探測卡與載置臺的平行度調整方法和檢查用程序及裝置的制作方法

專利名稱：探測卡與載置臺的平行度調整方法和檢查用程序及裝置的制作方法
技術領域：
本發明涉及在使探測卡與晶片等被檢查體電接觸而進行被檢查體的電氣特性檢查之際，調整探測卡與載置臺的平行度的方法和用于實行該方法的檢查用程序記錄介質以及檢查裝置，更詳細地說，涉及可以自動地調整探測卡與被檢查體之間的平行度的探測卡與載置臺的平行度調整方法和檢查用程序記錄介質以及檢查裝置。
背景技術：
現有的這種檢查裝置具備搬送被檢查體(例如晶片)的裝料室、和鄰接于裝料室且進行從裝料室接收的晶片的電氣特性檢查的探測器室。探測器室例如如圖9所示，具備載置被檢查體(晶片)W且在X、Y、Z方向上能夠移動的載置臺(晶片卡盤)1，配置在晶片卡盤1的上方的具有探測銷2A的探測卡2，經由卡座3能夠裝拆地保持探測卡2的卡夾鉗機構4，經由卡夾鉗機構4支承探測卡2的插入環5、支承插入環5的頂板6，電連接探測卡2與測試頭T側的連接環R的對接機構7，以及在頂板6上固定經由對接機構7連接的測試頭T的測試頭夾鉗機構8。測試頭T經由裝備在檢查裝置的側方的合頁機構H旋轉。
再說，近年來，探測卡2的開發有進展，對探測卡2與晶片W的一并接觸方式的檢查裝置的要求增強。在一并接觸方式中探測卡2與晶片W的平行度成為問題，如果這兩者間的平行度差則探測卡的所有探測銷2A與晶片W不能以沒有過多或不足的均勻的針壓接觸，存在著損及檢查的可靠性的危險，根據情況存在著損傷探測卡2和晶片W等的危險。
因此，在例如專利文獻1～4中提出各種調整探測卡與晶片的平行度的技術。
在專利文獻1的技術中，在卡盤頂內插入壓電元件，使卡盤頂上級的臺面傾斜，此外，由壓電元件或致動器(旋轉的螺旋等)使裝設有探測卡的DUT板傾斜。此外，將激光照射在探測卡上等，進行非接觸地檢測探測卡的傾斜。在使用激光的場合，使激光照射在探測卡的周緣部上而測定探測卡的周圍三點以上的高度，從而檢測探測卡的傾斜。
在專利文獻2的技術中，設置有使晶片臺在X方向和Y方向上移動的X-Y方向驅動單元，和使晶片臺在Z方向上移動的Z方向驅動單元，在X-Y方向驅動單元的X方向驅動部與Z方向驅動機構之間夾設有傾斜調節部。而且，由該傾斜調節部調整對于晶片臺的水平面的傾斜。在調整晶片臺的傾斜時，使用自動聚焦式攝像機測定四角的探針的針尖高度，基于該測定點彼此的針尖高度之差計算探測卡對晶片臺的傾斜。
在專利文獻3的技術中，具備用于檢測探測卡的多個部位的探針的針尖高度的接觸式位移傳感器及其電壓變化檢測電路，根據該檢測結果運算探針組的針尖高度的傾斜程度和傾斜方向而發出修正指示的控制系統，以及在三個部位支承插入環并通過按照修正指示調整期望部位的支承高度而修正探針組的針尖高度的傾斜的傾斜修正機構，檢測多個部位(例如，前后左右四個部位)的探針的針尖高度，在控制系統中按照預先裝入程序的計算軟件計算探針組的針尖高度的傾斜程度和傾斜方向。此外，除了探針的傾斜外，也可以測量晶片的傾斜，基于兩方的數據修正傾斜。此外，在專利文獻4中也是記載有與專利文獻3類似的技術，即調整晶片臺的傾斜的技術。
日本專利特開平06-021166號公報[專利文獻2]日本專利特開平11-251379號公報[專利文獻3]日本專利特開平07-231018號公報[專利文獻4]日本專利特開平08-162509號公報發明內容但是，雖然在專利文獻1～4中針對調整探測卡與晶片臺的平行度的技術提出了各種提案，但是任何一種都是在多個部位處測定探測卡的針尖高度和探測卡的高度，基于該測定結果求出探測卡的傾斜后，使探測卡或晶片臺的傾斜符合對方的傾斜，調整這兩者的平行度，可是在任何一種技術中都沒有明確調整探測卡與晶片臺的平行度的具體的方法，用該方法在平行度的調整中需要熟練，或者有時需要很多的時間。
本發明是為了解決上述課題而作成，目的在于提供一種僅通過測定探測卡的多個部位的探測銷的針尖高度就可以簡單且迅速地調整探測卡與載置臺的平行度的探測卡與載置臺的平行度調整方法和檢查用程序記錄介質以及檢查裝置。
本發明的發明方面一的探測卡與載置臺的平行度調整方法，在具有多個探測銷的探測卡與載置臺上的被檢查體電接觸而進行上述被檢查體的電氣特性檢查時，調整上述探測卡與上述載置臺的平行度，其特征在于，包括分別選擇相當于以探測中心為原點的X-Y坐標上的相互離開的任意的多個部位的上述探測銷的第一工序；分別檢測上述多個部位的探測銷的頂端，求出各自的位置坐標(X、Y、Z)的第二工序；在連接上述多個探測銷中鄰接的最靠近的探測銷的頂端的連接線上分別選擇規定的點，以這些點為假想探測銷的頂端的位置坐標(X、Y、Z)分別計算的第三工序；基于上述多個部位的假想探測銷的頂端的位置坐標(X、Y、Z)計算上述探測卡對上述載置臺的傾斜的第四工序；以及基于上述計算結果調整上述探測卡與上述載置臺的平行度的第五工序。
此外，本發明的發明方面二的探測卡與載置臺的平行度調整方法，是在發明方面一所述的發明中，其特征在于在上述第一工序中，在上述X-Y坐標的第一～第四象限的各象限中分別選擇上述探測銷，在上述第二工序中，分別求出在上述第一～第四象限中所選擇的上述各探測銷的頂端的位置坐標(X、Y、Z)，在上述第三工序中，分別選擇上述各探測銷的頂端的連接線與上述X-Y坐標的X-Z平面和Y-Z平面上的兩個交點作為上述規定的點，分別將這些點作為假想探測銷的頂端的位置坐標(X、Y、Z)進行計算，在上述第四工序中，分別在上述X-Z平面上和上述Y-Z平面上計算上述假想探測銷的頂端的Z坐標值之差，在上述第五工序中，分別在上述X-Z平面上和上述Y-Z平面上使上述假想探測銷的頂端的Z坐標值一致。
此外，本發明的發明方面三的探測卡與載置臺的平行度調整方法，是在發明方面一所述的發明中，其特征在于在上述第三工序中，分別選擇上述多個連接線的中點作為上述規定的點，分別將這些中點作為上述假想探測銷的頂端的位置坐標(X、Y、Z)進行計算，在上述第四工序中，求出表示含有上述各假想探測銷的頂端的假想平面的X坐標、Y坐標和Z坐標之間的關系式，在第五工序中，以上述關系式調整上述假想面與上述載置臺的平行度。
此外，本發明的發明方面四的探測卡與載置臺的平行度調整方法，是在發明方面一～三中任一項所述的發明中，其特征在于在上述第一工序中，在上述多個部位處各選擇多個探測銷，在上述第二工序中，在上述多個部位處求出多個探測銷的頂端的位置坐標(X、Y、Z)的平均位置坐標。
此外，本發明的發明方面五的檢查用程序記錄介質，儲存有驅動計算機的程序，使得在具有多個探測銷的探測卡與載置臺上的被檢查體電接觸而進行上述被檢查體的電氣特性檢查時，調整上述探測卡與上述載置臺的平行度，其特征在于在調整上述探測卡與上述載置臺的平行度之際，基于上述程序驅動上述計算機，實行以下工序分別選擇相當于以探測中心為原點的X-Y坐標上的相互離開的任意的多個部位的上述探測銷的第一工序；分別檢測上述多個部位的探測銷的頂端，求出各自的位置坐標(X、Y、Z)的第二工序；在連接上述多個探測銷中鄰接的最靠近的探測銷的頂端的連接線上分別選擇規定的點，以這些點為假想探測銷的頂端的位置坐標(X、Y、Z)分別計算的第三工序；基于上述多個部位的假想探測銷的頂端的位置坐標(X、Y、Z)計算上述探測卡對上述載置臺的傾斜的第四工序；以及基于上述計算結果調整上述探測卡與上述載置臺的平行度的第五工序。
此外，本發明的發明方面六的檢查用程序記錄介質，是在發明方面五所述的發明中，其特征在于在上述第一工序中，在上述X-Y坐標的第一～第四象限的各象限中分別選擇上述探測銷，在上述第二工序中，分別求出在上述第一～第四象限中所選擇的上述各探測銷的頂端的位置坐標(X、Y、Z)，在上述第三工序中，分別選擇上述各探測銷的頂端的連接線與上述X-Y坐標的X-Z平面和Y-Z平面上的兩個交點作為上述規定的點，分別將這些點作為假想探測銷的頂端的位置坐標(X、Y、Z)進行計算，在上述第四工序中，分別在上述X-Z平面上和上述Y-Z平面上計算上述假想探測銷的頂端的Z坐標值之差，在上述第五工序中，分別在上述X-Z平面上和上述Y-Z平面上使上述假想探測銷的頂端的Z坐標值一致。
此外，本發明的發明方面七的檢查用程序記錄介質，是在發明方面五所述發明中，其特征在于在上述第三工序中，分別選擇上述多個連接線的中點作為上述規定的點，分別將這些中點作為上述假想探測銷的頂端的位置坐標(X、Y、Z)進行計算，在上述第四工序中，求出表示含有上述各假想探測銷的頂端的假想平面的X坐標、Y坐標和Z坐標之間的關系式，在第五工序中，以上述關系式調整上述假想面與上述載置臺的平行度。
此外，本發明的發明方面八的檢查用程序記錄介質，是在發明方面五～七中任一項所述的發明中，其特征在于在上述第一工序中，在上述多個部位處各選擇多個探測銷，在上述第二工序中，在上述多個部位處求出多個探測銷的頂端的位置坐標(X、Y、Z)的平均位置坐標。
此外，本發明的發明方面九的檢查裝置，具有支承具有多個探測銷的探測卡的插入環；支承上述插入環的頂板；夾在上述插入環與上述頂板之間，調整上述探測卡與配置在其下方的載置臺的平行度的探測卡調整機構；檢測上述探測銷的頂端的位置的檢測單元，以及儲存基于上述檢測單元的檢測結果驅動控制上述探測卡調整機構的檢查用程序的控制裝置，其特征在于上述探測卡調整機構具有支承上述插入環的一部分的第一支承機構；以及從上述第一支承機構分別相互在圓周方向上離開而配置并支承上述插入環的其他部位的多個第二支承機構，上述第二支承機構具有位于上述頂板上而使上述插入環升降的楔部件，而且上述控制裝置基于上述檢查用程序驅動上述探測卡調整機構而實行發明方面一～四中任一項所述的探測卡與載置臺的平行度調整方法。
此外，本發明的發明方面十的檢查裝置，是在發明方面九所述的發明中，其特征在于上述第一支承機構配置在以探測中心為原點的X-Y-Z坐標的Y-Z平面上，上述各第二支承機構以上述X-Y-Z坐標的Y-Z平面為基準面左右對稱地配置。
根據本發明的發明方面一～發明方面十所述的發明，可以提供一種僅通過測定探測卡的多個部位的探測銷的針尖高度就可以簡單且迅速地調整探測卡與載置臺的平行度的探測卡與載置臺的平行度調整方法和儲存有該平行度調整方法的檢查用程序記錄介質以及檢查裝置。


圖1是表示本發明的檢查裝置的一個實施方式的主要部分的剖視圖。
圖2是表示圖1所示的檢查裝置的探測卡調整機構的俯視圖。
圖3(a)、(b)分別是表示圖2所示的探測卡調整機構的示意圖，(a)是其剖視圖，(b)是其俯視圖。
圖4是表示圖1所示的檢查裝置的主要部分構成的方框圖。
圖5是表示本發明的探測卡與載置臺的平行度調整方法的一個實施方式的工序圖。
圖6(a)、(b)分別是表示本發明的探測卡與載置臺的平行度調整方法的一個實施方式的說明圖，(a)是探測銷的頂端的X-Y坐標的配置圖，(b)是表示四個探測銷的針尖彼此的連接線與X-Z平面和Y-Z平面的交點的概念圖。
圖7是表示本發明的探測卡與載置臺的平行度調整方法的另一個實施方式的與圖6(b)相當的圖。
圖8是表示本發明的探測卡與載置臺的平行度調整方法的又一個實施方式的與圖6的(a)相當的圖。
圖9是表示現有的檢查裝置的主要部分的主視圖。
標號說明10 檢查裝置11 探測卡13 插入環14 頂板15 晶片卡盤(載置臺)16 探測卡調整機構
21 控制裝置161 第一支承機構162 第二支承機構162A 楔部件具體實施方式
下面，基于圖1～圖8所示的實施方式說明本發明。其中，圖1是表示本發明的檢查裝置的一個實施方式的主要部分的剖視圖，圖2是表示圖1所示的檢查裝置的探測卡調整機構的俯視圖，圖3(a)、(b)分別是表示圖2所示的探測卡調整機構的示意圖，(a)是其剖視圖，(b)是其俯視圖，圖4是表示圖1所示的檢查裝置的主要部分構成的方框圖，圖5是表示本發明的探測卡與載置臺的平行度調整方法的一個實施方式的工序圖，圖6(a)、(b)分別是表示本發明的探測卡與載置臺的平行度調整方法的一個實施方式的說明圖，(a)是探測銷的頂端的X-Y坐標的配置圖，(b)是表示四個探測銷的針尖彼此的連接線與X-Z平面和Y-Z平面的交點的概念圖，圖7是表示本發明的探測卡與載置臺的平行度調整方法的另一個實施方式的與圖6(b)相當的圖，圖8是表示本發明的探測卡與載置臺的平行度調整方法的又一個實施方式的與圖6(a)相當的圖。
第一實施方式首先，對本實施方式中所使用的檢查裝置進行說明。
本實施方式的檢查裝置10，例如如圖1、圖2所示，具備具有多個探測銷11A的探測卡11；經由卡座11B固定探測卡11的卡夾鉗機構12；在下面支承卡夾鉗機構12的插入環13；支承插入環13的頂板14；以及夾在插入環13與頂板14之間，調整探測卡11與配置在其下方的載置臺(晶片卡盤)15的平行度的探測卡調整機構16，構成為在后述的組裝有本發明的檢查用程序記錄介質的控制裝置(參照圖4)的控制下驅動，自動地調整探測卡11與晶片卡盤15的平行度。而且，頂板14經由支承體17水平地支承。
在上述探測卡11的下面上形成有多個探測銷11A，這些探測銷11A成為與在晶片W的大致整個面上形成的多個器件一并接觸。晶片卡盤15構成為載置晶片W并在水平方向(X、Y方向)和上下方向(Z方向)上移動。在該晶片卡盤15上附設有在光學上檢測探測銷11A的針尖的針尖高度檢測單元(例如，CCD攝像機)15A，晶片卡盤15在探測卡11的下方的X、Y方向上移動期間由CCD攝像機15A在多個部位處檢測探測銷11A的針尖高度，將處于該位置的晶片卡盤15的位置坐標儲存在控制裝置的存儲部中。晶片卡盤15的位置由以位于探測卡11的中心的正下方的探測中心為原點的X-Y-Z坐標的位置坐標(X、Y、Z)來表示。構成為探測卡調整機構16基于由CCD攝像機15A檢測的探測銷11A的針尖高度，在控制裝置的控制下驅動，調整探測卡11與晶片卡盤15的上面(載置面)的平行度。
在上述檢查裝置10的裝置主體的上部側方(圖1中左方)設置有合頁機構18，測試頭50經由合頁機構18向頂板14上旋轉。此外，在插入環13的上面設置有對接機構19，測試頭50經由對接機構19與探測卡11對接并電連接。
上述插入環13由沿著在頂板14的大致中央形成的開口部的周面形成的階梯部支承。而且，夾在插入環13與頂板14之間的探測卡11的調整機構16配置在插入環14的階梯部，在該階梯部中使插入環13對頂板14升降而調整探測卡11與晶片卡盤15的上面(晶片W)的平行度。
在上述測試頭50的下面依次電連接有母板51和連接環52。在測試頭50與母板51之間夾著浮動機構53，使這兩者50、51之間的間隙可以在幾mm的范圍內微調。對接機構19包括安裝在插入環13的上面的第一部件19A，和配置在母板51的下面連接環52的外側而安裝的第二部件19B，通過第一、第二部件19A、19B機械地結合，如上所述使探測卡11與頂板50電連接。此外，在合頁機構18的相反側配置有安裝在頂板14上的測試頭夾鉗機構20，由頂板夾鉗機構20將測試頭50固定在檢查裝置10上。
而且，在本實施方式的檢查裝置10的場合，在測試頭50與探測卡11經由對接機構19電連接的狀態下，可以在控制裝置的控制下，由探測卡調整機構16調整探測卡11與晶片W的平行度。
因此，對上述探測卡調整機構16進行說明。探測卡調整機構16例如如圖1、圖2所示，構成為夾在插入環13與頂板14之間，調整探測卡11與配置在其下方的晶片卡盤15的平行度。該探測卡調整機構16如圖1、圖2所示，配置在以探測中心為原點的X-Y-Z坐標的Y-Z平面上，具有支承插入環13的一部分的第一支承機構161、和從第一支承機構161分別相互在圓周方向上離開且以X-Y-Z坐標的Y-Z平面為基準而左右對稱地配置，并在另外兩個部位支承插入環13的兩個第二支承機構162。第一支承機構161以一定的高度支承插入環13。兩個第二支承機構162分別有處于頂板14上各自地使插入環13升降的楔部件162A。第一支承機構161如圖2所示，具有在一點處支承插入環13的球體161A，設定成插入環13的基準高度。因為探測卡的調整機構16特征在于第二支承機構162，故在以下參照圖3的(a)、(b)對第二支承機構162進行詳述。
上述第二支承機構162如圖3的(a)、(b)所示，包括在頂板14上使插入環13升降的、俯視形狀為矩形的楔部件162A；和使楔部件162A在插入環13與頂板14之間且在平面方向上移動的驅動機構162B。構成為楔部件162A經由驅動機構162B在插入環13的徑向(圖3(a)中的左右方向)上移動。驅動機構162B基于附設在晶片卡盤15的CCD攝像機15A的檢測值(在多個部位處檢測的探測銷11A頂端高度)而驅動。
上述楔部件162A如圖3的(a)所示，下面與頂板14接觸，上面作為從插入環13的外側(右側)向內側(左側)傾斜的傾斜面而形成。如該圖(a)所示，在楔部件162A的傾斜面上配置有升降體162C，在升降體162C的下面形成與楔部件162A的傾斜面反向傾斜的傾斜面。因而，如果楔部件162A經由驅動機構162B如該圖的(a)中的箭頭A所示地左右移動，則升降體162C如該圖中的箭頭B所示地升降。
升降體162C如圖3的(a)、(b)所示，包括在下面具有傾斜面且在上面具有圓形的凹陷部的主體162D；在主體162D凹陷部的中心埋入有軸部的球體162E；在球體162E上經由球軸承等滑動部件162F裝設的球面軸承162G，球面軸承162G的上面成為與插入環13的下面接觸的接觸面。因而，構成為升降體162C經由楔部件162A升降而使插入環13升降，并且球面軸承162G一邊與插入環13接觸一邊跟隨插入環13的傾斜方向以球體162E為中心如該圖的箭頭C所示的轉動而傾斜。此外，在楔部件162A的基端部(圖3(a)、(b)的右側)上俯視形狀為コ字形的框體162H圍住楔部件162A的基端面與連接在基端面上的兩側面的一部分而安裝，楔部件162A經由框體162H連接于驅動機構162B。
上述驅動機構162B包括電動機162I；和安裝在電動機162I中的球狀螺母162J，球狀螺母162J與在楔部件162A的框體162H上形成的螺紋孔螺合。如果電動機162I驅動，則楔部件162A經由與球狀螺母162J螺合的框體162H而左右移動。此外，在楔部件162A的兩側，也就是在插入環13的圓周方向上離開的兩側上形成有一對導向槽162K，在這些導向槽162K上框體162H的相互相對的兩邊能夠移動地插入，成為框體162H沿著這些導向槽162K直進。導向槽162K在相互并列設置的一對交叉輥導向器162L之間形成，楔部件162A在例如離基準位置±12mm前后的范圍內沿著導向槽162K圓滑且高精度地左右往復移動。
此外，上述升降體162C的主體162D，在左端面的寬度方向中央朝上下方向安裝導軌162M，該導軌162M與在頂板14的內周面側豎立設置的升降導向部件162N的燕尾槽接合。因而，如果楔部件162A左右移動，則在楔部件162A在±12mm左右的范圍內往復移動期間，升降體162C在楔部件162A的傾斜面上沿著升降導向部件162N在例如±0.6mm左右的范圍內升降。
在調整上述探測卡11的平行度的場合，以由第一支承機構161支承的插入環13的高度為基準，兩個第二支承機構162在檢查用程序的控制下基于CCD攝像機15A的檢測值驅動，使插入環13在各自的位置上升降而調整探測卡11對晶片卡盤15的上面的平行度。例如，在圖2中，如果左右的第二支承機構162、162在上下方向上以相同量移動探測卡11，則可以幾乎不改變在X-Z平面內的探測卡11的X軸方向的角度而改變Y-Z平面內的探測卡11的Y軸方向的角度。此外，如果左右的第二支承機構162、162在上下方向以相反的方向移動探測卡11，則可以改變在X-Z平面內的探測卡11的X軸方向的角度。此時，探測卡11、卡夾鉗機構12、插入環13、連接環52和母板51經由浮動機構53一體地動作。也就是說，探測卡11等的動作被浮動機構53吸收。
上述檢查裝置10如圖4所示，構成為以計算機為主體的控制裝置21驅動，控制晶片卡盤15和探測卡調整機構16。該控制裝置21具有中央運算處理裝置21A、X-Y驅動控制電路21B、Z驅動控制電路21C、探測卡調整電路21D和存儲裝置21E，本發明的檢查用程序儲存在存儲裝置21E中。因而，控制裝置21在中央運算處理裝置21A中從存儲裝置21E讀入檢查用程序，基于中央運算處理裝置21A的指令使X-Y驅動控制電路21B、Z驅動控制電路21C和探測卡調整電路21動作。X-Y驅動控制電路21B連接于X-Y驅動控制機構15B，經由X-Y驅動機構15B使晶片卡盤15在X-Y方向(水平方向)上移動。Z驅動控制電路21C連接于Z驅動機構15C，經由Z驅動機構15C使晶片卡盤15在Z方向(上下方向)上移動。此外，探測卡調整電路21D與探測卡調整機構16A連接，經由探測卡調整電路16A而調整探測卡11與晶片卡盤15的上面(晶片W的載置面)的平行度。
接下來，參照圖1～6對使用檢查裝置10的本發明的探測卡與載置臺的平行度調整方法的實施方式進行說明。
首先，如果驅動檢查裝置10，則控制裝置21按照檢查用程序動作，如以下所示驅動控制各元件。也就是說，將探測卡11搬入檢查裝置10內，由卡夾鉗機構12抓住探測卡11的卡座11B，將探測卡11固定在插入環13的下面側。接著，測試頭50經由合頁機構18旋轉，如果成為平行于頂板14，則對接機構19驅動而測試頭50連接于探測卡11，探測卡11與測試頭50電連接，并且測試頭50由測試頭夾鉗機構20固定在頂板14的上面。
在探測卡11與測試頭50電連接的時刻，探測卡11與晶片卡盤15的上面，也就是與晶片W的上面的平行度未調整。因此，控制裝置21按照檢查用程序，經由探測卡調整電路21D驅動控制探測卡調整機構16，調整探測卡11與晶片卡盤16的平行度。也就是說，以分別位于如圖5所示的以探測中心C為原點的圖6(a)所示的X-Y坐標的第一～第四象限的探測卡11的探測銷11A作為第一～第四探測銷P1～P4逐個選擇(步驟S1)。
接著，晶片卡盤15從探測中心C向第一～第四探測銷P1～P4在X、Y方向上移動后，在這些探測銷P1～P4的正下方晶片卡盤15在Z方向上移動，由CCD攝像機15A分別檢測第一～第四探測銷P1～P4，由控制裝置21的中央運算處理裝置21A計算從探測中心C到第一～第四探測銷P1～P4的X、Y方向和Z方向的移動量，作為第一～第四探測銷P1～P4的位置坐標(X、Y、Z)求出(步驟S2)，將各自的位置坐標(X、Y、Z)儲存在存儲裝置21E中。然后，基于這些位置坐標(X、Y、Z)，如圖6(b)所示，在X-Y-Z坐標的三維假想空間中作為第一～第四探測銷P1～P4描繪第一～第四探測銷11A的針尖高度。因為如果第一～第四探測銷P1～P4的Z坐標值分別是同一的，則為同一針尖高度，探測卡11與晶片卡盤15的上面成為平行所以不調整探測卡11的平行度，過渡到晶片W的檢查。再者，圖6(b)中的探測銷P1～P4不表示探測銷的長度，而表示距離以探測中心C為原點的X-Y平面的針尖高度。這一點在后述的圖7中也是同樣的。
但是，探測卡11與晶片卡盤15的上面往往不平行。在該場合，從步驟S2向步驟S3過渡，在中央運算處理裝置21A中求出在圖6(b)中所示的在X-Y-Z坐標的假想空間上第一、第二探測銷P1、P2的針尖間的連接線與Y-Z平面的交點A的位置坐標(X、Y、Z)。同樣，求出第二、第三探測銷P2、P3的針尖間的連接線與X-Z平面的交點B的位置坐標(X、Y、Z)后(步驟S4)，求出第三、第四探測銷P3、P4之間的連接線與Y-Z平面的交點C的位置坐標(X、Y、Z)(步驟S5)。最后，求出第四、第一探測銷P4、P1之間的連接線與X-Z平面的交點D的位置坐標(X、Y、Z)(步驟S6)。交點A～D可以作為假想探測銷的針尖高度考慮。
接著，分別求出Y-Z平面上的交點A的Z坐標值與交點C的Z坐標值之差后(步驟S7)，分別求得X-Z平面上的交點B的Z坐標值與交點D的Z坐標值之差后(步驟S8)，基于在Y-Z平面上交點A與交點C的Z坐標值之差，使交點A與交點C的任一個移動而使Z坐標值與交點A、C的某一個，例如交點A一致(步驟S9)，使交點A、C的連接線對前后方向(Y軸)平行。同樣，基于在X-Z平面上交點B與交點D的Z坐標值之差，使交點B與交點D的Z坐標值一致(步驟S10)，使交點B、D的連接線平行于左右方向(X軸)。接著，由CCD攝像機15A確認四個探測銷P1～P4的針尖高度，如果針尖高度沒有落入規定的允許范圍內，則判斷為探測卡11與晶片卡盤15之間的平行度不足夠，由CCD攝像機15A檢測同一探測銷P1～P4的針尖高度，重復步驟S2～步驟S10的工序，直到出來探測卡11與晶片卡盤15的平行度。
如果中央運算處理裝置21A如上所述在假想空間上求出前后左右的Z移動量，則將表示該Z移動量的控制信號發送到探測卡調整電路21D。探測卡調整電路21D將表示前后左右的Z移動量的控制信號發送到探測卡調整機構16。探測卡調整機構16基于該控制信號，分別驅動兩個第二支承機構162的電動機162I，經由各自的框體162H使楔部件162A直進。
例如，在第二支承機構162接收到使插入環13上升的控制信號的場合，如果球狀螺母162J旋轉，則框體162H沿著導向槽162K向左方直進，楔部件162A經由框體162H從基準位置向左方直進。如果楔部件162A向左方直進，則升降體162C沿著其傾斜面一邊保持成水平一邊沿著導向部件162N向垂直上方上升而抬起插入環13。此時，雖然插入環13以第一支承機構161為基準上升而傾斜，但是升降體162C的旋轉軸承162G經由球體162E仿照插入環13的傾斜方向傾斜，一邊始終保持旋轉軸承162G的接觸面與插入環13的接觸一邊使插入環13圓滑地上升規定量。因為即使負荷因升降體162C的上升而變化，來自上升后的插入環13的負荷也由旋轉軸承162G的接觸面承受，故調整精度穩定而不變化，檢查期間可以維持其精度。
此外，在第二支承機構162接收到使插入環13下降的控制信號的場合，驅動機構162C驅動而與上述的場合相反方向，也就是使楔部件162A向右方直進，使插入環13下降。通過兩個第二支承機構162與CCD攝像機15A協同動作而在同一方向或相反方向上升降，調整插入環13與晶片卡盤15的平行度，使這兩者平行。
由探測卡的調整機構16調整探測卡11的平行度后，再次，晶片卡盤15驅動而由CCD攝像機15A檢測探測卡11的探測銷11A頂端高度，確認在多個探測銷11A之間高低差的有無。假如在有高低差的場合，重復上述一系列動作而調整探測卡11的平行度。調整探測卡11的平行度后，開始晶片W的檢查。因為在檢查時晶片W與探測卡11成為平行，故所有的探測銷11A在晶片W整個面上以大致均勻的針壓一并接觸，可以進行可靠性高的檢查。
根據以上說明的本發明，因為在調整探測卡11與晶片卡盤15的平行度的工序中，控制裝置21基于檢查用程序而驅動，實行在以探測中心C為原點的X-Y坐標內選擇第一～第四探測銷P1～P4的工序；由CCD攝像機15A檢測第一～第四探測銷P1～P4各自的針尖，由中央運算處理裝置21A求出各自的位置坐標(X、Y、Z)的工序；將連接第一、第二探測銷P1、P2的針尖的第一連接線與Y-Z平面的交點A的位置坐標(X、Y、Z)，連接第二、第三探測銷P2、P3的針尖的第二連接線與X-Z平面的交點B的位置坐標(X、Y、Z)，連接第三、第四探測銷P3、P4的針尖的第三連接線與Y-Z平面的交點C的位置坐標(X、Y、Z)，以及連接第四、第一探測銷P4、P1的針尖的第四連接線與X-Z平面的交點D的位置坐標(X、Y、Z)分別作為假想探測銷的針尖高度而求出的工序；使Y-Z平面的兩個交點A、C的Z坐標值一致的工序，以及使X-Z平面的兩個交點B、D的Z坐標值一致的工序，故僅通過測定探測卡11的第一～第四探測銷P1～P4的針尖高度就可以簡單且迅速地調整探測卡11與晶片卡盤15的平行度。
此外，根據本實施方式，具有支承探測卡11的插入環13、支承插入環13的頂板14、夾在插入環13與頂板14之間，調整探測卡11與配置于其下方的晶片卡盤15上的晶片W的平行度的探測卡調整機構16、檢測探測銷11A的CCD攝像機15A、以及儲存基于CCD攝像機15A的檢測結果，驅動控制探測卡調整機構16的檢查用程序的控制裝置21，探測卡調整機構16具有配置于以探測中心為原點的X-Y-Z坐標的Y-Z平面上，支承插入環13的一部分的第一支承機構161；以及從第一支承機構161分別相互在圓周方向上離開且以X-Y-Z坐標的Y-Z平面為基準左右對稱地配置而支承插入環13的其他部位的兩個第二支承機構162，因為第二支承機構162具有處于頂板14上使插入環13升降的楔部件162A，故可以可靠地實行本實施方式的探測卡與載置臺的平行度調整方法。
第二實施方式雖然在第一實施方式的探測卡與載置臺的平行度調整方法中，就分別使連接第一～第四探測銷P1～P4的針尖的第一～第四連接線與Y-Z平面和X-Z平面的交點A、B、C、D的Z坐標值分別一致，從而調整探測卡11與晶片卡盤15的平行度的方法進行了說明，但是如圖7所示，可以在以探測中心C為原點的X-Y坐標中選擇相互離開的任意四個探測銷P1～P4，求出連接各探測銷P1～P4的針尖的連接線的中點A’、B’、C’、D’的位置坐標(X、Y、Z)，基于這些位置坐標(X、Y、Z)調整探測卡11與晶片卡盤15的平行度。在該場合也是可以使用上述檢查裝置10。
本實施方式的探測卡與載置臺的平行度調整方法，具有檢測第一～第四探測銷P1～P4各自的針尖，求出各自的位置坐標(X、Y、Z)的工序；分別求出由連接第一～第四探測銷P1～P4各自的針尖的第一～第四連接線形成的四邊各自的中點A’、B’、C’、D’各自的位置坐標(X、Y、Z)的工序；求出表示包含四個中點A’、B’、C’、D’的假想平面的X坐標、Y坐標、Z坐標之間的關系式的工序；以及用該關系式將假想面設定成對晶片卡盤15平行的工序。在該場合，因為四個中點A’、B’、C’、D’當然不一定包含在一個平面中，故設定多個關系式，調整各自的假想面與晶片卡盤15的平行度，重復同一順序而驅動探測卡調整機構16，確認探測卡11與晶片卡盤15的平行度。在本實施方式中也是可以期待以第一實施方式為準的作用效果。
第三實施方式雖然在第一實施方式中在X-Y坐標的第一～第四象限各個中分別選擇第一～第四探測銷P1～P4，但是在本實施方式中如圖8所示，在各象限內分別選擇多個(本實施方式中各四個)探測銷，在各象限內求出四個探測銷的針尖的位置坐標(X、Y、Z)的平均位置坐標(XA、YA、ZA)，除了將具有平均值的探測銷用作第一實施方式中的第一～第四探測銷P1～P4的替代以外，進行與第一實施方式同樣的處理。將表示平均值的探測銷在本實施方式中定義成假想探測銷。
也就是說，在如圖8所示的本實施方式中，在以探測中心C為原點的X-Y坐標的第一～第四象限中各選擇四個探測銷11A。在第一象限中選擇探測銷P11～P14，求出各自的針尖的位置坐標(X、Y、Z)的平均位置坐標(X1A、Y1A、Z1A)，設定第一假想探測銷P1A。同樣，在第二～第四象限各個中選擇探測銷P21～P24、P31～P34、P41～P44，設定各自的第二～第四假想探測銷P2A～P4A。因為四個假想探測銷P1A～P4A的針尖具有平均位置坐標(X2A、Y2A、Z2A)～(X4A、Y4A、Z4A)，故這些假想探測銷P1A～P4A相當于第一實施方式中的探測銷P1～P4，然后可以以與第一實施方式同一的順序調整探測卡11與晶片卡盤15的平行度。因而，根據本實施方式，因為可以使用比第一實施方式更多的探測銷11A調整平行度，故可以以比第一實施方式更高精度地調整平行度。像這樣使用的探測銷11A的數量越多越可以提高平行度的調整精度。
雖然在上述各實施方式中，對從以探測中心C為原點的X-Y坐標的第一～第四象限的各象限選擇探測銷的場合進行了說明，但是也可以不是從各象限選擇的探測銷。總之，只要是從以探測中心為原點的X-Y坐標上的相互離開的任意多個部位分別選擇探測銷，分別檢測這些多個部位的探測銷，求出各自的位置坐標(X、Y、Z)后，在連接這些多個探測銷當中的鄰接的最靠近的探測銷的頂端彼此的連接線上分別選擇規定的點，將這些點作為假想探測銷的頂端的位置坐標(X、Y、Z)分別計算，進而，基于這些假想探測銷的頂端的位置坐標(X、Y、Z)計算探測銷對晶片卡盤的傾斜，基于該計算結果調整探測卡與晶片卡盤的平行度的方法，則規定的點也可以不是連接線與Y-Z平面和X-Z平面各自的交點，和連接線的中點。也就是說，此外，雖然在上述各實施方式中對使用晶片W作為被檢查體的場合進行了說明，但是也可以對被檢查體是LCD用玻璃基板等其他被檢查體運用。
工業上的可利用性本發明可以很好地利用于檢查裝置。
權利要求
1.一種探測卡與載置臺的平行度調整方法，在具有多個探測銷的探測卡與載置臺上的被檢查體電接觸而進行所述被檢查體的電氣特性檢查時，調整所述探測卡與所述載置臺的平行度，其特征在于，包括分別選擇相當于以探測中心為原點的X-Y坐標上的相互離開的任意的多個部位的所述探測銷的第一工序；分別檢測所述多個部位的探測銷的頂端，求出各自的位置坐標(X、Y、Z)的第二工序；在連接所述多個探測銷中鄰接的最靠近的探測銷的頂端的連接線上分別選擇規定的點，以這些點為假想探測銷的頂端的位置坐標(X、Y、Z)分別計算的第三工序；基于所述多個部位的假想探測銷的頂端的位置坐標(X、Y、Z)計算所述探測卡對所述載置臺的傾斜的第四工序；以及基于所述計算結果調整所述探測卡與所述載置臺的平行度的第五工序。
2.如權利要求1所述的探測卡與載置臺的平行度調整方法，其特征在于在所述第一工序中，在所述X-Y坐標的第一～第四象限的各象限中分別選擇所述探測銷，在所述第二工序中，分別求出在所述第一～第四象限中所選擇的所述各探測銷的頂端的位置坐標(X、Y、Z)，在所述第三工序中，分別選擇所述各探測銷的頂端的連接線與所述X-Y坐標的X-Z平面和Y-Z平面上的兩個交點作為所述規定的點，分別將這些點作為假想探測銷的頂端的位置坐標(X、Y、Z)進行計算，在所述第四工序中，分別在所述X-Z平面上和所述Y-Z平面上計算所述假想探測銷的頂端的Z坐標值之差，在所述第五工序中，分別在所述X-Z平面上和所述Y-Z平面上使所述假想探測銷的頂端的Z坐標值一致。
3.如權利要求1所述的探測卡與載置臺的平行度調整方法，其特征在于在所述第三工序中，分別選擇所述多個連接線的中點作為所述規定的點，分別將這些中點作為所述假想探測銷的頂端的位置坐標(X、Y、Z)進行計算，在所述第四工序中，求出表示含有所述各假想探測銷的頂端的假想平面的X坐標、Y坐標和Z坐標之間的關系式，在第五工序中，以所述關系式調整所述假想面與所述載置臺的平行度。
4.如權利要求1～3中任一項所述的探測卡與載置臺的平行度調整方法，其特征在于在所述第一工序中，在所述多個部位處各選擇多個探測銷，在所述第二工序中，在所述多個部位處求出多個探測銷的頂端的位置坐標(X、Y、Z)的平均位置坐標。
5.一種檢查用程序記錄介質，儲存有驅動計算機的程序，使得在具有多個探測銷的探測卡與載置臺上的被檢查體電接觸而進行所述被檢查體的電氣特性檢查時，調整所述探測卡與所述載置臺的平行度，其特征在于在調整所述探測卡與所述載置臺的平行度之際，基于所述程序驅動所述計算機，實行以下工序分別選擇相當于以探測中心為原點的X-Y坐標上的相互離開的任意的多個部位的所述探測銷的第一工序；分別檢測所述多個部位的探測銷的頂端，求出各自的位置坐標(X、Y、Z)的第二工序；在連接所述多個探測銷中鄰接的最靠近的探測銷的頂端的連接線上分別選擇規定的點，以這些點為假想探測銷的頂端的位置坐標(X、Y、Z)分別計算的第三工序；基于所述多個部位的假想探測銷的頂端的位置坐標(X、Y、Z)計算所述探測卡對所述載置臺的傾斜的第四工序；以及基于所述計算結果調整所述探測卡與所述載置臺的平行度的第五工序。
6.如權利要求5所述的檢查用程序記錄介質，其特征在于在所述第一工序中，在所述X-Y坐標的第一～第四象限的各象限中分別選擇所述探測銷，在所述第二工序中，分別求出在所述第一～第四象限中所選擇的所述各探測銷的頂端的位置坐標(X、Y、Z)，在所述第三工序中，分別選擇所述各探測銷的頂端的連接線與所述X-Y坐標的X-Z平面和Y-Z平面上的兩個交點作為所述規定的點，分別將這些點作為假想探測銷的頂端的位置坐標(X、Y、Z)進行計算，在所述第四工序中，分別在所述X-Z平面上和所述Y-Z平面上計算所述假想探測銷的頂端的Z坐標值之差，在所述第五工序中，分別在所述X-Z平面上和所述Y-Z平面上使所述假想探測銷的頂端的Z坐標值一致。
7.如權利要求5所述的檢查用程序記錄介質，其特征在于在所述第三工序中，分別選擇所述多個連接線的中點作為所述規定的點，分別將這些中點作為所述假想探測銷的頂端的位置坐標(X、Y、Z)進行計算，在所述第四工序中，求出表示含有所述各假想探測銷的頂端的假想平面的X坐標、Y坐標和Z坐標之間的關系式，在第五工序中，以所述關系式調整所述假想面與所述載置臺的平行度。
8.如權利要求5～7中任一項所述的檢查用程序記錄介質，其特征在于在所述第一工序中，在所述多個部位處各選擇多個探測銷，在所述第二工序中，在所述多個部位處求出多個探測銷的頂端的位置坐標(X、Y、Z)的平均位置坐標。
9.一種檢查裝置，具有支承具有多個探測銷的探測卡的插入環；支承所述插入環的頂板；夾在所述插入環與所述頂板之間，調整所述探測卡與配置在其下方的載置臺的平行度的探測卡調整機構；檢測所述探測銷的頂端的位置的檢測單元，以及儲存基于所述檢測單元的檢測結果驅動控制所述探測卡調整機構的檢查用程序的控制裝置，其特征在于所述探測卡調整機構具有支承所述插入環的一部分的第一支承機構；以及從所述第一支承機構分別相互在圓周方向上離開而配置并支承所述插入環的其他部位的多個第二支承機構，所述第二支承機構具有位于所述頂板上而使所述插入環升降的楔部件，而且所述控制裝置基于所述檢查用程序驅動所述探測卡調整機構而實行權利要求1～4中任一項所述的探測卡與載置臺的平行度調整方法。
10.如權利要求9所述的檢查裝置，其特征在于所述第一支承機構配置在以探測中心為原點的X-Y-Z坐標的Y-Z平面上，所述各第二支承機構以所述X-Y-Z坐標的Y-Z平面為基準面左右對稱地配置。
全文摘要
雖然在專利文獻1～4中針對調整探測卡與晶片臺的平行度的技術提出了各種提案，但是任一種都沒有明確調整探測卡與晶片臺的平行度的具體的方法。本發明中的調整探測卡(11)與晶片卡盤(15)的平行度的工序，具有在以探測中心為原點的X－Y坐標的第一～第四象限內的任意的四個部位處選擇第一～第四探測銷(11A)的工序；檢測第一～第四探測銷(11A)的頂端，求出各自的位置坐標值(X、Y、Z)的工序；基于第一～第四探測銷的針尖的位置坐標值(X、Y、Z)計算X－Z平面和Y－Z平面上的探測卡(11)對晶片卡盤(15)的傾斜的工序；以及基于所述計算結果分別調整探測卡(11)的X－Z平面上和Y－Z平面上的傾斜的工序。
文檔編號G01R1/02GK1929106SQ20061015145
公開日2007年3月14日 申請日期2006年9月8日 優先權日2005年9月9日
發明者阿部弘晉 申請人:東京毅力科創株式會社