JP2020025018A - プローブ装置、プローブの検査方法、及び記憶媒体 - Google Patents

Abstract

【課題】針跡転写を鮮明に行うことが可能なプローブ装置などを提供する。【解決手段】被検査基板に対しプローブ３１を接触させて電気的測定を行うプローブ装置において、転写台５２には、プローブ３１を接触させてその針跡を転写するためのポリイミド樹脂を含む針跡転写部材５１が設けられている。移動機構２１、２２、２３は、前記転写台５２に設けられた針跡転写部材５１を、プローブ３１と接触させる接触位置まで移動させることができる。【選択図】図１

Description

本発明は、ＩＣ（集積回路）の電気的測定を行うプローブの検査を行う技術に関する。

半導体装置の製造工程においては、半導体ウエハ（以下、「ウエハ」という）の表面にＩＣを形成した後、ＩＣチップが切り離される前のウエハ（この場合は、ウエハが被検査基板となる）の状態のまま、または切り離されたＩＣチップを専用の被検査基板上に載せた状態で、各ＩＣの電気的特性を測定するプローブテストが行われる。
プローブテストは、例えば多数のプローブが設けられたプローブカードを用いて行われ、プローブカードに対して被検査基板を押し当て、検査対象のＩＣの電極パッドをプローブと接触させ、検査用の電気信号を入出力することにより行われる。

上述のプローブテストにおいて、被検査基板上の各ＩＣの電極パッドとプローブカード側のプローブとを正確に接触させるためには、各ＩＣの電極パッドの位置と、プローブカード側のプローブの位置とを正確に把握し、これらの位置合わせを行うアライメントが必要となる。

アライメントを行うために、プローブカード側の各プローブの位置を把握する手法の一つとして、樹脂製の針跡転写シート（針跡転写部材）にプローブカードを押し当て、プローブが接触した部分の樹脂形状を変形させることにより、針跡を転写する手法が知られている。針跡が転写後の針跡転写シートを撮像することなどにより、プローブの配置位置などに係る情報を取得することができる。
例えば特許文献１には、単官能（メタ）アクリレートにプローブを接触させて針跡を転写させる技術が記載されている。

特開２０１１−４９２６１号公報：請求項１、段落００４０

一方で、近年のＩＣチップの小型化やウエハ内に製造されるＩＣチップの高密度化などに伴って、鮮明な針跡の転写が可能な材料を用いて針跡転写シートを構成することが求められている。
この点、引用文献１には、（メタ）アクリレート樹脂にプローブを接触させて得られた針跡の画像などの記載はなく、転写に好適な材料を採用した技術であるかは不明である。

本発明はこのような事情に基づいてなされたものであり、その目的は、針跡転写を鮮明に行うことが可能なプローブ装置、プローブの検査方法、及び記憶媒体を提供することにある。

本発明のプローブ装置は、載置台上に載置された被検査基板に対し、プローブカードに設けられたプローブを接触させて電気的測定を行うプローブ装置において、
前記被検査基板に替えて前記プローブを接触させることにより、当該プローブの針跡を転写するための針跡転写部材が設けられた転写台と、
前記針跡転写部材をプローブに接触させる接触位置と、この接触位置から離間した離間位置との間で、前記転写台またはプローブカードの少なくとも一方側の配置位置を移動させる移動機構と、を備え、
前記針跡転写部材は、ポリイミド樹脂を含むことを特徴とする。

本発明によれば、プローブを接触させることにより針跡を転写するための針跡転写部材がポリイミド樹脂を含んでいるので、鮮明な針跡の転写を行うことができる。

実施の形態に係るプローブ装置の縦断側面図である。 前記プローブ装置に設けられている針跡転写機構の構成図である。 ポリイミド樹脂の貯蔵弾性率などの温度特性を示す説明図である。 可塑剤の添加と特性変化との関係を示す説明図である。 前記プローブ装置の第１の作用図である。 前記プローブ装置の第２の作用図である。 エポキシ樹脂の貯蔵弾性率などの温度特性を示す説明図である。 カンチレバー型のプローブの針跡転写に係る撮像図である。 先端部が四角形の垂直針からなるプローブの針跡転写に係る撮像図である。 ポゴピンからなるプローブの針跡転写に係る撮像図である。 コブラピンからなるプローブの針跡転写に係る撮像図である。

はじめに図１などを参照しながら実施の形態に係るプローブ装置の全体構成について説明する。
図１に示すように、プローブ装置は、装置本体を構成する筐体１を備えている。この筐体１の底部の基台１１上には、Ｙ方向（図１と交差する方向）に伸びるＹレール２１１に沿って移動自在に構成されたＹステージ２１と、Ｘ方向（図１に向かって左右方向）に伸びるＸレール２２１に沿って移動自在に構成されたＸステージ２２と、が下段側からこの順番で設けられている。

例えばＹステージ２１やＸステージ２２には、不図示のボールネジまたはリニアモータ機構が併設され、エンコーダまたはリニアスケールが組み合わされたモーターを用いて、Ｙステージ２１のＹ方向の停止位置、及びＸステージ２２のＸ方向の停止位置を正確に調整することができる。

Ｘステージ２２の上には、伸縮自在に構成された伸縮軸２３１に支持され、Ｚ方向（上下方向）に昇降自在に構成されたＺ移動部２３が設けられている。さらにこのＺ移動部２３の上面側には、Ｚ移動部２３上でＺ軸のまわりに回転自在（θ方向に移動自在）に構成されたウエハチャック２が設けられている。これらＺ方向の移動量、ウエハチャック2の回転量についてもエンコーダにより正確に把握することができる。
上述のＹステージ２１、Ｘステージ２２、Ｚ移動部２３は、ウエハの移動機構を構成し、ウエハチャック２をＸ、Ｙ、Ｚ、θの各方向に移動させることができる。

ウエハチャック２の上面は、検査対象のＩＣが形成されたウエハを載置する載置面となっていて、ウエハが吸着保持される。ウエハチャック２は、本実施の形態の載置台に相当している。

Ｙステージ２１、Ｘステージ２２、Ｚ移動部２３の作用によってウエハチャック２（載置面に載置されたウエハ）が移動する領域を移動領域と呼ぶと、当該移動領域の上方にはプローブカード３が設けられている。プローブカード３は、筐体１の天板であるヘッドプレート１２に着脱自在に取り付けられている。
プローブカード３はＰＣＢ（Printed circuit board）として構成され、その上面側には、不図示の電極群が形成されている。また、ヘッドプレート１２の上方に配置されたテストヘッド４とプローブカード３との間には、テストヘッド４側の端子と既述の電極群との間の電気的導通を取るための中間リング４１が介設されている。

中間リング４１は、プローブカード３の電極群の配置位置に対応するように、電極部であるポゴピン４１１が多数配置されたポゴピンユニットとして構成されている。中間リング４１は、例えばテストヘッド４側に固定されている。
またテストヘッド４は、筐体１の横に設けられた図示しないヒンジ機構により、水平な回転軸の回りを回転自在に構成されている。この構成により、テストヘッド４は、中間リング４１を水平に保持して各ポゴピン４１１をプローブカード３の電極群に接触させた状態とする測定位置（図１）と、プローブカード３から中間リング４１を離し、その底面を上向きにした状態で保持する退避位置（不図示）との間を回転移動することができる。

また、テストヘッド４はプローブカード３を介して測定したＩＣの電気的特性を示す電気信号を検査データとして記憶するデータ記憶部や、検査データに基づいて検査対象のＩＣの電気的な欠陥の有無を判定する判定部（いずれも不図示）を備えている。

プローブカード３の下面側には、上面側の電極群に対して各々、電気的に接続された多数のプローブ３１が設けられている。図１、５、６には、カンチレバーや横針などと呼ばれる導電性金属によりプローブ３１を構成した例を模式的に示してある（図示の便宜上、これらの図中にはカンチレバーであるプローブ３１を２本だけ示してある）。プローブ３１は、プローブカード３の中央部に形成された矩形状の開口部３２に先端部を向けて、斜め下方に向けて突出するようにプローブカード３の下面側に設けられている。

なお後述の実施例に実験結果を示すように、プローブ３１は、プローブカード３の下面から垂直下方に向けて伸びる垂直針や、ピンの本体に対して先端部が突没自在に構成されたポゴピン、ＩＣ側の電極パッドを接触させたとき、ピンの先端部が上下に移動できるように、ピン本体の途中に湾曲部を設けたコブラピンなどにより構成してもよい。

以上に説明した構成を備えるプローブ装置は、既述のアライメント作業を実施するにあたり、転写機構５及び撮像部６を用いて各プローブ３１の配置位置を把握する。
以下、図２〜４も参照しながら転写機構５の構成について説明する。

図１、２に示すように、転写機構５にはプローブ３１と接触させて針跡を転写するための針跡転写シート（針跡転写部材）５が設けられている。針跡転写シート５１は転写台５２の上面に載置され、また転写台５２は転写台支柱部５４、基台部５５を介して支持アーム２３２に支持されている。

支持アーム２３２は、既述のＺ移動部２３と共に伸縮軸２３１の上端部に設けられ、Ｙステージ２１、Ｘステージ２２及び伸縮軸２３１の作用により、Ｙ方向、Ｘ方向、及びＺ方向に移動することができる。これらのＹステージ２１、Ｘステージ２２及び伸縮軸２３１は、針跡転写シート５１（転写機構５）を移動させる移動機構の役割を果たしている。

転写台５２内にはペルチェ素子５２１が配置されている。ペルチェ素子５２１は、転写台５２との接触する面を加熱面または冷却面に切り替えることができる。
転写台５２との接触面を加熱面とし、転写台５２上に載置された針跡転写シート５１を予め設定された温度まで加熱する場合には転写台５２は加熱部として機能する。また、転写台５２との接触面を冷却面とし、転写台５２上に載置された針跡転写シート５１を予め設定された温度まで冷却する場合には転写台５２は冷却部として機能する。
針跡転写シート５１の加熱温度や冷却温度については、針跡転写シート５１を構成する材料の説明と併せて後述する。

針跡転写シート５１とファン５３との間には、ファン（冷却部）５３を収容した枠体構造のファン収容部５３１が設けられている。ファン５３は、転写台５２との接触面が冷却面となっているペルチェ素子５２１の放熱面側を冷却する機能や、ペルチェ素子５２１によって加熱された転写台５２本体の冷却を行う冷却部としての機能を有する。

針跡転写シート５１は、転写台５２の上面に載置される、厚さが数百マイクロメートル〜数ミリメートル程度の平坦なシート状のポリイミド樹脂製の部材である。針跡転写シート５１が複数種類の樹脂の積層構造である場合には、少なくともプローブ３１と接触する針跡転写シート５１の上面側は、ポリイミド樹脂により構成されている。転写台５２上に載置された針跡転写シート５１は、例えばプローブカード３に設けられた全てのプローブ３１の先端部を接触させることが可能な面積を有している。
転写台５２は、ウエハチャック２に載置されたウエハの上面と、針跡転写シート５１の上面とが同じ高さとなる高さ位置にて針跡転写シート５１を保持する。

針跡転写シート５１に用いるポリイミド樹脂としては、従来公知のポリイミド樹脂（例えば溶剤可溶型ポリイミド樹脂に可塑剤を添加してシート状に加工したもの）を使用することができる。
好適には、ＩＣの電気的特性の測定を行う際のウエハの温度をＴ_Ｓ［℃］としたとき、損失正接（以下、「ｔａｎδ」とも記す）の温度特性のピーク（極大）が位置するピーク温度Ｔ_ＰがＴ_Ｓ±１０℃の範囲内に位置するものを選択することが好ましい。

ここでｔａｎδ［−］は、公知の動的粘弾性測定装置を用いて測定される試料の貯蔵弾性率Ｅ’［Ｐａ］に対する損失弾性率Ｅ’’［Ｐａ］の比であり、下記（１）式により求められる。
ｔａｎδ＝Ｅ’’／Ｅ’ …（１）

図３は、後述の実施例で用いたポリイミド樹脂について、温度の変化に対する貯蔵弾性率Ｅ’、損失弾性率Ｅ’’、及びｔａｎδの値の変化（温度特性）を示している。図３の横軸は、ポリイミド樹脂の温度［℃］、左側の縦軸は貯蔵弾性率Ｅ’または損失弾性率Ｅ’’の値、右側の縦軸はｔａｎδの値を示している。

図３に示すように、ポリイミド樹脂の貯蔵弾性率Ｅ’及び損失弾性率Ｅ’’の値は、低温領域においてはほぼ一定であるが、室温付近（約２０℃付近）から次第に低下していく。
従ってこのポリイミド樹脂は、温度の低い領域では固く（貯蔵弾性率Ｅ’が高く）、プローブ３１の接触による針跡は転写しにくいものの、一旦、針跡が形成された後は、圧痕が形成された状態を維持することができる。一方、温度が高い領域では、ポリイミド樹脂は柔らかく（貯蔵弾性率Ｅ’が低く）、プローブ３１の接触によって針跡が付きやすいものの、針跡が形成されたとしても短時間で消滅しやすい。

これらの特性を言い替えると、温度が低すぎる場合はプローブ３１を接触させてもポリイミド樹脂に対して針跡を転写することが困難であり、温度が高すぎると転写した針跡はすぐに消えてしまい、後段の位置検出を行うタイミングまで針跡を維持することができない。
このような特性を有するポリイミド樹脂について、発明者らは既述のｔａｎδの値に着目して温度制御を行い、針跡の転写、維持を行う手法を考案した。

即ち、ｔａｎδ（＝Ｅ’’／Ｅ’）＞１．０となる領域、より好適にはｔａｎδ≧１．５となる領域では、損失弾性率Ｅ’’の影響が大きく針跡の転写を行い易い。また、ポリイミド樹脂の温度を僅かに低下させるだけで、転写した針跡を維持しやすい、適度な熱可塑性が得られる領域であることを実験的に見出した。
そこで、ｔａｎδのピーク温度Ｔ_Ｐが、ＩＣの電気的特性の測定を行う際のウエハの温度Ｔ_Ｓの±１０℃の範囲内に入るポリイミド樹脂を採用することにより、プローブ３１の使用時とほぼ同じ温度条件下で針跡を転写し、この針跡を維持することができる。

ここで、従来、針跡転写シートの材料として実際に使用実績があるエポキシ樹脂では、針跡転写シートの温度を１００℃付近まで上げないと、プローブ３１の針跡を転写することが困難であった。
一方で、ＩＣの電気的特性の測定は、零下から１００℃以上までの幅広い温度範囲の中から選択された温度条件下で行われる可能性がある。このため、例えば１５〜３５℃の室温付近で電気的特性の測定を行う場合などには、プローブ３１の使用時と針跡転写時との間の温度条件が大きく異なってしまい、プローブ３１が熱膨張することなどにより、その位置を正確に把握することが困難となってしまう場合がある。

この点、図３に示すポリイミド樹脂は、ｔａｎδのピーク温度Ｔ_Ｐが２６．３℃であるところ、室温（例えば２３℃）下でプローブ３１にコンタクトさせるので低温または高温下にあるプローブの状態に対して、温度的な影響を与えにくいという効果がある。

また、ｔａｎδのピーク温度Ｔ_Ｐは、ポリイミド樹脂に可塑剤を添加することより、調整することができる。
図４は、図３に示したものと同様のポリイミド樹脂について、可塑剤（本例ではホスファゼン誘導体）の添加量を０、１０、２０、３０ｗｔ％と変化させた場合の貯蔵弾性率Ｅ’及びｔａｎδの温度特性を示している。

図４によれば、可塑剤の添加量を増加させるに連れて、貯蔵弾性率Ｅ’の低下が始まる温度が低くなり、この傾向に応じてｔａｎδのピーク温度Ｔ_Ｐも次第に低くなっている。
図３は、図４における可塑剤の添加量が２０ｗｔ％のポリイミド樹脂についての特性を示している。

このように、可塑剤を添加していないポリイミド樹脂のｔａｎδのピーク温度が、ＩＣの電気的特性の測定を行う際のウエハの温度Ｔ_Ｓよりも高い場合には、可塑剤の添加量を調整することにより、針跡転写シート５１に用いるポリイミド樹脂のｔａｎδのピーク温度Ｔ_Ｐを、Ｔ_Ｓ±１０℃の範囲内に調整することができる。
可塑剤無添加時のｔａｎδのピーク温度や、可塑剤の最大添加可能量によっても変化するが、ポリイミド樹脂は、ＩＣの電気的特性の測定を行う際のウエハの温度Ｔ_Ｓが１５〜３５℃の範囲内にあるプローブ３１の針跡の転写に好適な材料であるといえる。

ここでポリイミド樹脂に添加することによりｔａｎδのピーク温度Ｔ_Ｐを調整する可塑剤は、ホスファゼン誘導体の例に限定されるものではなく、ピーク温度Ｔ_Ｐを変化させる作用を奏することができれば、その他の改質剤であってもよい。

上述の考え方に基づいて針跡転写シート５１を構成するポリイミド樹脂を選択したら、針跡転写シート５１にプローブ３１を接触させ針跡を転写する際の温度（転写温度）、及び転写した針跡を維持する温度（維持温度）を決定する。

図３に示す例において転写温度ｔは、針跡転写シート５１に用いたポリイミド樹脂のｔａｎδのピーク温度Ｔ_Ｐが２６．３℃のとき、Ｔ_Ｐ＜ｔ≦Ｔ_Ｐ＋５℃の範囲内である３０℃に設定されている。また、維持温度ｔ’は、Ｔ_Ｐ−５℃≦ｔ’＜Ｔ_Ｐの範囲内である２５℃に設定されている。
転写台５２に設けられているペルチェ素子５２１は、転写台５２に載置された針跡転写シート５１の温度が上記転写温度ｔとなるように加熱を行い、針跡を転写した後の針跡転写シート５１の温度が上記維持温度ｔ’となるように冷却を行う。

このように、ｔａｎδのピーク温度を挟んで転写温度ｔと、維持温度ｔ’とを設定することにより、ｔａｎδの値が比較的高い領域（例えばｔａｎδの値が１．０より大きくなる領域）内にて、これらの温度ｔ、ｔ’をできるだけ離して設定することができる。この結果、よりポリイミド樹脂が変形しやすい温度ｔにて針跡の転写を行い、且つ、例えば貯蔵弾性率Ｅ’が平坦になる温度領域まで冷却を行う場合と比べて、僅かな温度調整（冷却）にて、針跡転写シート５１に針跡が形成された状態を維持することができる。

さらに本例のプローブ装置は、針跡転写シート５１に転写した針跡、及びウエハチャック２に載置されたウエハに形成されているＩＣの電極パッドの撮像を行うための撮像部６を備えている。
例えば撮像部６は、ＣＣＤ（Charge-Coupled Device）カメラ６１と、当該ＣＣＤカメラ６１の本体部６２と、筐体１内の対向する内壁面に沿って、横方向に並行に伸びるように配置された２本の走行レール６３と、これら２本の走行レール６３の間に架け渡された状態でＣＣＤカメラ６１を支持し、走行レール６３を走行する不図示のスライダーに接続された支持棒６４と、を備えている。

ＣＣＤカメラ６１は、プローブ３１の下方側に進入した撮像位置（図６参照）と、当該撮像位置から退避した退避位置（図１、５参照）との間を横方向に移動することができる。
ＣＣＤカメラ６１を撮像位置まで進入させ、当該ＣＣＤカメラ６１の下方側に針跡転写シート５１を位置させることにより、針跡転写シート５１に転写された針跡の撮像が行われる。また、前記撮像位置にあるＣＣＤカメラ６１の下方側にウエハを位置させることにより、ＩＣの電極パッドの撮像が行われる。

以上に説明した構成を備えるプローブ装置には、制御部７が設けられている。この制御部７はプログラム、メモリ、ＣＰＵからなるデータ処理部などを備え、プログラムには制御部７からプローブ装置の各部に制御信号を送り、針跡転写シート５１にＣＣＤカメラ６１の針跡を転写する動作、針跡転写シート５１に転写された針跡や、ウエハに形成されたＩＣの電極パッドの撮像を行う動作、撮像結果から得られたプローブ３１や電極パッドの位置に応じてアライメントを行ったうえでウエハの検査を行う動作を実行するためのステップ群が組まれている。このプログラムは、コンピュータ記憶媒体、例えばフレキシブルディスク、コンパクトディスク、ＭＯ（光磁気ディスク）などの図示しない記憶部に格納されて制御部７にインストールされる。
なお、テストヘッド４に設けられた既述のデータ記憶部や判定部も制御部７の一部を構成している。

以下、図５、６を参照しながら、本例のプローブ装置によりプローブ３１の検査を行う動作について説明する。
初めに、移動機構（Ｙステージ２１、Ｘステージ２２）を用いて、プローブ３１の下側に検出機構を移動させる。しかる後、伸縮軸２３１により不図示のプローブ検出機構を上昇させ、プローブ３１の高さ位置を検出する。

プローブ３１の先端の高さ位置検出を行ったら、ペルチェ素子５２１により、針跡転写シート５１を転写温度ｔ（図３に示すポリイミド樹脂の例では３０℃）まで加熱する。また、基台部５５内の付勢機構の付勢力を大きくして、プローブ３１との接触により針跡転写シート５１が下方へと移動しないようにする。

針跡転写シート５１が数百マイクロメートル程度の厚さの場合には、針跡転写シート５１の熱容量は十分に小さく、伝熱速度も十分に速いので、転写台５２の温度の測定結果を針跡転写シート５１の温度とみなして温度制御を行うこともできる。

転写温度まで針跡転写シート５１が加熱されたら、針跡の転写を行う高さ位置（接触位置：ウエハチャック２上に載置されるウエハの上面と針跡転写シート５１の上面とが同じとなる高さ位置）まで針跡転写シート５１を上昇させ、針跡転写シート５１に各プローブ３１を接触させる（図５）。数百ミリ秒〜数秒程度、接触させた状態を保ったら、転写された針跡の撮像を行う位置（離間位置）まで針跡転写シート５１を降下させる共に、ペルチェ素子５２１により、針跡転写シート５１を維持温度ｔ’（図３に示すポリイミド樹脂の例では２５℃）まで冷却する。
転写温度ｔと維持温度ｔ’との温度差を例えば１０℃以内程度に抑えることにより、迅速な温度調整が可能となり、針跡転写シート５１の表面に鮮明な針跡が転写された状態を維持することができる。なお、針跡転写シート５１の冷却は、針跡転写シート５１の降下を開始するまえから始めてもよい。

次いで、ＣＣＤカメラ６１を撮像位置まで進入させ、針跡転写シート５１に転写された針跡の撮像を行う（図６）。このとき、複数のプローブ３１により形成された針跡がＣＣＤカメラ６１の視野に入りきらない場合は、ＣＣＤカメラ６１に対して転写機構５をＸ方向、Ｙ方向に移動させて、複数回の撮像を行う。そして所定の基準位置に対して、各撮像を実施した位置における前記Ｘ方向、Ｙ方向への移動量をエンコーダやリニアスケールにて把握することにより、針跡転写シート５１の面内における各針跡の形成位置を特定することができる。

各撮像により得られた画像データに基づき、画像データ中の針跡の形状からプローブ３１の欠損や損傷などを検出する。また、針跡転写シート５１内における各針跡の形成位置から、各プローブ３１の先端の配置位置を検出する。
一方、プローブ３１の欠損・損傷や位置ずれなどがある場合には、モニター画面にアラーム情報を出力するなどして、オペレータにこれらの事象の発生を知らせる。

プローブ３１の欠損・損傷や位置ずれが検出されなかった場合には、筐体１内にウエハを搬入してＩＣの検査を開始可能な状態となる。
一方、撮像を終えた後の針跡転写シート５１については、転写温度よりも十分に高い温度、例えば７０℃まで加熱することにより針跡転写シート５１に転写されている針跡を消去する。しかる後、ペルチェ素子５２１、ファン５３を用いて針跡転写シート５１を例えば室温まで冷却した状態で待機する。

こうしてプローブ３１の検査を終え、ウエハの検査を行うことが可能な状態となったら、図示しない外部の搬送アームにより筐体１内にウエハを搬入し、ウエハチャック２上に載置する。次いで既述の撮像部６を撮像位置に進入させて各ＩＣの電極パッドの撮像、位置検出を行う。

そして、針跡転写シート５１への針跡の転写結果に基づき予め取得しておいたプローブ３１配置位置、及び、搬入されたウエハに形成されている各ＩＣの電極パッドの形成位置の検出結果に基づき、これら電極パッドに対してプローブ３１が正確に接触するようにウエハチャック２のＸ方向、Ｙ方向、θ方向の位置合わせ（アライメント）を行う。そして、伸縮軸２３１によりウエハチャック２を上昇させて、位置合わせされたウエハをプローブカード３に押し当て、所定のＩＣの電極パッドとプローブ３１とを接触させることにより電気的特性の測定を行う。

そして、移動機構を用いてプローブカード３に対してウエハチャック２（ウエハ）を順次移動させ、ウエハ上に多数形成された各ＩＣの電極パッドに対して同様の動作を繰り返して検査を行う。
こうしてウエハ上の全てのＩＣについて検査が終了すると、ウエハチャック２を初期位置に移動させ、外部の搬送アームにより検査後のウエハが搬出される一方で、次のウエハがウエハチャック２上に載置される。針跡転写シート５１を用いたプローブ３１の検査は、ウエハの搬入前毎に行ってもよいし、予め設定された枚数のウエハの検査実施毎に行ってもよい。

本実施の形態に係るプローブ装置によれば以下の効果がある。プローブ３１を接触させることにより針跡を転写するための針跡転写シート５１がポリイミド樹脂製であるので、鮮明な針跡の転写を行うことができる。

ここで、図３を用いて説明した例においては、針跡転写シート５１を構成するポリイミド樹脂のｔａｎδのピーク温度Ｔ_Ｐを挟んで±５℃以内の温度範囲に転写温度ｔ（但し、ｔ＞Ｔ_Ｐ）や維持温度ｔ’（但し、ｔ’＜Ｔ_Ｐ）を設定した例について説明したが、転写温度や維持温度の設定はこの例に限定されるものではない。針跡の転写が可能であれば、ｔａｎδのピーク温度よりも低い温度に接触温度を設定してもよいし、針跡の維持が可能であればピーク温度よりも高い温度に維持温度を設定してもよい。

また、可塑剤にてポリイミド樹脂のピーク温度をＴ_Ｓ±１０℃の範囲内（但し、Ｔ_ＳはＩＣの電気的特性の測定を行う際のウエハの温度）に調整することも必須ではない。Ｔ_Ｓと針跡転写シート５１の温度との温度差が大きくてもプローブ３１の正確な位置検出が可能な場合は、Ｔ_Ｓに対して、ｔａｎδのピーク温度の温度差が１０℃以上のポリイミド樹脂を用いて針跡転写シート５１を構成してもよい。

さらに、針跡転写シート５１の加熱、冷却をおこなうことも必須の要件ではなく、プローブ装置の筐体１内雰囲気の温度にてプローブ３１の針後の転写、維持が可能な場合には、ペルチェ素子５２１やファン５３などの加熱部、冷却部を設けなくてもよい。

この他、図１などに示すプローブ装置では、転写機構５の移動機構（Ｙステージ２１、Ｘステージ２２、伸縮軸２３１）がウエハチャック２の移動機構と共通化されている例を示したが、各々、独自の移動機構を設けてもよい。また、接触位置と離間位置との間で転写機構５とプローブカード３とを相対的に移動させる手法として、高さ位置が固定された転写機構５に対し、プローブカード３を降下させる機構を設けてもよい。
さらには、本例のプローブ装置を用いて電気的特性の測定を行うＩＣは、ウエハ上に形成されたものに限定されず、ウエハから切り離してパッケージした後、専用の被検査基板に乗せたものであってもよいことは勿論である。

（実験）
ポリイミド樹脂製の針跡転写シート５１と、エポキシ樹脂製の針跡転写シート５１とをプローブ３１に接触させ、針跡の転写の相違を調べた。
Ａ．実験条件
（実施例１）図３に示す特性を有するポリイミド樹脂（荒川化学工業株式会社製、ＰＩＡＤ（商品名））製の針跡転写シート５１を用い、２５℃の温度に調整した状態でカンチレバー型のプローブ３１を接触させ、得られた針跡を撮像した。プローブ３１の針先径は１５μｍ、Ｏ.Ｄ.（オーバードライブ）量を１０、２０、３０μｍの３種類で実施した。なお、オーバードライブ量とは、プローブ先端がシートに触れた位置からシートへの突き上げ量を指す。
（実施例２）先端部の平面形状が四角形の垂直針からなるプローブ３１を接触させた点を除いて実施例１と同様の実験を行った。プローブ３１の針先径は５μｍ、Ｏ.Ｄ.量を２０、３０、４０、５０μmの４種類で実施した。
（実施例３）４つの先端部を持つクラウン形状のポゴピンからなるプローブ３１を接触させた点を除いて実施例１と同様の実験を行った。プローブ３１の針先径は８０μｍ、Ｏ．Ｄ．量は４０μｍである。
（実施例４）ピン本体の途中に湾曲部を設けたコブラピンからなるプローブ３１を接触させた点を除いて実施例１と同様の実験を行った。プローブ３１の針先径は８０μｍ、Ｏ．Ｄ．量は８０μｍである。

（比較例１）図７に示す貯蔵弾性率Ｅ’、ｔａｎδの温度特性を有するエポキシ樹脂（荒川化学社製、コンポセラン（登録商標）Ｅ）製を主剤とする針跡転写シート５１を８０℃に加熱し、実施例１と同様の構成のプローブ３１を接触させ、得られた針跡を撮像した。なお、針跡転写シート５１の温度を９０、１００℃に加熱した条件下で同様の実験を行ったが、針跡転写シート５１を８０℃に加熱した場合と比較して、針跡の状態について大きな違いはなかったので、８０℃の結果のみを示す（以下の比較例２〜４についても同じ）。
（比較例２）実施例２と同様のプローブ３１（但し、Ｏ．Ｄ．量はは５０、６０、７０μｍの３条件）を用いた点を除いて、比較例１と同様の実験を行った。
（比較例３）実施例３と同様のプローブ３１を用いた点を除いて、比較例１と同様の実験を行った。
（比較例４）実施例４と同様のプローブ３１を用いた点を除いて、比較例１と同様の実験を行った。

Ｂ．実験結果
実施例１、比較例１の撮像結果を図８（ａ）、（ｂ）に示し、実施例２、比較例２の撮像結果を図９（ａ）、（ｂ）に示す。また、実施例３、比較例３の撮像結果を図１０（ａ）、（ｂ）に示し、実施例４の撮像結果を図１１に示す。

図８（ａ）、９（ａ）、１０（ａ）及び１１に示す実験結果によれば、ポリイミド樹脂製の針跡転写シート５１を２５℃に温度調整した条件下にて、いずれの種類のプローブ３１においても針跡の転写を行うことができた。カンチレバー型のプローブ３１（実施例１：図８（ａ））、先端部の平面形状が四角形の垂直針であるであるプローブ３１（実施例２：図９（ａ））、先端部がクラウン型のポゴピンであるプローブ３１（実施例３：図１０（ａ））については、鮮明な針跡が形成されている。また、直径が大きいために針跡の転写がしにくいコブラピンについても、画像認識可能な針跡を転写可能であることが確認できた（実施例４：図１１）。

上述の各実施例に対して、各比較例（比較例１〜３：図８（ｂ）、９（ｂ）、１０（ｂ））の針跡は、相対的に不鮮明である。特に、針先部が斜めに挿入されるカンチレバー型のプローブ３１を用いた比較例１では、針先がもぐりこんだ領域にて樹脂が泡立ち様になるスクラブが発生し、正確な位置検出を妨げる要因となる。また、ポゴピンであるプローブ３１においては、針跡を転写することができなかった。
以上の実施例１〜４、比較例１〜４に係る針跡転写シート５１への針跡の転写結果によれば、ポリイミド樹脂製の針跡転写シート５１を用いてプローブ３１の針跡を転写する手法は、画像データを用いたプローブ３１の検査に好適な技術であるといえる。

２ ウエハチャック
２１ Ｙステージ
３ プローブカード
３１ プローブ
５ 転写機構
５１ 針跡転写シート
５２ 転写台
５２１ ペルチェ素子
６ 撮像部
６１ ＣＣＤカメラ
７ 制御部

Claims (18)

1. 載置台上に載置された被検査基板に対し、プローブカードに設けられたプローブを接触させて電気的測定を行うプローブ装置において、
   前記被検査基板に替えて前記プローブを接触させることにより、当該プローブの針跡を転写するための針跡転写部材が設けられた転写台と、
   前記針跡転写部材をプローブに接触させる接触位置と、この接触位置から離間した離間位置との間で、前記転写台またはプローブカードの少なくとも一方側の配置位置を移動させる移動機構と、を備え、
   前記針跡転写部材は、ポリイミド樹脂を含むことを特徴とするプローブ装置。
2. 前記針跡転写部材に含まれるポリイミド樹脂は熱可塑性を有し、前記転写台は、前記プローブとの接触に伴ってポリイミド樹脂が変形することが可能な温度まで前記針跡転写部材を加熱する加熱部を備えることを特徴とする請求項１に記載のプローブ装置。
3. 前記加熱部は、前記ポリイミド樹脂の損失正接（ｔａｎδ）がピークとなるピーク温度Ｔ_Ｐに対し、前記針跡転写部材の温度ｔがＴ_Ｐ＜ｔ≦Ｔ_Ｐ＋５℃の範囲内の温度となるように当該針跡転写部材を加熱することを特徴とする請求項２に記載のプローブ装置。
4. 前記転写台は、前記プローブを接触させた後の針跡転写部材に針跡が転写された状態を維持することが可能な温度まで当該針跡転写部材を冷却する冷却部を備えることを特徴とする請求項２または３に記載のプローブ装置。
5. 前記冷却部は、前記ポリイミド樹脂の損失正接（ｔａｎδ）がピークとなるピーク温度Ｔ_Ｐに対し、前記針跡転写部材の温度ｔ’がＴ_Ｐ−５℃≦ｔ’＜Ｔ_Ｐの範囲内の温度となるように当該針跡転写部材を冷却することを特徴とする請求項４に記載のプローブ装置。
6. 前記ポリイミド樹脂は、前記プローブを用いて電気的測定を行う際の被検査基板の温度Ｔ_Ｓに対し、前記ポリイミド樹脂の損失正接（ｔａｎδ）がピークとなるピーク温度Ｔ_ＰがＴ_Ｓ±１０℃の範囲内のものであることを特徴とする請求項２ないし５のいずれか一つに記載のプローブ装置。
7. 前記被検査基板の温度Ｔ_Ｓが１５〜３５℃の範囲内の温度であることを特徴とする請求項６に記載のプローブ装置。
8. 前記ポリイミド樹脂は、可塑剤を添加することにより、前記ピーク温度Ｔ_ＰがＴ_Ｓ±１０℃の範囲内に調整されたものであることを特徴とする請求項６または７に記載のプローブ装置。
9. 前記針跡転写部材に転写された針跡を撮像し、前記プローブの位置を検出するための撮像部を備えたことを特徴とする請求項１ないし８のいずれか一つに記載のプローブ装置。
10. 被検査基板に対し、プローブカードに設けられたプローブを接触させて電気的測定を行うプローブ装置のプローブの検査方法において、
    ポリイミド樹脂を含む針跡転写部材に前記プローブを接触させることにより、当該プローブの針跡を転写する工程を含むことを特徴とするプローブの検査方法。
11. 前記針跡転写部材に含まれるポリイミド樹脂は熱可塑性を有し、前記針跡を転写する工程の前に、前記プローブとの接触に伴ってポリイミド樹脂が変形することが可能な温度まで前記針跡転写部材を加熱する工程を含むことを特徴とする請求項１０に記載のプローブの検査方法。
12. 前記前記針跡転写部材を加熱する工程では、前記ポリイミド樹脂の損失正接（ｔａｎδ）がピークとなるピーク温度Ｔ_Ｐに対し、前記針跡転写部材の温度ｔがＴ_Ｐ＜ｔ≦Ｔ_Ｐ＋５℃の範囲内の温度となるように当該針跡転写部材を加熱することを特徴とする請求項１１に記載のプローブの検査方法。
13. 前記針跡を転写する工程の後に、前記針跡転写部材に針跡が転写された状態を維持することが可能な温度まで当該針跡転写部材を冷却する工程を含むことを特徴とする請求項１１または１２に記載のプローブの検査方法。
14. 針跡転写部材を冷却する工程では、前記ポリイミド樹脂の損失正接（ｔａｎδ）がピークとなるピーク温度Ｔ_Ｐに対し、前記針跡転写部材の温度ｔがＴ_Ｐ−５℃≦ｔ＜Ｔ_Ｐの範囲内の温度となるように当該針跡転写部材を冷却することを特徴とする請求項１３に記載のプローブの検査方法。
15. 前記ポリイミド樹脂は、前記プローブを用いて電気的測定を行う際の被検査基板の温度Ｔ_Ｓに対し、損失正接（ｔａｎδ）がピークとなるピーク温度Ｔ_ＰがＴ_Ｓ±１０℃の範囲内のものを用いることを特徴とする請求項１１ないし１４のいずれか一つに記載のプローブの検査方法。
16. 前記ポリイミド樹脂は、可塑剤を添加することにより、前記ピーク温度Ｔ_ＰがＴ_Ｓ±１０℃の範囲内に調整されたものを用いることを特徴とする請求項１５に記載のプローブの検査方法。
17. 前記針跡転写部材に転写された針跡を撮像し、前記プローブの位置を検出する工程を含むことを特徴とする請求項１０ないし１６のいずれか一つに記載のプローブの検査方法。
18. 載置台上に載置された被検査基板に対し、プローブカードに設けられたプローブを接触させて電気的測定を行うプローブ装置に用いられるコンピュータプログラムを記憶する記憶媒体であって、
    前記コンピュータプログラムは、前記プローブ装置にて請求項１０ないし１７のいずれか一つに記載のプローブの検査方法を実行するようにステップ群が組まれていることを特徴とする記憶媒体。