を設けて、プローブカードの状態を
目視で確認できるようにしても良い。

さらに、プローブカードをインサートリングに装着し、
このインサートリングと一体をなすプローブカードをス
トッカに複数収納し、インサートリングごとプローブカ
ードをプローバ部上方から交換する構成のプローブ装置
においても同様に、プローブカード情報を表示するよう
にすることにより、上記実施例と同様な効果が得られる
。

又、プローブカードの情報は、プローブ装置に接続され
た上位のコンピュータから入力されても良い。

さらに、ストッカに収納されるプローブカードは、プロ
ーブカード■とホルダ（１１）を一体としたものについ
て説明したが、プローブカード自体にホルダ機能を持た
せたものでも構わない。

又、プローブカードは同品種のプローブカードを収納し
ても良く、カセット内のウェハが全て測定終了前でもプ
ローブ装置で指定した条件でプローブカードが交換可能
である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を説明するためのプローブカ
ード自動交換機能付プローブ装置の図、第２図は第１図
の斜視図、第３図は第１図のストッカの図、第４図は第
１図の搬送機構の図、第５図は第１図のストッカの他の
実施例を説明するための図である。１・・・プローバ部２・・・プローブカード自動交換部８・・・プローブカード１１・・・プローブカードホルダ１２・・・ストッカ　　　　　１３・・・表示パネル１
４・・・搬送機構第１図第２図第３図第４図；可５図手続補正書

Claims

【特許請求の範囲】

（１）被測定体に対応したプローブカードを自動的に装
着して測定するプローブ装置において、上記プローブカ
ードを複数種収納する収納容器に各プローブカードの情
報を認識可能な如く設けたことを特徴とするプローブカ
ード自動交換機能付プローブ装置。
（２）プローブカードの情報は、品種および使用状態で
あることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載のプロ
ーブカード自動交換機能付プローブ装置。
（３）各プローブカードに対応して視認可能な表示部を
収納容器に設け、この表示部にプローブカードの情報を
表示して認識可能としたことを特徴とする特許請求の範
囲第１項記載のプローブカード自動交換機能付プローブ
装置。
（４）収納容器に収納された各プローブカードに対応し
て設けられた各情報に照明機構を設けてプローブカード
の情報を認識可能としたことを特徴とするプローブカー
ド自動交換機能付プローブ装置。
（５）表示内容は、プローブ装置内のＣＰＵメモリにて
演算記憶されたプローブカードの情報であることを特徴
とする特許請求の範囲第３項記載のプローブカード自動
交換機能付プローブ装置。