(57)【要約】【課題】チャックによるプリヒートはウェーハ載せ換え等でチャックが移動するとプローブカードが自然冷却されるので検査のスループットが悪化する。【解決手段】検査対象ウェーハ９に測定探針８で接触するプローブカード７と、ウェーハ９を搭載するとともにコントロール部１０の制御の下にプローブカード７を所定のプリヒート温度に加熱しかつプローブカード７のアライメント時には測定探針８の直下から待機位置に移動するチャック３と、チャック３を搭載するステージ４と、ステージ４の側面に配置され測定探針８の座標を読みとる針先アライメントカメラ５と、コントロール部１０の制御の下で測定探針８の座標に基づき測定探針８の直下に移動しプローブカード７をプリヒート温度に加熱するプリヒート専用熱板１と、プリヒート専用熱板１およびプローブカード７をプリヒート温度に加熱させる温度コントローラ６とを備える。【選択図】      図１
2004266206.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のチップが形成されたウェーハの高温検査時に前記ウェーハに測定探針で接触するプローブカードを外部のテスト装置からの指示に基づきプリヒートし熱飽和させた状態で検査をする手段として、前記ウェーハを搭載するチャックを介して前記プローブカードを予め加熱するプリヒート手段を有するとともに、前記チャックが前記プローブカード直下から離れて前記測定探針と非接触状態となる期間中に、前記プローブカードを加熱して前記プローブカードの予め加熱された温度を持続させるプリヒート専用の熱供給手段をさらに有することを特徴とするプローバ装置。
【請求項２】
複数のチップが形成されたウェーハの高温検査時に前記ウェーハに測定探針で接触するプローブカードを外部のテスト装置からの指示に基づきプリヒートし熱飽和させた状態で検査するためのプリヒート手段として、プリヒート専用の熱供給手段を備え、前記プリヒート専用の熱供給手段は、前記ウェーハを搭載するチャックが前記プローブカード直下から離れて前記測定探針と非接触状態となる期間中に、前記プローブカード直下に移動し接触して加熱することによって、前記チャックが既にプリヒートした前記プローブカードの温度を持続させる機能を有することを特徴とするプローバ装置。
【請求項３】
前記プリヒート専用の熱供給手段は、前記チャックの可動範囲外で待機し、前記チャックが前記プローブカード直下から予め定めた待機位置に移動して前記測定探針と非接触状態となるときに、前記チャックの移動に応答して前記プローブカード直下に移動し前記測定探針に接触して加熱するプリヒート機構を有する請求項１または２記載のプローバ装置。
【請求項４】
前記プリヒート専用の熱供給手段は、前記高温検査開始時のプリヒートと、ウェーハのアライメント時と、ウェーハの載せ換え時とに前記プローブカードの加熱を実行する機能を有する請求項１または２記載のプローバ装置。
【請求項５】
前記チャックを予めプリヒートするとともに前記プリヒートの設定温度と同じ温度に前記プリヒート専用の熱供給手段の温度設定を制御する温度制御手段をさらに備える請求項１または２記載のプローバ装置。
【請求項６】
複数のチップが形成されたウェーハの高温検査時に前記ウェーハに測定探針を介して接触するプローブカードを外部のテスト装置からの指示に基づきプリヒートし熱飽和させた状態で検査するためのプリヒート手段として、ウェーハを載せるチャックとそのチャックを搭載するとともにそのチャックを介して前記ウェーハを加熱する加熱手段を内蔵したステージと前記チャックとは別に前記プローブカードを加熱するプリヒート専用の熱供給手段と前記加熱の温度を制御する温度制御手段とを少なくとも備え、前記高温検査時に、前記温度制御手段の制御の下で前記チャックおよび前記プリヒート専用の熱供給手段が互いに協働して前記プローブカードを加熱する協働プリヒート手段を有し、前記協働プリヒート手段は、前記チャックが予め前記プローブカード直下の位置で前記測定探針に接触して前記プローブカードを加熱した後予め定めた待避位置に移動するとともに、移動後の前記プローブカード直下の位置に前記プリヒート専用の熱供給手段が移動して前記プローブカードを加熱することで前記プローブカードを一定の温度範囲内に維持する機能を有することを特徴とするプローバ装置。
【請求項７】
複数のチップが形成されたウェーハの高温検査時に前記ウェーハに測定探針で接触するプローブカードと、前記ウェーハを搭載するとともに前記ウェ−ハおよび前記測定探針を介して前記プローブカードを所定のプリヒート温度に加熱するチャックと、前記チャックを搭載するとともに前記チャックを加熱する加熱手段を内蔵しかつ前記測定探針の直下で昇降し予め定める待機位置との間を水平移動するステージと、前記ステージ側面に配置され前記測定探針の座標を読みとる針先アライメントカメラと、前記プローブカードを前記プリヒート温度に加熱するプリヒート専用の熱供給手段と、前記プローブカードを前記プリヒート温度に加熱させるための制御機能を有する温度コントローラと、前記温度コントローラの制御と前記ステージの移動と前記プリヒート専用の熱供給手段の制御とを外部のテスト装置からの指示に基づき実行するコントロール手段とを備えることを特徴とするプローバ装置。
【請求項８】
前記コントロール手段が、前記針先アライメントカメラで読みとった測定探針の座標に基づき、前記ステージを前記測定探針の直下から予め定める待機位置まで移動させるとともに前記プリヒート専用の熱供給手段を前記測定探針の直下に移動させ、かつ前記測定探針に接触させた後に元の待機位置に戻す制御機能を有する請求項７記載のプローバ装置。
【請求項９】
複数のチップが形成されたウェーハの高温検査時に前記ウェーハに測定探針で接触するプローブカードを外部のテスト装置からの指示に基づきプリヒートし熱飽和させた状態で検査するためのプリヒート手段として、プリヒート専用の熱供給手段を用いるとともに、前記ウェーハを搭載するチャックが前記プローブカード直下から離れて前記測定探針と非接触状態となる期間中に、プリヒート専用の熱供給手段を前記プローブカード直下に移動させ前記測定探針と接触させて加熱することによって、前記チャックが既にプリヒートした前記プローブカードの温度を持続させることを特徴とするプローブカードのプリヒート方法。
【請求項１０】
複数のチップが形成されたウェーハの高温検査時に前記ウェーハに測定探針で接触するプローブカードと、前記ウェーハを搭載するとともに前記ウェ−ハおよび前記測定探針を介して前記プローブカードを所定のプリヒート温度に加熱するチャックと、前記チャックを搭載するとともに前記チャックを加熱する加熱手段を内蔵しかつ前記測定探針の直下で昇降し予め定める待機位置との間を水平移動するステージと、前記ステージ側面に配置され前記測定探針の座標を読みとる針先アライメントカメラと、前記プローブカードを前記プリヒート温度に加熱するプリヒート専用の熱供給手段と、前記プローブカードを前記プリヒート温度に加熱させるための制御機能を有する温度コントローラと、前記温度コントローラの制御と前記ステージの移動と前記プリヒート専用の熱供給手段の制御とを外部のテスト装置からの指示に基づき実行するコントロール手段とを用いるとともに、
前記プローブカードおよび前記ウェーハのアライメント時には、前記コントロール手段により、前記針先アライメントカメラで読みとらせた前記測定探針の座標に基づき、前記ステージを前記測定探針の直下から予め定める待機位置まで移動させるとともに前記プリヒート専用の熱供給手段を前記測定探針の直下に移動させ、かつ前記測定探針に接触させて前記プローブカードを前記プリヒート温度に加熱させることを特徴とするプローブカードのプリヒート方法。
【請求項１１】
複数のチップが形成されたウェーハの高温検査時に前記ウェーハに測定探針で接触するプローブカードと、前記ウェーハを搭載するとともに前記ウェ−ハおよび前記測定探針を介して前記プローブカードを所定のプリヒート温度に加熱するチャックと、前記チャックを搭載するとともに前記チャックを加熱する加熱手段を内蔵しかつ前記測定探針の直下で昇降し予め定める待機位置との間を水平移動するステージと、前記ステージ側面に配置され前記測定探針の座標を読みとる針先アライメントカメラと、前記プローブカードを前記プリヒート温度に加熱するプリヒート専用の熱供給手段と、前記プローブカードを前記プリヒート温度に加熱させるための制御機能を有する温度コントローラと、前記温度コントローラの制御と前記ステージの移動と前記プリヒート専用の熱供給手段の制御とを外部のテスト装置からの指示に基づき実行するコントロール手段とを用いるとともに、
前記コントロール手段により、前記プリヒート専用の熱供給手段を前記チャックの可動範囲外で待機させておき、前記チャックが前記プローブカード直下から移動して前記測定探針と非接触状態となるときに、前記チャックの移動に応答して前記プリヒート専用の熱供給手段を前記プローブカード直下に移動させて前記測定探針に接触させて加熱することを特徴とするプローブカードのプリヒート方法。
【請求項１２】
複数のチップが形成されたウェーハの高温検査時に前記ウェーハに測定探針で接触するプローブカードと、前記ウェーハを搭載するとともに前記ウェ−ハおよび前記測定探針を介して前記プローブカードを所定のプリヒート温度に加熱するチャックと、前記チャックを搭載するとともに前記チャックを加熱する加熱手段を内蔵しかつ前記測定探針の直下で昇降し予め定める待機位置との間を水平移動するステージと、前記ステージ側面に配置され前記測定探針の座標を読みとる針先アライメントカメラと、前記プローブカードを前記プリヒート温度に加熱するプリヒート専用の熱供給手段と、前記プローブカードを前記プリヒート温度に加熱させるための制御機能を有する温度コントローラと、前記温度コントローラの制御と前記ステージの移動と前記プリヒート専用の熱供給手段の制御とを外部のテスト装置からの指示に基づき実行するコントロール手段とを用いるとともに、
検査開始直後に実行するプリヒート処理と、前記プリヒート処理後に前記プローブカードの測定探針先端の位置合わせを行う測定探針先端位置アライメント処理と、検査対象のウェーハをチャックに載せるチャック搭載処理と、前記チャック搭載処理後に行う第１のウェーハアライメント処理と、前記第１のウェーハアライメント処理後に行う第１のウェーハの検査処理と、前記第１のウェーハの検査処理後に次の検査対象のウェーハを載せ換える載せ換え処理と、載せ換えたウェーハのアライメントを行う第２のウェーハアライメント処理と、載せ換えたウェーハの検査を行い、前記載せ換え処理へ戻る第２のウェーハ検査処理とを実行させるとともに、前記プリヒート時と、前記チャック搭載処理および前記第１のウェーハアライメント処理の間と、前記載せ換え処理および前記第２のウェーハアライメント処理の間とに、それぞれ前記プリヒート専用の熱供給手段によるプローブカード加熱処理をさらに実行させることを特徴とするプローブカードのプリヒート方法。
【請求項１３】
前記プリヒート専用の熱供給手段による前記プローブカード加熱処理は、前記プリヒート専用の加熱手段を前記測定探針先端直下に近づける近接移動処理と、前記プリヒート専用の加熱手段を測定探針先端に接触させてプローブカードを加熱する温度維持用プリヒート処理と、前記プリヒート処理後に前記プリヒート専用の加熱手段を前記測定探針先端直下から離して予め定めた待機位置に移動させる離間移動処理とを実行させる請求項１２記載のプローブカードのプリヒート方法。
【請求項１４】
複数のチップが形成されたウェーハの高温検査時に前記ウェーハに測定探針で接触するプローブカードと、前記ウェーハを搭載するとともに前記ウェ−ハおよび前記測定探針を介して前記プローブカードを所定のプリヒート温度に加熱するチャックと、前記チャックを搭載するとともに前記チャックを加熱する加熱手段を内蔵するステージと、前記ステージ側面に配置され前記測定探針の座標を読みとる針先アライメントカメラと、前記チャックと協働して前記プローブカードを前記プリヒート温度に加熱するプリヒート専用の熱供給手段と、前記プリヒート温度を制御する温度コントローラと、前記プリヒート専用の熱供給手段を前記測定探針の直下に移動させ、かつ前記測定探針に接触させる機能を有するコントロール手段と、を用いるとともに、
検査開始直後に実行するプリヒート処理と、前記プリヒート処理後に前記プローブカードの測定探針先端の位置合わせを行う測定探針先端位置アライメント処理と、検査対象のウェーハをチャックに載せるチャック搭載処理と、前記チャック搭載処理後に行う第１のウェーハアライメント処理と、前記第１のウェーハアライメント処理後に行う第１のウェーハの検査処理と、前記第１のウェーハの検査処理後に次の検査対象のウェーハを載せ換える載せ換え処理と、載せ換えたウェーハのアライメントを行う第２のウェーハアライメント処理と、載せ換えたウェーハの検査を行い、前記載せ換え処理へ戻る第２のウェーハ検査処理とを実行させるとともに、前記プリヒート時と、前記チャック搭載処理および前記第１のウェーハアライメント処理の間と、前記載せ換え処理および前記第２のウェーハアライメント処理の間とに、それぞれ前記プリヒート専用の熱供給手段によるプローブカード加熱処理を、前記検査装置のコンピュータに実行させるプログラム。
【請求項１５】
前記プリヒート専用の熱供給手段による前記プローブカード加熱処理として、前記プリヒート専用の加熱手段を前記測定探針先端直下に近づける近接移動処理と、前記プリヒート専用の加熱手段を測定探針先端に接触させてプローブカードを加熱する温度委維持用プリヒート処理と、前記プリヒート処理後に前記プリヒート専用の加熱手段を前記測定探針先端直下から離して予め定めた待機位置に移動させる離間移動処理とを、前記検査装置のコンピュータに実行させるプログラム。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はプローバ装置、プローブカードのプリヒート方法およびそのプログラムに係わり、特にウェーハの高温検査時におけるプローブカードの熱変動を改善したプローバ装置、プローブカードのプリヒート方法およびそのプログラムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、半導体装置は微細加工技術の向上とともにその集積度も高くなり、その利用分野も工業用、民生用機器を含む幅広い分野の機器に使用されるようになってきた。そのため小型化、薄型化、低価格化および多ピン化等のそれぞれの機器に使用し易い形状のパッケージとともに、小量多品種の傾向も顕著である。これらの半導体装置は、製造工程ではウェーハ上に複数の半導体チップとして形成されており、ウェーハ上のチップを製造工程における検査工程で電気的特性を行って良品を選別する。
【０００３】
検査工程で選別をする場合には、ＩＣテスターが使用される。このＩＣテスターには、検査対象となるウェーハ上の各チップの電気的特性を確認するための各種の情報が予め記憶されており、これらの情報を検査対象のウェーハに供給することによって、チップそれぞれが所定の動作をしているか否かを、確認することが出来る。
【０００４】
その動作結果の情報をＩＣテスターに順次に入力させ、あらかじめ記憶された期待値との照合をすることによってウェーハ上のチップそれぞれの電気的特性を試験している。
【０００５】
このＩＣテスターが最初に適用される製造工程における検査工程はウェハ選別検査工程である。所定の回路機能が拡散処理工程で半導体基板上に形成されたチップが多数個配列されたウェハ状態で、ＩＣテスターによる試験をするためには、プローブカードが必要である。このプローブカードは、チップの各ボンディングパッドに接触してＩＣテスタとの信号の入出力に介在する。
【０００６】
また、このプローブカードはチップサイズ、ピン数が異なる半導体装置ごとにあらかじめ用意されており、検査対象の半導体装置のチップ形状に合せて交換されＩＣテスターのテストステーションにセットされる。
【０００７】
上述したように、この種の従来のプローブカードは半導体装置の種類ごとに、チップサイズあるいはピン数が異なるごとにプローブカードを交換することが一般的に行なわれており、小量多品種の傾向が顕著になってきたことから、あらかじめ用意するプローブカードの量も急速に増加してきた。
【０００８】
上述した製造工程におけるウェーハの検査においては、プローブカードの測定探針をチップのパッドに接触させて、電気的検査を行い、電気的検査の一工程である高温条件でのプロービングにおいては、ウェーハを搭載しているチャックの温度を上昇させた状態で検査を行っているが、プローブカードが上昇した熱によって膨張し、パッドの位置に測定探針を的確に命中させることが出来ないという現象がおきている。
【０００９】
上述したウェーハを載置するチャックを熱して、そのチャックの熱でプローブカードを自動的にプリヒートする例が特開平１１−１２１５５８号公報に開示されている（特許文献１参照）。
【００１０】
同公報記載のプローブ装置を後述する本発明の図１に対応させて示した図５を参照すると、プローバ室２２にはアライメント機構を構成するＣＣＤカメラ等の画像認識機構２３が配設され、この画像認識機構２３によってウエハＷの表面およびプローブカード２４のプローブ端子をそれぞれ画像認識し、ウエハＷの電極パッドとこれに対応するプローブ端子をアライメントする。メインチャック２５は温度制御コントローラ２６を有し、コントローラ２６の制御下で温度制御コントローラ２７を介してメインチャック２５を加熱しあるいは冷却して所定の検査温度に制御する、としてある。
【００１１】
また、このプローブ装置は、メインチャックの退避時間を算出する退避時間算出手段と、この算出結果に基づいてプリヒートを実行するか否かを判定するプリヒート実行判定手段と、この判定結果によりプリヒートすると判定した時に退避時間及びプローブカードの種類に基づいてプリヒート実行時間を算出するプリヒート時間算出手段と、この算出結果に基づいてメインチャックを検査位置にプリヒート実行時間だけ停止させるプリヒート終了判定手段とを備え、プリヒート用のプログラムに従って機能する。
【００１２】
そのため、高温検査の最中に万一載置台が検査位置より低い位置まで下降しその位置に留まってプローブカードが冷えることがあっても、必要に応じて自動的にプローブカードをプリヒートして高温検査の信頼性を更に向上させることができるというものである。
【００１３】
すなわち、メインチャックが検査位置より低い位置へ下降すると、位置検出センサでこの事実を自動的に検出し、降下位置での滞留時間に応じてプリヒートが必要か否かを自動的に判定し、プリヒートが必要な時にはプリヒート実行時間を自動的に求めてプローブカードをプリヒートし、ウエーハとプローブカードとを正確に接触させている。
【００１４】
【特許文献１】
特開平１１−１２１５５８号公報（段落「００１４」、「００１５」、「００１８」、「００２５」、「００２８」図１）。
【００１５】
【発明が解決しようとする課題】
上述したように従来のプローバ装置は、電気的検査の一工程である高温条件でのプロービングにおいては、ウェーハを搭載しているチャックの温度を上昇させた状態で検査を行っているが、プローブカードが上昇した熱によって膨張し、パッドの位置に測定探針を的確に命中させることが出来ないという現象がおきている。
【００１６】
その為、検査前にチャックをプローブカードに近づけて、チャックの熱でプローブカードを熱飽和させるプリヒート機能で対応していた。
【００１７】
一方、特許文献１のプローブ装置でも、退避時間算出手段とプリヒート実行判定手段とプリヒート時間算出手段とプリヒート終了判定手段とを備え、プリヒート実行判定結果に応じてプリヒート用のプログラムに従って機能し、チャックを熱し、そのチャックによってプローブカードを加熱することに変わりはない。
【００１８】
しかし、チャックによるプリヒートは、ウェーハ載せ換え等で、チャックが移動するとプローブカードが自然冷却されるため、再度、熱飽和させるために、待機状態にする必要があり、スループットが悪化していた。
【００１９】
本発明の目的は、上述した従来の欠点に鑑みなされたものであり、プリヒート専用熱板を設け、熱源体であるチャックがプローブカードから離れた時に、プリヒート専用熱板がプローブカードに近づき、熱を与えて、プローブカードの熱変形を小さくするプローバ装置を提供することにある。
【００２０】
【課題を解決するための手段】
本発明のプローバ装置は、複数のチップが形成されたウェーハの高温検査時に前記ウェーハに測定探針で接触するプローブカードを外部のテスト装置からの指示に基づきプリヒートし熱飽和させた状態で検査をする手段として、前記ウェーハを搭載するチャックを介して前記プローブカードを予め加熱するプリヒート手段を有するとともに、前記チャックが前記プローブカード直下から離れて前記測定探針と非接触状態となる期間中に、前記プローブカードを加熱して前記プローブカードの予め加熱された温度を持続させるプリヒート専用の熱供給手段をさらに有することを特徴とする。
【００２１】
本発明のプローバ装置の他の特徴は、複数のチップが形成されたウェーハの高温検査時に前記ウェーハに測定探針で接触するプローブカードを外部のテスト装置からの指示に基づきプリヒートし熱飽和させた状態で検査するためのプリヒート手段として、プリヒート専用の熱供給手段を備え、前記プリヒート専用の熱供給手段は、前記ウェーハを搭載するチャックが前記プローブカード直下から離れて前記測定探針と非接触状態となる期間中に、前記プローブカード直下に移動し接触して加熱することによって、前記チャックが既にプリヒートした前記プローブカードの温度を持続させる機能を有することにある。
【００２２】
また、前記プリヒート専用の熱供給手段は、前記チャックの可動範囲外で待機し、前記チャックが前記プローブカード直下から予め定めた待機位置に移動して前記測定探針と非接触状態となるときに、前記チャックの移動に応答して前記プローブカード直下に移動し前記測定探針に接触して加熱するプリヒート機構を有することができる。
【００２３】
さらに、前記プリヒート専用の熱供給手段は、前記高温検査開始時のプリヒートと、ウェーハのアライメント時と、ウェーハの載せ換え時とに前記プローブカードの加熱を実行する機能を有してもよい。
【００２４】
さらにまた、前記チャックを予めプリヒートするとともに前記プリヒートの設定温度と同じ温度に前記プリヒート専用の熱供給手段の温度設定を制御する温度制御手段をさらに備える。
【００２５】
本発明のプローバ装置のまた他の特徴は、複数のチップが形成されたウェーハの高温検査時に前記ウェーハに測定探針を介して接触するプローブカードを外部のテスト装置からの指示に基づきプリヒートし熱飽和させた状態で検査するためのプリヒート手段として、ウェーハを載せるチャックとそのチャックを搭載するとともにそのチャックを介して前記ウェーハを加熱する加熱手段を内蔵したステージと前記チャックとは別に前記プローブカードを加熱するプリヒート専用の熱供給手段と前記加熱の温度を制御する温度制御手段とを少なくとも備え、前記高温検査時に、前記温度制御手段の制御の下で前記チャックおよび前記プリヒート専用の熱供給手段が互いに協働して前記プローブカードを加熱する協働プリヒート手段を有し、前記協働プリヒート手段は、前記チャックが予め前記プローブカード直下の位置で前記測定探針に接触して前記プローブカードを加熱した後予め定めた待避位置に移動するとともに、移動後の前記プローブカード直下の位置に前記プリヒート専用の熱供給手段が移動して前記プローブカードを加熱することで前記プローブカードを一定の温度範囲内に維持する機能を有することにある。
【００２６】
本発明のプローバ装置のさらに他の特徴は、複数のチップが形成されたウェーハの高温検査時に前記ウェーハに測定探針で接触するプローブカードと、前記ウェーハを搭載するとともに前記ウェ−ハおよび前記測定探針を介して前記プローブカードを所定のプリヒート温度に加熱するチャックと、前記チャックを搭載するとともに前記チャックを加熱する加熱手段を内蔵しかつ前記測定探針の直下で昇降し予め定める待機位置との間を水平移動するステージと、前記ステージ側面に配置され前記測定探針の座標を読みとる針先アライメントカメラと、前記プローブカードを前記プリヒート温度に加熱するプリヒート専用の熱供給手段と、前記プローブカードを前記プリヒート温度に加熱させるための制御機能を有する温度コントローラと、前記温度コントローラの制御と前記ステージの移動と前記プリヒート専用の熱供給手段の制御とを外部のテスト装置からの指示に基づき実行するコントロール手段とを備えることにある。
【００２７】
また、前記コントロール手段が、前記針先アライメントカメラで読みとった測定探針の座標に基づき、前記ステージを前記測定探針の直下から予め定める待機位置まで移動させるとともに前記プリヒート専用の熱供給手段を前記測定探針の直下に移動させ、かつ前記測定探針に接触させた後に元の待機位置に戻す制御機能を有する。
【００２８】
本発明のプローブカードのプリヒート方法は、複数のチップが形成されたウェーハの高温検査時に前記ウェーハに測定探針で接触するプローブカードを外部のテスト装置からの指示に基づきプリヒートし熱飽和させた状態で検査するためのプリヒート手段として、プリヒート専用の熱供給手段を用いるとともに、前記ウェーハを搭載するチャックが前記プローブカード直下から離れて前記測定探針と非接触状態となる期間中に、プリヒート専用の熱供給手段を前記プローブカード直下に移動させ前記測定探針と接触させて加熱することによって、前記チャックが既にプリヒートした前記プローブカードの温度を持続させることを特徴とする。
【００２９】
本発明のプローブカードのプリヒート方法の他の特徴は、複数のチップが形成されたウェーハの高温検査時に前記ウェーハに測定探針で接触するプローブカードと、前記ウェーハを搭載するとともに前記ウェ−ハおよび前記測定探針を介して前記プローブカードを所定のプリヒート温度に加熱するチャックと、前記チャックを搭載するとともに前記チャックを加熱する加熱手段を内蔵しかつ前記測定探針の直下で昇降し予め定める待機位置との間を水平移動するステージと、前記ステージ側面に配置され前記測定探針の座標を読みとる針先アライメントカメラと、前記プローブカードを前記プリヒート温度に加熱するプリヒート専用の熱供給手段と、前記プローブカードを前記プリヒート温度に加熱させるための制御機能を有する温度コントローラと、前記温度コントローラの制御と前記ステージの移動と前記プリヒート専用の熱供給手段の制御とを外部のテスト装置からの指示に基づき実行するコントロール手段とを用いるとともに、
前記プローブカードおよび前記ウェーハのアライメント時には、前記コントロール手段により、前記針先アライメントカメラで読みとらせた前記測定探針の座標に基づき、前記ステージを前記測定探針の直下から予め定める待機位置まで移動させるとともに前記プリヒート専用の熱供給手段を前記測定探針の直下に移動させ、かつ前記測定探針に接触させて前記プローブカードを前記プリヒート温度に加熱させることにある。
【００３０】
本発明のプローブカードのプリヒート方法のまた他の特徴は、複数のチップが形成されたウェーハの高温検査時に前記ウェーハに測定探針で接触するプローブカードと、前記ウェーハを搭載するとともに前記ウェ−ハおよび前記測定探針を介して前記プローブカードを所定のプリヒート温度に加熱するチャックと、前記チャックを搭載するとともに前記チャックを加熱する加熱手段を内蔵しかつ前記測定探針の直下で昇降し予め定める待機位置との間を水平移動するステージと、前記ステージ側面に配置され前記測定探針の座標を読みとる針先アライメントカメラと、前記プローブカードを前記プリヒート温度に加熱するプリヒート専用の熱供給手段と、前記プローブカードを前記プリヒート温度に加熱させるための制御機能を有する温度コントローラと、前記温度コントローラの制御と前記ステージの移動と前記プリヒート専用の熱供給手段の制御とを外部のテスト装置からの指示に基づき実行するコントロール手段とを用いるとともに、
前記コントロール手段により、前記プリヒート専用の熱供給手段を前記チャックの可動範囲外で待機させておき、前記チャックが前記プローブカード直下から移動して前記測定探針と非接触状態となるときに、前記チャックの移動に応答して前記プリヒート専用の熱供給手段を前記プローブカード直下に移動させて前記測定探針に接触させて加熱することにある。
【００３１】
本発明のプローブカードのプリヒート方法のさらに他の特徴は、複数のチップが形成されたウェーハの高温検査時に前記ウェーハに測定探針で接触するプローブカードと、前記ウェーハを搭載するとともに前記ウェ−ハおよび前記測定探針を介して前記プローブカードを所定のプリヒート温度に加熱するチャックと、前記チャックを搭載するとともに前記チャックを加熱する加熱手段を内蔵しかつ前記測定探針の直下で昇降し予め定める待機位置との間を水平移動するステージと、前記ステージ側面に配置され前記測定探針の座標を読みとる針先アライメントカメラと、前記プローブカードを前記プリヒート温度に加熱するプリヒート専用の熱供給手段と、前記プローブカードを前記プリヒート温度に加熱させるための制御機能を有する温度コントローラと、前記温度コントローラの制御と前記ステージの移動と前記プリヒート専用の熱供給手段の制御とを外部のテスト装置からの指示に基づき実行するコントロール手段とを用いるとともに、
検査開始直後に実行するプリヒート処理と、前記プリヒート処理後に前記プローブカードの測定探針先端の位置合わせを行う測定探針先端位置アライメント処理と、検査対象のウェーハをチャックに載せるチャック搭載処理と、前記チャック搭載処理後に行う第１のウェーハアライメント処理と、前記第１のウェーハアライメント処理後に行う第１のウェーハの検査処理と、前記第１のウェーハの検査処理後に次の検査対象のウェーハを載せ換える載せ換え処理と、載せ換えたウェーハのアライメントを行う第２のウェーハアライメント処理と、載せ換えたウェーハの検査を行い、前記載せ換え処理へ戻る第２のウェーハ検査処理とを実行させるとともに、前記プリヒート時と、前記チャック搭載処理および前記第１のウェーハアライメント処理の間と、前記載せ換え処理および前記第２のウェーハアライメント処理の間とに、それぞれ前記プリヒート専用の熱供給手段によるプローブカード加熱処理をさらに実行させることにある。
【００３２】
また、前記プリヒート専用の熱供給手段による前記プローブカード加熱処理は、前記プリヒート専用の加熱手段を前記測定探針先端直下に近づける近接移動処理と、前記プリヒート専用の加熱手段を測定探針先端に接触させてプローブカードを加熱する温度維持用プリヒート処理と、前記プリヒート処理後に前記プリヒート専用の加熱手段を前記測定探針先端直下から離して予め定めた待機位置に移動させる離間移動処理とを実行させることができる。
【００３３】
【発明の実施の形態】
はじめに本発明のプローバ装置の概要を述べると、製造工程における検査工程でウェーハを高温状態にして電気的特性を検査する高温検査時に、熱変動に伴ってプローブカードが膨張したり、収縮したりして変形することによって、プローブカードおよびウェーハ間のコンタクト性が悪化する。このプローブカードおよびウェーハ間のコンタクト性の悪化を改善するため、新たにプリヒート専用熱板を設け、熱源体であるチャックがプローブカードから離れた時に、熱板がプローブカードに近づき、熱を与えて、プローブカードの熱変形を小さくするものである。
【００３４】
すなわち、一実施の形態におけるプローバ装置の概略の構成を示した図１を参照すると、所定の機能を実現するための回路が１枚のウェーハ上に複数個形成され、そのウェーハの中から良品を選別するウェーハ検査のうち、ウェーハを予め定める高温度に熱した状態で回路の電気的特性を測定する高温検査時においては、プローブカード７の温度は、熱源体であるチャック３から検査対象のウェーハ９を介して、熱を受けて、一定温度に安定させる。
【００３５】
しかし、アライメント時のチャックの動作位置を示した図２を参照すると、例えばチャック３にウェーハ９を載せ換える時やウェーハアライメント時のように、チャック３がプローブカード７から離れる期間がある、
その時、熱源であるチャック３上のウェーハ９から離れたプローブカード７の測定探針８の先端は開放状態となり、プローブカード７全体が自然冷却されるため、プローブカード７が熱変形する。この変形を防止するために、プリヒート専用熱板１がプローブカード７に接触して熱を供給し、プローブカード７の温度を安定させることが出来るものである。
【００３６】
次に上述した本発明のプローバ装置の一実施の形態を詳細に説明する。
【００３７】
再び図１を参照すると、本発明のプローバ装置は、本発明で新たに設けるプリヒート専用熱板１，その支持台２，チャック３，ステージ４，針先アライメントカメラ５、温度コントローラ６，プローブカード７，測定探針８およびコントロール部１０を有し、チャック３上には検査ウェーハ９が搭載され、プローブカード７はテスター１１に接続される。
【００３８】
すなわち、複数のチップが形成されたウェーハ９の高温検査時にウェーハ９に測定探針８で接触するプローブカード７と、ウェーハ９を搭載しかつウェ−ハおよび測定探針を介してプローブカード７を所定のプリヒート温度に加熱するチャック３と、チャック３を搭載しかつプローブカード７のアライメント時には測定探針８の直下から予め定める待機位置に移動するとともに温度コントローラ６の制御の下にチャックを加熱する加熱手段を内蔵するステージ４と、ステージ４の側面に配置され測定探針８の座標を読みとる針先アライメントカメラ５と、測定探針８の座標に基づき測定探針８の直下に移動しプローブカード７を温度コントローラ６の制御の下でプリヒート温度に加熱するプリヒート専用の熱供給手段であるプリヒート専用熱板１と、プリヒート専用熱板１およびプローブカード７をプリヒート温度に加熱させる機能を有する温度コントローラ６と、コントロール部１０を備え、チャック４の水平方向の移動および垂直方向の昇降動作制御と針先アライメントカメラ５の動作制御とプリヒート専用熱板１の水平方向の移動および垂直方向の昇降動作制御と温度コントローラの加熱制御とを含むプローバ装置全体の制御は、外部接続のテスター１１の指示に基づき、コントロール部１０のＣＰＵでそれぞれ制御される。
【００３９】
また、図１および後述の図２，図３では理解を容易にするために、測定探針８と検査対象ウェーハ９、ウェーハ９とチャック３はそれぞれ離した状態で示してあるが、実際にはウェーハ９とチャック３とは接触状態にあり、測定探針８と検査対象ウェーハ９とは、測定時にステージ４が上昇しチャック３に搭載されたウェーハ９にプローブカード７の測定探針８が接触する。
【００４０】
また、高温検査時には、ステージ４に内蔵された加熱手段によってチャック３が加熱され、チャック３によって測定対象のウェーハ９が加熱される。ウェーハ９が加熱されることによってウェーハ９に接触するプローブカード７がプリヒートされる。
【００４１】
図１において、ステージ４はプローブカード７の測定探針８の直下にあり、その位置をステージ検査位置とし、このステージ検査位置でステージを上昇させてウェーハに接触させ電気的特性を検査する。また、プリヒート専用熱板１はチャック３を搭載するステージ４の可動範囲外である熱板待機位置に位置している。
【００４２】
高温検査時、チャック３は、温度コントローラ６に電気的に接続されており、温度コントローラ６はチャック３を熱して予め定める温度設定値に保つように制御している。予め定める温度設定値とは、プローブカードの材質、面積、構造等を考慮して設定した加熱温度の値である。
【００４３】
一方、プリヒート専用熱板１も温度コントローラ６に電気的に接続されており、温度コントローラ６はプリヒート専用熱板１を熱して、上述したチャック３を熱している温度設定値と同じ温度に保つように制御している。
【００４４】
検査対象のウェーハ９に形成されているチップ（図示せず）は、プローブカード７に取付けてある測定探針８に接触している。また、プローブカード７は、プローバ装置の外部に設置されるテスター１１に接続されている。
【００４５】
テスター１１の制御に基づき、コントロール部１０は検査対象のウェーハ９のチップを動作させて、測定を実施している。この時、プリヒート専用熱板１は、上述したようにチャック３の動作範囲外の熱板待機位置で待機する。
【００４６】
プローバ装置のカードアライメント時の状態を示した図２を参照すると、チャック３の端部にレンズが上向き状態に設置された針先アライメントカメラ５が、プローブカード７の測定探針８の直下に位置して、測定探針先端の位置座標を測定し、そのデータをコントロール部１０に送り、図示しない記憶手段に格納する。この時、プリヒート専用熱板１は、チャック３の動作範囲外の熱板待機位置で待機する。
【００４７】
検査開始直後の最初に行われる初期プリヒート時、ウェーハ載せ換え時およびウェーハアライメント時のそれぞれにおけるプリヒート専用熱板１とチャック３とプローブカード７相互間の位置状態を示した図３を参照すると、チャック３を搭載したステージ４は、プローブカード７の直下から離れた、例えば熱板待機位置とは反対側に設けたステージ待機位置に移動している。
【００４８】
この時、プリヒート専用熱板１は、プローブカード７の直下に停止後、支持台２を上昇させてプローブカード７の測定探針８に接触させることによって、測定探針８を介してプローブカード７にプリヒート熱板１の温度を伝導する。
【００４９】
そのプリヒート専用熱板１の温度は、温度コントローラ６によって制御されているので、その温度はチャック３と同じ温度設定値に維持される。
【００５０】
すなわち、検査開始直後の最初に行われる初期プリヒート時、ウェーハ載せ換え時およびウェーハアライメント時においては、その何れの場合においても、ステージ４上のチャック３は、プローブカード７の直下から離れたステージ待機位置に移動している間に、プリヒート専用熱板１は、プローブカード７の直下に近接停止し、または、プローブカード７の測定探針８に接触することによって、測定探針８を介してプローブカード７にプリヒート熱板１の温度を伝導する。
【００５１】
次に、本発明のプローバ装置におけるプローブカードのプリヒート方法を説明する。
【００５２】
本発明におけるプローブカードのプリヒート方法のフローチャートを示した図４を参照すると、この図４ではフローチャート左側には各処理工程に対応させた図面番号が付してあり、一点鎖線枠で囲まれた処理工程Ｓ１〜Ｓ３、Ｓ６〜Ｓ８、Ｓ１２〜Ｓ１４は、従来の処理工程に対して、本発明で追加された処理工程である。
【００５３】
まず、高温検査を実施するに当たり、プローバ装置およびテスター１１に検査に必要な試験プログラムおよび試験条件の設定を行い、一方、プローバ装置では、プリヒート専用熱板１を搭載した支持台２およびチャック３を搭載したステージ４はそれぞれの待機位置で待機させた待機状態にあり、プローバ装置には測定対象のウェーハを所望のロット分セットした後、ウェーハの検査を開始する。
【００５４】
試験開始後、以下に述べる各処理はテスター１１に格納された処理プログラムに従って内蔵のＣＰＵの制御の下に自動で実行される。
【００５５】
まず、プローブカード７のプリヒートを行う。コントロール部１０はプリヒート専用熱板１が搭載された支持台２を動かすモータ（図示せず）を制御してプリヒート専用熱板１をプローブカード７の測定探針先端直下に移動させる（処理Ｓ１）。
【００５６】
測定探針先端直下に移動させた支持台２を上昇させることによって、搭載したプリヒート専用熱板１を測定探針先端に接触させ、測定探針８を介してプローブカード７を加熱してプリヒートを行う（処理Ｓ２）（図３）。
【００５７】
プリヒートの時間はプローブカード７の材質や大きさによっても異なるが、その時間は予め設定しておき、設定温度はチャック３の加熱時と同一の設定値にするとともにその温度が維持される。
【００５８】
プリヒート専用熱板１によるプローブカード７のプリヒート終了後、プリヒート専用熱板１を降下させて測定探針８との接触を解除した後、ステージ４の可動範囲外に設定した熱板待機位置に移動させる（処理Ｓ３）。
【００５９】
プリヒート専用熱板１が熱板待機位置に移動した後、テスター１１の指示によりコントロール部１０はステージ４をプローブカードの下に移動させる。このステージ４に搭載されたチャック３には針先アライメントカメラ５がレンズを上に向けた状態で設置されているので、この針先アライメントカメラ５をプローブカード７の測定探針８の先端に近づけて針先の座標を読みとり、そのデータをコントロール部１０を介してテスター１１に送り記憶手段に格納する。
【００６０】
この記憶された座標外語の測定探針８の一座表として参照される。この一連の処理がテスター１１がコントロール部１０を介して行うプローブカードの探針先端アライメントである（処理Ｓ４）（図２）。
【００６１】
上述したローブカードの探針先端アライメント処理Ｓ４の後、テスター１１からの指示を受けたプローバ装置のコントロール部１０は、ステージ４をステージ待機位置に移動させて、チャック３に１枚目の測定対象ウェーハを搭載させる（処理Ｓ５）。
【００６２】
測定対象ウェーハを搭載させるとともに、ステージ４に内蔵した、図示しない加熱手段を温度コントローラ６の制御の下に稼働させてチャック３を熱し、その熱で検査対象のウェーハを予め定めた温度に熱する。
【００６３】
先のプローブカードの探針先端アライメント処理およびチャック３に１枚目の測定対象ウェーハを搭載させるためにステージ４をステージ待機位置に移動させたことにより、プリヒートされたプロブカードの温度が徐々に降下していくので、本実施の形態ではその温度低下を補償する。
【００６４】
その補償の手段として、コントロール部１０は、リヒート用熱板１が搭載された支持台２を動かすモータを制御してプリヒート専用熱板１をプローブカード７の測定探針先端直下に再び移動させる（処理Ｓ６）。
【００６５】
移動させた支持台２を上昇させることによって、支持台２に搭載したプリヒート専用熱板１を測定探針８の先端に接触させ、測定探針８を介してプローブカード７を加熱して再びプリヒートを行う（処理Ｓ７）（図３）。
【００６６】
プリヒート専用熱板１によるプローブカード７のプリヒート終了後、プリヒート専用熱板１を降下させて測定探針８との接触を解除した後、ステージ４の可動範囲外に設定した熱板待機位置に移動させる（処理Ｓ８）。
【００６７】
プリヒート専用熱板１が熱板待機位置に移動した後、テスター１１の指示によりコントロール部１０はステージ４をプローブカードの下に移動させる。このステージ４に搭載されたチャック３には検査対象の１枚目のウェーハ９が搭載されているので、先のアライメント処理で読みとった座標に基づき、検査対象ウェーハのアライメントを行う処理を実行する（処理Ｓ９）。
【００６８】
検査対象ウェーハのアライメント後、ステージ４を上昇させてウェーハに測定探針８を接触させ、直ちにウェーハの高温状態における電気的特性の検査を実行させる（処理Ｓ１０）。
【００６９】
この接触により、先に実行されたプリヒート専用熱板１によるプローブカード７のプリヒート温度は維持された状態で、高温状態における所望の電気的特性が検査される。
【００７０】
ウェーハ９の検査が終了すると、ステージ４を降下させて測定探針８との接触を解除した後、ステージ４をステージ待機位置に移動させ、次の検査対象となるウェーハを載せ換える（処理Ｓ１１）。
【００７１】
次の検査ウェーハの載せ換えを行っている間、プローブカード７は測定探針８が開放状態のため、そのままではチャック３により加熱されたプリヒート温度が降下するので、プリヒート専用熱板１のよる３度目のプリヒートを実行するため、コントロール部１０は、リヒート用熱板１が搭載された支持台２を動かすモータを制御してプリヒート専用熱板１をプローブカード７の測定探針先端直下に再び移動させる（処理Ｓ１２）。
【００７２】
移動させた支持台２を上昇させることによって、支持台２に搭載したプリヒート専用熱板１を測定探針８の先端に接触させ、測定探針８を介してプローブカード７を加熱して再びプリヒートを行う（処理Ｓ１３）（図３）。
【００７３】
プリヒート専用熱板１によるプローブカード７のプリヒート終了後、プリヒート専用熱板１を降下させて測定探針８との接触を解除した後、ステージ４の可動範囲外に設定した熱板待機位置に移動させる（処理Ｓ１４）。
【００７４】
プリヒート専用熱板１が熱板待機位置に移動した後、テスター１１の指示によりコントロール部１０はステージ４をプローブカードの下に移動させる。このステージ４のチャック３に搭載された検査対象の２枚目のウェーハ９に対し、先のアライメント処理で読みとった座標に基づき、アライメント処理を実行する（処理Ｓ１５）。
【００７５】
検査対象ウェーハのアライメント後、ステージ４を上昇させてウェーハに測定探針８を接触させ、２枚目の検査対象ウェーハの高温状態における電気的特性の検査を実行させる（処理Ｓ１６）。
【００７６】
ここでも先の１枚目の検査の時と同様に、先に実行されたプリヒート専用熱板１によるプローブカード７のプリヒート温度は維持された状態で、高温状態における所望の電気的特性が検査される。
【００７７】
２枚目の検査対象ウェーハ９の検査が終了すると、ステージ４を降下させて測定探針８との接触を解除した後、ステージ４をステージ待機位置に移動させ、次の検査対象となるウェーハを載せ換える。
【００７８】
上述した各処理を、測定対象のロットのウェーハが無くなるまで繰り返し、ウェーハが無くなると、検査を終了する。
【００７９】
上述した処理を実行することによって、チャックによるプリヒートはウェーハ載せ換え等でチャックが移動するとプローブカードが自然冷却されるため、再度、熱飽和させるためには、待機状態にする必要があり、スループットが悪化するという従来の問題を、プリヒート専用熱板をプローブカードに近づけ、熱を与えてプローブカードの熱変形を小さくすることにより解消することが出来る。
【００８０】
【効果の効果】
以上説明したように、本発明のプローバ装置、プローブカードのプリヒート方法およびそのプログラムは、従来、熱変形防止のために実施していたチャックによるプリヒートに約３０分要していたが、プローバ装置にプリヒート専用熱板を付加することによって、チャック移動によるプローブカードの自然冷却を無視出来るため、チャックによるプリヒート時間が不要になり、大幅にスループットを向上出来る。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施の形態におけるプローバ装置の概略の構成を示した図である。
【図２】本発明の一実施の形態におけるプローバ装置において、アライメント時のチャックの動作位置を示した図である。
【図３】本発明の一実施の形態におけるプローバ装置において、初期プリヒート時、ウェーハ載せ換え時およびウェーハアライメント時のそれぞれにおけるプリヒート専用熱板１とチャック３とプローブカード相互間の位置状態を示した図である。
【図４】本発明におけるプローブカードのプリヒート方法のフローチャートである。
【図５】従来技術のプローブ装置の構成図である。
【符号の説明】
１    プリヒート専用熱板
２    支持台
３    チャック
４    ステージ
５    針先アライメントカメラ
６    温度コントローラ
７    プローブカード
８    測定探針
９    ウェーハ
１０    コントロール部
１１    テスター
【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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