(57)【要約】【課題】  本発明は、試験装置に関し、特にウエハの両面よりプローブを接触させて各チップの特性を試験する試験装置に適用して、簡易な操作により、種々の半導体ウエハを試験することができるようにする。【解決手段】  半導体ウエハ２の表面に対してほぼ鉛直方向に第１のプローブ７Ａを可動させ、半導体ウエハ２の一面側に、第１のプローブ７Ａを接触させる第１のプローブ可動機構８５、８７、９０と、半導体ウエハ２の表面に対してほぼ鉛直方向に第２のプローブ７Ｂを可動させ、半導体ウエハ２の他面側に、第２のプローブ７Ｂを接触させる第２のプローブ可動機構８６、１０７、１１０とを、リンク機構９２により一の手動操作で同時に可動させる。【選択図】        図１
2005303098.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
半導体ウエハ上に形成された半導体素子を試験する試験装置において、
前記半導体ウエハの表面に対してほぼ鉛直方向に第１のプローブを可動させ、前記半導体ウエハの一面側に、前記第１のプローブを接触させる第１のプローブ可動機構と、
前記半導体ウエハの表面に対してほぼ鉛直方向に第２のプローブを可動させ、前記半導体ウエハの他面側に、前記第２のプローブを接触させる第２のプローブ可動機構と、
前記第１及び第２のプローブ可動機構を一の操作で同時に可動させるリンク機構とを備え、
前記リンク機構を介して、前記第１及び第２のプローブ可動機構を手動で可動させるようにした
ことを特徴とする試験装置。
【請求項２】
前記半導体ウエハを所定の平面内で任意の方向に移動させる移動機構と、
前記半導体ウエハを前記平面内で任意の角度だけ回転させる回転機構とを備え、
前記移動機構及び前記回転機構を手動で可動させるようにした
ことを特徴とする請求項１に記載の試験装置。
【請求項３】
前記第１及び第２のプローブの前記鉛直方向の位置を個別に微調整する第１及び第２の調整手段を備える
ことを特徴とする請求項１に記載の試験装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、試験装置に関し、特に半導体ウエハの両面よりプローブを接触させて各チップの特性を試験する試験装置に適用することができる。本発明は、半導体ウエハの両面にそれぞれプローブを接触させる構成において、半導体ウエハの表面に対してほぼ鉛直方向に第１のプローブを可動させ、半導体ウエハの一面側に、第１のプローブを接触させる第１のプローブ可動機構と、半導体ウエハの表面に対してほぼ鉛直方向に第２のプローブを可動させ、半導体ウエハの他面側に、第２のプローブを接触させる第２のプローブ可動機構とを、リンク機構により一の手動操作で同時に可動させることにより、簡易な操作により、種々の半導体ウエハを試験することができるようにする。
【背景技術】
【０００２】
従来、半導体製造工程においては、半導体ウエハの状態で試験装置により各チップを試験するようになされている。このような試験装置においては、搬送機構により半導体ウエハを搬送して所定位置に保持した後、シリンダー、ばね等により半導体ウエハにプローブを接触させて各種試験を実行するようになされている。
【０００３】
これに対して試験対象である半導体ウエハにおいては、近年、厚みが極端に薄いものがあり、このような半導体ウエハにおいては、例えば一方の面に電界効果型トランジスタのゲート及びソースが形成され、他方の面に対応するドレインが作成されたもの等が生産されるようになされている。これによりこのような半導体ウエハを試験する場合、試験装置では、半導体ウエハの両面にそれぞれプローブを接触させて各種試験を実行するようになされている。
【０００４】
このような半導体ウエハの試験装置に関して、例えば特開２００３−３３２３９５号公報に示されているように、半導体ウエハの両面にそれぞれ自動によりプローブを接触させて試験するようになされたものが提案されている。この試験装置においては、コンピュータ構成の制御手段によるプログラム制御により、所定の測定手段で半導体ウエハの厚み、反り量を測定してこの測定結果に基づいてプローブを移動させて半導体ウエハの両面に接触させるようになされている。
【０００５】
ところで半導体ウエハの試験装置においては、種々の半導体ウエハを試験する必要があり、これにより試験対象である半導体ウエハにおいて、プローブを接触させるパッドの位置も半導体ウエハに応じて種々に変化することになる。
【０００６】
この場合自動によりプローブを接触させる方式においては、異なる半導体ウエハを試験する場合にその都度制御手段のプログラム設定を変更する必要があり、同じ種類の半導体ウエハを大量に試験する場合には有効であるものの、例えば開発実験段階において異なる種類の半導体ウエハを少数ずつ試験する場合には、かえって煩雑な手間を要することとなる。
【０００７】
これにより従来の試験装置においては、種々の半導体ウエハに対して、簡易に試験することが困難な問題があった。
【特許文献１】特開２００３−３３２３９５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明は以上の点を考慮してなされたもので、簡易な操作により、種々の半導体ウエハを試験することができる試験装置を提案しようとするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
係る課題を解決するため請求項１の発明においては、半導体ウエハ上に形成された半導体素子を試験する試験装置に適用して、半導体ウエハの表面に対してほぼ鉛直方向に第１のプローブを可動させ、半導体ウエハの一面側に、第１のプローブを接触させる第１のプローブ可動機構と、半導体ウエハの表面に対してほぼ鉛直方向に第２のプローブを可動させ、半導体ウエハの他面側に、第２のプローブを接触させる第２のプローブ可動機構と、第１及び第２のプローブ可動機構を一の操作で同時に可動させるリンク機構とを備え、リンク機構を介して、第１及び第２のプローブ可動機構を手動で可動させるようにする。
【００１０】
また請求項２の発明においては、請求項１の構成において、半導体ウエハを所定の平面内で任意の方向に移動させる移動機構と、半導体ウエハを平面内で任意の角度だけ回転させる回転機構とを備え、移動機構及び回転機構を手動で可動させるようにする。
【００１１】
また請求項３の発明においては、請求項１の構成において、第１及び第２のプローブの鉛直方向の位置を個別に微調整する第１及び第２の調整手段を備えるようにする。
【００１２】
請求項１の構成によれば、半導体ウエハ上に形成された半導体素子を試験する試験装置に適用して、半導体ウエハの表面に対してほぼ鉛直方向に第１のプローブを可動させ、半導体ウエハの一面側に、第１のプローブを接触させる第１のプローブ可動機構と、半導体ウエハの表面に対してほぼ鉛直方向に第２のプローブを可動させ、半導体ウエハの他面側に、第２のプローブを接触させる第２のプローブ可動機構と、第１及び第２のプローブ可動機構を一の操作で同時に可動させるリンク機構とを備え、リンク機構を介して、第１及び第２のプローブ可動機構を手動で可動させることにより、簡易な操作により、種々の半導体ウエハを試験することができる。
【００１３】
また請求項２の構成によれば、請求項１の構成において、半導体ウエハを所定の平面内で任意の方向に移動させる移動機構と、半導体ウエハを平面内で任意の角度だけ回転させる回転機構とを備え、移動機構及び回転機構を手動で可動させることにより、プローブの位置決めを一段と容易にすることができ、これにより種々の半導体ウエハに対して、プローブを容易に位置決めして試験することができる。
【００１４】
また請求項３の構成によれば、請求項１の構成において、第１及び第２のプローブの鉛直方向の位置を個別に微調整する第１及び第２の調整手段を備えることにより、種々の半導体ウエハの両面に対して適切な押圧力で第１及び第２のプローブを接触させることができる。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、半導体ウエハの両面にそれぞれプローブを接触させる構成において、簡易な操作により、種々の半導体ウエハを試験することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、適宜図面を参照しながら本発明の実施例を詳述する。
【実施例１】
【００１７】
（１）実施例の構成
図１、図２及び図３は、本発明の実施例１に係る試験装置を示す上面図、正面図及び右側面図である。なお図１においては、顕微鏡を省略して示している。この試験装置１は、半導体ウエハ２の開発実験段階において、半導体ウエハ２上に形成された半導体素子を試験する。この試験装置１は、半導体ウエハ２を保持する保持部３がＸＹテーブル４により可動自在に支持されるようになされており、顕微鏡５により半導体ウエハ２の位置を確認しながら位置決めして、プローブ７Ａ、７Ｂを半導体ウエハ２の両面から接触させて試験するようになされている。これによりＸＹテーブル４により保持部３を移動させてプローブが接触する箇所を種々に変更できるようになされ、これにより半導体ウエハ２上に形成された複数のチップを順次試験するようになされている。
【００１８】
試験装置１において、基台１０の上面部には、Ｘ方向に一対のＸ方向ガイドレール１１Ａ、１１Ｂがほぼ平行に設けられており、このＸ方向ガイドレール１１Ａ、１１Ｂにガイド部材１２Ａ〜１２Ｄを介して平板形状でなるＸ方向移動テーブル１５が移動自在に支持されている。
【００１９】
Ｘ方向移動テーブル１５は、その側縁部にＸ方向微調整用のマイクロゲージ１８の筐体を固定している。この場合マイクロゲージ１８は、その回転軸１９がほぼＸ方向に向くようにＸ方向移動テーブル１５に固定されている。また回転軸１９には、ねじ部が形成されており、このねじ部は、ロック部材２１のねじ孔に螺合されている。ロック部材２１は、基台１０の上面部に設けられたＸ方向ガイドレール１１ＣによりＸ方向に移動自在に支持されている。またロック部材２１の上面部にはねじ孔が形成されており、このねじ孔にはロックねじ２２が基台１０に固定されたガイド板２５を挟んで螺合されている。これらによりロックねじ２２を緩めた状態でＸ方向移動テーブル１５をＸ方向に移動させた際には、このＸ方向移動テーブル１５に固定されたマイクロゲージ１８と、マイクロゲージ１８に螺合されたロック部材２１とがＸ方向移動テーブル１５と一体となってＸ方向に移動するようになされている。またロックねじ２２を締め付けた状態においては、ロック部材２１がガイド板２５に固定された状態となることにより、マイクロゲージ１８を回転させることによってのみＸ方向移動テーブル１５をＸ方向に微調整することができるようになされている。
【００２０】
Ｘ方向移動テーブル１５の上面部には、Ｙ方向に一対のＹ方向ガイドレール３１Ａ、３１Ｂがほぼ平行に設けられており、このＹ方向ガイドレール３１Ａ、３１Ｂにガイド部材３２Ａ〜３２Ｄを介して平板形状のＹ方向移動テーブル３５が移動自在に支持されている。
【００２１】
Ｙ方向移動テーブル３５は、その側縁部にＹ方向微調整用のマイクロゲージ３８の筐体を固定している。この場合マイクロゲージ３８は、その回転軸３９がほぼＹ方向に向くようにＹ方向移動テーブル３５に固定されている。また回転軸３９には、ねじ部が形成されており、このねじ部は、ロック部材４１のねじ孔に螺合されている。ロック部材４１は、Ｘ方向移動テーブル１５の上面部に設けられたＹ方向ガイドレール３１ＣによりＹ方向に移動自在に支持されている。またロック部材４１の上面部にはねじ孔が形成されており、このねじ孔にはロックねじ４２がＸ方向移動テーブル１５に固定されたガイド板４５を挟んで螺合されている。これらによりロックねじ４２を緩めた状態でＹ方向移動テーブル３５をＹ方向に移動させた際には、このＹ方向移動テーブル３５に固定されたマイクロゲージ３８と、マイクロゲージ３８に螺合されたロック部材４１とがＹ方向移動テーブル３５と一体となってＹ方向に移動するようになされている。またロックねじ４２を締め付けた状態においては、ロック部材４１がガイド板４５に固定された状態となることにより、マイクロゲージ３８を回転させることによってのみＹ方向移動テーブル３５をＹ方向に微調整することができるようになされている。
【００２２】
またＹ方向移動テーブル３５には移動用ハンドル４６が固定されており、この移動用ハンドル４６によりＹ方向移動テーブル３５をＹ方向に移動させることができると共に、Ｘ方向移動テーブル１５をＸ方向に移動させることができる。
【００２３】
これらによりＸ方向移動テーブル１５及びＹ方向移動テーブル３５においては、ロックねじ２２及び４２を緩めて移動用ハンドル４６によりＸ方向移動テーブル１５をＸ方向に大きく移動させることができると共にＹ方向移動テーブル３５をＹ方向に大きく移動させることができるようになされている。またロックねじ２２を締め付けることにより、移動用ハンドル４６によるＸ方向移動テーブル１５の大きな移動はロックされてマイクロゲージ１８により微調整することができるようになされていると共に、ロックねじ４２を締め付けることにより移動用ハンドル４６によるＹ方向移動テーブル３５の大きな移動はロックされてマイクロゲージ３８により微調整することができるようになされている。
【００２４】
またＹ方向移動テーブル３５の上面部には、半導体ウエハ２を保持する保持部３が設けられている。この保持部３は、水平面内で所定角度だけ回転する回転部５０を介してＹ方向移動テーブル３５に設けられている。図４及び図５は、回転部５０を拡大して示す部分的上面図及び部分的正面図である。なお図５は、回転部５０の一部を破断して示すものである。図４及び図５に示すように、回転部５０は、円環形状のラジアルベアリング５１を有し、このラジアルベアリング５１の内輪部５１Ａは、所定の固定部材を介してＹ方向移動テーブル３５の上面部に固定されている。これによりラジアルベアリング５１の外輪部５１Ｂは、Ｙ方向移動テーブル３５において回転自在に支持された状態となされている。この外輪部５１Ｂの外周部には、略円管形状のハウジング５２が嵌合されており、外輪部５１Ｂと一体となって回転し得るようになされている。ここでハウジング５２の外周面には、ベルト５４がその両端を固定部５５Ａ、５５Ｂにより固定され、ガイドローラ５６Ａ、５６Ｂにガイドされるように架け渡されている。このベルト５４には、ガイドローラ５６Ａ、５６Ｂ間において移動部材５８が固定されており、この移動部材５８は、Ｙ方向移動テーブル３５の上面部に設けられたＹ方向ガイドレール５９にガイドされてＹ方向に移動自在に支持されている。また移動部材５８には、ねじ孔６０が形成されており、このねじ孔６０にマイクロゲージ６１の回転軸６２に形成されたねじ部が螺合されるようになされている。これによりマイクロゲージ６１の回転軸６２を回転させることにより、移動部材５８をＹ方向に移動させることができ、これに伴ってベルト５４を介してハウジング５２を所定角度回転させることができるようになされている。
【００２５】
ハウジング５２の上面部には、保持部３のベース部６５が固定されており、このベース部６５に対して支柱６６Ａ〜６６Ｄを介して半導体ウエハの載置部６７（図５）がねじ止めされている。この載置部６７は、台座６８及び載置台６９がそれぞれねじ等により一体に締結されてなり、台座６８を支柱６６Ａ〜６６Ｄにねじ止めすることにより、載置部６７全体をベース部６５に交換可能に締結するようになされている。因みにこの載置部６７においては、載置台６９が半導体ウエハ２の大きさに応じて形成されていることにより、半導体ウエハ２の大きさに応じて複数種類の大きさのものを予め用意するようになされている。これにより試験対象の半導体ウエハ２の大きさに応じて載置部６７を交換すれば、種々の大きさの半導体ウエハ２を試験することができる。
【００２６】
載置台６９は、半導体ウエハ２の直径と同等の内径を有するほぼ円環形状でなり、その内周部には半導体ウエハ２を載置するための段差が設けられている。これにより半導体ウエハ２をその外周部で受けて載置することができるようになされており、載置された半導体ウエハ２の下面部が載置台６９の下方に露出した状態となるようになされている。
【００２７】
また載置部６７の台座６８には、板ばね状の押圧部材７１Ａ〜７１Ｄがそれぞれ一端部を回動中心にして回動自在に支持されている。これにより押圧部材７１Ａ〜７１Ｄを載置台６９から退避させた状態で半導体ウエハ２を載置台６９に載せ、この状態で押圧部材７１Ａ〜７１Ｄを回動させてその先端部で半導体ウエハを押圧することにより、半導体ウエハ２を載置台６９と押圧部材７１Ａ〜７１Ｄとの間で挟持し得るようになされている。
【００２８】
かくして載置部６７により半導体ウエハ２を載置した状態で回転部５０のハウジング５２をマイクロゲージ６１により所定角度回転させることにより、このハウジング５２と共に載置台６９及びこの載置台６９に載置された半導体ウエハ２を所定角度回転させることができる。
【００２９】
これらによりＸ方向移動テーブル１５の移動により載置部６７をＸ方向に移動させることができ、またＹ方向移動テーブル３５の移動により載置部６７をＹ方向に移動させることができ、さらに回転部５０のハウジング５２の回転により載置部６７を所定角度回転させることができるようになされており、これにより載置部６７に載置された半導体ウエハ２をＸＹ平面内において任意の方向に移動し得ると共に、任意の角度だけ回転し得るようになされている。
【００３０】
また試験装置１の基台１０には、平板形状の支持部材８１が上方に立ち上がるように固定され、この支持部材８１によって一対のプローブ７Ａ、７Ｂが上下から所定間隔を隔てて対向するように所定位置で支持されるようになされている。すなわち支持部材８１においては、その側面部に上下方向ガイドレール８２Ａ、８２Ｂが互いに略平行に固定されており、一方の上下方向ガイドレール８２Ａには、ガイド部材８３Ａ、８３Ｂが摺動自在に係合され、また他方の上下方向ガイドレール８２Ｂには、ガイド部材８４Ａ、８４Ｂが摺動自在に係合されている。
【００３１】
ガイド部材８３Ａ、８３Ｂには、上下動ベース部材８５が固定され、これにより上下動ベース部材８５は、ガイド部材８３Ａ、８３Ｂを介して上下方向ガイドレール８２Ａにより上下方向にガイドされるようになされている。またガイド部材８４Ａ、８４Ｂには、上下動ベース部材８６が固定され、これにより上下動ベース部材８６は、ガイド部材８４Ａ、８４Ｂを介して上下方向ガイドレール８２Ｂにより上下方向にガイドされるようになされている。
【００３２】
図６は、上下動ベース部材８５、８６を示す左側面図であり、上下動ベース部材８５は、上下方向を長手方向とする長方形の本体部８５Ａと、本体部８５Ａの上部から横方向に突出した支持部８５Ｂとからなる逆さＬ字形状でなり、支持部８５Ｂには、先端部にプローブ７Ａを保持するようになされたアーム部材８７が固定されている。また上下動ベース部材８５の本体部８５Ａは、その内部に上下方向に貫通するガイド孔８５Ｃが形成されており、このガイド孔８５Ｃには角柱形状のリンク部材８８が挿入され、本体部８５Ａに対して上下動し得るようになされている。
【００３３】
リンク部材８８においては、その下端部にローラ８９が回転自在に枢支されており、また支持部材８１には、ローラ８９をガイドするガイド板９０が横方向ガイドレール９１により横方向に移動自在に支持されている。ガイド板９０は、その上縁部が所定の傾斜を以て斜めに形成されており、この上縁部によりローラ８９をガイドするようになされている。またリンク部材８８は、その突起部９３と基台１０との間に掛け渡された引っ張りコイルばね９４（図２）により下方に付勢されている。これらによりガイド板９０を横方向に移動させることにより、ローラ８９がガイドされてこのローラ８９を枢支するリンク部材８８が上下動するようになされている。因みにガイド板９０は、ベース板９２により後述するガイド板１１０と一体化されており、これらはベース板９２に固定された操作つまみ１００により横方向に移動し得るようになされている。
【００３４】
またリンク部材８８の上端部には微調整用ねじ９５が係止板９６、９７を介して螺合されている。係止板９６、９７は、上下動ベース部材８５に固定されていることにより、リンク部材８８の上下動に伴って上下動ベース部材８５が一体となって上下動するようになされている。また上下動ベース部材８５にはその側面からガイド孔８５Ｃを横切るようにねじ孔が形成されており、このねじ孔にロックねじ１０１Ａが螺合されるようになされている。このロックねじ１０１Ａは、ガイド孔８５Ｃに挿入されたリンク部材８８のガイド孔８８Ａを貫通して上下動ベース部材８５に螺合されるようになされており、このロックねじ１０１Ａを締め付けることにより、上下動ベース部材８５及びリンク部材８８を確実に固定することができる。
【００３５】
かくしてガイド板９０を横方向に移動させることによりリンク部材８８を介して上下動ベース部材８５を上下動させることができ、これにより上下動ベース部材８５に固定されたアーム部材８７及びその先端部に保持されたプローブ７Ａを上下動させることができるようになされている。
【００３６】
また上下動ベース部材８５においては、ロックねじ１０１Ａを緩めた状態で微調整用ねじ９５をその先端部に固定されたつまみ９５Ａにより回動させることにより、リンク部材８８に対する高さを微調整し得るようになされている。これにより上下動ベース部材８５にあっては、ガイド板９０を横方向に移動させることで上下方向に粗調整することができると共に、微調整用ねじ９５を回動させることで上下方向に微調整できるようになされている。
【００３７】
また上下動ベース部材８６は、上下方向を長手方向とする長方形の本体部８６Ａと、本体部８６Ａの下部から横方向に突出した支持部８６ＢとからなるＬ字形状でなり、支持部８６Ｂには、先端部にプローブ７Ｂを保持するようになされたアーム部材１０７が固定されている。また上下動ベース部材８６の本体部８６Ａは、その内部に上下方向に貫通するガイド孔８６Ｃが形成されており、このガイド孔８６Ｃには角柱形状のリンク部材１０８が挿入され、本体部８６Ａに対して上下動し得るようになされている。
【００３８】
リンク部材１０８においては、その下端部にローラ１０９が回転自在に枢支されており、また支持部材８１には、ローラ１０９をガイドするガイド板１１０が横方向ガイドレール９１により横方向に移動自在に支持されている。このガイド板１１０は、上下動ベース部材８５をガイドするガイド板９０と一体化されており、その上縁部がガイド板９０の上縁部とは逆方向に傾斜するように形成されてローラ１０９をガイドするようになされている。またリンク部材１０８は、その突起部１１３と基台１０との間に掛け渡された引っ張りコイルばね（図示せず）により下方に付勢されている。これらによりガイド板１１０を横方向に移動させることにより、ローラ１０９がガイドされてこのローラ１０９を枢支するリンク部材１０８を上下動させるようになされている。因みにガイド板１１０は、ベース板９２によりガイド板９０と一体化されており、ベース板９２に固定された操作つまみ１００により横方向に移動し得るようになされている。これにより操作つまみ１００によりベース板９２を横方向に移動させれば、このベース板９２にそれぞれ固定されたガイド板９０、１１０を一体に移動させることができる。この結果ガイド板９０によりリンク部材８８を介して上下動ベース部材８５を上下動させることができると共に、これと同時にガイド板１１０によりリンク部材１０８を介して上下動ベース部材８６を上下動ベース部材８５とは逆方向に上下動させることができるようになされている。これらにより操作つまみ１００の操作により、プローブ７Ａ、７Ｂを同時に逆方向に上下動させることができる。
【００３９】
またリンク部材１０８の上端部には微調整用ねじ１１５が係止板１１６、１１７を介して螺合されている。係止板１１６、１１７は、上下動ベース部材８６に固定されていることにより、リンク部材１０８の上下動に伴って上下動ベース部材８６が一体となって上下動するようになされている。また上下動ベース部材８６にはその側面からガイド孔８６Ｃを横切るようにねじ孔が形成されており、このねじ孔にロックねじ１０１Ｂが螺合されるようになされている。このロックねじ１０１Ｂは、ガイド孔８６Ｃに挿入されたリンク部材１０８のガイド孔１０８Ａを貫通して上下動ベース部材８６に螺合されるようになされており、このロック螺子１０１Ｂを締め付けることにより、上下動ベース部材８６及びリンク部材１０８を確実に固定することができる。
【００４０】
かくしてガイド板１１０を横方向に移動させることによりリンク部材１０８を介して上下動ベース部材８６を上下動させることができ、これにより上下動ベース部材８６に固定されたアーム部材１０７及びその先端部に保持されたプローブ７Ｂを上下動させることができるようになされている。
【００４１】
また上下動ベース部材８６においては、ロックねじ１０１Ｂを緩めた状態で微調整用ねじ１１５をその先端部に固定されたつまみ１１５Ａにより回動させることにより、リンク部材１０８に対する高さを微調整し得るようになされている。これにより上下動ベース部材８６にあっては、ガイド板１１０を横方向に移動させることで上下方向に粗調整することができると共に、微調整用ねじ１１５を回動させることで上下方向に微調整できるようになされている。
【００４２】
ここで上下動ベース部材８５、８６においては、それぞれ逆さＬ字形状、Ｌ字形状でなり横方向に突出した支持部８５Ｂ、８６Ｂによりアーム部材８７、１０７を支持するようになされていることにより、これらアーム部材８７、１０７は、上方から見て同じ位置であって上下にずれた状態で支持されるようになされている。これによりアーム部材８７、１０７にそれぞれ保持されたプローブ７Ａ、７Ｂにあっては、所定の間隔を隔てて上下に配置されるようになされている。かくしてガイド板９０、１１０を横方向に移動させることによりプローブ７Ａ、７Ｂを互いに離れるように、又は接近するように同時に上下動させることができるようになされていると共に、微調整用用ねじ９５、１１５を回動させることによりプローブ７Ａ、７Ｂをそれぞれ個別に上下方向に微調整できるようになされている。
【００４３】
しかしてＸ方向移動テーブル１５及びＹ方向移動テーブル３５により載置部６７を移動させて該載置部６７に載置された半導体ウエハ２をプローブ７Ａ、７Ｂ間に介挿させ、この状態で操作つまみ１００による一の操作でガイド板９０、１１０を移動させてプローブ７Ａ、７Ｂを接近するように移動させることにより、半導体ウエハ２の両面に対して同時にプローブ７Ａ、７Ｂを接触させることができる。なお微調整ねじ９５、１１５によりプローブ７Ａ、７Ｂの高さを半導体ウエハ２の高さ、厚み等に応じて微調整することにより、ガイド板９０、１１０を移動させてプローブ７Ａ、７Ｂを半導体ウエハ２に接触させた際にプローブ７Ａ、７Ｂをそれぞれ最適な接触圧で接触させることができるようになされている。
【００４４】
また基台１０に設けられた顕微鏡５は、基台１０から上方に立ち上がる支柱１２０によりプローブ７Ａ、７Ｂの上方に支持されており、光学系１２１により常にプローブ７Ａ、７Ｂを確認し得るようになされている。これにより顕微鏡５を見ながらＸ方向移動テーブル１５、Ｙ方向移動テーブル３５、回転部５０により、載置部６７に載置された半導体ウエハ２を移動させてプローブ７Ａにより接触し得る位置に位置決めすることができる。因みに半導体ウエハ２の載置部６７は、ベース部６５から支柱６６Ａ〜６６Ｄの分だけ高い位置に支持されており、またこの支柱６６Ａ〜６６Ｄは、プローブ７Ａ、７Ｂが設けられた側から見て半導体ウエハ２より外側に設けられるようになされている。これにより載置部６７を移動させてプローブ７Ａ、７Ｂを半導体ウエハ２に接触させる際に、支柱６６Ａ〜６６Ｄが下側のプローブ７Ｂに干渉することを回避し得るようになされている。また半導体ウエハ２を載置部６７に保持するための押圧部材７１Ａ〜７１Ｄにおいても同様にして、その回動軸はプローブ７Ａ、７Ｂが設けられた側から見て半導体ウエハ２より外側に設けられるようになされている。これにより載置部６７を移動させてプローブ７Ａ、７Ｂを半導体ウエハ２に接触させる際に、押圧部材７１Ａ〜７１Ｄの回動軸に設けられた止めねじ７２Ａ〜７２Ｄが上側のプローブ７Ａに干渉することを回避し得るようになされている。
【００４５】
かくして試験装置１においては、保持部３の載置部６７に載置された半導体ウエハ２の任意の位置に対して、その両面からプローブ７Ａ、７Ｂを接触させて試験することができるようになされている。因みにプローブ７Ａ、７Ｂは、それぞれ複数のプローブ針により構成されており、これらのプローブ針は、試験対象である半導体ウエハ上の半導体チップのパッド配列に応じた配列により構成されている。これにより半導体ウエハ２をＸ方向移動テーブル１５、Ｙ方向移動テーブル３５及び回転部５０によりＸＹ平面内で所定位置に移動させると共に回転させて位置決めすることで、各プローブ針を同時に半導体チップの各パッドに接触させることができるようになされている。
【００４６】
またプローブ７Ａ、７Ｂは、半導体ウエハ２に応じて交換可能となされており、これにより種々の半導体ウエハに対して対応するプローブを用いて試験することができるようになされている。
【００４７】
試験装置１では、このプローブ７Ａ、７Ｂが図示しないケーブルにより所定の試験回路に接続され、これによりプローブ７Ａ、７Ｂを半導体チップのパッドに接触させて、この半導体チップを試験回路で試験できるようになされている。
【００４８】
これらによりこの実施例において、上下動ベース部材８５、アーム部材８７、ガイド板９０は、半導体ウエハの表面に対してほぼ鉛直方向に第１のプローブを可動させ、半導体ウエハの一面側に、第１のプローブを接触させる第１のプローブ可動機構を構成し、上下動ベース部材８６、アーム部材１０７、ガイド板１１０は、半導体ウエハの表面に対してほぼ鉛直方向に第２のプローブを可動させ、半導体ウエハの他面側に、第２のプローブを接触させる第２のプローブ可動機構を構成し、ベース板９２は、第１及び第２のプローブ可動機構を一の操作で同時に可動させるリンク機構を構成するようになされている。
【００４９】
（２）実施例の動作
以上の構成において、この試験装置１において、Ｘ方向移動テーブル１５は、基台１０に設けられたＸ方向ガイドレール１１Ａ、１１Ｂにより基台１０に対してＸ方向に移動自在に支持されている。またＹ方向移動テーブル３５は、Ｘ方向移動テーブル１５に設けられたＹ方向ガイドレール３１Ａ、３１ＢによりＸ方向移動テーブル１５に対してＹ方向に移動自在に支持されている。また載置部６７は、Ｙ方向移動テーブル３５に設けられた回転部５０によりＹ方向移動テーブル３５上の水平面内において所定角度だけ回転可能に支持されている。
【００５０】
また載置台６９及び台座６８からなる載置部６７は、支柱６６Ａ〜６６Ｄを介してベース部６５にねじ止めされており、これにより半導体ウエハ２の大きさに対応させて種々の大きさの載置台６９を交換可能となされている。
【００５１】
これにより載置部６７を半導体ウエハ２の大きさに応じて取り付けた後、この載置部６７の載置台６９に半導体ウエハ２を載せ、押圧部材７１Ａ〜７１Ｄにより載置台６９との間で挟持することにより、半導体ウエハ２は、載置台６９に保持された状態となる。
【００５２】
またＸ方向移動テーブル１５においては、ロックねじ２２を緩めることにより、Ｘ方向に移動可能となり、またＹ方向移動テーブル３５においては、ロックねじ４２を緩めることにより、Ｙ方向に移動可能となる。これによりロックねじ２２、４２をそれぞれ緩めて移動用ハンドル４６により載置部６７をＸＹ平面内で所望の方向に移動させることができる。
【００５３】
またプローブ７Ａ、７Ｂは、操作つまみ１００の操作により、互いに離間する方向又は接近する方向に移動可能となされており、載置部６７を介挿し得る程度に間隔を開けておき、この状態で半導体ウエハ２を載置した載置部６７をプローブ７Ａ、７Ｂ間に介挿させるように移動させる。そして目視によりある程度位置決めした状態でロックねじ２２、４２を締め付けた後、顕微鏡５でプローブ７Ａを確認しながら半導体ウエハ２の試験に供する測定位置（半導体チップの各パッド）がプローブ７Ａの各プローブ針に接触し得る位置に位置決めされるようにマイクロゲージ１８、３８により載置部６７をＸ方向及びＹ方向に微調整する。またマイクロゲージ６１により載置部６７を水平面内で所定角度回動させることで半導体ウエハ２の角度を調整する。
【００５４】
これらにより半導体ウエハ２は、その上面の各パッドに上面側からプローブ７Ａを接触させることができる位置に位置決めされたこととなる。またプローブ７Ｂにおいては、プローブ７Ａに対向する位置に支持されており、プローブ７Ａが位置決めされれば半導体ウエハ２の下面においても試験に供するパッドの位置に位置決めされるようになされている。
【００５５】
かくして半導体ウエハ２が位置決めされた状態でプローブ７Ａ、７Ｂの操作つまみ１００を所定方向に操作することにより、プローブ７Ａ、７Ｂは、閉じる方向に移動して半導体ウエハ２の上面及び下面の所定位置に接触する。また微調整用ねじ９５、１１５をそれぞれつまみ９５Ａ、１１５Ａにより回転させてプローブ７Ａ、７Ｂを別々に上下方向に微調整することにより、プローブ７Ａ、７Ｂの半導体ウエハ２に対するオーバードライブ量を別々に調整することができる。これによりプローブ７Ａ、７Ｂをそれぞれ最適な接触圧で半導体ウエハ２の両面に接触させることができる。
【００５６】
かくして試験装置１においては、手動で載置部６７を移動させてプローブ７Ａ、７Ｂにより順次半導体ウエハ２を試験することができる。またプローブ７Ａ、７Ｂの高さを個別に微調整することにより、半導体ウエハ２の厚みや反りに対応させて最適な接触圧でプローブ７Ａ、７Ｂを接触させることができる。
【００５７】
これらにより試験装置１では、手動により半導体ウエハ２を所定位置に位置決めし、手動によりプローブ７Ａ、７Ｂを上下動させて半導体ウエハ２に接触させることができ、保持部３を半導体ウエハ２の種類に応じて所定の位置に移動させるための制御プログラム及びプローブ７Ａ、７Ｂを上下動させるための制御プログラムを実行するコンピュータ構成の制御手段を用いることなく、また保持部３及びプローブ７Ａ、７Ｂを駆動するためのモーター等を用いることなく簡易な構成により半導体ウエハ２を試験し、また種々の半導体ウエハを交換して試験することができる。また操作つまみ１００の操作だけで同時にプローブ７Ａ、７Ｂを半導体ウエハ２に接触させることができ、各々個別に操作する場合に比して一段と容易な操作によりプローブ７Ａ、７Ｂを半導体ウエハ２に接触させて試験することができる。
【００５８】
（３）実施例の効果
以上の構成によれば、半導体ウエハの両面に対してそれぞれプローブを接触させる構成において、半導体ウエハの表面に対してほぼ鉛直方向に第１のプローブを可動させ、半導体ウエハの一面側に、第１のプローブを接触させる第１のプローブ可動機構と、半導体ウエハの表面に対してほぼ鉛直方向に第２のプローブを可動させ、半導体ウエハの他面側に、第２のプローブを接触させる第２のプローブ可動機構とを、リンク機構により一の手動操作で同時に可動させるようにしたことにより、簡易な操作により、種々の半導体ウエハを試験することができる。
【００５９】
また半導体ウエハを所定の平面内で任意の方向に移動させる移動機構と、半導体ウエハを平面内で任意の角度だけ回転させる回転機構とを手動で可動させるようにしたことにより、半導体ウエハの交換及びプローブの位置決めを一段と容易にすることができ、これにより種々の半導体ウエハに対して、プローブを容易に位置決めして試験することができる。
【００６０】
また第１及び第２のプローブの半導体ウエハ表面に対するほぼ鉛直方向の位置を個別に微調整し得るようにしたことにより、種々の半導体ウエハの両面に対して適切な押圧力で第１及び第２のプローブを接触させることができる。
【実施例２】
【００６１】
なお上述の実施例においては、半導体ウエハの上下よりプローブを接触させる場合について述べたが、本発明はこれに限らず、例えば半導体ウエハを垂直に保持し、半導体ウエハの両側よりプローブ接触させる等、半導体ウエハを種々の姿勢で保持する場合に広く適用することができる。
【産業上の利用可能性】
【００６２】
本発明は、試験装置に関し、特に半導体ウエハの両面よりプローブを接触させて各チップの特性を試験する試験装置に適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００６３】
【図１】本発明の実施例に係る試験装置の上面図である。
【図２】図１の試験装置の正面図である。
【図３】図１の試験装置の右側面図である。
【図４】図１の試験装置の回転部を拡大して示す部分的上面図である。
【図５】図１の試験装置の回転部の一部を破断して示す部分的断面図である。
【図６】図１の試験装置の上下動ベース部を示す左側面図である。
【符号の説明】
【００６４】
１……試験装置、２……半導体ウエハ、３……保持部、４……ＸＹテーブル、５……顕微鏡、７Ａ、７Ｂ……プローブ、１１Ａ、１１Ｂ、１１Ｃ……Ｘ方向ガイドレール、１５……Ｘ方向移動テーブル、３１Ａ、３１Ｂ、３１Ｃ、５９……Ｙ方向ガイドレール、３５……Ｙ方向移動テーブル、４６……移動用ハンドル、５０……回転部、５２……ハウジング、５４……ベルト、６５……ベース部、６７……載置部、６８……台座、６９……載置台、７１Ａ、７１Ｂ、７１Ｃ、７１Ｄ……押圧部材、８１……支持部材、８２Ａ、８２Ｂ……上下方向ガイドレール、８５、８６……上下動ベース部材、８７、１０７……アーム部材、８８、１０８……リンク部材、９０、１１０……ガイド板、９２……ベース板
【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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