JPH04355943A - ウエハプローバ - Google Patents

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】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、半導体ウエハのプロー
ブテストを行うためのウエハプローバに関する。

【０００２】

【従来の技術】半導体デバイスの製造工程においては、
ウエハ内にＩＣチップが完成した後、アセンブリ工程の
前に不良チップを排除するために、ウエハプローバによ
ってウエハ内の各チップに対してプローブテストと呼ば
れる電気的測定検査が行われる。

【０００３】前記ウエハプローバは、ウエハ載置ステー
ジの上方側に位置するプローブ針を備えたプローブカー
ドや、このプローブカードの上方側に当該プローブカー
ドに対してポゴピンなどにより電気的に接続されたテス
タヘッドなどにより構成され、例えばウエハ載置ステー
ジを上昇させてウエハ内のチップの電極パッドとプロー
ブ針とを接触させて電気的測定検査を行い、これによっ
てチップの良否を判定するものである。

【０００４】ところでこのような検査はＩＣチップの種
類が異なる毎にその種類に応じたプローブカードに交換
する必要があるが、プロービングセンタ（ウエハの測定
位置）においては、上方側にテストヘッドが、また下方
側にウエハ載置ステージが夫々位置していて、プローブ
カードの交換作業のための空間が狭いので自動交換が困
難であり、このため従来は通常手動で行うことが多かっ
た。

【０００５】また一方において作業効率を高めるために
自動化の工夫も進められており、例えば特開昭６２−１
６９３４１号公報には、ウエハチャックをプローブカー
ドの交換のために共用し、ウエハチャックを載置ステー
ジによりＸ−Ｙ方向に移動させて、プロービングセンタ
のプローブカードを収納具内の別のプローブカードと交
換する技術が記載されている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら上述のよ
うにプローブカードを手動で交換する場合には、テスト
ヘッドとウエハ載置ステージに挟まれた狭い空間で交換
作業を行わなければならないので作業が煩わしいし、そ
の上作業効率が悪いという欠点がある。

【０００７】また特開昭６２−１６９３４１号公報に記
載された方法では、収納具から保護板を取り出してプロ
ービングセンタまで運び、この保護板にプローブカード
を重着して収納具まで移送するようにしているため、一
回の交換作業にウエハ載置ステージを２往復させなけれ
ばならないし、更にウエハの交換とプローブカードの交
換とを並行して行うことができないので作業効率が悪く
、その上プロービングセンタにてプローブカードを着脱
するためのバキューム機構が必要となるので構造も複雑
である。

【０００８】更にまたデバイスの集積化が進み、これに
伴ってチップの電極パッドの数が増え、その面積も狭く
なると、プローブカードを装着固定する部分とプローブ
カードとの位置関係を相当厳しく設定しておいて、ウエ
ハステージ側のＸ、Ｙ方向の位置合わせを厳密に行って
も、電極パッド群のいくつかについては、プローブ針の
接触位置が適切でない場合も起こり得る。

【０００９】本発明はこのような事情のもとになされた
ものであり、その目的は、プローブカードの交換作業を
行うにあたって作業が容易であり、プローブ針と電極パ
ッドとを常に確実に接触させることができて安定したプ
ローブテストを行うことのできるウエハプローバを提供
することにある。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明は、プローブカー
ド取付部に取り付けたプローブカードによりウエハに対
して電気的測定を行うウエハプローバにおいて、前記プ
ローブカード取付部に、プロービングセンタから横方向
にプローブカードの着脱位置まで延びるように設けられ
た保持案内機構と、前記保持案内機構により保持された
状態で案内され、プローブカードを着脱自在に保持する
ためのカードチャックと、前記カードチャックをプロー
ブカードの中心軸のまわりに回転させてプローブカード
の位置決めを行う位置決め機構と、を備え、前記プロー
ブカードの着脱位置にてプローブカードを交換すること
を特徴とする。

【００１１】

【作用】あるウエハに対してプローブテストが終了し、
次いで別の種類のチップについて検査を行う場合、プロ
ービングセンタに位置しているカードチャックを保持案
内機構により案内しながらプローブカードの着脱位置ま
で移動する。次に作業者により手動によって、あるいは
別途設置した移載機構によってカードチャックからプロ
ーブカードを取り外してストッカに収納し、しかる後別
のプローブカードをストッカから取り出してプローブカ
ードに保持させ、前記保持案内機構によりカードチャッ
クをプロービングセンタまで移動する。その後例えば一
旦ウエハとプローブ針とを接触させてその針跡から位置
ずれ量を調べた後、位置決め機構によりカードチャック
を回動してプローブカードの位置決めを行う。

【００１２】

【実施例】以下図面を参照しながら本発明の実施例を説
明する。図１は本発明の実施例の全体を示す斜視図、図
２はカード取付台にプローブカードが保持された状態を
示す縦断側面図、図３はプローブカードの平面図である
。１はプローブカード取付部としてのプローブカード取
付台であって、ウエハチャック２の上方側に設置されて
おり、プローブカード取付台１のプロービングセンタに
は、後述するプローブカードのプローブ針とウエハ内の
電極パッドとの位置関係を例えばＴＶカメラで調べるた
めの覗き窓１１が形成されている。また前記ウエハチャ
ック２は、Ｘ、Ｙ方向に移動可能なウエハ載置ステージ
２１上に、高さ方向に移動自在でかつ鉛直軸まわりに回
転自在に設けられている。

【００１３】前記プローブカード取付台１の下面には、
後述するカードチャックの保持案内機構をなす、互に対
向する一対のＬ字型のスライドガイド３ａ、３ｂがプロ
ービングセンタからプローブカードの着脱位置例えばプ
ローブカード取付台１の端部まで横方向に伸びるように
設けられている。

【００１４】前記スライドガイド３ａ、３ｂには、一対
の逆Ｌ字型のスライド部４１ａ、４１ｂを介してカード
チャック４が保持されており、前記スライド部４１ａ、
４１ｂは、カードチャック４の上面にて互に対向する一
対の組が横方向に２組設けられている。ここでこの例で
は前記スライドガイド３ａ、３ｂ及びカードチャック４
のスライド部４１ａ、４１ｂは、夫々リニアモータのス
テータ及びロータとして機能し、カードチャック４をプ
ロービングセンタとプローブカード取付台の端部との間
を正確かつ迅速に搬送するための搬送機構を構成するも
のである。なお本発明でははこのような搬送機構を用い
ずに手動でカードチャック４をスライドガイド３ａ、３
ｂに沿って移動させるようにしてもよい。

【００１５】前記カードチャック４は、円形状に形成さ
れると共に、側部より突出したレバー４２を備え、更に
中央部には、内周面に段部４３（図１では示していない
）を有する開口部４４が形成されている。　　前記カー
ドチャック４の開口部４４には、下面にプローブ針５１
を備えたプローブカード５が交換用リング６を介して着
脱自在に保持されており、交換用リング６は、内面側及
び外面側が、夫々プローブカード５の外周面の段部と開
口部４４の段部４３とに係合される形状となっている。

【００１６】また交換用リング６の外周面及び開口部４
４の内周面には、夫々互に係合する位置決め用のピン６
１及び凹部４５が形成されると共に、交換用リング６の
内周面及びプローブカード５の外周面にも夫々位置決め
用の互に係合する凹部、凸部（図示せず）が形成されて
おり、これら凹部、凸部を互に係合させ、かつ前記ピン
６１及び凹部４５を互に係合させることによって、カー
ドチャック４に対するプローブカード５の回転方向（鉛
直軸まわりの向き）の位置決めが自動的に行われる。

【００１７】一方前記カ−ドチャック４のレバー４２に
は、プローブカード５がプロービングセンタに位置した
ときに当該プローブカード５をその中心軸（中心の鉛直
軸）のまわりに回動させて位置決めするための位置決め
機構７が組み合わせて設けられている。この位置決め機
構７は、例えば図４に示すように、ハウジング７１内に
設けられた長尺の歯車７２と、この長尺の歯車７２に歯
合して当該歯車７２の長さ方向に移動する大径の歯車７
３と、この歯車７３に一端が取り付けられると共に、外
周にスクリューネジ部７４が形成されていてハウジング
７１に螺合されながら長さ方向にスライドするスライド
軸７５と、前記長尺の歯車７２を駆動するように伝達機
構７６を介してハウジング７１に付設されたステッピン
グモータＭとを有してなる。

【００１８】また前記スライド軸７５の他端はハウジン
グ７１より突出して例えばその先端部が前記レバー４２
に当接しており、モータＭを駆動すると歯車７２、７３
により迅速それて延び出しまたは縮退するようになって
いる。そしてスライド軸７５の延び出し、縮退によって
レバー４２も進退し、この結果カードチャック４が例え
ばプローブカード取付台１と共に回動する。

【００１９】この場合には、プローブカード５がプロー
ビングセンタに位置したときに位置決め機構７が例えば
床面に対して固定された状態となるように構成すると共
に、例えばプローブカード取付台１に巻きバネなどを組
み合わせてその復元力によりレバー４２が常時スライド
軸７５の先端部を押圧する構成とすることによってレバ
ー４２を進退させることができる。　　またこのような
構成とする代りに例えばレバー４２に奥部の広い溝を形
成すると共に、スライド軸７５の先端部を前記溝に適合
する形状に形成し、スライド軸７５の先端部が前記溝内
にて回動可能でかつ抜脱しないように係合させ、スライ
ド軸７５の延び出しまたは縮退に応じてレバー４２を進
退させるようにしてもよい。

【００２０】そしてカードチャック４が回動する構造に
ついては、例えば床面に固定枠を設置してこの固定枠に
プローブカード取付台１を回動自在に設けるようにして
もよいが、カードチャック４を上下に２分割してその下
部側を上部側に対して回動させるようにしてもよい。

【００２１】また前記プローブカード取付台１の端部（
プローブカードの着脱位置）の近傍には、プローブカー
ドを複数枚収納するために複数段の収納台８１を備えた
ストッカ８が設置されており、更にカードチャック４に
保持されているプローブカード５を取り外してストッカ
８内のプローブカード５と交換するための移載機構９が
配設されている。この移載機構９は、支柱９１に沿って
図示しない昇降機構により昇降する昇降台９２と、この
昇降台９２に取付けられ、プローブカード５の上面を吸
着保持しかつ旋回する機能を持ったロボットハンド９３
とからなる。

【００２２】次に上述実施例の作用について説明する。 あるウエハに対してプローブテストが終了した後、続い
て別の種類のチップについて検査を行う場合、先ずカー
ドチャック４をプロービングセンタからスライドガイド
３ａ、３ｂに沿って先述したようにリニアモータの駆動
力を利用してプローブカード取付台１の端部まで搬送す
ると共に、昇降台９２を図示しない昇降機構により所定
の高さ位置まで上昇させ、かつロボットハンド９３の先
端部をカードチャック４の上方に位置させておき、次い
でロボットハンド９３を前記昇降機構により降下させて
、カードチャック４に保持されているプローブカード５
を交換用リング６と共にその上面側からロボットハンド
９３に吸着保持する。その後ロボットハンド９３を上昇
させてプローブカード５及び交換用リング６をカードチ
ャック４の開口部４４から取り外し、ストッカ８側に旋
回させて所定の収納台８１内にプローブカード５及び交
換用リング６を載置した後、吸着保持作用を解除する。

【００２３】しかる後ロボットハンド９３により、別の
収納台８１に収納されている所定のプローブカード５を
交換用リング６と共にその上面側から吸着保持し、旋回
、昇降動作によりプローブカード５及び交換用リング６
をカードチャック４の開口部４４に、ピン６１が凹部４
５内に係合して位置決めされた状態で嵌入して収納した
後カードチャック４をスライドガイド３ａ、３ｂに沿っ
てリニアモータの駆動力によりプロービングセンタまで
搬送する。

【００２４】このようにしてプローブカード５を交換し
た後、プロ−ブカ−ド５の図示しない端子部とテストヘ
ッドＴの図示しない電気的接続部を接続し、その後例え
ば図５に示す手順にしたがいプローブカード５のプロー
ブ針５１とウエハＷとの位置合わせを行う。即ちウエハ
Ｗをアライメントした後ウエハ載置ステージ２１のウエ
ハチャック２に保持し、次いでウエハ載置ステージ２１
を予め記憶されたＸ量、Ｙ量（Ｘ、Ｙ方向の移動量）だ
け移動させた後、ウエハチャック２を上昇かつ所定量回
転させてウエハＷにプローブ針５１を接触させ、その針
跡をＴＶカメラで捉えて予め定めた位置に対するずれ分
を計算し、このずれ分を相殺するように前記位置決め機
構７によりカードチャック４のレバー４２を進退させて
プローブカード５をプローブカード取付台１と共に例え
ば１〜２度程度の角度だけ回転させ、同様にウエハＷと
プローブ針５１とを接触させて位置ずれを解消したこと
を確認した後、プローブテスト、即ちプローブ針５１と
ウエハＷのチップの電極パッドとを接触させて所定の電
気的特性検査を行う。

【００２５】以上において本発明では、プローブカード
取付台１の下面に溝を形成し、この溝内に係合する係合
部をカードチャック４に取り付けてカードチャック４を
保持案内するなど、保持案内機構としては種々の方式を
採用することができ、またカードチャック４によりプロ
ーブカード５を保持する構造についても、カードチャッ
ク４の開口部４４内に交換用リング６を介してプローブ
カード５を嵌合させるものに限定されるものでないし、
更にはまたプローブカード取付台１の形状構造について
も周囲のスペースやテストヘッドの構造などに対応した
ものとすることができる。

【００２６】なお本発明では、プロ−ビングセンタと着
脱位置との間をプロ−ブカ−ド５を移動させるためには
、手動で行ってもよいし、また着脱位置に置かれたプロ
ーブカード５をカードチャック４から取り外して別のプ
ローブカードに交換する作業についても、手動で行って
もよい。

【００２７】

【発明の効果】以上のように本発明によれば、プローブ
カード取付台にカードチャックを介してプローブカード
を保持させた状態でプロービングセンタから横方向に着
脱位置まで移動し、着脱位置にて当該プローブカードを
交換するようにしているため、テストヘッドとウエハ載
置ステージとの間に挟まれた狭い空間でプローブカード
の交換を行う場合に比べて、交換のために必要な機構、
構造が簡単になり、作業も容易になる。

【００２８】そして位置決め機構によりカードチャック
を介してプローブカードを回動させるようにしているた
め、ウエハに対するプローブカードの回転方向の位置を
微調整できるので、チップの電極パッドに対してプロー
ブ針を常に適切に接触させることができ、安定した測定
を行うことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例の全体構成を示す斜視図である
。

【図２】プローブカード取付台にプローブカードが保持
された状態を示す縦断側面図である。

【図３】プローブカードを示す平面図である。

【図４】位置決め機構を示す断面図である。

【図５】ウエハとプローブカードとの位置決めのフロー
を示すフロー図である。

【符号の説明】

１　　プローブカード取付台 ２　　ウエハチャック ３ａ、３ｂ　　保持案内機構 ４　　カードチャック ４１ａ、４１ｂ　　スライド部 ５　　プローブカード ６　　交換用リング ７　　位置決め機構 ８　　ストッカ ９　　移載機構

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　プローブカード取付部に取り付けたプ
   ローブカードによりウエハに対して電気的測定を行うウ
   エハプローバにおいて、前記プローブカード取付部に、
   プロービングセンタから横方向にプローブカードの着脱
   位置まで延びるように設けられた保持案内機構と、前記
   保持案内機構により保持された状態で案内され、プロー
   ブカードを着脱自在に保持するためのカードチャックと
   、前記カードチャックをプローブカードの中心軸のまわ
   りに回転させてプローブカードの位置決めを行う位置決
   め機構と、を備え、前記プローブカードの着脱位置にて
   プローブカードを交換することを特徴とするウエハプロ
   ーバ。