KR20170004857A - 프로브 유닛 및 검사 장치 - Google Patents

Abstract

(과제)기판의 변형을 억제하면서 기판을 흡착한다.
(해결 수단)복수의 프로브와, 각 프로브를 지지하는 지지부(22)와, 기판을 흡착하는 흡착부를 구비하고, 지지부(22)는, 각 프로브의 선단부를 지지하는 지지판(41, 42)과, 각 프로브의 기단부를 지지하는 지지판(43, 44)과, 지지판(41, 42)과 지지판(43, 44)의 사이에 설치된 스페이서(33)와, 스페이서(33)와 지지판(41, 42)의 사이의 간극을 조정하는 간극 조정 기구를 구비하고, 기판과 지지판(41)의 표면(41a)이 접촉하고 있지 않은 비접촉 상태 및 전극판(23) 및 지지판(43, 44)이 지지판(41, 42)을 향해 가압되는 가압 상태의 어느 상태에 있어서도 각 프로브 선단부가 표면(41a)으로부터 돌출되지 않은 상태로 유지하고, 흡착부는, 지지판(41, 42)의 두께 방향을 관통하도록 형성된 흡기구멍(41f, 42f)과, 스페이서(33) 내에 형성되어 흡기구멍(41f, 42f)에 연통하는 흡기구멍(33f)을 구비하고 있다.

Description

프로브 유닛 및 검사 장치{PROBE UNIT AND INSPECTING APPARATUS}

본 발명은, 복수의 프로브와 각 프로브를 지지하는 지지부를 구비한 프로브 유닛, 및 그 프로브 유닛을 구비한 검사 장치에 관한 것이다.

이런 종류의 프로브 유닛(지그)으로서, 하기 특허 문헌 1에 개시된 전기적 접속 장치(이하, 「접속 장치」라고도 한다)가 알려져 있다. 이 접속 장치는, 상방으로 개방하는 상자체와, 중앙부에 개구를 가지며 상자체의 개방부측에 배치된 지지판과, 지지판의 개구를 폐색하도록 지지판 위에 배치된 핀 보드와, 핀 보드의 상방에 배치된 판 부재와, 기단부가 핀 보드에 고정됨과 더불어 선단부가 판 부재를 관통하여 상방으로 돌출하도록 배치된 복수의 프로브와, 핀 보드와 판 부재의 사이에 배치된 봉지 부재(이하, 「제1 봉지 부재」라고도 한다)와, 판 부재 위에 배치된 봉지 부재(이하, 「제2 봉지 부재」라고도 한다)를 구비하여 구성되어 있다. 또, 이 접속 장치에서는, 핀 보드, 판 부재 및 제1 봉지 부재에 의해 형성되는 공간(이하, 「제1 공간」이라고도 한다)이 형성됨과 더불어, 판 부재, 제2 봉지 부재, 및 제2 봉지 부재 위에 배치되는 피시험 기판에 의해 형성되는 공간(이하, 「제2 공간」이라고도 한다)이 형성되어 있다. 또, 제1 공간 및 제2 공간은 연통되고, 제1 공간은 파이프 등을 통해 배기원에 연통되어 있다.

이 접속 장치를 이용하여 피시험 기판에 대한 시험을 행할할 때에는, 제2 봉지 부재 위에 피시험 기판을 배치하고, 제1 공간의 공기를 배기한다. 이때에 제1 공간에 연통되어 있는 제2 공간의 공기도 배기된다. 또, 배기에 의해 제1 공간 및 제2 공간이 부압이 되고, 판 부재가 제1 봉지 부재를 탄성변형시키면서 핀 보드측으로 끌어 당겨지고, 피시험 기판이 제2 봉지 부재를 탄성변형시키면서 판 부재측으로 끌어 당겨진다. 이때에, 프로브의 선단부가 판 부재로부터 크게 돌출되고, 피시험 기판이 프로브의 선단에 접촉된다. 다음에, 프로브를 통해 피시험 기판에 전기 신호를 입출력시켜 시험을 행한다.

일본국 특허공개 2003-14820호 공보(제4~5페이지, 제4 도)

그러나, 종래의 접속 장치에는, 이하의 문제점이 있다. 즉, 이 접속 장치에서는, 제1 공간의 공기 및 제2 공간의 공기를 배기함으로써, 제1 봉지 부재를 탄성변형시키면서 판 부재를 핀 보드측으로 끌어 당김과 더불어 제2 봉지 부재를 탄성변형시키면서 피시험 기판을 판 부재측으로 끌어 당기고, 이로 인해 피시험 기판을 프로브의 선단에 접촉시키고 있다. 이 경우, 이 접속 장치에서는, 프로브의 선단이 핀 보드로부터 돌출되어 있기 때문에, 피시험 기판이 판 부재측으로 끌어 당겨졌을 때에, 피시험 기판이 프로브에만 접촉한다. 이 때문에, 플렉서블 기판과 같이 강성이 낮은 피시험 기판에 대한 시험을 행할 때에는, 프로브에 접촉하고 있지 않은 부분이, 프로브에 접촉하고 있는 부분보다 판 부재측으로 끌어 당겨지는 결과, 피시험 기판이 물결 모양으로 변형하게 된다. 따라서, 종래의 접속 장치에는, 상기 문헌의 도 8에 기재되어 있는 바와 같이, 피시험 기판의 하면 및 상면의 쌍방에 프로브를 접촉시킬 때, 피시험 기판이 물결 모양으로 변형하기 때문에, 접촉 대상 위치(특히 상면의 접촉 대상 위치)에 프로브를 정확하게 접촉시키는 것이 곤란해진다는 문제점이 존재한다.

본 발명은, 이러한 문제점을 감안하여 이루어진 것이며, 기판의 변형을 억제하면서 기판을 흡착할 수 있는 프로브 유닛 및 검사 장치를 제공하는 것을 주목적으로 한다.

상기 목적을 달성하기 위해 청구항 1에 기재된 프로브 유닛은, 기판에 선단부를 접촉시켜 전기 신호의 입출력을 행하기 위한 복수의 프로브와, 상기 각 프로브를 지지하는 지지부와, 상기 기판을 흡착하는 흡착부를 구비한 프로브 유닛으로서, 상기 지지부는, 복수의 제1 삽입 통과 구멍을 가지며 상기 각 프로브의 상기 선단부를 상기 각 제1 삽입 통과 구멍에 각각 삽입 통과시킨 상태로 지지함과 더불어 상기 기판에 상기 선단부를 접촉시킬 때에 상기 기판에 표면이 접촉하는 제1 지지판과, 복수의 제2 삽입 통과 구멍을 가지며 상기 각 프로브의 기단부를 상기 각 제2 삽입 통과 구멍에 각각 삽입 통과시킨 상태로 지지함과 더불어 상기 기단부에 접촉시키는 전극을 갖는 전극판에 맞닿은 상태로 상기 전극판에 고정된 제2 지지판과, 상기 제1 지지판과 상기 제2 지지판의 사이에 설치되어 상기 제1 지지판 및 상기 제2 지지판을 이격시킨 상태로 유지하는 스페이서와, 상기 기판과 상기 표면이 접촉하고 있지 않는 비접촉 상태에 있어서 상기 스페이서와 상기 제1 지지판의 사이 및 상기 스페이서와 상기 제2 지지판의 사이 중 적어도 한쪽에 간극이 생긴 있는 상태를 유지함과 더불어 대기 위치에 위치하고 있는 기판을 향해 상기 프로브 유닛이 이동되었을 때에 상기 기판과 상기 표면이 접촉하여 상기 전극판 및 상기 제2 지지판이 상기 제1 지지판을 향해 가압되는 가압 상태에 있어서의 상기 간극의 축소를 허용하는 간극 조정 기구를 구비하고, 상기 비접촉 상태 및 상기 가압 상태의 어느 상태에 있어서도 상기 기단부가 상기 전극판에 접촉하고 또한 상기 선단부가 상기 표면으로부터 돌출되지 않은 상태로 유지함과 더불어, 상기 가압 상태에 있어서 상기 간극이 소실될 때까지 상기 기판에 상기 선단부가 접촉하도록 상기 프로브를 지지 가능하게 구성되고, 상기 흡착부는, 상기 지지부에 형성됨과 더불어 흡기 기구에 접속되는 흡기로를 구비하여 상기 대기 위치에 위치하고 있는 상기 기판을 흡착 가능하게 구성되고, 상기 흡기로는, 상기 제1 지지판의 두께 방향을 관통하도록 상기 제1 지지판 내에 형성된 제1 흡기구멍과, 상기 스페이서 내에 형성되어 상기 제1 흡기구멍에 연통하는 제2 흡기구멍을 구비하고 있다.

또, 청구항 2에 기재된 프로브 유닛은, 청구항 1에 기재된 프로브 유닛에 있어서, 상기 간극 조정 기구는, 상기 비접촉 상태에 있어서 상기 스페이서와 상기 제1 지지판의 사이에 상기 간극이 생긴 상태를 유지 가능하게 구성되고, 상기 흡착부는, 상기 제1 흡기구멍과 상기 제2 흡기구멍을 연통시키는 통형상의 탄성 부재를 구비하고, 상기 탄성 부재는, 상기 제1 흡기구멍을 둘러싸도록 상기 제1 지지판의 이면에 형성된 제1 홈부에 일단부측이 삽입됨과 더불어, 상기 제2 흡기구멍을 둘러싸도록 상기 이면에 대향하는 상기 스페이서의 대향면에 형성된 제2 홈부에 타단부측이 삽입된 상태로 상기 간극에 설치되어 있다.

또, 청구항 3에 기재된 프로브 유닛은, 청구항 1에 기재된 프로브 유닛에 있어서, 상기 제1 흡기구멍에 연통하는 제3 홈부가 상기 제1 지지판의 상기 표면에 형성되어 있다.

또, 청구항 4에 기재된 프로브 유닛은, 청구항 2에 기재된 프로브 유닛에 있어서, 상기 제1 흡기구멍에 연통하는 제3 홈부가 상기 제1 지지판의 상기 표면에 형성되어 있다.

또, 청구항 5에 기재된 프로브 유닛은, 청구항 1에 기재된 프로브 유닛에 있어서, 상기 흡착부는, 상기 흡기로와 상기 흡기 기구의 사이에 설치되어 상기 흡기로로부터 상기 흡기 기구에 이르는 기체 유로의 개폐를 행하는 개폐 밸브와, 상기 개폐 밸브와 상기 흡기 기구의 사이에 설치되어 부압 상태를 유지하는 챔버를 구비하고 있다.

또, 청구항 6에 기재된 프로브 유닛은, 청구항 2에 기재된 프로브 유닛에 있어서, 상기 흡착부는, 상기 흡기로와 상기 흡기 기구의 사이에 설치되어 상기 흡기로로부터 상기 흡기 기구에 이르는 기체 유로의 개폐를 행하는 개폐 밸브와, 상기 개폐 밸브와 상기 흡기 기구의 사이에 설치되어 부압 상태를 유지하는 챔버를 구비하고 있다.

또, 청구항 7에 기재된 프로브 유닛은, 청구항 3에 기재된 프로브 유닛에 있어서, 상기 흡착부는, 상기 흡기로와 상기 흡기 기구의 사이에 설치되어 상기 흡기로로부터 상기 흡기 기구에 이르는 기체 유로의 개폐를 행하는 개폐 밸브와, 상기 개폐 밸브와 상기 흡기 기구의 사이에 설치되어 부압 상태를 유지하는 챔버를 구비하고 있다.

또, 청구항 8에 기재된 프로브 유닛은, 청구항 4에 기재된 프로브 유닛에 있어서, 상기 흡착부는, 상기 흡기로와 상기 흡기 기구의 사이에 설치되어 상기 흡기로로부터 상기 흡기 기구에 이르는 기체 유로의 개폐를 행하는 개폐 밸브와, 상기 개폐 밸브와 상기 흡기 기구의 사이에 설치되어 부압 상태를 유지하는 챔버를 구비하고 있다.

또, 청구항 9에 기재된 검사 장치는, 청구항 1 내지 청구항 8 중 어느 한 항에 기재된 프로브 유닛과, 상기 기판에 접촉시킨 상기 프로브 유닛의 상기 프로브를 통해 입력한 전기 신호에 기초하여 상기 기판을 검사하는 검사부를 구비하고 있다.

본 발명의 프로브 유닛 및 검사 장치에 의하면, 비접촉 상태 및 가압 상태의 어느 상태에 있어서도 프로브의 선단부가 제1 지지판의 표면으로부터 돌출되지 않은 상태로 유지하도록 지지부를 구성하고, 지지부에 형성된 흡기로를 구비하여 대기 위치에 위치하고 있는 기판을 흡착 가능하게 흡착부를 구성함으로써, 프로빙시에 프로브의 선단부가 제1 지지판의 표면으로부터 돌출되는 구성과는 달리, 기판을 변형시키지 않고 평탄한 상태인 채 기판을 흡착할 수 있다. 이 때문에, 이 프로브 유닛 및 기판 검사 장치에 의하면, 예를 들면, 기판의 하면을 프로브 유닛으로 흡착한 상태로 기판의 상면에 다른 프로브(예를 들면, 플라잉 프로브)를 프로빙시킬 때, 그 프로빙을 확실히 행할 수 있다. 또, 이 프로브 유닛 및 기판 검사 장치에서는, 흡기로를 구성하는 제1 흡기구멍이 제1 지지판의 두께 방향을 관통하도록 제1 지지판 내에 형성되어 있다. 이 때문에, 이 프로브 유닛 및 기판 검사 장치에 의하면, 제1 지지판의 면방향을 따라 제1 지지판 내에 흡기구멍을 설치하여 단면에 흡기구멍의 개구부를 설치하는 구성과 비교하여, 제1 지지판을 얇게 형성할 수 있기 때문에, 그 만큼, 프로브 유닛을 소형화함과 더불어 경량화할 수 있다.

또, 본 발명의 프로브 유닛 및 검사 장치에 의하면, 비접촉 상태에 있어서 스페이서와 제1 지지판의 사이에 간극이 생긴 상태를 유지 가능하게 간극 조정 기구를 구성하고, 스페이서와 제1 지지판의 사이에 설치한 탄성 부재로 제1 흡기구멍과 제2 흡기구멍을 연통시킴으로써, 프로빙시의 간극의 증감에 따라 탄성 부재가 변형(압축 및 신장)함으로써, 간극이 증감해도 제1 흡기구멍과 제2 흡기구멍을 확실히 연통시킬 수 있다.

또, 본 발명의 프로브 유닛 및 검사 장치에 의하면, 제1 흡기구멍에 연통하는 제3 홈부를 제1 지지판의 표면에 형성함으로써, 홈부가 형성되어 있지 않은 구성, 즉 제1 흡기구멍의 개구부만으로 기판을 흡착하는 구성과 비교하여, 넓은 영역을 흡착할 수 있기 때문에, 보다 확실히 기판을 흡착할 수 있다.

또, 본 발명의 프로브 유닛 및 검사 장치에 의하면, 개폐 밸브 및 챔버를 구비함으로써, 챔버 내를 부압 상태로 유지할 수 있기 때문에, 개폐 밸브를 작동시켰을 때에 기판의 흡착을 바로 행할 수 있다. 따라서, 이 프로브 유닛 및 기판 검사 장치에 의하면, 개폐 밸브나 챔버를 구비하지 않은 구성, 즉 흡기로가 흡기 기구에 직접 접속되어 있는 구성과 비교하여, 기판의 흡착을 단시간에 행할 수 있는 결과, 그만큼 검사 효율을 향상시킬 수 있다.

도 1은, 기판 검사 장치(1)의 구성을 나타내는 구성도이다.
도 2는, 프로브 유닛(2)의 정면도이다.
도 3은, 프로브(21)의 평면도이다.
도 4는, 지지부(22)의 사시도이다.
도 5는, 지지부(22)의 분해 사시도이다.
도 6은, 지지판(42)을 이면(42a)측에서 본 사시도이다.
도 7은, 지지부(22)의 상면도이다.
도 8은, 지지부(22)의 저면도이다.
도 9는, 지지부(22)의 단면도이다.
도 10은, 기판 검사 장치(1)의 동작을 설명하는 제1 설명도이다.
도 11은, 기판 검사 장치(1)의 동작을 설명하는 제2 설명도이다.
도 12는, 기판 검사 장치(1)의 동작을 설명하는 제3 설명도이다.

이하, 프로브 유닛 및 검사 장치의 실시의 형태에 대해서, 도면을 참조하여 설명한다.

우선, 검사 장치의 일례로서의 도 1에 나타내는 기판 검사 장치(1)의 구성에 대해 설명한다. 기판 검사 장치(1)는, 동 도면에 나타내는 바와 같이, 프로브 유닛(2), 이동 기구(3a), 이동 기구(3b), 플라잉 프로브(4), 기판 지지부(5), 처리부(6), 흡기 기구(7), 전자 밸브(8) 및 챔버(9)를 구비하고, 기판(100)을 검사 가능하게 구성되어 있다.

프로브 유닛(2)은, 도 2에 나타내는 바와 같이, 복수의 프로브(21), 지지부(22) 및 전극판(23)을 구비하고, 사용 상태(프로브(21)를 기판(100)에 프로빙시킬 때) 및 비사용 상태의 어느 상태에 있어서도 프로브(21)의 선단부(21a)가 지지부(22)에 있어서의 지지판(41)의 표면(41a)으로부터 돌출되지 않도록 구성됨과 더불어, 기판(100)을 지지판(41)의 표면(41a)으로 흡착하는 것이 가능하게 구성되어 있다.

프로브(21)는, 검사시에 기판(100)의 하면(102)(도 10 참조)에 접촉시켜 전기 신호의 입출력을 행하기 위해 이용되고, 일례로서 도전성을 갖는 금속재료(예를 들면, 베릴륨 구리합금, SKH(고속도 공구강) 및 텅스텐강 등)에 의해 탄성변형 가능한 단면 원형의 봉형상으로 형성되어 있다(도 3 참조). 또, 프로브(21)의 중간부(21b)(동 도면 참조)의 주위면에는, 절연성을 갖는 코팅 재료(일례로서 불소계 수지, 폴리우레탄, 폴리에스테르 및 폴리이미드 등)로 형성된 절연층이 형성되어 있다. 이 때문에, 동 도면에 나타내는 바와 같이, 중간부(21b)는, 그 직경(L2)이 선단부(21a)의 직경(L1) 및 기단부(21c)의 직경(L3)보다 대경으로 되어 있다. 즉, 프로브(21)는, 선단부(21a) 및 기단부(21c)가 중간부(21b)보다 소경으로 형성되어 있다.

지지부(22)는, 도 2, 4, 5에 나타내는 바와 같이, 선단부측 지지부(31), 기단부측 지지부(32), 한 쌍의 스페이서(33), 간극 조정 기구(34)(도 5 참조) 및 탄성 부재(35)(동 도면 참조)를 구비하고, 프로브(21)를 지지 가능하게 구성되어 있다.

선단부측 지지부(31)는, 프로브(21)의 선단부(21a)측을 지지하는 부재로서, 도 2, 4, 5에 나타내는 바와 같이, 제1 지지판에 상당하는 2장의 지지판(41, 42)을 구비하여 구성되어 있다.

지지판(41)은, 도 4, 5에 나타내는 바와 같이, 판형상으로 형성되어 있다. 또, 지지판(41)에는, 도 7에 나타내는 바와 같이, 복수(프로브(21)의 수와 동수)의 삽입 통과 구멍(41b)(제1 삽입 통과 구멍에 상당한다)이 형성되어 있다. 삽입 통과 구멍(41b)은, 직경이 프로브(21)의 선단부(21a)의 직경(L1)(도 3 참조)보다 약간 대경이며, 또한 프로브(21)의 중간부(21b)의 직경(L2)(동 도면 참조)보다 약간 소경으로 형성되어, 중간부(21b)를 삽입 통과시키지 않고, 선단부(21a)만을 삽입 통과시키는 것이 가능하게 되어 있다.

또, 지지판(41)에는, 도 9에 나타내는 바와 같이, 흡기구멍(41f)이 형성되어 있다. 이 흡기구멍(41f)은, 지지판(41)의 표면(41a)측에 개구부(41g)(도 7도 참조)를 가지며, 지지판(41)의 두께 방향(도 9에 있어서의 상하 방향)을 관통하도록 형성되어 있다.

또, 도 7에 나타내는 바와 같이, 지지판(41)의 표면(41a)에 있어서의 삽입 통과 구멍(41b)의 형성 영역에는, 홈부(41h)(제3 홈부에 상당한다)가 형성되어 있다. 또, 홈부(41h)의 저부에 흡기구멍(41f)의 개구부(41g)가 형성되고, 홈부(41h)와 흡기구멍(41f)이 연통되어 있다. 이 경우, 이 예에서는, 동 도면에 나타내는 바와 같이, 삽입 통과 구멍(41b)의 형성 영역 내에 있어서의 일부(동 도면에 나타내는 정방형의 부분)를 제외하는 대부분의 부분을 홈부(41h)로서 형성하고 있지만, 홈부(41h)의 형태는 이것으로 한정되지 않고, 예를 들면, 폭이 좁은 슬릿을 매트릭스형상으로 배치하거나 등간격으로 늘어놓아 배치하거나 하여 형성해도 된다. 이 프로브 유닛(2)에서는, 이 홈부(41h)를 형성함으로써, 기판(100)의 하면(102)에 대한 프로빙에 있어서 기판(100)을 프로브 유닛(2)으로 흡착할 때에, 삽입 통과 구멍(41b)의 형성 영역(즉, 프로브(21)의 선단부(21a)가 위치하는 영역)에 대향하는 기판(100)의 대향 부위의 전역을 확실히 흡착하는 것이 가능하게 되어 있다.

또, 지지판(41)에는, 도 5에 나타내는 바와 같이, 간극 조정 기구(34)에 있어서의 이격 규제부(71)의 두부(71a)의 삽입 통과가 가능한 삽입 통과 구멍(41c)이 형성되어 있다. 또, 지지판(41)에는, 동 도면에 나타내는 바와 같이, 지지판(41)과 지지판(42)의 고정, 및 간극 조정 기구(34)에 있어서의 안내부(72)의 샤프트(72b)와 지지판(41)의 고정에 이용하는 나사(25a)의 선단부측의 삽입 통과가 가능한 삽입 통과 구멍(41d)이 형성되어 있다.

지지판(42)은, 도 4, 5에 나타내는 바와 같이, 판형상으로 형성되어 있다. 또, 지지판(42)에는, 도 7에 나타내는 바와 같이, 평면에서 볼 때 원형의 복수(프로브(21)의 수와 동수)의 삽입 통과 구멍(42b)(지지판(41)의 삽입 통과 구멍(41b)과 마찬가지로 제1 삽입 통과 구멍에 상당한다)이 형성되어 있다. 삽입 통과 구멍(42b)은, 직경이 삽입 통과 구멍(41b)의 직경과 같은 직경으로 형성되어, 프로브(21)의 중간부(21b)를 삽입 통과시키지 않고, 선단부(21a)만을 삽입 통과시키는 것이 가능하게 되어 있다.

또, 지지판(42)에는, 도 9에 나타내는 바와 같이, 흡기구멍(42f)이 형성되어 있다. 이 흡기구멍(42f)은, 지지판(41)의 흡기구멍(41f)에 연통함과 더불어 지지판(42)의 이면(42a)에 개구부(42g)(도 6도 참조)를 가지며, 지지판(42)의 두께 방향(도 9에 있어서의 상하 방향)을 관통하도록 형성되어 있다. 이 경우, 이 흡기구멍(42f)과 지지판(41)의 흡기구멍(41f)에 의해 제1 흡기구멍이 구성된다. 또, 지지판(42)의 이면(42a)에는, 도 6, 9에 나타내는 바와 같이, 탄성 부재(35)(도 5 참조)의 일단부측(동 도면에 있어서의 상단부측)을 삽입시키는 홈부(42h)(제1 홈부에 상당한다)가, 개구부(42g)를 둘러싸도록 하여 형성되어 있다.

또, 지지판(42)에는, 도 5에 나타내는 바와 같이, 이격 규제부(71)의 중간부(71b)의 삽입 통과가 가능한 삽입 통과 구멍(42c)이 형성되어 있다. 또, 지지판(42)에는, 동 도면에 나타내는 바와 같이, 지지판(41)과 지지판(42)을 고정하기 위한 나사(25a)의 선단부측이 박히는 나사구멍(42d)이 형성되어 있다. 또, 지지판(42)에는, 간극 조정 기구(34)에 있어서의 안내부(72)의 샤프트(72b)를 삽입 통과시키는 삽입 통과 구멍(42e)이 형성되어 있다. 또, 지지판(42)의 이면(42a)에는, 도 6에 나타내는 바와 같이, 간극 조정 기구(34)에 있어서의 스프링(73)(도 5 참조)의 일단부(도 4에 있어서의 상단부)를 끼워넣기 위한 오목부(42i)가 형성되어 있다.

기단부측 지지부(32)는, 프로브(21)의 기단부(21c)측을 지지하는 부재로서, 도 2, 4, 5에 나타내는 바와 같이, 제2 지지판에 상당하는 2장의 지지판(43, 44)을 구비하여 구성되어 있다.

지지판(43)은, 도 4, 5에 나타내는 바와 같이, 판형상으로 형성되어 있다. 또, 지지판(43)에는, 도 8에 나타내는 바와 같이, 복수(프로브(21)의 수와 동수)의 삽입 통과 구멍(43b)(제2 삽입 통과 구멍에 상당한다)이 형성되어 있다. 삽입 통과 구멍(43b)은, 직경이 프로브(21)의 중간부(21b)의 직경(L2)(도 3 참조)보다 약간 대경으로 형성되어, 프로브(21)의 중간부(21b)를 삽입 통과시키는 것이 가능하게 되어 있다.

또, 지지판(43)에는, 도 9에 나타내는 바와 같이, 흡기구멍(43f)이 형성되어 있다. 이 흡기구멍(43f)은, 스페이서(33)에 있어서의 흡기구멍(33f)의 개구부(33j)에 연통하여, 지지판(43)의 두께 방향(동 도면에 있어서의 상하 방향)을 관통하도록 형성되어 있다. 또, 지지판(43)에는, 도 5에 나타내는 바와 같이, 간극 조정 기구(34)에 있어서의 안내부(72)의 샤프트(72b)의 삽입 통과가 가능한 삽입 통과 구멍(43c)이 형성되어 있다. 또, 지지판(43)에는, 지지판(43, 44) 및 스페이서(33)의 위치 결정을 행하기 위한 핀(24)의 삽입 통과가 가능한 삽입 통과 구멍(43d)이 형성되어 있다. 또, 지지판(43)에는, 지지판(43, 44)과 스페이서(33)를 고정하는데 이용하는 나사(25b)의 선단부측의 삽입 통과가 가능한 삽입 통과 구멍(43e)이 형성되어 있다.

지지판(44)은, 도 4, 5에 나타내는 바와 같이, 판형상으로 형성되어 있다. 또, 지지판(44)에는, 도 8에 나타내는 바와 같이, 복수(프로브(21)의 수와 동수)의 삽입 통과 구멍(44b)(지지판(43)의 삽입 통과 구멍(43b)과 마찬가지로 제2 삽입 통과 구멍에 상당한다)이 형성되어 있다. 삽입 통과 구멍(44b)은, 직경이 삽입 통과 구멍(43b)의 직경과 같은 직경으로 형성되어, 프로브(21)의 중간부(21b)를 삽입 통과시키는 것이 가능하게 되어 있다.

또, 지지판(44)에는, 도 9에 나타내는 바와 같이, 흡기구멍(44f)이 형성되어 있다. 이 흡기구멍(44f)은, 지지판(43)의 흡기구멍(43f)에 연통하여, 지지판(44)의 두께 방향(동 도면에 있어서의 상하 방향)을 관통하도록 형성되어 있다. 또, 지지판(44)에는, 도 5에 나타내는 바와 같이, 간극 조정 기구(34)에 있어서의 안내부(72)의 샤프트(72b)의 삽입 통과가 가능한 삽입 통과 구멍(44c)이 형성되어 있다. 또, 지지판(44)에는, 핀(24)의 삽입 통과가 가능한 삽입 통과 구멍(44d)이 형성되어 있다. 또, 지지판(44)에는, 나사(25b)의 선단부측의 삽입 통과가 가능한 삽입 통과 구멍(44e)이 형성되어 있다.

각 스페이서(33)는, 도 4에 나타내는 바와 같이, 선단부측 지지부(31)(지지판(41, 42))와 기단부측 지지부(32)(지지판(43, 44))의 사이에 설치되어, 선단부측 지지부(31)와 기단부측 지지부(32)를 이격시킨 상태로 유지하는 기능을 갖고 있다.

또, 각 스페이서(33)는, 도 4, 5에 나타내는 바와 같이, 직방체형상으로 형성되고, 프로브(21)의 설치 부위를 사이에 두고 서로 이격한 상태로 설치되어 있다. 또, 스페이서(33)에는, 도 9에 나타내는 바와 같이, 흡기구멍(33f)이 형성되어 있다. 이 흡기구멍(33f)은, 제2 흡기구멍에 상당하고, 지지판(42)의 이면(42a)에 대향하는 대향면(33a)(동 도면에 있어서의 상면)에 개구부(33g)를 가짐과 더불어, 스페이서(33)의 하면(33i)에 개구부(33j)를 가지며, 스페이서(33)의 두께 방향(동 도면에 있어서의 상하 방향)을 관통하도록 형성되어 있다. 또, 동 도면에 나타내는 바와 같이, 흡기구멍(33f)의 개구부(33g)는, 탄성 부재(35)를 통해 지지판(42)에 있어서의 흡기구멍(42f)의 개구부(42g)에 연통되어 있다. 이 경우, 지지판(41, 42)의 흡기구멍(41f, 42f)(즉, 제1 흡기구멍), 스페이서(33)의 흡기구멍(33f)(즉, 제2 흡기구멍), 지지판(43, 44)의 흡기구멍(43f, 44f), 및 전극판(23)에 있어서의 후술하는 흡기구멍(23f)에 의해 흡기로가 구성된다.

또, 스페이서(33)의 대향면(33a)에는, 도 5, 9에 나타내는 바와 같이, 탄성 부재(35)의 타단부측(동 도면에 있어서의 하단부측)을 삽입시키는 홈부(33h)(제2 홈부에 상당한다)가, 개구부(33g)를 둘러싸도록 하여 형성되어 있다. 또, 스페이서(33)의 대향면(33a)에는, 도 5에 나타내는 바와 같이, 간극 조정 기구(34)에 있어서의 스프링(73)의 일단부(동 도면에 있어서의 하단부)를 끼워넣기 위한 오목부(33c)가 형성되어 있다.

또, 스페이서(33)의 대향면(33a)에는, 도 5에 나타내는 바와 같이, 이격 규제부(71)의 나사부(71c)가 박히는 나사구멍(33b)이 형성되어 있다. 또, 스페이서(33)에는, 도 9에 나타내는 바와 같이, 안내부(72)의 슬리브(72a)를 수용 가능한 오목부(33e) 및 안내부(72)의 샤프트(72b)의 삽입 통과가 가능한 삽입 통과 구멍(33d)(도 5도 참조)이 형성되어 있다.

간극 조정 기구(34)는, 기판(100)의 하면(102)과 지지판(41)의 표면(41a)이 접촉하고 있지 않은 상태(이하, 「비접촉 상태」라고도 한다)에 있어서, 스페이서(33)와 선단부측 지지부(31)의 지지판(42)의 사이에 간극(G)이 생긴 상태(도 2 참조)를 유지함과 더불어, 기판(100)과 지지판(41)의 표면(41a)이 접촉하여 전극판(23), 기단부측 지지부(32) 및 스페이서(33)가 선단부측 지지부(31)를 향해 가압되는 상태(도 11 참조：이하, 「가압 상태」라고도 한다)에 있어서의 간극(G)의 축소(바꾸어 말하면 축장(縮長))를 허용한다. 즉, 간극 조정 기구(34)는, 스페이서(33)와 선단부측 지지부(31)의 사이의 간극(G)의 크기를 조정하는 기능을 갖고 있다. 구체적으로는, 간극 조정 기구(34)는, 도 5에 나타내는 바와 같이, 이격 규제부(71), 안내부(72) 및 스프링(73)을 구비하여 구성되어 있다.

이격 규제부(71)는, 도 5에 나타내는 바와 같이, 스페이서(33)의 나사구멍(33b)에 박혀 스페이서(33)에 고정되는 나사부(71c)와, 지지판(42)의 삽입 통과 구멍(42c)에 슬라이딩 가능하게 삽입 통과되는 원기둥형상의 중간부(71b)와, 지지판(41)의 삽입 통과 구멍(41c)에 삽입 통과되어 지지판(42)의 삽입 통과 구멍(42c)에는 삽입 통과하지 않는 크기로 형성된 원판형상의 두부(71a)를 구비하여 구성되고, 지지판(42)과 스페이서(33)의 사이에 설치된다. 또, 이 이격 규제부(71)에서는, 중간부(71b)의 길이가 지지판(42)의 두께보다 미리 규정된 규정 길이만큼 길어지도록 형성되어 있다. 이 때문에, 이 프로브 유닛(2)에서는, 이격 규제부(71)의 나사부(71c)가 고정된 스페이서(33)에 대해서, 지지판(42)이 규정 길이만큼 이격 했을 때(간극(G)이 규정 길이로 되었을 때)에, 지지판(42)에 있어서의 삽입 통과 구멍(42c)의 가장자리부에 두부(71a)가 맞닿아, 스페이서(33)와 지지판(42)의 규정 길이 이상의 이격이 규제된다. 즉, 이격 규제부(71)는, 스페이서(33)와 지지판(42)(선단부측 지지부(31))이 규정 길이 이상으로 이격하는 것을(규정 길이 이상의 간극(G)의 발생을) 규제하는 기능을 갖고 있다.

안내부(72)는, 도 5에 나타내는 바와 같이, 원기둥형상의 슬리브(72a)와, 슬리브(72a)에 대해서 슬라이딩 가능한 샤프트(72b)를 구비하여 구성되어 있다. 이 안내부(72)는, 스페이서(33), 기단부측 지지부(32) 및 전극판(23)이 선단부측 지지부(31)에 대해서 수직 방향(슬리브(72a)의 길이 방향이기도 하다)으로 이동하도록 안내하는 기능을 갖고 있다.

스프링(73)은, 도 5에 나타내는 바와 같이, 일단부(동 도면에 있어서의 하단부)가 스페이서(33)의 오목부(33c)에 끼워넣어진 상태로 선단부측 지지부(31)(지지판(42))와 스페이서(33)의 사이에 설치되어, 간극(G)이 확대하는 방향으로 지지판(42) 및 스페이서(33)를 탄성 가압한다. 이 때문에, 이 프로브 유닛(2)에서는, 상기한 비접촉 상태에서는, 이격 규제부(71)에 의해 허용되는 규정 길이만큼 지지판(42)과 스페이서(33)가 이격한(규정 길이의 간극(G)이 생긴) 상태로 유지되고, 상기한 가압 상태에서는, 스프링(73)이 압축하여, 지지판(42)과 스페이서(33)의 근접(간극(G)의 축소)이 허용된다.

탄성 부재(35)는, 지지판(42)의 흡기구멍(42f)(제1 흡기구멍)과 스페이서(33)의 흡기구멍(33f)(제2 흡기구멍)을 연통시키는 부재로서, 탄성 재료(일례로서 고무)에 의해 원통형상으로 형성되어 있다. 이 경우, 탄성 부재(35)는, 지지판(42)의 이면(42a)에 형성되어 있는 홈부(42h)(도 6, 9 참조)에 일단부측(상단부측)이 삽입되고, 스페이서(33)의 대향면(33a)에 형성되어 있는 홈부(33h)(도 5, 9 참조)에 타단부측(하단부측)이 삽입된 상태로, 도 9에 나타내는 바와 같이, 지지판(42)과 스페이서(33)의 사이에 설치되어, 지지판(42)과 스페이서(33)의 사이의 간극(G)으로부터 흡기로에의 공기의 유입을 저지하는 시일재로서 기능한다.

또, 탄성 부재(35)의 길이는, 상기한 비접촉 상태에 있어서의 간극(G)의 길이, 홈부(42h)의 깊이, 및 홈부(33h)의 깊이를 합계한 길이보다 약간 짧은 길이로 규정되어 있다. 또, 탄성 부재(35)의 외경 및 내경은, 비접촉 상태에 있어서, 홈부(33h, 42h)의 주위면과 탄성 부재(35)의 주위면의 사이에 간극이 생기는 길이로 규정되고 있다(도 9 참조). 또, 탄성 부재(35)는, 홈부(33h, 42h)의 주위면이나 저면에 대해서 접착시키지 않는 상태로 설치되어 있다. 탄성 부재(35)를 이와 같이 구성하여 설치함으로써, 간극(G)이 축소하여 상하 방향으로 탄성 부재(35)가 압축되었을 때에, 간극(G)의 축소에 따라 두께(도 9에 있어서의 좌우 방향의 길이)가 증가하도록 탄성 부재(35)를 변형시키는 것이 가능하게 되어 있다. 또, 흡기 기구(7)에 의한 흡기에 의해 흡기로 내가 부압(대기압보다 낮은 압력)이 되고, 탄성 부재(35)가 대기압에 의해 내측(중심축측)을 향해 탄성변형했다고 해도, 그 탄성변형에 따라 간극(G)이 축소하는 방향으로 스페이서(33) 및 지지판(42)이 인장되는 사태를 방지하는 것이 가능하게 되어 있다.

전극판(23)은, 판형상으로 형성되어, 도 2에 나타내는 바와 같이, 기단부측 지지부(32)의 지지판(44)의 하면에 설치되어 있다. 또, 전극판(23)에는, 각 프로브(21)의 각 기단부(21c)에 각각 접촉하는 도시 외의 복수의 전극이 끼워 넣어져 있고, 이들 각 전극에는, 처리부(6)와의 사이에서 전기 신호의 입출력을 행하기 위한 도시 외의 케이블이 각각 접속되어 있다. 또, 전극판(23)에는, 도 9에 나타내는 바와 같이, 흡기구멍(23f)이 형성되어 있다. 이 흡기구멍(23f)은, 스페이서(33)에 있어서의 흡기구멍(33f)의 개구부(33j)에 연통하여, 전극판(23)의 두께 방향(동 도면에 있어서의 상하 방향)을 관통하도록 형성되어 있다.

이 프로브 유닛(2)에서는, 도 4에 나타내는 바와 같이, 지지판(41, 42)이 서로 맞닿은 상태로 나사(25a)(도 5 참조)에 의해 고정되어 있다. 또, 스페이서(33)가 서로 맞닿은 상태로 도시 외의 나사에 의해 고정되어 있다. 또한, 스페이서(33)와 지지판(43)이 서로 맞닿고, 또한 지지판(43, 44)이 서로 맞닿은 상태로, 이들이 나사(25b)(도 5 참조)에 의해 고정되어 있다. 또, 도 2, 9에 나타내는 바와 같이, 전극판(23)과 기단부측 지지부(32)의 지지판(44)이 맞닿은 상태(전극판(23)과 지지판(44)의 사이에 간극이 생기지 않은 상태)로 스페이서(33), 지지판(43, 44) 및 전극판(23)이 도시 외의 나사에 의해 고정되어 있다. 이로 인해, 프로브(21)가, 선단부측 지지부(31)측으로부터도 기단부측 지지부(32)측으로부터도 빠지지 않는 상태로 지지부(22) 및 전극판(23)에 의해 지지된다.

또, 이 프로브 유닛(2)에서는, 도 2에 나타내는 바와 같이, 비접촉 상태에 있어서의 지지판(41) 표면(41a)으로부터 지지판(44)의 이면(44a)까지의 길이가, 프로브(21)의 길이와 같은 길이(또는 약간 긴 길이)가 되도록 지지부(22)가 구성되어 있다. 이 때문에, 도 2, 10에 나타내는 바와 같이, 비접촉 상태에 있어서, 프로브(21)의 기단부(21c)가 전극판(23)에 접촉함과 더불어 선단부(21a)가 지지판(41)의 표면(41a)으로부터 돌출되지 않은 상태로 유지된다. 또, 이 프로브 유닛(2)에서는, 가압 상태에 있어서, 지지판(42)과 스페이서(33)가 근접하여 간극(G)이 소실될 때까지 프로브(21)의 선단부(21a)가 기판(100)에 접촉하고, 간극(G)의 소실에 의해 지지판(41)의 표면(41a)으로부터 지지판(44)의 이면(44a)까지의 길이가 단축됨에 따라, 프로브(21)가 좌굴(만곡하도록 탄성변형)한다. 이 때문에, 도 11, 12에 나타내는 바와 같이, 가압 상태에 있어서도, 프로브(21)의 기단부(21c)가 전극판(23)에 접촉함과 더불어 선단부(21a)가 지지판(41)의 표면(41a)으로부터 돌출되지 않은 상태로 유지된다.

이동 기구(3a)는, 처리부(6)의 제어에 따라, 기판 지지부(5)에 의해 지지되어 있는 기판(100)의 하면(102)에 접리하는 방향으로 프로브 유닛(2)을 이동시킨다. 이동 기구(3b)는, 처리부(6)의 제어에 따라, 기판 지지부(5)에 의해 지지되어 있는 기판(100)의 상면(101)(도 10 참조)에 따른 방향(XY 방향), 및 상면(101)에 접리하는 방향(Z 방향)으로 플라잉 프로브(4)를 이동시킨다.

플라잉 프로브(4)는, 기판(100)의 상면(101)에 있어서의 미리 결정된 피접촉 위치에 대해서 전기 신호를 입출력시킬 때에 이용된다. 이 경우, 플라잉 프로브(4)는, 도 1에 나타내는 바와 같이, 프로브(81)와, 프로브(81)를 유지하는 암(82)을 구비하여 구성되고, 이동 기구(3a)에 의해 XYZ 방향으로 이동됨으로써 피접촉 위치에 프로브(81)의 선단부가 접촉(프로빙)된다.

기판 지지부(5)는, 도 10에 나타내는 바와 같이, 기판(100)의 외주부를 클램프하여 고정하는 고정부(5a)와, 고정부(5a)에 의해 고정된 기판(100)의 상면(101)에 선단부가 맞닿도록 배치되는 당접부(5b)를 구비하여, 기판(100)을 지지 가능하게 구성되어 있다. 이 경우, 고정부(5a)는, 기판(100)이 공급되는 장소(고정부(5a)에 기판(100)을 고정하는 장소)와, 기판(100)이 대기 위치(P)(기판(100)에 대해서 프로빙이 행해지는 위치)에 위치하는 장소의 사이를 도시 외의 이동 기구에 의해 이동된다. 또, 당접부(5b)는, 고정부(5a)에 고정된 기판(100)이 대기 위치(P)로 이동될 때에 대기하는 지점과 선단부가 기판(100)의 상면(101)에 접촉하는 지점의 사이를 도시 외의 이동 기구에 의해 이동(상하이동)된다.

처리부(6)는, 기판 검사 장치(1)를 구성하는 각부를 제어한다. 또, 처리부(6)는, 프로브(21)를 통해 입출력하는 전기 신호에 기초하여, 물리량(예를 들면, 저항값)을 측정하는 측정 처리를 실행한다. 또, 처리부(6)는, 검사부로서 기능하고, 측정 처리에 의해 측정한 물리량으로서의 저항값에 기초하여 기판(100)의 양부(도체부의 단선이나 단락의 유무)를 검사하는 검사 처리를 실행한다.

흡기 기구(7)는, 진공 펌프로 구성되어, 흡기를 행한다. 전자 밸브(8)는, 개폐 밸브에 상당하고, 도 1에 나타내는 바와 같이, 프로브 유닛(2)에 있어서의 지지부(22) 및 전극판(23)에 형성되어 있는 흡기로(흡기구멍(41f, 42f, 33f, 43f, 44f, 23f))와 흡기 기구(7)의 사이에 설치되어 있다. 이 경우, 전자 밸브(8)는, 처리부(6)의 제어에 따라 작동하고, 흡기로로부터 흡기 기구(7)에 이르는 기체 유로의 개폐를 행한다. 구체적으로는, 전자 밸브(8)는, 흡기로로부터 전자 밸브(8)까지의 기체 유로를 대기압에 개방함과 더불어, 전자 밸브(8)로부터 챔버(9)를 통해 흡기 기구(7)에 이르는 기체 유로를 폐색하는 상태(이하 「제1 상태」라고도 한다)와, 흡기로로부터 전자 밸브(8) 및 챔버(9)를 통해 흡기 기구(7)에 이르는 기체 유로를 연결하는 상태(이하 「제2 상태」라고도 한다)를 전환한다. 챔버(9)는, 전자 밸브(8)와 흡기 기구(7)의 사이에 설치되어 부압 상태를 유지한다. 이 경우, 흡기 기구(7), 챔버(9), 전자 밸브(8), 및 프로브 유닛(2)의 지지부(22) 등에 설치되어 있는 상기한 흡기로 및 탄성 부재(35)에 의해 흡착부가 구성된다.

다음에, 기판 검사 장치(1)를 이용하여 기판(100)의 검사를 행하는 기판 검사 방법, 및 그때의 각부의 동작에 대해서, 도면을 참조하여 설명한다. 이 경우, 기판(100)으로서 플렉서블 기판(유연성을 갖는 기판)을 검사하는 예에 대해 설명한다.

우선, 전자 밸브(8)를 제1 상태로 하고, 흡기 기구(7)를 작동시킨다. 이때에, 흡기 기구(7)에 의해 챔버(9) 내의 공기가 흡기되고, 챔버(9) 내가 부압 상태로 유지된다. 다음에, 도 10에 나타내는 바와 같이, 기판 지지부(5)의 고정부(5a)에 기판(100)을 고정하고, 계속해서, 고정부(5a)를 이동시켜, 기판(100)을 대기 위치(P)에 위치시킨다. 다음에, 동 도면에 나타내는 바와 같이, 기판 지지부(5)의 당접부(5b)를 이동시켜, 당접부(5b)의 선단부를 기판(100)의 상면(101)에 접촉시킨다.

계속해서, 처리부(6)에 대해서 검사 개시를 지시한다. 이에 따라, 처리부(6)가, 이동 기구(3a)를 제어하여, 대기 위치(P)에 위치하고 있는 기판(100)에 대해서 근접하는 방향(도 10에 있어서의 상향)으로 프로브 유닛(2)을 상승(이동)시킨다.

이 경우, 이 상태(비접촉 상태)의 프로브 유닛(2)에서는, 도 10에 나타내는 바와 같이, 프로브(21)의 기단부(21c)가 전극판(23)에 접촉함과 더불어 선단부(21a)가 지지판(41)의 표면(41a)으로부터 돌출되지 않은 상태로 유지되어 있다. 또, 이 상태의 프로브 유닛(2)에서는, 도 2에 나타내는 바와 같이, 간극 조정 기구(34)에 있어서의 스프링(73)(도 5 참조)의 탄성 가압력에 의해 스페이서(33)와 지지판(42)의 사이에 간극(G)이 생겨 있다.

다음에, 미리 결정된 이동량만큼 프로브 유닛(2)이 상승되었을 때에, 지지부(22)의 선단부측 지지부(31)의 지지판(41)의 표면(41a)이 기판(100)의 하면(102)에 접촉한다. 계속해서, 처리부(6)는, 전자 밸브(8)를 제어하여, 제2 상태(흡기로로부터 흡기 기구(7)에 이르는 기체 유로를 연결하는 상태)로 한다. 이때에, 챔버(9) 내가 부압 상태로 유지되어 있기 때문에, 기체 유로가 열렸을 때에 프로브 유닛(2)에 형성되어 있는 흡기로로부터의 흡기가 바로 개시된다. 또, 흡기로로부터의 흡기에 의해 지지판(41)의 표면(41a)에 하면(102)이 접촉하고 있는 기판(100)이 흡착된다. 이 경우, 흡기로를 구성하는 홈부(41h)가 지지판(41)의 표면(41a)에 형성되어 있기 때문에, 삽입 통과 구멍(41b)의 형성 영역, 즉 프로브(21)의 선단부(21a)가 위치하는 영역의 전역이 확실히 흡착된다.

다음에, 처리부(6)는, 이동 기구(3a)를 제어하여, 도 11에 나타내는 바와 같이, 전극판(23), 기단부측 지지부(32) 및 스페이서(33)를 더 상승시킨다. 이때에, 스프링(73)(도 5 참조)이 압축되고, 그 탄성 가압력(탄성력)에 의해 선단부측 지지부(31)가 상향으로 가압된다. 이 경우, 기판(100)의 상면(101)에 당접부(5b)의 선단부가 맞닿아 있기 때문에, 그 가압력(탄성 가압력)이 당접부(5b)에 의해 받아들여져, 기판(100)이 이동하지 않는 상태(대기 위치(P)에 위치하고 있는 상태)로 유지된다. 또, 이 상태(가압 상태)의 프로브 유닛(2)에 있어서도, 동 도면에 나타내는 바와 같이, 상기한 비접촉 상태와 같게 하여, 프로브(21)의 기단부(21c)가 전극판(23)에 접촉함과 더불어 선단부(21a)가 지지판(41)의 표면(41a)으로부터 돌출되지 않은 상태로 유지된다.

한편, 스프링(73)의 탄성 가압력에 저항하여, 전극판(23), 기단부측 지지부(32) 및 스페이서(33)가 상승함으로써, 도 11에 나타내는 바와 같이, 간극(G)이 서서히 감소하고, 간극(G)이 감소하는 과정에서(간극(G)이 소실될 동안에), 프로브(21)가 좌굴(만곡하도록 탄성변형)하고, 프로브(21)의 선단부(21a)가 기판(100)의 하면(102)에 접촉함과 더불어, 좌굴에 의해 생기는 탄성력으로 하면(102)을 가압한다. 또, 간극(G)의 감소에 따라, 탄성 부재(35)가 상하 방향으로 압축되어 두께가 증가하도록 변형한다.

여기서, 프로브(21)의 선단부(21a)가 지지판(41)의 표면(41a)으로부터 돌출하는 구성에서는, 기판(100)에 있어서의 선단부(21a)에 접촉하고 있지 않은 부분이, 선단부(21a)에 접촉하고 있는 부분보다 표면(41a)측으로 끌어 당겨져 기판(100)이 물결 모양으로 변형하게 된다. 이에 대해서, 이 프로브 유닛(2)에서는, 상기한 바와 같이, 비접촉 상태 및 가압 상태의 어느 상태에 있어서도 프로브(21)의 선단부(21a)가 지지판(41)의 표면(41a)으로부터 돌출되지 않는 상태로 유지된다. 이 때문에, 이 프로브 유닛(2)에서는, 기판(100)을 변형시키지 않고, 평탄한 상태인 채 기판(100)을 흡착하는 것이 가능하게 되어 있다.

계속해서, 처리부(6)는, 이동 기구(3a)를 제어하여, 전극판(23), 기단부측 지지부(32) 및 스페이서(33)의 상승을 정지시키고, 다음에, 측정 처리를 실행한다. 이 측정 처리에서는, 처리부(6)는, 각 프로브(21)를 통해 입출력하는 전기 신호에 기초하여, 물리량으로서의 저항값을 측정한다. 계속해서, 처리부(6)는, 검사 처리를 실행한다. 이 검사 처리에서는, 처리부(6)는, 측정 처리에 있어서 측정한 저항값에 기초하여, 기판(100)에 있어서의 도체부의 단선이나 단락의 유무를 검사한다. 다음에, 처리부(6)는, 검사 결과를 도시 외의 표시부에 표시시킨다.

계속해서, 처리부(6)는, 이동 기구(3b)를 제어하여, 도 12에 나타내는 바와 같이, 플라잉 프로브(4)를 이동시켜, 기판(100)의 상면(101)에 있어서의 미리 결정된 피접촉 위치에 플라잉 프로브(4)를 접촉시킨다. 이 경우, 이 프로브 유닛(2)에서는, 상기한 바와 같이 기판(100)이 평탄한 상태로 프로브 유닛(2)에 의해 흡착되어 있다. 이 때문에, 이 기판 검사 장치(1)에서는, 상면(101)의 피접촉 위치에 플라잉 프로브(4)를 확실히 접촉(프로빙)시키는 것이 가능하게 되어 있다.

다음에, 처리부(6)는, 측정 처리를 실행하여 플라잉 프로브(4)를 통해 입출력하는 전기 신호에 기초하여, 물리량으로서의 저항값을 측정한다. 계속해서, 처리부(6)는, 검사 처리를 실행하고, 측정한 저항값에 기초하여, 기판(100)에 있어서의 도체부의 단선이나 단락의 유무를 검사하고, 다음에, 검사 결과를 도시 외의 표시부에 표시시킨다.

계속해서, 기판(100)의 검사가 종료했을 때에는, 처리부(6)는, 이동 기구(3b)를 제어하여 플라잉 프로브(4)를 초기 위치로 이동시킨다. 다음에, 처리부(6)는, 전자 밸브(8)를 제어하고, 제1 상태(기체 유로를 대기압에 개방하는 상태)로 한다. 이로 인해, 기판(100)의 흡착 상태가 해제된다. 또, 전자 밸브(8)를 제1 상태로 함으로써, 챔버(9) 내는, 부압 상태로 유지되어 있다.

계속해서, 처리부(6)는, 이동 기구(3a)를 제어하여 프로브 유닛(2)을 하강시킨다. 이때에, 스프링(73)의 탄성 가압력에 의해 지지판(42)과 스페이서(33)의 사이의 간극(G)이 서서히 확대된다. 다음에, 간극(G)이 초기 상태까지 확대되었을 때에는, 프로브 유닛(2) 전체가 하강한다. 계속해서, 처리부(6)는, 프로브 유닛(2)이 초기 위치까지 하강했을 때에는, 이동 기구(3a)를 제어하여, 프로브 유닛(2)의 하강을 정지시킨다. 다음에, 당접부(5b)를 초기 위치로 이동시키고, 계속해서 고정부(5a)를 기판(100)의 공급 장소로 이동시킨다. 다음에 기판(100)을 고정부(5a)로부터 떼어낸다.

계속해서, 다음의 기판(100)의 검사를 행할 때는, 기판(100)을 고정부(5a)에 고정하여, 기판(100)을 대기 위치(P)에 위치시키고, 다음에, 당접부(5b)의 선단부를 기판(100)의 상면(101)에 접촉시킨다. 계속해서, 처리부(6)에 대해서 검사 개시를 지시하고, 이에 따라, 처리부(6)가 상기한 각 처리를 실행한다. 이 경우, 이 프로브 유닛(2)에서는, 전자 밸브(8) 및 챔버(9)를 구비하여, 챔버(9) 내를 부압 상태로 유지하는 것이 가능하게 되어 있다. 이 때문에, 이 프로브 유닛(2)에서는, 지지판(41)의 표면(41a)이 기판(100)의 하면(102)에 맞닿아 전자 밸브(8)를 제2 상태로 했을 때에, 기판(100)의 흡착을 바로 행할 수 있다. 따라서, 이 프로브 유닛(2)에서는, 전자 밸브(8)나 챔버(9)를 구비하지 않은 구성, 즉 흡기로가 흡기 기구(7)에 직접 접속되어 있는 구성과 비교하여, 기판(100)의 흡착을 단시간에 행할 수 있는 결과, 그 만큼 검사 효율을 향상시키는 것이 가능하게 되어 있다.

이와 같이, 이 프로브 유닛(2) 및 기판 검사 장치(1)에 의하면, 비접촉 상태 및 가압 상태의 어느 상태에 있어서도 프로브(21)의 선단부(21a)가 지지판(41)의 표면(41a)으로부터 돌출되지 않은 상태로 유지하도록 지지부(22)를 구성하고, 지지부(22) 등에 형성된 흡기로를 구비하여 대기 위치(P)에 위치하고 있는 기판(100)을 흡착 가능하게 흡착부를 구성함으로써, 프로빙시에 프로브(21)의 선단부(21a)가 지지판(41)의 표면(41a)으로부터 돌출되는 구성과는 달리, 기판(100)을 변형시키지 않고 평탄한 상태인 채 기판(100)을 흡착할 수 있다. 이 때문에, 이 프로브 유닛(2) 및 기판 검사 장치(1)에 의하면, 예를 들면, 하면(102)을 프로브 유닛(2)으로 흡착한 상태로 기판(100)의 상면(101)에 플라잉 프로브(4)를 프로빙시킬 때, 그 프로빙을 확실히 행할 수 있다. 또, 이 프로브 유닛(2) 및 기판 검사 장치(1)에서는, 흡기로를 구성하는 흡기구멍(41f, 42f)(제1 흡기구멍)이 지지판(41, 42)의 두께 방향을 관통하도록 지지판(41, 42) 내에 형성되어 있다. 이 때문에, 이 프로브 유닛(2) 및 기판 검사 장치(1)에 의하면, 지지판(41, 42)의 면방향에 따라서 지지판(41, 42) 내에 흡기구멍(41f, 42f)을 설치하여 단면에 개구부(41g, 42g)를 설치하는 구성과 비교하여, 지지판(41, 42)를 얇게 형성할 수 있기 때문에, 그 만큼, 프로브 유닛(2)을 소형화함과 더불어 경량화할 수 있다.

또, 이 프로브 유닛(2) 및 기판 검사 장치(1)에 의하면, 비접촉 상태에 있어서 스페이서(33)와 지지판(42)의 사이에 간극(G)이 생긴 상태를 유지 가능하게 간극 조정 기구(34)를 구성하고, 스페이서(33)와 지지판(42)의 사이에 설치한 탄성 부재(35)로 흡기구멍(42f)(제1 흡기구멍)과 흡기구멍(33f)(제2 흡기구멍)을 연통시킴으로써, 프로빙시의 간극(G)의 증감에 따라 탄성 부재(35)가 변형(압축 및 신장)함으로써, 간극(G)이 증감해도 흡기구멍(42f)과 흡기구멍(33f)을 확실히 연통시킬 수 있다.

또, 이 프로브 유닛(2) 및 기판 검사 장치(1)에 의하면, 흡기구멍(41f)(제1 흡기구멍)에 연통하는 홈부(41h)(제3 홈부)를 지지판(41)의 표면(41a)에 형성함으로써, 홈부(41h)가 형성되어 있지 않은 구성, 즉 흡기구멍(41f)의 개구부(41g)만으로 기판(100)을 흡착하는 구성과 비교하여, 넓은 영역을 흡착할 수 있기 때문에, 보다 확실히 기판(100)을 흡착할 수 있다.

또, 이 프로브 유닛(2) 및 기판 검사 장치(1)에 의하면, 전자 밸브(8) 및 챔버(9)를 구비함으로써, 챔버(9) 내를 부압 상태로 유지할 수 있기 때문에, 전자 밸브(8)를 작동시켰을 때에 기판(100)의 흡착을 바로 행할 수 있다. 따라서, 이 프로브 유닛(2) 및 기판 검사 장치(1)에 의하면, 전자 밸브(8)나 챔버(9)를 구비하지 않은 구성, 즉 흡기로가 흡기 기구(7)에 직접 접속되어 있는 구성과 비교하여, 기판(100)의 흡착을 단시간에 행할 수 있는 결과, 그 만큼 검사 효율을 향상시킬 수 있다.

또한, 프로브 유닛 및 기판 검사 장치는, 상기의 구성으로 한정되지 않는다. 예를 들면, 비접촉 상태에 있어서, 스페이서(33)와 선단부측 지지부(31)(지지판(42))의 사이에 간극(G)이 생기도록 구성한 예에 대해 상기했지만, 비접촉 상태에 있어서, 스페이서(33)와 기단부측 지지부(32)(지지판(43))의 사이에 간극(G)이 생기는 구성을 채용할 수도 있다. 이 경우, 이격 규제부(71) 및 스프링(73)을 스페이서(33)와 기단부측 지지부(32)의 사이에 설치함으로써, 상기한 프로브 유닛(2)과 같게 하여, 비접촉 상태에 있어서 간극(G)이 생긴 상태를 유지함과 더불어 가압 상태에 있어서의 간극(G)의 축소를 허용하여 간극(G)의 크기를 조정할 수 있다. 또, 스페이서(33)와 선단부측 지지부(31)의 사이, 및 스페이서(33)와 기단부측 지지부(32)의 사이의 쌍방에 간극(G)이 생기는 구성을 채용할 수도 있다.

또, 지지판(41, 42)의 흡기구멍(41f, 42f)(제1 흡기구멍), 스페이서(33)의 흡기구멍(33f)(제2 흡기구멍), 지지판(43, 44)의 흡기구멍(43f, 44f), 및 전극판(23)의 흡기구멍(23f)에 의해 흡기로를 구성한 예에 대해 상기했지만, 흡기구멍(41f, 42f) 및 흡기구멍(33f)만, 즉 제1 흡기구멍 및 제2 흡기구멍만으로 흡기로를 구성할 수도 있다. 이 구성을 채용할 때는, 스페이서(33)의 하면(33i)에 개구부(33j)를 형성하는 대신에, 스페이서(33)의 측면에 개구부를 형성하고, 이 개구 부를 전자 밸브(8), 챔버(9) 및 흡기 기구(7)에 접속한다.

또, 탄성 부재로서, 원통형상의 탄성 부재(35)를 이용하는 예에 대해 상기했지만, 단면이 타원형인 통형상의 탄성 부재나 단면이 직사각형인 통형상의 탄성 부재를 이용할 수도 있다. 또, 탄성 부재 대신에, 길이 방향으로 신축 가능한 통형상 부재(예를 들면, 벨로스를 갖는 통체)를 이용하여 흡기구멍(42f)(제1 흡기구멍)과 흡기구멍(33f)(제2 흡기구멍)을 연통시키는 구성을 채용할 수도 있다. 이 경우, 가압 상태에 있어서도 간극(G)이 생기도록 간극 조정 기구(34)를 구성했을 때에는, 홈부(42h)(제1 홈부)나 홈부(33h)(제2 홈부)를 설치하지 않고, 이 신축 가능한 통형상 부재의 양단부를 개구부(42g) 및 개구부(33g)에 직접 접속할 수도 있다.

또, 제1 지지판으로서의 2장의 지지판(41, 42)을 구비한 구성예에 대해 상기했지만, 제1 지지판을 1장만, 또는 3장 이상 구비한 구성을 채용할 수도 있다. 또, 제2 지지판으로서의 2장의 지지판(43, 44)을 구비한 구성예에 대해 상기했지만, 제2 지지판을 1장만, 또는 3장 이상 구비한 구성을 채용할 수도 있다.

1:기판 검사 장치 2:프로브 유닛
6:처리부 7:흡기 기구
8:전자 밸브 9:챔버
21:프로브 21a:선단부
21c:기단부 22:지지부
23:전극판 33:스페이서
34:간극 조정 기구 35:탄성 부재
41, 42, 43, 44:지지판 41a:표면
41b, 42b, 43b, 44b:삽입 통과 구멍 33f, 41f, 42f, 43f, 44f:흡기구멍
33h, 41h, 42h:홈부 100:기판
G:간극 P:대기 위치

Claims (9)

1. 기판에 선단부를 접촉시켜 전기 신호의 입출력을 행하기 위한 복수의 프로브와, 상기 각 프로브를 지지하는 지지부와, 상기 기판을 흡착하는 흡착부를 구비한 프로브 유닛으로서,
   상기 지지부는, 복수의 제1 삽입 통과 구멍을 가지며 상기 각 프로브의 상기 선단부를 상기 각 제1 삽입 통과 구멍에 각각 삽입 통과시킨 상태로 지지함과 더불어 상기 기판에 상기 선단부를 접촉시킬 때에 상기 기판에 표면이 접촉하는 제1 지지판과, 복수의 제2 삽입 통과 구멍을 가지며 상기 각 프로브의 기단부를 상기 각 제2 삽입 통과 구멍에 각각 삽입 통과시킨 상태로 지지함과 더불어 상기 기단부에 접촉시키는 전극을 갖는 전극판에 맞닿은 상태로 상기 전극판에 고정된 제2 지지판과, 상기 제1 지지판과 상기 제2 지지판의 사이에 설치되어 상기 제1 지지판 및 상기 제2 지지판을 이격시킨 상태로 유지하는 스페이서와, 상기 기판과 상기 표면이 접촉하고 있지 않은 비접촉 상태에 있어서 상기 스페이서와 상기 제1 지지판의 사이 및 상기 스페이서와 상기 제2 지지판의 사이 중 적어도 한쪽에 간극이 생긴 상태를 유지함과 더불어 대기 위치에 위치하고 있는 기판을 향해 상기 프로브 유닛이 이동되었을 때에 상기 기판과 상기 표면이 접촉하여 상기 전극판 및 상기 제2 지지판이 상기 제1 지지판을 향해 가압되는 가압 상태에 있어서의 상기 간극의 축소를 허용하는 간극 조정 기구를 구비하고, 상기 비접촉 상태 및 상기 가압 상태의 어느 상태에 있어서도 상기 기단부가 상기 전극판에 접촉하고 또한 상기 선단부가 상기 표면으로부터 돌출되지 않은 상태로 유지함과 더불어, 상기 가압 상태에 있어서 상기 간극이 소실될 때까지 상기 기판에 상기 선단부가 접촉하도록 상기 프로브를 지지 가능하게 구성되고,
   상기 흡착부는, 상기 지지부에 형성됨과 더불어 흡기 기구에 접속되는 흡기로를 구비하여 상기 대기 위치에 위치하고 있는 상기 기판을 흡착 가능하게 구성되고,
   상기 흡기로는, 상기 제1 지지판의 두께 방향을 관통하도록 상기 제1 지지판 내에 형성된 제1 흡기구멍과, 상기 스페이서 내에 형성되어 상기 제1 흡기구멍에 연통하는 제2 흡기구멍을 구비하고 있는, 프로브 유닛.
2. 청구항 1에 있어서,
   상기 간극 조정 기구는, 상기 비접촉 상태에 있어서 상기 스페이서와 상기 제1 지지판의 사이에 상기 간극이 생긴 상태를 유지 가능하게 구성되고,
   상기 흡착부는, 상기 제1 흡기구멍과 상기 제2 흡기구멍을 연통시키는 통형상의 탄성 부재를 구비하고,
   상기 탄성 부재는, 상기 제1 흡기구멍을 둘러싸도록 상기 제1 지지판의 이면에 형성된 제1 홈부에 일단부측이 삽입됨과 더불어, 상기 제2 흡기구멍을 둘러싸도록 상기 이면에 대향하는 상기 스페이서의 대향면에 형성된 제2 홈부에 타단부측이 삽입된 상태로 상기 스페이서와 상기 제1 지지판의 사이에 설치되어 있는, 프로브 유닛.
3. 청구항 1에 있어서,
   상기 제1 흡기구멍에 연통하는 제3 홈부가 상기 제1 지지판의 상기 표면에 형성되어 있는, 프로브 유닛.
4. 청구항 2에 있어서,
   상기 제1 흡기구멍에 연통하는 제3 홈부가 상기 제1 지지판의 상기 표면에 형성되어 있는, 프로브 유닛.
5. 청구항 1에 있어서,
   상기 흡착부는, 상기 흡기로와 상기 흡기 기구의 사이에 설치되어 상기 흡기로로부터 상기 흡기 기구에 이르는 기체 유로의 개폐를 행하는 개폐 밸브와, 상기 개폐 밸브와 상기 흡기 기구의 사이에 설치되어 부압 상태를 유지하는 챔버를 구비하고 있는, 프로브 유닛.
6. 청구항 2에 있어서,
   상기 흡착부는, 상기 흡기로와 상기 흡기 기구의 사이에 설치되어 상기 흡기로로부터 상기 흡기 기구에 이르는 기체 유로의 개폐를 행하는 개폐 밸브와, 상기 개폐 밸브와 상기 흡기 기구의 사이에 설치되어 부압 상태를 유지하는 챔버를 구비하고 있는, 프로브 유닛.
7. 청구항 3에 있어서,
   상기 흡착부는, 상기 흡기로와 상기 흡기 기구의 사이에 설치되어 상기 흡기로로부터 상기 흡기 기구에 이르는 기체 유로의 개폐를 행하는 개폐 밸브와, 상기 개폐 밸브와 상기 흡기 기구의 사이에 설치되어 부압 상태를 유지하는 챔버를 구비하고 있는, 프로브 유닛.
8. 청구항 4에 있어서,
   상기 흡착부는, 상기 흡기로와 상기 흡기 기구의 사이에 설치되어 상기 흡기로로부터 상기 흡기 기구에 이르는 기체 유로의 개폐를 행하는 개폐 밸브와, 상기 개폐 밸브와 상기 흡기 기구의 사이에 설치되어 부압 상태를 유지하는 챔버를 구비하고 있는, 프로브 유닛.
9. 청구항 1 내지 청구항 8 중 어느 한 항에 기재된 프로브 유닛과, 상기 기판에 접촉시킨 상기 프로브 유닛의 상기 프로브를 통해 입력한 전기 신호에 기초하여 상기 기판을 검사하는 검사부를 구비하고 있는, 검사 장치.
   

Images