KR20150009427A

KR20150009427A - 프로브 유닛 및 기판 검사 장치

Info

Publication number: KR20150009427A
Application number: KR1020140056994A
Authority: KR
Inventors: 마사시 고바야시
Original assignee: 히오끼 덴끼 가부시끼가이샤
Priority date: 2013-07-16
Filing date: 2014-05-13
Publication date: 2015-01-26
Also published as: CN104297535A; TW201512663A; TWI591344B; JP2015021726A

Abstract

내구성을 향상시킴과 더불어 프로브의 기단부와 전극의 위치 어긋남을 방지한다. 프로브(11)와, 지지부(12)와, 전극(81)을 가지는 전극판(13)을 구비하고, 지지부(12)는, 프로브(11)의 선단부를 지지하는 지지판(41, 42)과, 프로브(11)의 기단부를 지지함과 더불어 전극판(13)에 맞닿은 상태로 고정된 지지판(43, 44)과, 지지판(42)과 지지판(43) 사이에 설치된 스페이서(33)와, 접촉 대상과 하면(41a)이 접촉하지 않은 비접촉 상태에 있어서 스페이서(33)와 지지판(41)의 사이에 간극(G1)이 생기는 상태를 유지함과 더불어 프로브 유닛(2)이 접촉 대상을 향해서 가압되는 가압 상태에 있어서의 간극(G1)의 축소를 허용하는 간극 조정 기구(34)를 구비하고, 비접촉 상태 및 가압 상태의 어느 상태에 있어서나 프로브(11)의 기단부가 전극(81)에 접촉하고 또한 선단부가 하면(41a)으로부터 돌출하지 않은 상태로 유지된다.

Description

프로브 유닛 및 기판 검사 장치{PROBE UNIT AND APPARATUS FOR INSPECTING BOARD}

본 발명은, 복수의 프로브와 각 프로브를 지지하는 지지부를 구비한 프로브 유닛, 및 그 프로브 유닛을 구비한 기판 검사 장치에 관한 것이다.

이러한 종류의 프로브 유닛으로서, 일본국 특허공개 2012-181186호 공보에 개시된 검사 지그가 알려져 있다. 이 검사 지그는, 지그 본체부, 규제 부재 및 전극체 등을 구비하여 구성되어 있다. 지그 본체부는, 접촉자(프로브)의 선단을 피검사물에 안내하는 검사 안내 구멍을 가지는 검사측 지지체, 및 접촉자의 후단을 전극에 안내하는 전극 안내 구멍을 가지는 전극측 지지체를 구비하여 구성되어 있다. 규제 부재는, 전방으로의 지그 본체부의 이동을 규제한다. 전극체는, 접촉자의 후단에 접촉하는 복수의 전극을 가지고 구성되며, 전극측 지지체의 후방에 부착되어 있다. 또한, 전극체에는, 전극측 지지체를 선방을 향하여 탄성 가압하는 탄성 가압 수단이 부착되어 있다.

여기에서, 접촉자는, 도전체로 구성되는 도체부와, 도체부의 외주면을 덮는 절연부로 구성되어 있다. 이 경우, 접촉자의 선단에는, 절연부가 형성되지 않은 제1 단부가 설치되고, 접촉자의 후단에는 절연부가 형성되지 않은 제2 단부가 설치되어 있다. 접촉자의 제1 단부는, 비검사시에 있어서, 검사측 지지체의 검사 안내 구멍 내에 위치하고, 검사시에 있어서도, 검사측 지지체의 검사 안내 구멍 내에 위치한 상태에서 그 선단이 피검사물에 접촉한다. 또한, 전극측 지지체의 후방 표면과 전극체의 전방 표면 사이에는, 비검사시에 있어서 간극이 형성되고, 검사시에 있어서 이 간극이 감소(또는 소실)한다. 또한, 접촉자에 있어서의 제2 단부의 후단은, 비검사시 및 검사시의 어느때나 전극의 접촉면에 접촉해 있다.

이 검사 지그에서는, 피검사물을 향해서 이동되었을 때에, 검사측 지지체의 대향면이 피검사물에 맞닿고, 접촉자의 선단이 피검사물에 접촉한다. 또한, 이 때, 탄성 가압 수단의 탄성 가압력에 저항하여, 검사측 지지체 및 전극측 지지체가 전극체를 향해서 상대적으로 이동하고, 접촉자의 후단이 전극에 의해 밀려져, 접촉자의 중간 부분이 휘어진다. 또한, 이 휘어짐에 의해 접촉자의 선단이 피검사물에 대하여 소정의 접촉압으로 접촉한다.

일본국 특허공개 2012-181186호 공보(제6-13페이지, 제1-4도)

그런데, 종래의 검사 지그에는, 이하의 문제점이 있다. 즉, 이 검사 지그에서는, 접촉자의 후단측의 절연부를 전극 안내 구멍 내에 위치시켜, 전극 안내 구멍의 내주면과 절연부의 간극을 적게 함으로써, 접촉자의 후단측의 흔들림량을 적게 억제하고 있다. 또한, 이 검사 지그에서는, 전극측 지지체의 후방 표면과 전극체의 전방 표면 사이의 간극의 증감에 따라 전극측 지지체로부터 돌출하는 접촉자의 후단측의 돌출량이 증감한다. 즉 접촉자의 후단측이 전극측 지지체에 대하여 상대적으로 이동한다. 이 때문에, 이 검사 지그에는, 접촉자의 후단측이 이동할 때에 전극 안내 구멍의 가장자리부에 대하여 슬라이드하고, 이에 따라 강도가 낮은 절연부가 마모되는 결과, 내구성이 낮다고 하는 문제점이 존재한다. 또한, 이러한 종류의 검사 지그에서는, 일반적으로, 접촉자가 전극측 지지체에 대하여 경사진 상태로 지지되어 있다. 이 때문에, 상기의 검사 지그에서는, 전극측 지지체로부터의 접촉자의 후단측의 돌출량이 증감할 때에, 접촉자의 후단이 전극체의 표면에 평행한 방향으로 이동하고(가로 방향으로 흔들리고), 이에 따라 접촉자의 선단부가 전극에 대하여 위치가 어긋날 우려도 있다.

본 발명은, 이러한 문제점을 감안하여 행해진 것이며, 내구성을 향상시킴과 더불어 프로브의 기단부와 전극의 위치 어긋남을 방지할 수 있는 프로브 유닛 및 기판 검사 장치를 제공하는 것을 주목적으로 한다.

상기 목적을 달성하기 위해서 청구항 1기재의 프로브 유닛은, 접촉 대상에 선단부를 접촉시켜 전기 신호의 입출력을 행하기 위한 복수의 프로브와, 해당 각 프로브를 지지하는 지지부와, 상기 각 프로브의 각 기단부에 각각 접촉하여 외부 장치와의 사이에 있어서의 상기 전기 신호의 입출력을 행하기 위한 복수의 전극을 가지는 전극판을 구비한 프로브 유닛으로서, 상기 지지부는, 제1의 지지 구멍을 가지고 해당 제1의 지지 구멍에 삽입 통과시킨 상기 프로브의 상기 선단부를 지지함과 더불어 상기 접촉 대상에 해당 선단부를 접촉시킬때에 해당 접촉 대상에 일면이 접촉하는 제1의 지지판과, 제2의 지지 구멍을 가지고 해당 제2의 지지 구멍에 삽입 통과시킨 상기 프로브의 상기 기단부를 지지함과 더불어 상기 전극판에 맞닿은 상태에서 해당 전극판에 고정된 제2의 지지판과, 상기 제1의 지지판과 제2의 지지판 사이에 설치되어 해당 각 지지판을 이격시킨 상태로 유지하는 스페이서와, 상기 접촉 대상과 상기 일면이 접촉하지 않는 비접촉 상태에 있어서 상기 스페이서와 상기 제1의 지지판 사이 및 상기 스페이서와 상기 제2의 지지판 사이의 적어도 한쪽에 간극이 생기는 상태를 유지함과 더불어 당해 접촉 대상과 당해 일면이 접촉하여 당해 프로브 유닛이 당해 접촉 대상을 향하여 가압되는 가압 상태에 있어서의 당해 간극의 축소를 허용하는 간극 조정 기구를 구비하고, 상기 비접촉 상태 및 상기 가압 상태의 어느 상태에 있어서나 상기 기단부가 상기 전극에 접촉하고 또한 상기 선단부가 상기 일면으로부터 돌출하지 않은 상태로 유지됨과 더불어, 상기 가압 상태에 있어서 상기 간극이 소실되기까지의 사이에 상기 접촉 대상에 상기 선단부가 접촉하도록 상기 프로브를 지지한다.

또한, 청구항 2 기재의 프로브 유닛은, 청구항 1기재의 프로브 유닛에 있어서, 상기 지지부는, 상기 스페이서와 상기 제1의 지지판 사이에 상기 간극이 생기도록 구성됨과 더불어, 상기 스페이서와 상기 제2의 지지판이 이격하지 않는 상태로 고정되어 있다.

또한, 청구항 3기재의 프로브 유닛은, 청구항 1기재의 프로브 유닛에 있어서, 상기 간극 조정 기구는, 상기 간극이 생기는 상기 지지판 및 상기 스페이서 중 어느 한쪽을 다른쪽에 대하여 해당 간극이 확대하는 방향으로 탄성 가압하는 탄성 가압부와, 상기 간극이 생기는 상기 지지판과 상기 스페이서의 미리 정해진 거리 이상의 이격을 규제하는 이격 규제부를 구비하여 구성되고, 상기 탄성 가압부 및 상기 이격 규제부는, 상기 간극이 생기는 상기 지지판 및 상기 스페이서의 적어도 한쪽에 설치되어 있다. 또한, 청구항 4기재의 프로브 유닛은, 청구항 2기재의 프로브 유닛에 있어서, 상기 간극 조정 기구는, 상기 간극이 생기는 상기 지지판 및 상기 스페이서 중 어느 한쪽을 다른쪽에 대하여 해당 간극이 확대하는 방향으로 탄성 가압하는 탄성 가압부와, 상기 간극이 생기는 상기 지지판과 상기 스페이서의 미리 정해진 거리 이상의 이격을 규제하는 이격 규제부를 구비하여 구성되고, 상기 탄성 가압부 및 상기 이격 규제부는, 상기 간극이 생기는 상기 지지판 및 상기 스페이서의 적어도 한쪽에 설치되어 있다.

또한, 청구항 5기재의 프로브 유닛은, 청구항 1기재의 프로브 유닛에 있어서, 상기 간극이 생기는 상기 지지판 및 상기 스페이서가 상기 가압 상태에 있어서 상대적으로 이동할 때에 당해 상기 지지판 및 당해 스페이서를 상기 일면에 수직인 방향으로 안내하는 안내부를 구비하고 있다. 또한, 청구항 6기재의 프로브 유닛은, 청구항 2기재의 프로브 유닛에 있어서, 상기 간극이 생기는 상기 지지판 및 상기 스페이서가 상기 가압 상태에 있어서 상대적으로 이동할 때에 당해 상기 지지판 및 당해 스페이서를 상기 일면에 수직인 방향으로 안내하는 안내부를 구비하고 있다. 또한, 청구항 7기재의 프로브 유닛은, 청구항 3기재의 프로브 유닛에 있어서, 상기 간극이 생기는 상기 지지판 및 상기 스페이서가 상기 가압 상태에 있어서 상대적으로 이동할 때에 당해 상기 지지판 및 당해 스페이서를 상기 일면에 수직인 방향으로 안내하는 안내부를 구비하고 있다. 또한, 청구항 8기재의 프로브 유닛은, 청구항 4기재의 프로브 유닛에 있어서, 상기 간극이 생기는 상기 지지판 및 상기 스페이서가 상기 가압 상태에 있어서 상대적으로 이동할 때에 당해 상기 지지판 및 당해 스페이서를 상기 일면에 수직인 방향으로 안내하는 안내부를 구비하고 있다.

또한, 청구항 9기재의 기판 검사 장치는, 청구항 1 내지 8 중 어느 한 항에 기재된 프로브 유닛과, 상기 접촉 대상으로서의 기판에 접촉시킨 상기 프로브 유닛의 상기 프로브를 통하여 입력한 전기 신호에 의거하여 당해 기판을 검사하는 검사부를 구비하고 있다.

청구항 1 기재의 프로브 유닛, 및 청구항 9 기재의 기판 검사 장치에서는, 프로브의 기단부를 지지하는 제2의 지지판이 전극판에 고정되고, 비접촉 상태 및 가압 상태의 어느 상태에 있어서나 프로브의 기단부가 전극에 접촉한 상태로 유지되어 있다. 즉, 이 프로브 유닛 및 기판 검사 장치에서는, 프로브의 기단부가 길이 방향으로 이동하지 않는 상태로 유지된다. 이 때문에, 이 프로브 유닛 및 기판 검사 장치에 의하면, 가압 상태에 있어서, 프로브의 기단부의 제2의 지지판으로부터의 돌출량이 증감하여 제2의 지지판에 대하여 기단부가 길이 방향으로 이동하는 구성과는 달리, 제2의 지지판에 있어서의 제2의 지지 구멍의 가장자리부와 프로브의 기단부의 슬라이드에 의한 기단부의 마모를 확실하게 회피할 수 있는 결과, 프로브 유닛의 내구성을 충분히 향상시킬 수 있다. 또한, 이 프로브 유닛 및 기판 검사 장치에서는, 프로브의 기단부가 길이 방향으로 이동하지 않으므로, 기단부와 전극의 위치 어긋남의 발생을 확실하게 회피할 수 있다. 또한, 이 프로브 유닛 및 기판 검사 장치에서는, 제2의 지지판에 있어서의 제2의 지지 구멍의 가장자리부와 프로브의 기단부의 슬라이드, 및 제1의 지지 구멍에 있어서의 제1의 지지 구멍의 가장자리부와 프로브의 선단부의 슬라이드의 쌍방이 회피되기 때문에, 이들 슬라이드에 의해 프로브가 만곡한 상태로부터 초기 상태로 되돌아가지 않는 현상(스택)의 발생을 확실하게 방지할 수 있다.

또한, 청구항 2 기재의 프로브 유닛, 및 청구항 9 기재의 기판 검사 장치에서는, 지지부가, 스페이서와 제1의 지지판 사이에 간극이 생기도록 구성됨과 더불어, 스페이서와 제2의 지지판이 이격하지 않는 상태로 고정되어 있다. 이 경우, 제2의 지지판은 전극판에 고정되어 있기 때문에, 이 프로브 유닛 및 기판 검사 장치에서는, 가압 상태에 있어서 제1의 지지판만이 전극판에 대하여 상대적으로 이동한다. 한편, 제1의 지지판과 스페이서를 고정하고, 스페이서와 제2의 지지판 사이에 간극을 생기게 하는 구성에서는, 전극판에 대하여 스페이서 및 제1의 지지판의 쌍방이 이동한다. 이러한 구성과 비교하여, 이 프로브 유닛 및 기판 검사 장치에서는, 가압 상태에 있어서 이동하는 부분의 중량을 적게 할 수 있으므로, 프로빙을 자연스럽게 행하게 할 수 있다.

또한, 청구항 3, 4 기재의 프로브 유닛, 및 청구항 9 기재의 기판 검사 장치에서는, 간극이 확대하는 방향으로 제1의 지지판을 스페이서에 대하여 탄성 가압하는 탄성 가압부와, 제1의 지지판과 스페이서의 이격을 규제하는 이격 규제부를 구비하여 간극 조정 기구가 구성되고, 탄성 가압부 및 이격 규제부가, 간극이 생기는 지지판 및 스페이서의 적어도 한쪽에 설치되어 있다. 이 때문에, 이 프로브 유닛 및 기판 검사 장치에 의하면, 프로브를 교환하기 위해서 전극판을 지지부로부터 떼어낼 때에, 이격 규제부 및 탄성 가압부를 떼어낼 필요가 없기 때문에, 프로브의 교환 작업의 효율을 충분히 향상시킬 수 있다.

또한, 청구항 5 내지 8 기재의 프로브 유닛, 및 청구항 9 기재의 기판 검사 장치에 의하면, 가압 상태에 있어서 제1의 지지판 및 스페이서가 상대적으로 이동할 때에 제1의 지지판 및 스페이서를 제1의 지지판의 일면에 수직인 방향으로 안내하는 안내부를 구비함으로써, 프로빙 시의 제1의 지지판 및 스페이서의 가로 방향(일면에 따른 방향)으로의 이동을 규제할 수 있다. 이 때문에, 이 프로브 유닛 및 기판 검사 장치에 의하면, 접촉 대상에 프로브의 선단부가 접촉할 때의 접촉 대상에 대한 선단부의 위치 어긋남을 확실하게 방지할 수 있다.

도 1은 기판 검사 장치(1)의 구성을 나타내는 구성도이다.
도 2는 프로브(11)의 평면도이다.
도 3은 프로브 유닛(2)의 구성을 나타내는 사시도이다.
도 4는 프로브 유닛(2)의 분해 사시도이다.
도 5는 도 3에 있어서의 X면 단면도이다.
도 6은 프로브 유닛(2)의 동작을 설명하는 설명도이다.
도 7은 프로브 유닛(102)의 단면도이다.
도 8은 프로브 유닛(102)의 동작을 설명하는 설명도이다.
도 9는 프로브 유닛(202)의 단면도이다.
도 10은 프로브 유닛(202)의 동작을 설명하는 설명도이다.

이하, 프로브 유닛 및 기판 검사 장치의 실시 형태에 대하여, 도면을 참조하여 설명한다.

최초에, 기판 검사 장치의 일예로서의 기판 검사 장치(1)의 구성에 대하여 설명한다. 도 1에 도시하는 기판 검사 장치(1)는, 동 도면에 도시하는 바와 같이, 프로브 유닛(2), 이동 기구(3), 재치대(4), 측정부(5), 검사부(6), 기억부(7) 및 처리부(8)를 구비하고, 기판(100)을 검사가능하게 구성되어 있다.

프로브 유닛(2)은, 도 3에 도시하는 바와 같이, 복수의 프로브(11)(도 2, 5 참조), 지지부(12) 및 전극판(13)을 구비하여 구성되어 있다.

프로브(11)는, 검사 시에 기판(100)에 있어서의 도체 패턴 등의 도체부에 접촉시켜 전기 신호의 입출력을 행하기 위해서 이용되고, 일예로서, 도전성을 가지는 금속 재료(예를 들면, 베릴륨 구리 합금, SKH(고속도 공구강) 및 텅스텐강 등)에 의해 탄성 변형 가능한 단면 원형의 봉형상으로 형성되어 있다(도 2 참조). 또한, 프로브(11)의 중간부(22)의 둘레면에는, 절연성을 가지는 코팅 재료(일예로서, 불소계 수지, 폴리우레탄, 폴리에스테르 및 폴리이미드 등)로 형성된 절연층이 형성되어 있다. 이 때문에, 중간부(22)는, 동 도면에 도시하는 바와 같이, 그 직경(L2)이 선단부(21)의 직경(L1) 및 기단부(23)의 직경(L3)보다도 대경으로 되어 있다. 즉, 프로브(11)는, 선단부(21) 및 기단부(23)가 중간부(22)보다도 소경으로 형성되어 있다.

지지부(12)는, 도 3, 4에 도시하는 바와 같이, 선단부측 지지부(31), 기단부측 지지부(32), 스페이서(33) 및 간극 조정 기구(34)를 구비하고, 프로브(11)를 지지가능하게 구성되어 있다.

선단부측 지지부(31)는, 프로브(11)의 선단부(21)측을 지지하는 부재이며, 도 3∼5에 도시하는 바와 같이, 제1의 지지판에 상당하는 지지판(41, 42)을 구비하여 구성되어 있다.

지지판(41)은, 일예로서, 비도전성을 가지는 수지 재료에 의해 판상으로 형성되어 있다. 또한, 지지판(41)에는, 도 5에 도시하는 바와 같이, 평면에서 봐서 원형의 복수(프로브(11)의 수와 동일한 수)의 지지 구멍(51)(제1의 지지 구멍)이 형성되어 있다. 지지 구멍(51)은, 프로브(11)의 선단부(21)를 삽입 통과시켜 선단부(21)를 지지하기 위한 구멍이며, 직경(R1)(동 도면 참조)이 프로브(11)의 선단부(21)의 직경(L1)(도 2 참조)보다도 약간 대경이고, 또한 프로브(11)의 중간부(22)의 직경(L2)(동 도면 참조)보다도 약간 소경으로 형성되어, 중간부(22)를 삽입 통과시키지 않고, 선단부(21)만을 삽입 통과시키는 것이 가능하게 되어 있다.

또한, 지지판(41)에는, 도 5에 도시하는 바와 같이, 지지판(41)과 지지판(42)을 고정하기 위한 고정 핀(35)(도 4도 참조)의 선단부(35a)를 삽입 통과 가능한 2개의 삽입 통과 구멍(61a)(도 5에서는, 1개만을 도시하고 있다)이 형성되어 있다. 또한, 지지판(41)에는, 도 5에 도시하는 바와 같이, 간극 조정 기구(34)에 있어서의 후술하는 이격 규제부(71)(도 4도 참조)의 헤드부(71c)를 삽입 통과 가능한 2개의 삽입 통과 구멍(61b)(도 5에서는, 1개만을 도시하고 있다)이 형성되어 있다. 또한, 이 프로브 유닛(2)에서는, 고정 핀(35), 이격 규제부(71), 및 후술하는 안내 탄성 가압부(72)를 각각 2개 구비하고 있는데, 도 4에서는, 이들을 1개씩 도시하고 있다.

지지판(42)은, 지지판(41)과 동일한 재료(이 예에서는, 비도전성을 가지는 수지 재료)에 의해 판상으로 형성되어 있다. 또한, 지지판(42)에는, 도 4, 5에 도시하는 바와 같이, 평면에서 봐서 원형의 복수(프로브(11)의 수와 동 수)의 지지 구멍(52)(제1의 지지 구멍)이 형성되어 있다. 지지 구멍(52)은, 프로브(11)의 선단부(21)를 삽입 통과시켜 선단부(21)를 지지하기 위한 구멍이며, 직경(R2)(도 5 참조)이 지지판(41)의 지지 구멍(51)의 직경(R1)(동 도면 참조)과 동일한 직경으로 형성되어, 중간부(22)를 삽입 통과시키지 않고, 선단부(21)만을 삽입 통과시키는 것이 가능하게 되어 있다.

또한, 지지판(42)에는, 도 4, 5에 도시하는 바와 같이, 상기한 고정 핀(35)의 헤드부(35b)를 삽입가능한 2개의 삽입 통과 구멍(62a)이 형성되어 있다. 또한, 지지판(42)에는, 이격 규제부(71)의 헤드부(71c)를 삽입 통과시키지 않고, 중간부(71b)만을 삽입 통과시키는 2개의 삽입 통과 구멍(62b)이 형성되어 있다. 또한, 지지판(42)에는, 간극 조정 기구(34)에 있어서의 후술하는 안내 탄성 가압부(72)의 플런저(72b)를 삽입 통과 가능한 2개의 삽입 통과 구멍(62c)이 형성되어 있다. 이 경우, 삽입 통과 구멍(62c)에 플런저(72b)가 삽입 통과된 상태에서는, 양자가 서로 슬라이드 가능하고, 또한 삽입 통과 구멍(62c)의 내면과 플런저(72b)의 외주면이 밀착하도록 삽입 통과 구멍(62c)의 내경 및 플런저(72b) 외경이 규정되어 있다.

기단부측 지지부(32)는, 프로브(11)의 기단부(23)측을 지지하는 부재이며, 도 3∼5에 도시하는 바와 같이, 제2의 지지판에 상당하는 지지판(43, 44)을 구비하여 구성되어 있다.

지지판(43)은, 일예로서, 비도전성을 가지는 수지 재료에 의해 판상으로 형성되어 있다. 또한, 지지판(43)에는, 도 5에 도시하는 바와 같이, 평면에서 봐서 원형의 복수(프로브(11)의 수와 동일한 수)의 지지 구멍(53)(제2의 지지 구멍)이 형성되어 있다. 지지 구멍(53)은, 프로브(11)의 기단부(23)를 삽입 통과시켜 기단부(23)를 지지하기 위한 구멍으로서, 그 직경(R3)이 프로브(11)의 중간부(22)의 직경(L2)(도 2 참조)보다도 약간 대경으로 형성되어, 중간부(22)를 삽입 통과시키는 것이 가능하게 되어 있다. 또한, 지지판(43)에는, 도 5에 도시하는 바와 같이, 지지판(43, 44), 스페이서(33) 및 전극판(13)을 서로 맞닿은 상태로 고정하기 위한 고정 핀(36)(도 4도 참조)을 삽입 통과 가능한 2개의 삽입 통과 구멍(63)(도 5에서는, 1개만을 도시하고 있다)이 형성되어 있다.

지지판(44)은, 지지판(43)과 동일한 재료(이 예에서는, 비도전성을 가지는 수지 재료)에 의해 판상으로 형성되어 있다. 또한, 지지판(44)에는, 도 4, 5에 도시하는 바와 같이, 평면에서 봐서 원형의 복수(프로브(11)의 수와 동일한 수)의 지지 구멍(54)(제2의 지지 구멍)이 형성되어 있다. 지지 구멍(54)은, 프로브(11)의 기단부(23)를 삽입 통과시켜 기단부(23)를 지지하기 위한 구멍으로서, 그 직경(R4)이 지지판(43)의 지지 구멍(53)의 직경(R3)과 동일한 직경으로 형성되어, 중간부(22)를 삽입 통과시키는 것이 가능하게 되어 있다. 또한, 지지판(44)에는, 도 4, 5에 도시하는 바와 같이, 상기한 고정 핀(36)을 삽입가능한 2개의 삽입 통과 구멍(64)이 형성되어 있다.

스페이서(33)는, 도 4에 도시하는 바와 같이, 평면에서 봐서 コ자 형상으로 형성되고, 도 3, 5에 도시하는 바와 같이, 선단부측 지지부(31)와 기단부측 지지부(32)의 사이(지지판(42)과 지지판(43)의 사이)에 설치된다. 이 스페이서(33)는, 지지판(41) 및 지지판(42)에 의해 구성되는 선단부측 지지부(31)와, 지지판(43) 및 지지판(44)에 의해 구성되는 기단부측 지지부(32)를 이격시킨 상태로 유지하는 기능을 가지고 있다.

또한, 도 5에 도시하는 바와 같이, 스페이서(33)에 있어서의 선단부측(동 도면에 있어서의 하부측)의 단면에는, 상기한 이격 규제부(71)의 나사부(71a)의 나사 조임이 가능한 2개의 나사 구멍(65)(동 도면에서는, 1개만을 도시하고 있다)이 형성되어 있다. 또한, 동 도면에 도시하는 바와 같이, 선단부측의 단면에는, 안내 탄성 가압부(72)의 슬리브(72a)를 삽입가능한 2개의 오목부(66)(동 도면에서는, 1개만을 도시하고 있다)가 형성되어 있다. 또한, 도 4, 5에 도시하는 바와 같이, 스페이서(33)에 있어서의, 기단부측(동 도면에 있어서의 상부측)의 단면에는, 상기한 고정 핀(36)을 삽입가능한 2개의 삽입 통과 구멍(67)이 형성되어 있다.

간극 조정 기구(34)는, 접촉 대상으로서의 기판(100)과 지지판(41)의 하면(41a)(일면)이 접촉하지 않는 상태(이하, 「비접촉 상태」라고도 한다)에 있어서, 상기한 스페이서(33)와 지지판(42)의 사이에 간극(G1)이 생긴 상태(도 5 참조)를 유지함과 더불어, 기판(100)과 지지판(41)의 하면(41a)이 접촉하여 프로브 유닛(2)이 기판(100)을 향해서 가압되는 상태(이하, 「가압 상태」라고도 한다)에 있어서의 간극(G1)의 축소를 허용한다. 즉, 간극 조정 기구(34)는, 스페이서(33)와 지지판(42) 사이의 간극(G1)의 크기를 조정하는 기능을 가지고 있다. 구체적으로는, 간극 조정 기구(34)는, 도 4, 5에 도시하는 바와 같이, 이격 규제부(71) 및 안내 탄성 가압부(72)를 구비하여 구성되어 있다.

이격 규제부(71)는, 도 4, 5에 도시하는 바와 같이, 스페이서(33)의 나사 구멍(65)에 조임 가능한 나사부(71a)와, 지지판(42)의 삽입 통과 구멍(62b)에 삽입 통과가능한 원주상의 중간부(71b)와, 지지판(41)의 삽입 통과 구멍(61b)을 삽입 가능하고 또한 지지판(42)의 삽입 통과 구멍(62b)에는 삽입 통과하지 않는 원주상(원판상)의 헤드부(71c)를 구비하여 구성되어, 스페이서(33)에 설치되어 있다. 이 이격 규제부(71)는, 지지판(42)과 스페이서(33)가 미리 정해진 거리(중간부(71b)의 길이에 상당하는 거리) 이상으로 이격하는 것을 규제하는, 즉 지지판(42)과 스페이서(33) 사이에 있어서의 미리 정해진 크기 이상의 간극(G1)의 발생을 규제한다.

안내 탄성 가압부(72)는, 탄성 가압부로서 기능함과 더불어 안내부로서도 기능하는 부재이며, 도 5에 도시하는 바와 같이, 슬리브(72a), 플런저(72b) 및 스프링(72c)을 구비하여 구성되고, 스페이서(33)에 설치되어 있다. 슬리브(72a)는, 바닥이 있는 원통상으로 형성되고, 스프링(72c) 및 플런저(72b)의 기단부를 내부에 수용 가능하게 구성되어 있다. 또한, 슬리브(72a)는, 스페이서(33)의 오목부(66)에 삽입된 상태로 스페이서(33)에 의해 지지되어 있다.

플런저(72b)는, 도 5에 도시하는 바와 같이, 원주상으로 형성되고, 슬리브(72a)로부터의 선단부측의 돌출량이 증감하도록 슬리브(72a)에 대하여 슬라이드 가능하게 기단부측이 슬리브(72a) 내에 수용되어 있다. 또한, 플런저(72b)의 선단부측은, 지지판(42)의 삽입 통과 구멍(62c)에 삽입 통과되어, 선단부의 단면이 지지판(41)에 맞닿아 있다. 이 경우, 상기한 바와 같이, 삽입 통과 구멍(62c)에 플런저(72b)가 삽입 통과된 상태에서는, 양자가 서로 슬라이드 가능하고, 또한 삽입 통과 구멍(62c)의 내면과 플런저(72b)의 외주면이 밀착하도록 구성되어 있다. 이 때문에, 삽입 통과 구멍(62c)과 플런저(72b)에 의해 스페이서(33)와 지지판(41, 42)(제1의 지지판)의 위치 결정이 행해진다.

스프링(72c)은, 도 5에 도시하는 바와 같이, 슬리브(72a) 내의 저부측에 수용되어, 플런저(72b)를 선단부측을 향해서 탄성 가압한다. 이 경우, 동 도면의 예에서는, 슬리브(72a)와 스프링(72c)이 동축이 되도록 배치하고 있는데, 스프링(72c)과 슬리브(72a)는 반드시 동축일 필요는 없고, 다소 위치가 어긋난 상태로 배치해도 된다.

이 안내 탄성 가압부(72)는, 스프링(72c)의 탄성 가압력에 의해, 지지판(42)과 스페이서(33) 사이의 간극(G1)이 확대하는 방향으로 플런저(72b)가 지지판(41, 42)을 탄성 가압한다. 또한, 안내 탄성 가압부(72)는, 플런저(72b)가 슬리브(72a)에 대하여 슬라이드하면서 선단부측의 돌출량이 증감함으로써, 상기한 가압 상태에 있어서, 지지판(41)의 하면(41a)(일면)에 대하여 수직인 방향(슬리브(72a)의 통 길이 방향이며 플런저(72b)의 이동 방향이기도 하다)을 따라 지지판(41, 42) 및 스페이서(33)가 상대적으로 이동하도록, 지지판(41, 42) 및 스페이서(33)를 안내한다.

전극판(13)은, 도 4, 5에 도시하는 바와 같이, 비도전성을 가지는 수지 재료 등에 의해 판상으로 형성되어 있다. 또한, 전극판(13)에는, 도 5에 도시하는 바와 같이, 각 프로브(11)의 각 기단부(23)에 각각 접촉하여 측정부(5)(외부 장치의 일예)와의 사이에 있어서의 전기 신호의 입출력을 행하기 위한 복수의 전극(81)이 끼워 넣어져 있고, 이들 각 전극(81)에는, 도면 외의 케이블이 각각 접속되어 있다. 또한, 전극판(13)에는, 도 4, 5에 도시하는 바와 같이, 상기한 고정 핀(36)의 삽입 통과가 가능한 2개의 삽입 통과 구멍(82)이 형성되어 있다.

이 프로브 유닛(2)에서는, 도 5에 도시하는 바와 같이, 지지판(41, 42)(제1의 지지판)이 서로 맞닿은 상태에서 고정 핀(35)에 의해 고정되어 있다. 또한, 프로브 유닛(2)에서는, 상기한 비접촉 상태에 있어서, 간극 조정 기구(34)의 안내 탄성 가압부(72)의 플런저(72b)가 지지판(41, 42)을 탄성 가압함으로써, 스페이서(33)와 지지판(42)의 사이에 간극(G1)이 생기는 상태로 유지되어 있다.

또한, 이 프로브 유닛(2)에서는, 도 3, 5에 도시하는 바와 같이, 전극판(13)과 기단부측 지지부(32)의 지지판(44)이 맞닿은 상태(전극판(13)과 지지판(44)의 사이에 간극이 생기지 않은 상태)에서 스페이서(33), 지지판(43, 44) 및 전극판(13)이 고정 핀(36)에 의해 고정되어 있다.

또한, 이 프로브 유닛(2)에서는, 도 5, 6에 도시하는 바와 같이, 비접촉 상태 및 가압 상태의 어느 상태에 있어서나 프로브(11)의 기단부(23)가 전극판(13)의 전극(81)에 접촉함과 더불어 선단부(21)가 지지판(41)의 하면(41a)으로부터 돌출하지 않는 상태로 유지되어 있다. 또한, 도 6에 도시하는 바와 같이, 가압 상태에 있어서 지지판(42)과 스페이서(33) 사이의 간극(G1)이 소실하기까지의 사이에 프로브(11)의 선단부(21)가 기판(100)에 접촉하도록 구성되어 있다.

상기한 바와 같이, 이 프로브 유닛(2)에서는, 비접촉 상태 및 가압 상태의 어느 상태에 있어서나 프로브(11)의 기단부(23)가 전극판(13)의 전극(81)에 접촉하고 있다. 즉, 프로브(11)의 기단부(23)가 길이 방향으로 이동하지 않는(기단부(23)의 길이 방향의 위치가 변화하지 않는) 상태로 유지된다. 이 때문에, 이 프로브 유닛(2)에서는, 기단부(23)의 길이 방향으로 이동에 따르는 지지판(44)의 표면에 따른 방향으로의 이동(가로 방향의 흔들림)도 회피된다. 따라서, 가로 방향의 흔들림을 억제하기 위해서, 기단부(23)까지 절연층을 형성한 고비용의 프로브(11)를 이용할 필요 없이, 기단부(23)에 절연층이 형성되지 않는 통상(저비용)의 프로브(11)를 이용할 수 있다. 이 결과, 이 프로브 유닛(2)에서는, 제조 비용을 저감시키는 것이 가능해진다.

또한, 이 프로브 유닛(2)에서는, 도 5에 도시하는 바와 같이, 지지판(41∼44)에 있어서의 지지 구멍(51∼54)의 개구면의 중심이 각 지지판(41∼44)에 대하여 경사진 가상 직선 상에 위치하고 있다. 이 때문에, 각 지지 구멍(51∼54)에 삽입 통과된 프로브(11)는, 도 5에 도시하는 비접촉 상태에 있어서는, 가상 직선을 따라 연장 존재하여 각 지지판(41∼44)에 대하여 경사진 자세로 유지된다.

또한, 이 프로브 유닛(2)에서는, 간극(G1)이 축소되는 가압 상태에서는, 도 6에 도시하는 바와 같이, 지지판(42)과 지지판(43) 사이의 거리가 단축되는 분만큼 프로브(11)의 중간부(22)가 만곡하고, 이 때 생기는 프로브(11)의 탄성력에 의해 선단부(21)가 기판(100)에 대하여 확실하게 접촉한다.

이동 기구(3)는, 처리부(8)의 제어에 따라, 재치대(4)(재치대(4)에 재치되어 있는 기판(100))에 대하여 근접하는 방향 및 이격하는 방향으로 프로브 유닛(2)을 이동시키는 프로빙을 실행한다. 재치대(4)는, 기판(100)을 재치가능하게 구성됨과 더불어, 재치된 기판(100)을 고정가능하게 구성되어 있다. 측정부(5)는, 프로브(11)를 통하여 입출력하는 전기 신호에 의거하여, 물리량(예를 들면, 저항치)을 측정하는 측정 처리를 실행한다.

검사부(6)는, 처리부(8)의 제어에 따라, 측정부(5)에 의해 측정된 물리량으로서의 저항치에 의거하여 기판(100)의 좋고 나쁨(도체부의 단선이나 단락의 유무)을 검사하는 검사 처리를 실행한다. 기억부(7)는, 처리부(8)의 제어에 따라, 측정부(5)에 의해 측정된 저항치나 검사부(6)에 의해 행해진 검사의 결과 등을 일시적으로 기억한다. 처리부(8)는, 기판 검사 장치(1)를 구성하는 각 부를 제어한다.

다음에, 기판 검사 장치(1)를 이용하여 기판(100)의 검사를 행하는 기판 검사 방법, 및 그 때의 각 부의 동작에 대하여, 도면을 참조하여 설명한다.

먼저, 선단부측 지지부(31)를 하향으로 한 상태의 프로브 유닛(2)을 이동 기구(3)에 고정한다(도 1 참조). 다음에, 재치대(4)의 재치면에 기판(100)을 재치하고, 이어서, 도면 외의 고정구에 의해 기판(100)을 재치대(4)에 고정한다. 이어서, 기판 검사 장치(1)를 작동시킨다. 이 때, 처리부(8)가, 이동 기구(3)를 제어하여, 기판(100)(재치대(4)의 재치면)에 대하여 근접하는 방향(도 1에 있어서의 하향)으로 프로브 유닛(2)을 강하(이동)시킨다(프로빙의 실행).

이 경우, 이 상태(비접촉 상태)의 프로브 유닛(2)에서는, 도 5에 도시하는 바와 같이, 프로브(11)의 기단부(23)가 전극판(13)의 전극(81)에 접촉함과 더불어 선단부(21)가 지지판(41)의 하면(41a)으로부터 돌출하지 않은 상태로 유지되어 있다. 또한, 이 상태의 프로브 유닛(2)에서는, 동 도면에 도시하는 바와 같이, 간극 조정 기구(34)의 안내 탄성 가압부(72)의 플런저(72b)에 의해 지지판(41, 42)이 탄성 가압되어, 스페이서(33)와 지지판(42) 사이에 간극(G1)이 생긴다.

계속하여, 미리 정해진 이동량만큼 프로브 유닛(2)이 강하되었을 때에, 지지부(12)의 선단부측 지지부(31)의 지지판(41)의 하면(41a)이 기판(100)에 접촉한다. 이어서, 이동 기구(3)에 의해 프로브 유닛(2)이 더욱 강하됨으로써, 프로브 유닛(2)이 기판(100)을 향해서 가압된다. 이 상태(가압 상태)의 프로브 유닛(2)에 있어서도, 상기한 비접촉 상태와 동일하게 하여, 프로브(11)의 기단부(23)가 전극판(13)의 전극(81)에 접촉함과 더불어 선단부(21)가 지지판(41)의 하면(41a)으로부터 돌출하지 않은 상태로 유지된다.

한편, 프로브 유닛(2)의 강하에 따라, 기판(100)에 대한 프로브 유닛(2)의 가압력의 반력에 의해 지지판(41, 42)이 안내 탄성 가압부(72)의 탄성 가압력에 저항하여 스페이서(33)에 근접하는 방향(상향)으로 이동된다. 또한, 이에 따라, 간극(G1)이 서서히 감소하고, 간극(G1)이 감소하는 과정에서(간극(G1)이 소실하기까지의 사이에), 프로브(11)의 선단부(21)가 기판(100)에 접촉한다. 또한, 도 6에 도시하는 바와 같이, 지지판(42)과 지지판(43) 사이의 거리가 단축되는 분만큼 프로브(11)의 중간부(22)가 만곡하기 때문에, 만곡에 의해 생기는 프로브(11)의 탄성력에 의해 선단부(21)가 기판(100)에 대하여 확실하게 접촉한다.

여기에서, 이 프로브 유닛(2)에서는, 상기한 바와 같이, 비접촉 상태 및 가압 상태의 어느 상태에 있어서나 프로브(11)의 기단부(23)가 전극판(13)의 전극(81)에 접촉해 있다. 즉, 프로브(11)의 기단부(23)가 길이 방향으로 이동하지 않는(기단부(23)의 길이 방향의 위치가 변화하지 않는) 상태로 유지된다. 이 때문에, 이 프로브 유닛(2)에서는, 프로빙 시에, 프로브(11)의 기단부(23)의 지지판(44)으로부터의 돌출량이 증감하는 (즉, 프로브(11)의 기단부(23)가 지지판(44)에 대하여 길이 방향으로 상대적으로 이동하는) 구성과는 달리, 지지 구멍(54)의 가장자리부와 프로브(11)의 기단부(23)의 슬라이드에 의한 기단부(23)의 마모를 확실하게 회피하는 것이 가능해진다. 또한, 이 프로브 유닛(2)에서는, 프로브(11)의 기단부(23)가 길이 방향으로 이동하지 않으므로, 기단부(23)와 전극(81)의 위치 어긋남의 발생을 확실하게 회피하는 것이 가능해진다.

계속하여, 처리부(8)는, 이동 기구(3)를 제어하여, 프로브 유닛(2)의 강하를 정지시키고, 이어서, 측정부(5)를 제어하여, 측정 처리를 실행시킨다. 이 측정 처리에서는, 측정부(5)는, 각 프로브(11)를 통하여 입출력하는 전기 신호에 의거하여 물리량으로서의 저항치를 측정한다.

계속하여, 처리부(8)는, 검사부(6)를 제어하여 검사 처리를 실행시킨다. 이 검사 처리에서는, 검사부(6)는, 측정부(5)에 의해 측정된 저항치에 의거하여 도체부의 단선 및 단락의 유무를 검사한다. 다음에, 처리부(8)는, 검사 결과를 도면 외의 표시부에 표시시킨다.

계속하여, 처리부(8)는, 이동 기구(3)를 제어하여, 프로브 유닛(2)을 상승시킨다. 이 때, 안내 탄성 가압부(72)가 지지판(41, 42)을 하향(간극(G1)이 확대하는 방향)으로 탄성 가압하고 있으므로, 지지판(41)의 하면(41a)과 기판(100)이 접촉한 채, 지지판(43, 44), 스페이서(33) 및 전극판(13)이 상승을 개시하고, 이에 따라 간극(G1)이 서서히 확대된다.

이어서, 이격 규제부(71)의 헤드부(71c)가 지지판(42)에 맞닿기까지 지지판(43, 44), 스페이서(33) 및 전극판(13)이 상승(간극(G1)이 확대)했을 때에는, 그 이상의 간극(G1)의 확대가 이격 규제부(71)에 의해 규제되어, 지지판(41, 42)이 지지판(43, 44), 스페이서(33) 및 전극판(13)과 함께 상승한다.

이어서, 처리부(8)는, 프로브 유닛(2)이 초기 위치까지 상승했을 때에는, 이동 기구(3)를 제어하여, 프로브 유닛(2)의 상승을 정지시킨다. 이상에 의해, 기판(100)의 검사가 종료한다. 이어서, 새로운 기판(100)을 검사할 때에는, 새로운 기판(100)을 재치대(4)에 재치하여 고정하고, 계속하여, 기판 검사 장치(1)를 작동시킨다. 이 때, 처리부(8)가, 상기한 각 처리를 실행한다.

한편, 프로브 유닛(2)에 설치되어 있는 프로브(11)의 일부가 파손되었을 때에는, 다음과 같은 순서로 프로브(11)를 교환한다. 먼저, 프로브 유닛(2)을 이동 기구(3)로부터 떼어낸다. 이어서, 지지판(43, 44), 스페이서(33) 및 전극판(13)을 고정하고 있는 고정 핀(36)을 뽑아, 전극판(13)을 지지부(12)(지지판(44))로부터 떼어낸다. 이어서, 파손된 프로브(11)의 기단부(23)를 잡고 지지부(12)로부터 빼낸다. 다음에, 새로운 프로브(11)를 지지판(44)의 지지 구멍(54)으로 삽입하여, 지지판(43)의 지지 구멍(53)에 삽입 통과시키고, 계속하여, 지지판(42)의 지지 구멍(52)에 선단부(21)를 삽입시킨다.

이 경우, 이 프로브 유닛(2)에서는, 이격 규제부(71) 및 안내 탄성 가압부(72)(이들을 구성하는 각 구성 요소)가, 스페이서(33)에 설치되어 있다. 이 때문에, 프로브(11)를 교환하기 위해서 전극판(13)을 지지부(12)로부터 떼어낼 때에, 이격 규제부(71) 및 안내 탄성 가압부(72)를 떼어낼 필요가 없기 때문에, 프로브(11)의 교환 작업의 효율을 충분히 향상시키는 것이 가능해진다.

이어서, 전극판(13)을 지지부(12)에 부착하고, 계속하여, 프로브 유닛(2)을 이동 기구(3)에 부착한다. 이상에 의해 프로브(11)의 교환 작업이 종료한다.

이와 같이, 이 프로브 유닛(2) 및 기판 검사 장치(1)에서는, 프로브(11)의 기단부(23)를 지지하는 지지판(43, 44)이 전극판(13)에 고정되어, 비접촉 상태 및 가압 상태의 어느 상태에 있어서나 프로브(11)의 기단부(23)가 전극(81)에 접촉한 상태로 유지되어 있다. 즉, 이 프로브 유닛(2) 및 기판 검사 장치(1)에서는, 프로브(11)의 기단부(23)가 길이 방향으로 이동하지 않는 상태로 유지된다. 이 때문에, 이 프로브 유닛(2) 및 기판 검사 장치(1)에 의하면, 가압 상태에 있어서, 프로브(11)의 기단부(23)의 지지판(44)으로부터의 돌출량이 증감하여 지지판(44)에 대하여 기단부(23)가 길이 방향으로 이동하는 구성과는 달리, 지지판(44)에 있어서의 지지 구멍(54)의 가장자리부와 프로브(11)의 기단부(23)의 슬라이드에 의한 기단부(23)의 마모를 확실하게 회피할 수 있는 결과, 프로브 유닛(2)의 내구성을 충분히 향상시킬 수 있다. 또한, 이 프로브 유닛(2) 및 기판 검사 장치(1)에서는, 프로브(11)의 기단부(23)가 길이 방향으로 이동하지 않으므로, 기단부(23)와 전극(81)의 위치 어긋남의 발생을 확실하게 회피할 수 있다. 또한, 이 프로브 유닛(2) 및 기판 검사 장치(1)에서는, 지지판(44)에 있어서의 지지 구멍(54)의 가장자리부와 프로브(11)의 기단부(23)의 슬라이드, 및 지지판(42)에 있어서의 지지 구멍(52)의 가장자리부와 프로브(11)의 선단부(21)의 슬라이드의 쌍방이 회피되기 때문에, 이들 슬라이드에 의해 프로브(11)가 만곡한 상태로부터 초기 상태로 되돌아가지 않는 현상(스택)의 발생을 확실하게 방지할 수 있다.

또한, 이 프로브 유닛(2) 및 기판 검사 장치(1)에서는, 지지부(12)가, 스페이서(33)와 지지판(42) 사이에 간극(G1)이 생기도록 구성됨과 더불어, 스페이서(33)와 지지판(43, 44)이 이격하지 않는 상태로 고정되어 있다. 이 경우, 지지판(43, 44)은 전극판(13)에 고정되어 있으므로, 이 프로브 유닛(2) 및 기판 검사 장치(1)에서는, 가압 상태에 있어서 지지판(41, 42)만이 전극판(13)에 대하여 상대적으로 이동한다. 한편, 지지판(41, 42)과 스페이서(33)를 고정하여, 스페이서(33)와 지지판(43) 사이에 간극(G1)을 생기게 하는 구성에서는, 전극판(13)에 대하여 스페이서(33) 및 지지판(41, 42)의 쌍방이 이동한다. 이러한 구성과 비교하여, 이 프로브 유닛(2) 및 기판 검사 장치(1)에서는, 가압 상태에 있어서 이동하는 부분의 중량을 적게 할 수 있으므로, 프로빙을 자연스럽게 행하게 할 수 있다.

또한, 이 프로브 유닛(2) 및 기판 검사 장치(1)에서는, 간극(G1)이 확대하는 방향으로 지지판(41, 42)을 스페이서(33)에 대하여 탄성 가압하는 안내 탄성 가압부(72)와, 지지판(41, 42)과 스페이서(33)의 이격을 규제하는 이격 규제부(71)를 구비하여 간극 조정 기구(34)가 구성되고, 안내 탄성 가압부(72) 및 이격 규제부(71)가 스페이서(33)에 배치되어 있다. 이 때문에, 이 프로브 유닛(2) 및 기판 검사 장치(1)에 의하면, 프로브(11)를 교환하기 위해서 전극판(13)을 지지부(12)로부터 떼어낼 때에, 이격 규제부(71) 및 안내 탄성 가압부(72)를 떼어낼 필요가 없기 때문에, 프로브(11)의 교환 작업의 효율을 충분히 향상시킬 수 있다.

또한, 이 프로브 유닛(2) 및 기판 검사 장치(1)에 의하면, 가압 상태에 있어서 지지판(41, 42) 및 스페이서(33)가 상대적으로 이동할 때에 지지판(41, 42) 및 스페이서(33)를 지지판(41)의 하면(41a)에 수직인 방향으로 안내하는 안내 탄성 가압부(72)를 구비함으로써, 프로빙 시의 지지판(41, 42) 및 스페이서(33)의 가로 방향(하면(41a)에 따른 방향)으로의 이동을 규제할 수 있다. 이 때문에, 이 프로브 유닛(2) 및 기판 검사 장치(1)에 의하면, 기판(100)에 프로브(11)의 선단부(21)가 접촉할 때의 기판(100)에 대한 선단부(21)의 위치 어긋남을 확실하게 방지할 수 있다.

또한, 기판 검사 장치 및 기판 검사 방법은, 상기의 구성 및 방법에 한정되지 않는다. 예를 들면, 도 7, 8에 도시하는 프로브 유닛(102)을 채용할 수도 있다. 또한, 이하의 설명에 있어서, 상기한 프로브 유닛(2)과 동일한 기능을 가지는 구성 요소에 대해서는, 동일한 부호를 붙이고, 중복된 설명을 생략한다. 이 프로브 유닛(102)은, 양 도면에 도시하는 바와 같이, 상기한 지지부(12) 및 전극판(13)에 대신하여 지지부(112) 및 전극판(113)을 구비하여 구성되어 있다.

지지부(112)는, 도 7에 도시하는 바와 같이, 제1의 지지판으로서의 지지판(141, 142)을 가지는 선단부측 지지부(131)와, 제2의 지지판으로서의 지지판(143, 144)을 가지는 기단부측 지지부(132)와, 스페이서(133)를 구비하여 구성되어 있다.

이 지지부(112)에서는, 도 7에 도시하는 바와 같이, 스페이서(133)와 지지판(141, 142)이 이격하지 않는 상태에서 스페이서(133) 및 지지판(141, 142)이 고정 핀(135)에 의해 고정되어 있다. 또한, 전극판(113)과 지지판(144)이 맞닿은 상태에서 지지판(143, 144) 및 전극판(113)이 고정 핀(136)에 의해 고정되어 있다. 또한, 이 지지부(112)에서는, 스페이서(133)와 지지판(143) 사이에 간극(G2)이 생기도록 구성되어 있다.

또한, 지지부(112)는, 스페이서(133)에 설치된 이격 규제부(71) 및 안내 탄성 가압부(72)를 가지는 간극 조정 기구(34)를 구비하여 구성되어 있다. 이 경우, 간극 조정 기구(34)는, 기판(100)과 지지판(141)의 하면(141a)(일면)이 접촉하지 않는 비접촉 상태에 있어서, 스페이서(133)와 지지판(143) 사이에 간극(G2)이 생기는 상태를 유지함과 더불어, 도 8에 도시하는 바와 같이, 기판(100)과 지지판(141)의 하면(141a)이 접촉하여 프로브 유닛(102)이 기판(100)을 향해서 가압되는 가압 상태에 있어서의 간극(G2)의 축소를 허용한다.

구체적으로는, 간극 조정 기구(34)는, 도 7에 도시하는 바와 같이, 이격 규제부(71)가 지지판(143)과 스페이서(133)의 미리 정해진 거리 이상의 이격을 규제하고, 안내 탄성 가압부(72)가 지지판(143)과 스페이서(133) 사이의 간극(G2)이 확대하는 방향으로 지지판(143, 144)을 탄성 가압한다. 또한, 안내 탄성 가압부(72)는, 가압 상태에 있어서, 지지판(141)의 하면(141a)(일면)에 대하여 수직인 방향을 따라 지지판(143, 144)과 스페이서(133)가 상대적으로 이동하도록, 지지판(143, 144) 및 스페이서(133)를 안내한다.

이 프로브 유닛(102)에 있어서도, 프로브(11)의 기단부(23)를 지지하는 지지판(143, 144)이 전극판(113)에 고정되고, 비접촉 상태 및 가압 상태의 어느 상태에 있어서나 프로브(11)의 기단부(23)가 전극판(113)의 전극(181)에 접촉한 상태로 유지되고 있다. 즉, 이 프로브 유닛(102) 및 프로브 유닛(102)을 구비한 기판 검사 장치에 있어서도, 프로브(11)의 기단부(23)가 길이 방향으로 이동하지 않는 상태로 유지된다. 이 때문에, 이 프로브 유닛(102) 및 기판 검사 장치에 의하면, 가압 상태에 있어서, 프로브(11)의 기단부(23)의 지지판(144)으로부터의 돌출량이 증감하여 기단부(23)가 지지판(144)에 대하여 길이 방향으로 이동하는 구성과는 달리, 지지판(144)에 있어서의 지지 구멍(54)의 가장자리부와 프로브(11)의 기단부(23)의 슬라이드에 의한 기단부(23)의 마모를 확실하게 회피할 수 있는 결과, 프로브 유닛(102)의 내구성을 충분히 향상시킬 수 있다. 또한, 이 프로브 유닛(102) 및 기판 검사 장치(1)에서는, 프로브(11)의 기단부(23)가 길이 방향으로 이동하지 않으므로, 기단부(23)와 전극(181)의 위치 어긋남의 발생을 확실하게 회피할 수 있다.

또한, 도 9, 10에 나타내는 프로브 유닛(202)을 채용할 수도 있다. 또한, 이하의 설명에 있어서, 상기한 프로브 유닛(2, 102)과 동일한 기능을 가지는 구성 요소에 대해서는, 동일한 부호를 붙이고, 중복되는 설명을 생략한다. 이 프로브 유닛(202)은, 양 도면에 도시하는 바와 같이, 상기한 지지부(12, 112) 및 전극판(13, 113)을 대신하여 지지부(212) 및 전극판(213)을 구비하여 구성되어 있다.

지지부(212)는, 도 9에 도시하는 바와 같이, 제1의 지지판으로서의 지지판(241, 242)을 가지는 선단부측 지지부(231)와, 제2의 지지판으로서의 지지판(243, 244)을 가지는 기단부측 지지부(232)와, 스페이서(233)를 구비하여 구성되어 있다.

이 지지부(212)에서는, 도 9에 도시하는 바와 같이, 스페이서(233)와 지지판(241, 242)이 이격하지 않는 상태에서 스페이서(233) 및 지지판(241, 242)이 고정 핀(235)에 의해 고정되어 있다. 또한, 전극판(213)과 지지판(244)이 맞닿은 상태에서 지지판(243, 244) 및 전극판(213)이 고정 핀(236)에 의해 고정되어 있다. 또한, 이 지지부(212)에서는, 스페이서(233)와 지지판(243) 사이에 간극(G2)이 생기도록 구성되어 있다.

또한, 지지부(212)는, 스페이서(233)에 설치된 이격 규제부(71), 및 전극판(213) 및 기단부측 지지부(232)와 스페이서(233) 사이에 설치된 안내 탄성 가압부(72)를 가지는 간극 조정 기구(34)를 구비하여 구성되어 있다. 이 경우, 간극 조정 기구(34)는, 기판(100)과 지지판(241)의 하면(241a)(일면)이 접촉하지 않는 비접촉 상태에 있어서, 스페이서(233)와 지지판(243)의 사이에 간극(G2)이 생기는 상태를 유지함과 더불어, 도 10에 도시하는 바와 같이, 기판(100)과 지지판(241)의 하면(241a)이 접촉하여 프로브 유닛(202)이 기판(100)을 향해서 가압되는 가압 상태에 있어서의 간극(G2)의 축소를 허용한다.

구체적으로는, 간극 조정 기구(34)는, 도 9에 도시하는 바와 같이, 이격 규제부(71)가 지지판(243)과 스페이서(233)의 미리 정해진 거리 이상의 이격을 규제하고, 안내 탄성 가압부(72)가 지지판(243)과 스페이서(233) 사이의 간극(G2)이 확대하는 방향으로 스페이서(233)를 탄성 가압한다. 또한, 안내 탄성 가압부(72)는, 가압 상태에 있어서, 지지판(241)의 하면(241a)(일면)에 대하여 수직인 방향을 따라 지지판(243, 244)과 스페이서(233)가 상대적으로 이동하도록, 지지판(243, 244) 및 스페이서(233)를 안내한다.

이 프로브 유닛(202)에 있어서도, 프로브(11)의 기단부(23)를 지지하는 지지판(243, 244)이 전극판(213)에 고정되고, 비접촉 상태 및 가압 상태의 어느 상태에 있어서나 프로브(11)의 기단부(23)가 전극판(213)의 전극(281)에 접촉한 상태로 유지되어 있다. 즉, 이 프로브 유닛(202) 및 프로브 유닛(202)을 구비한 기판 검사 장치에 있어서도, 프로브(11)의 기단부(23)가 길이 방향으로 이동하지 않는 상태로 유지된다. 이 때문에, 이 프로브 유닛(202) 및 기판 검사 장치에 의하면, 가압 상태에 있어서, 프로브(11)의 기단부(23)의 지지판(244)으로부터의 돌출량이 증감하여 기단부(23)가 지지판(244)에 대하여 길이 방향으로 이동하는 구성과는 달리, 지지판(244)에 있어서의 지지 구멍(54)의 가장자리부와 프로브(11)의 기단부(23)의 슬라이드에 의한 기단부(23)의 마모를 확실하게 회피할 수 있는 결과, 프로브 유닛(202)의 내구성을 충분히 향상시킬 수 있다. 또한, 이 프로브 유닛(202) 및 기판 검사 장치(1)에서는, 프로브(11)의 기단부(23)가 길이 방향으로 이동하지 않기 때문에, 기단부(23)와 전극(281)의 위치 어긋남의 발생을 확실하게 회피할 수 있다.

또한, 상기한 지지부(12, 112, 212)를 대신하여, 비접촉 상태에 있어서 스페이서와 제1의 지지판 사이 및 스페이서와 제2의 지지판 사이의 쌍방에 간극이 생기도록 구성한 지지부를 구비한 프로브 유닛을 채용할 수도 있다. 이 구성에 있어서도, 프로브(11)의 기단부(23)를 지지하는 제2의 지지판을 전극판에 고정하고, 비접촉 상태 및 가압 상태의 어느 상태에 있어서나 프로브(11)의 기단부(23)를 전극판의 전극에 접촉한 상태로 유지함으로써, 상기의 프로브 유닛(2, 102, 202)과 동일한 효과를 실현할 수 있다.

또한, 제1의 지지판으로서의 2매의 지지판(41, 42)을 구비한 구성예에 대하여 상기했는데, 제1의 지지판을 1장만, 또는 3장 이상 구비한 구성을 채용할 수도 있다. 또한, 제2의 지지판으로서의 2장의 지지판(43, 44)을 구비한 구성예에 대하여 상기했는데, 제2의 지지판을 1장만, 또는 3장 이상 구비한 구성을 채용할 수도 있다.

또한, 각 지지 구멍(51∼54)(제1의 지지 구멍 및 제2의 지지 구멍)의 개구면의 중심이 각 지지판(41∼44)에 대하여 경사진 가상 직선 상에 위치하도록 구성한 예에 대하여 상기했는데, 각 지지 구멍(51∼54)의 개구면의 중심이 각 지지판(41∼44)에 대하여 수직 직선 상에 위치하도록 구성할 수도 있다. 또한, 프로브(11)의 선단부(21)를 지지하는 제1의 지지 구멍의 개구면의 중심이 각 지지판(41∼44)에 대하여 수직 직선 상에 위치하도록 구성함과 더불어, 프로브(11)의 기단부(23)를 지지하는 제2의 지지 구멍의 개구면의 중심이 각 지지판(41∼44)에 대하여 경사진 가상 직선 상에 위치하도록 구성할 수도 있다. 이 경우, 제1의 지지판을 1장만 구비한 구성이나, 제2의 지지판을 1장만 구비한 구성을 채용할 때에는, 제1의 지지판에 대하여 경사지도록 제1의 지지 구멍을 형성하거나, 제2의 지지판에 대하여 경사지도록 제2의 지지 구멍을 형성할 수 있다.

또한, 평면에서 봐서 コ자형상의 스페이서(33)를 대신하여, 직방체상이나 원주상 등의 임의 형상의 스페이서를 이용하는 구성을 채용할 수 있다.

또한, 안내부 및 탄성 가압부의 쌍방의 기능을 구비한 안내 탄성 가압부(72)를 이용하는 예에 대하여 상기했는데, 안내부와 탄성 가압부를 별도로 설치하는 구성을 채용할 수도 있다.

또한, 상기의 예에서는, 도 6, 8, 10에 도시하는 바와 같이, 간극(G1, G2)이 소실하기까지(지지판(42)과 스페이서(33)가 접촉할 때까지, 또는 지지판(142)과 스페이서(133)가 접촉할 때까지, 또는 지지판(242)과 스페이서(233)가 접촉할 때까지) 프로브 유닛(2, 102, 202)을 강하시키고 있는데, 간극(G1, G2)이 생기는 상태에서(지지판(42)과 스페이서(33)가 접촉하기 이전, 또는 지지판(142)과 스페이서(133)가 접촉하기 이전, 또는 지지판(242)과 스페이서(233)가 접촉하기 이전에) 프로브(11)의 선단부(21)가 기판(100)에 접촉하고 있을 때에는, 그 시점에서 프로브 유닛(2, 102, 202)의 강하를 정지시켜도 된다.

또한, 상기한 프로브 유닛(2)에서는, 이격 규제부(71) 및 안내 탄성 가압부(72)를, 스페이서(33)에 설치하고 있는데, 이들의 한쪽 또는 쌍방을 지지판(41, 42)(간극이 생기는 지지판 및 스페이서의 적어도 한쪽의 일예)에 설치할 수도 있다. 또한, 이격 규제부(71) 및 안내 탄성 가압부(72)의 한쪽 또는 쌍방을, 스페이서(33)에 설치하고, 또한 지지판(41, 42)에도 설치할 수 있다. 또한, 이와 동일하게 하여, 프로브 유닛(102)에 있어서 스페이서(133)에 설치하고 있는 이격 규제부(71) 및 안내 탄성 가압부(72)의 한쪽 또는 쌍방을, 지지판(143, 144)(간극이 생기는 지지판 및 스페이서의 적어도 한쪽의 일예)에 설치할 수도 있고, 이격 규제부(71) 및 안내 탄성 가압부(72)의 한쪽 또는 쌍방을, 스페이서(133)에 설치하고, 또한 지지판(143, 144)에도 설치할 수 있다.

1 : 기판 검사 장치 2, 102, 202 : 프로브 유닛
6 : 검사부 11 : 프로브
12, 112, 212 : 지지부 13, 113, 213 : 전극판
21 : 선단부 23 : 기단부
33, 133, 233 : 스페이서 34, 134, 234 : 간극 조정 기구
41, 42, 141, 142, 241, 242 : 지지판
41a, 141a, 241a : 하면
43, 44, 143, 144, 243, 244 : 지지판
51, 52 : 지지 구멍 53, 54 : 지지 구멍
71 : 이격 규제부 72 : 안내 탄성 가압부
81, 181, 282 : 전극
100 : 기판 G1, G2 : 간극

Claims

접촉 대상에 선단부를 접촉시켜 전기 신호의 입출력을 행하기 위한 복수의 프로브와, 상기 각 프로브를 지지하는 지지부와, 상기 각 프로브의 각 기단부에 각각 접촉하여 외부 장치와의 사이에 있어서의 상기 전기 신호의 입출력을 행하기 위한 복수의 전극을 가지는 전극판을 구비한 프로브 유닛으로서,
상기 지지부는, 제1의 지지 구멍을 가지고 상기 제1의 지지 구멍에 삽입 통과시킨 상기 프로브의 상기 선단부를 지지함과 더불어 상기 접촉 대상에 상기 선단부를 접촉시킬때에 상기 접촉 대상에 일면이 접촉하는 제1의 지지판과, 제2의 지지 구멍을 가지고 상기 제2의 지지 구멍에 삽입 통과시킨 상기 프로브의 상기 기단부를 지지함과 더불어 상기 전극판에 맞닿은 상태에서 상기 전극판에 고정된 제2의 지지판과, 상기 제1의 지지판과 제2의 지지판 사이에 설치되어 상기 각 지지판을 이격시킨 상태로 유지하는 스페이서와, 상기 접촉 대상과 상기 일면이 접촉하지 않은 비접촉 상태에 있어서 상기 스페이서와 상기 제1의 지지판 사이 및 상기 스페이서와 상기 제2의 지지판 사이 중 적어도 한쪽에 간극이 생긴 상태를 유지함과 더불어 상기 접촉 대상과 상기 일면이 접촉하여 상기 프로브 유닛이 상기 접촉 대상을 향하여 가압되는 가압 상태에 있어서의 상기 간극의 축소를 허용하는 간극 조정 기구를 구비하고, 상기 비접촉 상태 및 상기 가압 상태의 어느 상태에 있어서나 상기 기단부가 상기 전극에 접촉하고 또한 상기 선단부가 상기 일면으로부터 돌출되지 않은 상태로 유지됨과 더불어, 상기 가압 상태에 있어서 상기 간극이 소실되기까지의 동안에 상기 접촉 대상에 상기 선단부가 접촉하도록 상기 프로브를 지지하는, 프로브 유닛.
청구항 1에 있어서,
상기 지지부는, 상기 스페이서와 상기 제1의 지지판 사이에 상기 간극이 생기도록 구성됨과 더불어, 상기 스페이서와 상기 제2의 지지판이 이격되지 않은 상태로 고정되어 있는, 프로브 유닛.
청구항 1에 있어서,
상기 간극 조정 기구는, 상기 간극이 생기는 상기 지지판 및 상기 스페이서 중 어느 한쪽을 다른쪽에 대하여 상기 간극이 확대되는 방향으로 탄성 가압하는 탄성 가압부와, 상기 간극이 생기는 상기 지지판과 상기 스페이서의 미리 정해진 거리 이상의 이격을 규제하는 이격 규제부를 구비하여 구성되고,
상기 탄성 가압부 및 상기 이격 규제부는, 상기 간극이 생기는 상기 지지판 및 상기 스페이서 중 적어도 한쪽에 설치되어 있는, 프로브 유닛.
청구항 2에 있어서,
상기 간극 조정 기구는, 상기 간극이 생기는 상기 지지판 및 상기 스페이서 중 어느 한쪽을 다른쪽에 대하여 상기 간극이 확대되는 방향으로 탄성 가압하는 탄성 가압부와, 상기 간극이 생기는 상기 지지판과 상기 스페이서의 미리 정해진 거리 이상의 이격을 규제하는 이격 규제부를 구비하여 구성되고,
상기 탄성 가압부 및 상기 이격 규제부는, 상기 간극이 생기는 상기 지지판 및 상기 스페이서 중 적어도 한쪽에 설치되어 있는, 프로브 유닛.
청구항 1에 있어서,
상기 간극이 생기는 상기 지지판 및 상기 스페이서가 상기 가압 상태에 있어서 상대적으로 이동할 때에 상기 지지판 및 상기 스페이서를 상기 일면에 수직인 방향으로 안내하는 안내부를 구비하고 있는, 프로브 유닛.
청구항 2에 있어서,
상기 간극이 생기는 상기 지지판 및 상기 스페이서가 상기 가압 상태에 있어서 상대적으로 이동할 때에 상기 지지판 및 상기 스페이서를 상기 일면에 수직인 방향으로 안내하는 안내부를 구비하고 있는, 프로브 유닛.
청구항 3에 있어서,
상기 간극이 생기는 상기 지지판 및 상기 스페이서가 상기 가압 상태에 있어서 상대적으로 이동할 때에 상기 지지판 및 상기 스페이서를 상기 일면에 수직인 방향으로 안내하는 안내부를 구비하고 있는, 프로브 유닛.
청구항 4에 있어서,
상기 간극이 생기는 상기 지지판 및 상기 스페이서가 상기 가압 상태에 있어서 상대적으로 이동할 때에 상기 지지판 및 상기 스페이서를 상기 일면에 수직인 방향으로 안내하는 안내부를 구비하고 있는, 프로브 유닛.
청구항 1 내지 청구항 8 중 어느 한 항에 기재된 프로브 유닛과, 상기 접촉 대상으로서의 기판에 접촉시킨 상기 프로브 유닛의 상기 프로브를 통하여 입력한 전기 신호에 의거하여 상기 기판을 검사하는 검사부를 구비하고 있는, 기판 검사 장치.