(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
支持基板と、配線を含んで前記支持基板の一方の面に設けられた配線層と、前記配線層の前記支持基板側と反対側となる面に配置されて前記配線に接続するプローブと、複数の第１のヒータとを有するプローブカードであって、
平面視で縦横に配列された複数のヒータ領域に仮想的に分割され、
前記ヒータ領域の各々は平面視で矩形状の形状を有して一辺が１０ｍｍ〜４０ｍｍの範囲であり、
前記ヒータ領域の各々に、前記複数の第１のヒータのうちの少なくとも１つが前記プローブカードに生じる温度分布を制御するために配設されることを特徴とするプローブカード。
【請求項２】
前記複数の第１のヒータの各々の発熱量を個別に制御する複数の制御装置を有することを特徴とする請求項１に記載のプローブカード。
【請求項３】
前記複数の第１のヒータは、前記複数のヒータ領域の各々に対応して、それぞれが前記支持基板に埋設されることを特徴とする請求項１または２に記載のプローブカード。
【請求項４】
前記複数のヒータ領域の各々に対応して配設された複数の温度センサを有することを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載のプローブカード。
【請求項５】
前記支持基板には、前記ヒータ領域間の境界に対応する部分に、断熱材が設けられることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載のプローブカード。
【請求項６】
前記断熱材は、前記複数のヒータ領域に対応して前記支持基板内を区画する隔壁状に形成されることを特徴とする請求項５に記載のプローブカード。
【請求項７】
被検査体を検査する検査装置であって、
前記被検査体を載置するＸＹＺステージと、
支持基板、配線を含んで前記支持基板の一方の面に設けられた配線層、前記配線層の前記支持基板側と反対側となる面に配置されて前記配線に接続するプローブ、複数の第１のヒータおよび前記複数の第１のヒータの各々の発熱量を個別に制御する複数の制御装置を有し、平面視で縦横に配列された複数のヒータ領域に仮想的に分割され、前記ヒータ領域の各々は平面視で矩形状の形状を有して一辺が１０ｍｍ〜４０ｍｍの範囲であり、前記ヒータ領域の各々に前記複数の第１のヒータのうちの少なくとも１つがプローブカードに生じる温度分布を制御するために配設されるプローブカードと、
前記プローブカードの前記複数のヒータ領域各々を所望の目標温度にするために目標温度が入力される温度制御部と、
を有することを特徴とする検査装置。
【請求項８】
前記ＸＹＺステージは、第２のヒータを有して、前記被検査体を加熱可能に載置することを特徴とする請求項７に記載の検査装置。
【請求項９】
前記プローブカードは、前記支持基板の前記複数のヒータ領域の各々に対応して配設された複数の温度センサを有し、
前記制御装置は、前記目標温度と前記複数の温度センサの各々の出力とに基づいて、前記複数の第１のヒータの各々の発熱量を個別に制御するものであることを特徴とする請求項７または８に記載の検査装置。
【請求項１０】
前記支持基板には、前記ヒータ領域間の境界に対応する部分に、断熱材が設けられることを特徴とする請求項７〜９のいずれか１項に記載の検査装置。
【請求項１１】
支持基板、配線を含んで前記支持基板の一方の面に設けられた配線層、前記配線層の前記支持基板側と反対側となる面に配置されて前記配線に接続するプローブ、複数の第１のヒータ、前記複数の第１のヒータの各々の発熱量を個別に制御する複数の制御装置および複数の温度センサを有し、平面視で縦横に配列された複数のヒータ領域に仮想的に分割され、前記ヒータ領域の各々は平面視で矩形状の形状を有して一辺が１０ｍｍ〜４０ｍｍの範囲であって、前記ヒータ領域の各々に前記複数の第１のヒータのうちの少なくとも１つおよび前記複数の温度センサのうちの少なくとも１つがプローブカードに生じる温度分布を制御するために配設されるプローブカードを用い、前記複数のヒータ領域の各々の温度を個別に制御して前記プローブカードの前記複数のヒータ領域各々が所望の目標温度となるようにし、被検査体を検査する検査方法であって、
前記複数のヒータ領域の各々の温度を個別に制御する温度制御は、
前記目標温度を設定する温度設定工程と、
前記目標温度に基づいて前記第１のヒータに電流を供給する電流供給工程と、
前記電流の供給された第１のヒータを用い、前記第１のヒータが設けられたヒータ領域を加熱するヒータ加熱工程と、
前記ヒータ領域に配設された温度センサを用い、前記温度センサの出力に基づいて前記ヒータ領域の温度を測定する温度測定工程とを有し、
前記温度測定工程の後に、前記ヒータ領域の温度が前記目標温度と等しい場合には、前記温度測定工程を繰り返すように判断し、前記ヒータ領域の温度が前記目標温度と異なる場合には、前記電流供給工程、前記ヒータ加熱工程および前記温度測定工程をこの順で繰り返すように判断する判断工程を有して行われることを特徴とする検査方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、プローブカード、検査装置および検査方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体ウエハに作り込まれたＩＣ等の多数の半導体チップは、半導体ウエハから切断、分離されるのに先立ち、被検査体として、仕様書通りの性能を有するか否かの電気的試験を受ける。そのような電気的試験としては、例えば、半導体ウエハ上の半導体チップの電極に検査信号を供給して検出した信号を分析する方法が採用されている。
【０００３】
そして従来から、上述の半導体チップの電気的試験においては、半導体チップの電極と、離間配置された試験用の配線基板の電気回路等との間の電気的な接続のために、検査治具としてプローブカードが用いられている。
【０００４】
プローブカードは、検査用の多数の導電性のプローブを用いて構成される。例えば、プローブカードは、支持基板と、配線を含んで支持基板の一方の面である主面に設けられた配線層とを有する。そして、プローブカードの配線層には、支持基板側と反対側となる面に、配線に接続するようにしてプローブが配設される。また、支持基板の配線層側と反対側となる対向面には、プローバーのテスタ等の装置に電気的に接続するための端子が設けられる。
【０００５】
以上の構造を備えたプローブカードでは、支持基板のプローブが設けられる側の面である主面を、被検査体である半導体チップの形成された半導体ウエハに対向させる。例えば、半導体ウエハは、互いに直交するＸ軸、Ｙ軸およびＺ軸の各々の方向に駆動可能なＸＹＺステージの上に、負圧を利用した吸着手段等の手段によって安定して載置されている。したがって、プローブカードは、プローブが設けられる側の主面がＸＹＺステージ上の半導体ウエハと対向するように、半導体ウエハの上方に配置される。そして、多数のプローブの各々を半導体チップの検査用の電極の各々に上方から接触させ、半導体チップの電極とプローバーのテスタ等の装置との間の電気的な接続を実現する。
【０００６】
このようなプローブカードを用いた半導体チップの電気的試験においては、室温や低温での試験の他に、例えば、半導体ウエハを加熱して半導体チップを加熱し、高温の状態で電気的な試験を行う高温試験がある。
【０００７】
従来から、被検査体である半導体チップの形成された半導体ウエハの加熱は、その半導体ウエハを載置するＸＹＺステージに設けられたヒータによって行われてきた。すなわち、ＸＹＺステージに設けられたヒータはＸＹＺステージを加熱して、そこに載置された半導体ウエハを加熱する。
【０００８】
このとき、半導体ウエハは、加熱による影響を受け、半導体ウエハに形成された半導体チップの検査用の電極間の間隔は膨張する。そのため、半導体ウエハとプローブカードの温度に違いが生じた場合、プローブカード上のプローブ間の間隔と半導体チップの電極間の間隔とにずれが生じることがあった。そのようなずれが生じた場合、プローブの針先を半導体チップの電極に正しく当接させて電気的に接続させることができなくなり、問題とされていた。
【０００９】
このような被検査体における加熱の問題に対し、例えば、特許文献１に開示されるように、プローブカードにヒータを内蔵させ、プローブカードを所望の温度に加熱する技術が知られている。
【００１０】
図１０は、従来のプローブカードを備えた検査装置の要部構成を模式的に説明する断面図である。
【００１１】
図１０に示された従来の検査装置は、ヒータの内蔵された従来のプローブカードを有している。したがって、図１０は、被検査体である半導体チップ（図示されない）の形成された半導体ウエハ１００６を加熱して行う高温試験において、プローブカード１００１を加熱する従来技術を説明する図となっている。
【００１２】
図１０に示す従来の検査装置１０００は、半導体チップ（図示されない）の形成された半導体ウエハ１００６を載置するＸＹＺステージ１００７と、ヒータ１０１０の内蔵された従来のプローブカード１００１とを有して構成される。
【００１３】
図１０に示されたプローブカード１００１は、支持基板１００３と、配線１００２を含んで支持基板１００３の一方の主面１０１５に設けられた配線層１００４とを有する。そして、プローブカード１００１では、配線層１００４の支持基板１００３側と反対側となる面１０１７に、配線１００２に接続するようにして配置される多数のプローブ１００５を有する。
【００１４】
また、プローブカード１００１は、支持基板１００３の主面１０１５と対向する対向面１０１６に、プローバーのテスタ等の装置（図示されない）に電気的に接続するための端子（図示されない）が設けられる。そして、プローブカード１００１は、上述したように、プローブ１００５の設置される側の面である主面１０１５を半導体ウエハ１００６側に向けて、半導体ウエハ１００６の上方に配置される。
【００１５】
また、プローブカード１００１では、支持基板１００３に１つのヒータ１０１０が埋設されている。ヒータ１０１０は、支持基板１００３の外部に設けられた１つの電源１０１１に電気的に接続されている。したがって、ヒータ１０１０は、電源１０１１からの電流供給を受けて発熱し、支持基板１００３を加熱することができる。すなわち、プローブカード１００１は、内蔵するヒータ１０１０を用いて、加熱がなされるように構成されている。
【００１６】
図１０に示す従来の検査装置１０００において、半導体チップの形成された半導体ウエハ１００６は、ＸＹＺステージ１００７の上に載置されている。したがって、プローブカード１００１は、上述したように、ＸＹＺステージ１００７上の半導体ウエハ１００６と対向するように、プローブ設置面を下方の半導体ウエハ１００６側に向けて、半導体ウエハ１００６の上方に配置される。そして、プローブカード１００１は、多数のプローブ１００５の各々を半導体チップの検査用の微小な電極（図示されない）のそれぞれに上方から接触させる。その結果、プローブカード１００１は、半導体チップの電極とプローバーのテスタ等の装置（図示されない）との間の電気的な接続を実現することができる。
【００１７】
検査装置１０００を用いて半導体ウエハ１００６を加熱して行う高温試験においては、ＸＹＺステージ１００７に内蔵されたヒータ（図示されない）が、ＸＹＺステージ１００７に載置された半導体ウエハ１００６を所定の温度となるように加熱する。
【００１８】
一方、半導体ウエハ１００６に対向するよう配置されたプローブカード１００１では、電源１０１１からの電流供給を受けて１つのヒータ１０１０が発熱し、支持基板１００３を所定の温度となるように加熱する。この支持基板１００３の加熱によって、ヒータ１０１０はプローブカード１００１を加熱する。その場合、支持基板１００３は、例えば、加熱された半導体ウエハ１００６と同じ温度となるように加熱される。
【００１９】
その結果、従来の検査装置１０００において、半導体ウエハ１００６およびプローブカード１００１はいずれも、所定の温度となるように加熱される。そして、検査装置１０００では、プローブカード１００１のプローブ１００５間の間隔と、所定温度に加熱された半導体チップの電極間の間隔との間にずれが生じないようにされる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００２０】
【特許文献１】特開２０１２−２５６７９９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００２１】
しかしながら、図１０に示される従来の検査装置１０００では、ＸＹＺステージ１００７に内蔵されたヒータによって半導体ウエハ１００６の加熱を行った場合、プローブカード１００１が影響を受けることがある。そのようなＸＹＺステージ１００７内蔵のヒータによる加熱の影響としては、例えば、図示されないその他の構成部品やプローバーからの輻射熱の発生等がある。
【００２２】
そのため、プローブカード１００１においては、ヒータ１０１０によって加熱が行われる以前から、温度の不均一な分布が生じている場合がある。それによって、支持基板１００３は、プローブ１００５が設置される側の主面１０１５内で、温度分布が均一ではない場合がある。
【００２３】
したがって、図１０のプローブカード１００１においては、支持基板１００３に埋設された１つのヒータ１０１０を用いて加熱を行う場合、支持基板１００３に元々存在する不均一な温度分布の影響を受けることになる。
【００２４】
こうした元々存在する不均一な温度分布に対して、プローブカード１００１では、１つのヒータ１０１０を用いて支持基板１００３の各部に対して実質的に一律な加熱を行うことしかできない。そのため、プローブカード１００１は、上述した支持基板１００３に元々存在する不均一な温度分布の影響を排除することは困難であり、支持基板１００３において、均一化された温度分布を形成することは困難であった。
【００２５】
すなわち、プローブカード１００１は、１つのヒータ１０１０を用いた加熱によって、プローブ１００５の設置された主面１０１５の面内で、各領域の温度が均一となるような状態を形成することは困難であった。
【００２６】
したがって、従来の検査装置１０００は、プローブカード１００１において、プローブ１００５間の間隔と半導体チップの電極間の間隔との間にずれが発生しないように、プローブカード１００１の精密な温度制御をすることは困難であった。
【００２７】
また、温度分布が不均一なプローブカード１００１に対して、支持基板１００３に埋設された１つのヒータ１０１０を用いて加熱を行った場合、目標とする温度と比べて格段に高温となる領域が生じることがあった。そうした支持基板１００３における高温領域の発生は、支持基板１００３における温度分布をより不均一なものとし、支持基板１００３の割れや、プローブカード１００１の破損を引き起こすことがあった。
【００２８】
本発明は、こうした従来のプローブカードにおける問題に鑑みてなされたものである。
【００２９】
すなわち、本発明の目的は、所望温度に制御されて温度分布を均一化するプローブカードを提供し、検査装置および検査方法を提供することにある。
【００３０】
本発明の他の目的および利点は、以下の記載から明らかとなるであろう。
【課題を解決するための手段】
【００３１】
本発明の第１の態様は、支持基板と、配線を含んで前記支持基板の一方の面に設けられた配線層と、前記配線層の前記支持基板側と反対側となる面に配置されて前記配線に接続するプローブと、複数の第１のヒータとを有するプローブカードであって、
平面視で縦横に配列された複数のヒータ領域に仮想的に分割され、
前記ヒータ領域の各々に、前記複数の第１のヒータのうちの少なくとも１つが配設されることを特徴とするプローブカードに関する。
【００３２】
本発明の第１の態様において、前記複数の第１のヒータの各々の発熱量を個別に制御する複数の制御装置を有することが好ましい。
【００３３】
本発明の第１の態様において、前記複数の第１のヒータは、前記複数のヒータ領域の各々に対応して、それぞれが前記支持基板に埋設されることが好ましい。
【００３４】
本発明の第１の態様において、前記複数のヒータ領域の各々に対応して配設された複数の温度センサを有することが好ましい。
【００３５】
本発明の第１の態様において、前記ヒータ領域は、平面視で矩形状の形状を有して一辺が１０ｍｍ〜４０ｍｍの範囲であることが好ましい。
【００３６】
本発明の第１の態様において、前記支持基板には、前記ヒータ領域間の境界に対応する部分に、断熱材が設けられることが好ましい。
【００３７】
本発明の第１の態様において、前記支持基板には、前記ヒータ領域間の境界に対応する部分に、断熱材が設けられ、前記断熱材は、前記複数のヒータ領域に対応して前記支持基板内を区画する隔壁状に形成されることが好ましい。
【００３８】
本発明の第２の態様は、被検査体を検査する検査装置であって、
前記被検査体を載置するＸＹＺステージと、
支持基板、配線を含んで前記支持基板の一方の面に設けられた配線層、前記配線層の前記支持基板側と反対側となる面に配置されて前記配線に接続するプローブ、複数の第１のヒータおよび前記複数の第１のヒータの各々の発熱量を個別に制御する複数の制御装置を有し、平面視で縦横に配列された複数のヒータ領域に仮想的に分割され、前記ヒータ領域の各々に前記複数の第１のヒータのうちの少なくとも１つが配設されるプローブカードと、
前記プローブカードの目標温度が入力される温度制御部と、
を有することを特徴とする検査装置に関する。
【００３９】
本発明の第２の態様において、前記ＸＹＺステージは、第２のヒータを有して、前記被検査体を加熱可能に載置することが好ましい。
【００４０】
本発明の第２の態様において、前記プローブカードは、前記支持基板の前記複数のヒータ領域の各々に対応して配設された複数の温度センサを有し、
前記制御装置は、前記目標温度と前記複数の温度センサの各々の出力とに基づいて、前記複数の第１のヒータの各々の発熱量を個別に制御するものであることが好ましい。
【００４１】
本発明の第２の態様において、前記支持基板には、前記ヒータ領域間の境界に対応する部分に、断熱材が設けられることが好ましい。
【００４２】
本発明の第３の態様は、支持基板、配線を含んで前記支持基板の一方の面に設けられた配線層、前記配線層の前記支持基板側と反対側となる面に配置されて前記配線に接続するプローブ、複数の第１のヒータ、前記複数の第１のヒータの各々の発熱量を個別に制御する複数の制御装置および複数の温度センサを有し、平面視で縦横に配列された複数のヒータ領域に仮想的に分割されて、前記ヒータ領域の各々に前記複数の第１のヒータのうちの少なくとも１つおよび前記複数の温度センサのうちの少なくとも１つが配設されるプローブカードを用い、前記複数のヒータ領域の各々の温度を個別に制御して前記プローブカードが目標温度となるようにし、被検査体を検査する検査方法であって、
前記複数のヒータ領域の各々の温度を個別に制御する温度制御は、
前記目標温度を設定する温度設定工程と、
前記目標温度に基づいて前記第１のヒータに電流を供給する電流供給工程と、
前記電流の供給された第１のヒータを用い、前記第１のヒータが設けられたヒータ領域を加熱するヒータ加熱工程と、
前記ヒータ領域に配設された温度センサを用い、前記温度センサの出力に基づいて前記ヒータ領域の温度を測定する温度測定工程とを有し、
前記温度測定工程の後に、前記ヒータ領域の温度が前記目標温度と等しい場合には、前記温度測定工程を繰り返すように判断し、前記ヒータ領域の温度が前記目標温度と異なる場合には、前記電流供給工程、前記ヒータ加熱工程および前記温度測定工程をこの順で繰り返すように判断する判断工程を有して行われることを特徴とする検査方法に関する。
【発明の効果】
【００４３】
本発明によれば、所望温度に制御されて温度分布を均一化するプローブカードが提供され、検査装置および検査方法が提供される。
【図面の簡単な説明】
【００４４】
【図１】本発明の第１実施形態のプローブカードの構造を模式的に示す断面図である。
【図２】本発明の第１実施形態のプローブカードが複数のヒータ領域に仮想的に分割される構造を模式的に示す図である。
【図３】本発明の第１実施形態のプローブカードが複数のヒータ領域に仮想的に分割される構造の別の例を模式的に示す図である。
【図４】本発明の第２実施形態のプローブカードの構造を模式的に示す断面図である。
【図５】支持基板に設けられた断熱材の構造を模式的に示す平面図である。
【図６】断熱材の別の例の断面形状を模式的に示す図である。
【図７】本発明の第３実施形態の検査装置の要部構造を模式的に示す断面図である。
【図８】本発明の第４実施形態の検査装置の要部構造を模式的に示す断面図である。
【図９】本発明の第５実施形態である検査方法の、複数のヒータ領域の各々の温度の制御方法を説明するフローチャートの一例である。
【図１０】従来のプローブカードを備えた検査装置の要部構成を模式的に説明する断面図である。
【図１１】被検査体の半導体チップが形成された半導体ウエハを加熱して行う電気的試験において、プローブカードに生じる温度分布の例を模式的に示す図である。
【図１２】被検査体の半導体チップが形成された半導体ウエハを加熱して行う電気的試験において、プローブカードに生じる温度分布の別の例を模式的に示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００４５】
図１１は、被検査体の半導体チップが形成された半導体ウエハを加熱して行う電気的試験において、プローブカードに生じる温度分布の例を模式的に示す図である。
【００４６】
図１１は、図１０に示された従来の検査装置１０００における、プローブカード１００１の支持基板１００３に生じる温度分布の例を模式的に示している。すなわち、図１１の例は、図１０に示した、ＸＹＺステージ１００７に設けられたヒータ（図示されない）を用いて半導体ウエハ１００６を加熱したときの支持基板１００３の状態であり、ヒータ１０１０を用いてプローブカード１００１を加熱する前に生じる、支持基板１００３の不均一な温度分布を模式的に示している。
【００４７】
このとき、後述する第１の温度領域１０２１、第２の温度領域１０２２、第３の温度領域１０２３および第４の温度領域１０２４において、各領域間の境界は通常、それを境として格段の温度差を伴うような明確な境界ではない。上述したように、第１の温度領域１０２１、第２の温度領域１０２２、第３の温度領域１０２３および第４の温度領域１０２４は、支持基板１００３に生じる温度分布を模式的に表すものであり、上述の各領域間の境界付近では、徐々に温度が変化するのが通常である。
【００４８】
図１１に示すように、プローブカード１００１の支持基板１００３は、図１０の半導体ウエハ１００６と同様の形状であって、平面視で略円形状の形状を有している。そして、プローブカード１００１の支持基板１００３では、ヒータ１０１０を用いてプローブカード１００１を加熱する前に、不均一な温度分布が生じている。図１１に示す例では、プローブカード１００１の支持基板１００３が、第１の温度領域１０２１、第２の温度領域１０２２、第３の温度領域１０２３および第４の温度領域１０２４からなる。
【００４９】
支持基板１００３において、例えば、その中心部分を含む略円形状の領域が第１の温度領域１０２１となる。そして、その第１の温度領域１０２１の外側の周囲に、例えば、第２の温度領域１０２２が形成される。また、例えば、第２の温度領域１０２２の外側の周囲に第３の温度領域１０２３が形成され、第３の温度領域１０２３の外側の周囲に、第４の温度領域１０２４が形成される。
【００５０】
そして、第１の温度領域１０２１、第２の温度領域１０２２、第３の温度領域１０２３および第４の温度領域１０２４の温度を比較すると、例えば、第１の温度領域１０２１が最も高温の領域となる。そして、例えば、第４の領域１０２４は、最も低温の領域となる。
【００５１】
また、例えば、第２の温度領域１０２２は、第１の温度領域１０２１よりも低温の領域であり、第４の温度領域１０２４よりも高温の領域となる。さらに、例えば、第３の温度領域１０２３は、第２の温度領域１０２２より低温の領域であり、第４の領域１０２４より高温の領域となる。すなわち、支持基板１００３においては、例えば、第１の温度領域１０２１、第２の温度領域１０２２、第３の温度領域１０２３および第４の温度領域１０２４の順で徐々に温度が低くなる不均一な温度分布が生じている。
【００５２】
図１１に例示された不均一な温度分布の支持基板１００３では、図１０に示されたように、１つのヒータ１０１０を用いて加熱を行っても、全体が所望とする温度にされて温度分布を均一化することは困難である。すなわち、プローブカード１００１の１つのヒータ１０１０は、支持基板１００３全体を実質的に一律に加熱するものであり、支持基板１００３の温度分布の均一化は困難であると考えられる。
【００５３】
図１２は、被検査体の半導体チップが形成された半導体ウエハを加熱して行う電気的試験において、プローブカードに生じる温度分布の別の例を模式的に示す図である。
【００５４】
図１２は、図１１と同様に、図１０に示された従来の検査装置１０００において、ヒータ１０１０を用いてプローブカード１００１を加熱する前に、支持基板１００３に生じている不均一な温度分布の別の例を模式的に示している。
【００５５】
図１２の例では、図１１の例と同様に、プローブカード１００１を加熱する前に、支持基板１００３に第１の温度領域１０２１、第２の温度領域１０２２、第３の温度領域１０２３および第４の温度領域１０２４が生じている。またさらに、図１２の例では、図１０の検査装置１０００の図示されないその他の構成部品の影響を受けて、支持基板１００３に、周囲に比べて低温の領域となる第５の温度領域１０２５が形成されている。したがって、図１２の例では、プローブカード１００１の支持基板１００３に、より複雑な温度分布が生じている。
【００５６】
図１２に例示されたような、より複雑な温度分布の生じた支持基板１００３に対し、図１０に示された１つのヒータ１０１０を用い、支持基板１００３全体を実質的に一律に加熱しても、所望とする温度にして温度分布を均一化することは困難である。
【００５７】
そこで、本発明者は鋭意検討の結果、プローブカードを複数のヒータ領域に仮想的に分割し、複数のヒータ領域の各々に対応して複数のヒータを配設することによって、より精密な温度分布の制御を実現できることを見出した。また、上述した複数のヒータ領域の各々に対応して、複数の温度センサを配設してヒータ領域毎の精密な温度制御を行うことで、さらに精密な温度分布の制御が可能であることを見出した。
【００５８】
以下、適宜の図面を参照しながら、本発明の実施形態について説明する。
【００５９】
実施の形態１．
本発明の第１実施形態のプローブカードは、上述したように、複数のヒータ領域に仮想的に分割され、複数のヒータ領域の各々に対応して複数のヒータを配設し、精密な温度分布の制御を実現するものである。
【００６０】
より具体的には、本発明の第１実施形態のプローブカードでは、プローブが設けられる支持基板を複数のヒータ領域に仮想的に分割することができる。そして、本実施形態のプローブカードでは、複数のヒータ領域の各々に対応して複数のヒータを配設し、精密な温度分布の制御を実現することができる。さらに、本実施形態のプローブカードは、上述した複数のヒータ領域の各々に対応して配設された、複数の温度センサを有することができ、より精密な温度分布の制御が可能である。
【００６１】
図１は、本発明の第１実施形態のプローブカードの構造を模式的に示す断面図である。
【００６２】
図１に示すように、本発明の第１実施形態のプローブカード１は、支持基板３と、配線２を含んで支持基板３の一方の面である主面８に設けられた配線層４と、配線層４の支持基板３側と反対側となる面１１に配置されて配線２に接続するプローブ５と、複数のヒータ６とを有して構成される。
【００６３】
プローブカード１は、後述する図２に示されるように、平面視で縦横に配列された複数のヒータ領域１０に仮想的に分割されている。図１中、各ヒータ領域１０は、破線で囲まれた領域として示されている。
【００６４】
そして、プローブカード１において、複数のヒータ領域１０の各々に、上述した複数のヒータ６のうちの少なくとも１つが配設される。したがって、プローブカード１は、複数のヒータ領域１０の各々に対応して配設された複数のヒータ６を有する。
【００６５】
また、プローブカード１は、複数のヒータ６の各々の発熱量を個別に制御する複数の制御装置１５を有する。制御装置１５は、ヒータ６によって加熱されてヒータ領域１０が加熱の目標となる温度、すなわち、目標温度となるように、ヒータ６の発熱量を制御する。
【００６６】
さらに、プローブカード１は、複数の温度センサ７を有することができる。したがって、プローブカード１は、複数のヒータ領域１０の各々に対応して配設された複数の温度センサ７を有することができる。
【００６７】
以上の構造を有するプローブカード１は、例えば、検査装置（図１中、図示されない）に組み込まれ、電極を有する被検査体（図１中、図示されない）の電気的試験等の検査に用いられる。
【００６８】
以下、本発明の第１実施形態であるプローブカード１の構造について、図面を参照しながらより詳しく説明する。
【００６９】
本発明の第１実施形態のプローブカード１は、上述したように、支持基板３を有する。
【００７０】
支持基板３は、絶縁性の基板であり、例えば、セラミック材料を用いて構成することができる。支持基板３の構成材料としては、他に、ポリイミド等の樹脂材料を挙げることができる。
【００７１】
支持基板３は、例えば、プローブ５が設置される側の一方の面である主面８に対して反対側の面となる対向面９に、プローバーのテスタ等の装置（図示されない）に接続するための接続端子（図示されない）を設けることができる。
【００７２】
支持基板３には、配線路部分（図示されない）が、上述した対向面９に設けられた接続端子から支持基板３内をその板厚方向に主面８まで伸びるように設けられている。
【００７３】
そして、プローブカード１において、支持基板３の主面８には、配線層４が設けられている。配線層４は、例えば、セラミック材料やポリイミド等の樹脂材料を用いて形成され、内部等に配線２を含んで構成される。
【００７４】
そして、配線層４は、支持基板３側とは反対側となる面１１に複数のプローブランド（図示されない）を有している。配線層４の配線２は、各プローブランドから伸長し、支持基板３内の上述した配線路部分の配線層４側の端部に接続される。そして、配線２は、支持基板３内の配線路部分とともに、プローブカード１の配線路（図示されない）を構成する。
【００７５】
プローブカード１において、プローブ５は、例えば、カンチレバー型とすることができ、また、垂直型のプローブとすることもできる。そして、複数のプローブ５の各々は、配線層４の支持基板３側と反対側となる面１１で複数のプローブランドの各々に固着されている。したがって、プローブ５が、例えば、カンチレバー型である場合、複数のプローブ５の各々は、配線層４の支持基板３側と反対側となる面１１で片持ち梁状に支持されて、それぞれ所定の位置に配置される。
【００７６】
そして、プローブ５は、配線層４の支持基板３側と反対側となる面１１に配置され、プローブランドを介して、配線２に接続する。配線２は、上述したように、プローブカード１の配線路を構成している。したがって、配線層４の各プローブランドに固着された複数のプローブ５の各々は、その配線路によって、支持基板３の対向面９に設けられた複数の接続端子の各々に対して電気的に接続される。
【００７７】
以上の構造のプローブカード１は、上述したように、平面視で縦横に配列された複数のヒータ領域に仮想的に分割されている。
【００７８】
図２は、本発明の第１実施形態のプローブカードが複数のヒータ領域に仮想的に分割される構造を模式的に示す図である。
【００７９】
図２では、本発明の第１実施形態のプローブカード１を構成する支持基板３を用い、プローブカード１が複数のヒータ領域１０によって仮想的に分割される構成を模式的に示している。尚、図２においては、複数のヒータ領域１０の各々に設けられたミアンダ状のヒータ６が、実線によって模式的に示されている。
【００８０】
図２中、各ヒータ領域１０は、図１と同様に、破線で囲まれた平面視で矩形の領域である。そして、図２および上述した図１に示すように、プローブカード１の支持基板３は、縦横に規則的に等間隔で配列された複数のヒータ領域１０によって仮想的に分割される。
【００８１】
そして、例えば、図２に示すように、複数のヒータ領域１０は、実質的に同じ面積で実質的に同じ矩形状の形状を有する。プローブカード１を構成する支持基板３は、縦横に規則的に配列された複数のヒータ領域１０によって、ヒータ領域１０間に隙間が形成されないように分割されることが好ましい。そのため、ヒータ領域１０は、矩形状の形状を有することが好ましい。
【００８２】
ヒータ領域１０が矩形状の形状を有する場合、その一辺が１０ｍｍ〜４０ｍｍの範囲であることが好ましい。各ヒータ領域１０のサイズをこのような範囲に設定することで、支持基板３が、例えば、半径約３０ｃｍの円形状の形状を有する場合、その支持基板３を、１００個〜６００個程度のヒータ領域１０によって分割することができる。
【００８３】
そして、ヒータ領域１０のサイズを上述のような範囲とし、ヒータ領域１０を多数設けることにより、後述するように、支持基板３の温度分布をより均一化することができる。尚、支持基板３の温度分布をさらに均一化し、且つ、製造の容易さを維持するという観点からは、ヒータ領域は、平面視で矩形状の形状を有して一辺が１０ｍｍ〜３０ｍｍの範囲であることがより好ましい。
【００８４】
そして、図２に示すように、複数のヒータ領域１０は、Ｘ軸方向に並べられた複数のヒータ領域１０からなるヒータ領域１０の列が、Ｙ軸方向に複数段連なるようにして配列することができる。その場合、支持基板３は、図２に示すように、Ｘ軸方向に並べられた複数のヒータ領域１０からなるヒータ領域１０の列を、Ｙ軸方向に複数段連なるようにして配列された複数のヒータ領域１０によって、仮想的に分割される。
【００８５】
そして、上述したように、各ヒータ領域１０は、平面視で、実質的に同じ矩形状の形状を有している。したがって、支持基板３において、複数のヒータ領域１０の各々は、縦横に、等間隔に、規則的に配列され、支持基板３を仮想的に分割する。すなわち、プローブカード１の支持基板３は、平面視で、縦横に等間隔で規則的に配列された複数のヒータ領域１０によって仮想的に分割される。
【００８６】
このとき、プローブカード１においては、図２に示すように、Ｙ軸方向に連なるように配列されたヒータ領域１０の列について、隣接するヒータ領域１０の列間で、ヒータ領域１０の配置ピッチが一致して、ずれのないようにすることが可能である。その場合、複数のヒータ領域１０は、支持基板３において、Ｘ軸方向およびＹ軸方向にマトリクス状に配置されて、支持基板３を仮想的に分割することができる。
【００８７】
ここで、プローブカード１における、複数のヒータ領域１０の配列構造については、図２に例示されたものに限られるわけではない。
【００８８】
図３は、本発明の第１実施形態のプローブカードが複数のヒータ領域に仮想的に分割される構造の別の例を模式的に示す図である。
【００８９】
尚、図３においては、複数のヒータ領域１０の各々に設けられたミアンダ状のヒータ６が、実線によって模式的に示されている。
【００９０】
複数のヒータ領域１０の配列構造において、Ｙ方向に連なるように配列されたヒータ領域１０の列については、図３に例示されるように、隣接するヒータ領域１０の列間で、ヒータ領域１０の配置ピッチが反ピッチずつずれるように構成することも可能である。図３に示すようなヒータ領域１０の配列構造とすることで、それぞれが矩形状である複数のヒータ領域１０は、例えば、略円形状の支持基板３に対し、残余する領域を減らして、より効率良く支持基板３を分割することができる。
【００９１】
そして、プローブカード１は、上述したように、支持基板３の複数のヒータ領域１０の各々に対応して、複数のヒータ６を配設して有する。
【００９２】
複数のヒータ６は、複数のヒータ領域１０の各々に対応して、それぞれが支持基板３に埋設されることが好ましい。このとき、ヒータ６の接続端子となる部分は、図１に示されるように、対向面９から露出するように設けられることが好ましい。
【００９３】
尚、各ヒータ領域１０に配設されるヒータ６の数は、図１に例示されたプローブカード１のように、１つに限られるわけではなく、ヒータ領域１０に２つ以上のヒータ６を配設することも可能である。また、複数のヒータ領域１０の全てにおいて、同じ数のヒータ６が配設される必要はなく、ヒータ領域１０間で配設されるヒータ６の数が異なっていてもよい。プローブカード１では、ヒータ領域１０の各々に、複数のヒータ６のうちの少なくとも１つが配設される。
【００９４】
プローブカード１において、ヒータ６は、渦状やミアンダ状の形状を有することができる。すなわち、ヒータ６は、ミアンダ状である場合、両端子間でＸ軸方向に伸びるように形成される場合、±Ｙ軸方向に折り返しながら繰り返し屈曲するジグザグ状のパターンとして形成することができる。
【００９５】
そして、ヒータ６の両端の接続端子となる部分は、図１に示されるように、各々が対向面９から露出するように設けられることが好ましい。
【００９６】
ヒータ６は、ニッケル−クロム系合金（ニクロム線）、クロム−アルミニウム−鉄系合金（カンタル線）、モリブデン（Ｍｏ）、タンタル（Ｔａ）またはタングステン（Ｗ）等の抵抗発熱体を用いることができる。
【００９７】
このような材料からなるヒータ６は、支持基板３の配線路部分と同材料、すなわち、支持基板３がセラミクスからなる場合には、例えば、モリブデンやタングステン等を用いて配線路部分と同時に形成することができる。このような場合には、配線路部分と同様の材料で同時に、ヒータ６を渦状や上述したミアンダ状に形成することによって、発熱量を配線路部分よりも大きくし、それによってヒータ６を容易に形成することができる。
【００９８】
また、プローブカード１は、上述したように、複数のヒータ６の各々の発熱量を個別に制御する複数の制御装置１５を有する。複数の制御装置１５はそれぞれ、接続する１つのヒータ６が、その１つのヒータ６のある１つのヒータ領域１０を加熱して、そのヒータ領域１０を目標温度とするように、その１つのヒータ６の発熱量を制御する。
【００９９】
複数の制御装置１５はそれぞれ、電源１６と制御回路１７とからなる。複数の制御装置１５の各々において、制御回路１７は対応する１つの電源１６に接続し、電源１６は対応する１つのヒータ６の両端の端子に接続するように構成されている。したがって、プローブカード１は、複数の制御装置１５を有し、その結果、複数の電源１６および複数の制御回路１７を有する。
【０１００】
複数の制御回路１７は、各々独立に、複数の電源１６の各々に対して制御を行う。すなわち、複数の制御回路１７は、各々独立に、複数の電源１６のうちの接続する１つの電源１６に対し、ヒータ６への電流供給を行うように制御する。
【０１０１】
複数の電源１６は、各々独立に、複数のヒータ６の各々に対してヒータ６が発熱するための電流の供給を行う。すなわち、複数の電源１６は、各々独立に、複数のヒータ６のうちの接続する１つのヒータ６に対し、発熱のための電流の供給を行う。
【０１０２】
したがって、プローブカード１は、複数の制御装置１５がそれぞれ、複数のヒータ６の各々の発熱量を個別に制御するように構成されている。
【０１０３】
そして、プローブカード１では、複数のヒータ６の各々を制御し、各ヒータ領域１０の温度を、例えば、８０℃〜１５０℃の範囲にある所望の温度にすることができる。その結果、プローブカード１は、８０℃〜１５０℃の範囲にある所望の温度で均一化された温度分布を有することができる。
【０１０４】
また、プローブカード１は、上述したように、複数のヒータ領域１０の各々に対応して配設された複数の温度センサ７を有する。複数の温度センサ７はそれぞれ、それが設けられたヒータ領域１０に対応して配設された制御装置１５の制御回路１７に接続している。
【０１０５】
各温度センサ７は、それが設けられたヒータ領域１０の温度を計測できるように配設されることが好ましい。例えば、図１に示されるように、複数の温度センサ７は、複数のヒータ領域１０の各々に対応して、それぞれが支持基板３に埋設されることが好ましい。このとき、温度センサ７の接続端子となる部分は、図１に示されるように、対向面９から露出するように設けられることが好ましい。
【０１０６】
温度センサ７は、それが設けられたヒータ領域１０の温度を検出する温度検出装置であり、検出素子には、例えば、熱電対やサーミスタ等を用いることができる。
【０１０７】
プローブカード１において、制御回路１７は、それに接続する温度センサ７からの出力を受け、その温度センサ７の設けられたヒータ領域１０の温度を計測することができる。例えば、制御回路１７は、それに接続する温度センサ７からの出力として温度センサ７の電流値を測定し、その電流値に応じて温度センサ７が設けられたヒータ領域１０の温度を計測することができる。
【０１０８】
尚、各ヒータ領域１０に配設される温度センサ７の数は、図１に例示されたプローブカード１のように、１つに限られるわけではなく、ヒータ領域１０に２つ以上の温度センサ７を配設することも可能である。また、複数のヒータ領域１０の全てにおいて、同じ数の温度センサ７が配設される必要はなく、複数のヒータ領域１０の間で配設される温度センサ７の数が異なっていてもよい。したがって、プローブカード１では、複数のヒータ領域１０の各々に、複数の温度センサ７のうちの少なくとも１つが配設される。
【０１０９】
以上の構造を有するプローブカード１は、複数のヒータ領域１０の各々に対応するように設けられた複数の制御装置１５の制御回路１７が、プローブカード１の目標温度に基づいて、各々独立に、その制御回路１７に接続する複数の電源１６を制御する。その場合、１つのヒータ領域１０に対応して設けられた１つの制御装置の１つの制御回路１７は、プローブカード１の目標温度に基づいて、それに接続する１つの電源１６を制御する。
【０１１０】
そして、複数の制御回路１７の各々によって制御された複数の電源１６は、各々独立に、それらに接続する複数のヒータ６の各々に電流を供給する。その場合、１つのヒータ領域１０に対応して設けられた１つの制御装置の１つの電源１６は、それに接続する１つのヒータ７に電流を供給する。
【０１１１】
電流の供給がなされた複数のヒータ６は、各々独立に、電源１６からの電流の供給量にしたがって発熱する。その結果、複数のヒータ６は、各々独立に、複数のヒータ領域１０の各々を加熱する。その場合、１つのヒータ６は、それが設けられた１つのヒータ領域１０を加熱する。
【０１１２】
以上のようにして、プローブカード１の複数のヒータ領域１０の各々は、それが有する制御装置１５およびヒータ６によって、所望とする温度、すなわち、目標温度を実現するように個別の加熱がなされる。その結果、複数のヒータ領域１０によって仮想的に分割されたプローブカード１では、その全体の加熱が行われる。
【０１１３】
このとき、複数のヒータ領域１０に設けられた複数の制御装置１５の制御回路１７の各々は、対応する温度センサ７からの出力に基づいて、複数のヒータ領域１０の各々の温度を測定する。その場合、１つの制御回路１７は、それが設けられた１つのヒータ領域１０の温度を測定する。
【０１１４】
そして、複数の制御回路１７の各々は、対応する温度センサ７によって測定されたヒータ領域１０の温度が上述したプローブカード１の目標温度となるまで、それに接続する電源１６の制御と、その電源１６に接続するヒータ６の加熱とを繰り返す。
【０１１５】
すなわち、プローブカード１では、各温度センサ７によって計測された各ヒータ領域１０の温度が一定の値を保つように、すなわち、目標温度で一定に保たれるように、各制御装置１５および各温度センサ７を用い、各ヒータ６に供給する電流をフィードバック制御する。
【０１１６】
以上の構造を有するプローブカード１は、仮想分割されたヒータ領域１０毎に、ヒータ６による加熱と、温度センサ７による温度計測と、制御装置１５による温度調整の制御とを個別に行うことができ、従来に比べてより精密に所望温度に制御されて温度分布を均一化することができる。
【０１１７】
実施の形態２．
本発明の第２実施形態のプローブカードは、上述した本発明の第１実施形態のプローブカードと同様に、複数のヒータ領域に分割され、複数のヒータ領域の各々に対応して複数のヒータを配設し、精密な温度分布の制御を実現するものである。
【０１１８】
そして、本実施形態のプローブカードでは、プローブが設けられる支持基板が複数のヒータ領域に対応するように分割され、支持基板には、ヒータ領域間の境界部分に、断熱材が設けられる。すなわち、本実施形態のプローブカードは、断熱材によって、支持基板が複数のヒータ領域に対応するように分割されている。
【０１１９】
また、本実施形態のプローブカードは、複数のヒータ領域の各々に対応して複数のヒータを配設し、より精密な温度分布の制御を実現する。また、本実施形態のプローブカードは、複数のヒータ領域の各々に対応して複数の温度センサを配設することができ、さらに精密な温度分布の制御が可能である。
【０１２０】
以下、図面を用いて本実施形態のプローブカードをより詳しく説明するが、断熱材を設けることを除いて、図１等を用いて説明した本発明の第１実施形態のプローブカード１と共通する構成要素を有している。したがって、本発明の第１実施形態のプローブカード１と共通する構成要素については、同一の符号を付し、重複する説明は省略する。
【０１２１】
図４は、本発明の第２実施形態のプローブカードの構造を模式的に示す断面図である。
【０１２２】
図４に示すように、本発明の第２実施形態のプローブカード１００は、支持基板１０３と、配線２を含んで支持基板１０３の一方の面である主面１０８に設けられた配線層４と、配線層４の支持基板１０３側と反対側となる面１１に配置されて配線２に接続するプローブ５と、複数のヒータ６とを有して構成される。
【０１２３】
プローブカード１００は、平面視で縦横に等間隔で配列された複数のヒータ領域１０に分割されている。図４中、各ヒータ領域１０は、破線で囲まれた領域として示されている。
【０１２４】
そして、プローブカード１００では、複数のヒータ領域１０の各々に対応して、支持基板１０３が分割される。そして、支持基板１０３には、隣接するヒータ領域１０間の境界に対応する部分に、断熱材１３０が設けられている。
【０１２５】
図５は、支持基板に設けられた断熱材の構造を模式的に示す平面図である。
【０１２６】
図４および図５に示すように、支持基板１０３は、複数のヒータ領域１０の各々に対応して分割され、隣接するヒータ領域１０間の境界に対応する部分に、断熱材１３０が設けられる。このとき、図５においては、断熱材１３０は、便宜上、黒色の実線として模式的に示されている。
【０１２７】
尚、図５おいては、複数のヒータ領域１０の各々に設けられたミアンダ状のヒータ６が、実線を用いて模式的に示されている。
【０１２８】
支持基板１０３において、断熱材１３０は、複数のヒータ領域１０に対応して支持基板１０３内を区画して仕切るように、図４に例示される隔壁状に形成されることが好ましい。断熱材１３０は、その断熱材１３０を挟んで隣接するヒータ領域１０間を断熱するように作用する。
【０１２９】
断熱材１３０の構造については、図４および図５に例示されるように、隔壁状とすることが好ましい。すなわち、断熱材１３０は、図４に示すように、支持基板１０３の対向面１０９から主面１０８に向かって板厚方向に伸びる隔壁状の形状を有することが好ましい。
【０１３０】
このとき、断熱材１３０の、支持基板１０３の対向面１０９側の端部は、図４に例示されているように、対向面１０９から突出するように形成される。しかし、図４に示すような断熱材１３０の端部の突出構造は必須ではない。断熱材１３０は、対向面１０９側の端部が、対向面１０９と同一平面を構成するような形状、すなわち、所謂、面一形状とすることが可能である。そして、断熱材１３０は、その対向面１０９側の端部が、対向面１０９に埋没するように形成することも可能である。
【０１３１】
また、断熱材１３０の、支持基板１０３の主面１０８側の端部は、図４に例示されているように、配線層４と当接するように形成することができる。しかし、図４に例示されるような端部の配線層４への当接構造は必須ではない。断熱材１３０の主面１０８側の端部は、支持基板１０３内の配線層４から離間した位置に形成することも可能である。その場合、断熱材１３０が有する、ヒータ領域１０間を断熱する作用が損なわれることがないように、断熱材１３０を形成することが好ましい。
【０１３２】
また、隔壁状の断熱材１３０の断面形状は、図４に例示されているように、長方形状とすることができる。しかし、断熱材１３０の断面形状は、長方形状であることが必須ではない。断熱材１３０の断面形状は、図４に例示されているような長方形状のほか、逆三角形状や台形状等の多様な形状を有することができる。
【０１３３】
図６は、断熱材の別の例の断面形状を模式的に示す図である。
【０１３４】
図６に示すように、断熱材１３０の別の例である断熱材１３０−２では、その断面形状を、図の下方側の端部、すなわち、図４の配線層４と対向する側の端部において丸みを帯びた形状とすることも可能である。
【０１３５】
断熱材１３０の形成については、支持基板１０３のヒータ領域１０間の境界に対応する部分に溝を設け、その溝に断熱材１３０を充填して形成することができる。より具体的には、対向面１０９の側から支持基板１０３の掘り込みを行って溝を形成し、その溝に断熱材１３０の前駆体となる材料を充填することによって形成することができる。
【０１３６】
断熱材１３０としては、シリコンゴム、シリコーンスポンジ、グラスウール等を用いることができる。また、断熱材１３０として、空気を用いることも可能である。
【０１３７】
そして、プローブカード１００において、複数のヒータ領域１０の各々には、上述した複数のヒータ６のうちの少なくとも１つが配設される。例えば、プローブカード１００においては、図４に示すように、複数のヒータ領域１０の各々に対応して、複数のヒータ６のうちの１つが支持基板１０３に埋設される。このとき、複数のヒータ６はそれぞれ、支持基板１０３内の断熱材１３０によって区画されたスペース１１０の内部で、支持基板１０３に埋設される。
【０１３８】
したがって、プローブカード１００は、複数のヒータ領域１０の各々に対応して配設された複数のヒータ６を有する。そして、例えば、隔壁状に形成された断熱材１３０の作用により、複数のヒータ６の各々における発熱が、そのヒータ６を含むヒータ領域１０以外の他のヒータ領域１０の温度に影響するのを抑えることができる。
【０１３９】
すなわち、プローブカード１００では、１つのヒータ６は、１つのヒータ領域１０内に配設されるように、例えば、支持基板１０３中の断熱材１３０によって区画された１つのスペース１１０内で、支持基板１０３に埋設される。そして、プローブカード１００においては、その１つのヒータ６が、支持基板１０３中の断熱材１３０によって区画された１つのスペース１１０内を加熱し、その結果、その１つのヒータ６を含むヒータ領域１０を効率的に加熱することができる。そして、プローブカード１００では、その１つのヒータ６を含む１つのヒータ領域１０の加熱が、例えば、そのヒータ領域１０に隣接する別のヒータ領域１０のような、他のヒータ領域１０の温度に影響しないように構成されている。
【０１４０】
また、プローブカード１００は、複数のヒータ６の各々の発熱量を個別に制御する複数の制御装置１５を有する。制御装置１５はそれぞれ、電源１６と制御回路１７とからなる。制御装置１５の各々において、制御回路１７は対応する１つの電源１６に接続し、電源１６は対応する１つのヒータ６の両端の端子に接続するように構成されている。したがって、プローブカード１は、複数の制御装置１５を有し、その結果、複数の電源１６および複数の制御回路１７を有する。
【０１４１】
そして、プローブカード１００では、複数の制御装置１５を用い、複数のヒータ６の各々を制御し、各ヒータ領域１０の温度を、例えば、８０℃〜１５０℃の範囲にある所望の温度にすることができる。その結果、プローブカード１００は、８０℃〜１５０℃の範囲にある所望の温度で均一化された温度分布を有することができる。
【０１４２】
さらに、プローブカード１００は、複数の温度センサ７を有することができる。例えば、プローブカード１００においては、図４に示すように、複数のヒータ領域１０の各々に対応して、複数の温度センサ７のうちの１つが支持基板１０３に埋設される。例えば、複数の温度センサ７はそれぞれ、支持基板１０３内の断熱材１３０によって区画されたスペース１１０の内部で、支持基板１０３に埋設される。
【０１４３】
したがって、プローブカード１００は、複数のヒータ領域１０の各々に、複数の温度センサ７のうちの少なくとも１つが配設される。すなわち、プローブカード１００は、複数のヒータ領域１０の各々に対応して配設された複数の温度センサ７を有する。そして、複数の温度センサ７はそれぞれ、それが設けられたヒータ領域１０に対応して配設された制御装置１５の制御回路１７に接続している。
【０１４４】
プローブカード１００において、制御回路１７は、それに接続する温度センサ７からの出力を受け、その温度センサ７が設けられたヒータ領域１０の温度を計測することができる。例えば、制御回路１７は、それに接続する温度センサ７からの出力として温度センサ７の電流値を測定し、その電流値に応じて温度センサ７が設けられたヒータ領域１０の温度を計測することができる。
【０１４５】
以上の構造を備えた本実施形態のプローブカード１００は、複数のヒータ領域１０の各々が、所望とする温度、すなわち、目標温度を実現するように、制御装置１５とヒータ６とにより、個別の加熱がなされる。その結果、複数のヒータ領域１０によって仮想的に分割されたプローブカード１００では、その全体の加熱が行われる。
【０１４６】
このとき、支持基板１０３では、上述したように、複数のヒータ領域１０間の境界に対応する部分に、断熱材１３０が設けられている。そして、支持基板１０３は、その断熱材１３０によって、複数のヒータ領域１０の各々に対応するように、支持基板１０３内が区画されて仕切られている。したがって、プローブカード１００では、複数のヒータ領域１０において各々個別に行われる加熱の影響が、隣接する他のヒータ領域１０に及ぶのを抑制することができる。
【０１４７】
そして、複数の制御回路１７の各々は、対応する温度センサ７によって測定されたヒータ領域１０の温度が上述したプローブカード１００の目標温度となるまで、それに接続する電源１６の制御と、その電源１６に接続するヒータ６の加熱とを繰り返す。
【０１４８】
すなわち、プローブカード１００は、各温度センサ７によって計測された各ヒータ領域１０の温度が一定の値を保つように、すなわち、目標温度で一定に保たれるように、各制御装置１５および各温度センサ７を用いる。そして、プローブカード１００は、各制御装置１５および各温度センサ７を用いて、各ヒータ６に供給する電流をフィードバック制御する。
【０１４９】
プローブカード１００において、上述のフィードバック制御は、仮想分割されたヒータ領域１０毎に行われる。このとき、支持基板１０３に設けられた断熱材１３０の効果により、仮想分割された複数のヒータ領域１０において各々個別に行われる加熱の影響が、隣接する他のヒータ領域１０に及ぶのを抑制することができる。
【０１５０】
その結果、プローブカード１００は、従来に比べてさらに精密に所望温度に制御されて温度分布をより高いレベルで均一化することができる。
【０１５１】
実施の形態３．
本発明の第３実施形態は、プローブカードを有する検査装置に関する。本実施形態の検査装置において、プローブカードは、被検査体と試験用の配線基板の電気回路等との間の電気的な接続のための検査治具として用いられる。そして、本実施形態の検査装置は、プローブカードを用いて被検査体の電気的試験を行い、被検査体を検査する。
【０１５２】
本実施形態の検査装置において、プローブカードとしては、上述した本発明の第１実施形態のプローブカードを用いることができる。したがって、本実施形態の検査装置において、プローブカードは、複数のヒータ領域に分割され、複数のヒータ領域の各々に対応して複数のヒータを配設し、より精密な温度分布の制御を実現することができる。
【０１５３】
また、本実施形態の検査装置において、プローブカードは、複数のヒータ領域の各々に対応して複数の温度センサを配設することができる。したがって、そのプローブカードは、複数のヒータ領域におけるヒータ領域毎のフィードバック制御が可能であり、さらに精密な温度分布の制御が可能である。
【０１５４】
以上のように、本実施形態の検査装置は、精密な温度分布の制御が可能とされ、所望温度に制御されて温度分布が均一化されたプローブカードを用い、被検査体の電気的試験を行い、被検査体を検査することができる。
【０１５５】
以下、図面を用いて本実施形態の検査装置をより詳しく説明する。尚、上述したように、本実施形態の検査装置は、図１等に示した本発明の第１実施形態のプローブカード１を有することができる。その場合、本実施形態の検査装置は、図１等を用いて説明したプローブカード１と共通する構成要素を含んで構成される。したがって、本実施形態の検査装置の説明において、本発明の第１実施形態のプローブカード１と共通する構成要素については、同一の符号を付し、重複する説明は省略するようにする。
【０１５６】
図７は、本発明の第３実施形態の検査装置の要部構造を模式的に示す断面図である。
【０１５７】
図７に示すように、本発明の第３実施形態の検査装置３００は、ＸＹＺステージ３０１と、プローブカード１と、プローブカード１の目標温度が入力される温度制御部３０３とを有して構成される。
【０１５８】
検査装置３００において、被検査体は、例えば、半導体ウエハ３０２に形成された半導体チップ（図示されない）とすることができる。被検査体である半導体チップの形成された半導体ウエハ３０２は、ＸＹＺステージ３０１上に載置される。
【０１５９】
ＸＹＺステージ３０１は、被検査体の載置面となる主面３０４に、負圧を利用して被検査体を吸着固定し、それを安定して保持することができる。したがって、ＸＹＺステージ３０１は、主面３０４に、被検査体である半導体チップの形成された半導体ウエハ３０２を載置し、それを吸着固定して、安定して保持する。このように被検査体を吸着固定して保持するＸＹＺステージ３０１は、吸着テーブル等とも称されている。
【０１６０】
ＸＹＺステージ３０１は、垂直軸であるＺ軸の周りに回転可能であり、またＺ軸に直角なＸＹ面上でそれぞれＸ軸およびＹ軸に沿って移動可能である。したがって、ＸＹＺステージ３０１の主面３０４に載置された半導体ウエハ３０２は、ＸＹＺステージ３０１の駆動にしたがい、Ｚ軸の周りに回転可能であり、またＺ軸に直角なＸＹ面上でそれぞれＸ軸およびＹ軸に沿って移動可能である。
【０１６１】
また、ＸＹＺステージ３０１は、主面３０４に載置された半導体ウエハ３０２を加熱するためのヒータ（図示されない）を有する。例えば、そのヒータは、ＸＹＺステージ３０１に内蔵される。すなわち、ＸＹＺステージ３０１は、ヒータを有して、被検査体である半導体チップの形成された半導体ウエハ３０２を加熱可能に載置する。
【０１６２】
したがって、検査装置３００は、半導体ウエハ３０２を加熱して行う電気的試験において、ＸＹＺステージ３０１のヒータが、ＸＹＺステージ３０１に載置された半導体ウエハ３０２を所定の温度となるように加熱することができる。
【０１６３】
温度制御部３０３は、プローブカード１の目標温度が入力される温度コントロール装置である。温度制御部３０３は、複数の接続チャネル（図示されない）を備え、その複数の接続チャネルの各々が、プローブカード１の複数のヒータ６の各々の発熱量を個別に制御するように設けられた複数の制御装置１５の各々に接続する。温度制御部３０３は、プローブカード１の複数のヒータ領域１０の各々を所望の目標温度にするために用いられる。
【０１６４】
プローブカード１は、上述したように、図１等に示した本発明の第１実施形態のプローブカード１であり、図７に示すように、プローブ５がＸＹＺステージ３０１上の半導体ウエハ３０２と対向するように配置される。
【０１６５】
プローブカード１は、支持基板３と、配線２を含んで支持基板３の一方の面である主面８に設けられた配線層４と、配線層４の支持基板３側と反対側となる面１１に配置されて配線２に接続するプローブ５と、複数のヒータ６とを有して構成される。
【０１６６】
プローブカード１は、平面視で縦横に配列された複数のヒータ領域１０に仮想的に分割されている。図７中、各ヒータ領域１０は、破線で囲まれた領域として示されている。
【０１６７】
そして、プローブカード１において、複数のヒータ領域１０の各々に、上述した複数のヒータ６のうちの少なくとも１つが配設される。プローブカード１においては、図１に示すように、複数のヒータ領域１０の各々に対応して、複数のヒータ６のうちの１つが支持基板３に埋設される。したがって、プローブカード１は、複数のヒータ領域１０の各々に対応して配設された複数のヒータ６を有する。
【０１６８】
また、プローブカード１は、複数のヒータ６の各々の発熱量を個別に制御する複数の制御装置１５を有する。制御装置１５はそれぞれ、電源１６と制御回路１７とからなる。制御装置１５の各々において、制御回路１７は対応する１つの電源１６に接続し、電源１６は対応する１つのヒータ６の両端の端子に接続するように構成されている。したがって、プローブカード１は、複数の制御装置１５を有し、その結果、複数の電源１６および複数の制御回路１７を有する。
【０１６９】
プローブカード１では、複数の制御装置１５を用い、複数のヒータ６の各々を制御し、各ヒータ領域１０の温度を、例えば、８０℃〜１５０℃の範囲にある所望の温度にすることができる。その結果、プローブカード１は、８０℃〜１５０℃の範囲にある所望の温度で均一化された温度分布を有することができる。
【０１７０】
また、プローブカード１は、複数の温度センサ７を有する。プローブカード１においては、図７に示すように、複数のヒータ領域１０の各々に対応して、複数の温度センサ７のうちの１つが支持基板３に埋設される。したがって、プローブカード１は、複数のヒータ領域１０の各々に、複数の温度センサ７のうちの少なくとも１つが配設される。すなわち、プローブカード１は、複数のヒータ領域１０の各々に対応して配設された複数の温度センサ７を有する。そして、複数の温度センサ７はそれぞれ、それが設けられたヒータ領域１０に対応して配設された制御装置１５の制御回路１７に接続している。
【０１７１】
プローブカード１において、制御回路１７は、それに接続する温度センサ７からの出力を受け、その温度センサ７の設けられたヒータ領域１０の温度を計測することができる。例えば、制御回路１７は、それに接続する温度センサ７からの出力として温度センサ７の電流値を測定し、その電流値に応じて温度センサ７が設けられたヒータ領域１０の温度を計測することができる。
【０１７２】
以上の構造を備えた本実施形態のプローブカード１は、複数のヒータ領域１０の各々に対応するように設けられた複数の制御装置１５の制御回路１７が、温度制御部３０３に入力されたプローブカード１の目標温度に基づいて、各々独立に、その制御回路１７に接続する複数の電源１６を制御する。その場合、１つのヒータ領域１０に対応して設けられた１つの制御装置１５の１つの制御回路１７は、プローブカード１の目標温度に基づいて、それに接続する１つの電源１６を制御する。
【０１７３】
そして、複数の制御回路１７の各々によって制御された複数の電源１６は、各々独立に、それらに接続する複数のヒータ６の各々に電流を供給する。その場合、１つのヒータ領域１０に対応して設けられた１つの制御装置１５の１つの電源１６は、それに接続する１つのヒータ６に電流を供給する。
【０１７４】
電流の供給がなされた複数のヒータ６は、それぞれ独立に、電源１６からの電流の供給量にしたがって発熱する。その結果、複数のヒータ６は、それぞれ独立に、複数のヒータ領域１０の各々を加熱する。その場合、１つのヒータ６は、それが設けられた１つのヒータ領域１０を加熱する。
【０１７５】
以上のようにして、プローブカード１は、複数のヒータ領域１０の各々において、それが有する制御装置１５とヒータ６とによって、所望とする温度を実現するように個別の加熱がなされる。その結果、複数のヒータ領域１０によって仮想的に分割されたプローブカード１では、加熱が行われる。
【０１７６】
このとき、複数のヒータ領域１０に設けられた複数の制御装置１５の制御回路１７の各々は、対応する温度センサ７からの出力に基づいて、複数のヒータ領域１０の各々の温度を測定する。その場合、１つの制御回路１７は、それが設けられた１つのヒータ領域１０の温度を測定する。
【０１７７】
そして、複数の制御回路１７の各々は、対応する温度センサ６によって測定されたヒータ領域１０の温度が上述したプローブカード１の目標温度となるまで、それに接続する電源１６の制御と、その電源１６に接続するヒータ６の加熱とを繰り返す。
【０１７８】
すなわち、プローブカード１は、各温度センサ７によって計測された各ヒータ領域１０の温度が一定の値を保つように、すなわち、目標温度で一定に保たれるように、各制御装置１５および各温度センサ７を用い、各ヒータ６に供給する電流をフィードバック制御する。
【０１７９】
その結果、プローブカード１では、仮想分割されたヒータ領域１０毎に、ヒータ６による加熱と、温度センサ７による温度計測と、制御装置１５による温度調整の制御とを個別に行うことができ、従来に比べてより精密に所望温度に制御されて温度分布を均一化することができる。
【０１８０】
以上のように、ＸＹＺステージ３０１と、プローブカード１と、温度制御部３０３とを有する検査装置３００は、半導体ウエハ３０２を加熱して行う電気的試験において、ＸＹＺステージ３０１に内蔵されたヒータを用い、ＸＹＺステージ３０１に載置された半導体ウエハ３０２を所定の温度となるように加熱する。
【０１８１】
一方、検査装置３００において、プローブカード１では、上述したように、仮想分割されたヒータ領域１０毎に温度の制御がなされ、より精密に目標温度に制御されて温度分布が均一化されている。
【０１８２】
したがって、検査装置３００においては、半導体ウエハ３０２を所定の温度とし、同時に、プローブカード１を所望の目標温度とすることができる。
【０１８３】
このとき、半導体ウエハ３０２の温度とプローブカード１の目標温度とは等しい温度とすることができる。また、半導体ウエハ３０２の構成材料の熱膨張率と、プローブカード１の支持基板３や配線層４の構成材料の熱膨張率との間の差異を考慮して、検査装置３００は、プローブカード１の目標温度が半導体ウエハ３０２の温度と異なるように、プローブカード１の目標温度を設定することも可能である。そして、検査装置３００では、プローブカード１上のプローブ５間の間隔と、所定温度に加熱された半導体チップの電極間の間隔との間にずれが発生しないようにされる。
【０１８４】
その結果、検査装置３００は、プローブカード１の多数のプローブ５の各々を、半導体チップの検査用の微小な電極（図示されない）の各々に上方から接触させることができる。そして、検査装置３００は、プローブカード１を用い、半導体チップの電極とプローバーのテスタ等の装置（図示されない）との間の電気的な接続を実現することができる。
【０１８５】
実施の形態４．
本発明の第４実施形態は、プローブカードを有する検査装置に関する。本実施形態の検査装置において、プローブカードは、被検査体と試験用の配線基板の電気回路等との間の電気的な接続のための検査治具として用いられる。そして、本実施形態の検査装置は、プローブカードを用いて被検査体の電気的試験を行い、被検査体を検査する。
【０１８６】
本実施形態の検査装置において、プローブカードとしては、上述した本発明の第２実施形態のプローブカードを用いることができる。
【０１８７】
したがって、本実施形態の検査装置において、プローブカードは、複数のヒータ領域に分割され、複数のヒータ領域の各々に対応して複数のヒータを配設し、精密な温度分布の制御を実現することができる。また、そのプローブカードは、プローブが設けられる支持基板が複数のヒータ領域に対応するように分割され、支持基板には、ヒータ領域間の境界部分に、断熱材を設けることが可能である。
【０１８８】
さらに、本実施形態の検査装置において、プローブカードは、複数のヒータ領域の各々に対応して複数の温度センサを配設することができる。したがって、そのプローブカードは、複数のヒータ領域におけるヒータ領域毎のフィードバック制御が可能であり、さらに精密な温度分布の制御が可能である。
【０１８９】
以上のように、本実施形態の検査装置は、精密な温度分布の制御が可能とされ、所望温度に制御されて温度分布が均一化されたプローブカードを用い、被検査体の電気的試験を行い、被検査体を検査することができる。
【０１９０】
以下、図面を用いて本実施形態の検査装置をより詳しく説明する。尚、上述したように、本実施形態の検査装置は、図４等に示した本発明の第２実施形態のプローブカード１００を有することができる。その場合、本実施形態の検査装置は、図４等を用いて説明したプローブカード１００と共通する構成要素を含んで構成される。また、本実施形態の検査装置は、プローブカード１に代えてプローブカード１００を有すること以外、本発明の第３実施形態の検査装置３００と同様の構造を有する。したがって、本実施形態の検査装置の説明において、本発明の第２実施形態のプローブカード１００および本発明の第３実施形態の検査装置３００と共通する構成要素については、同一の符号を付し、重複する説明は省略するようにする。
【０１９１】
図８は、本発明の第４実施形態の検査装置の要部構造を模式的に示す断面図である。
【０１９２】
図８に示すように、本発明の第４実施形態の検査装置４００は、ＸＹＺステージ３０１と、プローブカード１００と、プローブカード１００の目標温度が入力される温度制御部３０３とを有して構成される。
【０１９３】
検査装置４００において、被検査体は、本発明の第３実施形態の検査装置３００と同様に、例えば、半導体ウエハ３０２に形成された半導体チップ（図示されない）とすることができる。被検査体である半導体チップの形成された半導体ウエハ３０２は、ＸＹＺステージ３０１上に載置される。
【０１９４】
ＸＹＺステージ３０１は、主面３０４に載置された被検査体を加熱するためのヒータ（図示されない）を有する。ＸＹＺステージ３０１は、ヒータを有して、被検査体である半導体チップの形成された半導体ウエハ３０２を加熱可能に載置する。
【０１９５】
したがって、検査装置４００は、半導体ウエハ３０２を加熱して行う電気的試験において、ＸＹＺステージ３０１のヒータが、ＸＹＺステージ３０１に載置された半導体ウエハ３０２を所定の温度となるように加熱することができる。
【０１９６】
プローブカード１００は、上述したように、図４等に示した本発明の第２実施形態のプローブカード１００である。
【０１９７】
したがって、プローブカード１００は、支持基板１０３と、配線２を含んで支持基板１０３の一方の面である主面１０８に設けられた配線層４と、配線層４の支持基板１０３側と反対側となる面１１に配置されて配線２に接続するプローブ５と、複数のヒータ６とを有して構成される。
【０１９８】
プローブカード１００は、平面視で縦横に等間隔で配列された複数のヒータ領域１０に仮想的に分割されている。図８中、各ヒータ領域１０は、破線で囲まれた領域として示されている。
【０１９９】
そして、プローブカード１００では、複数のヒータ領域１０の各々に対応して、支持基板１０３が分割される。そして、支持基板１０３には、隣接するヒータ領域１０間の境界に対応する部分に、断熱材１３０が設けられている。
【０２００】
そして、プローブカード１００において、複数のヒータ領域１０の各々に、上述した複数のヒータ６のうちの少なくとも１つが配設される。プローブカード１００においては、例えば、図８に示すように、複数のヒータ領域１０の各々に対応して、複数のヒータ６のうちの１つが支持基板１０３に埋設される。このとき、複数のヒータ６はそれぞれ、支持基板１０３内の断熱材１３０によって区画されたスペース１１０の内部で、支持基板１０３に埋設される。
【０２０１】
したがって、プローブカード１００は、複数のヒータ領域１０の各々に対応して配設された複数のヒータ６を有する。そして、例えば、隔壁状に形成された断熱材１３０の作用により、複数のヒータ６の各々における発熱が、そのヒータ６を含むヒータ領域１０以外のヒータ領域１０の温度に影響するのを抑えることができる。
【０２０２】
すなわち、プローブカード１００では、１つのヒータ６は、１つのヒータ領域１０内に配設されるように、例えば、支持基板１０３中の断熱材１３０によって区画された１つのスペース１１０内で、支持基板１０３に埋設される。そして、プローブカード１００においては、その１つのヒータ６が、支持基板１０３中の断熱材１３０によって区画された１つのスペース１１０内を加熱し、その結果、その１つのヒータ６を含むヒータ領域１０のみを効率的に加熱することができる。そして、プローブカード１００では、その１つのヒータ６を含むヒータ領域１０の加熱が、例えば、そのヒータ領域１０に隣接する別のヒータ領域１０のような、他のヒータ領域１０の温度に影響しないように構成されている。
【０２０３】
また、プローブカード１００は、複数のヒータ６の各々の発熱量を個別に制御する複数の制御装置１５を有する。制御装置１５はそれぞれ、電源１６と制御回路１７とからなる。制御装置１５の各々において、制御回路１７は対応する１つの電源１６に接続し、電源１６は対応する１つのヒータ６の両端の端子に接続するように構成されている。
【０２０４】
プローブカード１００では、複数の制御装置１５を用い、複数のヒータ６の各々を制御し、各ヒータ領域１０の温度を、例えば、８０℃〜１５０℃の範囲にある所望の温度にすることができる。その結果、プローブカード１００は、８０℃〜１５０℃の範囲にある所望の温度で均一化された温度分布を有することができる。
【０２０５】
また、プローブカード１００は、複数の温度センサ７を有する。プローブカード１００においては、図７に示すように、複数のヒータ領域１０の各々に対応して、複数の温度センサ７のうちの１つが支持基板１０３に埋設される。したがって、プローブカード１００は、複数のヒータ領域１０の各々に、複数の温度センサ７のうちの少なくとも１つが配設される。そして、複数の温度センサ７はそれぞれ、それが設けられたヒータ領域１０に対応して配設された制御装置１５の制御回路１７に接続している。
【０２０６】
プローブカード１００において、制御回路１７は、それに接続する温度センサ７からの出力を受け、その温度センサ７の設けられたヒータ領域１０の温度を計測することができる。例えば、制御回路１７は、それに接続する温度センサ７からの出力として温度センサ７の電流値を測定し、その電流値に応じて温度センサ７が設けられたヒータ領域１０の温度を計測することができる。
【０２０７】
以上の構造の本実施形態のプローブカード１００は、複数のヒータ領域１０の各々が、所望とする温度を実現するように、制御装置１５とヒータ６とにより、個別の加熱がなされる。その結果、複数のヒータ領域１０によって仮想的に分割されたプローブカード１００は、全体が加熱される。
【０２０８】
このとき、支持基板１０３では、上述したように、隣接するヒータ領域１０間の境界に対応する部分に、断熱材１３０が設けられている。そして、支持基板１０３は、その断熱材１３０によって、複数のヒータ領域１０の各々に対応するように、支持基板１０３内が区画されて仕切られている。したがって、プローブカード１００では、複数のヒータ領域１０において各々個別に行われる加熱の影響が、隣接する他のヒータ領域１０に及ぶのを抑制することができる。
【０２０９】
そして、プローブカード１００は、各温度センサ７によって計測された各ヒータ領域１０の温度が一定の値を保つように、すなわち、目標温度で一定に保たれるように、各制御装置１５および各温度センサ７を用いる。そして、プローブカード１００は、各制御装置１５および各温度センサ７を用いて、各ヒータ６に供給する電流をフィードバック制御する。
【０２１０】
その結果、プローブカード１００は、仮想分割されたヒータ領域１０毎に、ヒータ６による加熱と、温度センサ７による温度計測と、制御装置１５による温度調整の制御とを個別に行うことができる。そして、支持基板１０３に設けられた断熱材１３０の効果により、仮想分割された複数のヒータ領域１０において各々個別に行われる加熱の影響が、隣接する他のヒータ領域１０に及ぶのを抑制することができる。
【０２１１】
その結果、プローブカード１００は、従来に比べてさらに精密に所望温度に制御されて温度分布をより高いレベルで均一化することができる。
【０２１２】
以上のように、ＸＹＺステージ３０１と、プローブカード１００と、温度制御部３０３とを有する検査装置４００は、半導体ウエハ３０２を加熱して行う電気的試験において、ＸＹＺステージ３０１に内蔵されたヒータを用い、ＸＹＺステージ３０１に載置された半導体ウエハ３０２を所定の温度となるように加熱する。
【０２１３】
一方、検査装置４００において、プローブカード１００では、上述したように、仮想分割されたヒータ領域１０毎に温度の制御がなされ、より精密に目標温度に制御されて温度分布が均一化されている。
【０２１４】
したがって、検査装置４００においては、半導体ウエハ３０２を所定の温度とし、同時に、プローブカード１００を所望の目標温度とすることができる。
【０２１５】
このとき、半導体ウエハ３０２の温度とプローブカード１００の目標温度とは等しい温度とすることができる。また、半導体ウエハ３０２の構成材料の熱膨張率と、プローブカード１００の支持基板１０３や配線層４の構成材料の熱膨張率との間の差異を考慮して、プローブカード１００の目標温度が半導体ウエハ３０２の温度と異なるように、プローブカード１００の目標温度を設定することも可能である。そして、検査装置４００では、プローブカード１００上のプローブ５間の間隔と、所定温度に加熱された半導体チップの電極間の間隔との間にずれが発生しないようにされる。
【０２１６】
その結果、検査装置４００は、プローブカード１００の多数のプローブ５の各々を、半導体チップの検査用の微小な電極（図示されない）の各々に上方から接触させることができる。そして、検査装置４００は、プローブカード１００を用い、半導体チップの電極とプローバーのテスタ等の装置（図示されない）との間の電気的な接続を実現することができる。
【０２１７】
実施の形態５．
本発明の第５実施形態は、プローブカードを用いて被検査体を検査する検査方法に関する。本実施形態の検査方法は、プローブカードを有する検査装置を用い、被検査体の電気的試験を行うことにより被検査体を検査する。検査装置のプローブカードは、被検査体と試験用の配線基板の電気回路等との間の電気的な接続のために、検査治具として用いられる。
【０２１８】
本実施形態の検査方法は、上述した図７の本発明の第３実施形態の検査装置３００を用いて実施されることが好ましい。本発明の第３実施形態の検査装置３００は、上述したように、被検査体である半導体チップの形成された半導体ウエハ３０２を載置するＸＹＺステージ３０１と、プローブ５が半導体ウエハ３０２と対向するように配置されたプローブカード１と、プローブカード１の目標温度が入力される温度制御部３０３とを有して構成される。
【０２１９】
したがって、本実施形態の検査方法は、被検査体を所望温度に加熱して実施されることが好ましい。そして同時に、本実施形態の検査方法は、電気的な接続のための検査治具として、図１に示された本発明の第１実施形態のプローブカード１を用い、それを目標温度となるように加熱して実施されることが好ましい。
【０２２０】
本実施形態の検査方法において使用されるプローブカード１は、支持基板３、配線２を含んで支持基板３の主面８に設けられた配線層４、配線層４の支持基板３側と反対側となる面１１に配置されて配線２に接続するプローブ５、複数のヒータ６、複数のヒータ６の各々の発熱量を個別に制御する複数の制御装置１５および複数の温度センサ７を有する。そして、プローブカード１は、平面視で縦横に等間隔で配列された複数のヒータ領域１０に仮想的に分割されて、ヒータ領域１０の各々に複数のヒータ６のうちの少なくとも１つおよび複数の温度センサ７のうちの少なくとも１つが配設されて構成される。
【０２２１】
本実施形態の検査方法では、上述のプローブカード１を用い、複数のヒータ６の各々の発熱量を個別に制御し、複数のヒータ領域１０の各々の温度を個別に制御することが好ましい。そして、本実施形態の検査方法は、プローブカード１が目標温度となるようにして、被検査体を検査することが好ましい。
【０２２２】
以下、本発明の第５実施形態の検査方法についてより詳しく説明するが、特に、その方法の要部を構成する複数のヒータ領域の各々の温度の制御方法について、下記の図９を用い、また適宜、図１および図７等も参照して、詳しく説明する。
【０２２３】
図９は、本発明の第５実施形態である検査方法の、複数のヒータ領域の各々の温度の制御方法を説明するフローチャートの一例である。
【０２２４】
本実施形態の検査方法においては、複数のヒータ領域１０の各々の温度の制御方法（以下、単に、「温度制御方法」と称する。）を開始するにあたり、まず、プローブカードの目標温度の設定が行われる（Ｓ１０１：温度設定工程）。
【０２２５】
具体的には、使用するプローブカード１の加熱を行うために、プローブカード１の加熱の目標となる目標温度を決めて、その目標温度データを検査装置３００の温度制御部３０３に入力する。すなわち、プローブカード１の目標温度の設定は、目標温度データを温度制御部３０３へ入力することによって行われる。このとき、検査装置３００において、温度制御部３０３は、プローブカード１の複数の制御装置１５の各々に接続し、温度制御部３０３に入力された目標温度データは、複数の制御装置１５の各々によって読み出し可能とされている。そして、上述の目標温度は、例えば、８０℃〜１５０℃の範囲にある所望の温度とすることができる。
【０２２６】
続いて、上述した目標温度に基づいて検査装置３００のプローブカード１のヒータ６に電流を供給する（Ｓ１０２：電流供給工程）。
【０２２７】
上述したように、プローブカード１は、複数のヒータ６の各々の発熱量を個別に制御するために複数の制御装置１５を有しており、複数の制御装置１５は各々が、電源１６と制御回路１７とからなる。そして、複数の制御装置１５の各々において、１つの制御回路１７は対応する１つの電源１６に接続し、その１つの電源１６は対応する１つのヒータ６の両端の端子に接続するように構成されている。
【０２２８】
したがって、プローブカード１では、制御装置１５の複数の制御回路１７の各々が、温度制御部３０３に入力された目標温度のデータを読み出し、読み出された目標温度データに基づいて、各々独立に、接続する１つの電源１６を制御する。すなわち、１つの制御回路１７が、温度制御部３０３に入力された目標温度データを読み出し、読み出された目標温度データに基づいて、接続する１つの電源１６を制御する。そして、プローブカード１では、複数の制御装置１５の各々によって制御された複数のヒータ６が、各々独立に、電流の供給を受ける。
【０２２９】
したがって、複数のヒータ領域１０の各々に係る温度制御方法では、１つのプローブカード１の制御装置１５によって制御され、１つのヒータ６が電流の供給を受ける。
【０２３０】
続いて、電流の供給されたヒータ６を用い、そのヒータ６が設けられたヒータ領域１０を加熱する（Ｓ１０３：加熱工程）。
【０２３１】
上述したように、プローブカード１の複数のヒータ６は、複数のヒータ領域１０の各々に対応して、それぞれが支持基板３に埋設される。したがって、複数のヒータ領域１０の各々に、複数のヒータ６のうちの少なくとも１つが配設されている。
【０２３２】
そのため、温度制御方法では、電流供給工程（Ｓ１０２）で電流の供給を受けたヒータ６が、供給された電流の量にしたがって、そのヒータ６の配設されたヒータ領域１０を個別に加熱する。その結果、プローブカード１においては、複数のヒータ６の各々が、個別に制御され、複数のヒータ領域１０の各々を個別に加熱して、プローブカード１を加熱する。
【０２３３】
続いて、ヒータ領域１０に配設された温度センサ７を用い、温度センサ７の出力に基づいてヒータ領域１０の温度を測定する（Ｓ１０４：温度測定工程）。
【０２３４】
上述したように、プローブカード１は、複数のヒータ領域１０の各々に対応して配設された複数の温度センサ７を有する。複数の温度センサ７の各々は、それが設けられたヒータ領域１０に対応して配設された制御装置１５の制御回路１７に接続している。
【０２３５】
したがって、プローブカード１の複数の制御回路１７の各々は、それに接続する１つの温度センサ７からの出力を受け、その温度センサ７が設けられた１つのヒータ領域１０の温度を計測することができる。
【０２３６】
したがって、温度制御方法では、１つのヒータ領域１０に配設された１つの温度センサ７を用い、そのヒータ領域１０の温度を測定する。
【０２３７】
続いて、温度制御方法では、上述の温度測定工程（Ｓ１０４）においてヒータ領域１０の温度を測定した後、そのヒータ領域１０の温度が上述した目標温度と等しい場合に、温度制御の終了までは、温度測定工程（Ｓ１０４）を繰り返すように判断する（Ｓ１０５：判断工程）。
【０２３８】
より具体的には、判断工程（Ｓ１０５）でヒータ領域１０の温度が目標温度と等しい場合には、温度制御は終了か否かの判断をする終了判断工程（Ｓ１０６）に進行する。そして、終了判断工程（Ｓ１０６）において、温度制御の続行が判断された場合には、温度測定工程（Ｓ１０４）に戻って、温度測定工程（Ｓ１０４）を繰り返すようにする。
【０２３９】
また、終了判断工程（Ｓ１０６）において、温度制御の終了が判断された場合には、温度制御を終了する。
【０２４０】
一方、温度制御方法の判断工程（Ｓ１０５）で、ヒータ領域１０が目標温度と異なる温度であると判断された場合には、さらに電流供給工程（Ｓ１０２）に戻って、電流供給工程（Ｓ１０２）、ヒータ加熱工程（Ｓ１０３）および温度測定工程（Ｓ１０４）をこの順で繰り返すように判断する（Ｓ１０５：判断工程）。
【０２４１】
以上により、本実施形態の検査方法において、温度制御方法は、温度設定工程（Ｓ１０１）、電流供給工程（Ｓ１０２）、加熱工程（Ｓ１０３）、温度測定工程（Ｓ１０４）、判断工程（Ｓ１０５）および終了判断工程（Ｓ１０６）を含む。そして、温度制御方法により、プローブカード１の、複数のヒータ６の各々の発熱量を個別に制御することができる。
【０２４２】
上述の温度制御方法においては、プローブカード１を用い、各温度センサ７によって計測された各ヒータ領域１０の温度が一定の値を保つように、すなわち、目標温度で一定に保たれるように、各制御装置１５および各温度センサ７を用い、各ヒータ６に供給する電流をフィードバック制御する。
【０２４３】
そして、本実施形態の検査方法は、プローブカード１の複数のヒータ領域１０に対し、各々独立に、上述の温度制御方法による加熱の制御、ひいては、温度の制御を行い、プローブカード１が目標温度となるように制御することができる。
【０２４４】
その結果、本実施形態の検査方法において、プローブカード１は、従来に比べて精密に所望温度に制御されて温度分布をより均一化することができる。
【０２４５】
そして、本実施形態の検査方法では、プローブカード１おいて、プローブ５間の間隔と半導体チップの電極間の間隔との間にずれが発生しないようにすることができる。また、本実施形態の検査方法は、検査時において発生する、支持基板３の割れや、プローブカード１の破損を低減することができる。
【０２４６】
本実施形態の検査方法は、上述した温度制御方法を実施する一方で、プローブカード１において、多数のプローブ５の各々を、被検査体である、例えば、半導体チップの検査用の微小な電極（図示されない）のそれぞれに上方から接触させることができる。そして、本実施形態の検査方法は、プローブカード１を用い、半導体チップの電極とプローバーのテスタ等の装置（図示されない）との間の電気的な接続を実現することができる。
【０２４７】
その結果、本実施形態の検査方法は、被検査体と試験用の配線基板の電気回路等との間の電気的な接続のために、所望温度に制御されて温度分布が均一化されたプローブカード１を用いることができ、被検査体の電気的試験を行うことができる。
【０２４８】
尚、本発明の第５実施形態の検査方法は、一例として、上述した図７の本発明の第３実施形態の検査装置３００を用い、それによって、図１に示された本発明の第１実施形態のプローブカード１を用いて、それが目標温度となるように加熱をして実施される。
【０２４９】
しかしながら、本発明の第５実施形態の検査方法は、別の例として、上述した図８の本発明の第４実施形態の検査装置４００を用いることができる。それによって、本発明の第５実施形態の検査方法の別の例は、図４に示された本発明の第２実施形態のプローブカード１００を用いて、それが目標温度となるように加熱をして被検査体の検査を実施することも可能である。
【０２５０】
すなわち、本発明の第５実施形態の検査方法の別の例は、図４に示されたプローブカード１００を用いることが好ましい。図４に示されたプローブカード１００は、支持基板１０３、配線２を含んで支持基板１０３の主面１０８に設けられた配線層４、配線層４の支持基板１０３側と反対側となる面１１に配置されて配線２に接続するプローブ５、複数のヒータ６、複数のヒータ６の各々の発熱量を個別に制御する複数の制御装置１５および複数の温度センサ７を有する。
【０２５１】
そして、プローブカード１００は、平面視で縦横に等間隔で配列された複数のヒータ領域１０に仮想的に分割されて、ヒータ領域１０の各々に複数のヒータ６のうちの少なくとも１つおよび複数の温度センサ７のうちの少なくとも１つが配設されて構成される。さらにプローブカード１００において、支持基板１０３には、隣接するヒータ領域１０間の境界に対応する部分に、断熱材１３０が設けられている。
【０２５２】
本発明の第５実施形態の検査方法の別の例では、上述のプローブカード１００を用い、複数のヒータ６の各々の発熱量を個別に制御し、断熱材１３０によって区画されて仕切られた複数のヒータ領域１０の各々の温度を個別に制御することができる。
【０２５３】
そして、本発明の第５実施形態の検査方法の別の例において、複数のヒータ領域１０の各々の温度を個別に制御する方法は、検査装置３００に代えて検査装置４００を用い、それ以外は図９に例示されたフローチャートによる上述の温度制御方法と同様とすることができる。
【０２５４】
その結果、本発明の第５実施形態の検査方法の別の例は、検査装置４００を用い、プローブカード１００が目標温度となるように、ヒータ領域１０毎に、より精密に温度制御して温度分布をより高レベルで均一化することができる。そして、本発明の第５実施形態の検査方法の別の例は、プローブカード１００を用い、複数のヒータ領域１０の各々の温度を個別に制御する一方で、被検査体である、例えば、半導体チップの電極とプローバーのテスタ等の装置との間の電気的な接続を実現することができる。
【０２５５】
その結果、本発明の第５実施形態の検査方法の別の例は、被検査体と試験用の配線基板の電気回路等との間の電気的な接続のために、所望温度に制御されて温度分布が均一化されたプローブカード１００を用いることができ、被検査体の電気的試験を行うことができる。
【０２５６】
尚、本発明は上記各実施の形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲内において、種々変形して実施することができる。
【０２５７】
例えば、本発明の第１実施形態のプローブカード１では、図１等に示されるように、平面視で縦横に配列された複数のヒータ領域１０に仮想的に分割され、複数のヒータ領域１０の各々に、ヒータ６が配設される。このとき、複数のヒータ６は、複数のヒータ領域１０の各々に対応して、それぞれが支持基板３に埋設されている。
【０２５８】
しかしながら、本発明において、複数のヒータ６が設けられる箇所は、支持基板３のみに限られるわけではない。
【０２５９】
例えば、本発明では、図１等に示されたヒータ領域１０のように、プローブカードを複数のヒータ領域に仮想的に分割し、複数のヒータを、複数のヒータ領域の各々に対応して、それぞれが配線層に埋設されるようにしてもよい。例えば、図１等に示されたプローブカード１では、配線層４に、複数のヒータ６の各々が埋設されるようにしてもよい。
【０２６０】
そのような構造の場合、複数の温度センサも、複数のヒータ領域の各々に対応して、それぞれが配線層に埋設されることが好ましい。例えば、図１等に示されたプローブカード１では、配線層４に、複数の温度センサ７の各々が埋設されるようにしてもよい。
【０２６１】
プローブカードにおいて、配線層にヒータおよび温度センサを設けることで、プローブの配置される配線層を、より精密に目標温度に制御して温度分布をより均一化することができる。
【０２６２】
その結果、プローブカード上のプローブ間の間隔と、所定温度に加熱された被検査体である、例えば、半導体チップの電極間の間隔との間のずれをより効果的に抑制することができる。
【符号の説明】
【０２６３】
１，１００，１００１    プローブカード
２，１００２    配線
３，１０３，１００３    支持基板
４，１００４    配線層
５，１００５    プローブ
６，１０１０    ヒータ
７    温度センサ
８，１０８，３０４，１０１５    主面
９，１０９，１０１６    対向面
１０    ヒータ領域
１１，１０１７    面
１５    制御装置
１６，１０１１    電源
１７    制御回路
１１０    スペース
１３０，１３０−２    断熱材
３００，４００，１０００    検査装置
３０１，１００７    ＸＹＺステージ
３０２，１００６    半導体ウエハ
３０３    温度制御部
１０２１    第１の温度領域
１０２２    第２の温度領域
１０２３    第３の温度領域
１０２４    第４の温度領域
１０２５    第５の温度領域
【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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【図１１】
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【図１２】
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