(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
被検査体を載置する移動可能な載置台の上方に配置されたプローブカードと、このプローブカードがカードホルダを介して装着されるヘッドプレートと、を備え、上記ヘッドプレートは加熱されて回復する無負荷状態の形状を形状記憶する形状記憶合金によって形成され、且つ、上記ヘッドプレートは加熱手段を内蔵することを特徴とするプローブ装置。
【請求項２】
上記カードホルダは、加熱されて回復する無負荷状態の形状を形状記憶する形状記憶合金によって形成されていることを特徴とする請求項１に記載のプローブ装置。
【請求項３】
上記カードホルダは、加熱手段を内蔵することを特徴とする請求項２に記載のプローブ装置。
【請求項４】
上記形状記憶合金は、Ｎｉ−Ｔｉ系合金からなることを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれか１項に記載のプローブ装置。
【請求項５】
上記ヘッドプレートが１００℃以上の温度で無負荷状態の形状に回復することを特徴とする請求項４に記載のプローブ装置。
【請求項６】
被検査体を載置する移動可能な載置台の上方に配置されたプローブカードと、このプローブカードがカードホルダを介して装着されるヘッドプレートと、を備え、上記ヘッドプレートは加熱されて回復する無負荷状態の形状を記憶する形状記憶合金によって形成され、且つ、上記ヘッドプレートは加熱手段を内蔵するプローブ装置を用いて、上記被検査体の電気的特性検査を行う方法であって、上記載置台を上昇させて上記被検査体と上記プローブカードの複数のプローブを電気的に接触させる工程と、上記加熱手段によって上記ヘッドプレートを加熱して上記ヘッドプレートを無負荷状態の形状に戻す工程と、を備えたことを特徴とする検査方法。
【請求項７】
上記カードホルダは、加熱されて回復する無負荷状態の形状を記憶する形状記憶合金によって形成されていることを特徴とする請求項６に記載の検査方法。
【請求項８】
上記カードホルダは、加熱手段を内蔵することを特徴とする請求項７に記載の検査方法。
【請求項９】
上記形状記憶合金は、Ｎｉ−Ｔｉ系合金からなることを特徴とする請求項６〜請求項８のいずれか１項に記載の検査方法。
【請求項１０】
上記ヘッドプレートを１００℃以上の温度に加熱して、上記ヘッドプレートを無負荷状態の形状に回復させることを特徴とする請求項９に記載の検査方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、プローブカードを用いて被検査体の電気的特性検査を行うプローブ装置に関し、更に詳しくは、プローブカードを固定するヘッドプレートが形状記憶合金によって形成されているプローブ装置及びこのプローブ装置を用いる検査方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
検査装置は、例えば図２に示すように、ウエハＷを搬送するローダ室１と、ウエハＷの検査を行うプローバ室２と、を備えている、プローバ室２は、ウエハＷを載置する載置台３と、載置台３をＸ、Ｙ方向へ移動させるＸ、Ｙテーブル４と、載置台３の上方に配置され且つヘッドプレート５の中央に設けられたプローブカード６と、載置台３上のウエハＷとプローブカード６のプローブ６Ａのアライメントを行うアライメント機構７と、を備えている。プローブカード６には接続リングＲ及びテストヘッドＴを介してテスタ（図示せず）が接続されており、テストヘッドＴ及び接続リングＲを介してプローブカード６とテスタとの間で検査用の信号が授受される。
【０００３】
ウエハＷの検査を行う時には、アライメント機構７によりプローブカード６のプローブ６ＡとウエハＷに形成されたデバイスの電極パッドとのアライメントを行った後、載置台３がＸＹテーブル４を介して所定の位置まで移動した後、載置台３がウエハＷを上昇させてデバイスの電極パッドとプローブ６Ａとを電気的に接触させてデバイスの電気的特性検査を行う
【０００４】
近年、複数のデバイスを同時に検査するようになり、プローブカード６のマルチ化が急激に進んでいる。場合によってはプローブカードとウエハＷの全てのデバイスとを一括して接触させてデバイスの検査を行うこともある。そのため、プローブカードが大型化すると共に、プローブカード６とウエハＷとの接触荷重が急激に大きくなってきている。従来のプローブ装置では、一括接触させてウエハＷの検査をする場合には、図３の（ａ）に示すようにテストヘッドＴ及び接続リングＲを旋回させてプローブカード６の上方へ配置した後、これらを下降させ、同図の（ｂ）に示すようにプローブカード６の上面に電気的に一括接触させる。検査時には載置台３を上昇させて所定の接触荷重でウエハＷとプローブカード６のプローブ６Ａとを同図の（ｃ）に示すように電気的に接触させる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、従来のプローブ装置では、テストヘッドＴがプローブカード６に接触するとテストヘッドＴが例えば２００ｋｇ以上もあるため、ヘッドプレート５が鋳鉄やアルミニウムあるいはステンレス等の金属によって形成されていても、テストヘッドＴの荷重で図３の（ｂ）に示すようにヘッドプレート５が下方へ撓む。また、検査時に載置台３が上昇してウエハＷとプローブカード６のプローブ６Ａが一括して接触すると、その時の接触荷重が例えば１００ｋｇ以上に達するため、プローブカード６を載置台３で持ち上げ、ヘッドプレート５が上方に撓み、プローブカード６と載置台３上のウエハＷを平行度が悪くなり、プローブ６Ａと電極パッドとの間に位置ズレが生じて、検査の信頼性を低下させる虞がある。更に、高温検査を行う場合には、載置台６が内蔵ヒータによって加熱されているため、載置台６からの放熱でプローブカード６が熱膨張しプローブカード６とウエハＷの平行度が低下する。
【０００６】
本発明は、上記課題を解決するためになされたもので、テストヘッドの重量や検査時の接触荷重がプローブカードに作用しても、ヘッドプレートの撓みを矯正して信頼性の高い検査を行うことができるプローブ装置及び検査方法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】
【０００７】
本発明の請求項１に記載のプローブ装置は、被検査体を載置する移動可能な載置台の上方に配置されたプローブカードと、このプローブカードがカードホルダを介して装着されるヘッドプレートと、を備え、上記ヘッドプレートは加熱されて回復する無負荷状態の形状を形状記憶する形状記憶合金によって形成され、且つ、上記ヘッドプレートは加熱手段を内蔵することを特徴とするものである。
【０００８】
また、本発明の請求項２に記載のプローブ装置は、請求項１に記載の発明において、上記カードホルダは、加熱されて回復する無負荷状態の形状を形状記憶する形状記憶合金によって形成されていることを特徴とするものである。
【０００９】
また、本発明の請求項３に記載のプローブ装置は、請求項２に記載の発明において、上記カードホルダは、加熱手段を内蔵することを特徴とするものである。
【００１０】
また、本発明の請求項４に記載のプローブ装置は、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、上記形状記憶合金は、Ｎｉ−Ｔｉ系合金からなることを特徴とするものである。
【００１１】
また、本発明の請求項５に記載のプローブ装置は、請求項４に記載の発明において、上記ヘッドプレートが１００℃以上の温度で無負荷状態の形状に回復することを特徴とするものである。
【００１２】
また、本発明の請求項６に記載の検査方法は、被検査体を載置する移動可能な載置台の上方に配置されたプローブカードと、このプローブカードがカードホルダを介して装着されるヘッドプレートと、を備え、上記ヘッドプレートは加熱されて回復する無負荷状態の形状を記憶する形状記憶合金によって形成され、且つ、上記ヘッドプレートは加熱手段を内蔵するプローブ装置を用いて、上記被検査体の電気的特性検査を行う方法であって、上記載置台を上昇させて上記被検査体と上記プローブカードの複数のプローブを電気的に接触させる工程と、上記加熱手段によって上記ヘッドプレートを加熱して上記ヘッドプレートを無負荷状態の形状に戻す工程と、を備えたことを特徴とするものである。
【００１３】
また、本発明の請求項７に記載の検査方法は、請求項６に記載の発明において、上記カードホルダは、加熱されて回復する無負荷状態の形状を記憶する形状記憶合金によって形成されていることを特徴とするものである。
【００１４】
また、本発明の請求項８に記載の検査方法は、請求項７に記載の発明において、上記カードホルダは、加熱手段を内蔵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９に記載の検査方法は、請求項６〜請求項８のいずれか１項に記載の発明において、上記形状記憶合金は、Ｎｉ−Ｔｉ系合金からなることを特徴とするものである。
【００１６】
また、本発明の請求項１０に記載の検査方法は、請求項９に記載の発明において、上記ヘッドプレートを１００℃以上の温度に加熱して、上記ヘッドプレートを無負荷状態の形状に回復させることを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、テストヘッドの荷重や検査時の接触荷重がプローブカードに作用しても、ヘッドプレートの撓みを矯正して信頼性の高い検査を行うことができるプローブ装置及び検査方法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】
【００１８】
以下、図１に示す実施形態に基づいて本発明を説明する。尚、図１は本実施形態のプローブ装置を用いてウエハの検査を行う状態の要部を示す側面図である。
【００１９】
本実施形態のプローブ装置１０は、例えば図１に示すように、被検査体（例えば、ウエハ）Ｗを載置する移動可能な載置台１１と、載置台１１の上方に配置されたプローブカード１２と、プローブカード１２がカードホルダ１３を介して装着されたヘッドプレート１４と、載置台１１上のウエハＷとプローブカード１２の複数のプローブ１３Ａとの位置合わせを行うアライメント機構（図示せず）と、を備えている。プローブカード１２上面の端子電極にはテストヘッドＴが接続リングＲを介して電気的に接続されている。そして、テスタ（図示せず）は、テストヘッドＴ、接続リングＲ、複数のプローブ１２Ａ及びウエハＷの複数の電極パッドを介して複数のデバイスに検査用の信号を印加して、複数のデバイスを同時に検査する。
【００２０】
而して、本実施形態では、ヘッドプレート１４は、無負荷状態の形状を記憶する形状記憶合金によって形成されている。無負荷状態とは、プローブカード１２の上面にテストヘッドＴ及び接続リングＲが接触せず、載置台１１からプローブカード１２に対して接触荷重が負荷されていない、フリーな状態を意味する。形状記憶合金としては、Ｎｉ−Ｔｉ系合金が好ましい。このＮｉ−Ｔｉ系合金は、無負荷状態の形状を回復するように一方向形状記憶処理が施されており、１００℃以上の温度で無負荷状態の形状を回復するように形状記憶処理がなされていることが好ましい。また、プローブカード１２に取り付けられたカードホルダ１３もヘッドプレート１４と同様に一方向形状記憶処理が施された形状記憶合金によって形成されていることが好ましい。
【００２１】
ヘッドプレート１４には図１に示すように加熱手段（ヒータ）１５が内蔵され、ヒータ１５によってヘッドプレート１４が加熱されるように構成されている。図示してないが、カードホルダ１３にもヘッドプレート１４と同様にヒータを内蔵していることが好ましい。
【００２２】
このようにヘッドプレート１４が一方向形状記憶処理されたＮｉ−Ｔｉ系合金によって形成されていることにより、図１に示すようにテストヘッドＴ及び接続リングＲがプローブカード１２に接続されて矢印Ａ方向に重量が負荷された状態で、検査を行う時に載置台１１からプローブカード１２に矢印Ｂ方向の接触荷重が加えられてヘッドプレート１４が変形することがあっても、ヒータ１５によってヘッドプレート１４を１００℃以上に加熱することによってヘッドプレート１４が図１に示すように無負荷状態の記憶形状を回復することができる。これにより、プローブカード１２と載置台１１上のウエハＷが平行な状態で一括接触して全てのプローブ１２ＡとウエハＷの全ての電極パッドが位置ズレすることなく電気的に接触し、信頼性の高い検査を行うことができる。
【００２３】
また、ウエハＷを１００℃以上の高温で高温検査を行う場合には、プローブカード１２がヘッドプレート１４を介して加熱されてもヘッドプレート１４が無負荷状態の形状を回復するため、プローブカード１２の熱膨張を抑制し、プローブカード１２と載置台１１上のウエハＷとの平行度を維持することができる。この際、カードホルダ１３も無負荷状態の形状を回復するため、ウエハＷとの平行度をより確実に保つことができる。
【００２４】
次に、上記プローブ装置１０を用いる本発明の検査方法の一実施形態について説明する。検査に当たり、テストヘッドＴを、接続リングＲを介して図１に示すようにプローブカード１２の上面に接続する。この時、ヘッドプレート１４がテストヘッドＴの重みで下方へ撓む（図３の（ｂ）参照）。次いで、載置台１１上にウエハＷを載置した後、アライメント機構を用いてウエハＷの複数の電極パッドとプローブカード１２の複数のプローブ１２Ａの位置合わせを行う。
【００２５】
然る後、載置台１１がプローブカード１２の真下へ移動する。この位置で載置台１１が上昇し、載置台１１上のウエハＷの複数の電極パッドとプローブカード１２の複数のプローブ１２Ａとが一括して接触し、更に、載置台１１がオーバードライブして所定の接触荷重で複数の電極パッドと複数のプローブ１２が電気的に接触する。ヘッドプレート１４が接触荷重により上方へ撓む（図３の（ｃ）参照）。この状態では、複数の電極パッドと複数のプローブ１２Ａの間には、ヘッドプレート１４の撓みによる位置ズレがある。
【００２６】
そこで、本実施形態では、制御装置を介してヒータ１５に電源を投入し、ヒータ１５によってヘッドプレート１４を加熱する。ヘッドプレート１４はヒータ１５によって加熱されて１００℃以上の温度に達すると、ヘッドプレート１４は形状記憶効果により無負荷状態の形状を回復し、図１に示すようにヘッドプレート１４の撓みが解消して平坦になり、ヘッドプレート１４及びプローブカード１２が載置台１１上のウエハＷと平行になる。そのため、ウエハＷの複数の電極パッドとプローブカード１２の複数のプローブ１２Ａとの間の位置ズレが解消すると共に、全てのプローブ１２と対応する電極パッドとの間に均一な接触荷重が作用し、信頼性の高い検査を行うことができる。この時、カードホルダ１３も形状記憶効果により無負荷状態の形状を回復するため、更に、プローブカード１２の平坦性を維持することができる。
【００２７】
以上説明したように本実施形態によれば、プローブカード１２が固定されたヘッドプレート１４が１００℃以上の温度で回復する無負荷状態の形状を形状記憶する形状記憶合金によって形成され、且つ、ヘッドプレート１４がヒータ１５を内蔵しているため、検査を行う際に、テストヘッドＴ及び接続リングＲをプローブカード１２の上面に接続した状態で載置台１１が上昇して所定の接触荷重で載置台１１上のウエハＷとプローブカード１２が一括接触してヘッドプレート１４が撓んでも、ヒータ１５でヘッドプレート１４を１００℃以上の温度に加熱すると、ヘッドプレート１４が無負荷状態の形状を回復して撓みを矯正し、ウエハＷの複数の電極パッドとプローブカード１２の複数のプローブ１２Ａの位置ズレを解消すると共にこれら各プローブ１２Ａの接触荷重を均一にすることができ、もって信頼性の高い検査を行うことができる。
【００２８】
また、本実施形態によれば、カードホルダ１３が無負荷状態の形状を形状記憶する形状記憶合金によって形成されているため、ヘッドプレート１４の加熱に伴ってカードホルダ１３が加熱されて無負荷状態の形状に回復して、プローブカード１２を水平に保持することができる。また、カードホルダ１３にヒータを内蔵するため、短時間で無負荷状態の形状に回復することができる。また、ヘッドプレート１４及びカードホルダ１３がＮｉ−Ｔｉ系合金からなる形状記憶合金によって形成されているため、いずれも１００℃以上の温度で無負荷状態の形状に回復し、プローブカード１２を水平に保持することができ、高温検査の信頼性を高めることができる。
【００２９】
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、本発明の構成要素を適宜設計変更することができる。
【産業上の利用可能性】
【００３０】
本発明は、ウエハ等の被検査体の高温検査を行うプローブ装置に好適に利用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】本実施形態のプローブ装置を用いてウエハの検査を行う状態の要部を示す側面図である。
【図２】従来のプローブ装置の一例を部分的に破断して示す正面図である。
【図３】（ａ）〜（ｃ）はそれぞれ図１に示すプローブ装置を用いた検査方法においてヘッドプレートが撓んだ状態を説明するための説明図で、（ａ）はプローブカードにテストヘッドが接続される直前の状態を示す図、（ｂ）はプローブカードにテストヘッドが接続された状態を示す図、（ｃ）はプローブカードにウエハを接触させて検査する状態を示す図である。
【符号の説明】
【００３２】
１０    プローブ装置
１１    載置台
１２    プローブカード
１２Ａ  プローブ
１３    カードホルダ
１４    ヘッドプレート
１５    ヒータ（加熱手段）
Ｗ    ウエハ（被検査体）
【図１】
0004965425.tif 000002
【図２】
0004965425.tif 000003
【図３】
0004965425.tif 000004