(57)【要約】【課題】プローブ検査装置とレーザ発生装置との間で温度影響をなくし、クリーニングによる検査の中断を少なくし、コストを下げること。【解決手段】プローブ検査装置１の内部に、レーザ照射によってプローブから異物を除去するクリーニングユニット１１と検査処理を実行するワークユニット１２とを移動可能に設けることでプローブを固定した状態でクリーニングと検査処理とを実行可能とする。加えて、プローブ検査装置１の外部に設けたレーザ発生装置２から伝送ケーブル３を介してクリーニングに用いるレーザ光を取得する。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
レーザ光を発生させるレーザ光発生装置と、
前記レーザ光を伝送する伝送ケーブルと、
検査対象の電気特性を検査する検査装置と、を備え、
前記検査装置は、
検査対象に接触して電気特性を検査するプローブと、
前記プローブに対して前記検査対象を接触させて検査処理を実行する検査処理部と、
前記伝送ケーブルが伝送したレーザ光を前記プローブに照射して前記プローブのクリーニングを実行するクリーニング部と、
を備えたことを特徴とするプローブ検査システム。
【請求項２】
前記検査装置を複数備え、前記レーザ光発生装置は、前記複数の検査装置に対してレーザ光を順次選択的に供給することを特徴とする請求項１に記載のプローブ検査システム。
【請求項３】
前記プローブの固定位置に対して前記検査処理部と前記クリーニング部とを移動させることで、前記プローブを固定したまま前記検査処理と前記クリーニングとを実行することを特徴とする請求項１または２に記載のプローブ検査システム。
【請求項４】
前記クリーニング部は、前記レーザ光を集光して前記プローブの先端に照射する照射部をさらに備え、前記照射部は、前記レーザ光の出射位置および／または出射形状を変更すること特徴とする請求項１〜３のいずれか一つに記載のプローブ検査システム。
【請求項５】
前記レーザ光発生装置、前記伝送ケーブル、前記検査装置の少なくともいずれかは、前記伝送ケーブルが外れると光伝送路を遮断するシャッターを備えることを特徴とする請求項１〜４のいずれか一つに記載のプローブ検査システム。
【請求項６】
検査対象に接触して電気特性を検査するプローブと、
前記プローブに対して前記検査対象を接触させて検査処理を実行する検査処理部と、
装置外部のレーザ光発生装置から導かれたレーザ光を受光する光学部品と、前記プローブに照射する光学部品を有する光学系を有し、前記レーザ光を前記プローブに照射して前記プローブのクリーニングを実行するクリーニング部と、
を備えたことを特徴とするプローブ検査装置。
【請求項７】
プローブを検査対象に接触させて電気特性を検査する検査ステップと、
伝送ケーブルを介してレーザ光を取得するレーザ光取得ステップと、
前記伝送ケーブルから取得したレーザ光を前記プローブに照射して前記プローブのクリーニングを実行するクリーニングステップと、
を含んだことを特徴とするプローブ検査方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、検査対象の物体の表面にプローブを接触させて電気的特性の試験や検査を行うプローブ検査装置において、プローブ針先端に付着した異物をレーザ光の照射によって除去する技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、半導体ウェハ、ＩＣチップ、ＬＣＤ（液晶表示デバイス）基板、プリント基板、磁気ヘッド、薄膜ヘッド等の電気的特性の検査にプローブ検査装置が用いられてきた。プローブ検査装置は、被検査対象の物体の表面にプローブを接触させて電気的特性の試験や検査を行なう装置である。
【０００３】
プローブは針状の金属でできているが、検査に使用するにつれてプローブの針先端に異物、例えば検査対象から削れた物質などが付着する。付着した異物は、検査時の抵抗などに影響を与え、検査精度の低下を招くので、適宜、除去することが求められる。このプローブ針からの異物の除去を以降、クリーニングという。
【０００４】
従来、プローブのクリーニングでは、レーザ光をプローブ先端に照射して異物を除去する技術が知られている（例えば、特許文献１，２参照。）。また、プローブ検査装置内部にクリーニング専用のエリアを設ける技術（例えば特許文献３，４参照。）や、同一のエリア内で検査とクリーニングとを行なう技術（例えば特許文献５参照。）も知られている。
【０００５】
【特許文献１】平成１１−３２６４６１号公報
【特許文献２】特許第３９００３２５号公報
【特許文献３】特開２００２−２６０８９号公報
【特許文献４】特許第３４１７８０６号
【特許文献５】特開２００２−１７６０７９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、例えば特許文献１が開示するようにレーザ光がプローブの針以外に照射されてダメージを生じることを防ぐために遮蔽板を有する構成では、遮蔽板の着脱によってクリーニング工程が煩雑になり，またコストが上昇するという問題点があった。
【０００７】
また、検査用のエリアとクリーニング用のエリアを分け、クリーニング毎に新しいプローブを交換する構成では、プローブの移動や、プローブの交換時における位置あわせ等の条件設定に時間がかかり、その間、検査が中断されるので、検査に時間がかかるという問題があった。
【０００８】
また、レーザ発生装置から光学系の全てをプローブ検査装置内部に設置する構成では、プローブ検査装置の温度変化により、レーザ発振やビーム品質が劣化するという問題点があった。加えて、レーザ発生装置や光学系に不具合が生じメンテナンスを行う場合、プローブ検査装置の作業全てを止めて行うことになるという問題点があった。
【０００９】
また、検査に要する時間とクリーニングに要する時間とを比較すると、クリーニングに要する時間の方が少ない。そのため、レーザ発生装置とプローブ検査装置とが１対１に対応する構成では、レーザ発生装置の待機時間が長くなるという問題と、レーザ発生装置の台数増大によるコスト増という問題が発生していた。
【００１０】
本発明は、上述した従来技術にかかる問題点を解消するためになされたものであり、プローブ検査装置とレーザ発生装置との間で温度影響をなくし、クリーニングによる検査の中断を少なくし、かつ低コストのプローブ検査システム、プローブ検査装置およびプローブ検査方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、開示の装置、システムおよび方法は、レーザ光を発生させるレーザ光発生装置を検査装置の外部に設け、伝送ケーブルを介して検査装置にレーザ光を導入し、検査装置は、検査対象に接触して電気特性を検査するプローブに対して検査対象を接触させて検査処理を実行する検査処理部と、伝送ケーブルが伝送したレーザ光をプローブに照射してプローブのクリーニングを実行するクリーニング部とを備える。
【発明の効果】
【００１２】
開示の装置、システム、方法によれば、プローブ検査装置とレーザ発生装置との間で温度影響がなく、クリーニングによる検査の中断が少なく、かつ低コストのプローブ検査システム、プローブ検査装置およびプローブ検査方法を得ることができるという効果を奏する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下に、本発明にかかるプローブ検査システム、プローブ検査装置およびプローブ検査方法の実施例を図面に基づいて詳細に説明する。
【実施例】
【００１４】
図１は、本実施例に係るプローブ検査システムの概要構成を示す概要構成図である。図１に示したプローブ検査システムは、プローブ検査装置１とレーザ発生装置２とを伝送ケーブル３で接続し、レーザ発生装置２で発生したレーザ光を伝送ケーブル３を介してプローブ検査装置１に供給している。
【００１５】
プローブ検査装置１は、その内部にクリーニングユニット１１、ワークユニット１２、プローブ針２１、プローブカード２２を有する。プローブカード２２は、プローブ針２１を任意の数配置したカードであり、カード単位でプローブ針２１をプローブ検査装置１に対して着脱可能としている。
【００１６】
ワークユニット１２は、検査対象物Ｔを載せて移動する移動機構を有し、検査対象物をプローブ針２１に接触させて検査を実行する検査処理部として機能する。クリーニングユニット１１は、ワークユニット１２に対して独立に移動可能な移動機構と、伝送ケーブル３経由でプローブ検査装置1の内部に伝送されたレーザ光を受光し、プローブ針２１に照射するレーザ照射光学系７３を有する。そして、レーザ光をプローブ針２１に照射することでプローブ針２１のクリーニングを行なう。
【００１７】
すなわち、ワークユニット１２とクリーニングユニット１１はそれぞれ独立に移動し、プローブ針２１に接近して検査やクリーニングを実行可能であるので、プローブカード２２を固定したまま、検査とクリーニングの双方を実行できる。そのため、検査とクリーニングの際のプローブカードの着脱や位置決めが不要となり、中断時間を短縮することができる。
【００１８】
また、レーザ光を発生するレーザ発生装置２はプローブ検査装置１の外部に設置し、さらに、クリーニングユニット１１は検査対象物を搭載するワークユニット１２からの温度影響を受けないよう、熱源となるステージとは異なるステージに配置しているため、ワークユニット１２とクリーニングユニット１１との間の温度による影響を防止することができる。従って、温度変化によるクリーニングユニットのレーザ発振やビーム品質の劣化を防止することができる。
【００１９】
伝送ケーブル３のレーザ発生装置２側の接続口３１は、センサー等の検知部を内蔵した機械式のシャッター３３を有する。同様に、伝送ケーブル３のプローブ検査装置１側の接続口３２は、センサー等の検知部を内蔵した機械式のシャッター３４を有する。また、レーザ発生装置２の接続口には、センサー等の検知部を内蔵した機械式のシャッター４３が設けられ、プローブ検査装置１の接続口には、センサー等の検知部を内蔵した機械式のシャッター４４が設けられる
【００２０】
そして、シャッター３３〜３４，４３〜４４は、伝送ケーブル２を接続する際に開位置に回動させて接続口５１ａ〜５１ｂ、５２ａ〜５２ｂを開状態にし伝送ケーブル２を接続し、伝送ケーブル２が外れた場合に、レーザ光が外部に放出しないよう自動的に閉位置に回動するので接続口５１ａ〜５１ｂ、５２ａ〜５２ｂを塞ぐ。さらに、機械式シャッターに設けられたセンサーが自身のシャッターの開閉を検知し、切断された箇所等の情報を制御装置４へ送る。また、制御装置４は、レーザ光発生装置に通知し、レーザ光の出射を停止する。
【００２１】
また、レーザ発生装置２は、レーザ光源と、レーザ光源からのレーザ光を導くレーザ出射光学系71を有する。そして、レーザ出射光学系７１には、異常が生じた場合レーザ光源が入射する開口４１ａを塞ぐ電磁式のシャッター４１、シャッター４１と接続口３１との間の光路上のミラーＭ１、ミラーＭ１により導かれたレーザ光を検出する出力測定ユニット４２が配置さる。
【００２２】
同様に、プローブ検査装置１には、クリーニングユニット１１にレーザ光を伝送する手前にレーザ受光光学系７２を有し、レーザ受光光学系７２から伝送ケーブル１１ａを経由してクリーニングユニット１１の照射光学系７１にレーザ光を導く光路が形成されている。レーザ受光光学系には、異常が生じた場合接続口３２ｂと伝送ケーブル１１ａとの間の光路を遮断する電磁式のシャッター４６、接続口３２ｂとシャッター４６との間の光路上のミラーＭ２、ミラーＭ２により導かれたレーザ光を検出する出力測定ユニット４５が配置される。
【００２３】
制御装置４は、プローブ検査装置１、レーザ発生装置２伝送ケーブル３などに接続し、プローブ検査システム全体を統合制御する制御部である。具体的には、プローブ検査装置１の動作状態を制御するとともに、プローブ検査装置１の動作状態と伝送ケーブルの異常の有無に基づいてレーザ発生装置２の動作を制御する。さらに、制御装置４は、シャッター３３〜３４，４３〜４４の開閉状態や出力測定ユニット４２，４５の測定結果から異常を検知した場合にシャッター４１，４６を動作させて伝送路を遮断する制御を行なう。従って、光路上に配置されたシャッターを制御してレーザ光の伝播を遮断し検査対象物へレーザ光が照射されるのを防ぐことができる。なお、出力測定ユニット４２，４５は、レーザ強度を検出しており、その結果を制御装置４及びレーザ光発生装置２のレーザ光調整部にフィードバックして、レーザ強度の調整を行なっている。このレーザ光制御機構を利用して、レーザ光の出力異常を検出することができる。また、レーザ光制御にあたって、レーザ光発生装置自身にレーザ光制御部を持たせても良い。
【００２４】
図２は、ワークユニットとクリーニングユニットとを一体化したプローブ検査装置の構成例について説明する説明図である。図２に示したプローブ検査装置１ａは、統合ユニット１３を有する。統合ユニット１３は、ワークユニット１２に対応するワークサブユニット１５とクリーニングユニット１１に対応するクリーニングサブユニット１４を搭載している。そのため、統合ユニット１３の移動機構の移動によってワークサブユニット１５に搭載した検査対象物がプローブ針２１に接触する状態と、クリーニングサブユニット１４がレーザ光をプローブ針２１に照射する状態とを切り替えることができる。
【００２５】
さらに、クリーニングサブユニット１４とワークサブユニット１５との間には、熱対策機構Ｎを設ける。例えば、熱対策機構Ｎとして断熱壁を設け、光学系と検査処理部の熱源との間を断熱する。また、クリーニングユニット１４のレーザ照射光学系に温度センサを設け、レーザ照射光学系の温度をモニタし、熱対策機構Ｎとして、温度上昇に対応してクリーニングユニット１４およびその近傍を冷却する冷却機構を設けることも好適である。
【００２６】
図３は、レーザ発生装置とプローブ検査装置との接続例を説明する説明図である。レーザ発生装置２はプローブ検査装置１ａ，１ｂと伝送ケーブル３で接続されている。プローブ検査装置のクリーニングに要する時間は試験や検査の時間と比較すると短く、プローブ検査装置とレーザ発生装置とを１対１で扱うとレーザ発生装置は待機中の時間が多くなる。
【００２７】
そこで、１台のレーザ発生装置に複数台のプローブ検査装置のクリーニングを負担させることで、レーザ発生装置の待機時間を有効に利用することができる。
【００２８】
図３では、１台のレーザ発生装置２にプローブ検査装置１ａ，１ｂを対応させ、各プローブ検査装置のクリーニング処理の際に伝送ケーブルをプローブ検査装置１ａの接続口３１ａとプローブ検査装置１ｂの接続口３１ｂのいずれかに繋ぎかえることで複数台のプローブ検査装置のクリーニングを実施している。
【００２９】
既に述べたように、レーザ発生装置２には、出力測定ユニット４２を設けており、プローブ検査装置１には出力測定ユニット４５を設けている。この２箇所の出力を測定し各プローブ検査装置へ伝送した際の出力を等しくするため、クリーニング処理前にレーザ光の出力をチェックしレーザ発振装置の出力を制御する。
【００３０】
そして、レーザ発生装置１が接続されていないプローブ検査装置は検査を行ない、クリーニングに移るとレーザ発生装置２が接続されるまで待機、レーザ発生装置２が接続されるとクリーニングを実行する。
【００３１】
図３のように伝送ケーブルをつなぎかえる構成の場合、複数のプローブ検査装置にレーザ光を供給する際に、伝送ケーブルの取扱によって出力がその都度変化する可能性がある。
【００３２】
図４は、ケーブルのつなぎ替えを不要としたプローブ検査システムの構成例を説明する図である。図４は、レーザ発生装置２ａから複数台のプローブ検査装置１ａ〜１ｄに伝送ケーブルを常に接続してレーザ光を供給する構成の一例である。
【００３３】
レーザ発生装置２ａはレーザ光の光路を複数に分岐した構成であり、同時に全てのプローブ検査装置１ａ〜１ｄにレーザ光を供給するか、もしくは時間ごとにミラー等を使用し光路を切替えることでプローブ検査装置１ａ〜１ｄのいずれかにレーザ光を供給する。
【００３４】
同時に全てのプローブ検査装置へレーザ光を供給する場合、レーザ発生装置２ａは各伝送ケーブルに出力を均等に分配する。そして各プローブ検査装置１ａ〜１ｄに供給されたレーザ光の出力を測定し、減衰フィルター等の光学部品を光路の間に挿入することで各プローブ検査装置へ供給されたレーザ光の出力を等しくする。
【００３５】
レーザ発生装置２ａのレーザ光供給口２００ａ〜２００ｄもしくはプローブ検査装置のレーザ光供給口１００ａ〜１００ｄでシャッターにシャッターを設ける。そして、プローブ検査装置が検査を行っている場合、レーザ発生装置２ａのレーザ光供給口２００ａ〜２００ｄもしくはプローブ検査装置のレーザ光供給口１００ａ〜１００ｄでシャッターを閉じ、レーザ光がプローブ検査装置の照射光学系へ入射しないようにする。そしてプローブ検査装置がクリーニングを実施する時には、シャッターを開いて照射光学系へレーザ光を入射させる。
【００３６】
時間ごとに光路を切り替えてレーザ光を供給する場合、レーザ光発生装置２ａの出力は一定のまま供給し、同時に分岐する際と同じように各プローブ検査装置１ａ〜１ｄで個別に減衰フィルター等の光学部品を挿入し、光学系へ入る段階での出力を等しくする。
【００３７】
また、各プローブ検査装置１ａ〜１ｄに伝送されたレーザ光の出力に対する変動を予め測定し、各プローブ検査装置１ａ〜１ｄに供給する際に対応する変動に合わせてレーザ光発生装置２ａの出力を変更し、プローブ検査装置１ａ〜１ｄへ供給する出力を等しくする。
【００３８】
時間配分ではクリーニングは１台しか行えないため、クリーニング中のプローブ検査装置以外のプローブ検査装置がクリーニングをする場合、先にクリーニングを実施しているプローブ検査装置が終了するまで待機し、先のプローブ検査装置のクリーニングが終了したことを確認してからミラー等の光学部品の配置を変更して待機しているプローブ検査装置のクリーニングを開始する。
【００３９】
以上の構成によってプローブ検査システムにおけるレーザ発生装置の待機時間を有効に利用することが可能となる。
【００４０】
なお、プローブ検査システムの構成において、レーザ発生装置及び各プローブ検査装置とは制御情報をやり取りする信号等も伝送系で接続することができる。そのため、制御信号専用の配線が不要となり、コストをさらに低減することができる。
【００４１】
レーザ発生装置や１台ないし複数台のプローブ検査装置が稼動中に、レーザ発生装置やプローブ検査装置またはその間の伝送ケーブルで不具合が生じた場合、接続状態を常に検知確認できるセンサ等を設けることで、各装置の稼動を止めずに不具合の生じた伝送ケーブルを切り離して正常な伝送ケーブルに取り替え継続して動作させることが出来る。
【００４２】
不具合の発生を検知する方法として、例えば常にレーザ光を供給している構成では、クリーニングユニットの照射光学系への伝送を遮断するシャッターを閉じた状態で、レーザ発生装置の出力測定ユニットとプローブ検査装置の出力測定ユニットで出力を確認し、伝送前後に大きな差がないことを制御装置４にて確認してから照射光学系にレーザ光を伝送すればよい。なお、伝送前後に大きな出力差が確認された場合、制御装置４は、レーザ発生装置、プローブ検査装置、伝送部の何処に異常が発生しているのか調査するように知らせるアラームを上げ、クリーニング処理を待機させる。
【００４３】
つぎにプローブ検査装置１，１ａ〜１ｄの処理動作について説明する。図５は、プローブ検査装置の処理動作について説明するフローチャートである。図５に示したＳ１０１〜Ｓ１０４は、初期設定であり、Ｓ１０５〜Ｓ１０９が検査処理、Ｓ１１０〜Ｓ１１４がクリーニング処理である。なお、これらの処理は制御装置４の制御により行われる。
【００４４】
初期設定では、プローブ検査装置にセットされたプローブカードおよび検査対象物（例えばチップが配置されたウェハ）について、検査対象の位置情報や素材情報、検査条件を初期条件設定として取得する（Ｓ１０１）。同様に、プローブカードの位置情報や寸法などの情報をプローブカード情報として取得する（Ｓ１０２）。
【００４５】
つぎに、光学系における光学部品の配置に関する情報を取得し（Ｓ１０３）、光学部品配置データを元に、照射の形状と大きさに合った位置に光学部品を移動して（Ｓ１０４）、ステップＳ１０５、すなわち検査処理に移行する。
【００４６】
検査処理では、まず、ワークユニットの水平位置制御（Ｓ１０５）を行なった後、垂直位置制御を行なってプローブを検査対象に接触させ、電気特性を計測する（Ｓ１０６）。検査によって得られた測定値が規定値の範囲内の場合（Ｓ１０７，Ｙｅｓ）、またプローブ針のコンタクト数が規定値未満である（Ｓ１０８，Ｎｏ）場合、全ての検査が終了したかを判定し（Ｓ１０９）、全ての検査が終了している場合（Ｓ１０９，Ｙｅｓ）に処理を終了する。
【００４７】
一方、終了していない検査がある場合には（Ｓ１０９，Ｎｏ），再び水平位置制御（Ｓ１０５）からの処理を繰り返す。また、検査によって得られた測定値が規定の範囲外である場合（Ｓ１０７，Ｎｏ）と、プローブ針のコンタクト数が規定値に達した（Ｓ１０８，Ｙｅｓ）場合には、ステップＳ１１０、すなわちクリーニング処理に移行する。
【００４８】
クリーニング処理では、まず、システムがクリーニング可能な状態であるか、例えばレーザ光が供給されているか否かを確認し（Ｓ１１０）、クリーニング可能な状態になるのを待機してステップＳ１１１に移行する。
【００４９】
ステップＳ１１１では、予め与えられたレーザ照射位置と取得されたプローブカードのプローブ針先端の位置情報から、クリーニングユニットのレーザ照射エリアをプローブ針先端位置まで移動する。移動終了後、レーザ光を照射するのに必要な角度等の調整と確認（Ｓ１１２）を行なったうえで、レーザ光を照射してプローブ針先端の異物を除去する（Ｓ１１３）。その後、全てのプローブ針先端にレーザ照射を行ったか確認し（Ｓ１１４）、クリーニングが終了していないプローブ針が残っている場合（Ｓ１１４，Ｎｏ）には、再び状態確認（Ｓ１１０）からの処理を繰り返す。
【００５０】
そして、全てのプローブ針先端にレーザ照射を行ったか確認し（Ｓ１１４）、全てのプローブ針のクリーニングが終了した場合（Ｓ１１４，Ｙｅｓ）に検査処理のステップＳ１０９）に戻る。
【００５１】
なお、クリーニング後、再度検査を行なって、測定結果の値が予め決められた範囲内であるかチェックし、範囲を超えている場合は、範囲内に入るまで、もしくは予め設定された回数だけクリーニング処置を再実行するようにしてもよい。その結果、範囲内に入った場合、そのまま試験や検査を継続するが、範囲に入らない場合、試験や検査を中断し異常を通知することで、クリーニングの異常を検知することができる。
【００５２】
図６は、レーザ光の集光制御と異物の回収について説明する説明図である。光学系ＯＰ１とステージの位置決めにより、レーザ光は図６に示したようにプローブカード２２ｅに固定されたプローブ針２１ｅの先端部付近で集光し、先端部を過ぎると今度は拡がり拡散する。プローブ針先端を通過したレーザ光は拡がりにより周囲を加工するのに必要なエネルギ密度を失い、プローブ針先端以外に照射された面のダメージはない。
【００５３】
クリーニングを行う際、また場合によっては常時、プローブ針先端付近のレーザ光照射エリアはクリーニングによって飛散した異物が存在する。そのため、プローブ針周辺に飛散した異物が再付着したり、検査対象物の上やその他周囲に飛散しないよう、集塵または吹き飛ばすための仕組みや吹き飛んだ異物を捕獲するためのユニットを配置することが望ましい。図６に示した例では、ノズルから気体を吹きつけて異物を飛ばす送風ユニット６１と、送風ユニット６１によって飛ばされた異物を捕獲するための粘着シートを有する異物回収排出ユニット５２を設けている。
【００５４】
図７は、プローブカード２２におけるプローブ針２１の配置例を説明する説明図である。プローブカード２２は、複数の端子を有する台座２３に対して着脱可能である。プローブカードにおけるプローブの針の配置は、配置パターンＰ１，Ｐ２の他、任意の配置を使用することができる。また、針の材質についても、任意の素材を用いることができる。そのため、プローブカードを交換することで、任意の配置と材質のプローブ針を検査に用いることができる。
【００５５】
プローブ検査装置１のクリーニングユニット１１では、プローブ針１本単独から複数のプローブ針が並んだ列、または複数のプローブ針が配置されたエリア、そしてプローブ針配置が複数並んだエリア等、各々の形状でレーザ照射を行なうことが求められる。そこで、レーザ光が通過する光学系を変更することで上記加工エリアに対応することができる。
【００５６】
また、照射エリアが列の場合、列の長さと照射エリアの長さをあわせるため、光学部品の配置位置を変更し長さを調整する。そして、プローブ針先端の照射エリアに必要なエネルギを与えるため、照射エリアの変更にあわせてレーザ光の出力を変更して照射する。レーザ光の強度テーブル（またはレーザ駆動電流テーブル）をレーザ発生装置２又は制御装置４に予め持たせておき、照射エリアに合わせて変更制御を行えば良い。
【００５７】
図８は、クリーニングユニット(又はクリーニングサブユニット)内のレーザ照射光学系について説明する説明図であり、照射ユニット構造の一例を示している。レーザ発生装置２で発生したレーザ光はプローブ検査装置１内のレーザ照射光学系に導光され、一体化された光学部品群ＯＰ２で光軸Ｂ１の直行面のある方向へ異なる拡がりに変形／集光され、ミラーＭａにより反射されたレーザ光は光軸ＢＡを通りプローブ針先端へ照射される。また、観察用のカメラＯＰ４および照明用光学系ＯＰ３の光軸Ｂ２上に、各々ミラーＭｂ〜Ｍｃが配置される。照明用の光は光軸ＢＡへ導かれ、プローブ針先端部へ導かれる。
【００５８】
図９は、レーザ照射光学系の構成変化について説明する説明図である。図９に示した状態Ｃ１では、レーザ照射光学系ＯＰ５を通過したレーザ光は当初の光軸に水平な楕円形状で出射される。また、状態Ｃ１では、カメラＯＰ４と照明用光学系ＯＰ３が取り付けられている。カメラＯＰ４と照明用光学系ＯＰ３はレーザ照射ユニットを設置した際、照射エリアやフォーカスの調整に使用する。
【００５９】
そして、スペース上の問題で、調整終了後に、状態Ｃ２に示すように照射光学系からカメラＯＰ４と照明用光学系ＯＰ３を取外すことができるようにしている。通常の観察画像等はプローバ装置据付の観察光学系より得る。また、光軸等の再調整や照射状態の確認等メンテナンスを行う場合には、外した光学系を取り付けて作業を行えばよい。このように、カメラと証明用光学系とを取り外し可能とすることで、複数台のプローブ検査装置に対し、調整／確認用のカメラと照明の光学系を１セットで対応が可能である。
【００６０】
また、レーザ照射光学系ＯＰ５を光軸を中心に回動可能にする回転機構が設けられている。状態Ｃ２では、状態Ｃ１からレーザ照射光学系ＯＰ５の光学部品群を回転させることで、レーザ光の出射形状を変更している。具体的には、光学部品群を光軸に対して水平方向に９０度回転させることで、レーザ光は当初の楕円形状に垂直な楕円形状で出射されている。
【００６１】
図１０は、光学部品の配置位置について説明する説明図である。図１０に示した光学系では、レーザ光と観察用のカメラＯＰ４、照明ＯＰ３が共有する光軸ＢＡ部に光学部品（レンズ等）を介している。そのため、レーザ光調整を変更すると観察系の状態まで変えてしまい、観察用光学系も同時に調整が必要となる。従って、図８に示したように、レーザ光と観察用のカメラＯＰ４、照明ＯＰ３が共有する光軸ＢＡ部には光学部品を配置しないことが望ましい。
【００６２】
図１１は、照射エリアがプローブ針１本の場合から複数の異なる形状で照射したい場合レーザ照射光学系の光学部品群の配置例を示す。図１１に示すように縦方向、横方向が個別の拡がりを持つ光学系、縦横同じ拡がりで拡大／縮小を行う光学系など、照射エリアの条件にあわせレーザ光軸上に配置、または光軸をミラー等で切り替えることで異なる照射エリアの対応を実現することができる。
【００６３】
例えば、プローブ針が図７に示した配置パターンＰ１のような形で四角形の辺上に並んでおり、そのうちの一列を一つの照射エリアとして縦列及び横列を個別に照射する場合、どちらか一方の列へレーザ光を照射できるよう、縦方向と横方向へレーザ光の拡がりを別々の光学系で変更する。
【００６４】
図１１の状態Ｃ３では、凹レンズであるレンズＬ１の焦点Ｆ１と凸レンズであるレンズＬ２のＦ２とを同じ位置にあわせることにより、レーザ光の射出幅を長さＷ１まで拡げている。射出対象であるプローブの針の列の長さがＷ１であれば、このまま照射すればよい。プローブの針の列の長さがＷ１より短い場合には、図１１の状態Ｃ４に示したように、レンズＬ２の焦点Ｆ２をレンズＬ１の焦点Ｆ１より後方に来るように配置することで照射位置Ｘにおいて長さＷ２を得ることができる。また、前述したように、変更された照射エリアにあわせてレーザ光の出力も変更する。
【００６５】
図１２は、状態Ｃ４を直交方向から見た図である。図１１を参照して説明したように、レンズＬ１とレンズＬ２の位置を移動して変更しても、図１２に示すように直行する軸方向のレーザ光の拡がりは変化しない。そして、レンズＬＡを配置することで、プローブ針径まで集光することができる。なお、これらのレンズなどの光学部品の光軸方向の位置の変更は、例えばモータや光学部品位置検出センサなどを設けることで実現することができる。
【００６６】
このように、対象のプローブ針列の長さにレーザ光の拡がりを調整し、軸に対し直行する方向は別の光学系で集光することでプローブ針の径にあわせる事が可能となる。プローブ針列の長さもしくはプローブ針径が変わった場合、レンズＬ１，レンズＬ２及びレンズＬ２を相対的に移動させ、照射するレーザ光の拡がりを操作することでプローブ針の長さもしくはプローブ針径にあわせる。この場合も、前述したように、レーザ光の出力も変更された照射エリアにあわせて変更する。
【００６７】
パターンＰ１に示したプローブ針列において平行な２つの列のプローブ針先端に付着した異物を除去した後は、図９の状態Ｃ２や図１３に示すようにレーザ光の拡がりを変更する光学系（光学部品）ＯＰ６を光軸中心に図示しない回転機構により回転させることで、対象となるプローブ針列にレーザ光の照射エリアをあわせることができる。
【００６８】
また、図１４で示したように光学部品群ＯＰ７のうちレンズの一部を光軸方向にＦだけ移動することで、レーザ光の集光位置をＳ１からＳ２へＦだけ変更することも出来る。さらに、図１５に示したように、複数種類の光学部品群Ｏ１〜Ｏ３を用意し、光学部品郡自体を切り替えて用いても良い。従って、レーザ照射光学系や光学部品群はクリーニングユニット（クリーニングサブユニット）に対して複数台もしくは複数種類設け、プローブ針の位置に対応したレーザ照射光学系や光学部品群を、制御装置による制御により選択して切り替えて使用することができる。また、これらを同時に選択して利用することでクリーニング時間の短縮を図ることもできる。
【００６９】
このように光学部品の位置の調節、回転、交換によって、プローブ針の配置や大きさ、素材に適した形状と出力のレーザ光照射を行ない、プローブ針に付着した異物を除去することができる。
【００７０】
なお、レーザ光による異物除去に加えて、機械的に異物を除去する機構や、プローブ針の形状を整える機構を設けても良い。例えば、プローブ針を押付けてプローブ針先端を研磨する研磨シートや、プローブ針先端に直接触れて周囲に存在する異物を取り去る柔らかいブラシを設けることができる。
【００７１】
具体的な使用例としては、プローブ針先端にレーザ光照射によるクリーニングを行い、レーザ光照射によるクリーニングが一定回数まで到達すると研磨シートによるクリーニングを行なう。そしてレーザ光照射によるクリーニングや研磨シートによるクリーニングが終了した後、プローブ針を柔らかいブラシを接触させることで残った異物等の除去となる後処理を行い、クリーニング終了としてもよい。
【００７２】
なお、クリーニング後、試験や検査を再開したが連続して特定のプローブ針が規定値を超えた場合、試験や検査を中断し、対象のプローブ針に対し調査確認やクリーニングを実行することが望ましい。
【００７３】
以上説明してきたように、本実施例にかかるプローブ検査システムは、プローブ検査装置１の内部に、レーザ照射によってプローブ針から異物を除去するクリーニングユニット１１と検査処理を実行するワークユニット１２とを移動可能に設けることでプローブカードを固定した状態でクリーニングと検査処理とを実行可能とするとともに、プローブ検査装置１の外部に設けたレーザ発生装置２から伝送ケーブル３を介してクリーニングに用いるレーザ光を取得するようにしている。
【００７４】
そのため、クリーニングと検査との間でプローブカードの移動や交換、位置あわせ等が不要となり、検査が中断される時間を少なくすることができる。また、レーザ発生装置２を外部に設けることで、プローブ検査装置１の温度変化によるレーザ発振やビーム品質の劣化を防止することができる。加えて、レーザ発生装置や光学系に不具合が生じメンテナンスを行なう場合にもプローブ検査装置の作業の継続することができる。
【００７５】
さらに、レーザ発生装置２を複数のプローブ検査装置で共用することで、レーザ発生装置やプローブ検査装置の作業を効率化し、またシステムの低コスト化を実現できる。また、集光制御によってプローブ針先端のみで異物除去に要するエネルギー密度を実現している。そのため、遮蔽版などを用いることなくレーザ光がプローブの針以外に照射されることによるダメージ発生を防ぐことができ、遮蔽板の着脱によるクリーニング工程の煩雑化を避けることができる。
【００７６】
以上の実施例を含む実施形態に関し、更に以下の付記を開示する。
【００７７】
（付記１）レーザ光を発生させるレーザ光発生装置と、
前記レーザ光を伝送する伝送ケーブルと、
検査対象の電気特性を検査する検査装置と、を備え、
前記検査装置は、
検査対象に接触して電気特性を検査するプローブと、
前記プローブに対して前記検査対象を接触させて検査処理を実行する検査処理部と、
前記伝送ケーブルが伝送したレーザ光を前記プローブに照射して前記プローブのクリーニングを実行するクリーニング部と、
を備えたことを特徴とするプローブ検査システム。
【００７８】
（付記２）レーザ光の強度を検出する測定部と、前記測定部の測定結果に基づいて前記レーザ光の強度を調節するレーザ光制御部をさらに備えたことを特徴とする付記１に記載のプローブ検査システム。
【００７９】
（付記３）前記検査装置を複数備え、前記レーザ光発生装置は、前記複数の検査装置に対してレーザ光を順次選択的に供給することを特徴とする付記１または２に記載のプローブ検査システム。
【００８０】
（付記４）前記検査装置を複数備え、前記レーザ光発生装置は、前記レーザ光を分配して前記複数の検査装置に同時に提供することを特徴とする付記１または２に記載のプローブ検査システム。
【００８１】
（付記５）前記プローブの固定位置に対して前記検査処理部と前記クリーニング部とを移動させることで、前記プローブを固定したまま前記検査処理と前記クリーニングとを実行することを特徴とする付記１〜４のいずれか一つに記載のプローブ検査システム。
【００８２】
（付記６）前記検査処理部と前記クリーニング部とをそれぞれ異なる移動ステージ上に搭載したことを特徴とする付記５に記載のプローブ検査システム。
【００８３】
（付記７）前記検査処理部と前記クリーニング部とを同一の稼動ステージ上に搭載したことを特徴とする付記５に記載のプローブ検査システム。
【００８４】
（付記８）前記検査処理部と前記クリーニング部との間に断熱部を設けたことを特徴とする付記７に記載のプローブ検査システム。
【００８５】
（付記９）前記クリーニング部および／または前記プローブを冷却する冷却部をさらに備えたことを特徴とする付記１〜８のいずれか一つに記載のプローブ検査システム。
【００８６】
（付記１０）前記クリーニング部は、前記レーザ光を集光して前記プローブの先端に照射する照射部をさらに備えたことを特徴とする付記１〜９のいずれか一つに記載のプローブ検査システム。
【００８７】
（付記１１）前記照射部は、前記レーザ光の出射位置および／または出射形状を変更可能であること特徴とする付記１０に記載のプローブ検査システム。
【００８８】
（付記１２）前記照射部は、光軸上の光学部品を光軸方向に移動させる光軸方向移動と、光軸上の光学部品を光軸を中心に回転させる光軸中心回転とのいずれかを少なくとも用いて前記出射位置および／または出射形状の変更を行なうことを特徴とする付記１１に記載のプローブ検査システム。
【００８９】
（付記１３）前記照射部は複数の光学部品ユニットを有し、前記光学部品ユニットを選択的に使用することを特徴とする付記１１または１２に記載のプローブ検査システム。
【００９０】
（付記１４）前記照射部による出射位置および／または出射形状の変更に対応して前記レーザ光の出力を変更することを特徴とする付記１１〜１３のいずれか一つに記載のプローブ検査システム。
【００９１】
（付記１５）前記レーザ光発生装置、前記伝送ケーブル、前記検査装置の少なくともいずれかは、前記伝送ケーブルが外れると光伝送路を遮断するシャッターを備えたことを特徴とする付記１〜１４のいずれか一つに記載のプローブ検査システム。
【００９２】
（付記１６）前記シャッターが前記光伝送路を遮断した場合に、前記レーザ光発生装置に通知することを特徴とする付記１５に記載のプローブ検査システム。
【００９３】
（付記１７）前記クリーニング部は、前記プローブを照明する着脱自在の照明部、および／または前記プローブを撮影する着脱自在の撮影部をさらに備えたことを特徴とする付記１〜１６のいずれか一つに記載のプローブ検査システム。
【００９４】
（付記１８）前記クリーニング部は、レーザ照射によるクリーニング後に、前記プローブに付着した異物を清掃する異物除去クリーニング部をさらに備えたことを特徴とする付記１〜１７のいずれか一つに記載のプローブ検査システム。
【００９５】
（付記１９）検査対象に接触して電気特性を検査するプローブと、
前記プローブに対して前記検査対象を接触させて検査処理を実行する検査処理部と、
装置外部のレーザ光発生装置から導かれたレーザ光を受光する光学部品と、前記プローブに照射する光学部品を有する光学系を有し、前記レーザ光を前記プローブに照射して前記プローブのクリーニングを実行するクリーニング部と、
を備えたことを特徴とするプローブ検査装置。
【００９６】
（付記２０）プローブを検査対象に接触させて電気特性を検査する検査ステップと、
伝送ケーブルを介してレーザ光を取得するレーザ光取得ステップと、
前記伝送ケーブルから取得したレーザ光を前記プローブに照射して前記プローブのクリーニングを実行するクリーニングステップと、
を含んだことを特徴とするプローブ検査方法。
【図面の簡単な説明】
【００９７】
【図１】図１は、本実施例に係るプローブ検査システムの概要構成を示す概要構成図である。
【図２】図２は、ワークユニットとクリーニングユニットとを一体化したプローブ検査装置の構成例について説明する説明図である。
【図３】図３は、レーザ発生装置とプローブ検査装置との接続例を説明する説明図である。
【図４】図４は、ケーブルのつなぎ替えを不要としたプローブ検査システムの構成例を説明する図である。
【図５】図５は、プローブ検査装置の処理動作について説明するフローチャートである。
【図６】図６は、レーザ光の集光制御と異物の回収について説明する説明図である。
【図７】図７は、プローブカード２２におけるプローブ針２１の配置例を説明する説明図である。
【図８】図８は、レーザ光の照射光学系について説明する説明図である。
【図９】図９は、光学系の構成変化について説明する説明図である。
【図１０】図１０は、光学部品の配置位置について説明する説明図である。
【図１１】図１１は、照射エリアの変更について説明する説明図である。
【図１２】図１２は、状態Ｃ４を直交方向から見た場合の説明図である。
【図１３】図１３は、光学部品の回転について説明する説明図である。
【図１４】図１４は、レーザの集光位置の制御について説明する説明図である。
【図１５】図１５は、光学部品の交換について説明する説明図である。
【符号の説明】
【００９８】
１，１ａ〜１ｅプローブ検査装置
２，２ａ    レーザ発生装置
３    伝送ケーブル
４，４ａ  制御装置
１１    クリーニングユニット
１２    ワークユニット
１３    統合ユニット
１４    クリーニングサブユニット
１５    ワークサブユニット
２１    プローブ針
２２    プローブカード
２３    台座
３１，３２  接続口
３３，３４，４３，４４，４１，４６  シャッター
４１ａ  開口
４２，４５  出力測定ユニット
５１ａ〜５１ｂ，５２ａ〜５２ｂ  接続口
５２    異物回収ユニット
６１    送風ユニット
７１    レーザ出射光学系
７２    レーザ受光光学系
７３    レーザ照射光学系
１００ａ〜１００ｄ，２００ａ〜２００ｄ  レーザ光供給口
Ｍ１，Ｍ２，Ｍａ〜Ｍｃ  ミラー
Ｎ      熱対策機構
Ｏ１〜Ｏ３  光学部品群
【図１】
2010019816.tif 000003
【図２】
2010019816.tif 000004
【図３】
2010019816.tif 000005
【図４】
2010019816.tif 000006
【図５】
2010019816.tif 000007
【図６】
2010019816.tif 000008
【図７】
2010019816.tif 000009
【図８】
2010019816.tif 000010
【図９】
2010019816.tif 000011
【図１０】
2010019816.tif 000012
【図１１】
2010019816.tif 000013
【図１２】
2010019816.tif 000014
【図１３】
2010019816.tif 000015
【図１４】
2010019816.tif 000016
【図１５】
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