(57)【要約】      （修正有）【課題】ウエハチャックの加熱／冷却時にＹ軸、ベースに熱変形があっても、Ｘ軸、Ｙ軸の移動ステージの位置を正確に検出できるプローバの提供。【解決手段】加熱／冷却部材を内蔵したウエハチャック１６と、ウエハチャック１６の回転とＺ軸とＸ軸方向の移動を行うＸ軸ステージ１４と、ウエハチャック１６のＹ軸方向の移動を行うＹ軸ステージ１３と、Ｙ軸ステージ１３を移動支持するベース１２とを有するプローバにおいて、Ｙ軸ステージ１３のＸ軸ステージ１４が移動する方向の一方の側面に、Ｘ軸ステージ１３とは独立して垂直方向に平行に設けたリニアスケール４１、４２と、Ｘ軸ステージ１４の側面に取り付けられ、リニアスケール４１、４２にそれぞれ対向するヘッド４３、４４を備えたアーム４０とによって校正し、Ｘ軸ステージ１４の位置を読み取ったリニアスケール４１の値を、リニアスケール４２の読取値で補正して検出するようにしたプローバを用いる。【選択図】図５
2008053282.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第１の加熱／冷却部材を内蔵するウエハチャックと、
前記ウエハチャックの回転とＺ軸及びＸ軸方向の移動を行うＸ軸移動ステージと、
前記ウエハチャックの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、前記Ｘ軸移動ステージの移動方向の一方の側面に、前記Ｙ軸移動ステージとは独立して垂直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軸移動ステージの側面に取り付けられ、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、
前記ウエハチャックの移動量を、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して検出するようにしたことを特徴とするプローバ。
【請求項２】
請求項１に記載のプローバであって、前記ウエハチャックの移動量Ｌｃを、
前記Ｘ軸移動ステージの移動に伴うピッチングの変化をθｐとして、微小角ではｓｉｎθｐ＝θｐ、第１と第２のリニアスケールの間隔をｈ、第１のリニアスケールから前記ウエハチャックの頂面までの距離をｈｃとし、この時の前記第１のリニアスケールに対向するヘッドの読取距離をＬａ、前記第２のリニアスケールに対向するヘッドの読取距離をＬｂとした時に、
Ｌｃ＝Ｌａ−（ｈｃ×θｐ）、Ｌａ＝Ｌｂ−（ｈ×θｐ）の関係から、
式Ｌｃ＝Ｌａ−（Ｌｂ−Ｌａ）×ｈｃ／ｈから算出することを特徴とするプローバ。
【請求項３】
請求項１または２に記載のプローバであって、
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ことを特徴とするプローバ。
【請求項４】
請求項１から３の何れか１項に記載のプローバであって、更に、
前記ベースの前記Ｙ軸移動ステージの移動方向の一方の側面に、前記ベースとは独立して垂直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軸移動ステージの側面に取り付けられ、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から構成され、
前記ウエハチャックの移動量は、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して検出するようにしたことを特徴とするプローバ。
【請求項５】
請求項４に記載のプローバであって、前記ウエハチャックの移動量Ｍｃを、
前記Ｙ軸移動ステージの移動に伴うピッチングの変化をθｑとして、微小角ではｓｉｎθｑ＝θｑ、第３と第４のリニアスケールの間隔をｋ、第３のリニアスケールから前記ウエハチャックの頂面までの距離をｋｃとし、この時の前記第３のリニアスケールに対向するヘッドの読取距離をＭａ、前記第４のリニアスケールに対向するヘッドの読取距離をＭｂとした時に、
Ｍｃ＝Ｍａ−（ｋｃ×θｑ）、Ｍａ＝Ｍｂ−（ｋ×θｑ）の関係から、
式Ｍｃ＝Ｍａ−（Ｍｂ−Ｍａ）×ｋｃ／ｋから算出することを特徴とするプローバ。
【請求項６】
請求項３または４に記載のプローバであって、
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、周囲の熱の影響でピッチングが発生しても、ウエハチャックの移動量を正確に検出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、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。
【００１７】
【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】
【００１８】
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が膨張或いは収縮して、通常は上に凸の湾曲変形、或いは下に凸の湾曲変形してしまい、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が発生し、移動ステージの移動精度が影響を受けるという問題点があった。
【００１９】
この問題点について更に詳しく説明する。ここでは、ウエハチャック１６の熱により、Ｙ軸移動ステージ１３が上に凸の湾曲変形した場合について図３（ａ）、（ｂ）により説明する。ウエハテストシステム１００によるダイの検査では、測定するデバイスの種類によってダイのサイズや測定時間が異なるので、例えば、高温での測定時間が長いと、その熱がＹ軸移動ステージ１３に直接伝わってステージ１３の形状が（ａ）に示す状態から、上側が膨張した（ｂ）に示す上に凸の湾曲変形状態に変形する。この変形はバイメタル効果と呼ばれる。
【００２０】
図２には図示していないが、Ｙ軸移動ステージ１３の脇には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別体で設けられており、ベース１２の脇には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。
【００２１】
リニアスケール３３は、Ｙ軸移動ステージ１３の下の方に設けられているので、（ａ）に示すようにＹ軸移動ステージ１３が変形していない状態では、Ｘ軸移動ステージ１４に取り付けられたアーム３４の先端部に設けられたヘッド３５によってリニアスケール３３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。しかし、（ｂ）に示すように、熱によりＹ軸移動ステージ１３が上に凸の湾曲変形状態に変形すると、ピッチングの変化によりスケールヘッド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点があった。
【００２２】
本発明は、このような問題点を解決するものであり、ウエハチャックを加熱、冷却し、熱や冷気によってステージが変形した場合でも、ウエハチャックの位置や移動量を正確に検出することができ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】
【００２３】
前記目的を達成する本発明のプローバは、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、ウエハを保持する第１の加熱／冷却部材を内蔵するウエハチャックと、ウエハチャックの回転とＺ軸及びＸ軸方向の移動を行うＸ軸移動ステージと、ウエハチャックのＹ軸方向の移動を行うＹ軸移動ステージと、Ｙ軸移動ステージの移動支持を行うベースと、Ｙ軸移動ステージの、Ｘ軸移動ステージの移動方向の一方の側面に、Ｙ軸移動ステージとは独立して垂直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、Ｘ軸移動ステージの側面に取り付けられ、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、ウエハチャックの移動量を、第１のリニアスケールの読取値を、第２のリニアスケールの読取値で補正して検出するようにしたことを特徴とするプローバである。
【００２４】
この場合のウエハチャックの移動量Ｌｃは、Ｘ軸移動ステージの移動に伴うピッチングの変化をθｐとして、微小角ではｓｉｎθｐ＝θｐ、第１と第２のリニアスケールの間隔をｈ、第１のリニアスケールからウエハチャックの頂面までの距離をｈｃとし、この時の第１のリニアスケールに対向するヘッドの読取距離をＬａ、第２のリニアスケールに対向するヘッドの読取距離をＬｂとした時に、Ｌｃ＝Ｌａ−（ｈｃ×θｐ）、Ｌａ＝Ｌｂ−（ｈ×θｐ）の関係から、式Ｌｃ＝Ｌａ−（Ｌｂ−Ｌａ）×ｈｃ／ｈから算出することができる。第１と第２のリニアスケールは、１枚のスケール板の上に形成されていても良い。
【００２５】
また、前述のプローバには更に、ベースのＹ軸移動ステージの移動方向の一方の側面に、ベースとは独立して垂直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、Ｙ軸移動ステージの側面に取り付けられ、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から構成され、ウエハチャックの移動量は、第３のリニアスケールの読取値を、第４のリニアスケールの読取値で補正して検出するようにしても良い。
【００２６】
この場合のウエハチャックの移動量Ｍｃは、Ｙ軸移動ステージの移動に伴うピッチングの変化をθｑとして、微小角ではｓｉｎθｑ＝θｑ、第３と第４のリニアスケールの間隔をｋ、第３のリニアスケールから前記ウエハチャックの頂面までの距離をｋｃとし、この時の第３のリニアスケールに対向するヘッドの読取距離をＭａ、第４のリニアスケールに対向するヘッドの読取距離をＭｂとした時に、Ｍｃ＝Ｍａ−（ｋｃ×θｑ）、Ｍａ＝Ｍｂ−（ｋ×θｑ）の関係から、式Ｍｃ＝Ｍａ−（Ｍｂ−Ｍａ）×ｋｃ／ｋから算出することができる。第３と第４のリニアスケールは、１枚のスケール板の上に形成されていても良い。
【発明の効果】
【００２７】
本発明によれば、ウエハチャックを加熱、冷却し、熱や冷気によってステージが変形した場合でも、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、それぞれ垂直方向に平行な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真の移動量を求めるようにすることにより、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移動量を正確に検出することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２８】
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。
【００２９】
図４（ａ）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。
【００３０】
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。
【００３１】
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。
【００３２】
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、Ｘ軸移動ステージ１４の移動方向の一方の側面、ここでは駆動モータ２９が無い方の側面に、リニアスケール板３を取り付けている。このリニアスケール板３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３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４１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４２とが、Ｙ軸移動ステージ１３の板厚方向（垂直方向）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４１と補正用リニアスケール４２とが１枚のリニアスケール板３の上に形成されているが、基準リニアスケール４１と補正用リニアスケール４２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。
【００３３】
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４１と補正用リニアスケール４２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４１と補正用リニアスケール４２のスケール（目盛）を同時に読み取ることができる。なお、ベース１２には、Ｙ軸移動ステージ１３の移動量を検出するための通常のリニアスケールが設けられるが、ここではその図示及び説明を省略する。
【００３４】
リニアスケール板３は熱膨張率の低い部材で構成されており、Ｘ軸移動ステージ１４が熱で変形しても変形しないように構成されている。即ち、リニアスケール板３は、Ｘ軸移動ステージ１４とは独立になっており、Ｘ軸移動ステージ１４の熱変形の影響を受けないようになっている。
【００３５】
図４（ｂ）は、リニアスケール板３をＸ軸移動ステージ１４に対して独立に取り付けた一例を示すものである。この例では、リニアスケール板３の中央部のみを固定具５でＸ軸移動ステージ１４の側面に固定しており、リニアスケール板３の両側はＸ軸移動ステージ１４に対して固定されていない。これは、Ｘ軸移動ステージ１４が熱変形する場合は、Ｘ軸移動ステージ１４は破線で示すように下に凸に湾曲するか、或いは逆に上に凸に湾曲するが、Ｘ軸移動ステージ１４の中央部は変形しないからである。この例ではリニアスケール板３の両側に固定具５を中心とする円弧状の長孔６、７が設けられており、この長孔６、７内にＸ軸移動ステージ１４の側面に突設されたピン８、９が係合しているが、この構成は無くても良いものである。
【００３６】
図５（ａ）は、図４（ａ）に示した本発明のプローバ１０のＹ軸移動ステージ１３に熱変形がない場合の状態を示すものである。なお、この図にはリニアスケール板４の図示は省略し、基準リニアスケール４１と補正用リニアスケール４２のみが示してある。Ｘ軸移動ステージ１４の側面に設けられたアーム４０には、基準リニアスケール４１に対向する位置にヘッド４３が設けられていると共に、補正用リニアスケール４２に対向する位置にヘッド４４が設けられている。
【００３７】
Ｙ軸移動ステージ１３に熱変形がない状態で、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。このときは、ヘッド４３による基準リニアスケール４１の読取値と、ヘッド４４による補正用リニアスケール４２の読取値は同じであり、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。
【００３８】
次に、図５（ｂ）に示すように、Ｙ軸移動ステージ１３に熱変形があり、Ｙ軸移動ステージ１３が下に凸に変形した状態で、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。Ｙ軸移動ステージ１３が変形すると、その上を移動するＸ軸移動ステージ１４の動きが直線的でなくなり、ピッチングが発生する。このときは、基準リニアスケール４１と補正用リニアスケール４２は熱変形しないので、ヘッド４３による基準リニアスケール４１の読取値と、ヘッド４４による補正用リニアスケール４２の読取値に差が生じる。Ｙ軸移動ステージ１３が下に凸に熱変形した場合は、ヘッド４３による基準リニアスケール４１の読取値Ｌａの方が、ヘッド４４による補正用リニアスケール４２の読取値Ｌｂよりも小さくなる。
【００３９】
この場合のウエハチャック１６のＸ軸方向への移動距離Ｌｃ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の移動に伴うピッチングの変化をθｐとする。θｐは微小角であり、微小角ではｓｉｎθｐ＝θｐの関係がある。ここで、基準リニアスケール４１と補正用リニアスケール４２の間隔をｈ、基準リニアスケール４１からウエハチャック１６の頂面までの距離を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４１に対向するヘッド４３の読取距離をＬａ、補正用リニアスケール４２に対向するヘッドの読取距離をＬｂとした時に、Ｌｃ＝Ｌａ−（ｈｃ×θｐ）、Ｌａ＝Ｌｂ−（ｈ×θｐ）の関係から、Ｌｃ＝Ｌａ−（Ｌｂ−Ｌａ）×ｈｃ／ｈとなる。
【００４０】
図６は、本発明の第２の実施形態のプローバ１０の構成を示すものである。第１の実施形態のプローバ１０は、Ｙ軸移動ステージ１３が変形した時のウエハチャック１６のＸ軸方向の真の移動距離を検出するものであったが、第２の実施形態のプローバ１０は、これに加えて、ベース１２が変形した時のウエハチャック１６のＹ軸方向の真の移動距離を検出するものである。このため、第２の実施形態のプローバ１０には更に、ベース１２のＹ軸移動ステージ１３の移動方向の一方の側面に、リニアスケール板４を取り付けている。
【００４１】
このリニアスケール板４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４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４６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４７とが、ベース１２の板厚方向（垂直方向）に平行に設けられている。なお、第２の実施形態では、基準リニアスケール４６と補正用リニアスケール４７とが１枚のリニアスケール板４の上に形成されているが、基準リニアスケール４６と補正用リニアスケール４７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。
【００４２】
更に、第２の実施形態では、Ｙ軸移動ステージ１３の側面に、基準リニアスケール４６と補正用リニアスケール４７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４５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４６と補正用リニアスケール４７のスケールを、同時に読み取ることができる。
【００４３】
リニアスケール板４は熱膨張率の低い部材で構成されており、ベース１２が熱で変形しても変形しないように構成されている。即ち、リニアスケール板４は、ベース１２とは独立になっており、ベース１２の熱変形の影響を受けないようになっている。リニアスケール板４は、第１の実施形態で説明したリニアスケール板３をＹ軸移動ステージ１３に対して独立に取り付けた方法と同様の方法で、ベース１２の側面に取り付けることができる。
【００４４】
ここで、図７に示すように、ベース１２に熱変形があり、ベース１２が下に凸に変形した状態で、Ｙ軸移動ステージ１３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。ベース１２が変形すると、その上を移動するＹ軸移動ステージ１３の動きが直線的でなくなり、ピッチングが発生する。このときは、基準リニアスケール４６と補正用リニアスケール４７は熱変形しないので、ヘッド４８による基準リニアスケール４６の読取値と、ヘッド４９による補正用リニアスケール４７の読取値に差が生じる。ベース１２が下に凸に変形した場合は、ヘッド４８による基準リニアスケール４６の読取値Ｍａの方が、ヘッド４９による補正用リニアスケール４７の読取値Ｍｂよりも小さい。
【００４５】
この場合のウエハチャック１６のＹ方向への移動距離Ｍｃは、以下のようにして検出することができる。まず、Ｙ軸移動ステージ１４の移動に伴うピッチングの変化をθｑとする。θｑは微小角であり、微小角ではｓｉｎθｑ＝θｑの関係がある。ここで、基準リニアスケール４６と補正用リニアスケール４７の間隔をｋ、基準リニアスケール４６からウエハチャック１６の頂面までの距離をｋｃ、ウエハチャック１６の移動距離をＭｃとし、この時の基準リニアスケール４６に対向するヘッド４３の読取距離をＭａ、補正用リニアスケール４７に対向するヘッド４９の読取距離をＭｂとした時に、Ｍｃ＝Ｍａ−（ｈｃ×θｐ）、Ｍａ＝Ｍｂ−（ｈ×θｐ）の関係から、Ｍｃ＝Ｍａ−（Ｍｂ−Ｍａ）×ｈｃ／ｈとなる。
【産業上の利用可能性】
【００４６】
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。また、熱などの影響でピッチングが変化するステージであれば、プローバ以外でも効果がある。
【図面の簡単な説明】
【００４７】
【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軸移動ステージに熱変形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軸移動ステージに熱変形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】（ａ）は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、（ｂ）は（ａ）のリニアスケールのＹ軸移動ステージへの一設置例を示す説明図である。
【図５】（ａ）は図４（ａ）に示した本発明のプローバのＹ軸移動ステージに熱変形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４（ａ）に示した本発明のプローバのＹ軸移動ステージに熱変形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６】本発明のプローバの第２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７】図６に示した本発明のプローバのベースに熱変形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。
【符号の説明】
【００４８】
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
４０、４５    アーム
４１、４６    基準リニアスケール
４２、４７    補正用リニアスケール
４３、４４、４８、４９    ヘッド
【図１】
2008053282.tif 000003
【図２】
2008053282.tif 000004
【図３】
2008053282.tif 000005
【図４】
2008053282.tif 000006
【図５】
2008053282.tif 000007
【図６】
2008053282.tif 000008
【図７】
2008053282.tif 000009