(57)【要約】【課題】プローブカードに光モジュールを搭載するときに、プローブカードの各プローブの配置位置と光モジュールの照射部の光軸との間の位置決め調整を行えるようにすることである。【解決手段】プローブカードシステム２０は、プローブカード２２と光モジュールとの間に位置決め調整部６０が設けられている。位置決め調整部６０は、プローブカード２２に固定して取り付けられる第１基板７０と、光モジュールが固定して取り付けられる第２基板９０と、第１基板７０に取り付けられ、第２基板９０を第１基板７０に対し移動させる移動機構８０，８１とを含んで構成され、位置決め調整が終わると第２基板９０と第１基板７０とは固定される。なお位置決めには光モジュールと互換性のある模擬モジュール４０を用いることができる。【選択図】図２
0003141880.tif 000002
【実用新案登録請求の範囲】
【請求項１】
光デバイスに所定の光を照射する照射部を有する光モジュールと、
光デバイスの複数の測定端子に対応して先端部が配置される複数のプローブを有するプローブカードと、
プローブカードと光モジュールとの間に配置される中間部材であって、プローブカードの各プローブの配置位置と光モジュールの照射部の光軸との間の位置決め調整を行い、位置決め後はその状態でプローブカードと光モジュールとに固定される位置決め調整部と、
を備え、
位置決め調整部は、
プローブカードに固定して取り付けられる第１基板と、
光モジュールが固定して取り付けられる第２基板と、
第１基板または第２基板に取り付けられ、第２基板を第１基板に対し移動させる移動機構と、
移動機構によって第２基板を第１基板に対し予め定めた位置決め調整位置に移動させた状態で、第２基板と第１基板とを固定する固定手段と、
を含むことを特徴とする光モジュール搭載プローブカードシステム。
【請求項２】
請求項１に記載の光モジュール搭載プローブカードシステムにおいて、
位置決め調整部は、さらに、
プローブカードと光モジュールとの間に挿入され、各プローブ先端の高さ位置と照射部の先端の高さ位置との間の距離を予め設定された間隔距離に調整するための高さ調整用薄板を含むことを特徴とする光モジュール搭載プローブカードシステム。
【請求項３】
請求項１に記載の光モジュール搭載プローブカードシステムにおいて、
移動機構は、取り付けられる第１基板または第２基板に対し着脱可能であることを特徴とする光モジュール搭載プローブカードシステム。
【請求項４】
請求項１に記載の光モジュール搭載プローブカードシステムにおいて、
移動機構は、
光デバイスの測定平面内で直交する２つの軸のそれぞれに平行に配置される複数の調整ネジであって、先端部が第２基板に当接し、根元部が第１基板に直進自在および回転自在に支持され、第２基板を第１基板に対し測定平面に平行な面内で移動させることができる複数の調整ネジであることを特徴とする光モジュール搭載プローブカードシステム。
【請求項５】
請求項１に記載の光モジュール搭載プローブカードシステムにおいて、
位置決め調整部の第２基板は、さらに、
搭載される光モジュールを位置決めする位置決め部を有することを特徴とする光モジュール搭載プローブカードシステム。
【考案の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本考案は光モジュール搭載プローブカードシステムに係り、特に光デバイスに所定の光を照射して光デバイスの特性を測定するために用いられる光モジュール搭載プローブカードシステムに関する。
【背景技術】
【０００２】
ウェーハに配置された半導体デバイス等の電気特性等を測定するためにプローブカードを備えるテスタが用いられる。プローブカードは、デバイスの複数の測定端子に対応して先端部が配置される複数のプローブをその根元部で支持し、プローブから信号線を引き出す配線基板である。プローブカードを用いることで、ウェーハ状態の半導体デバイスの測定端子に入力信号を入れて出力信号を取り出すことができ、これをテスタにおいて処理して半導体デバイスの様々な特性を評価することが可能となる。
【０００３】
ところで、固体撮像素子のように、光を照射したときの電気的特性を評価したいときがある。このような場合は、プローブカードを用いて固体撮像素子の測定端子に接触させ、その状態でウェーハの上方から所定の光を照射することが行われる。この場合、ウェーハ全体あるいは複数の固体撮像素子にまたがって光を照射すると、隣接する固体撮像素子からのノイズを受けやすい。また、１つの固体撮像素子の一部の領域に光を局部的に照射して測定を行いたい場合もある。このためには、光を狭い領域に照射させる装置をプローブカードに搭載することが必要となる。
【０００４】
例えば、特許文献１には、出願人株式会社インターアクションによって、固体撮像素子の試験装置として、プローブカード本体の位置決め穴に光モジュールを位置決めピンによって正確に位置決めする構成が述べられている。ここで、光モジュールは、光学レンズ、拡散板、ピンホールを１組として４組が１つの保持部材と１つのカバー部材に組み込まれている。光学レンズは、外部の光照射部のホモゲナイザーからの光を集光し、拡散板は、集光された光の強度分布を均一化するように決定された３次元曲面形状を有して、集光された光を拡散させる。そして、拡散板の下方での光分布が、ピンホールを介して、測定対象のウェーハに形成された固定撮像素子の受光面の全面に投影される。
【０００５】
【特許文献１】再表２００４／０５３４５１公報
【考案の開示】
【考案が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献１に述べられているように、ピンホールを用いた光モジュールをプローブカードに搭載することで、ウェーハの所望の測定領域に光分布を均一にした照射光を与え、その状態の光デバイスの電気的特性等を測定することができる。
【０００７】
特許文献１の出願人である株式会社インターアクションからは、このような光モジュールが提供されている。そして、プローブカードと光モジュールとの位置決めを行うために。光モジュールと同じ位置決めピン、取付穴、光軸の位置を示す小穴等を有する模擬モジュールが支給される。この場合に、株式会社インターアクションからは、光モジュールと同じ精度で作られている模擬モジュールを用いて、プローブカードのプローブの配置位置と、光モジュールの光軸との間を正確に位置決めすることが推奨されている。位置決めの精度としては、例えば、測定平面内で±５０μｍ程度が要求されている。
【０００８】
複数のプローブを有するプローブカードに光モジュールまたは模擬モジュールを搭載する際に、その搭載の位置決め精度を上記の範囲に収めるには、位置決めピン等の単なる機械的位置決め手段では限界がある。そこで、光学的手段を用いてプローブカードのプローブの配置位置と、光モジュールまたは模擬モジュールの光軸との間を測定し、上記の位置決め精度に収めることが考えられる。ところで、光モジュールまたは模擬モジュールの光軸の位置は搭載のときの位置決めピン等の精度で決まるため、上記の位置決め精度に収めるためには各プローブの配置位置を調整することになる。しかし、複数のプローブの配置位置を一々調整するのは負荷が大変である。
【０００９】
本考案の目的は、プローブカードの各プローブの配置位置をそのままにして、プローブカードの各プローブの配置位置と光モジュールの照射部の光軸との間の位置決め調整を精度よく行うことができる光モジュール搭載プローブカードシステムを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本考案に係る光モジュール搭載プローブカードシステムは、光デバイスに所定の光を照射する照射部を有する光モジュールと、光デバイスの複数の測定端子に対応して先端部が配置される複数のプローブを有するプローブカードと、プローブカードと光モジュールとの間に配置される中間部材であって、プローブカードの各プローブの配置位置と光モジュールの照射部の光軸との間の位置決め調整を行い、位置決め後はその状態でプローブカードと光モジュールとに固定される位置決め調整部と、を備え、位置決め調整部は、プローブカードに固定して取り付けられる第１基板と、光モジュールが固定して取り付けられる第２基板と、第１基板または第２基板に取り付けられ、第２基板を第１基板に対し移動させる移動機構と、移動機構によって第２基板を第１基板に対し予め定めた位置決め調整位置に移動させた状態で、第２基板と第１基板とを固定する固定手段と、を含むことを特徴とする。
【００１１】
また、本考案に係る光モジュール搭載プローブカードシステムにおいて、位置決め調整部は、さらに、プローブカードと光モジュールとの間に挿入され、各プローブ先端の高さ位置と照射部の先端の高さ位置との間の距離を予め設定された間隔距離に調整するための高さ調整用薄板を含むことが好ましい。
【００１２】
また、本考案に係る光モジュール搭載プローブカードシステムにおいて、移動機構は、取り付けられる第１基板または第２基板に対し着脱可能であることが好ましい。
【００１３】
また、本考案に係る光モジュール搭載プローブカードシステムにおいて、移動機構は、光デバイスの測定平面内で直交する２つの軸のそれぞれに平行に配置される複数の調整ネジであって、先端部が第２基板に当接し、根元部が第１基板に直進自在および回転自在に支持され、第２基板を第１基板に対し測定平面に平行な面内で移動させることができる複数の調整ネジであることが好ましい。
【００１４】
また、本考案に係る光モジュール搭載プローブカードシステムにおいて、位置決め調整部の第２基板は、さらに、搭載される光モジュールを位置決めする位置決め部を有することが好ましい。
【考案の効果】
【００１５】
上記構成により、光モジュール搭載プローブカードシステムは、プローブカードと光モジュールとの間に位置決め調整部が配置される。そして、位置決め調整部は、プローブカードに固定して取り付けられる第１基板と、光モジュールが固定して取り付けられる第２基板と、第１基板または第２基板に取り付けられ、第２基板を第１基板に対し移動させる移動機構と、移動機構によって第２基板を第１基板に対し予め定めた位置決め調整位置に移動させた状態で、第２基板と第１基板とを固定する固定手段とを含む。したがって、移動機構を用いて、光モジュールが固定して取り付けられる第２基板を、プローブカードに固定して取り付けられる第１基板に対し、予め定めた位置決め調整位置に移動させ、その状態で、第２基板と第１基板とを固定することができる。これにより、プローブカードの各プローブの配置位置をそのままにして、プローブカードの各プローブの配置位置と光モジュールの照射部の光軸との間の位置決め調整を精度よく行うことができる。
【００１６】
なお、実際には、光モジュールと同じ精度で作られた模擬モジュールを第２基板に搭載して位置決めを行い、その後に、模擬モジュールを第２基板から外して光モジュールを搭載することになる。模擬モジュールは光モジュールとの互換性が予め保証されて支給されるので、模擬モジュールと光モジュールとの間の搭載替えは精度良く行われることになる。搭載替えの後は、第２基板に光モジュールが固定して取り付けられ、プローブカードと光モジュールとの間に位置決め調整部が配置される状態となる。このように、光モジュールと模擬モジュールとは、実質的に同じものと考えられ、模擬モジュールを用いて位置決めを行うことで、この模擬モジュールとの間で互換性が保証されている光モジュールであれば、第２基板上で交換を行っても、プローブカードの各プローブの配置位置と交換後の光モジュールの照射部の光軸との間の位置決めが保証されることとなる。
【００１７】
また、光モジュール搭載プローブカードシステムにおいて、各プローブ先端の高さ位置と照射部の先端の高さ位置との間の距離を予め設定された間隔距離に調整するための高さ調整用薄板を含むので、移動機構の機能を平面内移動に限定することができ、移動機構を簡単な構成とすることができる。
【００１８】
また、光モジュール搭載プローブカードシステムにおいて、移動機構は、取り付けられる第１基板または第２基板に対し着脱可能であるので、位置決め調整が終われば移動機構を取り外し、小型なシステムとすることができる。また、必要があれば、再度移動機構を搭載することで、現場における位置決めの再調整を行うことが可能となる。
【００１９】
また、光モジュール搭載プローブカードシステムにおいて、移動機構は、第２基板を第１基板に対し測定平面に平行な面内で移動させることができる複数の調整ネジであるので、簡単な構成で、プローブカードの各プローブの配置位置をそのままにして、プローブカードの各プローブの配置位置と光モジュールの照射部の光軸との間の位置決め調整を精度よく行うことができる。
【００２０】
また、光モジュール搭載プローブカードシステムにおいて、位置決め調整部の第２基板は、さらに、搭載される光モジュールを位置決めする位置決め部を有する。この位置決め部に対し光軸の位置等の互換性を有する光モジュールであれば、交換してもプローブカードの各プローブの配置位置と交換後の光モジュールの照射部の光軸との間の位置決めが保証される。したがって、光モジュールを搭載替えする毎の調整が不要となる。
【考案を実施するための最良の形態】
【００２１】
以下に図面を用いて、本考案にかかる実施の形態につき詳細に説明する。以下では、光モジュール搭載プローブカードシステムが適用される光デバイスとして、固体撮像素子を説明するが、これ以外でも、光の照射によって変化する特性を測定する必要があるデバイスであればよい。例えば、フォトトランジスタ、フォトダイオード、光増幅器等の光デバイスであってもよい。また、一般的な半導体素子の多くは光照射に対して電気特性が変化するので、その意味では、広く光に感じるデバイスであってもよい。
【００２２】
なお、以下では、光モジュールの代わりに、光モジュールと同じ精度で作られた模擬モジュールを用いて位置決めを行うものとして説明するが、勿論、光モジュールそのものを用いて位置決めを行うこともできる。その場合には、以下の説明で、模擬モジュールとあるところを光モジュールと読み替えることになる。
【００２３】
また、光モジュールとしては、特許文献１に開示されている構造のものを想定しているが、実際の位置決めには、光モジュールそのものを用いて行う代わりに、光モジュールと同じ精度で作られた模擬モジュールを用いるので、模擬モジュールの光軸の位置等と互換性がある光モジュールであればよい。すなわち、光モジュールの内部構造には特に制限がない。
【００２４】
また、以下では、位置決めのための移動機構が第１基板の側に着脱自在に取り付けられるものとして説明するが、第２基板の側に移動機構を着脱自在に取り付けるものとしてもよい。また、移動機構は、位置決め調整が完了して、その状態でプローブカードと光モジュールとの間の相対的位置が固定された後は取り外されるものとして説明するが、取り外さずにそのままとしてもよい。また、移動機構を着脱自在とせずに、第１基板または第２基板と一体的な構造としてもよい。また、以下で述べる各要素の取付関係、固定関係は、説明のための一例であり、具体的な構造に応じて適宜変更が可能である。
【００２５】
図１は、光モジュール搭載プローブカードシステム２０が搭載されるプローバシステム１０の概要を説明するための図である。図２は、光モジュール搭載プローブカードシステム２０の構成を示す上面図である。ここで上面図とは、プローバシステム１０の上方側から見た図のことで、平面図に相当するものである。なお、以下では、光モジュール搭載プローブカードシステムのことを、単にプローブカードシステムと呼ぶことにする。
【００２６】
プローバシステム１０は、一般的なプローブカードに代わって光モジュール搭載プローブカードシステムが搭載されることを除けば、一般的なプローバシステムと同様な構成を有する。すなわち、架台１２と、ＸＹＺθ移動機構１４と、チャック台１６を備える。この架台１２に、一般的なプローブカードに代わって光モジュール搭載プローブカードシステム２０が搭載される。なお、チャック台１６には、プローバシステム１０の構成要素ではないが、ウェーハ８が図示されている。ウェーハ８には、光デバイスである複数の固体撮像素子が整列配置されている。
【００２７】
プローブカードシステム２０は、プローブカード２２に光モジュールを搭載したものである。図１では、プローブカードと光モジュールとの位置決め関係を説明するために、位置決めに実際に用いられる模擬モジュール４０が光モジュールの位置に搭載されている様子が示されている。位置決めが完了すれば、模擬モジュール４０が外され、光モジュールが模擬モジュール４０が搭載されていた位置に精度よく置き換えられ、本来のプローブカードシステムとなる。
【００２８】
このように、プローブカードシステム２０は、プローブカード２２に光モジュール又は光モジュールと光軸の位置等の互換性を有する模擬モジュール等を搭載できるものである。以下では、光モジュールが搭載される位置に模擬モジュール４０が搭載されるものとして説明する。プローブカードシステム２０は、特にここでは、プローブカード２２の複数のプローブの配置位置と模擬モジュール４０の光軸との間の位置決めを行うための位置決め調整部６０を備えている。この位置決め調整部６０は、プローブカード２２に固定して取り付けられる第１基板７０と、模擬モジュール４０が固定して取り付けられる第２基板９０と、第１基板７０に取り付けられ、第２基板９０を第１基板７０に対し移動させる移動機構８０，８１とを含んで構成され、さらに図１、図２では図示されていないが、移動機構８０，８１によって第２基板９０を第１基板７０に対し予め定めた位置決め調整位置に移動させた状態で、第２基板９０と第１基板７０とを固定する固定手段を含んで構成される。
【００２９】
プローブカード２２は、金属製等の保持リング２４によって補強されながら保持される配線基板で、その中央部にウェーハ８の状態を観察可能とする開口部が設けられ、その開口部に沿って複数のプローブが配置される。複数のプローブは、導電性の細線を加工したもので、それぞれの根元部がプローブカード２２に取り付けられ、それぞれの先端部が測定対象物である固体撮像素子の各測定パッドに接触するように、相互関係が位置決めされている。複数のプローブからは信号線が引き出され、プローブカード２２の配線によって外部のテスタ等に接続される。高周波信号、微小信号等を扱う場合には、プローブの近傍に適当な電子回路２６が設けられ、この電子回路２６を経由して外部のテスタ等に接続が行われる。
【００３０】
光モジュールは、特許文献１に述べられているような光学装置で、外部の光源からの光を受けて、これを集光し均一化して所望の狭い測定領域に光分布を均一にした照射光を与えるものである。図３に、株式会社インターアクションから光モジュールのために支給される模擬モジュール４０の基本的構成を示す。図３の上段は、模擬モジュール４０の平面図、図３の下段は模擬モジュール４０の一部断面図で示した正面図である。
【００３１】
模擬モジュール４０は、光モジュールとの精度のよい互換性を保証するための位置決めピン１１０と、プローブカードに取り付けるための取付穴４２を有する。なお、このプローブカードシステム２０においては、プローブカードに光モジュールを直接搭載せずに、位置決め調整部を配置するので、取付穴４２は、位置決め調整部に取り付けるためのものとなる。そして、模擬モジュール４０の中央部には、くぼみ４４が設けられ、その底部に、光モジュールの光軸７の位置を示すための小穴４８が設けられる。ここでは、ウェーハ８上の４つの固体撮像素子に光を照射できる光モジュールに対応して、４つの光軸７の位置を示すための小穴４８が示されている。
【００３２】
図３に示される模擬モジュール４０の光軸７は、光モジュールの光軸の位置を正確に示すように、小穴４８と位置決めピン１１０との間の位置関係が精度よく設定されている。また、模擬モジュール４０の外形において、位置決めピン１１０が設けられるフランジ部の下面と小穴４８が設けられる部分の下面との間の高さＨは、光モジュールにおいて光がウェーハ８に照射される高さを規定するものとして精度よく設定される。そして、この小穴４８が設けられる部分の下面とウェーハ８との間の距離Ｄは、光モジュールの照射高さであるので、予めこの値が与えられると、これに対してプローブカードのプローブがウェーハ８に接触する高さの合わせこみが要求される。
【００３３】
光モジュールを用いて固体撮像素子に均一な光を照射し、その特性をプローブカード２２のプローブを用いて測定するには、２つの位置関係の調整が必要である。１つは、固体撮像素子の測定平面内で、プローブカード２２の各プローブの配置位置と、光モジュールの光軸との間の位置関係を所定の範囲内に調整することである。もう１つは、プローブカード２２のプローブの先端位置の高さを固体撮像素子の照射領域の高さと考えて、この高さ位置と光モジュールの先端位置との間の間隔距離を所定の範囲内に調整することである。
【００３４】
これを模擬モジュール４０についていえば、１つは、模擬モジュール４０の小穴４８の位置を光軸７の位置として、固体撮像素子の測定平面内で、プローブカード２２の各プローブの配置位置と、模擬モジュール４０の小穴４８の位置との間の位置関係を所定の範囲内に調整することである。もう１つは、プローブカード２２のプローブの先端位置の高さを固体撮像素子の照射領域の高さと考えて、この高さ位置と、模擬モジュール４０の先端位置との間の間隔距離であるＤを所定の範囲内に調整することである。これらの調整が、位置決め調整部によって行われる。
【００３５】
再び図１、図２に戻り、位置決め調整部６０は、プローブカード２２と模擬モジュール４０との間に配置され、プローブカード２２の側から模擬モジュール４０の側に向かって、複数の平板状部材が積層された構成を有する。図１、図２には図示されていないが、後述するように高さ調整用基板９１も位置決め調整部６０を構成するので、プローブカード２２の側から模擬モジュール４０の側に向かって、第１基板７０、高さ調整用基板９１、第２基板９０の順に三層に積層されて位置決め調整部６０が構成される。
【００３６】
第１基板７０は、プローブカード２２に取り付けられ、模擬モジュール４０を搭載したときの補強を兼ねる平板状の部材である。第２基板９０は、模擬モジュール４０が搭載される基板で、第１基板７０の上方側、つまりプローブカード２２が取り付けられる側とは反対側に配置される。
【００３７】
移動機構８０，８１は、第１基板７０に取り付けられる調整ネジ保持台であって、複数の調整ネジの先端で第２基板９０の側面を支持するものである。そして、調整ネジの進退を調整することで、第１基板７０に対し第２基板９０を移動させることができる。移動機構８０，８１の詳細な構成は後述する。
【００３８】
このように、プローブカードシステム２０は、プローブカード２２、第１基板７０、高さ調整用基板９１、第２基板９０、模擬モジュール４０の順に積層されて構成される。図４は、この積層構造を分解して示す図で、図５と図６は、積層構造を構成する各要素の接続固定関係を説明する図である。なお、以下では、図１から図３と同様の要素には同一の符号を付して詳細な説明を省略する。
【００３９】
図４において、最下段にはプローブカード２２の中央部分が上面図として示されている。プローブカード２２の中央部分は、保持リング２４によって囲まれた円形部分で、そのほぼ中央部に、長円形の開口部２８が設けられている。この開口部２８からは、複数のプローブが整列配置されて取り付けられている様子が見える。上記のように、模擬モジュール４０は、４つの固体撮像素子のそれぞれに光を照射できる光モジュールに対応しているので、これに対応し、プローブ３０も、４組のプローブ群３１から構成されている。
【００４０】
図４において、下から２番目には、第１基板７０と、第１基板７０に着脱自在に取り付けられる移動機構８０，８１が示されている。第１基板７０にも、プローブカード２２の開口部２８に対応して開口部７２が設けられる。
【００４１】
図４において、下から３番目に示されるのは、高さ調整用基板９１である。高さ調整用基板９１は、図３に関連して説明したように、プローブカード２２のプローブの先端位置の高さ位置と模擬モジュール４０の先端位置との間の間隔距離を所定の範囲内に調整するために用いられる薄板である。高さ調整用基板９１にも、プローブカード２２の開口部２８に対応して開口部９３が設けられる。
【００４２】
高さ調整用基板９１の板厚は次のようにして設定することができる。まず、プローブカードシステム２０において、高さ調整用基板９１を搭載せずに、プローブカード２２、第１基板７０、第２基板９０、模擬モジュール４０の順に積層して組み立て、その状態でプローブカード２２のプローブの先端位置の高さ位置と模擬モジュール４０の先端位置との高さの差を測定する。高さの差の測定は、例えば、光学的深度測定装置等を用いて行うことができる。模擬モジュール４０の先端位置は、上記のように、小穴４８の位置における高さとすることができる。高さ調整用基板９１は、要求される高さ精度の範囲内で相違する板厚の複数のものを予め準備することが好ましい。一例で、高さ調整を±５０μｍで行う必要があるときは、１００μｍ刻みの板厚のものを予め準備しておくことが好ましい。
【００４３】
図４において、下から４番目に示される第２基板９０は、最上段に示されている模擬モジュール４０を搭載するための平板状部材である。なお、位置決め完了後には、模擬モジュール４０が光モジュールに搭載替えされ、そこでは、第２基板は光モジュールを搭載するための基板となる。第２基板９０と模擬モジュール４０の間を位置決めする位置決め手段が第２基板９０の上面と模擬モジュール４０の下面との間に設けられる。第２基板９０にも、プローブカード２２の開口部２８に対応して開口部９２が設けられる。
【００４４】
なお、高さ調整用基板９１は、第２基板９０の板厚を調整することと同じであるので、これら２つの基板の外形を同じとすることができる。なお、図５、図６で説明するように、第２基板９０は高さ調整用基板９１に対して固定され、高さ調整用基板９１はプローブカード２２に対して固定される関係にあるので、取付用の穴部、ネジ部が高さ調整用基板９１と第２基板９０とでは異なるものとなる。また、高さ調整用基板９１を第２基板９０と模擬モジュール４０との間に配置するものとしてもよい。この場合には、取付用の穴部、ネジ部の配置等が以下で説明するものと異なってくることがある。
【００４５】
図４の最上段には模擬モジュール４０が示されている。ここでは、４つの光軸を有する光モジュールに対応するものとして、４つの小穴４８が見える様子が示されている。この小穴４８の位置が模擬モジュール４０と位置決め互換性のある光モジュールの光軸７の位置を示すことになる。
【００４６】
次に、図５、図６を用いて各要素の接続固定関係を説明する。上記のように、プローブカードシステム２０は、プローブカード２２、第１基板７０、高さ調整用基板９１、第２基板９０、模擬モジュール４０の順に積層して組み立てられる。そして、この組み立てにおいて、第１基板７０に対する第２基板９０の間の位置決め調整が行われる。この位置決め調整は、移動機構８０，８１が搭載された第１基板７０をプローブカード２２に取り付け、一方で、高さ調整用基板９１、第２基板９０、模擬モジュール４０を一体化して組み立て、この組立体を第１基板７０の上に配置し、移動機構８０，８１によって第２基板９０を第１基板７０に対して移動させることで行われる。
【００４７】
そこで、図５において、高さ調整用基板９１、第２基板９０、模擬モジュール４０を一体化して組み立てるときの各要素の接続固定関係を説明し、図６において、移動機構８０，８１が搭載された第１基板７０をプローブカード２２に取り付けるときの各要素の接続固定関係を説明するものとする。なお、以下では、図１から図４と共通の要素には同一の符号を付し、詳細な説明を省略する。また、以下では図１から図４の符号を用いて説明する。
【００４８】
これらの図において、紙面の上下方向に、各要素を分解図的に配置し、その要素に関連する他の要素を破線で示してある。例えば、図５においては、紙面の上方から下方に向かって、模擬モジュール４０と第２基板９０と高さ調整用基板９１とが実線で分解図的に配置されている。そして、例えば、図５の最下段においては、高さ調整用基板９１について、第２基板９０、移動機構８０，８１、第１基板７０、プローブカード２２がそれぞれ破線で示されている。これにより、各要素についての相互の接続固定関係が示されている。
【００４９】
図５は、模擬モジュール４０と第２基板９０と高さ調整用基板９１とを一体化して組み立てるときの接続固定関係を説明する図である。一体化組立は、高さ調整用基板９１に第２基板９０を取り付け、次に第２基板９０に模擬モジュール４０を取り付ける手順で行われるが、以下ではその逆の手順、いわば分解手順に沿って、各要素の接続固定関係を説明し、必要に応じ、組立手順を説明するものとする。
【００５０】
図５の最上段は、模擬モジュール４０と第２基板９０との間の関係が示されている。すなわち、模擬モジュール４０のフランジ部の下面に位置決めピン１１０が配置され、これに対応して第２基板９０の上面には位置決め穴１１１が配置される。この位置決めピン１１０と位置決め穴１１１は、模擬モジュール４０と第２基板９０との間における位置決め手段を構成する。なお、位置決めピン１１０は、光モジュールと模擬モジュール４０との間の位置決め互換性を保証するものであることは上述した。
【００５１】
また、模擬モジュール４０と第２基板９０とは、固定ネジ１１２とネジ穴１１３によって固定される。したがって、固定ネジ１１２を回してネジ穴１１３から外すことで、模擬モジュール４０が第２基板９０から分離することができる。組立は、その逆で、模擬モジュール４０の位置決めピン１１０を第２基板９０の位置決め穴１１１に挿入し、その状態で第２基板９０のネジ穴１１３に固定ネジ１１２をねじ込むことで、模擬モジュール４０が第２基板９０に位置決め固定される。
【００５２】
図５の上から２段目には、第２基板９０と高さ調整用基板９１との関係が示されている。第２基板９０と高さ調整用基板９１とは、固定ネジ１１４とネジ穴１１５によって相互に固定される。したがって、固定ネジ１１４を回してネジ穴１１５から外すことで、第２基板９０を高さ調整用基板９１から分離することができる。組立はその逆で、高さ調整用基板９１のネジ穴１１５に固定ネジ１１４をねじ込むことで、第２基板９０が高さ調整用基板９１に位置決め固定される。
【００５３】
このように、固定ネジ１１４とネジ穴１１５を用いて高さ調整用基板９１に第２基板９０を固定し、次に、位置決めピン１１０と位置決め穴１１１を用いて第２基板９０に模擬モジュール４０を位置決めして、固定ネジ１１２とネジ穴１１３を用いて第２基板９０に模擬モジュール４０を固定することで、模擬モジュール４０と第２基板９０と高さ調整用基板９１の一体化組立を行うことができる。この一体化組立されたものを調整用一体化組立体と呼ぶことにする。
【００５４】
図５の最下段には、高さ調整用基板９１が第１基板７０を介してプローブカード２２に固定される様子が示されている。後述するように、調整用一体化組立体は、第２基板９０の側面を用いて移動機構８０，８１によってプローブカード２２に固定された第１基板７０に対して移動され、これによって、調整用一体化組立体の模擬モジュール４０の光軸７とプローブカード２２のプローブ３０との間の位置決め調整が行われるが、位置決め調整が完了すると、一体化組立体をプローブカード２２と固定する必要がある。
【００５５】
この固定手段として、高さ調整用基板９１に貫通ネジ穴１１７が設けられる。そして、固定ネジ１１６がプローブカード２２に設けられた調整用段付穴１１８から第１基板７０の調整用貫通穴１１９を介して挿入され、貫通ネジ穴１１７にねじ込まれる。これによって、調整用一体化組立体は、位置決め調整がなされた状態で、プローブカード２２としっかりと固定される。
【００５６】
図６は、移動機構８０，８１が搭載された第１基板７０をプローブカード２２に取り付けるときの各要素の接続固定関係を説明する図である。ここでは、まず、移動機構８０，８１がとりつけられた第１基板７０を準備し、これをプローブカード２２に取り付けることが行われる。そして、図５で説明した調整用一体化組立体を第１基板７０の上にセットして移動機構８０，８１を用いて位置決め調整する。このときには調整用一体化組立体とプローブカード２２との間は固定されていない。つまり、固定ネジ１１６は高さ調整用基板９１にねじ込まれていない。位置決め調整が完了すると、上記のように固定ネジ１１６を用いて、調整用一体化組立体がプローブカード２２に対してしっかり固定される。その後に移動機構８０，８１が第１基板７０から取り外される。
【００５７】
プローブカード２２、第１基板７０、移動機構８０，８１に関する組立、位置決め調整、取り外しの手順は上記の通りであるが、以下では、図５と同様に、いわば分解手順に沿って、これらの要素の接続固定関係を説明し、必要に応じ、位置決め調整、組立の手順を説明する。
【００５８】
図６の最上段には、移動機構８０，８１と第１基板７０との関係が示されている。移動機構８０，８１と第１基板７０とは、固定ネジ１２０とネジ穴１２１によって相互に固定される。したがって、調整用一体化組立体とプローブカード２２との間の位置決め調整が完了した後は、固定ネジ１２０を回してネジ穴１２１から外すことで、移動機構８０，８１を第１基板７０から分離して取り外すことができる。組立はその逆で、第１基板７０のネジ穴１２１に固定ネジ１２０をねじ込むことで、移動機構８０，８１が第１基板７０に固定される。
【００５９】
図６の上から２段目には、第１基板７０とプローブカード２２との関係が示される。図６の最下段にも示されるように、第１基板７０とプローブカード２２とは、固定ネジ１２２とネジ穴１２３によって相互に固定される。したがって、固定ネジ１２２を回してネジ穴１２３から外すことで、第１基板７０をプローブカード２２から分離して取り外すことができる。組立はその逆で、第１基板７０のネジ穴１２３に固定ネジ１２２をねじ込むことで、第１基板７０がプローブカード２２に固定される。
【００６０】
なお、第１基板７０には、調整用貫通穴１１９が設けられる。この調整用貫通穴１１９は、調整用一体化組立体とプローブカード２２との間の位置決め調整が完了したときに、固定ネジ１１６を通すためのもので、位置決め調整によって固定ネジ１１６の位置が変動することを考慮して、調整幅を十分に取った大きめの内径を有する貫通穴である。
【００６１】
図６の最下段には、プローブカード２２に関する様子が示されている。上記のように、プローブカード２２には、第１基板７０と一体化して固定するための固定ネジ１１２が配置される段付穴と、位置決め調整後に調整用一体化組立体としっかり固定されるための固定ネジ１１６が配置される調整用段付穴１１８が設けられる。調整用段付穴１１８は、位置決め調整によって固定ネジ１１６の位置が変動することを考慮して、調整幅を十分に取った大きめの内径形状を有する。
【００６２】
このように、固定ネジ１２２とネジ穴１２３を用いてプローブカード２２に第１基板７０を固定し、固定ネジ１２０とネジ穴１２１を用いて移動機構８０，８１を第１基板７０に着脱自在に取り付けることができる。そして、固定ネジ１１６を用いて、調整用組立体をプローブカード２２にしっかりと固定できる。また、固定ネジ１１６を適当に緩め、または外すことで、調整用組立体を第１基板７０に対して移動可能とすることができ、移動機構８０，８１を用いて、調整用組立体をプローブカード２２に対して位置決め調整することができ、位置決め調整後には、固定ネジ１１６を用いて、調整用組立体をプローブカード２２にしっかりと固定することができる。
【００６３】
図７は、位置決め調整部６０の詳細図である。以下では、図１から図６と共通の要素については同一の符号を付し、詳細な説明を省略する。また、以下では、図１から図６の符号を用いて説明する。
【００６４】
上記のように、模擬モジュール４０の光軸７とプローブカード２２のプローブ３０の配置位置との間の位置決め調整は、模擬モジュール４０を含む一体化組立体とプローブカード２２との間の相対的位置の調整によって行われる。位置決め調整部６０は、この位置決め調整を行う中枢部である部分であって、プローブカード２２と模擬モジュール４０との間に配置される部分を抜き出したものである。
【００６５】
図７に示されるように、位置決め調整部６０は、第１基板７０と、第２基板９０と高さ調整用基板９１が一体となったものと、移動機構８０，８１とを含んで構成される。なお、第２基板９０と高さ調整用基板９１が一体となったものを、以下では第２基板９０に代表させて説明する。上記のように、第１基板７０はプローブカード２２と一体化固定されており、第２基板９０には模擬モジュール４０が一体化して取り付けられている。また、移動機構８０，８１は、固定ネジ１２０によって第１基板７０と着脱自在に取り付けられる。なお、図７には、測定平面、すなわちチャック台１６、ウェーハ８の表面に平行な平面内で直行する２軸方向であるＸ方向、Ｙ方向が示されている。
【００６６】
移動機構８０，８１は、第１基板７０の周辺に対称に配置される２つのＸＹ移動機構である。移動機構８０は、互いに直交する方向に延び断面形状が矩形の２辺を有し、平面形状がＬ字形状の支持台８２と、支持台８２の各辺にそれぞれネジ穴を介して取り付けられる調整ネジ８４，８６を含んで構成される。調整ネジ８４，８６は、支持台８２のネジ穴に取り付けられるので、支持台８２が第１基板７０に取り付けられたときに、第１基板７０に対し、互いに直交する方向に直進自在に支持され、また回転自在に取り付けられることになる。そして、調整ネジ８４，８６のそれぞれの先端部が第２基板９０の互いに直交する方向の側面にそれぞれ当接する。そして、各調整ネジ８４，８６における支持台８２と第２基板９０との間には、それぞれ付勢バネ８８が配置される。
【００６７】
なお、もう一方の移動機構８１も、同様に、支持台８４と２つの互いに直交する方向に配置される調整ネジ８５，８７を有する。そして、移動機構８０の調整ネジ８４は移動機構８１の調整ネジ８５と向かい合って第２基板９０のＹ方向に延びる両側面にそれぞれ先端が当接する。また、移動機構８０の調整ネジ８６は移動機構８１の調整ネジ８７と平行に配置され第２基板９０のＸ方向に延びる１つの側面の両端にそれぞれ先端が当接する。
【００６８】
このように、第２基板９０は、移動機構８０，８１の調整ネジ８４，８５，８６，８７によって３つの側面で支持されるので、各調整ネジ８４，８５，８６，８７を適当に回転させることで、第２基板９０を第１基板７０に対し、ＸＹθの３自由度で、ＸＹ平面内で任意の位置に移動させることができる。換言すれば、第２基板９０に搭載される模擬モジュール４０の光軸７の位置を、第１基板７０が固定されているプローブカード２２のプローブ３０の配置位置に対し、ＸＹ平面内で任意の位置に移動させ、その間の位置関係を調整することができる。
【００６９】
図８は、プローブ３０の配置位置と、模擬モジュール４０の光軸７の位置に相当する小穴４８の位置との間の位置調整が行われる様子を示す図である。ここでは、プローブカードシステム２０を下側から見た様子が示されている。具体的には、プローブカードシステム２０を上下反転させてプローブ３０を上方に向けた状態で、双眼光学装置で観察した視野１００が示されている。図８の左側は位置調整前の状態、右側は位置調整後の状態である。これらの図において、視野１００には、固体撮像素子の１つの測定に用いられる１組のプローブ群３１と、小穴４８との観察状態が示されている。視野の中心のクロスヘアライン１０２の交点は、複数のプローブ３０からなる１組のプローブ群３１の中心位置に合わせてある。
【００７０】
図８の左側に示されるように、位置調整前においては、小穴４８の位置がクロスヘアライン１０２の交点からずれている。そこで、図７で説明したように、調整ネジ８４，８５，８６，８７を適当に回転して、第２基板９０を第１基板７０に対し移動させる。これにより、第２基板９０に搭載されている模擬モジュール４０がプローブカード２２に対し移動するので、小穴４８がプローブ群３１に対し移動する。双眼光学装置でその移動を監視し、小穴４８がクロスヘアライン１０２の交点にちょうどあった状態で、調整ネジ８４，８５，８６，８７の回転を止める。そして、図５で説明したように、固定ネジ１１６を回転させ、ネジ穴１１７にねじ込んで、しっかり固定する。
【００７１】
これによって、第１基板７０に対し第２基板９０が固定されるので、再び双眼光学装置で観察する。視野において、クロスヘアライン１０２の交点に小穴４８が止まっていることが確認されると、もはや移動機構８０，８１の役割は果たされたので、固定ネジ１２０を外して、移動機構８０，８１を第１基板７０から分離する。このようにして、プローブカード２２のプローブ３０の配置位置と模擬モジュール４０の光軸７の位置の間の位置調整を精度よく行うことができる。
【００７２】
なお、模擬モジュール４０の上面から小穴４８の位置を観察することもできるので、位置決め基準となる適当なマスタマスクを用いて、プローブ３０と小穴４８との間の位置調整を行うこともできる。例えば、図１のプローバシステム１０において、チャック台１６にウェーハ８の代わりに位置決めパターンを有するマスタマスクを配置し、ＸＹＺθ移動機構１４を用いて最初にプローブ３０をマスタマスクの位置決めパターンに位置決めする。このときはまだ模擬モジュール４０を搭載しないでおく。つまり、開口部９２等を通してマスタマスクとプローブ３０とを観察して位置決めを行う。
【００７３】
そして、この状態で、模擬モジュール４０を搭載し、今度は模擬モジュール４０の小穴４８とマスタマスクの位置決めパターンとを観察する。そして、位置決め調整部６０の調整ネジ８４，８５，８６，８７を用いて、小穴４８がマスタマスクの位置決めパターンに合うように、模擬モジュール４０を移動させる。このようにして、模擬モジュール４０の光軸７と、プローブカード２２のプローブ３０の配置位置との間の位置調整を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００７４】
【図１】本考案に係る実施の形態の光モジュール搭載プローブカードシステムが搭載されるプローバシステムの概要を説明するための図である。
【図２】本考案に係る実施の形態において、光モジュール搭載プローブカードシステムの構成を示す上面図である。
【図３】光モジュールの構成を説明する図である。
【図４】本考案に係る実施の形態において、光モジュール搭載プローブカードシステムの積層構造を分解して示す図である。
【図５】本考案に係る実施の形態において、光モジュール搭載プローブカードシステムの積層構造の光モジュール側を構成する各要素の接続固定関係を説明する図である。
【図６】本考案に係る実施の形態において、光モジュール搭載プローブカードシステムの積層構造のプローブカード側を構成する各要素の接続固定関係を説明する図である。
【図７】本考案に係る実施の形態において、位置決め調整部の詳細図である。
【図８】本考案に係る実施の形態において、位置決め調整の様子を説明する図である。
【符号の説明】
【００７５】
７  光軸、８  ウェーハ、１０  プローバシステム、１２  架台、１４  ＸＹＺθ移動機構、１６  チャック台、２０  （光モジュール搭載）プローブカードシステム、２２  プローブカード、２４  保持リング、２６  電子回路、２８，７２，９２，９３  開口部、３０  プローブ、３１  プローブ群、４０  模擬モジュール、４２  取付穴、４４  くぼみ、４８  小穴、６０  位置決め調整部、７０  第１基板、８０，８１  移動機構、８２，８４  支持台、８４，８５，８６，８７  調整ネジ、８８  付勢バネ、９０  第２基板、９１  高さ調整用基板、１００  視野、１０２  クロスヘアライン、１１０  位置決めピン、１１１  位置決め穴、１１２，１１４，１１６，１２０，１２２  固定ネジ、１１３，１１５，１２１，１２３  ネジ穴、１１７  貫通ネジ穴、１１８  調整用段付穴、１１９  調整用貫通穴。
【図１】
0003141880.tif 000003
【図２】
0003141880.tif 000004
【図３】
0003141880.tif 000005
【図４】
0003141880.tif 000006
【図５】
0003141880.tif 000007
【図６】
0003141880.tif 000008
【図７】
0003141880.tif 000009
【図８】
0003141880.tif 000010