JPH09330960A

JPH09330960A - 検査装置

Info

Publication number: JPH09330960A
Application number: JP8168269A
Authority: JP
Inventors: Tadashi Obikane; 正帯金; Eiji Hayashi; 栄二林
Original assignee: Tokyo Electron Ltd
Current assignee: Tokyo Electron Ltd
Priority date: 1996-06-08
Filing date: 1996-06-08
Publication date: 1997-12-22

Abstract

(57)【要約】（修正有）【課題】テストヘッドに固定された接触子全てを被検
査体の電極に確実に接触させ、また被検査体のステップ
送りの際にヘッドの振動の影響を防ぎ、全接触子を電極
と確実に接触させ、信頼性の高い検査装置を提供する。【解決手段】本装置は半導体ウエハＷの移動可能な載
置台５と、載置台の移動によりウエハの複数の電極と電
気的に接触する複数のプローブ針を有するプローブカー
ド３と、該カードが固定されたテストヘッド２を、前記
各プローブ針が複数の電極と接触するように支持する３
個所の支持機構とを備えている。テストヘッド２はその
下面に各支持機構と係合する係合ロッドを有し、２個所
の第１支持機構１１は上記係合ロッド１５が移動可能に
係合する回転自在な第１係合部材と、該部材の昇降させ
る昇降機構とを有し、また第２支持機構は前記係合ロッ
ド１５と係合する第２係合部材を有し、昇降機構を介し
てテストヘッド２の傾きを調整できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、例えば半導体ウエハの
チップ等の被検査体を電気的に検査する検査装置に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】半導体製造プロセスにおいては、精密写
真技術等を用いて半導体ウエハ上に所定の回路パターン
を持つ半導体チップを多数配列して形成する。半導体ウ
エハの各半導体チップについてはプローブ装置等の検査
装置を用いて半導体ウエハの状態のままで電気的特性検
査を行い、検査の結果、良品と判定されたチップのみを
次のボンディングやパッケージング工程に送り、最終製
品の歩留の向上を図っている。

【０００３】上記プローブ装置は、例えば、半導体ウエ
ハを載置するＸ、Ｙ、Ｚ及びθ方向で移動可能な載置台
と、この載置台の移動制御により半導体ウエハと電気的
に接触する複数のプローブ針を有するプローブカード
と、このプローブカードと電気的に接続可能なテストヘ
ッドとを備え、載置台を移動させて半導体ウエハの複数
の電極パッドとこれらと対応する複数のプローブ針とを
電気的に接触させ、テストヘッドを介して接続された外
部テスタにより半導体ウエハの電気的検査を行うように
している。この際、半導体ウエハの検査を正確に行う場
合には各プローブ針の針先が各電極パッドに対してほぼ
均一な針圧で正確に接触することが必要である。

【０００４】そのため、従来のプローブ装置の装置本体
の一側にはテストヘッドを保持する保持機構が設けら
れ、この保持機構によりテストヘッドを保持している。
そして、テストヘッドの回転機構によりテストヘッドを
メンテナンス領域から装置本体上へ旋回させ、装置本体
の上面に設けられたヘッドプレート上で位置決めし、テ
ストヘッドに設けられたプローブカードとテストヘッド
とを電気的に接続するようにしている。

【０００５】一方、半導体ウエハに形成されるＩＣチッ
プの集積度が１６Ｍから６４Ｍ、更に２５６Ｍとなるに
連れ、高速動作が必要になり、テスタ側でも高周波特性
が要求され、テストヘッドと半導体ウエハとの間を更に
縮めてテスタからの配線長を短くして高周波テスト信号
による高精度の検査をする必要が生じてきている。この
ような要求に応えるために本出願人も種々の検討を進め
た結果、テストヘッドにプローブカードを直接接続する
と共に、半導体ウエハＷを支持する載置台に対するプロ
ーブカードの傾きを検出し、この検出情報に基づいて載
置台の傾きを補正する技術を特開平５−３３５３８５号
公報において既に提案している。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
プローブ装置の場合には、図１０に示すように装置本体
７０上で保持機構７１によりテストヘッド７２を水平に
保持するのみでテストヘッド７２が装置本体７０上で
Ｘ、Ｙ方向の動きに対して固定されていないため、載置
台７３上の半導体ウエハＷの電極パッド（例えばＢ＝８
０μｍ角）に対してプローブカード７４のプローブ針７
５の針先（例えば直径が３０μｍ）が位置ずれし易く、
位置決めが極めて難しいという課題があった。また、検
査時の載置台７３のステップ送りによる装置本体７０の
振動による影響も受け易く、この影響でプローブ針７５
の接触が安定し難く、ひいては検査の安定化が難しいと
いう課題があった。しかも従来のプローブ装置の場合に
はプローブカード７４と載置台７３上の半導体ウエハＷ
との平行を正確に調整することができず、プローブ針７
５の針圧にバラツキが発生して正確な検査を行うことが
できないという課題があった。

【０００７】本発明は、上記課題を解決するためになさ
れたもので、テストヘッドに固定された接触子の全てを
被検査体の電極に確実に接触させ、信頼性の高い検査を
行うことができる検査装置を提供することを目的として
いる。また、本発明は、被検査体をステップ送りする際
にテストヘッドの振動の影響を防止し、テストヘッドに
固定された接触子の全てを被検査体の電極から位置ずれ
することなく確実に接触させ、信頼性の高い検査を行う
ことができる検査装置を併せて提供するものである。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明の請求項１に記載
の検査装置は、被検査体を載置する移動可能な載置台
と、この載置台の移動により上記被検査体の複数の電極
と電気的に接触する複数の接触子を有するプローブカー
ドと、このプローブカードが固定されたテストヘッド
と、このテストヘッドを上記プローブカードの各プロー
ブ針が上記複数の電極と接触するように支持する少なく
とも３箇所の支持機構とを備え、上記テストヘッドはそ
の下面に上記各支持機構と係合する係合突起を有し、ま
た、上記各支持機構のうち少なくとも２箇所の第１支持
機構は上記テストヘッドの係合突起が移動可能に係合す
る回転自在な第１係合部材と、この第１係合部材を昇降
させる昇降機構とを有し、第２支持機構は上記テストヘ
ッドの係合突起と係合する第２係合部材を有し、上記昇
降機構を介して上記テストヘッドの傾きを調整すること
を特徴とするものである。

【０００９】また、本発明の請求項２に記載の検査装置
は、被検査体を載置する移動可能な載置台と、この載置
台の移動により上記被検査体と電気的に接触する複数の
接触子を有するプローブカードと、このプローブカード
が固定されたテストヘッドと、このテストヘッドに固定
されたプローブカードを上記載置台の上面に対して平行
に支持する少なくとも３箇所の支持機構とを備え、少な
くとも２箇所の第１支持機構は上記載置台が連続的に同
一方向へ移動する時のその方向と直交する方向に沿って
配置され、他の第２支持機構は上記載置台の移動領域を
挟んだ位置に配置されたことを特徴とするものである。

【００１０】また、本発明の請求項３に記載の検査装置
は、被検査体を載置する移動可能な載置台と、この載置
台の移動により上記被検査体と電気的に接触する複数の
接触子を有するプローブカードと、このプローブカード
が固定されたテストヘッドと、このテストヘッドを上記
各プローブ針が上記複数の電極と接触するように支持す
る少なくとも３箇所の支持機構とを備え、少なくとも２
箇所の第１支持機構は上記載置台が連続的に同一方向へ
移動する時のその方向と直交する方向に沿って配置さ
れ、他の第２支持機構は上記載置台の移動領域を挟んだ
位置に配置されてなり、更に、上記テストヘッドはその
下面に上記各支持機構と係合する係合突起を有し、且
つ、上記第１支持機構は上記テストヘッドの係合突起が
移動可能に係合する回転自在な第１係合部材と、この第
１係合部材を昇降させる昇降機構とを有し、第２支持機
構は上記テストヘッドの係合突起と係合する第２係合部
材を有し、上記昇降機構を介して上記テストヘッドの傾
きを調整することを特徴とするものである。

【００１１】また、本発明の請求項４に記載の検査装置
は、請求項１または請求項３に記載の発明において、上
記係合突起は下端に球体部を有し、また、上記第１係合
部材は上記球体部が係合するＶ溝を有すると共に上記第
２係合部材は上記球体部が係合する逆円錐溝を有するこ
とを特徴とするものである。

【００１２】また、本発明の請求項５に記載の検査装置
は、請求項４に記載の発明において、第１、第２支持機
構は上記係合突起の球体部に噛み込んで上記テストヘッ
ドを固定するロック機構を有することを特徴とするもの
である。

【００１３】

【実施例】以下、図１〜図９に示すプローブ装置に基づ
いて本発明の一実施形態を説明する。本実施形態のプロ
ーブ装置は、図１に示すように、装置本体１と、この装
置本体１上に載置されたテストヘッド２と、このテスト
ヘッド２の下面に固定されたプローブカード３と、この
プローブカード３に取り付けられた複数のプローブ針４
と、これらのプローブ針４が電気的に接触するように被
検査体例えば半導体ウエハＷを載置する載置台５とを備
えている。この載置台５は、装置本体１のプローバ部６
内に配設され、検査時には図示しないコントローラの制
御下でＸ、Ｙ、Ｚ及びθ方向で移動して位置決めされ、
主としてＹ方向でＩＣチップ１個分ずつステップ送りさ
れて個々のＩＣチップの電極パッドをプローブ針４と電
気的に接触させてＩＣチップを１個ずつ検査するように
してある。また、図１に示すようにプローバ部６の右側
にはローダ部７が配置され、ローダ部７内の搬送機構
（図示せず）を介して半導体ウエハＷを載置台５とカセ
ット載置部８との間で受け渡すようにしてある。尚、９
はプローブ装置を操作する操作パネルを表示したり、装
置本体１内の半導体ウエハＷの様子等を表示する表示装
置である。

【００１４】上記装置本体１内には基台１０が固定さ
れ、この基台１０上で駆動機構（図示せず）を介して載
置台５がＸ、Ｙ、Ｚ及びθ方向で移動するようにしてあ
る。また、基台１０上にはテストヘッド２を支持する第
１、第２支持機構１１、１２が３箇所に配設されてい
る。第１支持機構１１は、図１、図２に示すようにプロ
ーバ部６の左側側面に沿ったＹ方向に所定間隔を空けた
２箇所に強固な構造の支持柱として配置され、第２支持
機構１２は２箇所の第１支持機構１１の中間位置とほぼ
対向するプローバ部６の右側側面の強固な構造の支持部
１３上に１箇所だけ配置されている。そして、第１支持
機構１１は後述のように昇降機構を有し、この昇降機構
を介してテストヘッド２の支持高さを第２支持機構１２
による支持高さを基準にして調整できるようにしてあ
る。また、テストヘッド２には支持フレーム１４が取り
付けられ、この支持フレーム１４には係合突起（例えば
係合ロッド）１５がブラケット１６を介して下方に向け
て垂直に取り付けられている。そして、各係合ロッド１
５の下端には球体部１５Ａが形成され、この球体部１５
Ａが第１、第２支持機構１１、１２に嵌入するようにし
てある。以下、第１、第２支持機構１１、１２について
詳述する。

【００１５】第１支持機構１１は、例えば図３、図４の
（ａ）、（ｂ）に示すように、上記テストヘッド２の係
合ロッド１５を受け入れるように昇降自在な受容体１７
と、この受容体１７を昇降案内するガイド機構１８と、
このガイド機構１８を支持する固定部１９と、この固定
部１９内の空間に配設され且つ上記受容体１７を昇降さ
せる昇降機構２０とを備えている。

【００１６】上記受容体１７の中央には係合ロッド１５
の球体部１５Ａが遊嵌する嵌入孔２１が上下方向に貫通
させて形成され、この嵌入孔２１には係合ロッド１５の
球体部１５Ａが係合する第１係合部材２２の一部が下方
から嵌入している。第１係合部材２２は上面にＶ溝２２
Ａが形成され、このＶ溝２２で係合ロッド１５の球体部
１５Ａが点接触して係合するようにしてある。また、受
容体１７の嵌入孔２１には係合ロッド１５をロックする
ロック機構２３が装着されている。

【００１７】上記ロック機構２３は、図４の（ａ）に示
すように、嵌入孔２１の内壁に周方向等間隔に配設され
た３個の硬球２４と、各硬球２４を径方向に押し付けて
係合ロッド１５の球体部１５Ａ上端の縊れ部に噛み込ま
すロック操作部２５と、このロック操作部２５をリンク
機構２６（図４の（ｂ）参照）を介して嵌入孔２１の軸
心を中心に正逆回転させるシリンダ（図示せず）とを備
えている。

【００１８】上記ロック操作部２５は、嵌入孔２１に装
着されたレバー付きカラー部材２８と、このカラー部材
２８の外周面と嵌入孔２１の内周面間に装着された小球
２９とからなっている。そして、カラー部材２８の内周
面は図４の（ｂ）に示すように硬球２４に対応させた後
退部２８Ａが形成され、各後退部２８Ａが硬球２４と一
致している時には硬球２４は係合ロッド１５の球面部１
５Ａが自由に嵌入する位置にあり、シリンダによりロッ
ク操作部２５を同図（ｂ）で示すように回転させた時に
は後退部２８Ａが硬球２４から移動して硬球２４を押し
付けて球面部１５Ａの上端に進出して係合ロッド１５を
ロックするようになっている。

【００１９】また、第１係合部材２２は、Ｖ溝２２Ａが
上部に形成された係合部と、この係合部の下面に垂直に
連設された下部の軸部とから形成されている。そして、
第１係合部材２２の軸部は、ボール軸受３０を介して収
納体３１の凹部に装着され、収納体３１内において第１
係合部材２２が軸部を介して回転自在になっている。ま
た、係合ロッド１５の軸心は、図３に示すように、第１
係合部材２２の軸部の軸心から少し偏倚しており、Ｖ溝
２２Ａに係合ロッド１５が係合すると、偏倚距離に基づ
いたモーメントが第１係合部材２２に働き、図６に示す
ようにＶ溝２２Ａを一定の方向に向けるようにしてあ
る。また、上記収納体３１の下面には昇降機構２０を構
成するボールネジ３２が連結されている。

【００２０】上記昇降機構２０は、上述のように固定部
１９の内部空間に収納されており、例えば上記ボールネ
ジ３２と螺合するナット部材３３と、このナット部材３
３を固定する回転筒体３４と、この回転筒体３４の上部
に装着されたウォームホイール３５と、このウォームホ
イール３５と噛合するウォーム３６と、このウォーム３
６を回転駆動させるステッピングモータ３７とを備え、
ステッピングモータ３７により回転筒体３４がボール軸
受３８を介して固定部１９の内部空間において正逆回転
し、ひいてはナット部材３３、ボールネジ３２を介して
第１係合部材２２を所定寸法だけＺ方向で昇降させるよ
うにしてある。尚、ステッピングモータ３７は、後述す
るようにプローブ針４の針先の高さを検出した時の検出
値に基づくコントローラからの指令信号に基づいて所定
量だけ正逆回転するようにしてある。

【００２１】また、上記回転筒体３４の下方にはロータ
リエンコーダ３９が配設され、このロータリエンコーダ
３９により回転筒体３４の回転量を検出し、回転筒体３
４の回転量がコントローラの指令値に達した時点でロー
タリエンコーダ３９がステッピングモータ３７の停止信
号を送信して昇降機構２０を停止するようにしてある。

【００２２】また、上記ガイド機構１８は、図３に示す
ように、上記受容体１７の下面に連結された左右一対の
ガイドロッド１８Ａと、このガイドロッド１８Ａが昇降
自在に嵌入するガイドブッシュ３９とを有し、昇降機構
２０により受容体１７昇降する時にガイドロッド１８Ａ
がガイドブッシュ１８Ｂにガイドされながら昇降するよ
うにしてある。

【００２３】また、２支持機構１２は、図５に示すよう
に、上記テストヘッド２の係合ロッド１５を受け入れる
ように固定部４０上に配設された受容体４１を主体に構
成されている。この受容体４１のほぼ中央には係合ロッ
ド１５の球体部１５Ａが遊嵌する嵌入孔４２が貫通して
形成され、この嵌入孔４２には係合ロッド１５をロック
するロック機構４３が装着されている。このロック機構
４３は、図５に示すように、３個の硬球４４、ロック操
作部４５等を有し、第１支持機構１１のロック機構２３
に準じて構成されている。また、上記固定部４０と受容
体４１の間に第２係合部材４６が介装され、第２係合部
材４６の中央の突出部に形成された逆円錐溝４６Ａに嵌
入孔４２から嵌入した係合ロッド１５の球体部１５Ａが
係合するようにしてある。

【００２４】従って、２箇所の第１支持機構１１の第１
係合部材２２と１箇所の第２支持機構１２の第２係合部
材４６は図６に示すように装置本体１上でテストヘッド
２の係合ロッド１５と係合するようになっている。そし
て、第１係合部材２２の高さは、いずれも昇降機構２０
を介して第２係合部材４６の高さを基準にして昇降し、
もってテストヘッド２の傾きを矯正してプローブカード
３と載置台５上の半導体ウエハＷとを平行状態にするこ
とができる。

【００２５】さて、第１、第２支持機構１１、１２で図
２に示すようにテストヘッド２を支持すると、テストヘ
ッド２の傾きによってテストヘッド２に固定されている
プローブカード３と載置台５上の半導体ウエハＷとが平
行に保たれない場合がある。例えば図７はその状態を示
す図で、プローブカード３のうち例えばプローブ針４Ａ
〜４Ｄの４箇所からなる面Ｂが載置台５上の半導体ウエ
ハＷの面ＡとのＸ方向の傾き度ｎ、Ｙ方向の傾き度ｍが
生じてしまう。この傾きは、図８に示す位置認識機構５
０によって検出できるようにしてある。この位置認識機
構５０は半導体ウエハＷ表面に対して複数個例えば３箇
所のプローブ針４Ａ〜４Ｃの高さを求めるようにしてい
る。

【００２６】即ち、上記位置認識機構５０は、例えば図
２に示すように、載置台５のＺステージ５Ａと一体の取
付体５Ｂに配設されたＣＣＤカメラ等からなる第１カメ
ラ５１と、第１カメラ５１の焦点部に進退可能なターゲ
ット５２と、載置台５の上方且つＹ方向で往復移動する
ブリッジ５４に設けられたＣＣＤ等からなる第２カメラ
５３とを備えている。ブリッジ５４は、Ｙ方向に沿って
互いに対向して配設された一対のガイドレール５５間に
架設され、エアシリンダ（図示せず）を駆動源として所
定位置に固定されたストッパー（図示せず）までＹ方向
で移動するようになっている。

【００２７】図９は半導体ウエハＷに対するプローブ針
４の針先の高さを検出する方法を示す図で、まず、同図
の（ａ）に示すようにターゲット５２上の基準となるべ
き位置へ第２カメラ５３を移動させた後、載置台５を移
動させて第２カメラ５３の焦点にターゲット５２を合わ
せると共に第１カメラ５１と第２カメラ５３の光軸を一
致させてＸ、Ｙ、Ｚ軸座標上で両カメラ５１、５３の基
準点座標（Ｘ₀、Ｙ₀、Ｚ₀）を検出する。次に、同図の
（ｂ）に示すように載置台５を移動させた後、同図の
（ｃ）に示すように載置台５を上昇させて第２カメラ５
３の焦点に半導体ウエハＷ面上の電極パッドを一致させ
る。そして、この時の座標値（Ｘ_c、Ｙ_c、Ｚ_c）を検出
する。その後、同図（ｄ）に示すように載置台５を移動
させてプローブ針４の針先に第１カメラ５１の焦点を合
わせ、その座標値（Ｘ_p、Ｙ_p、Ｚ_p）を検出する。この
ようにして検出した座標値に基づいて図示しないコント
ローラの演算手段を用いて三次元座標での半導体ウエハ
Ｗ表面上の電極パッドに対するプローブ針４（例えばプ
ローブ針４Ａ）の針先の位置を求める。同様の手順で他
のプローブ針４Ｂ〜４Ｄの針先の位置をそれぞれ求める
ことができる。尚、第１カメラ５１の焦点位置とターゲ
ット５２の位置は再現性良く一致するように予め調整し
てある。

【００２８】その後、これらのプローブ針４Ａ〜４Ｄの
針先間の高さの差に基づいてテストヘッド２の傾きを演
算手段により算出する。すると、コントローラはその差
に即した指令信号を各第１支持機構１１のステッピング
モータ３７に送信して各第１係合部材２２を昇降させて
プローブカード３の傾きを矯正し、プローブカード３と
半導体ウエハＷとを平行に調整することができる。

【００２９】次に動作について説明する。半導体ウエハ
Ｗの検査を開始するに当たり、まずテストヘッド２を所
定の移動装置（図示せず）を用いて装置本体１上へ移動
させ、テストヘッド２を装置本体１上に載置する。載置
する際にはテストヘッド２下面の３箇所の係合ロッド１
５を装置本体１の基台１０に立設された３箇所の第１、
第２支持機構１１、１２の嵌入孔２１、４２に合わせ、
テストヘッド２を下降させると、３箇所の係合ロッド１
５が各嵌入孔２１、４２内に嵌入する。

【００３０】そして、２箇所の係合ロッド１５の球体部
１５Ａが第１支持機構１１の第１係合部材２２のＶ溝２
２Ａと係合すると、第１係合部材２２は収納体３１内で
ボール軸受３０を介して回転し、Ｖ溝２２Ａを図６に示
すように一定の方向に向ける。また、残りの１箇所の係
合ロッド１５の球体部１５Ａが第２支持機構１２の第２
係合部材４６の逆円錐溝４６Ａと係合し、第２係合部材
４６による支持点が決まると共に、ロック機構２３、４
３が駆動して各係合ロッド１５を嵌入孔２１、４２内で
ロックし、テストヘッド２が第１、第２支持機構１１、
１２から外れないようにする。

【００３１】ところがこの時点では、テストヘッド２が
載置台５に対して傾き、プローブカード３が載置台５表
面に対して平行になっていない場合が多い。このような
場合には、位置認識機構５０が作動し、プローブカード
３のプローブ針４のうち所定のプローブ針４Ａ〜４Ｄの
針先を検出し、各針先の高低差をコントローラの演算手
段により求め、この演算結果に基づいてテストヘッド２
の傾きを算出する。コントローラはこの演算結果に基づ
いた指令信号を各第１支持機構１１のステッピングモー
タ３７へ送信して昇降機構２０を駆動させる。

【００３２】各第１支持機構１１のステッピングモータ
３７がそれぞれ駆動すると、ウォーム３６、ウォームホ
イール３５を介して各回転筒体３４が回転する。各回転
筒体３４の回転によりボールネジ３２がナット部材３３
を介して昇降し、第１係合部材２２を昇降させ、もって
第１係合部材２２と係合ロッド１５を介して係合したテ
ストヘッド２を２箇所の第１支持機構１１において昇降
させ、第２支持機構１２の支持点を基準にしてテストヘ
ッド２の傾きを矯正し、プローブカード３を載置台５に
対して平行にする。

【００３３】テストヘッド２のプローブカード３が載置
台５に対して平行になると、載置台５上に半導体ウエハ
Ｗを載置してもその各電極パッドをこれらに対応する複
数のプローブ針４と確実に接触させることができ、半導
体ウエハＷの電気的検査を確実に実施できる状態になっ
ている。

【００３４】その後、検査対象となる半導体ウエハＷを
搬送機構を介してローダ部７からプローバ部６内の載置
台５へ載せると、載置台５がコントローラの制御下で
Ｘ、Ｙ及びθ方向で移動して半導体ウエハＷを位置決め
した後、載置台５がＺ方向で昇降を繰り返して半導体ウ
エハＷの各ＩＣチップについて電気的特性検査を実施す
る。

【００３５】検査に際し、載置台５は例えばＸ方向でＩ
Ｃチップ１個分ずつステップ送りするが、このステップ
送りに際して載置台５の慣性力により主としてその送り
方向即ちＸ方向の振動が基台１０で生じ、この振動は基
台１０及び第１、第２支持機構１１、１２を介してテス
トヘッド２へ伝達される。ところが、本実施形態では、
Ｙ方向で離間した２箇所の第１支持機構１１で係合ロッ
ド１５をロックした状態でテストヘッド２を支持すると
共に、第１支持機構１１とはＸ方向で離間した１箇所の
第２支持機構１２で係合ロッド１５をロックした状態で
テストヘッド２を支持しているため、テストヘッド２の
Ｘ方向の振動が第１、第２支持機構１１、１２により抑
制あるいは防止される。また、Ｙ方向の振動はステップ
送りするＸ方向の振動よりも格段に小さいが、テストヘ
ッド２のＹ方向の振動に対しても離間した２箇所の第１
支持機構１１よって２箇所の係合ロッド１５をロックし
た状態でテストヘッド２を支持しているため、その振動
を防止することができる。従って、従来のプローブ装置
と比較してテストヘッド２の振動が格段に小さくなり、
検査時におけるステップ送りに起因する振動でプローブ
針４が電極パッドから位置ずれする虞がなく、各プロー
ブ針４と電極パッドが確実に接触して各ＩＣチップを確
実に検査することができる。

【００３６】以上説明したように本実施形態によれば、
プローブカード３をテストヘッド２に直接固定すると共
にプローブカード３の各プローブ針４がＩＣチップの電
極パッドと接触するようにテストヘッド２を支持する３
箇所の第１、第２支持機構１１、１２を設けたため、高
周波測定を確実に行うことができる。また、本実施形態
によれば、第１支持機構１１にテストヘッド２の係合ロ
ッド１５と移動可能に係合する回転自在な第１係合部材
２２と第１係合部材２２を昇降させる昇降機構２０を設
け、また、第２支持機構１２にはテストヘッド２の係合
ロッド１５と係合する第２係合部材４６を設け、昇降機
構２０を介してテストヘッド２の傾きを調整するように
したため、組立誤差等があってテストヘッド２に固定し
たプローブカード３と載置台５上の半導体ウエハＷとの
平行状態が崩れた場合であっても、第１支持機構１１の
昇降機構２０によりテストヘッド２の傾きを調整し、プ
ローブ針４を半導体ウエハＷの電極パッドに確実に接触
させることができ、半導体ウエハＷの個々のＩＣチップ
について電気的特性検査を確実に実施することができ
る。また、テストヘッド２の傾きを調整するに際し、第
１支持機構１１では係合ロッド１５が第１係合部材２２
のＶ溝２２Ａに沿って移動できるため、傾きを円滑に調
整することができる。

【００３７】また、本実施形態によれば、２箇所の第１
支持機構１１を載置台５がステップ送りにより連続的に
Ｘ方向へ移動する時のその方向と直交する方向に沿って
配置し、第２支持機構１２を載置台５の移動領域を挟ん
だ位置に配置したため、検査時に載置台５をＸ方向でス
テップ送りしてもテストヘッド２のＸ方向の振動を２箇
所の第１支持機構１１と１箇所の第２支持機構１２によ
り確実に抑制あるいは防止してプローブ針４が半導体ウ
エハＷの電極パッドからの位置ずれをなくし、半導体ウ
エハＷの個々のＩＣチップについて電気的特性検査を確
実に実施することができる。

【００３８】また、本実施形態によれば、テストヘッド
２の係合ロッド１５は下端に球体部１５Ａを有し、ま
た、第１支持機構１１の第１係合部材２２は球体部１５
Ａが係合するＶ溝を有すると共に第２支持機構１２の第
２係合部材４６は球体部１５Ａが係合する逆円錐溝を有
するため、テストヘッド２の傾きを調整する時に、第２
支持機構１２で支持した係合ロッド１５の支持点を基準
にして第２支持機構１１の第２係合部材２２を昇降させ
てテストヘッド２の傾きを円滑且つ確実に調整すること
ができる。

【００３９】更に、本実施形態では、第１、第２支持機
構１１、１２は係合ロッド１５の球体部１５Ａに噛み込
んでテストヘッド２を固定するロック機構２３を有する
ため、検査時であっても第１支持機構１１で調整した位
置でテストヘッド２を確実に固定でき、より確実にプロ
ーブ針４の位置ずれを防止することができる。

【００４０】尚、上記実施形態では第１支持機構１１を
２箇所に設け、第２支持機構１２を１箇所に設けたプロ
ーブ装置について説明したが、第１支持機構１１を左右
２箇所ずつ４箇所に設けたものであっても良い。また、
本発明の各構成要素は必要に応じて設計変更することが
でき、上記実施形態に何等制限されるものでないことは
云うまでもない。

【００４１】

【発明の効果】以上説明したように本発明の請求項１及
び請求項３〜請求項５に記載の発明によれば、テストヘ
ッドに固定された接触子の全てを被検査体の電極に確実
に接触させ、信頼性の高い検査を行うことができる検査
装置を提供することができる。

【００４２】また、本発明の請求項２及び請求項３に記
載の発明によれば、被検査体をステップ送りする際にテ
ストヘッドの振動の影響を防止し、テストヘッドに固定
された接触子の全てを被検査体の電極から位置ずれする
ことなく確実に接触させ、信頼性の高い検査を行うこと
ができる検査装置を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の検査装置の一実施形態であるプローブ
装置の一部を破断して示す斜視図である。

【図２】図１に示すプローブ装置の断面図である。

【図３】図１に示すプローブ装置の第１支持機構のＹ方
向断面図である。

【図４】（ａ）は図１に示すプローブ装置の第１支持機
構のＸ方向断面図、（ｂ）は第１支持機構のロック機構
を示す平面図である。

【図５】図１に示すプローブ装置の第２支持機構のＸ方
向断面図である。

【図６】第１支持機構の第１係合部材及び第２支持機構
の第２係合部材とテストヘッドの係合ロッドとの関係を
示す斜視図である。

【図７】半導体ウエハ面とプローブ針の針先が形成する
面との関係を示す座標の説明図である。

【図８】図１に示すプローブ装置の位置認識機構を示す
構成図である。

【図９】（ａ）〜（ｄ）は図８に示す位置認識機構を用
いてプローブ針の高さを検出する時の作用説明図であ
る。

【図１０】従来のプローブ装置の側面図である。

【符号の説明】

１装置本体２テストヘッド３プローブカード４プローブ針（接触子）５載置台１１第１支持機構１２第２支持機構１５係合ロッド（係合突起）１５Ａ球体部２０昇降機構２２第１係合部材２２ＡＶ溝２３ロック機構２４硬球４３ロック機構４６第２係合部材４６Ａ逆円錐溝Ｗ半導体ウエハ（被検査体）

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】被検査体を載置する移動可能な載置台
と、この載置台の移動により上記被検査体の複数の電極
と電気的に接触する複数の接触子を有するプローブカー
ドと、このプローブカードが固定されたテストヘッド
と、このテストヘッドを上記プローブカードの各プロー
ブ針が上記複数の電極と接触するように支持する少なく
とも３箇所の支持機構とを備え、上記テストヘッドはそ
の下面に上記各支持機構と係合する係合突起を有し、ま
た、上記各支持機構のうち少なくとも２箇所の第１支持
機構は上記テストヘッドの係合突起が移動可能に係合す
る回転自在な第１係合部材と、この第１係合部材を昇降
させる昇降機構とを有し、第２支持機構は上記テストヘ
ッドの係合突起と係合する第２係合部材を有し、上記昇
降機構を介して上記テストヘッドの傾きを調整すること
を特徴とする検査装置。
【請求項２】被検査体を載置する移動可能な載置台
と、この載置台の移動により上記被検査体と電気的に接
触する複数の接触子を有するプローブカードと、このプ
ローブカードが固定されたテストヘッドと、このテスト
ヘッドに固定されたプローブカードを上記載置台の上面
に対して平行に支持する少なくとも３箇所の支持機構と
を備え、少なくとも２箇所の第１支持機構は上記載置台
が連続的に同一方向へ移動する時のその方向と直交する
方向に沿って配置され、他の第２支持機構は上記載置台
の移動領域を挟んだ位置に配置されたことを特徴とする
検査装置。
【請求項３】被検査体を載置する移動可能な載置台
と、この載置台の移動により上記被検査体と電気的に接
触する複数の接触子を有するプローブカードと、このプ
ローブカードが固定されたテストヘッドと、このテスト
ヘッドを上記各プローブ針が上記複数の電極と接触する
ように支持する少なくとも３箇所の支持機構とを備え、
少なくとも２箇所の第１支持機構は上記載置台が連続的
に同一方向へ移動する時のその方向と直交する方向に沿
って配置され、他の第２支持機構は上記載置台の移動領
域を挟んだ位置に配置されてなり、更に、上記テストヘ
ッドはその下面に上記各支持機構と係合する係合突起を
有し、且つ、上記第１支持機構は上記テストヘッドの係
合突起が移動可能に係合する回転自在な第１係合部材
と、この第１係合部材を昇降させる昇降機構とを有し、
第２支持機構は上記テストヘッドの係合突起と係合する
第２係合部材を有し、上記昇降機構を介して上記テスト
ヘッドの傾きを調整することを特徴とする検査装置。
【請求項４】上記係合突起は下端に球体部を有し、ま
た、上記第１係合部材は上記球体部が係合するＶ溝を有
すると共に上記第２係合部材は上記球体部が係合する逆
円錐溝を有することを特徴とする請求項１または請求項
３に記載の検査装置。
【請求項５】第１、第２支持機構は上記係合突起の球
体部に噛み込んで上記テストヘッドを固定するロック機
構を有することを特徴とする請求項４に記載の検査装
置。