JPH0799379B2

JPH0799379B2 - プローブ装置

Info

Publication number: JPH0799379B2
Application number: JP30376287A
Authority: JP
Inventors: 洋一本地; 光雄西; 敬真藤井
Original assignee: 東京エレクトロン九州株式会社
Priority date: 1987-11-30
Filing date: 1987-11-30
Publication date: 1995-10-25
Anticipated expiration: 2010-10-25
Also published as: JPH01143982A

Description

【発明の詳細な説明】［発明の目的］（産業上の利用分野）本発明は、被検査体の電気的特性を検査するプローブ装
置に関する。

（従来の技術）プローブ装置は、被検査体として例えば半導体ウエハ又
は液晶表示体素子（以下、LCDと略記する）等を載置台
上に支持し、この被検査体の電極パッドにプローブ電極
を接触させ、テスタによる導通検査，表示画面の目視に
よる機能検査等の電気的特性検査を実行するものであ
る。

従来、半導体ウエハを被検査体とする場合には、前記プ
ローブ電極を一枚のプローブカードに固定して検査を実
行するものが一般的であったが、近年、LCDの対向辺上
の２列の電極パッドに同時にプローブ電極を接触させて
検査を実行するものも実用化されつつある。

上記LCDの検査を行う場合には、プローブ電極を有する
２枚のプローブカードを相対向して配置する必要があ
る。

このほか、他の要請により被検査体の電極パッドに同時
に接触されるプローブ電極を有する複数のプローブカー
ドを配置したプローブ装置が考えられる。

（発明が解決しようとする問題点）複数のプローブカードを配置する方式のプローブ装置で
は、この複数のプローブカードに支持されるプローブ電
極を、一枚の被検査体の電極パッドに位置合わせする必
要があるが、従来より複数のプローブカードを有するプ
ローブ装置ではこの種の調整に関して配慮が成されてい
なかった。

特に、プローブ装置にセットされる被検査体のサイズが
種々あるので、被検査体のサイズが変わる度に上記位置
合わせを必要とし、作業者の負担が極めて大きかった。

そこで、本発明の目的とするところは、上述した従来の
問題点を解決し、複数のプローブカードを有する場合の
各プローブカード間の相対位置関係を容易に調整するこ
とが可能であり、各プローブカードのプローブ電極を、
被検査体の電極パッドに同時に、かつ、正しく接触させ
ることができるプローブ装置を提供することにある。

［発明の構成］（問題点を解決するための手段）本発明は、被検査体の電極パッドにプローブ電極を接触
させる複数のプローブカードを有し、被検査体の電気的
特性を検査するプローブ装置において、電極パッドとプローブ電極との位置合わせ面上の直交軸
方向をX,Y軸方向とし、X,Y軸に直交する軸方向をＺ軸方
向とし、Ｚ軸の周方向をθ方向とし、複数のプローブカ
ードの前記各方向での相対的位置関係を調整可能とする
駆動機構を設けた構成としている。

（作用）複数のプローブカードのプローブ電極を、被検査体の電
極パッドに同時に、かつ、正しく接触させるためには、
その各プローブ電極の先端位置が同一平面上に存在し、
かつ、位置合わせ面上で電極パッドと同一位置に設定さ
れなければならない。

本発明では、各プローブ電極の先端位置を同一平面上に
設定させるために、複数のプローブカードのＺ軸方向の
相対位置関係を調整可能としている。また、位置合わせ
面上で各プローブ電極が電極パッドと同一位置に設定さ
れるように、位置合わせ面上での直交軸方向であるX,Y
軸方向及び前記Ｚ軸の周方向であるθ方向で複数のプロ
ーブカードの相対位置関係を調整可能としている。

（実施例）以下、本発明をLCDプローバーに適用した実施例につい
て図面を参照して説明する。

まず、LCDプローバの概要について、第３図を参照して
説明する。

LCDプローバ１は、大別して、LCD基板10の電気的特性検
査を実行する検査部２と、この検査部２にLCD基板10を
搬送するための搬送部３とから構成されている。

前記搬送部３は、未検査LCD基板10を収納したキャリア
Ａをセットするための収納部31と、検査済みLCD基板10
を収納したキャリアＢをセットするための収納部32を有
し、さらに、前記キャリアＡから未検査LCD基板10を取
り出して前記検査部２に搬送し、かつ、検査済みLCD基
板10をキャリアＢに搬送するためのバキュームピンセッ
ト33と、このバキュームピンセット33によって搬送され
たLCD基板10を一時載置し、所定の位置合わせを実行す
るプリアライメントステージ34を備えている。

キャリアA,Bは側壁に形成された多数の溝によって多数
のスロットに仕切られていて、各スロット内に一枚ずつ
LCD基板10が収納されるようになっている。そして、CLD
基板10を取り出すための前面には開口部が形成されてい
る。

前記バキュームピンセット33は、水平方向及び垂直方向
に移動可能であり、かつ、軸33aを中心として回転可能
となっている。また、このバキュームピンセット33は、
図示しない真空ポンプに接続され、LCD基板を真空吸着
可能となっている。

前記プリアライメントステージ34は、前記LCD基板10を
載置して回転自在となっていて、LCD基板10の角度方向
の位置を変えることができる。このプリアライメントス
テージ34の近傍には、図示しないセンサが配置され、LC
D基板10の位置を認識すると共に、この位置情報に基づ
きLCD基板10をプリアライメントするようになってい
る。尚、LCD基板10の位置検出方法及び位置決め方法と
しては、本出願人の先の提案である特願昭62−164746号
に開示されるLCD基板等に好適な「位置決め方法」を採
用することができる。このように、LCD基板10の位置決
めを予め実行することで、後述する検査部２でのアライ
メントを軽減し、かつ、相当の大きさを有するLCD基板1
0が搬送させる場合の周囲機構等への衝突等の弊害を防
止することが可能となる。

次に、本実施例装置の特徴的構成である前記検査部２の
構成について、第１図及び第２図を参照して説明する。

前記検査部２には、LCD基板10を例えば真空吸着して支
持する載置台21が設けられている。この載置台21は、載
置面上の直交軸方向であるＸ軸,Y軸方向，上下方向であ
るＺ軸方向及びＺ軸の周方向であるθ方向に移動自在と
なって、LCD基板10をX,Y,θ方向に移動することでアラ
イメント可能であると共に、後述するプローブ電極23a,
23bにLCD基板10を接触できるようにＺ方向の駆動が可能
となっている。

前記載置台21に載置されるLCD基板10は、２枚のガラス
基板10a,10bの微少空間に液晶を挾む構造となってい
て、下側のガラス基板10bの対向辺上には、等ピッチで
電極パッド11が形成されている。尚、この電極パッド11
は、対向辺でそれぞれ同数有するものに限らず、例えば
一辺上に50個，他の一辺上には３個等、LCD基板10の仕
様、特に、X,Yマトリクス状の配線仕様によって様々で
あるが、通常その電極パッドピッチは同一である。ま
た、LCD基板10はその画面の大きさによって外形サイズ
も種々あり、この場合には対向辺上の電極パッド間距離
（第１図の距離Ｌ）が異なっている。

そして、本実施例では、前記LCD基板10の各対向辺上の
電極パッド11に同時にプローブ電極23を同時に接触させ
るため、第1,第２のプローブカード22a,22bを相対抗し
て配置している。

前記第1,第２のプローブカード22a,22bに支持されるプ
ローブ電極23a,23bとしては、第１図に示すプローブ針
の他、フレキシブルなフィルム電極を使用することもで
きる。特に、被検査体がLCD基板10の場合には、少スペ
ースに多数の電極パッド11を配置する必要があり、その
電極パッドピッチが100μｍ以下となっているので、プ
ローブ針ではこのパッドピッチを実現することが製造上
困難であるので、フィルム電極等を採用するものが好ま
しい。

前記第1,第２のプローブカード22a,22bは、それぞれ可
動部25a,25bに支持されている。この可動部25a,25bは下
記の駆動機構によって移動自在となっている。

第１のプローブカード22aの駆動機構について説明する
と、２次元面内で第１のプローブカード22aを直交軸方
向にそれぞれ駆動するためのＸ方向駆動機構26a及びＹ
方向駆動機構27aと、第１のプローブカード22aを上下方
向に駆動するためのＺ方向駆動機構28aと、Ｚ軸の周り
に回転駆動するためのθ方向駆動機構29aを有してい
る。

尚、第２のプローブカード22bの駆動機構も同様であ
り、第１のプローブカード22a用の駆動機構の符号のサ
フィックスａをｂとした各種駆動機構を有している。

次に作用について説明する。

上記LCDプローバー１では、LCD基板10の電極パッド11に
２枚のプローブカード22a,22bのプローブ電極23a,23bを
同時に接触させる必要があり、このためにはプローブ電
極23a,23bの先端が同一平面上に設定され、かつ、２組
のプローブ電極23a,23bが正確に電極パッド11に接触す
る位置に設定されなければならない。

そこで、先ず前記プローブ電極23a,23bを同一平面上に
設定するために、プローブカードのＺ方向の高さ調整を
実行する必要がある。本実施例では、第1,第２のプロー
ブカード22a,22bにそれぞれＺ方向駆動機構28a,28bを有
しているので、２つのプローブカード22a,22bを独立し
てＺ方向に位置調整することができ、プローブ電極23a,
23bの先端高さを同一に設定することが可能となる。

次に、第1,第２のプローブカード22a,22bのプローブ電
極23a,23bの先端を、同時に電極パッド11に接触するた
めに、X,Y,θ方向の位置調整を実行する。

この調整を実行するにあたり、例えば先ずＸ方向で第1,
第２のプローブカード22a,22bを独立して順次位置調整
し、各プローブカード22a,22b毎にＸ方向の位置を設置
する。

ここで、Ｘ方向の位置調整だけでは各プローブ電極23a,
23bの先端を電極パッド11に正確に位置合わせ出来ない
場合には、プローブカード22a,22bが傾いて設定されて
いる場合なので、θ方向駆動機構29a,29bによって第1,
第２のプローブカード22a,22bをそれぞれ回動させ、電
極パッド11に各プローブ電極23a,23bの先端が正しく位
置合わせされるようにする。

そして、以上のようにして調整したX,Y軸方向の位置及
びθ方向の位置に第1,第２のプローブカード22a,22bを
設定した状態で、最後に２つのプローブカード22a,22b
の対向間距離方向であるＹ方向を位置調整し、第1,第２
のプローブカード22a,22bの全てのプローブ電極23a,23b
が同時に、かつ、正しく電極パッド11に位置合わせされ
るように調整を行う。

ここで、上述した位置合わせ作業は、検査部２の上方に
配置されたマイクロスコープ（図示せず）によって、電
極パッド23a,23bとプローブ針11との接触をオペレータ
が確認して行うものが一般的であるが、その方法につい
ては問わない。

このような、２枚のプローブカードの相対位置関係の調
整は、被検査対象であるLCD基板10をセットする前に、
位置確認用のダミー基板を載置台21上にセットして実行
するものであっても良い。

このように、本実施例では対向して配置された第1,第２
のプローブカード22a,22bの相対的位置関係を、独立駆
動機構26a〜29a及び26b〜29bによって実行することがで
きるので、２枚のプローブカード22a,22bを有するLCDプ
ローバー１でも両プローブカードの位置調整を容易に実
行することができる。

尚、本発明は上記実施例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。

上述した説明から明らかなように、複数のプローブカー
ドのX,Y,Z及びθ方向を相対的に位置調整可能であれば
良いので、必ずしも上記実施例のように複数のプローブ
カードをそれぞれ移動可能とする必要はなく、各方向で
いずれか一方のプローブカードが移動自在であれば足り
る。この場合、一方のプローブカードをX,Y,Z,θ方向で
全て移動自在とし、他方のプローブカードは固定とする
ものでもよく、あるいはX,Y,Z,θ方向の駆動機構を２つ
のプローブカード側で分担させて持たせる方式であって
も良い。

最も好ましくは、一方のプローブカードをX,Y,Z,θ方向
で全て移動可能とし、他方のプローブカードはＺ方向の
み固定とし、他のX,Y,θ方向で移動可能とする方式を採
用すべきである。

この理由は、一方のプローブカードのX,Y,θ方向を固定
すると、このプローブカードの２次元面上の位置に合わ
せて載置台21の測定中心が決まってしまい、この測定中
心は載置台21の駆動プログラム情報となっているので、
測定中心が変わる度に動作プログラムの大幅な修正を要
する懸念があるからある。尚、Ｚ方向については、載置
台21のオーバドライブ量の設定により容易に修正可能で
あり、一方のプローブカードのＺ方向を固定した場合の
弊害は少ないものと考えられる。

また、被検査対称としては、例えば基板の異なる辺上に
それぞれ電極パッドを配列し、各辺の電極パッドに同時
に接触すべきプローブ電極を有した複数のプローブカー
ドを必要とする等の他の種々の被検査体の検査に適用で
きる。

また、上記実施例では、第1,第２のプローブカード22a,
22b毎に独立したＹ方向駆動機構27a,27bを配置したが、
Ｙ方向の位置調整は２つのプローブカードの対向間距離
を可変すことであり、従って、一つの駆動機構によって
両者を対称的に移動する方式を採用することもできる。

さらに、本発明は２つのプローブカードを有するものに
限らず、被検査体の電極パッド列数に応じて、複数のプ
ローブカードを配置したプローブ装置にも同様に適用可
能である。

［発明の効果］以上説明したように、本発明によれば複数のプローブカ
ードの相対位置関係を調整可能としているので、複数の
プローブカードに支持されているプローブ電極を、被検
査体上の電極パッドに同時に接触させるための調整を確
実に実行することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明を適用したLCDプローバーの検査部の平
面図、第２図は第１図の検査部を概略的に示す正面図、第３図はLCDプローバーの概略斜視図である。 10……被検査体、11……電極パッド、 21……載置台、 22a,22b……第1,第２のプローブカード、 23a,23b……プローブ電極、 26a,26b……Ｘ方向軸駆動機構、 27a,27b……Ｙ方向軸駆動機構、 28a,28b……Ｚ方向軸駆動機構、 29a,29b……θ方向軸駆動機構。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献特開昭64−73392（ＪＰ，Ａ) 特開昭63−273328（ＪＰ，Ａ) 特開昭52−122084（ＪＰ，Ａ) 実開昭63−84946（ＪＰ，Ｕ)

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】被検査体の電極パッドにプローブ電極を接
触させる複数のプローブカードを有し、被検査体の電気
的特性を検査するプローブ装置において、電極パッドとプローブ電極との位置合わせ面上の直交軸
方向をX,Y軸方向とし、X,Y軸に直交する軸方向をＺ軸方
向とし、Ｚ軸の周方向をθ方向とし、複数のプローブカ
ードの前記各方向での相対的位置関係を調整可能とする
駆動機構を設けたことを特徴とするプローブ装置。
【請求項２】２つのプローブカードのうち一方は、X,Y,
Z軸方向及びθ方向で移動可能とし、他方のプローブカ
ードを固定した特許請求の範囲第１項記載のプローブ装
置。
【請求項３】２つのプローブカードのうちの一方は、X,
Y,Z軸方向及びθ方向で移動自在とし、他方のプローブ
カードはＺ方向のみ固定であり、X,Y軸方向及びθ方向
に移動自在とした特許請求の範囲第１項記載のプローブ
装置。