(57)【要約】【課題】  プローブ先端位置の検査と修正を連続して実施するプローブカード検査修正装置を提供する。【解決手段】  基台に支持され、プローブカードが装着されるホルダと、基台にＸＹＺ方向に可動に支持されたステージと、前記ステージ上の任意のプローブを選択しプローブ先端部のＸ方向又はＹ方向に微小変形させるプローブＸ方向又はＹ方向修正ユニットと、前記ステージにＸＹＺ方向に可動に設けられ任意のプローブ先端部を観察するプローブ先端観察装置と、ステージに接続された座標位置判定回路と、補正値制御回路とを含み、前記ホルダに設置されたプローブカードに対して、前記プローブ先端観察装置を対向させて任意のプローブ先端座標位置を測定検査し、前記プローブＸ方向若しくはＹ方向修正ユニットは指定されたプローブ先端部に装着して前記プローブ先端位置を修正する。【選択図】図１
2015105950.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基台と、
基台に支持され、プローブカードが着脱自在に装着されるプローブカードホルダと、
基台にＸＹＺ方向に可動に支持されたステージと、
前記ステージ上に、
任意のプローブを選択しプローブ先端部のＸ方向に微小変形させるプローブＸ方向修正ユニットと、
任意のプローブを選択しプローブ先端部のＹ方向に微小変形させるプローブＹ方向修正ユニットと、
前記ステージにＸＹＺ方向に移動自在に設けられ任意のプローブ先端部を観察するプローブ先端観察装置と、
前記プローブ先端観察装置及び前記ステージに接続された座標位置判定回路と補正値制御回路と、
を含み、
前記プローブカードホルダに設置されたプローブカードに対して、
前記プローブ先端観察装置を対向させて任意のプローブ先端座標位置を測定検査し、
前記プローブＸ方向修正ユニット若しくは前記プローブＹ方向修正ユニットを、指定されたプローブ先端部に装着して前記プローブ先端位置を修正すること、
を特徴とするプローブカード検査修正装置。
【請求項２】
前記プローブＸ方向修正ユニットは、
整列固定された任意のＹ方向プローブ列の一部又は全てのプローブと同時に接触可能なＹ方向長さを有し、
Ｘ方向及びＺ方向に移動可能なＸ可動板
を有することを特徴とする請求項１記載のプローブカード検査修正装置。
【請求項３】
前記プローブＹ方向修正ユニットは、
整列固定された任意のＸ方向プローブ列の一部又は全てのプローブと同時に接触可能なＸ方向長さを有し、
Ｙ方向及びＺ方向に移動可能なＹ可動板
を有することを特徴とする請求項１記載のプローブカード検査修正装置。
【請求項４】
前記プローブＸ方向修正ユニットは、
任意の前記Ｙ方向プローブ列のプローブ先端位置近傍において、
前記Ｙ方向プローブ列の基準位置に対してＸ方向にずれを生じた被修正プローブとＸ方向に同一の側に前記Ｘ可動板が設置され、
前記Ｘ可動板が移動を開始し、少なくとも前記被修正プローブと接触を開始し前記被修正プローブに変形を生じさせること
を特徴とする請求項２記載のプローブカード検査修正装置。
【請求項５】
前記プローブＸ方向修正ユニットは、
少なくとも前記被修正プローブを塑性領域まで変形させること
を特徴とする請求項２記載のプローブカード検査修正装置。
【請求項６】
前記プローブＸ方向修正ユニットは、
少なくとも前記被修正プローブを塑性領域まで変形させると同時に、他の正常プローブを弾性領域内又は塑性領域まで変形させること
を特徴とする請求項２記載のプローブカード検査修正装置。
【請求項７】
前記プローブＹ方向修正ユニットは、
任意の前記Ｘ方向プローブ列のプローブ先端位置近傍において、
前記Ｘ方向プローブ列の基準位置に対してＹ方向にずれを生じた被修正プローブとＹ方向に同一の側に前記Ｙ可動板が設置され、
前記Ｙ可動板が移動を開始し、少なくとも前記被修正プローブと接触を開始し前記被修正プローブに変形を生じさせること
を特徴とする請求項２記載のプローブカード検査修正装置。
【請求項８】
前記プローブＹ方向修正ユニットは、
少なくとも前記被修正プローブを塑性領域まで変形させること
を特徴とする請求項２記載のプローブカード検査修正装置。
【請求項９】
前記プローブＹ方向修正ユニットは、
少なくとも前記被修正プローブを塑性領域まで変形させると同時に、他の正常プローブを弾性領域内又は塑性領域まで変形させること
を特徴とする請求項２記載のプローブカード検査修正装置。
【請求項１０】
基台と、
基台に支持され、プローブカードが着脱自在に装着されるプローブカードホルダと、
基台にＸＹＺ方向に可動に支持されたステージと、
前記ステージ上に、
任意のプローブを選択しプローブ先端部のＸ方向又はＹ方向に微小変形させるプローブＸＹ方向修正ユニットと、
前記ステージにＸＹＺ方向に移動自在に設けられ任意のプローブ先端部を観察するプローブ先端観察装置と、
前記プローブ先端観察装置及び前記ステージに接続された座標位置判定回路と補正値制御回路と、
を含み、
前記プローブカードホルダに設置されたプローブカードに対して、
前記プローブ先端観察装置を対向させて任意のプローブ先端座標位置を測定検査し、
前記プローブＸＹ方向修正ユニットを指定されたプローブ先端部に装着して前記プローブ先端位置を修正すること、
を特徴とするプローブカード検査修正装置。
【請求項１１】
前記プローブＸＹ方向修正ユニットは、
整列固定された任意のプローブ群の一部又は全てのプローブ先端近傍に、
前記プローブ先端部を個別に挿入可能な大きさの四辺形穴を有し、
Ｘ方向とＹ方向とＺ方向に移動可能なＸＹ可動板
を有することを特徴とする請求項１０記載のプローブカード検査修正装置。
【請求項１２】
前記プローブＸＹ方向修正ユニットは、
前記ＸＹ可動板を前記プローブ先端近傍に挿入した後、
前記ＸＹ可動板がＸ方向又はＹ方向に移動を開始し、少なくともＸ方向又はＹ方向にずれを生じた被修正プローブと接触を開始し前記被修正プローブに変形を生じさせること
を特徴とする請求項１１記載のプローブカード検査修正装置。
【請求項１３】
前記プローブＸＹ方向修正ユニットは、
少なくとも前記被修正プローブを塑性領域まで変形させること
を特徴とする請求項１１記載のプローブカード検査修正装置。
【請求項１４】
前記プローブＸＹ方向修正ユニットは、
少なくとも前記被修正プローブを塑性領域まで変形させると同時に、他の正常プローブを弾性領域内又は塑性領域まで変形させること
を特徴とする請求項１１記載のプローブカード検査修正装置。
【請求項１５】
前記プローブ先端観察装置は、
光学レンズを含む測定光学系と画像−電気信号変換機能を有するＣＣＤカメラ等とを有すること
を特徴とする請求項１又は１０記載のプローブカード検査修正装置。
【請求項１６】
前記座標位置判定回路は、
前記プローブ先端許容位置情報を予め記憶し、
前記プローブ先端の画像情報を取得し、
取得した前記プローブ先端画像の画像信号を処理して、
前記プローブ先端画像を予め記憶した前記プローブ先端許容位置情報と関連付け、
取得した前記プローブ先端画像情報と予め記憶した前記プローブ先端許容位置情報とのＸ方向若しくはＹ方向若しくはＺ方向の差分を出力すること、
を特徴とする請求項１又は１０記載のプローブカード検査修正装置。
【請求項１７】
前記補正値制御回路は、
前記座標位置判定回路から出力された前記プローブ先端画像取得情報と予め記憶した前記プローブ先端許容位置情報とのＸ方向若しくはＹ方向若しくはＺ方向の差分を入力し、
前記プローブＸ方向修正ユニット若しくは前記プローブＹ方向修正ユニットにおける移動量を出力すること、
を特徴とする請求項１記載のプローブカード検査修正装置。
【請求項１８】
前記補正値制御回路は、
前記座標位置判定回路から出力された前記プローブ先端画像取得情報と予め記憶した前記プローブ先端許容位置情報とのＸ方向若しくはＹ方向の差分を入力し、
前記プローブＸＹ方向修正ユニットの移動量を出力すること、
を特徴とする請求項１０記載のプローブカード検査修正装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】  本発明は、プローブカードに設けられている複数のプローブ針先端部の座標を測定検査し、針先端部の位置ずれを修正することのできるプローブカード検査装置及び修正装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】  ウェハ上に多数形成された半導体回路の電気的な特性試験を行うために、プローバが用いられており、各半導体回路の電極パッドに対応して配置された複数のプローブ針を有するプローブカードがブローバに装着され、プローブ針先端を電極パッドに接触させることにより検査が実施される。一方、半導体ＩＣは小型化及び高機能化が要求され、それに伴い半導体回路の高密度化、検査パッドの縮小化及びパッド数の増加の傾向にある。【０００３】  従って、このようなプローブカードのプローブ先端は、被測定電極パッドと高精度に対応して配置されなければならない。また、同一のプローブカードにおける被検査ＩＣとの接触回数は通常数万回にも及び、こうした長時間の使用においてプローブ先端の位置を許容範囲内に保持しなければならない。【０００４】  従来、前記プローブカードのプローブ針先端位置を検査する装置としては、特許文献１に例示されるものがある。この従来技術においては、光学レンズを含む測定光学系とＣＣＤカメラを備え、これによってプローブの針先位置を測定し、かつ、抵抗測定回路を備え電気的試験により、各プローブの抵抗測定、ピン間ショート測定、ピン間リーク測定等を行うことができる検査装置が実用化されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】  特開平５−１５７７９０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】  しかしながら、このような検査装置では針先位置及び抵抗値等の測定を行い、測定値の出力とそれらの合否判定結果を表示するのみであり、針先の位置が規定値外である不良ピンの修正は、検査装置から取り外しオフラインで行われている。さらに、半導体ＩＣの製造ラインに設置されたプローブカードにおいても、使用回数が増加すると共にプローブ針先端の曲りや摩耗等により検査途中での不良ピンが多数発生し、その度にオフラインでの修正と検査装置による針先位置確認作業を実施している。また、不良ピンの針先端修正は人手による精密作業が現状であり、これらによるプローブカードの保守コストの上昇が問題となっている。【０００７】  本発明は、上記問題点を解決するためになされたもので、狭ピッチかつ多ピンを有するプローブカードの検査において、プローブ先端位置測定機能と、プローブ先端位置修正機能を同時に備える構造とすることにより、保守コストの削減可能な、安価なプローブカード検査修正装置を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】  本発明のプローブカード検査修正装置は、基台に支持され、プローブカードが着脱自在に装着されるプローブカードホルダと、基台にＸＹＺ方向に可動に支持されたステージと、前記ステージ上に、任意のプローブを選択しプローブ先端部のＸ方向又はＹ方向に微小変形させるプローブＸ方向若しくはＹ方向修正ユニットと、前記ステージにＸＹＺ方向に移動自在に設けられ任意のプローブ先端部を観察するプローブ先端観察装置と、前記プローブ先端観察装置及び前記ステージに接続された座標位置判定回路と補正値制御回路とを含み、前記プローブカードホルダに設置されたプローブカードに対して、前記プローブ先端観察装置を対向させて任意のプローブ先端座標位置を測定検査し、前記プローブＸ方向若しくはＹ方向修正ユニットを、指定されたプローブ先端部に装着して前記プローブ先端位置を修正する手段を有している。上記構成により、プローブ先端位置の検査とプローブ先端位置の修正を連続して実施することが可能である。
【発明の効果】
【０００９】  本発明のプローブカードによれば、プローブ先端位置の検査とプローブ先端位置の修正を連続して実施することができるため、プローブカードの製造検査装置及び半導体製造工程におけるプローブカード保守装置として適用することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】  本発明の第１の実施形態であるプローブカード検査修正装置の基本構成を説明する図である。
【図２】  本発明の実施形態におけるプローブ先端の許容位置範囲を説明する図である。
【図３】  本発明の実施形態におけるプローブ先端の状態を説明する図である。
【図４】  本発明の第１の実施形態であるプローブＸ方向修正ユニット及びプローブＹ方向修正ユニットの基本構成を説明する図である。
【図５】  本発明の実施形態に適用するプローブ形状例を説明する図である。
【図６】  本発明の実施形態に適用するプローブ組立形状例を説明する図である。
【図７】  本発明の第１の実施形態であるプローブＸ方向修正ユニットの基本構成を説明する図である。
【図８】  本発明の第１の実施形態であるプローブＸ方向修正ユニットの動作を説明する図である。
【図９】  本発明の第１の実施形態であるプローブＹ方向修正ユニットの基本構成を説明する図である。
【図１０】  本発明の第１の実施形態であるプローブＹ方向修正ユニットの動作を説明する図である。
【図１１】  本発明の第１の実施形態であるプローブＸ方向修正ユニットの動作を説明する図である。
【図１２】  本発明の実施形態であるプローブＸ方向修正ユニット若しくはプローブＹ方向修正ユニット若しくはプローブＸＹ方向修正ユニットの動作基本原理を説明する図である。
【図１３】  本発明の第２の実施形態であるプローブカード検査修正装置の基本構成を説明する図である。
【図１４】  本発明の第２の実施形態であるプローブＸＹ方向修正ユニットの基本形状を説明する図である。
【図１５】  本発明の第２の実施形態であるプローブＸＹ方向修正ユニットの基本構成を説明する図である。
【図１６】  本発明の第２の実施形態であるプローブＸＹ方向修正ユニットの動作を説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】  次に、本発明の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。
図１は、本発明の実施の形態におけるプローブカード検査修正装置１の機能構成図を示す。図１において、基台１１上に被検査プローブカード２がプローブカードホルダ１２によって着脱自在に装着され、前記プローブカード２には、複数のプローブ２０が整列固定されている。前記基台１１に支持されたステージ１３は、ステージ駆動回路３３によってＸＹＺ方向に可動となるべく設置され、ステージ駆動回路３３によってＸＹＺ方向の駆動が制御される。
【００１２】  なおこの明細書において、「Ｘ」方向は、例えば図１及び後出の図２を参照した場合、プローブ２０のバネ変形部２１を含む垂直面内における水平方向（図１において左右方向）を表す。「Ｙ」方向は、上記プローブ２０のバネ変形部２１を含む垂直面に対して垂直な方向（図１の紙面に対して垂直の方向）を表す。「Ｚ」方向は、上記Ｘ方向、Ｙ方向のいずれに対しても直角の、図１において上下方向を表す。そして、Ｘ，Ｙ，Ｚの各方向に延びる座標軸を設定することにより、Ｘ，Ｙ，Ｚ三次元直交座標系が形成される。図１以外の図においてもＸ，Ｙ，Ｚの各方向は上記図１に対応する方向を指す。
【００１３】  又、前記ステージ１３上には、任意のプローブ２０を選択し前記プローブ２０先端部のＸ方向に微小変形させるプローブＸ方向修正ユニット４と、任意のプローブ２０を選択し前記プローブ２０先端部のＹ方向に微小変形させるプローブＹ方向修正ユニット５と、が設置されている。さらに、前記ステージ１３にＸＹＺ方向に移動自在に設けられ任意のプローブ２０先端部を観察するプローブ先端観察装置３と、前記プローブ先端観察装置３及び前記ステージ駆動回路３３に接続された座標位置判定回路３１と、補正値制御回路３２とで構成されている。
【００１４】  以上の構成による前記プローブカード検査修正装置１における基本機能は、前記プローブカードホルダ１２に設置された被検査プローブカード２に対して、前記ステージ１３に設けた開口部１４を介し、前記プローブ先端観察装置３を対向させて任意の前記プローブ２０先端座標位置を測定検査し、前記プローブＸ方向修正ユニット４若しくは前記プローブＹ方向修正ユニット５を、指定されたプローブ２０先端部に装着して前記プローブ２０先端位置を修正するものである。
【００１５】  図２は、プローブ先端の許容位置範囲を説明する図である。図２において、前記プローブ２０はバネ変形部２１、固定端２２、及び前記バネ変形部２１と連結した垂直プローブ部２３から構成される。これは、プローブの形状がカンチレバー型、垂直型等の種類を問わず、一般的な基本機能である。
【００１６】  前記垂直プローブ部２３の先端部２４は、半導体の検査パッドと接触する部分であり、そのＸＹＺ方向位置は厳しく管理されなければならない。１０は前記プローブ先端部２４の許容位置範囲を示すものであり、許容限界値のＸＹＺ座標を図中に示した。ＸＹ平面方向の許容限界値（＋Ｒｘ、−Ｒｘ）、（＋Ｒｙ、−Ｒｙ）は、主として被検査半導体の検査パッドの大きさ、プローブの組立精度、温度変化に伴う位置ずれ等を考慮して決定される。また、Ｚ方向の許容限界値（＋Ｒｚ、−Ｒｚ）は、主としてプローブの組立精度、プローバへの取付けによる傾き、ウェハ自体の反り等を考慮して決定される。
【００１７】  図３は、前記プローブ先端部２４がＸＹＺ座標において、ΔＴｘ、ΔＴｙ、ΔＴｚだけずれた状態を示すものである。前記プローブ先端観察装置３によりΔＴｘ、ΔＴｙ、ΔＴｚの値が測定され、前記許容位置範囲１０で決定されたＸＹＺ方向限界値の何れかを逸脱した場合に、そのプローブは不良と判定される。
【００１８】  図４は前記プローブＸ方向修正ユニット４における前記Ｘ可動板４１、及び前記プローブＹ方向修正ユニット５における前記Ｙ可動板５１と、修正対象となるプローブ組立２００との関係を示す図である。図４において、前記プローブ組立２００は、Ｘ方向及びＹ方向に等間隔に配列された８×８の格子状配列のプローブ組立の例を示す。
【００１９】  図４において前記プローブ組立２００は、例えば、複数の前記プローブ２０をポリイミド等の絶縁シート２７に等間隔に貼付けてシート状に作製したプローブシートＳ１乃至Ｓ８を等間隔に整列させたもので、例えば特許第５０７７７３５号に開示されている。
【００２０】  前記プローブシートＳ１は、図５に示すように、前記絶縁シート２７にベリリウム銅等の金属箔を貼付け、前記金属箔をエッチング又はレーザ加工等により８個のプローブ配列を同時加工したものであり、１つのプローブ２０は、前記バネ変形部２１、前記垂直プローブ部２３、及び前記バネ変形部２１の反対側から連結した絶縁シート上の導体パターン２５、前記導体パターン２５から回路基板（図示せず）へ接続する端子部２６により構成される。８個のそれぞれの前記垂直プローブ部２３の先端部Ｓ１‐ｐ１乃至Ｓ１‐ｐ８が、被検査ＩＣのＸ方向に配列された１列のパッド群（図示せず）に接触することになる。
【００２１】  以上のような構成の８枚のプローブシートＳ１乃至Ｓ８を、被検査ＩＣのＹ方向パッドピッチに相当する間隔に整列させることにより、図４に示すようなマトリクス状のプローブ配列が構成されることになる。
【００２２】  また、前記プローブシートＳ１乃至Ｓ８を指定の間隔に整列させる手段として、図６に示すように、各プローブシートＳ１乃至Ｓ８の間にスペーサ２８を挿入固定することにより、前記プローブ組立２００が高精度に作製することができる。また、前記プローブ２０が前記スペーサ２８から突出した箇所が前記固定端２２と看做すことができる。
【００２３】  図４に示すように、前記プローブＸ方向修正ユニット４は主として、前記プローブ組立２００におけるＹ方向に整列した任意のプローブ列を同時に押し当てるに十分なＹ方向長さを有する前記Ｘ可動板４１と、前記Ｘ可動板４１を保持しＸＹ平面上にて微小回転可能な可動ホルダ４２で構成される。
【００２４】  また、前記プローブＹ方向修正ユニット５は主として、前記プローブ組立２００におけるＸ方向に整列した任意のプローブ列を同時に押し当てるに十分なＸ方向長さを有する前記Ｙ可動板５１と、前記Ｙ可動板５１を保持しＸＹ平面上にて微小回転可能な可動ホルダ５２で構成される。
【００２５】  次に、図７乃至図１３にて、前記プローブＸ方向修正ユニット４及び前記プローブＹ方向修正ユニット５動作を説明する。図７及び図８は、前記プローブＸ方向修正ユニット４の動作を説明する図である。
【００２６】  図７において、前記Ｘ可動板４１が、前記プローブ組立２００におけるＹ方向に整列されたプローブ列Ｓ１−ｐ１乃至Ｓ８−ｐ１のプローブ先端を修正する場合を説明するものである。前記Ｘ可動板４１は前記可動ホルダ４２の微小回転動作により、前記プローブ列Ｓ１−ｐ１乃至Ｓ８−ｐ１に対して最適な位置に調整可能である。
【００２７】  図８は、前記Ｘ可動板４１及び前記プローブ列Ｓ１−ｐ１乃至Ｓ８−ｐ１との関係をＹ方向及びＺ方向から見た図である。前記プローブ列Ｓ１−ｐ１乃至Ｓ８−ｐ１のうち、プローブＳ３−ｐ１が初期基準位置Ｘｒ１より−Ｘ側に、プローブＳ６−ｐ１が初期基準位置Ｘｒ２より＋Ｘ側にそれぞれ位置ずれを生じ、修正が必要なプローブである。図８（ａ）〜（ｃ）は、前記Ｘ可動板４１が前記プローブＳ３−ｐ１を修正する動作を、図８（ｄ）〜（ｆ）は、前記Ｘ可動板４１が前記プローブＳ６−ｐ１を修正する動作を示す図である。
【００２８】  図８（ａ）において、前記Ｘ可動板４１が前記プローブＳ３−ｐ１の先端位置より−Ｘ方向の位置に待機し、前記Ｘ可動板４１が＋Ｘ方向に水平移動を開始する。前記Ｘ可動板４１がまず前記プローブＳ３−ｐ１と接触を開始し前記プローブＳ３−ｐ１が＋Ｘ方向に変形を開始する。さらに前記Ｘ可動板４１の＋Ｘ方向への押し込みが進行すると、図８（ｂ）のように他の正常なプローブＳ１−ｐ１、Ｓ２−ｐ１、Ｓ４−ｐ１、Ｓ５−ｐ１、Ｓ７−ｐ１、Ｓ８−ｐ１も同時に変形を開始する。前記Ｘ可動板４１の＋Ｘ方向への押し込みに対し、前記プローブＳ３−ｐ１は予め前記初期基準位置Ｘｒ１より−Ｘ方向にずれた位置にあるため、前記他の正常なプローブＳ１−ｐ１、Ｓ２−ｐ１、Ｓ４−ｐ１、Ｓ５−ｐ１、Ｓ７−ｐ１、Ｓ８−ｐ１よりも早く塑性領域まで変形することになる。
【００２９】  前記Ｘ可動板４１が予め決定された押し込み量の移動が終了し、前記Ｘ可動板４１を前記−Ｘ方向待機位置まで戻し押し込みを解除すると、図８（ｃ）のように、塑性領域まで変形させた前記プローブＳ３−ｐ１は塑性ひずみが残留し、前記初期基準位置Ｘｒ１に近づくことになる。
【００３０】  次に、図８（ｄ）において、前記Ｘ可動板４１が前記プローブＳ６−ｐ１の先端位置より＋Ｘ方向の位置に待機し、前記Ｘ可動板４１が−Ｘ方向に水平移動を開始する。前記Ｘ可動板４１がまず前記プローブＳ６−ｐ１と接触を開始し前記プローブＳ６−ｐ１が−Ｘ方向に変形を開始する。さらに前記Ｘ可動板４１の−Ｘ方向への押し込みが進行すると、図８（ｅ）のように他の正常なプローブＳ１−ｐ１、Ｓ２−ｐ１、Ｓ４−ｐ１、Ｓ５−ｐ１、Ｓ７−ｐ１、Ｓ８−ｐ１も同時に変形を開始する。前記Ｘ可動板４１の−Ｘ方向への押し込みに対し、前記プローブＳ６−ｐ１は予め前記初期基準位置Ｘｒ２より＋Ｘ方向にずれた位置にあるため、前記他の正常なプローブＳ１−ｐ１、Ｓ２−ｐ１、Ｓ４−ｐ１、Ｓ５−ｐ１、Ｓ７−ｐ１、Ｓ８−ｐ１よりも早く塑性領域まで変形することになる。
【００３１】  前記Ｘ可動板４１が予め決定された押し込み量の移動が終了し、前記Ｘ可動板４１を前記＋Ｘ方向待機位置まで戻し押し込みを解除すると、図８（ｆ）のように、塑性領域まで変形させた前記プローブＳ６−ｐ１は塑性ひずみが残留し、前記初期基準位置Ｘｒ２に近づくことになる。
【００３２】  図９及び図１０は、前記プローブＹ方向修正ユニット５の動作を説明する図である。図９において、前記Ｙ可動板５１が、前記プローブ組立２００におけるＸ方向に整列されたプローブ列Ｓ１−ｐ１乃至Ｓ１−ｐ８のプローブ先端を修正する場合を説明するものである。前記Ｙ可動板５１は前記可動ホルダ５２の微小回転動作により、前記プローブ列Ｓ１−ｐ１乃至Ｓ１−ｐ８に対して最適な位置に調整可能である。
【００３３】  図１０は、前記Ｙ可動板５１及び前記プローブ列Ｓ１−ｐ１乃至Ｓ１−ｐ８との関係をＸ方向及びＺ方向から見た図である。前記プローブ列Ｓ１−ｐ１乃至Ｓ１−ｐ８のうち、プローブＳ１−ｐ３が初期基準位置Ｙｒ１より−Ｙ側に、プローブＳ１−ｐ６が初期基準位置Ｙｒ２より＋Ｙ側にそれぞれ位置ずれを生じ、修正が必要なプローブである。図１０（ａ）〜（ｃ）は、前記Ｙ可動板５１が前記プローブＳ１−ｐ３を修正する動作を、図１０（ｄ）〜（ｆ）は、前記Ｙ可動板５１が前記プローブＳ１−ｐ６を修正する動作を示す図である。
【００３４】  図１０（ａ）において、前記Ｙ可動板５１が前記プローブＳ１−ｐ３の先端位置より−Ｙ方向の位置に待機し、前記Ｙ可動板５１が＋Ｘ方向に水平移動を開始する。前記Ｙ可動板５１がまず前記プローブＳ１−ｐ３と接触を開始し前記プローブＳ１−ｐ３が＋Ｙ方向に変形を開始する。さらに前記Ｙ可動板５１の＋Ｙ方向への押し込みが進行すると、図１０（ｂ）のように他の正常なプローブＳ１−ｐ１、Ｓ１−ｐ２、Ｓ１−ｐ４、Ｓ１−ｐ５、Ｓ１−ｐ７、Ｓ１−ｐ８も同時に変形を開始する。前記Ｙ可動板５１の＋Ｘ方向への押し込みに対し、前記プローブＳ１−ｐ３は予め初期基準位置Ｙｒ１より−Ｙ方向にずれた位置にあるため、前記他の正常なプローブＳ１−ｐ１、Ｓ１−ｐ２、Ｓ１−ｐ４、Ｓ１−ｐ５、Ｓ１−ｐ７、Ｓ１−ｐ８よりも早く塑性領域まで変形することになる。
【００３５】  前記Ｙ可動板５１が予め決定された押し込み量の移動が終了し、前記Ｙ可動板５１を前記−Ｙ方向待機位置まで戻し押し込みを解除すると、図１０（ｃ）のように、塑性領域まで変形させた前記プローブＳ１−ｐ３は塑性ひずみが残留し、前記初期基準位置Ｙｒ１に近づくことになる。
【００３６】  次に、図１０（ｄ）において、前記Ｙ可動板５１が前記プローブＳ１−ｐ６の先端位置より＋Ｙ方向の位置に待機し、前記Ｙ可動板５１が−Ｙ方向に水平移動を開始する。前記Ｙ可動板５１がまず前記プローブＳ１−ｐ６と接触を開始し前記プローブＳ１−ｐ６が−Ｙ方向に変形を開始する。さらに前記Ｙ可動板５１の−Ｙ方向への押し込みが進行すると、図１０（ｅ）のように他の正常なプローブＳ１−ｐ１、Ｓ１−ｐ２、Ｓ１−ｐ４、Ｓ１−ｐ５、Ｓ１−ｐ７、Ｓ１−ｐ８も同時に変形を開始する。前記Ｙ可動板５１の−Ｙ方向への押し込みに対し、前記プローブＳ１−ｐ６は予め初期基準位置Ｙｒ２より＋Ｙ方向にずれた位置にあるため、前記他の正常なプローブＳ１−ｐ１、Ｓ１−ｐ２、Ｓ１−ｐ４、Ｓ１−ｐ５、Ｓ１−ｐ７、Ｓ１−ｐ８よりも早く塑性領域まで変形することになる。
【００３７】  前記Ｙ可動板５１が予め決定された押し込み量の移動が終了し、前記Ｙ可動板５１を前記＋Ｙ方向待機位置まで戻し押し込みを解除すると、図１０（ｆ）のように、塑性領域まで変形させた前記プローブＳ１−ｐ６は塑性ひずみが残留し、前記初期基準位置Ｙｒ２に近づくことになる。
【００３８】  図１１は、図７乃至図１０で説明した動作をさらに詳細に説明するために、応力−ひずみ曲線との関係に当てはめて説明した図である。図１１は、図８における修正対象プローブＳ３−ｐ１と隣接する正常プローブＳ４−ｐ１のみを示した。
【００３９】  図１１において、Ｘｒ０は正常位置にある任意のプローブ先端のＸ方向基準位置、Ｘｒｎは修正対象プローブＳ３−ｐ１を含むＹ方向プローブ列群の基準位置を示し、Ｘｒ０のプローブとはｎピッチの等間隔Ｐｘで設置されているものとする。また、前記プローブＳ３−ｐ１は、基準位置Ｘｒｎから−Ｘ方向にａｘ１ずれているものとする。
【００４０】  図１１（ａ）において、まず前記基準位置Ｘｒ０を画像処理にて検出し決定する。次に修正対象である前記プローブＳ３−ｐ１の位置を決定する。これは、Ｘｒ０＋（ｎ×Ｐｘ＋ａｘ１）で表される。前記Ｘ可動板４１を前記プローブＳ３−ｐ１より−Ｘ方向にｍｘの位置に移動させ待機させる。この待機位置は、Ｘｒ０＋（ｎ×Ｐｘ＋ａｘ１）＋ｍｘで表される。
【００４１】  次に、図１１（ｂ）における押し込み量Ｌｘを決定する。図１２（ａ）は、プローブ先端をＸ方向に押したときの、プローブ先端位置における応力−ひずみ曲線を表し、予め測定によりデータを取得しておく。押し込みによるプローブ先端の移動量が図１２（ａ）における弾性域の範囲のときは、押し込みを解除したときに、プローブ先端が初期の位置に戻る。ところが、プローブ先端の押し込み量をＬｘとして弾性域を超えて塑性域に至り、その状態から押し込みを解除すると、初期の位置から残留ひずみに相当するｂｘだけずれた位置で停止する。
【００４２】  図１２（ｂ）は、先端押し込み量と押し込み解除後の初期位置からの移動量の関係を示した図である。図１２（ｂ）に示すように、ある一定の範囲までは、押し込み量が塑性域を超えると徐々に初期位置からの移動量が増加する傾向にある。この関係を予め測定しデータ化しておく。プローブ先端の押し込み量をＬｘに対する移動量ｂｘが、前記プローブＳ３−ｐ１の基準位置Ｘｒｎからのずれ量ａｘ１の近傍となる値が、目標とする押し込み量Ｌｘとすることができる。
【００４３】  図１１（ｂ）において目標とするＬｘを押し込み量とし、前記Ｘ可動板４１をｍｘ＋Ｌｘ移動させて、前記プローブＳ３−ｐ１をＬｘだけ＋Ｘ方向に押し込む。押し込みを解除すると、図１１（ｃ）に示すように初期の先端位置よりｂｘだけ＋Ｘの位置で停止する。すなわち、前記プローブＳ３−ｐ１の基準位置Ｘｒｎからのずれ量ａｘ１と前記移動量ｂｘの差分ａｘ２が、第２のずれ量となる。この動作を繰り返し、第ｎのずれ量ａｘｎが、Ｘ方向の前記許容限界値（＋Ｒｘ、−Ｒｘ）以内になるまで繰り返すことにより、前記プローブＳ３−ｐ１のＸ方向の修正が完了する。
【００４４】  以上の動作は、図８（ｄ）〜（ｆ）、図１０（ａ）〜（ｃ）、及び図１０（ｄ）〜（ｆ）の動作の説明に当てはめることができ、詳細説明は省略する。
【００４５】  次に、本発明の第２の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。図１３は、本発明の第２の実施の形態におけるプローブカード検査修正装置１００の機能構成図を示す。
【００４６】  図１３において、基台１１上に被検査プローブカード２がプローブカードホルダ１２によって着脱自在に装着され、前記プローブカード２には、複数のプローブ２０が整列固定されている。前記基台１１に支持されたステージ１３は、ステージ駆動回路３３によってＸＹＺ方向に可動となるべく設置されている。又、前記ステージ１３上には、任意のプローブ２０を選択し前記プローブ２０先端部のＸ方向又はＹ方向に微小変形させるプローブＸＹ方向修正ユニット６が設置されている。さらに、前記ステージ１３にＸＹＺ方向に移動自在に設けられ任意のプローブ２０先端部を観察するプローブ先端観察装置３と、前記プローブ先端観察装置３及び前記ステージ駆動回路３３に接続された座標位置判定回路３１と、補正値制御回路３２とで構成されている。
【００４７】  以上の構成による前記プローブカード検査修正装置１３における基本機能は、前記プローブカードホルダ１２に設置された被検査プローブカード２に対して、前記ステージ１３に設けた開口部１４を介し、前記プローブ先端観察装置３を対向させて任意の前記プローブ２０先端座標位置を測定検査し、前記プローブＸＹ方向修正ユニット６を指定されたプローブ２０先端部に装着して前記プローブ２０先端位置を修正するものである。
【００４８】  図１４は前記プローブＸＹ方向修正ユニット６におけるＸＹ可動板６１の構造を示すものである。薄板状の前記ＸＹ可動板６１に、Ｘ方向及びＹ方向に等間隔に配列された８×８の格子状配列の前記プローブ組立２００の先端位置に合致すべくＸ方向ピッチＰｘ及びＹ方向ピッチＰｙで、前記プローブ組立２００の先端垂直プローブ部２３が通過する大きさの四辺形穴ｈ１−１〜ｈ８−８が設置されている。
【００４９】  図１５は、前記ＸＹ可動板６１を前記プローブ組立２００の全てのプローブＳ１−ｐ１乃至Ｓ８−ｐ８に装着した状態を示すものである。前記ＸＹ可動板６１をＸ方向又はＹ方向に微小移動させることにより、前記四辺形穴ｈ１−１〜ｈ８−８の内壁面が各プローブの前記垂直プローブ部２３を押し当て、前記垂直プローブ部２３を変形させることが可能となる。
【００５０】  図１６は、前記ＸＹ可動板６１による動作を説明するもので、図１５のＡ−Ａ断面を示したものである。すなわち、前記プローブ組立２００におけるプローブ列Ｓ３−ｐ１乃至Ｓ３−ｐ８の修正動作を例として説明するものである。
【００５１】  図１６（ａ）〜（ｃ）を、図１１（ａ）〜（ｃ）と対比して説明する。まず図１６（ａ）は、前記ＸＹ可動板６１の初期位置の状態を示す。図１６（ａ）において、まず前記基準位置Ｘｒ０を画像処理にて検出し決定し、次に修正対象である前記プローブＳ３−ｐ１の位置を決定する。これは，Ｘｒ０＋（ｎ×Ｐｘ＋ａｘ）で表される。前記ＸＹ可動板６１の前記プローブＳ３−ｐ１を挿入する前記四辺形穴ｈ３−１の内壁側面ｗ３１が押し当て部に相当する。前記側面ｗ３１を前記プローブＳ３−ｐ１より−Ｘ方向にｍｘの位置になるように、前記ＸＹ可動板６１を移動させ待機させる。この待機位置は、Ｘｒ０＋（ｎ×Ｐｘ＋ａｘ１）＋ｍｘで表される。
【００５２】  次に、図１６（ｂ）における押し込み量Ｌｘを図１２（ｂ）で示した関係に基づき決定する。図１６（ｂ）において目標とするＬｘを押し込み量とし、前記ＸＹ可動板６１をｍｘ＋Ｌｘ移動させて、前記側面ｗ３１により前記プローブＳ３−ｐ１をＬｘだけ＋Ｘ方向に押し込む。このとき、他の正常なプローブＳ３−ｐ２乃至Ｓ３−ｐ８も、各々押し当て部に相当する側面ｗ３２乃至ｗ３８により同時に変形を開始する。
【００５３】  押し込みを解除すると、図１６（ｃ）に示すように初期の先端位置より図１２（ｂ）で表したｂｘだけ＋Ｘの位置で停止する。すなわち、前記プローブＳ３−ｐ１の基準位置Ｘｒｎからのずれ量ａｘ１と前記移動量ｂｘの差分ａｘ２が、第２のずれ量となる。この動作を繰り返し、第ｎのずれ量ａｘｎが、Ｘ方向の前記許容限界値（＋Ｒｘ、−Ｒｘ）以内になるまで繰り返すことにより、前記プローブＳ３−ｐ１のＸ方向の修正が完了する。
【００５４】  前記ＸＹ可動板６１において、前記四辺形穴ｈ１−１乃至ｈ８−８における前記側面ｗ１１乃至ｗ８８の４方向の全ての内壁側面を押し当て部に適用させることができるため、前述した前記ＸＹ可動板６１の動作は、図８（ｄ）〜（ｆ）、図１０（ａ）〜（ｃ）、及び図１０（ｄ）〜（ｆ）の動作に相当する動作に当てはめることができる。
【００５５】  本発明による前記プローブＸ方向修正ユニット４及びＹ方向修正ユニット５及びＸＹ方向修正ユニット６は、プローブの垂直部の先端近傍にて動作させるため、適用可能なプローブ形状は本実施例に限らず、現在市場で広く利用されているカンチレバー型プローブにも適用することが可能である。
【００５６】  尚、前記基台１１は、抵抗測定回路を備え電気的試験により各プローブの抵抗測定、ピン間ショート測定、ピン間リーク測定等を行うことができる従来のプローブカード検査装置であってもよい。
【００５７】  以上説明した実施形態により、本発明のプローブカード検査修正装置によれば、プローブ先端座標位置の検査とプローブ先端位置の修正を連続して実施することができるため、プローブカードのプローブ先端位置精度の歩留まり向上と保守コストの削減可能な、安価なプローブカードを提供することが可能となる。
【産業上の利用可能性】
【００５８】  本発明のプローブカード検査修正装置によれば、プローブカードの製造検査装置及び半導体製造工程におけるプローブカード保守装置として適用することができ、有用である。
【符号の説明】
【００００】１、１００  プローブカード検査修正装置
２  プローブカード
３  プローブ先端観察装置
４  プローブＸ方向修正ユニット
５  プローブＹ方向修正ユニット
６  プローブＸＹ方向修正ユニット
１０  許容位置範囲
１１  基台
１２  プローブカードホルダ
１３  ステージ
１４  開口部
２０  プローブ
２１  バネ変形部
２２  固定部
２３  垂直プローブ部
２４  プローブ先端部
２５  導体パターン
２６  端子部
２７  絶縁シート
２８  スペーサ
３１  座標位置判定回路
３２  補正値制御回路
３３  ステージ駆動回路
４１  Ｘ可動板
５１  Ｙ可動板
４２、５２  可動ホルダ
６１  ＸＹ可動板
２００  プローブ組立体
Ｓ１〜Ｓ８  プローブシート
ｈ１−１〜ｈ８−８  四辺形穴
ｗ１１〜ｗ８８  側面
【図１】
2015105950.tif 000003
【図２】
2015105950.tif 000004
【図３】
2015105950.tif 000005
【図４】
2015105950.tif 000006
【図５】
2015105950.tif 000007
【図６】
2015105950.tif 000008
【図７】
2015105950.tif 000009
【図８】
2015105950.tif 000010
【図９】
2015105950.tif 000011
【図１０】
2015105950.tif 000012
【図１１】
2015105950.tif 000013
【図１２】
2015105950.tif 000014
【図１３】
2015105950.tif 000015
【図１４】
2015105950.tif 000016
【図１５】
2015105950.tif 000017
【図１６】
2015105950.tif 000018