JPH0618228B2

JPH0618228B2 - プロ−ブ装置

Info

Publication number: JPH0618228B2
Application number: JP62181645A
Authority: JP
Inventors: 祐一阿部
Original assignee: Tokyo Electron Ltd
Current assignee: Tokyo Electron Ltd
Priority date: 1987-07-20
Filing date: 1987-07-20
Publication date: 1994-03-09
Anticipated expiration: 2009-03-09
Also published as: JPS6424437A

Description

【発明の詳細な説明】〔発明の目的〕（産業上の利用分野）本発明は、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エハに多数形
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
パターンが異なるごとに交換する必要があり、適宜交換
を行なっていた。この交換は、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８箇所程度のビス等を
緩めてプローブカードを取外し、この後他のプローブカ
ードを取付けていた。

更にこのプローブカード固定装置は、特開昭59-189641
号，特開昭60-1840号公報で周知である。

（発明が解決しようとする問題点）しかしながら上記説明の従来の技術では、オペレータが
８箇所程度のビスにより上記プローブカードを脱着しな
ければならず、手間がかかり作業性が悪い等の問題点が
あった。

また、ビス止めする順番が悪いとプローブカードが歪む
等の問題が発生した。プローブカードの取付けは、ＩＣ
チップの電極パッドが極小のため、信頼性の高い測定結
果を得るためにはプローブカードを精度良く取付け交換
しなければならず、プローブカードが歪んだ状態である
とプローブカードが有するプローブ針と上記ＩＣチップ
の電極パッドが正確に接触せずに接触不良等が発生して
しまうため、この精度調整に多くの時間を費やすここと
なり作業時間の短縮化の障害となる問題点があった。

更に上記広報で開示したプローブカード固定方法では、
ピンにより電気的接続及び固定を兼ねるため、固定力が
弱く、位置ずれが発生するという問題点があった。

本発明は上記点に対処してなされたもので、プローブカ
ードをワンタッチ交換して作業の簡略化及び、交換時間
を短縮可能とし、更にプローブカードの歪を防ぐことの
可能なプローブ装置を提供しようとするものである。

〔発明の構成〕

（問題点を解決するための手段）本発明は、被測定体の品種毎に対応したプローブカード
に交換し、上記被測定体の測定を行なうプローブ装置に
おいて、前記プローブカードの周縁部に取着され、該プ
ローブカードとの相対位置を調節可能に構成され、プロ
ーブ装置本体に対する位置決め機構を有するプローブカ
ードアダプターと、前記プローブ装置本体の所定位置に
配設され、レバーを回動操作することによって前記プロ
ーブカードアダプターを前記プローブ装置本体の所定位
置に押圧支持可能に構成された複数の支持機構とによっ
て、前記プローブカードを前記プローブ装置本体に着脱
自在に支持するように構成したことを特徴とするプロー
ブ装置を得るものである。

（作用効果）プローブカードの交換をプローブカードチェンジレバー
により行なうことにより、プローブカードをワンタッチ
で正確な交換ができ、作業の簡略化及び交換時間が短縮
可能となる。また、プローブカードの取付け時のビス等
による固定の際発生する作業ミスによるカードの落下、
又歪を防ぐことが容易となる。

さらに、プローブカードの交換の自動化に容易に対応す
ることができる。

（実施例）以下、本発明装置の一実施例につき図面を参照して説明
する。

まず、プローブ装置の構成を説明する。

プローブ装置(1)には、ウエハカセット(2)が設けられ、
このカセット(2)にはウエハ(3)を所定の間隔を設けて例
えば25枚設置可能に設けられている。このウエハカセッ
ト(2)はカセット収納部(4)に設けられ、図示しない搬送
機構により予備位置決めステージ(5)に搬送可能に設け
られている。この予備位置決めステージ(5)は、回転し
てウエハ(3)のオリ・フラを基準に精度±１゜位まで予
備位置決めする構成になっている。この予備位置決めス
テージ(5)から測定ステージ(6)まで上記ウエハ(3)を搬
送可能に搬送機構例えばハンドアーム（図示せず）が設
けられている。上記測定ステージ(6)は、上記ハンドア
ームにより搬送されたウエハ(3)を保持例えば吸着保持
可能であり、この保持状態でウエハ(3)をＸ・Ｙ・Ｚ方
向に移動自在に構成されている。上記測定ステージ(6)
に保持したウエハ(3)を測定するプローブ針(7)を有する
プローブカード(8)がプローブ装置(1)の上面に配設して
いるヘッドプレート(9)に取付けられている。このプロ
ーブカード(8)の取付けは、第２図に示すようにプロー
ブカード(8)が嵌め込まれているプローブカードアダプ
ター(10)の周囲を複数箇所例えば３箇所で支持するプロ
ーブカードチェンジレバー(11)により上記プローブカー
ドが着脱自在に設けられている。このプローブカードチ
ェンジレバー(11)は第３図に示すように、ヘッドプレー
ト(9)の下面に軸支された回転軸(12)を支点として把持
部(13)を矢印(14)方向へ移動させると、これに連動して
支持部(15)が回転軸(16)を支点として矢印(17)方向へ移
動するように上記把持部(13)の回転軸(12)側端部と、上
記支持部(15)の回転軸(16)側端部が歯車形状に設けられ
ており、上記把持部(13)を矢印(14)方向及びこれと逆方
向に回転移動させることにより、噛合作用で上記支持部
(15)が矢印(17)方向及びこれと逆方向に回転移動するよ
うに構成されている。このプローブカードチェンジレバ
ー(11)の一部である支持部(15)の先端側面には爪(18)が
設けられており、プローブカード(8)が嵌め込まれてい
るプローブカードアダプター(10)に設けられている固定
溝(19)に上記爪(18)を挿入してプローブカードアダプタ
ー(10)を位置決め固定が可能となっている。このプロー
ブカードアダプター(10)とプローブカード(8)の装着固
定は、プローブカード(8)に設けられたネジ穴と上記プ
ローブカードアダプター(10)に設けられたネジ穴を重ね
合わせ上下からネジとナットで固定するものである。こ
の時、プローブカードアダプター(10)のネジ穴は、プロ
ーブカード(8)の回転（θ方向）調整が可能なように構
成されている。このようにプローブカード(8)を装着固
定したプローブカードアダプター(10)の保持は、ヘッド
プレート(9)下面の予め定められた位置に形成されてい
る装着溝に上記プローブカードアダプター(10)を挿入
し、このプローブカードアダプター(10)を複数箇所例え
ば３箇所に設けられたプローブカードチェンジレバー(1
1)により位置決め支持される構成になっている。この支
持時には、上記プローブカードチェンジレバー(11)がロ
ックする構成になっており、これは把持部(13)を矢印(1
4)と逆方向即ちヘッドプレート(9)側に回転させ、この
把持部(13)と支持部(15)が平行即ちヘッドプレート(9)
に接触した時点で、ロックするロック機構(20)が設けら
れている。このロック機構(20)は、把持部(13)に設けら
れている回転軸(22)に一端が軸着したアーム(21a)の他
端が回転軸(23)に軸着し、更にこの回転軸(23)に一端が
軸着したアーム(21b)の他端が、ヘッドプレート(9)に軸
支されている回転軸(24)に軸着している。上記アーム(2
1b)の回転軸(23)側の一端の把持部(13)側には突起が形
成されており、この突起の先端部には半球状凸部(25b)
がアーム(21a)側に設けられていて、アーム(21a)に対応
して設けられた半球状凹部(25a)に把持部(13)を矢印(1
4)方向へ移動することにより嵌合してロックする構成に
なっている。また、上記アーム(21b)の回転軸(24)寄り
に半球状凸部(26b)が設けられており、アーム(21a)に対
応して設けられた半球状凹部(26a)に把持部(13)を矢印
(14)と逆方向へ移動してヘッドプレート(9)に接触した
時点で嵌合してロックする構成になっている。このよう
に、プローブカードチェンジレバー(11)により上記プロ
ーブカード(8)が装着したプローブカードアダプター(1
0)の着脱及び支持固定が可能に構成されている。

次に、上述したプローブ装置による半導体ウエハの測定
方法及びプローブカードの交換方法を説明する。

第１図において、複数枚のウエハ(3)を収納したウエハ
カセット(2)から図示しない搬送機構例えば真空吸着ピ
ンセットにより上記ウエハ(3)を吸着保持し、挿出す
る。この挿出したウエハ(3)を一端を中心に回転自在で
ある搬送アーム（図示せず）により予備位置決めステー
ジ(5)へ搬送する。この予備位置決めステージ(5)により
上記ウエハ(3)のオリ・フラを図示しない透過型センサ
ー例えばフォトインタラプタ等により検出し、このオリ
・フラを基準に精度±１゜位まで予備位置決めを行な
う。この予備位置決めを終えたウエハ(3)を上記搬送ア
ームにより測定ステージ(6)へ搬送し、載置する。この
測定ステージ(6)は、上記ウエハ(3)を保持例えば吸着保
持し、光学系ブリッジ（図示せず）部で上記ウエハ(3)
上に形成されたスクライブライン等を基準にアライメン
トを行なった後に、プローブカード(8)の直下である測
定部へ移動する。そして、上記ウエハ(3)上に複数個形
成したチップの電極パッドとプローブカード(8)が有す
るプローブ針(7)との位置を合わせる針合わせを行な
い、上記電極パッドにプローブ針(7)を接触させて、上
記各チップの測定を行なう。

そして、上記測定を品種の異なるウエハの測定の必要が
発生するまで行ない、品種の異なるウエハが発生した場
合又は、上記プローブカード(8)が破損した場合等に、
ウエハの品種をウエハのＩＤコードなどを自動認識する
などして判別し、当該ウエハに対応するプローブカード
(8)との交換を次の手段により行なう。この交換は、例
えば第３図に示すようなプローブカードチェンジレバー
(11)を使用し、把持部(13)を矢印(14)方向へ移動させる
と、これに連動して噛合作用で支持部(15)が矢印(17)方
向へ移動して、上記ロック機構(20)におけるアーム(21
a)の半球状凹部(25a)と、アーム(21b)の半球状凸部(25
b)とが嵌合した時点で上記プローブカードチェンジレバ
ー(11)を固定する。この時、上記支持部(15)の矢印(17)
方向への移動時に、上記プローブカード(8)が装着固定
されているプローブカードアダプター(10)が落下するこ
とを防止する為に予め適切な処置を行なう。そして、プ
ローブカード(8)が装着固定されているプローブカード
アダプター(10)ごと取外し、他の測定するウエハの品種
に対応するプローブカード(8)が装着固定されているプ
ローブカードアダプター(10)をヘッドプレート(9)下面
の予め定められた位置に形成されている挿着溝に上記プ
ローブカードアダプター(10)を挿入し、このプローブカ
ードアダプター(10)を複数箇所例えば３箇所に設けられ
た上記構成のプローブカードチェンジレバー(11)により
位置決め固定される。この位置決め固定は、プローブカ
ードチェンジレバー(11)の一部である支持部(15)の先端
側面に設けられている例えば円錐形状の爪(18)が、上記
支持部(15)の矢印(17)と逆方向の移動により上記プロー
ブカードアダプター(10)に設けられている上記爪(18)と
同形状の固定溝(19)に挿入され、上記支持部(15)がヘッ
ドプレート(9)下面と接触した時点で嵌合して位置決め
固定される。

このように、プローブカードチェンジレバー(11)の把持
部(13)を矢印(14)方向に回転移動し、この移動に連動し
て動作する支持部(15)を矢印(17)方向へ噛合作用で回転
移動して上記プローブカードアダプター(10)の固定を解
除して他のプローブカード(8)が装着固定されているプ
ローブカードアダプター(10)に交換し、元の状態に上記
プローブカードチェンジレバー(11)を戻してプローブカ
ード(8)の交換を終了する。この交換されたプローブカ
ード(8)は、上記チェンジレバー(11)により固定された
時点でプローブ針(7)とヘッドプレート(9)が図示しない
接続機構により電気的接続可能に構成されており、上記
プローブ針(7)による電気的測定を実行することができ
る。このプローブカード(8)が装着固定されているプロ
ーブカードアダプター(10)の交換は、上記ヘッドプレー
ト(9)を開閉させて交換したり、このプローブカードア
ダプター(10)部のみの開閉機構を予め設けておき、これ
を開閉して交換するとこの交換を楽に行なうことがで
き、更に交換時間を短縮することもできる。このような
開閉機構による交換において、高周波測定用プローブ装
置である場合にはテストヘッドが上記開閉機構の上部に
位置するため、このテストヘッドを退避させて上記開閉
動作を行なうと交換に差し支えはない。

また、上記交換はオペレータにより手動で交換する場合
であるが、これを自動交換で行なってもよい。この自動
交換方法は第４図に示すように、まず、プローブカード
アダプター(10)に正確に位置決めしたプローブカード
(8)を収納ラック(27)に所定の間隔を設けて複数平行に
積載する。ここで予めプローバＣＰＵの記憶機構にプロ
グラムされたウエハの品種情報に基づいて、このウエハ
品種に対応するプローブカード(8)を選択し、この選択
されたプローブカード(8)の下面に搬送アーム(28)を挿
入する。この搬送アーム(28)の先端には、円盤状のプロ
ーブカード載置板(29)が取付けられており、その周縁部
には例えば120度の角度の間隔をおいてプローブカード
支持ピン(30)が突設されている。このような搬送アーム
(28)を上昇させることによりプローブカード(8)をプロ
ーブカード載置板(23)に載置する。そして図示しないプ
ローブカードアダプター(10)位置合わせ機構にプローブ
カード(8)を保持したプローブカードアダプター(10)を
一時載置して位置合わせを行なう。この位置合わせ終了
後、再びプローブカード(8)をプローブカードアダプタ
ー(10)ごと載置し搬送アーム(28)を回転させてヘッドプ
レート(9)下面まで搬送する。次にこの搬送アーム(28)
を垂直に上昇させて、例えばプローブカードアダプター
(10)の図示しないガイド孔にヘッドプレート(9)のガイ
ドピン(31)を挿入位置決め後、プローブカードチェジレ
バーをエアーシリンダー等で駆動して上記プローブカー
ド(8)をプローブカードアダプター(10)ごと保持する。
上記の搬送アームとして例えば多数のリングをＸ状に枢
着ピンで連結した構造の伸縮腕などが考えられるが、こ
の搬送機構に限定するものではなく例えばスカラーロボ
ット等を用いてプローブカードを搬送してもかまわな
い。更にこのようなプローブカード自動交換機構はプロ
ーブ装置内に設置することにより、プローブ装置の完全
自動化が達せられる。

上記実施例では、プローブカードの交換にプローブカー
ドアダプターごとに交換したが、プローブカードのみの
交換でも同様に行なうことができる。

また、上記実施例ではプローブカードチェンジレバーを
３箇所に使用する実施例を説明したが、更に複数箇所に
使用してもよいし、例えば１箇所に使用して片側に断面
Ｌ字状の引っ掛け機構を設けて上記１箇所のプローブカ
ードチェンジレバーを操作してプローブカードの交換を
行なってもよい。

以上述べたようにこの実施例によれば、プローブカード
の交換時間を短縮することができる。また、プローブカ
ードの取付け時のビス等による固定の際発生する作業ミ
スによるカードの落下、又歪の発生を防ぐことができ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明装置の一実施例を説明するためのプロー
ブ装置の構成図、第２図、第３図は第１図のプローブカ
ードチェンジレバーの一実施例説明図、第４図はプロー
ブカード自動交換説明図である。７……プローブ針、８……プローブカード、９……ヘッドプレート、 10……プローブカードアダプター、 11……プローブカードチェンジレバー 20……ロック機構。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】被測定体の品種毎に対応したプローブカー
ドに交換し、上記被測定体の測定を行なうプローブ装置
において、前記プローブカードの周縁部に取着され、該プローブカ
ードとの相対位置を調節可能に構成され、プローブ装置
本体に対する位置決め機構を有するプローブカードアダ
プターと、前記プローブ装置本体の所定位置に配設され、レバーを
回動操作することによって前記プローブカードアダプタ
ーを前記プローブ装置本体の所定位置に押圧支持可能に
構成された複数の支持機構とによって、前記プローブカードを前記プローブ装置本体に着脱自在
に支持するように構成したことを特徴とするプローブ装
置。