JP2009277773A - プロービング装置 - Google Patents

Abstract

【課題】プローブカードに対するテストヘッドの姿勢調整作業を容易にする手段の提供。
【解決手段】プロービング装置１０は、ステージ台２４と、ステージ台２４に支持されて複数の電極を有する被検査体１２を受ける検査ステージ２２と、検査ステージ２２から上方においたカード台２６と、複数の接触子４４を有しその針先が検査ステージ２２の側に向くようにカード台２６に支持されたプローブカード３０と、被検査体１２とプローブカード３０との平行度の調整のためにカード台２６を検査ステージ２２に対し変位可能に連結する連結装置２８ａ，２８ｂ，２８ｃと、カード台２６の上側に配置されてプローブカード３０の上方に空間を形成すべくプローブカード３０に対し変位可能にカード台２６に支持されたテストヘッド７６と、テストヘッド７６がカード台２６に対し変位することを解除可能に阻止する変位阻止装置６４とを含む。
【選択図】図１

Description

本発明は、半導体集積回路（ＩＣ）のような平板状の被検査体を検査するプロービング装置に関する。

複数の集積回路が形成された半導体ウエーハのような平板状の被検査体は、各集積回路が仕様書通りの機能を有するか否かの電気的な試験（検査）をされる。この種の試験は、一般に、被検査体の電極に個々に対応された複数の接触子（プローブ）を有するプローブカードを用いるプロービング装置（試験装置）を用いて行われる。各接触子は、対応する電極に押圧される先端すなわち針先を有する。

この種のプロービング装置の１つとして、例えば、特許文献１に記載されたものがある。

特開２００７−１８３１９４号公報

図６に示すように、上記従来のプロービング装置１００は、試験室の床に設置される基台（ステージ台）１０２と、該基台に支持された検査ステージ１０４であって複数の電極を有する平板状の被検査体１０６を受ける検査ステージ１０４と、該検査ステージから上方に間隔をおいたカード台１０８と、複数の接触子（すなわち、プローブ）１１０ａを基板１１０ｂの下側に配置したプローブカード１１０であって接触子１１０ａの針先が検査ステージ１０４の側に向くようにカード台１０８に支持されたプローブカード１１０と、検査ステージ１０４に受けられた被検査体１０６とプローブカード１１０との平行度の調整のためにカード台１０８を検査ステージ１０４に対し変位可能に基台１０２及びカード台１０８を連結してカード台１０８を基台１０２に支持させる複数の連結装置１１４とを備える。

プロービング装置１００において、検査ステージ１０４は、被検査体１０６を受けるチャックトップ１１６と、チャックトップ１１６に受けられた被検査体１０６を、左右（Ｘ）、前後（Ｙ）、上下（Ｚ）の３方向に移動させると共に、上下方向に伸びるθ軸線の周りに角度的に回転させるステージ機構１１８とを備えている。

プロービング装置１００において、被検査体１０６は、被検査体自体の面、該被検査体の電極により形成される仮想的な面等、いわゆる電極面が検査ステージ１０４のＸＹ面と平行となり、前記電極面に垂直の軸線が検査ステージ１０４のＺ軸線（すなわちθ軸線）と平行になる状態に、チャックトップ１１６に配置される。

被検査体１０６とプローブカード１１０との平行度（すなわち、被検査体に対するプローブカードの姿勢）の調整は、プローブカード１１０を支持するカード台１０８を連結装置１１４により基台１０２ひいては検査ステージ１０４に対し変位させて、配線基板の面、プローブ基板の面、複数の接触子の針先により形成される仮想的な面等、いわゆる接触子面が電極面と平行になるように、行われる。

これにより、カード台１０８ひいてはプローブカード１１０を検査ステージ１０４ひいては被検査体１０６に対し傾斜させて、接触子面が電極面と平行にされると、接触子面は検査ステージ１０２のＸＹ面と平行になる。

上記の結果、接触子面に垂直な軸線は、該軸線が電極面に対し垂直になるから、被検査体１０６を三次元的に移動させる検査ステージ１０４のＺ軸線と平行になる。このため、プロービング装置１００によれば、被検査体に対するプローブカードの姿勢の調整が容易になる。

上記のようなプロービング装置１００は、プロービング装置１００とは別個のテストヘッド装置１２０を介して、コンピュータを含む制御処理装置（図示せず）に電気的に接続される。

制御処理装置は、下カメラ１３６及び上カメラ１３８の出力信号を用いて、電極面に対する接触子面の傾斜角度と、Ｚ（θ）軸線の周りにおける傾斜方向とを算出し、算出した値を基に連結装置１１４を制御する機能を含む、プロービング装置１００における信号を処理する機能及び機器を制御する機能を行う。

テストヘッド装置１２０は、試験室の床の設置されるヘッド台１２２と、前後方向へ伸びる軸線の周りに角度的に回転可能にヘッド台１２２に一端部において支持された支持アーム１２４と、支持アーム１２４に支持されたテストヘッド１２６と、テストヘッド１２６の下側に結合されてテストヘッド１２２に複数の回線１２８により電気的に接続されたパフォーマンスボード１３０と、パフォーマンスボード１３０をプローブカード１１０に電気的に接続する接続装置１３２とを備える。

テストヘッド１２６は、それぞれが電子部品を装着した複数の配線基板（図示せず）を備えているから、１００ｋｇを超える重量を有する。支持アーム１２４は、前後方向へ伸びる回転軸１３４によりヘッド台１２２に支持されている。

ヘッド台１２２は、従来のプロービング装置１００の隣りに設置される。この状態において、テストヘッド１２６が接続装置１３２を介してプローブカード１１０に対向して、プローブカード１１０と接続装置１３２とが電気的に接続された状態に、プロービング装置１００に対するヘッド台１２２の位置及びヘッド台１２２に対する支持アーム１２４の角度（すなわち、プローブカードに対するテストヘッドの姿勢）が調整される。

支持アーム１２４は、１００ｋｇを超えるテストヘッド１２６の重量をプローブカード１１０に作用させることができないから、テストヘッド１２６の重量をヘッド台１２２に作用させるように、ヘッド台１２２に解除可能に固定される。

パフォーマンスボード１３０は回線１２８とプローブカード１１０とを電気的に接続する複数のポゴピンを有しており、各ポゴピンはばね部材を内部に有している。

試験時、チャックトップ１１６がステージ機構１１８により上昇されて、被検査体１０６の電極が接触子１１０ａの針先に押圧される。その状態で、被検査体１０６は、制御処理装置から接触子１１０ａを介して所定の電極に通電されて、他の電極から他の接触子１１０ａを介して制御処理装置に信号を出力する。

支持アーム１２４は、プローブカード１１０の配置時及び交換時に、ヘッド台１２２に対する固定を解除され、ヘッド台１２２に対し傾斜されて、プローブカード１１０の上方に大きな空間を形成する。これにより、プローブカード１１０の配置作業及び交換作業が容易になる。

上記のようなプロービング装置１００及びテストヘッド装置１２０を用いるテスターにおいて、被検査体１０６とプローブカード１１０との平行度（被検査体に対するプローブカードの姿勢）の調整は、プローブカード１１０の上方に大きな空間が形成された状態で行うか、又はプローブカード１１０と接続装置１３２とが電気的に接続された状態で行うことになる。

前者の調整法では、被検査体に対するプローブカードの姿勢を調整した後に、プローブカード１１０と接続装置１３２とが電気的に接続された状態に、支持アーム１２４をヘッド台１２２に解除可能に固定する。このため、プローブカードに対するテストヘッドの姿勢の調整は、被検査体に対するプローブカードの姿勢を調整した後に行なわれる。

上記の結果、前者の調整法では、被検査体に対する姿勢を調整した後のプローブカード１１０に偏荷重が作用しないように、１００ｋｇを超えるテストヘッド１２６を含むテストヘッド装置１２０の位置及び角度（プローブカードに対するテストヘッドの姿勢）を調整する作業が難しい。

プローブカード１１０に偏荷重が作用すると、接触子１１０ａの針先と被検査体１０６の電極との間に作用する針圧が不均一になるから、プローブカード１１０の姿勢調整を再度行わなければならず、以下に説明する後者の調整法と同じ問題を招く。

後者の調整法では、支持アーム１２４がヘッド台１２２に固定された状態で、プローブカードと被検査体との平行度を調整することになる。このため、連結装置１１４を操作すると、カード台１０８は、操作した連結装置１１４の側が上方又は下方になるように変位する。そのようなカード台１０８の変位は、パフォーマンスボード１３０に備えられた複数のポゴピンを変位させて、ポゴピン内のばね部材に吸収される。

このため、後者の調整法では、プローブカード１１０とパフォーマンスボード１３０との間に作用する押圧力が不均一になり、プローブカード１１０とパフォーマンスボード１３０との間の接触抵抗のような電気的接続条件が不均一になる。その結果、プローブカード１１０に偏荷重が作用し、接触子１１０ａの針先と被検査体１０６の電極との間に作用する針圧が不均一になる。

上記のように接触子１１０ａの針先と被検査体１０６の電極との間に作用する針圧が不均一になると、接触子１１０ａの針先と被検査体１０６の電極との間の接触抵抗が異なる等、正確な試験結果を得ることができない。

本発明の目的は、プローブカードに対するテストヘッドの姿勢調整作業を容易にすると共に、偏荷重がプローブカードに作用することを抑制することにある。

本発明に係るプロービング装置は、基台と、該基台に支持された検査ステージであって複数の電極を有する平板状の被検査体を受ける検査ステージと、該検査ステージから上方に間隔をおいたカード台と、複数の接触子を有するプローブカードであって前記接触子の針先が前記検査ステージの側に向くように前記カード台に支持されたプローブカードと、前記検査ステージに受けられた被検査体と前記プローブカードとの平行度の調整のために前記カード台を前記検査ステージに対し変位可能に前記基台及び前記カード台を連結する連結装置と、前記カード台の上側に配置されかつテストヘッドを備えるテストヘッド装置であって前記プローブカードの上方に空間を形成すべく前記プローブカードに対し変位可能に前記カード台に支持されたテストヘッド装置と、該テストヘッド装置が前記カード台に対し変位することを解除可能に阻止する変位阻止装置とを含む。

前記テストヘッド装置は、前後方向へ伸びる軸線の周りに角度的に回転可能に前記カード台に支持されていてもよい。

前記テストヘッド装置は、さらに、前後方向へ伸びる軸線の周りに角度的に回転可能に前記カード台に支持された支持アームを備え、前記テストヘッドは、該テストヘッドが前記プローブカードと対向するように前記支持アームに支持されており、各変位阻止装置は前記支持アームを前記カード台に解除可能に押圧していてもよい。

前記プローブカードは前記接触子に電気的に接続された複数の第１の端子を有し、前記テストヘッドは前記第１の端子に電気的に接続される複数の第２の端子を有し、前記テストヘッド装置は、さらに、前記第１及び第２の端子を電気的に接続する接続装置を備えていてもよい。

前記テストヘッド装置は、さらに、前記カード台に支持されて前記支持アームを前後方向へ伸びる軸線の周りに角度的に回転させる駆動機構を備えていてもよい。

プロービング装置は、さらに、該テストヘッド装置を前記カード台に対し位置決める位置決め装置を含むことができる。

前記位置決め装置は、前記支持アーム及び前記カード台のいずれか一方に設けられた凹所であって前記支持アーム及び前記カード台の他方の側に開放する凹所と、前記支持アーム及び前記カード台の他方に配置された係合部材であって前記凹所に解除可能に係合する係合部材とを備えていてもよい。

前記変位阻止装置は複数の変位阻止具を備え、各変位阻止具は、前記カード台に配置されたシリンダ機構と、該シリンダ機構のロッドが前記シリンダ機構の駆動にともなって下方へ移動されたとき前記支持アームを前記カード台に解除可能に押圧する押圧具とを備えていてもよい。

前記ロッドは、さらに、上下方向へ伸びる軸線の周りに角度的に回転可能に前記シリンダ機構のシリンダに配置されていてもよい。

本発明によれば、テストヘッド装置がプローブカードの上方に空間を形成するようにプローブカードに対し変位可能にカード台に支持されているから、プローブカードに偏荷重が作用しないように、プローブカードに対するテストヘッドの姿勢を調整する作業が容易になる。

また、上記のようにプローブカードに対するテストヘッドの姿勢を調整した後に、被検査体に対するプローブカードの姿勢調整を行っても、テストヘッド装置が変位阻止装置によりカード台に対し変位することを解除可能に阻止されているから、テストヘッド装置、特にテストヘッドがカード台と一体的に変位し、偏荷重がプローブカードに作用しない。

プロービング装置が、さらに、テストヘッド装置をカード台に対し位置決める位置決め装置を含むならば、プローブカードとテストヘッドとの、被検査体と平行な面内における相対的位置決めが容易になる。

前記位置決め装置が、支持アーム及びカード台のいずれか一方に設けられた凹所であって前記支持アーム及び前記カード台の他方の側に開放する凹所と、前記支持アーム及び前記カード台の他方に配置された係合部材であって前記凹所に解除可能に係合する係合部材とを備えていると、上記相対的位置決めがより容易になる。

［用語について］

本発明において、電極面とは、被検査体自体の面、又は被検査体に設けられた複数の電極により形成される仮想的な面をいい、接触子面とは、後に説明する配線基板の面、プローブ基板の面、又はプローブカードに設けられた複数の接触子の針先により形成される仮想的な面をいう。

また本発明においては、図１において、左右方向を左右方向又はＸ方向、紙面に垂直の方向を前後方向又はＹ方向、上下方向を上下方向又はＺ方向という。しかし、それらの方向は、試験すべき被検査体をプロービング装置に配置する姿勢により、異なる。

したがって、上記の方向は、実際のプロービング装置に応じて、Ｘ方向及びＹ方向が、水平面、水平面に対し傾斜する傾斜面、及び水平面に垂直の垂直面のいずれかの面内となるように決定してもよいし、それらの面の組み合わせとなるように決定してもよい。

［実施例］

図１から図３を参照するに、試験装置すなわちプロービング装置１０は、平板状の被検査体１２の通電試験に用いられる。

［被検査体］

被検査体１２は、矩形をした多数の集積回路（ＩＣ）チップ領域（被検査領域）をマトリクス状に有する円板状の半導体ウエーハであり、また複数の電極を各ＩＣチップ領域に有する。

以下、説明を簡略化しかつ理解を容易にするために、プロービング装置１０は、被検査体１２の全てのＩＣチップ領域を同時に一回で試験する場合について説明する。しかし、プロービング装置１０は、被検査体１２の全てのＩＣチップ領域を複数回に分けて試験するものであってもよい。

各電極は、以下の説明では、矩形の平面形状を有するパッド電極とする。しかし、各電極は、円形、楕円形等、他の平面形状を有していてもよい。また、各電極は、必ずしも板状の電極である必要はなく、半球状のバンプ電極のような他の凸状の形状を有していてもよい。

［プロービング装置］

再び図１から図３を参照するに、プロービング装置１０は、被検査体１２を真空的に吸着するチャックトップのような受け台２０を備える検査ステージ２２と、検査ステージ２２を支持するステージ台２４と、ステージ台２４から上方に間隔をおいた板状のカード台２６と、カード台２６をステージ台２４に支持させるべくステージ台２４及びカード台２６を連結する３つの連結装置２８ａ，２８ｂ，２８ｃと、カード台２６に受け台２０と対向する状態に配置されたプローブカード３０と、検査ステージ２２にＸ方向及びＹ方向に移動可能に配置された下カメラ３２と、カード台２６に配置された上カメラ３４とを含む。

受け台２０は、円板状の形状を有しており、また被検査体１２を水平に受ける平面円形の吸着面（図示の例では、上面）を有しており、さらに被検査体１２を解除可能に吸着するための複数の吸着溝を吸着面に有している。吸着溝は図示しない真空装置に連結されている。

検査ステージ２２は、受け台２０の他に、受け台２０に受けられた被検査体１０６を、Ｘ（左右）、Ｙ（前後）、Ｚ（上下）の３方向に移動させると共に、上下方向に伸びるθ軸線の周りに角度的に回転させるステージ機構２３を備えている。そのような検査ステージ２２は、プロービング装置１０の筐体（図示せず）内に配置されたステージ台２４に設置されている。

ステージ台２４は、プロービング装置１０の筐体（図示せず）内に水平に配置されている。検査ステージ２２は、その三次元駆動機構及びθ駆動機構のいずれか一方が他方を支持する状態に、三次元駆動機構及びθ駆動機構のいずれか一方においてステージ台２４に配置されている。受け台２０は、三次元駆動機構及びθ駆動機構の他方に支持されている。

カード台２６は、連結装置２８ａ，２８ｂ，２８ｃによりステージ台２４に支持された板状の支持部材３６と、支持部材３６にこれをＺ方向に貫通する状態に支持されたリング状のカードホルダ３８とを含む。

支持部材３６は、これを上下に貫通する円形の穴４０を中央に有していると共に、穴４０の上部の周縁を円形に伸びる上向きの段部４２を穴４０の周りに有しており、また連結装置２８ａ，２８ｂ，２８ｃによりステージ台２４に支持されている。

カードホルダ３８は、フランジ状の上部外周縁部が半径方向外側に伸びて支持部材３６の上向き段部４２に受けられ、中間部が上部外周縁部の内側から下方向に伸びて穴４０に嵌合され、フランジ状の下部内周縁部が中間部の下端から半径方向内側に伸びてプローブカード３０を受けるように、クランク状の断面形状を有する部材でリング状に形成されている。

カードホルダ３８は、これの上部外周縁部を厚さ方向に貫通して支持部材３６に螺合された複数の取り付けねじ及び複数の位置決めピン（いずれも図示せず）により、支持部材３６に取り付けられている。

プローブカード３０は、被検査体１２の電極に個々に対応された複数の接触子（すなわち、プローブ）４４をプローブ基板４６の下面に取り付け、プローブ基板４６を円形の平面形状を有する配線基板４８の下面に取り付けている。

各接触子４４は、配線基板４８に備えられた配線に、プローブ基板４６に設けられた配線を介して電気的に接続されており、さらに配線基板４８の上面外周縁部に備えられたテスターランド、すなわち第１の端子（図示せず）に配線基板４８の配線により電気的に接続されている。

プローブカード３０に備えられた接触子４４は、それらの針先（すなわち、先端）の高さ位置が同じになる（すなわち共通の仮想面に位置する）ように、予め調整されている。

プローブカード３０は、接触子４４の針先が検査ステージ２２の側に向くように、配線基板４８の下面外周部において複数の取り付けねじ及び位置決めピン（いずれも図示せず）により、カードホルダ３８に取り付けられている。接触子４４は、それらの針先が被検査体１２の対応する電極の配列状態と同じ配列状態になるように、プローブ基板４６に配置されている。

１つの連結装置２８ａは、一端部においてブラケット５２によりステージ台２４及び支持部材３６のいずれか一方にＺ方向に伸びる状態に及び変位不能に連結され、かつ他端部において球継手５４によりステージ台２４及び支持部材３６の他方に変位可能に連結された固定支柱である。

残りの連結装置２８ｂ，２８ｃは、一端部において球継手５６によりステージ台２４及び支持部材３６のいずれか一方にＺ方向に伸びる状態に及び変位可能に連結された可動体５８と、ステージ台２４に配置されて可動体５８をＺ方向に変位させる駆動機構６０とを備える。

図示の例では、連結装置２８ａ，２８ｂ，２８ｃは、いずれも、球継手５４又は５６により支持部材３６に連結されており、また平面的に見て受け台２０の周りに位置する仮想的な三角形の角部に配置されている。

可動体５８はボールねじであり、駆動機構６０は可動体５８と螺合する雌ねじ部を回転軸部に有する中空モータである。このため、連結装置２８ａ，２８ｂ，２８ｃは、各駆動機構６０の正転及び逆転により可動体５８をＺ方向に移動させて、カード台２６をステージ台２４ひいては検査ステージ２２に対し変位させ、それによりカード台２６をステージ台２４及び検査ステージ２２に対し傾斜させる変位機構として作用する。

下上のカメラ３２及び３４は、自動焦点合わせの機能を備えたビデオカメラである。下カメラ３２は、接触子４４の針先を撮像するように、上向きに検査ステージ２２に設置されており、また検査ステージ２２により被検査体１２と共にＸ方向及びＹ方向に二次元的に移動されて接触子４４の針先を撮像する。

上カメラ３４は、検査ステージ２２に配置された被検査体１２の電極を撮像するように、下向きに支持部材３６の下面に取り付けられている。上カメラ３４は、受け台２０が検査ステージ２２によりＸ方向及びＹ方向に二次元的に移動されることにより、被検査体１２の電極を撮像する。上カメラ３４をプローブカード３０又はカードホルダ２４に取り付けてもよい。

検査ステージ２２による下カメラ３２の移動面は、接触子４４の針先のためにプロービング装置１０に設定された仮想的な第１の基準面として作用する。検査ステージ２２による受け台２０の移動にともなう上カメラ３４の仮想的な（見かけ上の）移動面は、被検査体１２の電極のためにプロービング装置１０に設定された仮想的な第２の基準面として作用する。

下カメラ３２の出力信号は、プロービング装置１０の制御と信号の処理とをするコンピュータを含む制御処理装置（図示せず）において、第１の基準面からの針先の高さ位置である針先高さ位置を求めると共に、それらいくつかの針高さ位置から、プロービング装置１０に取り付けられた状態におけるプローブカード３０の接触子面を求めることに用いられる。

上カメラ３４の出力信号は、前記した制御処理装置において、第２の基準面からの被検査体１２の電極の高さ位置である電極高さ位置を求めると共に、それらいくつかの電極高さ位置から、プロービング装置１０の配置された状態における被検査体１２の電極の面を電極面として求めることに用いられる。

カメラ３２，３４の出力信号を用いて接触子面及び電極面を算出する技術は、既に述べた特許文献１に記載されているので、ここではその説明を省略する。

算出された接触子面及び電極面は、接触子面に対する電極面の傾斜角度と、θ軸線に周りにおける傾斜方向との算出に用いられる。傾斜角度及び傾斜方向の算出する技術も、既に述べた特許文献１に記載されているので、ここではその説明を省略する。

プロービング装置１０は、また、支持部材３６の上側に配置されたテストヘッド装置６２と、テストヘッド装置６２がカード台２６に対し変位することを解除可能に阻止する複数の変位阻止装置６４と、テストヘッド装置を前記カード台に対し位置決める複数の位置決め装置６６とを含む。

テストヘッド装置６２は、Ｙ方向に間隔をおいて支持部材３６に取り付けられた一対のブラケット７２と、Ｙ方向へ伸びる状態に両ブラケット７２に支持された支持軸７４とにより、支持アーム７０をＹ方向へ伸びる軸線の周りに角度的に回転可能に支持部材３６に支持させている。

支持アーム７０は、図２に示すように、Ｙ方向に間隔をおいてＸ方向へ伸びる一対のアーム部７０ａ，７０ｂと、両アーム部７０ａ，７０ｂを連結する一対の連結部７０ｃ，７０ｄとを有しており、両アーム部７０ａ，７０ｂの一端部において支持軸７４に支持されている。両アーム部７０ａ，７０ｂ及び両連結部７０ｃ，７０ｄにより形成される空間には、テストヘッド７６が配置されている。

テストヘッド７６は、支持アーム７０に支持されている。テストヘッド７６は、それぞれが電子部品を装着した複数の配線基板（図示せず）と、各配線基板に接続された複数の第２の端子（図示せず）とを備えており、また前記した制御処理装置に電気的に接続される。

支持軸７４は、支持部材３６に支持された駆動機構８０（図２参照）によりＹ方向へ伸びる軸線の周りに角度的に回転される。これにより、支持アーム７０は、Ｙ方向へ伸びる軸線の周りにプローブカード３０に対して角度的に回転される。その結果、テストヘッド７６は、テストヘッド７６がプローブカード３０と対向する位置と、テストヘッド７６がプローブカード３０の上方に空間を形成する位置とに選択的に変位される。

テストヘッド７６の各第２の端子は、テストヘッド７６がプローブカード３０に対向された状態において接続装置７８により、プローブカード３０に備えられた第１の端子に電気的に接続される。

図示の例では、３つの変位阻止装置６４及び３つの位置決め装置６６が平面的に見て受け台２０の周りに位置する仮想的な三角形の角部に配置されている。

各変位阻止装置６４は、図４及び図５に示すように、支持部材３６に配置されたシリンダ機構８０と、シリンダ機構８０のピストンロッド８２がシリンダ機構８０の駆動にともなって下方へ移動されたとき支持アーム７０を支持部材３６に解除可能に押圧する押圧具８４とを備える。ピストンロッド８２は、θ軸線の周りに角度的に回転可能である。

各位置決め装置６６は、図５に示すように、支持アーム７０及び支持部材３６のいずれか一方に設けられて支持アーム７０及びカード台２６の他方の側に開放する凹所８６と、支持アーム７０及び支持部材３６の他方に配置されて凹所８６に解除可能に係合可能の係合部材８８とを備える。

図示の例では、凹所８６は支持アーム７０に設けられており、係合部材８８は支持部材３６に配置されている。

図１に示すように、プロービング装置１０は、さらに、それぞれが検査ステージ２２とプローブカード３０との間隔を測定する複数の測定器９０を含む。それらの測定器９０は、検査ステージ２２及びプローブカード３０のいずれか一方にＸ方向及びＹ方向に間隔をおいて配置されている。各測定器９０は、レーザ光線９２を用いるレーザ測長器とすることができる。

これに対し、検査ステージ２２及びプローブカード３０の他方には、レーザ光線９２を受けるターゲット９４が各測定器９０による照射箇所に配置されている。各ターゲット９４は、反射鏡とすることができる。

図示の例では、平面的に見て仮想的な三角形の角部に位置する３つの測定器９０がレーザ光線の出射口及び反射光の入射口を上方に向けた状態に、受け台２０の周りに間隔をおいて検査ステージ２２に配置されており、またターゲット９４がプローブ基板４６の下面に下向きに取り付けられている。

測定器９０の出力信号は、前記した制御処理装置において、被検査体１２に対するプローブカード３０の高さ位置を合わせる位置合わせ（すなわち、調整）に用いられる。

［プローブカードの配置作業及び交換作業］

プローブカード３０の配置作業及び交換作業の開始前においては、支持アーム７０は、図１に示すように、テストヘッド７６がプローブカード３０と対向された状態に、維持されている。

先ず、図３から図５に示すように、各変位阻止装置６４のピストンロッド８２が上昇されて、ピストンロッド８２がθ軸線の周りの一方向にほぼ９０度回転される。これにより、押圧具８４による支持部材３６への支持アーム７０の押圧、ひいてはカード台２６に対する支持アーム７０の固定が解除され、押圧具８４がＹ方向へ伸びる軸線の周りにおける支持アーム７０の角度的回転の妨げにならない位置に退避される。

次いで、図３に示すように、支持アーム７０が、駆動装置８０及び支持軸７４により、テストヘッド７６及び接続装置７８と共に、一方向に角度的に回転されて、立ち上げられる。これにより、テストヘッド７６及び接続装置７８がプローブカード３０から上方に離間されて、プローブカード３０の上方に空間が形成される。

次いで、プローブカード３０がカードホルダ３８に配置されていれば、そのプローブカード３０が除去され、新たなプローブカード３０が、カードホルダ３８に配置され、ねじ部材、位置決めピン等によりカードホルダ３８に装着される。

次いで、駆動装置８０及び支持軸７４により前記とは逆の方向に角度的に回転されて、テストヘッド７６がプローブカード３０と対向された状態に、支持アーム７０が水平に倒される。これにより、テストヘッド７６及び接続装置７８がプローブカード３０の上に水平に重ねられる。

上記の結果、位置決め装置６６の係合部材８８が凹所８６に受け入れられて、凹所８６及び係合部材８８が係合する。これにより、支持アーム７０、テストヘッド７６及び接続装置７８は、プローブカード３０に対する、Ｘ方向、Ｙ方向、及びθ軸線の周りの位置を解除可能に固定され、テストヘッド７６は、接続基板７８を介してプローブカード３０に電気的に接続される。

次いで、各変位阻止装置６４のピストンロッド８２が上記と逆の方向にほぼ９０度回転されて、ピストンロッド８２が下降される。これにより、支持アーム７０が押圧具８４により支持部材３６に押圧されて、テストヘッド装置６２がカード台２６に対するＺ方向の位置を解除可能に固定される。

上記状態において、テストヘッド装置６２の多くの重量は、位置決め装置６６を介して受け部材６６に受けられる。このため、テストヘッド装置６２の重量の殆どは、プローブカード３０に作用しない。

次いで、各駆動機構６０が制御処理装置により駆動されて、接触子面が電極面と平行になるように、受け台２０に対するカード台２６の傾斜状態が調整される。

傾斜状態の調整時、制御処理装置は、カメラ３２，３４の出力信号を用いて、接触子面に対する電極面の傾斜角度と、θ軸線に周りにおける傾斜方向との算出し、算出結果を基に各駆動機構６０を駆動させる。

この際、テストヘッド装置６２がプローブカード３０の上方に空間を形成するようにプローブカード３０に対し変位可能にカード台２６に支持されているから、プローブカード３０に偏荷重が作用せず、したがってプローブカード３０に対するテストヘッド７６の姿勢を調整する作業が容易になる。

上記の結果、接触子４４の針先の高さ位置を予め同じに調整されたプローブカード３０は、被検査体１２の対応する電極に対する接触子４４の針先の位置が許容範囲内となるように、受け台２０に対する平行度を調整される。

試験時、受け台２０がステージ機構２３により上昇されて、被検査体１２の電極が接触子４４の針先に押圧される。その状態で、被検査体１２は、制御処理装置から接触子４４を介して所定の電極に通電されて、他の電極から他の接触子４４を介して制御処理装置に信号を出力する。

プロービング装置１０においては、テストヘッド装置６２がプローブカード３０の上方に空間を形成するようにプローブカード３０に対し変位可能にカード台２６に支持されているから、プローブカード３０に偏荷重が作用しないように、プローブカード３０に対するテストヘッド７６の姿勢を調整する作業が容易になる。

また、上記のようにプローブカード３０に対するテストヘッド７６の姿勢を調整した後に、被検査体１２に対するプローブカード３０の姿勢調整を行っても、テストヘッド装置６２が変位阻止装置６６によりカード台２６に対し変位することを解除可能に阻止されているから、テストヘッド装置６２、特にテストヘッド７６がカード台２６と一体的に変位し、偏荷重がプローブカード３６に作用しない。

上記の実施例では、３つの変位抑止装置６４及び３つの位置決め装置６６を設けているが、少なくとも１つの変位抑止装置６４及び少なくとも１つの位置決め装置６６を設ければよい。

本発明は、上記実施例に限定されず、その趣旨を逸脱しない限り、種々変更することができる。

本発明に係るプロービング装置の一実施例を示す正面図である。 図１に示すプロービング装置の平面図である。 図１に示すプロービング装置においてプローブカードの上方に空間を形成した状態を示す平面図である。 図１に示すプロービング装置で用いる変位抑止装置とその近傍を拡大して示す平面図である。 図４の５−５線に沿って得た断面図である。 従来のプロービング装置の一実施例を示す正面図である。

符号の説明

１０ プロービング装置
１２ 被検査体
２０ 受け台
２２ 検査ステージ
２４ ステージ台
２６ カード台
２８ａ，２８ｂ，２８ｃ 連結装置
３０ プローブカード
３６ 支持部材
３８ カードホルダ
４４ 接触子
４６ プローブ基板
４８ 配線基板
５４，５６ 球継手
５８ ボールねじ
６０ 駆動機構
６２ テストヘッド装置
６４ 変位抑止装置
６６ 位置決め装置
７０ 支持アーム
７２ ブラケット
７４ 支持軸
７６ テストヘッド
７８ 接続装置
８０ シリンダ機構
８２ ピストンロッド
８４ 押圧具
８６ 凹所
８８ 係合部材

Claims (9)

1. 基台と、
   該基台に支持された検査ステージであって複数の電極を有する平板状の被検査体を受ける検査ステージと、
   該検査ステージから上方に間隔をおいたカード台と、
   複数の接触子を有するプローブカードであって前記接触子の針先が前記検査ステージの側に向くように前記カード台に支持されたプローブカードと、
   前記検査ステージに受けられた被検査体と前記プローブカードとの平行度の調整のために前記カード台を前記検査ステージに対し変位可能に前記基台及び前記カード台を連結する連結装置と、
   前記カード台の上側に配置されかつテストヘッドを備えるテストヘッド装置であって前記プローブカードの上方に空間を形成すべく前記プローブカードに対し変位可能に前記カード台に支持されたテストヘッド装置と、
   該テストヘッド装置が前記カード台に対し変位することを解除可能に阻止する変位阻止装置とを含む、プロービング装置。
2. 前記テストヘッド装置は、前後方向へ伸びる軸線の周りに角度的に回転可能に前記カード台に支持されている、請求項１に記載のプロービング装置。
3. 前記テストヘッド装置は、さらに、前後方向へ伸びる軸線の周りに角度的に回転可能に前記カード台に支持された支持アームを備え、
   前記テストヘッドは、該テストヘッドが前記プローブカードと対向するように前記支持アームに支持されており、
   各変位阻止装置は前記支持アームを前記カード台に解除可能に押圧している、請求項２に記載のプロービング装置。
4. 前記プローブカードは前記接触子に電気的に接続された複数の第１の端子を有し、前記テストヘッドは前記第１の端子に電気的に接続される複数の第２の端子を有し、前記テストヘッド装置は、さらに、前記第１及び第２の端子を電気的に接続する接続装置を備える、請求項３に記載のプロービング装置。
5. 前記テストヘッド装置は、さらに、前記カード台に支持されて前記支持アームを前後方向へ伸びる軸線の周りに角度的に回転させる駆動機構を備える、請求項３に記載のプロービング装置。
6. さらに、該テストヘッド装置を前記カード台に対し位置決める位置決め装置を含む、請求項３に記載のプロービング装置。
7. 前記位置決め装置は、前記支持アーム及び前記カード台のいずれか一方に設けられた凹所であって前記支持アーム及び前記カード台の他方の側に開放する凹所と、前記支持アーム及び前記カード台の他方に配置された係合部材であって前記凹所に解除可能に係合する係合部材とを備える、請求項６に記載のプロービング装置。
8. 前記変位阻止装置は、前記カード台に配置されたシリンダ機構と、該シリンダ機構のロッドが前記シリンダ機構の駆動にともなって下方へ移動されたとき前記支持アームを前記カード台に解除可能に押圧する押圧具とを備える、請求項３に記載のプロービング装置。
9. 前記ロッドは、さらに、上下方向へ伸びる軸線の周りに角度的に回転可能に前記シリンダ機構のシリンダに配置されている、請求項８に記載のプロービング装置。

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