(57)【要約】【課題】１枚ずつプローブ検査する場合に、ウエハチャックのＺ軸に大きな圧力を印加すること無しに、ウエハ上の全チップの同時プローブ検査が可能なプローバの実現。【解決手段】テスタの各端子をウエハ上に形成された半導体装置半の電極パッドに接続するプローバであって、複数の突起状プローブ53を有する可撓性プローブカード50を保持するプローブカード保持部23と、ウエハチャック16と、可撓性プローブカードとウエハチャックの間の内部空間をシールするシーリング機構56,57と、シーリング機構によりシールされる内部空間内の圧力を変化させる圧力調整機構61-63と、を備え、内部空間内を減圧することにより、可撓性プローブカードの内部空間と反対側の空間との圧力差により、可撓性プローブカードをウエハWに押し付ける。【選択図】図４
2011091262.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ウエハ上に形成された半導体装置を電気的に検査するため、テスタの各端子を前記半導体装置の電極パッドに接続するプローバであって、
前記半導体装置の電極パッドに接触して前記電極パッドを前記テスタの端子に接続する複数の突起状プローブを有する可撓性プローブカードを保持するプローブカード保持部と、
前記ウエハを保持するウエハチャックと、
前記プローブと前記電極パッドとの接触部分を含む前記可撓性プローブカードと前記ウエハチャックの間の内部空間をシールするシーリング機構と、
前記シーリング機構によりシールされる前記内部空間内の圧力を変化させる圧力調整機構と、を備え、
前記内部空間内を減圧することにより、前記可撓性プローブカードの前記内部空間と反対側の空間との圧力差により、前記可撓性プローブカードを前記ウエハに押し付けることを特徴とするプローバ。
【請求項２】
前記可撓性プローブカードは、
前記複数の突起状プローブが設けられた可撓性フィルムと、
前記可撓性フィルムの周囲の固着される剛性リング部材と、を備える請求項１に記載のプローバ。
【請求項３】
前記シーリング機構は、
可撓性シーリング部材と、
前記可撓性シーリング部材を上下移動する移動機構と、を備え、
前記プローブと前記電極が接触した状態で、前記可撓性シーリング部材が上昇して前記可撓性プローブカードに接触することにより、前記内部空間がシールされる請求項１または２に記載のプローバ。
【請求項４】
前記シーリング機構は、可撓性シーリング部材を備え、
前記プローブと前記電極パッドが接触すると、前記可撓性シーリング部材が前記可撓性プローブカードの前記剛性リング部材に接触することにより、前記内部空間がシールされる請求項１に記載のプローバ。
【請求項５】
前記プローブカード保持部は、プローブを有する非可撓性プローブカードを保持可能である請求項１から４のいずれか１項に記載のプローバ。
【請求項６】
前記圧力調整機構は、前記内部空間の圧力を大気圧より高くすることが可能である請求項１から５のいずれか１項に記載のプローバ。
【請求項７】
可撓性プローブカードを取り付けたプローバを使用して、テスタの各端子をウエハ上に形成された半導体装置の電極パッドに接続して半導体装置を電気的に検査するプローブ検査方法であって、
前記プローバのウエハチャックに、前記ウエハをロードして保持し、
前記ウエハ上の半導体装置の電極パッドと前記可撓性プローブカードの複数の突起状プローブの位置関係を検出して位置合わせを行い、
前記複数の突起状プローブと前記電極パッドを接触させるように前記可撓性プローブカードと前記ウエハチャックの相対位置を変化させて、前記複数の突起状プローブと前記電極パッドとの接触部分を含む前記可撓性プローブカードと前記ウエハチャックの間の内部空間をシールし、
シールした前記内部空間内を減圧することにより、前記可撓性プローブカードの前記空間と反対側の空間との圧力差により、前記可撓性プローブカードを前記ウエハに押し付け、
前記テスタにより前記半導体装置を電気的に検査し、
検査終了後前記シールした前記内部空間内を常圧に戻し、
前記内部空間のシールを解き、前記複数の突起状プローブと前記電極パッドを離すように、前記可撓性プローブカードと前記ウエハチャックの相対位置を変化させ、
前記ウエハチャックから前記ウエハをアンロードする、ことを特徴とするプローブ検査方法。
【請求項８】
前記シールした前記内部空間内を常圧に戻す前に、一時的に前記内部空間内を常圧より高い圧力にする請求項７に記載のプローブ検査方法。
【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半導体装置（チップまたはダイ）の電気的な検査を行うプローバおよびプローブ検査方法に関し、特に可撓性プローブカードを使用可能にしたプローバおよびプローブ検査方法に関する。
【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、複数のチップ（ダイ）状の半導体（デバイス）を形成する。各半導体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、プローバとテスタを組み合わせたウエハテストシステムで行われる。プローバは、ウエハをステージに固定し、各チップの電極パッドにプローブカードのプローブを接触させる。テスタは、プローブに接続される端子から、電源および各種の試験信号を供給し、チップの電極に出力される信号をテスタで解析して正常に動作するかを確認する。ここでは、このような検査をプローブ検査と称する。
【０００３】
図１は、一般的なウエハテストシステムの概略構成を示す図である。ウエハテストシステムは、プローバ１０とテスタ３０とで構成される。図示のように、プローバ１０は、ウエハＷを保持するウエハチャック１６と、ウエハチャック１６をＺ軸方向に移動すると共にＺ軸を中心として回転するＺ軸移動・回転部１５と、プローブの位置を検出するプローブ位置検出カメラ１８と、プローブ位置検出カメラ１８をＺ軸方向に移動するカメラ移動機構１７と、Ｚ軸移動・回転部１５及びカメラ移動機構１７を支持してＸ軸方向に移動する（Ｘ軸）移動台１４と、Ｘ軸移動台１４を支持してＹ軸方向に移動するＹ軸移動台１３と、Ｙ軸移動台１３を支持する移動ベース１２と、移動ベース１２を支持する基台１１と、基台１１に支持される支柱１９及び２０と、支柱１９及び２０に支持されるヘッドステージ２１と、図示していない支柱に設けられたウエハアライメントカメラ２２と、ヘッドステージ２１に設けられたカードホルダ２３と、を有する。カードホルダ２３には、プローブカード２４が取り付けられる。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。プローブカード２４は、検査するデバイスの電極配置に応じて配置されたプローブ２５を有し、検査するデバイスに応じて交換される。プローブ位置検出カメラ１８はプローブの配置及び高さ位置を検出し、ウエハアライメントカメラ２２はウエハＷ上の半導体装置（チップまたはダイ）の電極パッドの位置を検出する。
【０００４】
テスタ３０は、テストヘッド３１と、テストヘッド３１に設けられたコンタクトリング３２とを有する。プローブカード２４には各プローブに接続される端子が設けられており、コンタクトリング３２はこの端子に接触するように配置されたコンタクトを有する。テストヘッド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。
【０００５】
検査を行う場合には、プローブ位置検出カメラ１８がプローブ２５の下に位置するように、移動台１４を移動させ、カメラ移動機構１７でプローブ位置検出カメラ１８をＺ軸方向に移動して焦点を合わせ、プローブ位置検出カメラ１８でプローブ２５の先端位置を検出する。プローブ２５の先端の水平面内の位置（Ｘ及びＹ座標）はカメラの座標により検出され、垂直方向の位置はカメラの焦点位置で検出される。このプローブ２５の先端位置の検出は、プローブカード２４を交換した時にはかならず行う必要があり、プローブカード２４を交換しない時でも所定個数のチップを測定するごとに適宜行われる。なお、プローブカード２４には、数千本以上ものプローブ２５が設けられており、すべてのプローブ２５の先端位置を検出せずに、通常は特定のプローブの先端位置を検出する。
【０００６】
次に、図１において破線で示すように、ウエハチャック１６に検査するウエハ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２２の下に位置するように、Ｘ軸移動台１４を移動させ、ウエハＷ上の半導体チップの電極パッドの位置を検出する。１チップのすべての電極パッドの位置を検出する必要はなく、いくつかの電極パッド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パッドを検出する必要はなく、いくつかのチップの電極パッドの位置が検出される。
【０００７】
次に、上記のようにして検出したプローブ２５の配列及び電極パッドの配列に基づいて、プローブ２５の配列方向と電極パッドの配列方向が一致するように、Ｚ軸移動・回転部１５によりウエハチャック１６を回転した後、検査するチップの電極パッドがプローブ２５の下に位置するようにウエハチャック１６をＸ軸方向及びＹ軸方向に移動し、Ｚ軸移動・回転部１５によりウエハチャック１６をＺ軸方向に上昇させて、電極パッドをプローブ２５に接触させて上昇を停止する。この状態でテスタ３０から電源及び信号を供給して検査を行う。
【０００８】
プローバについては、特許文献１などに記載されており、広く知られているので、これ以上の説明は省略する。
【０００９】
半導体製造工程においては、製造コスト低減のためにスループットの向上が強く求められており、集積度の向上、ウエハの大口径化などが進められている。また、プローブ検査においてもスループット向上のため、１回の接触動作で複数のチップ（ダイ）を同時に検査するマルチプロービングが行われている。近年、１度に検査するチップ数は益々増加し、ウエハ上のすべてのチップを同時に検査する試みも行われている。
【００１０】
上記のように、集積度が向上し、１度に検査するチップ数が増加するため、プローブカードのプローブ本数も増加しており、例えば、３００００本のプローブを有するプローブカードなどが検討されている。プローブが電極パッドに接触する場合、すべてのプローブが十分に小さな接触抵抗で電極パッドに接触する必要があり、プローブは電極パッドにある程度以上の荷重で接触する。例えば、１本のプローブ当たり１０ｇの荷重とすると、３００００本のプローブを有するプローブカードを使用する場合には、総荷重３００ｋｇがウエハチャックに印加されることになる。従って、ウエハチャックのＺ軸移動・回転部１５は、Ｚ軸３００ｋｇの荷重に耐えることが要求される。そのため、ウエハチャックの移動機構は大型化し、高コストになるという問題が生じる。
【００１１】
半導体装置の集積度の向上に伴って１チップ当たりの電極パッド数が増加、マルチプロービング時の同時検査チップ数の増加、特にウエハ上の全チップの同時プローブ検査の要求、さらにウエハの大口径化などのために、プローブカードのプローブ本数は益々増加する傾向にあるが、ウエハチャックの移動機構の点から、この要求に応えるのが難しくなっている。
【００１２】
一方、半導体装置の検査においては、高温または低温などの通常とは異なる環境条件で長時間動作させるバーイン試験が行われる。バーイン試験をチップごとに行ったのでは試験費用が膨大となるため、ウエハ状態でバーイン試験を行うことにより、バーイン試験コストを低減することが非特許文献１および特許文献２に記載されている。非特許文献１および特許文献２の記載のバーイン試験では、ウエハ上の電極パッドと対応する位置にプローブを有する可撓性絶縁性薄膜よりなるプローブカードと、プローブカードとの間でシール構造を形成するウエハトレイと、を備えるウエハカセットを使用する。プローブは、バンプ形状を有する。ウエハをウエハカセット内に保持し、プローブカードのプローブを電極パッドに位置合わせした後、プローブカードとウエハトレイの間を減圧する。プローブカードとウエハトレイの間の内部空間はシール構造によりシールされ、内部を減圧するとプローブカードは可撓性があるので、大気圧と内部空間の圧力差によりプローブカードはウエハに押し当てられる。この圧力差は、プローブカードの可撓性絶縁性薄膜の全面に均一に印加されるので、全プローブは比較的均一な圧力で電極パッドに押し当てられる。内部空間を減圧した状態を維持すれば、プローブと電極パッドが接触した状態が維持される。バーイン試験では、ウエハを保持し、プローブカードでシールしたウエハカセットを所定の温度条件に保持して試験を行う。
【００１３】
図２は、可撓性絶縁性薄膜よりなるプローブカード４０の構成例を示す図である。プローブカード４０は、ポリイミド製などの可撓性を有するフレキシブル基板４１を、剛性を有するリング状部材４２に貼り合わせ、加熱収縮して張力歪を発生させることにより、太鼓状に張られた構造を有する。
【００１４】
図３は、非特許文献１および特許文献２に記載されたウエハカセット、およびそれを使用してプローブ試験を行う方法を示す図である。
【００１５】
図３の（Ａ）は、ウエハカセットの構成を示す図である。ここでは、図示の都合で各部材の厚さを大きく示しているが、実際の部材は非常に薄いものである。図３の（Ａ）に示すように、ウエハカセットは、フレキシブル基板４１と、リング状部材４２と、ウエハトレイ４５と、ウエハトレイ４５に設けられたシール部材４６と、を備える。フレキシブル基板４１のウエハＷの電極パッドと対向する部分には、全チップの電極パッドに対応して複数のバンプ状のプローブが形成されている。ここでは、バンプ状のプローブ群をまとめて参照番号４３で示している。プローブはバンプ状であるため、プローブが電極パッドに接触した状態で、隣接するプローブの間には空間が形成される。フレキシブル基板４１の周辺部には、テスタのコンタクトリング３２の端子３４と接触するコンタクト電極が形成される。ここでは、コンタクト電極群をまとめて参照番号４４で示している。フレキシブル基板４１の表面および内部には、プローブ４３とコンタクト電極４４を接続する配線が形成されている。
【００１６】
シール部材４６は、環状の弾性部材であり、フレキシブル基板４１に接触することにより、内部空間４７をシールする。図示していないが、ウエハトレイ４５には、内部空間４７を真空ポンプなどの空圧源に接続するための経路と、経路を遮断するためのバルブが設けられている。内部空間４７をシールした状態で、空圧源により内部空間４７の圧力を減圧した後バルブで経路を遮断することにより、内部空間４７を減圧状態に保持できる。
【００１７】
ウエハカセットに保持されたウエハＷ上のチップを検査するには、図３の（Ｂ）に示すように、コンタクト電極４４に対応して配置されたコンタクト３４を有するコンタクトリング３２およびテスタをヘッドステージ２１に固定する。ウエハカセットをウエハチャック１６上に固定し、コンタクト電極４４とコンタクト３４の位置関係を検出し、ウエハチャック１６を、コンタクト電極４４がコンタクト３４の直下に位置するように移動した後上昇させて、コンタクト電極４４をコンタクト３４に接触させる。この状態で内部空間４７を減圧することにより、全プローブが均一な接触圧力で電極パッドに押し当てられ、テスタが電気的な検査を行える状態になる。
【００１８】
なお、図３の（Ｂ）では、シール部材４６がフレキシブル基板４１に接触する例を示したが、シール部材４６がリング状部材４２に接触して内部空間をシールする場合もある。
【００１９】
非特許文献１および特許文献に記載された可撓性プローブカードを使用する構成では、シールされる内部空間と外部との圧力差によりプローブを電極パッドに押し当てるため、ウエハチャックのＺ軸には大きな圧力が印加されることはない。この構成を使用することにより、前述のウエハ上の全チップの同時プローブ検査を、ウエハチャックのＺ軸に大きな圧力を印加せずに実現できる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００２０】
【特許文献１】特開２００４−０３９７５２号公報
【特許文献２】特許第３４５６８７７号
【非特許文献】
【００２１】
【非特許文献１】日経マイクロデバイス（１９９７年７月号１２９ページ）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００２２】
しかし、非特許文献１および特許文献に記載された構成では、バーイン試験をウエハ単位で行うためウエハカセットを使用し、ウエハがあらかじめウエハカセットに収容され、プローブと電極パッドが接触した状態で内部空間が減圧されていることが必要である。図１に示したような１枚ずつプローブ検査するウエハテストシステムで、ウエハカセットを使用するのはコスト増になるだけでなく、検査工程が複雑になり、スループットが低下するという問題が生じる。
【００２３】
また、すでに１枚ずつプローブ検査するプローバが多数使用されており、そのようなプローバにおいてもウエハ上の全チップの同時プローブ検査が望まれているが、既存のウエハチャックのＺ軸に印加する圧力を増加させることは許されない。
【００２４】
本発明は、１枚ずつプローブ検査する場合に、ウエハチャックのＺ軸に大きな圧力を印加すること無しに、ウエハ上の全チップの同時プローブ検査が可能なプローバおよびプローブ検査方法の実現を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００２５】
上記課題を解決するため、本発明のプローバおよびプローブ検査方法は、プローバに可撓性プローブカードを保持可能にすると共に、プローブと電極パッドとの接触部分を含む可撓性プローブカードとウエハチャックの間の内部空間をシールするシーリング機構を設ける。
【００２６】
すなわち、本発明のプローバは、ウエハ上に形成された半導体装置を電気的に検査するため、テスタの各端子を前記半導体装置の電極パッドに接続するプローバであって、前記半導体装置の電極パッドに接触して前記電極パッドを前記テスタの端子に接続する複数の突起状プローブを有する可撓性プローブカードを保持するプローブカード保持部と、前記ウエハを保持するウエハチャックと、前記プローブと前記電極パッドとの接触部分を含む前記可撓性プローブカードと前記ウエハチャックの間の内部空間をシールするシーリング機構と、前記シーリング機構によりシールされる前記内部空間内の圧力を変化させる圧力調整機構と、を備え、前記内部空間内を減圧することにより、前記可撓性プローブカードの前記内部空間と反対側の空間との圧力差により、前記可撓性プローブカードを前記ウエハに押し付けることを特徴とする。
【００２７】
可撓性プローブカードは、例えば、複数の突起状プローブが設けられた可撓性フィルムと、可撓性フィルムの周囲の固着される剛性リング部材と、を備える。
【００２８】
シーリング機構は、例えば、可撓性シーリング部材と、可撓性シーリング部材を上下移動する移動機構と、を備え、プローブと電極が接触した状態で、可撓性シーリング部材が上昇して可撓性プローブカードに接触することにより内部空間がシールされる。
【００２９】
シーリング機構は、例えば、可撓性シーリング部材を備え、プローブと電極パッドが接触すると、可撓性シーリング部材が可撓性プローブカードの剛性リング部材に接触する形状を有することにより、内部空間がシールされる。
【００３０】
プローブカード保持部は、可撓性プローブカードを保持可能であると共に、プローブを有する非可撓性プローブカードも保持可能であることが望ましい。
【００３１】
圧力調整機構は、内部空間の圧力を大気圧より高くすることが可能であり、これにより可撓性プローブカードとウエハの引き離しが容易になる。
【００３２】
また、本発明のプローブ検査方法は、可撓性プローブカードを取り付けたプローバを使用して、テスタの各端子をウエハ上に形成された半導体装置の電極パッドに接続して半導体装置を電気的に検査するプローブ検査方法であって、前記プローバのウエハチャックに、前記ウエハをロードして保持し、前記ウエハ上の半導体装置の電極パッドと前記可撓性プローブカードの複数の突起状プローブの位置関係を検出して位置合わせを行い、前記複数の突起状プローブと前記電極パッドを接触させるように前記可撓性プローブカードと前記ウエハチャックの相対位置を変化させて、前記複数の突起状プローブと前記電極パッドとの接触部分を含む前記可撓性プローブカードと前記ウエハチャックの間の内部空間をシールし、シールした前記内部空間内を減圧することにより、前記可撓性プローブカードの前記空間と反対側の空間との圧力差により、前記可撓性プローブカードを前記ウエハに押し付け、前記テスタにより前記半導体装置を電気的に検査し、検査終了後前記シールした前記内部空間内を常圧に戻し、前記内部空間のシールを解き、前記複数の突起状プローブと前記電極パッドを離すように、前記可撓性プローブカードと前記ウエハチャックの相対位置を変化させ、前記ウエハチャックから前記ウエハをアンロードする、ことを特徴とする。
【００３３】
シールした内部空間内を常圧に戻す前に、一時的に内部空間内を常圧より高い圧力にすることが望ましい。
【発明の効果】
【００３４】
本発明によれば、１枚ずつプローブ検査する場合に、ウエハチャックのＺ軸に大きな圧力を印加すること無しに、ウエハ上の全チップの同時プローブ検査が可能になる。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】図１は、プローバとテスタでウエハ上の半導体装置（チップ）を検査する一般的なウエハテストシステムの基本構成を示す図である。
【図２】図２は、可撓性絶縁性薄膜よりなるプローブカードの構成例を示す斜視図である。
【図３】図３は、可撓性プローブカードを使用するウエハカセット、およびそれを使用してプローブ試験を行う方法を示す図である。
【図４】図４は、本発明の第１実施形態のプローバの構成および動作を示す図である。
【図５】図５は、第１実施形態のプローバのシーリング機構の詳細を示す図である。
【図６】図６は、第１実施形態のプローバにおける、可撓性プローブカードと非可撓性プローブカードの両方が保持可能なカードホルダを示す図である。
【図７】図７は、第１実施形態におけるプローブ検査の動作手順を示すフローチャートである。
【図８】図８は、第１実施形態におけるプローブ検査の動作手順を示す図である。
【図９】図９は、第２実施形態のプローバの構成を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００３６】
実施形態のプローバは、図１に示した一般的なプローバに類似した構成を備えるが、従来の非可撓性プローブカードに加えて可撓性プローブカードも使用可能にしたことが異なる。ここでは、従来例のプローバと異なることについてのみ説明する。
【００３７】
図４は、本発明の第１実施形態のプローバにおけるプローブカード保持部周辺の構成および動作を示す図である。
【００３８】
図４に示すように、第１実施形態のプローバは可撓性プローブカードを装着可能に構成されている。可撓性プローブカード５０は、フレキシブル基板５１と、剛性を有するリング状部材５２と、バンプ状のプローブ群５３と、コンタクト電極群５４と、を備え、図２および図３を参照して説明したのと類似の構成を有する。可撓性プローブカード５０は、プローブカード保持部２３に装着可能であり、テスタのコンタクトリング３２の端子３４が、コンタクト電極群５４に接触される。図４では、リング状部材５２をプローブカード保持部２３に載置するように示しているが、可撓性プローブカードのプローブカード保持部２３への取り付け方法は、各種の変形例が可能である。
【００３９】
プローバのウエハチャック１６には、シーリング機構が設けられる。シーリング機構は、ウエハチャック１６に沿って移動可能なリング状移動部材５６と、リング状移動部材５６の上に設けられた弾性を有するリング状シール部材５７と、を備える。第１実施形態のプローバは、さらに、空圧源６１と、電空レギュレータ６２と、センサ６３と、を備える。リング状移動部材５６に設けられた流路口は、電空レギュレータ６２に接続されている。リング状シール部材５７がフレキシブル基板５１に接触してフレキシブル基板５１とウエハチャック１６の間に形成されるシールされた内部空間は、空圧源６１および電空レギュレータ６２により内部の圧力が変化可能、特に減圧状態および加圧状態にすることが可能なように構成されている。センサ６３は、この内部空間の圧力を検出し、所定の値になっているか確認する。
【００４０】
可撓性プローブカードは、プローブカード保持部２３にあらかじめ装着されている。リング状移動部材５６を下方に移動した状態で、ウエハＷがウエハチャック１６上にロードされ、真空吸着により固定される。前述のアライメント・針合わせ動作が行われ、ウエハＷの電極パッドとプローブ群５３との位置関係が検出される。検出した位置関係に基づいて、対応する電極パッドがプローブの直下に位置するように、ウエハチャック１６を移動し、図４の（Ａ）に示す状態になる。
【００４１】
この状態で、ウエハチャック１６が上昇すると、対応する電極パッドがプローブに接触するので、これを電気的に検出して、ウエハチャック１６の上昇を停止する。次に、リング状移動部材５６を上昇すると、リング状シール部材５７がフレキシブル基板５１に接触し、フレキシブル基板５１とウエハチャック１６の間にシールされた内部空間が形成される。そして電空レギュレータ６２を動作させ、内部空間の圧力を低下させると、フレキシブル基板５１には大気圧と減圧された内部空間の圧力の差圧が印加される。これにより、フレキシブル基板５１はウエハＷに押し付けられ、フレキシブル基板５１のバンプ状プローブが電極パッドに押し当てられる。この時、フレキシブル基板５１はリング状シール部材５７にも押し付けられ、リング状シール部材５７が変形して内部空間の密閉度はさらに向上する。
【００４２】
バンプ状のプローブは、独立した突起が電極パッドに対応して配置されており、ウエハＷに押し当てられた状態でも、隣接するプローブとの間は空間が形成される。このため、大気圧と内部空間の圧力差は、フレキシブル基板５１の全面で一様に働くので、プローブは均一な接触圧で対応する電極パッドに接触する。
【００４３】
図５は、第１実施形態におけるシーリング機構の詳細を示す図であり、（Ａ）はリング状移動部材５６およびリング状シール部材５７が下方に位置する状態を示し、（Ｂ）はリング状移動部材５６およびリング状シール部材５７が上方に位置し、フレキシブル基板５１に接触している状態を示す。
【００４４】
図５に示すように、ウエハチャック１６は、３個の部分１６Ａ、１６Ｂおよび１６Ｃで構成されるが、これに限定されず各種の変形例が可能であり、ここではまとめてウエハチャック１６として扱う。
【００４５】
リング状移動部材５６は、２個のリング状部材５６Ａおよび５６Ｂを有する。リング状部材５６Ａと５６Ｂは、リング状スペーサ６０を介して取り付けられ、厚さの異なるリング状スペーサ６０を使用することにより、リング状部材５６Ａの上面位置をウエハＷの厚さに応じて変更可能なように構成されている。
【００４６】
リング状部材５６Ｂは、ウエハチャック１６の側面に保持されている。ウエハチャック１６には、リング状部材５６Ｂの複数部分に連結された複数（例えば４個）のシリンダが設けられている。各シリンダは、移動機構を有するベース６５と、移動軸６６と、連結部材６７と、を有し、リング状部材５６Ｂの複数部分を同期して上下動させる。
【００４７】
リング状シール部材５７は、リング状部材５６Ａの上面に設けられており、リング状部材５６Ａが上方に移動すると、フレキシブル基板５１に接触するように構成されている。また、ウエハチャック１６の突出した部分１６Ａの下面には、リング状シール部材５８が設けられており、リング状部材５６Ｂが上方に移動すると接触するように構成されている。これにより、リング状シール部材５７がフレキシブル基板５１に接触し、リング状シール部材５８がリング状部材５６Ｂに接触した状態では、フレキシブル基板５１、リング状シール部材５７、５８、リング状部材５６Ａ、５６Ｂおよびウエハチャック１６により囲まれる内部空間は、シールされ密閉された空間になる。
【００４８】
第１実施形態のプローバにおいて、可撓性プローブカード５０を装着した状態を示したが、図６に示すように、図１に示した非可撓性プローブカード２４を装着することも可能である。非可撓性プローブカード２４は、バネ性を有する多数の導電性プローブ２５を有する。また、可撓性プローブカード５０との高さ位置を合わせるため、プローブカード保持部２３と接触する部分に高さ調整用スペーサ２７を設けるようにしてもよい。
【００４９】
図７は、第１実施形態のプローバを使用してウエハテストシステムにおける検査動作を示すフローチャートである。この検査動作は、可撓性プローブカード５０があらかじめ装着されている状態で行う。非可撓性プローブカードを装着した場合は従来例と同じなので説明は省略する。また、図８は、この動作に伴うウエハチャックと可撓性プローブカード５０の部分の状態の変化を示す図である。以下、図７および図８を参照して、第１実施形態のプローバを使用した検査動作を説明する。
【００５０】
ステップ１０１では、ウエハチャック１６上に検査するウエハをロードし固定する。
【００５１】
ステップ１０２では、アライメントおよび針合わせ処理を行い、ウエハの電極パッドとプローブとの位置関係を検出し、検出した位置関係に基づいて、電極パッドが対応するプローブの下に位置するようにウエハチャック１６を移動する。（図８の（Ａ））
ステップ１０３では、ウエハチャック１６を上昇して、電極パッドをプローブに接触（コンタクト）させる。（図８の（Ｂ））
ステップ１０４では、シリンダを動作させてシーリング機構を上昇させ、内部空間をシール（密閉）する。（図８の（Ｃ））
ステップ１０５では、密閉された内部空間を減圧する。この時、例えば、最初は緩やかな減圧速度で減圧し、フレキシブル基板５１にある程度以上圧力がかかった状態で高い減圧速度にして所定の圧力まで減圧する。
【００５２】
ステップ１０６では、テスタからウエハＷの各チップに電源およびテスト信号を供給し、チップから出力される信号を検出して電気的な動作検査を行う。
【００５３】
ステップ１０７では、密閉された内部空間の減圧を解除、具体的には内部空間に大気圧を導入する。なお、この時に、大気圧を導入するだけではフレキシブル基板５１からウエハＷを離す時の抵抗が大きい場合があるので、内部空間に大気圧より若干高い圧力を導入するようにしてもよい。
【００５４】
ステップ１０８では、シリンダを動作させてシーリング機構を降下させ、内部空間を開放する。（図８の（Ｄ））
ステップ１０９では、ウエハチャック１６を降下する。（図８の（Ｅ））
ステップ１１０では、検査済ウエハＷの固定を解除し、ウエハチャック１６から検査済ウエハＷをアンロードする。
【００５５】
図９は、本発明の第２実施形態で使用する可撓性プローブカード、および可撓性プローブカードにウエハチャック１６に保持したウエハＷを接触させた状態を示す図である。
【００５６】
図９の（Ａ）に示すように、第２実施形態で使用する可撓性プローブカードは、剛性を有するリング状部材５２’の形状が、第１実施形態で使用するものと異なる。リング状部材５２’は、プローブカード保持部に接触する部分の内側の部分が厚くなっており、下側に突き出している。
【００５７】
図９の（Ｂ）に示すように、ウエハチャック１６に設けられるシーリング機構は、第１実施例と同様に、リング状シール部材５７’を有するが、リング状シール部材５７’を支持するリング状移動部材５６’は固定で上下に移動しない。ウエハＷを保持したウエハチャック１６を上昇させ、バンプ状のプローブ５３に電極パッドが接触する直前に、リング状シール部材５７’がリング状部材５２’の表面に接触し、ウエハチャック１６がさらに上昇してリング状シール部材５７’が変形し、内部空間がシールされた状態でプローブ５３に電極パッドが接触する。リング状シール部材５７’は、剛性のあるリング状部材５２’の表面に接触するので、この接触によりリング状部材５２’およびフレキシブル基板５１が変形することはない。電極パッドがプローブ５３に接触した状態で内部空間を減圧すると、プローブ５３が電極パッドに所定の圧力で接触する。
【００５８】
第２実施例の他の部分の構成および動作は第１実施例と同じなので、これ以上の説明は省略する。
【００５９】
以上、本発明の実施例を説明したが、各所の変形例が可能であるのはいうまでもない。
【産業上の利用可能性】
【００６０】
本発明は、ウエハごとにプローブ検査を行うプローバ、テストシステムに適用可能である。
【符号の説明】
【００６１】
１６    ウエハチャック
２４    非可撓性プローブカード
２５    プローブ
５０    可撓性プローブカード
５１    フレキシブル基板
５２    リング状部材５２
５３    バンプ状のプローブ（群）
５４    コンタクト電極（群）
５６    リング状移動部材
５７    リング状シール部材
６１    空圧源
６２    電空レギュレータ
６３    センサ
Ｗ    ウエハ
【図１】
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【図２】
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【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】
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【図８】
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【図９】
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