(57)【要約】【課題】プローブカードの形式によらず、オーバードライブ量（接触圧）を適切に調整することができるウエハプローバを提供する。【解決手段】ウエハ１２上に形成されたＩＣの電極パッドにプローブカード１４の電極プローブ１３が接触（針当て）することによって形成された針跡の深さを計測するために、走査型プローブ顕微鏡１９を設ける。プローブカード１４と走査型プローブ顕微鏡１９とは並設されており、ウエハ１２は、ウエハチャック１５によって保持され、水平移動機構１６により、プローブカード１４下の針当て位置と走査型プローブ顕微鏡１９下の針跡計測位置との間で水平移動される。昇降移動機構１７は、針当て位置にてウエハチャック１５を駆動し、所定のオーバードライブ量にて針当てを行う。制御部２０内の針跡深さ判定部は、走査型プローブ顕微鏡１９によって測定された針跡深さが規格範囲から外れている場合に、オーバードライブ量の補正を行う。【選択図】図１
2008028103.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集積回路の電極パッドにプローブカードの電極プローブを所定の接触圧で接触させ、前記プローブカードを通してテスタとの間で信号の授受を行うウエハプローバにおいて、
前記電極プローブとの接触によって前記電極パッドの表面に生じた接触痕の深さを計測する接触痕計測手段と、
前記接触痕計測手段で計測された接触痕の深さが規格範囲内であるか否かを判定する判定手段と、
前記判定手段により接触痕の深さが前記規格範囲外であることが判定されたときに、前記接触圧を補正する接触圧補正手段と、
を備えたことを特徴とするウエハプローバ。
【請求項２】
前記プローブカードと前記接触痕計測手段とを並設し、
前記ウエハを前記半導体集積回路の形成面を上方に向けて保持するウエハ保持手段と、
前記ウエハ保持手段を、前記プローブカードの下の第１の位置と前記接触痕計測手段の下の第２の位置との間で水平移動させる水平移動手段と、
前記ウエハ保持手段を昇降移動させる昇降移動手段と、
前記水平移動手段および前記昇降移動手段を制御し、前記ウエハ保持手段を前記第１の位置にて昇降移動させ、前記接触圧に基づいて前記電極パッドと前記電極プローブとを接触させた後、前記ウエハ保持手段を前記第１の位置から退避させ、前記第２の位置へ移動させる移動制御手段と、
を設けたことを特徴とする請求項１記載のウエハプローバ。
【請求項３】
前記接触痕の深さが前記規格範囲内である場合に、前記テスタにテスト信号の供給を開始させるためのテスト開始信号を出力するテスト開始信号出力手段を設けたことを特徴とする請求項１または２記載のウエハプローバ。
【請求項４】
前記電極パッドは、前記半導体集積回路内に複数設けられており、前記プローブカードには、前記電極プローブが前記各電極パッドに応じて複数設けられていることを特徴とする請求項１ないし３いずれか記載のウエハプローバ。
【請求項５】
前記各電極パッドの前記接触痕の深さがばらつき、前記規格範囲の上限および下限をともに超えている場合に、前記プローブカードの交換を指示するためのプローブカード交換指示信号を出力するプローブカード交換指示信号出力手段を設けたことを特徴とする請求項４記載のウエハプローバ。
【請求項６】
前記移動制御手段は、前記各電極パッドの前記接触痕の深さがばらつき、前記規格範囲の上限または下限のいずれか一方を超えている場合に、前記ウエハ内の他の半導体集積回路上に前記電極プローブが位置するように前記ウエハ保持手段の位置合わせを行い、前記接触痕計測手段によって補正された前記接触圧に基づいて該半導体集積回路の電極パッドを前記電極プローブに接触させることを特徴とする請求項４または５記載のウエハプローバ。
【請求項７】
前記接触痕計測手段は、走査プローブを前記電極パッドの表面から離間させた状態で走査を行い、前記走査プローブと前記電極パッドとの間に作用する力または電流に基づいて凹凸情報を取得する走査型プローブ顕微鏡であることを特徴とする請求項１ないし６いずれか記載のウエハプローバ。
【請求項８】
前記接触痕計測手段は、前記走査プローブがカンチレバーの先端に設けられ、前記走査プローブと前記電極パッドとの間に作用する原子間力により変位する前記カンチレバーの変位量を検出することによって凹凸情報を取得する原子間力顕微鏡であることを特徴とする請求項７記載のウエハプローバ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体製造工程中のウエハテスト時に使用するウエハプローバに関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体製造工程中には、半導体ウエハ（以下、単にウエハと称す）上に形成された個々の半導体集積回路（ＩＣ）の良否を電気的に検査するウエハテスト工程が存在する。このウエハテストは、通常、ウエハプローバと呼ばれる装置にプローブカードを装着し、プローブカードの電極プローブを所望のＩＣの電極パッドに接触させた状態で行なわれる。
【０００３】
ＩＣの電極パッドは、通常、アルミニウムによって形成されているため、その表面には、絶縁性の酸化皮膜が形成される。このため、電極プローブと電極パッドとを良好に導通させるには、電極プローブを電極パッドに接触させた後、さらに電極プローブを電極パッドに対して押し込むように圧力を加え、電極パッド表面の酸化皮膜を破壊する必要がある。電極プローブを電極パッドに物理的に接触させた後にさらに押し込むことは、オーバードライブと称され、また、この押し込み量（つまり、電極プローブと電極パッドとの接触圧）は、オーバードライブ量と称されている。
【０００４】
また、ＩＣは複数の電極パッドを有し、各電極パッドの位置に合わせて、プローブカードには複数の電極プローブが設けられている。各電極プローブ先端の高さ方向の位置は、取り付け誤差や劣化等によって多少のばらつきが存在するため、全ての電極プローブを相対する電極パッドに完全に導通させるためにも上記のオーバードライブが必要である。
【０００５】
上記のように、電極プローブと電極パッドとを確実に導電させるにはオーバードライブが必要であるが、このオーバードライブ量が過大である場合には、電極パッド下に配された配線層や電極パッドの周囲に形成されたパッシベーション層（保護層）にクラック等のダメージを与えてしまう。また、過大なオーバードライブにより電極パッド上の針跡（接触痕）の深さが深くなると、ワイヤーの半田付け時にボイド等の不具合が生じる。よって、オーバードライブ量は、良好な導電性が得られ、かつ不具合が生じないように、適切な値に設定される必要がある。
【０００６】
通常、ウエハプローバは、オーバードライブ量の設定変更が可能に構成されており、オーバードライブ量の設定値に応じて、ウエハを保持したウエハチャックの基準位置を変化させている。従来、このオーバードライブ量の設定は、電極パッド上の針跡を作業者が顕微鏡で観察し、その針跡の大きさから適切なオーバードライブ量を作業者が判断することによって行われていた。
【０００７】
この設定方法では作業者によって設定値にばらつきが生じるため、作業者を介さず自動化する方法が提案されている（特許文献１，２参照）。特許文献１では、基準となる針跡と比較対象の針跡とをカメラによって検出して比較し、ずれ量に基づいてオーバードライブ量を補正している。また、特許文献２では、針跡の長さをカメラによって検出し、針跡の長さが所定の規格内に収まるようにオーバードライブ量を補正している。
【特許文献１】特開平５−３６７６５号公報
【特許文献２】特開平７−２９９４６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
ところで、プローブカードには、周りから中心部に向けて斜め下方向に電極プローブが取り付けられたカンチレバー型（または水平型）と呼ばれるものと、上から下に垂直に電極プローブが取り付けられた垂直型と呼ばれるものがある。カンチレバー型プローブカードでは、電極プローブが電極パッドの表面に対して斜めに接触するので、オーバードライブ量が針跡の大きさに反映されやすく、特許文献１，２記載の方法は有効であるが、一方、垂直型プローブカードでは、電極プローブが電極パッドの表面に対して垂直に接触するので、オーバードライブ量が変化しても針跡の大きさは変化しにくく、特許文献１，２記載の方法は有効でない。
【０００９】
本発明は、上記課題を鑑みてなされたものであって、プローブカードの形式によらず、オーバードライブ量（接触圧）を適切に調整することができるウエハ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】
【００１０】
上記目的を達成するために、本発明のウエハプローバは、ウエハ上に形成された半導体集積回路の電極パッドにプローブカードの電極プローブを所定の接触圧で接触させ、前記プローブカードを通してテスタとの間で信号の授受を行うウエハプローバにおいて、前記電極プローブとの接触によって前記電極パッドの表面に生じた接触痕の深さを計測する接触痕計測手段と、前記接触痕計測手段で計測された接触痕の深さが規格範囲内であるか否かを判定する判定手段と、前記判定手段により接触痕の深さが前記規格範囲外であることが判定されたときに、前記接触圧を補正する接触圧補正手段と、を備えたことを特徴とするウエハプローバ。
【００１１】
なお、前記プローブカードと前記接触痕計測手段とを並設し、前記ウエハを前記半導体集積回路の形成面を上方に向けて保持するウエハ保持手段と、前記ウエハ保持手段を、前記プローブカードの下の第１の位置と前記接触痕計測手段の下の第２の位置との間で水平移動させる水平移動手段と、前記ウエハ保持手段を昇降移動させる昇降移動手段と、前記水平移動手段および前記昇降移動手段を制御し、前記ウエハ保持手段を前記第１の位置にて昇降移動させ、前記接触圧に基づいて前記電極パッドと前記電極プローブとを接触させた後、前記ウエハ保持手段を前記第１の位置から退避させ、前記第２の位置へ移動させる移動制御手段と、を設けたことが好ましい。
【００１２】
また、前記接触痕の深さが前記規格範囲内である場合に、前記テスタにテスト信号の供給を開始させるためのテスト開始信号を出力するテスト開始信号出力手段を設けたことが好ましい。
【００１３】
また、前記電極パッドは、前記半導体集積回路内に複数設けられており、前記プローブカードには、前記電極プローブが前記各電極パッドに応じて複数設けられていることが好ましい。
【００１４】
また、前記各電極パッドの前記接触痕の深さがばらつき、前記規格範囲の上限および下限をともに超えている場合に、前記プローブカードの交換を指示するためのプローブカード交換指示信号を出力するプローブカード交換指示信号出力手段を設けたことが好ましい。
【００１５】
また、前記移動制御手段は、前記各電極パッドの前記接触痕の深さがばらつき、前記規格範囲の上限または下限のいずれか一方を超えている場合に、前記ウエハ内の他の半導体集積回路上に前記電極プローブが位置するように前記ウエハ保持手段の位置合わせを行い、前記接触痕計測手段によって補正された前記接触圧に基づいて該半導体集積回路の電極パッドを前記電極プローブに接触させることが好ましい。
【００１６】
また、前記接触痕計測手段は、走査プローブを前記電極パッドの表面から離間させた状態で走査を行い、前記走査プローブと前記電極パッドとの間に作用する力または電流に基づいて凹凸情報を取得する走査型プローブ顕微鏡であることが好ましい。
【００１７】
また、前記接触痕計測手段は、前記走査プローブがカンチレバーの先端に設けられ、前記走査プローブと前記電極パッドとの間に作用する原子間力により変位する前記カンチレバーの変位量を検出することによって凹凸情報を取得する原子間力顕微鏡であることが好ましい。
【発明の効果】
【００１８】
本発明のウエハプローバによれば、ウエハ上に形成された半導体集積回路の電極パッドに電極プローブを接触させた後、該電極パッドに形成される接触痕の深さを測定し、測定された接触痕の深さに基づいて電極プローブと電極パッドとの接触圧を補正するので、垂直型・カンチレバー型などのプローブカードの形式に左右されず、接触圧を適切に調整することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
図１は、ウエハテスト時に使用するウエハプローバ１０およびテスタ１１の構成を示す。ウエハプローバ１０は、ウエハ１２上に形成されたＩＣの電極パッド配置に合わせて配設された電極プローブ１３を有するプローブカード１４と、ウエハ１２をＩＣの形成面１２ａを上方に向けて保持するウエハチャック１５と、ウエハチャック１５を水平方向（ＸＹ方向）に水平移動させる水平移動機構１６と、ウエハチャック１５を垂直方向（Ｚ方向）に昇降移動させる昇降移動機構１７と、水平移動機構１６および昇降移動機構１７を保持するベース１８と、プローブカード１４に対してＹ方向に並設され、ＩＣの各電極パッド表面の凹凸を計測する走査型プローブ顕微鏡１９と、不図示のケーブル等を介して各部を統括的に制御する制御部２０とを備え、それらは筐体２１に収容されている。
【００２０】
プローブカード１４は、垂直型プローブカードとして構成されており、タングステン等の金属で形成された電極プローブ１３が、ウエハチャック１５に保持されたウエハ１２の表面１２ａに対してほぼ垂直（Ｚ方向）となるように取り付けられている。なお、プローブカード１４は、垂直型に限られず、カンチレバー型としてもよい。
【００２１】
水平移動機構１６は、ウエハチャック１５を、実線で示す「針当て位置」（第１の位置）と、２点鎖線で示す「針跡計測位置」（第２の位置）との間で移動させるとともに、針当て位置にてプローブカード１４の電極プローブ１３がウエハ１２に形成された所望のＩＣの電極パッド上に位置するように位置決めを行う。また、水平移動機構１６は、針跡計測位置においてもウエハチャック１５の水平位置を調整し、所望のＩＣの電極パッド上に走査型プローブ顕微鏡１９が位置するように位置決めを行う。
【００２２】
昇降移動機構１７は、水平移動機構１６によって位置決めが行われた状態で、ウエハチャック１５をプローブカード１４または走査型プローブ顕微鏡１９に対して近接／離間させる。昇降移動機構１７は、針当て位置においては、電極プローブ１３の先端が物理的に電極パッドに接触する高さに所定のオーバードライブ量を加えた高さまでウエハチャック１５を上昇させ、電極プローブ１３を電極パッドに押圧（針当て）させる。また、昇降移動機構１７は、針跡計測位置においては、ウエハチャック１５とともにウエハ１２を上昇させ、針当てされたＩＣの電極パッドを、走査型プローブ顕微鏡１９に電極プローブに近接させる。
【００２３】
制御部２０は、図２に示すように、移動制御部３０、顕微鏡制御部３１、針跡深さ判定部３２、テスト開始信号出力部３３、オーバードライブ量補正部３４、およびプローブカード交換指示信号出力部３５によって構成されている。
【００２４】
移動制御部３０は、水平移動機構１６および昇降移動機構１７の動作を制御する。顕微鏡制御部３１は、走査型プローブ顕微鏡１９のプローブ走査を制御する。針跡深さ判定部３２は、走査型プローブ顕微鏡１９によって測定された各電極パッドの針跡深さが規格範囲内であるか否かを判定する。
【００２５】
テスト開始信号出力部３３は、針当てされたＩＣの全電極パッドの針跡深さが規格範囲内である場合に、テスト開始信号をテスタ本体２２へ出力する。オーバードライブ量補正部３４は、針跡深さが規格範囲の上限または下限のいずれか一方を超えている場合に、オーバードライブ量の補正を行う。プローブカード交換指示信号出力部３５は、針跡深さが規格範囲の上限および下限をともに超えている場合に、プローブカード交換指示信号をモニタ等の報知装置（図示せず）へ出力する。
【００２６】
また、移動制御部３０は、所定のオーバードライブ量に基づいて昇降移動機構１７を制御し、針当てを行わせるが、オーバードライブ量補正部３４によってオーバードライブ量の補正が行われた場合には、このーバードライブ量に基づいて昇降移動機構１７を制御する。
【００２７】
図１に戻り、テスタ１１は、テスタ本体２２と、回動軸２３を介してテスタ本体２２に接続され回動軸２３を支点として回動するテストヘッド２４と、テストヘッド２４の下面に接続され、ウエハプローバ１０のプローブカード１４と電気信号をやり取りするためのパフォーマンスボード２５とを備える。テストヘッド２４は、メンテナンスやプローブカード１４の交換の際にウエハプローバ１０から引き離せるようになっており、プローブカード１４の端子とパフォーマンスボード２５の端子はバネを使用した接続端子機構、いわゆるポゴピン構造を有する。
【００２８】
テスタ本体２２には、コンピュータ（図示せず）が内蔵されており、テスト時には、コンピュータに格納されたテストプログラムに基づいてテストヘッド２４を制御し、テスト信号の発生を行わせる。テストヘッド２４は、発生したテスト信号をパフォーマンスボード２５およびプローブカード１４を介してウエハ１２内のテスト対象のＩＣに入力する。テスト対象のＩＣからの出力信号は、テスタ本体２２に戻され、テスタ本体２２は、該ＩＣの良否判定を行う。
【００２９】
図３は、ウエハ１２の構成を示す。ウエハ１２は、ほぼ円盤状に形成された半導体シリコンであって、その表面１２ａには、２次元マトリクス状にＩＣ４０が形成されている。このＩＣ４０の具体例としては、ＣＰＵやマイコン等のロジックＩＣ、ＤＲＡＭやフラッシュＥＥＰＲＯＭ等のメモリＩＣ、ＣＣＤやＣＭＯＳセンサ等のイメージセンサなどが挙げられる。ＩＣ４０は、矩形であり、対向する２辺に沿って電極パッド４１が等間隔に配設されている。電極パッド４１は、内部回路に信号を入出力するための外部電極である。なお、ウエハ１２上に設けるＩＣ４０の数および配置、ＩＣ４０上に設ける電極パッド４１の数および配置は、上記の例に限られず、ＩＣ４０の種類によって適宜変更される。
【００３０】
図４は、電極パッド４１形成部分のウエハ１２の断面を示す。電極パッド４１の形成部分において、ウエハ１２の基板４２上には、第１層間絶縁膜４３が積層されており、この第１層間絶縁膜４３の上には、ＩＣ４０内の内部回路と接続された配線層４４が積層されている。第１層間絶縁膜４３および配線層４４の上には、配線層４４を露呈させるための開口４５ａを有する第２層間絶縁膜４５が積層されている。そして、開口４４ａを覆うように、配線層４４の上には、電極パッド４１が形成され、電極パッド４１の周囲には、保護膜４６が設けられている。基板４２はシリコン、第１および第２層間絶縁膜４３，４５はシリコン酸化物、配線層４４および電極パッド４１はアルミニウム、保護膜４６はシリコン窒化物によって形成されている。なお、各部の形成材料はこれに限られず、適宜変更してよい。
【００３１】
ウエハテスト時には、電極プローブ１３が電極パッド４１中央部の垂直上方に位置するように位置決めされ、電極プローブ１３の先端が電極パッド４１の表面に対して垂直に押し付けられる。電極パッド４１は、約８００ｎｍ程度の厚さであり、その表面は酸化され、１００ｎｍ程度の膜厚の酸化皮膜４１ａが形成されている。電極プローブ１３は、図５に示すように、電極パッド４１の表面の酸化皮膜４１ａを突き破り、電極パッド４１に、オーバードライブ量に応じた深さの針跡４１ｂを形成する。針跡４１ｂの平面形状は、ほぼ円形である。なお、プローブカード１４がカンチレバー型として構成されている場合には、電極プローブが電極パッド表面に対して斜めに接触するため、針跡の平面形状は、楕円に近い形状となる。
【００３２】
図６は、走査型プローブ顕微鏡１９の構成を示す。走査型プローブ顕微鏡１９は、先端部分に走査プローブ５０が設けられたカンチレバー５１と、カンチレバー５１の基端部分を支持した支持部５２と、支持部５２に固設され、カンチレバー５１の変位を測定する変位測定装置５３と、支持部５２をＺ方向に移動させるＺ方向圧電体５４と、支持部５２をＸＹ方向に移動させるＸＹ方向圧電体５５と、Ｚ方向圧電体５４およびＸＹ方向圧電体５５を駆動する圧電体駆動装置５６と、変位測定装置５３から変位測定信号を受け取り、カンチレバー５１の変位を一定に保つようにＺ方向圧電体５４を駆動するための制御信号（電圧信号）を生成する制御信号発生回路５７とを備えている。
【００３３】
走査プローブ５０は、測定対象物である電極パッド４１の表面に向けて、カンチレバー５１の先端の下面側に取り付けられている。走査プローブ５０と電極パッド４１とは離間され、この離間距離に応じた原子間力が、走査プローブ５０と電極パッド４１との間に生じる。この原子間力の作用により、カンチレバー５１は、たわみ、変位する。
【００３４】
変位測定装置５３は、半導体レーザ５３ａと分割フォトダイオード５３ｂとからなる。半導体レーザ５３ａは、カンチレバー５１の先端部分の上面にレーザ光を照射する。分割フォトダイオード５３ｂは、カンチレバー５１によって反射されたレーザ光を受光する。分割フォトダイオード５３ｂが受光するレーザ光の位置は、カンチレバー５１のたわみ量によって変化し、受光した位置に応じた信号を変位測定信号として制御信号発生回路５７に入力する。
【００３５】
圧電体駆動装置５６は、ＸＹ方向圧電体５５を駆動して、支持部５２に支持されたカンチレバー５１を、電極パッド４１表面にほぼ平行なＸＹ方向に沿って２次元的に移動させるとともに、制御信号発生回路５７からの制御信号に基づいてＺ方向圧電体５４を駆動し、カンチレバー５１の変位を一定（つまり、走査プローブ５０と電極パッド４１との離間距離を一定）とする。
【００３６】
制御信号発生回路５７から出力される制御信号が電極パッド４１表面の凹凸情報に相当し、この制御信号は、ウエハプローバ１０の制御部２０内の針跡深さ判定部３２に入力される。また、制御部２０内の顕微鏡制御部３１は、圧電体駆動装置５６を介してＸＹ方向圧電体５５を制御する。制御部２０は、顕微鏡制御部３１によって走査プローブ５０をＸＹ方向に走査しながら、電極パッド４１表面の凹凸情報を取得し、針跡深さ判定部３２により、針跡４１ｂの深さｄの判定（規格範囲との比較判定）を行う。なお、深さｄは、電極パッド４１表面から、針跡４１ｂの最深部までの距離である。
【００３７】
次に、以上のように構成されたウエハプローバ１０の動作を、図７のフローチャートを用いて説明する。まず、不図示のローダ部にセットされたウエハ１２が、ウエハチャック１５上に移送され、ＩＣ４０の形成面が上向きとされた状態で、ウエハチャック１５により保持される（ステップＳ１）。ウエハ１２を保持したウエハチャック１５は、プローブカード１４下の針当て位置に移動する（ステップＳ２）。このとき、ウエハチャック１５の位置は、ＸＹ方向に調整が行われ、ウエハ１２上の第１のＩＣ４０ａ（図３参照）の電極パッド４１上に、プローブカード１４の各電極プローブ１３が位置するように位置合わせが行われる（ステップＳ３）。
【００３８】
次いで、移動制御部３０は、予め設定された所定のオーバードライブ量の設定値に基づいて昇降移動機構１７を制御し、ウエハチャック１５の高さ基準位置を調節した上で、ウエハチャック１５を所定量だけＺ方向に上昇させ、各電極プローブ１３と相対応する電極パッド４１との針当てを実行する（ステップＳ４）。このとき、電極プローブ１３には、テスト信号は供給されず、物理的な針当てのみが行われる。
【００３９】
この針当て後、ウエハチャック１５は降下し、ウエハ１２を保持したまま水平移動により、走査型プローブ顕微鏡１９下の針跡計測位置に移動される（ステップＳ５）。このとき、ウエハチャック１５の位置は、ＸＹ方向に調整が行われ、針当てがなされたＩＣ４０ａが走査型プローブ顕微鏡１９下に位置するように位置合わせが行われる。
【００４０】
次いで、ウエハチャック１５は、Ｚ方向に上昇し、走査型プローブ顕微鏡１９の走査プローブ５０がＩＣ４０ａの１つの電極パッド４１に近接される。この状態で、走査型プローブ顕微鏡１９が動作制御され、走査プローブ５０により該電極パッド４１の表面が走査されるとともに、凹凸情報が取得される。１つの電極パッド４１について走査が終了すると、走査プローブ５０がＩＣ４０ａの他の電極パッド４１に近接され、同様に走査が行われる。この動作が繰り返し行われ、ＩＣ４０ａの各電極パッド４１表面の凹凸が計測される（ステップＳ６）。
【００４１】
各電極パッド４１の走査が終了すると、ウエハチャック１５は降下し、ウエハ１２を保持したまま水平移動により、針当て位置に移動される（ステップＳ７）。このとき、同時に、走査型プローブ顕微鏡１９内の制御信号発生回路５７から各電極パッド４１の凹凸情報が、制御部２０内の針跡深さ判定部３２に入力され、各電極パッド４１の針跡深さｄが規格範囲内であるか否かが判定される（ステップＳ８）。なお、針跡深さの規格範囲としては、電極パッド４１の膜厚の１／３〜１／２の範囲とすることが好ましい。本実施形態では、電極パッド４１の膜厚を約８００ｎｍとしており、好ましい規格範囲は、約２７０ｎｍ〜４００ｎｍの範囲である。
【００４２】
図８（Ａ）に示すように、ＩＣ４０ａの各電極パッド４１の針跡深さｄ（Ａ〜Ｊとして区別している）が規格範囲に収まっている場合（ステップＳ８のＹＥＳ判定）には、テスト開始信号出力部３５からテスタ本体２２にテスト開始信号が送信される（ステップＳ９）。この後、上記と同様な針当てが所望のＩＣ４０に対して行われるとともに、テスタ本体２２は、テストヘッド２４にテスト信号の供給を開始させ、針当て中のＩＣ４０のテストを実行する（ステップＳ１０）。なお、このとき、針跡深さの検査を行ったウエハに対してそのままテストを開始してもよいし、また、テスト開始前に新たなウエハに変更してもよい。
【００４３】
一方、針跡深さｄが規格範囲に収まっていない場合（ステップＳ８のＮＯ判定）には、針跡深さ判定部３２により、さらに、規格範囲の上限および下限をともに超えているか否かが判定される（ステップＳ１１）。図８（Ｂ）に示すように、上限および下限を超えた針跡深さｄが存在する場合（ステップＳ１１のＹＥＳ判定）には、オーバードライブ量の補正によって対処することができず、使用中のプローブカード１４は、電極プローブ１３の配列不良（ＮＧ）と判断される（ステップＳ１２）。このとき、プローブカード交換指示信号出力部３５からモニタ等の報知装置にプローブカード交換指示信号が送信され、作業者にプローブカード１４の交換が指示される。
【００４４】
そして、規格範囲の上限または下限のいずれか一方を越えている場合（ステップＳ１１のＮＯ判定）には、オーバードライブ量補正部３４により、オーバードライブ量が補正される（ステップＳ１３）。具体的には、図９（Ａ）に示すように、針跡深さｄが規格範囲の下限を下回っている場合には、オーバードライブ量が小さすぎ、電極プローブ１３と電極パッド４１との電気的な接触性が問題となるため、補正によりオーバードライブ量が増加される。一方、図９（Ｂ）に示すように、針跡深さｄが規格上限値を上回っている場合には、オーバードライブ量が大きすぎ、電極パッド４１下の配線層４４や電極パッド４１周囲の保護膜４６へのダメージが問題となるため、補正によりオーバードライブ量が減少される。
【００４５】
この後、第２のＩＣ４０ｂ（図３参照）の電極パッド４１上に、プローブカード１４の各電極プローブ１３が位置するように位置合わせが行われ（ステップＳ１４）、ステップＳ４の針当てに移行する。ステップＳ４では、補正されたオーバードライブ量に基づいて針当てが行われる。以後、上記の動作が繰り返し行われる。なお、ステップＳ１３にてオーバードライブ量の補正が適正になされた場合には、次の針跡深さの判定（ステップＳ８）をパスして、テストが開始される。
【００４６】
以上説明したように、本発明のウエハプローバ１０によれば、ウエハ上に形成されたＩＣの電極パッドに電極プローブを接触させた後、該電極パッドに形成される接触痕の深さを測定し、測定された接触痕の深さに基づいて電極プローブと電極パッドとの接触圧を補正するので、垂直型・カンチレバー型などのプローブカードの形式に左右されず、オーバードライブ量を正確に調整することができる。
【００４７】
なお、上記実施形態では、走査型プローブ顕微鏡１９は、原子間力顕微鏡として構成して構成されており、カンチレバー５１の変位が、光てこ方式によって構成された変位測定装置５３によって測定されているが、本発明はこれに限定されず、レーザ干渉方式やトンネル電流検出方式によって構成された変位測定装置によってカンチレバー５１の変位を測定してもよい。
【００４８】
また、走査型プローブ顕微鏡１９は、原子間力顕微鏡に限られず、走査プローブと電極パッドとの間に流れるトンネル電流に基づいて凹凸情報を取得する走査型トンネル顕微鏡として構成することも可能である。
【図面の簡単な説明】
【００４９】
【図１】テスタおよびウエハプローバの構成を示す模式図である。
【図２】制御部の構成を示すブロック図である。
【図３】ウエハの構成を示す平面図である。
【図４】ウエハの電極パッド部分の断面を示す断面図である。
【図５】針当て時の電極パッドの断面を示す断面図である。
【図６】走査型プローブ顕微鏡の構成を示す模式図である。
【図７】ウエハプローバの動作を示すフローチャートである。
【図８】針跡深さの測定データを例示するグラフであり、（Ａ）は、測定値が規格範囲内に入っている場合、（Ｂ）は、測定値が規格範囲の上限および下限を超えている場合を示す。
【図９】針跡深さの測定データを例示するグラフであり、（Ａ）は、測定値が規格下限を超えている場合、（Ｂ）は、測定値が規格上限を超えている場合を示す。
【符号の説明】
【００５０】
１０  ウエハプローバ
１１  テスタ
１２  ウエハ
１３  電極プローブ
１４  プローブカード
１５  ウエハチャック（ウエハ保持手段）
１６  水平移動機構（水平移動手段）
１７  昇降移動機構（昇降移動手段）
１９  走査型プローブ顕微鏡（接触痕計測手段）
２０  制御部
３０  移動制御部（移動制御手段）
３１  顕微鏡制御部
３２  針跡深さ判定部（判定手段）
３３  テスト開始信号出力部（テスト開始信号出力手段）
３４  オーバードライブ量補正部（接触圧補正手段）
３５  プローブ交換指示信号出力部（プローブ交換指示信号出力手段）
４０  半導体集積回路
４１  電極パッド
４１ａ  酸化皮膜
４１ｂ  針跡
５０  走査プローブ
５１  カンチレバー
５３  変位測定装置
【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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