JP4469156B2

JP4469156B2 - テスタ装置、検査装置及びそれに用いる中継基板収容ユニット

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Publication number: JP4469156B2
Application number: JP2003365943A
Authority: JP
Inventors: 千里長嶺; 重勝丸山
Original assignee: Wintest Corp
Current assignee: Wintest Corp
Priority date: 2003-10-27
Filing date: 2003-10-27
Publication date: 2010-05-26
Anticipated expiration: 2023-10-27
Also published as: JP2005127953A; US20050116728A1; US7154261B2

Description

本発明は、プローブ装置本体またはハンドラー装置本体に接続して用いられるテスタ装置、そのテスタ装置をプローブ装置本体またはハンドラー装置本体等と組み合わせた検査装置、及びそれらに用いる中継基板収容ユニットに関する。

この種の検査装置の一例として、プローブ装置本体（プローバ）に対して光源及びテストヘッドをヒンジを支点として揺動させるものがある（特許文献１，２）。特許文献１，２に記載の光源付きＬＳＩテスターは、光源から、プローバ内には配置される被検査体に至る光路には、テスタ、中継基板、ポゴピンを備えたコネクタ部が配置されるため、光路長が長くなる。よって、光路途中での光の減衰が大きく、一定光度を確保できる被検査体上での照射範囲に制限が生ずる。この照射範囲はテスタの電気的能力限界の範囲より狭い。よって、被検査体をステップ移動することなく一度に検査できる領域が照射範囲により制限され、検査スループットの制約となっていた。

また、特許文献１，２に記載の光源付きＬＳＩテスターでは、テストヘッド内の中継基板は、被検査対象毎に機能を集約した機能ボードを含み、被検査体のロットが変わるごとに中継基板を交換しなければならない。しかし、中継基板はテストヘッド内部に存在するので、その交換作業が容易でない。

加えて、特許文献１，２に記載の光源付きＬＳＩテスターは、相当重量となる光源付きテストヘッドを回動させるマニピュレータの分だけ設置面積が拡大し、単位面積あたりのコストが高価なクリーンルーム内の占有面積が広がる分だけ、検査のランニングコストも高価となる。

特許文献３には、被検査体の上方に光源を、その下方にコネクタ部及びテスタ部を配置した、ＣＣＤ素子の検査装置が開示されている。しかしこの装置は、被検査体のハンドリング装置が特殊となり、普及しているプローバまたはハンドラーに対応することはできない。

また、特許文献３でも、中継基板の交換作業については同様な問題がある。
特開２０００−１３７０５８号公報特開２０００−１４７０６５号公報特開２００３−２０９８６２号公報

本発明の目的は、光源から被検査体までの光路長を短縮しながらも、テスタに接続される中継基板の交換作業などを容易に行うことができるテスタ装置、検査装置及びそれに用いる中継基板収容ユニットを提供することにある。

本発明の他の目的は、テストヘッドを揺動させるためのマニピュレータを必要とせず、設置面積を縮小して検査のランニングコストを低減できるテスタ装置及び検査装置を提供することにある。

本発明のさらに他の目的は、中継基板同士の接続を確実かつ簡易に実施することができるテスタ装置、検査装置及びそれに用いる中継基板収容ユニットを提供することにある。

本発明の一態様に係るテスタ装置は、テスタを内蔵するテスタ本体と、前記テスタ本体に固定された中継基板収容ユニットと、光源とを有する。前記中継基板収容ユニットは、前記テスタ本体内の前記テスタに電気的に接続される中継基板と、外部探触子に前記中継基板を電気的に接続させるコンタクト部とを含んでいる。前記中継基板には光路用切欠部が設けられる。前記中継基板収容ユニットは、前記中継基板の前記光路用切欠部が前記テスタ本体の側方より突出する位置にて、前記中継基板を支持する。前記光源は、前記中継基板の前記光路用切欠部と対向する検査位置と、前記中継基板と非対向となる退避位置とに移動する。

本発明の一態様に係るテスタ装置は、プローバ装置本体またはハンドラー装置本体と組み合わされて検査装置を構成するものである。テスタ本体のテスタは、中継基板及びコンタクト部を介して、プローバ装置本体またはハンドラー装置本体に設けられた探触子と接続され、探触子が被検査体と接触される。テスタより信号を供給し、被検査体からの出力信号をモニタすることで、被検査体の電気的測定が実施される。この電気的測定と併せて、光源より被検査体に光を照射でき、被検査体例えば撮像素子、表示素子などを、異なる光コンディション下で測定できる。このとき、光源から被検査体までの光路途中にテスタが存在せず、光路距離が短縮できる。こうして、光路途中での光減衰を低減できるので、照射範囲が拡大され、検査スループットが向上する。

光源を退避移動させれば、中継基板等のメンテナンス作業空間を用意に確保できる。

本発明の一態様では、前記中継基板収容ユニットは、前記テスタ本体の上下方向の一端より前記テスタ本体の側方に向けて延びる外殻フレームを有することができる。この場合、前記中継基板は、前記テスタと電気的に接続されて、前記テスタ本体の前記一端と対向する位置にて前記外殻フレーム内に配置された第１の中継基板と、前記第１の中継基板及び前記コンタクト部と電気的に接続されて、前記テスタ本体の側方より突出した位置にて前記外殻フレーム内に配置された第２の中継基板とを含むことができ、前記第２の中継基板に前記光路用切欠部が形成される。第２の中継基板を、被検査体毎に必要な機能を集約した機能ボードとすると、この第２の中継基板の交換作業が簡易化される。

本発明の一態様では、前記光路用切欠部の中心位置を、前記第２の中継基板の中心位置よりも前記第１の中継基板側に偏った位置に配置することができる。こうすると、テスタから被検査体までの信号経路が短縮され、高周波信号対策となる。

本発明の一態様では、前記中継基板収容ユニットは、前記第２の中継基板の前記光路用切欠部と対向する位置に光路用孔部を有する開閉可能な蓋部を有することができる。光源を退避させ、蓋部を開放させれば、中継基板特に第２の中継基板の交換等がさらに容易となる。

本発明の一態様では、前記光源の出射部に第１の遮光部を設け、前記蓋部の表面に第２の遮光部が設けることができる。こうすると、前記光源が前記検査位置に設定された時に前記第１，第２の遮光部が重なりあって前記光源の光路周囲を遮光することができる。

さらに加えて、前記中継基板収容ユニット内に、前記光源の光路周囲を遮光する第３の遮光部が設けることができる。この第３の遮光部は、前記中継基板上に配置された第１の遮光リングを含むことができる。さらに、前記コンタクト部は、前記中継基板と前記外部探触子とを弾性的に接続する機構を内蔵することができる。この場合、前記第３の遮光部は、前記第１の遮光部と当接する補強リングをふくむことができる。補強リングにより、遮光機能に加えて前記中継基板のたわみを防止することができる。前記補強リングは前記外殻フレームに固定されてもよい。この場合、補強リングを外殻フレームに固定するアームは、第２の中継基板より離れた位置に配置でき、第２の中継基板上の実装部品がアームと干渉することを防止できる。

さらに加えて、前記第３の遮光部は、前記蓋部の裏面に取り付けられ、前記補強リングと当接する第２の遮光リングを含むことができる。この第２の遮光リングは蓋部と共に移動するので、蓋部の開放により第２の遮光リングを第２の中継基板上より離脱させることができ、メンテナンス空間をより広く確保できる。

本発明の一態様では、光源の移動は揺動移動などであっても構わないが、光源をテスタ本体の側方にて直線移動させると、移動機構が簡易となる。この場合、テスタ本体の側面に、前記光源を移動案内するガイドレールが設けることでよい。さらに、前記光源を手動で移動させても良いが、光源を直線駆動する駆動部を追加しても良い。

本発明の一態様では、前記中継基板収容ユニットは、前記テスタ本体の側方にて前記テスタ装置の前面側に偏った位置に配置することができる。特に、テスタ本体と中継基板収容ユニットとが前面にて面一であると、オペレータの操作性が向上する。これらの場合、前記光源の退避位置が前記テスタ本体の側方にて前記テスタ装置の後面側に配置され、光源の退避位置のために装置の占有スペースが拡大することがなくなる。

本発明の一態様では、前記テスタ本体の上下方向の一面に、前記コンタクト部が下向きとなる倒立状態で前記テスタ装置を設置するための脚部を配置することができる。テスタ装置を正立、倒立状態で使用可能とすることで、汎用性を高めることができる。

本発明の他の態様に係るテスタ装置は、テスタを内蔵するテスタ本体と、前記テスタ本体の上下方向の一端より前記テスタ本体の側方に向けて延びる中継基板収容ユニットと有し、上述の光源を含んでいない。光源なしで検査できる検査対象もあるので、光源以外の構成を共通化することで、汎用性はさらに高まる。また、光源がないだけで、中継基板特に第２の中継基板のメンテンナス作業性は同様に維持される。

本発明の一態様及び他の態様では、前記中継基板収容ユニットは、前記第１，第２の中継基板同士を接続するコネクタと、前記第２の中継基板を搭載する内殻フレームと、前記第１の中継基板、前記コネクタ及び前記コンタクト部を保持し、かつ、前記内殻フレームを前記コネクタと接離する方向に水平移動可能に支持する外殻フレームと、前記内殻フレームの押動機構とをさらに有することができる。この内殻フレームの押動機構は、前記内殻フレームの両側面の外壁に設けられたガイドピン及び係合孔と、前記外殻フレームの両側面の内壁に設けられ、前記ガイドピンを垂直及び水平方向に案内するガイド溝と、前記外殻フレームの前記両側面に回転可能に支持されたシャフトと、前記シャフトに突出形成され、前記内殻フレームの前記係合孔に係合される突出ピンとを有することができる。

この構造によれば、シャフトを回動させれば、突出ピンが係合孔を押動し、内殻フレームはガイドピンとガイド溝とに案内されて水平移動し、コネクタと接離する方向に移動する。よって、シャフトの回動により、内殻フレームに搭載された第２の中継基板を、コネクタと接続／非接続させることができる。

本発明のさらに他の態様は、正立状態の前記テスタ装置をプローブ装置本体と組み合わせて検査装置を構成し、あるいは倒立状態の前記テスタ装置をハンドラー装置本体と組み合わせて検査装置を構成することを定義している。

本発明のさらに他の態様に係る中継基板収容ユニットは、上述した内殻フレームの押動機構を備えたことを特徴としている。

以下、本発明の実施形態を、図面を参照して具体的に説明する。

（装置全体の説明）
図１〜図３は、正立状態での使用し、かつ光源３０を退避位置Ｂに設定したテスタ装置１の正面図、平面図及び右側面図である。図４は光源３０を検査位置Ａに設定した状態を、図５は光源を退避位置Ｂに設定した状態をそれぞれ示す概略斜視図である。

図１〜図５において、このテスタ装置１は、テスタ（図示を省略）を内蔵するテスタ本体１０と、テスタ本体１０に固定された中継基板収容ユニット２０と、光源３０とを有する。図１〜図５に示すように、テスタ装置１が正立状態に設置されると、光源３０は中継基板収容ユニット２０の上方を移動することになる。このテスタ装置１は、倒立状態にて使用することもできる（図６参照）。このために、正立状態のテスタ本体１０の上面１２には、このテスタ本体１０を倒立状態で支持するための脚部１４が設けられている（図１及び図６参照）。

中継基板収容ユニット２０は、正立状態でのテスタ本体１０の下面１６よりテスタ本体１０の側方に向けて水平に延びている。光源３０は、テスタ本体１０の側面１８にて移動可能に支持されている。

本実施形態では、光源３０はテスタ本体１０の側面１８にて例えば直線移動可能となっている。このため、テスタ本体１０の側面１８には、図１〜図３に示す直線移動機構４０が設けられている。この直線移動機構４０は、テスタ本体１０の側面１８に設けられたガイドレール４２，４２を含むことができる。このガイドレール４２，４２は、光源３０に設けられた被ガイド部４４，４４を直線案内する。移動機構４０は、光源３０の駆動部４６をさらに有することができる。この駆動部４６は、例えば、ボールネジ４７、それを駆動するモータ４８、及び光源３０に設けられてボールネジ４７の回転により直線移動されるナット部４９にて構成することができる。なお、駆動部４６を設けずに、光源３０を手動にて移動させても良い。この場合特に、光源３０を停止位置にて維持するための機構、例えば固定ピン５０を設けることができる。

ここで、中継基板収容ユニット２０は、図２に示すように、テスタ本体１０の側方にてテスタ装置１の前面Ｃ側に偏った位置に配置されている。このため、光源３０の退避位置Ｂが、図２に示すようにテスタ装置１の後面Ｄ側に配置される。

光源３０を移動させるために、駆動部４４の起動スイッチ（図示せず）をテスタ装置１の前面Ｃ側に配置しておけば良い。駆動部４４が存在しない機種では、テスタ装置１の前面Ｃ側に位置するオペレータが、光源３０を手動で移動させることになる。この場合、テスタ装置１の後面Ｄ側の退避位置Ｂに設定された光源３０を前面Ｃ側に牽引するための機構を備えても良い。

（中継基板収容ユニット）
次に、中継基板収容ユニット２０の詳細について、図７及び図８を参照して説明する。図７は中継基板収容ユニット２０の概略斜視図であり、図８はその部分断面図である。この中継基板収容ユニット２０は、テスタ本体１０内のテスタに接続される中継基板を収容する外殻フレーム６０を有する。本実施形態では、中継基板として、第１の中継基板例えばＤＩＢ（ＤｅｖｉｃｅＩｎｔｅｒｆａｃｅＢｏａｒｄ）基板６２と、第２の中継基板例えばＤＵＴ（ＤｅｖｉｃｅＵｎｄｅｒＴｅｓｔｂｏａｒｄ）基板６４とを有する。第１の中継基板６２は、テスタ本体１０の下面１６と対向する位置に配置され、テスタ本体１０内の図示しないテスタに接続される。この第１の中継基板６２は、テスタの中にあるクロック、電源の発生源からの信号等を交通整理するためなどに用いられる。第２の中継基板６４は、光路用切欠部６４Ａを備えている。光源３０が検査位置Ａにセットされると、光源３０の光路が第２の中継基板６４の光路用切欠部６４Ａと対向する。

外殻フレーム６０には、第１，第２の中継基板６２，６４同士を電気的に接続するコネクタ６６が配置されている。第２の中継基板６４は、内殻フレーム６８に装着され、この内殻フレーム６８を水平移動させることで、第１，第２の中継基板６２，６４同士がコネクタ６６を介して接続される構造となっている。この接続のための機構については後述する。

図７及び図８に示すように、外殻フレーム６０内の第２の中継基板６４と対向する位置には、開閉可能な蓋部７０が設けられている。この蓋部７０は、図８に示すようにヒンジ７２を介して図８の矢印Ｅ方向に開放可能であり、この操作のための取手７４を有する。この蓋部７０は、図２に示すように、光源３０を退避位置Ｂに設定した時に開閉される。換言すれば、蓋部７０の開閉操作に障害となる光源３０を、検査位置Ａより退避位置Ｂに移動させている。このような蓋部７０を設けた理由は、第２の中継基板６４の交換等のメンテナンスの操作性を確保するためである。

ここで、ＤＩＢ基板等の第１の中継基板６２は各種の被検査体に共用できるのに対して、ＤＵＴ基板等の第２の中継基板６４は、被検査体の種別毎に必要な機能を集約した機能ボードであり、被検査体毎に交換を要する。よって、この交換等のメンテナンス作業は、光源３０を退避させ、かつ、蓋部７０を開放することで、操作空間が確保されて操作性が改善される。

蓋部７０には光路用孔部７６が設けられている。また、光路用孔部７６の周囲には、蓋部７０の表面７０Ａより起立する第１の遮光部７８が設けられている。孔部７６が矩形である場合、第１の遮光部７８は平面視でコ字型に形成されている。すなわち、光源３０が検査位置Ａに設定される際の光源３０の移動方向上流側に、切り欠きが設けられている。一方、光源３０の下面には、図８に示すように第２の遮光部３２が設けられている。この第２の遮光部３２も、第１の遮光部７８と同様に平面視でコ字型となっている。この第１，第２の遮光部７８，３２は、コ字型の開口側が相対向する側に配置され、光源３０の移動時に互いに干渉しないようにている。そして、光源３０が検査位置Ａに設定されると、第１，第２の遮光部７８，３２は図８に示すように重なり合い、光源３０と中継基板収容ユニット２０との間のスペースにて、光源３０の光路周囲を遮光する。

中継基板収容ユニット２０内には第３の遮光部８０を設けることができる。本実施形態では、この第３の遮光部８０は複数分割、例えば３分割されている（図８参照）。その一つは、第２の中継基板６４上にて、光路用切欠部６４Ａを囲んで配置される第１の遮光リング８２である。この第２の遮光リング８２の上部には、補強リング８４が配置される。この補強リング８４は金属等の剛体にて形成され、例えば２本のアーム８４Ａが、図７及び図９に示すように内殻フレーム６８に固定される。この補強リング８４も遮光性を有することは言うまでもない。この補強リング８４の上部には、第２の遮光リング８６が配置される。図８に示すように、第１，第２の遮光リング８２，８６及び補強リング８４を密着積層することで、中継基板収容ユニット２０内においても、光源３０の光路周囲が遮光される。なお、各遮光部８２〜８６のリング形状は、図示のような円形リングに限らず、矩形リングであっても良い。第１，第２の遮光リング８２，８６間に補強リング８４を設けた理由については後述する。また、第１，第２の遮光リング８２，８６は遮光性を有していれば材料は問わず、樹脂等にて形成できる。

ここで、第２の遮光リング８６は、遮光位置に対して着脱自在とすると良い。例えば、第２の遮光リング８６を、図８に示す蓋部７０の裏面７０Ｂに固定しても良い。こうのように、蓋部７０を開放し、第２の遮光リング８６を取り外すことで、第２の中継基板６４のメンテナンス空間をより広く確保できる。

図８に示すように、中継基板収容ユニット２０は、第２の中継基板６４の下面にコンタクト部９０を有する。ここで、テスタ装置１を正立状態で使用するときには、中継基板収容ユニット２０の下部にプローブ装置本体１００が配置され、テスタ装置１とプローブ装置本体１００とで、半導体ウエハ等の被検査体の検査装置が構築される。プローバ装置本体１００には、被検査体例えば半導体ウエハ１１０に接触する探触子例えばプローブカード１０２が、インサートリング１０４によって支持されている。図８に示すように、プローブカード１０２は基板１０２Ａと、それに支持されたプローブピン１０２Ｂとを有する。コンタクト部９０は、プローブカード１０２と第２の中継基板６４とを電気的に接続させるものである。このコンタクト部９０は、プローブカード１０２に弾性的に圧接される、ポゴピンと称される接続ピン９２を有することができる。

図８に示す検査状態では、接続ピン９２の１本当たりで例えば６０ｇの反発力が第２の中継基板６４に作用すると仮定した場合、接続ピン９２の総本数（例えば３６０本）×６０ｇの反発力が第２の中継基板６４に作用する。よって、第２の中継基板６４自体を厚くするなど補強しない限り、第２の中継基板６４は撓んでしまう。この第２の中継基板６４の撓みを防止するために、上述の補強リング８４が遮光リングとして兼用されている。

第３の遮光部８０の中で、補強リング８４を第１の遮光リング８２に次ぐ第２層目に設けたので、第２の中継基板６４上に実装される電気／電子部品（図示省略）がアーム８４Ａと干渉することがない。換言すれば、第１の遮光リング８２の高さは、第２の中継基板６４上に実装される電気／電子部品の最大高さ以上に設定される。

また、本実施形態では、テスタと被検査体との間で送受信される高周波信号の対策も施されている。高周波対策としては、テスタと被検査体との間の送受信距離が短いほど、ノイズの影響を受けにくい。このため、第２の中継基板６４の中心に対して、光路用切欠部６４Ａの中心を、できる範囲で第１の中継基板６２側にシフトさせた（図８参照）。これにより、上述の送受信距離を短く設定した。なお、光路用切欠部６４Ａの中心のシフト限界は、光路用切欠部６４Ａの内縁から第２の中継基板６４の側縁までの最小距離を、基板強度の観点から確保することにより決定した。

（検査方法）
図１〜図８に示すテスタ装置１は、正立状態での使用時には、図８に示すように、プローブ装置本体１００と組み合わせて使用される。プローブ装置本体１００は、図８に示すように、カセット内より取り出した半導体ウエハ１１０を、プローブピン１０２Ｂに圧接させる。これにより、半導体ウエハ１１０上の少なくとも１チップは、プローブカード１０２、コンタクト部９０、第１，第２の中継基板６２，６４及びコネクタ６６を介して、テスタ本体１０内のテスタと接続される。

この状態で、テスタ本体１０内のテスタより信号を供給し、半導体ウエハ１１０上の少なくとも１チップからの出力信号を測定することで、そのチップの良不良をテスタにて判定する。プローブ装置本体１００内のステージ駆動により半導体ウエハ１１０の位置を変更することで、半導体ウエハ１１０上の全チップの電気的測定が可能となる。

本実施形態の検査装置では、この電気的測定工程と併せて、必要に応じて光源３０より半導体ウエハ１１０上のチップに向けて光を照射することができる。この種の測定は、撮像素子あるいは表示素子を被検査体とした場合にニーズがある。撮像素子として例えばＣＣＤ、ＣＭＯＳイメージセンサ等を挙げることができる。表示素子として例えばＬＣＤを挙げることができる。この種の被検査体では、光を全く与えない状態から光度を段階的に強くして、光のコンディションを変更した各条件下で電気的特性が測定される。

このため、光源３０が図４に示す検査位置Ａに設定される。光源３０からの光は、第１〜第３の遮光部７８，３２，８０により周囲を遮光されながら、蓋部７０の光路用孔部７６、第２の中継基板６４の光路用切欠部６４Ａを介して被検査体１１０に照射される。ここで、本実施形態では、上述した特許文献１，２に示すように光路長が長くならないので、光路上での光の減衰が少なく、被検査体面上での照射面積を拡大できる。従来、検査範囲は、テスタ本体１０の電気的能力限界よりも、所定強度を確保できる光照射範囲の限界によって制約されていた。よって、本実施形態によれば、半導体ウエハ１１０をステップ駆動せずに一度に測定できる範囲（照射範囲）が拡大され、検査のスループットを向上することができる。

また、本実施形態の検査装置では、特許文献１，２のように、相当重量のテスタ本体をヒンジを介して回動させる必要はない。メンテナンス時には、光源３０を退避位置Ｂに移動させればよく、光源３０は特許文献１，２のテスタ本体と比較して軽量であるので、移動機構４０及び駆動機構４４の小型軽量化が図れる。

さらに、光源３０を退避させた後に、蓋部７０を開放させると、同時に第２の遮光リング８６を取り外すことができ、第２の中継基板６４の交換等の作業スペースを充分に確保できる。

さらには、この種の装置は単位面積あたりのコストが高価なクリーンルーム内に配置される。本実施形態の装置は、特許文献１，２にて必須であるテスタ本体のヒンジ機構を備えたマニピュレータ部分を省略でき、設置面積を少なくできる。よって、検査のランニングコストも低減される。

（第２の中継基板の着脱機構を備えた中継基板収容ユニット）
次に、中継基板収容ユニット２０にさらに付加された機能について説明する。図９は、中継基板収容ユニット２０の内殻フレーム６８の斜視図である。図１０は、中継基板収容ユニット２０の外殻フレーム６０の斜視図である。図１１は、内殻フレーム６８の押動機構を示す断面図である。

図９において、第２の中継基板６４（図９では省略）を搭載する内殻フレーム６８は、相対向する両側面１２０，１２０の外面より突出する複数例えば３本のガイドピン１２２を有する（図９では片側面側のみ図示）。この両側面１２０，１２０には、例えばＵ字型の係合孔１２４も形成されている。

一方、図１０に示すように、外殻フレーム６０のうち、第２の中継基板６４が配置される位置にて相対向するの両側面１３０，１３０の内壁（図１０では一方のみ図示）には、複数例えば３つのＬ字型のガイド溝１３２が形成されている。各ガイド溝１３２には、内殻フレーム６８の対応するガイドピン１２２が上縁開口側より挿通される。さらに、図１０及び図１１に示すように、外殻フレーム６０の両側面１３０，１３０間に掛け渡されたシャフト１３４が回転自在に設けられている。このシャフト１３４の一端は、一方の側面１３０を貫通して外方に延び、その突出端部にレバー１３６が固定されている。レバー１３６の回動操作によってシャフト１３４が回動する。このシャフト１３４には、図１１に示すように、２箇所にてシャフト半径方向に突出する突出ピン１３８，１３８が固定されている。

この構造を有する中継基板収容ユニット２０にて、第１，第２の中継基板６２，６４同士をコネクタ６６を介して接続する操作に付いて説明する。まず、図１１に示すように、第２の中継基板６４を内殻フレーム６８により固定する。

次に、この内殻フレーム６８を、第１の中継基板６２及びコネクタ６６（例えば雌コネクタ）を備えた外殻フレーム６０にセットする。このために、内殻フレーム６８の両側面より突出したガイドピン１２２を、外殻フレーム６０の両側面１３０，１３０内壁に形成したＬ字型ガイド溝１３２に挿通する。こうして、内殻フレーム６８のガイドピン１２２が、ガイド溝１３２の縦溝に沿って案内されて、内殻フレーム６８は垂直に下降される。それにより、図１１に示すように、内殻フレーム６８のＵ字型の係合孔１２４，１２４内に、シャフト１３４の２つの突出ピン１３８，１３８が配置される。

この状態で、シャフト１３４のレバー１３６を、図１０及び図１２に示す矢印Ｅ方向に回転させる。そうすると、図１２に示すように、シャフト１３４と一体で突出ピン１３８が矢印Ｅ方向に回転される。この突出ピン１３８は、内殻フレーム６８の係合孔１２４と係合され、内殻フレーム６８を図１２の矢印Ｆ方向に水平移動させる。内殻フレーム６８のガイドピン１２２は、外殻フレーム６０のＬ字型ガイド溝１３２の横溝に沿って水平に移動案内される。よって、内殻フレーム６８と一体で第２の中継基板６８が水平移動され、第１の中継基板６２側の雌と第２の中継基板６８側の雌のコネクタ６６同士が接合される。こうして、第２の中継基板６８を幅方向にて均一に押圧させ、多数の接続ポイントを有するコネクタ６６同士を接続することができる。この接続を解除するには、レバー１３６を図１０及び図１２に示す矢印Ｅ方向とは逆方向に操作すればよい。

このように、中継基板収容ユニット２０が、第２の中継基板６４の着脱機構を内蔵することで、被検査体毎に固有の第２の中継基板６４の交換作業の負担が大幅に軽減される。しかも、多数ポイントのコネクタ接続に際して、ポゴピンまたは負圧供給などの複雑な構成を省略することができる。

（テスタ装置の倒立状態での使用）
図６に示すように、テスタ装置１を倒立状態で使用する場合について説明する。この場合、テスタ装置１はハンドラー装置本体（図示せず）と組み合わされて使用される。すなわち、ハンドラー装置本体内に配置される被検査体と対向する下方位置に、図６に示すテスタ装置１のコネクタ部９０が位置する。ハンドラー装置本体は、図８に示すプローブ装置本体１００の被検査体が半導体ウエハ１１０などの製造時点での基板状態であったのに対して、例えばチップ毎にパッケージされた完成品を検査対象としている点が異なる。

本実施形態では、このような倒立使用に備えて脚部１４を設けているので、テスタ装置１の汎用性を拡大できる。

（光源無しのテスタ装置）
上述した実施形態において、光源３０を省略してテスタ装置を構成することができる。光源３０の除去に伴い、光源３０のための遮光構造３２，７８，８０〜８６、光源３０の移動機構４０〜５０も除去することができる。蓋部７０の光路用孔部７６、第２の中継基板６４の光路用切欠部６４Ａなどは、探触子の位置決め用観察窓として利用することができる。

光源無しのテスタ装置は、電気的測定検査に光源を必要としない被検査体にて使用することができる。この種の被検査体として、ＩＣ，ＬＳＩなどの一般の半導体装置の他、表示素子例えば透過型及び反射型ＬＣＤ，ＥＬなどを挙げることができる。上述したように、表示素子の種類または検査内容によっては光源３０を必要とするが、必ずしも光源３０を必要とせずに検査できる場合もあるからである。

このような光源３０のないテスタ装置であっても、中継基板収容ユニット２０を上述の通り構成すれば、中継基板のメンテナンス作業が軽減される。

なお、本発明は上述した各種実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨の範囲内で種々の変形実施が可能である。

例えば、光源３０付きのテスタ装置１にあっては、光源３０の移動手段は必ずしも直線移動に限らず、揺動移動などであっても良い。

本発明の一実施形態である正立状態でのテスタ装置の正面図である。図１に示すテスタ装置の平面図である。図１に示すテスタ装置の右側面図である。光源を検査位置に設定した状態でのテスタ装置の概略斜視図である。光源を退避位置に設定した状態でのテスタ装置の概略斜視図である。倒立状態でのテスタ装置の概略斜視図である。テスタ装置の中継基板収容ユニットの概略斜視図である。中継基板収容ユニット及びその下方に配置されるプローブ装置本体の部分断面図である。中継基板収容ユニットの内殻フレームの斜視図である。中継基板収容ユニットの外殻フレームの斜視図である。内殻フレームの押動機構を示す断面図である。シャフトの突出ピンと係合孔との係合による内殻フレームの押動動作を説明するための概略説明図である。

符号の説明

１テスタ装置、１０テスタ本体、１２上面、１４倒立用脚部、１６下面、１８側面、２０中継基板収容ユニット、３０光源、４０移動機構、４２ガイドレール、４４被ガイド部、４６駆動部４７ボールネジ、４８モータ、４９ナット部、５０固定ピン、６０外殻フレーム、６２第１の中継基板、６４第２の中継基板、６４Ａ光路用切欠部、６６コネクタ、６８内殻フレーム、７０蓋部、７２ヒンジ、７４取手、７６光路用孔部、７８第１の遮光部、８０第３の遮光部、８２第１の遮光リング、８４補強リング、８４Ａアーム、８６第２の遮光リング、９０コンタクト部、９２接続ピン（ポゴピン）、１００プローブ装置本体、１０２探触子（プローブカード）、１０４インサートリング、１１０被検査体（半導体ウエハ）、１２０内殻フレームの側面、１２２ガイドピン、１２４係合孔、１３０外殻フレームの側面、１３２ガイド溝、１３４シャフト、１３６レバー、１３８突出ピン、Ａ検査位置、Ｂ退避位置。

Claims

テスタを内蔵するテスタ本体と、
前記テスタ本体に固定された中継基板収容ユニットと、
光源と、
を有し、
前記中継基板収容ユニットは、
前記テスタ本体内の前記テスタに電気的に接続される中継基板と、
外部探触子に前記中継基板を電気的に接続させるコンタクト部と、
を含み、
前記中継基板には光路用切欠部が設けられ、
前記中継基板収容ユニットは、前記中継基板の前記光路用切欠部が前記テスタ本体の側方より突出する位置にて、前記中継基板を支持し、
前記光源は、前記中継基板の前記光路用切欠部と対向する検査位置と、前記中継基板と非対向となる退避位置とに移動することを特徴とするテスタ装置。
請求項１において、
前記中継基板収容ユニットは、前記テスタ本体の上下方向の一端より前記テスタ本体の側方に向けて延びる外殻フレームを有し、
前記中継基板は、
前記テスタと電気的に接続されて、前記テスタ本体の前記一端と対向する位置にて前記外殻フレーム内に配置された第１の中継基板と、
前記第１の中継基板及び前記コンタクト部と電気的に接続されて、前記テスタ本体の側方より突出した位置にて前記外殻フレーム内に配置された第２の中継基板と、
を含み、
前記第２の中継基板に前記光路用切欠部が形成されていることを特徴とするテスタ装置。
請求項２において、
前記光路用切欠部の中心位置は、前記第２の中継基板の中心位置よりも前記第１の中継基板側に偏った位置に配置されていることを特徴とするテスタ装置。
請求項２または３において、
前記中継基板収容ユニットは、前記第２の中継基板の前記光路用切欠部と対向する位置に光路用孔部を有する開閉可能な蓋部を有することを特徴とするテスタ装置。
請求項４において、
前記光源の出射部には第１の遮光部が設けられ、前記蓋部の表面には第２の遮光部が設けられ、前記光源が前記検査位置に設定された時に前記第１，第２の遮光部が重なりあって前記光源の光路周囲を遮光することを特徴とするテスタ装置。
請求項５において、
前記中継基板収容ユニット内に、前記光源の光路周囲を遮光する第３の遮光部が設けられていることを特徴とするテスタ装置。
請求項６において、
前記第３の遮光部は、前記中継基板上に配置された第１の遮光リングを含むことを特徴とするテスタ装置。
請求項７において、
前記コンタクト部は、前記中継基板と前記外部探触子とを弾性的に接続する機構を内蔵し、
前記第３の遮光部は、前記第１の遮光部と当接して、前記中継基板のたわみを防止する補強リングを含むことを特徴とするテスタ装置。
請求項８において、
前記補強リングは前記外殻フレームに固定されるアームを有することを特徴とするテスタ装置。
請求項８または９において、
前記第３の遮光部は、前記蓋部の裏面に取り付けられ、前記補強リングと当接する第２の遮光リングを含むことを特徴とするテスタ装置。
請求項１乃至１０のいずれかにおいて、
前記光源は、前記テスタ本体の側方にて直線移動することを特徴とするテスタ装置。
請求項１１において、
前記テスタ本体の側面には、前記光源を移動案内するガイドレールが設けられていることを特徴とするテスタ装置。
請求項１１または１２において、
前記光源を直線駆動する駆動部をさらに有することを特徴とするテスタ装置。
請求項１１乃至１３のいずれかにおいて、
前記中継基板収容ユニットは、前記テスタ本体の側方にて前記テスタ装置の前面側に偏った位置に配置され、前記光源の退避位置が前記テスタ装置の側方にて前記テスタ装置の後面側に配置されることを特徴とするテスタ装置。
請求項２乃至１４のいずれかにおいて、
前記テスタ本体の上下方向の一面には、前記コンタクト部が下向きとなる倒立状態で前記テスタ装置を設置するための脚部が配置されていることを特徴とするテスタ装置。
テスタを内蔵するテスタ本体と、
前記テスタ本体の上下方向の一端より前記テスタ本体の側方に向けて延びる中継基板収容ユニットと、
を有し、
前記中継基板収容ユニットは、
前記テスタ本体内の前記テスタに電気的に接続される中継基板と、
外部探触子に前記中継基板を電気的に接続させるコンタクト部と、
前記中継基板及び前記コンタクト部を保持する外殻フレームと、
を含み、
前記中継基板は、
前記テスタと電気的に接続されて、前記テスタ本体の前記一端と対向する位置にて前記外殻フレーム内に配置された第１の中継基板と、
前記第１の中継基板及び前記コンタクト部と電気的に接続されて、前記テスタ本体の側方より突出した位置にて前記外殻フレーム内に配置された第２の中継基板と、
を含むことを特徴とするテスタ装置。
請求項２乃至１６のいずれかにおいて、
前記中継基板収容ユニットは、
前記第１，第２の中継基板同士を接続するコネクタと、
前記第２の中継基板を搭載する内殻フレームと、
前記内殻フレームの押動機構と、
をさらに有し、
前記外殻フレームは、前記第１の中継基板、前記コネクタ及び前記コンタクト部を保持し、かつ、前記内殻フレームを前記コネクタと接離する方向に水平移動可能に支持し、
前記内殻フレームの押動機構は、
前記内殻フレームの両側面の外壁に設けられたガイドピン及び係合孔と、
前記外殻フレームの両側面の内壁に設けられ、前記ガイドピンを垂直及び水平方向に案内するガイド溝と、
前記外殻フレームの前記両側面に回転可能に支持されたシャフトと、
前記シャフトに突出形成され、前記内殻フレームの前記係合孔に係合される突出ピンと、を有することを特徴とするテスタ装置。
請求項１乃至１７のいずれかのテスタ装置と、
プローブ装置本体と、
を有し、
前記プローブ装置本体内に配置される被検査体と対向する上方位置に前記テスタ装置の前記コンタクト部が位置するように、前記テスタ装置を正立状態で配置することを特徴とする検査装置。
請求項１乃至１７のいずれかのテスタ装置と、
ハンドラー装置本体と、
を有し、
前記ハンドラー装置本体内に配置される被検査体と対向する下方位置に前記テスタ装置の前記コンタクト部が位置するように、前記テスタ装置を倒立状態で配置することを特徴とする検査装置。
外部テスタと電気的に接続される第１の中継基板と、
前記第１の中継基板と横並びで配置され、前記第１の中継基板と電気的に接続される第２の中継基板と、
前記第１，第２の中継基板同士を接続するコネクタと、
前記第２の中継基板を搭載する内殻フレームと、
外部探触子に前記第２の中継基板を電気的に接続させるコンタクト部と、
前記第１の中継基板、前記コネクタ及び前記コンタクト部を保持し、かつ、前記内殻フレームを前記コネクタと接離する方向に水平移動可能に支持する外殻フレームと、
前記内殻フレームの押動機構と、
を有し、
前記内殻フレームの押動機構は、
前記内殻フレームの両側面の外壁に設けられたガイドピン及び係合孔と、
前記外殻フレームの両側面の内壁に設けられ、前記ガイドピンを垂直及び水平方向に案内するガイド溝と、
前記外殻フレームの前記両側面に回転可能に支持されたシャフトと、
前記シャフトに突出形成され、前記内殻フレームの前記係合孔に係合される突出ピンと、を有することを特徴とする中継基板収容ユニット。