JPH0370900B2 - - Google Patents

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、ウエハ内のチツプを測定するプロー
バに関し、特にテストヘツドを搭載したプローバ
において、多品種ウエハに対応し、プローブカー
ドを有するボードを単一品として自動的に交換
し、しかもプローブカードの針合せ操作も自動化
することにより、システムの無人化を図るように
したウエハプローバに関するものである。

【従来の技術】

ウエハプローバはウエハ内の各チツプのそれぞ
れの電気的特性を測定し、不良と判定されたチツ
プをアセンブリ工程の前で排除することにより、
コストダウン或いは生産性の向上に寄与させるた
めの装置である。 ところで、最近の半導体製造工程は生産性の向
上、歩留りの向上及び品質の向上が要求され、し
かも、ウエハの大型直径化と製造装置の自動化が
進行しているなかで、プローバについてもこれと
同様であつて、ウエハが収納されたウエハカセツ
トからウエハを自動的に搬送し、自動的に測定可
能なプローバに改良され現在に至つている。 しかし、最近のチツプの高集積化に伴い、少量
多品種生産工程が増加しているため、オペレータ
の操作が非常に増加しているのが実情である。例
えばＸ品種のウエハを測定し、続いてＹ品種のウ
エハを測定する場合には、プローブカードをＹ品
種に応じたものに交換し、更に品種によつてはボ
ードとテストヘツドに取付けているパフオーマン
スボードも交換しなければならない。一般に上記
の場合は、オペレータがヘツドプレート上のビス
等を緩めてＹ品種に適したプローブカードを含む
ボードを人為的に交換している。更に、品種によ
つてはテストヘツドに取付けているパフオーマン
スボードをＹ品種用のものに交換しなければなら
ない。 このような状況下において、本件出願人は、特
願昭61−10738号を提案し、プローブカード自体
の自動交換を可能としたプローバを開発してい
る。この出願の概要を述べると、複数のプローブ
カードを収容する複数の収容溝を有する収容具
と、プローブカードの触針部を保護する保護板６
プローブカードを吸着固定せしめるリングと、プ
ローブカードに配設された電極パツトに対応する
基板とから形成され、プローブカードを保護板を
重着したプローブカード組が収容具に収容され、
ウエハが測定部まで搬送する手段を共用し、プロ
ーブカード組が測定部まで搬送されてリングに吸
着固定されるものである。

【発明が解決しようとする課題】

しかしながら、前者のプローバは、品種交換の
毎にオペレータの交換作業を要し、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
図ることは極めて難しい。殊に、プローブカード
の触針は、チツプに対する摩擦によつて耐久性を
欠くため、信頼性の高い測定結果を得るために
は、プローブカードを繁雑に交換する作業を必要
とし、そのため作業効率の低下をきたしていた。 次いで、後者のプローバは、プローブカード単
体を自動的に交換可能であるため、限られた品種
に対しては前者に比較して生産性の向上等の要求
には満足できるものの、一般の半導体全品種に対
しては自動化されるものではない。多品種生産ラ
インにおいては全品種に対して、更に一歩進めた
プローバによる無人化システムの構築が切望され
ていた。 本発明は、上記の実情に鑑み、従来の問題点を
一挙に解消し、又、上記の要望に応えたプローバ
の無人化システムを構築することにより、生産性
の向上、歩留りの向上及び品質の向上を図ること
が可能なウエハプローバを提供することを目的と
する。 「発明の構成」

【課題を解決するための手段】

上記の目的を達成するため、本発明は、予め数
種類のプローブカードを収納し、被測定ウエハに
対応する所定のプローブカードを選定し、この選
定されたプローブカードをヘツドプレートに取着
し、この取着したプローブカードとウエハを電気
的に接触させてウエハの各チツプの良品、不良品
を測定するプローバにおいて、上記収納されるプ
ローブカードは電気的にテスタと接触する中継ボ
ードを付加したボードの状態で収納し、選択され
た上記ボードを上記ヘツドプレートに取着する構
造とする。 又、ウエハの各チツプの配列方向と選択された
プローブカードの針先の配列方向を合わせるため
にボードとヘツドプレート間をガイドピンにより
位置設定することが好ましい。 更に、ウエハ品種に対応するボードを予め収納
棚に設定し、この収納棚に対するボードコードを
記憶し、この記憶された情報にもとづいて、ヘツ
ドプレートに取り付けられているボードと収納棚
に設定されている次の所望のボードと交換する構
成が好ましい。 本発明におけるボードとは、プローブカードが
リング部に挿着され、かつヘツドプレートに枢支
可能な一体物をいう。

【作用】

プローブカードを装着したボードを単一品とし
て、収納室内に設けた複数の収納棚に収納配置さ
れた状態において、予め収納室に対するボードコ
ードが記憶されており、上位CPU又はその他の
手段により新ボードコードが指定される。同時
に、現在セツトされている旧ボードのクランプを
外して把持搬送手段（ハンドリング機構）がヘツ
ドプレート中央に移動して把持した後にハンドア
ツプし、水平移動して所定の収納室に収納する。
次いで、把持搬送手段によつて前記の如く指定さ
れた新ボードを把持し、その後、ウエハ測定位置
に形成したボード用挿入部（ヘツドプレートに形
成した穴）に移動してダウンさせると、新ボード
は、挿入部に挿入され、高精度なＸ・Ｙ位置にセ
ツトされ、エア等によつて挿入位置に確実にクラ
ンプされ、従つて、新旧のボードの交換が自動的
に、かつ高精度に行われる。

【実施例】

次に、本発明におけるボードの自動交換を可能
としたウエハプローバの一実施例を第１図乃至第
８図に基づいて説明する。 第１図はウエハプローバの要部平面説明図、第
２図は第１図の正面説明図、第３図はボードを把
持搬送手段を介して交換する状態を示した要部平
面説明図、第４図は第３図の要部側面図、第５図
はボードの側面図、第６図は第５図の平面図、第
７図は自動化した時の全体的に作動フローチヤー
ト、第８図はボード交換時の作動フローチヤート
である。 図面において、１はウエハプローバのメインス
テージであり、２はウエハプローバのローダステ
ージである。 メインステージ１の後部に収納室３が設けられ
ており、収納室３の内部には複数の収納棚３ａ，
３ｂ……が設けられている。 ４はボードであり、測定時にはヘツドプレート
７に位置決めガイドにより固定され、更に、その
上部はテストヘツド６のポゴピン（例えば、ばね
を有するコンタクトピン）により電気的に接続さ
れている。 第５図及び第６図において、ボード４は上部よ
りコンタクトボード４ａ、ポゴピンボード４ｂ、
プローブカード４ｃにより電気的に接続されてい
る。この時、ヘツドプレート７との間はガイド孔
４ｆにより、プローブカード４ｃとの間はガイド
４ｇにより機構的に高精度に位置決めされる。又
ボード４が収納棚３ａ，３ｂ……に設定されてい
る時には、各々収納棚のガイドピンにガイド４ｆ
を合わせて位置決めされている。５はボード４の
把持搬送手段に使用する機構部であり、第３図及
び第４図に示す通り、ボードホーク５ｇの昇降機
構とスライド機構と把持機構より構成される。５
ａが昇降用モータ、５ｂが昇降用スクリユー、５
ｃが昇降用レールであり、５ｄがスライド用モー
タ、５ｅがスライド用スクリユー、５ｆがスライ
ド用レールであり、又、５ｈがボードの把持用シ
リンダである。把持搬送手段５はコントローラ９
の制御により、ヘツドプレート７にセツトされて
いるボード４を決められた収納棚３ａ，３ｂ……
に搬送設置し、次に決められた収納棚３ａ，３ｂ
……に設置されているボード４をヘツドプレート
７の中央に自動設定するものである。 ８はテストヘツド６の回転制御用モータであ
り、コントローラ９の制御によりヘツドプレート
７の上部に設定し、プローバのメインステージ１
の側面に回転制御する。 測定すべきウエハはローダステージ２に設置さ
れているウエハカセツト１１の各スロツトに収納
されており、ウエハプローバのコントローラの制
御により、ウエハ１０をメインステージ１に自動
的に搬送し、自動的に設定されているボード４を
使用して、自動測定されるものである。又、ウエ
ハプローバの詳細作動に就いては省略するが、更
にプローブカードの針合わせの自動化を図り（後
述する）、しかも上記のボード４の自動交換と連
携することにより、もつて多品種対応の無人化シ
ステムを構築しようとするものである。 次に上記実施例の作用について詳述する。 例えば、Ｘ品種のウエハ１０を測定し、次い
で、Ｙ品種のウエハ１０を測定する場合には、ボ
ード４をＹ品種に応じたものに交換する必要があ
る。 本例においては、収納室３内の収納棚３ａ，３
ｂ……に対し、ボードコードが検出され、コント
ローラ９に品種名に対するボードコードテーブル
がフアイルされ、セツトされている。上位CPU
又はその他の手段により新品種名が指定される。
このとき、ウエハプローバのメインステージ１に
搭載されているテストヘツド６が第１図及び第２
図において左方向に回転し、続いて旧ボード（現
在ヘツドプレート７にセツトされているボード
４）のクランプが外れ、把持搬送機構５がヘツド
プレート７の中央位置に移動して、この旧ボード
４を把持して上昇し、水平移動工程を経て空の収
納棚３ａ，３ｂ……に収納される。 次いで、指定された品種名に対応する新ボード
４を把持搬送手段５が把持して、ヘツドプレート
７の中央位置に移動し、新ボード４を挿入すると
ボード４は、Ｘ・Ｙレールに水平かつ高精度な
Ｘ・Ｙ位置にセツトされるので、ボード４をエア
等でクランプする。次に前述したテストヘツド６
を下降する。このテストヘツド６はＸ，Ｙ，θ方
向に若干のガタを持たせ、ガイドピンに沿つて、
ボード４と結合する。 次いで、Ｙ品種のウエハ１０をウエハカセツト
１１より搬送手段を介してチヤツク上に位置させ
て測定するに際し、事前にプローブカードの針合
せ操作を自動的に行う。この場合は、ダミーウエ
ハを用いるが、このウエハは通常の測定ウエハと
同様にオリラフを有し、又針跡をつけたときに、
その検出が正確に行なえるように表面処理を施こ
している。更に、ダミーウエハ上の針跡は、ウエ
ハプローバのメインステージ１のコントローラ内
のフアイルにセーブされており、実際に針跡を付
ける場所が適切に制御される。そして、ダミーウ
エハをプリアライン実行後、メインチヤツク上に
ロードする。更に、ダミーウエハの表面レベルを
ハイトセンサーにより検出する。次にボード４の
プローグカード４ｃの下方にダミーウエハを位置
させ、針跡を付ける位置にセツトする。針跡を付
けるときのＺアツプ量は、ニードルセンサ方式等
の適宜の手段を採用する。又、ダミーウエハ上の
針跡の位置を光学ブリツジ（針跡検査機構）の下
に移動させ、その正確な位置を測定し、光学ブリ
ツジのビーム位置に対するプローブカード４ｃの
XY座標を記憶する。同時にＸ軸に対するプロー
ブカードの傾きを検出し、その誤差θ分だけボー
ド４を回転する。再度、ダミーウエハに針跡を付
け、チエツクしてＸ軸に平行であることを確認す
る。平行でなければこれを繰り返す。次いで、ダ
ミーウエハをアンロードして元の位置に戻す。そ
の後、測定ウエハ１０をメインチヤツクにロード
し、アライメント或いはその他の必要な処理をし
て、プローブカード４ｃの位置に移動してコンタ
クトさせる。プローブカード４ｃの位置は、前述
の通り正確に測定され、記憶されている。更に必
要であれば、パツト上に付いた針跡をチエツクし
てＸ，Ｙ方向に自動修正する。上記のような自動
工程を経た後に、自動的にチツプ上のパツドにプ
ローブカード４ｃの触針を接触させることができ
る。以上により品種が変更された時に於いても完
全に自動的にボード４を交換し、自動針合わせを
行い、自動的に新品種のウエハテストを続けるこ
とができる。 「発明の効果」 以上のことから明らかなように、本発明による
と、プローブカードを有したボードの交換と、セ
ツトアツプの無人化を効率的に図ることができる
ため、ウエハプローバにおける生産性の向上、歩
留りの向上並びに品質の向上に寄与することが大
であり、極めて使用価値の高いプローバを提供す
ることができる。 更に、ボード内にテスタ側のパフオーマンスボ
ードを組み込み、第７図に示すフローに従い作動
させることにより、ウエハプローバ側の操作は勿
論のこと、テスタ側の操作も自動化され、ウエハ
テストに於ける多品種対応の無人化が実現される
ため、その生産性の向上に大きな効果がある。

【図面の簡単な説明】

図面は、本発明におけるボードの自動交換を可
能としたウエハプローバの一実施例を示したもの
で、第１図はウエハプローバの要部平面説明図、
第２図は第１図の正面説明図、第３図はボードを
把持搬送手段を介して交換する状態を示した要部
平面説明図、第４図は第３図の要部側面図、第５
図はボードの側面図、第６図は第５図の平面図、
第７図は自動化した時の全体的な作動フローチヤ
ート、第８図はボード交換時の作動フローチヤー
トである。 １……ウエハプローバのメインステージ、２…
…ウエハプローバのローダステージ、３……収納
室、３ａ，３ｂ……ボード用収納棚、４……ボー
ド、４ａ……パフオーマンスボード又はコンタク
トボード、４ｂ……ポゴピンボード、４ｃ……プ
ローブカード、４ｄ……ハウジング、４ｅ……ク
ランプ用金具、４ｆ……ガイド孔、５……把持搬
送手段、５ａ……昇降用モータ、５ｂ……昇降用
スクリユー、５ｃ……昇降用レール、５ｄ……ス
ライド用モータ、５ｅ……スライド用スクリユ
ー、５ｆ……スライド用レール、５ｇ……ボード
ホーク、５ｈ……把持用シリンダ、６……テスト
ヘツド、７……ヘツドプレート、８……テストヘ
ツドの回転制御モータ、９……コントローラ、１
０……ウエハ、１１……ウエハカセツト。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 予め数種類のプローブカードを収納し、被測
   定ウエハに対応する所定のプローブカードを選定
   し、この選定されたプローブカードをヘツドプレ
   ートに取着し、この取着したプローブカードとウ
   エハを電気的に接触させてウエハの各チツプの良
   品、不良品を測定するプローバにおいて、 上記収納されるプローブカードは電気的にテス
   タと接触する中継ボードを付加したボードの状態
   で収納し、選択された上記ボードを上記ヘツドプ
   レートに取着することを特徴とするウエハプロー
   バ。 ２ 上記特許請求の範囲第１項記載において、ウ
   エハの各チツプの配列方向と選択されたプローブ
   カードの針先の配列方向を合わせるためにボード
   とヘツドプレート間をガイドピンにより位置設定
   することを特徴とするウエハプローバ。 ３ 上記特許請求の範囲第１項記載において、ウ
   エハ品種に対応するボードを予め収納棚に設定
   し、この収納棚に対するボードコードを記憶し、
   この記憶された情報にもとづいて、ヘツドプレー
   トに取り付けられているボードと収納棚に設定さ
   れている次の所望のボードと交換するように構成
   したことを特徴とするウエハプローバ。