JP2015152380A - 基板検査装置および基板検査方法 - Google Patents

Abstract

【課題】端面を押圧して保持している基板に対してプロービングを行う際の基板の落下を防止する。【解決手段】基板を保持する保持処理および基板の保持を解除する解除処理を実行可能な基板保持機構２と、基板の下面および上面にプローブユニット３ａ，３ｂのプローブを押圧させるプロービング処理を実行可能なプロービング機構４ａ，４ｂと、処理部５とを備え、プロービング機構４ａ，４ｂは、プローブが下面および上面を押圧することなくプローブユニット３ａ，３ｂの先端部分が下面および上面に当接する基準位置にプローブユニット３ａ，３ｂを移動させる移動処理を実行可能に構成され、処理部５は、検査処理の終了後において、プロービング処理を継続させた状態で解除処理を実行させる第１工程と、解除処理を継続させた状態で移動処理を実行させる第２工程と、移動処理の終了後に保持処理を実行させる第３工程とを順次実行する。【選択図】図１

Description

本発明は、基板を保持する基板保持機構と、基板に対してプローブユニットをプロービングさせるプロービング機構と、基板保持機構およびプロービング機構を制御する制御部とを備えて基板を検査する基板検査装置および基板検査方法に関するものである。

この種の基板検査装置として、下記特許文献１に開示された基板検査装置が知られている。この基板検査装置は、基板保持装置を備え、この基板保持装置によって保持されている基板に対する検査を実行可能に構成されている。基板保持装置は、基台部材、および基台部材に配設された４つの可動保持部材等を備えている。この基板保持装置では、矩形の基板の４つの端面に可動保持部材をそれぞれ当接させて、各可動保持部材で各端面を押圧することによって基板を保持することが可能となっている。この基板保持装置では、基板の端面を可動保持部材で押圧して基板を保持する構成のため、上下いずれの方向からも基板に対してアクセス（プロービング）を行うことが可能となっている。また、基板の端面だけを押圧する構成のため、基板の中心部から基板の外周部に至るいずれの部位にもプロービングを行うことが可能となっている。

特開２００８−７８５９９号公報（第７頁、第１図）

ところが、従来の基板検査装置には、以下の問題点が存在する。すなわち、従来の基板検査装置では、基板の４つの端面を可動保持部材で押圧して基板を保持している。つまりこの基板検査装置では、基板の表面（上面および下面）に対して平行な方向（水平方向）に沿って基板の各端面に押圧力を加えることのみによって基板を保持している。この場合、このようにして保持されている基板の下面にプローブユニットをプロービングさせたときには、基板が上方に移動して、基板の端面を押圧している可動保持部材から基板が外れることがあり、この状態でプローブユニットを基板から離間させたときには、基板が落下するおそれがある。また、上記のようにして保持されている基板の下面および上面に対して上下方向から２つのプローブユニットをプロービングさせる場合においても、各プローブユニットにおけるプローブの数や各プローブ毎の弾性力のばらつき等に起因して、基板の下面に加わる押圧力と基板の上面に加わる押圧力とが異なることがある。このため、この場合においても、下面および上面に加わる押圧力の差によって基板が上下方向に移動して、基板の端面を押圧している可動保持部材から基板が外れ、この状態で各プローブユニットを基板から離間させたときには、基板が落下するおそれがある。

本発明は、かかる問題点に鑑みてなされたものであり、端面を押圧して保持している基板に対してプロービングを行う際の基板の落下を防止し得る基板検査装置および基板検査方法を提供することを主目的とする。

上記目的を達成すべく請求項１記載の基板検査装置は、基板の端面を押圧部材で押圧して当該基板を保持する保持処理および当該押圧を解除して当該基板の保持を解除する解除処理を実行可能な基板保持機構と、前記保持処理の実行状態において前記基板の下面にプローブユニットのプローブを押圧させる第１プロービング処理を実行可能な第１プロービング機構と、前記基板保持機構および前記第１プロービング機構を制御する制御部と、前記第１プロービング処理の実行状態において前記プローブを介して入出力する電気信号に基づいて前記基板を検査する検査処理を実行する検査部とを備えた基板検査装置であって、前記第１プロービング機構は、前記プローブが前記下面を押圧することなく前記プローブユニットの先端部分が当該下面に当接する基準位置に当該プローブユニットを移動させる第１移動処理を実行可能に構成され、前記制御部は、前記検査処理の終了後において、前記第１プロービング機構に対して前記第１プロービング処理を継続させた状態で前記基板保持機構に対して前記解除処理を実行させる第１工程と、前記基板保持機構に対して前記解除処理を継続させた状態で前記第１プロービング機構に対して前記第１移動処理を実行させる第２工程と、前記第１移動処理の終了後に前記基板保持機構に対して前記保持処理を実行させる第３工程とを順次実行する。

また、請求項２記載の基板検査装置は、請求項１記載の基板検査装置において、前記保持処理の実行状態において前記基板の上面にプローブユニットのプローブを押圧させる第２プロービング処理、および当該プローブが前記上面を押圧することなく当該プローブユニットの先端部分が当該上面に当接する基準位置に当該プローブユニットを移動させる第２移動処理を実行可能な第２プロービング機構を備え、前記制御部は、前記検査処理および前記第１工程において前記両プロービング機構に対して前記各プロービング処理をそれぞれ実行させ、前記第２工程において前記両プロービング機構に対して前記各移動処理をそれぞれ実行させ、前記第３工程において前記各移動処理の終了後に前記基板保持機構に対して前記保持処理を実行させる。

また、請求項３記載の基板検査装置は、請求項１または２記載の基板検査装置において、前記基板保持機構は、前記基板の前記下面を支持する支持部材を備え、前記支持部材は、当該支持部材の先端部が前記保持処理の実行時における前記押圧部材の先端部よりも前記基板の中心部側に位置する第１位置と、当該支持部材の先端部が当該押圧部材の先端部よりも当該基板の外部側に位置する第２位置との間で移動可能に構成され、前記下面にプロービングされる前記プローブユニットには、前記支持部材を移動させる突起部が配設され、前記突起部は、前記支持部材が前記第１位置に位置している状態において当該プローブユニットが前記下面に近接する向きに移動したときに、当該支持部材に取り付けられている被押圧部を押圧して前記第２位置に向けて当該支持部材を移動させる。

また、請求項４記載の基板検査装置は、請求項１から３のいずれかに記載の基板検査装置において、前記プローブユニットは、弾性変形可能な棒状の前記プローブと、当該プローブを支持するプローブ支持部とを備え、前記プローブ支持部は、前記プローブの先端部側を挿通可能な第１挿通孔を有して当該第１挿通孔に当該先端部側を挿通させた状態で当該先端部側を支持する第１のプローブ支持板と、前記プローブの基端部側を挿通可能な第２挿通孔を有して当該第２挿通孔に当該基端部側を挿通させた状態で当該基端部側を支持する第２のプローブ支持板と、前記第１のプローブ支持板および前記第２のプローブ支持板の間に配設されて当該各プローブ支持板の間の距離を変更可能に当該各プローブ支持板を連結する連結部とを備えて、前記プローブの先端部が前記基板に接触していない状態および接触している状態のいずれの状態においても当該先端部が前記第１のプローブ支持板から突出しない状態で当該プローブを支持可能に構成されている。

また、請求項５記載の基板検査方法は、基板の端面を押圧部材で押圧して当該基板を保持する保持処理を実行し、当該保持処理の実行状態において前記基板の下面にプローブユニットのプローブを押圧させる第１プロービング処理を実行し、前記第１プロービング処理の実行状態において前記プローブを介して入出力する電気信号に基づいて前記基板を検査する基板検査方法であって、前記検査処理の終了後において、前記第１プロービング処理を継続している状態で前記端面に対する押圧部材の押圧を解除して前記基板の保持を解除する解除処理を実行する第１工程と、前記解除処理を継続している状態で前記プローブが前記下面を押圧することなく前記プローブユニットの先端部分が当該下面に当接する基準位置に当該プローブユニットを移動させる第１移動処理を実行する第２工程と、前記第１移動処理の終了後に前記保持処理を実行する第３工程とを順次実行する。

請求項１記載の基板検査装置、および請求項５記載の基板検査方法では、検査処理の終了後において、第１プロービング処理を継続している状態で基板の端面に対する押圧部材の押圧を解除して基板の保持を解除する解除処理を実行する第１工程と、解除処理を継続している状態でプローブが下面を押圧することなくプローブユニットの先端部分が下面に当接する基準位置にプローブユニットを移動させる第１移動処理を実行する第２工程と、第１移動処理の終了後に基板の端面を押圧部材で押圧して基板を保持する保持処理を実行する第３工程とを順次実行する。このため、この基板検査装置および基板検査方法によれば、第１工程〜第３工程を実行することなく、基準位置から移動した位置にプローブユニットが位置している状態（第１プロービング処理の開始以前に基板が位置する初期位置から移動した位置に基板が位置している状態）で各プローブユニットを基板から離反させる構成および方法とは異なり、初期位置に位置している基板の端面における上下方向の全域を押圧部材で押圧して、基板にモーメントを生じさせない状態で基板を保持し、その状態でプローブユニットを基板から離反させることができる。このため、この基板検査装置および基板検査方法によれば、基板に生じるモーメントによる押圧部材からの基板の外れおよび落下を確実に防止することができる。

また、請求項２記載の基板検査装置では、検査処理および第１工程において第１プロービング機構および第２プロービング機構に対して第１プロービング処理および第２プロービング処理をそれぞれ実行させ、第２工程において両プロービング機構に対して第１移動処理および第２移動処理をそれぞれ実行させ、第３工程において各移動処理の終了後に基板保持機構に対して保持処理を実行させる。つまり、この基板検査装置では、端面を押圧部材で押圧して保持している基板の下面および上面の両面に対してプロービングを行う場合において、検査処理の終了後に第１工程〜第３工程を実行する。このため、この基板検査装置によれば、プローブが下面を押圧する押圧力と上面を押圧する押圧力とに差が存在して、検査処理の実行時に基板が基準位置よりも上方または下方に移動していたとしても、検査処理の終了後に基板を初期位置に確実に復帰させることができる、したがって、この基板検査装置によれば、下面および上面に対してプロービングを行う場合においても、押圧部材からの基板の外れおよび落下を確実に防止することができる。

また、請求項３記載の基板検査装置では、第１位置と第２位置との間で移動可能に構成された支持部材で基板の下面を支持すると共に、支持部材が第１位置に位置している状態においてプローブユニットが下面に近接する向きに移動したときに、支持部材に取り付けられている被押圧部をプローブユニットに配設されている突起部で押圧して支持部材を第２位置に向けて移動させる。このため、この基板検査装置では、プローブユニットによるプロービングが行われない状態における基板の落下をより確実に防止することができると共に、プローブユニットによるプロービングが行われるときの支持部材とプローブユニットとの接触（衝突）を確実に防止することができる。

また、請求項４記載の基板検査装置では、プローブの先端部が基板に接触していない状態および接触している状態のいずれの状態においても先端部が第１のプローブ支持板から突出しない状態でプローブを支持可能なプローブ支持部を備えたプローブユニットを用いている。この場合、第１のプローブ支持板からプローブの先端部が突出しているプローブユニットを用いる構成および方法では、プローブユニットによってプロービングが行われているとき、およびプローブユニットが基準位置に位置しているときのいずれのときにおいても、下面（および上面）にプローブの先端部が点的に接触するため、基板が水平方向（基板保持機構の上面）に対して傾斜し易く、基板を安定的に保持することが困難となるおそれがある。これに対して、この基板検査装置によれば、プロービングが行われているとき、およびプローブユニットが基準位置に位置しているときのいずれのときにおいても、プローブユニットの第１のプローブ支持板を下面（および上面）に面的に接触させることができるため、基板を安定的に保持することができる。したがって、この基板検査装置によれば、基板の落下をより確実に防止することができる。

基板検査装置１の構成を示す構成図である。 基板保持機構２の構成を示す平面図である。 プローブユニット３ａの構成を示す平面図である。 図３におけるＡ−Ａ線断面図である。 プローブユニット３ｂの構成を示す平面図である。 図５におけるＢ−Ｂ線断面図である。 基板保持機構２の断面図である。 基板検査装置１の動作を説明する第１の説明図である。 基板検査装置１の動作を説明する第２の説明図である。 基板検査装置１の動作を説明する第３の説明図である。 基板検査装置１の動作を説明する第４の説明図である。 基板検査装置１の動作を説明する第５の説明図である。 基板検査装置１の動作を説明する第６の説明図である。

以下、基板検査装置および基板検査方法の実施の形態について、添付図面を参照して説明する。

最初に、基板検査装置の一例としての基板検査装置１の構成について説明する。図１に示す基板検査装置１は、基板保持機構２、プローブユニット３ａ，３ｂ（以下、区別しないときには「プローブユニット３」ともいう）、プロービング機構４ａ，４ｂ（以下、区別しないときには「プロービング機構４」ともいう）、および処理部５を備えて、後述する基板検査方法に従って基板１００（図７参照）を検査可能に構成されている。この場合、基板１００は、一例として、電子部品が実装されていないベアボードであって、矩形の薄板状に形成されている。

基板保持機構２は、図２，７に示すように、本体部１１、押圧部材１２ａ，１２ｂ（以下、区別しないときには「押圧部材１２」ともいう）、エアシリンダ１３（図２参照）、一対の支持部材１４、および複数（例えば４つ）の付勢部材１５を備え、基板１００の外周部における互いに対向する２つの端面１０２ａ，１０２ｂ（図８参照：以下、区別しないときには「端面１０２」ともいう）を押圧部材１２で押圧して基板１００を保持する保持処理、および押圧を解除して基板１００の保持を解除する解除処理を実行可能に構成されている。

本体部１１は、図２に示すように、一例として、矩形の板状に形成されている。また、本体部１１の中央部には、図８に示すように、支持した状態の基板１００の下面１０３（図７参照）に対する本体部１１の下面側からのプローブユニット３ａの近接を可能とするための開口部２１が形成されている。

押圧部材１２ａ，１２ｂは、図２，７に示すように、平板状（長方形の板状）にそれぞれ形成されている。この場合、押圧部材１２ａは、エアシリンダ１３（図２参照）によって移動させられることにより、基板１００の端面１０２ａに当接して、基板１００の中心部１０１（本体部１１の開口部２１の中心部２１ａ）に向けて（図７における矢印Ｘ１の向きに）端面１０２ａを押圧する。また、押圧部材１２ｂは、本体部１１に固定されており、押圧部材１２ａによる端面１０２ａに対する押圧に伴って基板１００の端面１０２ｂに当接して端面１０２ｂを押圧する（つまり、押圧部材１２ａによる押圧力の反力を端面１０２ｂに加える）。

エアシリンダ１３は、図２に示すように、本体部１１の上面１１ａに配設されている。また、エアシリンダ１３は、処理部５によって制御されるエアの供給によって作動して、押圧部材１２ａを同図に示す矢印Ｘの方向に沿って移動させる。なお、同図では、エアシリンダ１３にエアを供給するための配管の図示を省略している。

各支持部材１４は、図２に示すように、板状にそれぞれ形成されて、本体部１１における開口部２１の縁部２２ａ，２２ｂ側にそれぞれ配設されている。また、各支持部材１４は、押圧部材１２が基板１００を押圧している状態（以下「押圧状態」ともいう）における押圧部材１２の先端部７１よりも基板１００の中心部１０１側（本体部１１における開口部２１の中心部２１ａ側）に先端部１４ａが位置する第１位置Ｐ１（図７，８参照）と、押圧状態における押圧部材１２の先端部７１よりも基板１００の外部側に先端部１４ａが位置する（先端部１４ａが押圧部材１２の先端部７１から突出していない）第２位置Ｐ２（図９参照）との間で図７，８に示す矢印Ｘの方向に沿って移動可能にそれぞれ構成されている。また、各支持部材１４は、第１位置Ｐ１に位置している状態で基板１００の下面１０３を支持する。

また、図２，７，８に示すように、各支持部材１４には、被押圧部８１が取り付けられている。この基板保持機構２では、図８に示すように、各支持部材１４が位置Ｐ１に位置している状態において、プローブユニット３ａが上向きに移動させられるときに、プローブユニット３ａの後述するプローブ支持部３２ａ（図３，４参照）に配設されている突起部４６が、被押圧部８１に当接して被押圧部８１を後述する付勢部材１５の付勢力に抗して外向き（図８に示す矢印Ｘ２の向き）に押圧し、これによって各支持部材１４が、第１位置Ｐ１から第２位置Ｐ２に向けて移動させられる。この場合、被押圧部８１は、回転体（一例として、ベアリング（カムフォロア））で構成されている。

付勢部材１５は、図２に示すように、本体部１１における開口部２１の縁部２２ａ，２２ｂの各端面２３ａ，２３ｂと各支持部材１４との間にそれぞれ配設されて、第２位置Ｐ２から第１位置Ｐ１に向かう向き（開口部２１の中心部２１ａに向かう向き）に各支持部材１４を付勢する。

プローブユニット３ａは、図３，４に示すように、複数のプローブ３１およびプローブ支持部３２ａを備えて治具型に構成されている。

プローブ３１は、図４に示すように、弾性変形可能な棒状に形成されている。この場合、このプローブユニット３ａでは、基板１００の下面１０３に配置されている各被接触部の配置パターンと同じ配置パターンでプローブ３１が配置されており、基板保持機構２によって保持されている基板１００の下面１０３に向けて移動させられたときに、各プローブ３１の先端部３１ａを各被接触部にそれぞれ接触させる（プロービングさせる）ことが可能となっている。

プローブ支持部３２ａは、図３，４に示すように、プローブ支持板４１ａ，４２ａ、一対のスペーサ４３ａ、複数のバネ４４ａおよび電極板４５ａを備えて、各プローブ３１を支持可能に構成されている。この場合、スペーサ４３ａとバネ４４ａとによって連結部が構成される。

プローブ支持板４１ａは、第１のプローブ支持板に相当し、図３に示すように、平面形状が検査対象の基板１００と同程度（または、やや小形の）矩形に形成されている。また、プローブ支持板４１は、図４に示すように、プローブ３１の先端部３１ａ側を挿通可能な挿通孔５１（第１挿通孔に相当する）を有して挿通孔５１に先端部３１ａ側を挿通させた状態で先端部３１ａ側を支持する。

プローブ支持板４２ａは、第２のプローブ支持板に相当し、図３に示すように、平面形状がプローブ支持板４１ａよりもやや大きい矩形に形成されている。また、プローブ支持板４２ａは、図４に示すように、プローブ３１の基端部３１ｂ側を挿通可能な挿通孔５２（第２挿通孔に相当する）を有して挿通孔５２に基端部３１ｂ側を挿通させた状態で基端部３１ｂ側を支持する。

また、図３に示すように、プローブ支持板４２ａの上面には、プロービングの際（基板１００の下面１０３に近接する向きにプローブユニット３が移動させられた際）に第１位置Ｐ１に位置している支持部材１４の被押圧部８１に当接する突起部４６が配設されている。この場合、突起部４６は、図４に示すように、被押圧部８１に当接する先端部が半球状に形成されている。つまり、突起部４６における被押圧部８１に当接する当接面が曲面状に形成されている。

スペーサ４３ａは、図４に示すように、一方の端部（同図における上端部）がプローブ支持板４１ａに当接すると共に他方の端部（同図における下端部）がプローブ支持板４２ａとの間に隙間が生じる状態でプローブ支持板４１ａ，４２ａの間に配設されて、プローブ支持板４１ａ，４２ａを離間させる。バネ４４ａは、プローブ支持板４１ａとスペーサ４３ａとの間に配設されている。この場合、プローブ支持板４１ａ，４２ａが近接する向きに押圧力が加わったときには、バネ４４ａが圧縮させられて、プローブ支持板４１ａとスペーサ４３ａとの間の距離（すなわち、プローブ支持板４１ａ，４２ａの間の距離）が短縮する。つまり、スペーサ４３ａおよびバネ４４ａは、プローブ支持板４１ａ，４２ａの間の距離を変更可能に各プローブ支持板４１ａ，４２ａを連結している。

電極板４５ａは、図３に示すように、平面形状がプローブ支持板４２ａとほぼ同じ大きさの矩形に形成されて、図４に示すように、プローブ支持板４２ａの下面に固定されている。また、電極板４５ａには、各プローブ３１の各基端部３１ｂにそれぞれ接触して電気信号の入出力を行うための複数の電極（図示せず）が配設されている。

このプローブユニット３ａでは、プローブ支持部３２ａを上記のように構成したことで、プローブ３１の先端部３１ａが基板１００の下面１０３（被接触部）に接触していない状態（以下、「非接触状態」ともいう）、およびプローブ３１の先端部３１ａが基板１００の下面１０３に接触している状態（以下、「接触状態」ともいう）のいずれの状態においてもプローブ３１の先端部３１ａがプローブ支持板４１ａから突出しないように（プローブ支持板４１ａの上面と先端部３１ａの先端とが面一の状態に維持されるように）プローブ支持部３２ａがプローブ３１を支持している。

プローブユニット３ｂは、図５，６に示すように、上記した複数のプローブ３１およびプローブ支持部３２ｂを備えて治具型に構成されている（以下、上記したプローブ支持部３２ａとプローブ支持部３２ｂとを区別しないときには「プローブ支持部３２」ともいう）。この場合、このプローブユニット３ｂでは、基板１００の上面１０４（以下、下面１０３と上面１０４とを区別しないときには「被接触面」ともいう）に配置されている各被接触部の配置パターンと同じ配置パターンでプローブ３１が配置されており、基板保持機構２によって保持されている基板１００の上面１０４に向けて移動させられたときに、各プローブ３１の先端部を各被接触部にそれぞれ接触させることが可能となっている。

プローブ支持部３２ｂは、図５，６に示すように、プローブ支持板４１ｂ，４２ｂ、一対のスペーサ４３ｂ、複数のバネ４４ｂおよび電極板４５ｂを備えて、各プローブ３１を支持可能に構成されている。この場合、スペーサ４３ｂとバネ４４ｂとによって連結部が構成される。なお、プローブユニット３ｂは、図８に示すように、プローブ支持板４１ｂを下向きにした状態で使用されるが、図５，６では、プローブ支持板４１ｂを上向きにした状態で図示している。

プローブ支持板４１ｂは、第１のプローブ支持板に相当し、プローブユニット３ａにおける上記したプローブ支持板４１ａと同様に構成されて同様の機能を有している（以下、プローブ支持板４１ａ，４１ｂを区別しないときには「プローブ支持板４１」ともいう）。プローブ支持板４２ｂは、第２のプローブ支持板に相当し、図５に示すように、平面形状がプローブ支持板４１ｂとほぼ同じ大きさの矩形に形成されている点、および突起部４６が配設されていない点を除き、プローブユニット３ａにおける上記したプローブ支持板４２ａと同様に構成されて同様の機能を有している（以下、プローブ支持板４２ａ，４２ｂを区別しないときには「プローブ支持板４２ともいう）。

スペーサ４３ｂおよびバネ４４ｂは、プローブユニット３ａにおける上記したスペーサ４３ａおよびバネ４４ａと同様に構成されて同様の機能を有している（以下、スペーサ４３ａ，４３ｂを区別しないときには「スペーサ４３」ともいい、バネ４４ａ，４４ｂを区別しないときには「バネ４４」ともいう）。電極板４５ｂは、図５に示すように、平面形状がプローブ支持板４２ｂとほぼ同じ大きさの矩形に形成されている点を除き、プローブユニット３ａにおける上記した電極板４５ａと同様に構成されて同様の機能を有している（以下、電極板４５ａ，４５ｂを区別しないときには「電極板４５」ともいう）。

このプローブユニット３ｂにおいても、プローブユニット３ａと同様にして、プローブ３１の先端と基板１００の上面１０４との非接触状態および接触状態のいずれの状態においても、プローブ３１の先端部３１ａがプローブ支持板４１ｂから突出しないようにプローブ支持部３２ｂがプローブ３１を支持している。

プロービング機構４ａは、第１プロービング機構に相当し、処理部５の制御に従い、基板保持機構２によって支持されている基板１００の下面１０３にプローブユニット３ａをプロービングさせる第１プロービング処理を実行する。また、プロービング機構４ａは、処理部５の制御に従い、プローブユニット３ａのプローブ３１が基板１００の下面１０３を押圧することなくプローブユニット３ａにおけるプローブ支持板４１ａの先端部分（図４における上面）が下面１０３に当接する基準位置（図９に示す位置）にプローブユニット３ａを移動させる第１移動処理を実行する。

プロービング機構４ｂは、第２プロービング機構に相当し、処理部５の制御に従い、基板保持機構２によって支持されている基板１００の上面１０４にプローブユニット３ｂをプロービングさせる第２プロービング処理を実行する。なお、以下の説明において、プロービング機構４ａが実行する第１プロービング処理とプロービング機構４ｂが実行する第２プロービング処理とを区別しないときには、単に「プロービング処理」ともいう。また、プロービング機構４ｂは、処理部５の制御に従い、プローブユニット３ｂのプローブ３１が基板１００の上面１０４を押圧することなくプローブユニット３ｂにおけるプローブ支持板４１ｂの先端部分（図６における上面）が上面１０４に当接する基準位置（図９に示す位置）にプローブユニット３ｂを移動させる第２移動処理を実行する。なお、以下の説明において、プロービング機構４ａが実行する第１移動処理とプロービング機構４ｂが実行する第２移動処理とを区別しないときには、単に「移動処理」ともいう。この場合、プローブユニット３ａ，３ｂが基準位置にそれぞれ位置しているときの基板１００の位置は、プロービング機構４によるプロービング処理の開始以前に基板１００が位置する位置（図７，８に示す基板１００の位置であって、以下「初期位置」ともいう）に相当する。また、基板１００が初期位置に位置しているときに基板保持機構２が保持処理を実行している状態では、端面１０２における上下方向の全域が押圧部材１２によって押圧される。

処理部５は、制御部として機能し、基板保持機構２のエアシリンダ１３に対するエアの供給を制御することで、基板保持機構２を制御する。また、処理部５は、プロービング機構４ａ，４ｂを制御する。また、処理部５は、検査部として機能し、プローブユニット３ａ，３ｂの各プローブ３１を介して入出力する電気信号に基づいて基板１００を検査する検査処理を実行する。

次に、基板検査装置１を用いて基板１００を検査する基板検査方法について、添付図面を参照して説明する。

この基板検査装置１では、基板保持機構２の各支持部材１４が付勢部材１５の付勢力によって第２位置Ｐ２から第１位置Ｐ１に向けて付勢されている。このため、初期状態においては、図７に示すように、各支持部材１４が第１位置Ｐ１に位置している。

基板１００を検査する際には、この状態（初期状態）の基板保持機構２の本体部１１に基板１００を載置する。具体的には、図７に示すように、第１位置Ｐ１に位置している各支持部材１４の間に基板１００を架け渡すようにして、基板１００における対向する２つの外周部の下面１０３を各支持部材１４の上面１４ｂに載置して、各支持部材１４に基板１００を支持させる。

次いで、図外の操作部を操作して検査の開始を指示する。これに応じて、処理部５が、基板保持機構２に対して保持処理を実行させる。具体的には、処理部５は、基板保持機構２のエアシリンダ１３に対するエアの供給を制御して、ロッドを突き出すようにエアシリンダ１３を作動させる。これに伴い、図８に示すように、押圧部材１２ａが、基板１００の中心部１０１（本体部１１の開口部２１の中心部２１ａ）に向けて（同図における矢印Ｘ１の向きに）移動させられる。続いて、押圧部材１２ａの先端部が基板１００の端面１０２ａに当接し、押圧部材１２ｂの先端部が基板１００の端面１０２ｂに当接する。次いで、エアシリンダ１３の押圧力によって押圧部材１２ａが端面１０２ａを押圧し、この押圧に伴って押圧部材１２ｂが端面１０２ｂを押圧する。これにより、押圧部材１２ａ，１２ｂによって基板１００が挟み込まれて保持される。

続いて、処理部５は、プロービング機構４ａ，４ｂを制御して、プロービング処理を実行させる。このプロービング処理では、図８に示すように、プロービング機構４ａがプローブユニット３ａを上向きに移動（上昇）させ、プロービング機構４ｂがプローブユニット３ｂを下向きに移動（下降）させる。

この際に、プローブユニット３ａのプローブ支持板４１ａの上面に配設されている突起部４６が、各支持部材１４にそれぞれ取り付けられている被押圧部８１に当接して被押圧部８１を付勢部材１５の付勢力に抗して外向き（図８に示す矢印Ｘ２の向き）に押圧し、これによって各支持部材１４が、第１位置Ｐ１から第２位置Ｐ２（図９参照）に向けて移動させられる。

次いで、第１位置Ｐ１から第２位置Ｐ２に向けての各支持部材１４の移動に伴い、支持部材１４による下面１０３の支持が解除され、各押圧部材１２による端面１０２ａ，１０２ｂに対する押圧だけで基板１００が保持された状態となる。

次いで、各プロービング機構４は、図９に示すように、上記した初期位置（図７，８に示す基板１００の位置）に位置している基板１００の被接触面（下面１０３および上面１０４）をプローブ３１が押圧することなく各プローブユニット３におけるプローブ支持板４１の先端部分が被接触面に当接する基準位置に各プローブユニット３を移動させ、続いて、各プローブユニット３をさらに移動させる。

この際に、図１０に示すように、各プローブユニット３のプローブ支持板４１，４２が近接する向き（上向きおよび下向き）に電極板４５が押圧されてバネ４４が圧縮され、プローブ支持板４１，４２の間の距離が短縮する。これに伴い、同図に示すように、プローブ３１が湾曲（座屈）し、湾曲による弾性力によってプローブ３１の先端部３１ａが基板１００の被接触面（被接触部）に当接して被接触面を押圧する。

この場合、基板１００の下面１０３に配設されている被接触部の数と、基板１００の上面１０４に配設されている被接触部の数とが異なるときには、プローブユニット３ａにおけるプローブ３１の数とプローブユニット３ｂにおけるプローブ３１の数とが異なるため、プローブユニット３ａの各プローブ３１が被接触面を押圧する押圧力の合力と、プローブユニット３ｂの各プローブ３１が被接触面を押圧する押圧力の合力とが異なることとなる。このため、このときには、この押圧力の合力の差により、図１０に示すように、プローブユニット３ａ，３ｂが基準位置（図９に示す位置）よりも上方または下方（図１０の例では、上方）に移動し、基板１００も初期位置よりも上方または下方（同図の例では、上方）に移動する。

次いで、処理部５は、この状態（プロービング処理の実行状態）において、検査処理を実行する。この検査処理では、処理部５は、各プローブユニット３の各プローブ３１を介して入出力する電気信号に基づいて基板１００についての電気的検査（例えば、導体パターンの導通状態の検査や、導体パターン間の絶縁状態の検査）を行う。

次いで、検査処理が終了したときには、処理部５は、終了処理を実行する。この終了処理では、処理部５は、第１工程から第３工程までを実行する。具体的には、処理部５は、第１工程において、図１１に示すように、各プロービング機構４に対してプロービング処理を継続させた状態で、基板保持機構２のエアシリンダ１３に対するエアの供給を制御して、押圧部材１２による基板１００の端面１０２に対する押圧を解除して基板１００の保持を解除する解除処理を実行させる。

次いで、処理部５は、第２工程を実行する。この第２工程では、処理部５は、図１２に示すように、基板保持機構２に対して解除処理を継続させた状態で、各プロービング機構４を制御して、上記した基準位置にプローブユニット３を移動させる移動処理を実行させる。この場合、移動処理の過程において、各プローブユニット３のプローブ３１が被接触面を押圧しない状態となり、下面１０３に対するプローブ３１の押圧力と上面１０４に対するプローブ３１の押圧力との差がなくなる状態となるため、基板１００が初期位置（プロービング処理の開始以前における基板１００の位置）に復帰する。

続いて、処理部５は、第３工程を実行する。この第３工程では、処理部５は、図１３に示すように、プロービング機構４による移動処理の終了後に、基板保持機構２を制御して、基板１００の端面１０２を押圧部材１２で押圧して基板１００を保持する保持処理を実行させる。以上により終了処理が完了する。これにより、基板１００が初期位置に位置している状態で、押圧部材１２によって端面１０２が押圧されて基板１００が保持される。

次いで、処理部５は、各プロービング機構４を制御して、各プローブユニット３を基板１００から離反するように移動させる。この際に、プローブユニット３ａの移動（下降）に伴い、突起部４６による被押圧部８１に対する押圧が解除されて、支持部材１４が付勢部材１５の付勢力によって第２位置Ｐ２から第１位置Ｐ１に向けてそれぞれ移動させられる（図８参照）。

ここで、上記した終了処理を実行することなく、図１０に示すように基準位置から移動した位置に基板１００が位置している状態において、各プローブユニット３を基板１００から離反させたときには、例えば、基板１００における端面１０２の一部（同図の例では、下側部分）だけが押圧部材１２によって押圧され、これによって基板１００にモーメントが生じ、この結果、押圧部材１２から基板１００が外れて上方に跳ね上がり、本体部１１の開口部２１を通って落下するおそれがある。

これに対して、この基板検査装置１では、上記した終了処理（第１工程〜第３工程）を実行することで、プローブユニット３ａ，３ｂが基準位置に位置している状態、つまり初期位置に位置している状態の基板１００の端面１０２を押圧部材１２で押圧することができる。このため、基板１００の端面１０２における上下方向の全域を押圧部材１２で押圧することができるため、基板１００にモーメントを生じさせることなく押圧部材１２で基板１００を確実に保持することが可能となっている。

続いて、処理部５は、基板保持機構２のエアシリンダ１３に対するエアの供給を制御して、押圧部材１２による基板１００の端面１０２に対する押圧を解除して基板１００の保持を解除する解除処理を実行させる（図７参照）。以上により基板１００の検査が終了する。

このように、この基板検査装置１および基板検査方法では、検査処理の終了後において、プロービング処理を継続している状態で基板１００の端面１０２に対する押圧部材１２の押圧を解除する解除処理を実行する第１工程と、解除処理を継続している状態でプローブ３１が基板１００の下面１０３を押圧することなくプローブユニット３の先端部分が下面１０３に当接する基準位置にプローブユニット３を移動させる移動処理を実行する第２工程と、移動処理の終了後に基板１００の端面１０２を押圧部材１２で押圧して基板１００を保持する保持処理を実行する第３工程とを順次実行する。このため、この基板検査装置１および基板検査方法によれば、第１工程〜第３工程を実行することなく、基準位置から移動した位置にプローブユニット３が位置している状態（初期位置から移動した位置に基板１００が位置している状態）で各プローブユニット３を基板１００から離反させる構成および方法とは異なり、初期位置に位置している基板１００の端面１０２における上下方向の全域を押圧部材１２で押圧して、基板１００にモーメントを生じさせない状態で基板１００を保持し、その状態でプローブユニット３を基板１００から離反させることができる。このため、この基板検査装置１および基板検査方法によれば、基板１００に生じるモーメントによる押圧部材１２からの基板１００の外れおよび落下を確実に防止することができる。

また、この基板検査装置１および基板検査方法では、検査処理および第１工程において基板１００の下面１０３および上面１０４に対するプロービング処理を実行すると共に、第２工程において下面１０３側の基準位置および上面１０４側の基準位置に各プローブユニット３を移動させる各移動処理を実行し、第３工程において各移動処理の終了後に保持処理を実行する。つまり、この基板検査装置１および基板検査方法では、端面１０２を押圧部材１２で押圧して保持している基板１００の下面１０３および上面１０４の両面に対してプロービングを行う場合において、検査処理の終了後に第１工程〜第３工程を実行する。このため、この基板検査装置１および基板検査方法によれば、プローブ３１が下面１０３を押圧する押圧力と上面１０４を押圧する押圧力とに差が存在して、検査処理の実行時に基板１００が基準位置よりも上方または下方に移動していたとしても、検査処理の終了後に基板１００を初期位置に確実に復帰させることができる、したがって、この基板検査装置１および基板検査方法によれば、下面１０３および上面１０４に対してプロービングを行う場合においても、押圧部材１２からの基板１００の外れおよび落下を確実に防止することができる。

また、この基板検査装置１および基板検査方法では、第１位置Ｐ１と第２位置Ｐ２との間で移動可能に構成された支持部材１４で基板１００の下面１０３を支持すると共に、支持部材１４が第１位置Ｐ１に位置している状態においてプローブユニット３ａが下面１０３に近接する向きに移動したときに、支持部材１４に取り付けられている被押圧部８１をプローブユニット３ａに配設されている突起部４６で押圧して支持部材１４を第２位置Ｐ２に向けて移動させる。このため、この基板検査装置１および基板検査方法では、プローブユニット３ａによるプロービングが行われない状態における基板１００の落下をより確実に防止することができると共に、プローブユニット３ａによるプロービングが行われるときの支持部材１４とプローブユニット３ａとの接触（衝突）を確実に防止することができる。

また、この基板検査装置１および基板検査方法では、プローブ３１の先端部３１ａが基板１００に接触していない状態および接触している状態のいずれの状態においても先端部３１ａがプローブ支持板４１から突出しない状態でプローブ３１を支持可能なプローブ支持部３２を備えたプローブユニット３を用いている。この場合、プローブ支持板４１からプローブ３１の先端部３１ａが突出しているプローブユニット３を用いる構成および方法では、プローブユニット３によってプロービングが行われているとき、およびプローブユニット３が基準位置に位置しているときのいずれのときにおいても、下面１０３および上面１０４にプローブ３１の先端部３１ａが点的に接触するため、基板１００が水平方向（基板保持機構２における本体部１１の上面１１ａ）に対して傾斜し易く、基板１００を安定的に保持することが困難となるおそれがある。これに対して、この基板検査装置１および基板検査方法によれば、プロービングが行われているとき、およびプローブユニット３が基準位置に位置しているときのいずれのときにおいても、プローブユニット３のプローブ支持板４１を下面１０３および上面１０４に面的に接触させることができるため、基板１００を安定的に保持することができる。したがって、この基板検査装置１および基板検査方法によれば、基板１００の落下をより確実に防止することができる。

なお、基板検査装置および基板検査方法は、上記の構成および方法に限定されない。例えば、基板１００の下面１０３および上面１０４の双方にプローブユニット３をプロービングさせる構成および方法に適用した例について上記したが、基板１００の下面１０３だけにプローブユニット３をプロービングさせる構成および方法に適用することもできる。

また、支持部材１４を用いて基板１００の下面１０３を支持する構成および方法に適用した例について上記したが、支持部材１４を用いない構成および方法、つまり、端面１０２に対する押圧部材１２の押圧だけで基板１００を保持する構成および方法に適用することもできる。

また、基板１００における対向する２つの端面１０２を押圧部材１２でそれぞれ押圧して基板１００を保持する構成および方法に適用した例について上記したが、基板１００における４つの端面１０２を押圧部材１２で押圧して基板１００を保持する構成および方法に適用することもできる。

また、プローブ３１の先端部３１ａが基板１００に接触していない状態および接触している状態のいずれの状態においても先端部３１ａがプローブ支持板４１から突出しない状態でプローブ３１を支持可能なプローブユニット３を用いる構成および方法について上記したが、プローブ支持板４１からプローブ３１の先端部３１ａが突出しているプローブユニット３を用いる構成および方法を採用することもできる。

１ 基板検査装置
２ 基板保持機構
３ａ，３ｂ プローブユニット
４ａ，４ｂ プロービング機構
５ 処理部
１２ａ，１２ｂ 押圧部材
１４ 支持部材
３１ プローブ
３１ａ 先端部
３１ｂ 基端部
３２ａ，３２ｂ プローブ支持部
４１ａ，４１ｂ，４２ａ，４２ｂ プローブ支持板
４３ａ，４３ｂ スペーサ
４４ａ，４４ｂ バネ
４６ 突起部
５１，５２ 挿通孔
８１ 被押圧部
１００ 基板
１０２ 端面
１０３ 下面
１０４ 上面
Ｐ１ 第１位置
Ｐ２ 第２位置

Claims (5)

1. 基板の端面を押圧部材で押圧して当該基板を保持する保持処理および当該押圧を解除して当該基板の保持を解除する解除処理を実行可能な基板保持機構と、前記保持処理の実行状態において前記基板の下面にプローブユニットのプローブを押圧させる第１プロービング処理を実行可能な第１プロービング機構と、前記基板保持機構および前記第１プロービング機構を制御する制御部と、前記第１プロービング処理の実行状態において前記プローブを介して入出力する電気信号に基づいて前記基板を検査する検査処理を実行する検査部とを備えた基板検査装置であって、
   前記第１プロービング機構は、前記プローブが前記下面を押圧することなく前記プローブユニットの先端部分が当該下面に当接する基準位置に当該プローブユニットを移動させる第１移動処理を実行可能に構成され、
   前記制御部は、前記検査処理の終了後において、前記第１プロービング機構に対して前記第１プロービング処理を継続させた状態で前記基板保持機構に対して前記解除処理を実行させる第１工程と、前記基板保持機構に対して前記解除処理を継続させた状態で前記第１プロービング機構に対して前記第１移動処理を実行させる第２工程と、前記第１移動処理の終了後に前記基板保持機構に対して前記保持処理を実行させる第３工程とを順次実行する基板検査装置。
2. 前記保持処理の実行状態において前記基板の上面にプローブユニットのプローブを押圧させる第２プロービング処理、および当該プローブが前記上面を押圧することなく当該プローブユニットの先端部分が当該上面に当接する基準位置に当該プローブユニットを移動させる第２移動処理を実行可能な第２プロービング機構を備え、
   前記制御部は、前記検査処理および前記第１工程において前記両プロービング機構に対して前記各プロービング処理をそれぞれ実行させ、前記第２工程において前記両プロービング機構に対して前記各移動処理をそれぞれ実行させ、前記第３工程において前記各移動処理の終了後に前記基板保持機構に対して前記保持処理を実行させる請求項１記載の基板検査装置。
3. 前記基板保持機構は、前記基板の前記下面を支持する支持部材を備え、
   前記支持部材は、当該支持部材の先端部が前記保持処理の実行時における前記押圧部材の先端部よりも前記基板の中心部側に位置する第１位置と、当該支持部材の先端部が当該押圧部材の先端部よりも当該基板の外部側に位置する第２位置との間で移動可能に構成され、
   前記下面にプロービングされる前記プローブユニットには、前記支持部材を移動させる突起部が配設され、
   前記突起部は、前記支持部材が前記第１位置に位置している状態において当該プローブユニットが前記下面に近接する向きに移動したときに、当該支持部材に取り付けられている被押圧部を押圧して前記第２位置に向けて当該支持部材を移動させる請求項１または２記載の基板検査装置。
4. 前記プローブユニットは、弾性変形可能な棒状の前記プローブと、当該プローブを支持するプローブ支持部とを備え、
   前記プローブ支持部は、前記プローブの先端部側を挿通可能な第１挿通孔を有して当該第１挿通孔に当該先端部側を挿通させた状態で当該先端部側を支持する第１のプローブ支持板と、前記プローブの基端部側を挿通可能な第２挿通孔を有して当該第２挿通孔に当該基端部側を挿通させた状態で当該基端部側を支持する第２のプローブ支持板と、前記第１のプローブ支持板および前記第２のプローブ支持板の間に配設されて当該各プローブ支持板の間の距離を変更可能に当該各プローブ支持板を連結する連結部とを備えて、前記プローブの先端部が前記基板に接触していない状態および接触している状態のいずれの状態においても当該先端部が前記第１のプローブ支持板から突出しない状態で当該プローブを支持可能に構成されている請求項１から３のいずれかに記載の基板検査装置。
5. 基板の端面を押圧部材で押圧して当該基板を保持する保持処理を実行し、当該保持処理の実行状態において前記基板の下面にプローブユニットのプローブを押圧させる第１プロービング処理を実行し、前記第１プロービング処理の実行状態において前記プローブを介して入出力する電気信号に基づいて前記基板を検査する基板検査方法であって、
   前記検査処理の終了後において、前記第１プロービング処理を継続している状態で前記端面に対する押圧部材の押圧を解除して前記基板の保持を解除する解除処理を実行する第１工程と、前記解除処理を継続している状態で前記プローブが前記下面を押圧することなく前記プローブユニットの先端部分が当該下面に当接する基準位置に当該プローブユニットを移動させる第１移動処理を実行する第２工程と、前記第１移動処理の終了後に前記保持処理を実行する第３工程とを順次実行する基板検査方法。

Images