(57)【要約】  本発明は、マニピュレータ（２）、マニピュレータに配置されたプローブアーム及びプローブアーム（９）と少なくとも間接的に接続された探針（２９）を有するプローブ保持装置に関し、試験基板の接点数を増大する手法を実現するとともに、ディスク構造内の半導体素子のスクライビング溝の多くの接点と接触させて試験する有利な手法を実現することを課題とする。本発明では、探針と少なくとも一つの第二の探針が配置された探針支持体（１３）をプローブアームと接続することによって課題を解決している。
2011501116.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
検査機器のプローブ保持板と接続することが可能であり、基盤面、プローブアーム収容部、調整手段、プローブアーム、並びに試験基板と接触させることが可能な探針を備えたマニピュレータを有するプローブ保持装置であって、プローブアームは、第一と第二の端部の間に長手方向に延びる部分を有し、第一の端部がプローブアーム収容部と固定され、第二の端部に探針を収容しており、プローブアーム収容部は、調整手段を用いて、基盤面に対して垂直に延びるｚ方向と、ｚ方向に対して垂直に延びるとともに、プローブアームの長手方向に延びる部分に対して平行に延びるｘ方向と、ｚ方向に対して垂直に延びるとともに、ｘ方向に対して垂直に延びるｙ方向とに関する位置を調整することが可能であるプローブ保持装置において、
探針（２９）と少なくとも一つの第二の探針が配置された探針支持体（１３）が、プローブアーム（９）の第二の端部（１１）と接続されていることを特徴とするプローブ保持装置。
【請求項２】
旋回ベース（４）が、下方プレート（２１）とその上に間隔を開けて配置された上方プレート（２０）とから構成され、それらのプレートは、調整機器（２３）を用いて、上方プレート（２０）と下方プレート（２１）が成す角度を調整することができるように、第一のベース旋回軸（３５）、第二のベース旋回軸（３６）、或いは第一のベース旋回軸（３５）と第二のベース旋回軸（３６）の両方の周りを旋回可能な形でリンク機構により互いに接続されており、ベース旋回軸（３５）がｘ方向を向いているか、ベース旋回軸（３６）がｙ方向を向いているか、或いは第一のベース旋回軸（３５）と第二のベース旋回軸（３６）の両方に関して、上方プレート（２０）に対する下方プレート（２１）の位置を調整することが可能であることと、
マニピュレータ（２）の基盤面（３）が、上方プレート（２０）と接続されていることと、
を特徴とする請求項１に記載のプローブ保持装置。
【請求項３】
下方プレート（２１）と上方プレート（２０）の間に、固体ジョイント（２２）が配置されていることを特徴とする請求項２に記載のプローブ保持装置。
【請求項４】
下側を下方プレート（２１）と接続された第二の位置合わせガイド（１８）に対応する第一の位置合わせガイド（１７）を備えたｘ方向又はｙ方向に延びるレール（１６）が、プローブ保持板（１５）と接続されていることを特徴とする請求項２又は３に記載のプローブ保持装置。
【請求項５】
第一の位置合わせガイド（１７）が位置合わせ用スロット（１７）から構成され、第二の位置合わせガイド（１８）が位置合わせ用スロット（１７）と係合する位置合わせ用突起（１８）から構成されることを特徴とする請求項４に記載のプローブ保持装置。
【請求項６】
プローブアーム（９）と探針支持体（１３）の間に、ｚ方向を向いた旋回軸（１４）の周りに探針支持体（１３）を旋回させることが可能な角度調整機器（１２）が配置されていることを特徴とする請求項１から５までのいずれか一つに記載のプローブ保持装置。
【請求項７】
探針支持体は、複数の探針（２９）が配置されたプローブカード（１３）から構成されており、それらの探針が、プローブカード（１３）を介して試験機器と電気的に、或いはデータを伝送できる形で接続されていることを特徴とする請求項１から６までのいずれか一つに記載のプローブ保持装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、検査機器のプローブ保持板と接続することが可能なプローブ保持装置に関する。そのプローブ保持板は、基盤面、プローブアーム収容部及び調整手段を備えたマニピュレータを有する。更に、プローブ保持装置は、プローブアームと試験基板に接触させることが可能な探針とを有する。この場合、プローブアームは、第一と第二の端部の間に長手方向に延びる部分を有し、第一の端部がプローブアーム収容部と固定されている。プローブアームの第二の端部は、探針を収容している。この場合、プローブアーム収容部は、調整手段を用いて、基盤面に対して垂直に延びるｚ方向、ｚ方向に対して垂直に延びるとともに、プローブアームの長手方向に延びる部分に対して平行に延びるｘ方向、並びにｚ方向及びｘ方向に対して垂直に延びるｙ方向に関する位置を調整することができる。
【０００２】
本発明は、そのような所謂検査機器に使用することが可能なプローブ保持装置に関する。以下において、検査機器とは、プローブ保持装置を上に設置して、固定することが可能なプローブ保持板を備えた、基板の電気的な機能を試験する試験機器であると解釈する。この場合、プローブ保持板は、プローブ保持板の下に置かれた基板に対する貫通孔を有し、その貫通孔を通して、プローブアームが差し込まれる。
【背景技術】
【０００３】
そのようなプローブ保持板上に設置されて、調整後にプローブ保持板と接続することが可能なプローブ保持装置が知られている。その場合、例えば、真空吸引装置が基盤面の下に配置されている。そのような複数のプローブ保持装置を用いて、例えば、半導体素子の試験基板上の接点パターンに対応して探針を調整することができる。更に、それらのディスク構造内の半導体素子は、それぞれ同じ接点パターンを有する各半導体素子が順番に探針の下に移動し、探針を接触されて試験される。
【０００４】
その場合、マニピュレータのサイズによって、プローブ保持板上のプローブ保持装置の数が制限されることが不利である。
【０００５】
ここで、半導体技術において、基板上の接点を試験するだけでなく、半導体素子の間のスクライビング溝も試験のために活用することが一般的である。そのために、スクライビング溝には、例えば、プロセスパラメータの評価に利用される多くの個別接点が配置されている。従来のプローブ保持装置を備えた試験構造を調整する負担は、許容できない程大きな負担となっている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
以上のことから、本発明の課題は、試験基板の接点数を増大する手法を実現することである。更に、本発明の課題は、ディスク構造内の半導体素子のスクライビング溝の多くの接点と接触させて、試験する有利な手法を実現することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本課題は、本発明にもとづく請求項１の特徴を有する基板保持装置によって解決される。請求項２〜７は、本発明の有利な実施構成の特徴を記載している。
【０００８】
以下において、実施例にもとづき、本発明を詳しく説明する。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】プローブ保持板上の本発明によるプローブ保持装置の斜視図
【図２】第二のベース旋回軸がｙ方向を向いた本発明による旋回ベースの平面図
【図３】図２の本発明による旋回ベースの側面図
【図４】第一のベース旋回軸がｘ方向を向いた本発明による旋回ベースの斜視図
【図５】本発明によるプローブ保持装置の平面図
【図６】本発明による角度調整器とそれと連結されたプローブカードの斜視図
【図７】ｘ方向の周りに旋回させることが可能な本発明によるプローブカードの使用図
【図８】ｙ方向を向いた第二のベース旋回軸の周りを旋回させることが可能な本発明によるプローブカードの使用図
【図９】半導体ディスク上のスクライビング溝内の接点を試験するための本発明による基板保持装置を複数配置した構成図
【図１０】図９の配置構成の平面図
【図１１】基板保持装置の遮蔽体を備えた検査機器に本発明による複数の基板保持装置を使用した形態の斜視図
【図１２】本発明による複数の基板保持装置を互いに間隔を開けて配置した構成の平面図
【発明を実施するための形態】
【００１０】
図１の図面による本発明のプローブ保持装置１は、マニピュレータ２を有する。このマニピュレータ２の基盤面３は、旋回ベース４で支持されるとともに、それと固定されている。図１には、移動方向ｘ，ｙ及びｚが、矢印で模式的に表示されている。プローブアーム収容部８は、調整ねじ５，６及び７を用いて、ｘ，ｙ及びｚ方向に関する位置を調整することが可能である。プローブアーム９の第一の端部１０がプローブアーム収容部８と固定されている。その第二の端部１１には、角度調整器１２が配置されている。この角度調整器１２は、プローブカード１３と接続されている。プローブカード１３は、角度調整器１２によって、ｚ方向を向いた旋回軸１４の周りを旋回させることが可能である。
【００１１】
プローブ保持装置１は、プローブ保持板１５と接続されている、詳しくは、レール１６がプローブ保持板１５と固く連結される形で接続されている。そのレール１６は、位置合わせ用スロット１７を有し、そのスロットに位置合わせ用突起１８が係合している。この位置合わせ用突起１８は、旋回ベース４と接続されており、それに加えて、プローブ保持装置１は、基盤面３を旋回ベース４と接続することによって固定されている。旋回ベース４の下側は、旋回ベース４をプローブ保持板１５に対して、一方では支持し、他方では固定するための磁石保持体１９を備えている。
【００１２】
図２と図３に図示されている通り、本発明による旋回ベース４は、上方プレート２０と下方プレート２１から構成されている。この場合、第一のベース旋回軸３５がｘ方向に延びるか、或いは第二のベース旋回軸３６がｙ方向に延びることができる。
【００１３】
図示されていない実施形態では、旋回ベース４は、第一のベース旋回軸３５と第二のベース旋回軸３６の両方の周りを旋回可能な形で構成することができる。
【００１４】
図２と図３は、位置合わせ用突起１８と、ここでは、第二のベース旋回軸３６の方向、即ち、ｙ方向に延びる固体ジョイント２２の位置との間の関係を示している。図４に図示されている旋回ベース４では、固体ジョイント２２が、位置合わせ用突起１８に対して垂直な方向を向いており、それは、そのような旋回ベースのベース旋回軸３５がｘ方向に延びることを意味する。プローブカード１３の所望の方向に応じて、図２と図３に図示された旋回ベース又は図４に図示された旋回ベースが使用される。両方の実施形態は、二つの旋回ベース４を共通の下方プレート２１上に配置するものと規定する。そうすることによって、複数のプローブ保持装置１を互いに接する形で並べて配置することが可能である。この場合、旋回ベース４は、それぞれｘ方向に延びる第一のベース旋回軸３５、ｙ方向に延びる第二のベース旋回軸３６、或いはベース旋回軸３５と３６の両方の周りにそれぞれ独立して旋回させることができる。
【００１５】
調整ねじ２３によって調整した旋回ベース４の角度を精確に読み取ることができるように、変位表示器２４が配備されている。
【００１６】
図５は、プローブアーム９の第二の端部１１を拡大図で図示しており、その端部には、接続部材２５を介してプローブカード１３と接続された角度調整器１２が配置されている。調整ねじ２６を用いて、旋回軸１４の周りにプローブカード１３を旋回させることができる。
【００１７】
別途図示されている通り、周囲をシールドした形で複数のプローブ保持装置１を配置することができる。そして、場合によっては、調整ねじ２６へのアクセスを阻止することができる。そのような理由から、図６に図示されている通り、調整ねじ２６を操作することが可能な調整レバー２７を配備することができる。
【００１８】
同じく図６に図示されている通り、顕微鏡の対物レンズ２８をプローブカードに設置して、個別接点に対するプローブカードの位置を調整することができる。
【００１９】
ここで、図７と８には、本発明によるプローブカードの使用形態が図示されている。そこに見られる通り、プローブカード１３は、半導体ウェーハ３３上の半導体素子３２の間のスクライビング溝３１に配置された個別接点３０と接触させる探針２９を有する。図７では、そのようなｙ方向のスクライビング溝３１に対して接触が行われる。そのため、プローブ保持板では、図７による個別接点の接触のために、図４に図示された旋回ベース４が使用される。図８では、接触させる個別接点３０は、ｘ方向に延びるスクライビング溝３１に有る。そのため、探針２９の方向調整のために、プローブカード１３は、ｙ方向を向いた第二のベース旋回軸３６の周りを旋回することが可能であり、そのことは、図２と図３に図示された旋回ベース４によって実現される。
【００２０】
図９に図示されている通り、半導体ディスク３３上のｘ方向とｙ方向の両方向のスクライビング溝３１内の多くの個別接点３０と接触させることができるように、複数のプローブカード１３の位置調整を行うために複数のプローブ保持装置１が配備される。そのようなパッケージング密度は、従来技術によるプローブ保持装置では実現することができなかった。
【００２１】
図９に図示されている通り、マニピュレータ２の空間的な相互間隔を均すために、プローブアーム９は、様々な形で取り付けることが可能な様々な曲げ部材を備えるものと規定され、そうすることによって、プローブカード１３の非常に高い密度を実現することができる。
【００２２】
図９に図示されている通り、そのような配置構成によって、プローブカード１３とそのため探針２９の高いパッケージング密度が実現することができ、場合によっては、スクライビング溝３１内のｘ方向とｙ方向の両方向を向いた個別接点３０と同時に接触させることができることは非常に明白である。
【００２３】
図１１に図示されている通り、本発明による複数のプローブ保持装置１を筐体３４内に格納することができ、筐体３４は、電磁石の方向と熱の影響の両方に対して、プローブ保持装置１を遮蔽する役割を果たすことができる。場合によっては、本発明によるプローブ保持装置１の実施形態によって、多くのプローブカード１３を配置して、それぞれ筐体３４を開くことが避けられない後調整を行うこと無く、そのまま集合体としておくことも可能である。
【００２４】
最後に、図１２には、本発明によるプローブ保持装置１の間隔を開けた配置構成によって、プローブカード１３の間の大きな間隔を同様に実現することができることが図示されている。
【符号の説明】
【００２５】
１    プローブ保持装置
２    マニピュレータ
３    基盤面
４    旋回ベース
５    調整ねじ
６    調整ねじ
７    調整ねじ
８    プローブアーム収容部
９    プローブアーム
１０    第一の端部
１１    第二の端部
１２    角度調整器
１３    プローブカード
１４    旋回軸
１５    プローブ保持板
１６    レール
１７    位置合わせ用スロット
１８    位置合わせ用突起
１９    磁石保持体
２０    上方プレート
２１    下方プレート
２２    固体ジョイント
２３    調整ねじ
２４    変位表示器
２５    接続アーム
２６    調整ねじ
２７    調整レバー
２８    顕微鏡の対物レンズ
２９    探針
３０    個別接点
３１    スクライビング溝
３２    半導体素子
３３    半導体ウェーハ
３４    筐体
３５    第一のベース旋回軸
３６    第二のベース旋回軸
【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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【図１２】
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【国際調査報告】
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