(57)【要約】【課題】チップ裏面電極からテスタ接続点までの浮遊インダクタンスを低下させることができるプローバを提供する。【解決手段】導電性の支持面１８ａを有するウエハチャック１８と、支持面１８ａに対向する面に複数のプローブ２５を有するプローブカード２４と、支持面１８ａに対して平行に形成されると共に支持面１８ａに電気的に接続された導電性のステージ面５０ａを有し、ウエハチャック１８と一体的に移動するステージ部材５０と、ステージ面５０ａに対向する位置に配置された導電性接触子５２と、ステージ面５０ａと平行かつ近接した位置に配置され、一端が導電性接触子５２に電気的に接続され、ウエハチャック１８側に向かって延設された平板状配線部材７０と、を備える。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
導電性の支持面を有するウエハチャックと、
前記支持面に対向する面に複数のプローブを有するプローブカードと、
前記支持面に対して平行に形成されると共に前記支持面に電気的に接続された導電性のステージ面を有し、前記ウエハチャックと一体的に移動するステージ部材と、
前記ステージ面に対向する位置に配置された導電性接触子と、
前記ステージ面と平行かつ近接した位置に配置され、一端が前記導電性接触子に電気的に接続され、前記ウエハチャック側に向かって延設された平板状配線部材と、
を備えるプローバ。
【請求項２】
前記プローブカードを保持するヘッドステージを有し、
前記平板状配線部材は、前記ヘッドステージの前記ステージ面に対向する面に沿って配設される、
請求項１に記載のプローバ。
【請求項３】
前記ヘッドステージと前記平板状配線部材との間にはスペーサ部材が設けられる、
請求項２に記載のプローバ。
【請求項４】
前記ステージ部材は、前記ウエハチャックとは分離して構成され、前記ステージ面と前記支持面とはステージ接続用配線部材を介して電気的に接続される、
請求項１から３のいずれか１項に記載のプローバ。
【請求項５】
前記ステージ接続用配線部材は、平板状の可撓性配線部材により構成される、
請求項４に記載のプローバ。
【請求項６】
前記ステージ部材は、前記ウエハチャックと一体的に構成される、
請求項１から３のいずれか１項に記載のプローバ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体ウエハ上に形成された複数のチップの電気的な検査を行うプローバに関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体製造工程では、薄い円板状の半導体ウエハに各種の処理を施して、半導体装置（デバイス）をそれぞれ有する複数のチップ（ダイ）を形成する。各チップは電気的特性が検査され、その後ダイサーで切り離なされた後、リードフレームなどに固定されて組み立てられる。上記の電気的特性の検査は、プローバとテスタで構成されるウエハテストシステムにより行われる。プローバは、ウエハをウエハチャックに固定し、各チップの電極にプローブを接触させる。テスタは、プローブに電気的に接続され、電気的検査のために各チップに電流や電圧を印加し特性を測定する。
【０００３】
パワートランジスタ、パワーＭＯＳＦＥＴ（電界効果型トランジスタ）、ＩＧＢＴ(Insulated Gate Bipolar Transistor)、ＬＥＤ（Light Emitting Diode）、半導体レーザなどの半導体装置（デバイス）は、一般にウエハの表面に電極（チップ表面電極）が形成されると共に、ウエハの裏面にも電極（チップ裏面電極）が形成される。例えば、ＩＧＢＴでは、ウエハの表面にゲート電極及びエミッタ電極が形成され、ウエハの裏面にコレクタ電極が形成される。
【０００４】
上記のようなウエハの両面に電極を有するチップが複数形成されたウエハにおいてウエハレベル検査を行うため、ウエハチャックには、ウエハの裏面を接触した状態で保持し、テスタの測定電極として作用する導電性の支持面（ウエハ載置面）が設けられる。この支持面は、ウエハチャックから引き出されるケーブルを介してテスタに電気的に接続される。そして、検査を行う場合には、ウエハチャックにウエハを保持し、ウエハの表面に形成された各チップの電極（チップ表面電極）にプローブを接触させた状態で各種測定が行われるようになっている。
【０００５】
しかしながら、ウエハチャックとテスタとの間を接続するケーブルは、プローバを構成する筐体の側面又は背面などに設けられる接続コネクタを介して筐体の内外を引き回された状態で配設されるため、その長さは通常１〜３ｍぐらいが必要となる。このため、チップ裏面電極とテスタとの間に形成される電気経路が長くなり、その抵抗やインダクタンスが大きくなるので、高周波測定や動的測定の測定誤差が生じ、要求される精度でウエハレベル検査を適正に行うことができない問題がある。
【０００６】
このような問題を解決するために、例えば、特許文献１には、ウエハチャックの導電性の支持面に対面するように設けられたチャックリード板と、ウエハチャックの周辺部に固定されたポゴピンと、を備えた検査装置が記載されている。この検査装置によれば、チップ裏面電極とテスタとの間に形成される電気経路がポゴピンとチャックリード板とを経由して構成されるので、上述した従来の構成に比べて上記電気経路に生じる抵抗やインダクタンスを小さくすることが可能となる。
【０００７】
しかしながら、特許文献１に記載される検査装置では、ポゴピンがウエハチャックに固定されているので、検査するチップのウエハ上の位置によってチップ裏面電極とテスタとの間の電気経路の長さが変化する。例えば、ウエハの中央付近に存在するチップを検査する場合とウエハの端部付近に存在するチップを検査する場合とでは上記電気経路の長さが異なってしまう。このため、検査するチップのウエハ上の位置に応じて上記電気経路に生じる抵抗やインピーダンスが変化してしまい、高周波測定や動的測定に悪影響を及ぼし、ウエハレベル検査を高精度に行うことができないという問題がある。
【０００８】
このような問題に対し、本願出願人は、ウエハチャックと一体的に移動する導電性のステージ部材に対して、ステージ部材と対面する位置に固定された接触子を電気的に接触させるように構成したプローバを提案している（特許文献２参照）。このプローバによれば、検査するチップのウエハ上の位置に左右されることなく、チップ裏面電極とテスタとの間に形成される電気経路における抵抗やインピーダンスが小さくかつ変動が少ないため、高周波測定や動的測定を安定して行うことができ、ウエハレベル検査を高精度に行うことが可能となる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開２０１１−１３８８６５号公報
【特許文献２】特開２０１４−１１０３８１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
ところで、特許文献２に記載されるように、ウエハチャックと一体的に移動する導電性のステージ部材に対して、ステージ部材と対面する位置に固定された接触子を電気的に接触させるように構成したプローバにおいては、チップ裏面電極からテスタ接続点までの電気経路の配線長が存在し、この距離による浮遊（残留）インダクタンスが動的測定や静的測定の大電流測定の波形に悪影響を与える問題がある。
【００１１】
このような測定を適正に行うためには、できるだけ浮遊インダクタンスを低下させる必要がある。しかしながら、上記のような構成を有するプローバにおいては、チップ裏面電極と上記接触子との距離は構造上短くすることはできないため、浮遊インダクタンスの低減には限界があると考えられていた。
【００１２】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、チップ裏面電極からテスタ接続点までの電気経路において、浮遊インダクタンスを低下させることができるプローバを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
上記目的を達成するために、本発明の第１態様に係るプローバは、導電性の支持面を有するウエハチャックと、支持面に対向する面に複数のプローブを有するプローブカードと、支持面に対して平行に形成されると共に支持面に電気的に接続された導電性のステージ面を有し、ウエハチャックと一体的に移動するステージ部材と、ステージ面に対向する位置に配置された導電性接触子と、ステージ面と平行かつ近接した位置に配置され、一端が導電性接触子に電気的に接続され、ウエハチャック側に向かって延設された平板状配線部材と、を備える。
【００１４】
本態様によれば、チップ裏面電極からテスタ接続点までの電気経路において、導電性接触子を折り返し点として、平板状配線部材によって平行平板型に近い構造を実現したことにより、浮遊インダクタンスを大幅に低減することが可能となる。
【００１５】
本発明の第２態様に係るプローバは、第１態様において、プローブカードを保持するヘッドステージを有し、平板状配線部材は、ヘッドステージのステージ面に対向する面に沿って配設される。
【００１６】
本態様によれば、ステージ面と平行かつ近接した位置に平板状配線部材を容易に配置することが可能となる。
【００１７】
本発明の第３態様に係るプローバは、第２態様において、ヘッドステージと平板状配線部材との間にはスペーサ部材が設けられる。
【００１８】
本態様によれば、平板状配線部材とステージ面との距離（間隔）をさらに近接させることができるので、浮遊インダクタンスをより一層低減させることができる。
【００１９】
本発明の第４態様に係るプローバは、第１態様から第３態様のいずれか１つの態様において、ステージ部材は、ウエハチャックとは分離して構成され、ステージ面と支持面とはステージ接続用配線部材を介して電気的に接続される。
【００２０】
本態様は、本発明の好ましい一態様である。この態様によれば、ステージ部材がウエハチャックから熱的に分離されるため、ウエハレベル検査の際にウエハチャックを加熱、冷却する場合でも、ウエハチャックの温度変化がステージ部材に伝熱しにくく断熱効果が得られるのでエネルギー効率が良く、しかもステージ部材の熱変形が防止される。これにより、ステージ部材のステージ面に対する導電性接触子の接触位置（Ｚ方向の高さ）が変動することなく、導電性接触子は常に一定の接触圧でステージ部材のステージ面に当接することができる。したがって、ウエハチャックの温度変化による影響を受けることなく、ウエハレベル検査の測定精度や信頼性を高めることが可能となる。
【００２１】
本発明の第５態様に係るプローバは、第４態様において、ステージ接続用配線部材は、平板状の可撓性配線部材により構成される。
【００２２】
本態様によれば、ステージ面と支持面とを容易かつ高い信頼性で接続することができると共に、平行平板型の構造により近づけることができるので、浮遊インダクタンスをより一層低減させることができる。
【００２３】
本発明の第４態様に係るプローバは、第１態様から第３態様のいずれか１つの態様において、ステージ部材は、ウエハチャックと一体的に構成される。
【００２４】
本態様によれば、ステージ部材はウエハチャックと一体的に構成されるので、平行平板型の構造により近づけることが可能となり、浮遊インダクタンスをより一層低減させることができる。
【発明の効果】
【００２５】
本発明によれば、チップ裏面電極からテスタ接続点までの電気経路において、導電性接触子を折り返し点として、平板状配線部材によって平行平板型に近い構造を実現したことにより、浮遊インダクタンスを大幅に低減することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】ウエハテストシステムの基本構成の一例を示した全体概略図
【図２】ウエハチャックとステージ部材との関係を示す平面図
【図３】検査するチップのウエハ上の位置と導電性接触子との相対的な位置関係を示した図
【図４】本発明の実施形態であるウエハテストシステムの構成例の要部を示した概略図
【図５】図４に示したウエハテストシステムを上方から平面視したときの概略図
【図６】ヘッドステージの裏面にスペーサ部材を介して平板状配線部材を配設した構成例を示した概略図
【図７】ステージ部材のステージ面とウエハチャックの支持面とを平板状の可撓性配線部材を介して電気的に接続した構成例を示した概略図
【図８】ステージ部材をウエハチャックと一体的な構成したときの構成例を示した概略図
【図９】図８に示したウエハチャックの平面図
【発明を実施するための形態】
【００２７】
以下、添付図面に従って本発明の好ましい実施形態について説明する。
【００２８】
まず、本発明の実施形態を説明するにあたり、その実施形態で前提となる基本構成について説明する。
【００２９】
［ウエハテストシステムの基本構成］
図１は、ウエハテストシステムの基本構成の一例を示した全体概略図である。
【００３０】
図１に示すウエハテストシステムは、ウエハＷ上の各チップの電極にプローブ２５を接触させるプローバ１０と、プローブ２５に電気的に接続され、電気的検査のために各チップに電流や電圧を印加し特性を測定するテスタ３０とで構成される。
【００３１】
プローバ１０は、基台１１と、その上に設けられた移動ベース１２と、Ｙ軸移動台１３と、Ｘ軸移動台１４と、Ｚ軸移動・回転部１５と、ウエハチャック１８と、ウエハアライメントカメラ１９と、支柱２０及び２１と、ヘッドステージ２２と、ヘッドステージ２２に取り付けられるプローブカード２４と、を有する。プローブカード２４には、プローブ２５が設けられる。なお、プローブ２５の位置を検出する針位置合わせカメラや、プローブをクリーニングするクリーニング機構などが設けられているが、ここでは省略している。
【００３２】
移動ベース１２と、Ｙ軸移動台１３と、Ｘ軸移動台１４と、Ｚ軸移動・回転部１５は、ウエハチャック１８を３軸方向及びＺ軸周りに回転する移動回転機構を構成する。移動回転機構については広く知られているので、ここでは説明を省略する。
【００３３】
ウエハチャック１８は、複数のチップが形成されたウエハＷを真空吸着により保持するものであり、その上面にはテスタ３０の測定電極として作用する導電性の支持面（ウエハ載置面）１８ａが設けられる。
【００３４】
ウエハチャック１８の内部には、チップを高温状態（例えば、最高で１５０℃）、又は低温状態（例えば最低で−４０℃）で電気的特性検査が行えるように、加熱／冷却源としての加熱／冷却機構（加熱冷却機構）が設けられる。加熱／冷却機構としては、公知の適宜の加熱器／冷却器が採用できるものであり、例えば、面ヒータの加熱層と冷却流体の通路を設けた冷却層との二重層構造にしたものや、熱伝導体内に加熱ヒータを巻き付けた冷却管を埋設した一層構造の加熱／冷却装置など、様々のものが考えられる。また、電気加熱ではなく、熱流体を循環させるものでもよく、またペルチエ素子を使用してもよい。
【００３５】
ウエハチャック１８は、Ｚ軸移動・回転部１５の上に取り付けられており、上述した移動回転機構により３軸方向（Ｘ、Ｙ、Ｚ方向）に移動可能であると共に、Ｚ軸周りの回転方向（θ方向）に回転可能である。
【００３６】
ウエハＷが保持されるウエハチャック１８の上方には、プローブカード２４が配置される。プローブカード２４は、プローバ１０の筺体の天板を構成するヘッドステージ２２の開口部（プローブカード取付部）に着脱自在に装着される。
【００３７】
プローブカード２４は、検査するチップの電極配置に応じて配置されたプローブ２５を有し、検査するチップに応じて交換される。
【００３８】
テスタ３０は、テスタ本体３１と、テスタ本体３１に設けられたコンタクトリング３２とを備えている。プローブカード２４には、各プローブ２５に接続される電極７８（図５参照）が設けられており、コンタクトリング３２はこの電極７８に接触するように配置されたスプリングプローブを有する。テスタ本体３１は、図示していない支持機構により、プローバ１０に対して保持される。
【００３９】
図１に示したプローバ１０は、上述した構成に加え、さらに、ウエハチャック１８に隣接した位置に配置されるステージ部材５０と、ステージ部材５０に対向する位置においてヘッドステージ２２に固定された導電性接触子５２と、を備えて構成される。
【００４０】
ステージ部材５０は、ウエハチャック１８とは別体で構成された円板状の構造体からなり、ウエハチャック１８とは分離した位置に設けられている。ステージ部材５０は、熱膨張係数の小さな材質で形成されており、ステージ部材５０の熱変形が防止された構成となっている。
【００４１】
ステージ部材５０を構成する材質としては、例えばセラミックスなどの熱膨張係数の小さな材質が好適である。ステージ部材５０を熱膨張係数の小さな材質で構成することにより、ウエハレベル検査の際にウエハチャック１８を加熱、冷却する場合でも、ステージ部材５０の熱変形を防止することができる。これにより、ウエハチャック１８の温度変化による影響を受けることなく、ウエハレベル検査の測定精度や信頼性を高めることが可能となる。
【００４２】
ステージ部材５０は、導電性接触子５２が接触可能な導電性のステージ面５０ａを有する。このステージ面５０ａは、図２に示すように、ウエハチャック１８の支持面１８ａと同様の平面形状（円形状）を有し、それらの面積（平面面積）は互いに等しく構成される。なお、ステージ面５０ａは、ウエハチャック１８の支持面１８ａよりも面積（平面面積）が大きく円形以外で構成されていてもよい。
【００４３】
ステージ部材５０とウエハチャック１８との間には複数の配線部材６４（ワイヤ状の配線部材）が設けられている。本例では、３つの配線部材６４が設けられている。各配線部材６４の一端はステージ部材５０のステージ面５０ａに電気的に接続され、これらの他端はウエハチャック１８の支持面１８ａに電気的に接続されている。すなわち、ステージ部材５０のステージ面５０ａと、ウエハチャック１８の支持面１８ａとは、複数の配線部材６４によって電気的導通が確保されている。なお、配線部材６４は、ステージ接続用配線部材の一例である。
【００４４】
図１に戻り、ステージ部材５０のステージ面５０ａは、ウエハチャック１８の支持面１８ａに対して平行かつ面一となるように設けられている。なお、ステージ面５０ａは、プローブ２５がウエハＷのチップ表面電極に接触したときに導電性接触子５２が常に接触可能であれば、支持面１８ａに対して面一に設けられていなくてもよい。
【００４５】
ステージ部材５０のステージ面５０ａと反対側の面（図１において下面）には、Ｌ字状の連結部材５３の一端が連結固定されている。連結部材５３の他端は、Ｚ軸移動・回転部１５の側部に連結固定されている。したがって、ステージ部材５０はウエハチャック１８と一体的に移動可能であり、ウエハチャック１８が所定の方向に移動すると、ステージ部材５０もウエハチャック１８と同方向に移動する。
【００４６】
なお、ステージ部材５０は、Ｌ字状の連結部材５３を介してＺ軸移動・回転部１５の側部の根元側（図１において下側）に固定される態様が好ましい。この態様によれば、ウエハチャック１８とステージ部材５０を一体的に構成した場合に比べて、後述する導電性接触子５２をステージ部材５０のステージ面５０ａに接触させても、ウエハチャック１８の傾きを効果的に防止することができる。したがって、ウエハＷの検査するチップの位置に関係なく、チップの電極をプローブ２５に安定的に接触させることが可能となる。
【００４７】
ヘッドステージ２２の下面（ステージ部材５０の対向面）には、ステージ部材５０のステージ面５０ａに接触可能な導電性接触子５２が互いに近接した状態で複数設けられる。導電性接触子５２は、例えば、それ自体がバネ性を有する導電性の細い針（スプリングピン）からなり、ウエハチャック１８が上昇してプローブ２５がウエハＷのチップ表面電極に接触したとき、ステージ部材５０のステージ面５０ａに所定の接触圧で各導電性接触子５２が接触するように構成される。なお、図２において、符号６０は導電性接触子５２が接触するステージ部材５０上のステージ面５０ａにおける接触位置を示している。また、符号６２は、プローブ２５が接触するチップのウエハＷ上の位置を示している。
【００４８】
ヘッドステージ２２の上面には、各導電性接触子５２に共通して接続されるコネクタ部５４が設けられる。コネクタ部５４にはケーブル５６の一端が接続され、ケーブル５６の他端はテスタ本体３１のコネクタ部５８に接続される。これにより、ウエハＷの裏面に形成されるチップ裏面電極は、ウエハチャック１８、配線部材６４、ステージ部材５０、導電性接触子５２、コネクタ部５４、ケーブル５６、及びコネクタ部５８を経由してテスタ本体３１に電気的に接続される。
【００４９】
次に、上述したウエハテストシステムによるウエハレベル検査について、その動作を説明する。
【００５０】
まず、不図示のウエハロード機構により、検査するウエハＷをウエハチャック１８上にロードして、ウエハチャック１８にウエハＷを保持させる。
【００５１】
次に、図示していない針位置合わせカメラでプローブ２５の先端位置を検出する。続いて、ウエハチャック１８にウエハＷを保持した状態で、ウエハＷがウエハアライメントカメラ１９の下に位置するように、ウエハチャック１８を移動させ、ウエハＷ上のチップの電極（チップ表面電極）の位置を検出する。１チップのすべての電極の位置を検出する必要はなく、いくつかの電極の位置を検出すればよい。また、ウエハＷ上のすべてのチップの電極を検出する必要はなく、いくつかのチップの電極の位置が検出される。
【００５２】
プローブ２５の位置及びウエハＷ上のチップの電極の位置を検出した後、チップの電極の配列方向がプローブ２５の配列方向に一致するように、Ｚ軸移動・回転部１５によりウエハチャック１８を回転する。そして、ウエハＷの検査するチップの電極がプローブ２５の下に位置するように移動した後、ウエハチャック１８を上昇させて、チップの電極をプローブ２５に接触させる。このとき、ウエハチャック１８に隣接して配置されるステージ部材５０も一体となって上昇し、各導電性接触子５２はステージ部材５０のステージ面５０ａに接触する。これにより、ウエハＷの裏面に形成されるチップ裏面電極は、ウエハチャック１８、配線部材６４、ステージ部材５０、及び導電性接触子５２を介してテスタ本体３１に電気的に接続される。そして、テスタ本体３１から、チップに電流や電圧を印加し特性を測定する。
【００５３】
このチップの検査が終了すると、一旦ウエハＷとプローブ２５を離し、他のチップがプローブ２５の下に位置するように移動し、同様の動作を行う。以下、各チップを順次選択して検査する。そして、ウエハ上の指定されたすべてのチップの検査が終了すると、１枚のウエハの検査を終了する。
【００５４】
このようにして、ウエハＷ上のすべてのチップの検査が終了すると、ウエハＷの検査を終了し、検査済みのウエハＷをアンロードして、次に検査するウエハＷをロードして上記の動作を行う。
【００５５】
図３は、検査するチップのウエハＷ上の位置と導電性接触子５２との相対的な位置関係を示した図である。図３（ａ）〜（ｅ）は、それぞれ、ウエハＷ上の中央、左端、右端、上端、下端のチップを検査する場合を示している。
【００５６】
図３に示すように、ウエハチャック１８は、上述のようにウエハＷの検査するチップの電極（チップ表面電極）がプローブ２５の下に位置するように移動する。一方、導電性接触子５２はヘッドステージ２２に固定されているので、ウエハチャック１８が移動してもプローブ２５と導電性接触子５２との相対的な位置関係は変わらない。このため、検査するチップのウエハＷ上の位置６２が変化しても、その位置６２から導電性接触子５２が接触するステージ部材５０上の位置６０までの距離Ｓは常に一定である。
【００５７】
したがって、上述したウエハテストシステムによれば、検査するチップのウエハＷ上の位置に関係なく、チップ裏面電極からウエハチャック１８、配線部材６４、ステージ部材５０、及び導電性接触子５２を介してテスタ本体３１に接続される電気経路の長さが常に一定となるので、その電気経路における抵抗やインピーダンスの影響を受けることなく、高周波測定や動的測定を安定して行うことができ、ウエハレベル検査を高精度に行うことが可能となる。
【００５８】
また、ステージ部材５０は、ウエハチャック１８とは別体で分離され、ステージ部材５０のステージ面５０ａとウエハチャック１８の支持面１８ａは複数の配線部材６４を介して電気的に接続されるので、ステージ部材５０は、ウエハチャック１８から熱的に分離される。このため、ウエハレベル検査の際にウエハチャック１８を加熱、冷却する場合でも、ウエハチャック１８の温度変化がステージ部材５０に伝熱しにくく断熱効果が得られるので、エネルギー効率が良く、しかもステージ部材５０の熱変形が防止される。これにより、導電性接触子５２のステージ部材５０のステージ面５０ａに対する接触位置（Ｚ軸方向の位置）が変動することなく、常に所定圧力で導電性接触子５２がステージ部材５０のステージ面５０ａに当接することができる。したがって、ウエハチャック１８の温度変化による影響を受けることなく、ウエハレベル検査の測定精度や信頼性を高めることが可能となる。
【００５９】
また、ウエハチャック１８とステージ部材５０は別体で分離された構成となっているため、ウエハチャック１８については従来のものを再利用することが可能となり、設計期間・製造プロセスの短縮、設計労力の低減、コストの低減等を図ることが可能となる。
【００６０】
［浮遊インダクタンスを低減させるための構造］
上述したウエハテストシステムにおいては、チップ裏面電極がウエハチャック１８、ステージ部材５０、及び導電性接触子５２を介してテスタ本体３１に接続される構成を採用したことにより、上述した各種の作用効果を得ることができる。しかしながら、その一方で、チップ裏面電極と導電性接触子５２との距離（水平方向の距離）、すなわち、ウエハＷに対してプローブ２５が接触する位置（検査するチップの位置）６２とステージ部材５０に対して導電性接触子５２が接触する位置６０との間の距離（水平方向の距離）については、その構造上短くすることはできない。そのため、ウエハレベル検査において動的測定や静的測定の大電流測定が行われるとき、上記距離よる浮遊インダクタンスがウエハレベル検査で測定されたチップの測定波形に影響を与えてしまう問題がある。
【００６１】
そこで、本発明の実施形態であるウエハテストシステムでは、ウエハＷに対してプローブ２５が接触する位置６２とステージ部材５０に対して導電性接触子５２が接触する位置６０との間の距離によって生じる浮遊インダクタンスを低減させるための構造を採用している。
【００６２】
図４は、本発明の実施形態であるウエハテストシステムの構成例の要部を示した概略図である。図５は、図４に示したウエハテストシステムを上方から平面視したときの概略図である。なお、図５においては、ステージ部材５０及びウエハチャック１８と平板状配線部材７０との平面的な位置関係を分かりやすく説明するために、説明とは関係ない部分については図示を省略している。
【００６３】
図４及び図５に示すように、本実施形態のウエハテストシステムにおいては、導電性接触子５２とテスタ本体３１との間を電気的に接続するために、ヘッドステージ２２の下面（ステージ面５０ａの対向面）に配置された平板状配線部材７０を備えている。
【００６４】
平板状配線部材７０は、その延伸方向（図４及び図５の左右方向）に垂直な面による断面形状が長方形（断面長方形状）であり、断面円形状のワイヤ状の配線部材（例えば配線部材６４）の断面積よりもその断面積が大きく形成される。平板状配線部材７０は、例えば、銅（Ｃｕ）又はステンレス（ＳＵＳ）などからなる平板状の金属板によって構成される。
【００６５】
平板状配線部材７０は、ヘッドステージ２２の下面に沿って配設されており、ステージ部材５０（ステージ面５０ａ）及びウエハチャック１８（支持面１８ａ）に対向した位置に設けられる。すなわち、平板状配線部材７０は、ステージ面５０ａ及び支持面１８ａと平行かつ近接した位置に配置される。
【００６６】
平板状配線部材７０は、導電性接触子５２とテスタ本体３１との間を電気的に接続する配線部材の一部を構成するものであり、その一端は導電性接触子５２に電気的に接続される。そして、平板状配線部材７０は、導電性接触子５２が設けられる位置を起点として、ウエハチャック１８側に向かって延設される。平板状配線部材７０の他端は、プローブカード２４付近においてヘッドステージ２２を上下に貫通する貫通電極７２の下端に接続される。貫通電極７２の上端は、ヘッドステージ２２の上面に設けられたリード配線板（金属板）７４の一端に接続される。リード配線板７４の上面には、コンタクトリング３２を介してテスタ本体３１側の電極（不図示）に電気的に接続される電極７６（図５参照）が設けられる。これにより、導電性接触子５２とテスタ本体３１とが電気的に接続される。
【００６７】
なお、図５において、符号７８は、プローブカード２４の上面に設けられたプローブカード２４側の電極を示している。プローブカード２４側の電極は、各プローブ２５にそれぞれ対応して設けられており、コンタクトリング３２を介してテスタ本体３１側の電極（不図示）に電気的に接続される。これにより、プローブカード２４の各プローブ２５とテスタ本体３１とが電気的に接続される。
【００６８】
次に、本実施形態の作用効果について説明する。
【００６９】
本実施形態のウエハテストシステムでは、導電性接触子５２からテスタ本体３１（テスタ接続点）までの配線部材の一部として、ステージ面５０ａ及び支持面１８ａと平行かつ近接した位置に平板状配線部材７０が設けられる。これにより、チップ裏面電極からウエハチャック１８、ステージ部材５０、及び導電性接触子５２を介してテスタ本体３１までの電気経路（すなわち、チップ裏面電極からテスタ接続点までの電気経路）において、導電性接触子５２を折り返し点として、ステージ面５０ａと平行かつ近接した位置に配置された平板状配線部材７０がウエハチャック１８側に向かって延設された構成となり、平行平板型に近い形の構造を実現している。これにより、チップ裏面電極からウエハチャック１８及びステージ部材５０を経由して導電性接触子５２に向かう経路と、導電性接触子５２から平板状配線部材７０を経由してプローブカード２４付近まで向かう経路とで電流の向きが異なり磁束の向きが互いに打ち消し合い、浮遊インダクタンスを大幅に低減することが可能となる。
【００７０】
ここで、互いに平行に配置された平行平板型の構造においては、平行平板間の距離（間隔）をｄ、平行平板の幅をｗ、透磁率をμとしたとき、平行平板間に生じるインダクタンスＬは、次式（１）で示される。
【００７１】
Ｌ＝μｄ／ｗ  ・・・（１）
この式（１）から分かるように、平行平板間の距離ｄが短いほどインダクタンスＬは小さくなる。また、平行平板の幅ｗが広いほどインダクタンスＬは小さくなる。
【００７２】
したがって、本実施形態のウエハテストシステムによれば、チップ裏面電極からテスタ接続点までの電気経路において、上述したように、平板状配線部材７０によって平行平板型に近い構造を実現したことにより、浮遊インダクタンスを大幅に低減することが可能となる。
【００７３】
なお、平板状配線部材７０の幅ｗ（図５参照）は、浮遊インダクタンスを低減するためには、できるだけ大きい方がよい。例えば、図５に示すように、ウエハテストシステムを上方から平面視したとき、平板状配線部材７０の幅ｗを、断面円形状のワイヤ状の配線部材の外径よりも十分な大きさ、具体的には、ステージ部材５０（又はウエハチャック１８）の外径（直径）に対して１／５〜１倍（好ましくは１／２〜１倍）の大きさとすることが好ましい。
【００７４】
また、平板状配線部材７０とステージ面５０ａとの距離（間隔）は、浮遊インダクタンスを低減するためには、できるだけ小さい方がよい。
【００７５】
なお、平板状配線部材７０としては、フレキシブルプリント配線板やフレキシブルフラットケーブル、リジッドプリント配線基板などを用いてもよい。また、平板状配線部材７０には補強板（不図示）が取り付けられていてもよい。
【００７６】
また、本実施形態のウエハテストシステムでは、平板状配線部材７０はヘッドステージ２２の下面（ステージ面５０ａの対向面）に沿って配設されているが、例えば、図６に示すように、ヘッドステージ２２の下面にスペーサ部材８０を介して平板状配線部材７０が配設された構成も好ましく採用することができる。この構成によれば、本実施形態に比べて、平板状配線部材７０とステージ面５０ａとの距離をさらに近接させることができるので、浮遊インダクタンスをより一層低減させることができる。
【００７７】
また、本実施形態のウエハテストシステムでは、ステージ部材５０のステージ面５０ａとウエハチャック１８の支持面１８ａとの間を電気的に接続するステージ接続用配線部材の一例として、複数の配線部材６４（ワイヤ状の配線部材）を用いているが、これに限らず、例えば、図７に示すように、フレキシブルプリント配線板やフレキシブルフラットケーブルなどの平板状の可撓性配線部材８２を用いた構成も好ましく採用することができる。この構成によれば、本実施形態に比べて、平行平板型の構造により近づけることができるので、浮遊インダクタンスをより一層低減させることができる。また、ステージ部材５０のステージ面５０ａとウエハチャック１８の支持面１８ａとの間を可撓性配線部材８２を介して接続したことにより、ウエハＷのアライメントを行うときに、ステージ部材５０を固定したまま（回転させることなく）、ウエハチャック１８を回転させることが可能となる。
【００７８】
また、本実施形態のウエハテストシステムでは、ステージ部材５０はウエハチャック１８とは別体で分離された構成となっているが、これに限らず、ステージ部材５０をウエハチャック１８と一体的な構成としてもよい。例えば、図８及び図９に示すように、ウエハチャック１８を大判状に形成し、その一部をステージ部材５０として機能させてもよい。このようにステージ部材５０とウエハチャック１８とを一体的にした構成によれば、本実施形態に比べて、平行平板型の構造により近づけることができるので、浮遊インダクタンスをより一層低減させることができる。
【００７９】
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は、以上の例には限定されず、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、各種の改良や変形を行ってもよいのはもちろんである。以下、いくつかの変形例について説明する。
【００８０】
［変形例１］
上述した実施形態では、図２に示したように、ステージ部材５０のステージ面５０ａは、ウエハチャック１８の支持面１８ａと同形状かつ同面積であるが、少なくともウエハチャック１８の移動可能範囲において導電性接触子５２が常に接触可能なステージ面５０ａを有するものであれば異なる形状または面積であってもよい。例えば、ステージ部材５０のステージ面５０ａは、ウエハチャック１８の支持面１８ａと同じ平面形状（円形状）であって、その支持面１８ａよりも大きな面積を有する態様でもよい。この場合、平板状配線部材７０の幅は、ステージ部材５０のステージ面５０ａの平面形状に応じて適宜設定されることが好ましい。
【００８１】
［変形例２］
上述した実施形態では、ステージ部材５０のステージ面５０ａに接触可能な導電性接触子５２としてスプリングピンを用いたが、これに限らず、例えばカンチレバータイプや垂直針タイプなどのプローブカード状の接触子を用いてもよい。
【符号の説明】
【００８２】
１０…プローバ、１１…基台、１２…移動ベース、１３…Ｙ軸移動台、１４…Ｘ軸移動台、１５…Ｚ軸移動・回転部、１８…ウエハチャック、１８ａ…支持面、２２…ヘッドステージ、２４…プローブカード、２５…プローブ、３０…テスタ、３１…テスタ本体、３２…コンタクトリング、５０…ステージ部材、５０ａ…ステージ面、５２…導電性接触子、５３…連結部材、６４…配線部材、７０…平板状配線部材、７２…貫通電極、７４…リード配線板、７６…電極、７８…電極、８０…スペーサ部材、８２…可撓性配線部材
【図１】
2018146444.tif 000003
【図２】
2018146444.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
2018146444.tif 000009
【図８】
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【図９】
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【手続補正書】
【提出日】平成30年5月14日(2018.5.14)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
導電性の支持面を有するウエハチャックと、
前記支持面に対向する面に複数のプローブを有するプローブカードと、
前記支持面に対して平行に形成されると共に前記支持面に電気的に接続された導電性のステージ面を有し、前記ウエハチャックと一体的に移動するステージ部材と、
前記ステージ面に対向する位置に配置された導電性接触子と、
前記ステージ面と平行かつ近接した位置に配置され、一端が前記導電性接触子に電気的に接続され、前記ウエハチャック側に向かって延設された平板状配線部材と、
を備え、
前記ステージ部材と前記平板状配線部材とで形成された略平行平板構造を有する、
プローバ。
【請求項２】
前記プローブカードを保持するヘッドステージを有し、
前記平板状配線部材は、前記ヘッドステージの前記ステージ面に対向する面に沿って配設される、
請求項１に記載のプローバ。
【請求項３】
前記ヘッドステージと前記平板状配線部材との間にはスペーサ部材が設けられる、
請求項２に記載のプローバ。
【請求項４】
前記ステージ部材は、前記ウエハチャックとは分離して構成され、前記ステージ面と前記支持面とはステージ接続用配線部材を介して電気的に接続される、
請求項１から３のいずれか１項に記載のプローバ。
【請求項５】
前記ステージ接続用配線部材は、平板状の可撓性配線部材により構成される、
請求項４に記載のプローバ。
【請求項６】
前記ステージ部材は、前記ウエハチャックと一体的に構成される、
請求項１から３のいずれか１項に記載のプローバ。