(57)【要約】【課題】マイクロマシン技術によって形成されたプローブは極めて微細でオーバードライブ量が例えば数１０μｍと小さくなるため、例えばウエハの高温検査を行う場合に載置台１１のチャックトップ（チャックトップ１３）からの熱の影響でヘッドプレート１Ａが場合によっては１００μｍ以上変形し、適正なオーバードライブ量を設定することが難しい。【解決手段】チャックトップ１３を昇降させる昇降機構を有する載置台１１と、この載置台１１の上方に配置され且つ複数のプローブ１２Ａを有するプローブカード１２とを備え、チャックトップ１３の上昇によりプローブ１２ＡとウエハＷとが接触した後、オーバードライブしてウエハＷの電気的特性検査を行う検査装置１０であって、チャックトップ１３の上昇によりプローブ１２Ａに当接して所定のオーバードライブ量を確保するストッパー１５をチャックトップ１３の径方向外側に設けた。【選択図】図２
2005049254.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被検査体を載置する載置部の昇降機構を有する載置台と、この載置台の上方に配置され且つ複数のプローブを有するプローブカードとを備え、上記載置部の上昇により上記プローブと上記被検査体とが接触した後、オーバードライブして上記被検査体の電気的特性検査を行う検査装置であって、上記載置部の上昇により上記プローブに当接して所定のオーバードライブ量を維持する当接機構を上記載置部の径方向外側に設けたことを特徴とする検査装置。
【請求項２】
上記当接機構は、上記載置部の周方向に等間隔を空けて複数設けられていることを特徴とする請求項１に記載の検査装置。
【請求項３】
上記当接機構は、上記オーバードライブ量を設定する機構を有することを特徴とする請求項１または請求項２に記載の検査装置。
【請求項４】
上記当接機構は、昇降駆動機構を有することを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれか１項に記載の検査装置。
【請求項５】
上記当接機構は、圧電体を有することを特徴とする請求項１〜請求項４のいずれか１項に記載の検査装置。
【請求項６】
上記プローブカードは、上記被検査体の全検査用電極に対応する複数のプローブを有することを特徴とする請求項１〜請求項５のいずれか１項に記載の検査装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、被検査体の電気的特性検査を行う検査装置に関し、更に詳しくは、熱あるいは熱による位置ズレに影響されることなく、プローブカードの多数のプローブと被検査体の検査用電極とを確実に接触させることができる検査装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
この種の検査装置は、例えば図４の（ａ）、（ｂ）に示すように、ローダ室１とプローバ室２を備えている。ローダ室１は、例えば、被検査体（例えば、ウエハ）Ｗを収納する収納部３と、ウエハＷを搬送するウエハ搬送機構４と、ウエハＷのプリアライメントを行うプリアライメント機構５とを備えている。また、プローバ室２は、ウエハＷを載置する載置台６と、載置台６を水平方向（Ｘ、Ｙ方向）に移動させるＸＹテーブル７と、載置台６の上方に配置されたプローブカード８と、プローブカード８と載置台６上のウエハＷとのアライメントを行うアライメント機構９とを備えている。
【０００３】
載置台６は、例えば温度調節機構及び昇降機構を有する。温度調節機構はウエハＷの高温検査や低温検査を行う場合に機能し、昇降機構はアライメント時や検査時に機能する。プローブカード８はヘッドプレート１Ａの略中央の開口部に固定されている。プローブカード８は、例えばタングステンワイヤー等によって形成された複数のプローブ８Ａを有し、各プローブ８Ａを各デバイスの電極パッドに接触させ、テスタとデバイス間で電気信号の授受を行う。このようなプローブにはカンチレバータイプのものや垂直針タイプのものが広く用いられている。また、アライメント機構９は、アライメント時にウエハＷ側を撮像する上カメラ９Ａと、プローブカード８のプローブ８Ａを撮像する下カメラ９Ｂとを備えている。上カメラ９Ａはアライメントブリッジ９Ｃの中央に取り付けられ、このアライメントブリッジ９Ｃはプローバ室２の左右両側の上方で前後方向に配置された一対のガイドレール９Ｄに沿って移動する。下カメラ９Ｂは載置台６に付設されている。尚、図４の（ａ）において、Ｔはテストヘッドである。
【０００４】
而して、プローバ室２内でウエハＷの検査を行う場合には、載置台６がＸＹテーブル７を介して移動する間にアライメント機構９によって載置台６上のウエハＷとプローブカード８とのアライメントを行う。その後、載置台６が検査位置まで移動した後、昇降機構を介して載置台６の載置部が上昇してウエハＷとプローブカード８のプローブ８Ａが接触する。更に、昇降機構を介して載置台６に所定量のオーバードライブを掛けてウエハＷとプローブ８Ａとを電気的に接触させて検査を行う。
【０００５】
オーバードライブ量は、検査の良し悪しに影響し、場合によってはプローブの破損等をもたらすため、その管理は極めて重要である。そこで、例えば特許文献１にはオーバードライブ量の上限を設定するストッパーを備えたプローブカードについて記載されている。このプローブカードは、垂直式プローブピンや針式プローブピンに採用でき、過大なオーバードライブ量を受けた際に、プローブピンの変形や位置ズレ等を防止することができる。
【０００６】
また、特許文献２にはデバイスの高集積化に対応したメンブレンタイプのプローブカードを用いたプローブ装置について記載されている。この場合にもプローブカードにストッパーが設けられ、このストッパーによってプローブカードの破損を防止するようにしている。
【０００７】
ところが、最近はデバイスの高集積化が急速に進み、電極パッドも狭ピッチ化しているため、従来の垂直タイプやカンチレバータイプのプローブ等では電極パッドの狭ピッチ化に対応しきれない状況になってきている。そこで、最近ではマイクロマシン技術を用いて今後の高集積化に対応したプローブを有するプローブカードの製品化が検討されている。
【特許文献１】特開平１１−２６４８３９号公報（請求項１及び段落[００１３]、[００２９]）
【特許文献２】特開平８−８３８２５号公報（請求項４及び段落[００４４]）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、マイクロマシン技術によって形成された狭ピッチ化に対応したプローブは極めて微細でオーバードライブ量が例えば数１０μｍと小さくなるため、ウエハの高温検査を行う場合に載置台のチャックトップ（載置部）からの熱の影響を受け、ヘッドプレート１Ａが数１０μｍ程度、場合によっては１００μｍ以上上下方向に反ってオーバードライブ量を超えてしまい、プローブカード８の使用が難しくなるという課題があった。更に、検査の種類によってはウエハＷとプローブカード８を全面で一括接触させて検査を行う場合もあるが、このような場合にも数μｍ以下にウエハＷとプローブカード８の平行度を調整するのが難しいという課題があった。
【０００９】
本発明は、上記課題を解決するためになされたもので、プローブが微細化しても熱の影響を受けることなくプローブと被検査体とを所定のオーバードライブ量で確実に接触させることができる検査装置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】
【００１０】
本発明の請求項１に記載の検査装置は、被検査体を載置する載置部の昇降機構を有する載置台と、この載置台の上方に配置され且つ複数のプローブを有するプローブカードとを備え、上記載置部の上昇により上記プローブと上記被検査体とが接触した後、オーバードライブして上記被検査体の電気的特性検査を行う検査装置であって、上記載置部の上昇により上記プローブに当接して所定のオーバードライブ量を維持する当接機構を上記載置部の径方向外側に設けたことを特徴とするものである。
【００１１】
また、本発明の請求項２に記載の検査装置は、請求項１に記載の発明において、上記当接機構は、上記載置部の周方向に等間隔を空けて複数設けられていることを特徴とするものである。
【００１２】
また、本発明の請求項３に記載の検査装置は、請求項１または請求項２に記載の発明において、上記当接機構は、上記オーバードライブ量を設定する機構を有することを特徴とするものである。
【００１３】
また、本発明の請求項４に記載の検査装置は、請求項１〜請求項３のいずれか１項に記載の発明において、上記当接機構は、昇降駆動機構を有することを特徴とするものである。
【００１４】
また、本発明の請求項５に記載の検査装置は、請求項１〜請求項４のいずれか１項に記載の発明において、上記当接機構は、圧電体を有することを特徴とするものである。
【００１５】
また、本発明の請求項６に記載の検査装置は、請求項１〜請求項５のいずれか１項に記載の発明において、上記プローブカードは、上記被検査体の全検査用電極に対応する複数のプローブを有することを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００１６】
本発明の請求項１〜請求項７に記載の発明によれば、プローブが微細化しても熱の影響を受けることなくプローブと被検査体とを所定のオーバードライブ量で確実に接触させることができる検査装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、図１及び図２に示す実施形態に基づいて本発明を説明する。本実施形態では、プローブカードへの当接機構としてボールネジや圧電体を用いることによって最良の効果を発揮する。
【実施例１】
【００１８】
本実施例の検査装置１０は、例えば図１の（ａ）に示すように、被検査体（例えば、ウエハ）Ｗを載置する昇降可能な載置台１１と、この載置台１１の上方に配置されたプローブカード１２とを備え、その他の部分は従来の検査装置に準じて構成されている。
【００１９】
載置台１１は、図１の（ａ）、（ｂ）に示すように、ウエハＷを載置する載置部（チャックトップ）１３と、このチャックトップ１３を支持する支持部１４とを備えている。チャックトップ１３内には温度調節機構としてのヒータ（図示せず）が設けられ、このヒータによってウエハＷを所定温度まで加熱して高温検査を行えるようになっている。また、ヒータの下方には冷却ジャケットなどが設けられ、低温検査を行えるようになっている。また、支持部１４は昇降駆動機構（図示せず）を介して矢印Ａ方向に上昇し、上昇後には元の位置まで下降するようになっている。この昇降駆動機構は例えばボールネジ及びモータによって構成されている。
【００２０】
而して、図１の（ａ）ではプローブカード１２のプローブ１２Ａを模式的に示してあるが、これらのプローブ１２Ａは例えばマイクロマシンの技術によってウエハＷの検査用の全電極パッドに対応させてプローブカード１２の基板１２Ｂに形成されている。このプローブ１２Ａは極めて微細な構造であるため、４０〜１００μｍのオーバードライブ量しか確保することができない。また、プローブ１２Ａの針先の高さのバラツキを吸収した上でウエハＷの電極パッドと電気的な導通を取るためには更に少なくとも３０μｍ程度は押し付ける必要がある。
【００２１】
ところが、例えばチャックトップ１３からウエハＷを８５℃に加熱して高温検査を行う場合には、チャックトップ１３からの熱でヘッドプレートが変形してプローブカード１２の高さが数１０μｍ、場合によっては１００μｍ以上変動してしまう。これと同時にウエハＷとの平行も崩れることがある。そのため、このような状況下ではマイクロマシン技術で形成されたプローブ１２Ａを使用することが難しくなる。
【００２２】
そこで、本実施例では当接機構を用いてヘッドプレートの変形に影響されることなく、ウエハＷとプローブ１２Ａとを所定のオーバードライブ量で確実に接触させるようにしている。即ち、この当接機構は図１の（ａ）、（ｂ）に示すように支持部１４上に設けられ、チャックトップ１３が矢印Ａ方向に上昇する間に当接機構がプローブカード１２と当接し、常に所定のオーバードライブ量を維持してウエハＷとプローブ１２Ａとが安定に一括接触するようにしてある。この当接機構は同図に示すように具体的には３個のストッパー１５によって構成され、これら３個のストッパー１５はチャックトップ１３の周囲にその周方向等間隔を空けて設けられている。
【００２３】
このストッパー１５は、例えば図１の（ａ）、（ｂ）に示すように、ボールネジ１５Ａと、このボールネジ１５Ａと一体化したモータ１５Ｂとを備えて構成されている。モータ１５Ｂはミクロンオーダーの分解能を有し、ボールネジ１５Ａをミクロン単位で矢印Ｂ方向に昇降させることができる。ボールネジ１５Ａの上端はウエハＷの表面から僅かに突出している。この時の突出量をモータ１５Ｂによって適宜設定し所定のオーバードライブ量を設定することができる。ボールネジ１５Ａ上端の高さは、アライメント機構９の上カメラ９Ａを用いて確認することができ、アライメント時にボールネジ１５Ａの高さが所定のオーバードライブ量になっていない時にはモータ１５Ｂを介してその差分を調節することができる。
【００２４】
また、ストッパー１５の駆動機構として圧電体を用いることができる。この場合には、ストッパーは圧電体と昇降体（例えば、ロッド）とを有し、圧電体の印加電圧によってロッドの昇降量をミクロンオーダーで制御することができる。
【００２５】
次に、図２を参照しながら動作について説明する。プローバ室内の載置台１１においてウエハＷを受け取ると、載置台１１の温度調整機構を介してウエハＷを所定温度（例えば、８５℃）に設定する。この状態で載置台１１がＸＹテーブルを介して移動する間にアライメント機構によってウエハＷとプローブカード１２とのアライメントを行う。この際、載置台１１のストッパー１５のボールネジ１５ＡのウエハＷ上面からの突出量をモータ１５Ｂによって調節し、所定のオーバードライブ量を確保する。アライメント後、載置台１１がＸＹテーブルを介して移動し、図１の（ａ）に示すようにウエハＷがプローブカード１２の真下に到達する。この状態で載置台１１の昇降機構が駆動してチャックトップ１３及びストッパー１５が支持部１４と一緒に上昇する。
【００２６】
チャックトップ１３の上昇により、まず図２の（ａ）に示すようにウエハＷとプローブ１２Ａとが接触する。この段階ではストッパー１５とプローブカード１２は接触していない。引き続き、載置台１１の昇降機構を介してチャックトップ１３及びストッパー１５が上昇し、同図の（ｂ）に示すようにストッパー１５とプローブカード１２の基板１２Ｂとが接触する。この間にプローブ１２Ａには所定量のオーバードライブが掛かって全てのプローブ１２Ａと対応するウエハＷの電極パッドとが電気的に接触し、プローブ１２Ａを介してテスタとウエハＷ間で信号を授受できる状態になる。
【００２７】
この際、チャックトップ１３の温度の影響でプローブカード１２及びヘッドプレートが僅かに変形するが、本実施例では載置台１１の昇降機構を介してストッパー１５をプローブカード１２に熱でヘッドプレートが変形した以上にヘッドプレートを変形させるだけ強く押し付けることによってプローブカード１２やヘッドプレートの変形の影響を受けることがない。このようにストッパー１５をプローブカード１２に強く押し付けても、ウエハＷのオーバードライブ量はストッパー１５のウエハＷからの突出量で決まるため、ストッパー１５からプローブカード１２への押圧力に関係なく一定である。
【００２８】
また、ウエハＷの厚みが変動する場合にはストッパー１５のウエハＷ表面からの突出量が変動するため、モータ１５Ｂまたは圧電体を介して突出量を調節して最適なオーバードライブ量を設定する。また、プローブカード１２の継続使用によりプローブ１２Ａが磨耗した場合も同様にオーバードライブ量を設定し直すことができる。このような事態を考慮してプローブ１２Ａの針先高さやストッパー１５の高さを定期的に測定し、オーバードライブ量を定期的に調節することが好ましい。
【００２９】
以上説明したように本実施例によれば、チャックトップ１３の上昇によりプローブカード１２の基板１２Ｂに当接して所定のオーバードライブ量を維持するストッパー１５をチャックトップ１３の径方向外側に設けたため、ストッパー１５がプローブカード１２の基板１２Ｂに当接することによって常に一定のオーバードライブ量を確保することができ、マイクロマシン技術等によってプローブ１２Ａが微細化してもチャックトップ１３からの熱の影響を受けることなくプローブ１２ＡとウエハＷとを所定のオーバードライブ量で確実に電気的に接触させることができる。
【００３０】
また、本実施例によれば、ストッパー１５をチャックトップ１３の周方向に等間隔を空けて３箇所に設けたため、プローブカード１２とウエハＷが電気的に接触した時にプローブカード１２とウエハＷとを平行に保つことができる。また、ストッパー１５は、オーバードライブ量を設定する機構としてボールネジ１５Ａ及びモータ１５Ｂ、または圧電体を有するため、ウエハＷの種類等に応じて所定量のオーバードライブ量を確実に設定することができる。更に、プローブカード１２は、ウエハＷの全検査用電極バッドに対応する複数のプローブ１２Ａを有するため、マイクロマシン技術等によってプローブ１２Ａが微細化してもチャックトップ１３からの熱の影響を受けることなくプローブ１２ＡとウエハＷとを所定のオーバードライブ量で確実に電気的に接触させることができる。
【実施例２】
【００３１】
本実施例の検査装置２０は、例えば図３に示すように載置台に設けられた当接機構を異にする以外は実施例１に準じて構成されている。本実施例では当接機構であるストッパー２５が円筒状に形成されている。この円筒状のストッパー２５は同図に示すように載置台２１の支持部２４上にチャックトップ２３を囲んで配置されている。このストッパー２５は、同図に示すように一体構造であっても良く、また、上下に分割された分割構造であっても良い。一体構造の場合には、支持部２４の下方に昇降駆動機機構を設け、この昇降駆動機構によってストッパー２５を支持部２４の下方から昇降させるようにする。また、分割構造の場合には、ストッパー２５内を空洞に形成し、内部に実施例１のストッパー１５と同種の機構を設けることによって上部が昇降するようにしても良い。本実施例においても実施例１と同様の作用効果を奏する。
【００３２】
尚、本発明は上記実施形態に何等制限されるものではなく、載置台側にストッパーに相当する当接機構を設けたものであれば本発明に包含される。上記各実施例ではプローブカードと被検査体とが一括接触する場合について説明したが、被検査体に部分的に接触するプローブカード等、プローブカードの種類に関係なく、また、被検査体の種類に関係なく本発明を適用することができる。
【産業上の利用可能性】
【００３３】
本発明の検査装置は、例えば被検査体の全検査用電極とこれらの検査用電極に対応するプローブを有するプローブカードとを接触させて高温検査を行う場合に好適に利用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】本発明の検査装置の一実施形態の要部を示す図で、（ａ）はその側面図、（ｂ）は載置台の要部を示す斜視図である。
【図２】図１に示す検査装置の動作説明図で、（ａ）はウエハとプローブカードが一括接触した状態を示す図、（ｂ）は（ａ）の接触状態から載置部が更にオーバードライブしてプローブとウエハが電気的に接触した状態を示す図である。
【図３】本発明の検査装置の他の実施形態の載置台の要部を示す斜視図である。
【図４】従来の検査装置を示す図で、（ａ）はその正面の一部を遮断して示す正面図、（ｂ）は検査装置の内部を示す平面図である。
【符号の説明】
【００３５】
１０、２０    検査装置
１１、２１    載置台、
１２    プローブカード
１３、２３    チャックトップ（載置部）
１５、２５    ストッパー（当接機構）
Ｗ    ウエハ（被検査体）
【図１】
2005049254.tif 000003
【図２】
2005049254.tif 000004
【図３】
2005049254.tif 000005
【図４】
2005049254.tif 000006