JP3095318B2 - 被検査体のテスト装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、半導体ウエハ上に多数
形成された集積回路の検査を行う被検査体のテスト装置
に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に、半導体デバイスの製造工程にあ
っては、半導体ウエハ上に形成されたＩＣ、ＬＳＩ等の
電子回路（チップ）等の電気的特性を試験するために、
各チップの電極パッドに接触子であるプローブ針を自動
的に接触させて、外部のテスタより電気信号を入力して
製品の良否を判断するようになっている。この検査を行
う従来のテスト装置の一例は、図１７及び図１８に示さ
れており、テスト装置本体２側には、水平面内のＸＹ方
向及び垂直方向であるＺ方向へ移動可能になされた載置
台４が設けられ、この上面に被検査体として半導体ウエ
ハＷが載置される。このテスト装置本体２の上面には、
プローブ針６が多数植設されたリング状のプローブカー
ド８と、この上面に接触させて設けたプローブカードイ
ンタフェース部１０とが着脱可能に固定されている。

【０００３】一方、テストヘッド部１２はテスト装置本
体２の側部にて回動自在に支持されてテスト装置本体２
の上面に起倒可能になされている。このテストヘッド部
１２の下面には、上記プローブカードインタフェース部
１０に設けた多数のポゴピンと電気的接触を図るための
接触リング１４が設けられている。そして、テストヘッ
ド部１２から引き出された多数の配線よりなる配線束１
６はテスタ１８に接続されており、ここでチップの電気
的特性の検査を行うようになっている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところで、被検査体で
あるウエハ上のパッド位置が変わるとそれに対応させて
プローブカード８や接触リング１４等も交換する必要が
生じるが、この時、最大３００ｋｇ程度の重量物である
テストヘッド部１２を手動で回動して起立させて交換作
業を行う。また、接触リング１４やプローブカード８等
のメンテナンス時にも同様にテストヘッド部１２を回動
させて起立させなければならない。このような場合、上
述のようにこのテストヘッド部１２の起倒はオペレータ
が手動で行うことから作業効率が余り良好ではないとい
う問題点があった。そこで、バランサを使用した位置調
整機構を用いてテストヘッド部の位置調整を行うことも
考えられるが、この場合にはバランサを用いることから
装置自体が過度に複雑化し、好ましくはない。また、位
置合わせは、オペレータが手動で行うことから作業効率
が良好でない。

【０００５】本発明は、以上のような問題点に着目し、
これを有効に解決すべく創案されたものである。本発明
の目的はテストヘッド部が６軸に渡って位置調整可能と
すると共に可動位置調整機構にはロック手段を設けて停
止位置を保持するようにした被検査体のテスト装置を提
供することにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】請求項１に規定する第１
の発明は、半導体ウエハとの間で電気信号の送出を行う
プローブカードインタフェースを上面に設けたテスト装
置本体と、前記プローブカードインタフェース部に接触
離間可能に設けられたテストヘッド部とを有する被検査
体のテスト装置において、前記テストヘッド部は、これ
を水平面内の１方向であるＸ方向へ位置調整させるＸ軸
位置調整機構と、前記水平面内において前記Ｘ方向と直
交するＹ方向へ位置調整させるＹ軸位置調整機構と、前
記水平面に直交するＺ方向へ位置調整させるＺ軸位置調
整機構と、前記Ｘ方向に直交する面内における回転方向
へ位置調整させるθＸ軸位置調整機構と、前記Ｙ方向に
直交する面内における回転方向へ位置調整させるθＹ軸
位置調整機構と、前記Ｚ方向に直交する面内における回
転方向へ位置調整させるθＺ軸位置調整機構とに連結さ
れ、前記各軸位置調整機構の内、一部または全部の位置
調整機構は可動になされると共に可動にされた前記各位
置調整機構には、それぞれの方向における移動が完了し
た時に停止位置を保持する停止位置ロック手段を設け、
前記テスト装置本体には、前記テストヘッド部のＸ、Ｙ
軸方向の位置調整及びθＸ軸方向とθＹ軸方向の位置微
調整を行なう少なくとも２つの位置決め手段を設けるよ
うに構成したものである。

【０００７】請求項２に規定する第２の発明は、半導体
ウエハとの間で電気信号の送出を行うプローブカードイ
ンタフェースを上面に設けたテスト装置本体と、前記プ
ローブカードインタフェース部に接触離間可能に設けら
れたテストヘッド部とを有する被検査体のテスト装置に
おいて、前記テストヘッド部は、これを水平面内の１方
向であるＸ方向へ位置調整させるＸ軸位置調整機構と、
前記水平面内において前記Ｘ方向と直交するＹ方向へ位
置調整させるＹ軸位置調整機構と、前記水平面に直交す
るＺ方向へ位置調整させるＺ軸位置調整機構と、前記Ｘ
方向に直交する面内における回転方向へ位置調整させる
θＸ軸位置調整機構と、前記Ｙ方向に直交する面内にお
ける回転方向へ位置調整させるθＹ軸位置調整機構と、
前記Ｚ方向に直交する面内における回転方向へ位置調整
させるθＺ軸位置調整機構とに連結され、前記各軸位置
調整機構の内、少なくとも前記Ｚ軸位置調整機構は可動
になされると共に前記テストヘッド部のＺ軸下方向への
停止位置を規定するＺ軸降下停止部材を設け、前記テス
ト装置本体には、前記テストヘッド部のＸ、Ｙ軸方向の
位置調整及びθＸ軸方向とθＹ軸方向の位置微調整を行
なう少なくとも２つの位置決め手段を設けるように構成
したものである。

【０００８】請求項３に規定する第３の発明は、半導体
ウエハとの間で電気信号の送出を行うプローブカードイ
ンタフェースを上面に設けたテスト装置本体と、前記プ
ローブカードインタフェース部に接触離間可能に設けら
れたテストヘッド部とを有する被検査体のテスト装置に
おいて、前記テストヘッド部は、これを水平面内の１方
向であるＸ方向へ位置調整させるＸ軸位置調整機構と、
前記水平面内において前記Ｘ方向と直交するＹ方向へ位
置調整させるＹ軸位置調整機構と、前記水平面に直交す
るＺ方向へ位置調整させるＺ軸位置調整機構と、前記Ｘ
方向に直交する面内における回転方向へ位置調整させる
θＸ軸位置調整機構と、前記Ｙ方向に直交する面内にお
ける回転方向へ位置調整させるθＹ軸位置調整機構と、
前記Ｚ方向に直交する面内における回転方向へ位置調整
させるθＺ軸位置調整機構とに連結され、前記各軸位置
調整機構の内、一部または全部の位置調整機構は可動に
なされていると共に可動になされた前記位置調整機構の
各駆動源には、この駆動源に供給される駆動エネルギの
供給が停止された時に停止位置を保持するためのブレー
キ手段を設け、前記テスト装置本体には、前記テストヘ
ッド部のＸ、Ｙ軸方向の位置調整及びθＸ軸方向とθＹ
軸方向の位置微調整を行なう少なくとも２つの位置決め
手段を設けるように構成したものである。

【０００９】

【作用】第１の発明によれば、テストヘッド部は、Ｘ軸
位置調整機構と、Ｙ軸位置調整機構と、Ｚ軸位置調整機
構と、θＸ軸位置調整機構と、θＹ軸位置調整機構と、
θＺ軸位置調整機構とに連結されて、これらの内の一部
または全部の位置調整機構が可動になされている。そし
て、この可動になされた位置調整機構の一部或いは全部
にはそれぞれの方向における移動が完了した時に停止位
置を保持する停止位置ロック手段を設けてあるので、他
の軸方向への移動中に移動が完了した軸方向において位
置ズレが生ずることがない。従って、上記各位置調整機
構を操作することによりテストヘッド部をテスト装置本
体上に自動的に精度良く位置決めして設置することが可
能となる。また、このテストヘッド部をテスト装置本体
上から離脱させてメンテナンス位置まで自動的に移動さ
せることが可能となる。

【００１０】第２の発明によれば、第１の発明のように
可動になされた各位置調整機構の内、特にＺ軸方向にお
ける下降の停止位置を規定するために例えば棒状のＺ軸
降下停止部材を設けるようにしたので、テストヘッド部
がＺ軸下方向へ降下している場合には、その停止位置は
Ｚ軸降下停止部材によりメカニカル的に規定されてしま
う。従って、Ｚ軸下方向の停止位置に関しては、構造を
複雑化させることなくこれを規定することが可能とな
る。

【００１１】第３の発明によれば、第１の発明のように
可動になされた各位置調整機構の内、一部或いは全部の
位置調整機構に、これら各調整機構の駆動源に対する駆
動エネルギの供給が停止した時にその時の位置を保持す
るためのブレーキ手段が設けられる。これにより、例え
ば重量物であるテストヘッド部がＺ軸方向にて上昇或い
は降下している途中に何らかの理由で供給電力が停止さ
れても上記ブレーキ手段の作用によりその位置が保持さ
れ、これが自重により落下することを阻止することが可
能となる。

【００１２】

【実施例】以下に、本発明に係る被検査体のテスト装置
の一例を添付図面に基づいて詳述する。図１は本発明に
係る被検査体のテスト装置を示す斜視図、図２は図１に
示すテスト装置のマニュピレータ部を示す斜視図、図３
は図２に示すマニュピレータ部を異なる角度から示す斜
視図、図４はテストヘッド部とフレーム部との取り付け
状態を示す分解斜視図、図５はテストヘッド部とフレー
ム部との取り付け状態を示す平面図、図６はテストヘッ
ド部へのフレーム取り付け時のＹ軸及びθＸ軸の位置調
整操作を説明するための説明図、図７はテスト装置本体
を除いたテスト装置を示す側面図、図８はＺ軸降下停止
部材の動作を示す動作説明図、図９はＺ軸降下停止部材
のスリーブを示す底面図、図１０はＺ軸降下停止部材に
設けたブレーキ手段を示す側面図、図１１はテストヘッ
ド部とテスト装置本体に設けた位置決め手段を示す概略
側面図、図１２は図１１に示す位置決め手段の動作を説
明するための動作説明図、図１３はテスト装置本体に設
けたテストヘッド部固定用のクランプ機構を示す側面
図、図１４はＸ軸方向の位置決めのロックを行う停止位
置ロック手段を示す図、図１５は図１４に示す停止位置
ロック手段の動作を説明するための動作説明図、図１６
はメンテナンス時のテストヘッド部の動きを説明するた
めの説明図である。

【００１３】図示するようにこの被検査体のテスト装置
は、略方形状になされたテスト装置本体２と、この上面
に接触離間可能に設けられるテストヘッド部１２と、こ
のテストヘッド部１２の移動及び位置決めを行うマニュ
ピレータ部２０とにより主に構成されている。図５にお
いてはテストヘッド部１２は実線で記載されているが図
１においてはマニュピレータ部２０の構造を示すために
一点鎖線にて示されている。

【００１４】上記テスト装置本体２及びテストヘッド部
１２は図１７及び図１８に示す従来装置と同様に構成さ
れており、テスト装置本体２には、図示されないが被処
理体である半導体ウエハを載置してＸ、Ｙ、Ｚ方向へ移
動する載置台、プローブ針を有するプローブカード、プ
ローブカードンイタフェース部１０がそれぞれ設けられ
ており、このインタフェース部１０にテストヘッド部１
２の下面に設けた接触リング１４が接触離間することに
なる（図１７及び図１８を参照）。

【００１５】このテストヘッド部１２内には、各種の検
査用回路が密集して収容されていることから、重量が最
大３００ｋｇ程度にもなり、この移動を制御するマニュ
ピレータ部２０には高い剛性が要求されることになる。
そして、このテストヘッド部１２の後方へはテスタ１８
に接続された多数の配線よりなる配線束１６が延びてい
る（図１６参照）。テストヘッド部１２の接触リング１
４は、精度良く位置決めされてプローブカードインタフ
ェース部１０に接触する必要があることからマニピュレ
ータ部２０には各方向における位置調整機能が要求され
る。

【００１６】そこで、本実施例においてはこのマニピュ
レータ部２０により６軸方向への調整が可能となるよう
に各種の位置調整機構が設けられている。この６軸は、
水平面内に直交する２方向をＸ方向とＹ方向とし、この
水平面に直交する垂直方向をＺ方向とし、更に上記各軸
方向の回りを回転する方向、すなわち上記各軸方向と直
交する面内を回転する方向をそれぞれθＸ方向、θＹ方
向及びθＺ方向とする。

【００１７】まず、マニピュレータ部２０は、マニピュ
レータ基台２２上に起立させた固定支柱２４にＺ軸位置
調整機構２６を介して水平支柱２８を昇降可能に設け、
この水平支柱２８の先端にθＺ軸位置調整機構３２を介
してＺ軸の回りであるθＺ軸方向へ回転可能に回転支柱
３０を起立させて設け、この回転支柱３０の上端に水平
アーム部３４を固設し、更にこの水平アーム３４にＸ軸
位置調整機構３６を介してスライド可能にスライドブロ
ック３８を設け、このスライドブロック３８にθＹ軸位
置調整機構４０を介してフレーム部４２を取り付けて、
全体が構成されている。そして、このフレーム部４２
に、Ｙ軸位置調整機構４４及びθＸ軸位置調整機構４６
を介して上記テストヘッド部１２が後述するように固定
的に取り付けられる（図１及び図４参照）。

【００１８】本実施例においては、上述のようにＹ軸方
向及びθＸ軸方向の位置調整はテストヘッド部１２の取
り付け時に行われて取り付け後は固定状態となるが、他
の４軸方向に対しては可動状態となって必要に応じてヘ
ッド部１２の移動が行われることになる。尚、この点に
関して設計により任意の軸方向を固定とし、任意の軸方
向を可動状態とすることができ、上記したものに限定さ
れるものではない。

【００１９】まず、Ｚ軸位置調整機構２６について説明
すると、図３、図７及び図８乃至図９に示すように起立
された固定支柱２４の側面には垂直方向に延びる一対の
Ｚ軸ガイドレール４８を介してスライドフレーム５０が
Ｚ軸にスライド可能に設けられ、このフレーム５０に上
記水平支柱２８の基端部が固定される。このスライドフ
レーム５０の下方において、上記固定支柱２４とこれと
対向する位置に設けた側板５２との間には水平基台５４
が掛け渡されている。この水平基台５４と上記スライド
フレーム５０の底板５０Ａとの間には、底板５０Ａを貫
通してボールネジ５６が垂直方向に設けられると共にそ
の下端部は水平基台５４にベアリング等を介して回転可
能に支持され、上端部は回転可能に支持されたＬ字状ア
ングル５８を介して固定支柱２４に保持されている。

【００２０】そして、ボールネジ５６の下端に設けたプ
ーリ６０には、水平基台５４に設けたＺ軸の駆動源とし
てのＺ軸モータ６２のプーリ６４との間でベルト６６が
掛け渡されており、このボールネジ５６を制御部６８か
らの指令により正逆回転し得るように構成されている。
上記ボールネジ５６はこの回転に応じて上下動するスリ
ーブ７０を介してスライドフレームの底板５０Ａと接触
しており、このスリーブ７０の上下動に応じてスライド
フレーム５０全体は上下方向に移動することになる。そ
して、このスリーブ７０は底板５０Ａのボールネジ孔に
遊嵌状態で装着されており、図８（Ａ）に示すように上
昇時にはスリーブ７０のフランジ７０Ａによりフレーム
の底板５０Ａの動きを規制するが、図８（Ｂ）に示すよ
うに下降時には途中までは底板５０Ａの動きを規制する
が、それ以降はスリーブ７０のみが単独で移動し得るよ
うになっている。

【００２１】そして、この底板５０Ａには、下方に向け
て棒状のＺ軸降下停止部材７２が取り付け固定されると
共にその下端には例えば合成ゴム等よりなるクッション
部材７４が設けられており、それ以降のスライドフレー
ム５０、すなわちテストヘッド部１２の降下を停止して
Ｚ軸方向の位置決めを行い得るように構成されている。
すなわちＺ軸下方向の移動は、この停止部材７２により
メカニカル的に停止されることになる。この停止部材７
２の長さは、テストヘッド部１２の下面がテスト装置本
体２の上面に略接する時の位置を決定する長さに設定さ
れており、スライドフレーム５０の降下が上記停止部材
７２により停止された後に慣性によりＺ軸モータ６２が
僅かに回転したとしても図８（Ｂ）に示すようにスリー
ブ７０のみが降下するようになっている。

【００２２】また、このスリーブ７０の側部には底板５
０Ａから突出させたスリーブ回転止め７６が設けられて
おり、この側面にスリーブの円形フランジ７０Ａの一部
を直線状に切り欠いた切り欠き部７８を当接させること
によりスリーブ７０の回転を規制しつつこの上下方向の
移動を許容するようになっている。上記スリーブ回転止
め７６の上下方向の途中にはスリーブ７０が降下した時
にこれを検知する近接センサ８０が設けられており、こ
のセンサ８０がスリーブ７０の降下を検知した時に制御
部６８はＺ軸モータ６２の駆動を停止するようになって
いる。

【００２３】また、上記Ｚ軸モータ６２及びボールネジ
５６には、このＺ軸モータ６２に供給する駆動エネルギ
が何らかの理由で停止された時にその時の停止位置を保
持するためのブレーキ手段、例えば電磁力によって操作
される電磁ブレーキ８２、８４が設けられており、重量
物であるテストヘッド部１２が落下しないように安全設
計が施されている。

【００２４】次に、θＺ軸位置調整機構３２について説
明すると、図３にも示すように上下方向へ移動する水平
支柱２８の先端部にはθＺベアリング８６を介して回転
支柱３０がθＺ方向へ回転可能に支持されており、この
回転支柱３０は水平支柱２８内に設けたθＺ軸エアシリ
ンダ８８に例えば図示しないクランク機構を介して接続
され、例えば９０度だけ回転可能になされている（図１
６参照）。

【００２５】また、上記水平支柱２８には、これと一体
的に回転するθＺロックプレート９０が取り付けられる
と共にこのプレート９０の停止位置に対応する水平支柱
２８側にはプレート９０と衝突してショックを吸収する
弾発部材を有するθＺショックアブソーバ９２が設けら
れている。

【００２６】次に、Ｘ軸位置調整機構３６について説明
する。上記回転支柱３０の上端に固定された水平アーム
部３４は断面略矩形状に成形され、その一側面には一対
のＸ軸ガイドレール９４が、反対側の面には１本のＸ軸
ガイドレール９６が長さ方向に沿ってそれぞれ設けられ
ている。この一対のＸ軸ガイドレール９４には、これら
の間をを掛け渡すようにして第１のスライドブロック３
８がスライド可能に設けられ、他方、１本のＸ軸ガイド
レール９６にはこれに沿ってスライド可能になされた第
２のスライドブロック１００が設けられており、これら
２つのブロック３８、１００間にはこれらを連結するた
めのジョイントプレート１０２が掛け渡されている（図
１及び図２参照）。また、水平アーム部３４の旋回中心
Ｏ１である回転支柱３０の取り付け位置は、水平アーム
部３４の端部よりも少なくとも上記スライドブロック３
８、１００の長さに相当する距離だけ離間させた位置に
設定されており、後述するようにテストヘッド部１２の
メンテナンス時にこれをθＹ軸方向へ例えば１２０度程
度回転させても回転支柱３０と後述するブリッジプレー
ト１０４とが干渉しないようになっている。また、水平
アーム部３４の下面の一側には、その長手方向に沿って
ラック１０６が形成されると共に第１のスライドブロッ
ク３８にはＸ軸駆動源としてのＸ軸モータ１０８が固定
され、このモータ１０８の回転軸に取り付けたピニオン
ギア１１０を上記ラック１０６に歯合させることにより
スライドブロック３８、１００をＸ軸方向へ移動するよ
うになっている。

【００２７】上記水平アーム部３４及び第１のスライド
ブロック３８には、このＸ軸方向における位置決めを行
うためのＸ軸停止位置ロック手段１１２が設けられる。
具体的には、図２及び図１４乃至図１５にも示すように
このＸ軸停止位置ロック手段１１２は、水平アーム部３
４の側面の両端にそれぞれ設けられた一対のＸ軸ロック
プレート１１４Ａ、１１４Ｂと第１のスライドブロック
３８に設けたＸ軸ロックピン１１６とにより主に構成さ
れている。各ロックプレート１１４Ａ、１１４Ｂは、Ｘ
軸方向への移動が完了して位置決めすべき位置にそれぞ
れ取り付け固定され、各プレート１１４Ａ、１１４Ｂの
位置決め穴１１８はテーパがつけられて円錐凹部状に形
成されており、これに嵌合することになるロックピン１
１６の先端は上記位置決め穴１１８のテーパ面と密接す
るように同様にテーパ状の円錐凸部状に成形されてい
る。このＸ軸ロックピン１１６は、制御部６８により制
御されるＸ軸エアシリンダ１２０に連結されて出没可能
になされている。

【００２８】また、両Ｘ軸ロックプレート１１４Ａ、１
１４Ｂには、第１のスライドブロック３８が所定の位置
に到達したことを検知するための例えばＸ軸光センサ１
２２Ａ、１２２Ｂがそれぞれ設けられており、上記Ｘ軸
エアシリンダ１２０の両側に設けたシャッタ部材１２４
Ａ、１２４Ｂがそれぞれの光センサ１２２Ａ、１２２Ｂ
内に侵入して光路を遮断するとその遮断信号が上記制御
部６８へ入力され、これを受けた制御部６８はＸ軸ロッ
クピン１１６を出すようにＸ軸エアシリンダ１２０を駆
動することになる。これによりスライドブロックのＸ軸
方向の位置決めが行われつつこの停止位置を保持するこ
とが可能となる。上記Ｘ軸ロックプレートの内、ブロッ
クの停止位置を変更させる必要のある側のプレート、例
えばＸ軸ロックプレート１１４Ｂの取り付け部には図示
されない長孔が設けられており、この取り付け位置をＸ
軸方向に沿って長孔の長さの範囲内で調整し得るように
なっている。

【００２９】また、上記制御部６８には、後述するよう
にテストヘッド部１２がテスト装置本体２の上面に接し
て位置決めされる直前に上記Ｘ軸位置決め手段１１２の
ロックを解除する直前ロック解除手段としてＺ軸近接セ
ンサ１２６が接続されており（図１２参照）、テストヘ
ッド部１２の接近を検知した時にＸ軸ロックピン１１６
のロックを外すようになっている。

【００３０】また、上記各Ｘ軸ロックプレート１１４
Ａ、１１４Ｂには、スライドブロック３８、１００の停
止時における衝撃を吸収するためのＸ軸ショックアブソ
ーバ１２８設けられている（図３参照）。上述したよう
な停止位置ロック手段１１２は、他の可動状態になされ
た位置調整機構、例えばθＺ軸位置調整機構３２のθＺ
軸ロックプレート９０（図３参照）等や後述するθＹ軸
位置調整機構４０にも同様に設けられ、各軸における移
動が完了した時にその停止位置を保持するようになって
いる。

【００３１】次に、θＹ軸位置調整機構４０について説
明する。上記第１のスライドブロック３８には、図１乃
至図３に示すようにθＹ軸駆動源としてのθＹ軸モータ
１３５が取り付けられており、このモータ１３５の回転
軸はθＹ軸ベアリング１３６（図３参照）を介して、フ
レーム部４２のコ字状の外側フレーム１３８に多数のネ
ジ１４０により固定されており、これをθＹ軸の回りに
例えば１８０度旋回し得るようになっている。この外側
フレーム１３８の外側面すなわち第１のスライドブロッ
ク３８に対向する面には、前述のようにθＹ軸停止位置
ロック手段の一部を構成するθＹ軸ロックプレート（図
示せず）が設けられると共にこれに対向させて第１のス
ライドブロック３８にはθＹ軸ロックピン１４２を有す
るθＹ軸エアシリンダ１４４が固設されている。

【００３２】また、この外側フレーム１３８の中央部に
は、ジョイントバー１４６を介して水平方向に延びるブ
リッジプレート１０４が固設されており、このプレート
１０４は上記水平アーム部３４と干渉しないようにこれ
を跨いでこの上面に配線束１６を支持するようになって
いる。また、このブリッジプレート１０４には上記配線
束１６を保持するための止め具１３４が設けられてい
る。

【００３３】次に、Ｙ軸位置調整機構４４及びθＸ軸位
置調整機構４６について説明する。上記フレーム部４２
は、上述のようなコ字状の外側フレーム１３８と、この
先端側に設けられる２枚の内側フレーム１３８とにより
構成され、上記外側フレーム１３８の両先端にテストヘ
ッド部１２の側面を固定する時にＹ軸及びθＸ軸方向の
位置調整が行われることになる（図５参照）。図４に示
すようにテストヘッド部１２の側面に、内側フレーム１
４８、外側フレーム１３８及び正方形状のワッシャ１５
０を順次積ねて位置調整しつつ最後に６個のネジ１５２
によりこれらを固定するものである。

【００３４】まず、内側フレーム１４８には、Ｙ軸方向
に延びる内側長孔１５４とこの周辺に配列された６個の
内側ネジ孔１５６がそれぞれ形成されている。上記内側
長孔１５４には、端部に円形フランジ１５８を設けた取
り付けシャフト１６０がθＸ軸調整ベアリング１６２を
介して挿通されている。この場合、シャフト１６０は十
分に長く設定されてその先端には締付けナット１６３と
螺合するようにネジ切りが形成されていると共に上記ベ
アリング１６２の厚みは内側フレーム１４８の厚みと等
しいか或いはこれよりも小さく設定され、ベアリング１
６２は内側長孔１５４内をＹ軸方向、すなわち水平方向
へ移動し得るように構成されている。

【００３５】また、外側フレーム１３８には、上記内側
長孔１５４に対応する部分においてシャフト挿通孔１６
４が形成されると共に上記６つの内側ネジ孔１５６に対
応する部分においてそれぞれＹ軸方向に延びる外側長孔
１６８が形成されている。図６にも示すようにこれら外
側長孔１６８の長さＬ１はＹ軸方向の位置調整ができる
ように十分な長さに設定されると共にその幅Ｌ２もこれ
に挿通されるネジ１５２の直径よりも数倍大きく設定さ
れており、シャフト挿通孔１６４を中心として所定の角
度α、例えば１０度の範囲内でθＸ方向へ回転し得るよ
うに構成されている。

【００３６】更に、ワッシャには、上記シャフト挿通孔
１６４に対応する部分においてＹ軸方向に延びるワッシ
ャ長孔１７０が形成されると共にその周辺部には、上記
内側ネジ孔１５６に対応する部分において６個のワッシ
ャネジ孔１７２が形成されている。上記ワッシャ長孔１
７０の長さはＹ軸方向の調整が可能なように十分長く形
成されているが、その幅は取り付けシャフト１６０の直
径よりも僅かに大きくなされているだけであり、これを
略内接状態で挿通するようになっている。

【００３７】従って、取り付けシャフト１６０にθＸ軸
調整ベアリング１６２を嵌装した状態でテストヘッド部
１２の側面とワッシャ１５０との間に内側フレーム１４
８及び外側フレーム１３８を重ね合わせて６個のネジ１
５２により仮止めし、この状態で外側フレーム１３８と
テストヘッド部１２のＹ軸方向及びθＸ軸方向の相対位
置を調整し、更にネジ１５２及び締付けナット１６３を
締め付けることにより外側フレーム１３８とテストヘッ
ド部１２を上記２軸の位置調整をした状態で固定するこ
とができる。

【００３８】ここでθＸ軸方向の微調整を行う場合に
は、テストヘッド部１２をθＸ方向に回転しなければな
らない場合も生ずるが、シャフト１６０にはベアリング
１６２が介在されているので、これを容易に回転するこ
とができ、θＸ軸方向の微調整を容易に行うことができ
る。

【００３９】以上のようにしてテストヘッド部１２に対
して６軸の位置調整を行うことが可能となる。上述した
６軸の各位置決め乃至位置調整機構の精度は、実際には
ある程度粗く、粗調整としての機能を有すが、最終的に
テストヘッド部１２をテスト装置本体２上にセットする
時には、微調整された位置決めを行わなければならな
い。

【００４０】そのために、図１１及び図１２にも示すよ
うにテスト装置本体２の上面とこれに対応するフレーム
部４２の下面には嵌合により位置決めを行う位置決め手
段１７４が設けられる。具体的にはこの位置決め手段１
７４は、同様に構成されたものが対向面に少なくとも２
カ所設けられており、テスト装置本体２の上面に形成さ
れた棒状の嵌合凸部１７６と上記フレーム部４２の下面
に設けられて上記嵌合凸部１７６と密接して嵌合する嵌
合凹部１７８とにより構成されている。そして、上記嵌
合凸部１７６は、ねじ切りされてこれに２つの高さ調整
ナット１８０が螺合されており、この上面にて嵌合凹部
１７８の下面を受けるようになっている。従って、この
位置決め手段１７４によりテストヘッド部１２のＸ、Ｙ
軸方向の位置調整のみならず、θＸ軸、θＹ軸方向の位
置微調整も行うことが可能となる。

【００４１】また、上記嵌合凸部１７６の上端部は円錐
状に成形されると共にこれを受け入れる嵌合凹部１７８
の先端部も円錐状に拡開されており、これらが接触する
ことによりテストヘッド部１２の接近時に位置補正も行
い得るようになっている。このようなテストヘッド部１
２の位置補正をする場合、各軸位置調整機構においてそ
れぞれの停止位置ロック手段が作動して停止位置がロッ
クされていることから上記嵌合凸部１７６と嵌合凹部１
７８が嵌合する直前に上記ロック状態を解除しなければ
ならない。そのために、テスト装置本体２の上面には、
テストヘッド部１２の接近を検知するために直前ロック
解除手段として前述したようにＺ軸近接センサ１２６が
設けられており、このセンサ１２６の検知信号は制御部
６８へ送出されるようになっている。この検知信号を受
けた制御部６８は、ロック解除信号を前記Ｘ軸、θＺ軸
及びθＹ軸の各停止位置ロック手段の内、少なくとも１
つのロック手段に向けて出力し、ロック状態を解除する
ことによりテストヘッド部１２をフローティング状態に
するようになっている。このＺ軸近接センサ１２６は、
嵌合凸部１７６の先端が嵌合凹部１７８の先端に僅かに
入った状態の時にテストヘッド部１２の接近を検知する
ように設定するのが良く、本実施例にあってはその距離
Ｌ３は例えば２５ｍｍ程度に設定されている。尚、嵌合
凸部１７６、嵌合凹部１７８及びＺ軸近接センサ１２６
の取り付け位置は、それぞれ上下逆に設けてもよいのは
勿論であり、また、Ｚ軸近接センサ１２６は、オペレー
タの接近による誤動作を防止するためにオペレータが通
常操作時には近づくことのない場所に設けるのが好まし
い。

【００４２】また、図１３に示すようにテスト装置本体
２の上面側部であって嵌合凸部１７６の位置と反対側に
は、最終的に位置決めされたテストヘッド部１２の浮き
上がりを防止するために、例えば起倒自在になされたク
ランプ機構１８２が設けられており、テストヘッド部１
２の側部に設けたＬ字アングル１８４に手動または自動
でこれを係合させ得るようになっている。このクランプ
機構の取り付け台１８５はテストヘッド部１２の側部を
保持するようになっている。

【００４３】また、図１に示すように上記フレーム部４
２の２枚の内側フレーム１４８の先端間には、オペレー
タが把持するための操作取手１８６が掛け渡されてお
り、この操作取手１８６には、前記停止位置ロック手段
の内、一部または全部のロックを必要に応じて手動で解
除するためにロック状態解除手段としてθＹ軸ロック解
除ボタン１８８が設けられる。本実施例にあってはθＹ
軸のロックのみを解除する場合について記したが、他の
軸におけるロック状態も解除できるようにしてもよい。

【００４４】このボタン１８８を操作することにより、
θＹ軸停止位置ロック手段のθＹ軸エアシリンダ１４４
（図３参照）は、これに連結される図示しないエア圧力
強弱２系統のエア源の内、エア圧力弱系統に切り換えら
れ、これによりロックピン１４２の付勢力が弱まって手
動によりテストヘッド部１２をθＹ軸方向へ回転し得る
ようになる。尚、このロック解除ボタン１８８が作動し
得るのは、図１６（Ｃ）に示すように水平アーム部３４
が９０度完全に旋回してテスト装置本体の領域外に出る
ことを条件としており、これとテスト装置本体２との衝
突を防止している。

【００４５】このように構成されたマニュピレータ部２
０のＺ軸位置調整機構２６の部分は、図２及び図３に示
すように側部がトップカバー１９０及びフロントカバー
１９２により被われており、また、マニュピレータ基台
２２から起立された側板５２には複数のボルト孔１９４
（図３参照）が形成され、ボルトによりこの側板５２を
テスト装置本体２へ締付け固定することにより、マニュ
ピレータ部２０の転倒を防止している。尚、図中１９６
は装置全体の動作状況等を表示するためのモニタであ
る。

【００４６】次に、以上のように構成された本実施例の
動作について説明する。本実施例においては、前述のよ
うにＹ軸及びθＸ軸方向におけるテストヘッド部１２の
位置調整は、装置組み立て時に行われて固定され、他の
４軸方向、すなわちＸ軸、Ｚ軸、θＹ軸及びθＺ軸方向
は可動になされて、それぞれの軸位置調整機構により位
置決めされることになる。

【００４７】まず、外側フレーム１３８と内側フレーム
１４８よりなるフレーム部４２に重量物であるテストヘ
ッド部１２を取り付け固定する場合について説明する。
まず、図４にも示すようにテストヘッド部１２の側部に
内側フレーム１４８と外側フレーム１３８とワッシャ１
５０を配置し、θＸ軸調整ベアリング１６２を挿通させ
た取り付けシャフト１６０を、内側フレーム１４８の内
側長孔１５４、外側フレーム１３８のシャフト挿通孔１
６４及びワッシャ１５０のワッシャ長孔１７０に挿通さ
せて締め付けナット１６３により緩く締め付けると共に
６個のネジ１５２をワッシャネジ孔１７２、外側フレー
ム１３８の長孔１６８及び内側フレーム１４８のネジ孔
１５６に挿通させ、それぞれをテストヘッド部側面に同
様に緩く締め付け、仮止めする。このようにフレーム部
４２を取り付けたならば、これを第１のスライドブロッ
ク３８に設けたθＹ軸位置調整機構４０にネジ１４０
（図２参照）により取り付ける。

【００４８】次に、テストヘッド部１２をテスト装置本
体２上に移動させる（図１５参照）。このような状態
で、フレーム部４２に設けた、Ｙ軸位置調整機構４４、
θＸ軸位置調整機構４６及びθＹ軸位置調整機構４０を
用いて、Ｙ軸、θＸ軸及びθＹ軸方向の位置決めを行
う。具体的には、取り付けシャフト１６０を中心として
内側フレーム１４８及びワッシャ１５０はそれぞれの長
孔１５４、１７０の長さ範囲内でＹ軸方向へ位置調整す
ることができる。また外側フレーム１４０は、図６に示
すようにシャフト１６０を中心としてθＸ軸方向へ角度
α、例えば最大１０度の範囲内で位置調整することがで
きる。またθＹ軸調整機構４０はθＹ軸ロックピン１４
２を解除することにより、θＹ軸方向の位置調整ができ
る。従って、フレーム部４２の下面に設けられた位置決
め手段１７４の嵌合凹部１７８とテスト装置本体２の上
面に設けられた嵌合凸部１７６とを嵌合させるように、
Ｙ軸位置を調整することにより、精度の高い位置決めが
できる。

【００４９】この時、テストヘッド部１２のθＸ軸方向
及びθＹ軸方向の位置調整は、嵌合凸部１７６に螺合し
た高さ調整ナット１８０及びクランプ機構取付台１８５
の高さを調整することにより行われる。このようにして
上記３軸の位置調整を行ったならば、締付ナット１６３
及び各ネジ１５２を強固に締め付けてフレーム部４２と
テストヘッド部１２を固定する。

【００５０】次に、水平アーム部３４に沿って移動する
Ｘ軸方向の位置調整について図１４及び図１５も参照し
て説明する。まず、Ｘ軸位置調整機構３６のＸ軸モータ
１０８を駆動することにより、テストヘッド部１２を片
持ち支持する第１及び第２のスライドブロック３８、１
００は、Ｘ軸ガイドレール９４、９６に沿って水平アー
ム部３４上を走行移動することになる。

【００５１】ここで、第１のスライドブロック３８が水
平アーム部３４の両端に設けたＸ軸停止位置ロック手段
１１２の一方のＸ軸ロックプレート、例えばプレート１
１４Ａに接近するとこれに設けたシャッタ部材１１４Ａ
がＸ軸光センサ１２２Ａに侵入してブロック３８の接近
を検知する（図１５（Ａ））。すると、制御部６８はＸ
軸エアシリンダ１２０を駆動することによりＸ軸ロック
ピン１１６を突出させてこれをＸ軸ロックプレート１１
４Ａの位置決め穴１１８に嵌合させる（図１５
（Ｂ））。

【００５２】これにより、第１のスライドブロック３８
は水平レール部の所定の位置に固定されてロックされ、
位置決めされることになる。この場合、Ｘ軸ロックピン
１１６の先端は、円錐形状に成形されているので位置ズ
レが僅かに生じていてもその位置ズレが補正されてロッ
クされることになる。このような動作は、他方のＸ軸ロ
ックプレート１１４Ｂ側においても同様に行われ、第１
及び第２のスライドブロック３８、１００は、水平アー
ム部３４の略両端において停止することになる。また、
このＸ軸方向への移動の時には、テストヘッド部１２か
ら延びる配線束１６は、ブリッジプレート１０４上にて
止め具１３４により支持固定されているので水平アーム
部３４と干渉することなく移動することになる。

【００５３】次に、固定支柱２４に沿って移動するＺ軸
方向の位置調整について図７乃至図１０も参照して説明
する。まず、Ｚ軸位置調整機構２６のＺ軸モータ６２を
駆動することによりスライドフレーム５０を支持するボ
ールネジ５６を回転させ、これによりスライドフレーム
５０を昇降させる。例えば、降下時を例にとって説明す
ると、ボールネジ５６が回転するとこれに螺合されてい
るスリーブ７０が降下するのでスライドフレーム５０も
Ｚ軸ガイドレール４８に沿って降下する。そして、スラ
イドフレームの底板５０Ａに設けたＺ軸降下停止部材７
２の下端が図８（Ａ）に示すように水平基台５４に到達
するとスライドフレーム５０の降下が停止されてテスト
ヘッド部１２のＺ軸方向の下端の位置決めが行われる。
フレーム５０の降下が停止してもＺ軸モータ６２は回転
し続けるのでスライドフレームの底板５０Ａに遊嵌され
ているスリーブ７０のみが更に降下し、この降下はスリ
ーブ回転止め７６に設けた近接センサ８０により検出さ
れる。すると制御部６８はＺ軸モータ６２に指令を出し
てこの回転を停止させることになる。上述のようにスリ
ーブ７０はフレーム底板５０Ａに遊嵌されているのでス
ライドフレーム５０に荷重がかかることがない。

【００５４】また、Ｚ軸下降停止部材７２は、Ｚ軸方向
に位置調整が可能であり、このＺ軸下降停止部材７２の
位置調整を行うことにより、テストヘッドのＺ軸方向位
置の調整が可能となる。また、テストヘッド部１２を上
昇させるためには、上記した方向と反対方向にＺ軸モー
タ６２を回転することによりスライドフレーム５０を上
昇させる。すなわち、Ｚ軸モータ６２を逆転させると図
８（Ｂ）においてスリーブ７０のみが上昇し、そして、
このフランジ７０Ａがスライドフレームの底板５０Ａと
当接すると（図８（Ａ））、スライドフレーム５０の上
昇が開始され、所定の位置まで上昇されることになる。
これによりＺ軸方向における位置決めが行われることに
なる。

【００５５】ところで、スライドフレーム５０に加わる
テストヘッド部１２の荷重は最大３００ｋｇ程度にもな
るために、フレーム昇降途中において何らかの理由でＺ
軸モータ６２への給電が停止してしまった場合には、ス
ライドフレーム５０がヘッド部１２の自重で一気に落下
する危険性が生ずる。しかしながら、本実施例にあって
は、Ｚ軸モータ６２及びボールネジ５６にブレーキ手段
としてそれぞれ電磁ブレーキ８２、８４が設けられてお
り、例えば停電時にはその位置でモータの回転軸やボー
ルネジ５６の回転軸が保持されてしまい、スライドフレ
ーム５０すなわちテストヘッド部１２の落下を防止する
ことができる。

【００５６】次に、θＺ軸方向の位置調整機構について
図１乃至図３を参照して説明する。この操作は、水平ア
ーム部３４を回転支柱３０の旋回中心Ｏ１を中心として
例えば９０度だけ旋回させるものであり、そのために
は、θＺ軸位置調整機構３２のθＺ軸エアシリンダ８８
を駆動することにより、図示しないクランク機構を介し
て回転支柱３０を回転させこれによりテストヘッド部１
２を回転支柱３０の回りに９０度旋回させ（図１６参
照）、θＺ方向の位置調整を行う。

【００５７】次に、θＹ軸方向の位置調整について説明
する。まず、第１のスライドブロック３８に設けたθＹ
軸位置調整機構４０のθＹ軸モータ１３５を駆動すると
この回転軸に連結されたフレーム部４２がθＹ方向に所
定の角度、例えば１８０度旋回するので、これに固定さ
れたテストヘッド部１２も一体的に旋回することにな
り、θＹ方向の位置決めが行われることになる。この
時、θＹ軸ロックピン１４２の作用によりθＹ方向にお
けるテストヘッド部１２の停止位置がロックされること
になる。

【００５８】以上のように６軸の位置調整機構により各
軸方向の位置決めが行われることになる。尚、可動状態
になされている位置調整機構は、誤動作防止のために同
時に２以上の位置調整機構が動作しないようにプログラ
ムされている。以上のような位置調整機構を組み合わせ
て動作させてテストヘッド部１２を移動させるのである
が、これをテスト装置本体２の上面に接触させる場合に
ついて図１１及び図１２も参照して説明すると、テスト
装置本体２の上方に位置させたテストヘッド部１２を、
Ｚ軸位置調整機構を駆動して次第に降下させる。この時
点ではテストヘッド部１２のＸ軸、θＹ軸及びθＺ軸方
向における位置調整はある程度、粗いものとなってい
る。

【００５９】更に、テストヘッド部１２が降下して、テ
スト装置本体２の上面に設けた位置決め手段１７４の嵌
合凸部１７６の先端が、テストヘッド部１２の下面に設
けた嵌合凹部１７８の先端開口部に入る程度まで両者が
接近すると、Ｚ軸近接センサ１２６がテストヘッド部１
２の接近を検知し、これにより制御部６８は、ロック解
除信号を停止位置ロック手段が作動している箇所の全部
または一部、例えば図１５（Ｃ）に示すようにＸ軸停止
位置ロック手段１１２に送出し、ロック状態を解除して
テストヘッド部１２をフローティング状態とする。この
場合、ロック解除状態は、他のロック手段においても同
様であるが、Ｘ軸ロックピン１１６を縮退させるのでは
なく、ロックピン１１６の突出させているＸ軸エアシリ
ンダ１２０のエア圧力を弱いエア圧力に切り替えるよう
にするものであり図１５（Ｃ）に示すようにこれにより
僅かな反発力でロックピン１１６が没するようにする。

【００６０】このようにテストヘッド部１２をフローテ
ィング状態にしたまま更にテストヘッド部１２を降下さ
せると図１２（Ｂ）に示すように嵌合凸部１７６と嵌合
凹部１７８は密接に嵌合される。この時、テストヘッド
部１２のＸ、θＺ軸方向の位置ズレ誤差が補正されると
同時に嵌合凸部１７６に設けた高さ調整ナット１８０の
作用によりθＹ軸方向の位置も決定されることになり、
テストヘッド部１２の接触リングとテスト装置本体２の
プローブカードインタフェース部１０（図１７及び図１
８参照）が精度良く位置合わせされることになる。この
時、テストヘッド部１２の浮き上がり等を防止するため
に図１３に示すように手動または自動によりクランプ機
構１８２でヘッド部１２の端部を固定する。

【００６１】また、テストヘッド部１２やプローブカー
ドのメンテナンスを行う場合には、図１６（Ａ）に示す
ようにテストヘッド部１２がテスト装置本体２の上方に
位置している状態から図１６（Ｂ）に示すようにＸ軸位
置調整機構を駆動してテストヘッド部１２を水平アーム
部３４に沿って移動させ、これを旋回中心Ｏ１を越えて
反対側の他端に位置させる。

【００６２】次に、図１６（Ｃ）に示すように旋回中心
Ｏ１を中心として水平アーム部３４を９０度旋回させ、
更に図１６（Ｄ）に示すようにθＹ軸位置調整機構を駆
動することによりテストヘッド部１２を例えば１２０度
程度反転させて接触リング１４を略上方に向けてメンテ
ナンス操作を行い易いようにする。この場合、テストヘ
ッド部１２からの配線束１６は、水平アーム部３４の端
部よりも外側に位置するのでこれらが干渉することを防
止できる。また、このようにテストヘッド部１２を旋回
中心Ｏ１側に移動させて水平アーム部を９０度旋回する
ようにしたので、このテストヘッド部１２を旋回中心Ｏ
１側に移動させないで水平アーム部を９０度旋回する場
合と比較してテスタ１８までの配線束１６の長さを、例
えば１．５ｍ程短くすることができ、その分、高周波の
検査信号の遅延時間を短くすることができるので、更に
周波数の高い検査信号を用いることができ、検査効率を
向上させることができる。

【００６３】また更に、水平アーム部３４の旋回に伴っ
て振られる配線束１６の振られ量も少なくなり、断線等
の事故も減少させることができる。また、テストヘッド
部１２を１２０度反転させる場合に、θＹ軸位置調整機
構を駆動したが、これを用いずに操作取手１８６に設け
たθＹ軸解除ボタン１８８をオペレータが操作すること
によりθＹ軸停止位置ロック手段を前述と同様に解除
し、これを手動で１２０度回転するようにしてもよい。
このように本実施例によれば構造を過度に複雑化させる
ことなくテストヘッド部に対して６軸の位置調整を手動
或いは自動で行うことができるので装置全体の操作性を
大幅に向上させることができる。

【００６４】また、前述のように水平アーム部３４に水
平に支持させたテストヘッド部１２をそのままの状態で
昇降させてテスト装置本体に接近させるようにしたの
で、この上面にテストヘッド部１２を水平に維持した状
態で接触させることができる。従って、図１７及び図１
８に示す従来装置のようにテストヘッド部を起倒させる
場合と比較して、接触リングの接圧を面内に渡って均一
化させることができる。尚、上記実施例にあっては、被
検査体として半導体ウエハを用いた場合について説明し
たが、これに限定されず、例えば液晶基板等の検査装置
にも適用し得るのは勿論である。

【００６５】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の被検査体
のテスト装置によれば次のように優れた作用効果を発揮
することができる。第１の発明によれば、バランサを用
いることなく６軸方向に位置調整可能な機構を設けると
共に可動になされた位置調整機構には停止位置ロック手
段を設けるようにしたので、位置決め時の位置ズレ誤差
が少なくなり、テストヘッド部の位置決めを精度良く自
動で行うことができる。従って、装置全体の操作性を大
幅に向上させることができる。特に、テスト装置本体に
複数の位置決め手段を設けることにより、テストヘッド
部のＸ，Ｙ軸方向位置調整及びθＸ軸方向とθＹ軸方向
の位置微調整を精度良く行なうことができる。第２の発
明によれば、Ｚ軸方向における下降の停止位置を規定す
るためのＺ軸降下停止部材を設けるようにしたので、Ｚ
軸方向の降下を簡単なメカニカル機構により停止するこ
とができる。第３の発明によれば、可動になされた位置
調整機構の駆動源に、駆動エネルギの供給停止時に動作
するブレーキ手段を設けるようにしたので、例えば重量
物のテストヘッド部の昇降時に電力供給が何らかの理由
で停止されてもその時の位置を保持することによりその
落下を防止することができ、安全性を向上させることが
できる。また、Ｚ軸位置調整機構の一部に、ボールネジ
に螺合されたスリーブを用いることにより、テストヘッ
ド部が所定の位置まで降下してそれ以上ボールネジが回
転しても、上記スリーブのみが降下することによりボー
ルネジの過回転を許容することができる。 更に、スリー
ブのみが降下した時にこれを検知する近接センサを設け
ることにより、ボールネジを回転させる例えばＺ軸モー
タを停止させることができる。 また、テスト装置本体の
上面にクランプ機構を設けることにより、テストヘッド
部の浮き上がりを防止することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る被検査体のテスト装置を示す斜視
図である。

【図２】図１に示すテスト装置のマニュピレータ部を示
す斜視図である。

【図３】図２に示すマニュピレータ部を異なる角度から
示す斜視図である。

【図４】テストヘッド部とフレーム部との取り付け状態
を示す分解斜視図である。

【図５】テストヘッド部とフレーム部との取り付け状態
を示す平面図である。

【図６】テストヘッド部へのフレーム取り付け時のＹ軸
及びθＸ軸の位置調整操作を説明するための説明図であ
る。

【図７】テスト装置本体を除いたテスト装置を示す側面
図である。

【図８】Ｚ軸降下停止部材の動作を示す動作説明図であ
る。

【図９】Ｚ軸降下停止部材のスリーブを示す底面図であ
る。

【図１０】Ｚ軸降下停止部材に設けたブレーキ手段を示
す側面図である。

【図１１】テストヘッド部とテスト装置本体に設けた位
置決め手段を示す概略側面図である。

【図１２】図１１に示す位置決め手段の動作を説明する
ための動作説明図である。

【図１３】テスト装置本体に設けたテストヘッド部固定
用のクランプ機構を示す側面図である。

【図１４】Ｘ軸方向の位置決めのロックを行う停止位置
ロック手段を示す図である。

【図１５】図１４に示す停止位置ロック手段の動作を説
明するための動作説明図である。

【図１６】メンテナンス時のテストヘッド部の動きを説
明するための説明図である。

【図１７】従来の被検査体のテスト装置を示す斜視図で
ある。

【図１８】図１７に示すテスト装置の側面図である。

【符号の説明】

２ テスト装置本体 ８ プローブカード １０ プローブカードインタフェース部 １２ テストヘッド部 １４ 接触リング １６ 配線束 １８ テスタ ２０ マニュピレータ部 ２２ マニュピレータ基台 ２４ 固定支柱 ２６ Ｚ軸位置調整機構 ２８ 水平支柱 ３０ 回転支柱 ３２ θＺ軸位置調整機構 ３４ 水平アーム部 ３６ Ｘ軸位置調整機構 ３８ スライドブロック ４０ θＹ軸位置調整機構 ４２ フレーム部 ４４ Ｙ軸位置調整機構 ４６ θＸ軸位置調整機構 ４８ Ｚ軸ガイドレール ５０ スライドフレーム ５２ 側板 ５４ 水平基台 ５６ ボールネジ ５８ Ｌ字アングル ６０、６４ プーリ ６２ Ｚ軸モータ（Ｚ軸駆動源） ６６ ベルト ６８ 制御部 ７０ スリーブ ７２ Ｚ軸降下停止部材 ７６ スリーブ回転止め ７８ スリーブ切欠部 ８０ 近接センサ ８２、８４ 電磁ブレーキ（ブレーキ手段） ８６ θＺベアリング ８８ θＺ軸エアシリンダ（θＺ軸駆動源） ９０ θＺロックプレート ９２ θＺショックアブソーバ ９４、９６ Ｘ軸ガイドレール １００ スライドブロック １０２ ジョイントプレート １０４ ブリッジプレート １０６ ラック １０８ Ｘ軸モータ（Ｘ軸駆動源） １１０ ピニオンギヤ １１２ Ｘ軸停止位置ロック手段 １１４ Ｘ軸ロックプレート １１６ Ｘ軸ロックピン １１８ Ｘ軸位置決め穴 １２０ Ｘ軸エアシリンダ １２２ Ｘ軸光センサ １２４ Ｘ軸シャッタ １２６ Ｚ軸近接センサ（直前ロック解除手段） １２８ Ｘ軸ショックアブソーバ １３４ 配線束止め具 １３５ θＹ軸モータ（θＹ軸駆動源） １３６ θＹ軸ベアリング １３８ 外側フレーム １４０ 連結ネジ １４２ θＹ軸ロックピン １４４ θＹ軸エアシリンダ １４６ ジョイントバー １４８ 内側フレーム １５０ ワッシャ １５２ フレーム固定ネジ １５４ Ｙ軸長穴 １５６ 内側ネジ孔 １５８ フランジ １６０ シャフト １６２ θＸ軸ベアリング １６３ ナット １６４ シャフト挿入孔 １６８ 外側ネジ孔 １７０ ワッシャ長穴 １７２ ワッシャネジ孔 １７４ 位置決め手段 １７６ 嵌合凸部 １７８ 嵌合凹部 １８２ クランプ機構 １８４ Ｌ字アングル １８５ クランプ機構取付台 １８６ 操作取手 １８８ θＹ軸ロック解除ボタン（ロック状態解除手
段） １９０ トップカバー １９２ フロントカバー １９４ ボルト孔 １９６ シャッタ Ｏ１ 旋回中心 Ｗ 半導体ウエハ（被検査体）

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平３−77057（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−53537（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−175290（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) H01L 21/66 G01R 31/26

Claims (10)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 半導体ウエハとの間で電気信号の送出を
   行うプローブカードインタフェースを上面に設けたテス
   ト装置本体と、前記プローブカードインタフェース部に
   接触離間可能に設けられたテストヘッド部とを有する被
   検査体のテスト装置において、前記テストヘッド部は、
   これを水平面内の１方向であるＸ方向へ位置調整させる
   Ｘ軸位置調整機構と、前記水平面内において前記Ｘ方向
   と直交するＹ方向へ位置調整させるＹ軸位置調整機構
   と、前記水平面に直交するＺ方向へ位置調整させるＺ軸
   位置調整機構と、前記Ｘ方向に直交する面内における回
   転方向へ位置調整させるθＸ軸位置調整機構と、前記Ｙ
   方向に直交する面内における回転方向へ位置調整させる
   θＹ軸位置調整機構と、前記Ｚ方向に直交する面内にお
   ける回転方向へ位置調整させるθＺ軸位置調整機構とに
   連結され、前記各軸位置調整機構の内、一部または全部
   の位置調整機構は可動になされると共に可動にされた前
   記各位置調整機構には、それぞれの方向における移動が
   完了した時に停止位置を保持する停止位置ロック手段を
   設け、前記テスト装置本体には、前記テストヘッド部の
   Ｘ、Ｙ軸方向の位置調整及びθＸ軸方向とθＹ軸方向の
   位置微調整を行なう少なくとも２つの位置決め手段を設
   けるように構成したことを特徴とする被検査体のテスト
   装置。
2. 【請求項２】 半導体ウエハとの間で電気信号の送出を
   行うプローブカードインタフェースを上面に設けたテス
   ト装置本体と、前記プローブカードインタフェース部に
   接触離間可能に設けられたテストヘッド部とを有する被
   検査体のテスト装置において、前記テストヘッド部は、
   これを水平面内の１方向であるＸ方向へ位置調整させる
   Ｘ軸位置調整機構と、前記水平面内において前記Ｘ方向
   と直交するＹ方向へ位置調整させるＹ軸位置調整機構
   と、前記水平面に直交するＺ方向へ位置調整させるＺ軸
   位置調整機構と、前記Ｘ方向に直交する面内における回
   転方向へ位置調整させるθＸ軸位置調整機構と、前記Ｙ
   方向に直交する面内における回転方向へ位置調整させる
   θＹ軸位置調整機構と、前記Ｚ方向に直交する面内にお
   ける回転方向へ位置調整させるθＺ軸位置調整機構とに
   連結され、前記各軸位置調整機構の内、少なくとも前記
   Ｚ軸位置調整機構は可動になされると共に前記テストヘ
   ッド部のＺ軸下方向への停止位置を規定するＺ軸降下停
   止部材を設け、前 記テスト装置本体には、前記テストヘ
   ッド部のＸ、Ｙ軸方向の位置調整及びθＸ軸方向とθＹ
   軸方向の位置微調整を行なう少なくとも２つの位置決め
   手段を設けるように構成したことを特徴とする被検査体
   のテスト装置。
3. 【請求項３】 半導体ウエハとの間で電気信号の送出を
   行うプローブカードインタフェースを上面に設けたテス
   ト装置本体と、前記プローブカードインタフェース部に
   接触離間可能に設けられたテストヘッド部とを有する被
   検査体のテスト装置において、前記テストヘッド部は、
   これを水平面内の１方向であるＸ方向へ位置調整させる
   Ｘ軸位置調整機構と、前記水平面内において前記Ｘ方向
   と直交するＹ方向へ位置調整させるＹ軸位置調整機構
   と、前記水平面に直交するＺ方向へ位置調整させるＺ軸
   位置調整機構と、前記Ｘ方向に直交する面内における回
   転方向へ位置調整させるθＸ軸位置調整機構と、前記Ｙ
   方向に直交する面内における回転方向へ位置調整させる
   θＹ軸位置調整機構と、前記Ｚ方向に直交する面内にお
   ける回転方向へ位置調整させるθＺ軸位置調整機構とに
   連結され、前記各軸位置調整機構の内、一部または全部
   の位置調整機構は可動になされていると共に可動になさ
   れた前記位置調整機構の各駆動源には、この駆動源に供
   給される駆動エネルギの供給が停止された時に停止位置
   を保持するためのブレーキ手段を設け、前記テスト装置
   本体には、前記テストヘッド部のＸ、Ｙ軸方向の位置調
   整及びθＸ軸方向とθＹ軸方向の位置微調整を行なう少
   なくとも２つの位置決め手段を設けるように構成したこ
   とを特徴とする被検査体のテスト装置。
4. 【請求項４】 前記停止位置ロック手段は、必要に応じ
   て手動でロック状態を解除するためのロック状態解除手
   段に接続されていることを特徴とする請求項１記載の被
   検査体のテスト装置。
5. 【請求項５】 前記位置決め装置は、前記テストヘッド
   部を支持するフレーム部の下面に設けた嵌合凹部と、前
   記テスト本体の上面に設けて前記嵌合凹部と嵌合して高
   さ調整ナットが螺合された嵌合凸部よりなることを特徴
   とする請求項１乃至４のいずれかに記載の被検査体のテ
   スト装置。
6. 【請求項６】 前記Ｚ軸位置調整機構は、前記テストヘ
   ッド部側に連結されるスライドフレームに螺合してこれ
   を昇降させるボールネジを有し、該ボールネジと前記ス
   ライドフレームの螺合部には降下時に前記ボールネジの
   過回転を許容する ためのスリーブが介在されていること
   を特徴とする請求項１乃至５のいずれかに記載の被検査
   体のテスト装置。
7. 【請求項７】 前記スライドフレームの底板には、前記
   スリーブが前記底板に対して降下した時に、これを検知
   するための近接センサが設けられていることを特徴とす
   る請求項６記載の被検査体のテスト装置。
8. 【請求項８】 前記Ｙ軸位置調整機構は、コ字状の外側
   フレームとこの先端側に設けられる内側フレームとを有
   し、両フレームを重ね合わせて前記テストヘッド部を結
   合する部分に、Ｙ軸方向に延びて固定用のネジが挿通さ
   れる複数の長孔を設けるように構成したことを特徴とす
   る請求項１乃至７のいずれかに記載の被検査体のテスト
   装置。
9. 【請求項９】 前記θＸ軸位置調整機構は、前記複数の
   長孔の幅方向へ前記ネジを位置調整して固定することに
   より、前記θＸ方向への位置調整を行なうように構成し
   たことを特徴とする請求項８記載の被検査体のテスト装
   置。
10. 【請求項１０】 前記テスト装置本体の上面には、前記
    テストヘッド部の浮き上がりを防止するクランプ機構が
    設けられていることを特徴とする請求項１乃至９のいず
    れかに記載の被検査体のテスト装置。