JP6076695B2 - 検査ユニット、プローブカード、検査装置及び検査装置の制御システム - Google Patents

Description

本発明は、半導体集積回路の通電試験等に用いる接触検査装置に関するものである。

従来、半導体集積回路のような被検査体では、該被検査体が仕様書通りに製造されているか否かの通電試験が行われる。この種の通電試験は、被検査体の電極に個々に押圧される複数のプローブを有するプローブカードを備える検査ユニットが取り付けられた検査装置を用いて行われる。この種の検査ユニットは、被検査体の電極と、テスターとを電気的に接続し、検査を行うために用いられる。

この通電試験に用いられる検査ユニットとして、一方の面に被検査体と接触する複数のプローブを有するプローブカードと、該プローブカードの他方の面の側に位置するポゴピンブロックと、該ポゴピンブロックに対して前記プローブカードと反対側に位置し当該ポゴピンブロックに貫通状態で配置されるポゴピンを介して前記プローブカードのプローブと電気的に接続される配線基板と、該配線基板に対して前記接続体と反対側に位置し前記プローブカードの撓みや歪みを抑制する基準体とを備えるものがある。そして、該検査ユニットは、前記プローブカード、ポゴピンブロック、配線基板及び基準体が締結手段によって一体化されて組み立てられている。

前記プローブカードに組み付けられたプローブの数は、少ないもので数百個、多いものでは数万個にもなる。
前記プローブは被検査体への検査を繰り返すと、磨耗等により前記プローブカードからの突出量すなわちプローブの高さが減少する。これにより、磨耗したプローブは、被検査体の電極と接触することができなくなる。

この検査ユニットは、前記磨耗等によりプローブが一つでも被検査体の電極と接触できなくなると、検査ユニットとしての役割を果たしにくくなる。そのため、新たな検査ユニットに交換する必要がある。しかし、プローブ一つの磨耗等が原因で検査ユニット全体、即ち前記ポゴピンブロック、配線基板さらに基準体も一緒に交換することは、各構成部品の有効利用の観点で無駄が多く、またユーザーにとって経済的負担が大きい。

このため、被検査体の検査装置において、プローブカードを当該検査ユニットを成す他の構成部材に対して着脱可能に構成し、この着脱操作によって検査ユニット全体ではなく、プローブカードだけを交換することを可能にしたものがある（特許文献１参照）。

特開２０１２−１６３４１０号公報

特許文献１の図１には、周囲をカード台に支持された前記プローブカードと、前記ポゴピンブロックと、前記配線基板と、前記「基準体」としてのパフォーマンスボードとを備える検査ユニットが記載されている。そして、前記プローブカードは、前記ポゴピンブロック、配線基板及びパフォーマンスボード（基準体）に対して、分離可能に構成されている。この分離可能な構造は以下の通りである。
前記プローブカードとパフォーマンスボード（基準体）は、両者の間に形成される真空室の負圧に基づく吸着力によって一体化される。負圧で一体化状態となり、大気圧に戻すことで分離可能となる。

前記真空室は、前記プローブカードとパフォーマンスボード（基準体）の間に配置されるリング状のシール部材によって作られる。このシール部材は、該プローブカードとパフォーマンスボード（基準体）が互いに離間している状態から接近して接触することによってシール部材として機能する。そして、このシール部材と前記プローブカードとパフォーマンスボード（基準体）によって囲われた空間を真空ポンプ等によって減圧して所望の真空状態（減圧状態）にすることで負圧の真空室が形成される。
前記プローブカードとパフォーマンスボード（基準体）が前記負圧によって一体化された状態において、前記プローブカードとパフォーマンスボード（基準体）との相対位置は、該プローブカードとパフォーマンスボードとの間に位置するアンカー（中間体）によって規定される。

前記プローブカードを交換する際は、前記真空室を真空状態から大気圧に戻すことにより、負圧による吸引力が無くなり、前記プローブカードを前記パフォーマンスボード（基準体）から分離することが可能となる。これにより、容易に前記検査ユニットにおける前記プローブカードを交換することができる。

ところで、この検査ユニットにおいて、例えば図１０（Ａ）に示すように、前記中間体すなわちアンカーを複数設ける場合がある。この検査ユニットでは、アンカー９０ａ、９０ｂ、９０ｃ、９０ｄにおいてプローブカード９２から突出する長さが加工精度等によりばらつくことがある。

例えば、図１０（Ａ）を参照して説明すると、プローブカード９２から基準体９４に向けて突出するアンカー９０ａ、９０ｂ、９０ｃ、９０ｄにおいて、アンカー９０ａのＺ軸方向における突出長さをＺ１とした際、アンカー９０ｂ、９０ｃ、９０ｄのＺ軸方向における突出長さはＺ１よりも長いＺ２になることがある。この場合、プローブカード９２と基準体９４とを前記アンカーを介して接触させる際、アンカー９０ｂ、９０ｃ、９０ｄ部分は基準体９４と接触するが、アンカー９０ａは基準体９４と接触しないこととなる。

Ｚ軸方向においてアンカー９０ａ、９０ｂ、９０ｃ、９０ｄの突出長さが異なる場合、プローブカード９２を基準体９４に一体化するために必要な真空度（負圧に基づく吸着力）は、アンカー９０ａ、９０ｂ、９０ｃ、９０ｄの突出長さに応じて異なる。
即ち、アンカー９０ａを基準体９４と接触させるために必要な真空度は、アンカー９０ｂ、９０ｃ、９０ｄ部分を基準体９４と接触するために必要な真空度よりも高い（大きい）。

図１０（Ｂ）を参照するに、プローブカード９２と基準体９４とを一体化するためにプローブカード９２、基準体９４及びシール部材９６により形成された空間（真空室）９８の空気を排気し、負圧状態とする。その際、先ずアンカー９０ｂ、９０ｃ、９０ｄ部分が基準体９４と接触するが、その真空度の大きさではアンカー９０ａは基準体９４と接触できない。更に真空度を高めることによってアンカー９０ａを基準体９４に接触させることができる。

しかし、真空室は単一であるので以下の問題が生じる。アンカー９０ｂ、９０ｃ、９０ｄにおいては、その突出長さがＺ２からＺ１に変化しない。そのため、プローブカード９２においてアンカー９０ｂとアンカー９０ｃとの間の部分及びアンカー９０ｃとアンカー９０ｄとの間の部分には過剰な真空度（突出長さＺ１に対応する真空度（負圧））が作用することになる。その結果、当該「間の部分」は基準体９４に向けて引っ張られて撓むこととなる。

したがって、プローブカード９２は部分的にＺ軸方向に撓むので、該プローブカード９２全体における平面度が低下する。その結果、プローブカード９２から被検査媒体に向けて突出する複数のプローブの先端の高さ位置にもずれが生じる。これにより、プローブ先端が形成するＸＹ平面の平面度が低下することとなり、所定の平面度（例えば３０μｍ以下）を満たせなくなり、被検査媒体の検査を行えなくなる虞がある。

本発明の目的は、プローブカードが真空室を介して接続体と一体化される構造の検査ユニットにおいて、前記真空室の真空度（負圧）に基づく前記一体化よって当該プローブカードが備える複数のプローブの先端の平面度が低下することを抑制することにある。

上記課題を達成するため、本発明の第１の態様の検査ユニットは、一方の面にプローブを有するプローブカードと、前記プローブカードの他方の面に第１の真空室を介して一体化された接続体とを備え、前記第１の真空室は複数室で構成されていることを特徴とする。

本態様によれば、前記プローブカードと前記接続体との間の第１の真空室は、複数の真空室で構成されているので、各真空室毎に真空度を設定することができる。このため、第１の真空室を１つの真空室として構成した場合にくらべて、複数の各真空室毎に前記プローブカードを変形させない真空度とすることができる。したがって、前記プローブカードに備えられた複数のプローブ先端の平面度が低下することを抑制することができる。

尚、本明細書における「プローブカード」は、前記ポゴピンブロック、前記配線基板及び前記基準体を含まず、一方の面に複数のプローブが設けられた配線基板を主たる構成部材とするものである。
また、「接続体」とは、典型的には前記ポゴピンブロックであるが、前記基準体である場合も含む意味で使われている。

本発明の第２の態様の検査ユニットは、第１の態様において、前記第１の真空室は、各真空室毎に真空度を制御可能に構成されていることを特徴とする。

本態様によれば、前記検査ユニットにおいて各真空室毎に真空度を制御可能に構成されているので、各真空室毎に前記接続体への吸着に必要な真空度を設定することができる。そのため、前記プローブカードにおいて各真空室の位置に対応する部分に対して余分な圧力が加わらないことから、前記プローブカードにおいて各真空室の位置に対応する部分の変形を抑制することができる。したがって、前記プローブカードに備えられた複数のプローブ先端の平面度が低下することを抑制することができる。

本発明の第３の態様の検査ユニットは、第１の態様または第２の態様において、前記第１の真空室の各真空室に設けられた圧力センサーと、前記圧力センサーにより検出された検出値を用いて、各真空室の真空度を各真空室に設定された真空度になるように調整する手段とを備えることを特徴とする。

本態様によれば、前記第１の真空室の各真空室毎に圧力センサーと調整手段とが設けられているので、各真空室において検出した値が設定値より下回っている場合あるいは上回っている場合、調整手段を用いて各真空室の真空度になるように調整することができる。すなわち、各真空室における真空度を設定値に維持することができることから、前記プローブカードを変形させることがなく、プローブ先端の平面度を維持することができる。
尚、「各真空室の真空度を各真空室に設定された真空度になるように調整する」における「設定された真空度」とは、プローブ先端の平面度を維持することができる範囲内における所定の範囲の値である。

本発明の第３の態様の検査ユニットにおいて、前記第１の真空室の各真空室は均等に配置されていてもよい。さらに、前記プローブカードは円形であり、前記第１の真空室の各真空室は周方向に均等に配置されていてもよい。

本発明の第４の態様の検査ユニットは、第１の態様から第３の態様のいずれか一の態様において、前記接続体に対して前記プローブカードと反対側に位置し、前記接続体と対向する面は平面である平面基準体を備え、前記プローブカードは、前記他方の面に前記平面基準体に向けて突出する複数の第１の基準体を備え、前記平面基準体は前記平面から前記プローブカードに向けて突出する複数の第２の基準体を備え、前記第１の基準体と前記第２の基準体とが接触して前記プローブカードと前記平面基準体との相対位置が規定されることを特徴とする。

本態様によれば、前記プローブカードは、第１の基準体と第２の基準体とを介して前記平面基準体との相対位置が規定される。その結果、各真空室の位置に対応する前記プローブカードの部分は、各真空室の位置に対応する平面基準体との相対位置が規定される。
当該プローブカードは、前記複数の各真空室の各負圧を介して前記一体化された状態において、前記真空度の調整がなされる。これにより当該プローブカードが部分的に撓むことなく平面度が維持されている。従って、当該プローブカードは、前記第１の基準体と第２の基準体とを介して前記相対位置が規定されることによって、前記平面基準体の前記平面に倣うこととなる。即ち、前記プローブカードの平面度は、前記平面基準体の前記平面の平面度に倣うこととなる。

本発明の第５の態様の検査ユニットは、第４の態様において、前記接続体と前記平面基準体とは第２の真空室を介して一体化されていることを特徴とする。
本態様によれば、前記接続体は前記第２の真空室を介して前記平面基準体に吸着していることから、前記接続体の前記平面基準体への着脱を容易にすることができる。

本発明の第６の態様の検査ユニットは、第５の態様において、前記第２の真空室は複数室で構成されていることを特徴とする。
本態様によれば、前記第２の真空室が複数室で構成されているので、前記平面基準体から前記接続体を取り外す際、該接続体の前記平面基準体への吸着力を調整しながら取り外すことができる。このため、前記平面基準体から前記接続体を取り外す際、前記接続体が前記平面基準体から急に脱落することを防止することができる。その結果、前記接続体及び第２の基準体が損傷する虞を低減することができる。

本発明の第７の態様の検査ユニットは、第６の態様において、前記第１の真空室と前記第２の真空室とは連通していることを特徴とする。

本態様によれば、前記第１の真空室の各真空室と該各真空室に対応する前記第２の真空室の各真空室を連通させることから、前記圧力センサーや調整手段を設ける場合に、それらの数を減らすことができ、構成を簡易化することができる。

本発明の第７の態様において、前記第１の真空室の前記各真空室と前記第２の真空室の前記各真空室とは面対称に配置されていてもよい。或いは、前記接続体において非対称に配置されていてもよい。さらに、前記第１の真空室の前記各真空室と前記第２の真空室の前記各真空室とが面対称に配置されている場合、前記接続体は、前記第１の真空室の前記各真空室と該各真空室に対して面対称に配置された前記第２の真空室の前記各真空室とを連通する連通孔を備えていてもよい。

本発明の第８の態様の検査ユニットは、第１の態様乃至第７の態様のいずれか一の態様において、前記プローブカードと前記接続体とは分離可能に構成されていることを特徴とする。

本態様によれば、前記プローブカードは前記接続体に対して分離可能に構成されていることから、前記プローブが磨耗した際、前記プローブカードのみを検査装置に対して交換すればよく、前記検査装置の経済性を向上させることができる。

本発明の第９の態様のプローブカードは、一方の面はプローブを有し、他方の面は個々の真空度に設定された複数の真空室を介して接続体と一体化されるプローブカードであって、前記プローブカードは、当該プローブカードの製造工程において決定された前記各真空室に対応する真空度の設定値を有することを特徴とする。

尚、ここで「各真空室に対応する真空度の設定値」とは、プローブカードの製造工程において決定される値である。具体的には、プローブカードの製造工程において、検査装置の測定環境と同様の環境を実現することのできる治具を用いて、第１の基準体と第２の基準体とが接触した際に圧力センサーにより検出した各真空室の真空度を各真空室の真空度の設定値とする。また、設定値は、プローブカードの平面度が適切な状態を維持できる範囲を設定値として決定されている。
「各真空室に対応する真空度の設定値を有する」とは、前記真空度の設定値は、プローブカードとともに前記プローブカードを使用するユーザーに紙媒体や電子媒体、あるいは電気通信手段等を用いて提供されることを意味する。

本態様によれば、前記プローブカードは、前記接続体と一体化される際の各真空室の真空度の設定値を有しているので、ユーザーが検査装置に前記プローブカードを取り付けて各真空室の真空度を該真空度の設定値にするだけで前記プローブカードにおける平面度を適切な状態とすることができる。また、前記プローブカードを複数の検査装置において使用する際、各検査装置毎に各真空室の真空度の設定作業をしなくてもよいことから、前記プローブカードの取り付け作業の作業性を向上させる。

本発明の第１０の態様の検査装置は、第１乃至第８のいずれか一の態様に記載の検査ユニットと、前記プローブカードの前記プローブと接触する被検査体を載置するステージを備えるプローバーと、前記平面基準体と電気的に接続されるテスターとを備え、前記検査ユニットの前記プローブカードは前記プローバーに取り付けられていることを特徴とする。
本態様によれば、第１乃至第８のいずれか一の態様と同様の効果を当該検査装置において得ることができる。

本発明の第１０の態様において、前記プローブカードの前記プローバーへの取付け位置は、前記検査ユニットの高さ位置を規定する構造であるとよい。

本発明の第１１の態様の検査装置の制御システムは、第１０の態様に記載の複数の検査装置と、前記複数の検査装置を制御する制御部とを備え、前記制御部は、第１の態様乃至第８の態様のいずれか一の態様に記載の検査ユニットにおける前記第１の真空室の前記各真空室の真空度の設定値を有し、前記各検査装置において前記検査ユニットが取付けられた際、前記設定値に基づいて各真空室の真空度が設定されることを特徴とする。

本態様によれば、複数の検査装置において、前記プローブカードの第１の真空室の複数の各真空室の真空度の設定値を共有することができることから、例えば、前記プローブカードを一の検査装置から他の検査装置に付け替えた際の真空度の設定作業の作業性を向上させることができる。

本発明の第１の実施例に係るプローブカードを備える検査装置の側面図。 第１の実施例に係る検査装置における検査ユニット及びチャックトップの側面図。 第１の実施例に係る検査装置における検査ユニット及びチャックトップにおいてプローブカードと接続体とを離間させた状態の側面図。 第１の実施例に係るプローブカードの平面図。 （Ａ）は第１の実施例に係る接続体の平面図であり、（Ｂ）は（Ａ）におけるＡ−Ｏ−Ａ断面図。 第１の実施例における効果を示す説明図。 第１の実施例に係る検査装置の制御システムの概要図。 第２の実施例に係る接続体の平面図。 第３の実施例に係る接続体の平面図。 （Ａ）は従来技術におけるプローブカードの問題点を示す説明図であり、（Ｂ）は従来技術におけるプローブカードの問題点を示す説明図。

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。尚、各実施例において同一の構成については、同一の符号を付し、最初の実施例においてのみ説明し、以後の実施例においてはその構成の説明を省略する。

＜＜＜第１の実施例＞＞＞
[検査ユニット及び検査装置]
図１を参照して、検査装置１０の構成要素について説明する。検査装置１０は、プローバー１２と、テスター１４と、被検査体搬送機構１６とを備えている。プローバー１２は、「ステージ」としての検査ステージ１８と、チャックトップ２０と、検査ユニット２２とを備えている。

検査ステージ１８は、Ｘステージ、Ｙステージ、Ｚステージ及びθステージを組み合わせて構成されている。検査ステージ１８の上部には、チャックトップ２０が設けられている。このため、チャックトップ２０は、水平面状でＸ軸方向及びこれに直角なＹ軸方向と、前記水平面（ＸＹ面）に垂直な垂直方向すなわちＺ軸方向に位置調整が可能であり、またＺ軸まわりに回転姿勢（θ方向）が調整可能である。

さらにチャックトップ２０の上部には載置面２４が設けられ、被検査体２６が載置される。尚、本実施例において被検査体２６は、多数の集積回路が組み込まれた半導体ウエハである。

また、被検査体搬送機構１６は、チャックトップ２０の載置面２４に被検査体２６を搬入及び搬出することができるように構成されている。具体的には、チャックトップ２０の載置面２４が該載置面の上方に位置する後述する検査ユニット２２と離間した状態すなわちＺ軸方向に距離をおいた状態で、被検査体搬送機構１６は、載置面２４に被検査体２６を搬入及び搬出する。

チャックトップ２０の載置面２４の上方には、検査ユニット２２がカードホルダー２８を介してプローバー１２に取り付けられた状態で配置されている。さらに、検査ユニット２２の上方には、該検査ユニットに電気的に接続されているテスター１４が配置されている。テスター１４は、Ｚ軸方向に移動可能に構成されている。

また、テスター１４は、後述するポゴピンブロック３４及び平面基準体３６をプローブカード３２に組み付ける際、ポゴピンブロック３４及び平面基準体３６がプローブカード３２のプローバー１２に取り付けられた姿勢に倣うようにポゴピンブロック３４及び平面基準体３６をプローブカード３２に対して揺動可能に支持している。

検査装置１０は、検査ユニット２２に対してチャックトップ２０を接近させ、載置面２４に載置された被検査体２６の電極に対応する検査ユニット２２の後述するプローブ３０を接触させた状態で被検査体２６に通電させて検査を行う。

次いで、図２及び図３を参照して検査ユニット２２の構成について詳説する。検査ユニット２２は、プローブカード３２と、「接続体」としてのポゴピンブロック３４と、平面基準体３６とを備えている。

プローブカード３２は、本実施例では、円盤状（円形）に形成され、図示しないがセラミックス基板と配線基板とを備える多層基板として構成されている。プローブカード３２は、チャックトップ２０の載置面２４と対向する面（一方の面）に複数のプローブ３０を備えている。また、プローブカード３２は、ポゴピンブロック３４と対向する面（他方の面）においてプローブカード３２から＋Ｚ方向に突出する、「第１の基準体」としての複数のアンカー部３８を備えている。アンカー部３８は、円柱形状に形成されている。

また、図示しないが、プローブカード３２内には、複数の配線路を有している。前記配線路の一端は各プローブ３０に接続され、他端はポゴピンブロック３４と対向する面（他方の面）にＸＹ平面におけるポゴピンブロック３４のポゴピン４０の配列に対応するように配置された接続ランド４２（図４参照）に接続されている。

さらに、プローブカード３２の外周部には、プローブカードの高さ及び平面度基準部４４が設けられている。プローブカードの高さ及び平面度基準部４４は、カードホルダー２８と係合している。プローブカードの高さ及び平面度基準部４４は、プローブカード３２がプローバー１２に取り付けられた際、プローブカード３２のチャックトップ２０に対する高さ位置を規定している。

図５（Ａ）を参照して、ポゴピンブロック３４の構成について詳説する。ポゴピンブロック３４は、プローブカード３２のプローブ３０とプリント配線基板５８の各電極（図示せず）とを電気的に接続するための部材である。ポゴピンブロック３４は、複数のポゴピン４０を支持している。ポゴピンブロック３４は、肉厚の円盤状に形成されている。ポゴピンブロック３４は、複数のポゴピン挿入孔４６を備えている。また、ポゴピンブロック３４は、その中心部分にポゴピンブロック３４の上下方向（図５（Ｂ）においてＺ軸方向）に貫通する貫通孔４７を備えている。

各ポゴピン挿入孔４６は、ポゴピンブロック３４の上下方向に貫通して設けられている。ポゴピン４０は、ポゴピン挿入孔４６に装着されることで、その上下端がポゴピンブロック３４の上下に突出するように構成されている。

ポゴピン挿入孔４６は、ポゴピンブロック３４において、図５（Ａ）に示すようにＸＹ平面において複数の領域３４ａを形成するように配置されている。ポゴピンブロック３４には、各領域３４ａを取り囲むようにシール部材５０が設けられている。尚、複数の領域３４ａは、ポゴピンブロック３４において、周方向に均等になるように配置されている。また、ポゴピンブロック３４の上面及び下面において貫通孔４７を取り囲むように環状のシール部材５１が設けられている。

また、本実施例では、複数の領域３４ａは、Ｚ軸方向におけるポゴピンブロック３４の上面及び下面にそれぞれ形成されている。ポゴピンブロック３４の上面に形成された複数の領域３４ａは、前記下面に形成された複数の領域３４ａとそれぞれ対応している。すなわち、ポゴピンブロック３４の上面及び下面には、複数の領域３４ａが面対称に配置されている。

さらに、ポゴピンブロック３４の上面に形成された各領域３４ａと、該上面に形成された各領域３４ａに対応する前記下面に形成された各領域３４ａとは、連通孔５２により連通されている。

さらに、ポゴピンブロック３４は、該ポゴピンブロック３４の上下方向に貫通して設けられた複数の貫通孔５４を備えている。貫通孔５４は、ポゴピンブロック３４においてプローブカード３２のアンカー部３８が設けられた位置に対応する位置にそれぞれ配置されている。貫通孔５４は、上面側に小径部５４ａと、下面側に大径部５４ｂとを備えている。小径部５４ａの直径はアンカー部３８の直径より小さく設定され、大径部５４ｂの直径はアンカー部３８の直径より大きく設定されている。

図２、図３及び図５（Ｂ）を参照して平面基準体３６の構成について詳説する。平面基準体３６は、円盤状に形成され、金属部材から構成されている。平面基準体３６は、図２及び図３においてＺ軸方向における上面にテスター１４のテスタダンパー５６が接続され、テスター１４に対して揺動可能に支持されている。

また、平面基準体３６の下面は、平面３６ａとして形成されている。平面基準体３６の平面３６ａは、所定の平面度（例えば３０μｍ）以下となるように形成されている。さらに、平面基準体３６の下面にはプリント配線基板５８を備えている。プリント配線基板５８の下面には、ポゴピンブロック３４の各ポゴピン４０の位置にそれぞれ対応する図示しない電極が設けられている。

また、平面基準体３６の上面には、複数の電極（図示せず）が設けられ、テスター１４と接続ケーブル６０を介して電気的に接続されている。平面基準体３６及びプリント配線基板５８内には、図示しない配線路が設けられている。前記配線路の一端は、プリント配線基板５８下面の前記電極にそれぞれ接続され、他端は平面基準体３６の上面の電極にそれぞれ接続されている。

さらに平面基準体３６の下面には、該下面からプリント配線基板５８を貫通して下方に延びる、「第２の基準体」としての複数のアンカー受け６２が設けられている。アンカー受け６２は、ＸＹ平面においてプローブカード３２のアンカー部３８が配置されている位置に対応して平面基準体３６の下面に配置されている。アンカー受け６２は、平面基準体３６の下面から延びる柱状部６２ａと、該柱状部６２ａの先端に設けられたアンカー当接部６２ｂとを備えている。柱状部６２ａ及びアンカー当接部６２ｂは円柱状に形成されている。

柱状部６２ａ及びアンカー当接部６２ｂは、ポゴピンブロック３４の貫通孔５４の小径部５４ａ及び大径部５４ｂにそれぞれ嵌合されている。尚、アンカー当接部６２ｂの直径は、貫通孔５４の小径部５４ａの直径より大きく設定されている。このため、ポゴピンブロック３４が平面基準体３６から離れる方向に変位する際、小径部５４ａとアンカー当接部６２ｂとが接触し、ポゴピンブロック３４の変位を妨げる。

すなわち、平面基準体３６にポゴピンブロック３４が取り付けられた状態（図３参照）において、ポゴピンブロック３４は、平面基準体３６に対して所定の範囲内で接離方向に変位可能である。さらに柱状部６２ａが貫通孔５４の小径部５４ａと嵌合することにより、ポゴピンブロック３４と平面基準体３６とのＸＹ平面における位置が規定される。

また、平面基準体３６は、ポゴピンブロック３４の上面側に設けられた複数の領域３４ａにそれぞれ対応する位置に「真空度を調整する手段」としての複数の圧力調整手段６４を備えている。圧力調整手段６４は、領域３４ａに形成される後述する真空室６６の圧力を検出する圧力センサー６５と、該圧力センサーの検出値に基づいて真空室６６の真空度を調整する真空レギュレータ６７を備えている。

次いで、再度図２、図３及び図５（Ｂ）を参照して、検査ユニット２２において、プローブカード３２、ポゴピンブロック３４及び平面基準体３６を一体化する際の手順について説明する。

図３における状態において、プローブカード３２が、カードホルダー２８を介してプローバー１２に取り付けられている。ポゴピンブロック３４及び平面基準体３６は、テスター１４にテスタダンパー５６を介して支持されている。このとき、ポゴピンブロック３４は、重力により小径部５４ａとアンカー当接部６２ｂとが接触した状態となり、平面基準体３６から吊り下げられた状態となっている。

尚、この時点でポゴピンブロック３４の上面側に形成された複数の領域３４ａをそれぞれ取り囲むシール部材５０はプリント配線基板５８ひいては平面基準体３６と接触している。このため、ポゴピンブロック３４と平面基準体３６との間には、複数の領域３４ａに対応する位置においてシール部材５０に取り囲まれた空間６８が形成されている。尚、この際ポゴピンブロック３４の上面側のシール部材５１はプリント配線基板５８に接触している。

次いで、テスター１４に支持されたポゴピンブロック３４及び平面基準体３６をプローブカード３２に接近させる。このとき、圧力調整手段６４を作動させて、空間６８内の空気の排気を開始する。そしてポゴピンブロック３４及び平面基準体３６をテスター１４により下方に移動させると、ポゴピンブロック３４の下面側に形成された複数の領域３４ａをそれぞれ取り囲むシール部材５０が、プローブカード３２と接触する。

これにより、プローブカード３２とポゴピンブロック３４との間には、ポゴピンブロック３４の下面側に形成された複数の領域３４ａに対応する位置においてシール部材５０に取り囲まれた空間７０が形成される。また、この際ポゴピンブロック３４の下面側のシール部材５１とプローブカード３２とが接触し、貫通孔４７においてシール部材５１に取り囲まれた空間７１が形成される。

各圧力調整手段６４により空間６８及び該空間６８に連通する空間７０の空気を排気しつつ、プローブカード３２のアンカー部３８と平面基準体３６のアンカー受け６２のアンカー当接部６２ｂとが接触するまでポゴピンブロック３４及び平面基準体３６をテスター１４により下方に移動させる。また、空間７１についても図示しない圧力調整手段により空間７１の空気が排気される。

アンカー部３８のいずれか一つと、当該アンカー部３８と対応するアンカー当接部６２ｂとが接触すると、図示しない信号検出手段によりアンカー部３８とアンカー当接部６２ｂとが接触したことが検出される。この検出により、圧力センサー６５がアンカー当接部６２ｂと接触したアンカー部３８に隣接する空間（真空室）６８及び空間（真空室）７０の真空度（負圧）を測定する。

これにより、アンカー当接部６２ｂと接触したアンカー部３８に隣接する空間６８及び空間７０の空気を排気していた圧力調整手段６４の真空レギュレータ６７は、空間６８及び空間７０の真空度（負圧）を測定された真空度（負圧）に維持する。また、この検出により空間７１に対応する圧力調整手段は、検出時における空間７１の真空度（負圧）を維持する。尚、空間７１の真空度（負圧）は、プローブカード３２の平面度に影響が出ないように、上記検出により真空度（負圧）が維持された空間６８及び空間７０の真空度（負圧）と同じ真空度（負圧）或いは当該空間６８及び空間７０の真空度（負圧）より低く設定されている。

各アンカー部３８が対応するアンカー当接部６２ｂと順次接触することにより、圧力センサー６５がアンカー当接部６２ｂと接触したアンカー部３８に隣接する空間（真空室）６８及び空間（真空室）７０の真空度（負圧）を順次測定する。真空レギュレータ６７は、対応する空間（真空室）６８及び空間（真空室）７０の真空度（負圧）を測定された真空度（負圧）に維持する。全てのアンカー部３８とアンカー当接部６２ｂとが接触することにより、テスター１４の下方への変位が停止する。

尚、アンカー部３８とアンカー当接部６２ｂとが接触した状態において、貫通孔５４の大径部５４ｂはアンカー部３８を受け入れ、プローブカード３２とポゴピンブロック３４とのＸＹ平面における位置を規定する。

また、本実施例において図示しない信号検出手段は、アンカー部３８とアンカー当接部６２ｂにそれぞれ配線路を形成し、アンカー部３８とアンカー当接部６２ｂとが接触するとこれらの配線路が電気的に接続されて通電することにより信号を検出するように構成されている

この状態において、空間６８及び空間７０の空気は排気された状態となり、真空状態（減圧状態）となっている。尚、圧力調整手段６４は、各空間７０における排気を停止した際の真空度を圧力センサー６５で検出している。また、アンカー部３８とアンカー当接部６２ｂとが接触することにより、プローブカード３２と平面基準体３６との相対位置が規定される。

その結果、プローブカード３２とポゴピンブロック３４との間において、複数の空間７０は真空状態となる。これにより、複数の真空状態の空間７０は第１の真空室７２の各真空室を構成する。同様に、ポゴピンブロック３４と平面基準体３６との間において、複数の空間６８は真空状態となる。これにより、複数の真空状態の空間６８は第２の真空室７４の各真空室を構成する。また、プローブカード３２とポゴピンブロック３４とは第１の真空室７２を介して一体化され、ポゴピンブロック３４と平面基準体３６とは第２の真空室７４を介して一体化される。

また、第１の真空室７２は複数の空間７０すなわち複数の真空室で構成されている。これにより、第１の真空室７２において、圧力調整手段６４により各真空室毎に真空度（負圧）を設定することができる。このため、必要以上に真空室の真空度（負圧）を高めることがなくなる。尚、同様に第２の真空室７４も複数の空間６８すなわち複数の真空室で構成されている。

その結果、図６に示すように、前記信号検出手段によりアンカー部３８とアンカー当接部６２ｂとが接触したことが検出されると、接触したアンカー部３８に隣接する第１の真空室７２の真空室７２ａ、７２ｂ、７２ｃの真空度（負圧）がアンカー部３８とアンカー当接部６２ｂとが接触したときの真空度（負圧）に維持される。このため、当該真空室の真空度（負圧）が過剰に高まることがないことから、プローブカード３２の当該真空室に対応する部分がポゴピンブロック３４側に撓む（変形する）ことを抑制することができる。

これにより、プローブカード３２の当該真空室に対応する部分の平面基準体３６に対する相対位置が規定される。このため、プローブカード３２の当該真空室に対応する部分は、平面基準体３６の作る平面に倣うこととなる。

したがって、プローブカード３２の平面度は、平面基準体３６の平面３６ａに倣う。その結果、プローブカード３２が備えるプローブ３０の先端が形成するＸＹ平面における平面度も平面基準体３６の平面３６ａに倣うこととなり、所定の平面度（例えば３０μｍ）以下とすることができる。

また、プローブカード３２は、第１の真空室７２の各真空室の真空度（負圧）及び空間７１をそれぞれ圧力調整手段６４及び図示しない圧力調整手段を用いて大気圧に戻すことによりポゴピンブロック３４から容易に取り外すことができる。すなわち、プローブカード３２は、ポゴピンブロック３４と分離可能に構成されている。

[制御システム]
次いで、図７を参照して、複数の検査装置１０ａ、１０ｂ、１０ｃ、１０ｄを制御する制御システム７６について詳説する。制御システム７６は、複数の検査装置１０ａ、１０ｂ、１０ｃ、１０ｄに電気的に接続された制御部７８を備えている。

制御部７８は、検査装置１０ａ、１０ｂ、１０ｃ、１０ｄにプローブカード３２が取り付けられる際、プローブカード３２の第１の真空室７２の各真空室の真空度（負圧）を制御する。さらに、制御部７８は、プローブカード３２の製造工程において設定された各真空室毎の真空度の設定値になるように前記各真空室の真空度（負圧）を制御する。

尚、各真空室毎の真空度の設定値は、プローブカード３２の製造工程において決定される値である。具体的には、プローブカード３２の製造工程において、検査装置１０の測定環境と同様の環境を実現することのできる治具を用いて、アンカー部３８とアンカー当接部６２ｂとが接触した際に圧力調整手段６４の圧力センサー６５により検出した各真空室の真空度を各真空室の真空度の設定値とする。前記真空度の設定値は、プローブカード３２の平面度が所定の平面度（例えば３０μｍ）以下となるような範囲に設定されている。

さらに、プローブカード３２の製造工程で決定された第１の真空室７２の各真空室の真空度の設定値は、プローブカード３２とともに前記プローブカードを使用するユーザーに紙媒体や電子媒体、あるいは電気通信手段等を用いて提供される。

また、制御部７８は、図示しない記憶装置（例えば、ハードディスクドライブや内蔵メモリー等）を備え、当該記憶装置にプローブカード３２の各真空室の真空度の設定値を記憶させておくことができる。

これにより、制御部７８は、検査装置１０ａ、１０ｂ、１０ｃ、１０ｄのいずれか１つに取り付けられているプローブカード３２を他の検査装置１０ａ、１０ｂ、１０ｃ、１０ｄに取り付ける際、前記記憶装置に記憶された新たに取り付けるプローブカード３２の第１の真空室７２の各真空室の真空度の設定値を新たにプローブカード３２を取り付ける検査装置１０ａ、１０ｂ、１０ｃ、１０ｄに送信し、当該検査装置１０ａ、１０ｂ、１０ｃ、１０ｄにプローブカード３２の第１の真空室７２の各真空室の真空度（負圧）を制御させる。

このため、いずれの検査装置１０ａ、１０ｂ、１０ｃ、１０ｄにおいてもプローブカード３２の測定環境を容易に再現することが可能となる。

＜＜＜第１の実施例の変更例＞＞＞
（１）本実施例における第１の真空室７２の各真空室と第２の真空室７４の各真空室とを面対称に配置する構成に代えて、非対称とする配置に代えてもよい。

（２）本実施例において、プローブカード３２、ポゴピンブロック３４及び平面基準体３６の相対位置を規定するアンカー部３８及びアンカー受け６２に代えて、プローブカード３２及びポゴピンブロック３４の間に位置するシール部材５０と、ポゴピンブロック３４及び平面基準体３６の間に位置するシール部材５０とをそれぞれの相対位置を規定する部材としてもよい。
具体的にはシール部材５０がＺ軸方向において一定以上変形しないように構成し、第１の真空室７２の各真空室及び第２の真空室７４の各真空室の真空度が設定値になった際、プローブカード３２、ポゴピンブロック３４及び平面基準体３６の相対位置が規定される構成としてもよい。

（３）検査装置１０において、プローブカード３２の各真空室毎の真空度の設定値を記憶し、プローブカード３２の各真空室の真空度（負圧）を制御する構成としてもよい。
（４）本実施例では、プローブカード３２にポゴピンブロック３４及び平面基準体３６を組み付ける構成としているが、テスター１４に平面基準体３６を取り付けて基準面とし、平面基準体３６にプローブカード３２及びポゴピンブロック３４を組み付ける構成としてもよい。

（５）本実施例では、プローブカード３２のアンカー部３８は円柱形状に形成されているが、この構成に代えて矩形のブロック形状でもよく、ポゴピンブロック３４を円筒状に形成してその内径部及び外径部に周方向に間隔をおいて切欠部を設け、該切欠部に嵌合する部材として構成してもよい。
（６）上記実施例では、接続体がポゴピンブロックである場合を説明したが、平面基準体とすることも可能である。例えば、ポゴピンブロックが特許文献１の図１に記載されているように小型である場合、或いは複数の小ブロックで構成されている場合などに適用できる。

＜＜＜第２の実施例＞＞＞
図８を参照して、第２の実施例に係る検査ユニット２２について説明する。第２の実施例に係る検査ユニット２２は、第１の真空室７２の各真空室と第２の真空室７４の各真空室とが連通されていない点で第１の実施例と異なる。

ポゴピンブロック８０は上面及び下面において、周方向に均等に配置され、周囲をシール部材５０により取り囲まれた複数の領域８０ａを備えている。ポゴピンブロック８０の下面に形成された複数の領域８０ａは、プローブカード３２とポゴピンブロック８０とが一体化した際、第１の真空室７２の複数の各真空室を構成する。また、ポゴピンブロック８０の上面に形成された複数の領域８０ａは、プローブカード３２とポゴピンブロック８０とが一体化した際、第２の真空室７４の複数の各真空室を構成する。

また、圧力調整手段６４は、図示は省略するが、第１の真空室７２の各真空室及び第２の真空室７４の各真空室のそれぞれに対応して複数設けられている。また、ポゴピンブロック８０は、その中心部分にＺ軸方向に沿って延びる貫通孔８１を備えている。さらに、ポゴピンブロック８０の上面及び下面において貫通孔８１を取り囲むように環状のシール部材８２が設けられている。これにより、プローブカード３２とポゴピンブロック８０とが一体化した際、貫通孔８１においてシール部材８２に取り囲まれた空間８３が形成される。空間８３は、図示しない圧力調整手段により、真空状態とされる。空間８３の真空度（負圧）は、第１の真空室７２の複数の各真空室における最も低い真空度（負圧）と同じ、或いは当該真空度（負圧）より低く設定されている。

＜＜＜第３の実施例＞＞＞
図９を参照して、第３の実施例に係る検査ユニット２２について説明する。第３の実施例に係る検査ユニット２２は、第２の真空室７４が１つの真空室で構成され、さらに第１の真空室７２の各真空室と第２の真空室７４とが連通されていない点で第１の実施例と異なる。

ポゴピンブロック８４の下面における構成は第１の実施例と同じである。このため、ポゴピンブロック８４に配置される複数のポゴピン４０は下面側に形成された複数の領域に対応する配置となっている。ポゴピンブロック８４の上面には、内周側に配置された環状のシール部材８５と、外周側に配置された環状のシール部材８６とが設けられている。シール部材８５とシール部材８６との間の領域８４ａには、前記複数の領域に対応して配置された複数のポゴピン４０が配置されている。

シール部材８５とシール部材８６との間の領域８４ａは、ポゴピンブロック８４とプローブカード３２とが一体化した際、第２の真空室７４を構成する。本実施例では、第２の真空室は１つの真空室として構成されている。また、圧力調整手段６４は、図示を省略するが、第１の真空室７２の各真空室及び第２の真空室７４の１つの真空室のそれぞれに対応して複数設けられている。

また、ポゴピンブロック８４は、その中心部分にＺ軸方向に沿って延びる貫通孔８７を備えている。さらに、ポゴピンブロック８４の上面及び下面において貫通孔８７を取り囲むように環状のシール部材８８が設けられている。これにより、プローブカード３２とポゴピンブロック８４とが一体化した際、貫通孔８７においてシール部材８８に取り囲まれた空間８９が形成される。空間８９は、図示しない圧力調整手段により、真空状態とされる。空間８９の真空度（負圧）は、第１の真空室７２の複数の各真空室における最も低い真空度（負圧）と同じ、或いは当該真空度（負圧）より低く設定されている。

上記説明をまとめると本実施例の検査ユニット２２は、一方の面にプローブ３０を有するプローブカード３２と、該プローブカード３２の他方の面に第１の真空室７２を介して一体化されたポゴピンブロック３４、８０、８４とを備え、第１の真空室７２は複数室で構成されている。

第１の真空室７２は、各真空室毎に真空度（負圧）を制御可能に構成されている。検査ユニット２２、前記第１の真空室７２の各真空室に設けられた圧力センサー６５と、前記圧力センサー６５により検出された検出値を用いて、各真空室の真空度を各真空室に設定された真空度になるように調整する真空レギュレータ６７とを備えている。

検査ユニット２２は、ポゴピンブロック３４、８０、８４に対してプローブカード３２と反対側に位置し、ポゴピンブロック３４、８０、８４と対向する面は平面である平面基準体３６を備えている。プローブカード３２は、前記他方の面に平面基準体３６に向けて突出する複数の第１の基準体としてのアンカー部３８を備えている。平面基準体３６は、前記平面３６ａからプローブカード３２に向けて突出する複数の第２の基準体としてのアンカー受け６２を備えている。アンカー部３８とアンカー受け６２とが接触してプローブカード３２と平面基準体３６との相対位置が規定される。

ポゴピンブロック３４、８０、８４と平面基準体３６とは第２の真空室７４を介して一体化されている。第２の真空室７４は複数室で構成されている。第１の真空室７２と第２の真空室７４とは連通している。プローブカード３２とポゴピンブロック３４、８０、８４とは分離可能に構成されている。

プローブカード３２は、一方の面にはプローブ３０を有している。プローブカード３２の他方の面は個々の真空度に設定された複数の真空室７２を介してポゴピンブロック３４、８０、８４と一体化される。プローブカード３２は、当該プローブカードの製造工程において決定された前記各真空室７２に対応する真空度の設定値を有する。

検査装置１０は、検査ユニット２２と、プローブカード３２のプローブ３０と接触する被検査体２６を載置するステージ１８を備えるプローバー１２と、前記平面基準体３６と電気的に接続されるテスター１４とを備えている。検査ユニット２２のプローブカード３２はプローバー１２に取り付けられている。

制御システム７６は、複数の検査装置１０ａ、１０ｂ、１０ｃ、１０ｄと、当該複数の検査装置を制御する制御部７８とを備えている。制御部７８は、検査ユニット２２における第１の真空室７２の各真空室の真空度の設定値を有し、各検査装置１０ａ、１０ｂ、１０ｃ、１０ｄにおいて検査ユニット２２が取付けられた際、前記設定値に基づいて各真空室の真空度（負圧）が設定される。

尚、本発明は上記実施例に限定されることなく、特許請求の範囲に記載した発明の範囲内で、種々の変形が可能であり、それらも本発明の範囲内に含まれるものであることは言うまでもない。

１０，１０ａ，１０ｂ，１０ｃ，１０ｄ 検査装置、１２ プローバー、１４ テスター、
１６ 被検査体搬送機構、１８ 検査ステージ、２０ チャックトップ、
２２ 検査ユニット、２４ 載置面、２６ 被検査体、２８ カードホルダー、
３０ プローブ、３２，９２ プローブカード、３４，８０，８４ ポゴピンブロック、３４ａ，８０ａ，８４ａ 領域、３６ 平面基準体、３６ａ 平面、３８ アンカー部、４０ ポゴピン、４２ 接続ランド、４４ プローブカードの高さ及び平面度基準部、
４６ ポゴピン挿入孔、５０，５１，８２，８５，８６，８８，９６ シール部材、
５２ 連通孔、４７，５４，８１，８７ 貫通孔、５４ａ 小径部、５４ｂ 大径部、
５６ テスタダンパー、５８ プリント配線基板、６０ 接続ケーブル、
６２ アンカー受け、６２ａ 柱状部、６２ｂ アンカー当接部、６４ 圧力調整手段、６５ 圧力センサー、６６ 真空室、６７ 真空レギュレータ、
６８，７０，７１，８３，８９，９８ 空間、７２ 第１の真空室、
７２ａ，７２ｂ，７２ｃ 第１の真空室の各真空室、７４ 第２の真空室、
７６ 制御システム、７８ 制御部、９０，９０ａ，９０ｂ，９０ｃ，９０ｄ アンカー、９４ 基準体、Ｚ１，Ｚ２ アンカーの突出長さ

Claims (10)

1. 一方の面にプローブを有するプローブカードと、
   前記プローブカードの他方の面に第１の真空室を介して一体化された接続体と、
   を備え、
   前記第１の真空室は複数室で構成され、
   前記第１の真空室の複数の各真空室は、当該真空室内を外部と区画するシール部材をそれぞれ独立して備えており、
   前記第１の真空室は、各真空室毎に真空度を制御可能に構成されている、
   ことを特徴とする検査ユニット。
2. 請求項１に記載の検査ユニットにおいて、前記第１の真空室の各真空室に設けられた圧力センサーと、
   前記圧力センサーにより検出された検出値を用いて、各真空室の真空度を各真空室に設定された真空度になるように調整する手段と、
   を備える、
   ことを特徴とする検査ユニット。
3. 一方の面にプローブを有するプローブカードと、
   前記プローブカードの他方の面に第１の真空室を介して一体化された接続体と、
   を備え、
   前記第１の真空室は複数室で構成され、
   前記接続体に対して前記プローブカードと反対側に位置し、前記接続体と対向する面は平面である平面基準体を備え、
   前記プローブカードは、前記他方の面に前記平面基準体に向けて突出する複数の第１の基準体を備え、
   前記平面基準体は前記平面から前記プローブカードに向けて突出する複数の第２の基準体を備え、
   前記第１の基準体と前記第２の基準体とが接触して前記プローブカードと前記平面基準体との相対位置が規定される、
   ことを特徴とする検査ユニット。
4. 請求項３に記載の検査ユニットにおいて、前記接続体と前記平面基準体とは第２の真空室を介して一体化されている、
   ことを特徴とする検査ユニット。
5. 請求項４に記載の検査ユニットにおいて、前記第２の真空室は複数室で構成されている、
   ことを特徴とする検査ユニット。
6. 請求項５に記載の検査ユニットにおいて、前記第１の真空室と前記第２の真空室とは連通している、
   ことを特徴とする検査ユニット。
7. 請求項１乃至６のいずれか１項に記載の検査ユニットにおいて、前記プローブカードと前記接続体とは分離可能に構成されている、
   ことを特徴とする検査ユニット。
8. 一方の面はプローブを有し、他方の面は個々の真空度に設定された複数の真空室を介して接続体と一体化されるプローブカードであって、
   前記複数の各真空室は、当該真空室内を外部と区画するシール部材をそれぞれ独立して備えており、
   前記各真空室は、各真空室毎に真空度を制御可能に構成されており、
   前記プローブカードは、当該プローブカードの製造工程において決定された前記各真空室に対応する真空度の設定値を有する、
   ことを特徴とするプローブカード。
9. 請求項１乃至７のいずれか１項に記載の検査ユニットと、
   前記プローブカードの前記プローブと接触する被検査体を載置するステージを備えるプローバーと、
   前記接続体に対して前記プローブカードと反対側に位置し、前記接続体と対向する面は平面である平面基準体と電気的に接続されるテスターと、
   を備え、
   前記検査ユニットの前記プローブカードは前記プローバーに取り付けられている、
   ことを特徴とする検査装置。
10. 請求項９に記載の複数の検査装置と、
    前記複数の検査装置を制御する制御部と、
    を備え、
    前記制御部は、請求項１乃至７のいずれか１項に記載の検査ユニットにおける前記第１の真空室の前記各真空室の真空度の設定値を有し、前記各検査装置において前記検査ユニットが取付けられた際、前記設定値に基づいて各真空室の真空度が設定される、
    ことを特徴とする検査装置の制御システム。」

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