中古 PACIFIC NANOTECHNOLOGY ナノプローバー Nano-R AFM 0-020-0000

ウェーハプローバーは、前工程を終えたウェーハ上の各チップの電極パッドにプローブ(探針)を接触させ、テスタと物理的・電気的に接続して良否を判定するための搬送・位置決め装置である。ウェーハテストは通常、プローバー、プローブカード、テスタの三つで行い、プローバー自体は電気測定をしない。ウェーハをミクロン単位で正確に動かし、針とパッドを確実に当てることが役割で、不良チップを後工程へ流さないことと、特性の情報を前工程へ返すことに役立つ。
主な構成は、ウェーハを真空吸着するチャックトップとそれを支えるステージ、カセットからウェーハを出し入れするローダ、全体を制御するコントローラ、カメラでパッドと針先を認識して位置を合わせるアライメント部である。動作は、ウェーハの搬入と吸着、アライメントと位置補正、チャック上昇による接触、テスタによる測定、次のチップへのステップ移動を繰り返し、全チップが終わるとウェーハをカセットへ戻す。接触時はパッドに当たってからさらに押し込むオーバードライブ量を設定して接触を安定させるが、押し込み過ぎるとパッドの損傷や針の摩耗につながる。そのため針跡の検査や針先のクリーニングを定期的に行うことが実務上の要点となる。
形態は、ローダもアライメント機能も持たないマニュアル機、アライメント機能はあるがローダのないセミオート機、両方を備えたフルオート機に大別される。量産工場ではフルオート機がほとんどで、マニュアル機やセミオート機は研究所や開発部門で試作デバイスの評価、不良解析、TEG測定などに使われることが多い。プローブカードを使わず、針を一本ずつ独立して動かすプローブヘッド方式もある。
温度試験も重要な機能である。ホットチャックによる150℃程度までの高温測定は広く使われ、低温側は-55℃程度まで対応する機種もある。車載向けやパワーデバイスでは温度条件を変えた試験が欠かせないが、熱膨張でウェーハと針の相対位置がずれるため、温度ごとのアライメント補正や温度が安定するまでの待ち時間が測定品質と処理能力を左右する。
量産では、複数のチップを同時に測るマルチ測定でスループットを上げ、テストコストを下げる流れが続いている。ピン数が増えるとプローブカードからの荷重や偏った荷重が大きくなるため、チャックトップには高い剛性と平面度が求められる。パッドの小型化・狭ピッチ化、バンプへの接触、ウェーハ状態での高速試験への対応も課題となっている。
テスタとはテストヘッドを支えて回転させる機構(HFキット)で機械的につながり、信号のやり取りにはTTLレベルの標準インタフェースやGPIBを使う。測定中のチップ位置をテスタへ伝えるXYコーディネータというインタフェースもある。プローバーは微細化で陳腐化しにくく長く使われる傾向があるため、中古機を選ぶときは、対応ウェーハ径(200mm、300mmなど)、温度ユニットの有無と温度範囲、組み合わせるテスタやプローブカードとの適合、ソフトウェアやインタフェースの仕様を事前に確かめることが重要である。