JPH0652749B2

JPH0652749B2 - プロ−ブ装置

Info

Publication number: JPH0652749B2
Application number: JP62135669A
Authority: JP
Inventors: 栄二林
Original assignee: Tokyo Electron Ltd
Current assignee: Tokyo Electron Ltd
Priority date: 1987-05-29
Filing date: 1987-05-29
Publication date: 1994-07-06
Anticipated expiration: 2009-07-06
Also published as: JPS63299356A

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）プローブ装置例えば半導体ウエハプローバは実開昭60-1
30646号公報などに記載されている周知のものである。

即ち位置決めされたウエハに形成された半導体チップの
パッドにプローブ針を接触させ、そのプローブ針の他方
にテストヘッドのピンエレクトロニクスボードを接触さ
せ電気的性能を測定する。この際、ウエハの載置された
ステージに移動し、プローブカードの針を上記半導体チ
ップに接触させ測定するものである。このような構成の
プローバは、着脱自在に構成されたプローブカードを保
持しているインサートリングをプローバ筐体上面のヘッ
ドプレートの測定部に該当する部分に装着し、その部分
にテストヘッドを必要に応じて一端を中心に回転移動し
て上記ヘッドプレートの測定部と接続するもの例えば実
開昭60-163743号公報に開示されたものがある。このよ
うにテストヘッドを必要に応じて一端を中心に回転移動
してヘッドプレートの測定部と接続する際、従来ではオ
ペレーターがテストヘッドを押し下げ、このテストヘッ
ドがヘッドプレートの測定部に接続したことを確認した
後この接続状態を保つためにテコクランパー等により固
定していた。

（発明が解決しようとする問題点）しかしながら、上記説明の従来の技術では、オペレータ
ーがテストヘッドを押し下げ、更に上記テストヘッドと
ヘッドプレートの測定部が接続状態を維持するためにオ
ペレーターがテコクランパーで固定させる為、手間がか
かり、更に半導体製造工程及び検査工程の理想である完
全自動化が行なえない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、半導体製造
工程及び検査工程の理想である完全自動化によりテスト
ヘッドとヘッドプレートの測定部を接続固定することの
できる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、プローバ本体と、このプローバ本体に一端が
回転自在に枢支され垂直状態から水平状態に回転駆動し
て被測定体測定部と接続されるテストヘッドと、上記プ
ローバ本体に設けられ上記テストヘッドを回転駆動する
駆動用シリンダおよび調速用シリンダと、上記プローバ
本体に設けられ上記テストヘッドの自由端部と当接して
テストヘッドを平行状態に保つストッパーおよびテスト
ヘッドがストッパーに当接したことを検知する検知器
と、上記プローバ本体に設けられ上記テストヘッドをス
トッパーに押圧してテストヘッドをプローバ本体に固定
するクランプ機構とを具備したことにある。

（作用）駆動用シリンダによってテストヘッドを回転駆動し、同
時に調速用シリンダによって回転速度を調節しながらテ
ストヘッドを垂直状態から水平状態に回動し、テストヘ
ッドの自由端部がストッパーに当接すると、これを検知
器が検知する。次に、クランプ機構が作動してテストヘ
ッドをストッパーに押圧してテストヘッドをプローバ本
体に固定する。

（実施例）以下、本発明装置を半導体ウエハ検査工程に適用した実
施例につき図面を参照して説明する。

まず、半導体ウエハのプローブ装置におけるテストヘッ
ド自動固定機構を説明する。プローブ装置(1)の端部に
軸受(2)を介して回転軸(3)を設け、この回転軸(3)の両
端部に高周波測定に対応するテストヘッド(4)の２本の
アーム部(5)を回転可能に軸支して、上記テストヘッド
(4)をシリンダ機構の作動で、上記回転軸(3)を中心とし
て正逆方向に回転させる構成に設けられている。そし
て、上記テストヘッド(4)の両アーム部(5)に、外方に突
出する連結軸(6)を夫々延長する一方、プローバ本体(1)
の端部両側夫々に、後述するシリンダを軸着する一対の
固定軸(7),(8)を上下方向に位置をずらして設ける。そ
して、上記各一対の固定軸の一方の固定軸(7)にはエア
ーシリンダ(9)の下端部を軸着し、上記各エアーシリン
ダ(9)のピストンロッド(9a)を、上記２本のアーム部(5)
に設けられた連結軸(6)に夫々回転可能に軸着すると共
に、他方の固定軸(8)には油圧シリンダ(10)の下端部を
軸着し、上記各油圧シリンダ(10)のピストンロッド(10
a)を、同じく連結軸(6)に夫々回転可能に軸着する構成
に設けられている。このように、プローバ本体(1)の端
部両側には、１本の駆動用のエアーシリンダ(9)と調速
用の油圧シリンダ(10)が対の関係となるように並設され
ている。

そして、正逆方向に回転可能に設けられたテストヘッド
(4)が正回転し、プローブ装置(1)上面と平行に位置した
時点で上記テストヘッド(4)を自動固定する手段例えば
エアークランプ機構(11)が設けられている。このエアー
クランプ機構(11)の垂直に延びる中心軸に駆動軸(12)が
設けられており、この駆動軸にクランプアーム(13)が軸
着している。

上記駆動軸(12)と軸着したクランプアーム(13)はエアー
により連動駆動する。この時、上記駆動軸(12)が延びた
状態即ち最上位置で空圧が働くと駆動軸(12)が右又は左
へ回転しながら下降し90゜旋回しおわると、垂直に下降
する。そして空圧を切換えると、上記駆動軸(12)は上方
へ垂直に上昇し90゜旋回しながら上昇して、もとの位置
に戻る。このような駆動軸(12)の動作に連動して上記ク
ランプアーム(13)も同様に動作する。このクランプアー
ム(13)はＬ字形状であり、一端が上記駆動軸(12)に軸着
し、上記一端から90゜の角度を有して他端が上記駆動軸
(12)と平行状態に設けられている。この他端部に、上記
駆動軸(12)と平行状態でボルトネジ(14)が設けられてい
る。

また、上記テストヘッド(4)を正回転し、プローブ装置
(1)上面と平行状態を保つための、高さ微調整自在なス
トッパー(15)が設けられている。更にこのストッパー(1
5)にテストヘッド(4)が当接した時点でスイッチがONさ
れる如く検知器としてのマイクロスイッチ(16)が設けら
れている。

次に、上述したテストヘッド自動固定機構における自動
固定方法を説明する。

第４図において、駆動用のエアーシリンダ(9)と調速用
の油圧シリンダ(10)により重量物であるテストヘッド
(4)を電気的制御により回転駆動させる。このエアーシ
リンダ(9)には、エアー源(17)とバルブ(18)が結合さ
れ、油圧シリンダ(10)には、調速用オリフィス(19)が結
合されて、調速用オリフィス(19)は油圧シリンダ(10)を
利用した構成になっている。このような駆動装置を用い
てテストヘッド(4)を正逆方向に回転させる。

まず、プローブ装置(1)本体内の図示しない載置台上に
載置した被測定体例えば半導体ウエハの高周波特性の測
定を行なう際、プローブ装置(1)本体からテストヘッド
(4)回転の電気的制御換言すれば駆動信号即ち正方向回
転信号をバルブ(18)に送る。これによりバルブ(18)は正
方向回転駆動エアーを流導する如くバルブ設定を行な
い、エアー源(17)から発生したエアーを駆動用の２本の
エアーシリンダ(9)に流入する。そして、このシリンダ
(9)のピストンロッド(9a)と油圧シリンダ(10)のピスト
ンロッド(10a)が伸長してテストヘッド(4)を正方向即ち
プローブ装置(1)本体側に回転駆動させ、被測定体測定
部と接続し、上記載置台上に載置した半導体ウエハを測
定することができる。この場合に、各エアーシリンダ
(9)の駆動によりテストヘッド(4)の荷重が急激に正から
負に変動しても、調速用の油圧シリンダ(10)の作用によ
りテストヘッド(4)の急速な落下や急激な作動が効果的
に抑制されるので、常にテストヘッド(4)の円滑な等速
回転が保障される。

そして、上記のようにテストヘッド(4)をプローブ装置
(1)本体側に回転駆動させ、ストッパー(15)に当接した
時点で電気的制御により上記回転を停止する。この時点
で、被測定体測定部と接続状態になる。この時、テスト
ヘッド(4)がストッパー(15)に当接し停止する位置がプ
ローブ装置(1)上面と平行になるように予め上記ストッ
パー(15)の高さを調整しておく。この状態で上記載置台
上に載置した半導体ウエハの高周波測定の実行は可能で
あるが、テストヘッド(4)が動いてしまう可能性がある
ため、上記テストヘッド(4)を固定手段により固定す
る。この時、テストヘッド(4)がプローブ装置(1)上面と
平行状態更にストッパー(15)と当接状態であるか、スト
ッパー(15)と同じ高さに設けられたマイクロスイッチ(1
6)により検知する。このマイクロスイッチ(16)が当接状
態と判定した場合に上記テストヘッド(4)を固定手段に
より固定する。この固定手段例えばエアークランプは、
エアークランプ機構(11)にバルブを接続されたエアー源
（図示せず）からエアーを例えば4kgf/cm²の圧力で供給
し、駆動軸(12)下降エアーを流導する如くバルブ設定を
自動的に行ない、上記駆動軸(12)を下降させる。この時
駆動軸(12)が例えば右へ回転しながら下降し90°旋回し
おわると、垂直に下降してテストヘッド(4)をクランプ
アーム(13)に設けたボルトネジ(14)で押さえ込む。この
時、テストヘッド(4)のボルトネジ(14)の接触部の厚さ
や駆動軸(12)のストローク等を考慮して最適な高さに、
上記ボルトネジ(14)の調整を行なう。

そして、テストヘッド(4)を逆方向へ回転させる場合、
上記バルブを切り換えると駆動軸(12)は上方へ垂直に上
昇し90°旋回しながら上昇して、もとの位置へ戻る。更
にプローブ装置(1)本体から負方向回転信号をバルブ(1
8)に送る。これによりバルブ(18)は負方向回転駆動エア
ーを流導する如くバルブ設定が切換わり、エアー源(17)
から発生したエアーを駆動用の２本のエアーシリンダ
(9)にピストンロッド(9a)と油圧シリンダ(10)のピスト
ンロッド(10a)が縮み、テストヘッド(4)を負方向へ回転
駆動させる。この場合も油圧シリンダ(10)の作用でテス
トヘッド(4)の急速な落下や急激な作動が効果的に抑制
される。

以上述べたようにこの実施例によれば、テストヘッドの
回転から固定を自動的に行なうため、作業工数を著しく
節減することができる。

また、固定作業に要する時間を大幅に短縮でき生産コス
トの低減を行なうことができる。

〔発明の効果〕

以上説明したように本発明によれば、プローバ本体に垂
直状態から水平状態に回転駆動して被測定体測定部と接
続されるテストヘッドを枢支し、このテストヘッドを駆
動用シリンダによって駆動すると共に調速用シリンダに
よって調速することにより、重量物であるテストヘッド
を円滑に等速回転駆動でき、またテストヘッドの自由端
部をストッパーに押圧してテストヘッドをプローバ本体
に固定するクランプ機構を設けることにより、テストヘ
ッドを被測定体測定部に確実に固定できるという効果が
ある。更に半導体製造工程及び検査工程の理想である完
全自動化を行なうことができる。

【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図はテストヘッド駆動機構の図、
第３図は本発明装置の固定手段の一実施例を説明するた
めの図、第４図はテストヘッドを駆動する回路を説明す
るための図を示すものである。４……テストヘッド、11……エアークランプ機構 12……駆動軸、13……クランプアーム 16……マイクロスコープ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】プローバ本体と、このプローバ本体に一端が回転自在に枢支され垂直状態
から水平状態に回転駆動して被測定体測定部と接続され
るテストヘッドと、上記プローバ本体に設けられ上記テストヘッドを回転駆
動する駆動用シリンダおよび調速用シリンダと、上記プローバ本体に設けられ上記テストヘッドの自由端
部と当接してテストヘッドを平行状態に保つストッパー
およびテストヘッドがストッパーに当接したことを検知
する検知器と、上記プローバ本体に設けられ上記テストヘッドをストッ
パーに押圧してテストヘッドをプローバ本体に固定する
クランプ機構と、を具備したことを特徴とするプローブ装置。