JPH0833433B2

JPH0833433B2 - プローブ装置

Info

Publication number: JPH0833433B2
Application number: JP62303761A
Authority: JP
Inventors: 正帯金; 久小池; 澄田中
Original assignee: Tokyo Electron Ltd
Current assignee: Tokyo Electron Ltd
Priority date: 1987-11-30
Filing date: 1987-11-30
Publication date: 1996-03-29
Anticipated expiration: 2011-03-29
Also published as: KR970011745B1; JPH01143981A; US4950982A; KR890008960A

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、測定部とローダ部とを有して被測定体を測
定するプローブ装置に関する。

（従来の技術）この種のプローブ装置の一例として、半導体ウエハの
電気的特性を検査するためのプローブ装置を挙げること
ができる。

このプローブ装置は大別して、ウエハの電気的特性を
プローブカード，テスタ等によって測定する測定部と、
この測定部に対して測定対象であるウエハを搬入出する
ローダ部とを有している。

前記ローダ部は、ウエハを複数枚積層して収納するカ
セットと、このカセットに対してウエハを吸着して搬入
出するための吸着アームと、ウエハを測定部に搬出する
前にプリアライメントするプリアライメントステージ等
を有して構成されている。

そして、前記ローダ部は測定部の側面に配置され、近
年で、一つのローダ部に対し、その両側面にそれぞれ測
定部を備えた１ローダ・２ステージのプローブ装置を提
供されている。

（発明が解決しようとする問題点）上述したプロープ装置では、測定部の側面にローダ部
が存在するので、測定部，ローダ部のメインテナンス作
業が大変困難であるという問題があった。

すなわち、ローダ部の内部機構の調整作業等を行う際
には、ローダ部の前側からか、あるいは測定部を有しな
い一側面側からしか行わざるを得ず、特に測定部を有す
る面側に近い位置に存在する機構の調整が困難となって
いた。

さらに、前述した１ローダ・２ステージのプローブ装
置にあっては、ローダ部の両側面に測定部が存在するの
で、前記メインテナンス作業をローダ部の前側しか行わ
ざるを得ず、メインテナンスを行うべき作業位置まで作
業者の手が届かない事態も生じていた。

そこで、本発明の目的とするところは、上述した従来
の問題点を解決し、ローダ部，測定部のメインテナンス
をより容易に実行することができるプローブ装置を提供
することにある。

［発明の構成］（問題点を解決するための手段）本発明は、２箇所に離間して配置され、被測定体をそ
れぞれ測定する２つの測定部と、この２つの前記測定部の間に配置され、各々の前記測
定部に対して前記被測定体を搬入出するローダ部と、を有し、前記ローダ部は、複数の前記被測定体をそれぞれ収納する複数個の収容
容器と、複数個の前記収容容器を、該ローダ部の奥行き方向に
沿って直列に配列して支持する複数の載置台と、複数の前記載置台をそれぞれ独立に昇降駆動する昇降
手段と、各々の前記収容容器に前記被測定体を搬入出するアー
ムと、少なくとも前記収容容器、前記載置台、前記昇降手段
及び前記アームを搭載する可動ベースと、を有し、前記可動ベース及びその上の搭載部品を２つ
の前記測定部の間より前記奥行き方向に沿って離脱移動
可能に構成したことを特徴とする。

（作用）ローダ部を測定部の側面より離脱移動させることで、
ローダ部の両側面に作業空間を確保することができるの
で、ローダ部の内部のメインテナンス作業が容易とな
る。また、ローダ部の離脱移動により、測定部の側面に
も作業空間を確保することができ、測定部のメインテナ
ンス作業も従来より容易となる。

特に、ローダ部の両側面に測定部を有した１ローダ・
２ステージのプローブ装置に本発明を適用した場合に
は、２台の測定部の間に配置されるローダ部のメインテ
ナンス作業を、従来はローダ部，測定部を切り離さなけ
れば事実上できなかったものが、分解，組み立て作業を
要せずにローダ部の離脱移動のみで容易に実行すること
ができる。

また、本発明では２つの測定部にて効率よく測定を行
うために、複数枚の被測定体をそれぞれ収容した複数個
の収容容器をローダ部に搭載可能としている。このと
き、複数個の収容容器を、ローダ部の奥行き方向に沿っ
て直列に配列して支持している。この複数個の収容容器
を支持する複数の載置台は、昇降手段により独立に昇降
されるため、全ての各収容容器に対して、他の収容容器
と干渉せずにアームにより被測定体を搬入出することが
できる。そして、複数個の収容容器を、ローダ部の奥行
き方向に沿って直列に配列して支持していることから、
ローダ部の幅を小さくでき、装置の設置面積を縮小でき
る。このことは、特に単位面積当たりのコストの高いク
リーンルームに、この検査装置を設置する場合に有利と
なる。しかも、上述の通り幅の狭いローダ部としながら
も、これを２つの測定部間より離脱可能とすることで、
その両側面に広い作業空間を確保することができる。

（実施例）以下、本発明を半導体ウエハの電気的特性を検査する
１ローダ・２ステージのプローブ装置に適用した一実施
例について、図面を参照して具体的に説明する。

まず、プローブ装置の概要について、第５図，第６図
を参照して説明する。

このウエハプローバは、例えば一系統の独立筐体で形
成されたローダ部１に対して、複数系統例えば、第１の
プローバ部30a及び第２のプローパ部30bとから構成され
ている。そして、前記第1,第２のプローバ部30a,30b
は、ローダ部１の左右側面に位置して配設され、それぞ
れローダ部１に対して着脱自在となっていると共に、各
筐体の下部にはキャスター２が設けられ、床面上を自由
に移動できるようになっている。

独立筐体である前記ローダ部１の内部構成として、そ
の前面側にはカセット収納部３が設けられている。この
収納部３にはモータ４によって回動可能な例えば４本の
ガイド軸５が垂直に設置され、２つのカセット載置台６
が２本のガイド軸５にそれぞれ固定されている。そし
て、前記ガイド軸５の回動によって載置台６を昇降移動
するようになっている。また、このカセット載置台６に
はカセット７が載置され、このカセット７には被測定体
であるウエハ10が各々適当な間隔を設けて25枚収納され
るようになっている。

このカセット７からウエハ10を搬入出するための真空
吸着ピンセット11は、モータ12に連結した水平に配置さ
れた回転軸13に支持棒14を垂直に設け、回転軸13の回転
により該軸方向に沿って移動する支持棒14に取り付けら
れている。そして、このピンセット11の先端部は略コ字
状に形成されて、この部分が吸着部11aとなっている。

前記真空吸着ピンセット11のスライド移動経路途上に
は、ウエハ10を載置可能なプリアライメントステージ15
が設けられ、モータ16の駆動によってＺ方向，θ方向の
移動が可能となっている。

また、ローダ部１の動作を制御するためにCPU（図示
せず）が内蔵され、ローダ部１の筐体上部に着脱自在に
配置されたキーボード22に接続されている。さらに、筐
体の底面部には電源部23が配置され、第1,第２のプロー
バ部30a,30bに給電可能となっている。

次に、第1,第２のプローバ部30a,30bについて説明す
る。尚、第1,第２のプローバ部30a,30bは共に同一構成
であるので、ここでは第１のプローバ部30aについて説
明する。

第１のプローバ部30aの内部構成として、測定ステー
ジ32aは周知の手段によってＸ方向,Y方向,Z方向及びθ
方向の駆動が可能であり、特にＸ方向,Y方向の駆動範囲
は、第１のプローバ部30aの中心点において前後左右で
対称の動作が可能である。

また、測定位置において、測定ステージ32aと対向し
た位置には、プローブカード（図示せず）が設定されて
いて、周知の手段でウエハ10の電気的特性の測定を行う
ようになっている。

また、プリアライメントステージ15より第1,第２のプ
ローバ部30a,30bの測定ステージにウエハ10を真空吸着
して回転搬送するハンドリングアーム17が設けられ、こ
のハンドリングアーム17はモータ18の駆動によって水平
に360゜回転可能となっている。尚、このハンドリング
アーム17を上下に一対設け、測定後のウエハ10の測定ス
テージからプリアライメントステージ15への搬出と、新
たなウエハ10のプリアライメントステージ15から測定ス
テージへの搬入とを同時に行うこともでき、このように
すればスループットの大幅な向上を図ることができる。

尚、前記第１のプローバ部30aの筐体上部には、支柱1
9が垂直に立設され、この支柱19には水平に回転可能な
アーム20が懸架されている。そして、このアーム20の先
端にはチップを拡大して見るためのマイクロスコープ21
が設置され、垂直方向に例えば20mm上下動可能となって
いる。

尚、第２のプローバ部30bも同様な構成となってい
る。

次に、本実施例装置の特徴的構成である、前記ローダ
１のスライド移動機構について第１図〜第４図を参照し
て説明する。

まず、前記ローダ１の内部構成の取り付け構造につい
て説明すると、このローダ部１の外部筐体40には、固定
ベース41が固着され、この固定ベース41に対して、第５
図及び第６図に示す離脱方向（ローダ部１の奥行き方
向）Ａに沿って移動自在に支持された可動ベース42が設
けられている。

この可動ベース42は、例えば鋳物で形成され、前述し
たカセット6,真空吸着ピンセット11,プリアライメント
ステージ15等を支持するようになっている。

そして、前記固定ベース41に対して前記可動ベース42
を移動自在に支持する構成として、本実施例ではスライ
ドレール50を採用している。

このスライドレール50は、第１図に示すように、前記
固定ベース41と可動ベース42の対向面間に介在配置さ
れ、前記可動ベース42の両側面にそれぞれ設けられてい
る。

このスライドレール50について第３図，第４図を参照
して詳細に説明する。

このスライドレール50は、可動側メンバー51と、固定
側メンバー52と、中間メンバー53と、スライド移動を円
滑に実行するためのボール54とを有する構成となってい
る。

前記可動側メンバー51は、前記可動ベース42の両側面
に固定されるもので、前記ボール54と転接するボールガ
イド51aを上下に２段有した構成となっている。

前記固定側メンバー52も前記可動側メンバー51と同様
な構成であり、この固定側メンバー52は前記固定ベース
41に固定されるようになっていて、同様に、ボールガイ
ド52aを上下に２段有した構成となっている。

前記中間メンバー53は、前記可動側メンバー51と固定
側メンバー52との間に配置されるもので、前記可動側メ
ンバー51,固定側メンバー52のボールガイド51a,52aと対
向して、ボールガイド53aを上下に２段で、かつ、中間
メンバー53の両側面に配置固定し、補強板53bによって
その支持を補強する構造となっている。

上記の構成により、前記スライドレール50は、前記固
定側メンバー52に対して中間メンバー53がボール54を介
してスライド移動可能であり、かつ、前記中間メンバー
53に対して前記可動側メンバー51がボール54を介してス
ライド移動可能であることから、第４図に示すように、
図示Ｌの移動ストロークを確保することができる。

ここで、本実施例の場合、前記ローダ部１の奥行き方
向の長さは1000mm程度となっていて、前記移動ストロー
クＬを740mm程度に設定している。尚、前記スライドレ
ール50を最も短くした場合の長さは、710mm程度であ
り、このスライドレール50により前記可動ベース42及び
その上に支持される相当重量の各部材を確実に支持する
ため、前記スライドレール50は、第２図に示すように、
プローブ装置のフロント面側にずらして装着するよにし
ている。

また、前記可動ベース42のフロント面側には、固定板
55が例えば４本のボルト56によって固定されている。そ
して、この固定板55は、前記ローダ部１を離脱した状態
から復帰させる場合に、前記固定ベース41のフロント面
に当接することで、ストッパー機能を果たすようになっ
ている。そして、ローダ部１の離脱時すなわちメインテ
ナンス作業時以外は、この固定板55を前記固定ベース41
のフロント面にボルト57によって固定するようになって
いる。

また、前記固定板55の下端には、第１図の離脱方向Ａ
の移動の際にのみ回転が許容されたキャスター58が床面
と転接可能に取り付けられ、前記ローダ１が離脱される
場合に片持ち状態とならないように、前記可動ベース42
の移動端側を支持すると共に、床面と転接することでロ
ーダ部１の離脱移動を円滑に実行できるようにしてい
る。

尚、前記ローダ部１は、第1,第２のプローバ部30a,30
bに対して、電気ケーブル及びバキュームケーブルによ
って接続されているので、このローダ部１を離脱移動す
る場合には、前記移動ストロークＬだけローダ部１が移
動しても支障のないように、予め延長ケーブルを接続す
るか、あるいは、ケーブルを撓ませて収納するか、螺旋
状にして伸縮自在に収納している。

次に、作用について説明する。

この種のプローブ装置では、定期的又は不定期的に、
メインテナンスを要し、このメインテナンスの例として
は下記の種々のものがある。

回路基板上の各種センサ例えば透過型センサの光強度
を調整するためトリマーを回して調整する必要がある。
また、前記カセット６の上昇下降移動に際して、確実に
前記真空吸着ピンセット11がウエハ10間に挿入できるよ
うに、搬送位置センサの調整を要し、例えばフォトイン
ターラプタの場合には、シャッタの位置調整メインテナ
ンスが必要となる。また、前記プリアライメントステー
ジ15でウエハの偏心量を検出するセンサの調整、可動部
のグリスアップ、搬送用ベルトの張力調整、部品の倒れ
修正等、各機構にメインテナンスを要する。

さらに、このメインテナンスは、ローダ部１に限られ
ず、特にローダ部１に近い側の第1,第２のプローバ部30
a,30bのメインテナンスついて言えば、前記ハンドリン
グアーム17のための位置センサ調整，可動部へのグリス
アップ等がメインテナンスとして必要となっている。

そして、この種のメインテナンスを実行する場合に、
前記ローダ部１を第５図及び第６図の図示Ａ方向に引き
出し移動している。

すなわち、まず、ローダ部１のフロント面側に固定さ
れた固定板55をボルト57の離脱により、この固定板55と
前記ローダ部１の固定ベース41との締結を解除する。こ
の状態で、前記ローダ部１を第５図及び第６図の図示Ａ
方向に引き出し移動させる。

この際、ローダ部１の主要部品を搭載して固定してい
る可動ベース42は、前記筐体40に固定された固定ベース
41との間に、スライドレール50を備えているので、この
スライドレール50の作用によって前記可動ベース42を円
滑に移動させることができる。

すなわち、前記可動ベース42を手前に引き出すと、こ
の可動ベース42に固定されている可動側メンバー51が中
間メンバー53に対してボール54を介して移動し、また、
前記中間メンバー53が前記筐体40に固定された固定側メ
ンバー52に対してボール54を介して移動することにな
る。このように、ボール54を介在させて移動を行ってい
るので、相当重量の部品が搭載される可動ベース42を円
滑に移動させることができる。

尚、前記スライドレール50は中間メンバー53を有する
構成であるので、スライドレール50の全長よりも長い移
動ストロークを確保することができる。

さらに、このようにして可動ベース42を手前に引き出
した場合、本実施例装置では、740mmの長さをもローダ
部１を引き出し可能であるので、移動端側を支持しなく
ては片持ち状態となり、相当重量を搭載する可動ベース
42の支持をまかなうスライドレール50が強度的に耐えら
れないという問題がある。

そこで、本実施例では、前記可動ベース42の移動端側
にキャスター58を設け、上述した片持ち状態となる場合
の弊害を防止すると共に、このキャスター58が床面上を
回転することで、相当重量の前記可動ベース42の移動を
より円滑に実行することができるようにしている。

このようにして前記可動ベース42をプローブ装置の手
前側に引き出すことにより、前記ローダ部１の主要部品
はほぼ前記可動ベース42に支持されているので、ローダ
部１の両側面に作業空間を確保することができる。従っ
て、前記ローダ部１の内部のメインテナンスを実行する
場合、手前側及び面側面側より作業を実行することがで
きるので、メインテナンス作業が著しく簡易化される。

特に、本実施例のように１ローダ・２ステージのプロ
ーブ装置の場合には、このようにローダ部１を離脱させ
ない限り、ローダ部１の両側面がプローバ部30a,30bに
よって占有されているため、極めて作業が困難であった
ので、このように、本発明を１ローダ・２ステージのプ
ローブ装置に適用した場合に大きな効果を得ることがで
きる。

また、ローダ部１の離脱移動により、第1,第２のプロ
ーバ部30a,30bの内側側面にも作業空間を確保すること
ができ、プローバ部30a,30bのメインテナンス作業をも
簡易化される。

尚、本発明は上記実施例に限定されるものではなく、
本発明の要旨の範囲内で種々の変形実施が可能である。

前記実施例の場合、１ローダ・２ステージのプローブ
装置を例に挙げたが、必ずしもこれに限らず、１ローダ
・１ステージのプローブ装置にも本発明を適用すること
が可能であることはいうまでもない。この場合には、手
前に離脱移動させるものに限らず、プローバ部とローダ
部との側面間距離を大きくするように移動させるもので
も良い。

尚、移動させる方向については、ローダ部１の両側面
に作業空間を確保できる種々の移動態様を採用すること
ができる。しかし、半導体ウエハのプローブ装置の場合
には、比較的狭いスペースのクリーンルーム内に配置さ
れるので、ローダ部１の移動のためにのみ特別な作業空
間を確保することが困難である場合が多いので、前記実
施例のように、もともと作業空間が確保されているプロ
ーブ装置の手前側に引き出すものが最も好ましいといえ
る。

また、前記ローダ部１の移動を確保するための機構に
ついては、上述したスライドレール50に限らず、相当重
量のローダ部１を円滑に移動可能とするものならば他の
種々の機構を採用することができる。

［発明の効果］以上説明したように、本発明によれば測定部の側面に
配置されるローダ部を、メインテナンス時に前記側面よ
り離脱させることができ、ローダ部の両側面に作業空間
を確保することができるので、よりメインテナンス作業
が容易となる。

とくに、本発明を１ローダ・２ステージのプローブ装
置に適用した場合には、もともとローダ部の両側面が測
定部によって占有されているので、より大きな効果を得
ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例を説明するためのローダ部の移
動機構を説明するためのフロント面側の概略説明図、第２図は第１図ローダ部の移動機構を側面より見た概略
説明図、第３図は本発明装置の実施例を説明するためのスライド
レールの断面図、第４図は第３図スライドレールの移動ストロークを示す
概略説明図、第５図は本発明が適用されるプローブ装置の一実施例で
ある１ローダ・２ステージのプローブ装置の平面図、第６図は第５図のプローブ装置におけるローダ部の内部
構成を示す概略説明図である。１……ローダ部、６……収納容器、10……被測定体、 11……真空吸着ピンセット、 15……プリアライメントステージ、 30a,30b……測定部、 42……可動ベース、 50……スライドレール、 58……キャスター。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】２箇所に離間して配置され、被測定体をそ
れぞれ測定する２つの測定部と、この２つの前記測定部
の間に配置され、各々の前記測定部に対して前記被測定
体を搬入出するローダ部と、を有し、前記ローダ部は、複数の前記被測定体をそれぞれ収納する複数個の収容容
器と、この複数個の前記収容容器を、該ローダ部の奥行き方向
に沿って直列に配列して支持する複数の載置台と、この複数の前記載置台をそれぞれ独立に昇降駆動する昇
降手段と、各々の前記収容容器に前記被測定体を搬入出するアーム
と、少なくとも前記収容容器、前記載置台、前記昇降手段及
び前記アームを搭載する可動ベースと、を有し、前記可動ベース及びその上の搭載部品を２つの
前記測定部の間より前記奥行き方向に沿って離脱移動可
能に構成したことを特徴とするプローブ装置。
【請求項２】ローダ部は、前記測定部への受け渡し前に
前記被測定体をプリアライメントするプリフライメント
ステージを、前記可動ベース上に搭載している特許請求
の範囲第１項記載のプローブ装置。
【請求項３】前記可動ベースは伸縮自在なレールに固定
されたものである特許請求の範囲第１項又は第２項に記
載のブローブ装置。
【請求項４】可動ベースの移動先端側には、床面と転接
するキャスターが設けられたものである特許請求の範囲
第３項記載のプローブ装置。