JPH05166893A

JPH05166893A - プローブカード検査装置

Info

Publication number: JPH05166893A
Application number: JP3333051A
Authority: JP
Inventors: Mamoru Kato; 守加藤; Osamu Takeuchi; 修竹内; Masayuki Fujii; 昌幸藤井; Atsuhiro Kakimoto; 篤宏柿本; Tsutomu Hashimoto; 力橋本; Sadachika Ota; 禎親太田
Original assignee: TOKYO KASOODE KENKYUSHO KK; Tokyo Cathode Laboratory Co Ltd
Current assignee: TOKYO KASOODE KENKYUSHO KK; Tokyo Cathode Laboratory Co Ltd
Priority date: 1991-12-17
Filing date: 1991-12-17
Publication date: 1993-07-02
Anticipated expiration: 2011-05-29
Also published as: JP2502231B2

Abstract

(57)【要約】（修正有）【目的】プローブカード測定針の高さや接触抵抗の測
定及び針先座標パターンの観察を迅速正確に行い、さら
に測定針先の研磨を容易にできるプローブカード検査装
置を提供する。【構成】検査装置基台３０に上下可動に昇降ユニット
３１を支持し、これに複合検査基板３２を固定する。こ
の複合基板は昇降ユニット内で摺動自在な導体の電極平
板３２ａと透明硝子平板３２ｂと針先研磨平板３２ｃが
同一平面に並設され、検査位置２００に対して何れかの
平板を対向配置させ得る。プローブカード３６はカード
ホルダにより複合検査基板３２の上方に位置決めされ、
このカード測定針３７と電極平板３２ａは試験器に接続
される。昇降ユニットに光顕３８とＣＣＤカメラからな
る針先観察装置が二次元移動自在に設けられ、透明硝子
平板を通して測定針先を画像認識する。また針先研磨平
板３２ｃを測定針に数回押し当てるだけで、容易に針先
研磨が可能である。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はプローブカード検査装
置、特にプローブカードに設けられている複数の導電測
定針の先端部高さばらつき、対向電極に対する接触抵抗
及び針先座標を高精度で迅速に検査するとともに測定針
の針先研磨も可能なように改良されたプローブカード検
査装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】ウェハー上に多数個形成された半導体Ｉ
Ｃの電気的な特性試験を行うために、プローバテスタシ
ステムが用いられており、各半導体ＩＣの電極パターン
に応じて配置された複数の導電体測定針を有するプロー
ブカードはブローバに装着される。このプローブカード
は通常、エポキシ樹脂等の基板にタングステン等の複数
の導電体測定針が植立固定された構造から成り、この測
定針先端を被測定物である半導体ＩＣの各電極パッドに
接触させて所望の電気的試験が行われる。このような測
定針はその先端部が通常Ｌ字型のフック形状に曲げられ
ており、各測定針が半導体ＩＣチップの電極である例え
ばボンディングパッドに接触され、テスタによりＩＣの
電気的検査が行われる。

【０００３】従って、このようなプローブカードの測定
針先端は測定されるＩＣチップの電極パターンと正確に
対応したパターンで配置されなければならず、またその
高さ精度も厳しく管理されなければならない。同様に、
各ボンディングパッドと良好な電気的導通を確保するた
めに、その先端の接触抵抗も正しく管理されなければな
らない。

【０００４】以上のように、プローブカードの測定針を
正しく位置決めし、また長時間の使用中に生じる測定針
の変形等を補修するためにプローブカード検査装置が実
用化されている。

【０００５】従来、前記プローブカードの針先を測定す
る装置として、特開平３−８９１０２号公報に示される
ように、プローバテスタシステムの一部に光学レンズを
もった測定光学系とＣＣＤカメラを備え、これによって
ウェハ測定中のアライメント時にプローブカードの針先
位置を測定する装置が提案されている。

【０００６】しかしながら、このような測定装置では針
先の概略的な位置を知るのみであり、高さばらつきある
いは接触抵抗を測定することはできないという問題があ
り、更に、針先座標も測定針が浮いた状態で測定するの
で、実際のウェハのボンディングパッドに接触したとき
の針先パターンが検査できないという問題があった。

【０００７】図１１には従来におけるプローブカード検
査装置の概略構造が示されており、この装置によればプ
ローブカードの測定針の高さ及び接触抵抗が検査可能で
ある。

【０００８】図１１において基台１０には昇降ユニット
１１が上下動自在に支持されており、この昇降ユニット
１１の上端に電極平板１２が固定されている。そして、
この電極平板１２の上には前記電極平板１２と平行にプ
ローブカード１３が固定保持される。実際上、このプロ
ーブカード１３は図示していないホルダに固定され、任
意のプローブカード１３が着脱可能に前記電極平板１２
に対向して位置決めされる。前記電極平板１２とプロー
ブカード１３の各測定針１４群との間には、テスタ１５
が接続され、測定針１４と電極平板１２とが接触した状
態での接触状態及び接触抵抗が精密に測定される。

【０００９】このような従来装置においては、プローブ
カード１３が所定位置に固定されたのち、電極平板１２
が昇降ユニット１１によってプローブカード１３側に移
動し、最初に測定針１４が電極平板１２と接触する位置
を記録する。そして、昇降ユニット１１は更に電極平板
１２を順次上方向へ移動させ、各測定針１４との接触位
置を記録することによって、各測定針１４の高さばらつ
きを検査することができる。同時に、このときの各測定
針１４と電極平板１２との接触抵抗も検査可能である。

【００１０】しかしながら、このような従来装置におい
ては、測定針の針先高さ及び接触抵抗は検査可能である
ものの、各測定針１４の針先座標測定ができないという
問題があった。

【００１１】一方、従来の他の検査装置として、図１２
には測定針の針先座標を観察可能な従来装置が示されて
いる。この従来装置において、基台１６に設けられた上
下方向へ移動可能な昇降ユニット１７にはプローブカー
ドホルダ１８が固定されており、このプローブカードホ
ルダ１８に測定されるプローブカード１９が位置決め固
定される。一方、前記基台１６には透明ガラス平板２０
が固定されており、この透明ガラス平板２０の下面には
ＩＴＯ等の透明導電膜が蒸着等によって成膜されてい
る。この透明ガラス平板２０の上部には顕微鏡２１及び
カメラ２２を含む観察装置が設けられている。

【００１２】従って、この従来装置によれば、前記プロ
ーブカードホルダ１８と導電膜を持った透明ガラス平板
２０との間に設けられている図示していない接触検知器
によってプローブカード１９の測定針２３と導電膜との
接触を検知して測定針２３をガラス平板２０に押し当て
た状態で測定針２３の座標を上部から観察装置によって
観察し、測定針の座標及びパターン形状を検査すること
ができる。

【００１３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前述し
た各従来装置では、単一の検査装置によって測定針の高
さ、接触抵抗及び座標パターンを検査することができな
かった。更に、前述した透明導電膜をもったガラス板で
は、形状パターン検査時にはプローブカード１９の測定
針２３を導電薄膜に加圧接触させなければならず、この
ときの測定針と導電膜との摩擦によって導電膜は極めて
短時間に損耗してしまい、接触検知の高さ、位置が定ま
らないという問題があった。この結果、前述した従来装
置では正確な測定が不可能であり、導電膜をもったガラ
ス平板を短い周期で交換しなければならないという保守
の必要性が存していた。

【００１４】更に、観察装置による測定針２３の座標パ
ターンも前記透明導電膜を通した光学像によって行わな
ければならず、ＩＴＯ等の導電薄膜は光透過性に優れて
はいるものの、通常のガラス板に比較してその透過度が
低いために、光学像にぼやけ歪が生じ、座標パターンの
測定も正確に行うことができないという問題があった。

【００１５】また、従来装置では、基台に固定されたガ
ラス平板の上部に観察装置を配置するために装置が大型
化し、更に、プローブカードをこのガラス平板の下部に
位置決めするので、プローブカードの交換作業が面倒で
あり、同時にプローブカードの測定針を修正する場合に
も検査装置からプローブカードをその都度取り外さなけ
ればならないという面倒さがあり、迅速な検査に適さな
いという問題があった。

【００１６】また、プローブカードの測定針はその先端
が汚染あるいは腐蝕されることによって測定針自体の接
触抵抗が増加してまうという問題があり、これを時々研
磨する必要がある。従来においては、このような研磨は
手作業により行われ、プローブカードのメンテナンスの
重要なかつ面倒な作業となっていた。

【００１７】本発明は上記従来の課題に鑑みなされたも
のであり、その目的は、単一の検査装置によって測定針
の高さ、接触抵抗の測定及び針先座標パターンの観察を
行うことができ、更に測定針の研磨も容易に行い得る改
良されたプローブカード検査装置を提供することにあ
る。

【００１８】また、本発明は小型軽量でかつ操作性に優
れたプローブカード検査装置を提供することにある。

【００１９】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明によれば、プローブカードの測定針が押し当
てられる検査基板は導体からなる電極平板と透明ガラス
平板と針先研磨平板とが同一平面に並設された複合検査
基板にて構成され、この複合検査基板は基台に上下動可
能に支持された昇降ユニットに配置されている。

【００２０】そして、本発明は、被測定物であるプロー
ブカードを着脱自在に保持し基台に支持されたプローブ
カードホルダを検査装置の上側に配置し、測定時にはプ
ローブカードの測定針を下向きに位置決めして測定を行
い、これによって検査作業を容易にし、更に検査時にお
ける測定針の補修を容易に行える特徴を有する。

【００２１】そして、前記プローブカードの測定針及び
前記電極平板と電気的に接続され、測定針と電極平板間
の接触抵抗を測定するために、テスタが設けられ、更に
前記昇降ユニットに水平方向に移動自在に設けられ、前
記透明ガラス平板を通してプローブカードの測定針が観
察可能な針先観察装置を含む。

【００２２】

【作用】従って、本発明によれば、測定針の高さばらつ
き及び接触抵抗の測定は、検査位置に位置決めされたプ
ローブカードに対して電極平板を対向させ、測定針を電
極平板に押し付けながらテスタを用いて各測定針の高さ
及び接触抵抗を測定することにより行われる。

【００２３】一方、針先座標パターンの測定時には、検
査位置に対して前記電極平板の代わりに透明ガラス平板
が対向するように複合検査基板をスライドさせ、この状
態で透明ガラス平板を通して針先観察装置がガラス平板
に押し当てられた状態の針先を観察する。従って、これ
らの両測定を単一の検査装置を用いて順次連続的に測定
することができる利点がある。

【００２４】更に、本発明によれば、プローブカードの
測定針に対して針先研磨平板を押し当て、測定針の針先
を容易に研磨することができる。

【００２５】

【実施例】以下、図面に基づいて本発明の好適な実施例
を説明する。

【００２６】図１には本発明に係るプローブカード検査
装置の好適な実施例がその内部の主要な機構を示した状
態として表わされ、またその方向から見た側面が図２
に示されている。

【００２７】検査装置基台３０上には昇降ユニット３１
が設けられており、後述するように本発明において特徴
的な複合検査基板を被測定対象であるプローブカードに
対してＺ方向に上下移動させ、またこの昇降ユニット３
１には針先観察装置を水平方向に移動するための移動機
構が収納されている。

【００２８】図から明らかなように、前記昇降ユニット
３１の上面には複合検査基板３２がスライド自在に載置
されており、このスライド機構は後に詳述するが、本発
明において、この複合検査基板３２は電極平板３２ａと
透明ガラス平板３２ｂ、そして針先研磨平板３２ｃが同
一平面に並設された構造を有する。前記電極平板３２ａ
は導体に金メッキを施した低抵抗の導体板からなり、一
方透明ガラス平板３２ｂは鉛ガラス等の光透過率の優れ
たガラス板からなり、更に針先研磨平板３２ｃは表面が
粗いセラミックからなる。

【００２９】本発明において、後述する検査手順から明
らかなように、両平板３２ａ，３２ｂはスライドされた
状態で同一の高さとならなければならず、このために、
両平板３２ａ，３２ｂの上面高さは精密に調整された状
態で固定されている。

【００３０】前記検査装置基台３０にはプローブカード
ホルダ３５が支持されており、このプローブカードホル
ダ３５に被測定対象であるプローブカード３６が着脱自
在に装着される。実施例において、このプローブカード
ホルダ３５は検査装置基台３０に固定された回転軸を中
心として反転回動可能であり、これによって、検査位置
２００においてはプローブカード３６はその測定針３７
が前記複合検査基板３２側に向かった下向きとなる。一
方プローブカードホルダ３５を反転させた時にはプロー
ブカード３６の測定針３７は上方に露出し、例えば、検
査中に測定針３７を位置修正することが可能となる。

【００３１】図１、２には詳細に図示されていないが、
前記各測定針３７と前記電極平板３２ａとは測定針３７
と電極平板３２ａ間の接触抵抗を測定するテスタに電気
的に接続されている。

【００３２】本発明において、前記昇降ユニット３１内
にはプローブカード３６の測定針３７を観察するための
針先観察装置が搭載されており、昇降ユニット３１によ
って前記複合検査基板３２と共にＺ方向すなわち上下方
向に移動することができる。この針先観察装置は実施例
において光学顕微鏡３８とＣＣＤカメラ３９を含み、検
査位置２００において前記透明ガラス平板３２ｂを通し
て所望の測定針３７の先端を画像認識することができ
る。

【００３３】前記昇降ユニット３１はＺステージ４０を
含み、後述するＺ方向移動機構によって図のＺ方向に上
下動することができ、前記複合検査基板３２はこのＺス
テージ４０と共に移動し、検査位置２００に臨んで位置
決めされる電極平板３２ａまた透明ガラス平板３２ｂそ
して針先研磨平板３２ｃのいずれかをプローブカード３
６の測定針３７に向かって押し当てることが出来る。ま
た、昇降ユニット３１内にはＸステージ４１とＹステー
ジ４２とが設けられており、それぞれＺステージ４０に
対して前記光学顕微鏡３８及びＣＣＤカメラ３９をＸ及
びＹ方向に移動して所望の平面座標位置をとることが可
能である。

【００３４】以上のようにして、前記昇降ユニット３１
はその内部に針先観察装置を担持しながら複合検査基板
３２をＺ方向に上下動することができ、複合検査基板３
２をプローブカード３６の測定針３７に押し当て、ある
いはこの測定針３７から退避させることができ、更に測
定針３７との接触量を順次変えながら各測定針３７の高
さ測定を行うことが可能となる。従って、電極平板３２
ａを測定針３７に押し当て移動すれば、針先の高さ測定
及び接触抵抗を測定することができ、一方透明ガラス平
板３２ｂを測定針３７に所定量押し当てた状態では観察
装置により針先座標パターンを観察することができる。
この針先座標パターン観察時には、昇降ユニット３１に
担持された光学顕微鏡３８をＸＹステージ４１，４２に
よって所定位置に移動させ、複数の測定針３７を順次追
従観察することが可能となる。

【００３５】更に、針先研磨平板３２ｃを測定針３７に
押し当て数回上下方向に移動させれば、測定針３７の先
端を針先研磨平板３２ｃにて研磨することが可能とな
る。

【００３６】図３には、本実施例の全体的な外観図が示
されており、前述した図１、図２の機構部は本体カバー
４３内に収納されている。そして、前記プローブカード
ホルダ３５は軸４４を中心として矢印Ｃで示されるよう
に、１８０°反転移動可能であり、図３の実線で示され
るプローブカードホルダ位置においては図１、図２の如
く測定を行うようにプローブカード３６の測定針３７が
複合検査基板３２側に下向きに保持され、一方、鎖線で
示される位置まで反転すると、プローブカード３６の測
定針３７は上方に向けて開いた状態となり、この状態で
各測定針３７の位置補修等を極めて容易に行うことが可
能となる。

【００３７】図３において、前記本体カバー４３にはパ
ソコン４５が内蔵されており、所定のデータ処理が行わ
れ、詳細には図示していないが周知のテスタによって各
測定針３７と電極平板３２ａとの間の接触抵抗が４端子
法により測定され、この測定結果が前記パソコン４５に
よってデータ処理される。

【００３８】本実施例における検査装置には、更にモニ
タ４６及びパソコンディスプレイ４７が載置されてお
り、モニタ４６によって前記観察装置から出力された画
像情報が画像処理装置によって処理された後に表示され
る。一方、パソコンディスプレイ４７は、前記パソコン
４５によってデータ処理された出力が表示される。これ
らの各データ処理出力は必要に応じてプリンタ４８によ
り印字出力可能である。以上のようにして、本実施例に
よれば、被測定対象となるプローブカード３６をプロー
ブカードホルダ３５に装着し、複合検査基板３２をスラ
イドさせて電極平板３２ａまたは透明ガラス平板３２ｂ
のいずれかを用いて測定針３７の高さ測定、接触抵抗測
定及び針先座標パターン測定を順次連続的に行うことが
可能となる。これらの一連の測定手順は、コントロール
パネル４９からの指示により、自動または手動指令にて
行われ、実施例においては前記複合検査基板３２のスラ
イド移動は空圧駆動により行われ、一方昇降ユニット３
１のＺ方向上下移動そしてＸＹステージ４１，４２の水
平移動はパルスモータ駆動により行われている。前記コ
ントロールパネル４９は実施例においてジョイスティッ
クを含み、そして前記ＸＹステージ４１，４２の手動移
動を任意時期に行うことが可能である。

【００３９】以下に、前記昇降ユニット３１、複合検査
基板３２の更に詳細な構造及びプローブカードホルダ３
５の好適な実施例を詳細に説明する。

【００４０】図４には本実施例における昇降ユニット３
１のＺ方向移動機構が示されている。基台３０には２枚
のＺ受板５０，５１が直立固定されており、このＺ受板
５０，５１にはＺスライド板５２，５３が上下方向に移
動自在に案内されており、前記Ｚステージ４０に前記Ｚ
スライド板５２，５３をしっかりと固定することによ
り、基台３０にはＺステージ４０が上下方向に移動自在
に支持されることが理解される。

【００４１】前述した説明から明らかなように、このＺ
ステージには支柱５４，５５が固定されており、前記複
合検査基板３２がこの支柱５４，５５を介して支持さ
れ、更に前述した光学顕微鏡３８とＣＣＤカメラ３９を
含む観察装置がＸＹステージ４１，４２とともに載置さ
れ、これらの装置の重量を受けて上下方向にＺステージ
４０をスムーズに移動させるため、基台３０とＺステー
ジ４０との間には詳細には図示していないが圧縮スプリ
ングを含む与圧機構が設けられている。

【００４２】前記Ｚステージ４０を上下方向に駆動する
ために、前記基台３０にはＺパルスモータ５６が固定さ
れており、そのモータ軸に固定されたプーリ５７とＺド
ライブネジ５８の下端に固定されたプーリ５９との間に
は駆動ベルト６０が掛けられ、前記Ｚパルスモータ５６
の回転によってＺドライブネジ５８を回転駆動可能とし
ている。このＺドライブネジ５８は基台３０に軸受６１
にて回転自在に支持されており、一方、前記Ｚステージ
４０にはＺナット６２が固定され、前記Ｚドライブネジ
５８をＺナット６２にネジ結合することによりＺドライ
ブネジ５８の回転にてＺステージ４０を任意高さに上下
動することができる。

【００４３】従って、この実施例によれば図４に示した
Ｚ駆動装置によって、複合検査基板３２をプローブカー
ド３６の測定針３７に向けて押し上げ、このときのＺ方
向高さを前記Ｚパルスモータ５６の駆動パルスによって
知ることができ、実施例においてパルスモータ５６の１
送りパルスがＺ方向の１μｍに相当するように設定され
ている。従って、この昇降ユニット３１によれば１μｍ
の精度で複合検査基板３２と測定針３７との接触高さを
測定することが可能となる。また、前記Ｚパルスモータ
５６を高速移動させることにより、複合検査基板３２を
プローブカード３６の測定針３７から迅速に退避させ、
あるいは所定の位置まで高速移動させることが可能であ
る。

【００４４】図５には本実施例における針先観察装置の
ＸＹ駆動機構が示されており、Ｘステージ４１のＸ受板
６３が前述した図４のＺステージ４０上に固定されてお
り、このＸ受板６３にはＸスライド板６４がＸ方向に摺
動自在に支持されている。

【００４５】前記Ｘ受板６３にはＸパルスモータ６５が
固定されており、その主軸に固定された図示しないＸド
ライブネジには前記Ｘスライド板６４に固定されたＸナ
ットがネジ結合しており、この結果Ｘパルスモータ６５
の回転によってＸスライド板６４を任意位置に移動させ
ることが可能となる。実施例において、Ｘ方向の移動は
Ｘパルスモータ６５に印加されるパルス数により知るこ
とができるが、更にこの実施例では、Ｘスライド板６４
に固定されたリニアエンコーダ６６によって正確なＸ方
向位置を検出することができる。

【００４６】同様に、前記Ｘスライド板６４にはＹステ
ージ４２のＹ受板６７が固定されており、このＹ受板６
７にＹスライド板６８がＹ方向にスライド自在に支持さ
れている。そして、Ｙ受板６７に固定されたＹパルスモ
ータ６９を回転させることにより、そのＹドライブネジ
７０が前記Ｙスライド板６８に固定されているＹナット
７１とネジ結合し、Ｙスライド板６８をＹ方向の所定位
置に移動可能である。前記Ｘステージ４１と同様にＹス
テージ４２にも前記Ｙスライド板６８にリニアエンコー
ダ７３が固定されており、Ｙ方向の位置を正確に検出可
能である。

【００４７】前記Ｙスライド板６８には図１、図２で示
したように、光学顕微鏡３８及びＣＣＤカメラ３９が固
定され、これによって光学顕微鏡３８の観察位置をプロ
ーブカード３６の各測定針３７の針先に合わせることが
可能であり、自動測定においては複数の測定針３７の各
針先位置に光学顕微鏡３８を連続的に移動させながら、
このときの針先先端形状を前記モニタ４６及びパソコン
ディスプレイ４７によって表示させることができる。

【００４８】本発明において特徴的なことは、電極平板
３２ａと透明ガラス平板３２ｂそして針先研磨平板３２
ｃをもった複合検査基板３２を検査位置２００及び退避
位置のいずれかにスライドさせ、電極平板３２ａによっ
て測定針３７の高さ及び接触抵抗測定を行い、一方、透
明ガラス平板３２ｂによって測定針３７の針先座標パタ
ーンを測定し、更に針先研磨平板３２ｃにより測定針３
７の先端を研磨できることにある。図６には、この複合
検査基板３２のスライド機構の好適な実施例が示されて
いる。

【００４９】前記Ｚステージ４０に設けられた支柱５
４，５５にはスライダ受板７４が固定されており、この
スライダ受板７４に設けられたスライドガイド７５上に
複合検査基板３２が装着されるスライドプレート７６が
スライド自在に支持されている。このために、スライド
プレート７６には前記スライドガイド７５の上を摺動す
るガイド駒７７，７８が設けられている。実施例におい
て、スライドプレート７６をＳで示されるストローク分
移動するために、空圧アクチュエータ７９が設けられて
おり、この空圧アクチュエータ７９はシリンダ８０とピ
ストンロッド８１を含み、シリンダ８０がスライド受板
７４に固定され、一方、前記ピストンロッド８１は前記
スライドプレート７６に固定されたブラケット８２に固
定されている。従って、空圧アクチュエータの作動によ
り、複合検査基板３２を担持したスライドプレート７６
を図示したストロークＳだけ左右に迅速に移動すること
ができ、これによって電極平板３２ａまたは透明ガラス
平板３２ｂまたは針先研磨平板３２ｃのいずれかを検査
位置２００に臨ませることが可能となる。

【００５０】図７には本実施例におけるプローブカード
ホルダの好適な実施例が詳細に示されている。

【００５１】本発明において、複合検査基板３２及び針
先観察装置は昇降ユニット３１内に装着されており、こ
の結果、被測定対象であるプローブカード３６はその測
定針３７を複合検査基板３２の上面に対向するように検
査位置２００で位置決めされなければならない。

【００５２】従って、本発明においてはプローブカード
３６はその測定針３７が下向きとなるように装着され、
本実施例はこのためにプローブカードホルダ３５はホル
ダ枠８３を有し、このホルダ枠８３にマザーボード８４
がクランプ８５，８６によって位置決め固定され、この
マザーボード８４にプローブカード３６が装着され、測
定針３７をその測定位置において下向きに配置する。

【００５３】前記ホルダ枠８３は基台３０に設けられた
回転軸８７にその一端が回動自在に軸支されており、こ
の回転軸８７を中心として反転動作可能である。従っ
て、図７の実線のようにホルダ枠８３を位置決めする
と、プローブカード３６は検査位置に自動的に位置決め
され、また鎖線の状態でプローブカード３６が反転し、
測定針３７を上方に露出して検査中の測定針の補修その
他を容易に行うことが可能になる。図７の実線で示した
検査位置において、ホルダ枠８３はロック８８によって
しっかりと位置決めされ、実施例におけるロック８８は
図示していない空圧ポンプからの保持力によってホルダ
枠８３の検査中の保持を行う。

【００５４】本実施例において、マザーボード８４及び
プローブカード３６を収納したホルダ枠８３はその重量
が大きくなり、前記反転動作を行うときに操作性が悪く
なるという問題があり、本実施例においてはこの操作量
を軽減するために前記ホルダ枠８３の尾部８３ａに設け
られたバネ掛け８９に引張バネ９０を掛け、この引張バ
ネ９０の引張力によってホルダ枠８３の反転操作力を軽
減している。

【００５５】以上の説明から本発明に係るプローブカー
ド検査装置の好適な実施例の構造が明らかであるが、以
下にその検査手順を図８，図９，図１０に基づいて説明
する。

【００５６】図８には測定手順の概略が示されており、
ステップＳ１において、被測定対象であるプローブカー
ドのデータが入力される。このデータはプローブカード
名、製造番号、測定チャンネル数、測定針座標パターン
等を含み、コントロールパネル４９のキーボードあるい
はフロッピディスク読取装置等からこれらのデータが検
査装置に読み込まれる。

【００５７】ステップＳ２は検査装置の初期設定であ
り、オーバドライブ量、逃げ量及び測定ピッチを含む。

【００５８】オーバドライブは複合検査基板３２が測定
針３７に押し当てられる昇降ユニット３１の移動ペネト
レイト量であり、測定針の高さ及び接触抵抗測定におい
ては、ファーストコンタクトからの最大オーバドライブ
量が予め設定され、また、針先座標パターン測定時に
は、測定時のファーストコンタクトからのオーバドライ
ブ量を予め設定する。例えば、このようなオーバドライ
ブ量としては１００μｍ以下程度が選択される。

【００５９】逃げ量は本発明において複合検査基板３２
を測定針３７から退避させる量であり、電極平板３２
ａ、透明ガラス平板３２ｂのいずれかを測定位置２００
に選択的に移動させるときの各方向退避量を定め、例え
ば５００μｍ程度が適当である。

【００６０】更に、測定ピッチは高さばらつきを測定す
るときの上昇ピッチの設定であり、例えば１μｍ程度に
設定することによって高精度の観察測定が可能となる。
以上のようにして初期設定が完了すると、被測定対象で
あるプローブカード３６が正しくプローブカードホルダ
３５に装着され、各測定針３７とテスタとが電気的に接
続された後に、パソコンディスプレイ４７によるメニュ
ー表示に従い、所定の検査モードがステップＳ３にて選
択される。本実施例において、検査は以下の６種類を選
択可能である。

【００６１】１．ピン間ショート測定２．ピン間リーク測定３．ピン高さばらつき測定４．ピン先接触抵抗測定５．ピン先位置測定６．ピン先端径測定本実施例においてモード選択Ｓ３はこれらの各測定を個
別に選択することも、また連続測定を選択することも可
能であり、個別検査が選択されると、それぞれ前記各測
定に対応したステップＳ４，Ｓ５，Ｓ６，Ｓ７，Ｓ８，
Ｓ９の測定が個別に行われ、これらの各測定完了後、測
定値がステップＳ１０〜Ｓ１５によって記録された後、
再び前記ステップＳ３に戻り次の検査モードの選択を待
つ。

【００６２】一方、連続検査モードが選択されると、ス
テップＳ１６で示される連続プログラムに従って、任意
に選択された前記各ステップＳ４〜Ｓ９の個別検査が順
次連続して行われ、予め定められた順序の連続測定が完
了する。

【００６３】図９には前述した高さばらつき測定の詳細
な手順が示され、まず、ステップＳ２０において複合検
査基板３２の電極平板３２ａを検査位置２００へ移動す
る。この移動は前述したように空圧アクチュエータによ
って迅速に行われ、もちろんこのとき昇降ユニット３１
は下降し、複合検査基板３２と測定針３７とが接触しな
い状態にある。

【００６４】ステップＳ２１において、昇降ユニット３
１は測定針３７とのファーストコンタクトまで上昇し、
各測定針３７とのコンタクトの度に（Ｓ２２）このとき
のＺ座標データが読み取られ（Ｓ２３）、この上昇測定
が予め定められたオーバードライブ量に達するまで繰り
返される（Ｓ２４）。

【００６５】そして、所定のオーバードライブ量Ｚ方向
の上昇が完了すると、この間に各測定針３７のコンタク
ト位置が読み取られ、昇降ユニット３１の上昇が停止す
る（Ｓ２５）。

【００６６】そして、全てのデータ取り込みが完了する
と、再び昇降ユニット３１は下降し、電極平板３２ａを
測定針３７から退避させる（Ｓ２６）。

【００６７】以上のようにして、測定針３７の高さばら
つきが検査されるが、このような手順中、電極平板３２
ａと各測定針３７との接触は、テスタによる接触抵抗の
測定により行われており、従って、各測定針の接触抵抗
値自体も図９に示したと同様の手順によって測定可能で
ある。

【００６８】図１０はピン先位置測定の手順を示し、ス
テップＳ３０において空圧アクチュエータにより複合検
査基板３２の透明ガラス平板３２ｂを検査位置２００に
臨ませる。そして、昇降ユニット３１を測定針３７との
ファーストコンタクト位置から所定のオーバードライブ
量、例えば５０μｍだけ上昇させ、全ての測定針３７に
透明ガラス基板３２ｂを押し当てる。（Ｓ３１、Ｓ３
２）。

【００６９】そして、ステップＳ３３においてジョイス
ティック等を用い、光学顕微鏡３８を所定の測定針先に
合わせる。この状態でパソコン４５は予め入力されてい
るパッド位置に対して測定した針先の位置をディスプレ
イ４７にて表示することができる。

【００７０】次に、ＸＹステージが予め定められたピン
間距離だけ順次ステップ状に移動し、各測定針３７に対
して画像認識を行う（Ｓ３４、Ｓ３５）。

【００７１】そして、全針の測定が完了すると装置を停
止させ（Ｓ３６）、また、測定完了後に複合検査基板３
２をプローブカード３６から退避させる（Ｓ３７）。

【００７２】以上のようにして針先位置が測定され、プ
ローブカード３６の測定針３７が所定の座標パターンで
組み立てられているかの検査が完了する。

【００７３】このピン先位置測定を行う際、同時に画像
認識された各測定針３７の先端径を記憶すれば、先端径
測定に利用することも可能である。

【００７４】更に、針先が汚染あるいは腐蝕してそれ自
体の接触抵抗が増大した測定針３７に対しては、針先研
磨平板３２ｃを測定針３７に所定量数回押し当てれば、
全ての測定針３７がその針先を針先研磨平板３２ｃによ
って研磨することができ、当初の良好な接触状態を回復
することが可能となる。

【００７５】以上のようにして本発明によれば、単一の
検査装置において複合検査基板３２のスライドにより、
測定針の高さばらつき、接触抵抗の測定と針先座標パタ
ーンの測定とを連続的に行うことができ、極めて短時間
に正確な測定が可能となる利点がある。更に、本発明に
よれば、針先の汚染あるいは腐蝕された測定針に対して
も簡単な動作でこれらを同時に研磨することが可能であ
る。

【００７６】また、本発明によれば、計測中において測
定針の組み立てが妥当でない場合には、任意に不良測定
針の補修を行うことができ、この補修状態も同時に検査
することが可能である。

【００７７】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
プローブカードの測定針の電気的特性及び幾何学的な配
置を迅速かつ高精度に行うことができ、半導体ＩＣチッ
プの測定に誤差を生じさせることのない最適なプローブ
カードを提供でき、更に測定針の研磨も容易にできると
いう利点がある。

【００７８】また、本発明は特に測定針数の多いプロー
ブカードに対し全自動で高速度に必要な検査を行うこと
ができる利点がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係るプローブカード検査装置の好適な
実施例を示す概略的な構造図である。

【図２】図１における方向から見た側面図である。

【図３】本実施例を検査装置として組み立てた時の全体
外観図である。

【図４】本実施例の昇降ユニットのＺ方向移動機構の詳
細な構造を示す要部断面図である。

【図５】本実施例における昇降ユニットに担持された針
先観察装置のＸＹ移動装置の要部断面図である。

【図６】本実施例における複合検査基板のスライド機構
を示す要部正面図である。

【図７】本実施例におけるプローブカードホルダの好適
な実施例を示す要部正面図である。

【図８】本実施例における検査手順の概略を示す説明図
である。

【図９】本実施例における高さばらつき測定手順を示す
フローチャートである。

【図１０】本実施例におけるピン先位置測定手順を示す
フローチャートである。

【図１１】従来におけるプローブカード検査装置の概略
的構造を示す説明図である。

【図１２】従来における更に他のプローブカード検査装
置の概略説明図である。

【符号の説明】

３０基台３１昇降ユニット３２複合検査基板３２ａ電極平板３２ｂ透明ガラス平板３２ｃ針先研磨平板３５プローブカードホルダ３６プローブカード３７測定針２００検査位置

フロントページの続き (72)発明者柿本篤宏東京都板橋区板橋１丁目10番14号株式会社東京カソード研究所内 (72)発明者橋本力東京都板橋区板橋１丁目10番14号株式会社東京カソード研究所内 (72)発明者太田禎親東京都板橋区板橋１丁目10番14号株式会社東京カソード研究所内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】基台に上下動可能に支持された昇降ユニ
ットと、前記昇降ユニット上面にスライド自在に載置され、導体
から成る電極平板と透明ガラス平板と針先研磨平板とが
同一平面で並設された複合検査基板と、プローブカードが着脱自在に装着され、プローブカード
の測定針を前記複合検査基板に臨ませるプローブカード
ホルダと、前記プローブカードの測定針及び前記電極平板と電気的
に接続され、測定針と電極平板間の接触抵抗を測定する
テスタと、前記昇降ユニットに水平方向に移動自在に設けられ、前
記透明ガラス平板を通してプローブカードの測定針を観
察する針先観察装置と、を含み、検査位置に位置決めされたプローブカードに対して電極
平板を対向させて測定針の高さばらつき及び接触抵抗を
測定し、またプローブカードに対して透明ガラス平板を
対向させて測定針先座標を測定し、更にプローブカード
の測定針に対して針先研磨平板を押し当てることで測定
針を研磨することを特徴としたプローブカード検査装
置。
【請求項２】請求項１記載の装置においてプローブカ
ードホルダは基台に対して反転回動可能に支持され、プ
ローブカードを検査位置から回避させたときに測定針が
上向きに露出することを特徴とするブローブカード検査
装置。
【請求項３】請求項１記載の装置において、複合検査基板は空圧アクチュエータによってスライド駆
動されていることを特徴とするプローブカード検査装
置。