(57)【要約】      （修正有）【課題】表裏両面に電極を備える電子素子の検査を可能にするプローバーなどを提供する。【解決手段】プローバーは、互いに背向する２つの面の各々に第１電極６０と第２電極６１を備えるフォトダイオード５が、第２電極６１が形成された面が貼着された保持シート５１を載置するためのステージ６と、ステージ６が孔部２８を備え、保持シート５１がステージ６に載置されたときに、フォトダイオード５の上側の面に備えられる第１電極６０に接触可能な第１コンタクトプローブ８と、フォトダイオード５の下側の面に備えられる第２電極６１に孔部２８内から接触可能な第２コンタクトプローブ２１と、を有し、第２コンタクトプローブ２１の先端部７２は、保持シート５１を貫通可能な尖形の形状を備えている。【選択図】図８
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
電子素子の検査を行うプローバーであって、
互いに背向する２つの面にそれぞれ電極を備える電子素子が、前記２つの面のうちいずれか一方の面が貼着部に貼着された保持シートを載置するためのステージと、
前記ステージが孔部を備え、前記保持シートが前記ステージに載置されたときに、前記電子素子の上側の面に備えられる前記電極に接触可能な第１コンタクトプローブと、前記電子素子の下側の面に備えられる前記電極に前記孔部内から接触可能な第２コンタクトプローブと、
を有し、
前記第２コンタクトプローブの先端は、前記保持シートを貫通可能な尖形の形状である、
ことを特徴とするプローバー。
【請求項２】
請求項１に記載のプローバーにおいて、
前記第１コンタクトプローブと前記第２コンタクトプローブとは、前記各電極に接触するときに、前記電子部品を挟んで互い対向する位置に配置される、
ことを特徴とするプローバー。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載のプローバーにおいて、
前記ステージ上に移動可能に載置される枠体であって、前記保持シートに貼着された前記電子素子が前記枠体の開口部の内側に配置されるように、前記保持シートを保持する枠体を有する、
ことを特徴とするプローバー。
【請求項４】
請求項１から請求項３のいずれか1項に記載のプローバーにおいて、
前記ステージに載置された前記保持シートを前記ステージ側に吸引する吸引機構を有する、
ことを特徴とするプローバー。
【請求項５】
請求項１から請求項４のいずれか１項に記載のプローバーにおいて、
前記電子素子は受光素子であって、前記受光素子の受光面に光を照射する光源を有する、
ことを特徴とするプローバー。
【請求項６】
請求項１から請求項５のいずれか1項に記載のプローバーにおいて、
前記保持シートの平面画像を撮影するマイクロスコープと、
前記第２コンタクトプローブの水平方向の位置を示す基準位置マークと前記平面画像とを表示するモニターと、
を有する、
ことを特徴とするプローバー。
【請求項７】
請求項１から請求項６のいずれか１項に記載のプローバーにおいて、
前記第１コンタクトプローブが前記電子素子に加える押圧力は、前記第２コンタクトプローブが前記電子素子に加える押圧力よりも大きい、
ことを特徴とするプローバー。
【請求項８】
請求項１から請求項７のいずれか１項に記載のプローバーにおいて、
前記第２コンタクトプローブの前記電極に接触する先端部に、無電解ニッケル−テフロン複合メッキ層が設けられている、
ことを特徴とするプローバー。
【請求項９】
互いに背向する２つの面にそれぞれ電極を備え、前記２つの面のうちいずれか一方の面を保持シートの貼着部に貼着された電子素子の前記各電極にそれぞれコンタクトプローブを接触する際に、前記一方の面に備えられる前記電極に接触する前記コンタクトプローブには、先端部が尖形である尖形コンタクトプローブを用い、前記尖形コンタクトプローブの先端部により前記保持シートを貫通し前記一方の面に備えられる電極に前記尖形コンタクトプローブを接触させる、
ことを特徴とする電子素子の検査方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、プローバー、および電子素子の検査方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
電子素子の検査装置としては、電子素子の電極にコンタクトプローブを接触させて電子素子の特性を検査するプローバー（プローバー装置と呼ぶことがある）が一般的に用いられている。たとえば、特許文献１には、ステージ上に載置されたウエハーの検査を行うために、電子素子のステージに対して反対側の一面に形成された電極にプローブ針を当てて、ウエハーの電気的特性を検査するプローバーが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１１−４３４２１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１に記載されているプローバーは、片面側に形成された電極にプローブ針を接触させて検査をするものである。表裏両面に電極が形成されたウエハーの検査を行うことができない。
【０００５】
本発明は、係る課題に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、互いに背向する２つの面にそれぞれ電極を備え、これら２つの面のうちいずれか一方の面を保持シートの貼着部に貼着された電子素子の検査を行うことができるプローバー、電子素子の検査方法を実現しようとするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
電子素子の検査を行うプローバーであって、互いに背向する２つの面にそれぞれ電極を備える電子素子が、２つの面のうちいずれか一方の面が貼着部に貼着された保持シートを載置するためのステージと、ステージが孔部を備え、保持シートがステージに載置されたときに、電子素子の上側の面に備えられる電極に接触可能な第１コンタクトプローブと、電子素子の下側の面に備えられる電極に孔部内から接触可能な第２コンタクトプローブと、を有し、第２コンタクトプローブの先端は、保持シートを貫通可能な尖形の形状である、こととする。
【０００７】
また、上記発明に加えて、第１コンタクトプローブと第２コンタクトプローブとは、各電極に接触するときに、電子部品を挟んで互い対向する位置に配置される、ことが好ましい。
【０００８】
また、上記発明に加えて、ステージ上に移動可能に載置される枠体であって、保持シートに貼着された電子素子が枠体の開口部の内側に配置されるように、保持シートを保持する枠体を有する、ことが好ましい。
【０００９】
また、上記発明に加えて、プローバーは、ステージに載置された保持シートをステージ側に吸引する吸引機構を有する、ことが好ましい。
【００１０】
また、上記発明に加えて、電子素子は受光素子であって、受光素子の受光面に光を照射する光源を有する、ことが好ましい。
【００１１】
また、上記発明に加えて、プローバーは、保持シートの平面画像を撮影するマイクロスコープと、第２コンタクトプローブの水平方向の位置を示す基準位置マークと平面画像とを表示するモニターと、を有する、ことが好ましい。
【００１２】
また、上記発明に加えて、第１コンタクトプローブが電子素子に加える押圧力は、第２コンタクトプローブが電子素子に加える押圧力よりも大きい、ことが好ましい。
【００１３】
また、上記発明に加えて、第２コンタクトプローブは、第２コンタクトプローブの電極に接触する先端部に、無電解ニッケル−テフロン(登録商標)複合メッキ層が設けられている、ことが好ましい。
【００１４】
電子素子の検査方法は、互いに背向する２つの面にそれぞれ電極を備え、２つの面のうちいずれか一方の面を保持シートの貼着部に貼着された電子素子の各電極にそれぞれコンタクトプローブを接触する際に、一方の面に備えられる電極に接触するコンタクトプローブには、先端部が尖形である尖形コンタクトプローブを用い、尖形コンタクトプローブの先端部により保持シートを貫通し前記一方の面に備えられる電極に尖形コンタクトプローブを接触させる、こととする。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の実施の形態に係るプローバーの全体構成を示す正面図である。
【図２】本発明の実施の形態に係るプローバーの全体構成を示す平面図である。
【図３】本発明の実施の形態に係るプローバーの全体構成を示す右側側面図である。
【図４】本発明の実施の形態に係るプローバーのステージ下方側の内部構造を示す正面図である。
【図５】準備工程によって得られた検査ユニットの構成を示し、（Ａ）は平面図、（Ｂ）は（Ａ）に示す切断線Ｄ−Ｄにおける断面図である。
【図６】電子素子の１例であるフォトダイオードの１例を示し、（Ａ）は平面図であり、（Ｂ）は、（Ａ）に示す切断線Ｅ−Ｅにおける断面図である。
【図７】フォトダイオードの配列の１例を模式的に示したマトリックス表である。
【図８】本実施の形態に係るプローバーを用いた電子素子の検査方法の主要な工程を示す説明図である。
【図９】検査時のモニターに表示される画面の１例を示す図である。
【図１０】具体的な実施例における照度‐開放電圧特性の１例を示すグラフである。
【図１１】具体的な実施例における照度‐短絡電流特性の１例を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、本発明の実施の形態に係るプローバー、および電子素子の検査方法について、図面を参照しながら説明する。
【００１７】
（プローバー１の全体構成）
図１は、本発明の実施の形態に係るプローバー１の全体構成を示す正面図、図２は平面図、図３は右側側面図である。なお、以降説明する図面では、正面から視認して右側を右方、左側を左方、上側を上方、下側を下方、奥行き側を後方、手前側を前方として表す。図１から図３に示すように、プローバー１は、右下方にプローバー１の全体制御を司るコントローラ２と、左下方に電源制御部３とを備えた本体部４を有している。本体部４は、上方に検査対象物としての電子素子５を載置する作業台としてのステージ６を有している。ステージ６の上方には基台７が取り付けられており、基台７の上面には、電子素子５の上方に配置される第１コンタクトプローブ８をステージ６に対して水平方向および上下方向に移動させる第１プローブ駆動部９が取付けられている。また、第１プローブ駆動部９の左方には、電子素子５が貼着された保持シート５１の平面画像を撮影するマイクロスコープ１０が固定されたマイクロスコープ支持台１１が基台７に取り付けられている。
【００１８】
また、電子素子５の検査位置の斜め上方には光源１２が配置されている。光源１２は、電子素子５の上面に光を照射可能に配置される。光源１２は、光源スタンド１３に固定支持された状態でマイクロスコープ支持台１１に取付けられている。光源１２は、光源制御部１４にケーブル１５によって接続されている。
【００１９】
第１コンタクトプローブ８は、プローブヘッド１６に取付けられ、プローブヘッド１６は、第１プローブ駆動部９に取付けられている。第１プローブ駆動部９は、第１コンタクトプローブ８を水平方向（ステージ６に対して平行）に移動させるモーター１７と、第１コンタクトプローブ８を上下方向（ステージ６に対して垂直）に移動させるモーター１８とを備えている。モーター１７およびモーター１８は各々、ケーブル１９、ケーブル２０によって、コントローラ２に接続されている。本実施の形態では、モーター１７，１８は、ステッピングモーターを使用し、コントローラ２によって第１コンタクトプローブ８の移動方向、移動量および移動速度が正確に制御される。コントローラ２には、ＣＰＵなどのコンピュータやメモリが備えられ、メモリに格納（記憶）される全体制御プログラムにより、プローバー１を動作することができる。
【００２０】
マイクロスコープ１０は、マイクロスコープ支持台１１によって基台７に固定され、水平方向の撮影位置は、マイクロスコープ支持台１１によって固定されている。マイクロスコープ１０と第２コンタクトプローブ２１とは、マイクロスコープ１０の光軸１０ａ（図８参照）と第２コンタクトプローブ２１の中心線２１ａ（図８参照）とが互いの延長線に一致するように配置されている。そして、電子素子５の検査時には、第２コンタクトプローブ２１の中心線２１ａと第１コンタクトプローブ８の中心線８ａ（図８参照）とマイクロスコープ１０の光軸１０ａ（図８参照）とが互いの延長線に一致するように配置される。また、調整部２２（図２参照）を操作しマイクロスコープ１０を上下（ステージ６に対し垂直方向）に移動させることで、電子素子５の表面に焦点（ピント）を合わせることが可能となっている。マイクロスコープ１０は、ケーブル２３を介してＰＣ（personal computer）２４に接続され、マイクロスコープ１０が取り込んだ画像を拡大してモニター２５に投影する。なお、調整部２２を操作することで、マイクロスコープ１０でとらえられる画像の合焦状態を調整することができる。
【００２１】
光源１２は光源制御部１４によって明るさを制御する。本実施の形態では、電子素子５への入射光の明るさを１０００ルクスに制御している。なお、光源１２の点灯または消灯は、後述する検査工程の中の適切なタイミングで実行されるが、コントローラ２内に格納されている全体制御プログラムによって制御することができる。
【００２２】
本実施の形態のプローバー１は、図２、図３に示すように、基台７をステージ６の後方側に配置し、ステージ６の前方側を広く開放して検査作業をやりやすいようにレイアウトしている。
【００２３】
ＰＣ２４は、モニター２５と入力部（キーボード）２６を備えており、ケーブル２７を介してコントローラ２に接続されている。図１から図３では、ＰＣ２４は本体部４とは離れた床上に配置するよう図示しているが、作業者がモニター２５を観察するとき、または入力部２６を操作するときに適当な位置に配置することが可能である。たとえば、本体部４の近くに置いた机の上や、基台７またはステージ６の空きスペースに置くことができる。なお、マイクロスコープ１０によるモニター２５への画像取り込みは、ＰＣ２４によって制御される。続いて、ステージ６の下方側の構造について図４を参照して説明する。
【００２４】
図４は、ステージ６の下方側内部構造を示す正面図であり、その一部（図においてハッチングで示す第２コンタクトプローブ２１の周辺部分）を断面図で表している。図４に示すように、本体部４の中央部には、第２コンタクトプローブ２１をステージ６に対して上下方向に移動させる第２プローブ駆動部３０が配置されている。第２コンタクトプローブ２１は、プローブヘッド３１に取付けられ、第２プローブ駆動部３０に備えられたモーター３２によって上下方向に駆動される。第２プローブ駆動部３０は、支持台３３によってステージ６の下方側に固定され、第２コンタクトプローブ２１の水平方向の位置を正確に規定している。ステージ６には、孔部２８が形成され、第２コンタクトプローブ２１の先端部７２（図８参照）側は、孔部２８内に挿入される。したがって、第２コンタクトプローブ２１の先端部７２は孔部２８内を上下に移動可能となっている。検査工程のときに、第２コンタクトプローブ２１の先端部７２（図８参照）を、下方から上方に移動させ、電子素子５の下側に配置される第２電極６１に接触させる。モーター３２は、ケーブル３４を介してコントローラ２に接続される。本実施の形態のモーター３２はステッピングモーターを使用し、コントローラ２のプログラムに従い、第２コンタクトプローブ２１の移動方向、移動量および移動速度が制御される。
【００２５】
ステージ６には、孔部２８の周囲に複数の貫通孔３５が設けられている。この貫通孔３５は、孔部２８を取り囲むように配置されている（図２も参照する）。本実施の形態では８個の貫通孔３５が、孔部２８からほぼ等距離に、かつ周方向にほぼ均等に割り付けられている。貫通孔３５の数は４個または６個としてもよく数は限定されない。そして、これら貫通孔３５はステージ６の一部として構成される台座３６に形成されおり、台座３６はステージ６に嵌め込まれている。ステージ６の下面には、これら貫通孔３５の各々に連通する孔３７を備えた台座３８が固定されている。さらに、台座３８の下方には、孔３７の各々に連通するパイプ３９が接続され、パイプ３９は不図示の真空ポンプに接続されている。つまり、貫通孔３５内を負圧とすることができ、ステージ６の上面から貫通孔３５内に向かって吸引力を発生させることができる。したがって、検査工程時には、貫通孔３５内を負圧にすることで、検査対象物である電子素子５が貼着された保持シート５１をステージ６に吸着させることができる。真空吸引のタイミングは、コントローラ２内に格納されているプログラムに従い制御される。
【００２６】
コントローラ２には、不図示の測定部（測定回路）が備えられており、電子素子５の所定の測定を行い、測定結果をＰＣ２４に入力する。ＰＣ２４には、測定結果の良否判定や判定結果の処理を行う判定処理プログラムが格納されている。ＰＣ２４の判定処理プログラムには、良否判定の規格値が規定されている。そして、判定処理プログラムでは、規格値と測定値とを比較し、測定値が規格値の範囲内であれば良品と判定し、規格値の範囲外であれば不良品と判定してＰＣ２４内に記録する。
【００２７】
（電子素子５の検査方法）
次に、プローバー１の構成の説明に併せて電子素子５の検査方法についても説明する。ここでは、電子素子５の１例として受光素子であるフォトダイオードの検査方法について説明する。したがって、電子素子５をフォトダイオード５に置換えて説明する。検査工程を開始するにあたり、フォトダイオード５の検査を行えるように準備工程が実施される。
【００２８】
図５は、準備工程によって得られた検査ユニット５４示し、図５の上段（Ａ）は検査ユニット５４の平面図である。図５の下段、（Ｂ）は（Ａ）に示す切断線Ｄ−Ｄで切断したときの断面の構成を示す。まず、第１の準備工程として、ウエハー５０を展延性を備えた保持シート５１に貼着し、シートユニット５２を作製する。ここでいうウエハー５０は、１枚のウエハーをフルカットダイシングによってマトリックス状に切断した後のフォトダイオード５の集合体である。保持シート５１は、厚さ０．０８ｍｍのＰＣＶ（ポリ塩化ビニル）を基材５１ａとし、片面に感圧性の粘着層５１ｂが形成されたシートである。この保持シート５１は、展延性を備えることからエキスパンドシートと呼ばれることがある。なお、保持シート５１の基材５１ａの材質は、展延性と絶縁性を備えていればＰＣＶにこだわらない。粘着層の材質としては、アクリル系、シリコーン系またはウレタン系など多様なものがあるが、貼着力が強く、しかも再剥離性が優れているものを選択する。続いて第２の準備工程に移行する。第２の準備工程は、第１の準備工程で作製されたシートユニット５２を枠体としての保持リング５３に貼着して検査用ユニット５４を形成する作業である。
【００２９】
保持リング５３は、金属製（ステンレス鋼が好ましい）の薄板状のリングであって、外周部に２か所の切欠き部５５が形成されている。また、端面５３ａ，５３ｂは平面に形成されている。保持リング５３の外径寸法は、保持シート５１の外径寸法よりも大きく、中央部にはウエハー５０の外径よりも大きな貫通孔５６が設けられている。第２の準備工程であるシートユニット５２の保持リング５３への貼着は、保持シート５１を中心部から外側に向かって放射状にほぼ均等な力で展延させながら粘着層５１ｂを保持リング５３の端面５３ｂに押圧することでなし得る。このように、保持シート５１を展延させながら保持リング５３に貼着することによって、保持シート５１を保持リング５３に弛みなく貼着させることが可能となる。そして、ウエハー５０が、貫通孔５６の開口部の内側に配置される。ウエハー５０は、該開口部の中心の周囲にできるだけ均等に配置する。なお、保持シート５１が貼着される端面部５３ｂが平面に形成されていることで、保持シート５１を保持リング５３に確実に保持することができる。
【００３０】
図５（Ｂ）に示すように、検査ユニット５４は、最も下側（検査ユニット５４をステージ６に載置した際にステージ６に接触する側）の位置に保持シート５１が貼着された状態で、保持リング５３の貫通孔５６内に１ウエハー単位のフォトダイオード５が、図示上方から視認できるように配置される。保持リング５３には、外周の２か所に内側に向かって凹む切欠き部５５が形成されている。切欠き部５５は、保持リング５３の中心に対して１８０度の間隔で配置されている。保持リング５３の切欠き部５５は、検査終了後に保持シート５１を保持リング５３から剥離する際、切欠き部５５に指などを挿入して剥離しやすくするために設けられている。続いて、電子素子としてのフォトダイオード５について、図６を参照して説明する。
【００３１】
図６は、本実施の形態に係る電子素子の１例としてのフォトダイオード５を示し、図６の上段（Ａ）は平面図であり、図６の下段（Ｂ）は、図６（Ａ）に示す切断線Ｅ−Ｅで切断したときの断面図である。図６に示すように、フォトダイオード５は、四角形の平面形状をしている。フォトダイオード５の互いに背向する一方の面である表面の一隅部には第１電極６０が備えられている。そして第１電極６０が備えられる面に背向する他方の面である裏面には第２電極６１が備えられている。第２電極６１は、フォトダイオード５の裏面全体に形成されている。ｐｎ接合型のフォトダイオードの場合、第１電極６０はアノード電極（正電極）であり、第２電極６１はカソード電極（負電極）である。フォトダイオード５の表面側には、第１電極６０の形成範囲以外の領域には酸化膜層６２で囲まれた凹部６３が形成されており、この凹部６３の底面が受光面６４である。フォトダイオード５は、光の強弱を精密に検出するセンサーであり、受光面５に光を照射すると、第１電極６０‐第２電極６１間に起電力が発生する。したがって、このときの電流または電圧、この両方を測定することで、フォトダイオード５の光−電気特性を検査することが可能となる。フォトダイオード５の検査に際しては、検査対象となるフォトダイオード５の第１電極６０が孔部２８の位置に配置されるように、検査ユニット５４がステージ６に載置される。
【００３２】
第１コンタクトプローブ８は、モーター１７およびモーター１８の駆動により、待機位置５７と検査位置５８とに移動することができる。待機位置５７は、図８の上段（Ａ）に示すように、第１コンタクトプローブ８がマイクロスコープ１０の撮影範囲から外れた位置であると共に、第１コンタクトプローブ８の先端部７１が保持リング５３の上側の端面部５３ａよりも上方に配置される位置である。また、検査位置５８は、図８の中段（Ｂ）に示すように、第１コンタクトプローブ８の中心軸８ａと第２コンタクトプローブ２１の中心軸２１ａとが一致すると共に、第１コンタクトプローブ８の先端部７１が検査対象となる電子素子５の第１電極６０に接触する位置である。
【００３３】
検査位置５８は、待機位置５７を基準にして規定される。第１コンタクトプローブ８の水平方向の移動量および移動方向は、モーター１７の駆動方向とステップ数により制御することができる。また、第１コンタクトプローブ８の上下方向の移動量および移動方向は、モーター１８の駆動方向とステップ数により制御することができる。つまり、第１コンタクトプローブ８の検査位置５８の待機位置５７に対する位置は、待機位置５７からのモーター１７およびモーター１８の駆動方向とステップ数とにより特定することができる。
【００３４】
また、第２コンタクトプローブ２１は、モーター３２の駆動により、待機位置６６と検査位置６７とに移動することができる。待機位置６６は、図８（Ａ）（Ｂ）に示すように、第２コンタクトプローブ２１がフォトダイオード５から下方に離間した位置である。検査位置６７は、図８（Ｃ）に示すように、第２コンタクトプローブ２１の先端部７２がフォトダイオード５の第２電極６１に接触する位置である。
【００３５】
第２コンタクトプローブ２１の検査位置６７は、待機位置６６を基準に規定される。第２コンタクトプローブ２１の上下方向の移動量および移動方向は、モーター３２の駆動方向とステップ数により制御することができる。つまり、第２コンタクトプローブ２１の検査位置６７の待機位置６６に対する位置は、待機位置６６からのモーター１８の駆動方向とステップ数により特定することができる。
【００３６】
フォトダイオード５の検査に先立ち、以上説明した第１コンタクトプローブ８の待機位置５７に対する検査位置５８の規定と、第２コンタクトプローブ２１の待機位置６６に対する検査位置６７の規定とを行う検査位置規定工程を行う。つまり、モーター１７およびモーター１８を駆動させ、第１コンタクトプローブ８を待機位置５７から検査位置５８に移動させる。このときのモーター１７およびモーター１８の駆動ステップ数により、検査位置５８の待機位置５７に対する位置を特定する。また、モーター３２を駆動させ、第２コンタクトプローブ２１を待機位置６６から検査位置６７に移動させる。このときのモーター３２の駆動ステップ数により、検査位置６７の待機位置６６に対する位置を特定する。
【００３７】
検査位置規定工程における第１コンタクトプローブ８の待機位置５７から検査位置５８への移動、および第２コンタクトプローブ２１の待機位置６６から検査位置６７への移動は、プローバー１のオペレーターが、第１コンタクトプローブ８、第２コンタクトプローブ２１およびフォトダイオード５を目視しながらモーター１７、モーター１８およびモーター３２を動作させることで行うことができる。そして、検査位置５８の待機位置５７に対する位置を、待機位置５７からのモーター１７およびモーター１８の駆動ステップ数としてコントローラ２に備えられるメモリに記憶する。また、検査位置６７の待機位置６６に対する位置についても、待機位置６６からのモーター３２の駆動ステップ数としてコントローラ２に備えられるメモリに記憶する。
【００３８】
次いで、調整部２２を回転操作し、マイクロスコープ１０の焦点（ピント）がフォトダイオード５の表面（上面）に合うように調整するマイクロスコープ合焦工程を行う。マイクロスコープ１０の水平方向の位置は、マイクロスコープ支持台１１によって固定されている。図９は、検査時のモニター２５に表示される画面の１例を示す図である。図９に示す十字のマークは、検査時における第１コンタクトプローブ８の中心軸８ａおよび第２コンタクトプローブ２１の中心軸２１ａの基準位置を示す基準位置マーク６５であり、モニター２５に表示される。基準位置マーク６５の十字の中心は、第１コンタクトプローブ８の第１電極６０への接地位置となる。
【００３９】
次いで、ＰＣ２４内に予め記録されている機種の中から検査対象のフォトダイオード５を選択し検査プログラムの選択を行うプログラム選択工程を行う。このことによって、選択された機種に対応したコントローラ２のプログラムが特定され、この特定されたプログラムによるプローバー１の駆動制御が可能な状態となる。また、ウエハー５０内には、複数のフォトダイオード５がマトリックス状に配列されているが、この配列は、機種毎に決められた配列データとしてＰＣ２４に格納されている。
【００４０】
次いで、調整部２２を回転操作し、マイクロスコープ１０の焦点がフォトダイオード５の表面に合うように調整しておく。マイクロスコープ１０の平面方向位置は、マイクロスコープ支持台１１によって正確に固定されている。そして、第２コンタクトプローブ２１の中心位置を基準位置マーク６５としてＰＣ２４のモニター２５に表示する（図９参照）。この基準位置マーク６５は、第２コンタクトプローブ２１の中心軸位置に相当し、検査時における第１コンタクトプローブ８の中心軸位置に相当する。この初期化作業は、検査対象物としての電子素子が同一機種の場合には、一度実行しておけばよい。
【００４１】
図７は、ＰＣ２４に判定処理プログラムの一部として格納されているフォトダイオード５の配列の一部を模式的に示したマトリックス表である。図７に示すように、このマトリックス表には、マトリックス状に配列されたフォトダイオード５に個別番号が付与されている。図７の実施例では、縦列の左上から、番号１〜番号４までが付与され、右列に移って上段から番号５〜番号１０というように番号が付与されて、各番号とフォトダイオード５の個体毎の番号に一つひとつが一対一で対応している。この番号順に検査を実行することで、フォトダイオード５の個体毎の検査結果が識別可能となる。なお、この個別番号は、縦列順ではなく行列順であってもよい。このマトリックス表は、モニター２５で表示することが可能である。次に検査工程について説明する。
【００４２】
図８（Ａ）〜（Ｃ）は、本実施の形態に係るプローバー１を用いたフォトダイオード５の検査方法の主要な工程を図示した説明図である。図９は検査時のモニター２４の画面の１例を示す図である。なお、前述した準備工程、検査位置規定工程、マイクロスコープ合焦工程およびプログラム選択工程は終了している。また、図８に図示する各要素は説明を分かりやすくするために簡略化して表している。
【００４３】
先ず、図８（Ａ）に示すように、保持シート５１側を下方にして検査ユニット５４をステージ６上に載置する（検査ユニット載置工程）。次いで、検査対象のフォトダイオード５の画像をマイクロスコープ１０で取り込み、モニター２５に表示する（モニター表示工程）。そして、第１電極６０のほぼ中央部が、基準位置マーク６５の中心にくるまで検査ユニット５４をステージ６上で移動させる（位置合わせ工程）。
【００４４】
プローバー１は、マイクロスコープ１０の光軸１０ａと、第２コンタクトプローブ２１の中心軸２１ａとが一致するように構成されている。したがって、第１電極６０のほぼ中央部を基準位置マーク６５の中心に配置させることで、第１電極６０は、マイクロスコープ１０の光軸１０ａと、第２コンタクトプローブ２１の中心軸２１ａとに交差する位置に配置される。第１電極６０のほぼ中央部が、基準位置マーク６５に一致したと判断した後（図９参照）に、コントローラ２に備えられる不図示の吸引スイッチをオンし不図示の真空ポンプを起動させる（検査ユニット固定工程）。真空ポンプの起動により貫通孔３５内に負圧が発生し、保持シート５１をステージ６に真空吸着させる。なお、マイクロスコープ合焦工程およびプログラム選択工程は、検査ユニット載置工程の後に行ってもよい。
【００４５】
続いて、図８（Ｂ）に示すように、第１コンタクトプローブ８を検査位置５８に移動させる（第１コンタクトプローブ移動工程）。第１コンタクトプローブ移動工程では、第２コンタクトプローブ２１の中心軸２１ａの延長線に第１コンタクトプローブ８の中心軸８ａが一致するまでステージ６に対して平行移動させた後、第１コンタクトプローブ８をフォトダイオード５に向かって降下させ、検査位置５８に配置させる。第１コンタクトプローブ８が検査位置５８に配置された状態で、第１コンタクトプローブ８の先端部７１は第１電極６０に押圧されている。第１コンタクトプローブ移動工程は、オペレーターが図示外の検査工程開始スイッチを操作すると、前述した検査位置規定工程においてコントローラ２のメモリに記憶された情報に基づいて、自動で第１コンタクトプローブ８が検査位置５８に移動される。
【００４６】
第１コンタクトプローブ８には、バネ７０が備えられている。先端部７１から上方に向けて押圧力が作用したとき、先端部７１はバネ７０の付勢力を受けて上方に弾性的に移動する。したがって、第１電極６０と先端部７１との接触を確実に行うことができる。また、第１コンタクトプローブ８が下方に移動され、先端部７１が第１電極６０に接触したときの衝撃をバネ７０の弾性により緩衝させることができる。この時点では、第２コンタクトプローブ２１は、保持シート５１に接触していない待機位置６６に配置されている。
【００４７】
続いて、図８（Ｃ）に示すように、第２コンタクトプローブ２１を検査位置６７に移動させる（第２コンタクトプローブ移動工程）。第２コンタクトプローブ移動工程は、検査工程開始スイッチの操作により、第１コンタクトプローブ移動工程に続いて行われる。前述した検査位置規定工程においてコントローラ２のメモリに記憶された情報に基づいて、自動で第２コンタクトプローブ２１が検査位置６７に移動させられる。
【００４８】
第２コンタクトプローブ２１の先端部７２は、尖形である。つまり、第２コンタクトプローブ２１は尖形コンタクトプローブとして構成される。したがって、第２コンタクトプローブ２１が検査位置６７に移動する際には、先端部７２は、保持シート５１を刺し通して貫通しフォトダイオード５の第２電極６１に接触し押圧する。第２コンタクトプローブ２１には、バネ７３が備えられている。先端部７２から下方に向けて押圧力が作用したとき、先端部７２はバネ７３の付勢力を受けて下方に弾性的に移動する。したがって、第２電極６１と先端部７２との接続を確実に行うことができる。また、第２コンタクトプローブ２１が上方に移動され、先端部７２が第２電極６１に接触したときの衝撃をバネ７３の弾性により緩衝させることができる。
【００４９】
第１コンタクトプローブ８が第１電極６０を押圧する押圧力は、第２コンタクトプローブ２１が第２電極６１を押圧する押圧力よりも大きくなるように設定されている。したがって、フォトダイオード５が保持シート５１を介してステージ６に押圧された安定した状態で第２コンタクトプローブ２１を第２電極６１に接触させることができる。そのため、第１コンタクトプローブ８と第１電極６０との接続および第２コンタクトプローブ２１と第２電極６１との接続の確実性を向上させることができる。なお、第１コンタクトプローブ８および第２コンタクトプローブ２１の各電極との接触圧力は、測定ロスが生じない範囲の接触抵抗となるように管理される。なお、第１コンタクトプローブ８および第２コンタクトプローブ２１は、不図示のケーブルを介してコントローラ２の測定部（測定回路）に接続されている。
【００５０】
本実施の形態の第１コンタクトプローブ８および第２コンタクトプローブ２１は、一般的なスプリング型コンタクトプローブを採用しているので、詳細な説明は省略する。第１コンタクトプローブ８は、先端部７１が半球状に丸められ、バネ７０で先端方向（下方）に押圧されている。第２コンタクトプローブ２１の先端部７２は円錐形状をしており、バネ７３で先端方向（上方）に押圧されている。本実施の形態では、先端角度θを６０度としている。ただし、先端角度θは６０度に限定されず、保持シート５１を刺し通しやすい角度であればよく、たとえば２０度以上から１２０度以下の範囲から選択可能である。先端角度θが２０度未満となると先端部７２の強度が著しく低下し、折れたり、摩耗し易くなり好ましくない。先端角度θが１２０度を超えると、保持シート５１を刺し通し難くなり、先端部７２の第２電極６１への接続が十分に図ることができない虞が生じ好ましくない。先端角度θは４０度以上８０度以下とすることが強度と刺し通し易さの点で好ましく、５０度以上７０度以下とするこがより好ましい。本実施の形態では、第２コンタクトプローブ２１の最先端部は半径０．０１ｍｍの半球状の尖形をしており、保持シート５１を刺し通し易くしている。ただし、最先端部の形状は、半径０．１ｍｍ以下、好ましくは半径０．０５ｍｍ以下の半球形状でも可能で、刺し通し易さからは可能な限り尖鋭な形状とし、耐久性からは先端半径を大きくし、刺し通し易さと、耐久性の観点から選択すればよい。
【００５１】
第２コンタクトプローブ２１の先端部７２の表面には、無電解ニッケル−テフロン複合メッキ層７４が形成されている。無電解−テフロン複合メッキは、ニッケル−リン合金メッキ被膜中にＰＴＦＥ（テフロン）微粒子を分散共析させたものである。無電解−テフロン複合メッキは、テフロン微粒子の低摩擦係数と自己潤滑性によって、保持シート５１を容易に刺し通すことができる。さらに、無電解−テフロン複合メッキは、保持シート５１の粘着層５１ｂとの親和性が低く、検査を繰り返しても先端部７２に粘着層が付着しにくいという特性を備えている。なお、第１コンタクトプローブ８の先端部７１にも無電解−テフロン複合メッキ層を設けてもよい。
【００５２】
図８（Ｃ）の状態で、光源１２を点灯させて受光面６４に光を照射する（光源点灯工程）。光源１２の光軸中心は、受光面６４の中心にあって、その照準線は受光面６４全体となる。光源１２から受光面６４に光が照射されると、第１電極６０（アノード電極）と第２電極６１（カソード電極）の間に起電力が発生する。このときの光−電気特性をコントローラ２内の測定部によって測定する（光−電気特性測定工程）。一定の照度の光を受光面６４に照射させたときの開放端電圧（開路電圧）および短絡電流（閉路電流）が光−電気特性としてコントローラ２内の測定部（測定回路）で測定される。
【００５３】
図１０は、具体的な実施例における照度−開放端電圧特性の１例を示すグラフであり、図１１は、照度−短絡電流特性の１例を示すグラフである。これらグラフは、フォトダイオード５の平面サイズを一辺５ｍｍとしたときに、入射光の照度を１０−１ルクス（ｌｘ）から１０３ルクス（ｌｘ）に変動させたときの開放端電圧（Ｖｏｐ）、入射光の照度を１０１ルクス（ｌｘ）から１０５ルクス（ｌｘ）に変動させたときの短絡電流（Ｉｓｃ）を表している。本実施の形態では、検査時におけるフォトダイオード５への入射光の照度を１０００ルクス（ｌｘ）とした。コントローラ２は、照度１０００ルクス（ｌｘ）のときの開放端電圧および短絡電流の測定結果を検査したフォトダイオード５毎にＰＣ２４に入力（出力）する。
【００５４】
ＰＣ２４には、照度などの測定条件に対応する測定結果の良否判定の規格値が予め入力されている。上記条件における規格値としては、開放端電圧を、たとえば３７０ｍＶ〜４５０ｍＶ、短絡電流を、たとえば１３５μＡ〜１６５μＡの範囲とし、規格値と実測値とを比較し、良品か不良品かの判定を行う（判定工程）。測定値が規格値の範囲内であれば良品と判定し、規格値の範囲外であれば不良品と判定してＰＣ２４内にフォトダイオード５毎に判定結果が記録される（記録工程）。なお、１枚のフォトダイオード５の検査が終了したときに測定終了を報知し（報知工程）、次の番号（図７参照）のフォトダイオード５の検査に移行する。検査終了の報知方法としては、モニター２４で画像、記号または色で表示する方法や、報知用ランプの点灯や、ブザー、音声報知などの方法が選択可能である。
【００５５】
１個のフォトダイオード５の測定が終了した時点で、第１コンタクトプローブ８を待機位置５７に移動させると共に第２コンタクトプローブ２１も待機位置６６に移動させる（待機工程）。この待機工程に続き真空吸引を停止する（吸引停止工程）。この一連の動作は、プログラムに基づき行うことができる。そして、検査用ユニット５４を移動させて、マトリックス表（図７参照）に定められた次の番号のフォトダイオード５を、第１電極６０が、図９に示すモニター２５の基準位置マーク６５にくるように合わせる。以降、前述した検査工程順に基づき検査を実行する。
【００５６】
ウエハー５０の１単位の検査が終了した時点で、検査済みの検査ユニット５４を除材するステージ６から取り除く。検査結果は、マトリックス表に反映されてＰＣ２４内に記録される。この記録された検査結果の表示方法としては、たとえば、マトリックス表において不良判定されたものに×点表示（または赤色表示など）などで表示する。そして、この記録をハードコピーなどに出力し、検査終了後のウエハー５０と対比しながら、不良品にマーキングなどを付して検査が終了する。なお、検査記録をモニター２４に表示して検査終了後のウエハー５０と対比するようにしてもよい。また、検査記録とウエハー５０の対比は、検査対象ウエハー５０の全ての検査終了後に行ってもよく、ウエハー１枚毎に行ってもよい。
【００５７】
不良品のマーキングが終了した後、保持シート５１を保持リング５３から剥離し、次いで、保持シート５１からフォトダイオード５を剥離し個片化して、機種またはロット番号などが附されたトレーなどに納める。
【００５８】
検査対象の電子素子の機種が変更になる場合には、検査対象機種に対応した準備工程、検査位置規定工程、マイクロスコープ合焦工程およびプログラム選択工程を行い、前述した一連の検査工程によって検査をすればよい。
【００５９】
上述した実施形態にかかるプローバー１は、ステージ６と、第１コンタクトプローブ８と、第２コンタクトプローブ２１とを有し、電子素子としてのフォトダイオード５の検査を行うことができる。フォトダイオード５は、互いに背向する２つの面のうち一方の面に第１電極６０を備え、他方の面に第２電極６１を備える。ステージ６は、フォトダイオード５が貼着された保持シート５１を載置することができる。保持シート５１は貼着部としての粘着層５１ｂを有する。粘着層５１ｂには、第２電極６１が備えられる面を粘着層５１ｂに向けてフォトダイオード５が貼着されている。また、ステージ６には、孔部２８が形成されている。保持シート５１がステージ６に載置されたときに、第１コンタクトプローブ８は、フォトダイオード５の上側の面に備えられる第１電極６０に接触可能であり、第２コンタクトプローブ２１は、下側の面に備えられる第２電極６１に孔部２８内から接触可能である。そして、第２コンタクトプローブ２１の先端部７２は、保持シート５１を貫通可能な尖形の形状としている。
【００６０】
特許文献１に開示された従来のプローバーでは、互いに背向する２つの面に電極が形成された電子素子の検査は困難であった。しかし、以上説明した実施の形態によるプローバー１は、背向する２つの面の一方の面に第１電極６が備えられ、他方の面に第２電極６１が備えられるフォトダイオード５の検査において、第１電極６０に第１コンタクトプローブ８を接触し、第２コンタクトプローブ２１を保持シート５１に刺し通して第２電極６１に接触することで、互いに背向する２つの面にそれぞれ電極を備えたフォトダイオード５の検査を可能にする。
【００６１】
また、本実施の形態では、ウエハー５０を１枚単位ごとにフォトダイオード５の第２電極６１側で保持シート５１に貼着し、第２コンタクトプローブ２１を保持シート５１に刺し通して第２電極６１に接続させている。このようにすることで、互いに背向する２つの面にそれぞれ電極を有するフォトダイオード５（電子素子）の検査をフォトダイオード（素子）１個単位での検査ではなく、ウエハー単位で検査を行えることから、検査作業の効率を高めることができる。
【００６２】
プローバー１の第１コンタクトプローブ８と第２コンタクトプローブ２１とは、第１コンタクトプローブ８が第１電極６０に接触し、また、第２コンタクトプローブ２１が第２電極６１に接触するとき、第１コンタクトプローブ８の中心軸８ａと第２コンタクトプローブ２１の中心軸２１ａとは一致する。つまり、第１コンタクトプローブ８が第１電極６０に接触し、第２コンタクトプローブ２１が第２電極６１に接触するとき、第１コンタクトプローブ８と第２コンタクトプローブ２１とは、フォトダイオード５を挟んで互い対向した位置に配置される。
【００６３】
そのため、第１コンタクトプローブ８が第１電極６０に接触し、第２コンタクトプローブ２１が第２電極６１に接触するとき、フォトダイオード５に回転モーメントが発生しない。これにより、第１コンタクトプローブ８の第１電極６０への接触、および第２コンタクトプローブ２１の第２電極６１への接触を確実なものとすることができる。仮に、対向しない場合には、フォトダイオード５に回転モーメントが生じ、フォトダイオード５が傾斜し、第１コンタクトプローブ８あるいは第２コンタクトプローブ２１が電極から外れてしまう虞がある。
【００６４】
プローバー１は、ステージ６上に移動可能に載置される枠体としての保持リング５３を備える。保持リング５３には、保持シート５１が貼着により保持されている。保持シート５１は、保持シート５１に貼着されたフォトダイオード５が保持リング５３の開口部の内側に配置されるように保持リング５３に保持されている。
【００６５】
保持シート５１は薄シートであるため、ステージ６上での位置決めを行い難い。しかしながら、保持シート５１を保持リング５３に保持し、この保持リング５３をステージ６に載置することで、保持シート５１のステージ６上での位置決めを行い易い。
【００６６】
プローバー１は、貫通孔３５の各々に連通する孔３７にパイプ３９を連通させ、パイプ３９を不図示の真空ポンプに接続させている。つまり、プローバー１は、貫通孔３５と、孔３７と、パイプ３９と、不図示の真空ポンプを有する吸引機構を備えることで、ステージ６に載置された保持シート５１をステージ６に吸引し固定することができる。これにより、第１コンタクトプローブ８および第２コンタクトプローブ２１の電極との接触を確実なものとすることができる。なお、パイプ３９は、孔３７を介することなく貫通孔３５に接続してもよい。
【００６７】
プローバー１は、検査対象である電子素子を受光素子としてのフォトダイオード５とし、フォトダイオード５の受光面６４に光を照射する光源１２を有している。
【００６８】
検査対象の電子素子がフォトダイオード５などの受光素子の場合、受光面６４に光を照射する光源１２を備えることで、受光素子の光−電気特性を検査が可能となる。
【００６９】
プローバー１は、保持シート５１の平面画像を撮影するマイクロスコープ１０と、第２コンタクトプローブ２１の水平方向の位置を示すマークとしての基準位置マーク６５と該平面画像とを表示するモニター２５とを有している。
【００７０】
マイクロスコープ１０でフォトダイオード５の平面画像を取り込み、モニター２５に拡大表示させて、モニター２５に表示された基準位置マーク６５に第１電極６０の位置を合わせることで、第１コンタクトプローブ８と第２コンタクトプローブ２１、およびフォトダイオード５の位置合わせを容易に行うことができる。そのことによって、作業者の負担軽減をはかれる。
【００７１】
第１コンタクトプローブ８がフォトダイオード５（つまり第１電極６０）に加える押圧力は、第２コンタクトプローブ２１がフォトダイオード５（つまり第２電極６１）に加える押圧力よりも大きい。
【００７２】
第１コンタクトプローブ８がフォトダイオード５に加える押圧力を、第２コンタクトプローブ２１がフォトダイオード５に加える押圧力よりも大きくしている。そのことによって、真空吸引との協働で検査時に電子素子５が浮いてしまうことによる位置ずれを防止でき、検査の信頼性を高めることが可能となる。
【００７３】
第２コンタクトプローブ２１が第２電極６１に接触する先端部７２には、無電解ニッケル−テフロン複合メッキ層７４が設けられている。
【００７４】
第２コンタクトプローブ２１の先端部７２に、粘着層５１ｂに対して親和性が低い無電解ニッケル−テフロン複合メッキ層７４を設けることで、先端部７２に粘着層５１ｂが付着して残ってしまうことを抑制し、検査の信頼性を維持できる。
【００７５】
互いに背向する２つの面のうち一方の面に第１電極６０を備え、他方の面に第２電極６１を備え、２つの面のうちいずれか一方の面を保持シート５１の粘着層５１ｂに貼着された電子素子としフォトダイオード５の第１電極６０に第１コンタクトプローブ８を接触すると共に第２電極６１に第２コンタクトプローブ２１を接触する際に、第２電極６１に接触されるコンタクトプローブ２１に、先端部７２が尖形である尖形コンタクトプローブを用いる。尖形コンタクトプローブであるコンタクトプローブ２１の先端部７２により保持シート５１を貫通し第２電極６１にコンタクトプローブ２１を接触させる。
【００７６】
特許文献１に開示された従来のプローバーでは、互いに背向する２つの面に電極が形成された電子素子の検査は困難であった。しかし、以上説明した実施の形態による検査方法によれば、背向する２つの面の一方の面に第１電極６が備えられ、他方の面に第２電極６１が備えられるフォトダイオード５の検査において、第１電極６０に第１コンタクトプローブ８を接触し、第２コンタクトプローブ２１を保持シート５１に刺し通して第２電極６１に接触させることができ、互いに背向する２つの面にそれぞれ電極を備えたフォトダイオード５の検査が可能になる。
【００７７】
なお、本発明は前述の実施の形態に限定されるものではなく、本発明の目的を達成できる範囲での変形、改良等は本発明に含まれるものである。たとえば、前述した実施の形態では、プローバー１の検査対象の電子素子としてフォトダイオード５を例示して説明したが、対向する表面および裏面に電極を備えたダイオードや半導体装置などの電子素子、振動子などの回路素子の検査に用いることが可能である。このような素子では、素子内部の短絡、断線、リークまたは誤接続などの検査が可能である。検査対象物が受光素子以外のものであれば、光源１２は点灯しなくてもよく、光源１２および光源制御部１４を省略することもできる。
【００７８】
また、前述した実施の形態では、第１コンタクトプローブ８および第２コンタクトプローブ２１を１本ずつ備えた構成としたが、それぞれを複数本備える構造とすることが可能である。
【００７９】
また、前述した本実施の形態では、第１コンタクトプローブ８と第２コンタクトプローブ２１を垂直線上に配置しているが、垂直線状に配置しなくてもよい。たとえば、電子素子５をステージ６にしっかり吸着できれば、第１コンタクトプローブ８をプローブ針（探針）とすることが可能で、プローブ針にすれば、電子素子の表面側に複数の電極が形成されている場合にも、本実施の形態のプローバー１を応用することが可能となる。
【００８０】
なお、本実施の形態のプローバー１は、プローバー１を動作させる全体制御プログラムはコントローラ２のメモリに格納されるが、ＰＣ２４内に格納するようにしてもよい。また、ＰＣ２４に格納される判定処理プログラムをコントローラ２のメモリに格納させ、コントローラ２側で測定値の良否判定等を行う構成としてもよい。つまり、上述したコントローラ２の制御をＰＣ２４により行う構成としても良いし、逆に、ＰＣ２４により行われる処理をコントローラ２で行う構成としてもよい。
【符号の説明】
【００８１】
１…プローバー
２…コントローラ
５…フォトダイオード（電子素子）
６…ステージ
８…第１コンタクトプローブ
９…第１プローブ駆動部
１０…マイクロスコープ
１２…光源
１４…光源制御部
２１…第２コンタクトプローブ
２４…ＰＣ
２５…モニター（ＰＣ）
３０…第２プローブ駆動部
５０…ウエハー
５１…保持シート
５３…保持リング
５４…検査ユニット
５７…待機位置（第１コンタクトプローブ）
５８…検査位置（第１コンタクトプローブ）
６０…第１電極（表面側の電極）
６１…第２電極（裏面側の電極）
６４…受光面（フォトダイオード）
６５…基準位置マーク
６６…待機位置（第２コンタクトプローブ）
６７…検査位置（第２コンタクトプローブ）
７４…無電解ニッケル‐テフロン複合メッキ層
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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