JP2001110857A - プローブ方法及びプローブ装置 - Google Patents

プローブ方法及びプローブ装置

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JP2001110857A JP28513999A JP28513999A JP2001110857A JP 2001110857 A JP2001110857 A JP 2001110857A JP 28513999 A JP28513999 A JP 28513999A JP 28513999 A JP28513999 A JP 28513999A JP 2001110857 A JP2001110857 A JP 2001110857A
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Masahito Kobayashi
将人 小林
Kazunari Ishii
一成 石井
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    • G01R31/2851—Testing of integrated circuits [IC]
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 従来はＺ軸の駆動量で一定のオーバドライブ
量を確保しているため、プローブカード２４の使用によ
る経時的変形や、検査時の熱的影響による膨張、収縮が
あってプローブの針先とウエハＷ間の距離にバラツキが
あってもメインチャック１７がオーバードライブ量が一
定であるため、一定の安定した接触荷重を得ることがで
きない。 【解決手段】 本発明のプローブ方法は、コントローラ
１３の制御下でメインチャック１７に載置したウエハＷ
とプローブ２４Ａとを接触させた後、メインチャック１
７をオーバドライブさせてウエハＷの電気的特性検査を
行う際、コントローラ１３の制御下で、オーバドライブ
時にプローブ２４ＡとウエハＷの接触により発生する荷
重をメインチャック１７に設けられた圧力センサ３１を
介して測定し、この測定荷重に基づいてメインチャック
１７のオーバドライブ量を制御することを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、プローブ方法及び
プローブ装置に関し、更に詳しくはオーバドライブ時の
プローブの接触荷重を実測し、常に安定した接触荷重を
得ることができ、信頼性の高い検査を行うことができる
プローブ方法及びプローブ装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】プローブ装置１０は、例えば図８に示す
ように、カセットＣ内に収納されたウエハＷを１枚ずつ
取り出して搬送するローダ室１１と、このローダ室１１
に隣接しローダ室１１から搬送されたウエハＷを検査す
るプローバ室１２と、このプローバ室１２及びローダ室
１１を制御するコントローラ１３と、このコントローラ
１３を操作する操作パネルを兼ねる表示装置１４とを備
えている。
【０００３】上記ローダ室１１にはウエハＷの搬送機構
としてピンセット１５が回転軸を介して立設され、この
ピンセット１５が水平方向で進退動すると共に正逆回転
することによりカセットＣ内のウエハＷを１枚ずつ取り
出してプローバ室１２へ搬送するようにしてある。ま
た、ピンセット１５の近傍にはウエハＷのプリアライメ
ントを行うサブチャック１６が配設され、このサブチャ
ック１６がピンセット１５からウエハＷを受け取った
後、θ方向に正逆回転し、その間にウエハＷのオリエン
テーションフラット（以下、単に「オリフラ」と称
す。）を光学的に検出し、オリフラを基準にしてウエハ
Ｗをプリアライメントするようにしてある。
【０００４】上記ローダ室１１に隣接するプローバ室１
２にはウエハＷを載置するメインチャック１７が配設さ
れ、このメインチャック１７はＸ、Ｙステージ１８、１
９を介してＸ、Ｙ方向に移動すると共に内蔵の駆動機構
を介してＺ、θ方向に移動するようになっている。ま
た、プローバ室１２内にはアライメント手段２０が配設
され、このアライメント手段２０を介してウエハＷのア
ライメントを行うようにしてある。このアライメント手
段２０はウエハＷを撮像するＣＣＤカメラ等からなる第
１撮像手段２１を有するアライメントブリッジ２２と、
このアライメントブリッジ２２のＹ方向への往復移動を
案内する一対のガイドレール２３、２３と、メインチャ
ック１７に付設されたＣＣＤカメラ等からなる第２撮像
手段（図示せず）とを備えている。また、プローバ室１
２の上面には図示しないプローブカードが配設され、こ
のプローブカードの上面には図示しないテストヘッドが
接続リング（図示せず）を介して電気的に接続されてい
る。そして、テスタからのテスト信号をテストヘッド及
び接続リングを介してプローブカードにおいて受信し、
プローブと接触したウエハＷについて電気的特性検査を
行うようにしてある。
【０００５】ウエハＷの検査を行う場合には、まず、ロ
ーダ室１１内でピンセット１５が駆動してカセットＣ内
から１枚のウエハＷを取り出し、ピンセット１５を介し
てウエハＷをプローバ室１２へ搬送する間にサブチャッ
ク１６においてウエハＷのプリアライメントを行い、そ
の後、ピンセット１５からプローバ室１２内のメインチ
ャック１７へウエハＷを引き渡す。その後、アライメン
トブリッジ２２がプローブセンタへ移動すると共に、ア
ライメントブリッジ２２の第１撮像手段２１の下方へ移
動し、第１撮像手段２１とメインチャック１７側の第２
撮像手段とが協働してメインチャック１７上のウエハＷ
のアライメントを行う。その後、メインチャック１７が
Ｘ、Ｙ方向に移動してウエハＷをインデックス送りする
と共にメインチャック１７がＺ方向に上昇し、ウエハＷ
とプローブとが接触した後、メインチャック１７がオー
バドライブしてウエハＷの各ＩＣチップとプローブとが
電気的に接触し、各ＩＣチップについて電気的特性検査
を行う。
【０００６】ウエハサイズが例えば２００ｍｍまでのウ
エハＷの場合には、図９の（ａ）で示すようにメインチ
ャック１７のオーバドライブにより、載置されたウエハ
Ｗが一点鎖線で示す位置から実線で示す位置まで上昇し
ても、ウエハＷは同図の実線で示すように殆ど傾くこと
なく水平状態のままＺ方向に上昇する。この際、プロー
ブカード２４のプローブ２４Ａは同図（ａ）の一点鎖線
で示す位置から実線で示す位置まで弾力的に持ち上げら
れ針先が太い線の始点Ｓから終点Ｅまで移動する。この
状態を平面的に観ると、針先の始点Ｓから終点Ｅに至る
移動距離は同図（ｂ）の斜線の矢印で示すようにＩＣチ
ップの電極パッドＰ内にあり、プローブ２４Ａと電極パ
ッドＰが電気的に接触し、ＩＣチップの検査を行う。
【０００７】ところが、ウエハサイズが例えば３００ｍ
ｍの時代になると、ウエハサイズが大きくなるばかりで
なく、ＩＣチップが超微細化して電極パッド間のピッチ
が狭くなる。これに伴ってプローブカードが多ピン化し
てピン数が例えば約２０００ピンにも達すると、オーバ
ドライブ時に全プローブ２４Ａからメインチャック１７
に働く荷重が例えば１０数Ｋｇ〜２０Ｋｇにもなるた
め、ウエハＷが図１０の（ａ）の一点鎖線で示す位置か
らオーバドライブしてプローブ２４Ａと電気的に接触す
ると、この時の偏荷重でメインチャック１７の回転軸
（図示せず）が撓み、ウエハＷが同図の実線で示すよう
に例えば２０〜３０μｍ程度傾いて本来の上昇位置より
も外側へ偏倚する。この時、プローブ２４Ａは、その針
先が同図（ａ）の一点鎖線で示す位置から実線で示す位
置まで弾力的に持ち上げられて図９に示す場合よりも長
い針跡を図１０の（ａ）の太い線で示すように残す。こ
の時の針先の始点Ｓは図９で示す場合と同じ位置でも終
点Ｅが図１０の（ｂ）に斜線の矢印で示すように電極パ
ッドＰからはみ出した位置に達し、検査時には針先が電
極パッドＰから外れる虞があり、ひいてはプローブ２４
Ａから電極パッドＰにテスト信号を送れず、検査の信頼
性を損なう虞がある。
【０００８】そこで、本出願人は、特開平９−３０６５
１６号公報において、接触荷重によるプローブの位置ず
れを三次元的に補正するプローブ方法及びプローブ装置
を提案した。この技術は、メインチャックの情報（外
径、材質等）、ウエハの情報（外径、チップ数等）及び
プローブカードの情報（プローブの針先面積、プローブ
数等）等の既知のデータに基づいてプローブの接触位置
におけるメインチャックの歪み量を予測し、この予測値
に基づいてプローブの接触位置の三次元補正を行うもの
である。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、特開平
９−３０６５１６号公報において提案されたプローブ方
法及びプローブ装置の場合にはプローブの接触位置を三
次元補正する際に、オーバドライブ時のプローブ２４Ａ
の接触位置と一定のオーバドライブ量に基づいて接触位
置における荷重（針圧）を予測し、この予測荷重に基づ
いてメインチャック１７の歪み量を予測しているため、
接触時の予測荷重と実際の荷重とが一致している保証が
なく、三次元補正に狂いが生じる虞があった。更に、従
来はＺ軸の駆動量で一定のオーバドライブ量を得るよう
にしているため、プローブカード２４の使用による経時
的変形や、検査時の熱的影響による膨張、収縮があって
プローブの針先とウエハＷ間の距離にバラツキがあって
もメインチャック１７がオーバードライブ量が一定であ
るため、一定の接触荷重を得ることができないという課
題があった。
【００１０】本発明は、上記課題を解決するためになさ
れたもので、プローブカードが種々の原因で変形した
り、熱的影響により膨張、収縮したりしてもプローブと
被検査体の電極パッドを安定した荷重で正確に接触させ
ることができ、また、オーバドライブ時に載置台が偏荷
重を受けて傾斜してもプローブと被検査体の電極パッド
とを正確に接触させることができ、高精度の検査を行う
ことができるプローブ方法及びプローブ装置を提供する
ことを目的としている。
【００１１】
【課題を解決するための手段】本発明の請求項１に記載
のプローブ方法は、コントローラの制御下で、Ｘ、Ｙ、
Ｚ及びθ方向に移動可能な載置台に載置した被検査体と
プローブカードのプローブとを接触させた後、上記載置
台をオーバドライブさせて上記被検査体の電気的特性検
査を行うプローブ方法において、上記コントローラの制
御下で、上記オーバドライブ時に上記プローブと上記被
処理体の接触により発生する荷重を上記載置台に設けら
れた圧力センサを介して測定し、この測定荷重に基づい
て上記載置台のオーバドライブ量を制御することを特徴
とするものである。
【００１２】また、本発明の請求項２に記載のプローブ
方法は、請求項１に記載の発明において、上記載置台の
荷重と歪み量の関係に基づいて上記測定荷重に対する上
記載置台の歪み量を求め、この歪み量に基づいて上記プ
ローブと上記被検査体との位置ずれを補正することを特
徴とするものである。
【００１３】また、本発明の請求項３に記載のプローブ
方法は、コントローラの制御下で、Ｘ、Ｙ、Ｚ及びθ方
向に移動可能な載置台に載置した被検査体とプローブカ
ードのプローブとを接触させた後、上記載置台をオーバ
ドライブさせて上記被検査体の電気的特性検査を行うプ
ローブ方法において、上記コントローラの制御下で、上
記プローブの針先を研磨する時に使用される、上記載置
台に付設された研磨機構の針研板を上記プローブの真下
に配置し、この位置において上記針研板をオーバドライ
ブさせた時の上記針研板と上記プローブの接触により発
生する荷重を上記研磨機構に設けられた圧力センサを介
して測定し、この測定荷重に基づいて上記載置台のオー
バドライブ量を制御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４に記載のプローブ
方法は、請求項３に記載の発明において、上記測定荷重
と上記研磨機構の荷重と歪み量の関係に基づいて上記測
定荷重に対する上記研磨機構の歪み量を求めた後、この
歪み量と上記針研板のオーバドライブ量とから上記プロ
ーブのバネ定数を求め、更に、このバネ定数と上記載置
台の荷重と歪み量の関係に基づいて求められた上記載置
台のバネ定数と上記載置台のオーバードライブ量の関係
に基づいて上記載置台での発生荷重を求め、この発生荷
重に基づいて上記載置台のオーバドライブ量を制御する
ことを特徴とするものである。
【００１５】また、本発明の請求項５に記載のプローブ
装置は、被検査体を載置する載置台と、この載置台の上
方に配置されたプローブカードと、このプローブカード
のプローブと上記被検査体を接触させるために上記載置
台をＸ、Ｙ及びＺ方向にそれぞれ移動させる駆動機構
と、これらの駆動機構を制御するコントローラとを備
え、上記コントローラの制御下で、上記載置台を移動さ
せて上記被検査体と上記プローブとを接触させた後、上
記載置台をオーバドライブさせて上記被検査体の電気的
特性検査を行うプローブ装置において、上記載置台は上
記被検査体と上記プローブの接触荷重を測定する圧力セ
ンサを有し、上記コントローラは、上記プローブの接触
位置及びその位置での上記圧力センサの測定荷重に基づ
いて上記載置台の歪み量を求める手段を有することを特
徴とするものである。
【００１６】また、本発明の請求項６に記載のプローブ
装置は、被検査体を載置する載置台と、この載置台の上
方に配置されたプローブカードと、このプローブカード
のプローブと上記被検査体を接触させるために上記載置
台をＸ、Ｙ及びＺ方向にそれぞれ移動させる駆動機構
と、これらの駆動機構を制御するコントローラと、上記
載置台に付設され且つ上記プローブを研磨する研磨機構
とを備え、上記コントローラの制御下で、上記載置台を
移動させて上記被検査体と上記プローブとを接触させた
後、上記載置台をオーバドライブさせて上記被検査体の
電気的特性検査を行うプローブ装置において、上記研磨
機構は、上記プローブを研磨する針研板と、この針研板
と上記プローブの接触荷重を測定する圧力センサとを有
し、上記コントローラは、上記圧力センサの測定荷重に
基づいて上記プローブのバネ定数を求める手段と、上記
載置台の荷重と歪み量の関係に基づいて上記載置台のバ
ネ定数を求める手段と、上記プローブのバネ定数と上記
載置台のバネ定数と上記載置台のオーバードライブ量の
関係に基づいて上記プローブの上記載置台との接触位置
における発生荷重を求める手段とを有することを特徴と
するものである。
【００１７】
【発明の実施の形態】以下、図１〜図７に示す実施形態
に基づいて従来と同一または相当部分には同一符号を附
して本発明を説明する。本実施形態のプローブ装置１０
は、図８に示すプローブ装置と同様に、ローダ室１１及
びプローバ室１２を備えている。ローダ室１１内にはピ
ンセット１５及びサブチャック１６がそれぞれ配設さ
れ、カセットＣ内のウエハＷをピンセット１５を介して
１枚ずつ搬送し、この間にサブチャック１６を介してプ
リアライメントするようにしてある。また、プローバ室
１２内にはＺ、θ方向に移動可能なメインチャック１
７、Ｘステージ１８、Ｙステージ１９及びアライメント
手段２０がそれぞれ配設され、コントローラ１３の制御
下でメインチャック１７がＸ、Ｙ、Ｚ、θ方向に移動
し、アライメント手段２０と協働してメインチャック１
７上のウエハＷをアライメントした後、図示しないプロ
ーブカードを介してウエハＷの電気的特性検査を行うよ
うにしてある。
【００１８】ところで本実施形態では、例えば図１に示
すようにロードセル等の圧力センサ３１がメインチャッ
ク１７とＸテーブル１８の間に設けられ、この圧力セン
サ３１によってプローブ２４Ａからメインチャック１７
上のウエハＷへの荷重を実測する。この圧力センサ３１
は図２に示すようにコントローラ１３に接続され、この
コントローラが圧力センサ３１の測定信号に基づいてプ
ローブ２４Ａの針圧が常に一定になるように制御してい
る。
【００１９】即ち、図２に示すように、上記コントロー
ラ１３は、ウエハＷに関するウエハ情報及びプローブカ
ードに関するカード情報等のデータを記憶する第１記憶
手段１３１と、プローブ装置の制御用のプログラム及び
メインチャック１７に関するメインチャック情報等のデ
ータを記憶する第２記憶手段１３２と、第１、第２記憶
手段１３１、１３２で記憶された各情報を読み出して所
定のプログラムに則った処理を行う中央演算処理装置
（以下、「ＣＰＵ」と称す）１３３とを備えている。
【００２０】上記ウエハ情報としては、例えば、チップ
の配置、チップサイズ、その重心位置、電極パッド数、
電極パッドの面積、電極パッド間のピッチ等のパラメー
タがあり、また、カード情報としては、例えば、プロー
ブ針の本数（ピン数）及びその配置、プローブ針の材質
及び物性等のパラメータがある。また、メインチャック
情報としては、例えば、メインチャック１７の回転軸の
機械的強度、メインチャック１７の外径及び荷重・歪み
量データ等のパラメータがある。荷重・歪み量データ
は、メインチャック１７上面の代表的なポイントにおけ
る荷重とこの荷重に対するメインチャック１７の歪み量
の関係を示したデータである。
【００２１】また、ＣＰＵ１３３は、圧力センサ３１の
測定荷重（針圧）と、第２記憶手段１３２のメインチャ
ックの荷重・歪みデータ及びウエハ情報に基づいてオー
バドライブ時のプローブの接触位置でのメインチャック
１７の歪み量を求める歪み量処理手段１３３Ａを有し、
この歪み量処理手段１３３Ａを介してプローブ２４Ａの
接触位置における圧力センサ３１の測定荷重と荷重・歪
みデータに基づいてメインチャック１７の歪み量を求め
るようにしてある。
【００２２】更に、上記コントローラ１３には図２に示
すように入力手段（例えば、キーボード等）２５及び表
示装置１４がそれぞれ接続され、入力手段２５からウエ
ハ情報及びメインチャック情報等の各種の検査に必要な
データを入力し、入力データは表示装置１４によって確
認できるようにしてある。このコントローラ１３には駆
動機構２６が接続され、この駆動機構２６を介してメイ
ンチャック１７を駆動させるようにしてある。
【００２３】次に、本実施形態のプローブ方法及びプロ
ーブ装置の動作について説明する。まず、ウエハＷの検
査を行う前に、入力手段２５を介してウエハ情報及びカ
ード情報を入力し、入力データを表示画面で確認する。
入力データに間違いがなければ、入力データを第１記憶
手段１３１へ登録して記憶させる。次いで、そのウエハ
Ｗをプローブ装置１０内へカセット単位で供給する。そ
して、プローブ装置１０を始動させると、ローダ室内で
プリアライメントされたウエハＷがプローバ室内のメイ
ンチャック１７上へ供給され、プローバ室内でアライメ
ント手段を介してウエハＷのアライメントが行われる。
その後、ウエハＷの各チップについて順次電気的特性検
査を行う。
【００２４】各チップについて検査を行う場合には、Ｃ
ＰＵ１３３により第２記憶手段１３２から本発明のプロ
ーブ方法に関するプログラムを読み出すとプローブ装置
１０がプログラムに従って駆動する。即ち、検査すべき
ウエハＷ内の最初に接触すべきチップを決める。次い
で、ＣＰＵ１３３を介してメインチャック１７をインデ
ックス送りしてウエハＷの各チップを順次検査する。各
チップの検査ではメインチャック１７がウエハＷとプロ
ーブ２４Ａが接触する位置まで上昇した後オーバドライ
ブする。オーバドライブする間に圧力センサ３１が作動
し、プローブ２４ＡとウエハＷ間の荷重（針圧）を実測
し、この測定荷重に基づいてオーバドライブ量をモニタ
ーする。圧力センサ３１が予め設定された荷重を実測し
た時点で、コントローラ１３を介して駆動機構２６が停
止し、メインチャック１７が停止し、一定のオーバード
ライブ量を確保する。オーバードライブによりメインチ
ャック１７に偏荷重が作用すると、図３で誇張して示す
ようにメインチャック１７が偏荷重により傾斜する。
尚、図３ではプローブカード２４の変形を誇張して図示
してあり、矢印は接触荷重及びその反力である。
【００２５】従来のプローブ方法の場合にはメインチャ
ック１７のＺアップ量を一定にすることでオーバードラ
イブ量を制御しているため、検査中にウエハＷが発熱し
てプローブカード２４が熱膨張したり、ウエハＷを冷却
してプローブカード２４が収縮したり、あるいはプロー
ブカード２４が使用により図３で誇張して示すように経
時的に変形したりしているとプローブ２４Ａの針先位置
が基準位置よりも上下に偏倚し、しかも従来のようにメ
インチャック１７のＺアップ量を一定に制御しているた
め、プローブ２４ＡとウエハＷ間の実際の離間距離に即
したオーバドライブ量を確保することができず、場所に
よって接触荷重、ひいては針先位置が変動し安定した検
査を行うことが難しかった。しかしながら、本実施形態
ではプローブ２４ＡとウエハＷの接触荷重（針圧）を実
測し、測定荷重に基づいてオーバドライブ量を制御して
いるため、プローブカード２４の熱的影響や経時的変形
に左右されることなく、常に一定の接触荷重（針圧）で
安定した検査を行うことができる。
【００２６】また、本実施形態ではオーバードライブ時
にプローブ２４Ａの接触位置を三次元補正するが、本実
施形態の場合には特開平９−３０６５１６号公報におい
て提案したプローブ方法とは異なり、メインチャック１
７におけるプローブ２４ＡとウエハＷの実測荷重に基づ
いてプローブ２４Ａの接触位置を三次元補正している。
尚、特開平９−３０６５１６号公報のプローブ方法では
オーバドライブ量に基づいてプローブの接触荷重を予測
し、この予測値に基づいてメインチャック１７の歪み量
を求めた後、この歪み量に即して三次元補正している。
【００２７】即ち、ウエハＷが図４の一点鎖線位置でプ
ローブ２４Ａと接触し、一点鎖線位置から実線位置まで
オーバドライブする時にはウエハＷ上でプローブ２４Ａ
から偏荷重が作用し、この偏荷重によりメインチャック
１７が傾いてウエハＷが本来の上昇位置よりも外側へ偏
倚して傾斜し、プローブ２４Ａの針先の始点Ｓが同図の
矢印Ａで示す方向へ移動しようとする。ところが、本実
施形態ではコントローラ１３において圧力センサ３１に
よる測定荷重と荷重・歪み量データに基づいて測定荷重
に対する歪み量を歪み量処理手段１３３Ａを介して求
め、この歪み量に即してメインチャック１７の移動量を
駆動機構２６を介して補正し、図４に示すようにウエハ
Ｗを同図の矢印Ｂ方向へ移動させる。このように圧力セ
ンサ３１の測定荷重に基づいてメインチャック１７の移
動方向を補正するため、あたかもウエハＷが水平を保持
したまま上昇するかのようにプローブ２４Ａの針先が同
図の矢印Ｃで示すように垂直上方に持ち上げられる。こ
の結果、針先は図５の（ａ）で太い線で示すようにウエ
ハＷが水平に持ち上げられた場合（図９参照）と殆ど変
わらない軌跡を描いて移動し、メインチャック１７の上
昇端で同図の（ｂ）で示すように針先の終点Ｅが電極パ
ッドＰ内に留まり、プローブ２４Ａと所定の電極パッド
Ｐが確実に接触し、チップの検査を確実且つ安定的に行
うことができる。
【００２８】以上説明したように本実施形態によれば、
コントローラ１３の制御下で、メインチャック１７のオ
ーバドライブ時にプローブ２４ＡとウエハＷの接触によ
り発生する荷重を圧力センサ３１を介して測定し、この
測定荷重に基づいてメインチャック１７のオーバドライ
ブ量を制御するようにしたため、プローブカード２４に
熱的影響や使用による変形があってもプローブ２４Ａと
ウエハＷが常に一定の安定した針圧で接触し、信頼性の
高い検査を行うことができる。
【００２９】また、ウエハＷが大口径化し、プローブカ
ード２４が多ピン化してオーバドライブ時の偏荷重によ
りメインチャック１７が傾斜する時には圧力センサ３１
により偏荷重を実測し、この測定荷重とメインチャック
１７の荷重・歪みデータに基づいてプローブ２４Ａの接
触位置を補正するようにしているため、プローブカード
２４の熱的影響や使用による変形に左右されることな
く、三次元補正を高精度に行うことができ、ウエハＷの
如何なる場所であってもプローブ２４Ａと各チップの電
極パッドＰとが図５の（ｂ）に示すように確実に電気的
に接触し、信頼性の高い検査を確実に行うことができ
る。
【００３０】図６、図７はそれぞれ本発明の他の実施形
態を示す図である。即ち、図６に示すように本実施形態
では、メインチャック１７の直胴部から支持腕３２が水
平に延設され、この支持腕３２にプローブ２４Ａを研磨
する研磨機構３３が配設されている。研磨機構３３は、
プローブ２４Ａを研磨する針研板３３Ａと、この針研板
３３Ａを支持する支持体３３Ｂとを有し、針研板３３Ａ
をオーバードライブさせてプローブ２４Ａを研磨するも
のである。また、支持腕３２と支持体３３Ｂの間には例
えばロードセル等の圧力センサ３１Ａが介装され、この
圧力センサ３１Ａを介してオーバドライブ量に対する針
研板３３Ａにおける荷重を実測する。この測定荷重と研
磨機構３３の歪み量との関係はメインチャック１７の荷
重・歪み量データと同様に事前に測定し、研磨機構３３
の荷重・歪み量データとしてメインチャック１７の荷重
・歪み量データとは別に第２記憶手段１３２に格納して
おく。
【００３１】一方、本実施形態のコントローラ１３は、
図７に示すように、圧力センサ３１Ａの測定荷重に基づ
いてプローブ２４Ａのバネ定数ＫＰを求める第１バネ定
数演算手段１３３Ｂと、メインチャック１７の荷重と歪
み量の関係に基づいてメインチャック１７のバネ定数Ｋ
Ｃを求める第２バネ定数演算手段１３３Ｃと、プローブ
のバネ定数ＫＰとメインチャック１７のバネ定数ＫＣと
メインチャック１７台のオーバードライブ量ＯＤの関係
に基づいてプローブ２４Ａのメインチャック１７との接
触位置における発生荷重ＧＣを求める発生荷重演算手段
１３３Ｄとを有し、上述のように圧力センサ３１Ａの測
定荷重と研磨機構３３の荷重・歪み量データに基づいて
メインチャック１７における検査時に発生荷重を高精度
に求めることができる。
【００３２】即ち、上記針研板３３Ａにおいて所定のオ
ーバードライブ量（Ｘ）でプローブ２４Ａを接触させ、
その時の荷重（Ｇ）を圧力センサ３１Ａを介して測定す
る。この時プローブ２４Ａに掛かるオーバードライブ量
は、上記オーバードライブ量（Ｘ）と第２記憶手段１３
２に格納してある研磨機構３３の荷重・歪み量データの
荷重（Ｇ）における歪み量（Ｂ）の関係から（Ｂ−Ｘ）
として求めることができる。またプローブ２４Ａのバネ
定数ＫＰは第１バネ定数演算手段１３３Ｂにおいて下記
式により求めることができる。 ＫＰ＝Ｇ／（Ｂ−Ｘ）・・・ メインチャック１７のバネ定数ＫＣはメインチャック情
報記憶部に格納された荷重・歪み量データの関係から第
２バネ定数演算手段１３３Ｃにおいて求められるため、
メインチャック１７においてプローブ２４Ａに掛かるオ
ーバードライブ量をＯＤＰ、メインチャック１７に掛か
るオーバードライブ量ＯＤＣとすると、発生荷重演算手
段Ｄにおいてメインチャック１７におけるオーバードラ
イブ量ＯＤは下記式によって求めることができ、その
時の発生荷重ＧＣは下記式によって求めることができ
る。 ＯＤ＝ＯＤＰ＋ＯＤＣ・・・ ＧＣ＝ＫＰ＊ＯＤＰ＝ＫＣ＊ＯＤＣ・・・
【００３３】上記式及び式からメインチャック１７
におけるオーバードライブ量ＯＤと発生荷重ＧＣは下記
式の関係にあり、しかも下記式においてバネ定数Ｋ
Ｐ、ＫＣは既知である。 ＧＣ＝［（ＫＰ＊ＫＣ）／（ＫＰ＋ＫＣ）］＊ＯＤ・・・ この式をコントローラ１３のメインチャック情報記憶
部１３２Ａに記憶させておけば、上述のようにしてウエ
ハＷの検査時にはＣＰＵ１３３においてメインチャック
１７のオーバードライブ量ＯＤからメインチャック１７
における発生荷重ＧＣを求めることができ、ひいては瞬
間瞬間のオーバードライブ量ＯＤを介して発生荷重ＧＣ
を逐次モニターすることができる。この発生荷重ＧＣを
介してオーバドライブ量が一定値になるように制御すれ
ば、安定した検査を確実に行うことができる。
【００３４】従って、本実施形態によれば、プローブカ
ード２４が経時的に変形した場合であっても針研板３３
Ａにおいて変形を反映した発生荷重ＧＣを実測してある
ため、ウエハＷの検査時にもプローブカード２４の変形
を反映した荷重をモニターすることができる。また、同
一種のプローブカード２４であっても各プローブカード
２４は厳密には多少の歪み等があり全く同一の形態であ
る保証はなく、それぞれ固有の形態を呈する。このよう
な場合であっても研磨機構３３においてプローブ２４Ａ
と針研板３３Ａの発生荷重ＧＣを実測しておけば、各プ
ローブカード２４の個性を反映した荷重をメインチャッ
ク１７においてもモニターすることができる。
【００３５】また、ウエハＷの検査時にメインチャック
１７に偏荷重が掛かった場合であっても、本実施形態で
はメインチャック１７での荷重を上述のようにしてモニ
ターすることができるため、メインチャック１７の歪み
量を正確に求めることができ、上記実施形態と同様にプ
ローブ２４Ａの三次元補正の精度を向上させることがで
き、プローブ２４Ａと電極パッドＰとを確実に接触させ
ることができ、上記実施形態に準じた作用効果を期する
ことができる。
【００３６】尚、本発明は上記実施形態に何等制限され
るものではない。例えば、圧力センサ３１はメインチャ
ック１７とＸテーブル１８の間に設けられたものについ
て説明したが、メインチャック１７上の荷重を実測でき
る場所であれば圧力センサの設置場所は特に制限される
ものではない。研磨機構側に設けられる圧力センサにつ
いても同様のことが云える。要は、ウエハＷの検査時に
メインチャック（載置台）とプローブの荷重（針圧）を
モニターし、その結果に基づいて載置台のオーバドライ
ブ量を制御すると共にプローブの接触位置を三次元補正
するプローブ方法及びプローブ装置であれば、本発明の
プローブ方法及びプローブ装置に包含される。
【００３７】
【発明の効果】以上説明したように本発明の請求項１〜
請求項６に記載の発明によれば、プローブカードが種々
の原因で変形したり、熱的影響により膨張、収縮したり
してもプローブと被検査体の電極パッドを安定した荷重
で正確に接触させることができ、また、オーバドライブ
時に載置台が偏荷重を受けて傾斜してもプローブと被検
査体の電極パッドとを正確に接触させることができ、高
精度の検査を行うことができるプローブ方法及びプロー
ブ装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のプローブ装置の一実施形態の要部を示
す側面図である。
【図２】図１に示すプローブ装置の要部を示すブロック
図である。
【図３】図２に示すプローブ装置の要部の動作説明図で
ある。
【図４】図２に示すメインチャック上のウエハとプロー
ブの動作説明図である。
【図５】図４に示すウエハとプローブの動作説明図で、
（ａ）はウエハとプローブの動きの説明図、（ｂ）は電
極パッドにおけるプローブの針跡を説明する図である。
【図６】本発明のプローブ装置の他の実施形態を示す図
１に相当する側面図である。
【図７】図７に示すプローブ装置の要部を示すブロック
図である。
【図８】プローブ装置の一部を破断して示す斜視図であ
る。
【図９】（ａ）は多ピン化前のプローブカードを用いて
従来のプローブ方法によりメインチャックをオーバドラ
イブした時のメインチャックとプローブとの関係を部分
的に拡大して示す概念図、（ｂ）は（ａ）の状態におけ
る電極パッドと針跡との関係を示す説明図である。
【図１０】（ａ）は多ピン化したプローブカードを用い
て従来のプローブ方法によりメインチャックをオーバド
ライブした時のメインチャックとプローブとの関係を部
分的に拡大して示す概念図、（ｂ）は（ａ）の状態にお
ける電極パッドと針跡との関係を示す説明図である。
【符号の説明】
１０ プローブ装置 １３ コントローラ １７ メインチャック（載置台） ２４ プローブカード ２４Ａ プローブ ３１、３１Ａ 圧力センサ ３３ 研磨機構 ３３Ａ 針研板 １３３Ａ 歪み量処理手段 １３３Ｂ 第１バネ定数演算手段 １３３Ｃ 第２バネ定数演算手段 １３３Ｄ 発生荷重演算手段 Ｗ ウエハ（被検査体）
フロントページの続き Ｆターム(参考） 2F051 AA21 AB09 AC01 BA07 2G011 AA17 AC01 AC02 AC06 AC14 AE03 2G032 AE06 AF01 AF04 AF05 4M106 AA01 BA01 DD06 DD10

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 コントローラの制御下で、Ｘ、Ｙ、Ｚ及
    びθ方向に移動可能な載置台に載置した被検査体とプロ
    ーブカードのプローブとを接触させた後、上記載置台を
    オーバドライブさせて上記被検査体の電気的特性検査を
    行うプローブ方法において、上記コントローラの制御下
    で、上記オーバドライブ時に上記プローブと上記被処理
    体の接触により発生する荷重を上記載置台に設けられた
    圧力センサを介して測定し、この測定荷重に基づいて上
    記載置台のオーバドライブ量を制御することを特徴とす
    るプローブ方法。
  2. 【請求項２】 上記載置台の荷重と歪み量の関係に基づ
    いて上記測定荷重に対する上記載置台の歪み量を求め、
    この歪み量に基づいて上記プローブと上記被検査体との
    位置ずれを補正することを特徴とする請求項１に記載の
    プローブ方法。
  3. 【請求項３】 コントローラの制御下で、Ｘ、Ｙ、Ｚ及
    びθ方向に移動可能な載置台に載置した被検査体とプロ
    ーブカードのプローブとを接触させた後、上記載置台を
    オーバドライブさせて上記被検査体の電気的特性検査を
    行うプローブ方法において、上記コントローラの制御下
    で、上記プローブの針先を研磨する時に使用される、上
    記載置台に付設された研磨機構の針研板を上記プローブ
    の真下に配置し、この位置において上記針研板をオーバ
    ドライブさせた時の上記針研板と上記プローブの接触に
    より発生する荷重を上記研磨機構に設けられた圧力セン
    サを介して測定し、この測定荷重に基づいて上記載置台
    のオーバドライブ量を制御することを特徴とするプロー
    ブ方法。
  4. 【請求項４】 上記測定荷重と上記研磨機構の荷重と歪
    み量の関係に基づいて上記測定荷重に対する上記研磨機
    構の歪み量を求めた後、この歪み量と上記針研板のオー
    バドライブ量とから上記プローブのバネ定数を求め、更
    に、このバネ定数と上記載置台の荷重と歪み量の関係に
    基づいて求められた上記載置台のバネ定数と上記載置台
    のオーバードライブ量の関係に基づいて上記載置台での
    発生荷重を求め、この発生荷重に基づいて上記載置台の
    オーバドライブ量を制御することを特徴とする請求項３
    に記載のプローブ方法。
  5. 【請求項５】 被検査体を載置する載置台と、この載置
    台の上方に配置されたプローブカードと、このプローブ
    カードのプローブと上記被検査体を接触させるために上
    記載置台をＸ、Ｙ及びＺ方向にそれぞれ移動させる駆動
    機構と、これらの駆動機構を制御するコントローラとを
    備え、上記コントローラの制御下で、上記載置台を移動
    させて上記被検査体と上記プローブとを接触させた後、
    上記載置台をオーバドライブさせて上記被検査体の電気
    的特性検査を行うプローブ装置において、上記載置台は
    上記被検査体と上記プローブの接触荷重を測定する圧力
    センサを有し、上記コントローラは、上記プローブの接
    触位置及びその位置での上記圧力センサの測定荷重に基
    づいて上記載置台の歪み量を求める手段を有することを
    特徴とするプローブ装置。
  6. 【請求項６】 被検査体を載置する載置台と、この載置
    台の上方に配置されたプローブカードと、このプローブ
    カードのプローブと上記被検査体を接触させるために上
    記載置台をＸ、Ｙ及びＺ方向にそれぞれ移動させる駆動
    機構と、これらの駆動機構を制御するコントローラと、
    上記載置台に付設され且つ上記プローブを研磨する研磨
    機構とを備え、上記コントローラの制御下で、上記載置
    台を移動させて上記被検査体と上記プローブとを接触さ
    せた後、上記載置台をオーバドライブさせて上記被検査
    体の電気的特性検査を行うプローブ装置において、上記
    研磨機構は、上記プローブを研磨する針研板と、この針
    研板と上記プローブの接触荷重を測定する圧力センサと
    を有し、上記コントローラは、上記圧力センサの測定荷
    重に基づいて上記プローブのバネ定数を求める手段と、
    上記載置台の荷重と歪み量の関係に基づいて上記載置台
    のバネ定数を求める手段と、上記プローブのバネ定数と
    上記載置台のバネ定数と上記載置台のオーバードライブ
    量の関係に基づいて上記プローブの上記載置台との接触
    位置における発生荷重を求める手段とを有することを特
    徴とするプローブ装置。
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