特開2024-155929ウェハテストシステム、プローブカード交換方法、及びプローバ
(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2024155929
(43)【公開日】2024-10-31
(54)【発明の名称】ウェハテストシステム、プローブカード交換方法、及びプローバ
(51)【国際特許分類】
H01L 21/66 20060101AFI20241024BHJP
H01L 21/677 20060101ALI20241024BHJP
【ＦＩ】
H01L21/66 B
H01L21/68 A
【審査請求】有
【請求項の数】13
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2024133861
(22)【出願日】2024-08-09
(62)【分割の表示】P 2022005019の分割
【原出願日】2022-01-17
(11)【特許番号】
(45)【特許公報発行日】2024-10-08
(71)【出願人】
【識別番号】000151494
【氏名又は名称】株式会社東京精密
(74)【代理人】
【識別番号】100140992
【弁理士】
【氏名又は名称】松浦 憲政
(74)【代理人】
【識別番号】100170069
【弁理士】
【氏名又は名称】大原 一樹
(74)【代理人】
【識別番号】100128635
【弁理士】
【氏名又は名称】松村 潔
(74)【代理人】
【識別番号】100083116
【弁理士】
【氏名又は名称】松浦 憲三
(72)【発明者】
【氏名】山口 晃
(72)【発明者】
【氏名】佐藤 雄太
(72)【発明者】
【氏名】笠井 直樹
(72)【発明者】
【氏名】山添 直幸
(72)【発明者】
【氏名】安中 哲也
(72)【発明者】
【氏名】瀧井 数馬
(72)【発明者】
【氏名】青木 徹平
(72)【発明者】
【氏名】川▲崎▼ 渡
(72)【発明者】
【氏名】石田 大樹
(72)【発明者】
【氏名】井口 靖仁
(57)【要約】
【課題】設置スペースの増加を抑えつつ低コストでプローブカードの交換を自動化できるウェハテストシステム、プローブカード交換方法、及びプローバを提供する。
【解決手段】プローバ１０と、半導体ウェハＷを収納するカセットＣＳをプローバ１０に搬入及びプローバ１０から回収する無人搬送車（天井走行式無人搬送車５４）と、プローバ１０においてプローブカード３０を保持位置と交換位置との間で搬送するカード搬送機構３２と、無人搬送車を制御して、プローブカード３０を交換位置と保管所との間で搬送する搬送制御部（回収制御部８４、搬入制御部８６）と、カード搬送機構３２を制御して、交換前のプローブカード３０を保持位置から交換位置まで搬送する分離処理を実行する分離制御部６４と、カード搬送機構３２を制御して、新たなプローブカード３０を交換位置から保持位置まで搬送する装着処理を実行する装着制御部６６と、を備える。
【選択図】図１
【解決手段】プローバ１０と、半導体ウェハＷを収納するカセットＣＳをプローバ１０に搬入及びプローバ１０から回収する無人搬送車（天井走行式無人搬送車５４）と、プローバ１０においてプローブカード３０を保持位置と交換位置との間で搬送するカード搬送機構３２と、無人搬送車を制御して、プローブカード３０を交換位置と保管所との間で搬送する搬送制御部（回収制御部８４、搬入制御部８６）と、カード搬送機構３２を制御して、交換前のプローブカード３０を保持位置から交換位置まで搬送する分離処理を実行する分離制御部６４と、カード搬送機構３２を制御して、新たなプローブカード３０を交換位置から保持位置まで搬送する装着処理を実行する装着制御部６６と、を備える。
【選択図】図１
【特許請求の範囲】
【請求項1】
半導体ウェハを保持するチャックと、プローブ針を有するプローブカードとを備え、前記半導体ウェハに形成された複数の半導体チップに前記プローブ針を接触させて前記半導体チップの検査を行うプローバと、
検査前の複数の前記半導体ウェハを収納するカセットを前記プローバに搬入し且つ検査済みの複数の前記半導体ウェハを収納する前記カセットを前記プローバから回収する無人搬送車と、
前記無人搬送車を制御して、前記プローブカードを、前記プローバにおいて予め定められた前記プローブカードの交換位置と、前記プローバとは別の場所にある前記プローブカードの保管所との間で搬送する搬送制御部と、
前記プローバに設けられ、前記プローブカードを前記プローバ内で保持される保持位置と前記交換位置との間で搬送するカード搬送機構と、
前記カード搬送機構を制御して、交換前の前記プローブカードを前記保持位置から前記交換位置まで搬送する分離処理を実行する分離制御部と、
前記カード搬送機構を制御して、新たな前記プローブカードを前記交換位置から前記保持位置まで搬送する装着処理を実行する装着制御部と、
を備えるウェハテストシステム。
検査前の複数の前記半導体ウェハを収納するカセットを前記プローバに搬入し且つ検査済みの複数の前記半導体ウェハを収納する前記カセットを前記プローバから回収する無人搬送車と、
前記無人搬送車を制御して、前記プローブカードを、前記プローバにおいて予め定められた前記プローブカードの交換位置と、前記プローバとは別の場所にある前記プローブカードの保管所との間で搬送する搬送制御部と、
前記プローバに設けられ、前記プローブカードを前記プローバ内で保持される保持位置と前記交換位置との間で搬送するカード搬送機構と、
前記カード搬送機構を制御して、交換前の前記プローブカードを前記保持位置から前記交換位置まで搬送する分離処理を実行する分離制御部と、
前記カード搬送機構を制御して、新たな前記プローブカードを前記交換位置から前記保持位置まで搬送する装着処理を実行する装着制御部と、
を備えるウェハテストシステム。
【請求項2】
前記プローバが、
前記チャック、前記プローブカード、及び前記カード搬送機構を収納する筐体と、
前記筐体に形成され、前記交換位置を前記筐体の外部に露出させる開口部と、
前記開口部を開放する開状態と前記開口部を覆う閉じ状態とに切替可能な扉と、
前記扉を前記開状態と前記閉じ状態とに切り替える扉開閉機構と、
前記分離処理において前記扉開閉機構を駆動して前記扉を前記閉じ状態から前記開状態に切り替え、且つ前記装着処理において前記扉開閉機構を駆動して前記扉を前記開状態から前記閉じ状態に切り替える扉開閉制御部と、
を備える請求項１に記載のウェハテストシステム。
前記チャック、前記プローブカード、及び前記カード搬送機構を収納する筐体と、
前記筐体に形成され、前記交換位置を前記筐体の外部に露出させる開口部と、
前記開口部を開放する開状態と前記開口部を覆う閉じ状態とに切替可能な扉と、
前記扉を前記開状態と前記閉じ状態とに切り替える扉開閉機構と、
前記分離処理において前記扉開閉機構を駆動して前記扉を前記閉じ状態から前記開状態に切り替え、且つ前記装着処理において前記扉開閉機構を駆動して前記扉を前記開状態から前記閉じ状態に切り替える扉開閉制御部と、
を備える請求項１に記載のウェハテストシステム。
【請求項3】
前記扉の位置を基準として予め設定されたプロテクトエリア内への人の侵入の有無を検出する人検出センサを備え、
前記扉開閉制御部が、前記人検出センサの検出結果に基づき前記プロテクトエリア内に人が侵入している間、前記扉開閉機構の駆動を停止させる請求項２に記載のウェハテストシステム。
前記扉開閉制御部が、前記人検出センサの検出結果に基づき前記プロテクトエリア内に人が侵入している間、前記扉開閉機構の駆動を停止させる請求項２に記載のウェハテストシステム。
【請求項4】
前記扉開閉制御部が、前記扉開閉機構の駆動を途中で停止させた場合に、前記人検出センサの検出結果が前記プロテクトエリア内への人の侵入有から侵入無に切り替わるのに応じて、前記扉開閉機構の駆動を再開させる請求項３に記載のウェハテストシステム。
【請求項5】
前記プローブカードを前記保持位置で着脱自在に保持するカード保持部を備え、
前記カード搬送機構が、前記プローブカードを保持可能なトレイを有し、前記トレイを前記保持位置と前記交換位置との間で搬送し、
前記分離制御部が、前記分離処理として、前記カード搬送機構を駆動して前記トレイを前記保持位置に搬送する処理と、前記カード保持部による前記プローブカードの保持を解除して前記トレイに前記プローブカードを保持させる処理と、前記カード搬送機構を駆動して前記トレイを前記保持位置から前記交換位置に搬送する処理と、を順番に実行し、
前記装着制御部が、前記交換位置にある前記トレイに新たな前記プローブカードが保持された場合に、前記装着処理として、前記カード搬送機構を駆動して前記トレイを前記交換位置から前記保持位置に搬送する処理と、前記カード保持部により前記プローブカードを保持させる処理と、を順番に実行する請求項１から４のいずれか１項に記載のウェハテストシステム。
前記カード搬送機構が、前記プローブカードを保持可能なトレイを有し、前記トレイを前記保持位置と前記交換位置との間で搬送し、
前記分離制御部が、前記分離処理として、前記カード搬送機構を駆動して前記トレイを前記保持位置に搬送する処理と、前記カード保持部による前記プローブカードの保持を解除して前記トレイに前記プローブカードを保持させる処理と、前記カード搬送機構を駆動して前記トレイを前記保持位置から前記交換位置に搬送する処理と、を順番に実行し、
前記装着制御部が、前記交換位置にある前記トレイに新たな前記プローブカードが保持された場合に、前記装着処理として、前記カード搬送機構を駆動して前記トレイを前記交換位置から前記保持位置に搬送する処理と、前記カード保持部により前記プローブカードを保持させる処理と、を順番に実行する請求項１から４のいずれか１項に記載のウェハテストシステム。
【請求項6】
前記プローバが、前記プローブカードを保持するカードホルダを備え、
前記カード搬送機構が、前記プローブカード及び前記カードホルダを一体に前記保持位置と前記交換位置との間で搬送する請求項１から５のいずれか１項に記載のウェハテストシステム。
前記カード搬送機構が、前記プローブカード及び前記カードホルダを一体に前記保持位置と前記交換位置との間で搬送する請求項１から５のいずれか１項に記載のウェハテストシステム。
【請求項7】
前記カードホルダが、前記プローブカードを保持するカード保持穴を有し、
前記無人搬送車が、前記交換位置にある前記カードホルダの前記カード保持穴に前記プローブカードを載置し、
前記カードホルダの前記カード保持穴を形成する開口縁部に設けられた複数の位置決め部を備え、
前記複数の位置決め部が、前記無人搬送車により前記プローブカードが前記カード保持穴に載置される場合に、前記プローブカードを前記カード保持穴に案内するガイド面を有する請求項６に記載のウェハテストシステム。
前記無人搬送車が、前記交換位置にある前記カードホルダの前記カード保持穴に前記プローブカードを載置し、
前記カードホルダの前記カード保持穴を形成する開口縁部に設けられた複数の位置決め部を備え、
前記複数の位置決め部が、前記無人搬送車により前記プローブカードが前記カード保持穴に載置される場合に、前記プローブカードを前記カード保持穴に案内するガイド面を有する請求項６に記載のウェハテストシステム。
【請求項8】
前記搬送制御部が、前記無人搬送車を制御して、前記プローバの交換前の前記プローブカードを前記交換位置から前記保管所まで搬送する回収処理と、新たな前記プローブカードを前記保管所から前記交換位置まで搬送する搬入処理を実行し、
前記交換位置を基準として予め設定されたプロテクトエリア内への人の侵入の有無を検出する人検出センサを備え、
前記搬送制御部が、前記人検出センサの検出結果に基づき前記プロテクトエリア内への人の侵入有の状態の間、前記回収処理を停止し、
前記搬送制御部が、前記人検出センサの検出結果に基づき前記プロテクトエリア内への人の侵入有の状態の間、前記搬入処理を停止する請求項１からの７のいずれか１項に記載のウェハテストシステム。
前記交換位置を基準として予め設定されたプロテクトエリア内への人の侵入の有無を検出する人検出センサを備え、
前記搬送制御部が、前記人検出センサの検出結果に基づき前記プロテクトエリア内への人の侵入有の状態の間、前記回収処理を停止し、
前記搬送制御部が、前記人検出センサの検出結果に基づき前記プロテクトエリア内への人の侵入有の状態の間、前記搬入処理を停止する請求項１からの７のいずれか１項に記載のウェハテストシステム。
【請求項9】
前記搬送制御部が、前記無人搬送車を制御して、前記プローバの交換前の前記プローブカードを前記交換位置から前記保管所まで搬送する回収処理と、新たな前記プローブカードを前記保管所から前記交換位置まで搬送する搬入処理を実行し、
前記無人搬送車が、昇降自在で且つ前記カセット又は前記プローブカードを着脱自在に保持する昇降保持部を備え、
前記搬送制御部が、前記回収処理として、前記無人搬送車を前記交換位置の直上位置まで移動させる処理と、前記昇降保持部を前記交換位置まで下降させる処理と、前記昇降保持部により前記交換位置にある前記プローブカードを保持させる処理と、前記昇降保持部を上昇させる処理と、前記無人搬送車を前記直上位置から前記保管所まで移動させる処理と、を実行し、
前記搬送制御部が、前記搬入処理として、前記保管所において前記昇降保持部に前記プローブカードを保持させる処理と、前記無人搬送車を前記保管所から前記直上位置まで移動させる処理と、前記昇降保持部を下降させる処理と、前記昇降保持部により前記交換位置で前記プローブカードの保持を解除させる処理と、前記昇降保持部を上昇させる処理と、を実行する請求項１から８のいずれか１項に記載のウェハテストシステム。
前記無人搬送車が、昇降自在で且つ前記カセット又は前記プローブカードを着脱自在に保持する昇降保持部を備え、
前記搬送制御部が、前記回収処理として、前記無人搬送車を前記交換位置の直上位置まで移動させる処理と、前記昇降保持部を前記交換位置まで下降させる処理と、前記昇降保持部により前記交換位置にある前記プローブカードを保持させる処理と、前記昇降保持部を上昇させる処理と、前記無人搬送車を前記直上位置から前記保管所まで移動させる処理と、を実行し、
前記搬送制御部が、前記搬入処理として、前記保管所において前記昇降保持部に前記プローブカードを保持させる処理と、前記無人搬送車を前記保管所から前記直上位置まで移動させる処理と、前記昇降保持部を下降させる処理と、前記昇降保持部により前記交換位置で前記プローブカードの保持を解除させる処理と、前記昇降保持部を上昇させる処理と、を実行する請求項１から８のいずれか１項に記載のウェハテストシステム。
【請求項10】
前記プローバに設けられ、前記プローブカードを前記プローバ内で保持される保持位置と前記交換位置との間で搬送するカード搬送機構を備え、
前記カード搬送機構が、前記プローブカードを保持可能なトレイを有し、前記トレイを前記保持位置と前記交換位置との間で搬送し、
前記トレイに設けられ、前記トレイ上の前記プローブカードの有無を検出するカードセンサを備え、
前記搬送制御部が、前記カードセンサにおいて前記トレイ上に前記プローブカードが無と検出されている間、前記昇降保持部を下降させる処理を実行し、さらに前記カードセンサの検出結果が前記トレイ上の前記プローブカードの無から有に切り替わるのに応じて、前記昇降保持部による前記プローブカードの保持解除と、前記昇降保持部を上昇させる処理と、を実行する請求項９に記載のウェハテストシステム。
前記カード搬送機構が、前記プローブカードを保持可能なトレイを有し、前記トレイを前記保持位置と前記交換位置との間で搬送し、
前記トレイに設けられ、前記トレイ上の前記プローブカードの有無を検出するカードセンサを備え、
前記搬送制御部が、前記カードセンサにおいて前記トレイ上に前記プローブカードが無と検出されている間、前記昇降保持部を下降させる処理を実行し、さらに前記カードセンサの検出結果が前記トレイ上の前記プローブカードの無から有に切り替わるのに応じて、前記昇降保持部による前記プローブカードの保持解除と、前記昇降保持部を上昇させる処理と、を実行する請求項９に記載のウェハテストシステム。
【請求項11】
前記無人搬送車が搬送レールに沿って移動し、
前記搬送レールが互いに直交するＸＹＺ方向のうちでＸ方向に延び、
前記無人搬送車が、Ｚ方向に昇降自在で且つＹ方向に予め定められた可動範囲内で位置調整可能な昇降保持部を備え、且つ前記昇降保持部により前記カセット又は前記プローブカードを着脱自在に保持可能であり、
前記プローバが、前記Ｘ方向において前記交換位置とは異なる位置に設けられ且つ前記無人搬送車により前記カセットが載置されるロードポートを備え、
前記昇降保持部は、前記Ｙ方向において前記昇降保持部の前記可動範囲内で、前記カセットを前記ロードポートに載置可能であり、且つ、前記プローブカードを前記交換位置に載置可能である請求項１から１０のいずれか１項に記載のウェハテストシステム。
前記搬送レールが互いに直交するＸＹＺ方向のうちでＸ方向に延び、
前記無人搬送車が、Ｚ方向に昇降自在で且つＹ方向に予め定められた可動範囲内で位置調整可能な昇降保持部を備え、且つ前記昇降保持部により前記カセット又は前記プローブカードを着脱自在に保持可能であり、
前記プローバが、前記Ｘ方向において前記交換位置とは異なる位置に設けられ且つ前記無人搬送車により前記カセットが載置されるロードポートを備え、
前記昇降保持部は、前記Ｙ方向において前記昇降保持部の前記可動範囲内で、前記カセットを前記ロードポートに載置可能であり、且つ、前記プローブカードを前記交換位置に載置可能である請求項１から１０のいずれか１項に記載のウェハテストシステム。
【請求項12】
半導体ウェハを保持するチャックと、プローブ針を有するプローブカードとを備え、前記半導体ウェハに形成された複数の半導体チップに前記プローブ針を接触させて検査を行うプローバの前記プローブカードを交換するプローブカード交換方法において、
前記プローバのカード搬送機構が、交換前の前記プローブカードを前記プローバ内で保持される保持位置から、前記プローバにおいて予め定められた前記プローブカードの交換位置まで搬送する分離処理を行う分離ステップと、
検査前の複数の前記半導体ウェハを収納するカセットを前記プローバに搬入及び検査済みの複数の前記半導体ウェハを収納する前記カセットを前記プローバから回収する無人搬送車が、前記交換位置に搬送された交換前の前記プローブカードを前記交換位置から前記プローバとは別の場所にある前記プローブカードの保管所まで搬送する回収処理を実行する回収ステップと、
前記無人搬送車が、新たな前記プローブカードを前記保管所から前記交換位置まで搬送する搬入処理を実行する搬入ステップと、
前記カード搬送機構が、新たな前記プローブカードを前記交換位置から前記保持位置まで搬送する装着処理を実行する装着ステップと、
を有するプローブカード交換方法。
前記プローバのカード搬送機構が、交換前の前記プローブカードを前記プローバ内で保持される保持位置から、前記プローバにおいて予め定められた前記プローブカードの交換位置まで搬送する分離処理を行う分離ステップと、
検査前の複数の前記半導体ウェハを収納するカセットを前記プローバに搬入及び検査済みの複数の前記半導体ウェハを収納する前記カセットを前記プローバから回収する無人搬送車が、前記交換位置に搬送された交換前の前記プローブカードを前記交換位置から前記プローバとは別の場所にある前記プローブカードの保管所まで搬送する回収処理を実行する回収ステップと、
前記無人搬送車が、新たな前記プローブカードを前記保管所から前記交換位置まで搬送する搬入処理を実行する搬入ステップと、
前記カード搬送機構が、新たな前記プローブカードを前記交換位置から前記保持位置まで搬送する装着処理を実行する装着ステップと、
を有するプローブカード交換方法。
【請求項13】
半導体ウェハを保持するチャックと、プローブ針を有するプローブカードとを備え、前記半導体ウェハに形成された複数の半導体チップに前記プローブ針を接触させて前記半導体チップの検査を行うプローバにおいて、
前記プローブカードを前記プローバ内での保持位置と前記プローブカードの交換を行う交換位置との間で搬送するカード搬送機構と、
無人搬送車によって、複数の前記半導体ウェハを収納するカセットが載置されるロードポートと、
を備え、
前記交換位置に対して前記無人搬送車による前記プローブカードの載置が可能であり、
前記プローブカードが、前記無人搬送車に保持される被保持部を有し、
前記交換位置が、前記無人搬送車による前記プローブカードの交換が可能な位置であるプローバ。
前記プローブカードを前記プローバ内での保持位置と前記プローブカードの交換を行う交換位置との間で搬送するカード搬送機構と、
無人搬送車によって、複数の前記半導体ウェハを収納するカセットが載置されるロードポートと、
を備え、
前記交換位置に対して前記無人搬送車による前記プローブカードの載置が可能であり、
前記プローブカードが、前記無人搬送車に保持される被保持部を有し、
前記交換位置が、前記無人搬送車による前記プローブカードの交換が可能な位置であるプローバ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、プローバを用いて半導体ウェハの検査を行うウェハテストシステム、プローバのプローブカードを交換するプローブカード交換方法、及びウェハテストシステムに用いられるプローバに関する。
【背景技術】
【0002】
半導体ウェハの表面には、同一の電気素子回路を有する複数の半導体チップが形成されている。各半導体チップは、半導体製造工程においてダイサーで個々に切断される前に、ウェハテストシステムにより電気的特性が検査される。このウェハテストシステムは、プローバとテスタとを備える（特許文献１参照）。
【0003】
プローバは、半導体ウェハをウェハチャック上に保持した状態で、プローブ針を有するプローブカードとウェハチャックとを相対移動させることにより、半導体チップの電極パッドにプローブ針を電気的に接触（コンタクト）させる。テスタは、プローブ針に接続された端子を介して、半導体チップに各種の試験信号を供給すると共に、半導体チップから出力される信号を受信及び解析して半導体チップが正常に動作するか否かをテストする。
【0004】
近年、半導体製造工程の自動化が進んでおり、ウェハテストシステムにおいても自動化が進んでいる。例えば上記特許文献１に記載のウェハテストシステムでは、天井走行式無人搬送車（Overhead Hoist Transport：ＯＨＴ）を用いて、検査対象の複数の半導体ウェハを収納したカセットをプローバのロードポートに載置する。次いでウェハテストシステムでは、ウェハチャックへの半導体ウェハのセット、半導体ウェハの各半導体チップへのプローブ針のコンタクト、及びテスタによる各半導体チップのテストが行われる。そして、ＯＨＴにより検査済みの半導体ウェハを収納したカセットがプローバから回収される。これにより、オペレータが介在することなく半導体ウェハの検査を行うことができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0005】
【特許文献1】特開２００７－３２９４５８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0006】
ところで、半導体ウェハに形成される半導体チップの種類は多様であり、半導体チップの検査に用いられるプローブカードの種類も多様である。このため、ウェハテストシステムでは、検査対象の半導体チップの種類の切り替えに応じて、プローバにセットするプローブカードの種類を交換しなければならない場合がある。従来、プローバにおけるプローブカードの交換には必ずオペレータが介在しており、この交換は手動又はセミオートで行われていた。このため、米国及びヨーロッパに納入される装置は、所定の安全規格（ＳＥＭＩ規格Ｓ２ＣＥ等）を満たす必要があり、例えばプローブカードの交換時にプローバの扉を開閉する場合にはプローバの駆動部の電源ＯＦＦする必要がある。さらに、オペレータによる手作業でのプローブカードの交換は、誤ってプローブカードを落下させるおそれがあるため、半導体製造工程においてプローバにおけるプローブカードの交換を自動化することが強く要望されている。
【0007】
プローバのプローブカードの交換を自動化するためには、プローバからの交換前のプローブカードの回収と、プローバへの新たなプローブカードの搬入とを自動化する必要がある。しかしながら、プローブカードの回収及び搬入を行う設備を半導体製造工程に新設する場合には費用、設置スペースの点で問題がある。
【0008】
本発明はこのような事情に鑑みてなされたものであり、設置スペースの増加を抑えつつ低コストでプローブカードの交換を自動化できるウェハテストシステム、プローブカード交換方法、及びプローバ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】
【0009】
本発明の目的を達成するためのウェハテストシステムは、半導体ウェハを保持するチャックと、プローブ針を有するプローブカードとを備え、半導体ウェハに形成された複数の半導体チップにプローブ針を接触させて半導体チップの検査を行うプローバと、複数の半導体ウェハを収納するカセットを保持した状態で搬送レールに沿って移動する天井走行式無人搬送車であって、検査前の複数の半導体ウェハを収納するカセットをプローバに搬入し且つ検査済みの複数の半導体ウェハを収納するカセットをプローバから回収する天井走行式無人搬送車と、天井走行式無人搬送車を制御して、プローブカードを、プローバにおいて予め定められたプローブカードの交換位置と、プローバとは別の場所にあるプローブカードの保管所との間で搬送する搬送制御部と、プローバに設けられ、プローブカードをプローバ内で保持される保持位置と交換位置との間で搬送するカード搬送機構と、カード搬送機構を制御して、交換前のプローブカードを保持位置から交換位置まで搬送する分離処理を実行する分離制御部と、カード搬送機構を制御して、新たなプローブカードを交換位置から保持位置まで搬送する装着処理を実行する装着制御部と、を備える。
【0010】
このウェハテストシステムによれば、カセット搬送用の天井走行式無人搬送車を利用して、プローバのプローブカードの交換を自動で行うことができる。
【0011】
本発明の他の態様に係るウェハテストシステムにおいて、プローバが、チャック、プローブカード、及びカード搬送機構を収納する筐体と、筐体に形成され、交換位置を筐体の外部に露出させる開口部と、開口部を開放する開状態と開口部を覆う閉じ状態とに切替可能な扉と、扉を開状態と閉じ状態とに切り替える扉開閉機構と、分離処理において扉開閉機構を駆動して扉を閉じ状態から開状態に切り替え、且つ装着処理において扉開閉機構を駆動して扉を開状態から閉じ状態に切り替える扉開閉制御部と、を備える。これにより、分離処理時及び装着処理時の扉の開閉を自動化することができる。
【0012】
本発明の他の態様に係るウェハテストシステムにおいて、扉の位置を基準として予め設定されたプロテクトエリア内への人の侵入の有無を検出する人検出センサを備え、扉開閉制御部が、人検出センサの検出結果に基づきプロテクトエリア内に人が侵入している間、扉開閉機構の駆動を停止させる。これにより、扉が人に衝突したり、手又は指を扉に挟まれたりすることが防止される。
【0013】
本発明の他の態様に係るウェハテストシステムにおいて、扉開閉制御部が、扉開閉機構の駆動を途中で停止させた場合に、人検出センサの検出結果がプロテクトエリア内への人の侵入有から侵入無に切り替わるのに応じて、扉開閉機構の駆動を再開させる。これにより、オペレータが再開操作を行う手間を減らすことができる。
【0014】
本発明の他の態様に係るウェハテストシステムにおいて、プローブカードを保持位置で着脱自在に保持するカード保持部を備え、カード搬送機構が、プローブカードを保持可能なトレイを有し、トレイを保持位置と交換位置との間で搬送し、分離制御部が、分離処理として、カード搬送機構を駆動してトレイを保持位置に搬送する処理と、カード保持部によるプローブカードの保持を解除してトレイにプローブカードを保持させる処理と、カード搬送機構を駆動してトレイを保持位置から交換位置に搬送する処理と、を順番に実行し、装着制御部が、交換位置にあるトレイに新たなプローブカードが保持された場合に、装着処理として、カード搬送機構を駆動してトレイを交換位置から保持位置に搬送する処理と、カード保持部によりプローブカードを保持させる処理と、を順番に実行する。これにより、分離処理及び装着処理も自動化できるので、プローバのプローブカードの交換を全て自動で行うことができる。
【0015】
本発明の他の態様に係るウェハテストシステムにおいて、プローバが、プローブカードを保持するカードホルダを備え、カード搬送機構が、プローブカード及びカードホルダを一体に保持位置と交換位置との間で搬送する。
【0016】
本発明の他の態様に係るウェハテストシステムにおいて、カードホルダが、プローブカードを保持するカード保持穴を有し、天井走行式無人搬送車が、交換位置にあるカードホルダのカード保持穴にプローブカードを載置し、カードホルダのカード保持穴を形成する開口縁部に設けられた複数の位置決め部を備え、複数の位置決め部が、天井走行式無人搬送車によりプローブカードがカード保持穴に載置される場合に、プローブカードをカード保持穴に案内するガイド面を有する。これにより、プローブカードをカード保持穴に確実に案内することができる。
【0017】
本発明の他の態様に係るウェハテストシステムにおいて、搬送制御部が、天井走行式無人搬送車を制御して、プローバの交換前のプローブカードを交換位置から保管所まで搬送する回収処理と、新たなプローブカードを保管所から交換位置まで搬送する搬入処理を実行し、交換位置を基準として予め設定されたプロテクトエリア内への人の侵入の有無を検出する人検出センサを備え、搬送制御部が、人検出センサの検出結果に基づきプロテクトエリア内への人の侵入有の状態の間、回収処理を停止し、搬送制御部が、人検出センサの検出結果に基づきプロテクトエリア内への人の侵入有の状態の間、搬入処理を停止する。これにより、天井走行式無人搬送車が人に衝突することが防止される。
【0018】
本発明の他の態様に係るウェハテストシステムにおいて、搬送制御部が、天井走行式無人搬送車を制御して、プローバの交換前のプローブカードを交換位置から保管所まで搬送する回収処理と、新たなプローブカードを保管所から交換位置まで搬送する搬入処理を実行し、天井走行式無人搬送車が、昇降自在で且つカセット又はプローブカードを着脱自在に保持する昇降保持部を備え、搬送制御部が、回収処理として、天井走行式無人搬送車を交換位置の直上位置まで移動させる処理と、昇降保持部を交換位置まで下降させる処理と、昇降保持部により交換位置にあるプローブカードを保持させる処理と、昇降保持部を上昇させる処理と、天井走行式無人搬送車を直上位置から保管所まで移動させる処理と、を実行し、搬送制御部が、搬入処理として、保管所において昇降保持部にプローブカードを保持させる処理と、天井走行式無人搬送車を保管所から直上位置まで移動させる処理と、昇降保持部を下降させる処理と、昇降保持部により交換位置でプローブカードの保持を解除させる処理と、昇降保持部を上昇させる処理と、を実行する。これにより、カセット搬送用の天井走行式無人搬送車を利用して、プローバのプローブカードの交換を自動で行うことができる。
【0019】
本発明の他の態様に係るウェハテストシステムにおいて、プローバに設けられ、プローブカードをプローバ内で保持される保持位置と交換位置との間で搬送するカード搬送機構を備え、カード搬送機構が、プローブカードを保持可能なトレイを有し、トレイを保持位置と交換位置との間で搬送し、トレイに設けられ、トレイ上のプローブカードの有無を検出するカードセンサを備え、搬送制御部が、カードセンサにおいてトレイ上にプローブカードが無と検出されている間、昇降保持部を下降させる処理を実行し、さらにカードセンサの検出結果がトレイ上のプローブカードの無から有に切り替わるのに応じて、昇降保持部によるプローブカードの保持解除と、昇降保持部を上昇させる処理と、を実行する。これにより、搬入処理を自動化することができる。
【0020】
本発明の他の態様に係るウェハテストシステムにおいて、搬送レールが互いに直交するＸＹＺ方向のうちでＸ方向に延び、天井走行式無人搬送車が、Ｚ方向に昇降自在で且つＹ方向に予め定められた可動範囲内で位置調整可能な昇降保持部を備え、且つ昇降保持部によりカセット又はプローブカードを着脱自在に保持可能であり、プローバが、Ｘ方向において交換位置とは異なる位置に設けられ且つ天井走行式無人搬送車によりカセットが載置されるロードポートを備え、昇降保持部は、Ｙ方向において昇降保持部の可動範囲内で、カセットをロードポートに載置可能であり、且つ、プローブカードを交換位置に載置可能である。これにより、カセット搬送用の天井走行式無人搬送車を利用して、交換位置からのプローブカードの回収及び交換位置へのプローブカードの搬入を行うことができる。
【0021】
本発明の目的を達成するためのプローブカード交換方法は、半導体ウェハを保持するチャックと、プローブ針を有するプローブカードとを備え、半導体ウェハに形成された複数の半導体チップにプローブ針を接触させて検査を行うプローバのプローブカードを交換するプローブカード交換方法において、プローバのカード搬送機構が、交換前のプローブカードをプローバ内で保持される保持位置から、プローバにおいて予め定められたプローブカードの交換位置まで搬送する分離処理を行う分離ステップと、複数の半導体ウェハを収納するカセットを保持した状態で搬送レールに沿って移動し、且つ検査前の複数の半導体ウェハを収納するカセットをプローバに搬入及び検査済みの複数の半導体ウェハを収納するカセットをプローバから回収する天井走行式無人搬送車が、交換位置に搬送された交換前のプローブカードを交換位置からプローバとは別の場所にあるプローブカードの保管所まで搬送する回収処理を実行する回収ステップと、天井走行式無人搬送車が、新たなプローブカードを保管所から交換位置まで搬送する搬入処理を実行する搬入ステップと、カード搬送機構が、新たなプローブカードを交換位置から保持位置まで搬送する装着処理を実行する装着ステップと、を有する。
【0022】
本発明の目的を達成するためのプローバは、半導体ウェハを保持するチャックと、プローブ針を有するプローブカードとを備え、半導体ウェハに形成された複数の半導体チップにプローブ針を接触させて半導体チップの検査を行うプローバにおいて、プローブカードをプローバ内での保持位置とプローブカードの交換を行う交換位置との間で搬送するカード搬送機構と、互いに直交するＸＹＺ方向のうちでＸ方向に延びた搬送レールに沿って移動自在な天井走行式無人搬送車であって且つＺ方向に昇降自在でＹ方向に予め定められた可動範囲内で位置調整可能な昇降保持部を有する天井走行式無人搬送車によって、複数の半導体ウェハを収納するカセットが載置されるロードポートと、を備え、Ｙ方向において昇降保持部の可動範囲内で、ロードポートに対して昇降保持部によるカセットの載置が可能であり、且つ、交換位置に対して昇降保持部によるプローブカードの載置が可能であり、プローブカードが、昇降保持部に保持される被保持部を有し、交換位置が、天井走行式無人搬送車によるプローブカードの交換が可能な位置である。
【発明の効果】
【0023】
本発明は、設置スペースの増加を抑えつつ低コストでプローブカードの交換を自動化できる。
【図面の簡単な説明】
【0024】
【図1】ウェハテストシステムの概略図である。
【図2】プローバ及びテスタの概略図である。
【図3】カードホルダの上面図である。
【図4】カードホルダに設けられている複数の位置決め部の拡大図である。
【図5】プローブカード及びカードホルダを保持するトレイの斜視図である。
【図6】トレイの上面図である。
【図7】プローブカードの交換時の分離処理を説明するための説明図である。
【図8】プローブカードの交換時の分離処理を説明するための説明図である。
【図9】プローブカードの交換時の装着処理を説明するための説明図である。
【図10】プローブカードの交換時の装着処理を説明するための説明図である。
【図11】開状態に切り替えられた筐体の扉の斜視図である。
【図12】閉じ状態に切り替えられた筐体の扉の斜視図である。
【図13】レーザスキャナの説明図である。
【図14】ウェハ搬送機構のＯＨＴの概略図である。
【図15】ウェハ搬送機構によるプローブカードの回収処理及び搬入処理を可能にする条件を説明するための説明図である。
【図16】プローバのプローバ制御部、及びＧＥＭホストの機能ブロック図である。
【図17】ウェハテストシステムで行われるプローバのプローブカードの交換処理の流れを示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【0025】
［ウェハテストシステムの全体構成］
図１は、ウェハテストシステム２の概略図である。図１に示すように、ウェハテストシステム２は、後述のプローバ１０を用いて半導体ウェハＷの各半導体チップ（図示は省略）の電気特性の検査を自動で行う。また、ウェハテストシステム２は、プローバ１０のプローブカード３０の交換を自動で行う。
図１は、ウェハテストシステム２の概略図である。図１に示すように、ウェハテストシステム２は、後述のプローバ１０を用いて半導体ウェハＷの各半導体チップ（図示は省略）の電気特性の検査を自動で行う。また、ウェハテストシステム２は、プローバ１０のプローブカード３０の交換を自動で行う。
【0026】
ウェハテストシステム２は、大別して、プローバ１０と、テスタ１１（図２参照）と、レーザスキャナ１２と、ウェハ搬送機構１４と、ＧＥＭ（Generic Model For Communications and Control Of Manufacturing Equipment）コンピュータであるＧＥＭホスト１６と、を備える。なお、ウェハテストシステム２には、プローバ１０が複数設けられている（図１４参照）。
【0027】
各プローバ１０とウェハ搬送機構１４とＧＥＭホスト１６とは公知のネットワーク１８を介して互いに接続されている。なお、実際には各プローバ１０及びＧＥＭホスト１６を接続するネットワーク１８と、ウェハ搬送機構１４及びＧＥＭホスト１６を接続するネットワーク１８と、は異なっている（図１６参照）。また、各プローバ１０とウェハ搬送機構１４（ＯＨＴ５４）とは、Ｉ／Ｏインターフェース１９（ＳＥＭＩ－Ｅ４８準拠）で接続されている（図１６参照）。また、レーザスキャナ１２は、プローバ１０に接続されており、このプローバ１０及びネットワーク１８を介してＧＥＭホスト１６に接続されている。
【0028】
［プローバ］
図２は、プローバ１０及びテスタ１１の概略図である。なお、図中の互いに直交するＸＹＺ方向のうち、ＸＹ方向は水平方向であり、Ｚ方向は上下方向である。図２に示すように、プローバ１０は、大別して、ベース２０と、ロードポート２１（図１３参照）と、チャック２２と、チャック移動機構２４と、カード保持部２６と、カードホルダ２８と、プローブカード３０と、カード搬送機構３２と、これらを収納する筐体３４と、を備える。なお、プローバ１０の詳細な構成は公知技術であるので（例えば特開２０１８－１１７０９６号公報参照）、ここではプローバ１０の一部構成の説明のみを行う。
図２は、プローバ１０及びテスタ１１の概略図である。なお、図中の互いに直交するＸＹＺ方向のうち、ＸＹ方向は水平方向であり、Ｚ方向は上下方向である。図２に示すように、プローバ１０は、大別して、ベース２０と、ロードポート２１（図１３参照）と、チャック２２と、チャック移動機構２４と、カード保持部２６と、カードホルダ２８と、プローブカード３０と、カード搬送機構３２と、これらを収納する筐体３４と、を備える。なお、プローバ１０の詳細な構成は公知技術であるので（例えば特開２０１８－１１７０９６号公報参照）、ここではプローバ１０の一部構成の説明のみを行う。
【0029】
ベース２０上には、チャック２２がＸＹＺ方向の各方向に移動自在に保持されていると共に、Ｚ方向に平行な軸を中心とする軸周り方向であるθ方向に回転自在に保持されている。また、ベース２０上には、カード搬送機構３２がＹ方向に移動自在に保持されている。
【0030】
ロードポート２１（図１３参照）には、後述のウェハ搬送機構１４のＯＨＴ５４により、検査対象の複数の半導体ウェハＷを収納したカセットＣＳが載置される。なお、図示は省略するが、プローバ１０には、ロードポート２１とチャック２２との間で半導体ウェハＷを搬送する搬送機構が設けられている。
【0031】
チャック２２の上面には、真空吸着等の各種保持方法により半導体ウェハＷが保持される。チャック２２の内部には、半導体ウェハＷの温度調整を行う温度調整部（図示は省略）が設けられている。
【0032】
また、チャック２２には、後述のカード搬送機構３２に対向する位置に連結部３６が設けられている。連結部３６は、チャック２２とカード搬送機構３２との連結に用いられる。連結部３６は、後述のプローブカード３０の交換時以外はチャック２２の内部に収納され、プローブカード３０の交換時にチャック２２の側面からＹ方向に突出してカード搬送機構３２に連結する。これにより、プローブカード３０の交換時にチャック２２とカード搬送機構３２とが一体に移動可能になる。なお、連結部３６を設けずに、常にチャック２２とカード搬送機構３２を一体に移動させてもよい。
【0033】
チャック移動機構２４は、モータ等で構成される公知のアクチュエータである。このチャック移動機構２４は、チャック２２をＸＹＺθ方向に移動可能である。これにより、チャック２２に保持されている半導体ウェハＷと、後述のプローブ針３０ａと、をＸＹＺθ方向に相対移動させることができる。また、チャック移動機構２４は、プローブカード３０の交換時にはチャック２２及びカード搬送機構３２をＹ方向に一体に移動させる。なお、チャック移動機構２４とは別にカード搬送機構３２を移動させる機構を設けてもよい。
【0034】
カード保持部２６（ヘッドステージともいう）は、Ｚ方向においてチャック２２よりも上方側の位置に設けられており、カードホルダ２８を着脱自在に保持する。このカードホルダ２８は、プローブカード３０の外周を保持する。これにより、カード保持部２６は、カードホルダ２８を介してプローブカード３０を着脱自在に保持する。
【0035】
【0036】
図３及び図４に示すように、カードホルダ２８は、プローブカード３０の外周部を保持するカード保持穴３８を有する。また、カードホルダ２８には、カード保持穴３８を形成する開口縁部に沿って間隔をあけて設けられた複数の位置決め部４０を備える。
【0037】
各位置決め部４０は、後述のＯＨＴ５４によりカード保持穴３８にプローブカード３０を載置する場合において（図２７参照）、プローブカード３０をカード保持穴３８に案内するガイド面４０ａを有する。ガイド面４０ａは、そのＺ方向下端部がカード保持穴３８の開口縁部上に位置し、且つＺ方向上方側に向かうのに従ってカード保持穴３８から次第に水平方向に遠ざかるように傾斜した傾斜面である。これにより、プローブカード３０を各位置決め部４０のガイド面４０ａに沿ってカード保持穴３８に案内することができる。
【0038】
図２に戻って、プローブカード３０は、半導体ウェハＷに多数形成されている不図示の半導体チップの電極パッドの配置等に応じて配置されたプローブ針３０ａを有している。また、プローブカード３０の上面には、後述のウェハ搬送機構１４を構成するＯＨＴ５４の昇降保持部５４ａ（図１参照）によって保持される被保持部３０ｂが設けられている。さらに、プローブカード３０には、プローブ針３０ａに電気的に接続された不図示の接続端子が設けられており、この接続端子にはテスタ１１が接続される。
【0039】
テスタ１１は、プローブカード３０の接続端子、及びプローブ針３０ａを介して、半導体ウェハＷの各半導体チップの電極パッドに各種の試験信号を供給すると共に、電極パッドから出力される信号を受信及び解析して半導体チップが正常に動作するか否かを検査（テスト）する。なお、テスタ１１の構成及びテスト方法は公知技術であるので詳細な説明は省略する。
【0040】
このような半導体チップの検査に用いられるプローブカード３０は、例えば、半導体チップの種類に応じて交換されたり、或いは所定の検査回数ごとに交換されたりする。本実施形態のウェハテストシステム２では、既述のチャック移動機構２４及び後述のカード搬送機構３２と、後述のウェハ搬送機構１４と、を用いてプローブカード３０の交換を自動で行う。ここでいう「プローブカード３０の交換」には、プローバ１０にプローブカード３０が装着されていない状態で新たなプローブカード３０をプローバ１０に装着する場合も含まれるが、本実施形態ではカード保持部２６に既に保持されている交換前のプローブカード３０を新たなプローブカード３０に交換する場合を例に挙げて説明を行う。
【0041】
カード搬送機構３２は、プローブカード３０の交換時にチャック移動機構２４と共に、カードホルダ２８及び交換前のプローブカード３０を一体に「保持位置」から「交換位置」に搬送する分離処理と、カードホルダ２８及び新たなプローブカード３０を一体に「交換位置」から「保持位置」に搬送する装着処理と、を行う。ここで保持位置とは、カード保持部２６によりプローブカード３０及びカードホルダ２８が保持される位置である。また、交換位置とは、プローバ１０においてプローブカード３０の交換が行われる位置、より具体的には後述のＯＨＴ５４（図１参照）によるプローブカード３０の回収及び搬入が可能な位置である（図８参照）。
【0042】
カード搬送機構３２は、プローブカード３０の交換時に既述の連結部３６を介してチャック２２に連結されることで（図７参照）、カードホルダ２８及びプローブカード３０を一体に保持位置と交換位置との間で搬送する。
【0043】
カード搬送機構３２は、プローブカード３０及びカードホルダ２８を保持可能（支持可能）な略平板状のトレイ４２を、ＸＺ面に平行な倒伏状態（図２参照）と、ＸＹ面に平行な起立状態（図７参照）とに変位自在に保持する。また、カード搬送機構３２は、起立状態のトレイ４２をＺ方向に昇降自在に保持する（図７参照）。
【0044】
図５は、プローブカード３０及びカードホルダ２８を保持（支持）するトレイ４２の斜視図である。図６は、トレイ４２の上面図である。図５及び図６に示すように、トレイ４２は、カードホルダ２８の外周部を保持するホルダ保持穴４４を有し、既述の起立状態においてホルダ保持穴４４によりカードホルダ２８を保持する。これにより、トレイ４２は、プローブカード３０及びカードホルダ２８を一体に保持する。
【0045】
トレイ４２には、カードホルダ２８の有無を検出する複数のホルダセンサ４６と、プローブカード３０の有無を検出する複数のカードセンサ４８と、が設けられている。各ホルダセンサ４６は、例えば、ホルダ保持穴４４の底面上に設けられた押圧式（感圧式でも可）のセンサである。各ホルダセンサ４６は、ホルダ保持穴４４にカードホルダ２８が保持された場合に、このカードホルダ２８により押圧されることでセンサ出力値を変化させる。これにより、各ホルダセンサ４６のセンサ出力値に基づき、トレイ４２上のカードホルダ２８の有無を検出することができる。
【0046】
各カードセンサ４８は、例えば、ホルダ保持穴４４の内側に設けられた押圧式のセンサである。各カードセンサ４８のセンサヘッドは、ホルダ保持穴４４にカードホルダ２８が保持されている状態において、カード保持穴３８の内側からＺ方向上方に突出する。このため、各カードセンサ４８は、カード保持穴３８にプローブカード３０が保持された場合に、このカードホルダ２８により押圧されることでセンサ出力値を変化させる。これにより、各カードセンサ４８のセンサ出力値に基づき、トレイ４２上のプローブカード３０の有無を検出することができる。
【0047】
図７及び図８は、プローブカード３０の交換時の分離処理を説明するための説明図である。なお、図７及び図８（後述の図９及び図１０）では、図面の煩雑化を防止するためにプローバ１０の内部構造及びプローブカード３０等を簡略的に記載し、さらにトレイ４２によりプローブカード３０及びカードホルダ２８が搬送されていることが明確になるように、トレイ４２よりもプローブカード３０及びカードホルダ２８の大きさを強調している。
【0048】
図７の符号７Ａに示すように、分離処理の開始前には、チャック２２はカード保持部２６の鉛直下方の位置である検査位置Ｙ１に位置決めされている。また、カード搬送機構３２は、交換位置に位置決めされている。さらに、カード搬送機構３２のトレイ４２は倒伏状態に切り替えられている。
【0049】
図７の符号７Ｂに示すように、分離処理が開始されると、チャック移動機構２４がチャック２２を連結位置Ｙ３まで移動させる。連結位置Ｙ３は、交換位置に隣接する位置であって且つチャック２２がカード搬送機構３２に連結可能な位置である。そして、チャック２２の側面から連結部３６がＹ方向に突出してカード搬送機構３２に連結する。これにより、チャック２２とカード搬送機構３２とが一体にＹ方向に移動可能になる。
【0050】
図７の符号７Ｃに示すように、チャック２２及びカード搬送機構３２の連結後、チャック移動機構２４がチャック２２を検査位置Ｙ１と連結位置Ｙ３との間のトレイ切替位置Ｙ２まで移動させる。この移動完了後、カード搬送機構３２がトレイ４２を倒伏状態から起立状態に切り替える。
【0051】
図７の符号７Ｄに示すように、トレイ４２が起立状態に切り替えられた後、チャック移動機構２４がチャック２２を分離・装着位置Ｙ０まで移動させる。この分離・装着位置Ｙ０は、カード保持部２６の鉛直下方位置にトレイ４２が位置調整される位置であり、より具体的にはトレイ４２のホルダ保持穴４４と、カード保持部２６に保持されているカードホルダ２８とが一致する位置である。この移動完了後、カード搬送機構３２がトレイ４２を上昇させて、このトレイ４２を、カード保持部２６により保持されているカードホルダ２８に接する位置まで搬送する。これにより、トレイ４２のホルダ保持穴４４内にカードホルダ２８が保持され、このカードホルダ２８を介してプローブカード３０が保持される。
【0052】
図８の符号８Ａに示すように、トレイ４２によりプローブカード３０及びカードホルダ２８が保持されると共に、カード保持部２６によるカードホルダ２８の保持が解除されると、各ホルダセンサ４６のセンサ出力値及び各カードセンサ４８の出力値が変化する。これにより、トレイ４２によりプローブカード３０及びカードホルダ２８が保持された状態になる。
【0053】
図８の符号８Ｂに示すように、カード保持部２６によるカードホルダ２８の保持が解除されると、カード搬送機構３２がトレイ４２を下降させる。
【0054】
図８の符号８Ｃに示すように、トレイ４２の下降が完了すると、チャック移動機構２４がチャック２２を連結位置Ｙ３まで移動させる。これにより、カード搬送機構３２のトレイ４２が交換位置まで搬送されることで、プローブカード３０及びカードホルダ２８も交換位置まで搬送される。なお、交換位置の手前には詳しくは後述する扉３５が設けられているため、チャック移動機構２４は、トレイ４２を交換位置に向けて搬送する際に扉３５の手前でトレイ４２の搬送を一旦停止させ、この扉３５が開放された後でトレイ４２の搬送を再開する（後述の図２２参照）。トレイ４２が交換位置まで搬送されることで、後述のＯＨＴ５４によるトレイ４２からの交換前のプローブカード３０の回収（図２５参照）と、ＯＨＴ５４によるトレイ４２への新たなプローブカード３０の搬入（図２７参照）とが可能になる。
【0055】
【0056】
図９の符号９Ａに示すように、交換位置にセットされたトレイ４２上のカードホルダ２８に新たなプローブカード３０が保持されると、図９の符号９Ｂに示すようにチャック移動機構２４がチャック２２を分離・装着位置Ｙ０まで移動させる。これにより、カード保持部２６の鉛直下方位置に、トレイ４２、プローブカード３０、及びカードホルダ２８が位置調整される。そして、カード搬送機構３２がトレイ４２を上昇させる。これにより、トレイ４２に保持されているカードホルダ２８及びプローブカード３０も一体に上昇する。
【0057】
図９の符号９Ｃに示すように、カード搬送機構３２によるトレイ４２の上昇は、カードホルダ２８がカード保持部２６（保持位置）に達するまで継続される。これにより、トレイ４２、プローブカード３０、及びカードホルダ２８が交換位置から保持位置まで搬送され、この搬送が完了するとカード保持部２６がカードホルダ２８を保持する。その結果、カードホルダ２８を介してカード保持部２６に新たなプローブカード３０が装着される。
【0058】
図１０の符号ＸＡに示すように、カード保持部２６がカードホルダ２８を保持すると、カード搬送機構３２がトレイ４２を下降させる。これにより、トレイ４２によるカードホルダ２８の保持が解除される。
【0059】
図１０の符号ＸＢに示すように、トレイ４２の下降が完了すると、チャック移動機構２４がチャック２２をトレイ切替位置Ｙ２まで移動させる。この移動完了後、カード搬送機構３２がトレイ４２を起立状態から倒伏状態に切り替える。
【0060】
図１０の符号ＸＣに示すように、トレイ４２の倒伏状態への切替後、チャック移動機構２４がチャック２２を連結位置Ｙ３まで移動させる。そして、連結部３６がチャック２２の内部に収納されることで、チャック２２とカード搬送機構３２との連結が解除される。その結果、カード搬送機構３２が分離処理開始前の交換位置に配置される。
【0061】
図１０の符号ＸＤに示すように、チャック２２とカード搬送機構３２との連結が解除されると、チャック移動機構２４がチャック２２を検査位置Ｙ１まで移動させる。これにより、装着処理が完了する。
【0062】
図１１は、開状態に切り替えられた筐体３４の扉３５の斜視図である。図１２は、閉じ状態に切り替えられた筐体３４の扉３５の斜視図である。図１１及び図１２に示すように、筐体３４には、交換位置、より具体的には交換位置に移動されたトレイ４２等を外部に露出させる開口部３４ａが形成されている。なお、本実施形態では、交換位置に移動されたトレイ４２等の一部が開口部３４ａから筐体３４の外部に突出する。
【0063】
筐体３４には、開口部３４ａを開放する開状態（図１１参照）と開口部３４ａを覆う閉じ状態（図１２参照）とに切替可能な扉３５が回動自在に設けられている。この扉３５の開閉は、モータ等の公知のアクチュエータにより構成される扉開閉機構４９（図１６参照）により実行される。扉開閉機構４９は、分離処理中にトレイ４２が交換位置に移動される前に扉３５を開状態に切り替える。また、扉開閉機構４９は、装着処理中にトレイ４２が筐体３４内に収納された後で扉３５を閉じ状態に切り替える。
【0064】
［レーザスキャナ］
図１３は、レーザスキャナ１２の説明図である。図１３及び既述の図１に示すように、レーザスキャナ１２は、本発明の人検出センサに相当するものであり、プローバ１０の扉３５（開口部３４ａ）の近傍に配置されている。このレーザスキャナ１２は、例えば、赤外線レーザ光の出射及び走査を行い、被検出物体である人Ｈに当たって反射された赤外線レーザ光を検出することで、人Ｈまでの距離を検出する。レーザスキャナ１２の設置位置及び赤外線レーザ光の走査範囲を調整することで、交換位置及び扉３５の位置を基準として予め設定されたプロテクトエリアＰＡ内及び警告エリアＷＡ内への人Ｈの侵入の有無を検出することができる。
図１３は、レーザスキャナ１２の説明図である。図１３及び既述の図１に示すように、レーザスキャナ１２は、本発明の人検出センサに相当するものであり、プローバ１０の扉３５（開口部３４ａ）の近傍に配置されている。このレーザスキャナ１２は、例えば、赤外線レーザ光の出射及び走査を行い、被検出物体である人Ｈに当たって反射された赤外線レーザ光を検出することで、人Ｈまでの距離を検出する。レーザスキャナ１２の設置位置及び赤外線レーザ光の走査範囲を調整することで、交換位置及び扉３５の位置を基準として予め設定されたプロテクトエリアＰＡ内及び警告エリアＷＡ内への人Ｈの侵入の有無を検出することができる。
【0065】
プロテクトエリアＰＡは、開閉する扉３５に人Ｈが衝突する或いは手を挟まれるおそれがある範囲、すなわち扉３５の開閉動作中に人Ｈが侵入すると危険な範囲を定めたエリアである。
【0066】
警告エリアＷＡは、プロテクトエリアＰＡの外側に設定されており、プロテクトエリアＰＡに侵入するおそれがある人Ｈに対して警告を発するためのエリアである。なお、警告エリアＷＡの設定については省略してもよい。
【0067】
レーザスキャナ１２から出力される検出信号は、プローバ１０に入力され、さらにこのプローバ１０及びネットワーク１８を介して後述のＧＥＭホスト１６に入力される。
【0068】
［ウェハ搬送機構］
図１４は、ウェハ搬送機構１４のＯＨＴ５４の概略図である。図１４及び既述の図１に示すように、ウェハ搬送機構１４は、ＸＹ方向に２次元配置されている複数のプローバ１０と、所定の保管所５０（図１参照）との間で、複数の半導体ウェハＷを収納しているカセットＣＳを搬送する。具体的にはウェハ搬送機構１４は、複数のプローバ１０ごとに、プローバ１０に対する検査前の複数の半導体ウェハＷを収納したカセットＣＳの搬入（搬入ともいう）と、プローバ１０からの検査済みの複数の半導体ウェハＷを収納したカセットＣＳの回収（搬出ともいう）と、を行う。
図１４は、ウェハ搬送機構１４のＯＨＴ５４の概略図である。図１４及び既述の図１に示すように、ウェハ搬送機構１４は、ＸＹ方向に２次元配置されている複数のプローバ１０と、所定の保管所５０（図１参照）との間で、複数の半導体ウェハＷを収納しているカセットＣＳを搬送する。具体的にはウェハ搬送機構１４は、複数のプローバ１０ごとに、プローバ１０に対する検査前の複数の半導体ウェハＷを収納したカセットＣＳの搬入（搬入ともいう）と、プローバ１０からの検査済みの複数の半導体ウェハＷを収納したカセットＣＳの回収（搬出ともいう）と、を行う。
【0069】
ウェハ搬送機構１４は、複数の搬送レール５２と複数の天井走行式無人搬送車であるＯＨＴ５４とを備える。各搬送レール５２は、Ｘ方向に延びており、半導体製造工程（図示は省略）の天井においてＹ方向に複数に並べて設けられている。すなわち搬送レール５２は、Ｘ方向に複数配置されたプローバ１０の列ごとに設けられている。より具体的には、搬送レール５２は、Ｚ方向上方側から見た場合において、プローバ１０の列ごとに列内の各プローバ１０のロードポート２１と交差するように天井に設けられている。
【0070】
各搬送レール５２の一端側は保管所５０に接続されている。この保管所５０には、検査前の複数の半導体ウェハＷを収納したカセットＣＳが複数保管されていると共に、半導体ウェハＷの半導体チップの種類に対応した複数種類のプローブカード３０が複数保管されている。なお、カセットＣＳが保管される保管所５０と、プローブカード３０が保管される保管所５０と、が別の場所に設けられていてもよい。
【0071】
ＯＨＴ５４は、搬送レール５２ごとに設けられており、搬送レール５２に沿って走行する。このため、各ＯＨＴ５４はＸ方向においては移動自在である。これにより、ＯＨＴ５４が、プローバ１０の列ごとに列内の各プローバ１０のロードポート２１の直上位置（略直上位置を含む）に移動可能である。また、各ＯＨＴ５４は、Ｚ方向（上下方向）に昇降自在で且つＹ方向に位置調整可能な昇降保持部５４ａを備える。
【0072】
昇降保持部５４ａは、ロードポート２１へのカセットＣＳの載置・回収時において、複数の半導体ウェハＷを収納したカセットＣＳを解除可能に保持する。
【0073】
ロードポート２１へのカセットＣＳの載置時には、ＯＨＴ５４が保管所５０まで移動した後、昇降保持部５４ａを下降させて昇降保持部５４ａによりカセットＣＳを保持する。次いで、ＯＨＴ５４が、カセットＣＳを保持した昇降保持部５４ａを上昇させた後、後述のＧＥＭホスト１６に指定されたプローバ１０のロードポート２１の直上位置まで移動する。そして、ＯＨＴ５４が、昇降保持部５４ａを下降させてロードポート２１上にカセットＣＳを載置させた後、昇降保持部５４ａによるカセットＣＳの保持を解除させる。これにより、保管所５０からロードポート２１までカセットＣＳ、すなわち検査前の複数の半導体ウェハＷを搬送することができる。
【0074】
ロードポート２１からのカセットＣＳの回収時には、ＯＨＴ５４が回収対象のプローバ１０のロードポート２１の直上位置まで移動した後、昇降保持部５４ａを下降させて昇降保持部５４ａによりロードポート２１上に載置されているカセットＣＳを保持する。次いで、ＯＨＴ５４が、カセットＣＳを保持している昇降保持部５４ａを上昇させた後、保管所５０まで搬送する。そして、ＯＨＴ５４が、昇降保持部５４ａを保管所５０に下降させた後、昇降保持部５４ａによるカセットＣＳの保持を解除させる。これにより、ロードポート２１から保管所５０までカセットＣＳ、すなわち検査済みの複数の半導体ウェハＷを搬送することができる。
【0075】
このようなウェハ搬送機構１４は、カセットＣＳの載置・回収だけではなく、プローブカード３０の交換にも使用される。具体的にはウェハ搬送機構１４は、複数のプローバ１０ごとに、分離処理で交換位置に搬送されたトレイ４２から交換前のプローブカード３０を回収して保管所５０まで搬送する回収処理と、装着処理の前に保管所５０から交換位置にあるトレイ４２まで新たなプローブカード３０を搬送する搬入処理と、を行う。この際に、各プローバ１０は、ウェハ搬送機構１４によるプローブカード３０の回収処理と搬入処理とを可能にするため、ロードポート２１の中心位置とトレイ４２の交換位置とが調整されている。
【0076】
図１５は、ウェハ搬送機構１４によるプローブカード３０の回収処理及び搬入処理を可能にする条件を説明するための説明図である。なお、ここでは１台のプローバ１０を例に挙げて説明を行う。
【0077】
既述の通り、ＯＨＴ５４は搬送レール５２に沿って移動するため、Ｘ方向には移動自在である。一方、ＯＨＴ５４の昇降保持部５４ａはＹ方向に位置調整が可能ではあるが、その可動範囲ΔＹには制限（例えば十数ｍｍ程度）がある。また、各プローバ１０を半導体製造工程に設置する際に、ＸＹ方向の設置誤差が生じる場合がある。このため、図１５に示すように、ウェハ搬送機構１４によるプローブカード３０の回収処理及び搬入処理を可能にするためには、上述の列内のプローバ１０ごとのロードポート２１の中心位置Ｃ１と、交換位置にセットされたトレイ４２（ホルダ保持穴４４）の中心位置Ｃ２と、がＸ方向に沿って略一直線上に配置されている必要がある。
【0078】
そこで本実施形態では、プローバ１０ごとの中心位置Ｃ１が昇降保持部５４ａにより保持されているカセットＣＳのＹ方向の移動可能範囲ΔＹ内に収まり、且つプローバ１０ごとの中心位置Ｃ２が昇降保持部５４ａにより保持されているプローブカード３０のＹ方向の移動可能範囲ΔＹ内に収まるように、各プローバ１０内の中心位置Ｃ１及び中心位置Ｃ２の調整を行うと共に、各プローバ１０の設置位置の調整を行う。これにより、昇降保持部５４ａは、Ｙ方向においてその可動範囲内で、カセットＣＳをロードポート２１に載置可能になり、且つ、プローブカード３０を交換位置に載置可能になる。なお、各プローバ１０の設置位置精度、すなわち中心位置Ｃ１の位置精度が高くなるほど、中心位置Ｃ１と中心位置Ｃ２との差分Ａを大きくすることができ、逆に中心位置Ｃ１の位置精度が低くなるほど差分Ａを小さくする必要がある。
【0079】
このようにプローバ１０の列ごとに、列内の各プローバ１０の中心位置Ｃ１と中心位置Ｃ２とをＸ方向において略同一直線上に配置することにより、ＯＨＴ５４の昇降保持部５４ａを中心位置Ｃ２の直上位置に位置調整することができる。このため、昇降保持部５４ａを下降させてこの昇降保持部５４ａによりプローブカード３０の被保持部３０ｂを保持することができる。これにより、ＯＨＴ５４によりトレイ４２上のカードホルダ２８から交換前のプローブカード３０を回収したり、或いはトレイ４２上のカードホルダ２８のカード保持穴３８に新たなプローブカード３０を載置したりすることができる。その結果、ウェハ搬送機構１４によるプローブカード３０の回収処理と搬入処理とが可能になる。
【0080】
なお、本実施形態では、カセットＣＳの交換（回収、載置）に用いられるＯＨＴ５４の昇降保持部５４ａによりプローブカード３０を保持するため、プローブカード３０の被保持部３０ｂは昇降保持部５４ａで保持可能な形状及び配置に調整されている。例えば、プローブカード３０の被保持部３０ｂをカセットＣＳの被保持部（図示は省略）と共通化してもよい。
【0081】
【0082】
プローバ制御部５８は、後述のＧＥＭホスト１６の制御の下でプローバ１０の動作を統括的に制御するものであり、各種のプロセッサ（Processor）及びメモリ等から構成された演算回路を備える。各種のプロセッサには、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＧＰＵ（Graphics Processing Unit）、ＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）、及びプログラマブル論理デバイス［例えばＳＰＬＤ（Simple Programmable Logic Devices）、ＣＰＬＤ（Complex Programmable Logic Device）、及びＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Arrays）］等が含まれる。なお、プローバ制御部５８の各種機能は、１つのプロセッサにより実現されてもよいし、同種または異種の複数のプロセッサで実現されてもよい。
【0083】
プローバ制御部５８には、テスタ１１、チャック移動機構２４、カード搬送機構３２、ホルダセンサ４６、カードセンサ４８、及び扉開閉機構４９が接続されていると共に、不図示の接続インターフェースを介してレーザスキャナ１２が接続されている。また、プローバ制御部５８は、不図示の通信インターフェース及びネットワーク１８を介して、ＧＥＭホスト１６に接続されている。
【0084】
プローバ制御部５８は、不図示の記憶部から読み出した制御プログラムを実行することで、送受信制御部６０、検査制御部６２、分離制御部６４、装着制御部６６、スキャナ制御部６８、及び扉開閉制御部７０として機能する。
【0085】
送受信制御部６０は、プローブカード３０の交換時において、ネットワーク１８を経由してＧＥＭホスト１６との間で各種情報の遣り取りを行う。例えば、送受信制御部６０は、分離処理の開始前にはＧＥＭホスト１６からプローブカード３０の「交換指示」を受信する。また、送受信制御部６０は、分離処理の完了後にはＧＥＭホスト１６に対して「交換準備完了通知」を送信する。また、送受信制御部６０は、ＯＨＴ５４による搬入処理の完了後に、ＧＥＭホスト１６から「装着処理の開始指示」を受信する。
【0086】
また、送受信制御部６０は、装着処理の途中で扉３５が閉じ状態に切り替えられた後で、ＧＥＭホスト１６に対してプローブカード３０の情報を読み取ったプローブカード３０の「読み取り情報」を送信する（図３１参照）。また、送受信制御部６０は、「読み取り情報」の送信に応じてＧＥＭホスト１６から送信されたプローブカード３０の「認証結果」を受信する。さらに、送受信制御部６０は、装着処理の完了後にはＧＥＭホスト１６に対してプローブカード３０の「交換完了通知」を送信する。
【0087】
さらにまた、送受信制御部６０は、プローブカード３０の搬入処理中（特に昇降保持部５４ａの昇降が行われる間）、ホルダセンサ４６及びカードセンサ４８の双方のセンサ出力値をＧＥＭホスト１６に出力する。なお、ＧＥＭホスト１６への各センサ出力値の出力は常時行われていてもよい。
【0088】
さらにまた、送受信制御部６０は、レーザスキャナ１２が作動している間、このレーザスキャナ１２から出力される検出信号を、ネットワーク１８を介して、ＧＥＭホスト１６に送信する。なお、送受信制御部６０は、プローブカード３０の交換時以外のタイミングにおいてもＧＥＭホスト１６との間で各種情報（例えば半導体ウェハＷの検査指示等）の遣り取りを行うが、これらについは公知技術であるので、ここでは具体的な説明は省略する。
【0089】
検査制御部６２は、ＧＥＭホスト１６の制御の下、テスタ１１及びチャック移動機構２４を制御して、チャック２２に保持されている半導体ウェハＷとプローブ針３０ａとの位置合わせ、半導体ウェハＷの半導体チップへのプローブ針３０ａの接触、及びテスタ１１によるテストを実行させる。
【0090】
分離制御部６４は、ＧＥＭホスト１６の制御の下、チャック移動機構２４、連結部３６、カード搬送機構３２、及びカード保持部２６を制御して、既述の図７及び図８に示した分離処理を実行させる。また、分離制御部６４は、分離処理の完了後、送受信制御部６０からネットワーク１８を経由してＧＥＭホスト１６へ「交換準備完了通知」を送信させる。
【0091】
装着制御部６６は、ＧＥＭホスト１６の制御の下、チャック移動機構２４、連結部３６、カード搬送機構３２、及びカード保持部２６を制御して、既述の図９及び図１０に示した装着処理を実行させる。また、装着制御部６６は、装着処理の途中でプローブカード３０の情報を公知の方法で読み取り、この「読取情報」を送受信制御部６０からネットワーク１８を経由してＧＥＭホスト１６へ送信させる。さらに、装着制御部６６は、装着処理の完了後、送受信制御部６０からネットワーク１８を経由してＧＥＭホスト１６へ「交換完了通知」を送信させる。
【0092】
スキャナ制御部６８は、分離処理の途中での扉開閉機構４９による扉３５の開状態への切替開始時から、装着処理の途中での扉開閉機構４９による扉３５の閉じ状態への切替終了時までの間、レーザスキャナ１２によるプロテクトエリアＰＡ内及び警告エリアＷＡ内への人Ｈの侵入の有無を連続的に検出させる。なお、レーザスキャナ１２の検出は常時行ってもよい。
【0093】
扉開閉制御部７０は、分離処理の途中でトレイ４２が扉３５の手前まで搬送された場合に、扉開閉機構４９を駆動して扉３５を閉じ状態から開状態に切り替える。また、扉開閉制御部７０は、装着処理の途中でトレイ４２が筐体３４内に収納された場合に、扉開閉機構４９を駆動して扉３５を開状態から閉じ状態に切り替える。
【0094】
このような扉開閉機構４９による扉３５の開閉動作が行われている間、扉開閉制御部７０は、レーザスキャナ１２から入力される検出信号を取得する。そして、扉開閉制御部７０は、レーザスキャナ１２の検出結果に基づき、プロテクトエリアＰＡ内に人Ｈが侵入している場合には、扉開閉機構４９の駆動を停止させる。これにより、扉３５が人に衝突する前、或いは手（指）を挟まれる前に扉３５の開閉動作を停止させることができる。
【0095】
また、扉開閉制御部７０は、プロテクトエリアＰＡ内に人Ｈの侵入している間、扉開閉機構４９の駆動停止を継続する。そして、扉開閉制御部７０は、レーザスキャナ１２の検出結果に基づき、プロテクトエリアＰＡ内への人Ｈの侵入有から侵入無に切り替わるのに応じて扉開閉機構４９の駆動を再開させる。
【0096】
［ＧＥＭホスト］
ＧＥＭホスト１６は、複数のプローバ１０及び複数のＯＨＴ５４の動作を統括的に制御するものであり、各種のプロセッサ及びメモリ等から構成された演算回路を備える。なお、ＧＥＭホスト１６の各種機能は、１つのプロセッサにより実現されてもよいし、同種または異種の複数のプロセッサで実現されてもよい。また、複数のプローバ１０及び複数のＯＨＴ５４の動作を統括的に制御可能であれば、ＧＥＭホスト１６以外の制御装置を用いてもよい。
ＧＥＭホスト１６は、複数のプローバ１０及び複数のＯＨＴ５４の動作を統括的に制御するものであり、各種のプロセッサ及びメモリ等から構成された演算回路を備える。なお、ＧＥＭホスト１６の各種機能は、１つのプロセッサにより実現されてもよいし、同種または異種の複数のプロセッサで実現されてもよい。また、複数のプローバ１０及び複数のＯＨＴ５４の動作を統括的に制御可能であれば、ＧＥＭホスト１６以外の制御装置を用いてもよい。
【0097】
ＧＥＭホスト１６は、不図示の記憶部から読み出した制御プログラムを実行することで、検査開始制御部８０、分離処理開始制御部８２、回収制御部８４、搬入制御部８６、装着処理開始制御部８８、及び認証制御部９０として機能する。
【0098】
検査開始制御部８０は、ＯＨＴ５４により保管所５０からプローバ１０のロードポート２１までカセットＣＳが搬送された後、ネットワーク１８を経由してプローバ１０に対して半導体ウェハＷの検査指示を出力する。この検査指示は、送受信制御部６０を介して検査制御部６２に入力される。これにより、検査制御部６２がテスタ１１及びチャック移動機構２４を制御して、半導体ウェハＷの半導体チップのテストを実行する。
【0099】
分離処理開始制御部８２は、プローブカード３０の交換を行う所定の交換タイミングで、ネットワーク１８を経由して、プローバ１０の送受信制御部６０に対してプローブカード３０の交換指示を出力する。この交換指示は、送受信制御部６０を介して分離制御部６４及び扉開閉制御部７０に入力される。これにより、分離制御部６４がチャック移動機構２４、連結部３６、カード搬送機構３２、及びカード保持部２６を制御して分離処理を実行し、この分離処理の完了後に送受信制御部６０からＧＥＭホスト１６へ「交換準備完了通知」を送信させる。また、扉開閉制御部７０が分離処理の途中で扉開閉機構４９を駆動して扉３５を開状態に切り替える。
【0100】
なお、プローブカード３０の交換タイミングとしては、検査対象の半導体ウェハＷの半導体チップの種類の切替タイミング、プローブカード３０が所定回数以上使用された場合、及びＧＥＭホスト１６に対してオペレータが手動でプローブカード３０の交換指示を入力した場合などが例として挙げられる。
【0101】
回収制御部８４及び搬入制御部８６は、本発明の搬送制御部を構成するものであり、ウェハ搬送機構１４のＯＨＴ５４を制御して、プローブカード３０の交換位置と保管所５０との間の搬送を実行させる。
【0102】
回収制御部８４は、送受信制御部６０からネットワーク１８を経由して「交換準備完了通知」が入力されると、ＯＨＴ５４を制御して回収処理を開始させる。具体的には回収制御部８４は、交換位置の直上位置までのＯＨＴ５４の移動処理、交換位置への昇降保持部５４ａの下降処理、昇降保持部５４ａによるプローブカード３０の保持処理、昇降保持部５４ａの上昇処理、およびＯＨＴ５４による保管所５０までのプローブカード３０の搬送処理を順番に実行させる。
【0103】
搬入制御部８６は、回収処理の完了後にＯＨＴ５４を制御して搬入処理を開始させる。具体的には搬入制御部８６は、最初に検査対象の半導体ウェハＷに対応したプローブカード３０をＯＨＴ５４により保管所５０から交換位置の直上位置まで搬送させる処理を実行する。
【0104】
次いで、搬入制御部８６は、送受信制御部６０からネットワーク１８を経由して入力されたカードセンサ４８のセンサ出力値に基づき、交換位置（トレイ４２）への昇降保持部５４ａの下降処理、昇降保持部５４ａによるプローブカード３０の保持解除処理を行う。この場合には搬入制御部８６は、カードセンサ４８のセンサ出力値が変化するまで、すなわちプローブカード３０によりカードセンサ４８が押圧されるまで下降処理を継続し、センサ出力値の変化に応じて保持解除処理を行う。次いで、搬入制御部８６は、昇降保持部５４ａの上昇処理を実行させる。
【0105】
なお、回収制御部８４及び搬入制御部８６は、送受信制御部６０からネットワーク１８を経由して入力されるレーザスキャナ１２の検出信号に基づき、プロテクトエリアＰＡ内への人Ｈの侵入有の状態が発生した場合には、ＯＨＴ５４の駆動、特に昇降保持部５４ａの昇降を停止させる。そして、回収制御部８４及び搬入制御部８６は、プロテクトエリアＰＡ内への人Ｈの侵入有の状態が続いている間はＯＨＴ５４の駆動を停止させ、プロテクトエリアＰＡ内への人Ｈの侵入有の状態から侵入無の状態に切り替わるのに応じてＯＨＴ５４の駆動を再開させる。
【0106】
装着処理開始制御部８８は、搬入処理の完了後にプローバ１０に対してプローブカード３０の装着処理の開始指示を出力する。この開始指示は、送受信制御部６０を介して装着制御部６６及び扉開閉制御部７０に入力される。これにより、装着制御部６６がチャック移動機構２４、連結部３６、カード搬送機構３２、及びカード保持部２６を制御して装着処理を実行すると共に、送受信制御部６０からＧＥＭホスト１６へ「読取情報」及び「交換完了通知」を送信させる。また、扉開閉制御部７０が装着処理の途中で扉開閉機構４９を駆動して扉３５を閉じ状態に切り替える。
【0107】
認証制御部９０は、装着処理中に送受信制御部６０からネットワーク１８を経由してプローブカード３０の「読取情報」が入力された場合に、公知の手法でプローブカード３０の認証を行い、その認証結果を、ネットワーク１８を経由して送受信制御部６０へ送信する。この認証結果は、送受信制御部６０を介して装着制御部６６に入力される。これにより、装着制御部６６は、認証結果が適正である場合には装着処理を継続し、不適正である場合には装着処理を停止する。
【0108】
［ウェハテストシステムの作用］
図１７は、上記構成のウェハテストシステム２で行われるプローバ１０のプローブカード３０の交換処理の流れを示すフローチャートである（本発明のプローブカード交換方法に相当）。図１７に示すように、プローバ１０のプローブカード３０の交換を行う場合、ＧＥＭホスト１６の制御の下、プローバ１０ごとに、分離処理（ステップＳ１、分離ステップに相当）、回収処理（ステップＳ２、回収ステップに相当）、搬入処理（ステップＳ３、搬入ステップに相当）、及び装着処理（ステップＳ４、装着ステップに相当）が順番に実行される。
図１７は、上記構成のウェハテストシステム２で行われるプローバ１０のプローブカード３０の交換処理の流れを示すフローチャートである（本発明のプローブカード交換方法に相当）。図１７に示すように、プローバ１０のプローブカード３０の交換を行う場合、ＧＥＭホスト１６の制御の下、プローバ１０ごとに、分離処理（ステップＳ１、分離ステップに相当）、回収処理（ステップＳ２、回収ステップに相当）、搬入処理（ステップＳ３、搬入ステップに相当）、及び装着処理（ステップＳ４、装着ステップに相当）が順番に実行される。
【0109】
＜分離処理＞
図１８から図２３は、図１７に示したステップＳ１の分離処理を説明するための説明図である。図１８に示すように、分離処理開始制御部８２は、プローブカード３０の所定の交換タイミングで、ネットワーク１８を経由してプローバ１０に対してプローブカード３０の交換指示Ｔ１を出力する。この交換指示Ｔ１は、プローバ１０の送受信制御部６０を介して分離制御部６４及び扉開閉制御部７０に入力される。
図１８から図２３は、図１７に示したステップＳ１の分離処理を説明するための説明図である。図１８に示すように、分離処理開始制御部８２は、プローブカード３０の所定の交換タイミングで、ネットワーク１８を経由してプローバ１０に対してプローブカード３０の交換指示Ｔ１を出力する。この交換指示Ｔ１は、プローバ１０の送受信制御部６０を介して分離制御部６４及び扉開閉制御部７０に入力される。
【0110】
図１９に示すように、交換指示Ｔ１を受け付けた分離制御部６４が、チャック移動機構２４、連結部３６、カード搬送機構３２、及びカード保持部２６を制御して分離処理を開始する。これにより、既述の図７及び図８に示したように、保持位置にあるプローブカード３０及びカードホルダ２８がトレイ４２に保持された後、チャック移動機構２４によりトレイ４２が扉３５の手前まで搬送される。
【0111】
一方、図２０に示すように、交換指示Ｔ１を受け付けた扉開閉制御部７０は、チャック移動機構２４によりトレイ４２が扉３５の手前まで搬送されると、扉開閉機構４９を駆動して扉３５の閉じ状態から開状態への切り替えを開始する。また、この切替開始に応じて、スキャナ制御部６８が、レーザスキャナ１２による検出、すなわちプロテクトエリアＰＡ内への人Ｈの侵入の有無の検出を開始させる。このレーザスキャナ１２の検出結果は、扉開閉制御部７０に連続的に入力されると共に、送受信制御部６０からネットワーク１８を経由してＧＥＭホスト１６に連続的に入力される。
【0112】
図２１に示すように、扉開閉制御部７０は、レーザスキャナ１２の検出結果に基づき、プロテクトエリアＰＡ内に人Ｈが侵入している間は扉開閉機構４９の駆動を停止させる。これにより、扉３５が人Ｈに衝突することが防止される。そして、図２２に示すように、扉開閉制御部７０は、レーザスキャナ１２の検出結果に基づき、プロテクトエリアＰＡ内への人Ｈの侵入有から侵入無に切り替わった場合には扉開閉機構４９の駆動を再開させる。これにより、オペレータが再開操作を行う手間を減らすことができる。
【0113】
図２３に示すように、扉３５が開状態に切り替えられると、チャック移動機構２４によるトレイ４２の搬送が再開され、チャック移動機構２４がトレイ４２を交換位置に搬送する。これにより、トレイ４２上のカードホルダ２８に保持されているプローブカード３０も交換位置に搬送される。この搬送完了後に、分離制御部６４は、送受信制御部６０からネットワーク１８を経由してＧＥＭホスト１６に対して交換準備完了通知Ｔ２を送信する。以上でステップＳ１の分離処理が完了する。なお、この分離処理の完了後に送受信制御部６０がカードセンサ４８等のセンサ出力値を、ネットワーク１８を経由してＧＥＭホスト１６へ連続的に出力する。
【0114】
＜回収処理＞
図２４から図２５は、図１７のステップＳ２の回収処理を説明するための説明図である。図２４に示すように、ＧＥＭホスト１６の回収制御部８４は、ネットワーク１８を経由して交換準備完了通知Ｔ２が入力されると、ウェハ搬送機構１４のＯＨＴ５４を制御して、ＯＨＴ５４をプローバ１０の交換位置の直上位置まで移動させる処理、交換位置への昇降保持部５４ａの下降処理、昇降保持部５４ａによりプローブカード３０の被保持部３０ｂを保持する保持処理を順番に実行する。次いで、図２５に示すように回収制御部８４は、ＯＨＴ５４を制御して、プローブカード３０を保持した昇降保持部５４ａを上昇させる処理、ＯＨＴ５４によりプローブカード３０を保管所５０まで搬送させる処理を順番に実行する。
図２４から図２５は、図１７のステップＳ２の回収処理を説明するための説明図である。図２４に示すように、ＧＥＭホスト１６の回収制御部８４は、ネットワーク１８を経由して交換準備完了通知Ｔ２が入力されると、ウェハ搬送機構１４のＯＨＴ５４を制御して、ＯＨＴ５４をプローバ１０の交換位置の直上位置まで移動させる処理、交換位置への昇降保持部５４ａの下降処理、昇降保持部５４ａによりプローブカード３０の被保持部３０ｂを保持する保持処理を順番に実行する。次いで、図２５に示すように回収制御部８４は、ＯＨＴ５４を制御して、プローブカード３０を保持した昇降保持部５４ａを上昇させる処理、ＯＨＴ５４によりプローブカード３０を保管所５０まで搬送させる処理を順番に実行する。
【0115】
なお、回収制御部８４は、上述の各処理の実行中に送受信制御部６０からネットワーク１８を経由して入力されるレーザスキャナ１２の検出結果に基づき、プロテクトエリアＰＡ内に人Ｈが侵入した場合には、ＯＨＴ５４の駆動、特に昇降保持部５４ａの昇降を停止させる。これにより、人Ｈへの昇降保持部５４ａの衝突が防止される。そして、回収制御部８４は、レーザスキャナ１２の検出結果に基づき、プロテクトエリアＰＡ内への人Ｈの侵入有から侵入無に切り替わった場合にはＯＨＴ５４の駆動を再開させる。これにより、オペレータが再開操作を行う手間を減らすことができる。以上でステップＳ２の回収処理が完了する。
【0116】
＜搬入処理＞
図２６から図２８は、図１７に示したステップＳ３の搬入処理を説明するための説明図である。図２６に示すように、ＧＥＭホスト１６の搬入制御部８６は、回収処理が完了すると、ＯＨＴ５４を制御して、ＯＨＴ５４を保管所５０に移動させ、さらに昇降保持部５４ａにより検査対象の半導体ウェハＷに対応した新たなプローブカード３０を保持させた後、ＯＨＴ５４を交換位置の直上位置まで移動させる。
図２６から図２８は、図１７に示したステップＳ３の搬入処理を説明するための説明図である。図２６に示すように、ＧＥＭホスト１６の搬入制御部８６は、回収処理が完了すると、ＯＨＴ５４を制御して、ＯＨＴ５４を保管所５０に移動させ、さらに昇降保持部５４ａにより検査対象の半導体ウェハＷに対応した新たなプローブカード３０を保持させた後、ＯＨＴ５４を交換位置の直上位置まで移動させる。
【0117】
次いで、図２７に示すように、搬入制御部８６は、プローブカード３０を保持している昇降保持部５４ａを下降させる。この際に搬入制御部８６は、ネットワーク１８を経由して入力された各カードセンサ４８のセンサ出力値に基づき、このセンサ出力値が変化するまで、すなわちプローブカード３０により各カードセンサ４８が押圧されるまで昇降保持部５４ａの下降処理を継続する。ここで既述の通り、トレイ４２上のカードホルダ２８には、そのカード保持穴３８の周囲に複数の位置決め部４０（図３及び図４参照）が設けられている。このため、昇降保持部５４ａのＸＹ位置に位置ズレ（例えば±２ｍｍ程度）が発生していたとしても、各位置決め部４０のガイド面４０ａによりプローブカード３０がカード保持穴３８内に案内され、プローブカード３０がカードホルダ２８に保持される。
【0118】
プローブカード３０がカードホルダ２８により保持されると、既述の通り、各カードセンサ４８のセンサ出力値が変化することで、カードホルダ２８（トレイ４２）上のプローブカード３０の保持無から保持有に切り替わったことを搬入制御部８６が判別する。そして、搬入制御部８６は、昇降保持部５４ａの下降処理を停止させると共に、昇降保持部５４ａによるプローブカード３０（被保持部３０ｂ）の保持を解除させる。これにより、新たなプローブカード３０が保管所５０から交換位置まで搬送される。次いで、図２８に示すように、搬入制御部８６が昇降保持部５４ａを上昇させる。
【0119】
なお、搬入制御部８６は、搬入処理中に送受信制御部６０からネットワーク１８を経由して入力されるレーザスキャナ１２の検出結果に基づき、プロテクトエリアＰＡ内に人Ｈが侵入している間、既述の回収処理時と同様にＯＨＴ５４の駆動を停止させ、プロテクトエリアＰＡから人Ｈが退去するのに応じてＯＨＴ５４の駆動を再開させる。これにより、人Ｈへの昇降保持部５４ａの衝突が防止される。以上でステップＳ３の搬入処理が完了する。
【0120】
＜装着処理＞
図２９から図３４は、図１７に示したステップＳ４の装着処理を説明するための説明図である。図２９に示すように、装着処理開始制御部８８は、搬入処理が完了すると、ネットワーク１８を経由してプローバ１０に対してプローブカード３０の装着指示Ｔ３を出力する。この装着指示Ｔ３は、プローバ１０の送受信制御部６０を介して装着制御部６６及び扉開閉制御部７０に入力される。
図２９から図３４は、図１７に示したステップＳ４の装着処理を説明するための説明図である。図２９に示すように、装着処理開始制御部８８は、搬入処理が完了すると、ネットワーク１８を経由してプローバ１０に対してプローブカード３０の装着指示Ｔ３を出力する。この装着指示Ｔ３は、プローバ１０の送受信制御部６０を介して装着制御部６６及び扉開閉制御部７０に入力される。
【0121】
そして、装着指示Ｔ３を受け付けた装着制御部６６が、チャック移動機構２４、連結部３６、カード搬送機構３２、及びカード保持部２６を制御して装着処理を開始する。これにより、既述の図９に示したように、チャック移動機構２４及びカード搬送機構３２によりトレイ４２が保持位置に向けて搬送される。
【0122】
一方、図３０に示すように、装着指示Ｔ３を受け付けた扉開閉制御部７０は、保持位置に向けて搬送されるトレイ４２が筐体３４内に収納されると、扉開閉機構４９を駆動して扉３５を開状態から閉じ状態に切り替える。この際にも扉開閉制御部７０は、レーザスキャナ１２の検出結果に基づき、プロテクトエリアＰＡ内に人Ｈが侵入している間は扉開閉機構４９の駆動を停止させる。これにより、扉３５が人Ｈに衝突したり、或いはその手又は指を挟んだりすることが防止される。
【0123】
図３１に示すように、扉３５の閉じ状態への切替後（切替前でも可）、装着制御部６６は、トレイ４２上のカードホルダ２８に保持されているプローブカード３０の情報を読み取り、この読取情報Ｔ４を、送受信制御部６０からネットワーク１８を経由してＧＥＭホスト１６の認証制御部９０へ送信させる。そして、認証制御部９０が、ネットワーク１８を経由して入力された読取情報Ｔ４に基づきプローブカード３０の認証を行い、その認証結果Ｔ５をネットワーク１８及び送受信制御部６０を経由して装着制御部６６へ送信する。この認証結果Ｔ５を受け付けた装着制御部６６は、認証結果Ｔ５が適正である場合には装着処理を継続し、不適正である場合には装着処理を停止する。
【0124】
また、プローブカード３０の認証が完了すると、スキャナ制御部６８がレーザスキャナ１２による検出を終了させる。
【0125】
図３２に示すように、装着処理が継続すると、既述の図９に示したようにチャック移動機構２４及びカード搬送機構３２によりトレイ４２が保持位置まで搬送された後、カード保持部２６によりカードホルダ２８が保持される。これにより、プローブカード３０の保持位置への搬送が完了し、カード保持部２６に新たなプローブカード３０が装着される。
【0126】
図３３に示すように、カード保持部２６への新たなプローブカード３０の装着が完了すると、既述の図１０に示したように、カード搬送機構３２によるトレイ４２の下降、チャック移動機構２４によるチャック２２の移動、カード搬送機構３２によるトレイ４２の倒伏状態への切り替え、及びチャック２２とカード搬送機構３２との連結解除などを経て、チャック移動機構２４によりチャック２２が検査位置Ｙ１まで移動される。
【0127】
図３４に示すように、検査位置Ｙ１へのチャック２２の移動が完了すると、装着制御部６６は、送受信制御部６０からネットワーク１８を経由してＧＥＭホスト１６へ交換完了通知を送信させる。以上でステップＳ４の装着処理が完了する。
【0128】
以上のように本実施形態では、半導体製造工程においてプローバ１０のカセットＣＳ（半導体ウェハＷ）の載置及び回収を行うウェハ搬送機構１４のＯＨＴ５４を用いて、プローバ１０のプローブカード３０の搬入及び回収を行うことで、プローブカード３０の回収及び搬入を行う設備を半導体製造工程に新設する必要がなくなる。その結果、半導体製造工程内での設置スペースの増加を抑えつつ低コストでプローブカード３０の交換を自動化できる。
【0129】
［その他］
上記実施形態では、カード保持部２６にカードホルダ２８及びプローブカード３０が保持されている状態で分離処理が開始された場合を例に挙げて説明したが、カード保持部２６にカードホルダ２８及びプローブカード３０が保持されていない状態で分離処理が開始される場合もある。この場合の分離処理（ステップＳ１）では、既述の図７の符号７Ｃに示した状態から図８の符号８Ｃに示した状態に移行する。そして、回収処理（ステップＳ２）が省略され、搬入処理（ステップＳ３）及び装着処理（ステップＳ４）が順番に実行される。
上記実施形態では、カード保持部２６にカードホルダ２８及びプローブカード３０が保持されている状態で分離処理が開始された場合を例に挙げて説明したが、カード保持部２６にカードホルダ２８及びプローブカード３０が保持されていない状態で分離処理が開始される場合もある。この場合の分離処理（ステップＳ１）では、既述の図７の符号７Ｃに示した状態から図８の符号８Ｃに示した状態に移行する。そして、回収処理（ステップＳ２）が省略され、搬入処理（ステップＳ３）及び装着処理（ステップＳ４）が順番に実行される。
【0130】
上記実施形態ではウェハテストシステム２に複数のプローバ１０が設けられているが、プローバ１０の数は１台であってもよい。
【0131】
上記実施形態では、プロテクトエリアＰＡ内に人Ｈが侵入した場合に、扉３５の開閉、及びＯＨＴ５４の駆動を停止させているが、例えば、レーザスキャナ１２の検出結果に基づき警告エリアＷＡ内への人Ｈの侵入が発生した時点で人Ｈに対する警告（警告音、警告表示等）を実施してもよい。
【0132】
上記実施形態ではレーザスキャナ１２を用いてプロテクトエリアＰＡ及び警告エリアＷＡへの人Ｈの侵入の有無を検出しているが、例えば監視カメラにより撮影された撮影画像の画像解析によりプロテクトエリアＰＡ等への人Ｈの侵入の有無を検出してもよく、公知の各種人検出センサを用いてもよい。
【0133】
上記実施形態では、ウェハ搬送機構１４としてＯＨＴ５４を例に挙げて説明したが、カセットＣＳ（半導体ウェハＷのみでも可）の搬送が可能な無人搬送車（Automated Guided Vehicle：ＡＧＶ）、天井走行式シャトル（Over Head Shuttle：ＯＨＳ）等の公知の各種ウェハ搬送機構を用いてよい。
【0134】
上記実施形態では、カセットＣＳ（半導体ウェハＷ）の載置及び回収を行うウェハ搬送機構１４を用いてプローブカード３０を保管所５０と交換位置との間で搬送しているが、ウェハ搬送機構１４とは別途に設置された搬送機構を用いて保管所５０と交換位置との間でプローブカード３０の搬送を行ってもよい。
【符号の説明】
【0135】
２ ウェハテストシステム
１０ プローバ
１１ テスタ
１２ レーザスキャナ
１４ ウェハ搬送機構
１６ ＧＥＭホスト
１８ ネットワーク
２０ ベース
２１ ロードポート
２２ チャック
２４ チャック移動機構
２６ カード保持部
２８ カードホルダ
３０ プローブカード
３０ａ プローブ針
３０ｂ 被保持部
３２ カード搬送機構
３４ 筐体
３４ａ 開口部
３５ 扉
３６ 連結部
３８ カード保持穴
４０ 位置決め部
４０ａ ガイド面
４２ トレイ
４４ ホルダ保持穴
４６ ホルダセンサ
４８ カードセンサ
４９ 扉開閉機構
５０ 保管所
５２ 搬送レール
５４ａ 昇降保持部
５８ プローバ制御部
６０ 送受信制御部
６２ 検査制御部
６４ 分離制御部
６６ 装着制御部
６８ スキャナ制御部
７０ 扉開閉制御部
８０ 検査開始制御部
８２ 分離処理開始制御部
８４ 回収制御部
８６ 搬入制御部
８８ 装着処理開始制御部
９０ 認証制御部
Ａ 差分
Ｃ１ 中心位置
Ｃ２ 中心位置
ＣＳ カセット
Ｈ 人
ＰＡ プロテクトエリア
Ｔ１ 交換指示
Ｔ２ 交換準備完了通知
Ｔ３ 装着指示
Ｔ４ 読取情報
Ｔ５ 認証結果
Ｗ 半導体ウェハ
ＷＡ 警告エリア
Ｙ０ 装着位置
Ｙ１ 検査位置
Ｙ２ トレイ切替位置
Ｙ３ 連結位置
ΔＹ 可動範囲
１０ プローバ
１１ テスタ
１２ レーザスキャナ
１４ ウェハ搬送機構
１６ ＧＥＭホスト
１８ ネットワーク
２０ ベース
２１ ロードポート
２２ チャック
２４ チャック移動機構
２６ カード保持部
２８ カードホルダ
３０ プローブカード
３０ａ プローブ針
３０ｂ 被保持部
３２ カード搬送機構
３４ 筐体
３４ａ 開口部
３５ 扉
３６ 連結部
３８ カード保持穴
４０ 位置決め部
４０ａ ガイド面
４２ トレイ
４４ ホルダ保持穴
４６ ホルダセンサ
４８ カードセンサ
４９ 扉開閉機構
５０ 保管所
５２ 搬送レール
５４ａ 昇降保持部
５８ プローバ制御部
６０ 送受信制御部
６２ 検査制御部
６４ 分離制御部
６６ 装着制御部
６８ スキャナ制御部
７０ 扉開閉制御部
８０ 検査開始制御部
８２ 分離処理開始制御部
８４ 回収制御部
８６ 搬入制御部
８８ 装着処理開始制御部
９０ 認証制御部
Ａ 差分
Ｃ１ 中心位置
Ｃ２ 中心位置
ＣＳ カセット
Ｈ 人
ＰＡ プロテクトエリア
Ｔ１ 交換指示
Ｔ２ 交換準備完了通知
Ｔ３ 装着指示
Ｔ４ 読取情報
Ｔ５ 認証結果
Ｗ 半導体ウェハ
ＷＡ 警告エリア
Ｙ０ 装着位置
Ｙ１ 検査位置
Ｙ２ トレイ切替位置
Ｙ３ 連結位置
ΔＹ 可動範囲
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
【図13】
【図14】
【図15】
【図16】
【図17】
【図18】
【図19】
【図20】
【図21】
【図22】
【図23】
【図24】
【図25】
【図26】
【図27】
【図28】
【図29】
【図30】
【図31】
【図32】
【図33】
【図34】