JP7473812B2 - 検査装置 - Google Patents

Description

本発明は、検査対象のデバイスと電気的に繋がるデバイス側接点に対してプローブを接触させてデバイスの検査を行う検査装置に関する。

レーザやＩＣやＬＳＩ等のデバイスでは、製造された後、検査対象のデバイスと電気的に繋がるデバイス側接点にプローブを接触させてデバイスに検査信号を入力し、デバイスの性能を評価する電気的試験を行うことがある。

このような電気的試験を行う検査装置の中には、同一のデバイス側接点に対してプローブが接触と離隔を繰り返すことがある。しかしながら、同一のデバイス側接点に対してプローブが接触と離隔を繰り返すことでデバイス側接点が摩耗し、その結果、充分なコンタクトが得られなかったり、プローブの接触抵抗が大きくなったりして、安定した検査を行うことができないことがある。摩耗したデバイス側接点は新しいデバイス側接点と交換されるが、この交換中、検査装置を停止しなければならず、検査装置の稼働率が低下する。

そこで、プローブやデバイス側接点の位置を調整し、プローブがデバイス側接点に接触する位置を変更することで、プローブが繰り返し接触することによるデバイス側接点の摩耗の影響を抑え、安定して検査することができる検査装置が提案されている（例えば、下記特許文献１，２参照）。

特開２００６－２３７３７８号公報 特開２００６－３１８９６５号公報

しかしながら、特許文献１，２では、プローブがデバイス側接点の中でこれまで接触した位置と異なる位置へ接触するように、プローブやデバイス側接点を位置調整しなければならないため、プローブやデバイス側接点の位置を多数回調整することが難しいことがある。

本発明は、上記の点に鑑みてなされたものであり、同一のデバイス側接点に対してプローブが接触と離隔を繰り返す検査装置において、長期間にわたってプローブの接触抵抗の変動を抑えつつデバイス側接点と充分なコンタクトが得られる検査装置を提供することを目的とする。

本発明にかかる検査装置は、電気信号である検査信号を発生させる検査部と、検査対象のデバイスと電気的に繋がるデバイス側接点と、前記デバイス側接点から離隔する接点部と弾性的に湾曲する板バネとを有し、前記板バネの先端部に前記接点部が設けられたプローブと、前記プローブの前記板バネを押圧して前記接点部を前記デバイス側接点に接触させる駆動部と、を備え、前記駆動部が前記接点部を前記デバイス側接点に接触させた状態で、前記プローブが前記接点部を通じてデバイスに前記検査信号を入力する検査装置において、前記駆動部は、所定条件を満たすと、前記デバイス側接点に対する前記接点部の押し込み量、前記デバイス側接点との接触時における前記接点部の変位速度、又は前記プローブに与える押圧力を変化させる制御を行って前記接点部を前記デバイス側接点に接触させる検査装置。

本発明によれば、デバイス側接点に対してプローブが接触と離隔を繰り返しても長期間にわたってプローブの接触抵抗の変動を抑えつつデバイス側接点と充分なコンタクトが得られる。

本発明の一実施形態にかかる検査装置の構成を模式的に示す平面図 図１の検査装置の構成を模式的に示す断面図

以下、本発明の第１実施形態について図面を参照して説明する。

本実施形態では、検査対象のデバイスＤとして半導体レーザを検査する検査装置１０を例として説明する。

図１及び図２に示すように、検査装置１０は、不図示の供給手段によって給排位置Ｐ１に供給されたデバイスＤを検査位置Ｐ２，Ｐ３，Ｐ４，Ｐ５、Ｐ６に順次移動させる搬送装置２０と、各検査位置Ｐ２，Ｐ３，Ｐ４，Ｐ５，Ｐ６に配設されたコンタクト装置３０と、搬送装置２０やコンタクト装置３０を制御する制御部５０を備える。

搬送装置２０は、円形の回転テーブル２１と、回転テーブル２１を回転させるテーブル駆動部２２とを備える。回転テーブル２１の外周部には、周方向に所定間隔をあけて複数（本実施形態では６つ）のデバイスホルダ２３を備え、回転テーブル２１の回転に伴って、複数のデバイスホルダ２３が、給排位置Ｐ１、検査位置Ｐ２，Ｐ３，Ｐ４，Ｐ５、Ｐ６を移動する。

テーブル駆動部２２は、間欠的に回転テーブル２１を所定方向（例えば、反時計回り）に回転させて、回転テーブル２１に設けられたデバイスホルダ２３を回転方向前方に隣接する検査位置に移動させる。

デバイスホルダ２３は、デバイスＤが載置されるステージ２４と、ステージ２４に載置されたデバイスＤの電極とリード線２５を介して電気接続されたデバイス側接点２６とを備える。なお、本実施形態では、１つのステージ２４に複数個（４個）のデバイスＤが載置され、デバイスＤの数に対応して複数個（４個）のデバイス側接点２６が設けられている。

デバイス側接点２６は、銅に金メッキした金属板等の導電性を有する金属板からなり、検査位置Ｐ２，Ｐ３，Ｐ４，Ｐ５、Ｐ６において、コンタクト装置３０に設けられた第１プローブ３１の接点部３１ａと接触して制御部５０と電気接続される（図２参照）。

コンタクト装置３０は、図２に示すように、デバイス側接点２６と接触したり離れたりする第１プローブ３１と、第１プローブ３１の下部を保持するベース部３２、第１プローブ３１を押圧してデバイス側接点２６に接触させる駆動部３３（図１参照）と、デバイスホルダ２３に保持されたデバイスＤの上面に設けられた電極２７に接触する第２プローブ３４とを備える。

第１プローブ３１は、銅に金メッキした金属板等の導電性を有し、弾性的に湾曲可能な板バネからなる。第１プローブ３１は、ベース部３２から上方に延び上端部が折れ曲がった全体として略Ｌ字状をなしており、折り曲がった部分の先端側にデバイス側接点２６と接触する接点部３１ａが形成されている。

本実施形態では、デバイス側接点２６の一方面と他方面のそれぞれに接点部３１ａが対向するように、１つのデバイス側接点２６に対して２つの第１プローブ３１が設けられている。つまり、本実施形態では、１つのデバイスホルダ２３に４個のデバイス側接点２６が設けられているため、１つのコンタクト装置３０に８つの第１プローブ３１が設けられている。

ベース部３２は、第１プローブ３１が駆動部３３から外力を受けていない状態において、第１プローブ３１の接点部３１ａが、デバイス側接点２６と所定間隔をあけて対向するように、第１プローブ３１を保持する。

ベース部３２は、制御部５０に電気接続された電極２７が設けられており、第１プローブ３１を保持すると電極２７が第１プローブ３１に電気接続される。

駆動部３３は、ベース部３２を移動させるエアーシリンダや電動アクチュエータを備える。駆動部３３は、ベース部３２を移動させることで第１プローブ３１の接点部３１ａがデバイス側接点２６に当接するまで第１プローブ３１をデバイス側接点側へ押圧する。接点部３１ａがデバイス側接点２６に当接すると、第１プローブ３１が弾性変形して接点部３１ａをデバイス側接点２６に押し付けるように接触させる。

本実施形態では、１つのデバイスホルダ２３に設けられた４個のデバイス側接点２６のそれぞれに対応させて設けられた８つの第１プローブ３１の接点部３１ａが同期してデバイス側接点２６に近接離隔するように、駆動部３３が８つの第１プローブ３１を押圧する。

駆動部３３は、デバイス側接点２６に対する第１プローブ３１の接点部３１ａの押し込み量Ｑを変更したり、第１プローブ３１の接点部３１ａがデバイス側接点２６に接触するときの接点部３１ａの変位速度Ｒを調整したり、第１プローブ３１に与える押圧力Ｓを調整したりすることができる。

なお、上記押し込み量Ｑを調整する場合、駆動部３３がベース部３２をデバイス側接点側へ移動させる移動量を変更する。上記変位速度Ｒを調整する場合、駆動部３３がベース部３２をデバイス側接点側へ移動させる移動速度を変更する。上記押圧力Ｓを調整する場合、駆動部３３がベース部３２に与える加圧力を変更する。

第２プローブ３４は、不図示の駆動部によって電極２７に接触する位置と電極２７から離れた位置との間を移動可能に設けられている。駆動部３３によって第１プローブ３１の接点部３１ａが移動してデバイス側接点２６に接触すると、不図示の駆動部も第２プローブ３４の先端に設けられた接点部３４ａを電極２７に接触させる。これにより、制御部５０が、第１プローブ３１及び第２プローブ３４を介してデバイスＤと電気接続される。

制御部５０は、コンピュータを備え、予め定められたプログラムに従って、検査装置１０全体の動作を制御する。

具体的には、制御部５０は、不図示の供給手段によって給排位置Ｐ１のデバイスホルダ２３に検査前のデバイスＤを載置する。給排位置Ｐ１のデバイスホルダ２３に検査済みのデバイスＤがあれば、不図示の取り出し手段がこれを取り出した後、検査前のデバイスＤをデバイスホルダ２３に載置する。

給排位置Ｐ１のデバイスホルダ２３にデバイスＤが載置されると、制御部５０は、デバイスホルダ２３が回転方向前方に隣接する検査位置に移動するように回転テーブル２１を所定角度だけ回動させる。

各検査位置Ｐ２，Ｐ３，Ｐ４，Ｐ５，Ｐ６にデバイスホルダ２３とともにデバイスＤが搬送されると、制御部５０は、各検査位置Ｐ２，Ｐ３，Ｐ４，Ｐ５，Ｐ６において、駆動部３３を制御して第１プローブ３１をデバイス側接点側へ押圧し、デバイス側接点２６に第１プローブ３１の接点部３１ａを接触させるとともに、第２プローブ３４も不図示の駆動部によって移動させてデバイスＤの電極２７に接点部３４ａを接触させる。これにより、デバイスホルダ２３に設けられた４個のデバイスＤと制御部５０とが電気接続される。

その際、制御部５０は、駆動部３３によるデバイス側接点２６に対する第１プローブ３１の接点部３１ａの押し込み量Ｑ、接点部３１ａがデバイス側接点２６に接触するときの接点部３１ａの変位速度Ｒ、及び第１プローブ３１に与える押圧力Ｓが、それぞれ所定の初期値となるように駆動部３３を制御する。

デバイスＤと制御部５０が電気接続されると、制御部５０は、電気信号からなる検査信号を発生させ、これを各検査位置Ｐ２，Ｐ３，Ｐ４，Ｐ５，Ｐ６のデバイスホルダ２３に載置されたデバイスＤへ入力することで、複数のデバイスＤの検査を同時に行う。つまり、制御部５０は、検査用の電気信号を発生する検査部として機能する。

制御部５０は、デバイスＤの検査中に第１プローブ３１と第２プローブ３４との間の電気特性やデバイスＤから放出される光を計測し、計測結果をメモリに記憶する。また、制御部５０は、第１プローブ３１がデバイス側接点２６に接触した回数を１つ繰り上げ、これまでに第１プローブ３１がデバイス側接点２６に接触した回数をカウントする。

そして、各検査位置Ｐ２，Ｐ３，Ｐ４，Ｐ５，Ｐ６において検査が終了すると、制御部５０は、第１プローブ３１の接点部３１ａをデバイス側接点２６から離隔し、第２プローブ３４の接点部３４ａをデバイスＤの電極２７から離隔して、デバイスＤと制御部５０との電気接続を解除した後、デバイスホルダ２３が回転方向前方に隣接する検査位置に移動するように回転テーブル２１を所定角度だけ回動させる。

デバイスＤが回転方向前方に隣接する検査位置に搬送されると、制御部５０は、上記したように、各検査位置Ｐ２，Ｐ３，Ｐ４，Ｐ５，Ｐ６においてデバイスＤと制御部５０とを電気接続してデバイスＤの検査を行い、計測結果をメモリに記憶するとともに第１プローブ３１がデバイス側接点２６に接触した回数を１つ繰り上げ、デバイスＤの検査が終了すると、デバイスＤと制御部５０との電気接続を解除した後、デバイスＤを回転方向前方に隣接する検査位置へ搬送する。

検査装置１０は、上記したような、デバイスＤの搬送と、デバイスＤと制御部５０との電気接続と、デバイスＤの検査と、デバイスＤと制御部５０との電気接続の解除とを繰り返すことで、給排位置Ｐ１から各検査位置Ｐ２，Ｐ３，Ｐ４，Ｐ５、Ｐ６にデバイスＤを順次搬送し、各検査位置Ｐ２，Ｐ３，Ｐ４，Ｐ５、Ｐ６において所望の特性を検査する。全ての検査位置において特性の検査が終了したデバイスＤは、給排位置Ｐ１へ搬送され不図示の取り出し装置によって取り出され、その後、検査前のデバイスＤが給排位置Ｐ１のデバイスホルダ２３に載置される。

検査装置１０は、上記のような制御を繰り返し行うことで複数のデバイスＤを検査するが、その中で所定条件を満たすと、制御部５０は、デバイス側接点２６に第１プローブ３１の接点部３１ａを接触させる際に設定する押し込み量Ｑ、変位速度Ｒ及び押圧力Ｓの少なくとも１つを変更する制御（以下、この制御を第１制御ということもある）を行う。

ここでの所定条件とは、例えば、これまでに第１プローブ３１がデバイス側接点２６に接触した回数が所定回数に達したことである。制御部５０は、デバイス側接点２６毎に第１プローブ３１との接触回数を記憶し、所定回数に達したデバイス側接点２６に接触する第１プローブ３１について押し込み量Ｑ、変位速度Ｒ及び押圧力Ｓの少なくとも１つを変更して第１制御を行う。

そして、制御部５０は、押し込み量Ｑ、変位速度Ｒ及び押圧力Ｓの少なくとも１つを変更すると、第１プローブ３１がデバイス側接点２６に接触した回数を０回にリセットした後、再び、デバイスＤの搬送と、押し込み量Ｑ、変位速度Ｒ及び押圧力Ｓの少なくとも１つを変更した条件によるデバイスＤと制御部５０との電気接続と、デバイスＤの検査と、デバイスＤと制御部５０との電気接続の解除とを繰り返し行い多数のデバイスＤを検査する。

そして、制御部５０は、多数のデバイスＤを検査する中で所定条件を満たす毎に第１制御を行ってからデバイスＤの検査を行う。なお、押し込み量Ｑ、変位速度Ｒ及び押圧力Ｓを変更する場合、例えば、変更前より押し込み量Ｑ、変位速度Ｒ及び押圧力Ｓが大きくなるように変化させる。

上記したような本実施形態の検査装置１０では、制御部５０が駆動部３３を制御して押し込み量Ｑ、変位速度Ｒ及び押圧力Ｓを変更する第１制御を行うことで、第１プローブ３１の接点部３１ａとデバイス側接点２６との接触の態様を変化させることができる。そのため、検査装置１０では、第１プローブ３１やデバイス側接点２６の位置を変更することなく、繰り返し第１プローブ３１が接触することによるデバイス側接点２６の摩耗による接触不良を抑え、長期間にわたって安定して検査することができ、第１プローブ３１やデバイス側接点２６の交換周期を長くすることができる。

また、検査装置１０では、第１プローブ３１が弾性的に湾曲可能な板バネで構成されているため、制御部５０が、第１プローブ３１の接点部３１ａをデバイス側接点２６に接触させる際の押し込み量Ｑや変位速度Ｒや押圧力Ｓの変更によって、第１プローブ３１の接点部３１ａとデバイス側接点２６との接触の態様を変化しやすくなり、長期間にわたって安定して検査することができる。

また、検査装置１０では、制御部５０が、デバイス側接点２６毎に第１プローブ３１との接触回数を記憶し、所定回数に到達したデバイス側接点２６に接触する第１プローブ３１のみについて第１制御を行う。つまり、検査装置１０は、所定条件を満たしたデバイス側接点２６に接触する第１プローブ３１のみについて第１制御を行うため、１プローブ３１やデバイス側接点２６の交換周期を長くすることができる。

以上、本発明の実施形態を説明したが、これらの実施形態は例として提示したものであり、発明の範囲を限定することを意図していない。これらの実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の趣旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これらの実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると同様に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれるものである。以下に変更例を列挙する。

（変更例１）
次に上記した実施形態の変更例１について説明する。上記した実施形態では、制御部５０が、デバイス側接点２６に第１プローブ３１の接点部３１ａを接触させる際に設定する押し込み量Ｑ、変位速度Ｒ及び押圧力Ｓの少なくとも１つを変更する所定条件を、これまでに第１プローブ３１がデバイス側接点２６に接触した回数が所定回数に達したこととしたが、デバイス側接点２６と第１プローブ３１の接点部３１ａとの接触抵抗値に基づいて押し込み量Ｑ、変位速度Ｒ及び押圧力Ｓの少なくとも１つを変更してもよい。

具体的には、制御部５０は、デバイスＤと制御部５０とを繋ぐ回路の電気抵抗値を計測することで、デバイス側接点２６と第１プローブ３１の接点部３１ａとの接触抵抗値を含むデバイスＤと制御部５０との間の合成抵抗値を計測する。

そして、計測した合成抵抗値が所定値以上となると、制御部５０は、デバイス側接点２６と第１プローブ３１の接点部３１ａとの接触抵抗値が所定のしきい値以上となり所定条件を満たしたとして、押し込み量Ｑ、変位速度Ｒ及び押圧力Ｓの少なくとも１つを変更する第１制御を行う。

本変更例１では、デバイス側接点２６と第１プローブ３１の接点部３１ａとの接触抵抗値に基づいて、第１制御を行うため、接触不良が発生したときに第１プローブ３１の接点部３１ａとデバイス側接点２６との接触の態様を変化させることができる。そのため、不必要なタイミングで第１プローブ３１の接点部３１ａとデバイス側接点２６との接触の態様を変化させることがなくなり、第１プローブ３１やデバイス側接点２６の交換周期を長くすることができる。

（変更例２）
次に上記した実施形態の変更例２について説明する。上記した実施形態では、所定条件を満たしたデバイス側接点２６に接触する第１プローブ３１のみについて、押し込み量Ｑ、変位速度Ｒ及び押圧力Ｓの少なくとも１つを変更する第１制御を行ったが、１以上のデバイス側接点２６において所定条件を満たすと、検査装置１０にある全てのデバイス側接点２６に接触する第１プローブ３１について第１制御を行ってもよい。本変更例２では、未だ所定条件を満たしていないが接触不良の発生しやすいデバイス側接点２６について未然にこれを防ぐことができる。

（変更例３）
次に上記した実施形態の変更例３について説明する。第１制御を複数回実行すると、第１制御を行ってもデバイス側接点２６と第１プローブ３１の接点部３１ａと接触不良を改善できないこともある。そこで、デバイス側接点２６において接点部３１ａが接触する面に平行な方向へ第１プローブ３１の接点部３１ａの位置を変更する位置変更部を設け、第１制御を所定回数実行すると、制御部５０は、位置変更部によってデバイス側接点２６に対する第１プローブ３１の接点部３１ａの位置を変更し、第１プローブ３１の接点部３１ａの押し込み量Ｑ、接点部３１ａがデバイス側接点２６に接触するときの接点部３１ａの変位速度Ｒ、及び第１プローブ３１に与える押圧力Ｓをそれぞれ所定の初期値とリセットした後、再び、変更後の位置においてデバイスＤの検査を行ってもよい。

本変更例３では、上記した実施形態と同様、所定条件を満たすと第１プローブ３１やデバイス側接点２６の位置を変更することなく、第１制御を行うことでデバイス側接点２６と第１プローブ３１の接点部３１ａと接触不良を抑えることができる。加えて、本変更例３では、第１制御を複数回実行すると、位置変更部によって第１プローブ３１の接点部３１ａがデバイス側接点２６に接触する位置を変更するため、デバイス側接点の摩耗の影響を受けることなく、良好な電気的な接続が得られる。

（変更例４）
次に上記した実施形態の変更例４について説明する。上記した実施形態では、多数のデバイスＤを検査する中で所定条件を満たす毎に、制御部５０が、変更前より押し込み量Ｑ、変位速度Ｒ及び押圧力Ｓが大きくなるように変化させる場合について説明したが、所定条件を満たす毎に変更前より押し込み量Ｑ、変位速度Ｒ及び押圧力Ｓが小さくなるように変化させたり、順番に予め設定された複数種類の値になるように周期的に変化させたり、ランダムに設定値を変化させてもよい。

１０…検査装置、２０…搬送装置、２１…回転テーブル、２２…テーブル駆動部、２３…デバイスホルダ、２４…ステージ、２５…リード線、２６…デバイス側接点、２７…電極、３０…コンタクト装置、３１…第１プローブ、３１ａ…接点部、３２…ベース部、３３…駆動部、３４…第２プローブ、３４ａ…接点部、５０…制御部

Claims (7)

1. 電気信号である検査信号を発生させる検査部と、
   検査対象のデバイスと電気的に繋がるデバイス側接点と、
   前記デバイス側接点から離隔する接点部と弾性的に湾曲する板バネとを有し、前記板バネの先端部に前記接点部が設けられたプローブと、
   前記プローブの前記板バネを押圧して前記接点部を前記デバイス側接点に接触させる駆動部と、を備え、
   前記駆動部が前記接点部を前記デバイス側接点に接触させた状態で、前記プローブが前記接点部を通じてデバイスに前記検査信号を入力する検査装置において、
   前記駆動部は、所定条件を満たすと、前記デバイス側接点に対する前記接点部の押し込み量、前記デバイス側接点との接触時における前記接点部の変位速度、又は前記プローブに与える押圧力を変化させる制御を行って前記接点部を前記デバイス側接点に接触させる検査装置。
2. 電気信号である検査信号を発生させる検査部と、
   複数のデバイスに対応付けて設けられ検査対象のデバイスと電気的に繋がるデバイス側接点と、
   前記デバイス側接点から離隔する接点部を有する複数のプローブと、
   前記プローブを押圧して前記接点部を前記デバイス側接点に接触させる複数の駆動部と、を備え、
   前記駆動部が前記接点部を前記デバイス側接点に接触させた状態で、複数の前記プローブが前記接点部を通じて複数のデバイスに前記検査信号を入力して複数のデバイスを同時に検査する検査装置において、
   １のデバイスの検査において所定条件を満たすと、全ての前記駆動部は、前記デバイス側接点に対する前記接点部の押し込み量、前記デバイス側接点との接触時における前記接点部の変位速度、又は前記プローブに与える押圧力を変化させる制御を行って前記接点部を前記デバイス側接点に接触させる検査装置。
3. 電気信号である検査信号を発生させる検査部と、
   検査対象のデバイスと電気的に繋がるデバイス側接点と、
   前記デバイス側接点から離隔する接点部を有するプローブと、
   前記プローブを押圧して前記接点部を前記デバイス側接点に接触させる駆動部と、
   前記デバイス側接点に対する前記プローブの位置を変更する位置変更部と、
   を備え、
   前記駆動部が前記接点部を前記デバイス側接点に接触させた状態で、前記プローブが前記接点部を通じてデバイスに前記検査信号を入力する検査装置において、
   前記駆動部は、所定条件を満たすと、前記デバイス側接点に対する前記接点部の押し込み量、前記デバイス側接点との接触時における前記接点部の変位速度、又は前記プローブに与える押圧力を変化させる制御を行って前記接点部を前記デバイス側接点に接触させる検査装置であって、
   前記駆動部が前記制御を行った後、更に所定条件を満たすと前記駆動部は前記制御を行い、
   前記制御を所定回数実行すると、前記位置変更部が、前記デバイス側接点において前記接点部が接触する面に平行な方向へ前記プローブの前記接点部の位置を変更して、前記デバイス側接点に対する前記プローブの位置を変更する検査装置。
4. 前記所定条件は、前記接点部を前記デバイス側接点に接触させた回数が所定回数以上となることである請求項１～３のいずれか１項に記載の検査装置。
5. 前記接点部と前記デバイス側接点との接触抵抗を検出する検出部を備え、
   前記所定条件は、前記検出部が検出する接触抵抗が所定しきい値以上となることである請求項１～３のいずれか１項に記載の検査装置。
6. 複数のデバイスに対応付けて設けられた前記デバイス側接点、前記プローブ及び前記駆動部をそれぞれ複数備え、複数のデバイスを同時に検査する検査装置であって、
   １のデバイスの検査において前記所定条件を満たすと、当該デバイスに対応する前記駆動部は前記制御を行う請求項１又は３に記載の検査装置。
7. 前記制御は、前記デバイス側接点に対する前記接点部の押し込み量、前記デバイス側接点との接触時における前記接点部の変位速度、又は前記プローブに与える押圧力が、大きくなるように変化させる請求項１～６のいずれか１項に記載の検査装置。

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