JP7153181B2 - 導通検査装置、プローバ - Google Patents

Description

本発明は、ウェハに複数形成された半導体チップの電気的特性を検査するウェハテストシステムに用いられる導通検査装置、プローバ、及び除電装置に関する。

ウェハ（半導体ウェハともいう）の表面には、同一の電気素子回路を有する複数の半導体チップが形成されている。ウェハは、ダイサーで各半導体チップに個々に切断される前に、ウェハテストシステムにより個々の半導体チップの電気的特性が検査される（特許文献１及び特許文献２参照）。このウェハテストシステムは、プローバとテスタとを備える。

プローバは、ウェハをウェハチャック上に固定した状態で、ウェハチャックとプローブ（プローブ針ともいう）を有するプローブカードとを相対移動させることにより、各半導体チップの電極（電極パッドともいう）にプローブを電気的に接触させる。テスタは、プローブに接続された端子を介して、各半導体チップの電極に各種の試験信号を供給すると共に、この試験信号の供給に応じて電極から出力される信号を受信及び解析することで、各半導体チップの電気的特性（正常に動作するか否か等）を検査する。

パワートランジスタ、電界効果型トランジスタ、ＩＧＢＴ（Insulated Gate Bipolar Transistor）、ＬＥＤ（light emitting diode）、半導体レーザなどの半導体チップには、その表面に電極（表面電極）が形成されると共に、その裏面にも電極（裏面電極）が形成される。例えば、ＩＧＢＴの表面にはゲート電極及びエミッタ電極が形成され、その裏面にコレクタ電極が形成される。

このような半導体チップの検査に対応したウェハテストシステムのウェハチャックには、ウェハの裏面に接触した状態でウェハを支持する支持面であって、テスタの測定電極として作用する導電性の支持面（ウェハ載置面）が設けられる（特許文献３参照）。この支持面は、ウェハチャックから引き出されるチャックリード線（配線）を介してテスタに電気的に接続される。そして、半導体チップの検査を行う場合には、ウェハチャックにウェハを保持し、このウェハの表面に形成された半導体チップの表面電極にプローブを接触させた状態で各種測定が行われる。この際に、測定条件に応じて、既述の半導体チップの裏面電極は、テスタから電圧及び電流等が印加されたり、或いは接地されたりする。

特許４０６８１２７号公報 特開２００３－２１８１７５号公報 特許２９７０８９３号公報

ところで、ウェハチャックは動き回ると共に温度も高温になるため、上述のチャックリード線は、機械的にも熱的にも過酷な条件にさらされて切れ易い傾向がある。このチャックリード線が切れると、ウェハチャックの支持面、すなわち、ウェハの半導体チップの裏面電極に電圧及び電流の印加ができなくなったり、或いは、裏面電極からの信号の検出ができなくなったりするので、半導体チップの正確な検査を行うことができなくなる。

このため、従来は定期点検時などに担当者がハンディテスタなどを用いてチャックリード線の導通を定期的に確認していたが、定期点検までの間はチャックリード線が断線したことが分からず、チャックリード線が断線した状態でウェハの検査が行われるおそれがある。

そこで、例えば特許文献３に記載されているように、チャックリード線に検査電圧を印加する検査電源と、チャックリード線に流れる電流から出力波形を取り出す変換トランスと、変換トランスからの出力波形と基準波形とを比較してチャックリード線の導通（断線）の有無を判断する判断部と、をウェハテストシステムに設ける方法が考えられる。

しかしながら、この特許文献３に記載の方法によれば、チャックリード線の導通の有無を自動で検査することができるものの、装置構成が大掛かりになってしまう。このため、チャックリード線の導通の有無を自動且つ簡単に検査したいとの強い要望がある。

なお、ウェハチャックには、電荷（静電気）が帯電し、ひいてはウェハチャック上のウェハにも電荷が帯電するため、ウェハの検査に伴って半導体チップの表面電極とプローブとが接触する際に、半導体チップとプローブとの間に放電によるアークが発生して半導体チップを損傷するおそれがある。このため、例えば特許文献２に記載のように、ウェハチャックに電気的に接続された接続線に抵抗（高抵抗）を接続し、さらにこの抵抗に対して接地されたリレーを接続することで、ウェハチャックの除電を行う方法が考えられる。

しかしながら、各半導体チップの正確な検査を行うためには、ウェハチャックが高絶縁状態（外部からのリーク電流等の影響を受けない状態）であることが必要であるが、上記特許文献２に記載の方法ではウェハチャックとリレーとの間に抵抗が配置される。このため、ウェハチャックの除電後にリレーをオンからオフに切り替えた後でも、ウェハチャックと抵抗との接続状態が維持される。その結果、抵抗から発生したリーク電流が各半導体チップの検査に影響を及ぼしたり、或いは半導体チップに悪影響を与えたりするおそれがある。

本発明はこのような事情に鑑みてなされたものであり、チャックリード線の導通の有無を自動且つ簡単に検査することができる導通検査装置及びプローバを提供することを第１の目的とする。また、リーク電流の発生を最小限に抑えられる除電装置を提供することを第２の目的とする。

本発明の第１の目的を達成するための導通検査装置は、半導体チップが複数形成されたウェハを保持するウェハチャックと、ウェハの表面に形成された半導体チップの表面電極に接触するプローブと、を備えるプローバのウェハチャックに設けられたウェハの支持面であって、且つウェハの裏面に形成された半導体チップの裏面電極に接触する導電性の支持面に対して電気的に接続される配線の導通検査装置において、支持面に接続される配線の一端部とは反対側の他端部に接続された第１リレー及び第１抵抗の一方である第１部品と、第１部品に接続され且つ接地された第１リレー及び第１抵抗の他方である第２部品と、支持面に接続された追加配線と、追加配線に接続された電流ループ形成部であって、少なくとも電源を備え、且つ配線、追加配線、第１部品、第２部品、及び電源を少なくとも含む電流ループを形成する電流ループ形成部と、電源からの電流が電流ループを流れるか否かの判定を行う判定部と、を備える。

この導通検査装置によれば、電流ループに電流が流れるか否かを判定することで、配線の導通の有無を判定することができる。

本発明の他の態様に係る導通検査装置において、電流ループ形成部が、支持面に接続される追加配線の一端部とは反対側の他端部に接続された第２リレー及び第２抵抗の一方である第３部品と、第３部品に接続された第２リレー及び第２抵抗の他方である第４部品と、第４部品に接続され且つ接地された電源と、を備え、第２抵抗の電圧を検出する電圧検出部を備え、判定部が、電圧検出部の検出結果に基づき、判定を行う。これにより、電圧検出部よる第２抵抗の電圧検出結果に基づき、電流ループに電流が流れるか否かを判定することができる。

本発明の他の態様に係る導通検査装置において、第１リレー及び第２リレーの双方のクローズ状態とオープン状態との切り替えを個別に行うリレー制御部を備え、判定部が、リレー制御部により第１リレー及び第２リレーの双方がクローズ状態に切り替えられた状態での電圧検出部の検出結果に基づき、判定を行う。これにより、電圧検出部よる第２抵抗の電圧検出結果に基づき、電流ループに電流が流れるか否かを判定することができる。

本発明の他の態様に係る導通検査装置において、第１部品が第１リレーであり且つ第２部品が第１抵抗である。これにより、第１リレーをオフすることにより、支持面から第１抵抗を最短で分離することができるので、リーク電流を最小に抑えることができる。

本発明の他の態様に係る導通検査装置において、配線の他端部に設けられたコネクタであって、半導体チップの電気的特性を検査するテスタと、第１部品との双方に接続されたコネクタを備える。

本発明の第１の目的を達成するためのプローバは、半導体チップが複数形成されたウェハを保持するウェハチャックであって、且つウェハの裏面に形成された半導体チップの裏面電極に接触する導電性の支持面を有するウェハチャックと、ウェハの表面に形成された半導体チップの表面電極に接触するプローブと、上述の導通検査装置と、を備える。

本発明の第２の目的を達成するための除電装置は、半導体チップが複数形成されたウェハを保持するウェハチャックと、ウェハの表面に形成された半導体チップの表面電極に接触するプローブとを備えるプローバのウェハチャックに設けられたウェハの支持面であって、且つウェハの裏面に形成された半導体チップの裏面電極に接触する導電性の支持面に電気的に接続された配線と、配線に接続された第１リレーと、第１リレーに接続され且つ接地された第１抵抗と、を備える。

この除電装置によれば、第１リレーをオフすることにより、支持面から第１抵抗を最短で分離することができるので、リーク電流を最小に抑えることができる。

本発明の導通検査装置及びプローバは、チャックリード線の導通の有無を自動且つ簡単に検査することができる。また、本発明の除電装置は、リーク電流の発生を最小限に抑えられる。

ウェハテストシステムの概略図である。 チャックリード線及び追加回路を説明するための説明図である。 比較例の除電回路の概略図である。 電流ループ及び電源を説明するための説明図である。 プローバの統括制御部の機能ブロック図である。 追加回路によるウェハチャックの除電、チャックリード線の導通検査、及び各リレーの自己診断の処理の流れを示すフローチャートである。

［ウェハテストシステムの構成］
図１は、ウェハテストシステム９の概略図である。以下、図中の上下方向であるＺ軸方向の上方及び上面を適宜「上方」及び「上面」といい、Ｚ軸方向の下方及び下面を適宜「下方」及び「下面」という。

ウェハテストシステム９は、ウェハＷに複数形成された半導体チップ（不図示）であって両面に電極（不図示）が形成されている複数の半導体チップの各々の電気的特性を検査する。このウェハテストシステム９は、プローバ１０とテスタ３０とを備える。

プローバ１０は、ウェハＷ上の個々の半導体チップ（不図示）の表面に形成された表面電極（不図示）にプローブ２５を接触させると共に、個々の半導体チップの裏面に形成された裏面電極（不図示）に後述のウェハチャック１６の導電性の支持面１６ａを接触させる。テスタ３０は、プローブ２５と支持面１６ａとに電気的に接続され、個々の半導体チップの電気的特性を検査する。

プローバ１０は、基台１１と、ベース１２と、Ｙステージ１３と、Ｘステージ１４と、Ｚθステージ１５と、ウェハチャック１６と、プローブ位置検出カメラ１８と、プローブ高さ検出器２０と、高さ調整機構２１，２７と、ウェハアライメントカメラ１９と、ヘッドステージ２２と、カードホルダ２３と、プローブカード２４と、プローブ２５と、を備える。

基台１１の上面には、略平板状のベース１２が固定されている。なお、基台１１の代わりに脚部材を用いてもよいし、或いは基台１１を省略してもよい。

ベース１２の上面には、不図示のＹ移動部を介して略平板状のＹステージ１３がＹ軸方向に移動自在に支持されている。Ｙ移動部は、ベース１２の上面に設けられ且つＹ軸に平行なガイドレールと、Ｙステージ１３の下面に設けられ且つガイドレールに係合するスライダと、Ｙステージ１３をＹ軸方向に移動させるモータ等の駆動機構と、を備える。このＹ移動部を駆動することにより、ベース１２上でＹステージ１３と、後述のＸステージ１４及びＺθステージ１５等とが一体的にＹ軸方向に移動される。

Ｙステージ１３の上面には、不図示のＸ移動部を介して略平板状のＸステージ１４がＸ軸方向に移動自在に支持されている。Ｘ移動部は、Ｙステージ１３の上面に設けられ且つＸ軸に平行なガイドレールと、Ｘステージ１４の下面に設けられ且つガイドレールに係合するスライダと、Ｘステージ１４をＸ軸方向に移動させるモータ等の駆動機構と、を備える。このＸ移動部を駆動することにより、Ｙステージ１３上でＸステージ１４及び後述のＺθステージ１５等が一体的にＸ軸方向に移動される。

Ｘステージ１４の上面には、Ｚθステージ１５及び高さ調整機構２１，２７が設けられている。Ｚθステージ１５の内部には、不図示のＺθ移動部が設けられている。また、Ｚθステージ１５の上面には、不図示のＺθ移動部を介して、ウェハチャック１６が保持されている。このＺθ移動部は、例えば、Ｚθステージ１５の上面をＺ軸方向に移動自在な昇降機構と、且つこの上面をＺ軸の軸周りに回転させる回転機構とを有する。このため、Ｚθ移動部は、Ｚθステージ１５の上面に保持されているウェハチャック１６をＺ軸方向に移動させると共に、Ｚ軸の軸周りに回転させる。

ウェハチャック１６は、ウェハＷをその裏面側から保持する。このウェハチャック１６は、既述のＹステージ１３とＸステージ１４とＺθステージ１５とにより、ベース１２に対してＸＹＺ軸方向に移動自在に支持されている共に、Ｚ軸の軸周りに回転自在に支持されている。これにより、ウェハチャック１６に保持されているウェハＷと、後述のプローブ２５とを相対移動させることができる。

ウェハチャック１６の上面であるウェハＷの支持面１６ａは、例えばアルミメッキ又は金メッキ等の各種金属メッキが施されており、導電性を有している。この支持面１６ａは、ウェハＷの各半導体チップの裏面電極（不図示）に接触する。そして、この支持面１６ａは、後述のチャックリード線４０（図２参照）を介してテスタ３０に接続されており、このテスタ３０の測定電極として作用する。これにより、ウェハＷの各半導体チップ（不図示）の検査時の各種測定条件に応じて、各半導体チップの裏面電極が、支持面１６ａを介してテスタ３０から電圧及び電流等が印加されたり、或いは接地されたりする。

高さ調整機構２１は、後述のプローブ位置検出カメラ１８のＺ軸方向の昇降を行う。また、高さ調整機構２７は、後述のプローブ高さ検出器２０のＺ軸方向の昇降を行う。高さ調整機構２１，２７は、公知の直線的な移動機構であればよく、例えばリニアガイド機構及びボールネジ機構等が用いられる。

ヘッドステージ２２は、例えばプローバ１０の不図示の筐体の天板を構成しており、不図示の支柱等によってウェハチャック１６（ウェハＷ）の上方に支持されている。ヘッドステージ２２は、略環状に形成されており、その中央部にはプローブカード２４を保持する略環状のカードホルダ２３が設けられている。すなわち、ヘッドステージ２２は、カードホルダ２３を介してプローブカード２４を保持する。

プローブカード２４は複数のプローブ２５を有している。これらプローブ２５は、検査対象のウェハＷの不図示の各半導体チップの表面電極の配置パターンに対応するパターンでプローブカード２４に配置されている。

プローブ位置検出カメラ１８は、高さ調整機構２１に取り付けられている。プローブ位置検出カメラ１８は、例えば針合せ顕微鏡を備えたカメラであり、プローブカード２４のプローブ２５を下方から撮影する。このプローブ位置検出カメラ１８にて撮影されたプローブ２５の画像に基づき、プローブ２５の位置を検出することができる。具体的には、プローブ２５の先端位置のＸＹ座標がプローブ位置検出カメラ１８の位置座標から検出され、プローブ２５の先端位置のＺ座標がプローブ位置検出カメラ１８の焦点位置から検出される。

ウェハアライメントカメラ１９は、ベース１２上に設けられた不図示の支柱によって支持されており、ウェハチャック１６に保持されているウェハＷの半導体チップ（不図示）を上方から撮影する。このウェハアライメントカメラ１９にて撮影された半導体チップの画像に基づき、半導体チップの電極の位置を検出することができる。これにより、ウェハアライメントカメラ１９で得られた情報とプローブ位置検出カメラ１８で得られたプローブ２５の先端の位置情報とに基づき、プローブ２５とウェハＷの半導体チップの電極とのＸＹ面内の二次元的な位置合わせ（アライメント）を行うことができる。

プローブ高さ検出器２０は、Ｘステージ１４上の既述の高さ調整機構２７に取り付けられている。このプローブ高さ検出器２０は、プローブ位置検出カメラ１８の高さの基準となる基準面からのプローブ２５の先端の高さを検出する。プローブ高さ検出器２０は、接触式の検出器であり、物理的にプローブ２５の先端に接触することにより、プローブ２５の先端の高さを検出する。ここで、基準面とはプローバ１０の全般において高さの基準となる面であり、任意（例えばＸステージ１４の上面）に設定されるものである。

既述の高さ調整機構２１は、プローブ２５の先端の高さの検出結果に基づいて、プローブ位置検出カメラ１８をプローブ２５の先端からワーキングディスタンスだけ離れた高さに調整する。これにより、プローブ位置検出カメラ１８を上昇させ過ぎて、プローブ位置検出カメラ１８がプローブ２５の先端に衝突することが防止される。

テスタ３０は、テスタ本体３１と、テスタ本体３１に設けられたコンタクトリング３２とを備えている。プローブカード２４には、各プローブ２５に接続される端子が設けられている。そして、コンタクトリング３２は、プローブカード２４の各端子に接触可能な配置パターンで配置されたスプリングプローブを有する。

テスタ本体３１は、不図示の支持機構により、プローバ１０に対して保持される。このテスタ本体３１は、プローブカード２４及びプローブ２５等を介して不図示の半導体チップの表面電極に電気的に接続され、且つチャックリード線４０（図２参照）及び支持面１６ａ等を介して不図示の半導体チップの裏面電極に電気的に接続される。そして、テスタ本体３１は、半導体チップに電流又は電圧等を印加することにより、半導体チップの電気的特性を検査する。

［チャックリード線及び追加回路］
図２は、チャックリード線４０及び追加回路４２を説明するための説明図である。図２に示すように、チャックリード線４０は、本発明の配線に相当するものであり、支持面１６ａとテスタ３０（テスタ本体３１）とを電気的に接続する。このチャックリード線４０は、支持面１６ａに電気的に接続される一端部４０ａと、一端部４０ａとは反対側の他端部４０ｂであって且つ後述のコネクタ４４に電気的に接続される他端部４０ｂと、を有する。なお、チャックリード線４０（配線）の種類は特に限定はされない。

追加回路４２は、全体が本発明の導通検査装置として機能し且つその一部が本発明の除電装置として機能するものであり、チャックリード線４０の導通検査（断線検査）を行うと共に、ウェハチャック１６の除電（ディスチャージ）を行う。この追加回路４２は、コネクタ４４と、除電回路５０（第１リレー４６及び第１抵抗４８）と、追加リード線５２と、第２リレー５４と、第２抵抗５６と、電源５８と、検出回路６０と、を備える。

コネクタ４４は、既述の通り、チャックリード線４０の他端部４０ｂに電気的に接続される。また、コネクタ４４には、他端部４０ｂの他に、テスタ３０と、除電回路５０を構成する第１リレー４６とが個別に接続されている。これにより、チャックリード線４０及びコネクタ４４を介して、支持面１６ａとテスタ３０とが電気的に接続され、且つ支持面１６ａと除電回路５０（第１リレー４６）とが電気的に接続される。

除電回路５０は、本発明の除電装置に相当するものであり、コネクタ４４（すなわち他端部４０ｂ）に電気的に接続された第１リレー４６と、第１リレー４６に接続され且つ接地された第１抵抗４８と、を備える。なお、本実施形態では除電回路５０の一方の第１リレー４６が本発明の第１部品に相当し、他方の第１抵抗４８が本発明の第２部品に相当する。ウェハチャック１６には、既述の通り、電荷（静電気）が帯電し、その結果、ウェハチャック１６上のウェハＷにも電荷が帯電する。このため、除電回路５０は、ウェハチャック１６に帯電した電荷（静電気）を除電する。

第１リレー４６は、チャックリード線４０及び支持面１６ａ（以下、支持面１６ａ等と略す）と、第１抵抗４８との双方の間において、双方を電気的に接続するクローズ状態（接続状態）と、双方の電気的な接続を解除したオープン状態（非接続状態）とに切替可能である。なお、第１リレー４６の種類については特に限定はされない。また、本明細書では第１リレー４６を、クローズ状態に切り替えることを「オン」と定義し、逆にオープン状態に切り替えることを「オフ」と定義する。そして、第１リレー４６のオンオフの切り替えは、後述の統括制御部６２により制御される。

第１リレー４６は、ウェハチャック１６の除電時及び後述のチャックリード線４０の導通検査時にオンされ、支持面１６ａ等と第１抵抗４８とを電気的に接続する。また、第１リレー４６は、各半導体チップ（不図示）の電気的特性の検査時にはオフされ、支持面１６ａ等と第１抵抗４８との電気的な接続を解除する。

第１抵抗４８は、ウェハチャック１６の除電時において第１リレー４６がオンされた場合に、ウェハチャック１６に帯電した電荷（静電気）が接地側に向けて一気に流れることを防止する電流制限抵抗であり、高抵抗体が用いられる。これにより、ウェハチャック１６の除電時において、第１リレー４６がオンされると、第１抵抗４８を介して、ウェハチャック１６に帯電した電荷を接地側に徐々に放電することができ、その結果、ウェハチャック１６が除電される。

次に、本実施形態の除電回路５０と比較例の除電回路２００（図３参照）と比較して、本実施形態の除電回路５０の作用効果についてより詳しく説明する。なお、本発明は以下の作用効果の説明に限定されるものではない。

図３は、比較例の除電回路２００の概略図である。なお、図３に示した比較例において、本実施形態と機能又は構成上同一のものについては、同一符号を付してその説明は省略する。図３に示すように、比較例の除電回路２００では、特開２００３－２１８１７５号公報（上記特許文献２）に開示されているように、コネクタ４４に対して第１抵抗４８が先に電気的に接続され、且つこの第１抵抗４８に対して接地された第１リレー４６が接続されている。

このような比較例の除電回路２００においても、第１リレー４６をオンすることで、本実施形態の除電回路５０と同様に、第１抵抗４８を介して、ウェハチャック１６に帯電した電荷を接地側に徐々に放電することができる。

しかしながら、比較例の除電回路２００では、ウェハチャック１６と第１リレー４６との間に第１抵抗４８が配置されているので、第１リレー４６をオフに切り替えた場合でも、支持面１６ａ等と第１抵抗４８との接続が維持される。一方、第１抵抗４８は、高抵抗体であるため、第１リレー４６がオフされている状態ではリーク電流が発生する可能性がある。そして、第１抵抗４８からリーク電流が発生すると、このリーク電流が、ウェハＷの各半導体チップ（不図示）の検査時に裏面電極（不図示）から出力される信号に混入することで各半導体チップの検査に影響を及ぼしたり、或いは各半導体チップに悪影響を与えたりするおそれがある。従って、各半導体チップの正確な検査を行うためには、ウェハチャック１６が高絶縁状態（外部からのリーク電流等の影響を受けない状態）であることが必要であり、ウェハチャック１６に余分な部品を接続することは好ましくない。

このような比較例の除電回路２００に対して、本実施形態の除電回路５０では、図２に示したように、コネクタ４４に対して第１リレー４６を先に電気的に接続し、この第１リレー４６に対して接地された第１抵抗４８を電気的に接続している。これにより、各半導体チップの検査時には第１リレー４６をオフすることにより、支持面１６ａ等から第１抵抗４８を最短で分離することができる。その結果、除電用に追加する除電回路５０によるリーク電流を最小に抑えることができる。

図２に戻って、追加リード線５２は、本発明の追加配線に相当するものであり、その一端部５２ａが支持面１６ａに接続されている。これにより、チャックリード線４０と追加リード線５２とは、支持面１６ａを介して電気的に接続される。また、追加リード線５２の一端部５２ａと反対側の他端部５２ｂには、第２リレー５４が電気的に接続されている。なお、追加リード線５２（配線）の種類は特に限定はされない。また、本実施形態では、チャックリード線４０及び追加リード線５２の双方の一部がケーブル（登録商標）ベア６４内に収納されている。

第２リレー５４は、本発明の第３部品に相当するものであり、後述の第２抵抗５６及び電源５８と、追加リード線５２との双方の間において、双方を電気的に接続するクローズ状態（接続状態）と、双方の電気的な接続を解除したオープン状態（非接続状態）とに切替可能である。なお、第２リレー５４の種類についても特に限定はされない。また、本明細書では、第２リレー５４についても、クローズ状態に切り替えることを「オン」と定義し、逆にオープン状態に切り替えることを「オフ」と定義する。そして、この第２リレー５４のオンオフの切り替えは、第１リレー４６と同様に後述の統括制御部６２により制御される。

第２リレー５４は、後述のチャックリード線４０の導通検査時にオンされ、第２抵抗５６及び電源５８と、追加リード線５２とを電気的に接続する。また、第２リレー５４は、ウェハチャック１６の除電時及び各半導体チップ（不図示）の電気的特性の検査時にはオフされ、第２抵抗５６及び電源５８と、追加リード線５２との電気的な接続を解除する。

第２抵抗５６は、本発明の第４部品に相当するものであり、第２リレー５４に電気的に接続されている。この第２抵抗５６は、第１抵抗４８と同様の電流制限抵抗であり、高抵抗体が用いられる。詳しくは後述するが、この第２抵抗５６の電圧（両端電圧、電位差）は、チャックリード線４０の導通（断線）の有無の判定に利用される。

図４は、電流ループＣＲ及び電源５８を説明するための説明図である。図２及び図４に示すように、電源５８は、第２抵抗５６に接続され且つ接地されている。なお、電源５８及び既述の第１抵抗４８は、所謂フレーム接地（例えばアース電極又は金属製の筐体に接続）されているので、電源５８と第１抵抗４８とは電気的に接続されている。このため、チャックリード線４０、第１リレー４６、第１抵抗４８、追加リード線５２、第２リレー５４、第２抵抗５６、及び電源５８は、電流ループＣＲを構成している。従って、第２リレー５４、第２抵抗５６、及び電源５８は、本発明の電流ループ形成部として機能する。

電源５８は、後述のチャックリード線４０の導通検査時、すなわち、第１リレー４６及び第２リレー５４の双方がオンされている状態で、電流ループＣＲに対して電流供給（電圧印加）を行う。これにより、チャックリード線４０が導通している場合（断線していない場合）、すなわち電流ループＣＲが構成されている場合、この電流ループＣＲには電流Ｉｓ（微小電流）が流れる。

検出回路６０は、本発明の電圧検出部に相当するものであり、第２抵抗５６の電圧（両端電圧、電位差）を検出する電圧計である。第１リレー４６及び第２リレー５４の双方がオンされている状態でチャックリード線４０が導通している場合、既述の電流ループＣＲに電流Ｉｓが流れる。この場合、電源５８により電流ループＣＲに印加される電圧Ｖ、第１抵抗４８の抵抗値をＲ１、及び第２抵抗５６の抵抗値をＲ２とすると、検出回路６０により検出される第２抵抗５６の検出電圧は「Ｖ×（Ｒ２／（Ｒ１＋Ｒ２））」となる。従って、例えばＲ１＝Ｒ２である場合、第２抵抗５６の検出電圧は「Ｖ／２」となる。以下、説明の煩雑化を防止するため、「Ｒ１＝Ｒ２」として説明を行う。

一方、第１リレー４６及び第２リレー５４の双方がオンされている状態であってもチャックリード線４０が断線している場合には、電源５８による電流Ｉｓは電流ループＣＲを流れることはない。従って、この場合に検出回路６０による検出電圧は「Ｖ」となる。

このように検出回路６０による検出電圧を参照することで、電流ループＣＲに電流Ｉｓが流れているか否か、すなわちチャックリード線４０の導通の有無（断線の無し有り）を判定することができる。そして、検出回路６０は、第２抵抗５６の電圧検出結果を統括制御部６２へ出力する。

また逆に、チャックリード線４０の導通が確認されている場合、検出回路６０による第２抵抗５６の電圧検出結果を、第１リレー４６及び第２リレー５４の自己診断に用いることができる。

例えば、第１リレー４６及び第２リレー５４の双方をオンさせた際に、検出回路６０による検出電圧が「Ｖ／２」となる場合は第１リレー４６及び第２リレー５４の双方が正常であると判定することができる。一方、第１リレー４６及び第２リレー５４の双方をオンさせた際に、検出回路６０による検出電圧が「Ｖ」となる場合は、第１リレー４６及び第２リレー５４の少なくとも一方が実際にはオンされていない、すなわち少なくとも一方が異常であると判定することができる。また、第１リレー４６及び第２リレー５４の少なくとも一方をオフさせた際に、検出回路６０による検出電圧が「Ｖ／２」となる場合は、第１リレー４６及び第２リレー５４の双方が実際にはオンされているため、第１リレー４６及び第２リレー５４の少なくとも一方が異常であると判定することができる。

図５は、プローバ１０（ウェハテストシステム９でも可、以下同じ）の統括制御部６２の機能ブロック図である。統括制御部６２は、例えばＣＰＵ（Central Processing Unit）或いはＦＰＧＡ（field-programmable gate array）含む各種の演算部と処理部とメモリ等により構成されており、プローバ１０の各部の動作を統括制御する。なお、図５では、統括制御部６２の複数の機能の中で、追加回路４２によるウェハチャック１６の除電、チャックリード線４０の導通検査、及び各リレー４６，５４の自己診断に係る機能のみを図示し、ウェハＷの検査等のプローバ１０の他の制御に係る機能は公知技術であるので図示は省略する。

統括制御部６２には、各種の操作入力を受け付ける操作部７０、各種表示を行う表示部７２、既述の各リレー４６，５４、電源５８、及び検出回路６０の他、プローバ１０の各部が接続されている。そして、この統括制御部６２は、所定の制御プログラムを実行することで、追加回路制御部７６、判定部８０、及び自己診断部８２として機能する。

追加回路制御部７６は、追加回路４２によるウェハチャック１６の除電、チャックリード線４０の導通検査、及び各リレー４６，５４の自己診断がそれぞれ開始される際に、各リレー４６，５４のオンオフと電源５８のオンオフとを制御する。すなわち、追加回路制御部７６は、本発明のリレー制御部として機能する。

なお、追加回路４２による除電、導通検査、及び自己診断は、不図示の各半導体チップの検査を実行してない任意のタイミング、すなわちプローブ２５がウェハＷから離間しているタイミングで実行される。例えば、Ｚθステージ１５によりウェハチャック１６を下方側に退避させているタイミング、ウェハチャック１６へのウェハＷのロード又はアンロードのタイミング、及び半導体チップのインデックス送りのタイミング等が例として挙げられる。なお、除電、導通検査、及び自己診断を、操作部７０への開始操作に応じて開始させてもよい。

追加回路制御部７６は、除電を実行する任意のタイミングで或いは操作部７０への除電開始操作の入力を受けて、第１リレー４６のみをオンさせる。また、追加回路制御部７６は、導通検査を実行する任意のタイミングで或いは操作部７０への導通検査開始操作の入力を受けて、各リレー４６，５４の双方をオンさせると共に、電源５８をオンさせる。さらに、追加回路制御部７６は、自己診断を実行するタイミングで或いは操作部７０への自己診断開始操作の入力受けて、各リレー４６，５４を個別に１回以上オンオフさせると共に、電源５８をオンさせる。

判定部８０は、導通検査が開始された場合、すなわち第１リレー４６及び第２リレー５４の双方がオンされ且つ電源５８がオンされている場合、検出回路６０から入力される第２抵抗５６の電圧検出結果に基づき、電流ループＣＲに電流Ｉｓが流れているか否かを判定する。その結果、判定部８０は、チャックリード線４０の導通の有無を判定することができる。既述の通り、判定部８０は、第２抵抗５６の電圧が「Ｖ／２」である場合には、電流ループＣＲに電流Ｉｓが流れていると判定すると共に、チャックリード線４０が導通していると判定する。一方、判定部８０は、第２抵抗５６の電圧が「Ｖ」である場合には、電流ループＣＲに電流Ｉｓが流れてないと判定すると共に、チャックリード線４０が断線していると判定する。

そして、判定部８０は、チャックリード線４０の導通の有無を表示部７２へ出力する。これにより、表示部７２にて、チャックリード線４０の導通の有無（断線の有無）が表示される。なお、表示部７２には、画面表示（画像表示）を行うモニタの他に、音声表示（音声出力）を行うスピーカ等も含まれる。

自己診断部８２は、自己診断が実行されている場合、すなわち各リレー４６，５４がオンオフされ且つ電源５８がオンされている場合、検出回路６０から入力される第２抵抗５６の電圧検出結果に基づき、各リレー４６，５４の自己診断を行う。既述の通り、自己診断部８２は、例えば、各リレー４６，５４の双方をオンさせた際に、検出回路６０による検出電圧が「Ｖ／２」となる場合は各リレー４６，５４の双方が正常であると判定し、検出電圧が「Ｖ」となる場合は各リレー４６，５４の少なくとも一方が異常であると判定する。また、自己診断部８２は、各リレー４６，５４の少なくとも一方をオフさせた際に、検出回路６０による検出電圧が「Ｖ／２」となる場合は、各リレー４６，５４の少なくとも一方が異常であると判定する。

そして、自己診断部８２は、各リレー４６，５４の自己診断結果を表示部７２へ出力する。これにより、表示部７２にて、各リレー４６，５４の自己診断結果が表示される。

［本実施形態の追加回路の作用］
図６は、上記構成の追加回路４２によるウェハチャック１６の除電、チャックリード線４０の導通検査、及び各リレー４６，５４の自己診断の処理の流れを示すフローチャートである。

＜導通検査＞
図６に示すように、追加回路制御部７６は、導通検査を実行する任意のタイミングで或いは操作部７０への導通検査開始操作の入力を受けて（ステップＳ１でＹＥＳ）、各リレー４６，５４の双方をオンさせると共に（ステップＳ２）、電源５８をオンさせる（ステップＳ３）。一方、検出回路６０は、電源５８のオンに合わせて第２抵抗５６の電圧検出を開始し、第２抵抗５６の電圧検出結果を判定部８０へ出力する（ステップＳ４）。

判定部８０は、第２抵抗５６の電圧が「Ｖ／２」である場合には、電流ループＣＲに電流Ｉｓが流れていると判定、すなわちチャックリード線４０が導通していると判定する（ステップＳ５）。一方、判定部８０は、第２抵抗５６の電圧が「Ｖ」である場合には、電流ループＣＲに電流Ｉｓが流れていないと判定、すなわちチャックリード線４０が断線していると判定する（ステップＳ５）。そして、判定部８０は、判定結果を表示部７２に出力する。これにより、表示部７２にて、チャックリード線４０の導通の有無の判定結果が表示される（ステップＳ６）。

＜除電＞
追加回路制御部７６は、除電を実行する任意のタイミングで或いは操作部７０への除電開始操作の入力を受けて（ステップＳ１でＮＯ、ステップＳ７でＹＥＳ）、第１リレー４６をオンさせる（ステップＳ８）。これにより、第１抵抗４８を介して、ウェハチャック１６に帯電した電荷が接地側に放電されるため、ウェハチャック１６が除電される。

＜自己診断＞
追加回路制御部７６は、各リレー４６，５４の自己診断を実行する任意のタイミングで或いは操作部７０への自己診断開始操作の入力を受けて（ステップＳ１及びステップＳ７の双方でＮＯ）、電源５８をオンさせる（ステップＳ９）。また、この電源５８のオンに合わせて、検出回路６０が、第２抵抗５６の電圧検出を開始し、その電圧検出結果を自己診断部８２へ出力する（ステップＳ１０）。

次いで、追加回路制御部７６は、各リレー４６，５４を個別に１回以上オンオフさせる（ステップＳ１１）。そして、自己診断部８２は、各リレー４６，５４のオンオフが実行されている間、検出回路６０から入力される第２抵抗５６の電圧検出結果に基づき、既述の通り、各リレー４６，５４の自己診断を行い、その診断結果を表示部７２に出力する（ステップＳ１２）。これにより、表示部７２にて、各リレー４６，５４の自己診断結果が表示される（ステップＳ１３）。

［本実施形態の効果］
以上のように本実施形態の追加回路４２によれば、追加リード線５２等により電流ループＣＲを形成し、この電流ループＣＲに電流Ｉｓが流れるか否か、すなわち検出回路６０による第２抵抗５６の電圧検出結果が「Ｖ／２」になるかを検出するだけで、チャックリード線４０の導通の有無を判定することができる。そして、この追加回路４２は、既知のリレー４６，５４、抵抗４８，５６、電源５８、及び検出回路６０（電圧計等）を組み合わるだけで簡単に構築することができる。その結果、チャックリード線４０の導通の有無を自動且つ簡単に検査することができる。

また、本実施形態の除電回路５０では、コネクタ４４に対して第１リレー４６を先に電気的に接続し、この第１リレー４６に対して接地された第１抵抗４８を電気的に接続しているので、各半導体チップの検査時には第１リレー４６をオフすることにより、チャックリード線４０等から第１抵抗４８を最短で分離することができる。その結果、除電回路５０に起因するリーク電流を最小に抑えることができるので、リーク電流が、ウェハＷの各半導体チップ（不図示）の検査に影響を及ぼしたり、或いは各半導体チップに悪影響を与えたりすることが防止される。

［その他］
上記実施形態では、追加リード線５２（他端部５２ｂ）に対して、第２リレー５４、第２抵抗５６、及び電源５８の順番で接続されているが、第２リレー５４のオンオフに応じて電流ループＣＲへの電流Ｉｓの供給をオンオフ可能であれば、その順番は特に限定はされない。また、上記実施形態では、除電回路５０によるリーク電流を最小に抑えるために、コネクタ４４に対して第１リレー４６及び第１抵抗４８の順番で接続しているが、リーク電流を考慮する必要が無い場合にはコネクタ４４に対して第１抵抗４８及び第１リレー４６の順番で接続してもよい。

上記実施形態では、第１抵抗４８及び第２抵抗５６としてそれぞれ単体の抵抗を例に挙げて説明したが、第１抵抗４８及び第２抵抗５６が複数の抵抗（抵抗と等価な電子部品、或いは抵抗以外の電子部品を含む）で構成されていてもよい。

上記実施形態では、検出回路６０により第２抵抗５６の電圧を検出しているが、検出回路６０により第１抵抗４８の電圧を検出し、この電圧検出結果に基づき判定部８０による判定と自己診断部８２による診断とを行ってもよい。

上記実施形態では、電源５８が追加リード線５２側に接続されているが、電源５８が除電回路５０に接続されていてもよい。

上記実施形態では、コネクタ４４（チャックリード線４０の他端部４０ｂ）に、除電回路５０の他にテスタ３０が接続されている場合を例に挙げて説明したが、テスタ３０以外の各種の装置又は計測器等が接続される場合にも本発明を適用することができる。また、ウェハチャック１６の除電のみを目的とする場合、コネクタ４４に除電回路５０のみが接続されていてもよい。

９…ウェハテストシステム，
１０…プローバ，
１６…ウェハチャック，
１６ａ…支持面，
３０…テスタ，
４０…チャックリード線，
４２…追加回路，
４４…コネクタ，
４６…第１リレー，
４８…第１抵抗，
５０…除電回路，
５２…追加リード線，
５４…第２リレー，
５６…第２抵抗，
５８…電源，
６０…検出回路，
６２…統括制御部，
８０…判定部，
８２…自己診断部

Claims (6)

1. 半導体チップが複数形成されたウェハを保持するウェハチャックと、前記ウェハの表面に形成された前記半導体チップの表面電極に接触するプローブと、を備えるプローバの前記ウェハチャックに設けられた前記ウェハの支持面であって、且つ前記ウェハの裏面に形成された前記半導体チップの裏面電極に接触する導電性の支持面に対して電気的に接続される配線の導通検査装置において、
   前記支持面に接続される前記配線の一端部とは反対側の他端部に接続された第１リレー及び第１抵抗の一方である第１部品と、
   前記第１部品に接続され且つ接地された前記第１リレー及び前記第１抵抗の他方である第２部品と、
   前記支持面に接続された追加配線と、
   前記追加配線に接続された電流ループ形成部であって、少なくとも電源を備え、且つ前記配線、前記追加配線、前記第１部品、前記第２部品、及び前記電源を少なくとも含む電流ループを形成する電流ループ形成部と、
   前記電源からの電流が前記電流ループを流れるか否かの判定を行う判定部と、
   を備える導通検査装置。
2. 前記電流ループ形成部が、
   前記支持面に接続される前記追加配線の一端部とは反対側の他端部に接続された第２リレー及び第２抵抗の一方である第３部品と、
   前記第３部品に接続された前記第２リレー及び前記第２抵抗の他方である第４部品と、
   前記第４部品に接続され且つ接地された前記電源と、
   を備え、
   前記第２抵抗の電圧を検出する電圧検出部を備え、
   前記判定部が、前記電圧検出部の検出結果に基づき、前記判定を行う請求項１に記載の導通検査装置。
3. 前記第１リレー及び前記第２リレーの双方のクローズ状態とオープン状態との切り替えを個別に行うリレー制御部を備え、
   前記判定部が、前記リレー制御部により前記第１リレー及び前記第２リレーの双方が前記クローズ状態に切り替えられた状態での前記電圧検出部の検出結果に基づき、前記判定を行う請求項２に記載の導通検査装置。
4. 前記第１部品が前記第１リレーであり且つ前記第２部品が前記第１抵抗である請求項１から３のいずれか１項に記載の導通検査装置。
5. 前記配線の前記他端部に設けられたコネクタであって、前記半導体チップの電気的特性を検査するテスタと、前記第１部品との双方に接続されたコネクタを備える請求項１から４のいずれか１項に記載の導通検査装置。
6. 半導体チップが複数形成されたウェハを保持するウェハチャックであって、且つ前記ウェハの裏面に形成された前記半導体チップの裏面電極に接触する導電性の支持面を有するウェハチャックと、
   前記ウェハの表面に形成された前記半導体チップの表面電極に接触するプローブと、
   請求項１から５のいずれか１項に記載の導通検査装置と、
   を備えるプローバ。

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