JP2005241491A - 基板検査装置、位置調整方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 コストの増加を抑制しつつ、検査時に接触子を確実に所望の検査点に接触させることのできる基板検査装置を提供する。
【解決手段】 ずれ検出部は補正マークの中心を各接触子を用いて検出し（♯１２，♯１３）、検出した中心から各接触子を前記中心に位置させるのに必要な接触子の駆動ベクトルを導出し、これと記憶部内の接触子の駆動ベクトルとのずれを検出する（♯１４）。また、ずれ検出部はカメラに補正マークを撮像させ、該画像から前記中心を検出し（♯１５）、光軸が前記中心を通るようにカメラを位置させるのに必要なカメラの駆動ベクトルを導出し、これと記憶部内のカメラの駆動ベクトルとのずれを検出する（♯１６）。駆動データ補正処理部は、その検出されたずれに基づいて検査時に各接触子をパッドに接触させるための記憶部内の各接触子の駆動データを補正する（♯１７）。
【選択図】 図７

Description

本発明は、プリント配線基板のような基板の配線の導通・短絡を検査する基板検査装置及び基板検査装置のプローブ又は接触子の駆動位置調整方法に関する。なお、本発明は、プリント配線基板に限らず、フレキシブル基板、多層配線基板、液晶ディスプレイやプラズマディスプレイ用の電力線デバイス基板、ならびに半導体パッケージ用のフィルムキャリアなど種々の基板上の電気的配線の検査に適用でき、本明細書では、それらの配線基板を総称して「基板」と称して説明を行う。

従来、プリント配線基板やＩＣパッケージに用いられるパッケージ基板等の基板に形成された配線、スルーホール、ビヤ等の接続配線や、接続配線にＩＣパッケージや半導体チップなどを接続するためのランドやパッド等の導体パターン（以下、配線パターンという）の導通や、配線パターン間での短絡、あるいは各配線パターンについて他の配線パターンとの絶縁状態の良否（十分な絶縁性が確保されているか否か）の検査を行う基板検査装置が知られている。

また、このような基板検査装置において、例えば下記特許文献１には、一対の接触子を備え、検査対象の基板の配線パターンに応じて予め設計されたプログラムに従って一対の接触子を検査位置へ駆動して配線パターン上の検査点に順次当接させ、該一対の接触子間に流れる電流等を検出することで、前記各種の検査を行うものが開示されている。

この種の基板検査装置においては、接触子を接触させる対象のパッド等が極めて小さいものである場合には、特に接触子の位置決め精度が要求される。

しかしながら、例えば接触子の交換が行われると、接触子の先端部の位置が交換前の位置とずれる場合がある。また、接触子の製造上の誤差により、交換前の接触子と交換後の接触子との長さが同一でない場合もある。このような場合、各接触子間の実際の相対位置関係が、基準として予め記憶されている論理的位置関係（プログラム上での接触子の位置関係）と誤差が発生し、その結果、この基準の論理的位置関係に基づいて予め設定された接触子の駆動方向及び駆動量で該接触子を移動させても所望のパッド上の検査点に接触させることができないこととなる。

そこで、例えば下記特許文献２には、基板検査装置にカメラ及び該カメラで撮像された画像を表示するモニタを設置するとともに、感圧紙を貼り付けたキャリブレーションボードを所定の位置にセットし、この感圧紙とカメラとを用いて、各接触子間の位置関係のずれを補正するようにしたものが開示されている。

すなわち、各接触子を初期位置に位置する状態で感圧紙にそれぞれ接触させ、その感圧紙上に形成された痕跡を前記カメラによって撮像し、その撮像画像をモニタに表示する。そして、オペレータは、各接触子の接触により形成された両痕跡間の位置関係（接触子間の距離等）と、基準として予め設定された接触子の位置関係とを比較し、接触子の位置関係が基準の位置関係に合致するように、接触子間の位置関係を調整する作業を行う。
特開平３−２２９１６７号公報 日本電産リード株式会社 取扱説明書 ＧＡＴＳ−３２２０ Ｖｅｒ １．２．０

しかしながら、前記非特許文献１の技術においては、一般に接触子の先端は極めて細く、感圧紙上に形成される痕跡が極めて小さい（例えば２０μｍ）ため、モニタに表示される痕跡の画像を視認し難い。したがって、オペレータが痕跡の位置を正確に捉えることが困難で誤差が生じるため、接触子の位置決め精度に限界があった。

また、感圧紙は、比較的小さな圧力を受けた場合でも痕跡が残るため、取り扱いに注意が必要であり作業性の向上が望めない上に高価である。

一方、各接触子間の位置関係のずれの問題とは別に、被検査基板は、例えば、配線を形成する際の熱の影響などで、配線パターン及びその検査点が設計値からずれることがあり、この場合にも、設計値に基づいて接触子を検査点に駆動すると、接触子が検査点からずれる可能性があり、基準の論理的位置関係に基づいて予め設定された接触子の駆動方向及び駆動量で該接触子を移動させても所望のパッド上の検査点に接触させることができないという問題が発生する。

本発明は、上記事情に鑑みてなされたもので、コストの増加を抑制しつつ、検査時に接触子を確実に所望の検査点に接触させることのできる基板検査装置を提供することを目的とする。

請求項１に記載の発明は、接触子をそれぞれ備えた一対のプローブユニットと、前記各プローブユニットをそれぞれ独立して駆動する駆動手段とを備え、被検査基板の表面に形成された配線パターンの検査点に前記各接触子を接触させて当該配線パターンの検査を行う基板検査装置において、前記両接触子を前記配線パターンの各検査点に順次接触させるべく駆動する際の両接触子の駆動位置を、設計上の基準位置を基準とした位置データとして記憶する第１の記憶手段と、前記被検査基板の予め定められた位置に所定の形状で形成された第１のマークの画像を撮像すべく、プローブユニットの一方と一体的に駆動される撮像手段と、前記撮像手段の設計上予定された基準位置から、前記撮像手段の光軸と前記第１のマークの中心とが所定の位置関係となるように駆動されるまでの該撮像手段の予定駆動ベクトルのデータを記憶する第２の記憶手段と、前記撮像手段を、予定基準位置のデータに基づいて設定された基準位置から、その光軸と前記第１のマークの中心が前記所定の位置関係になる撮像画像が得られるまで駆動するのに必要な実駆動ベクトルを検出する検出手段と、前記第２の記憶手段に記憶された予定駆動ベクトルと前記検出手段により検出された実駆動ベクトルとを比較し、その比較結果に基づき、前記第１の記憶手段に記憶された位置データを補正する補正手段とを備えることを特徴とする基板検査装置である。

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の基板検査装置において、前記予定駆動ベクトル及び実駆動ベクトルは、それぞれの基準位置を原点とするベクトル先端の座標として記憶及び検出されることを特徴とするものである。

請求項３に記載の発明は、請求項１又は２に記載の基板検査装置において、前記第１のマークは、少なくとも２つ、被検査基板の所定箇所に分散して形成され、前記補正手段は、各第１のマークに対する実駆動ベクトルから被検査基板の中心を検出し、検出された中心と設計上の中心とのずれに応じて位置データの補正を行うことを特徴とするものである。

請求項４に記載の発明は、請求項１ないし３のいずれかに記載の基板検査装置において、前記撮像手段は、前記一対のプローブユニットそれぞれに対してそれと一体的に駆動されるように設けられており、それぞれの撮像手段について、予定駆動ベクトルの記憶、実駆動ベクトルの検出、位置データの補正が行われることを特徴とするものである。

請求項５に記載の発明は、請求項１ないし３のいずれかに記載の基板検査装置において、前記撮像手段は、前記一対のプローブユニットの一方のみに対してそれと一体的に駆動されるように設けられており、当該基板検査装置は更に、所定位置に設定される基準基板の表面所定位置に周辺領域と電気的特性が異なる材料により所定の図形を表して形成された第２のマーク及びその周辺領域に対し、前記各接触子を接触又は非接触で移動させ電気的に走査することにより発生する電気的な状態変化を検出し、その検出値から、前記接触子の設計上の基準位置に対する、該接触子が前記第２のマークの中心に位置するときの中心位置データを検出する第２の検出手段と、各接触子についての中心位置データに基づき、両接触子の相対位置関係を検出する第３の検出手段と、前記第３の検出手段によって検出された相対位置関係に基づいて、前記第１の記憶手段に記憶された各接触子の位置データを更に補正する第３の補正手段とを備えたことを特徴とするものである。

請求項６に記載の発明は、接触子をそれぞれ備えた一対のプローブユニットと、前記各プローブユニットをそれぞれ独立して駆動する駆動手段を備え、被検査基板の板面に形成された配線パターンの検査点に前記各接触子を接触させて当該配線パターンの検査を行う基板検査装置において、前記両プローブユニットの所定の論理的基準位置における前記両接触子の所定の相対位置関係に基づいて予め設定された、前記配線パターンの検査点に前記各接触子を接触させるために必要な各プローブユニットの前記所定の論理的基準位置からの論理的な駆動量及び駆動方向についての駆動データをそれぞれ記憶する第１の記憶手段と、所定位置に位置決めされた基準基板の板面の所定位置に、周辺領域と電気的特性の異なる材料により所定の図形を表した第１のマーク及びその周辺領域に対し、前記各接触子を接触又は非接触で移動させることにより発生する前記接触子の電気的な状態変化を検出し、その状態変化を利用して前記第１のマークの中心位置を検出する第１の検出手段と、前記各接触子を実際の基準位置から前記中心位置に位置させるために駆動すべき前記各プローブユニットの駆動量及び駆動方向を導出し、この駆動量及び駆動方向に基づきその基準位置における前記両接触子の実相対位置関係を逆算的に検出し、その実相対位置関係と前記所定の論理的相対位置関係とに基づき前記プローブユニットについての駆動データをそれぞれ補正する第１の補正手段とを備えることを特徴とする基板検査装置である。

請求項７に記載の発明は、請求項６に記載の基板検査装置において、前記検査時に被検査基板の歪みに対する前記プローブユニットについての駆動データの補正を行うべく前記被検査基板の板面に形成された第２のマークの画像を撮像するようにプローブユニットの一方にのみ一体的に駆動されるように設けられた撮像手段と、前記プローブユニット及び前記撮像手段の所定の論理的基準位置における前記接触子と前記撮像手段との所定の論理的相対位置関係に基づいて予め設定された、前記所定の論理的基準位置からの前記第２のマークを撮像する位置に位置させるために必要な前記撮像手段の論理的な駆動量及び駆動方向についての駆動データを記憶する第２の記憶手段と、前記第１のマークを前記撮像手段に撮像させ、その撮像動作により得られた前記第１のマークの画像から該第１のマークの中心位置を検出する第２の検出手段と、前記プローブユニットについての実際の基準位置から前記接触子を前記中心位置に位置させるために駆動すべき前記プローブユニットの駆動量及び駆動方向と、前記撮像手段についての基準位置から光軸を前記中心位置に位置させるために駆動すべく前記撮像手段の駆動量及び駆動方向とに基づき、各実際の基準位置における前記接触子と前記撮像手段との実相対位置関係を逆算的に検出し、その実相対位置関係と前記接触子及び前記撮像手段の所定の論理的相対位置関係とに基づき前記プローブユニットについての駆動データを補正する第２の補正手段とを備えることを特徴とするものである。

請求項８に記載の発明は、請求項６または７に記載の基板検査装置において、前記第１の検出手段は、円形状又は楕円形状の第１のマークとその周辺領域とが所定の電位差を有する状態で第１のマーク及びその周辺領域に対して前記各接触子を接触させつつ移動させることにより前記第１のマークの周縁部において発生する前記接触子の電位変化を検出し、その状態変化から第１のマークの周縁位置を検出し、該周縁位置から数学的に前記第１のマークの中心位置を検出するものであることを特徴とするものである。

請求項９に記載の発明は、接触子をそれぞれ備えた一対のプローブユニットと、前記各プローブユニットをそれぞれ独立して駆動する駆動手段を備え、被検査基板の板面に形成された配線パターンの検査点に前記各接触子を接触させて当該配線パターンの検査を行う基板検査装置において、前記検査時に被検査基板の歪みに対する前記プローブユニットについての駆動データの補正を行うべく前記被検査基板の板面に形成された第２のマークの画像を撮像するように前記一対のプローブユニットのそれぞれに対してそれと一体的に駆動されるように設けられた撮像手段と、前記配線パターンの検査点に前記各接触子を接触させるために必要な前記各プローブユニットの論理的基準位置からの論理的な駆動量及び駆動方向についての駆動データをそれぞれ記憶する第１の記憶手段と、それぞれ一体的に駆動される前記プローブユニット及び撮像手段の設定された論理的基準位置から前記第２のマークを前記撮像手段の光軸と所定の位置関係において撮像する位置に位置させるために必要な前記撮像手段の論理的な駆動量及び駆動方向についての駆動データを記憶する第２の記憶手段と、前記各プローブユニットについての実際の基準位置から前記撮像手段が第２のマークをその撮像手段の光軸と所定の位置関係を有して撮像する位置まで駆動すべき前記各プローブユニットの駆動量及び駆動方向と、前記第２の記憶手段に記憶された駆動データとから前記各接触子の前記各論理的基準位置と実際の基準位置とのずれをそれぞれ逆算的に検出し、そのずれ量に基づき前記プローブユニットについての駆動データを補正する補正手段とを備えることを特徴とする基板検査装置である。

請求項１０に記載の発明は、接触子をそれぞれ備えた一対のプローブユニットと、前記各プローブユニットをそれぞれ独立して駆動する駆動手段とを備え、被検査基板の表面に形成された配線パターンの検査点に前記各接触子を接触させて当該配線パターンの検査を行う基板検査装置の位置調整方法において、前記両接触子を前記配線パターンの各検査点に順次接触させるべく駆動する際の両接触子の駆動位置を、設計上の基準位置を基準とした位置データとして記憶し、プローブユニットの一方と一体的に駆動される撮像手段により、前記被検査基板の予め定められた位置に所定の形状で形成された第１のマークの画像を撮像し、前記撮像手段の設計上予定された基準位置から、前記撮像手段の光軸と前記第１のマークの中心とが所定の位置関係となるように駆動されるまでの撮像手段の予定駆動ベクトルのデータを記憶し、前記撮像手段を、予定基準位置のデータに基づいて設定された基準位置から、その光軸と前記第１のマークの中心が前記所定の位置関係になる撮像画像が得られるまで駆動するのに必要な実駆動ベクトルを検出し、前記記憶された予定駆動ベクトルと前記検出された実駆動ベクトルとを比較し、その比較結果に基づき、前記記憶された位置データを補正することを特徴とする位置調整方法である。

請求項１１に記載の発明は、請求項１０に記載の位置調整方法において、前記撮像手段を、前記一対のプローブユニットの一方のみに対してそれと一体的に駆動されるように設けるとともに、所定位置に設定される基準基板の表面所定位置に周辺領域と電気的特性が異なる材料により所定の図形を表して形成された第２のマーク及びその周辺領域に対し、前記各接触子を接触又は非接触で移動させ電気的に走査することにより発生する電気的な状態変化を検出し、その検出値から、前記接触子の設計上の基準位置に対する、該接触子が前記第２のマークの中心に位置するときの中心位置データを検出し、各接触子についての中心位置データに基づき、両接触子の相対位置関係を検出し、前記検出された相対位置関係に基づいて、前記各接触子の位置データを更に補正することを特徴とするものである。

請求項１２に記載の発明は、接触子をそれぞれ備えた一対のプローブユニットと、前記各プローブユニットをそれぞれ独立して駆動する駆動手段を備え、被検査基板の板面に形成された配線パターンの検査点に前記各接触子を接触させて当該配線パターンの検査を行う基板検査装置の位置調整方法において、前記両プローブユニットの所定の論理的基準位置における前記両接触子の所定の相対位置関係に基づいて予め設定された、前記配線パターンの検査点に前記各接触子を接触させるために必要な各プローブユニットの前記所定の論理的基準位置からの論理的な駆動量及び駆動方向についての駆動データをそれぞれ記憶し、所定位置に位置決めされた基準基板の板面の所定位置に、周辺領域と電気的特性の異なる材料により所定の図形を表した第１のマーク及びその周辺領域に対し、前記各接触子を接触又は非接触で移動させることにより発生する前記接触子の電気的な状態変化を検出し、その状態変化を利用して前記第１のマークの中心位置を検出し、前記各接触子を実際の基準位置から前記中心位置に位置させるために駆動すべき前記各プローブユニットの駆動量及び駆動方向を導出し、この駆動量及び駆動方向に基づきその基準位置における前記両接触子の実相対位置関係を逆算的に検出し、その実相対位置関係と前記所定の論理的相対位置関係とに基づき前記プローブユニットについての駆動データをそれぞれ補正することを特徴とする位置調整方法である。

請求項１３に記載の発明は、請求項１２に記載の位置調整方法において、撮像手段を、前記検査時に被検査基板の歪みに対する前記プローブユニットについての駆動データの補正を行うべく前記被検査基板の板面に形成された第２のマークの画像を撮像するようにプローブユニットのそれぞれと一体的に駆動させるとともに、前記プローブユニット及び前記撮像手段の所定の論理的基準位置における前記接触子と前記撮像手段との所定の論理的相対位置関係に基づいて予め設定された、前記所定の論理的基準位置からの前記第２のマークを撮像する位置に位置させるために必要な前記撮像手段の論理的な駆動量及び駆動方向についての駆動データを記憶し、前記第１のマークを前記撮像手段に撮像させ、その撮像動作により得られた前記第１のマークの画像から該第１のマークの中心位置を検出し、前記プローブユニットについての実際の基準位置から前記接触子を前記中心位置に位置させるために駆動すべき前記プローブユニットの駆動量及び駆動方向と、前記撮像手段についての基準位置から光軸を前記中心位置に位置させるために駆動すべく前記撮像手段の駆動量及び駆動方向とに基づき、各実際の基準位置における前記接触子と前記撮像手段との実相対位置関係を逆算的に検出し、その実相対位置関係と前記接触子及び前記撮像手段の所定の論理的相対位置関係とに基づき前記プローブユニットについての駆動データを補正することを特徴とするものである。

請求項１４に記載の発明は、接触子をそれぞれ備えた一対のプローブユニットと、前記各プローブユニットをそれぞれ独立して駆動する駆動手段を備え、被検査基板の板面に形成された配線パターンの検査点に前記各接触子を接触させて当該配線パターンの検査を行う基板検査装置の位置調整方法において、撮像手段を、前記検査時に被検査基板の歪みに対する前記プローブユニットについての駆動データの補正を行うべく前記被検査基板の板面に形成された第２のマークの画像を撮像するように前記一対のプローブユニットのそれぞれに対してそれと一体的に駆動されるように設けるとともに、前記配線パターンの検査点に前記各接触子を接触させるために必要な前記各プローブユニットの論理的基準位置からの論理的な駆動量及び駆動方向についての駆動データをそれぞれ記憶し、それぞれ一体的に駆動される前記プローブユニット及び撮像手段の設定された論理的基準位置から前記第２のマークを前記撮像手段の光軸と所定の位置関係において撮像する位置に位置させるために必要な前記撮像手段の論理的な駆動量及び駆動方向についての駆動データを記憶し、前記各プローブユニットについての実際の基準位置から前記撮像手段が第２のマークをその撮像手段の光軸と所定の位置関係を有して撮像する位置まで駆動すべき前記各プローブユニットの駆動量及び駆動方向と、前記第２の記憶手段に記憶された駆動データとから前記各接触子の前記各論理的基準位置と実際の基準位置とのずれをそれぞれ逆算的に検出し、そのずれ量に基づき前記プローブユニットについての駆動データを補正することを特徴とする位置調整方法である。

請求項１，１０に記載の発明によれば、接触子の交換等により、一体的に移動する接触子の先端部と撮像手段との相対位置関係がずれていたり、被検査基板の製造過程において配線パターン及びその検査点が設計値からずれたりしても、そのずれに応じて、設計上の基準位置を基準にして設定された接触子の駆動位置を示す位置データが補正される。したがって、例えば、配線を形成する際の熱の影響などで、配線パターン及びその検査点が設計値からずれた場合でも、接触子の先端部と被検査基板との相対位置関係のずれを容易に補うことができ、検査時において確実に接触子を所望の検査点に接触させることができる。

請求項２に記載の発明によれば、接触子の駆動位置を示す位置データが各基準位置を原点とする座標系における座標を示すものとして記憶及び検出され、接触子は、補正された座標の位置に駆動され、高精度、高効率で検査点に順次接触させられる。

請求項３に記載の発明によれば、基板の中心を検出し、それに基づいて補正を行うので、補正がより正確になる。

請求項４に記載の発明によれば、各プローブユニットに対してそれぞれ撮像手段が一体的に駆動されるように設けられているので、それぞれのプローブユニットについて撮像手段による第１のマークの撮像に基づいて接触子の位置データが補正される。したがって、予め接触子間の相対位置を補正することなく、プローブユニット及び接触子の駆動量の補正が行える。

請求項５，１１に記載の発明によれば、接触子の交換等により、接触子の先端部間の相対位置関係がずれても、設計上の基準位置を基準にして設定された各接触子の駆動位置を示す位置データが、接触子と一体的に移動する撮像手段を用いて補正される。したがって、検査時において確実に接触子を所望の検査点に接触させることができる。また、従来のように感圧紙を用いないため、コストの増加も抑制される。さらに、撮像手段は、プローブユニットの一方のみに備えられているので負荷が少なく、高速の検査が可能である。

請求項６，１２に記載の発明によれば、接触子の交換等により、接触子間の相対位置関係がずれても、そのずれに応じて、検査時における各接触子の駆動量及び駆動方向を自動的に補正するようにしたので、接触子間の相対位置関係のずれを容易に補うことができ、検査時において確実に接触子を所望の検査点に接触させることができる。また、従来のように感圧紙を用いないため、コストの増加も抑制される。

請求項７，１３に記載の発明によれば、検査時に被検査基板の歪みに対するプローブユニットの駆動量及び駆動方向の補正を行うべく前記被検査基板の板面に第２のマークを形成し、且つその第２のマークの画像を撮像する撮像手段をプローブユニットの一方と一体的に駆動させるようにしたので、接触子の交換等により、一体的に移動する接触子の先端部と撮像手段との相対位置関係がずれていたり、被検査基板の製造過程において配線パターン及びその検査点が設計値からずれたりしても、そのずれに応じて、各プローブユニットについての駆動データが補正される。したがって、検査時において確実に接触子を所望の検査点に接触させることができる。さらに、撮像手段は、プローブユニットの一方のみに備えられているので負荷が少なく、高速の検査が可能である。

請求項８に記載の発明によれば、容易に第１のマークの中心位置を検出することができる。

請求項９，１４に記載の発明によれば、検査時に被検査基板の歪みに対するプローブユニットについての駆動データの補正を行うべく被検査基板の板面に第２のマークを形成し、且つ、その第２のマークの画像を撮像する撮像手段を前記一対のプローブユニットそれぞれに対してそれと一体的に駆動されるように設けたので、一体的に移動する接触子の先端部と撮像手段との相対位置関係や接触子の先端部間の相対位置関係がずれていたり、被検査基板の製造過程において配線パターン及びその検査点が設計値からずれたりしても、そのずれに応じて、検査時における各接触子の駆動量及び駆動方向を自動的に補正される。したがって、一体的に移動する接触子の先端部と撮像手段との相対位置関係のずれや接触子間の相対位置関係のずれを容易に補うことができ、検査時において確実に接触子を所望の検査点に接触させることができる。また、撮像手段をプローブユニットそれぞれに対してそれと一体的に駆動されるように設けたので、予め接触子間の相対位置を補正することなく、プローブユニット及び接触子の駆動量及び駆動方向の補正が行える。

以下、本発明に係る実施形態を図面に基づいて説明する。なお、各図において同一の符号を付した構成は、同一の構成であることを示し、その説明の重複を避ける。

図１は、本発明の第１の実施形態に係る基板検査装置１の構成を示す断面図である。図１に示す断面図は、被検査基板１００がワークホルダ２によって検査位置に保持された状態で被検査基板１００の中央付近を切断する横断面から見た基板検査装置１の要部の断面を示している。

図１に示すように、基板検査装置１は、それぞれ接触子３，４を備えたＸ軸、Ｙ軸及びＺ軸の３軸方向に移動可能なプローブユニット５，６と、被検査基板１００を接触子３，４に圧接するための押さえ板７と、押さえ板７を上下に昇降する昇降機構８と、カメラ９と、後述する制御部１０（図３参照）とを備える。

プローブユニット５，６は、駆動機構１６，１７（図３参照）によりそれぞれ独立してＸ軸、Ｙ軸及びＺ軸方向へ駆動可能に支持されており、それぞれ後述の制御部１０からの制御信号によりＸ軸、Ｙ軸及びＺ軸方向に駆動制御される。

すなわち、プローブユニット５，６は、まず、所定の検査位置に位置決めされた被検査基板１００の平面と平行な平面上で駆動され、Ｘ軸及びＹ軸方向において被検査基板１００上の検査点に相当する位置に移動される。その後、被検査基板１００に向かうＺ軸方向に駆動され、接触子３，４が、前記検査点に弾性的に接触する。なお、被検査基板１００は、基板検査装置１において水平又は垂直に保持される。また、被検査基板１００の検査点は基板表面に露出しているが、配線パターンは全てが基板表面に露出しているとは限らない。

このようにして選択された被検査基板１００上の任意の２検査点間に所定の検査用信号を与えたときに流れる電流から抵抗値を測定することにより、検査対象の配線パターンの抵抗値に基づいてその配線パターンが導通していることを検査する導通検査や、検査対象の配線パターンと他の配線パターンとの間の抵抗値に基づいて検査対象配の線パターンと他の配線パターンとの間の短絡の有無を検査する絶縁検査が実行される。

カメラ９は、対物レンズとＣＣＤ（charge coupled device）等の図略の撮像素子等を備えて構成され、ワークホルダ２により構成される保持面Ｓにその光軸Ｌが垂直に交差するように、プローブユニット５と一体的に移動可能に取り付けられている。

被検査基板１００には、配線パターン形成時の熱的、機械的ストレス等によってその板面に沿った方向に歪みが生じ、図２の点線で示すように、該基板１００上に形成される後述の配線パターンに設計値からの角度（向き）ずれが生じている場合がある。このように被検査基板１００に歪みが生じていると、設計上の駆動方向及び駆動量（以下、これらをまとめたものを駆動ベクトルという）で接触子３，４を移動させても該接触子３，４を所望の検査点に接触させることができない。

そこで、被検査基板１００に生じている歪みに応じて前記設計上の駆動ベクトルを補正するため、カメラ９は、被検査基板１００の歪みを検出するために備えられたものである。カメラ９は、被検査基板１００の歪みを検出するべく被検査基板１００の表面に形成された後述のアライメントマークＭ１，Ｍ２（図２参照）を撮像し、その撮像動作により得られた画像を制御部１０に送出する。被検査基板１００に歪みが発生している場合には、歪みのない基準検査基板１００を基準として設計上又は理論上予め設定され記憶された該被検査基板１００の中心座標に対し、撮像画像から算出される被検査基板１００の実際の中心位置がその歪みの程度に応じてずれることから、これを利用して、制御部１０は、前記アライメントマークＭ１，Ｍ２の撮像画像に基づき被検査基板１００の歪み率を検出する。

図２は、被検査基板１００の表面の配線の一例を示す正面図である。

図２に示すように、被検査基板１００の表面１０１には、例えばＩＣ（Integrated Circuit）の接続端子を接続するための複数のパッドＰ１〜Ｐ７を有する複数の配線パターンＮ１〜Ｎ３が形成されている。前記導通検査や絶縁検査は、接触子３，４をこのパッドＰ１〜Ｐ７の中心位置に接触させた状態で行われる。

また、本実施形態においては、被検査基板１００には、該被検査基板１００の歪みを検出するためのアライメントマークＭ１，Ｍ２が適所に形成されている。なお、アライメントマークＭ１，Ｍ２は、それらの位置から被検査基板１００の中心位置が導出されるよう、被検査基板１００が前記保持面Ｓに載置されたときにＸ軸方向及びＹ軸方向の両方向において異なる位置に位置するように形成されている。なお、被検査基板１００の中心位置を更に正確に導出するためにアライメントマークを３つ以上形成してもよい。

被検査基板１００にその板面に沿った方向に歪みが生じていると、そのアライメントマークＭ１，Ｍ２の位置は、該歪みの無い被検査基板１００のアライメントマークＭ１，Ｍ２の位置と一致せず、よって、被検査基板１００の中心位置も歪みの無い被検査基板１００の中心位置からずれる。また、基板検査装置１の機械的製造・組み立て誤差もこのずれに影響する。したがって、検査対象の被検査基板１００の中心位置と、歪みの無い被検査基板１００の中心位置との離間方向及び離間距離を検出し、それらに基づいてプローブユニット５，６についての設計上の駆動ベクトルを補正することで、接触子３，４を検査対象のパッドの中心位置に接触させるようにしている。

例えば、検査位置に載置された歪みの無い被検査基板１００の中心座標を、前記Ｘ軸及びＹ軸により構成される２次元座標系において（Ｘ０，Ｙ０）とし、接触子３を初期位置からＸ軸正方向にＸ１、Ｙ軸正方向にＹ１だけ駆動すると、接触子３をその被検査基板１００のパッドＰｘの中心位置に対応する位置に位置させることができるものとして設計上予め設定したものとする。

この場合において、例えば、実際の被検査基板の中心座標が（Ｘ０＋Δｘ，Ｙ０＋Δｙ）と検出されたものとすると、その被検査基板１００の中心座標がＸ軸方向にΔｘ、Ｙ軸方向にΔｙだけ前記基準の中心位置（Ｘ０，Ｙ０）からずれている。したがって、歪みが発生している被検査基板１００の前記パッドＰｘの中心位置に対応する位置に接触子３を接触させるため、接触子３の設計上の駆動ベクトルについて、Ｘ軸正方向にΔｘ分補正するとともにＹ軸正方向にΔｙ分補正し、その接触子３を、Ｘ軸正方向に（Ｘ１＋Δｘ）、Ｙ軸正方向に（Ｙ１＋Δｙ）だけ駆動することとなる。

図３は、基板検査装置１００の電気的な構成を示すブロック図である。

図３において、プローブユニット５，６及びカメラ９は、図１に示すプローブユニット５，６及びカメラ９に相当するものであり、このプローブユニット５，６及びカメラ９は、図略の配線ケーブル等により制御部１０に電気的に接続されている。

制御部１０は、基板検査装置１全体の動作を司るものであり、例えば基板検査装置１の動作を制御するための制御プログラム等を記憶するＲＯＭ（Read Only Memory）、一時的にデータを保管するＲＡＭ（Random Access Memory）等からなる記憶部１２、及び制御プログラム等をＲＯＭから読み出して実行するマイクロコンピュータ等から構成されている。制御部１０は、前述のアライメントマークＭ１，Ｍ２を用いた歪み補正及び導通検査等の検査を実行する検査制御部１１としての機能を有する。

ここで、基板検査装置１による基板検査方法について説明する。図４は、基板検査装置１による基板検査方法を示すフローチャートである。

図４に示すように、まず、検査対象である被検査基板１００が所定の検査位置にセットされ、基板検査の開始が指示されると（ステップ♯１でＹＥＳ）、検査制御部１１は、設計上の駆動ベクトルに基づきカメラ９を所定の位置まで駆動し、その位置で被検査基板１００に形成されたアライメントマークＭ１，Ｍ２をカメラ９に撮像させるとともに、その撮像画像から被検査基板１００の歪み率を算出し、この歪み率に応じて設計上の接触子３，４の駆動ベクトルを示す駆動データを補正する（ステップ♯２）。

なお、カメラ９は、アライメントマークＭ１，Ｍ２の撮像に当たって、アライメントマークＭ１，Ｍ２それぞれについて、その中心とカメラ９の光軸とが一致する必要は無く、アライメントマークＭ１，Ｍ２がカメラ９の撮像視野に入る位置までカメラ９が駆動され、そのときのカメラ９の位置と、アライメントマークＭ１，Ｍ２の像と撮像視野又はカメラ９の光軸Ｌとの関係の情報が得られていれば、それらの情報から、カメラ９が、基準位置からその光軸ＬとアライメントマークＭ１，Ｍ２の中心とが一致するまでの実駆動ベクトルが求められる。

そして、検査制御部１１は、補正後の駆動データに基づき、プローブユニット５，６をＸ軸、Ｙ軸及びＺ軸方向それぞれに駆動して（ステップ♯３）、接触子３，４を２検査点、例えば図２におけるパッドＰ１とＰ２との各中心位置に接触させて検査（導通検査及び絶縁検査等）を実行する（ステップ♯４）。

その結果、検査制御部１１は不良と判断すると（ステップ♯５でＮＯ）、当該基板検査装置１に接続されている図略のモニタに、当該被検査基板１００が不良品である旨の表示を行う（ステップ♯８）。一方、検査制御部１１は良好と判断すると（ステップ♯５でＹＥＳ）、全ての配線パターンについて検査が終了したか否かを判定する（ステップ♯６）。

検査すべき配線パターンが残っている場合には（ステップ♯６でＮＯ）、ステップ♯３に戻り、全ての配線パターンについて検査が終了すると（ステップ♯６でＹＥＳ）、前記モニタに当該被検査基板１００が良品である旨の表示を行う（ステップ♯７）。

ところで、このようなプローブユニット５，６を用いて被検査基板１００の検査を行う基板検査装置１においては、例えば接触子３，４の疲労や消耗等により該接触子３，４の交換が行われると、通常、接触子３，４の先端部の相対位置関係が交換前と交換後とでずれる。また、その接触子３，４の交換によって接触子３，４の先端部とカメラ９との相対位置関係も交換前と交換後とでずれる。

このように、接触子３，４の交換等により接触子３，４の相対位置関係や接触子３，４の先端部とカメラ９との相対位置関係が変化すると、プログラムにより予め設定されている設計上の駆動ベクトルでプローブユニット５，６を駆動しても、その接触子３，４の少なくとも一方が所望のパッドの中心位置に接触せず、図４に示すフローチャートのステップ♯２で行った歪み補正も適切に反映されなくなり、導通検査等の検査が正確に行えなくなる。

そこで、本実施形態では、前述の導通検査や絶縁検査の際、接触子３，４がパッドＰ１〜Ｐ７の中心位置に接触するようにするため、導通検査等の検査を行う前に、接触子３，４の交換により接触子３，４の先端部の相対位置関係やカメラ９と接触子３，４の先端部との相対位置関係の変化を検出し、その相対位置関係の変化に応じて、接触子３，４及びカメラ９の移動制御についてそれぞれ予め設定された設計上の駆動ベクトルを補正するようにしている。

そして、その補正方法として、本実施形態では、キャリブレーションボード（補正用の基準基板）に特定の図形（ここでは円形）を表した補正マークＭ３（図６参照）を形成し、この補正マークＭ３を用いて前記補正を行うようにしている。以下、この補正方法について詳述する。

制御部１０には、接触子３，４を補正マークＭ３の中心に接触させるための接触子３，４の駆動ベクトルと、カメラ９の光軸Ｌが補正マークＭ３の中心を通るようにカメラ１０を位置させるためのカメラ９の駆動ベクトルとが、設計上の駆動ベクトルとして予め記憶されている。

そして、例えば接触子３，４の交換後、後述する探索方法により補正マークＭ３の中心位置を接触子３，４で探索し、その接触子３，４を補正マークＭ３の中心位置に位置させるために必要な接触子３，４の設計上の基準位置からの駆動ベクトルを導出し、この導出結果と前記予め記憶されている接触子３，４の設計上（論理的）駆動ベクトルとのずれを検出する。そして、このずれに基づいて、検査時に接触子３，４を各パッドＰ１〜Ｐ７の中心位置に接触させるべく予め記憶されている設計上の接触子３，４の駆動ベクトルを補正する。

これにより、検査時には、接触子３，４の先端部の相対位置関係のずれを加味して前記歪み補正が行われる。

これと同様にして、カメラ９と接触子３との相対位置関係のずれに対しても補正を行う。すなわち、カメラ９に前記補正マークＭ３を撮像させ、その撮像画像から補正マークＭ３の中心位置を検出する。カメラ９の光軸Ｌが補正マークＭ３の中心を通るようにカメラ９を位置させるのに必要なカメラ９の基準位置からの実駆動ベクトルを導出し、この導出結果と前記予め記憶されているカメラ９の設計上又は論理的駆動ベクトルとのずれを検出し、このずれに基づいて、検査時に接触子３，４を各パッドに接触させるべく予め記憶されている接触子３，４の駆動ベクトルを補正する。これにより、接触子３又は接触子４の先端部とカメラ９との相対位置関係のずれを加味して前記歪み補正が行われる。

ここで、接触子３，４は、実際には、各検査点に対しそれぞれ基準位置から駆動されるわけではなく、検査点から検査点への順次移動する制御が行われる。したがって、本実施形態の説明においては、説明の都合上、接触子３，４やカメラ９の設計上の駆動ベクトルを補正するという観点から説明を行うが、より正確な表現としては、接触子３，４やカメラ９の各初期位置をそれぞれ原点とする各３次元座標系において、各原点を始点とする前記駆動ベクトルの先端の座標を補正し、設計上の駆動ベクトルを示す駆動データを補正するというよりその座標を示す位置データを補正するものと言える。図５は、接触子３，４の先端位置の座標を補正するという観点から、上記補正について説明するものである。なお、図５では、説明の簡単化のため、前記各３次元座標系のうち、前記Ｘ軸及びＹ軸を２軸とする２次元座標系に着目して説明を行う。

接触子３，４の各移動制御において、予め定められた接触子３，４の先端部の位置を原点とする前記２次元座標系（Ｘ−Ｙ座標系）が設計上それぞれ設定されている。図５の矢印Ａに示すように、接触子３，４の先端部の相対位置関係の位置ずれが無いという意味で、この異なる２つの２次元座標系を重ねて示すものとする。また、補正マークＭ３の中心座標は、この設計上の２次元座標系の座標（Ｘ０，Ｙ０）に位置するものとする。

今、接触子３，４により補正マークＭ３の中心位置を検出させた場合に、接触子３，４の先端部の相対位置関係の位置ずれが無ければ、その中心位置は、例えば前記各２次元座標系においてそれぞれ座標（Ｘ０，Ｙ０）に位置することが検出される。しかし、例えば接触子３を交換したものとし、この接触子３の交換によりその先端部の位置がＸ軸方向に＋Δｘ、Ｙ軸方向に＋Δｙだけずれたものとすると、設計上の座標にしたがって接触子３を駆動すると、接触子３は、補正マークＭ３の中心位置以外の点に接触することとなる。

一方、このずれが生じた状態で接触子３に補正マークＭ３の中心位置を検出させる場合、その中心位置の座標は、座標（Ｘ０，Ｙ０）と検出されず、座標（Ｘ０−Δｘ，Ｙ０−Δｙ）と検出されることとなる。

すなわち、接触子３の交換によりその先端部の位置がＸ軸方向に＋Δｘ、Ｙ軸方向に＋Δｙだけずれたことは、前記交換後における接触子３の先端部の初期位置を原点とする２次元座標系を考えた場合に、図５の矢印Ｂで示すように、その２次元座標系（Ｘ’−Ｙ’座標系）が、その設計上の２次元座標系（Ｘ−Ｙ座標系）に対して、Ｘ軸方向に＋Δｘ，Ｙ軸方向に＋Δｙだけずれたことに相当する。

したがって、この場合には、接触子３を各パッドの中心位置に接触させるための駆動位置の座標を、接触子３の設計上の座標に対して全てＸ座標が−Δｘ、Ｙ座標が−Δｙだけ小さい座標を設定し直すこととなる。すなわち、検査点をＰｎ、その検査点Ｐｎについての接触子３の設計上又は論理的な座標を座標（Ｘｎ，Ｙｎ）と一般的に表すものとすると、接触子３により補正マークＭ３の中心位置を検出し、そのときに検出される座標から接触子３の先端部のずれ量（Δｘ，Δｙ）を算出し、このずれ量（Δｘ，Δｙ）の分だけ、接触子３の設計上の座標を座標（Ｘｎ，Ｙｎ）から座標（Ｘｎ−Δｘ，Ｙｎ−Δｙ）に設定し直すこととなる。

このような処理を接触子４についても行うことで、接触子４の先端部の位置ずれに対しても適切な座標が設定し直されることとなる。その結果、接触子３，４の先端部の相対位置関係にずれが生じても、検査時には両接触子３，４を所望の検査点に接触させることができる。

図６（ａ）は、基準基板としての前記キャリブレーションボード１１０の表面を示した平面図、図６（ｂ）は、図６（ａ）のＡ−Ａ線からみた矢視断面図である。

図６に示すように、キャリブレーションボード１１０の表面適所には、導電性を有する材料で形成された補正マークＭ３が設けられている。この補正マークＭ３は、キャリブレーションボード１１０を貫通して裏面に露出し、この裏面側で接地されている。補正マークＭ３の直径は、例えば１ｍｍである。

この構成により、接触子３，４が補正マークＭ３に接触したときには、接触子３，４の電位は０Ｖとなる一方、補正マークＭ３の周囲は非導電性の材質で構成された基板の部分であるため、接触子３，４がその基板の部分に接触したときには、接触子３，４の電位が０Ｖより大きくなる。

これを利用して、接触子３，４をそれぞれ補正マークＭ３及びその周辺領域に対し、所定の方向に摺接（微小なピッチ（例えば１μｍ）で移動）させつつ接触子３，４の電位を検出し、電位の変化が生じたときの接触子３，４の位置を補正マークＭ３の外周の位置と判断する。

そして、円の中心はその外周のうち３点の位置が判明すれば数学的に算出することができることから、補正マークＭ３のうち電位が変化した異なる３つの位置を検出することで、補正マークＭ３の中心位置を導出することができる。

以上のような動作を行うべく、制御部１０は、記憶部１２と、ずれ検出部１３と、駆動データ補正処理部１４と、駆動制御部１５とを機能的に備えている。

記憶部１２は、例えば基板製造者から予め提供された被検査基板１００の配線パターンに関するデータから導出された、接触子３，４をパッドＰ１〜Ｐ７の中心位置に接触させるために必要な接触子３，４の基準位置からの設計上の駆動ベクトルを示す駆動データを記憶する。また、記憶部１２は、前記両接触子３，４の所定の基準位置における前記両接触子３，４の所定の位置関係に基づいて予め設定された、接触子３，４を補正マークＭ３の中心に接触させるための接触子３，４の基準位置からの設計上の駆動ベクトルを示す駆動データ、及びカメラ９の光軸Ｌが補正マークＭ３の中心を通るようにカメラ１０を位置させるためのカメラ９の基準位置からの設計上の駆動ベクトルを示す駆動データも記憶している。

ずれ検出部１３は、補正マークＭ３の中心位置を接触子３，４で探索させ、その接触子３，４を補正マークＭ３の中心位置に位置させるために必要な接触子３，４の基準位置からの実駆動ベクトルを導出し、この実駆動ベクトルと、予め記憶部１２に記憶された接触子３，４の基準位置からの設計上の駆動ベクトルとのずれを検出する。また、ずれ検出部１３は、カメラ９に前記補正マークＭ３を撮像させ、その撮像画像から補正マークＭ３の中心を検出するとともに、カメラ９の光軸Ｌが補正マークＭ３の中心を通るようにカメラ９を位置させるのに必要なカメラ９の基準位置からの実駆動ベクトルを導出し、この実駆動ベクトルと予め記憶部１２に記憶されたカメラ９の設計上の駆動ベクトルとのずれを検出する。

駆動データ補正処理部１４は、ずれ検出部１３で検出されたずれに基づいて、検査時に接触子３，４を各パッドＰ１〜Ｐ７の中心位置に接触させるべく予め記憶されている接触子３，４の設計上の駆動データを補正する。

また、駆動データ補正処理部１４は、図４に示すフローチャートのステップ♯２の歪み補正処理時に、カメラ９から送出されるアライメントマークＭ１，Ｍ２の画像とその画像を得るべく駆動したカメラ９のその実駆動ベクトルとに基づき、予め記憶された中心位置（中心座標）と被検査基板１００の実際の中心位置とのずれを検出し、このずれに基づき、前記補正された駆動データを更に補正する。

駆動制御部１５は、検査時において、駆動データ補正処理部１４により補正された駆動量データに基づき前記駆動機構１６，１７を動作させるものである。

なお、制御部１０を機能的にずれ検出部１３、駆動データ補正処理部１４及び駆動制御部１５として機能させるプログラムは、ＲＯＭ、ＣＤ−ＲＯＭ等の記録媒体を通じて供給することも、通信回線等の伝送媒体を通じて供給することも可能である。

図７は、前述の駆動データ補正処理を示すフローチャートである。なお、ここでは、接触子３及び接触子４の少なくとも一方が交換されると、駆動データ補正処理が行われるものとする。

図７に示すように、接触子３，４の少なくとも一方が交換されると（ステップ♯１１でＹＥＳ）、ずれ検出部１３は、補正マークＭ３の中心位置を接触子３を用いて検出した後（ステップ♯１２）、補正マークＭ３の中心位置を接触子４を用いて検出する（ステップ♯１３）。そして、ずれ検出部１３は、ステップ♯１２，♯１３においてそれぞれ検出した中心位置から、その接触子３，４を補正マークＭ３の中心位置に位置させるために必要な接触子３，４の基準位置からの実駆動ベクトルを導出し、この実駆動ベクトルと、予め記憶部１２に記憶されている接触子３，４の設計上の基準位置からの駆動ベクトルとのずれを検出する（ステップ♯１４）。

また、ずれ検出部１３は、カメラ９に前記補正マークＭ３を撮像させ、その撮像画像から補正マークＭ３の中心を検出する（ステップ♯１５）。そして、ずれ検出部１３は、カメラ９の光軸Ｌが補正マークＭ３の中心を通るようにカメラ９を位置させるのに必要なカメラ９の実駆動ベクトルを導出し、この導出結果と予め記憶部１２に記憶されているカメラ９の設計上の駆動ベクトルとのずれを検出する（ステップ♯１６）。

そして、ずれ検出部１３に検出されたずれに基づいて、検査時に接触子３，４を各パッドＰ１〜Ｐ７に接触させるべく予め記憶されている接触子３，４の駆動データを補正する（ステップ♯１７）。

以上のように、補正マークＭ３を用いて接触子３，４間の相対位置関係のずれを自動的に検出し、そのずれを検査時における接触子３，４の設計上の駆動ベクトルを自動的に補正することで補うようにしたので、検査時において確実に接触子３，４を所望のパッドの中心位置に接触させることのできる基板検査装置１を実現することができるとともに、検査時において接触子３，４を所望のパッドの中心位置に接触させるための処理が容易となる。

また、従来のように感圧紙を用いないので、従来の比してコストの抑制や作業性の向上を達成することができる。

さらに、接触子３及び４の少なくとも一方の交換等により、その接触子の先端部とカメラ９との相対位置関係がずれていたり、被検査基板１００の製造過程において配線パターン及びその検査点が設計値からずれたりしても、そのずれに応じて、設計上の基準位置を基準にして設定された接触子の設計上の駆動ベクトルを補正するようにしたので、例えば、配線を形成する際の熱の影響などで、配線パターン及びその検査点が設計値からずれた場合でも、接触子３，４の先端部と被検査基板１００との相対位置関係のずれを容易に補うことができ、検査時において確実に接触子３，４を所望の検査点に接触させることができる。

なお、本発明は、前記第１の実施形態に代えて次の実施形態（１）〜（４）も採用可能である。

（１）前記第１の実施形態においては、補正マークＭ３の外周位置を検出する場合に、キャリブレーションボード１１０の補正マークＭ３及びその周辺領域に接触子３，４を摺接させつつ接触子３，４の電位を検出するようにしたが、これに限られず、次のように補正マークＭ３の外周位置を検出するようにしてもよい。

図８は、この補正マークの外周位置検出処理を示すフローチャートであり、図９は、他の変形形態に係る補正マークＭ３の外周位置検出方法の説明図である。

本実施形態では、前記第１の実施形態のように、補正マークＭ３の外周位置を検出するに際し、接触子３（又は接触子４）を被検査基板１００に摺接しながら移動させるものではなく、外周位置の検出を開始して接触子３が始めて補正マークＭ３に接触したときの初期位置から該接触子３を離散的に被検査基板１００に接触させていく。また、その接触時に接触子３（又は接触子４）の電位を検出し、接触子３の電位が０Ｖの状態とそれ以外の電位の状態（以下、これらを総称してコンタクト状態という）とが切換わるごとに、接触子３の移動方向を逆向きに設定するとともに、接触子３の移動距離を前回の移動距離の半分にしていき、移動距離が駆動機構１６，１７による駆動の限界ピッチより小さくなった時点の接触子３の位置を補正マークＭ３の外周位置と判断する。

すなわち、図８に示すように、まず、制御部１０は、初期設定として接触子３の移動距離Ｌを補正マークＭ３の直径に設定した後（ステップ♯２１）、接触子３を駆動して接触子３を被検査基板１００上の任意の位置に接触させる（ステップ♯２２）。そして、制御部１０は、この状態で接触子３の電位を検出することにより該接触子３のコンタクト状態を検出する（ステップ♯２３）。

その結果、接触子３が補正マークＭ３に接触していない場合には（ステップ♯２３でＮＯ）、制御部１０は、接触子３が補正マークＭ３に接触するまでプローブユニット５を移動させ、一方、接触子３が補正マークＭ３に接触した場合には（ステップ♯２３でＹＥＳ）、接触直前のプローブユニット５の移動方向を記憶する（ステップ♯２４）。

次に、プローブユニット５の移動距離Ｌが前記限界ピッチＬthより小さいか否かを判定する（ステップ♯２５）。その結果、プローブユニット５の移動距離Ｌが前記限界ピッチＬth以上の場合には（ステップ♯２５でＮＯ）、プローブユニット５をステップ♯４で記憶された方向にその移動距離Ｌ／２だけ移動させる（ステップ♯２６）。このステップ♯１６の処理が１巡目の場合には、プローブユニット５の移動距離Ｌは、補正マークＭ３の半径に等しく、その半径分の長さだけ前記移動方向にプローブユニット５を移動する。

そして、今回の移動によりプローブユニット５と補正マークＭ３とのコンタクト状態が切換わったか否かを判定する（ステップ♯２７）。すなわち、図９（ａ）に示すように、点Ａに接触した状態から補正マークＭ３の半径分移動して接触した点が点Ｂであるものとすると、その移動後の接触点Ｂが補正マークＭ３外の位置であるから、前回の接触状態と今回の接触状態とでコンタクト状態が切換わる。このように、コンタクト状態が切換わった場合には（ステップ♯２７でＹＥＳ）、プローブユニット５の移動方向を逆方向に設定する（ステップ♯２８）とともに、次回の移動距離Ｌを今回の移動距離Ｌの半分に設定し（ステップ♯２９）、ステップ♯１５に戻る。

一方、図９（ｂ）に示すように、点Ｐに接触した状態から補正マークＭ３の半径分移動して接触した点が点Ｑであるものとすると、その移動後の接触点Ｑが補正マークＭ３内の位置であるから、前回の接触状態と今回の接触状態とでコンタクト状態は切換わらない。このように、コンタクト状態が切換わらない場合には（ステップ♯２７でＮＯ）、プローブユニット５の移動方向及び移動距離Ｌを前回のものに維持したまま、ステップ♯２５に戻る。

このようにしてステップ♯２５〜♯２９を繰り返す。図９（ａ），（ｂ）は、コンタクト状態の切換わりの有無に応じてプローブユニット５の移動方向及び移動距離を設定して該プローブユニット５を移動させる状態を示している。なお、図９（ａ），（ｂ）では、各移動量を分かりやすく表示するため、各移動を表す線をずらして示しているが、実際には、同一線上を図示の量ずつプローブユニットが移動する。

すなわち、図９（ａ）では、接触子３の接触点がＡ→Ｂ→Ｃ→Ｄ→Ｅの順に移動し、接触点が変わる度にコンタクト状態が切換わり、移動距離が前回の半分に設定されている状態を示している。また、図９（ｂ）では、接触子３の接触点がＰ→Ｑ→Ｒ→Ｓ→Ｔ→Ｕの順に移動し、点Ｐから点Ｑへの移動及び点Ｔから点Ｕへの移動においてはコンタクト状態が切換わらず移動方向及び移動距離が前回の移動距離に維持され、それ以外の移動においてはコンタクト状態が切換わるため、移動方向が逆方向に設定され且つ移動距離が前回の半分に設定されている状態を示している。なお、図９（ａ），（ｂ）において、アルファベットに付加された括弧内の「ＯＮ」と「ＯＦＦ」とは、接触子３の電位が０Ｖの状態とそれ以外の電位の状態とを示している。

そして、プローブユニット５の移動距離Ｌが前記限界ピッチＬthより小さくなると（ステップ♯２５でＹＥＳ）、その時点における接触子３の接触点が補正マークＭ３の外周位置として設定する（ステップ♯３０）。

この方法によれば、第１の実施形態のように接触子３を被検査基板１００に摺接しながら補正マークＭ３の外周位置を検出する構成に比して、補正マークＭ３の中心位置の検出時間を短縮することができる。

（２）第１の実施形態では、補正マークＭ３の形状を円形状としたが、これに限られるものではなく、楕円形状や三角形状でもよく、外周の位置から数学的に補正マークの中心位置が算出できるものであれば、どのような形状でもよい。また、補正マークＭ３の導電部をキャリブレーションボード１１０の裏面においてグランドに接地するようにしたが、これに限らず、キャリブレーションボードの内層に、該ボードの略全体に例えば電源やグランドを供給するためのベタ導体部が備えられている場合には、補正マークＭ３とベタ導体部とを接続し、ベタ導体部によりグランドを供給するようにしてもよい。

（３）補正マークＭ３の中心位置を検出する方法として、前述したものの他に、次のような方法を採用してもよい。

本実施形態は、図１０（ａ）に示すように、接触子３を補正マークＭ３から所定距離離間させた状態で補正マークＭ３及びその周辺領域で接触子３を径方向に移動させると、接触子３と補正マークＭ３とで構成される電気容量が変化することを利用したものである。

図１０（ｂ）は、補正マークＭ３及びその周辺領域で接触子３を径方向に移動させた場合の電気容量の測定結果を示すグラフである。図１０（ｂ）に示すように、この電気容量の変化は、同一の離間距離の条件のもとでは、接触子３が補正マークＭ３の中心位置を通る法線上に位置したときに最大となり、その位置から径方向外方に移動するにしたがって小さくなっていくものとなる。

この特性を利用して、補正マークＭ３の中心位置を検出することができる。すなわち、接触子３を補正マークＭ３から所定距離離間させた状態で補正マークＭ３及びその周辺領域で接触子３を径方向に移動させ、電気容量が最大となる接触子３の位置を通る補正マークＭ３の法線と該補正マークＭ３との交点を補正マークＭ３の中心位置として設定すればよい。

（４）第１の実施形態においては、カメラ９がプローブユニット５にのみ一体的に移動可能に取り付けられており、そのカメラ９で撮像したアライメントマークＭ１，Ｍ２の画像を用いて、接触子３，４の設計上の駆動データを補正するものであるため、接触子３，４の駆動データを、接触子３，４の所定の基準位置における前記両接触子３，４の所定の位置関係に基づいて設定する必要があったが、各プローブユニット５，６にそれぞれ一体的にカメラが備えられている場合には、各プローブユニット５，６に一体的に備えられた各カメラ間の位置関係は固定され予めそれらの相対位置関係は判明していることから、接触子３，４の駆動データを設定するに際し、初期位置における接触子３，４の相対位置関係を予め判明させておく必要がない。

すなわち、本実施形態の基板検査装置においては、記憶部１２は、予め設定された、例えば両接触子３，４の初期位置から接触子３，４を補正マークＭ３の中心に接触させるための接触子３，４の設計上の駆動ベクトルを示す駆動データ、及びカメラ９の初期位置からその光軸Ｌが補正マークＭ３の中心を通る位置まで移動させるためのカメラ９の設計上の駆動ベクトルを示す駆動データを記憶している。

そして、接触子３，４の少なくとも一方が交換されると、補正マークＭ３の中心位置を接触子３，４を用いてそれぞれ検出し、各中心位置から、接触子３，４を補正マークＭ３の中心位置に位置させるために必要な接触子３，４の実駆動ベクトルを導出し、この実駆動ベクトルと、予め記憶部１２に記憶されている接触子３，４の設計上の駆動ベクトルとのずれを検出する。

また、各カメラに補正マークＭ３を撮像させ、各撮像画像から補正マークＭ３の中心をそれぞれ検出し、各カメラの光軸Ｌが補正マークＭ３の中心を通るように各カメラを位置させるのに必要なカメラの実駆動ベクトルを導出し、この実駆動ベクトルと予め記憶部１２に記憶されている各カメラの設計上の駆動ベクトルとのずれを検出する。そして、一体的に駆動されるプローブユニットとカメラとについての検出されたずれに基づいて、検査時に接触子３，４を各パッドＰ１〜Ｐ７に接触させるべく予め記憶されている接触子３，４の設計上の駆動データを補正する。

この方法によっても、接触子３，４の先端部の位置関係のずれに応じた駆動データの補正が適切に補われるとともに、図４に示すフローチャートのステップ♯２で行った歪み補正が適切に反映される。

本発明の第１の実施形態に係る基板検査装置の構成を示す断面図である。 被検査基板の配線面の一例を示す正面図である。 基板検査装置の電気的な構成を示すブロック図である。 基板検査装置による基板検査方法を示すフローチャートである。 接触子の設計上の駆動データの補正を説明するための図である。 （ａ）は、キャリブレーションボードの表面を示した平面図、（ｂ）は、（ａ）のＡ−Ａ線からみた矢視断面図である。 駆動データ補正処理を示すフローチャートである。 補正マークの外周位置検出処理を示すフローチャートである。 他の変形形態に係る補正マークの外周位置検出方法の説明図である。 補正マークの中心位置を検出する他の方法を示す図である。

符号の説明

１ 基板検査装置
３，４ 接触子
５，６ プローブユニット
９ カメラ
１０ 制御部
１２ 記憶部
１３ ずれ検出部
１４ 駆動データ補正処理部
１５ 駆動制御部

Claims (14)

1. 接触子をそれぞれ備えた一対のプローブユニットと、前記各プローブユニットをそれぞれ独立して駆動する駆動手段とを備え、被検査基板の表面に形成された配線パターンの検査点に前記各接触子を接触させて当該配線パターンの検査を行う基板検査装置において、
   前記両接触子を前記配線パターンの各検査点に順次接触させるべく駆動する際の両接触子の駆動位置を、設計上の基準位置を基準とした位置データとして記憶する第１の記憶手段と、
   前記被検査基板の予め定められた位置に所定の形状で形成された第１のマークの画像を撮像すべく、プローブユニットの一方と一体的に駆動される撮像手段と、
   前記撮像手段の設計上予定された基準位置から、前記撮像手段の光軸と前記第１のマークの中心とが所定の位置関係となるように駆動されるまでの該撮像手段の予定駆動ベクトルのデータを記憶する第２の記憶手段と、
   前記撮像手段を、予定基準位置のデータに基づいて設定された基準位置から、その光軸と前記第１のマークの中心が前記所定の位置関係になる撮像画像が得られるまで駆動するのに必要な実駆動ベクトルを検出する検出手段と、
   前記第２の記憶手段に記憶された予定駆動ベクトルと前記検出手段により検出された実駆動ベクトルとを比較し、その比較結果に基づき、前記第１の記憶手段に記憶された位置データを補正する補正手段と
   を備えることを特徴とする基板検査装置。
2. 前記予定駆動ベクトル及び実駆動ベクトルは、それぞれの基準位置を原点とするベクトル先端の座標として記憶及び検出されることを特徴とする請求項１に記載の基板検査装置。
3. 前記第１のマークは、少なくとも２つ、被検査基板の所定箇所に分散して形成され、前記補正手段は、各第１のマークに対する実駆動ベクトルから被検査基板の中心を検出し、検出された中心と設計上の中心とのずれに応じて位置データの補正を行うことを特徴とする請求項１又は２に記載の基板検査装置。
4. 前記撮像手段は、前記一対のプローブユニットそれぞれに対してそれと一体的に駆動されるように設けられており、それぞれの撮像手段について、予定駆動ベクトルの記憶、実駆動ベクトルの検出、位置データの補正が行われることを特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載の基板検査装置。
5. 前記撮像手段は、前記一対のプローブユニットの一方のみに対してそれと一体的に駆動されるように設けられており、
   当該基板検査装置は更に、所定位置に設定される基準基板の表面所定位置に周辺領域と電気的特性が異なる材料により所定の図形を表して形成された第２のマーク及びその周辺領域に対し、前記各接触子を接触又は非接触で移動させ電気的に走査することにより発生する電気的な状態変化を検出し、その検出値から、前記接触子の設計上の基準位置に対する、該接触子が前記第２のマークの中心に位置するときの中心位置データを検出する第２の検出手段と、
   各接触子についての中心位置データに基づき、両接触子の相対位置関係を検出する第３の検出手段と、
   前記第３の検出手段によって検出された相対位置関係に基づいて、前記第１の記憶手段に記憶された各接触子の位置データを更に補正する第３の補正手段と
   を備えたことを特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載の基板検査装置。
6. 接触子をそれぞれ備えた一対のプローブユニットと、前記各プローブユニットをそれぞれ独立して駆動する駆動手段を備え、被検査基板の板面に形成された配線パターンの検査点に前記各接触子を接触させて当該配線パターンの検査を行う基板検査装置において、
   前記両プローブユニットの所定の論理的基準位置における前記両接触子の所定の相対位置関係に基づいて予め設定された、前記配線パターンの検査点に前記各接触子を接触させるために必要な各プローブユニットの前記所定の論理的基準位置からの論理的な駆動量及び駆動方向についての駆動データをそれぞれ記憶する第１の記憶手段と、
   所定位置に位置決めされた基準基板の板面の所定位置に、周辺領域と電気的特性の異なる材料により所定の図形を表した第１のマーク及びその周辺領域に対し、前記各接触子を接触又は非接触で移動させることにより発生する前記接触子の電気的な状態変化を検出し、その状態変化を利用して前記第１のマークの中心位置を検出する第１の検出手段と、
   前記各接触子を実際の基準位置から前記中心位置に位置させるために駆動すべき前記各プローブユニットの駆動量及び駆動方向を導出し、この駆動量及び駆動方向に基づきその基準位置における前記両接触子の実相対位置関係を逆算的に検出し、その実相対位置関係と前記所定の論理的相対位置関係とに基づき前記プローブユニットについての駆動データをそれぞれ補正する第１の補正手段と
   を備えることを特徴とする基板検査装置。
7. 前記検査時に被検査基板の歪みに対する前記プローブユニットについての駆動データの補正を行うべく前記被検査基板の板面に形成された第２のマークの画像を撮像するようにプローブユニットの一方にのみ一体的に駆動されるように設けられた撮像手段と、
   前記プローブユニット及び前記撮像手段の所定の論理的基準位置における前記接触子と前記撮像手段との所定の論理的相対位置関係に基づいて予め設定された、前記所定の論理的基準位置からの前記第２のマークを撮像する位置に位置させるために必要な前記撮像手段の論理的な駆動量及び駆動方向についての駆動データを記憶する第２の記憶手段と、
   前記第１のマークを前記撮像手段に撮像させ、その撮像動作により得られた前記第１のマークの画像から該第１のマークの中心位置を検出する第２の検出手段と、
   前記プローブユニットについての実際の基準位置から前記接触子を前記中心位置に位置させるために駆動すべき前記プローブユニットの駆動量及び駆動方向と、前記撮像手段についての基準位置から光軸を前記中心位置に位置させるために駆動すべく前記撮像手段の駆動量及び駆動方向とに基づき、各実際の基準位置における前記接触子と前記撮像手段との実相対位置関係を逆算的に検出し、その実相対位置関係と前記接触子及び前記撮像手段の所定の論理的相対位置関係とに基づき前記プローブユニットについての駆動データを補正する第２の補正手段と
   を備えることを特徴とする請求項６に記載の基板検査装置。
8. 前記第１の検出手段は、円形状又は楕円形状の第１のマークとその周辺領域とが所定の電位差を有する状態で第１のマーク及びその周辺領域に対して前記各接触子を接触させつつ移動させることにより前記第１のマークの周縁部において発生する前記接触子の電位変化を検出し、その状態変化から第１のマークの周縁位置を検出し、該周縁位置から数学的に前記第１のマークの中心位置を検出するものであることを特徴とする請求項６または７に記載の基板検査装置。
9. 接触子をそれぞれ備えた一対のプローブユニットと、前記各プローブユニットをそれぞれ独立して駆動する駆動手段を備え、被検査基板の板面に形成された配線パターンの検査点に前記各接触子を接触させて当該配線パターンの検査を行う基板検査装置において、
   前記検査時に被検査基板の歪みに対する前記プローブユニットについての駆動データの補正を行うべく前記被検査基板の板面に形成された第２のマークの画像を撮像するように前記一対のプローブユニットのそれぞれに対してそれと一体的に駆動されるように設けられた撮像手段と、
   前記配線パターンの検査点に前記各接触子を接触させるために必要な前記各プローブユニットの論理的基準位置からの論理的な駆動量及び駆動方向についての駆動データをそれぞれ記憶する第１の記憶手段と、
   それぞれ一体的に駆動される前記プローブユニット及び撮像手段の設定された論理的基準位置から前記第２のマークを前記撮像手段の光軸と所定の位置関係において撮像する位置に位置させるために必要な前記撮像手段の論理的な駆動量及び駆動方向についての駆動データを記憶する第２の記憶手段と、
   前記各プローブユニットについての実際の基準位置から前記撮像手段が第２のマークをその撮像手段の光軸と所定の位置関係を有して撮像する位置まで駆動すべき前記各プローブユニットの駆動量及び駆動方向と、前記第２の記憶手段に記憶された駆動データとから前記各接触子の前記各論理的基準位置と実際の基準位置とのずれをそれぞれ逆算的に検出し、そのずれ量に基づき前記プローブユニットについての駆動データを補正する補正手段と
   を備えることを特徴とする基板検査装置。
10. 接触子をそれぞれ備えた一対のプローブユニットと、前記各プローブユニットをそれぞれ独立して駆動する駆動手段とを備え、被検査基板の表面に形成された配線パターンの検査点に前記各接触子を接触させて当該配線パターンの検査を行う基板検査装置の位置調整方法において、
    前記両接触子を前記配線パターンの各検査点に順次接触させるべく駆動する際の両接触子の駆動位置を、設計上の基準位置を基準とした位置データとして記憶し、
    プローブユニットの一方と一体的に駆動される撮像手段により、前記被検査基板の予め定められた位置に所定の形状で形成された第１のマークの画像を撮像し、
    前記撮像手段の設計上予定された基準位置から、前記撮像手段の光軸と前記第１のマークの中心とが所定の位置関係となるように駆動されるまでの撮像手段の予定駆動ベクトルのデータを記憶し、
    前記撮像手段を、予定基準位置のデータに基づいて設定された基準位置から、その光軸と前記第１のマークの中心が前記所定の位置関係になる撮像画像が得られるまで駆動するのに必要な実駆動ベクトルを検出し、
    前記記憶された予定駆動ベクトルと前記検出された実駆動ベクトルとを比較し、その比較結果に基づき、前記記憶された位置データを補正することを特徴とする位置調整方法。
11. 前記撮像手段を、前記一対のプローブユニットの一方のみに対してそれと一体的に駆動されるように設けるとともに、
    所定位置に設定される基準基板の表面所定位置に周辺領域と電気的特性が異なる材料により所定の図形を表して形成された第２のマーク及びその周辺領域に対し、前記各接触子を接触又は非接触で移動させ電気的に走査することにより発生する電気的な状態変化を検出し、その検出値から、前記接触子の設計上の基準位置に対する、該接触子が前記第２のマークの中心に位置するときの中心位置データを検出し、
    各接触子についての中心位置データに基づき、両接触子の相対位置関係を検出し、
    前記検出された相対位置関係に基づいて、前記各接触子の位置データを更に補正することを特徴とする請求項１０に記載の位置調整方法。
12. 接触子をそれぞれ備えた一対のプローブユニットと、前記各プローブユニットをそれぞれ独立して駆動する駆動手段を備え、被検査基板の板面に形成された配線パターンの検査点に前記各接触子を接触させて当該配線パターンの検査を行う基板検査装置の位置調整方法において、
    前記両プローブユニットの所定の論理的基準位置における前記両接触子の所定の相対位置関係に基づいて予め設定された、前記配線パターンの検査点に前記各接触子を接触させるために必要な各プローブユニットの前記所定の論理的基準位置からの論理的な駆動量及び駆動方向についての駆動データをそれぞれ記憶し、
    所定位置に位置決めされた基準基板の板面の所定位置に、周辺領域と電気的特性の異なる材料により所定の図形を表した第１のマーク及びその周辺領域に対し、前記各接触子を接触又は非接触で移動させることにより発生する前記接触子の電気的な状態変化を検出し、その状態変化を利用して前記第１のマークの中心位置を検出し、
    前記各接触子を実際の基準位置から前記中心位置に位置させるために駆動すべき前記各プローブユニットの駆動量及び駆動方向を導出し、この駆動量及び駆動方向に基づきその基準位置における前記両接触子の実相対位置関係を逆算的に検出し、その実相対位置関係と前記所定の論理的相対位置関係とに基づき前記プローブユニットについての駆動データをそれぞれ補正することを特徴とする位置調整方法。
13. 撮像手段を、前記検査時に被検査基板の歪みに対する前記プローブユニットについての駆動データの補正を行うべく前記被検査基板の板面に形成された第２のマークの画像を撮像するようにプローブユニットのそれぞれと一体的に駆動させるとともに、
    前記プローブユニット及び前記撮像手段の所定の論理的基準位置における前記接触子と前記撮像手段との所定の論理的相対位置関係に基づいて予め設定された、前記所定の論理的基準位置からの前記第２のマークを撮像する位置に位置させるために必要な前記撮像手段の論理的な駆動量及び駆動方向についての駆動データを記憶し、
    前記第１のマークを前記撮像手段に撮像させ、その撮像動作により得られた前記第１のマークの画像から該第１のマークの中心位置を検出し、
    前記プローブユニットについての実際の基準位置から前記接触子を前記中心位置に位置させるために駆動すべき前記プローブユニットの駆動量及び駆動方向と、前記撮像手段についての基準位置から光軸を前記中心位置に位置させるために駆動すべく前記撮像手段の駆動量及び駆動方向とに基づき、各実際の基準位置における前記接触子と前記撮像手段との実相対位置関係を逆算的に検出し、その実相対位置関係と前記接触子及び前記撮像手段の所定の論理的相対位置関係とに基づき前記プローブユニットについての駆動データを補正することを特徴とする請求項１２に記載の位置調整方法。
14. 接触子をそれぞれ備えた一対のプローブユニットと、前記各プローブユニットをそれぞれ独立して駆動する駆動手段を備え、被検査基板の板面に形成された配線パターンの検査点に前記各接触子を接触させて当該配線パターンの検査を行う基板検査装置の位置調整方法において、
    撮像手段を、前記検査時に被検査基板の歪みに対する前記プローブユニットについての駆動データの補正を行うべく前記被検査基板の板面に形成された第２のマークの画像を撮像するように前記一対のプローブユニットのそれぞれに対してそれと一体的に駆動されるように設けるとともに、
    前記配線パターンの検査点に前記各接触子を接触させるために必要な前記各プローブユニットの論理的基準位置からの論理的な駆動量及び駆動方向についての駆動データをそれぞれ記憶し、
    それぞれ一体的に駆動される前記プローブユニット及び撮像手段の設定された論理的基準位置から前記第２のマークを前記撮像手段の光軸と所定の位置関係において撮像する位置に位置させるために必要な前記撮像手段の論理的な駆動量及び駆動方向についての駆動データを記憶し、
    前記各プローブユニットについての実際の基準位置から前記撮像手段が第２のマークをその撮像手段の光軸と所定の位置関係を有して撮像する位置まで駆動すべき前記各プローブユニットの駆動量及び駆動方向と、前記第２の記憶手段に記憶された駆動データとから前記各接触子の前記各論理的基準位置と実際の基準位置とのずれをそれぞれ逆算的に検出し、そのずれ量に基づき前記プローブユニットについての駆動データを補正することを特徴とする位置調整方法。

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