(57)【要約】【課題】Ｘ軸、Ｙ軸の移動ステージにヨーイングがあっても、プローブニードルと電極パッドの接触が正しく行えるプローバの実現。【解決手段】プローバであって、ウエハWを保持するウエハチャック16と、Ｚ軸移動・回転機構15を搭載し、Ｘ軸方向の移動を行うＸ軸移動ステージ14と、Ｘ軸移動ステージのＹ軸方向の移動を行うＹ軸移動ステージ13と、Ｙ軸移動ステージを移動支持するベース12と、Ｙ軸移動ステージの上面にＸ軸移動ステージの移動方向に平行に設けられた第１と第２のリニアスケール42,43と、Ｘ軸移動ステージに取り付けられた第１と第２のリニアスケールにそれぞれ対向するヘッドを備えたアームと、を備え、第１及び第２リニアスケールの読取値から、ウエハチャックのＸ軸方向の移動に伴うＸＹ軸平面での回転量を検出する。【選択図】図４
2008117968.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ウエハ上に形成されたデバイスの動作を電気的に検査するため、テスタの各端子を前記デバイスの電極にプローブニードルを介して接続するプローバであって、
前記ウエハを保持するウエハチャックと、
前記ウエハチャックのＺ軸移動・回転機構を搭載し、Ｘ軸方向の移動を行うＸ軸移動ステージと、
前記Ｘ軸移動ステージのＹ軸方向の移動を行うＹ軸移動ステージと、
前記Ｙ軸移動ステージを移動支持するベースと、
前記Ｙ軸移動ステージの上面に、前記Ｘ軸移動ステージの移動方向に平行に設けられ、熱膨張率の低い部材で構成された第１と第２のリニアスケールと、
前記Ｘ軸移動ステージに取り付けられ、前記第１と第２のリニアスケールにそれぞれ対向するヘッドを備えたアームと、を備え、
前記第１のリニアスケールの読取値と前記第２のリニアスケールの読取値から、前記ウエハチャックのＸ軸方向の移動に伴うＸＹ軸平面での回転量を検出することを特徴とするプローバ。
【請求項２】
前記Ｚ軸移動・回転機構により、検出したＸ軸方向の移動に伴うＸＹ軸平面での回転量分だけ、前記ウエハチャックの回転位置を補正する請求項１に記載のプローバ。
【請求項３】
前記ウエハチャックのＸ軸方向の移動量は、前記第１のリニアスケールの読取値を前記第２のリニアスケールの読取値で補正することにより検出する請求項１または２に記載のプローバ。
【請求項４】
前記第１と第２のリニアスケールが、１枚のスケール板の上に形成されている請求項１から３のいずれか１項に記載のプローバ。
【請求項５】
前記ベースの上面に、前記Ｙ軸移動ステージの移動方向に平行に設けられ、熱膨張率の低い部材で構成された第３と第４のリニアスケールと、
前記Ｙ軸移動ステージに取り付けられ、前記第３と第４のリニアスケールにそれぞれ対向するヘッドを備えたアームと、をさらに備え、
前記第３のリニアスケールの読取値と前記第４のリニアスケールの読取値から、前記ウエハチャックのＹ軸方向の移動に伴うＸＹ軸平面での回転量を検出する請求項１から４のいずれか１項にプローバ。
【請求項６】
前記Ｚ軸移動・回転機構により、検出したＹ軸方向の移動に伴うＸＹ軸平面での回転量分だけ、前記ウエハチャックの回転位置を補正する請求項５に記載のプローバ。
【請求項７】
前記ウエハチャックのＹ軸方向の移動量は、前記第３のリニアスケールの読取値を前記第４のリニアスケールの読取値で補正することにより検出する請求項５または６に記載のプローバ。
【請求項８】
前記第３と第４のリニアスケールが、１枚のスケール板の上に形成されている請求項５から７のいずれか１項に記載のプローバ。
【請求項９】
ウエハ上に形成されたデバイスの動作を電気的に検査するため、テスタの各端子を前記デバイスの電極にプローブニードルを介して接続するプローバであって、
前記ウエハを保持するウエハチャックと、
前記ウエハチャックのＺ軸移動・回転機構を搭載し、Ｘ軸方向の移動を行うＸ軸移動ステージと、
前記Ｘ軸移動ステージのＹ軸方向の移動を行うＹ軸移動ステージと、
前記Ｙ軸移動ステージを移動支持するベースと、
前記ベースの上面に、前記Ｙ軸移動ステージの移動方向に平行に設けられ、熱膨張率の低い部材で構成された第１と第２のリニアスケールと、
前記Ｙ軸移動ステージに取り付けられ、前記第１と第２のリニアスケールにそれぞれ対向するヘッドを備えたアームと、を備え、
前記第１のリニアスケールの読取値と前記第２のリニアスケールの読取値から、前記ウエハチャックのＹ軸方向の移動に伴うＸＹ軸平面での回転量を検出することを特徴とするプローバ。
【請求項１０】
前記Ｚ軸移動・回転機構により、検出したＹ軸方向の移動に伴うＸＹ軸平面での回転量分だけ、前記ウエハチャックの回転位置を補正する請求項９に記載のプローバ。
【請求項１１】
前記ウエハチャックのＹ軸方向の移動量は、前記第３のリニアスケールの読取値を前記第４のリニアスケールの読取値で補正することにより検出する請求項９または１０に記載のプローバ。
【請求項１２】
前記第３と第４のリニアスケールが、１枚のスケール板の上に形成されている請求項９から１１のいずれか１項に記載のプローバ。
【請求項１３】
ウエハ上に形成されたデバイスの動作を電気的に検査するため、テスタの各端子を前記デバイスの電極にプローブニードルを介して接続するプローバであって、
前記ウエハを保持するウエハチャックと、
前記ウエハチャックのＺ軸移動・回転機構を搭載し、Ｘ軸方向の移動を行うＸ軸移動ステージと、
前記Ｘ軸移動ステージのＹ軸方向の移動を行うＹ軸移動ステージと、
前記Ｙ軸移動ステージを移動支持するベースと、
前記Ｘ軸移動ステージ及び前記Ｙ軸移動ステージの移動を制御する移動制御部と、を備え、
前記移動制御部は、前記Ｘ軸移動ステージ及び／又は前記Ｙ軸移動ステージの移動位置に応じたＸＹ軸平面での回転量をあらかじめ記憶した補正テーブルを備え、Ｘ軸方向及び／又はＹ軸方向の移動位置に応じて、ＸＹ軸平面での回転量分だけ、前記ウエハチャックの回転位置を補正するように前記Ｚ軸移動・回転機構を制御することを特徴とするプローバ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体ウエハ上に形成された複数の半導体チップ（以後ダイという）の電気的特性の検査を行うために、半導体テスタ（以後単にテスタという）の端子をダイの電極パッドに接続するウエハプロービングマシン（以後プローバという）に関し、特に、ダイを移動させるプローバのステージに、周囲の熱の影響などでヨーイングが発生しても、ウエハチャックの回転量を正確に検出して補正できるプローバに関するものである。
【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が施されて、半導体装置であるデバイスをそれぞれ有する複数のダイが形成される。各ダイは電気的特性が検査され、その後ダイサーで各個に切り離された後、リードフレーム等に固定されて組み立てられる。このような各ダイ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。
【０００３】
プローバは、搭載したプローブカードを経由してテスタに接続され、ウエハチップにプローブニードルを当てることによって各ダイの電気的特性の試験を行うように構成されている。ウエハはウエハチャックに固定され、各ダイの電極パッドにプローブニードルが接触させられる。テスタからは、プローブニードルに接続される端子に、電源および各種の試験信号が供給され、ダイの電極に出力される信号がテスタによって検出され、テスタ側でこの信号が解析されて各ダイが正常に動作するかが確認される。
【０００４】
図１は、ウエハテストシステム１００の概略構成を示す図である。ウエハテストシステム１００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、ウエハチャック１６、Ｚ軸移動・回転部１５、プローブニードル位置検出カメラ１８、カメラ移動機構１７、Ｘ軸移動ステージ１４、Ｙ軸移動ステージ１３、ベース１２、架台１１、支柱１９と２０、ヘッドステージ２１、ウエハアライメントカメラ２２、カードホルダ２３、及びプローブカード２４を有する。
【０００５】
ウエハチャック１６は、複数のダイが形成されたウエハＷを保持するものであり、このウエハチャック１６は、Ｚ軸移動・回転部１５によりＺ軸方向に移動すると共に、Ｚ軸を中心として回転する。プローブニードル位置検出カメラ１８は、プローブニードル２５の位置を検出するものであり、カメラ移動機構１７の上に取り付けられている。カメラ移動機構１７は、プローブニードル位置検出カメラ１８をＺ軸方向に移動するものである。Ｚ軸移動・回転部１５とカメラ移動機構１７はＸ軸移動ステージ１４の上に取り付けられており、Ｘ軸移動ステージ１４はこれらを支持してＸ軸方向に移動する。
【０００６】
Ｘ軸移動ステージ１４は、これを支持してＹ軸方向に移動するＹ軸移動ステージ１３の上に設けられており、Ｙ軸移動ステージ１３はベース１２の上に支持されている。更に、ベース１２は架台１１の上に設置されている。そして、ベース１２の上に設けられた支柱１９及び２０により、ウエハチャック１６の上方にヘッドステージ２１が支持されている。このヘッドステージ２１には、プローブカード２４を有するカードホルダ２３が取り付けられている。なお、ウエハアライメントカメラ２２は、図示していない支柱によってベース１２上に支持されており、ウエハＷの上面を撮影する。
【０００７】
なお、以上のように構成された移動・回転機構の動作については広く知られているので、ここではその説明を省略する。プローブカード２４は、検査するデバイス（ダイ）の電極配置に応じて配置されたプローブニードル２５を有しており、検査するデバイスに応じて交換される。プローブニードル位置検出カメラ１８はプローブニードル２５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上のダイの電極パッドの位置を撮影して検出する。
【０００８】
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とを備えている。プローブカード２５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スプリングプローブを有する。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。
【０００９】
図２は、図１のプローバ１０の架台１１の上にある主要部の斜視図であり、図１と同じ構成部材には同じ符合が付されている。ベース１２の上には平行に２本のガイドレール１が設けられており、Ｙ軸移動ステージ１３はこのガイドレール１の上を移動可能になっている。ベース１２の上の２本のガイドレール１の間の部分には、駆動モータ２９とこの駆動モータ２９によって回転するボールネジ２７が設けられている。ボールネジ２７はＹ軸移動ステージ１３の底面に係合しており、ボールネジ２７の回転により、Ｙ軸移動ステージ１３がガイドレール１の上を摺動する。
【００１０】
Ｙ軸移動ステージ１３の上には、平面視すると前述の２本のガイドレール１に直交する２本の平行なガイドレール２が設けられており、Ｘ軸移動ステージ１４はこのガイドレール２の上を移動可能になっている。Ｙ軸移動ステージ１３の上の２本のガイドレール２の間の部分には、駆動モータ２８とこの駆動モータ２８によって回転するボールネジ２６が設けられている。ボールネジ２６はＸ軸移動ステージ１４の底面に係合しており、ボールネジ２６の回転により、Ｘ軸移動ステージ１４がガイドレール２の上を摺動する。
【００１１】
ここで、ウエハテストシステム１００によるダイの検査について簡単に説明する。ダイの検査を行う場合には、図１に示したプローブニードル位置検出カメラ１８がプローブニードル２５の下に位置するように、Ｘ軸移動ステージ１４が移動させられ、カメラ移動機構１７でプローブニードル位置検出カメラ１８がＺ軸方向に移動して焦点を合わされ、プローブニードル位置検出カメラ１８でプローブニードル２５の先端位置が検出される。プローブニードル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。
【００１２】
このプローブニードル２５の先端位置の検出は、プローブカード２４を交換した時には必ず行う必要があり、プローブカード２４を交換しない時でも所定個数のダイを測定する毎に適宜行われることもある。なお、プローブカード２４には、一般に数本から数千本以上ものプローブニードル２５が設けられており、数が多い場合は、全てのプローブニードル２５の先端位置は検出されずに、通常は特定のプローブの先端位置が検出される。
【００１３】
次に、Ｘ軸移動ステージ１４が図１に破線で示す位置に移動させられ、ウエハチャック１６に検査するウエハＷが保持された状態で、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。この状態で、ウエハＷ上のダイの電極パッドの位置がウエハアライメントカメラ２２によって検出される。１つのダイの全ての電極パッドの位置が検出される必要はなく、いくつかの電極パッドの位置が検出されれば良い。また、ウエハＷ上の全てのダイの電極パッドが検出される必要もなく、いくつかのダイの電極パッドの位置が検出されれば良い。
【００１４】
前述のようにして、プローブニードル２５の配列、及び電極パッドの配列が検出されると、この検出結果に基づき、プローブニードル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が回転する。この後、検査するダイの電極パッドがプローブニードル２５の下に位置するように、ウエハチャック１６がＸ軸移動ステージ１４及びＹ軸移動ステージ１３により移動する。そして、ウエハチャック１６の移動完了後に、Ｚ軸移動・回転部１５によりウエハチャック１６がＺ軸方向に上昇し、電極パッドがプローブニードル２５に接触した状態で上昇が停止する。この状態でテスタ３０から電源及び信号が供給されて検査が行われる。
【００１５】
プローバについては、特許文献１等に記載されており、広く知られているので、これ以上の説明は省略する。
【００１６】
ところで、図１及び図２に示したウエハテストシステム１００では、Ｘ軸移動ステージ１４とＹ軸移動ステージ１３の移動時にピッチング、ローリング及びヨーイングが発生する。
【００１７】
ウエハテストシステム１００によるダイの検査は、ダイが使用される環境に応じて高温状態のダイの検査、及び低温状態のダイの検査が行われる事が多い。この場合、ダイの加熱及び冷却は、ダイが形成されたウエハを保持するウエハチャックによって行われる。即ち、ウエハチャックの加熱は、ウエハチャック内に設けられているヒータによって行われ、ウエハチャックの冷却は、ウエハチャック内に設けられている冷媒通路に冷媒を循環させて行うようになっている。ウエハチャックの加熱、冷却に、熱電効果を利用したペルチェ素子やチラー等が用いられることもある。ところが、ダイの加熱、冷却のためにウエハチャックを加熱、冷却する場合、ウエハチャックを完全に断熱することは困難であるので、ウエハチャック１６の熱、或いは冷気がＸ軸移動ステージ１４、Ｙ軸移動ステージ１３、及びベース１２に伝わることがある。すると、この熱、或いは冷気によりＸ軸移動ステージ１４、Ｙ軸移動ステージ１３、及びベース１２が膨張或いは収縮するなど変形してしまい、Ｘ軸移動ステージ１４とＹ軸移動ステージ１３の移動時にピッチングやローリングが発生する。図１及び図２に示した構成のプローバの場合、ローリングの影響を小さく、問題にならないが、ピッチングは、ウエハチャック１６を傾けたり、移動に伴う移動ステージの移動位置精度に影響する。
【００１８】
そこで、本出願人は、特願２００６−２２５３５１号でＸ軸及びＹ軸移動ステージの移動時のピッチングによる移動位置誤差を補正するプローバを記載している。
【００１９】
ヨーイングは、移動に伴って、Ｚ軸を回転軸として回転する成分であり、ウエハチャックの加熱、冷却によるバイメタル効果により発生するものではなく、移動機構の加工精度などに起因して発生する。
【００２０】
ヨーイング量は、移動機構の加工精度などに起因して発生し、温度変化の影響が小さいため絶対量が小さい、これまでその影響はほとんど考慮されていなかった。しかし、半導体デバイスの高集積化が進められており、それに伴ってデバイスの電極ピッチが小さくなっており、ヨーイングの影響が無視できなくなってきた。
【００２１】
ヨーイングによる問題点について図３（Ａ）、（Ｂ）により説明する。
【００２２】
Ｙ軸移動ステージ１３の上面にはＸ軸移動ステージ１４がレール２の上を移動した距離を測定するためのリニアスケールが設けられており、ベース１２の上面にはＹ軸移動ステージ１３がレール１の上を移動した距離を測定するためのリニアスケールが別体で設けられている。移動距離は、リニアスケールに対向して設けられているヘッドによって読み取られるようになっている。図３（Ａ）、（Ｂ）にはＹ軸移動ステージ１３に設けられたリニアスケール３３が示されている。図３（Ａ）に示すように、Ｘ軸移動ステージ１４に取り付けられたアーム３５の先端部に設けられたヘッド３６によってリニアスケール３３の目盛り３４を読み取ることにより、Ｘ軸移動ステージ１４の位置や移動量を正確に測定することができる。
【００２３】
しかし、図３の（Ｂ）に示すように、ヨーイングが発生すると、Ｘ軸移動ステージ１４がＺ軸を中心として回転する。これにより、ヘッド３６の移動量とウエハチャック１６の移動量の関係が変化し、ウエハチャック１６の位置や移動量が正確に測定できないという問題が生じる。しかし、通常は、ステージ移動機構の製造段階又はプローバの製造段階で、リニアスケール３３による移動位置とウエハチャック１６の中心での移動量の読取値の関係をレーザ測長器などを利用して精密に測定しておき、その結果で移動量を補正するようにしているので、ヨーイングによる移動誤差は問題にならない。
【００２４】
上記の説明では、Ｘ軸移動ステージ１４のヨーイングについて説明したが、Ｙ軸移動ステージ１３のヨーイングについても同様である。
【００２５】
【特許文献１】特開２００４−０３９７５２号公報（全体）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００２６】
ウエハテストシステムにおいては、従来からスループットを向上するために、複数の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、スループットを一層向上するために、同時に検査するダイの個数が増加しており、数百個以上のダイを同時に検査するウエハテストシステムもある。このような場合、プローブカードには多数のプローブニードルが設けられ、プローブニードルが設けられる範囲も大きくなっている。
【００２７】
前述のように、プローブニードル位置検出カメラ１８で検出したプローブニードル２５の配列方向と、ウエハアライメントカメラ２２が検出したウエハＷ上のダイの電極パッドの配列方向が合うように、ウエハチャック１６を回転し、ダイの電極パッドが対応するプローブニードルの位置に一致するように移動する。この移動の途中でヨーイングが発生すると、プローブニードル２５の配列方向と電極パッドの配列方向にずれが発生し、あるダイの電極パッドは対応するプローブニードルに一致するが、そのダイから離れたダイでは、配列方向のずれのために位置ずれが発生し、プローブニードルと電極パッドの正しい接触が行えないという問題が発生する。
【００２８】
本発明は、このような問題点を解決するものであり、ウエハチャックのＸ及びＹ軸移動ステージにヨーイングが発生した場合でも、ヨーイングを補正してプローブニードルと電極パッドの正しい接触が行えるプローバを提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００２９】
前記目的を達成するため、本発明のプローバは、基準リニアスケール及び補正用リニアスケールとして使用する第１と第２のリニアスケールを並列に設け、その読取値の差から移動ステージのヨーイング量を検出して、Ｚ軸移動・回転機構により、検出したヨーイング量だけウエハチャックの回転位置を補正することを特徴とする。本発明によるヨーイングの検出及び補正は、Ｘ軸移動ステージとＹ軸移動ステージの一方又は両方に適用できる。
【００３０】
第１のリニアスケールの読取値を前記第２のリニアスケールの読取値で補正することにより、ヨーイングの影響を考慮してウエハチャックの移動量を検出することも可能である。
【００３１】
第１と第２のリニアスケールが、１枚のスケール板の上に形成されていることが望ましい。
【００３２】
また、ヨーイングは、移動機構の加工精度などに起因して発生し、温度変化の影響は比較的小さい。そこで、あらかじめ各移動位置におけるヨーイング量を測定して補正テーブルを作成しておき、移動位置に応じてヨーイング量を補正することも可能である。
【発明の効果】
【００３３】
本発明によれば、ウエハチャックの移動機構でヨーイングが発生する場合でも、Ｘ軸移動ステージの移動量を検出するリニアスケール及びＹ軸移動ステージの移動量を検出するリニアスケールを、それぞれ平行な２本のリニアスケールで構成することにより、２本のリニアスケールを用いた移動量の検出値の差分から各ステージのヨーイング量を検出できるので、検出したヨーイング量に応じてウエハチャックを回転して補正することができる。これにより、プローブニードルと電極パッドの正しい接触が行える。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３４】
以下、添付図面を用いて本発明の実施の形態を、具体的な実施例に基づいて詳細に説明する。なお、図１〜３で説明した構成部材と同じ構成部材については、同じ符合を付して説明する。
【００３５】
図４は本発明の第１の実施形態のプローバ１０の構成を示すものであり、図２と同じ部位を示すものである。ベース１２の上には平行に２本のガイドレール１が設けられており、Ｙ軸移動ステージ１３はこのガイドレール１の上を移動可能になっている。ベース１２の上の２本のガイドレール１の間の部分には、駆動モータ２９とこの駆動モータ２９によって回転するボールネジ２７が設けられている。ボールネジ２７の回転により、Ｙ軸移動ステージ１３がガイドレール１の上を摺動する。
【００３６】
Ｙ軸移動ステージ１３の上には、２本のガイドレール１に直交する２本の平行なガイドレール２が設けられており、Ｘ軸移動ステージ１４はこのガイドレール２の上を移動可能になっている。Ｙ軸移動ステージ１３の上の２本のガイドレール２の間の部分には、駆動モータ２８とこの駆動モータ２８によって回転するボールネジ２６が設けられている。ボールネジ２６の回転により、Ｘ軸移動ステージ１４がガイドレール２の上を摺動する。
【００３７】
Ｘ軸移動ステージ１４の上には、カメラ移動機構１７によって上下動するプローブニードル位置検出カメラ１８と、Ｚ軸移動・回転部１５によって上下動と回転を行えるウエハチャック１６が設けられている。ウエハチャック１６の上に検査するウエハＷが載置される。２４はプローブカードである。ウエハＷ上の全てのダイの検査については前述したのでこれ以上の説明を省略する。
【００３８】
以上のように構成されたプローバ１０において、第１の実施形態では、Ｙ軸移動ステージ１３の上面に、リニアスケール板４１を取り付けている。このリニアスケール板４１は熱膨張率の低い部材で構成されており、リニアスケール板４１の上には第１のリニアスケールとしての基準リニアスケール４２と、第２のリニアスケールとしての補正用リニアスケール４３とが、Ｘ軸方向に平行に設けられている。なお、第１の実施形態では、基準リニアスケール４２と補正用リニアスケール４３とが１枚のリニアスケール板４１の上に形成されているが、基準リニアスケール４２と補正用リニアスケール４３とは、別個の独立したリニアスケール板の上に形成されていても良いものである。
【００３９】
更に、第１の実施形態では、Ｘ軸移動ステージ１４の側面に、基準リニアスケール４２と補正用リニアスケール４３にそれぞれ対向するヘッド（後述）を備えたアーム４０が設けられている。従って、Ｘ軸移動ステージ１４がレール２の上を移動すると、ヘッドが基準リニアスケール４２と補正用リニアスケール４３のスケール（目盛）を同時に読み取ることができる。
【００４０】
更に、ベース１２の上面に、リニアスケール板５１を取り付けている。このリニアスケール板５１は熱膨張率の低い部材で構成されており、リニアスケール板５１の上には第３のリニアスケールとしての基準リニアスケール５２と、第４のリニアスケールとしての補正用リニアスケール５３とが、Ｙ軸方向の平行に設けられている。なお、基準リニアスケール５２と補正用リニアスケール５３とが１枚のリニアスケール板５１の上に形成されているが、基準リニアスケール５２と補正用リニアスケール５３とは、別個の独立したリニアスケール板の上に形成されていても良いものである。
【００４１】
Ｙ軸移動ステージ１３の側面に、基準リニアスケール５２と補正用リニアスケール５３にそれぞれ対向するヘッド（後述）を備えたＬ字状のアーム５０が設けられている。従って、Ｙ軸移動ステージ１３がレール１の上を移動すると、ヘッドが基準リニアスケール５２と補正用リニアスケール５３のスケールを、同時に読み取ることができる。
【００４２】
リニアスケール板４１及び５１は熱膨張率の低い部材で構成されており、温度変化で変形しないように構成されている。
【００４３】
図５は、第１の実施形態のプローバ１０の上面図であり、移動機構に関係する部分と、ウエハＷの供給のための装置６０の配置を示している。図４で説明した部分の説明は省略する。
【００４４】
ベース１２の横には、検査するウエハＷを供給する装置６０が配置される。装置６０は、ウエハを収容したウエハカセット６３を載置する部分と、ウエハカセット６３から検査するウエハを取り出して、ウエハチャック１６上に搬送するウエハ搬送ロボット６１が設けられている。ウエハ搬送ロボット６１は、搬送アーム６２を有し、搬送アーム６２をウエハカセット６３内に挿入して未検査のウエハＷをピックアップして取り出し、ウエハチャック１６上に搬送する。検査の終了したウエハＷは、搬送アーム６２によりウエハチャック１６からウエハカセット６３内の元の位置に戻される。
【００４５】
図６は、移動に伴いＸ軸移動ステージ１４にヨーイングが発生した場合を示す。ここでは、Ｘ軸移動ステージ１４が実線位置から破線で示す位置に移動した場合を考える。ヨーイングがない状態では、Ｘ軸移動ステージ１４が実線位置から破線で示す位置に移動しても、ヘッド３６Ａによる基準リニアスケール４２の読取値と、ヘッド３６Ｂによる補正用リニアスケール４３の読取値は同じである。従って、その読取値をＬとすると、ウエハチャック１６の移動距離もＬとなる。ヨーイングが発生すると、Ｘ軸移動ステージ１４の動きが直線的でなくなる。このときは、ヘッド３６Ａによる基準リニアスケール４２の読取値と、ヘッド３６Ｂによる補正用リニアスケール４３の読取値に差が生じる。
【００４６】
この場合のＸ軸移動ステージ１４のヨーイング量θｙは、以下のようにして検出することができる。まず、Ｘ軸移動ステージ１４の移動に伴うヨーイングの変化をθｙとする。θｙは微小角であり、微小角ではｓｉｎθｙ＝θｙの関係がある。ここで、基準リニアスケール４２と補正用リニアスケール４３の間隔をｈ、基準リニアスケール４２からウエハチャック１６の中心までの距離をｈｃ、ウエハチャック１６の移動距離をＬｃとし、この時の基準リニアスケール４２に対向するヘッド３６Ａの読取距離をＬａ、補正用リニアスケール４３に対向するヘッド３６Ｂの読取距離をＬｂとした時に、Ｌｃ＝Ｌａ−（ｈｃ×θｙ）の関係からθｙ＝（Ｌａ−Ｌｂ）／ｈとなる。このように、基準リニアスケール４２の読取距離Ｌａと補正用リニアスケール４３の読取距離Ｌｂから（ｈは既知）、ヨーイングθｙを算出できる。
【００４７】
Ｚ軸移動・回転部１５によって、算出したヨーイングθｙの分だけウエハチャック１６を回転すれば、移動により生じたヨーイングを補正できる。ヨーイングを補正することにより、プローブニードル２５の配列方向と電極パッドの配列方向が一致し、正しい接触が行える。
【００４８】
また、図６において、Ｌａ＝Ｌｂ−（ｈ×θｙ）の関係から、Ｌｃ＝Ｌａ−（Ｌｂ−Ｌａ）×ｈｃ／ｈとなる。このように算出したＬｃで移動制御を行うことにより、ウエハチャック１６の中心を正確に移動させることが可能である。
【００４９】
上記の例では、Ｘ軸移動ステージ１４の移動に伴うヨーイングについて説明したが、Ｙ軸移動ステージ１３の移動に伴うヨーイングについても同様であり、説明は省略する。
【００５０】
前述のように、ヨーイングは、移動機構の加工精度などに起因して発生し、温度変化の影響は比較的小さい。そこで、次に説明する第２の実施形態では、あらかじめ各移動位置におけるヨーイング量を測定して補正テーブルを作成しておき、移動位置に応じてヨーイング量を補正する。
【００５１】
図７は、第２の実施形態のプローバの移動機構を制御する移動制御部の構成を示す図である。この移動制御部は、例えばコンピュータにより実現され、図１及び図２に示したプローバの移動を制御する。
【００５２】
図７に示すように、第２の実施形態のプローバの移動制御部は、Ｘ軸移動ステージ１４の移動量を検出するＸ軸スケール７１と、Ｙ軸移動ステージ１３の移動量を検出するＹ軸スケール７２と、各部を制御する制御部７３と、ヨーイング補正テーブル７４と、Ｘ軸駆動部７５と、Ｙ軸駆動部７６と、Ｚ軸駆動部７７と、回転駆動部７８と、を有する。Ｘ軸駆動部７５及びＹ軸駆動部７６は、駆動モータ２９及び駆動モータ２８にそれぞれ駆動信号を印加する回路部分であり、Ｚ軸駆動部７７及び回転駆動部７８は、Ｚ軸移動・回転部１５の２個の駆動モータにそれぞれ駆動信号を印加する回路部分である。制御部７３は、Ｘ軸スケール７１の検出値に基づいてＸ軸駆動部７５を制御し、Ｙ軸スケール７２の検出値に基づいてＹ軸駆動部７６を制御する。Ｚ軸駆動部７７及び回転駆動部７８については、例えば、回転軸に取り付けられたエンコーダの出力に基づいて制御される。
【００５３】
第２の実施形態では、プローバの製造時に、オートコリメータなどを使用して、Ｘ軸移動ステージ１４及びＹ軸移動ステージ１３の移動位置におけるヨーイングを測定しておき、ヨーイング補正テーブル７４に、図８に示すような補正テーブルを記憶しておく。このような補正テーブルが、Ｘ軸移動ステージ１４及びＹ軸移動ステージ１３のそれぞれの移動位置に対応して作成される。
【００５４】
制御部７３は、Ｘ軸スケール７１の検出値及びＹ軸スケール７２の検出値（又は移動位置の制御値でもよい）に応じた補正回転量だけ、Ｚ軸移動・回転部１５を回転するように、回転駆動部７８に補正信号を出力する。補正テーブルのステージ位置は、図８に示すように所定の間隔であり、その間の移動位置については、補間処理により補正ヨーイング量を算出する。
【００５５】
なお、図８のような補正テーブルの代わりに、Ｘ軸移動位置とＹ軸移動位置の２次元マトリクス補正テーブルとしてもよい。
【産業上の利用可能性】
【００５６】
本発明は、通常のプローバであればどのようなプローバにも適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００５７】
【図１】プローバとテスタでウエハ上のチップを検査するウエハテストシステムの基本構成を示す側面図である。
【図２】図１に示したプローバの要部の概略構成を示す斜視図である。
【図３】（Ａ）は図２に示したプローバのＹ軸移動ステージにヨーイングがない場合のリニアスケールとヘッドとの関係を示す説明図、（Ｂ）は図２に示したプローバのＹ軸移動ステージにユーイングがある場合のリニアスケールとヘッドとの関係を示す説明図である。
【図４】本発明のプローバの第１の実施形態の構成を示すプローバ要部の斜視図である。
【図５】第１の実施形態のプローバの上面図である。
【図６】第１の実施形態のプローバでヨーイングがある場合のリニアスケールとヘッドとの関係を示す説明図である。
【図７】本発明のプローバの第２の実施形態の駆動制御部の構成を示すブロック図である。
【図８】第２の実施形態のヨーイング補正テーブルの例を示す図である。
【符号の説明】
【００５８】
１、２    ガイドレール
１０    プローバ
１１    架台
１２    ベース
１３    Ｙ軸移動ステージ
１４    Ｘ軸移動ステージ
１５    Ｚ軸移動・回転部
１６    ウエハチャック
３５、４０、５０    アーム
３６、３６Ａ、３６Ｂ    ヘッド
４１、５１    リニアスケール
４２、５２    基準リニアスケール
４３、５３    補正用リニアスケール
【図１】
2008117968.tif 000003
【図２】
2008117968.tif 000004
【図３】
2008117968.tif 000005
【図４】
2008117968.tif 000006
【図５】
2008117968.tif 000007
【図６】
2008117968.tif 000008
【図７】
2008117968.tif 000009
【図８】
2008117968.tif 000010