(57)【要約】  ウエハに形成された電子回路の電気特性を検査するテスタとともに使用される検査ユニットは、テスタに電気的に接続されるテスタ基板と、テスタ基板の下面に取り付けられ、テスタに電気的に接続される第１の無線ポートと、電子回路の電極パッドに接触されるプローブを含むプローブ基板であり、プローブと電極パッドとを互いに接触させながら該プローブ基板がウエハとともにシステムボックス内に搬送され得るように構成されるプローブ基板と、プローブに電気的に接続されてプローブ基板の上面に取り付けられ、第１の無線ポートと非接触で送信／受信を行う第２の無線ポートと、テスタ基板から離隔され、プローブ基板及びウエハを保持するチャック板と、内部にガスを導入することによって膨張され得るフレキシブル膨張可能チャンバとを含む。
2012529157.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ウエハに形成された電子回路の電気特性を検査するテスタとともに使用される検査装置であって、
システムボックス内に収容され、前記テスタに電気的に接続されるテスタ基板と、
前記テスタ基板の下面に取り付けられ、前記テスタに電気的に接続される第１の無線ポートと、
前記電子回路の電極パッドに接触されるプローブを含むプローブ基板であり、前記プローブと前記電極パッドとを互いに接触させながら当該プローブ基板が前記ウエハとともに前記システムボックス内に搬送されるように構成される、プローブ基板と、
前記プローブに電気的に接続されて前記プローブ基板の上面に取り付けられ、前記第１の無線ポートと非接触で送信／受信を行う第２の無線ポートと、
前記テスタ基板から離隔されるように前記システムボックス内に収容され、前記システムボックス内に搬送された前記プローブ基板及び前記ウエハを保持するチャック板と、
可撓性を有する膨張可能チャンバであり、その内部にガスを導入することによって膨張され、それにより、前記チャック板によって保持された前記プローブ基板及び前記ウエハに圧力を印加する膨張可能チャンバと
を有し、
前記第１の無線ポートは、前記膨張可能チャンバを介して前記第２の無線ポートと向き合うように配置され、テスト信号が、前記第１及び第２の無線ポートによって、前記膨張可能チャンバを介して、非接触で送信／受信される、
検査装置。
【請求項２】
請求項１に記載の検査装置と、
前記ウエハ上に製造された前記電子回路の前記電極パッドを、前記プローブ基板の前記プローブと位置合わせし、且つ前記プローブ基板と前記ウエハとを一時的に固定するアライメントユニットと、
一時的に固定された前記プローブ基板及び前記ウエハを前記検査装置に搬送する搬送ユニットと
を有する検査システム。
【請求項３】
前記アライメントユニットは、前記ウエハ上に製造された前記電子回路の前記電極パッドを前記プローブ基板の前記プローブと位置合わせした後に、前記プローブ基板と前記ウエハとの間の空間内の圧力を低下させることによって、前記プローブ基板と前記ウエハとを一時的に固定する、請求項２に記載の検査システム。
【請求項４】
前記アライメントユニットは、前記ウエハ上に製造された前記電子回路の前記電極パッドを前記プローブ基板の前記プローブと位置合わせした後に、磁石を用いて前記プローブ基板と前記ウエハとを一時的に固定する、請求項２に記載の検査システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、集積回路内に製造された電子回路の電気特性を検査する検査ユニット、及び該検査ユニットを用いる検査システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体ウエハ（以下、ウエハと称する）上に製造される例えば集積回路（ＩＣ）などの電子回路は、検査に掛けられるウエハが上に載置される載置台と、ウエハ上の電子回路の対応する電極パッドに接触させられる複数のプローブ（接触子）を有し、テスタからのテスト信号を対応するプローブに出力するプローブ基板と、を含むプローブ装置を用いて検査（テスト）されている。
【０００３】
電子回路を検査することにおけるコストを削減する一手法は、ＩＣウエハ（被検査デバイス）の全ての電子回路を同時に検査するものである。この検査手法は、ウエハ全体接触検査（フル・ウエハ・コンタクト・アンド・テスト）と称し得る。ウエハ全体接触検査においては、ウエハの電子回路の全ての電極パッドに対応するプローブをプローブ基板が備えており、全てのプローブを対応する電極パッドに接触させて、電子回路が集合的に検査される（例えば特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特許第３３０３９６８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、回路製造技術の進歩し続ける改良による回路パターンの微細化が、ウエハ上のＩＣの数をますます増加させており、また、複雑化するＩＣ機能が、ＩＣあたりの電極パッドの数をますます増加させている。故に、ウエハ上の電極パッドの総数が大幅に増加されている。このことは、ウエハ全体接触検査法であっても検査時間を長くし、検査コストの増大をもたらし得る。
【０００６】
また、ウエハ上のＩＣの電極パッドの数が増加するにつれ、これら電極パッドに対応するプローブ基板上の電極パッドの数もそれに従って増加され、故に、プローブ基板とウエハとの間で、多数のプローブが対応する数の電極と接触されるようになっている。プローブが電極パッドに接触されるとき、電極パッド上に形成された自然酸化膜をプローブが突き抜けなければ、プローブと電極パッドとの間での確実な電気接触は実現されない。故に、電極パッド及び対応するプローブの数が増加するにつれ、より大きい力をプローブ基板とウエハとの間に印加する必要がある。
【０００７】
また、プローブ数の増加は、テスタとプローブとを電気的に接続する多数の配線を必要とする。それらの配線はプローブ基板の周辺部から対応するプローブへと延在しているので、配線のためのスペースが十分でないという問題が生じる。さらに、異なる配線はプローブの位置に応じて異なる長さを有する（例えば、ウエハの中心付近に位置するプローブに接続する配線は、ウエハの周縁部付近に位置するプローブに接続する配線より長い）ため、テスタから出力されるテスト信号が同期せず、それによりウエハの適切な検査が阻害されるという問題が生じ得る。
【０００８】
本発明はこれらに鑑みてなされたものであり、本発明により、ウエハ上に製造された電子回路における適切なウエハ全体接触検査を可能にする検査ユニットが提供される。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の第１の態様により、ウエハに形成された電子回路の電気特性を検査するテスタとともに使用される検査ユニットが提供される。当該検査ユニットは、システムボックス内に収容され、テスタに電気的に接続されるテスタ基板と、テスタ基板の下面に取り付けられ、テスタに電気的に接続される第１の無線ポートと、上記電子回路の電極パッドに接触されるプローブを含むプローブ基板であり、プローブと電極パッドとを互いに接触させながら該プローブ基板がウエハとともにシステムボックス内に搬送され得るように構成されるプローブ基板と、プローブに電気的に接続されてプローブ基板の上面に取り付けられ、第１の無線ポートと非接触で送信／受信を行う第２の無線ポートと、テスタ基板から離隔されるようにシステムボックス内に収容され、システムボックス内に搬送されたプローブ基板及びウエハを保持するチャック板と、可撓性を有する膨張可能チャンバであり、その内部にガスを導入することによって膨張され、それにより、チャック板によって保持されたプローブ基板及びウエハに圧力を印加することが可能な膨張可能チャンバとを含む。第１の無線ポートは、膨張可能チャンバを介して第２の無線ポートと向き合うように配置され、テスト信号が、第１及び第２の無線ポートによって、膨張可能チャンバを介して、非接触で送信／受信される。
【００１０】
本発明の第２の態様により、第１の態様に従った検査ユニットと、ウエハ上に製造された電子回路の電極パッドを、プローブ基板のプローブと位置合わせし、且つプローブ基板とウエハとを一時的に固定するアライメントユニットと、一時的に固定されたプローブ基板及びウエハを検査ユニットに搬送する搬送ユニットとを含む検査システムが提供される。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の第１実施形態に従った検査ユニットを例示する模式図である。
【図２】検査対象の電子回路を検査するための動作を示す説明図である。
【図３】検査対象の電子回路を検査するための、図２に続く動作を示す更なる説明図である。
【図４】本発明の第２実施形態に従った検査システムを例示する模式図である。
【図５】プローブ基板及び被検査デバイスの一時的な固定を可能にする機構を模式的に示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、添付図面を参照して、本発明の非限定的な典型的な実施形態を説明する。図面において、同一あるいは対応する部材又は構成要素には、同一あるいは対応する参照符号を付し、必要以上の説明は省略する。
【００１３】
図１は、本発明の第１実施形態に従った検査ユニット（検査装置）を例示する模式図である。図１の一部を参照するに、この実施形態に従った検査ユニット１は、システムボックス２の内部に収容されてテスタＴに電気的に接続されるテスタ基板４と、テスタ基板４の下面に取り付けられた膨張可能チャンバ３と、プローブ基板９のプローブ９ｂが検査に掛けられるウエハ（以下、被検査デバイス（device  under  test）ＤＵＴと称する）の対応する電極パッドに接触されるように互いに支えられるプローブ基板９及びＤＵＴを保持するチャック板５とを含んでいる。説明の便宜上、以下では、そのように支えられるプローブ基板９及びＤＵＴをシェル１０（図２（ｂ）参照）と呼ぶ。
【００１４】
システムボックス２は、箱形状を有し、１つの側壁に開口部２ａを有している。開口部２ａは、膨張可能チャンバ３とチャック板５との間の空間に対応している。開口部２ａを介して、シェル１０がシステムボックス２に搬入され、搬出される。開口部２ａは開／閉可能なドアを備えていてもよい。また、システムボックス２の内部に、電力ユニット及び検査温度制御ユニットが備えられ得る。
【００１５】
テスタ基板４は、ＤＵＴを検査するための電子的な機能を提供する。例えば、テスタ基板４は、プリント回路基板、セラミックプリント回路基板又はこれらに類するもので構成され、モジュール又は電子部品（及び／又は集積回路）４ａを有する。また、テスタ基板４は、ウエハを検査するためのコントローラ及び電源（図示せず）に接続され得る。テスタ基板４は、その下面に、プローブ基板９の上面に配設された無線ポート９ａと非接触での送信／受信を行う無線ポート４ｂを備えている。無線ポート４ｂは、所定の送信器／受信器回路を有する送信器／受信器部である。所定の送信器／受信器回路は、特定の１つに限定されるものではなく、ＤＵＴの種類などに応じて選択され得る。また、無線ポート４ｂはＩＣ製造技術によってテスタ基板４に直接的に製造されてもよいし、あるいは、１つ又は複数の独立した電子部品として構成された無線ポート４ｂがテスタ基板４に取り付けられてもよい。
【００１６】
モジュール又は電子部品４ａは、テスタ基板４を貫通する貫通電極又はビアプラグ（図示せず）によって、無線ポート４ｂと電気的に接続される。貫通電極又はビアプラグは、テスタ基板４に形成されたスルーホールを導電性ペーストで充填し、該導電性ペーストを加熱することによって形成され得る。また、貫通電極又はビアプラグは、はんだボールで形成されてもよい。
【００１７】
テスタ基板４は、ＤＵＴのサイズより大きい、あるいはそれに等しいサイズを有し、それにより、ＤＵＴ内の全ての電子回路を同時に検査することが可能にされる。
【００１８】
膨張可能チャンバ３は、テスタ基板４の下面に設けられ、あるいは該下面にしっかりと固定される。膨張可能チャンバ３は、例えばポリイミド及びポリエステルなどの樹脂又はゴムを含む可撓性を有する材料で製造され、テスタ基板４と実質的に同じサイズを有する。膨張可能チャンバ３には、所定の注入／排出口（図示せず）が形成されている。膨張可能チャンバ３は、膨張可能チャンバ３の外部環境との気体的な連通が注入／排出口を介してのみ可能にされることを除いて、気密性にされている。実際には、注入／排出口は所定の圧力制御ユニット（図示せず）に接続される。圧力制御ユニットから注入／排出口を介して膨張可能チャンバ３内に圧縮ガスが導入されると、膨張可能チャンバ３が膨張され、ひいては、プローブ基板９（後述）が押し下げられ、それによりプローブ基板９のプローブ９ｂがＤＵＴの対応する電極パッドに安定的に接触される。故に、信頼性ある検査が実現される。
【００１９】
プローブ基板９（図１（ｂ））は、例えばシリコン、セラミック材料及び有機材料などの材料で製造され得る。プローブ基板９は、その上面に、所定の送信器／受信器回路を含む送信器／受信器部として作用する無線ポート９ａを含んでおり、その下面に、ＤＵＴの対応する電極パッドに接触される複数のプローブ９ｂを含んでいる。無線ポート９ａは、テスタ基板４の下面に設けられた無線ポート４ｂと非接触での送信／受信を行う。無線ポート９ａは、プローブ基板９に形成された貫通電極又はビアプラグ（図示せず）によって、対応するプローブ９ｂに電気的に接続されている。また、プローブ基板９は、プローブ９ｂをＤＵＴの対応するパッドと位置合わせ（アライメント）するためのアライメントマーク又はアライメントピンを備える。
【００２０】
なお、無線ポート９ａは、ＩＣ製造技術によってプローブ基板９に直接的に製造され得る。他の例では、独立した１つ又は複数の電子部品として構成された無線ポート９ａがプローブ基板９に取り付けられる。
【００２１】
また、無線ポート４ｂと無線ポート９ａとの間での非接触送信／受信は、無線ポート４ｂと無線ポート９ａとの間の距離、非接触に送信／受信される信号の周波数若しくはパルス間隔、非接触に送信／受信される信号の数、又はこれらに類するものに応じて、例えば近接場通信及び無線周波数（ＲＦ）通信などの様々な通信技術によって実現されることができ、無線ポート４ｂ及び無線ポート９ａはその通信技術に基づいて選択される。例えば、無線ポート４ｂと無線ポート９ａとの間の距離が比較的小さく、且つ比較的多数の無線ポート４ｂ及び無線ポート９ａが使用されるとき、近接場通信が好ましい。何故なら、この通信技術は、極めて近距離での通信を可能にし、それにより、隣接する別の無線ポート４ｂ又は無線ポート９ａからのクロストークを抑制するからである。他の例では、無線ポート４ｂと無線ポート９ａとの間の距離が比較的大きいとき、ＲＦ通信技術が好ましい。また、複数の信号が同時に送信／受信されるとき、周波数分割多重（ＦＤＭ）技術又は時分割多重（ＴＤＭ）技術が使用されてもよい。
【００２２】
また、プローブ基板９は、ＤＵＴのサイズより大きい、あるいはそれに等しいサイズを有し、且つＤＵＴ内の全ての電子回路の全ての電極パッドに対応するプローブ９ｂを有する。故に、ＤＵＴ内の全ての電子回路を同時に集合的に検査することができる。
【００２３】
チャック板５は、システムボックス２の内部でテスタ基板４から離して設けられており、搬送アーム１２（図２（ｃ））によってシステムボックス２内に搬入されたシェル１０を保持する。この場合、シェル１０は、ＤＵＴがチャック板５の上面に面する、あるいは接触するように、チャック板５によって保持される。また、チャック板５はガイドピン（図示せず）を有し、シェル１０が該ガイドピンによって適所に配置されるようにされる。チャック板５は、真空装置（図示せず）に接続され、故に、チャック板５の上面の上にシェル１０を吸引力によって保持する。また、チャック板５は、鉛直方向に移動可能であり、膨張可能チャンバ３によってチャック板５の上面上のシェル１０に印加される力（後述）に耐えるように構成されている。さらに、チャック板５は、ＤＵＴを所定の温度で検査するための温度制御機構（図示せず）を含み得る。これにより、例えば４０℃から１５０℃までの範囲の温度で、ＤＵＴを検査することができる。なお、他の実施形態において、チャック板５は必ずしも鉛直方向に移動可能である必要はない。これは、チャック板５上のシェル１０に印加される力にチャック板５が一層容易に耐えることができる場合に好ましい。
【００２４】
次に、この実施形態に従った検査ユニット１の動作を図２及び３を参照して説明する。
【００２５】
先ず、図２（ａ）に示すように、プローブ基板９及びＤＵＴが互いに向き合うように配置され、プローブ基板９のプローブ９ｂがＤＵＴの対応する電極パッドに位置合わせされる。このアライメントは、ＤＵＴ上に形成されたアライメントマークと、プローブ基板９上に形成された対応するアライメントマークとを用いて実行され得る。このようなアライメントは、例えばアライメントユニットにて好ましく実行される。
【００２６】
次に、プローブ基板９のプローブ９ｂを対応する電極パッドに接触させて、プローブ基板９及びＤＵＴが互いを保持するようにすることで、シェル１０が構成される。以下に限られないが、シェル１０は好ましくは、プローブ基板９とＤＵＴとを一時的に固定することによって構成される。このような一時的な固定は、後述のように、プローブ基板９とＤＵＴとの間の空間を、減圧された圧力まで排気することによって実現され得る。また、一時的な固定は、磁石を用いてプローブ基板９及びＤＵＴを両側から保持することによって実現されてもよい。その場合、プローブ基板９の下面の周縁部に磁石を埋め込んでおき、且つアライメントが為された後に、対応する磁石をＤＵＴの下面に配置し、それによりプローブ基板９及びＤＵＴを保持することが好ましい。また、一時的な固定は、所定の留め具（クリップ治具）を用いてプローブ基板９及びＤＵＴを挟むことによって実現されてもよい。
【００２７】
シェル１０は好ましくは、図２（ｃ）に示すように検査ユニット１内に搬送され、図３（ａ）に示すようにチャック板５の上に配置される。この時、シェル１０は、チャック板５上に設けられたガイドピン（図示せず）によって、あるいは搬送アーム１２（図２）の搬送の正確さによって、適切な位置に配置される。次いで、シェル１０は吸引力によってチャック板５上にしっかりと保持される。
【００２８】
次に、図３（ｂ）に示すように、シェル１０のプローブ基板９が膨張可能チャンバ３に対して所定の距離に位置付けられるように、チャック板５が上方に移動される。そして、約１．１３ｋｇ／ｃｍ２の圧力の圧縮ガスが圧力制御ユニット（図示せず）から膨張可能チャンバ３内に導入されると、膨張可能チャンバ３が膨張して、シェル１０のプローブ基板９に押し下げ力を印加する。この時、約８００ｋｇｆの押し下げ力がプローブ基板９上に印加され、ひいては、同じ力がＤＵＴ上に印加される。この押し下げ力は、プローブ基板９に約８万個のプローブ９ｂが存在すると仮定すると、プローブ９ｂの各々に対して約１０ｇｆに相当し、プローブ９ｂが、ＤＵＴの電極パッド上に形成された自然酸化膜を突き抜け、電極パッドを構成する金属に達するのに十分である。故に、プローブ基板９のプローブ９ｂの、ＤＵＴの対応する電極パッドとの、安定した確実な電気接触が実現される。
【００２９】
そして、テスタＴ（図１（ａ））からテスタ基板４にテスト信号が出力されると、テスト信号は、モジュール又は電子部品４ａにて所定の処理を受け、無線ポート４ｂから対応する無線ポート９ａに膨張可能チャンバ３を介して伝送される。次いで、無線ポート９ａによって受信されたテスト信号は、対応するプローブ９ｂへと出力され、該対応するプローブ９ｂが接触するＤＵＴの電極パッドを介して、対応する検査対象の電子回路に入力される。
【００３０】
検査対象の電子回路は、テスト信号を受信すると、入力されたテスト信号に基づく出力信号を所定の電極パッドに出力する。出力信号は、該所定の電極パッドからプローブ９ｂを介して無線ポート９ａに入力され、無線ポート９ａから無線ポート４ｂに膨張可能チャンバ３を介して伝送される。
【００３１】
無線ポート４ｂによって受信された出力信号は、モジュール又は電子部品４ａへと出力され、所定の処理を受け、そしてテスタ基板４からテスタＴ（図１）へと出力される。テスタＴは、ＤＵＴの電子回路からの出力信号を、先にテスタＴから出力されたテスト信号と比較することにより、検査対象の電子回路が正常に動作しているかを決定する。斯くして、ＤＵＴが検査される。
【００３２】
この実施形態に係る検査ユニット１によれば、テスタからのテスト信号、及び検査対象の電子回路からの出力信号が、テスタ基板４の下面に取り付けられた無線ポート４ｂとプローブ基板９の上面に取り付けられた無線ポート９ａとの間で、非接触で送信／受信されるので、プローブとテスタとを電気的に接続する配線の必要性を排除することができる。故に、そのような配線のためのスペースが十分でないという、回路サイズの縮小及びウエハサイズの増大に伴って生じ得る問題を解決することができる。さらに、狭いスペースに配線を設ける必要性を排除することができるので、製造コストを低減することができる。
【００３３】
また、この実施形態においては、検査ユニット１の外部で、プローブ基板９のプローブ９ｂがＤＵＴの対応する電極パッドにアライメントされて、プローブ基板９及びＤＵＴがシェル１０に形成される。故に、検査ユニット１の内部で、プローブ基板９のプローブ９ｂがＤＵＴの対応する電極パッドにアライメントされて、プローブ基板９及びＤＵＴがシェル１０に形成される場合と比較して、そのようなアライメントに要する時間を短縮することができ、それにより検査を迅速化することに寄与し得る。
【００３４】
また、信号が無線ポート４ｂと無線ポート９ａとの間で非接触に送信／受信されるので、テスタ基板４とシェル１０との間での厳密なアライメントの必要性を排除して、チャック板５に設けられたガイドピン及び／又は搬送アーム１２の搬送の正確さのみによって、テスタ基板４とシェル１０とをアライメントすることができ、それにより検査を迅速化することに更に寄与し得る。
【００３５】
また、プローブ基板９は、ＤＵＴの電極パッドを再配線するファンアウト機能を有し得る。これにより、電極パッド同士の間の距離が抑制され、且つ電極パッドの数が明らかに削減され、故に、検査時間を短縮することができる。
【００３６】
また、複数のプローブ１０にわたって、無線ポート９ａからの複数の電気経路間で、長さに関して大きい差が存在しない。故に、複数の電気経路間での長さの差によって生じ得る信号の同期外れの問題を解決することができる。
【００３７】
また、ＤＵＴに応じて様々なプローブ基板９が準備されるとき、ＤＵＴに従って単にプローブ基板９を選択することにより、検査ユニット１を変更することなく、様々なＤＵＴを検査することができる。
【００３８】
さらに、無線ポート４ｂ及び／又は無線ポート９ａは信号補正機能を有していてもよい。そのような機能を有すると、テスタからのテスト信号の波形、及びＤＵＴに形成された検査対象の電子回路からの出力信号の波形を、テスタによってではなく、無線ポート４ｂ及び／又は無線ポート９ａによって補正することができる。故に、テスタの信号処理負荷を低減し、それにより検査の信頼性を向上させることが可能である。
【００３９】
なお、無線ポート４ｂの代わりに、テスタ基板４の上面に搭載されるモジュール又は電子部品４ａが補正機能を有していてもよい。
【００４０】
また、この実施形態に従った検査ユニット１は膨張可能チャンバ３を含んでいるので、圧力制御ユニット（図示せず）から膨張可能チャンバ３内に高圧の圧縮ガスを導入することにより、プローブ９ｂは、ＤＵＴの実質的に全体で、ＤＵＴの対応する電極パッドに確実に接触することができる。故に、ＤＵＴを確実に検査することが可能である。また、プローブ基板９が、導入された圧縮ガスによって膨張された膨張可能チャンバ３によって押し下げられるので、プローブ基板９が可撓性にされるとき、ＤＵＴの複数の電極パッド間での高低差、及び／又はＤＵＴのたわみを補償することができ、それにより、プローブ９ｂをＤＵＴの電極パッドに確実に接触させることができる。
【００４１】
さらに、高圧の圧縮ガスを膨張可能チャンバ３内に導入することにより、プローブ基板９のプローブ９ｂは、ＤＵＴの対応する電極パッドに十分な力で圧接される。また、プローブ９ｂを対応する電極パッドに圧接することには大規模な機構は不要であり、それにより検査ユニット１が小型にされる。
【００４２】
次に、図４を参照して、検査ユニット１が組み込まれる検査システムを説明する。図示するように、検査システム２０は、プローブ基板９及びＤＵＴが、互いにアライメントされ、且つプローブ基板９及びＤＵＴを一時的に固定することによってシェル１０に形成されるアライメントユニット２１と、シェル１０を収容し且つＤＵＴを検査する検査ユニットアセンブリ２２と、アライメントユニット２１と検査ユニットアセンブリ２２との間でシェル１０を搬送するシェル搬送機構２３とを含んでいる。
【００４３】
図４に示すように、アライメントユニット２１は、ＤＵＴが載置されるステージ２１ａと、ステージ２１ａの上方に保持されたプローブ基板９の（プローブ９ｂが形成される）下面に形成された複数（例えば、４つ）のアライメントマークの画像を撮影するカメラ２１ｂと、ＤＵＴ上に形成された複数（例えば、４つ）のアライメントマークの画像を撮影するカメラ２１ｃと、カメラ２１ｂ、２１ｃによって撮影されたアライメントマークの画像に基づく画像分析を用いて、プローブ基板９及びＤＵＴの位置をＸ−Ｙ座標にて指定する制御ユニット２１ｄとを含んでいる。
【００４４】
ステージ２１ａは、ステージ２１ａの上面の上まで上方に、あるいは下まで下方に移動することが可能な複数（例えば、３つ）のリフトピン（図示せず）と、ステージ２１ａの上面に載置されたＤＵＴを保持するチャック機構（図示せず）と、ステージ２１ａを水平（Ｘ若しくはＹ）方向又は鉛直（Ｚ）方向に移動させる駆動機構（図示せず）とを備えている。駆動機構は、制御ユニット２１ｄに電気的に接続され、制御ユニット２１ｄからの制御信号の制御下でステージ２１ａを水平方向又は鉛直方向に移動させる。
【００４５】
カメラ２１ｂは、水平方向に移動可能であり、所定の支持部材（図示せず）を用いてステージ２１ａの上方に支持されたプローブ基板９の下面に形成されたアライメントマークの複数の画像を連続して撮影することができる。カメラ２１ｂによって撮影されたアライメントマークの画像データは、制御ユニット２１ｄへと出力される。
【００４６】
同様に、カメラ２１ｃは水平方向に移動可能である。シェル１０がステージ２１ａ上に載置されると、カメラ２１ｃは、水平方向に移動し、シェル１０のＤＵＴ上に形成されたアライメントマークの複数の画像を連続して撮影する。カメラ２１ｃによって撮影されたアライメントマークの画像データは、制御ユニット２１ｄへと出力される。なお、参照符号５５は、ＤＵＴの周縁に沿ってその内側に配置された、例えばシリコンゴムなどの柔軟な弾性材料からなる弾性部材（例えば、Ｏリング）を表している。
【００４７】
カメラ２１ｂ、２１ｃからアライメントマークの画像データが入力されると、制御ユニット２１ｄは、アライメントマークの画像に従って、プローブ基板９及びＤＵＴの位置を指定する。制御ユニット２１ｄは、プローブ基板９及びＤＵＴの指定位置間の差に従って、ＤＵＴをプローブ基板９とアライメントするためのＤＵＴの移動方向及び移動量を計算する。さらに、制御ユニット２１ｄは、計算結果に基づく制御信号をステージ２１ａの駆動機構（図示せず）に出力する。これを用いて、駆動機構がステージ２１ａを移動させ、それによりＤＵＴがプローブ基板９とアライメントされる。
【００４８】
次いで、駆動ユニットが、制御ユニット２１ｄからの別の制御信号に従って、ステージ２１ａを上方に移動させると、ＤＵＴの電極パッドが対応するプローブ９ｂに接近する。
【００４９】
その後、ＤＵＴ及びプローブ基板９が相互に一時的に固定され、シェル１０が形成される。具体的には、図５（ａ）を参照するに、プローブ基板９は、プローブ基板９の表面に開けられた第１のポート５１と、ＤＵＴに面する表面と、プローブ基板９の側面に開けられた第２のポート５２と、第１のポート５１と第２のポート５２とを接続する導管５３とを備えている。また、バルブユニット９ｎが第２のポート５２に接続されている。バルブユニット９ｎは、第１の端部が第２のポート５２に接続されたパイプ９１と、パイプ９１の他端に接続された脱着可能なジョイント９２と、パイプ９１の中間部に設けられた逆止弁９３とを含んでいる。さらに、図４に示すように、減圧ユニットがバルブユニット９ｎに対応して設けられる。減圧ユニットは、例えば真空ポンプを含む排気ユニット５４と、フレキシブルパイプを介して排気ユニット５４に接続され、脱着可能ジョイント９２（図５）に脱着可能に接続されるノズル２１ｎと、該フレキシブルパイプの中間に設けられた停止弁５４ａとを含んでいる。図５（ａ）に示すように、ＤＵＴの電極パッドをプローブ基板９の対応するプローブ９ｂに接触させながら、ノズル２１ｎが脱着可能ジョイント９２内に嵌合されるとき、プローブ基板９とＤＵＴと弾性部材（Ｏリング）５５とによって画成される内部空間が、排気ユニット５４によって、減圧された圧力まで排気される。これにより、弾性部材５５が変形され、上記内部空間が気密的に封止される。逆止弁９３がバルブユニット９ｎに設けられているため、プローブ基板９とＤＵＴとの間の上記内部空間は減圧に維持される。
【００５０】
なお、円形の弾性部材５５の厚さ（高さ）は、弾性部材５５が変形された後にＤＵＴの電極パッドがプローブ基板９の対応するプローブ９ｂに接触することができるように決定される。
【００５１】
上述のようにして、プローブ基板９とＤＵＴと弾性部材５５とによって画成される内部空間を減圧に維持することにより、プローブ基板９及びＤＵＴが一時的に固定され、ひいては、シェル１０が形成される。なお、シェル１０がアライメントユニット２１から検査ユニットアセンブリ２２にシェル搬送機構２３によって搬送される前に、減圧ユニットのノズル２１ｎは、バルブユニット９ｎの脱着可能ジョイント９２から取り外される。その場合であっても、上記内部空間は逆止弁９３によって減圧に維持されることができる。
【００５２】
検査ユニットアセンブリ２２は、３つの検査ユニット１ａ、１ｂ、１ｃと、対応する検査ユニット１ａ、１ｂ、１ｃに電力を供給する電源１４ａ、１４ｂ、１４ｃと、検査ユニット１ａ、１ｂ、１ｃを制御する制御ユニット１６とを備えている。
【００５３】
検査ユニット１ａ、１ｂ、１ｃは、上述の検査ユニット１と同じ構成を有しており、対応する電源から電力を受けて、制御ユニット１６の制御下で検査ユニット１と同様に動作する。
【００５４】
再び図４を参照するに、シェル搬送機構２３は、検査ユニットアセンブリ２２とアライメントユニット２１との間に配置され、検査ユニットアセンブリ２２の検査ユニット１ａ、１ｂ、１ｃ及びアライメントユニット２１にアクセスすることができる。また、シェル搬送機構２３は上述の搬送アーム１２を有しており、それを用いて、シェル１０の保持及び検査ユニット１ａ、１ｂ、１ｃとアライメントユニット２１との間でのシェル１０の搬送が行われる。
【００５５】
上述のように構成された検査システム２０においては、アライメントユニット２１にてＤＵＴの電極パッドがプローブ基板９の対応するプローブ９ｂとアライメントされた後、プローブ基板９及びＤＵＴが一時的に固定され、それによりシェル１０がプローブ基板９とＤＵＴとで構成される。シェル１０は、アライメントユニット２１から、検査ユニット１ａ、１ｂ、１ｃのうちの何れか１つ内に搬送される。検査ユニット１ａ、１ｂ、１ｃの何れか１つ内のシェル１０に対して、図３を参照して説明した動作が実行され、すなわち、シェル１０のＤＵＴの検査対象電子回路の電気特性が検査される。懸案のシェル１０の検査中に、次のＤＵＴ及び別のプローブ基板９がアライメントユニット２１にて相互にアライメントされ、一時的に固定され、それにより別のシェル１０が形成される。該次のシェル１０は、如何なるシェル１０も搬入されていない検査ユニット１ａ、１ｂ、１ｃの残りの１つ内に搬送される。そして、検査ユニット１ａ、１ｂ、１ｃの該残りの１つ内の該次のシェル１０に対して、同じ動作が実行される。斯くして、複数のシェル１０が１つずつ対応する検査ユニット１ａ、１ｂ、１ｃに搬送されることにより、ＤＵＴの検査対象電子回路の効率的な検査が実現される。
【００５６】
また、検査ユニット１ａ、１ｂ、１ｃは、図１−３を参照して説明した検査ユニット１と同様に構成されるので、検査ユニット１ａ、１ｂ、１ｃは、検査システム２０において、検査ユニット１と同じ効果又は利点を提供することができる。
【００５７】
さらに、アライメントユニット２１が検査ユニット１ａ、１ｂ、１ｃとは別個に設けられているので、検査ユニット１ａ、１ｂ、１ｃ内でＤＵＴ上の電極パッドをプローブ基板９の対応するプローブ９ｂ（図１（ｂ））とアライメントする必要性を排除することができる。仮にそのようなアライメントが検査ユニット１ａ、１ｂ、１ｃ内で実行されるとすると、検査ユニット１ａ、１ｂ、１ｃの各々にアライメント機構を設ける必要があることから、検査システムが大型化且つ複雑化され、それにより検査システムのコストが増大されることになる。しかしながら、この実施形態に従った検査システム２０は小型にされることができ、コストの上昇が抑制される。
【００５８】
なお、プローブ基板９及びシェル１０のＤＵＴは、シェル１０がシェル搬送機構２３によって検査ユニット１ａ（１ｂ、１ｃ）に搬送され、検査ユニット１ａ（１ｂ、１ｃ）のチャック板５ａ（５ｂ、５ｃ）（図４）上に載置され、且つ膨張可能チャンバ３ａ（３ｂ、３ｃ）によって圧接されるまで、互いにアライメントされたままに維持されれば十分である。換言すれば、プローブ基板９及びＤＵＴの一時的な固定は、一時的に固定されたシェル１０が検査ユニット１ａ（１ｂ、１ｃ）内で膨張可能チャンバ３ａ（３ｂ、３ｃ）によって圧接されるまでプローブ９ｂとＤＵＴの対応する電極パッドとが位置ズレしないようにされれば十分である。故に、プローブ基板９内の導管５３の内径が十分に小さくされるときには、逆止弁９３は不要である。また、図５（ｂ）に示すように、バルブユニット９ｎは必ずしも必要ではない。その場合、ノズル２１ｎの遠位端に、例えばシリコンゴムなどの柔軟な材料で製造され且つ第２のポート５２及びノズル２１ｎと気体的に連通される貫通孔を有する先端部２１ｔが取り付けられることが好ましい。これにより、先端部２１ｔの貫通孔が導管５３と気体的に連通するように、先端部２１ｔがプローブ基板９の側面に押し当てられるとき、プローブ基板９とＤＵＴと弾性部材（Ｏリング）５５とによって画成される内部空間を、排気ユニット５４によって排気することができる。それにより、弾性部材５５は押されて変形する。この場合、図５（ｂ）の例においてのように逆止弁９３が設けられていなくても、プローブ基板９とＤＵＴとを、弾性部材５５の粘着性によって一時的に固定することができる。先端部２１ｔがプローブ基板９の側面から取り去られた後、シェル１０は検査ユニット１ａ、１ｂ、１ｃのうちの何れか１つに搬送される。
【００５９】
また、プローブ基板９及びＤＵＴは、プローブ基板９とＤＵＴと弾性部材５５とによって画成される内部空間を排気することに代えて、アライメントユニット２１にて磁石を用いて、シェル１０を形成するように一時的に固定されてもよい。他の例では、シェル１０は、所定のクリップ治具を用いてプローブ基板９及びＤＵＴを挟むことによって形成されてもよい。
【００６０】
なお、検査システム２０においては、３つだけでなく、２つ又は４つ以上の、上述の検査ユニット１と同じ構成を有する検査ユニットが積み重ねられてもよい。また、検査システム２０は唯一の検査ユニットを有していてもよい。
【００６１】
また、プローブ基板９の無線ポート９ａの電力は、検査ユニットアセンブリ２２の電源１４ａ、１４ｂ、１４ｃから配線を介して供給され、あるいは対応するテスタ基板４ａ、４ｂ、４ｃ（図４）の下面に設けられた、電力を非接触で伝送するための無線ポートを介した電力伝送によって供給され得る。また、テスタ基板４（４ａ、４ｂ、４ｃ）の下面の、膨張可能チャンバ３（３ａ、３ｂ、３ｃ（図４））から離れた領域に設けられた、プローブ基板９に届くのに十分な長さを有するピンを用いて、テスタ基板４（４ａ、４ｂ、４ｃ）から無線ポート９ａに電力を供給してもよい。
【００６２】
幾つかの実施形態を参照して本発明を説明してきたが、本発明は、上述の実施形態に限定されるものではなく、添付の請求項の範囲内で様々に変更あるいは改変され得る。
【００６３】
この国際特許出願は、２００９年６月２日に米国特許商標庁に出願された米国仮出願第６１／１８３３４９号に関する事項を包含しており、その全内容をここに援用する。
【図１（ａ）】
2012529157.tif 000003
【図１（ｂ）】
2012529157.tif 000004
【図２（ａ）】
2012529157.tif 000005
【図２（ｂ）】
2012529157.tif 000006
【図２（ｃ）】
2012529157.tif 000007
【図３（ａ）】
2012529157.tif 000008
【図３（ｂ）】
2012529157.tif 000009
【図３（ｃ）】
2012529157.tif 000010
【図３（ｄ）】
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【図４】
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【図５（ａ）】
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【図５（ｂ）】
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【国際調査報告】
2012529157.tif 000015