(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
プローブを複数備えたプローブカードをハンドリングするためのハンドリング機構であって、
上記プローブカードに取り付けられて当該プローブカードがハンドリングされる際に用いられるハンドルと、当該ハンドルを上記プローブカードに着脱可能に取り付ける着脱機構とを備え、
上記ハンドルが、
複数の上記プローブカードのいずれにも装着でき、
ほぼＣ字型に折り曲げて構成され、その両端部が上記着脱機構によって上記プローブカードに取り付けられる棒材で構成され、
上記プローブカードを反転させたとき当該プローブカードを支持する脚部として機能する
ことを特徴とするプローブカードのハンドリング機構。
【請求項２】
プローブを複数備えたプローブカードをハンドリングするためのハンドリング機構であって、
上記プローブカードに取り付けられて当該プローブカードがハンドリングされる際に用いられるハンドルと、当該ハンドルを上記プローブカードに着脱可能に取り付ける着脱機構とを備え、
上記ハンドルが、
複数の上記プローブカードのいずれにも装着でき、
上記プローブカードをその一側から跨ぐようにほぼＣ字型に折り曲げて構成されると共にその両端部が上記プローブカードの他側へ、上記プローブよりも突出して設けられた複数のアーチ型棒材と、当該複数のアーチ型棒材をそれぞれ支持して上記プローブカードに上記着脱機構を介して着脱可能に取り付けられる支持棒とを備えて構成された
ことを特徴とするプローブカードのハンドリング機構。
【請求項３】
請求項２に記載のプローブカードのハンドリング機構において、
上記複数のアーチ型棒材に取っ手棒が架け渡して取り付けられたことを特徴とするプローブカードのハンドリング機構。
【請求項４】
請求項１に記載のプローブカードのハンドリング機構において、
上記着脱機構が、上記ハンドルの端部に設けられた嵌合部と、上記プローブカードに設けられた被嵌合部とから構成されたことを特徴とするプローブカードのハンドリング機構。
【請求項５】
請求項４に記載のプローブカードのハンドリング機構において、
上記嵌合部が係止爪であり、上記被嵌合部が上記係止爪を受ける爪受け部であることを特徴とするプローブカードのハンドリング機構。
【請求項６】
請求項４に記載のプローブカードのハンドリング機構において、
上記嵌合部又は被嵌合部のいずれか一方又は両方が、互いに吸着する磁石であることを特徴とするプローブカードのハンドリング機構。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、プローブを複数備えたプローブカードの持ち運び等に用いるハンドリング機構に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
プローブカードは、半導体ウエハ測定装置等に装着され、半導体ウエハ等の表面の電極に接触して検査信号を印加するための装置である。プローブカードには複数のプローブが設けられ、このプローブが上記半導体ウエハ測定装置に装着された半導体ウエハの表面の複数の電極にそれぞれ接触される。
【０００３】
このようなプローブカードのハンドリング機構としては図１，２に記載のものが知られている。
【０００４】
図中の１はプローブカードである。このプローブカード１は主に、半導体ウエハ等の検査対象部材の電極等に接触する複数のプローブ２と、各プローブ２に接続される回路(図示せず)が設けられたＰＣＢ３と、このＰＣＢ３を補強するスティフナー４と、このスティフナー４を覆うスティフナーカバー５とから構成されている。
【０００５】
このプローブカード１のスティフナーカバー５には、ハンドリング機構としての収納式の取っ手６が設けられている。この取っ手６は、通常図中の実線のように収納されている。プローブカード１を持ち運ぶとき等には、図中の破線のように、各取っ手６を起こして、この２つの取っ手６を作業者が手で掴んで、プローブカード１を持ち運んだり据え付けたりする。
【０００６】
このようなハンドリング機構の例としては、特許文献１に記載のものがある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００８―１６４５９１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
上述のような従来のプローブカード１では、このプローブカード１に取っ手６が備え付けられているため、各プローブカード１毎に取っ手６が必要になる。このため、取っ手６の部材費及び加工費が必要になり、製造コストが嵩むという問題がある。
【０００９】
また、加熱試験や冷却試験等のために高温や低温で試験した場合には、取っ手６も高温又は低温になるため、試験直後にメンテナンスを行おうとしてもハンドリングができない。例えば、１５０℃の高温で試験を行う場合は、取っ手６も１５０℃になるため、常温付近の温度になるまで待つ必要があり、作業性が悪いという問題がある。
【００１０】
本発明はこのような問題点に鑑みてなされたもので、高温や低温での試験直後でもプローブカードのハンドリングを可能にして作業性を向上させると共に、コスト低減を図ったプローブカードのハンドリング機構を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
第１の本発明に係るプローブカードのハンドリング機構は、プローブを複数備えたプローブカードをハンドリングするためのハンドリング機構であって、プローブカードに取り付けられて当該プローブカードがハンドリングされる際に用いられるハンドルと、当該ハンドルを上記プローブカードに着脱可能に取り付ける着脱機構とを備え、ハンドルが、複数の上記プローブカードのいずれにも装着でき、ほぼＣ字型に折り曲げて構成され、その両端部が上記着脱機構によって上記プローブカードに取り付けられる棒材で構成され、上記プローブカードを反転させたとき当該プローブカードを支持する脚部として機能することを特徴とする。
第２の本発明に係るプローブカードのハンドリング機構は、プローブを複数備えたプローブカードをハンドリングするためのハンドリング機構であって、上記プローブカードに取り付けられて当該プローブカードがハンドリングされる際に用いられるハンドルと、当該ハンドルを上記プローブカードに着脱可能に取り付ける着脱機構とを備え、上記ハンドルが、複数の上記プローブカードのいずれにも装着でき、プローブカードをその一側から跨ぐようにほぼＣ字型に折り曲げて構成されると共にその両端部が上記プローブカードの他側へ、上記プローブよりも突出して設けられた複数のアーチ型棒材と、当該複数のアーチ型棒材をそれぞれ支持して上記プローブカードに上記着脱機構を介して着脱可能に取り付けられる支持棒とを備えて構成されたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
上記ハンドルを上記着脱機構で上記プローブカードに着脱可能に取り付けることにより、高温や低温での試験直後でもプローブカードのハンドリングが可能になる。また、ハンドリング機構は、構造が簡単で、かつハンドルを１組用意するだけで済むため、コスト低減を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】従来のプローブカードを示す平面図である。
【図２】従来のプローブカードを示す正面図である。
【図３】半導体ウエハ測定装置を示す概略構成図である。
【図４】本発明の実施形態に係るプローブカードを示す平面図である。
【図５】本発明の実施形態に係るプローブカードを示す正面図である。
【図６】本発明の第１変形例に係るプローブカードを示す平面図である。
【図７】本発明の第１変形例に係るプローブカードを示す正面図である。
【図８】本発明の第２変形例に係るプローブカードを示す平面図である。
【図９】本発明の第２変形例に係るプローブカードを示す正面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本発明の実施形態に係るプローブカードのハンドリング機構について説明する。
【００１５】
プローブカードは、半導体ウエハ等の表面の電極に接触して検査信号を印加するための装置である。このプローブカードは、半導体ウエハ測定装置等に装着される。ここでは、プローブカードが装着される装置の一例として、半導体ウエハ測定装置を図３に基づいて説明する。
【００１６】
半導体ウエハ測定装置１１は主に、プローバ１２と、テストヘッド１３、プローブカード１７とから構成されている。
【００１７】
プローバ１２は、半導体ウエハＷの表面の複数の電極に検査信号を印加して検査するための装置である。このプローバ１２は、筺体１４と、この筺体１４内に装着されたＸＹＺθステージ１５と、このＸＹＺθステージ１５に支持されたチャックトップ１６とから構成されている。プローバ１２に組み込まれたプローブカード１７には、その下側面に複数のプローブ１８が設けられている。半導体ウエハＷは、チャックトップ１６に支持され、その上側面の各電極が各プローブ１８にそれぞれ電気的に接触される。
【００１８】
テストヘッド１３は、半導体ウエハＷに検査信号を印加すると共に、検出信号を処理するための装置である。テストヘッド１３は、信号処理装置(図示せず)等を備え、その下側面に、プローブカード１７と電気的に接触する接触部１９を備えている。
【００１９】
このテストヘッド１３は、回動可能に支持されており、プローブカード１７の交換の際には、上方へ回動されて待機位置に移動される。
【００２０】
このように構成された半導体ウエハ測定装置１１では、半導体ウエハＷがチャックトップ１６に載置されて、ＸＹＺθステージ１５で半導体ウエハＷの位置が調整される。これにより、半導体ウエハＷの表面の各電極と、プローブカード１７の各プローブ１８とが整合される。そして、ＸＹＺθステージ１５でチャックトップ１６が上昇されて、半導体ウエハＷの各電極とプローブカード１７の各プローブ１８とが互いに接触される。
【００２１】
次いで、テストヘッド１３側から検査信号が、プローブ１８を介して半導体ウエハＷの各電極に印加されて、半導体ウエハＷの試験が行われる。このとき、半導体ウエハＷは、常温で試験される以外に、高温に加熱されたり、低温に冷やされたりする場合もある。
【００２２】
そして、プローブカード１７を交換するときは、プローバ１２によって、プローブカード１７のプローバ１２への固定の開放と、ハンドリング可能な場所までの搬送が自動的に行われる。
【００２３】
以上のような半導体ウエハ測定装置１１に組み込まれるプローブカード１７は、図４，５に示すように構成されている。
【００２４】
このプローブカード１７は主に、半導体ウエハＷの電極に接触する複数のプローブ１８と、各プローブ１８に接続される回路(図示せず)等が設けられたＰＣＢ２１と、ＰＣＢ２１を補強するスティフナー２２と、スティフナー２２を覆うスティフナーカバー２３とから構成されている。なお、このプローブカード１７は一例であり、他に種々の構成のものがある。本発明は、後述のハンドル２６を取り付けることができるすべてのプローブカードに適用することができる。
【００２５】
プローブカード１７のスティフナーカバー２３には、ハンドリング機構２５が設けられている。このハンドリング機構２５は、プローブカード１７のハンドリング（持ち運びや設置等の処理）を行うための機構である。ハンドリング機構２５は、ハンドル２６と、着脱機構２７とから構成されている。
【００２６】
ハンドル２６は、プローブカード１７をハンドリングする際に用いる部材である。ハンドル２６は、プローブカード１７に着脱可能に取り付けられる。ハンドル２６は、作業者が手で持つための部材である。ハンドル２６は、棒材をほぼＣ字型に折り曲げて構成されている。ここでは、棒材を２つの直角からなる角張ったＣ字型に折り曲げて構成されている。ハンドル２６は、その両端部が着脱機構２７によってプローブカード１７に着脱可能に取り付けられている。ハンドル２６は、２つ平行に配設されている。なお、ハンドル２６の材料は、丸棒状の棒材、角棒状の棒材、長板状の棒材等、種々の形状の材料を用いることができる。ハンドル２６は、プローブカード１７を反転させたときこのプローブカード１７を支持する脚部として機能する。
【００２７】
着脱機構２７は、ハンドル２６をプローブカード１７に着脱可能に取り付けるための機構である。着脱機構２７は、ハンドル２６の端部に設けられた嵌合部２９と、プローブカード１７のスティフナーカバー２３に設けられた被嵌合部３０とから構成されている。
【００２８】
嵌合部２９は、出没可能な係止爪３１と、この係止爪３１を出没させるボタン(図示せず)とから構成されている。係止爪３１は、ハンドル２６の両方の先端部に２つ設けて構成されている。各係止爪３１は、ハンドル２６の先端部において、その外周面から出没可能に設けられ、スプリング(図示せず)で互いに開く方向（突出する方向）に付勢されている。この係止爪３１の機構としては、既存のすべての機構を用いることができる。
【００２９】
ボタンは、上記スプリングを介して係止爪３１と連結されている。このボタンを押し込むことで、上記スプリングが引き込まれるようになっている。これにより、スプリングで互いに開く方向（突出する方向）に付勢されていた各係止爪３１が没入して、係止状態が解除されるようになっている。このボタンやスプリング部分の機構としては、既存のすべての機構を用いることができる。
【００３０】
被嵌合部３０は、上記係止爪３１を受けるザグリ穴で構成されている。このザグリ穴の最奥を拡大して爪受け部(図示せず)が形成されている。嵌合部２９の係止爪３１が、このザグリ穴の最奥部で突出して爪受け部に係止し、ハンドル２６がプローブカード１７に取り付けられるようになっている。なお、係止爪３１及び爪受け部の構成としては、既存のすべてのものを用いることができる。
【００３１】
以上のように構成されたプローブカード１７のハンドリング機構２５は、次のようにして使用される。
【００３２】
半導体ウエハ測定装置１１では、上述した試験が行われる。このとき、試験する半導体ウエハＷの種類や諸条件に合わせてプローブカード１７が交換される。
【００３３】
このプローブカード１７の交換の際には、プローバ１２によって、プローブカード１７のプローバ１２への固定の開放と、ハンドリング可能な場所までの搬送が自動的に行われる。
【００３４】
そして、ハンドリング可能な場所まで搬送されたプローブカード１７にハンドル２６を取り付ける。具体的には、ハンドル２６の先端部を、着脱機構２７の被嵌合部３０のザグリ穴に押し込む。これにより、ハンドル２６の先端部の各係止爪３１がザグリ穴の最奥で突出して開く。これにより、ハンドル２６がプローブカード１７に取り付けられる。
【００３５】
ハンドル２６は、プローブカード１７に２つ取り付けられる。作業者は、この２つのハンドル２６を掴んで、プローブカード１７を持ち上げ、保管位置に移動させる。このとき、半導体ウエハＷが、高温に加熱されて試験されている場合や、低温に冷やされて試験されている場合でも、ハンドル２６自体は加熱も冷却もされていない。さらに、着脱機構２７でプローブカード１７に支持されたハンドル２６には、短時間で上記高温や低温が伝わることはないので、作業者は、上記高温や低温の影響を受けずにプローブカード１７のハンドリング作業を行う。
【００３６】
ハンドリング作業が終了したら、上記ボタンを押し込む。これにより、上記スプリングが引き込まれて、このスプリングで互いに開く方向（突出する方向）に付勢されていた各係止爪３１が没入して、係止状態が解除される。この状態で、ハンドル２６をプローブカード１７の被嵌合部３０のザグリ穴から引き抜く。
【００３７】
次いで、ハンドル２６の先端部を、新しいプローブカード１７の被嵌合部３０のザグリ穴に押し込む。これにより、上述したように、係止爪３１がザグリ穴の最奥の爪受け部で突出して開くことで、ハンドル２６がプローブカード１７に取り付けられる。
【００３８】
次いで、作業者は、２つのハンドル２６を掴んで、新しいプローブカード１７を持ち上げ、プローバ１２のプローブカード設置場所に据え付ける。
【００３９】
次いで、上述したように、ボタンを押し込んで各係止爪３１を没入させて、係止状態を解除し、ハンドル２６をプローブカード１７の被嵌合部３０のザグリ穴から引き抜く。
【００４０】
次いで、テストヘッド１３を元に戻してプローブカード１７の交換が完了する。
【００４１】
また、ハンドル２６を取り付けたプローブカード１７をメンテナンスや一時保管等のために載置台等に置く場合は、プローブカード１７を反転させて、ハンドル２６を載置台等の表面に据え置く。これにより、ハンドリング機構２５のハンドル２６が脚部として機能して、プローブカード１７を支持する。
【００４２】
［効果］
以上により、プローブカード１７にハンドル２６を容易に着脱して、プローブカード１７を容易にハンドリングすることができる。
【００４３】
また、高温や低温での試験直後でもプローブカード１７のハンドリングが可能で、ハンドリング作業時の作業性が向上する。
【００４４】
さらに、ハンドリング機構２５は、構造が簡単で、かつハンドル２６を１組用意するだけで済むため、コスト低減を図ることができる。
【００４５】
また、従来のプローブカードでは、このプローブカードやテストヘッドの内部構造との関係でハンドル寸法が制限されることがあるが、本実施形態のハンドリング機構２５では、プローブカード１７がプローバ１２に固定されるときには、ハンドル２６は取り外されてプローブカード１７に固定されないため、テストヘッド１３等の制限を受けない。このため、ハンドリング作業に適した大きさに自由に設定することができる。この結果、ハンドリング作業性が向上する。
【００４６】
[第１変形例]
上記実施形態では、ハンドリング機構２５のハンドル２６が、２つの直角からなる角張ったＣ字型に棒材を折り曲げて構成されたが、他の形状に折り曲げて構成してもよい。具体的には、ハンドルがプローブカード１７を設定角度で支持する脚部として機能するように構成してもよい。即ち、上記実施形態では、プローブカード１７を反転させたとき、このプローブカード１７は、ハンドル２６によって水平状態に支持されるが、プローブカード１７が傾斜して支持されるように構成してもよい。
【００４７】
例えば、図６，７に示すように、ハンドル３３に、設置部３４，３５を設けるようにしてもよい。この設置部３４，３５は、プローブカード１７を反転させて斜めに支持するための部分である。設置部３４，３５は、ハンドル３３のうち、上記実施形態のハンドル２６の２つの角部に対応する位置を斜めに成形して構成されている。この２つの設置部３４，３５の角度は、図７に示すように、左右対称に成形されている。なお、この２つの設置部３４，３５の角度を、左右で異ならせて成形してもよい。具体的には、プローブカード１７を傾けたい２つの角度（作業内容等に応じて異なる角度）に合わせて、２つの設置部３４，３５をそれぞれ異なる角度に設定してもよい。
【００４８】
このように構成することで、図７に示すように、反転させたプローブカード１７を、載置台３６に設定角度だけ傾けて設置することができる。この状態で、プローブ１８の目視確認やメンテナンス等を行う。
【００４９】
これにより、上記実施形態と同様の作用、効果を奏すると共に、プローブ１８の確認や、種々の処理を容易に行うことができる。
【００５０】
[第２変形例]
上記第１変形例では、ハンドリング機構が、プローブカード１７を反転させて支持する構成にしたが、プローブカード１７を反転させずに支持する構成にしてもよい。この場合、ハンドル３８は、図８，９に示すように、アーチ型棒材３９と、支持棒４０と、取っ手棒４１とから構成される。
【００５１】
アーチ型棒材３９は、プローブカード１７を、反転させずにそのまま支持するための部材である。アーチ型棒材３９は、上記プローブカード１７をその一側（図９の上側）から跨ぐようにほぼＣ字型に折り曲げて構成されると共にその両端部が上記プローブカード１７の他側（図９の下側）へ、上記プローブ１８よりも下方へ突出して形成されている。アーチ型棒材３９は、平行に２つ配設されている。なお、アーチ型棒材３９は、平行に３つ以上配設してもよい。また、アーチ型棒材３９の両端部が、プローブカード１７の全周に配設されるように、アーチ型棒材３９を配設してもよい。例えば、図８の２つのアーチ型棒材３９に対して、直交する方向に２つのアーチ型棒材３９を配設して、周囲８点でプローブカード１７を支持するようにしてもよい。アーチ型棒材３９の数をさらに増やしてもよい。
【００５２】
支持棒４０は、アーチ型棒材３９を上記プローブカード１７に支持するための部材である。支持棒４０は、１つのアーチ型棒材３９に２つ設けられている。支持棒４０は、その上端部がアーチ型棒材３９に一体的に接続されて支持した状態で、下端部に着脱機構２７が設けられている。そして、支持棒４０は、上記プローブカード１７に上記着脱機構２７を介して着脱可能に取り付けられる。
【００５３】
さらに、上記複数のアーチ型棒材３９には取っ手棒４１が架け渡して取り付けられている。取っ手棒４１は、作業者が手で持ってプローブカード１７を搬送等するための部材である。この取っ手棒４１により、各アーチ型棒材３９が所定間隔を空けて一体的に組み立てられている。なお、取っ手棒４１は、直線状に形成されているが、アーチ型棒材３９が３本以上放射状に設けられるような場合には、湾曲させて、又は円形状に形成されている。
【００５４】
このように構成されたハンドル３８の場合、支持棒４０が着脱機構２７を介してプローブカード１７に取り付けられることで、ハンドル３８がプローブカード１７に装着される。この状態で、作業者はハンドル３８の取っ手棒４１を掴んでプローブカード１７を搬送したり設置したりする。
【００５５】
プローブカード１７を設置する場合は、図９のように、プローブカード１７のプローブ１８を下側に向けた状態で、載置台４２に載置する。このとき、載置台４２の表面では、ハンドル３８の各アーチ型棒材３９の両端部が接触して、プローブカード１７を支持する。これにより、プローブカード１７のプローブ１８は、載置台４２の表面に接触せず、載置台４２の表面から浮いた状態で、支持される。
【００５６】
ハンドル３８を持ってプローブカード１７を反転させてプローブ１８を上向きにして載置台４２に載置する場合もある。これによりプローブ１８が上向きになって、プローブ１８の目視確認等を行うことができる。
【００５７】
なおここでは、１つのハンドル３８で１つのプローブカード１７を支持して載置台４２に載置したが、ハンドル３８を複数段に積層してもよい。この場合は、ハンドル３８の各アーチ型棒材３９の端部を連結する棒材を設ける等により、下側のハンドル３８の各アーチ型棒材３９に上側のハンドル３８の各アーチ型棒材３９の端部を載置できるようにする。
【００５８】
これにより、各アーチ型棒材３９でプローブ１８を保護した状態で、プローブカード１７の搬送、設置、保管等を容易に行うことができるようになる。
【００５９】
[第３変形例]
上記実施形態では、ハンドリング機構２５の着脱機構２７の被嵌合部３０をプローブカード１７のスティフナーカバー２３に設けたが、スティフナー２２等の他の部分に設けてもよい。種々の大きさのハンドルに合わせた位置に、被嵌合部３０を設けることができる。
【００６０】
また上記実施形態では、係止爪３１がザグリ穴の最奥部で爪受け部に突出して係止することで、ハンドル２６がプローブカード１７に取り付けられるようにしたが、他の構造で固定するようにしてもよい。例えば、各ハンドルの先端に回動可能に取り付けられた先端Ｔ字型のラッチ部(図示せず)と、スティフナー２２に設けられたラッチ係止穴(図示せず)とから構成してもよい。
【００６１】
また、磁石を用いてハンドルを着脱させるようにしてもよい。上記嵌合部又は被嵌合部のいずれか一方又は両方に、互いに吸着する磁石を備える。この磁石を回転させる等によりオンオフさせる機構を構成する。これにより、磁石をオンにすると、ハンドルがプローブカード１７のスティフナーカバー２３に吸着し、オフにするとハンドルの吸着が解除されて、ハンドルがプローブカード１７から外れる。
【００６２】
この場合も上記実施形態と同様の作用、効果を奏することができる。
【００６３】
また、上記実施形態及び各変形例では、ハンドルを作業者が手で掴んで搬送等を行うようにしたが、搬送装置等による自動化に対応させてもよい。この場合は、ハンドルに、搬送装置のフック等の把持装置に適合する嵌合部を設ける。例えば、特開2009-200390号公報に記載のプローブカード移載装置のプローブカード取り出し手段４のチャック素子５に適合するようにハンドルを改良してもよい。これにより、プローブカード移載装置でプローブカード１７が自動的に搬送される。
【００６４】
なお、本発明の態様は、上述した実施形態及び各変形例に限定されるものではなく、当業者が想到しうる種々の変形も含むものであり、本発明の効果も上述した内容に限定されない。すなわち、特許請求の範囲に規定された内容およびその均等物から導き出される本発明の概念的な思想と趣旨を逸脱しない範囲で種々の追加、変更および部分的削除等が可能である。
【符号の説明】
【００６５】
１１：半導体ウエハ測定装置、１２：プローバ、１３：テストヘッド、１４：筺体、１５：ＸＹＺθステージ、１６：チャックトップ、１７：プローブカード、１８：プローブ、１９：接触部、２１：ＰＣＢ、２２：スティフナー、２３：スティフナーカバー、２５：ハンドリング機構、２６：ハンドル、２７：着脱機構、２９：嵌合部、３０：被嵌合部、３１：係止爪、３３：ハンドル、３４，３５：設置部、３６：載置台、３８：ハンドル、３９：アーチ型棒材、４０：支持棒、４１：取っ手棒、４２：載置台。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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