(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板の電気特性を検査する検査装置において旋回軸回りにテストヘッドを旋回させるテストヘッド旋回機構であって、
前記旋回軸に直交する方向に動力を出力するモーターと、
前記モーターの両側に設けられ、前記テストヘッドを旋回可能に支持する２つの支持アームと、
前記モーターの動力を前記２つの支持アームに伝達するギアを有するギア部とを具備することを特徴とするテストヘッド旋回機構。
【請求項２】
前記２つの支持アームは、前記モーターに対して対称となる位置に配置されていることを特徴とする請求項１に記載のテストヘッド旋回機構。
【請求項３】
前記ギア部は、ウォームギアを有することを特徴とする請求項１または請求項２に記載のテストヘッド旋回機構。
【請求項４】
前記ギア部と前記２つの支持アームとの間にそれぞれ設けられた２つの後段減速機をさらに具備することを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか１項に記載のテストヘッド旋回機構。
【請求項５】
前記２つの後段減速機は、前記モーターに対して対称となる位置に配置されていることを特徴とする請求項４に記載のテストヘッド旋回機構。
【請求項６】
前記後段減速機は、遊星歯車式減速機を含むことを特徴とする請求項４または請求項５に記載のテストヘッド旋回機構。
【請求項７】
前記遊星歯車式減速機としてサイクロ減速機を用いることを特徴とする請求項６に記載のテストヘッド旋回機構。
【請求項８】
前記テストヘッドは、枠体に収容されており、前記支持アームは、前記枠体を介して前記テストヘッドを支持することを特徴とする請求項１から請求項７のいずれか１項に記載のテストヘッド旋回機構。
【請求項９】
前記テストヘッドの旋回を制御する制御部をさらに具備し、前記制御部は、前記モーターの駆動を制御する主制御部と、旋回モードを入力する入力部とを有し、前記主制御部は、前記入力部の操作により、設定した旋回角度まで前記テストヘッドが自動的に旋回する自動モードと、前記テストヘッドの旋回および停止を手動で行い、任意の位置で前記テストヘッドを停止させる手動モードで動作するように制御するとともに、前記自動モードで前記テストヘッドが設定角度まで旋回するように制御している途中で、前記手動モードに切り替えた際に、前記自動モードを停止して、前記テストヘッドが設定角度まで旋回する前に、前記手動モードに切り替わるように制御することを特徴とする請求項１から請求項８のいずれか１項に記載のテストヘッド旋回機構。
【請求項１０】
前記テストヘッドを昇降させる昇降機構をさらに具備することを特徴とする請求項１から請求項９のいずれか１項に記載のテストヘッド旋回機構。
【請求項１１】
被検査体の電気特性を測定する検査装置本体と、
前記被検査体の検査のための電子部品を有するテストヘッドと、
前記テストヘッドを前記検査装置本体の上の検査位置と、前記検査位置から離隔したメンテナンスエリアとの間で旋回するテストヘッド旋回機構と
を具備し、
前記テストヘッド旋回機構は、請求項１から請求項１０のいずれか１項の構成を有していることを特徴とする検査装置。
【請求項１２】
前記検査装置本体は、
筐体と、
前記筐体内に設けられ、被検査体に接触するプローブ針を有するプローブカードと、
前記筐体内の前記プローブカードの下方位置で被検査体を移動可能に支持する支持部材と、
前記プローブカードと前記テストヘッドとを接続する接続部材と
を有することを特徴とする請求項１１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、テストヘッド旋回機構およびそれを用いた検査装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体デバイスの製造プロセスでは、半導体ウエハに形成されたＩＣチップの電気的検査を行う検査装置としてプローブ装置が用いられている。
【０００３】
プローブ装置は、一般に、被検査体である半導体ウエハ上のＩＣチップを１個ずつまたは複数個ずつ連続的に、または半導体ウエハ上のＩＣチップを一括して電気的検査する検査部を構成するプローブ装置本体と、プローブ装置本体の上に旋回可能に設けられたテストヘッドと、テストヘッドを旋回させるテストヘッド旋回機構と、カセット単位で搬入、搬出された被検査体である半導体ウエハを１枚ずつプローブ装置本体に搬送するローダ部とを有する。
【０００４】
プローブ装置本体は、半導体ウエハを載置する載置台と、載置台の上方に配置されたプローブカードとを備えており、このプローブカードとテスター間がテストヘッドにより電気的に中継される。
【０００５】
テストヘッド旋回機構は、テストヘッドを、プローブ装置本体の上に載置された検査位置と、メンテナンスエリアとの間で例えば１８０°旋回させることが可能となっている。
【０００６】
テストヘッドは、被検査体である半導体ウエハの電気的検査に必要な多数の電子部品が実装された重量物であり、現状３００ｋｇにも達すものも用いられている。
【０００７】
従来、テストヘッド旋回機構として、テストヘッドを旋回させる旋回軸となるシャフトと、テストヘッドとシャフトとを繋ぐ２本の支持アームと、シャフトの一方側の一方の支持アームの外側に飛び出した位置に取り付けられた、モーターおよび減速機が一体となった構造を有する駆動系とを有し、駆動系の動力をシャフトを介して旋回動力として支持アームに伝達するものが知られている（例えば特許文献１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開平９−２９８２２４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、特許文献１に開示されたテストヘッド旋回機構は、駆動系が旋回軸の中央から偏った位置に設けられているので、テストヘッドが大きくかつ重量物であって剛性が高くても、支持アームの片側に応力集中があり、ねじれも大きくなる。また、シャフトを介して旋回動力を伝達しているため、重量物であるテストヘッドを旋回する際に、駆動動力と実際の旋回部とで旋回動力のロスおよびねじれによる旋回位置ロス等を生じやすい。また、駆動系のサイズが大きく、また駆動系が一方の支持アームの外側に飛び出しているので、その分フットプリントが大きくなる。
【００１０】
したがって、本発明は、応力集中、動力伝達ロスおよび旋回位置ロスが小さく、かつフットプリントが小さく小型化が可能なテストヘッド旋回機構およびそれを用いた検査装置を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記課題を解決するため、本発明の第１の観点は、基板の電気特性を検査する検査装置において旋回軸回りにテストヘッドを旋回させるテストヘッド旋回機構であって、前記旋回軸に直交する方向に動力を出力するモーターと、前記モーターの両側に設けられ、前記テストヘッドを旋回可能に支持する２つの支持アームと、前記モーターの動力を前記２つの支持アームに伝達するギアを有するギア部とを具備することを特徴とするテストヘッド旋回機構を提供する。
【００１２】
上記第１の観点に係るテストヘッド旋回機構において、前記２つの支持アームは、前記モーターに対して対称となる位置に配置されていることが好ましい。また、前記ギア部として、ウォームギアを有するものを用いることができる。
【００１３】
前記ギア部と前記２つの支持アームとの間にそれぞれ設けられた２つの後段減速機をさらに具備する構成とすることができる。その場合に、前記２つの後段減速機は、前記モーターに対して対称となる位置に配置されていることが好ましい。前記後段減速機は、遊星歯車式減速機を含むものとすることができ、前記遊星歯車式減速機としてサイクロ減速機を用いることができる。
【００１４】
前記テストヘッドの旋回を制御する制御部をさらに具備し、前記制御部は、前記モーターの駆動を制御する主制御部と、旋回モードを入力する入力部とを有し、前記主制御部は、前記入力部の操作により、設定した旋回角度まで前記テストヘッドが自動的に旋回する自動モードと、前記テストヘッドの旋回および停止を手動で行い、任意の位置で前記テストヘッドを停止させる手動モードで動作するように制御するとともに、前記自動モードで前記テストヘッドが設定角度まで旋回するように制御している途中で、前記手動モードに切り替えた際に、前記自動モードを停止して、前記テストヘッドが設定角度まで旋回する前に、前記手動モードに切り替わるように制御する構成とすることができる。
【００１５】
また、上記第１の観点のテストヘッド旋回機構において、前記テストヘッドを昇降させる昇降機構をさらに具備してもよい。
【００１６】
本発明の第２の観点は、被検査体の電気特性を測定する検査装置本体と、前記被検査体の検査のための電子部品を有するテストヘッドと、前記テストヘッドを前記検査装置本体の上の検査位置と、前記検査位置から離隔したメンテナンスエリアとの間で旋回するテストヘッド旋回機構とを具備し、前記テストヘッド旋回機構は、上記第１の観点の構成を有していることを特徴とする検査装置を提供する。
【００１７】
上記第２の観点の検査装置において、前記検査装置本体は、筐体と、前記筐体内に設けられ、被検査体に接触するプローブ針を有するプローブカードと、前記筐体内の前記プローブカードの下方位置で被検査体を移動可能に支持する支持部材と、前記プローブカードと前記テストヘッドとを接続する接続部材とを有する構成とすることができる。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、モーターと、モーターの両側に設けられ、前記テストヘッドを旋回可能に支持する２つの支持アームと、モーターの動力を２つの支持アームに伝達するギアを有するギア部とを具備する構成としたので、モーターを含む駆動系を旋回軸の中央に位置させることができる。このため、駆動系を小さくかつ軽量にできるとともに、応力は均等でねじれも少ない。また、動力伝達のためのシャフトが不要であるため、駆動動力と実際の旋回部とで、旋回動力のロスおよびねじれによる旋回位置ロスが小さい。また、モーターを含む駆動系を小さくすることができ、かつモーター等を支持アームの間のデッドスペースに配置するので、フットプリントを小さくすることができ小型化が可能である。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明の一実施形態に係るテストヘッド旋回機構を備えたプローブ装置を示す正面図である。
【図２】図１のプローブ装置の主要部を示す斜視図である。
【図３】図１のプローブ装置の制御部を示すブロック図である。
【図４】本発明の一実施形態に係るテストヘッド旋回機構を示す斜視図である。
【図５】本発明の一実施形態に係るテストヘッド旋回機構の駆動系を示す正面図である。
【図６】本発明の一実施形態に係るテストヘッド旋回機構の要部を示す分解斜視図である。
【図７】従来のテストヘッド旋回機構と本発明の一実施形態に係るテストヘッド旋回機構とを比較して説明するための平面図である。
【図８】実験例１における、従来例のテストヘッド旋回機構および本発明例のテストヘッド旋回機構について、旋回角度が０°の位置における、テストヘッド荷重なしの場合とありの場合の、２つの支持アーム（フロントアームおよびリアアーム）およびヘッド先端の変位の測定位置を説明するための図、およびそれらの測定位置で変位を測定した結果を示す図である。
【図９】実験例２における、従来例のテストヘッド旋回機構および本発明例のテストヘッド旋回機構のフロントアームおよびリアアーム位置での１８０°旋回時におけるＸ方向の変位量を比較した結果、および従来例のテストヘッド旋回機構および本発明例のテストヘッド旋回機構のフロントアームおよびリアアーム位置での各旋回角度におけるＸ方向の変位量、および旋回角度が０°に戻ったときの再現性を示す図である。
【図１０】テストヘッド旋回機構の変形例を示す斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下、添付図面を参照して本発明の実施の形態について詳細に説明する。
【００２１】
＜プローブ装置＞
最初に、本発明の一実施形態に係るテストヘッド旋回機構を備えた検査装置であるプローブ装置の全体について説明する。
図１は本発明の一実施形態に係るテストヘッド旋回機構を備えたプローブ装置を示す正面図、図２はその主要部を示す斜視図である。
【００２２】
プローブ装置１００は、被検査体例えば半導体ウエハ（以下、単にウエハと記す）Ｗの電気的検査を行う検査部を構成するプローブ装置本体１と、プローブ装置本体１の上に旋回可能に設けられたテストヘッド２と、テストヘッド２を旋回させるテストヘッド旋回機構３と、カセット単位で搬入、搬出されたウエハを１枚ずつプローブ装置本体に搬送するローダ部４と、制御部５とを有する。なお、図１では制御部５を一部切り欠いて示しており、図２ではローダ部の記載を省略している。
【００２３】
プローブ装置本体１は、図１に示すように、筐体１１と、筐体１１の天面を構成し、中央に円形の孔１２ａが形成されたヘッドプレート１２と、ヘッドプレート１２の孔１２ａに対応する位置に取り付けられ、プローブ針（接触子）１３ａを有するプローブカード１３と、プローブカード１３の下方位置でウエハＷを載置する載置台１４とを有する。
【００２４】
載置台１４は、Ｘ−Ｙテーブル機構、Ｚ方向移動機構およびθ方向移動機構（いずれも図示せず）によりＸ、Ｙ、Ｚ、θ方向に移動可能となっており、ウエハＷを所定の検査位置へ位置決めするようになっている。
【００２５】
また、プローブカード１３のプローブ針（接触子）１３ａは、ウエハＷのＩＣチップの端子に接続するようになっている。そして、テストヘッド２がプローブ装置本体１の直上の検査位置に位置された時に、プローブカード１３上面の接続端子（図示せず）が接続リング１５を介してテストヘッド２に接続されるようになっている。
【００２６】
テストヘッド２は、プローブカード１３とテスター（図１，２では図示せず）との間を電気的に中継するものである。テストヘッド２は、被検査体であるウエハＷの検査のための多数の電子部品が実装されて構成され、例えば３００ｋｇ程度の重量物を構成しており、剛性の高い材料で構成された枠体２１に収容されており、枠体２１に取り付けられている。テストヘッド旋回機構３は、枠体２１を介してテストヘッド２を旋回させるようになっている。テストヘッド２が十分な剛性を有するものであれば、枠体２１を介さずにテストヘッド２を直接旋回させてもよい。テストヘッド旋回機構３は、テストヘッド２を、プローブ装置本体１の上の検査位置と、検査位置から離隔したメンテナンスエリア６との間で旋回移動させるものであり、最大１８０°旋回可能となっている。なお、テストヘッド旋回機構３の詳細については、後述する。
【００２７】
制御部５は、図３に示すように、プローブ装置１００の各構成部、すなわち、プローブ装置本体１、テストヘッド旋回機構３、ローダ部４、テスター７（図３のみ図示）を制御する、ＣＰＵを有する主制御部５１と、キーボードやマウス、リモコン等の入力部５２と、プリンター等の出力部５３と、ディスプレイ等の表示部５４と、制御に必要な情報を記憶する記憶部５５とを有している。主制御部５１は、検査モードにおいては、記憶部５５に処理レシピが記憶された記憶媒体をセットすることにより、記憶媒体から呼び出された処理レシピに基づいてプローブ装置１００に所定の検査処理動作を実行させる。また、後述するように、主制御部５１は、メンテナンスモードにおいては、入力部５２、例えばリモコンの操作によりテストヘッド旋回機構３を制御して、テストヘッド２を１８０°までの所定角度に旋回させる。
【００２８】
このように構成されるプローブ装置１００においては、ローダ部４からウエハＷをプローブ装置本体１に搬送し、載置台１４上に載置し吸着固定する。そして、テストヘッド２をプローブ装置本体１の直上の検査位置に位置させた状態で、プローブ装置本体１のプローブカード１３とテストヘッド２とを接続リング１５を介して電気的に接続させる。この状態で、載置台１４をＸ、Ｙおよびθに移動させて、ウエハＷの端子をプローブカード１３のプローブ針１３ａに対して位置決めする。その後、載置台１４をＺ方向にオーバードライブすると、プローブ針１３ａとウエハＷのＩＣチップの端子とが電気的に接触してＩＣチップの電気的検査が実施される。
【００２９】
このような動作を繰り返し行って、１枚のウエハＷの電気的検査を終了した後、ウエハを入替えて連続してカセットに収容されている所定枚数のウエハに対する電気的検査を行う。
【００３０】
プローブ装置１００のメンテナンスを行う際には、テストヘッド旋回機構３により、テストヘッド２を、１８０°までの所定角度旋回させて、メンテナンスエリア６に位置させる。図１では、テストヘッド２を９０°旋回させた状態および１８０°旋回させた状態を併記している。
【００３１】
＜テストヘッド旋回機構＞
次に、テストヘッド旋回機構３について、より具体的に説明する。
図４はテストヘッド旋回機構３を示す斜視図、図５はテストヘッド旋回機構３の駆動系を示す正面図、図６はテストヘッド旋回機構３の要部を示す分解斜視図である。
【００３２】
テストヘッド旋回機構３は、図４に示すように、旋回軸Ｏ回りにテストヘッド２を旋回させるものであり、テストヘッド２を旋回可能に支持する２本の支持アーム３１と、支持アーム３１を介してテストヘッド２を旋回駆動する駆動部３２とを有しており、台座３９の上に取り付けられている。なお、上述したように、テストヘッド２は枠体２１に収容された状態で枠体２１に取り付けられており、支持アーム３１は枠体２１に接続されて、枠体２１を介してテストヘッド２を支持しているが、テストヘッド２を直接支持するようにしてもよい。
【００３３】
駆動部３２は、筐体３６内に設けられたモーター３３およびギア部３４を有しており、２本の支持アーム３１は、モーター３３の両側に、モーター３３に対して対称となる位置に配置されている。モーター３３は、例えばサーボモータで構成されており、旋回軸Ｏに直交する方向に動力を出力するようになっている。ギア部３４はモーター３３の動力を２つの支持アーム３１に伝達するギアを有している。
【００３４】
詳細には、モーター３３はその出力軸が鉛直方向上方（Ｚ方向）に延びており（Ｚ方向実装）、ギア部３４はギアによりモーター３３の出力軸の回転をそれに直交する旋回軸Ｏ回りの回転に変換し、支持アーム３１に伝達する。ギア部３４はモーター３３の前段減速機として機能し、例えばウォームギアを有するウォームギア付き減速機として構成される。
【００３５】
駆動部３２は、さらに、ギア部３４と２つの支持アーム３１との間に、それぞれ設けられた２つの後段減速機３５を有している。すなわち、ギア部３４の出力軸は、筐体３６の２つの側板３７から外側に突出しており、２つの後段減速機３５は、それぞれの側板３７に固定された状態でギア部３４の出力軸に接続されている。そして、後段減速機３５の出力軸に支持アーム３１が固定されており、後段減速機３５の出力により、支持アーム３１が旋回軸Ｏの回りに回動して、枠体２１を介してテストヘッド２を旋回させる。後段減速機３５は、ギア部３４で減速された回転軸速度をさらに減速して支持アーム３１に伝達する機能を有しており、例えば遊星歯車式減速機で構成されている。遊星歯車式減速機としてはサイクロ減速機を挙げることができる。２つの後段減速機３５も、モーター３３に対して対称となる位置に配置されている。
【００３６】
台座３９の上面部には、モーター３３および筐体３６が取り付けられ、また、２つの後段減速機３５にそれぞれ対応するように、２つのメカストッパ３８が取り付けられている。なお、図４中、符号４０はエレキボックスである。
【００３７】
テストヘッド旋回機構３は、上述したように、制御部５により制御される。例えば、入力部５２、例えばリモコンを操作することにより、主制御部５１からモーター３３に駆動信号を出力し、テストヘッド２を１８０°までの所定角度に旋回させる。このときの制御は、適宜の旋回角度を設定し、旋回スイッチをＯＮにすることにより、その設定した旋回角度までテストヘッド２が旋回する自動モードと、例えば、旋回スイッチをＯＮのままにすることによりテストヘッド２が旋回し続け、旋回スイッチをＯＦＦにすることにより、テストヘッド２の旋回を任意の位置で停止させる手動モードの２モードで行うことができる。また、自動モードでテストヘッド２が設定角度まで旋回するように制御している途中で、手動モードスイッチをＯＮにすることにより、テストヘッド２の自動モードを停止して、テストヘッド２が設定角度まで旋回する前に手動モードに切り替わるように制御されるようになっている。
【００３８】
このように構成されたテストヘッド旋回機構３においては、メンテナンスモードにおいて、上述したように、制御部５の入力部５２を操作することにより、主制御部５１からテストヘッド旋回機構３に旋回指令を出力し、テストヘッド２を図１に示す１８０°までの所定角度に旋回させる。なお、図１では、旋回角度０°（テストヘッド２がプローブ装置本体１上に位置）、９０°、１８０°の位置を示している。
【００３９】
このとき、図７（ａ）に示すように、従来のテストヘッド旋回機構３′は、テストヘッドを旋回させる旋回軸となるシャフト６１と、テストヘッド２の枠体２１とシャフト６１とを繋ぐ２本の支持アーム６２と、シャフト６１の一方側に取り付けられ、一方の支持アーム６２の外側に飛び出した位置に配置された、モーターおよび減速機が一体となった構造を有する駆動系６３とを有し、駆動系６３の動力をシャフト６１を介して旋回動力として支持アーム６２に伝達する。
【００４０】
この場合に、従来のテストヘッド旋回機構３′は、駆動系６３が一方側にあり、旋回軸の中央にないため、テストヘッド２が大きくかつ重量物であって剛性が高くても、支持アーム６２の片側に応力集中があり、また、シャフト６１を介して旋回動力を伝達しているため、重量物であるテストヘッド２を旋回する際に、駆動動力と実際の旋回部とで旋回動力のロスおよびねじれによる旋回位置ロス等を生じやすい。また、駆動系６３のサイズが大きく、また駆動系６３が一方の支持アームの外側に飛び出しているので、その分フットプリントが大きくなる。
【００４１】
これに対して、本実施形態のテストヘッド旋回機構３は、図７（ａ）と比較して図７（ｂ）に示すように、テストヘッド２の枠体２１に接続される２本の支持アーム３１は、モーター３３の両側に設けられており、モーター３３は回転軸がＺ方向で、その動力は、ギア部３４を介して支持アーム３１に伝達される。このため、モーター３３を含む駆動系を旋回軸の中央に位置させることができるので、駆動系を小さくかつ軽量にできるとともに、応力は均等でねじれも少ない。また、動力伝達のためのシャフトが不要であるため、駆動動力と実際の旋回部とで、旋回動力のロスおよびねじれによる旋回位置ロスが小さい。このとき、支持アーム３１を、モーター３３の両側に、モーター３３に対して対称となるように設けることにより、応力を一層均等にすることができる。また、モーター３３を含む駆動部３２を小さくすることができ、かつモーター３３等を支持アーム３１の間のデッドスペースに配置するので、フットプリントを小さくすることができ小型化が可能である。
【００４２】
また、モーター３３の動力を、ギア部３４を介して支持アーム３１に動力を伝達するので、ギア部３４が減速機として機能し、モーター３３を停止した場合に、テストヘッド２を正確な位置で停止することができ、停止位置を所定位置に維持することができる。特に、ギア部３４としてウォームギアを有するウォームギア付き減速機を用いることにより、減速性能およびブレーキ性能が高く、テストヘッド２を極めて正確な位置で停止することができ、停止位置を所定位置に維持する効果が極めて高い。このため、テストヘッド２の落下を有効に防止することができ、安全性が高くテスターの損傷、および人的被害を有効に防止することができる。
【００４３】
さらに、前段減速機であるギア部３４と２つの支持アーム３１との間に、それぞれ後段減速機３５を設けることにより、モーター３３を停止した際のテストヘッド２の停止性能をより高めることができる。特に、後段減速機３５としてサイクロ減速機等の遊星歯車式減速機を用いることにより、減速性能を高めることができる。また、２つの後段減速機３５をモーター３３に対して対称となるように設けることにより、応力の均等性を一層高めることができる。
【００４４】
さらにまた、制御部５の入力部５２、例えばリモコンを操作することにより、テストヘッド２を１８０°までの所定角度に旋回させるように制御する際に、設定した旋回角度までテストヘッド２を旋回させる自動モードと、テストヘッド２が旋回および停止を手動で行う手動モードの２モードで行うことができるので、メンテナンス性が良好である。また、自動モードでテストヘッド２が旋回している途中で、手動モードに切り替えることができるので、自動モードの途中でテストヘッド２の停止位置を変更するような場合に、自動モードで設定した角度位置にテストヘッド２が達するまで待つ必要がない。
【００４５】
＜実験例＞
次に、実験例について説明する。
（実験例１）
ここでは、従来例のテストヘッド旋回機構および本発明例のテストヘッド旋回機構について、旋回角度が０°の位置における、テストヘッド荷重なしの場合とありの場合の、２つの支持アーム（フロントアームおよびリアアーム）およびヘッド先端の変位を測定した。
【００４６】
図８は、この際の変位測定位置（平面位置）および測定結果を示す図である。図８（ａ）は、従来のテストヘッド旋回機構における変位測定部の平面位置、および変位測定結果を示し、図８（ｂ）は、本発明のテストヘッド旋回機構における変位測定部の平面位置、および変位測定結果を示す。なお、ヘッド先端の変位は、枠体の先端部中央の下面の変位を測定した結果、フロントアームおよびリアアームの変位は、フロントアームおよびリアアームの基端部の変位を測定した結果である。また、図示するように、右側がフロントサイド（ＦＳ）、左側がリアサイド（ＲＳ）である。また、Ｘ方向は、テストヘッド先端側が＋、反対側が−、Ｙ方向はフロント側へ向かう方が＋、リア側へ向かう方が−、Ｚ方向は、下方向が＋、上方向が−である。また、ヘッド先端変位は下方向の変位である。
【００４７】
図８に結果を示す通り、テストヘッドヘッドの荷重を加えたときの２つの支持アームの変位量およびヘッド先端の変位量は従来例よりも本発明例のほうが少なく、本発明例のほうが剛性が高いことが確認された。
【００４８】
（実験例２）
ここでは、従来例のテストヘッド旋回機構および本発明例のテストヘッド旋回機構について、テストヘッドを旋回したときの支持アームの変位量を測定した。
【００４９】
まず、従来例のテストヘッド旋回機構および本発明例のテストヘッド旋回機構のフロントアームおよびリアアーム位置での１８０°旋回時におけるＸ方向の変位量を比較した。その結果を図９（ａ）に示す。図９（ａ）は、横軸に旋回軸方向の位置をとり、縦軸に変位量をとって、従来例および本発明例におけるフロントアーム位置の変位量およびリアアーム位置の変位量をプロットし、それぞれのフロントアーム位置のプロットおよびリアアーム位置のプロットを結んだ直線を引いて、従来例のフロントアーム位置およびリアアーム位置において、従来例と本発明例の変位量を比較したものである。これは、従来例と本発明例とでフロントアームとリアアームの位置が違うことによる変位量の違いを排除するためである。フロントアーム位置およびリアアーム位置の変位は、Ｘ方向の変位である。
【００５０】
図９（ａ）に示すように、本発明例では、従来例のフロントアーム位置およびリアアーム位置まで外挿した変位量を求めた結果、フロントアーム位置では８１０μｍ、リアアーム位置では７０１μｍであり、変位差が１０９μｍであったが、従来例ではフロントアーム位置の変位量が３２７μｍ、リアアーム位置の変位量が１６２８μｍであり、変位差が１３０１μｍとなった。このように、本発明例では従来よりもフロントアーム位置とリアアーム位置とで変位差が小さく、本発明例のほうが剛性バランスが良好であることが確認された。また、最大変位量についても本発明例のほうが従来例よりも小さく、本発明例のテストヘッド旋回機構が従来例のテストヘッド旋回機構よりも剛性が高いことが確認された。
【００５１】
図９（ｂ）および（ｃ）は、従来例のテストヘッド旋回機構および本発明例のテストヘッド旋回機構のフロントアームおよびリアアーム位置での各旋回角度におけるＸ方向の変位量、および旋回角度が０°に戻ったときの再現性を示す図である。なお、旋回角度９０°および１８０°のときの本発明例のフロントアームとリアアームの変位量は、図９（ａ）に示すように、従来例のフロントアームおよびリアアームの位置まで外挿した値である。図９（ｂ）、（ｃ）に示すように、旋回角度によらず、本発明例のほうがフロントアーム位置とリアアーム位置との変位差が小さく、最大変位量も小さい。また、旋回角度が０°に戻ったときの変位量は従来例も本発明例もほぼ０であり、いずれも０°再現性は良好であった。
【００５２】
＜他の適用＞
なお、本発明は上記実施形態に限定されることなく、本発明の思想の範囲内において種々変形可能である。例えば、上記実施形態では、テストヘッド旋回機構は、テストヘッドの旋回駆動のみを行う例について示したが、旋回する際のウエハやプローブカード等の保護のため、図１０に示すように、テストヘッドを昇降する昇降機構７０を設けてもよい。昇降機構７０は、特に限定されず、モーターを用いたボールねじ機構等であってもよいし、シリンダ機構であってもよい。
【００５３】
また、上記実施形態では、前段減速機として機能するギア部３４と後段減速機３５の２段の減速機を用いた例を示したが、減速機としては前段減速機として機能するギア部３４のみであってもよい。
【００５４】
さらに、本発明のテストヘッド旋回機構が適用される検査装置としては、上記実施形態のプローブ装置に限らず、種々の構成のものを用いることができる。
【符号の説明】
【００５５】
１；プローブ装置本体
２；テストヘッド
３；テストヘッド旋回機構
４；ローダ部
５；制御部
６；メンテナンスエリア
１１；筐体
１３；プローブカード
１４；載置台
１５；接続リング
２１；枠体
３１；支持アーム
３２；駆動部
３３；モーター
３４；ギア部
３５；後段減速機
５１；主制御部
５２；入力部
５３；出力部
５４；表示部
５５；記憶部
７０；昇降機構
１００；プローブ装置
【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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