【手続補正書】
【提出日】平成22年5月6日(2010.5.6)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００８】
【特許文献１】特開平７−２９７２４１号公報
【特許文献２】特許第３７２５３１４号公報：請求項１、図３〜図５
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２２】
まず、ステップＳ１００では、プローブカード３１の代わりに、インサートリング５２に例えばＣＣＤカメラ３５とレーザー測長器３７とを設置する。このＣＣＤカメラ３５とレーザー測長器３７とは、図５に示すように、ハーフミラー３６を介してウエハＷ上の同じ点に焦点が合致するように構成されており、ハーフミラー３６と共に測長器ユニット３８として一体的に設けられている。測長器ユニット３８は、ウエハ載置台２４に載置された後述の基準ウエハＷ１のＺ座標の実測値を計測するためのものである。尚、この測長器ユニット３８の下面側（ウエハＷに対向する面）には、ある特定の位置にターゲットマークが付されている。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２３】
ステップＳ１００を行った後、次に行われるステップＳ２００は、その表面に例えば正確にマトリックス状に形成した多数の基準点と多数のチップとが形成された基準基板である基準ウエハＷ１を用いて行われる。前処理作業をより詳しくかつ要点を説明すれば、基準ウエハＷ１上の基準点について、駆動系の座標（各モータ３のエンコーダ４のパルスで管理される座標）における接触時のＸ、Ｙ、Ｚの計算上のコンタクト位置を後述のアライメントにより求め、そのコンタクト位置に基準点が来るように基準ウエハＷ１を移動させる。なおこの段階におけるコンタクト位置とは、測長器ユニット３８のターゲットマークに対してＸ，Ｙ，Ｚ方向の位置が正確に分かっている位置であって、ＣＣＤカメラ３５により撮像されかつ測長器３７により測長が行われる、仮想のコンタクト位置である。
そして実際にＣＣＤカメラ３５により基準点を撮像してＸ、Ｙの座標値を求めることにより、またレーザー測長器３７により基準点までの距離つまり実際の高さ位置を求めることにより、計算上のコンタクト位置と実際のコンタクト位置との寸法誤差がＸ，Ｙ，Ｚの夫々について取得できる。従ってその寸法誤差をエンコーダ１パルスあたりの移動距離で割り算をすれば、各基準点ごとに、計算上のコンタクト位置から実際のコンタクト位置を得るための補正量を取得できることになる。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２４】
このような補正量を各基準点について求めてテーブル７ａを作成しておけば、その後に被検査基板である測定用ウエハＷ２を用いてプローブ針３２とのコンタクト作業を行う場合に、測定用ウエハＷ２の電極パッドについて同様のアライメントを行って接触するであろう計算上のコンタクト位置を求め、その電極パッドが基準ウエハＷ１の基準点のどこに相当するかを把握することで、対応する補正量が求まる。従って計算上のコンタクト位置に補正量を加えることで実際のコンタクト位置が求まり、そのコンタクト位置に応じてモータ３を動作させることで確実なコンタクトが得られるということである。このような測定用ウエハＷ２に対して行われる作業がステップＳ３００、ステップＳ４００である。  
ステップＳ３００では、既述のステップＳ１００において設置した測長器ユニット３８を取り外し、元のプローブカード３１を取り付ける。次に、ステップＳ４００において、測定用ウエハＷ２に対して、予め第１の撮像手段２５と第２の撮像手段３３とを用いて既述の基準ウエハＷ１に対して行ったアライメントと同様のアライメントを行い、測定用ウエハＷ２上の電極パッドに対してプローブ針３２をコンタクトさせて、プローブカード３１に設けられた図示しない電極部から所定の電気信号を流し、測定用ウエハＷ２上のチップの電気的特性の検査を行う。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２７】
ウエハＷ１をウエハ載置台２４に載置した後、図８（ａ）に示すように、測長器ユニット３８の下面に付されたターゲットマークに第１の撮像手段２５の焦点が合致するようにウエハ載置台２４をＸ、Ｙ、Ｚ方向に移動させ、そのときのウエハ載置台２４の駆動系座標上のＸ、Ｙ、Ｚ方向における位置Ａ2（Ｘ2 ，Ｙ2 ，Ｚ2 ）を求める（ステップＳ２０１）。このウエハ載置台２４の駆動系座標上の位置とは、ウエハ載置台２４（つまりＺ移動部２３）がある位置に置かれたときに、所定の標準位置に対してＸ、Ｙ、Ｚ方向の夫々のエンコータのパルス数で管理された位置である。
次に、第２の撮像手段３３をプローブ針３２の下方側に位置させると共に、図８（ｂ）に示すように、ターゲット２８を第１の撮像手段２５と第２の撮像手段３３との間の領域に突出させ、そして第２の撮像手段３３の焦点がターゲット２８の金属膜に一致しかつその金属膜の中心と第２の撮像手段３３の光軸とが一致するように、ウエハ載置台２４をＸ、Ｙ、Ｚ方向に移動させる。
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３０】
基準点の認識については、例えば予めオペレータにより、ＣＲＴ画面を見ながらウエハ載置台２４を移動させて第２の撮像手段３３の焦点を各基準点に合わせ、そのときの画像を画像メモリに記憶させておくと共にウエハ載置台２４の移動パターンを覚えさせ、こうしてティーチングを行っておく。そして基準ウエハＷ１の測定時には、第２の撮像手段３３を低倍率モードに設定し、予めティーチングされた移動パターンに従いウエハ載置台２４を移動させて各点に接近し、基準ウエハＷ１上の広い領域を撮像し、その画像と予めティーチングされた画像とに基づいて粗い位置合わせを行い、次いで高倍率モードで狭い領域を撮像して正確な位置合わせを行う。そして、測長器ユニット３８のターゲットマークの並びの方向と基準点の配列の方向とのずれを考慮して、基準点のうち例えば２点からθ方向のずれを求めてウエハ載置台２４をθ方向に移動させる（ステップＳ２０３）。基準ウエハＷ１は予め図示しないアライメント機構によりその向きが概ね調整されているので、このθ方向のずれは極く僅かである。
そして、再度第２の撮像手段３３により基準点の５点を撮像し、夫々のウエハ載置台２４の駆動系座標上の位置（Ｘa 、Ｙa 、Ｚa ）、（Ｘb 、Ｙb 、Ｚb ）、（Ｘc 、Ｙc 、Ｚc ）、（Ｘd 、Ｙd 、Ｚd ）、（Ｘe 、Ｙe 、Ｚe ）を図示しないメモリに記憶する（ステップＳ２０４）。なお各位置を代表して便宜上Ａ1（Ｘ1 ，Ｙ1 ，Ｚ1 ）として表わす。
【手続補正７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３２】
そして、以上の各点Ａ0、Ａ1、Ａ2から、測長器ユニット３８の基準位置に対する各基準点の駆動系座標上のコンタクト位置Ａ3（ｘ,ｙ，ｚ）を計算する（ステップＳ２０５）。即ち、ｘ＝Ｘ1 ＋Ｘ2 −Ｘ0 、ｙ＝Ｙ1 ＋Ｙ2 −Ｙ0 、ｚ＝Ｚ1 ＋Ｚ2 −Ｚ0 となる。基準ウエハを用いた工程におけるコンタクト位置とは、既述したようにＣＣＤカメラ３５により撮像されかつ測長器３７により測長が行われる、仮想のコンタクト位置である。そしてこのコンタクト位置Ａ3（ｘ,ｙ，ｚ）は、基準ウエハＷ１上の基準点と測長器ユニット３８のターゲットマークの位置とに基づいて、第１の撮像手段２５と第２の撮像手段３３とを用いて、計算により算出したコンタクト位置（接触位置）となる。実際に撮像した基準ウエハＷ１上の前記５点以外の基準点の駆動系座標上の位置については、５点の位置を等分することにより容易に求められる。例えばＭ１とＭ５との座標が分かれば、両者のＸ座標の差分及びＹ座標の差分を４等分することでＭ２〜Ｍ４のＸ，Ｙの座標値が分かる。またＺ座標値についても、両者のＺ座標の差分を４等分することで求められる。例えばＭ１とＭ５の各Ｚ座標値が同じであればＭ２〜Ｍ４の座標値もその座標値になるが、両者に差があれば、その差分を４等分することで求まる。つまりＭ２〜Ｍ４の各Ｚ座標は、Ｍ１のＺ座標とＭ５のＺ座標とを結ぶ線分上にあると近似するのである。同様にＭ１１とＭ５との座標値が分かれば、同様にＭ１２〜Ｍ１４の座標値が分かる。また前記５点の基準点の並びから外れている基準点（例えばＭ３０）の座標値も単純な比例計算で分かる。このように前記５点以外の基準点についても、第２の撮像手段３３により撮像されたときの駆動系座標上の位置が予測できるので、その予測座標値を用いて前記５点と同様にして駆動系座標上のコンタクト位置を求めることができる。
【手続補正８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３６】
図１０は、第２の撮像手段３３により基準ウエハＷ１の５つの基準点を撮像して当該５つの基準点の駆動系座標上の位置を求めた後、Ｚ方向の位置に関して補正する様子を示している。例えばその５点のうちの中心点を含む３点のＺ方向の位置を用いて、それら３点の間の基準ウエハＷ１のＺ方向の位置を求め、次いでＣＣＤカメラ３５及びレーザー測長器３７を用いて各基準点の実際のＺ方向位置を求め、計算上の位置と実際の位置とのずれ量を示している。この様子は計算上では前記３つの基準点の間の各基準点は、当該３つの基準点を結ぶ直線近似によりその位置が予測されているが、実際にはその近似直線からのずれ量を見ているといえる。図１１は、第２の撮像手段３３により撮像した基準点を結ぶ直線上にその間だの基準点が乗るとして取り扱った場合と、各基準点ごとにＺ座標を補正する場合とを比較したものである。特許文献１の手法では前者のようになり、本発明では後者のようになる。
【手続補正９】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３９】
そして図１４のフローに示すように、測定用ウエハＷ２をウエハ載置台２４にロード（ステップＳ１０）後、カメラ（第１の撮像手段２５及び第２の撮像手段３３）を用いて基準ウエハＷ１の場合（ステップＳ２０１〜ステップＳ２０４）と同様にアライメントを行う（ステップＳ１１）。このアライメントについて、以下に説明する。
この段階ではプローブ装置１にプローブカード３１が装着されており、先ず図１５（ａ）に示すように、第１の撮像手段２５によりプローブカード３１のプローブ針３２を撮像して、その時のウエハ載置台２４の座標Ｂ2（Ｘ2 ，Ｙ2 ，Ｚ2 ）を記憶する。この撮像の結果、プローブ針３２の並びの方向が把握され、また特定の例えば１本のプローブ針３２の針先の中心についての駆動系座標上の座標位置が取得される。そして、プローブ針３２の並びの方向と電極パッドの配列の方向とが合うように、ウエハ載置台２４を回転させる。
【手続補正１０】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４１】
その後、図１５（ｃ）に示すように、第２の撮像手段３３により既述のようにして５点の特定点を撮像し、これら５点についての駆動系座標上の座標位置（（Ｘa 、Ｙa 、Ｚa ）、（Ｘb 、Ｙb 、Ｚb ）、（Ｘc 、Ｙc 、Ｚc ）、（Ｘd 、Ｙd 、Ｚd ）、（Ｘe 、Ｙe 、Ｚe ）（便宜上Ｂ1（Ｘ1 ，Ｙ1 ，Ｚ1 ）とする））を求める。次に、これら５点についての接触位置Ｂ3（Ｘ3 ，Ｙ3 ，Ｚ3 ）をＡ3の場合と同じ方法で求める。
そしてこれから順次行おうとする各回のコンタクト動作において一括してプローブ針３２に接触する電極パッド群の中の特定の電極パッドの全てについて、第２の撮像手段３３で撮像したときの駆動系座標上のＸ，Ｙ方向の位置を求める。第２の撮像手段３３で撮像した５つの特定点以外の点（電極パッド）についてのＸ，Ｙ方向の座標の求め方は、基準ウエハＷ１の項目のところで述べたとおりである。一方先の基準ウエハＷ１上の各基準点を第２の撮像手段３３で撮像したときの駆動系座標上のＸ，Ｙ方向の位置（Ｘ座標，Ｙ座標）は分かっているので、駆動系座標上の位置を介して測定用ウエハＷ２の電極パッドについて測定用ウエハＷ２の座標上（ウエハ座標上）のＸ方向，Ｙ方向の位置と基準ウエハＷ１の基準点について基準ウエハＷ１の座標上（ウエハ座標上）の位置との関係がわかる。つまり測定用ウエハＷ２上の電極パッドが基準ウエハＷ１の基準点の配列領域のどこに位置しているのかを求めることができる（ステップＳ１２）。
【手続補正１１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４２】
更に第１回目のコンタクト動作において一括してプローブ針３２に接触する電極パッド群、例えば１個のＩＣチップの電極パッド群の特定の電極パッドについて、基準ウエハＷ１の項目にて説明したと同様にして計算上のコンタクト位置を求める（ステップＳ１３）。ただしこの場合の計算上のコンタクト位置は、ＣＣＤカメラ３５及びレーザー測長器３７に対する特定の位置（既述の仮想コンタクト位置）ではなく、プローブ針３２群のうち特定の電極パッドと接触すべきプローブ針３２の針先と接触する位置である。このコンタクト位置は、基準ウエハＷ１の場合の仮想コンタクト位置と概ね一致させている。次いで前記座標補正データテーブル７ａを参照して計算上の駆動系座標上のコンタクト位置に対して、Ｘ，Ｙ，Ｚ方向の夫々の補正量を求め（ステップＳ１４）、計算上のコンタクト位置であるＸ座標位置、Ｙ座標位置、Ｚ座標位置に夫々その補正量を加えて実際のコンタクト位置（Ｘ座標位置、Ｙ座標位置、Ｚ座標位置）を求め（ステップＳ１５）、そのコンタクト位置に向けて載置台２４を駆動させ、電極パッド群とプローブ針３２群とを一括して接触させる（ステップＳ１６）。
【手続補正１２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４６】
尚、ｋ1、ｋ2は、それぞれＸ方向及びＹ方向において、ＰAがＭAからどの程度離れているかを示す比率である。例えばｋ1は、ＰAとＭAとの間のＸ方向の距離をＭAとＭBとの間のＸ方向の距離で割った値である。同様に、ｋ2についても座標ＭA、ＭCから求められる。また、座標ＰAが三角形ＭAＭBＭD内に位置する場合には、同様に計算される。
Ｚ方向の補正量に関しては、例えば図１９に示すように計算される。先ず、図１９（ａ）の格子点は基準ウエハＷ１の基準点である。Ｘij、Ｙijは各基準点のウエハ上の座標値であり、Ｚijは各座標点における計算上のコンタクト座標のＺ座標値の補正値である。
この時、図１９（ａ）に示す平面上の任意の点Ｐａ（ｘａ，ｙａ）は、上記のＸ、Ｙについて行った計算と同様に、三角形Ｐｉｊ＋１，Ｐｉ＋１ｊ＋１，Ｐｉ＋１ｊ内にある場合と、三角形Ｐｉｊ，Ｐｉｊ＋１，Ｐｉ＋１ｊ内にある場合と、で、以下のように求められる。
【手続補正１３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４８】
Ｐａが三角形Ｐｉｊ，Ｐｉｊ＋１，Ｐｉ＋１ｊ内にある場合：
この場合も同様に以下のように計算される。
ｚａ  ＝  （ｚｉ＋１ｊ−ｚｉｊ）／（ｘｉ＋１ｊ−ｘｉｊ）×（ｘａ−ｘｉｊ）＋（ｚｉｊ＋１−ｚｉｊ）／（ｙｉｊ＋１−ｙｉｊ）×（ｙａ−ｙｉｊ）＋ｚｉｊ
上述の実施の形態によれば、予め測定用ウエハＷ２とは別の基準ウエハＷ１を用いて取得された、複数の基準点の各々と、アライメントにより求められた駆動系座標上の接触位置と実際の接触位置とのＸ，Ｙ，Ｚ方向毎の差分である補正量と、を対応付けた補正データを用いているので、測定用ウエハＷ２上の被検査チップの電極パッドとプローブ針３２とを、高さ方向について高精度に位置合わせが行われた状態で接触させることができ、今後の電極パッドの微細化に対応できる技術として有効である。
【手続補正１４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００５０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００５０】
１  プローブ装置
３  ステージ駆動用モータ
４  エンコーダ
５  座標補正データ取得用プログラム
６  測定用ウエハコンタクト用のプログラム
７ａ  座標補正データテーブル
１０  制御部
２４  ウエハ載置台
２５  第１の撮像手段
３２  プローブ針
３３  第２の撮像手段
３８  測長器ユニット