(57)【要約】【課題】  オペレータによるティーチングを不要とし、プローブと電極パッドが常に適正な接触状態を維持できる検査装置を実現する。【解決手段】  被検査対象またはプローブの少なくとも一方を上下動させ、被検査対象の電極パッドにプローブを接触させ、被検査対象の検査を行う検査装置において、  前記電極パッドと前記プローブとの接触圧を検出する圧力センサと、  この圧力センサの検出結果に基づいて、前記被検査対象またはプローブの上下動の制御を行う制御部と、を備える。【選択図】                    図１
2008224586.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被検査対象またはプローブの少なくとも一方を上下動させ、被検査対象の電極パッドにプローブを接触させ、被検査対象の検査を行う検査装置において、
前記電極パッドと前記プローブとの接触圧を検出する圧力センサと、
この圧力センサの検出結果に基づいて、前記被検査対象またはプローブの上下動の制御を行う制御部と、
を設けたことを特徴とする検査装置。
【請求項２】
前記制御部は、前記圧力センサの検出値が、所定の圧力設定値となるように前記被検査対象またはプローブの位置を制御することを特徴とする請求項１に記載の半導体検査装置。
【請求項３】
前記制御部は、前記プローブを支持するプローブ支持機構の質量、前記プローブの本数、前記プローブの特性に基づいて演算される圧力設定値を利用することを特徴とする請求項２に記載の半導体検査装置。
【請求項４】
被検査対象またはプローブの少なくとも一方を上下動させ、被検査対象の電極パッドにプローブを接触させ、被検査対象の検査を行う検査装置において、
所定の指令値に基づいて発生させた推力により前記被検査対象と前記プローブを接触させる流体圧推力手段を設けたことを特徴とする検査装置。
【請求項５】
前記流体圧推力手段は、前記プローブの本数、前記プローブの特性、所定のオフセット値に基づいて演算される指令値を利用することを特徴とする請求項４に記載の検査装置。
【請求項６】
前記流体圧推力手段は、前記指令値に基づいて空気圧を発生するエアバッファ手段であることを特徴とする請求項４または５に記載の検査装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、被検査対象またはプローブの少なくとも一方を上下動させ、被検査対象の電極パッドにプローブを接触させ、被検査対象の検査を行う検査装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
被検査対象ＩＣを上方に移動させ、ＩＣの電極パッドに検査機器のプローブを接触させて検査を行うＩＣテスタについては、特許文献１に技術開示がある。
【０００３】
図３は、従来の検査装置の構成例を示す機能ブロック図である。被検査対象は、フラットパネル１であり、パネル上面に形成された複数個の電極パッド２１〜２ｎに、上方から下降するコンタクタ４に設置されたプローブ３１〜３ｎが接触する。
【０００４】
プローブ３１〜３ｎは、検査機器５に電気的に接続されており、この検査機器により各種の検査が実行される。プローブ３１〜３ｎは、ある程度のばね特性を持ち、電極パッド２１〜２ｎとの接触時にフラットパネル１を損傷させないようになっている。
【０００５】
検査機器５は、検査の開始前に全てのプローブと全ての電極パッドとの接触が正常であることを自己診断する診断手段５１を備えており、診断結果が表示部６に表示され、オペレータ７により監視が可能となっている。自己診断は、プローブと電極パッド間のオープンチェック、隣接電極パッドとの短絡チェック、内部抵抗チェック等を実行する。
【０００６】
プローブ３１〜３を電極パッド２１〜２ｎに接触させる手法として、コンタクタ４に結合するコンタクト機構８１をＺ軸方向に上下操作する。コンタクト機構は、コンタクタ４に結合するコンタクト機構８１と、連結部材８２を介してコンタクト機構８１と結合するコンタクト機構８３よりなる。
【０００７】
コンタクト機構８３は、支持筐体９に固定されたモータ１０の回転軸とボールねじ結合し、モータの回転操作により矢印Ｐ方向（Ｚ軸方向）に上下操作される。モータ１０の下方操作手段１１の操作指令Ｍａ及びモータ１０の上方操作手段１２の操作指令Ｍｂは、切り換えスイッチ１３を介してモータ１０に選択的に供給される。
【０００８】
コンタクタ４のＺ軸位置操作は、診断手段５１の自己診断結果をオペレータ７が監視し、予めフラットパネルの電極パッドとの接触が良好となる位置を決定する。そしてオペレータ７は、下方操作手段１１の操作指令Ｍａを出力させる設定値Ｔを設定する、ティーチングを実行する。
【０００９】
【特許文献１】特開２０００−１６２２８２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
従来のティーチング手法によるコンタクタ４のＺ軸位置操作では、次のような問題がある。
（１）プローブの経時的劣化による高さ方向のへたりにより、電極パッドとの接触異常が発生し、次第に検査が正しく実行されない異常状態となる。この異常状態は、前記した各種チェックを実行する自己診断手段５１では検出できない場合がある。
【００１１】
（２）オペレータによるティーチングミスがあった場合には、不十分な接触で検査結果が不安定になる。
【００１２】
（３）検査対象を新品種に切り換える際には、必ずティーチングの設定をやり直す必要があり、煩雑でミスも発生し易い。
【００１３】
本発明は上述した問題点を解決するためになされたものであり、オペレータによるティーチングを不要とし、プローブと電極パッドが常に適正な接触状態を維持できる検査装置の実現を目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
このような課題を達成するために、本発明は次の通りの構成になっている。
（１）被検査対象またはプローブの少なくとも一方を上下動させ、被検査対象の電極パッドにプローブを接触させ、被検査対象の検査を行う検査装置において、
前記電極パッドと前記プローブとの接触圧を検出する圧力センサと、
この圧力センサの検出結果に基づいて、前記被検査対象またはプローブの上下動の制御を行う制御部と、
を設けたことを特徴とする検査装置。
【００１５】
（２）前記制御部は、前記圧力センサの検出値が、所定の圧力設定値となるように前記被検査対象またはプローブの位置を制御することを特徴とする（１）に記載の半導体検査装置。
【００１６】
（３）前記制御部は、前記プローブを支持するプローブ支持機構の質量、前記プローブの本数、前記プローブの特性に基づいて演算される圧力設定値を利用することを特徴とする（２）に記載の半導体検査装置。
【００１７】
（４）被検査対象またはプローブの少なくとも一方を上下動させ、被検査対象の電極パッドにプローブを接触させ、被検査対象の検査を行う検査装置において、
所定の指令値に基づいて発生させた推力により前記被検査対象と前記プローブを接触させる流体圧推力手段を設けたことを特徴とする検査装置。
【００１８】
（５）前記流体圧推力手段は、前記プローブの本数、前記プローブの特性、所定のオフセット値に基づいて演算される指令値を利用することを特徴とする（４）に記載の検査装置。
【００１９】
（６）前記流体圧推力手段は、前記指令値に基づいて空気圧を発生するエアバッファ手段であることを特徴とする（４）または（５）に記載の検査装置。
【発明の効果】
【００２０】
本発明によれば、次のような効果を期待することができる。
（１）プローブの経時的劣化に関わらず、プローブを常に適正圧力で電極パッドに接触させることができる。
【００２１】
（２）従来必要であったオペレータによる微妙なティーチング作業が不要となり、簡単な圧力設定のみで安定な検査結果を得ることができる。
【００２２】
（３）検査対象を新品種に切り換える際にも、従来必要とされたティーチング設定のやり直し作業は不要となり、作業ミスによる検査異常を軽減することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
以下、本発明を図面により詳細に説明する。図１は、本発明を適用した検査装置の一実施形態を示す機能ブロック図である。図３で説明した従来の検査装置と同一要素には同一符号を付して説明を省略する。
【００２４】
本発明の構成上の特徴部は、圧力センサ１００及び制御部２００である。コンタクタ４を支持するコンタクト機構８１は、連結部８２及びＬＭガイド８４を介してコンタクト機構８３に接続されている。コンタクタ４およびコンタクト機構８１でプローブ支持機構を形成する。
【００２５】
コンタクト機構８３の底部よりコンタクト機構８１下部に延長された支持部材８５上に、ロードセル等による圧力センサ１００がコンタクト機構８１の重量を受けるように設置されている。圧力センサ１００の検出値Ｐｉは、制御部２００に入力される。
【００２６】
制御部２００は、目標値演算手段２０１、減算器２０２、圧力制御手段２０３、モータドライバ２０４よりなる。減算器２０２は、圧力検出値Ｐｉと圧力目標値Ｐｓとの偏差ｅを算出して圧力制御手段２０３に渡す。
【００２７】
圧力制御手段２０３は、減算器２０２からの偏差ｅに基づく制御演算を実行し、モータドライバ２０４を介して下方操作指令Ｍａをモータ１０に出力してコンタクト機構８３を下方操作する。この下方操作により、連結するコンタクト機構８１が下降する。
【００２８】
プローブと電極パッドが接触する位置までコンタクト機構８１が下降すると、プローブと電極パッドが接触を開始する点からプローブ自身が備えるばねの反発力を受けて圧力センサ１００の検出値Ｐｉが軽減する。
【００２９】
このときの圧力検出値Ｐｉが適正な圧力目標値Ｐｓに等しくなるように制御部２００によるフィードバック制御を実行すれば、プローブと電極パッドとの接触圧を常に適正値に維持することができる。
【００３０】
目標値演算手段２０１は、最適な接触圧の目標値Ｐｓを演算するために、設定されるコンタクト機構８１とコンタクタ４の質量Ｍ（コンタクタ４の質量がコンタクト機構８１の質量と比較して非常に小さい場合には、コンタクタ４の質量を無視してもよい。）、プローブの本数ｎ、プローブのばね定数ｋを入力し、目標値Ｐｓを、次式
Ｐｓ＝Ｍ−ｎ・ｋ
に基づいて演算して出力する。Ｍ，ｎ，ｋはいずれも定数であり、従ってＰｓも一定値である。
【００３１】
図２は、本発明を適用した検査装置の他の実施形態を示す機能ブロック図である。図１の実施形態と対比したこの実施形態の特徴は、図１がフィードバック制御による接触圧制御であるのに対して、オープンループによる推力発生手段により適正接触圧を実現している構成にある。
【００３２】
コンタクタ４は、コンタクト機構８６に支持されている。コンタクト機構８１は、推力発生手段を形成するエアバッファ手段３００を介してコンタクト機構８６と結合している。エアバッファ手段３００に入力される空気圧により、コンタクト機構８６は矢印Ｑで示すＺ軸方向に変位し、プローブと電極パッドの接触圧を変化させる。
【００３３】
エアバッファ手段３００に入力される空気圧は、電空レギュレータ４００により指令値Ｐａにより設定される。この指令値Ｐａは、指令値演算手段５００で演算される。コンタクト機構８１は、オペレータ７によって設定される下方操作手段１１の設定Ｓに応じて適当な位置に操作される。
【００３４】
指令値演算手段５００は、プローブの本数ｎ、プローブのばね定数ｋ、オフセット値αを入力し、指令値Ｐａを、次式
Ｐａ＝ｎ・ｋ＋α
に基づいて演算して出力する。ｎ，ｋ，αはいずれも定数であり、従ってＰａも一定値である。
【００３５】
推力発生手段は、空気圧で作動するエアバッファ手段の他、流体圧で作動するアクチュエータ手段等、関節機構等のアクチュエータとして市販されている各種の推力発生手段を採用することができる。
【００３６】
オープンループによる接触圧制御を特徴とする図２の実施形態では、図１のフィードバック制御による接触圧制御に比較すると制御精度は低くなるが、実用精度を確保できる市販品の利用により、低コストで信頼性の高い検査システムを実現できるメリットがある。
【００３７】
以上説明した実施形態では、検査対象をフラットパネルとして説明したが、本発明はハンドラ等で移送されるウェファ上のＩＣチップ等の電極パッドにプローブを接触させる検査装置全般に適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】本発明を適用した検査装置の一実施形態を示す機能ブロック図である。
【図２】本発明を適用した検査装置の他の実施形態を示す機能ブロック図である。
【図３】従来の検査装置の構成例を示す機能ブロック図である。
【符号の説明】
【００３９】
１  フラットパネル
２１〜２ｎ  電極パッド
３１〜３ｎ  プローブ
４  コンタクタ
５  検査機器
５１  診断手段
６  表示部
７  オペレータ
８１，８３  コンタクト機構
８２  連結部
８４  ＬＭガイド
８５  支持部材
１０  モータ
１２  上方操作手段
１３  切り換えスイッチ
１００  圧力センサ
２００  制御部
２０１  目標値演算手段
２０２  減算器
２０３  圧力制御手段
２０４  モータドライバ
【図１】
2008224586.tif 000003
【図２】
2008224586.tif 000004
【図３】
2008224586.tif 000005