(57)【要約】【課題】ウエハの電極とプローブとの正確な位置合わせをより確実に行うことができるプローバを提供する。【解決手段】プローバは、ウエハに形成された電極にプローブを接触させ、ウエハの検査を行うものであり、電極とプローブとの相対的な位置合わせを行うためにプローブを撮像する下部撮像ユニット２０と、下部撮像ユニット２０とは別に設けられ、下部撮像ユニット２０の高さの基準となる基準面からのプローブの先端の高さを検出する高さ検出ユニット３０と、高さ検出ユニット３０での検出結果に基づいて、プローブの先端と下部撮像ユニット２０の距離を調整すると共に、上記距離が調整された後の下部撮像ユニット２０で撮像したプローブの撮像データに基づいて、プローブの先端と下部撮像ユニット２０の距離を補正するＺ方向移動ユニット１３を備える。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ウエハに形成された電極にプローブを接触させて検査を行うプローバであって、
前記ウエハの電極と前記プローブとの相対的な位置合わせを行うために前記プローブの先端位置を検出するプローブ位置検出カメラと、
前記プローブ位置検出カメラとは別に設けられ、前記プローブ位置検出カメラの高さの基準となる基準面からの前記プローブの先端の高さを検出するプローブ高さ検出器と、
前記プローブ高さ検出器での検出結果に基づいて、前記プローブの先端と前記プローブ位置検出カメラの距離を調整する調整機構と、
前記調整機構により前記距離が調整された後の前記プローブ位置検出カメラで撮像した前記プローブの撮像データに基づいて、前記プローブの先端と前記プローブ位置検出カメラの距離を補正する補正機構と、
を備えることを特徴としているプローバ。
【請求項２】
前記プローブ高さ検出器は、高さ方向に移動可能に構成され前記プローブの先端に接触する接触部を有し、
前記基準面からの前記プローブの先端の高さは、前記接触部に前記プローブの先端が接触したときの当該接触部の高さであることを特徴とする請求項１に記載のプローバ。
【請求項３】
前記調整機構は、前記距離が予め定められた前記プローブ位置検出カメラのワーキングディスタンスとなるように調整することを特徴とする請求項１または２に記載のプローバ。
【請求項４】
前記補正機構は、互いに異なる複数の前記プローブの撮像データに基づいて、前記プローブの先端と前記プローブ位置検出カメラの距離を補正することを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載のプローバ。
【請求項５】
前記調整機構は、前記補正機構としても機能することを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載のプローバ。
【請求項６】
ウエハに形成された電極にプローブを接触させて検査を行うプローバであって、
前記プローブの先端位置を検出するプローブ位置検出カメラと、
前記プローブ位置検出カメラの高さの基準となる基準面からの前記プローブの先端の高さを検出するプローブ高さ検出器と、
前記プローブ高さ検出器での検出結果に基づいて、前記プローブの先端と前記プローブ位置検出カメラの距離を調整する調整機構と、
前記プローブ位置検出カメラでの検出結果に基づいて、前記調整機構により調整された後の前記プローブの先端と前記プローブ位置検出カメラの距離を補正する補正機構と、
を備えることを特徴としているプローバ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体ウエハ等のウエハに形成された電極にプローブを接触させ、上記ウエハの検査を行うプローバに関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体製造プロセスでは、半導体ウエハ上に所定の回路パターンを持つ多数の半導体デバイスが形成される。形成された半導体デバイスは、電気的特性等の検査が行われ、良品と不良品とに選別される。半導体デバイスの電気的特性の検査は、各半導体デバイスが分割される前の半導体ウエハの状態で、プローバを用いて行われる。プローバには、多数のプローブを有するプローブカードが設けられている。プローバを用いた検査では、プローブカードに設けられた各プローブが載置台上のウエハ表面の電極に接触するように、プローブと電極とを位置合わせしてから、プローブカードとウエハとを近づける。そして、各電極にプローブを適度な針圧で接触させた状態で、各プローブを介してウエハすなわち半導体デバイスに電気信号を供給し、各プローブを介して半導体デバイスから出力された電気信号に基づいて、当該半導体デバイスが不良品か否かを選別する。
【０００３】
上述のようなプローバでは、適切な針圧でプローブをウエハ表面の電極に接触させること等を目的として、プローブの先端の高さを検出する。プローブの先端の高さの検出方法として、プローブと電極の位置合わせ用のカメラでプローブの先端を撮像し、撮像結果からプローブの先端の高さを算出する方法がある。
【０００４】
また、特許文献１のプローバでは、プローブと接触する荷重センサがウエハの載置台の側方に設けられており、荷重センサを移動させることにより荷重センサとプローブとを接触させ、荷重センサの移動量に基づいて、プローブの先端の高さを検出する。そして、この特許文献１のプローバでは、荷重センサで検出したプローブの先端の高さに基づいた高さに、プローブと電極の位置合わせ用のカメラを移動させて、該カメラでの撮像結果に基づいて、プローブと電極の位置合わせを行う。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特許第４４５１４１６号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかし、特許文献１のように、荷重センサで検出したプローブの先端の高さに基づいた高さに上記位置合わせ用のカメラを移動させると共に該カメラでの撮像結果に基づいてプローブと電極との位置合わせを行う場合、正確に位置合わせを行うことができないことがある。具体的には、プローブカードには複数のプローブが設けられており、プローブカードが傾いている場合等においては、荷重センサで検出されるのは最も下に位置するプローブの先端である。また、プローブカードが傾いていない場合でも、製造誤差により各プローブの先端位置にばらつきがある。したがって、カメラの位置を、荷重センサで検出したプローブの先端の高さに基づいた位置、例えば、上記検出した高さから当該カメラのワーキングディスタンス分離間した位置にすると、カメラの撮像対象のプローブによっては大幅にピントからずれ当該プローブの位置を正確に検出できないため、プローブと電極との位置合わせを正確に行うことができない。
【０００７】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、ウエハの電極とプローブとの正確な位置合わせをより確実に行う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】
【０００８】
上記課題を解決する本発明は、ウエハに形成された電極にプローブを接触させて検査を行うプローバであって、前記ウエハの電極と前記プローブとの相対的な位置合わせを行うために前記プローブの先端位置を検出するプローブ位置検出カメラと、前記プローブ位置検出カメラとは別に設けられ、前記プローブ位置検出カメラの高さの基準となる基準面からの前記プローブの先端の高さを検出するプローブ高さ検出器と、前記プローブ高さ検出器での検出結果に基づいて、前記プローブの先端と前記プローブ位置検出カメラの距離を調整する調整機構と、前記調整機構により前記距離が調整された後の前記プローブ位置検出カメラで撮像した前記プローブの撮像データに基づいて、前記プローブの先端と前記プローブ位置検出カメラの距離を補正する補正機構と、を備えることを特徴としている。
【０００９】
本発明によれば、プローブの先端とプローブ位置検出カメラの距離がプローブ高さ検出器での検出結果に基づいた値となる位置に調整されたプローブ位置検出カメラで、プローブを撮像し、その撮像データに基づいて、プローブの先端とプローブ位置検出カメラの距離を補正するため、合焦度の高い撮像結果に基づいて、プローブと電極との位置合わせを行うことができる。
【００１０】
前記プローブ高さ検出器は、高さ方向に移動可能に構成され前記プローブの先端に接触する接触部を有し、前記基準面からの前記プローブの先端の高さは、前記接触部に前記プローブの先端が接触したときの当該接触部の高さであってもよい。
【００１１】
前記調整機構は、前記距離が予め定められた前記プローブ位置検出カメラのワーキングディスタンスとなるように調整してもよい。
【００１２】
前記補正機構は、互いに異なる複数の前記プローブの撮像データに基づいて、前記プローブの先端と前記プローブ位置検出カメラの距離を補正してもよい。
【００１３】
１つの機構が、前記調整機構として機能すると共に前記補正機構として機能してもよい。
【００１４】
別な観点による本発明は、ウエハに形成された電極にプローブを接触させて検査を行うプローバであって、前記プローブの先端位置を検出するプローブ位置検出カメラと、前記プローブ位置検出カメラの高さの基準となる基準面からの前記プローブの先端の高さを検出するプローブ高さ検出器と、前記プローブ高さ検出器での検出結果に基づいて、前記プローブの先端と前記プローブ位置検出カメラの距離を調整する調整機構と、前記プローブ位置検出カメラでの検出結果に基づいて、前記調整機構により調整された後の前記プローブの先端と前記プローブ位置検出カメラの距離を補正する補正機構と、を備えることを特徴としている。
【発明の効果】
【００１５】
本発明のプローバによれば、より正確に位置合わせを行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の実施の形態にかかるプローバの外観構成を示す斜視図である。
【図２】プローバが備える本体の内部構造の概略を示す斜視図である。
【図３】本発明の実施の形態にかかる検査処理の撮像ユニット位置合わせ工程の説明図である。
【図４】本発明の実施の形態にかかる検査処理の高さ検出ユニット高さ取得工程の説明図である。
【図５】本発明の実施の形態にかかる検査処理のプローブ先端高さ検出工程の説明図である。
【図６】本発明の実施の形態にかかる検査処理の粗位置決め工程の説明図である。
【図７】本発明の実施の形態にかかる検査処理の高精度位置決め工程の説明図である。
【図８】本発明の実施の形態にかかる検査処理の高精度位置決め工程の他の説明図である。
【図９】本発明の実施の形態にかかる検査処理の電極位置情報取得工程の説明図である。
【図１０】本発明の実施の形態にかかる検査処理の電気的検査工程の説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、本発明の実施形態について、図面を参照しながら説明する。なお、本明細書および図面において、実質的に同一の機能構成を有する要素においては、同一の符号を付することにより重複説明を省略する。
【００１８】
図１は、本発明の実施の形態にかかるプローバ１００の外観構成を示す斜視図である。図２は、図１のプローバ１００が備える後述の本体１の内部構造の概略を示す斜視図である。
【００１９】
プローバ１００は、ウエハＷに形成された半導体デバイス等のデバイス（図示せず）の電気的特性の検査を行うものである。プローバ１００は、図１に示すように本体１と、この本体１に隣接して配置されるローダー部２と、本体１を覆うように配置されるテストヘッド３とを備えている。
【００２０】
本体１は、内部が空洞の筐体であり、ウエハＷを載置するステージ５を収容する。本体１の天井部１ａには、開口部１ｂが形成されている。開口部１ｂは、ステージ５に載置されたウエハＷの上方に位置しており、この開口部１ｂに、略円板状のプローブカードホルダ（図示せず）が係合する。このプローブカードホルダは、図２の円板状のプローブカード４を保持するものであり、プローブカード４は、このプローブカードホルダによって、ステージ５に載置されたウエハＷと対向して配置される。
【００２１】
ローダー部２は、搬送容器であるフープ（図示せず）に収容されているウエハＷを取り出して本体１のステージ５へ搬送する。また、ローダー部２は、デバイスの電気的特性の検査が終了したウエハＷをステージ５から受け取り、フープへ収容する。
【００２２】
テストヘッド３は、直方体形状を有し、本体１に設けられたヒンジ機構６によって上方向へ回動可能に構成されている。テストヘッド３は、上方から本体１を覆った状態で、図示しないコンタクトリングを介してプローブカード４と電気的に接続される。テストヘッド３は、プローブカード４から伝送されるデバイスの電気的特性を示す電気信号を測定データとして記憶するとともに、測定データに基づいてデバイスの電気的な欠陥の有無を判定する機能を有している。
【００２３】
図２に示すように、ステージ５は、基台１０上に配置されており、図中のＸ方向に沿って移動するＸ方向移動ユニット１１と、図中のＹ方向に沿って移動するＹ方向移動ユニット１２と、図中に示すＺ方向に沿って移動するＺ方向移動ユニット１３とを有している。
【００２４】
Ｘ方向移動ユニット１１は、Ｘ方向に延伸するガイドレール１４に沿って、ボールねじ１１ａの回動によってステージ５をＸ方向に高精度に移動させる。ボールねじ１１ａは、モータ（図示せず）によって回動される。また、このモータに組み合わされたエンコーダ（図示せず）によってステージ５の移動量の検出が可能となっている。
【００２５】
Ｙ方向移動ユニット１２は、Ｙ方向に延伸するガイドレール１５に沿って、ボールねじ１２ａの回動によってステージ５をＹ方向に高精度に移動させる。ボールねじ１２ａは、モータ１２ｂによって回動される。また、このモータ１２ｂに組み合わされたエンコーダ１２ｃによってステージ５の移動量の検出が可能となっている。
【００２６】
以上の構成によって、Ｘ方向移動ユニット１１とＹ方向移動ユニット１２は、ステージ５を、水平面に沿い、互いに直交するＸ方向とＹ方向に移動させる。
【００２７】
Ｚ方向移動ユニット１３は、図示しないモータ及びエンコーダを有し、ステージ５をＺ方向に沿って上下に移動させるとともに、その移動量を検出できるようになっている。Ｚ方向移動ユニット１３は、ステージ５をプローブカード４へ向けて移動させて、ウエハＷに形成されているデバイスの電極とプローブとを当接させる。また、ステージ５は、図示しないモータによって、Ｚ方向移動ユニット１３の上において、図中のθ方向に回転自在に配置されている。このＺ方向移動ユニット１３は、後述の高さ検出ユニット３０での検出結果に基づいて、後述のプローブ４ａと後述の下部撮像ユニット２０の距離を調整し、また、調整された後のプローブ４ａと下部撮像ユニット２０の距離を、下部撮像ユニット２０での検出結果に基づいて補正する。
【００２８】
プローブカード４は、ステージ５と対向する面に多数のプローブ４ａ（図５参照）を備えている。プローバ１００では、ステージ５を水平方向（Ｘ方向、Ｙ方向、θ方向）及び鉛直方向（Ｚ方向）に移動させることによって、プローブカード４及びウエハＷの相対位置を調整し、ウエハＷに形成されたデバイスのパッド等の電極とプローブ４ａとを当接させる。テストヘッド３は、プローブカード４の各プローブ４ａを介してデバイスに検査電流を流す。プローブカード４は、デバイスの電気的特性を示す電気信号をテストヘッド３に伝送する。テストヘッド３は、伝送された電気信号を測定データとして記憶し、検査対象のデバイスの電気的な欠陥の有無を判定する。なお、プローブ４ａは、デバイスの電極に当接し電気的に接続するものであれば、どのような形状であってもよい。
【００２９】
また、本体１の内部には、下部撮像ユニット２０と、高さ検出ユニット３０とが配置されている。
【００３０】
下部撮像ユニット２０は、プローブカード４に形成されたプローブ４ａを撮像する。この下部撮像ユニット２０は、例えばＣＭＯＳ（Complementary Metal Oxide Semiconductor）カメラやＣＣＤ（Charge
Coupled Device）カメラ等から構成されるカメラ（図示せず）と、上記カメラの撮像対象から当該カメラに光を導く光学系（図示せず）とを有する。下部撮像ユニット２０は、上記カメラによって、プローブカード４に形成されたプローブ４ａを撮像し、その画像データすなわち撮像データを生成する。生成された撮像データは、例えば、ウエハＷ上の電極とプローブ４ａとの位置合わせに用いられる。言い換えると、下部撮像ユニット２０は、ウエハＷに形成された電極とプローブ４ａとの相対的な位置合わせを行うためにプローブカード４に形成されたプローブ４ａの先端位置を検出するプローブ位置検出カメラとして機能する。なお、下部撮像ユニット２０で生成された撮像データは後述の制御部７に出力される。
【００３１】
高さ検出ユニット３０は、下部撮像ユニット２０とは別に設けられ、該下部撮像ユニット２０の高さの基準となる基準面からのプローブ４ａの先端の高さを検出するためのプローブ高さ検出器である。高さ検出ユニット３０は、プローブ４ａの針圧を検出する接触部としての荷重センサ３１と、該荷重センサ３１を支持する支持台３２と、荷重センサ３１をＺ軸方向に沿って移動させる、すなわち昇降させる昇降機構３３とを有する。なお、高さ検出ユニット３０の荷重センサ３１での検知結果は後述の制御部７に出力される。
【００３２】
上述の下部撮像ユニット２０及び高さ検出ユニット３０は、ステージ５に固定されており、ステージ５とともにＸ方向、Ｙ方向及びＺ方向に移動する。
【００３３】
また、本体１の内部には、鉛直方向に関するステージ５とプローブカード４との間の位置に、上部撮像ユニット４０が配置されている。上部撮像ユニット４０は、ステージ５上に載置されたウエハＷに形成されたデバイスの電極等を撮像する。上部撮像ユニット４０は、図示しない駆動部によって、図２のＹ方向に移動可能に構成されている。
【００３４】
上部撮像ユニット４０は、ウエハＷ等を撮像するものである。この上部撮像ユニット４０は、ＣＭＯＳカメラやＣＣＤカメラ等から構成されるカメラ（図示せず）と、上記カメラの撮像対象から当該カメラに光を導く光学系（図示せず）とを有する。上部撮像ユニット４０は、上記カメラによって、ウエハＷ表面に形成されたデバイスの電極を撮像し、その画像データを生成する。生成された画像データは後述の制御部７に出力される。
【００３５】
また、プローバ１００は、当該プローバ１００の制御を行う制御部７を備える。制御部７は、例えばコンピュータであり、プログラム格納部（図示せず）を有している。プログラム格納部には、上述の各撮像ユニット２０、４０や高さ検出ユニット３０、各移動ユニット１１〜１３などを制御して、プローバ１００におけるウエハＷの電極とプローブ４ａの位置合わせ処理を含むウエハＷの検査処理を制御するプログラムが格納されている。なお、前記プログラムは、例えばコンピュータ読み取り可能なハードディスク（ＨＤ）、フレキシブルディスク（ＦＤ）、コンパクトディスク（ＣＤ）、マグネットオプティカルデスク（ＭＯ）、メモリーカードなどのコンピュータに読み取り可能な記憶媒体に記録されていたものであって、その記憶媒体から制御部７にインストールされたものであってもよい。
【００３６】
次に、図３〜図１０を参照しながら、プローバ１００を用いたウエハＷに対する検査処理の一例について説明する。図３〜図１０は、本実施の形態の検査処理の各工程を説明する説明図である。図３〜図１０では、ステージ５、下部撮像ユニット２０、検出ユニット３０、上部撮像ユニット４０、プローブカード４（プローブ４ａ）及びウエハＷの位置関係を模式的に示している。
【００３７】
（１．ウエハ搬送工程）
本実施形態の検査処理では、例えば、まず、ローダー部２のフープからウエハＷを取り出してステージ５に搬送する。図示は省略するが、ウエハＷの表面には、電気的検査の対象となるデバイスが形成されている。
【００３８】
（２．撮像ユニット位置合わせ工程）
次に、下部撮像ユニット２０と上部撮像ユニット４０との位置合わせを行う。具体的には、まず、図３に示すように、上部撮像ユニット４０及び下部撮像ユニット２０をプローブセンタ、すなわち、プローブカード４の中心の真下へ移動させる。そして、ステージ５を介して下部撮像ユニット２０を移動させ、不図示のターゲットマーク等を用いて、下部撮像ユニット２０の合焦面と上部撮像ユニット４０の合焦面を一致させる。これにより、下部撮像ユニット２０と上部撮像ユニット４０との位置合わせが完了となる。位置合わせ完了後のステージ５のＸ、Ｙ、Ｚ座標は不図示の記憶部に記憶される。
【００３９】
（３．プローブ高さ検出工程）
続いて、高さ検出ユニット３０を用いたプローブカード４のプローブ４ａの基準面からの高さの検出が行われる。なお、上記基準面は、下部撮像ユニット２０等の高さの基準となる面であり、例えば、ステージ５が設けられているＸ方向移動ユニット１１の上面である。以下の説明では、基準面とはＸ方向移動ユニット１１の上面を意味する。ただし、基準面は、この例に限られず、例えばプローブカード４の下面であってもよいし、プローブ４とステージ５が接触するときの該ステージ５の上面であってもよく、下部撮像ユニット２０等の高さの基準となる面であれば、特に限定されない。
【００４０】
（３．１．  高さ検出ユニット高さ取得工程）
プローブ高さ検出工程ではまず、プローブ４ａの高さを検出する位置（以下、高さ検出位置）に高さ検出ユニット３０を移動させ、該高さ検出位置における高さ検出ユニット３０の上面の基準面からの高さを検出する。具体的には、図４に示すように、ステージ５を介して高さ検出ユニット３０を、プローブセンタに位置する上部撮像ユニット４０の真下へ移動させる。これと共に、昇降機構３３を介して高さ検出ユニット３０の荷重センサ３１を上端まで上昇させて、荷重センサ３１の上面をステージ５の上面より高く位置させる。その後、ステージ５を介して高さ検出ユニット３０を昇降させ、上部撮像ユニット４０の焦点が荷重センサ３１の上面に合うようにさせる。このときのステージ５のＺ座標が、荷重センサ３１の上面の基準面からの高さとして、記憶部に記憶される。
【００４１】
（３．２．  プローブ先端高さ検出工程）
上記高さ検出ユニット高さ取得工程に続いて、プローブ４ａの先端の高さを、高さ検出ユニット３０を用いて検出する。具体的には、図５に示すように、上部撮像ユニット４０をプローブセンタから退避させた後、プローブセンタに位置する荷重センサ３１をステージ５を介して上昇させ、荷重センサ３１の上面をプローブ４ａの先端に接触させる。接触したことにより荷重センサ３１で所定の荷重が検出されると、荷重センサ３１の上昇は停止される。制御部７は、このときのステージ５のＺ座標と、高さ検出ユニット高さ取得工程で取得した高さ検出ユニット３０の高さに基づいて、プローブ４ａの先端の基準面からの高さを算出する。
【００４２】
（４．下部撮像ユニット位置決め工程）
そして、プローブ４ａの先端に対する下部撮像ユニット２０のＺ軸方向にかかる位置決めを行う。
【００４３】
（４．１．粗位置決め工程）
下部撮像ユニット位置決め工程では、まず、高さ検出ユニット３０での検出結果に基づいて、具体的には、高さ検出ユニット３０での検出結果を用いてされたプローブ４ａの先端の基準面からの高さに基づいて、下部撮像ユニット２０のＺ軸方向にかかる粗位置決めを行う。例えば、まず、図６に示すように、昇降機構３３を介して荷重センサ３１を下降させると共に、ステージ５を介して下部撮像ユニット２０をプローブセンタに移動させる。このとき、ステージ５を介して下部撮像ユニット２０は上方にも移動される。そして、プローブ先端高さ検出工程で算出されたプローブ４ａの先端の基準面からの高さに基づいて、プローブ４ａ（例えばプローブカード４の中心に位置するプローブ４ａ）の先端と下部撮像ユニット２０の距離が下部撮像ユニット２０の予め記憶されたワークディスタンスと一致するようにする。
【００４４】
（４．２．高精度位置決め工程）
次いで、下部撮像ユニット２０での撮像結果に基づいて、プローブ４ａの先端と下部撮像ユニット２０の距離を補正し、プローブ４ａの先端に対する下部撮像ユニット２０のＺ軸方向にかかる高精度の位置決めを行う。具体的には、まず、図７に示すように、ステージ５を介して下部撮像ユニット２０をＸＹ平面内で移動させ、複数のプローブ４ａのうちの予め定められたプローブ４ａ（図の例では一端部のプローブ４ａ）を下部撮像ユニット２０で撮像する。そして、その撮像データに基づいて、具体的には、その撮像画像の合焦度に基づいて、上記予め定められたプローブ４ａの先端と下部撮像ユニット２０の距離を算出する。さらに、図８に示すように、ステージ５を介して下部撮像ユニット２０をＸＹ平面内で移動させ、複数のプローブ４ａのうちの別のプローブ４ａ（図の例では他端部のプローブ４ａ）を下部撮像ユニット２０で撮像する。その撮像データに基づいて、上記別のプローブ４ａの先端と下部撮像ユニット２０の距離を算出する。
【００４５】
そして、上記予め定められたプローブ４ａの先端と下部撮像ユニット２０の距離と、上記別のプローブ４ａの先端と下部撮像ユニット２０の距離とを平均する。そしてまた、ステージ５を介して下部撮像ユニット２０をＺ方向に移動させて、プローブカード４の中心に位置するプローブ４ａの先端と下部撮像ユニット２０の距離が、上述の平均した値となるように補正する。このときのステージ５のＺ座標と下部撮像ユニット２０のワーキングディスタンスとから、プローブ４ａの先端の基準面からの高さが再算出される。
【００４６】
なお、本例では、高精度位置決め工程において、複数のプローブ４ａのうち２本を撮像しその撮像結果をプローブ４ａの先端の基準面からの高さの再算出に用いているが、１本または３本以上のプローブ４ａを撮像しその撮像結果に基づいて上記再算出を行うようにしてもよい。
【００４７】
（５．プローブＸＹ位置情報取得工程）
上記高精度位置決め工程後、下部撮像ユニット２０によりプローブ４ａのＸＹ平面内での位置を検出する。具体的には、ステージ５を介して下部撮像ユニット２０をＸＹ平面内で移動させ、プローブ４ａとウエハＷの電極の位置合わせの基準となるプローブ４ａ（以下、基準プローブ４ａ）の中心と下部撮像ユニット２０の撮像画像における中心とが一致するようにする。このときのステージ５のＸ座標及びＹ座標値が基準プローブ４ａのＸＹ平面内での位置情報となる。なお、基準プローブ４ａは予め定められており、基準プローブ４ａの本数は複数であってもよい。また、上記高精度位置決め工程と、下部撮像ユニット２０によりプローブ４ａのＸＹ平面内での位置を検出する工程は同一工程内に行ってもよい。
【００４８】
（６．電極位置情報取得工程）
また、上部撮像ユニット４０での撮像結果に基づいて、ウエハＷの電極であってプローブ４ａと電極の位置合わせの基準となる電極（以下、基準電極）の位置を検出する。なお、基準電極は例えば予め定められており、基準電極の数は複数であってもよい。
【００４９】
電極位置情報取得工程では、例えば、まず、図９に示すように、ステージ５を下方に移動させた後、上部撮像ユニット４０をプローブセンタに移動させ、ステージ５上のウエハＷが上部撮像ユニット４０の下方に位置するようにする。次に、上部撮像ユニット４０によりウエハＷを撮像させ、制御部７は、撮像結果に基づいて、例えば画像認識により、基準電極の位置を判定する。そして、制御部７は、例えば、基準電極の中心のＸＹＺ座標を算出し、不図示の記憶部に記憶する。
【００５０】
電極位置情報取得工程までの工程により、ウエハＷ上の複数の基準位置とプローブ４ａとの相対位置を、上記各座標から正確に把握できる。つまり、プローブ４ａとウエハＷの電極との位置合わせを正確に行うことができる。上記各座標は、例えば、ステージ５が所定の標準位置に位置する場合に対するＸ、Ｙ、Ｚ方向のそれぞれのエンコーダのパルス数によって管理することができる。なお、基準位置情報取得工程は、上記プローブ高さ検出工程の前に実施してもよい。
【００５１】
（７．電気的検査工程）
プローブ４ａとウエハＷの電極との位置合わせ後、ウエハＷ上の電極とプローブ４ａとを接触させて、該電極を含むデバイスの電気特性を検査する。
具体的には、プローブＸＹ位置情報取得工程で得られた基準プローブ４ａのＸＹ座標と、電極位置情報取得工程で得られた基準電極のＸＹ座標に基づき、図１０に示すように、ステージ５をＸ、Ｙ方向に移動させ、プローブ４ａそれぞれとウエハＷの電極とのＸＹ平面における位置合わせを行う。その後、高精度位置決め工程において再算出された、プローブ４ａの先端の基準面からの高さと、電極位置情報取得工程で得られた基準電極のＺ座標に基づき、ステージ５をＺ方向に移動させることにより、プローブ４ａを所定の針圧で電極に接触させて、デバイスの電気的特性を検査する。以後、全てのデバイスについての検査が完了するまで上述の処理を繰り返す。
【００５２】
この後に、針痕検査を行ってもよい。
【００５３】
以上のように、本実施形態にかかるプローバ１００は、高さ検出ユニット３０での検出結果に基づく位置に移動された下部撮像ユニット２０によりプローブ４ａを撮像し、その撮像画像の合焦度に基づいて、下部撮像ユニット２０とプローブ４ａの距離を補正する。補正後に下部撮像ユニット２０によりプローブ４ａを撮像すると、補正前に比べてより合焦度の高い撮像画像が得られるため、撮像結果に基づくプローブ４ａの高さ方向とは垂直な方向の位置すなわちＸＹ平面における位置をより正確に検出することができる。したがって、プローブ４ａとウエハＷの電極との位置合わせをより正確に行うことができる。
【００５４】
また、本実施形態では、１つのＺ方向移動ユニット１３が、高さ検出ユニット３０での検出結果に基づいてプローブ４ａの先端と下部撮像ユニット２０の距離を調整する調整機構として機能すると共に、該調整機構により上記距離が調整された後の下部撮像ユニット２０で撮像したプローブの撮像データに基づいて、プローブの先端と下部撮像ユニット２０の距離を補正する補正機構として機能する。したがって、制御が複雑とならず、また、プローバ１００の小型化及び低コスト化が可能となる。ただし、上記調整機構と上記補正機構とは別体としてもよい。
【００５５】
なお、プローブ４ａの位置情報の取得は、上述の例では、電気的特性の検査の度に行うようになっていたが、プローブカード４の交換がされたときにのみ行うようにしてもよい。
【００５６】
また、上述の高精度位置決め工程において、上述の例とは異なり、下部撮像ユニット２０でプローブ４ａを動画で撮像するよう構成し、ステージ５を介して下部撮像ユニット２０を昇降させ下部撮像ユニット２０の焦点が当該工程における撮像対象のプローブ４ａの先端に合うようにし、焦点があったときのステージ５のＺ座標に基づいて、下部撮像ユニット２０の高精度位置決めを行うようにしてもよい。
【００５７】
なお、以上の説明では、検査対象の電極は、パッドであるとしたが、バンプ電極であってもよい。
【００５８】
また、ウエハとしては、半導体ウエハに限らず、例えば液晶表示装置に用いるガラス基板に代表されるフラットパネルディスプレイ用などであってもよい。
【００５９】
以上、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施の形態について説明したが、本発明はかかる例に限定されない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された思想の範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。
【産業上の利用可能性】
【００６０】
本発明は、ウエハに形成された電極にプローブを接触させて上記ウエハを検査する技術に有用である。
【符号の説明】
【００６１】
１００  プローバ
１  本体
２  ローダー部
３  テストヘッド
４  プローブカード
４ａ  プローブ
５  ステージ
７  制御部
１０  基台
１１  Ｘ方向移動ユニット
１２  Ｙ方向移動ユニット
１３  Ｚ方向移動ユニット
２０  下部撮像ユニット
３０  高さ検出ユニット
３１  荷重センサ
３２  支持台
３３  昇降機構
４０  上部撮像ユニット
【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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【図１０】
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