JP4326495B2 - 半導体基板用検査装置の組立方法 - Google Patents

Description

本発明は、半導体基板用検査装置の組立方法に関する。

半導体基板、例えば、シリコンウェハは、ダイシング工程以前の段階で、シリコンウェハの各エリアごとに形成された回路パターンについての検査が検査装置により行なわれる。そのような検査装置は、例えば、特許文献１にも示されるように、各エリアごとに移動可能とされ各回路パターンに接触し試験信号の授受を行なうプローブピンを有したプローブヘッドユニットを備えている。

プローブヘッドユニットは、例えば、図２０に示されるように、後述するプリント配線基板６の剛性を補強する補強枠部材２と、補強枠部材２の内側に配され補強枠部材２とともにプリント配線基板６の剛性を補強する補強枠部材４と、補強枠部材２および４における一方側の表面上に配され試験される半導体基板の各回路パターンに試験信号等を供給するテストボードとしてのプリント配線基板６と、プリント配線基板６と後述のコンタクトブロック１２との相互間の電気的接続を行うピッチ変換基板８と、ピッチ変換基板８上に配されピッチ変換基板８と試験される半導体基板の各回路パターンとを電気的に接続する複数のプローブピン１４ａｉ（ｉ＝１〜ｎ，ｎは正の整数）を有するコンタクトブロック１２と、コンタクトブロック１２をピッチ変換基板８に接触させつつ、プリント配線基板６を介して補強枠部材２および４に対して固定するカバー部材１０とを含んで構成されている。

図２０において、補強枠部材２は、内側の中央に貫通孔２ａを有している。貫通孔２ａには、所定の隙間をもって補強枠部材４が挿入されている。貫通孔２ａの周辺には、カバー部材１０を固定するための小ネジＢａがねじ込まれる雌ねじ孔が円周方向に沿って複数個形成されている。補強枠部材４は、コンタクトブロック１２をピッチ変換基板８を介してプリント配線基板６に対し固定するための小ネジＢｂがねじ込まれる雌ねじ孔を円周方向に沿って有している。

プリント配線基板６の中央部には、ピッチ変換基板８の接続端子に対応して形成されその接続端子に電気的に接続される電極群が形成されている。その電極群は、プローブヘッドユニットを介して半導体基板の回路パターンの電気的特性を検査するテスターに接続されている。また、プリント配線基板６は、上述の小ネジＢａおよび小ネジＢｂがそれぞれ貫通する孔を有している。

ピッチ変換基板８の中央部には、コンタクトブロック１２のプローブピン１４ａｉの一端が電気的に接続される電極群が形成されている。その電極群は、プローブピン１４ａｉの比較的狭いピッチに対応して形成されている。また、その電極群は、所定の導体パターン群を介して上述のプリント配線基板６の電極群に対応して、裏面側に形成される接続端子に接続されている。その接続端子の端子ピッチは、電極群のピッチに比して大とされている。ピッチ変換基板８は、小ネジＢｂが貫通する孔を有している。ピッチ変換基板８のプリント配線基板６に対する位置決めは、例えば、各小ネジＢｂがピッチ変換基板８およびプリント配線基板６の各孔に同心上に挿入されることにより、なされる。

コンタクトブロック１２は、ピッチ変換基板８の電極群に対応して複数のプローブピン１４ａｉを有している。また、コンタクトブロック１２の外周縁部には、各小ネジＢｂが貫通される孔を有している。コンタクトブロック１２における複数のプローブピン１４ａｉと各小ネジＢｂが貫通される孔との間には、コンタクトブロック１２をピッチ変換基板８に向けて付勢するコイルスプリングＣＳの一端を収容する凹部が、円周方向に沿って複数個形成されている。コイルスプリングＣＳの他端は、カバー部材１０の内周部に形成される凹部に収容されている。
コンタクトブロック１２の外周縁部は、後述のカバー部材１０の内周部１０ｂに所定の間隔をもって係合されている。また、コンタクトブロック１２の中央の凸部は、カバー部材１０の孔１０ａを形成する内周面に所定の隙間をもって係合されている。

コンタクトブロック１２における複数のプローブピン１４ａｉのピッチ変換基板８の電極群に対する位置合わせは、各小ネジＢｂがコンタクトブロック１２の孔およびピッチ変換基板８の孔に挿入され、一応の位置合わせがなされた後、コンタクトブロック１２における複数のプローブピン１４ａｉとピッチ変換基板８の電極群との間に実際に通電される。これにより、導通状態が確認されない場合、再度、その相互間の位置調整が行なわれる。

カバー部材１０は、中央に孔１０ａを有するとともに、内部にコンタクトブロック１２の外周部が係合される内周部１０ｂを有している。孔１０ａと内周部１０ｂとは連通している。その孔１０ａの回りには、小ネジＢａ，Ｂｂがそれぞれ挿入される孔が円周方向に沿って形成されている。

斯かる構成において、プローブヘッドユニットを組み立てるにあたっては、先ず、補強枠部材２の貫通孔２ａに補強枠部材４が配置された後、プリント配線基板６が補強枠部材２上に重ねられ、次に、ピッチ変換基板８およびコンタクトブロック１２がプリント配線基板６上に積み重ねられる。続いて、カバー部材１０がコンタクトブロック１２に重ねられた後、小ネジＢａ，Ｂｂがそれぞれ各孔に挿入され、補強枠部材２および４の雌ねじ孔にねじ込まれる。これにより、プローブヘッドユニットの仮りの組付が終了する。そして、プリント配線基板６に所定の信号が供給されることにより、コンタクトブロック１２のプローブピン１４ａｉとピッチ変換基板８の電極群との位置決め、および、ピッチ変換基板８の接続端子群とプリント配線基板６の端子群との位置決めが適正に行われているかが導通状態により確認された後、位置決めが適正な場合、小ネジＢａ，Ｂｂが増し締めされ、完全に締結される。

特開２０００−３２１３０３号公報

上述のようなプローブヘッドユニットを組み立てる場合、ピッチ変換基板８の電極群の
コンタクトブロック１２のプローブピン１４ａｉとの位置合わせ、および、ピッチ変換基板８の接続端子とプリント配線基板６の端子との位置合わせを同時を行なう必要がある。しかし、コンタクトブロック１２をピッチ変換基板８上に載置する場合、その電極群がコンタクトブロック１２で隠れてしまう。そのため、プローブピン１４ａｉのピッチ変換基板８の電極群の相対位置を確認できず、その位置合わせ精度は、小ネジＢｂと貫通孔との嵌め合い精度に委ねられることとなる。従って、位置合わせ調整を何度も繰り返し、組み立てに要される時間が多大となる虞がある。

以上の問題点を考慮し、本発明は、半導体基板用検査装置の組立方法であって、コンタクトブロックのプローブピンのピッチ変換基板に対する相対位置調整を容易にかつ精度よく行なうことができる半導体基板用検査装置の組立方法を提供することを目的とする。

上述の目的を達成するために、本発明に係る半導体基板用検査装置の組立方法は、半導体基板の回路パターンに電気的に接続される接続端子群と、接続端子群の位置と所定の位置関係を有するマーク検出用孔とを有するコンタクトブロックと、接続端子群に電気的に接続される電極群を有する変換基板とを積み重ねる工程と、配置されたコンタクトブロックのマーク検出用孔に対応し電極群の位置と所定の位置関係をもって形成された変換基板の位置決め用マークとマーク検出用孔とを一致させる工程と、位置決め用マークとマーク検出用孔とが一致したコンタクトブロックおよび変換基板と、プリント配線基板とを連結する工程と、を含んでなる。

また、本発明に係る半導体基板用検査装置の組立方法は、半導体基板の回路パターンに電気的に接続される接続端子群と、接続端子群に電気的に接続される電極群を有する変換基板と、変換基板上に配置される駒部材とを、試験信号を電極群に供給するプリント配線基板上に変換基板を介して配置する工程と、変換基板と、プリント配線基板とを連結する工程と、接続端子群の位置と所定の位置関係を有するマーク検出用孔とを有するコンタクトブロックを、駒部材に積み重ねる工程と、配置されたコンタクトブロックのマーク検出用孔に対応し電極群の位置と所定の位置関係をもって形成された変換基板の位置決め用マークとマーク検出用孔とを一致させる工程と、コンタクトブロックと、駒部材とを連結する工程と、を含んでなる。

さらに、本発明に係る半導体基板用検査装置の組立方法は、半導体基板の回路パターンに電気的に接続される接続端子群と、接続端子群に電気的に接続される電極群を有する変換基板と、変換基板上に配置される駒部材と、駒部材に、接続端子群の位置と所定の位置関係を有するマーク検出用孔とを有するコンタクトブロックを積み重ねる工程と、配置されたコンタクトブロックのマーク検出用孔に対応し電極群の位置と所定の位置関係をもって形成された変換基板の位置決め用マークとマーク検出用孔とを一致させる工程と、コンタクトブロックと駒部材を連結する工程と、位置決め用マークとマーク検出用孔とが一致したコンタクトブロックおよび変換基板を、試験信号を電極群に供給するプリント配線基板上に配置する工程と、コンタクトブロックおよび変換基板を、試験信号を電極群に供給するプリント配線基板上に連結する工程と、を含んでなる。

以上の説明から明らかなように、本発明に係る半導体基板用検査装置の組立方法によれば、配置されたコンタクトブロックのマーク検出用孔に対応し電極群の位置と所定の位置関係をもって形成された変換基板の位置決め用マークとマーク検出用孔とを一致させる工程を含むのでコンタクトブロックのプローブピンのピッチ変換基板に対する相対位置調整を容易にかつ精度よく行なうことができる。

図２は、本発明に係る半導体基板用検査装置の組立方法の第１実施例が適用されたプローブヘッドユニットの全体構成を概略的に示す。

図２において、半導体基板ＳＷに対して電気的接続を行なうプローブヘッドユニットは、プリント配線基板２２の剛性を補強する補強枠部材２０と、補強枠部材２０における一方側の表面上に配され試験される半導体基板ＳＷの各回路パターンに試験信号等を供給するテストボードとしてのプリント配線基板２２と、を含んで構成されている。また、プローブヘッドユニットは、図１に示されるように、プリント配線基板２２と後述のコンタクトブロック２６との相互間の電気的接続を行うピッチ変換基板２４と、ピッチ変換基板２４と試験される半導体基板の各回路パターンとを電気的に接続する複数のプローブピン２８ａｉ（ｉ＝１〜ｎ，ｎは正の整数）を有するコンタクトブロック２６と、コンタクトブロック２６をピッチ変換基板２４に接触させつつ、プリント配線基板２２を介して補強枠部材２０に対してコンタクトブロック２６を固定するカバー部材３０と、をさらに含んで構成されている。

プローブヘッドユニットに配される半導体基板ＳＷ、例えば、シリコンウェハは、所定のプログラムに従う経路に沿って搬送されるハンドラーＭＨにより保持され、所定のスタッカから順次、所定のテーブルに固定されたプローブヘッドユニットに供給される。また、保持されたシリコンウェハにおける各エリアごとに形成された回路パターンは、順次、所定のプログラムに従い動作するハンドラーＭＨによりプローブヘッドユニットのプローブピン２８ａｉに近接または離隔される。

図１において、補強枠部材２０は、内側の中央に貫通孔２０ａを有している。貫通孔２０ａには、後述する位置決めピンＣＰの一端が突出している。貫通孔２０ａの周辺には、カバー部材３０を固定するための小ネジＢｏがねじ込まれる雌ねじ孔２０Ｓが円周方向に沿って複数個形成されている。

円板状のプリント配線基板２２の中央部には、ピッチ変換基板２４の接続端子に対応して形成されその接続端子に電気的に接続される電極群が形成されている。その電極群は、プローブヘッドユニットを介して半導体基板の回路パターンの電気的特性を検査するテスターに接続されている。また、プリント配線基板２２は、図３に示されるように、上述の位置決めピンＣＰおよび小ネジＢｏがそれぞれ貫通する孔２２ａおよび２２ｂを円周方向に沿って複数個均等に有している。

ピッチ変換基板２４は、図８（Ａ）に拡大して示されるように、位置決めピンＣＰが貫通する孔２４ａを円周方向に沿って複数個均等に有している。ピッチ変換基板２４の中央部の一方の表層には、図８（Ａ）に拡大して示されるように、コンタクトブロック２６の各プローブピン２８ａｉの一端が電気的に接続される電極群２４Ｅが形成されている。その電極群２４Ｅは、プローブピン２８ａｉの比較的狭いピッチに対応して形成されている。また、その電極群２４Ｅは、所定の導体パターン群を介して他方の表層（プリント配線基板２２に対向する裏面側）に形成される接続用電極パッド（不図示）が接続されている。その接続用電極パッドは、例えば、円周方向に沿って上述のプリント配線基板２２の電極群に対応させて形成されている。その各接続用電極パッド相互間のピッチは、電極群２４Ｅのピッチに比して大とされている。

電極群２４Ｅにおける各隅に対応する電極部分の周辺には、それぞれ、導体パターン２４Ｃにより電気的に接続された位置決め用マーク２４ＭＡ、２４ＭＢ、２４ＭＣ、および、２４ＭＤが形成されている。位置決め用マーク２４ＭＡ、２４ＭＢ、２４ＭＣ、および、２４ＭＤは、それぞれ、後述するコンタクトブロック２６のプローブピン２８ａｉの電極群２４Ｅに対する位置決めに利用される。

位置決め用マーク２４ＭＡ、および、２４ＭＣは、中心線ＣＬＢ上で互いに相対向し、また、位置決め用マーク２４ＭＢ、および、２４ＭＤは、中心線ＣＬＢに対し直交する中心線ＣＬＡ上で互いに相対向している。

位置決め用マーク２４ＭＡ、２４ＭＢ、２４ＭＣ、および、２４ＭＤは、互いに同一なので位置決め用マーク２４ＭＡについて説明し、他のマークについての説明を省略する。
位置決め用マーク２４ＭＡは、導体パターン２４Ｃとともに同時に、約０．５ｍｍの略正方形の額縁状に形成されている。位置決め用マーク２４ＭＡの縁の幅は、約０．１ｍｍ程度とされる。なお、位置決め用マーク２４ＭＡの外形寸法が約０．５ｍｍとされるのは、後述するコンタクトブロック２６における位置決めに利用される孔２６Ａ〜２６Ｄの直径が約０．６ｍｍに設定されているからである。従って、位置決め用マーク２４ＭＡの外形寸法は、０．５ｍｍに限られることなく、例えば、後述するコンタクトブロック２６における位置決めに利用される孔の直径に応じて設定されてもよい。

また、ピッチ変換基板２４の各孔２４ａの中心と裏面側の接続用パッドの中心との距離が、プリント配線基板２２の中心と各孔２２ｂの中心との距離とが等しくなるように設定されている。これにより、ピッチ変換基板２４のプリント配線基板２２に対する位置決めは、各位置決めピンＣＰがピッチ変換基板２４およびプリント配線基板２２の各孔２４ａ，２２ｂに同心上に挿入されることにより、なされる。

コンタクトブロック２６は、図６（Ａ）および（Ｂ）に示されるように、上述のピッチ変換基板２４の電極群２４Ｅに対応して複数のプローブピン２８ａｉ（ｉ＝１〜ｎ，ｎは正の整数）を略中央部の凸部２６Ｐに有している。凸部２６Ｐを貫通するプローブピン２８ａｉの両端子は、それぞれ、コンタクトブロック２６の各表面から所定長さだけ突出している。プローブピン２８ａｉの周囲には、組み付けのとき、上述のピッチ変換基板２４の位置決め用マーク２４ＭＡ、２４ＭＢ、２４ＭＣ、および、２４ＭＤの真上の位置となるように位置決め用の貫通孔２６Ａ，２６Ｂ，２６Ｃ、および２６Ｄが設けられている。即ち、位置決め用マーク２４ＭＡ、２４ＭＢ、２４ＭＣ、および、２４ＭＤの中心とその上に重ねられるコンタクトブロック２６の位置決め用の貫通孔２６Ａ，２６Ｂ，２６Ｃ、および２６Ｄの中心とが一致するように設定されている。貫通孔２６Ａ，２６Ｂ，２６Ｃ、および２６Ｄは、それぞれ、例えば、約０．６ｍｍの直径を有している。貫通孔２６Ａ，２６Ｂ，２６Ｃ、および２６Ｄの直径は、要求される位置精度に応じて適宜設定されてもよい。

また、コンタクトブロック２６の略正方形の凸部２６Ｐの外周縁部には、各位置決めピンＣＰが貫通される孔２６ｂを有したフランジ部２６Ｆが形成されている。孔２６ｂの直径は、後述するように、微調整可能とするために位置決めピンｃｐの直径よりも若干大に設定されている。コンタクトブロック２６における凸部２６Ｐとフランジ部２６Ｆとの境界部分近傍には、コンタクトブロック２６をピッチ変換基板２４に向けて付勢するコイルスプリング３２の一端を収容する凹部２６Ｒが複数個、凸部２６Ｐの各辺に沿って形成されている。コイルスプリング３２の他端は、後述するカバー部材３０の内周に形成される凹部３０Ｒに収容される。

コンタクトブロック２６のフランジ部２６Ｆは、カバー部材３０の凹部３０ｂとピッチ変換基板２４との間に所定の間隔をもって係合されている。また、コンタクトブロック２６の凸部２６Ｐは、カバー部材３０の開口部３０ａに所定の隙間をもって係合されている。

従って、コンタクトブロック２６における複数のプローブピン２８ａｉのピッチ変換基板２４の電極群２４Ｅに対する位置合わせは、先ず、各位置決めピンＣＰがコンタクトブロック２６の孔２６ｂおよびピッチ変換基板２４の孔２４ａに挿入されて仮組みされる。次に、一応の位置合わせがなされた後、コンタクトブロック２６における貫通孔２６Ａ〜２６Ｄのすべてが図８（Ｃ）に示されるように、位置決め用マーク２４ＭＡ、２４ＭＢ、２４ＭＣ、および、２４ＭＤに一致するようにコンタクトブロック２６が微調整される。即ち、光学機器、例えば、顕微鏡等が利用されることによって、貫通孔２６Ａ〜２６Ｄの周縁が、位置決め用マーク２４ＭＡ、２４ＭＢ、２４ＭＣ、および、２４ＭＤの各隅に一致するようにコンタクトブロック２６が微調整される。これにより、従来のような調整を繰り返す必要が無く、複数のプローブピン２８ａｉの端子とピッチ変換基板２４の電極群２４Ｅに対する位置合わせが容易に完了することとなる。

カバー部材３０は、図７（Ａ）および（Ｂ）に示されるように、略中央に、上述のコンタクトブロック２６の凸部２６Ｐが挿入される開口３０ａを有するとともに、内部にコンタクトブロック２６のフランジ部２６Ｆが係合される凹部３０ｂを有している。開口３０ａと凹部３０ｂとは連通している。その開口３０ａの回りの４個の孔には、それぞれ、位置決めピンＣＰの一端が固定されている。位置決めピンＣＰの他端は、図４および図５に示されるように、コンタクトブロック２６およびプリント配線基板２２、ピッチ変換基板２４の各穴を貫通し、補強枠部材２０の孔２０ａに突出している。また、位置決めピンＣＰが設けられる位置よりもさらに外側部分には、小ネジＢｏが挿入される孔３０Ｃが、円周方向に沿って均等に複数個形成されている。

また、凹部３０ｂを形成する内壁における開口３０ａ近傍には、図５に示されるように、上述のコイルスプリング３２の他端が収容される凹部３０Ｒが、コンタクトブロック２６の凹部２６Ｒに対向して形成されている。

斯かる構成において、プローブヘッドユニットを組み立てるにあたっては、先ず、補強枠部材２０上に、プリント配線基板２２、ピッチ変換基板２４、コンタクトブロック２６が順次、重ねられて配置される。その際、孔２２ｂ，孔２４ａ，孔２６ｂとは、互いに一致するように、プリント配線基板２２、ピッチ変換基板２４、コンタクトブロック２６が重ねられる。また、コンタクトブロック２６の凹部２６Ｒには、コイルスプリング３２が装着される。その際、後述する組立方法の一例とは異なり、ピッチ変換基板２４とコンタクトブロック２６とは接着されない。

次に、カバー部材３０の位置決めピンＣＰが、コンタクトブロック２６の孔２６ｂを介して孔２４ｂ、孔２２ｂに挿入される。また、各小ネジＢｏが，図４において二点鎖線で示されるように、カバー部材３０の孔３０Ｃ、プリント配線基板２２の孔２２ａを通じて補強枠部材２０の雌ねじ孔２０Ｓに仮止めされる。これにより、カバー部材３０がプリント配線基板２２上に配置されることとなる。

続いて、コンタクトブロック２６の貫通孔２６Ａ，２６Ｂ，２６Ｃ，２６Ｄが、図８（Ｃ）に示されるように、位置決め用マーク２４ＭＡ、２４ＭＢ、２４ＭＣ、および、２４ＭＤに一致しているか否かが判断される。各貫通孔２６Ａ〜２６Ｄが位置決め用マーク２４ＭＡ〜２４ＭＤに一致している場合、各小ネジＢｏが，増し締めされることにより、カバー部材３０がプリント配線基板２２上に固定されることとなる。これにより、プローブピン２８ａｉとピッチ変換基板２４との相対位置が位置決めされることとなる。なお、ピッチ変換基板２４の電極パッドとプリント配線基板２２との相対位置精度は、プローブピン２８ａｉとピッチ変換基板２４との相対位置精度に比べて低いのでピッチ変換基板２４の電極パッドとプリント配線基板２２との間における位置決めは、位置決めピンＣＰによる位置決めによって十分に達成される。

一方、各貫通孔２６Ａ〜２６Ｄが位置決め用マーク２４ＭＡ〜２４ＭＤに一致していない場合、コンタクトブロック２６の貫通孔２６Ａ〜２６Ｄが位置決め用マーク２４ＭＡ〜２４ＭＤに一致するようにコンタクトブロック２６の微調整が行なわれる。そして、一致したとき、各小ネジＢｏが，増し締めされることにより、カバー部材３０がプリント配線基板２２上に固定されることとなる。従って、プローブヘッドユニットの組み立てが完了することとなる。

このように各貫通孔２６Ａ〜２６Ｄと位置決め用マーク２４ＭＡ〜２４ＭＤとが利用されることにより、プローブピン２８ａｉとピッチ変換基板２４との相対位置が多大な時間を要することなく、容易に位置決めされることとなる。なお、組み立て後、複数のプローブピン２８ａｉとピッチ変換基板２４の電極群との間に実際に通電されることにより、導通状態が確認されてもよい。また、位置決め用マーク２４ＭＡ〜２４ＭＤと電極群２４Ｅとが電気的に接続されているので例えば、貫通孔２６Ｃを介して位置決め用マーク２４ＭＣとプローブピン２８ａｉの先端との間の導通を確認することもできる。

上述したようなプローブヘッドユニットを組み立てるにあたっては、上述の一例とは異なり、先ず、ピッチ変換基板２４とコンタクトブロック２６とが接着されてもよい。その際、コンタクトブロック２６の各貫通孔と位置決め用マーク２４ＭＡ〜２４ＭＤとが一致するように重ね合わせられる状態で、接着される。

次に、補強枠部材２０上に、プリント配線基板２２と、接着されたピッチ変換基板２４およびコンタクトブロック２６とが順次、重ねられて配置される。その際、孔２２ｂ，孔２４ａ，孔２６ｂとは、互いに一致するように、プリント配線基板２２、接着されたピッチ変換基板２４およびコンタクトブロック２６が重ねられる。また、コンタクトブロック２６の凹部２６Ｒには、コイルスプリング３２が装着される。

続いて、カバー部材３０の位置決めピンＣＰが、コンタクトブロック２６の孔２６ｂを介して孔２４ｂ、孔２２ｂに挿入される。これにより、カバー部材３０がプリント配線基板２２上に配置されると共に、ピッチ変換基板２４の電極パッドのプリント配線基板２２に対する位置決めが行なわれることとなる。

そして、各小ネジＢｏが、カバー部材３０の孔３０Ｃ、プリント配線基板２２の孔２２ａを通じて補強枠部材２０の雌ねじ孔２０Ｓにねじ止めされることにより、カバー部材３０がプリント配線基板２２上に配置されることとなる。従って、プローブヘッドユニットの組み立てが完了することとなる。

このようにコンタクトブロック２６およびピッチ変換基板２４が互いに接着されている場合、孔２６ｂおよび孔２４ｂの内周面と位置決めピンＣＰの外周面との間に微調整用の隙間が必要とされないので位置決めピンＣＰが挿入される孔２６ｂおよび孔２４ｂにおける嵌め合い精度をより向上させることができる。

図９は、本発明に係る半導体基板用検査装置の組立方法の第２実施例が適用されたプローブヘッドユニットの全体構成を概略的に示す。

図１に示される例においては、コンタクトブロック２６は、凸部２６Ｐと、フランジ部２６Ｆとを有するものとされているが、その代わりに、図９に示される例では、コンタクトブロック３６は、そのようなフランジ部を有しない構成とされ、また、そのフランジ部の代わりに、円板状の駒部材３８がピッチ変換基板２４上に配置されている。なお、図９に示される例、および、後述する図１０乃至１９に示される例においては、図１に示される例における同一の構成要素とされるものに同一の符号を付して示し、その重複説明を省略する。

コンタクトブロック３６は、図１０に示されるように、上述のピッチ変換基板２４の電極群２４Ｅに対応して複数のプローブピン３６ａｉ（ｉ＝１〜ｎ，ｎは正の整数）を略中央部に有している。その中央部を貫通するプローブピン３６ａｉの両端子は、それぞれ、コンタクトブロック３６の各表面から所定長さだけ突出している。プローブピン３６ａｉの周囲には、上述のピッチ変換基板２４の位置決め用マーク２４ＭＡ、２４ＭＢ、２４ＭＣ、および、２４ＭＤの真上の位置となるように位置決め用の貫通孔（不図示）が設けられている。即ち、位置決め用マーク２４ＭＡ、２４ＭＢ、２４ＭＣ、および、２４ＭＤの中心とその上に重ねられるコンタクトブロック３６の位置決め用の貫通孔の中心とが一致するように設定されている。各貫通孔は、それぞれ、例えば、約０．６ｍｍの直径を有している。各貫通孔の直径は、要求される位置精度に応じて適宜設定されてもよい。

また、コンタクトブロック３６における略正方形の中央部の外周縁部には、図１１に拡大されて示されるように、各小ネジＢｓが貫通される孔３６ａを有したフランジ部３６Ｆが形成されている。フランジ部３６Ｆの真下には、駒部材３８が配されている。

駒部材３８は、その中央部にコンタクトブロック３６の下端の中央部が係合される開口３８ａを有している。また、その開口３８ａの周辺には、上述の小ネジＢｓがねじ込まれる雌ねじ孔３８Ｓが複数個形成されている。さらに、駒部材３８の外縁近傍には、後述する位置決めピンＣＰ’が挿入される孔３８ｂが複数個形成されている。孔３８ｂの直径は、位置決めピンＣＰ’の直径よりも若干大に設定されている。雌ねじ孔３８Ｓと孔３８ｂとの間には、コンタクトブロック３６および駒部材３８をピッチ変換基板２４に向けて付勢するコイルスプリング３２の一端を収容する凹部３８Ｒが複数個、形成されている。コイルスプリング３２の他端は、後述するカバー部材３４の内周に形成される凹部３４Ｒに収容される。

カバー部材３４は、図１０に示されるように、略中央に、上述のコンタクトブロック３６が挿入される開口３４ａを有するとともに、内部に駒部材３８の外周部が所定の間隔をもって係合される凹部３４ｂを有している。開口３４ａと凹部３４ｂとは連通している。その開口３４ａの回りの４個の孔には、それぞれ、位置決めピンＣＰ’の一端が固定されている。位置決めピンＣＰ’の他端は、図１１に示されるように、コンタクトブロック３６およびプリント配線基板２２、ピッチ変換基板２４の各穴を貫通し、補強枠部材２０の孔２０ａに突出している。位置決めピンＣＰ’が設けられる位置よりもさらに外側部分には、小ネジＢｏが挿入される孔３４Ｃが円周方向に沿って均等に複数個形成されている。

また、凹部３４ｂを形成する内壁における開口３４ａ近傍には、図１１に示されるように、上述のコイルスプリング３２の他端が収容される凹部３４Ｒが駒部材３８の凹部３８Ｒに対向して形成されている。

斯かる構成において、プローブヘッドユニットを組み立てるにあたっては、先ず、補強枠部材２０上に、プリント配線基板２２、ピッチ変換基板２４、駒部材３８が小ネジＢｓにより予め連結されたコンタクトブロック３６が順次、重ねられて配置される。その際、孔２２ｂ，孔２４ａ，孔３８ｂとは、互いに一致するように、プリント配線基板２２、ピッチ変換基板２４、コンタクトブロック３６および駒部材３８が重ねられる。また、駒部材３８の凹部３８Ｒには、コイルスプリング３２が装着される。その際、後述する例とは異なり、ピッチ変換基板２４と駒部材３８とは接着されていない。

次に、カバー部材３４の位置決めピンＣＰ’が、駒部材３８の孔３８ｂを介して孔２４ｂ、孔２２ｂに挿入される。また、各小ネジＢｏが，カバー部材３４の孔３４Ｃ、プリント配線基板２２の孔２２ａを通じて補強枠部材２０の雌ねじ孔２０Ｓに固定される。これにより、カバー部材３４がプリント配線基板２２上に配置されることとなる。

なお、ピッチ変換基板２４の電極パッドとプリント配線基板２２との相対位置精度は、プローブピン３６ａｉとピッチ変換基板２４との相対位置精度に比べて低いのでピッチ変換基板２４の電極パッドとプリント配線基板２２との間における位置決めは、位置決めピンＣＰ’による位置決めによって十分に達成される。

続いて、コンタクトブロック３６の各貫通孔が、位置決め用マーク２４ＭＡ、２４ＭＢ、２４ＭＣ、および、２４ＭＤに一致しているか否かが判断される。各貫通孔が位置決め用マーク２４ＭＡ〜２４ＭＤに一致している場合、各小ネジＢｓが、増し締めされることにより、コンタクトブロック３６が駒部材３８に固定されることとなる。これにより、プローブピン３６ａｉとピッチ変換基板２４との相対位置が位置決めされることとなる。

このように駒部材３８を介してコンタクトブロック３６を固定した場合、孔３６ａの内周面と小ネジＢｓの外周面との間に微調整用の隙間を設けることにより、孔３８ｂおよび孔２４ａの内周面と位置決めピンＣＰ’の外周面との間に微調整用の隙間が必要とされないので、位置決めピンＣＰ’が挿入される孔３８ｂ、孔２４ａにおける嵌め合い精度をより向上させることができる。

一方、各貫通孔が位置決め用マーク２４ＭＡ〜２４ＭＤに一致していない場合、コンタクトブロック３６の各貫通孔が位置決め用マーク２４ＭＡ〜２４ＭＤに一致するようにコンタクトブロック３６の微調整が行なわれる。そして、各小ネジＢｓが、増し締めされることにより、カバー部材３４がプリント配線基板２２上に固定されることとなる。従って、プローブヘッドユニットの組み立てが完了することとなる。
このように各貫通孔と位置決め用マーク２４ＭＡ〜２４ＭＤとが利用されることにより、プローブピン３６ａｉとピッチ変換基板２４との相対位置が多大な時間を要することなく、容易に位置決めされることとなる。なお、組み立て後、複数のプローブピン３６ａｉとピッチ変換基板２４の電極群との間に実際に通電されることにより、導通状態が確認されてもよい。

また、プローブピン３６ａｉを交換するにあたっては、小ネジＢｓを取り外すことにより、カバー部材３４を外すことなく、コンタクトブロック３６単位で容易に交換できる。その際、コンタクトブロック３６のプローブピン３６ａｉとピッチ変換基板２４との相対位置調整は、上述と同様に行うことができる。
さらに、上述の構成において、ピッチ変換基板２４と駒部材３８とが接着されるもとで、プローブヘッドユニットを組み立てるにあたっては、先ず、ピッチ変換基板２４と駒部材３８とが接着される。その際、ピッチ変換基板２４の孔２４ａと駒部材３８の孔３８ｂとが一致するように重ねられる。

次に、コンタクトブロック３６が駒部材３８上に重ねられ、小ネジＢｓで仮固定される。

続いて、コンタクトブロック３６の各貫通孔が、位置決め用マーク２４ＭＡ、２４ＭＢ、２４ＭＣ、および、２４ＭＤに一致しているか否かが判断される。各貫通孔が位置決め用マーク２４ＭＡ〜２４ＭＤに一致している場合、各小ネジＢｓが、増し締めされることにより、コンタクトブロック３６が駒部材３８に完全に固定されることとなる。これにより、プローブピン３６ａｉとピッチ変換基板２４との相対位置が位置決めされることとなる。

一方、各貫通孔が位置決め用マーク２４ＭＡ〜２４ＭＤに一致していない場合、コンタクトブロック３６の各貫通孔が位置決め用マーク２４ＭＡ〜２４ＭＤに一致するようにコンタクトブロック３６の微調整が行なわれる。そして、各小ネジＢｓが，増し締めされる。このように駒部材３８およびピッチ変換基板２４と、コンタクトブロック３６とがプリアッセンブリ可能となる。

続いて、駒部材３８およびピッチ変換基板２４が組み付けられたコンタクトブロック３６が、補強枠部材２０上のプリント配線基板２２に載置された後、カバー部材３４が駒部材３８に重ねられる。その際、位置決めピンＣＰ’が孔３８ｂおよび孔２２ｂに挿入されるとともに、各小ネジＢｏが，カバー部材３４の孔３４Ｃ、プリント配線基板２２の孔２２ａを通じて補強枠部材２０の雌ねじ孔２０Ｓに固定される。

このように駒部材３８およびピッチ変換基板２４が互いに接着されている場合、コンタクトブロック３６と変換基板２４との位置関係は、小ネジＢｓの締結により維持されるので、輸送等による衝撃がプローブヘッドユニットに加わった場合でもコンタクトブロック３６と変換基板２４との相互間の位置ずれを起こす虞がない。

これにより、カバー部材３４がプリント配線基板２２上に配置されることとなる。従って、プローブヘッドユニットの組み立てが完了することとなる。

図１２は、本発明に係る半導体基板用検査装置の組立方法の第３実施例が適用されたプローブヘッドユニットの全体構成を概略的に示す。

図９に示される例においては、補強枠部材２０の貫通孔２０ａ内は、何も配置されていない空間とされているが、図１２に示される例においては、プリント配線基板２２の剛性に応じて第２の補強枠部材としての補強枠部材４０が配されている。なお、図１２乃至１５においては、図９における同一とされる構成要素について同一の符号を付して示し、その重複説明を省略する。

補強枠部材４０は、プリント配線基板２２の各孔２２ｂの真下となる位置に各位置決めピンＣＰ１の一端が挿入される孔４０ａを有している。これにより、各位置決めピンＣＰ１の一端が孔４０ａに挿入されることによってプリント配線基板２２の剛性がさらに高められることとなる。
なお、図１５に示されるように、異方導電性シート２３が、ピッチ変換基板２４とプリント配線基板２２との間に配置されてもよい。

図１６は、本発明に係る半導体基板用検査装置の組立方法の第４実施例が適用されたプローブヘッドユニットの全体構成を概略的に示す。

図１に示される例においては、補強枠部材２０の貫通孔２０ａ内は、何も配置されていない空間とされているが、図１６に示される例においては、第２の補強枠部材としての補強枠部材４０が配されている。なお、図１６乃至１９においては、図９における同一とされる構成要素について同一の符号を付して示し、その重複説明を省略する。

本実施例においても、補強枠部材４０は、プリント配線基板２２の各孔２２ｂの真下となる位置に各位置決めピンＣＰ１の一端が挿入される孔４０ａを有している。これにより、プリント配線基板２２の剛性がさらに高められることとなる。上述の例においては、位置決めピンが、カバー部材３０または３４に設けられているが、斯かる例に限られることなく、位置決めピンが補強枠部材４０およびコンタクトブロック２６に設けられてもよい。

なお、図１９に示されるように、異方導電性シート２３が、ピッチ変換基板２４とプリント配線基板２２との間に配置されてもよい。

本発明に係る半導体基板用検査装置の組立方法の第１実施例が適用されたプローブヘッドユニットの全体構成を概略的に示す断面図である。 本発明に係る半導体基板用検査装置の組立方法の第１実施例が適用されたプローブヘッドユニットの外観を、半導体基板とともに概略的に示す図である。 図２に示される例における平面図である。 図１に示される例の一部を拡大して示す部分断面図である。 図１に示される例の一部を拡大して示す部分断面図である。 （Ａ）は図１に示される例において用いられるコンタクトブロックを示す平面図である。（Ｂ）は、（Ａ）の断面図である。 （Ａ）は、図１に示される例において用いられるカバー部材を示す平面図である。（Ｂ）は、（Ａ）の断面図である。 （Ａ）は、図１に示される例において用いられるピッチ変換基板である。（Ｂ）は、ピッチ変換基板における位置決め用マークを拡大して示す図であり、（Ｃ）は、位置決め用マークと孔とが略一致した状態を示す図である。 本発明に係る半導体基板用検査装置の組立方法の第２実施例が適用されたプローブヘッドユニットの全体構成を概略的に示す断面図である。 図９に示される例の一部を拡大して示す部分断面図である。 図９に示される例の一部を拡大して示す部分断面図である。 本発明に係る半導体基板用検査装置の組立方法の第３実施例が適用されたプローブヘッドユニットの全体構成を概略的に示す断面図である。 図１２に示される例の一部を拡大して示す部分断面図である。 図１２に示される例の一部を拡大して示す部分断面図である。 図１２に示される例の一部を拡大して示す部分断面図である。 本発明に係る半導体基板用検査装置の組立方法の第４実施例が適用されたプローブヘッドユニットの全体構成を概略的に示す断面図である。 図１６に示される例の一部を拡大して示す部分断面図である。 図１６に示される例の一部を拡大して示す部分断面図である。 図１６に示される例の一部を拡大して示す部分断面図である。 従来の装置におけるプローブヘッドユニットの全体構成を概略的に示す断面図である。

符号の説明

２２ プリント配線基板
２４ ピッチ変換基板
２４ＭＡ、２４ＭＢ，２４ＭＣ、２４ＭＤ 位置決め用マーク
２４Ｅ 電極群
２６、３６ コンタクトブロック
２６Ａ，２６Ｂ，２６Ｃ，２６Ｄ 貫通孔
２８ａｉ，３６ａｉ プローブピン
ＣＰ 位置決めピン

Claims (10)

1. 半導体基板の回路パターンに電気的に接続される接続端子群を中央部に有するとともに、該接続端子群の位置と所定の位置関係を有するマーク検出用孔を有するコンタクトブロックと、該接続端子群に電気的に接続される電極群を有する変換基板とを積み重ねる工程と、
   配置された前記コンタクトブロックのマーク検出用孔に対応し前記電極群の位置と所定の位置関係をもって形成された前記変換基板の位置決め用マークと前記マーク検出用孔とを一致させる工程と、
   前記位置決め用マークと前記マーク検出用孔とが一致した前記コンタクトブロックおよび前記変換基板を、試験信号を該電極群に供給するプリント配線基板に連結する工程と、
   を含んでなる半導体基板用検査装置の組立方法。
2. 前記位置決め用マークと前記マーク検出用孔とが一致した前記コンタクトブロックおよび前記変換基板が、試験信号を前記電極群に供給するプリント配線基板に連結されるとき、前記コンタクトブロック、前記変換基板および、前記プリント配線基板相互間における相対位置を規制する位置決め孔に、共通の位置決めピンが、挿入されることを特徴とする請求項1記載の半導体基板用検査装置の組立方法。
3. 前記変換基板の位置決め用マークと前記コンタクトブロックの前記マーク検出用孔とを一致させるとき、前記変換基板と前記コンタクトブロックとを接着させることを特徴とする請求項１記載の半導体基板用検査装置の組立方法。
4. 半導体基板の回路パターンに電気的に接続される接続端子群を中央部に有するとともに、前記接続端子群の位置と所定の位置関係を有するマーク検出用孔を有するコンタクトブロックと、該コンタクトブロックのフランジ部が重ねられ連結された駒部材とを、該接続端子群に電気的に接続される電極群を有する変換基板上に載置するとともに、試験信号を該電極群に供給するプリント配線基板上に、該変換基板を配置する工程と、
   前記変換基板と、前記プリント配線基板とを連結する工程と、
   配置された前記コンタクトブロックのマーク検出用孔に対応し前記電極群の位置と所定の位置関係をもって形成された前記変換基板の位置決め用マークと該マーク検出用孔とを一致させる工程と、
   を含んでなる半導体基板用検査装置の組立方法。
5. 前記変換基板と、前記プリント配線基板とが連結されるとき、前記変換基板および前記プリント配線基板相互間における相対位置を規制する位置決め孔に、共通の位置決めピンが、挿入されることを特徴とする請求項４記載の半導体基板用検査装置の組立方法。
6. 前記変換基板上に配置される前記駒部材は、前記変換基板に接着され配置されることを特徴とする請求項４記載の半導体基板用検査装置の組立方法。
7. 半導体基板の回路パターンに電気的に接続される接続端子群に電気的に接続される電極群を有する変換基板上に、駒部材を重ねて接着する工程と、
   前記接続端子群を中央部に有するとともに、該接続端子群の位置と所定の位置関係を有するマーク検出用孔を有するコンタクトブロックのフランジ部を前記駒部材に対し積み重ね、調整可能に固定する工程と、
   配置された前記コンタクトブロックのマーク検出用孔に対応し前記電極群の位置と所定の位置関係をもって形成された前記変換基板の位置決め用マークと前記マーク検出用孔とを一致させる工程と、
   前記コンタクトブロックのフランジ部と前記駒部材とを固定する工程と、
   前記位置決め用マークと前記マーク検出用孔とが一致した前記コンタクトブロックおよび前記変換基板を、試験信号を該電極群に供給するプリント配線基板上に配置する工程と、
   前記コンタクトブロックおよび前記変換基板を、試験信号を前記電極群に供給するプリント配線基板上に連結する工程と、
   を含んでなる半導体基板用検査装置の組立方法。
8. 前記位置決め用マークと前記マーク検出用孔とが一致した前記コンタクトブロックおよび前記変換基板を、前記プリント配線基板に配置するとき、前記変換基板、前記コンタクトブロック、および、前記プリント配線基板相互間における相対位置を規制する位置決め孔に、共通の位置決めピンが、挿入されることを特徴とする請求項７記載の半導体基板用検査装置の組立方法。
9. 前記変換基板上に配置される前記駒部材は、前記変換基板に接着され配置されることを特徴とする請求項７記載の半導体基板用検査装置の組立方法。
10. 前記コンタクトブロックと前記駒部材とが連結されるとき、前記コンタクトブロックは、前記駒部材に、前記駒部材および前記コンタクトブロックに形成されるねじ孔に挿入されるネジ部材により連結されることを特徴とする請求項７記載の半導体基板用検査装置の組立方法。

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