WO2004114392A1

WO2004114392A1 - 被検査体の電気的特性を検査する検査方法及び検査装置

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Publication number: WO2004114392A1
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Inventors: Shigekazu Komatsu
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Filing date: 2004-06-08
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Description

明細書

被検査体の電気的特性を検査する検査方法及び検査装置

技術分野

本発明は、被検査体の電気的特性を検査する検査方法及び検査装置に関する。更に詳しくは、被検査体の電気的特性を検査する際に被検査体と接触子（例、プローブ）を接触させる検査方法及び検査装置に関する。

背景技術

この種の検查装置は、例えば図 6 ( A ) 、 ( B ) に示すように、被検查体（例、ウェハ） Wを搬送するローダ室 1 と、口ーダ室 1 から引き渡されたウェハ Wの電気的特性を検査するプローバ室 2 とを備えている。ローダ室 1 は、カセット収納部 3 と、ウェハ Wをローダ室 1 へ搬送するウェハ搬送機構 4 と、ウェハ Wをプリアライメントするサブチャック 5 とを備える。これらは、制御装置（図示せず）により制御される。

プローバ室 2 は、図 6 ( A ) 、 ( B ) に示すように、ゥェハ搬送機構 4 が搬送したウェハ Wを載置するテーブル（以下、

「メインチャック」という） 1 1 と、メインチャック 1 1 を水平方向（ X及び Y方向）に移動させる X Yテーブル 7 と、メインチャック 1 1 の上方に配置された接触子保持機構（以下、「プロープカード」とレ、う） 1 2 と、プローブカード 1 2 の複数の接触子（以下、「プローブ」という） 1 2 A とメインチャック 1 1 上のウェハ Wの複数の電極をプローブに位置合わせするァライメント機構 1 3 とを備えている。

ァライメント機構 1 3 は、ァライメントブリッジ 1 3 Aに取り付けられた上カメラ 1 3 B と、メインチャック 1 1 に付設された下カメラ 9 C とを備える。ァライメントプリッジ 1 3 Aが一対のガイドレール 1 3 D に沿ってプローバ室 2 の正面奥から中央のプローブセンタまで進出することにより、ゥェハ Wの電極とプローブ 1 2 Aとの位置合わせを行う。

位置合わせを行う場合には、 X Yテーブル 7 がメインチヤック 1 1 を移動することにより、メインチャック 1 1 付設された下カメラ 9 C をプローブカード 1 2 の真下に到達させる。この位置で、昇降機構 1 5 B がメインチャック 1 1 を昇降して、下カメラ 9 Cが所定のプローブ 1 2 Aの先端を撮像する。制御装置がこの時のメィンチヤック 1 1 の位置からプローブ 1 2 Aの先端の X、 Y及び Z の位置座標を算出する。次いで、ァライメントプリッジ 1 3 Aがプローブセンタに進出し、上カメラ 1 3 B と下カメラ 9 Cの焦点をターゲット 9 E に合わせることにより、両カメラの光軸を一致させる。この際の位置座標から、メインチャック 1 1 の基準位置が求められる。その後、上カメラ 1 3 B がウェハ Wの所定の電極を撮像する。制御装置が、この時のメインチャック 1 1 の位置から電極の X、 Y及び Z の位置座標を算出する。これらの位置座標に基づいて、ウェハ Wの電極とプローブ 1 2 Aが位置合わせされる。

図 6 ( A ) に示すように、プローバ室 2 のヘッドプレート 2 Aにはテストへッド Tが旋回可能に配設される。テストへッド T とプローブカード 1 2 はパフォーマンスボード（図示せず）を介して電気的に接続される。テスタ（図示せず）が検査用信号をテストへッド T及ぴパフォーマンスボードを介してプローブ 1 2 Aへ送信した検査用信号は、プローブ 1 2 Aからウェハ Wの電極に印加される。この検查用信号を使用して、ウェハ W上の複数のデバイスの電気的特性が検査される。

検査時には、ウェハ Wの電極はプローブ 1 2 Aに接触した後、更にオーバードライブされることにより、所定の圧力でプローブ 1 2 Aに電気的に接触する。

この際、プローブ 1 2 Aの先端とウェハ Wの電極との間の距離を高精度に検出する。検出した距離だけ、メインチヤック 1 1 を上昇させることにより、プローブ 1 2 A と電極とを確実に接触させる。この接触位置から、メインチャックをォ一バードライブすることにより、電極はプローブ 1 2 Aに電気的に接触する。ここでオーバードライブを掛ける直前のプローブ 1 2 Aと電極とが接触するメインチャック 1 1 の高さを接触開始点という。

上述の検査方法では、接触開始点を求めるために、ァライメント機構 1 3 の下カメラ 9 Cがプローブ 1 2 Aの先端を撮像する。また、他の検査方法では、プローブ 1 2 Aと電極とが電気的に導通を開始する点を求めることにより、電気的接触を確保する方法や、プローブ 1 2 A と電極との接触によつて形成された針痕を検査した後、電気的接触を確保する方法等があった。

また、電極をプローブに電気的に安定して接触させる検査装置として、特許文献 1 (特開平 9 — 5 1 0 2 3 号公報）の特許請求の範囲、段落 [ 0 0 1 3 ] 、 [ 0 0 1 4 ] 及び要約書、特許文献 2 (特開平 6 — 1 6 3 6 5 1 号公報）の特許請求の範囲、段落 [ 0 0 1 8 ] 及び要約書に記載された検査装置がある。特許文献 1 に記載された半導体試験装置は、針駆動機構部、圧力検出機構部、比較演算制御部及びリング動作機構部を備える。圧力検出機構部からのプローブの圧力信号と基準値とを比較演算制御部が比較し、比較演算制御部からの信号に基づいてリング動作機構部を駆動させることによりプローブリングの傾きを補正する。

特許文献 2 に記載された半導体ウェハ検査装置は、プロ一プと電極の接触圧を検出する圧力センサを備え、圧力センサで検出された接触圧に基づいて適正な接触圧が確保される。

しかしながら、従来の検査方法においては、プローブ 1 2 Aの先端を検出するために、図 7 に模式的に示すように、ァライメント機構 1 3 の下カメラ 9 Cがプローブ 1 2 Aの先端を真下から撮像する。先端の光量が足りないことから、先端よりもやや上方の部位（例えば、針径 dが 5 〜 8 μ m程度）を撮像しなくてはならない。このため、プローブ 1 2 Aの先端として検出する位置は、例えば 1 0 μ m程度の誤差を伴う。この誤差のため、電極との接触開始点を正確に検出することが困難である。

プローブ 1 2 Aと電極とが導通を開始する位置を求める場合には、メインチャック 1 1 にオーバードライブを掛ける前に、接触開始点を正確に見つけなければならない。また、電極表面の酸化膜の状態によって、必要とするオーバードライプ量にパラツキが生じ、オーバードライブにより安定した圧力を得ることが困難である。

電極表面上のプローブ痕を目視で検査する場合には、プロ一ブ痕を付けるために電極をオーバードライブしなくてはならない。またプローブ痕を形成始める高さは、圧力や電極の表面形状に左右される。しかも、プローブ痕は微細なため、プローブ痕の目視検査に個人差が伴う。

特許文献 1 の半導体試験装置は、電極をプローブに電気的に接触させる都度にプローブカードを支持するプローブリングの傾きを補正しなければならない。

特許文献 2 の半導体ウェハ検査装置は、ウェハチヤックに設けられた圧力センサにより接触圧を制御する。このため、電極をプローブに電気的に接触させる都度、接触圧を制御しなければならない。

発明の開示

本願発明の第 1 の観点に従って、テーブル上に载置された被検査体の複数の電極に各々の接触子を電気的に接触させて被検査体の電気的特性を検査する検査方法が提供される。この検査方法は下記を具備する：

(a) 測長機構により該テーブルに設けられた基準点の高さを測定する；

(b) 基準点の高さを測定した時の該テーブルの位置から、該基準点が該接触子の先端に接触する接触開始点まで、該基準点を上昇させるに要する第 1 の上昇量を測定する；

(c) 該測長機構により、該被検査体の該電極の高さを測定する；

(d) (a)で求めた基準点の高さと、（b)で求めた接触開始点までの第 1 の上昇量、及び（c)で求めた電極の高さとに基づいて、該被検査体の該電極を該接触開始点まで上昇させるために必要な第 2 の上昇量を求める；

(e) (d)で求めた第 2 の上昇量だけ該テーブルを上昇させることにより、該テーブルに載置した被検査体の電極を該プローブに接触させる；

(f) 電極とプローブとを電気的に接触させた状態で、被検査体の電気的特性を検査する。

本願発明の第 2の観点に従って、テーブル上に載置された被検査体の複数の電極に各々の接触子を電気的に接触させて被検査体の電気的特性を検査する検査方法が提供される。該方法は下記を具備する：

(a) 測長機構により、該テープルに設けら'れた荷重検出機構の高さを測定する； -

(b) 該荷重検出機構の高さを測定した時の該荷重検出機構の位置から、該荷重検出機構が該接触子の先端に接触する接触開始点まで、該荷重検出機構を上昇させるに要する第 1 の上昇量を測定する；

(c) 該測長機構により該電極の高さを測定する；

(d) (a)で測定した該荷重検出機構の高さと、（b)で測定した第 1 の上昇量と、及び（c)で測定した該電極の高さとに基づいて、該電極を該接触開始点まで上昇させるための第 2 の上昇量を求める；第 1 の観点に基く検査方法及び第 2 の観点にもとづく検査方法は、下記 A)乃至 H)のいずれか 1 つ、或いはいずれか複数を組み合わせて、さらに具備することが好ましい。

A) (e)該テーブルを、（d)で求めた第 2 の上昇量だけ上昇させることにより、該テーブルに載置された該被検査体の該電極を該接触子の先端に接触させる；

(f)電極 P とプローブ 1 2 A とを電気的に接触させた状態で、被検査体の電気的特性を検査する。

B ) (b l )該（b)を繰り返すことにより、該被検査体の複数の電極に対応した接触開始点の高さを測定し、各々の高さに基づいて該テーブルと被検査体との平行度を測定する。 ·

C) (c l )該（c)を繰り返すことにより、被検査体の複数の電極表面の高さを測定する；

(c2) 測定した複数の電極の高さに基づいて、複数の電極表面が形成する面の傾きを求める。

D) ( d l )該（d)を繰り返すことにより、該被検査体の複数の電極の各々に関する第 2の上昇量を求める；

(d2)複数の電極の各々に関する第 2の上昇量に基づいて、該テーブルと該接触子の先端が形成する面との平行度を求める。

E)該測長機構は光学系測長機構である。

F)該測長機構は、該被検査体の該電極と該接触子保持機構の接触子とを位置合わせするためのァライメント機構である。

G)該測長機構は容量センサを有する。

H)該荷重検出機構はロードセルを有する。本願発明の第 3 の観点に従って、被検査体の電気的特性を検査するための検査装置が提供される。該検査装置は下記を具備する：

被検查体を載置するためのテーブル（該テーブルは該テーブルを昇降させるための移動機構を備える）；

該テーブルと対向する位置に配置された、複数の接触子を有する接触子保持機構；

該テーブルに付設された荷重検出機構（該荷重検出機構は、該接触子が該荷重検出機構に接触するときの接触荷重を検出する）；

測長機構（該'測長機構は該荷重検出機構の高さ及び該被検查体の電極の高さを測定する）；

制御装置（該制御装置は、該テーブルが移動することにより、該荷重検出機構が該接触子に接触した時に、該荷重検出機構から出力される荷重測定信号に基づいて、該テーブルが該荷重検出.機構と該接触子との接触開始点まで移動するために必要な第 1 の移動量を検出する、及び該制御装置は、該荷重検出機構の高さ、該被検査体の電極の高さ及び該第 1 の移動量とに基づいて、該被検査体の電極を該接触子の先端に接触させるために必要な該テーブルの第 2 の移動量を求める） _c 第 3 の観点に基く検査装置は、下記 I)乃至 M)のいずれか 1 つ、或いはいずれか複数を組み合わせて、さらに具備することが好ましい。

I )該測長機構は光学系測長機構を具備する。

J)該測長機構は、該被検査体と該接触子保持機構とを位置合わせするためのァライメント機構に設けられる。

K)該測長機構は、該被検査体の該電極と該接触子保持機構の接触子とを位置合わせするためのァラィメント機構である。

L)該荷重検出機構はロードセルを有する。

M )該荷重検出機構は昇降機構を有する。

図面の簡単な説明

図 1 は、本発明の検査装置の一実施形態の要部を示す図で、レーザ測長機構を用いてロードセルまでの距離を測定する状態を示す説明図である。

図 2 は、図 1 に示す検査装置の制御系統の要部を示すプロック図である。 '

図 3 は、図 1 に示す検査装置を用いて接触開始点を求める状態を示す説明図である。

図 4 は、図 1 に示すレーザ測長機構を用いてウェハの電極までの距離を測定する状態を示す説明図である。

図 5 は、本発明の検查装置の他の実施形態に用いられる.荷重検出機構を示す斜視図である

図 6 は、従来の検査装置の一例を示す図で、（ A ) は正面の一部を破断して示す正面図、（ B ) はその内部を示す平面図である。

図 7 は、ァライメント機構の下'カメラでプローブの先端を撮像する状態の説明図である。

発明を実施するための最良の形態

本発明は、上記課題の内の少なくとも 1 つを解決することを目的とする。以下、図 1 〜図 5 に示された実施形態に基づいて本発明を説明する。

本実施形態の検査装置 1 0 は、図 1 に示すように、被検査体（例えば、ウェハ W上に形成されたデバイス W ' ) を載置し、且つ水平方向及び上下方向に移動するテーブル（以下、

「メインチャック」という） 1 1 と、このメインチャック 1 1 の上方に配置された接触子保持機構（以下、「プローブ力ード」という） 1 2 と、プローブカード 1 2 の接触子（以下、

「プローブ」という） 1 2 Aと、これらに対応する被検査体 W ' の電極 P とを位置合わせするァライメント機構 1 3 とを備えることができる。制御装置 1 4 の制御下で、検査装置 1 0が被検査体 W ' の電気的特性を検査する。

メインチャック 1 1 は、図 2 に示すように、制御装置 1 4 の制御下で、 X Yテーブル 1 5 Aにより水平方向に移動する。そして、メインチャック 1 1 は、昇降駆動機構 1 5 B (図 2 参照）により昇降する。ァライメント機構 1 3 は、，従来と同様に、ァライメントブリッジ 1 3 A、

上カメラ 1 3 B及びガイドレール 1 3 D (図 6 B ) 等を備えることができ、ァライメントブリッジ 1 3 Aがプローバ室の最奥部とプローブセンタ間を往復移動する。

図 1 に示すように、測長機構（例、光学系測長機構（例、レーザ測長機構）） 1 6 は、検査装置内に単独で設置されることができるが、ァライメントブリッジ 1 3 Aに付設されることもできる。荷重センサ（例えば、ロードセル） 1 7 Aを有する荷重検出機構 1 7 がメインチャック 1 1 に設けられることができる。制御装置 1 4 は、例えば図 2 に示すように、演算処理部 1 4 A及び記憶部 1 4 B を有することができる。制御装置 1 4 は、レザ測長機構 1 6 の測定信号及び荷重検出機構 1 7 の圧力信号に基づいて、メインチャック 1 1 を制御するとともに、後述のように、被検査体 W ' の電極 P とプロープ 1 2 A との接触開始点を検出することができる。

レーザ測長機構 1 6 は、図 1 及び図 4 に示すように、上力メラ 1 3 B のレンズ 1 3 B ，力、らレーザ光 B をロードセル 1 7 Aまたはメインチャック 1 1 上の被検査体 W ' の電極 P に照射することにより、レンズ 1 3 B ' とロードセル 1 7 A間の距離 L c 、またはレンズ 1 3 B ，と電極 P 間の距離 L p (図 4 ) を高精度で測定する。本実施形態では、上カメラ 1 3 Bからレーザ光 B を照射するため、ァライメント機構 1 3 によりロードセル 1 7 Aの位置及ぴ被検査体 Wの電極 P の位置を検出した後、距離 L p 、 L c を簡単且つ確実に測定することができる。 ——

荷重検出機構 1 7 は、例えば、メインチャック 1 1 の上面や側面のいずれにも配置されることができる。荷重検出機構 1 7 を、メインチャック 1 1 の側面に配置する場合は、メインチャック 1 1 の側面から水平に支持台 1 8 を設け、この支持台 1 8 に荷重検出機構 1 7 を配置することができる。荷重検出機構 1 7 は、メインチャック 1 1 と一緒に水平方向及び上下方向に移動できれば、いずれの場所に設置されてもよい。

この荷重検出機構 1 7 は、プローブ 1 2 Aの圧力を検出できる、いずれの機構でもよいが、ロードセル 1 7 Aを採用することが好ましい。ロードセル 1 7 Aは、例えば 0 . 0 5 g 以下の圧力を検出できる感度を有することが好ましい。ロードセル 1 7 Aの表面の高さは任意であるが、ウェハ Wを载置するメインチャック 1 1 の載置面 1 1 A と略同一高さに設定することが好ましい。ロードセル 1 7 Aは、荷重検出時に、ウェハ載置面よりやや上方に配置し、未使用時には下方へ退避させることもできる。この場合、例えば図 5 に示すように、支持台 1 8 に設けた昇降機構 1 7 Bがロードセル 1 7 Aを昇降することができる。昇降機構 1 7 B は制御装置 1 4 によつて制御されることができる。昇降機構 1 7 B は、従来公知のモータ駆動方式またはエアーシリンダ駆動方式を使用することができる。

荷重検出機構 1 7 のロードセル 1 7 Aが所定の圧力を検出した位置を、被検査体 W ' の電極 P とプローブ 1 2 A との接触開始点とすることができる。本実施形態では、所定のプロ一プ圧を 0 . 0 5 g と設定している。従って、被検査体 w ' の電極 P が接触開始点に到達した後、被検査体 W ' を一定のオーバードライプ量だけプローブ側に移動させる（本実施の形態においては、上昇させる）ことにより、プローブカード 1 2やウェハ Wの種類に影響されずに、常に一定の圧力で電極をプローブ 1 2 Aに接触させることができる。この結果、電極をプローブ 1 2 Aに電気的に接触させることができる。

メインチャック 1 1 の接触開始点の位置（以下、「接触開始点の高さ」と称す）は次のようにして求めることができる _t メインチャック 1 1 に設けられた基準点の高さを測定する _t 基準点は、メインチャック 1 1 のいずれの箇所も基準点として採用することができるが、荷重検出機構 1 7 (例、ロードセル 1 7 A ) の測定用表面を基準点とすることができる。基準点を荷重検出機構 1 7 の測定用表面と異なる位置とする場合、基準点と荷重検出機構 1 7 の測定用表面との間の距離を測定しておくことが重要である。以下、ロードセル 1 7 Aの表面を基準点と採用したケースを説明する。

ロードセル 1 7 Aがプローブカード 1 2 の真下に位置するように、メインチャック 1 1 をロードセル 1 7 Aの測長位置から水平に移動する。

レーザ測長機構 1 6 を用いて、ロードセル 1 7 Aの表面の高さ L c を測定する。

メインチャック 1 1 を上昇させることにより、ロードセル 1 7 Aをプローブ 1 2 Aに接触させる。荷重検出機構 1 7 のロードセル 1 7 Aが検出した圧力は、制御装置 1 4 へ送信される。

制御装置 1 4 の演算処理部 1 4 Aは、受信した圧力が所定の圧力（例、 0 . 0 5 g ) に達した位置を接触開始点として把握する。

この時のメインチャック 1 1 の上昇量（以下、「第 1 の上昇量」と記す。）を測定する。第 1 の上昇量に基づいて接触開始点の高さを求めることができる。 B憶部 1 4 Bはこの第 1 の上昇量を記憶する。

レーザ測長機構 1 6 を用いて、メインチャック 1 1 上の被検査体 W ' の電極 P の高さを測定する。即ち、メインチャック 1 1 を接触開始点から下降し、水平移動することにより、メインチャック 1 1 上の被検査体 W ' をプローブカード 1 2 の真下に到達させる。この間に、ァラィメントブリッジ 1 3 Aがプローブセンタに進出し、レーザ測長機構 1 6 を被検査体 W ' の上方に位置させる。

図 4 に示すように、レーザ測長機構 1 6 がレンズ 1 3 B ' と電極 P間の距離 L p を測定する。この距離 L p は、電極 P の高さに相当する。 L p の信号は制御装置 1 4 へ送信される。

制御装置 1 4 の演算処理部 1 4 Aは、距離 L p と距離 L c との差 A Lを求める。

差△ L を用いて、ロードセルの高さを測定した時の位置力ら、被検查体 W ' の電極 Pがプローブ 1 2 Aの先端に接触する接触開始点まで、メインチャック 1 1 を上昇させるに要する第 2の上昇量を求めることができる。

即ち、ロードセル 1 7 Aの距離 L c が電極の距離 L p より長い場合には、第 1 の上昇量から差 A Lを減じることによつて、第 2 の上昇量を求めることができる。逆に距離 L c が距離し p より短い場合には、第 1 の上昇量に差を加算することによって、第 2 の上昇量を求めることができる。

各被検査体 W ' の電気的特性を検査するために、各被検査体の検査の後毎に、ウェハ Wはインデックス送りされる。この後、第 2 の上昇量に相当する距離だけ、メインチャック 1 1 を上昇させる。この上昇により、電極 P は正確且つ確実に接触開始点に到達し、電極 Pはプローブ 1 2 Aに予め設定した 0 . 0 5 g程度の圧力で接触する。なお、インデックス送り時は、メインチャック 1 1 を一定量下降させて次検査位置まで水平移動させたのち、同量を上昇させることで安定した圧力で電極とプローブを接触させることができる。更に検査前にウェハ全面の距離 L p を測定しておくか、又はウェハ上の代表点のいくつかの距離 L p を測定しておき、測定した L p値に基き、インデックス送り後の上昇量を変えることで更に安定した圧力で接触させることができる。

以上により、プローブカード 1 2及びウェハ Wの種類に関係なく、制御装置 1 4 は、メインチャック 1 1 を接触開始点から一定の量だけオーバードライブすることにより、電極 P をプローブ 1 2 Aに所定の圧力で接触させることができる。

一方、上記実施形態では、プローブカード 1 2 の取り付け状態をチェックすることができる。まず、図 3 に誇張して示すように、荷重検出機構 1 7 (ロードセル 1 7 A ) を用いて、プローブ力ドの複数箇所（例えば、プローブカードの各コーナ一の 4箇所）にある複数のプローブ 1 2 Aの接触開始点を測定する。測定した各接触開始点が相違する場合には、プローブカード 1 2 が傾斜していることを把握することができる。すなわち、メインチャック 1 2 と各プローブとの接触開始点の高さに基づいて、メインチャック 1 2 とプローブの先端が形成する面との平行度を求めることができる。メインチャック 1 2 とプローブの先端が形成する面とが傾斜している場合、例えば、プローブカード 1 2 の傾斜、或いはメインチャック 1 1 の傾斜を補正することにより、メインチャック 1 1 上のウェハ Wと複数のプローブ 1 2 Aの先端が形成する面とを平行にすることができる。

次に、本実施形態の検査装置 1 0 を用いた検查方法に関する第 1 の実施形態について説明する。

(a) ローダ室 1 (図 6 ( A ) ) からプローバ室 2 (図 6 ( A ) ) 内のメインチャック 1 1 上にウェハ Wを載置する。ァライメントプリッジ 1 3 Aがプローバ室の最奥部からプローブセンタ（プローブカードの中心）まで進出する。ァライメントプリッジ 1 3 Aに取り付けられたァライメント機構 1 3 を用いて、メインチャック 1 1 上のウェハ Wとプローブ力ード 1 2 とを位置合わせする。

メインチャック 1 1 を水平方向に移動することにより、ァライメントプリッジ 1 3 Aの上カメラ 1 3 B 力 Sロードセル 1 7 Aを見つけ出す。ロードセル 1 7 Aを、上カメラ 1 3 Bの真下、即ちプローブカード 1 2 の検查中心の真下に位置させる。この位置で、レーザ測長機構 1 6 から基準点（ここでは、ロードセル 1 7 Aの荷重測定用表面を基準点とした）にレーザ光 B を照射することにより、上カメラ 1 3 B のレンズ 1 3 B ' とロードセル 1 7 A間の距離 L c を測定する。基準点は、メインチャック 1 1 の測定用表面にある指定箇所でもよいが、この場合、該指定箇所とロードセル 1 7 Aの荷重測定用表面との間の距離を測定しておく。制御装置 1 4 は、レーザ測長機構 1 6 からの距離 L c を受信して、記憶部 1 4 B に記憶する。

(b) ァライメントプリッジ 1 3 Aがプローブセンタから後退し、メインチャック 1 1 が上昇する。荷重検出機構 1 7 のロードセル 1 7 Aがプロープ 1 2 Aに向かって上昇する。口ードセル 1 7 Aがプローブ 1 2 A と接触する。ロードセル 1 7 Aが検出した所定の圧力（例、 0 . 0 5 g ) の圧力信号を受けて、制御装置 1 4 の演算処理部 1 4 Aはロードセル 1 7 Aが接触開始点に達したことを判断する。この間のメインチャック 1 1 の上昇量（第 1 の上昇量）は接触開始点の高さとして記憶部 1 4 Bで記憶される。

なお、基準点をロードセル 1 7 Aの荷重測定用表面以外に設定する場合には、基準点とロードセル 1 7 Aの荷重測定用表面との間の距離を、上記接触開始点の高さに考慮することが必要である。 '

(c) 接触開始点の高さを求めた後、メインチャック 1 1 力 S 下降すると共に、ァライメントブリッジ 1 3 Aがプローブセンタに進出する。メインチャック 1 1 が水平方向（ X及び Y 方向）に移動することにより、上カメラ 1 3 Bがウェハ Wの所定場所の電極を見つけ出す。図 4 に示すように、レーザ測長機構 1 6 から被検查体 W ' の電極 P の表面にレーザ光 B を照射して、上カメラ 1 3 Bのレンズと電極 P の表面間の距離 L p を測定する。

(d) 制御装置 1 4 は、レーザ測長機構 1 6 からの測定信号 L p を受信して、制御装置 1 6 の記憶部 1 4 B に記憶する。制御装置 1 6 の演算処理部 1 4 Aが距離 L p と距離 L c の差 △ L ( = L c ~ L p ) を求める。この差に基づいて、電極 P を接触開始点まで上昇させるための第 2 の上昇量を求めることができる。

第 1 の実施形態の検査方法に、さらに下記（e)及び（f)を実施することにより、第 2 の実施形態の方法が提供される。第 2 の実施形態においては、被検査体 W ' の電極 P にプローブ 1 2 Aを所定圧力で接触させ、両者は電気的に接続される。

(e) ァライメントプリッジ 1 3 Aがプローブセンタから退避し、メインチャック 1 1 が水平移動することにより、最初に検査すべきデバイスの電極をプロープカード 1 2 の真下に位置する。メインチャック 1 1 が第 2 の上昇量だけ上昇して、メインチャック 1 1 上の被検査体 W ' の電極 Pが接触開始点に到達する。

更にメ 'インチャック 1 1 が予め設定された量だけオーバードライブすることにより、被検査体 W ' の電極 P とプローブ 1 2 Aが所定圧力で、電気的に接触する。この状態で、被検查体 W ' の電気的特性が検査される。

(f) ウェハ W上の各被検查体の電気的特性を検査するたぴに、ウェハ Wをインデックス送りする。この後、上記（e)を実施することにより、ウェハ W上の複数の被検査体の電気的特性を検査する。

第 1 の実施形態の検查方法において、さらに該（b)をを繰り返すことにより、該被検査体の複数の電極に対応した接触開始点の高さを測定し、各々の高さに基づいて該テーブルと被検査体との平行度を測定する第 3 の実施形態が提供される。

第 3 の実施形態において、プローブカード及ぴ Z或いはテ一ブルの傾きを調節することにより、平行度を正すことができる。

第 1 の実施形態の検査方法において、さらに、下記（cl)及ぴ（c2)を実施することにより、被検查体の複数の電極が形成する平面の傾きを求める、第 4の実施形態が提供される：

(cl) 該（c)を繰り返すことにより、被検査体の複数の電極の高さを測定する；

(c2) 測定した複数の電極の高さに基づいて、電極の高さのバラツキを求める。

第 1 の実施形態の検査方法において、さらに、下記（dl)及び（d2)を実施することにより、該テーブルと該接触子の先端が形成する面との平行度を求める、第 5 の実施形態が提供される。

第 4 の実施形態において、テーブルの傾きを調節することにより、複数の.電極が形成する平面の傾きを正すことができる。

(dl) 該（d)を繰り返す.ことにより、該被検查体の複数の電極の各々に関する第 2の上昇量を求める；

(d2) 複数の電極の各々に関する第 2 の上昇量に基づいて . 該テーブルと該接触子の先端が形成する面との平行度を求める。

第 5 の実施形態において、プローブカード及び Z又はテーブルの傾きを調節することにより、該平行度を正すことがでさる。

以上説明した本実施形態によれば、下記に記した特徴の内の少なくとも 1つを実現することができる。 - 被検査体 W ' の電極 P とプローブ 1 2 A とを、確実に、安定的に接触させることができる。

■ 常に一定のオーバードライブ量により、電極とプローブ 1 2 A とを電気的に接触させることができる。

■ 信頼性の高い検査を行うことができる。

• 常に一定のオーバードライブ量を設定することができる _c

• オーバードライブ量の管理が容易である。

- 光学的誤差なく接触開始点を検出することができる。

■ 針痕を目視検查する場合のようなオペレータによる個人差をなくすことができる

' · 複数箇所の接触開始点に基づいてプローブカード 1 2 とメインチャック 1 1 上のウェハ Wとを平行に調整することができる。

• レーザ測長機構 1 6 のレーザ光 B を上カメラ 1 3 B 力ら照射するようにすることにより、ロードセル 1 7 及びウェハ Wの電極を迅速に見つけ出することができる。

尚、本発明は、上記各実施形態に何等制限されるものではない。例えば、レーザ測長機構 1 6 をァライメントブリッジ 1 3 Aに設け、上カメラ 1 3 B からレーザ光 B を照射するようにした機構に代えて、ァライメントプリッジ 1 3 A以外の部分にレーザ光測長機構 1 6 を設けても良い。

測長機構のためのロードセル 1 7 Aに代えて、ウェハ Wの電極までの距離を測定できれるいずれかの測長機構（例えば容量センサ）を用いることができる。

荷重検出機構 1 7 は、ロードセル 1 7 Aに代えて、その他の荷重センサを採用しても良い。

実施形態では、荷重検出機構をメインチャックの周面に付設した構造に代えて、荷重検出機構はメインチャックと一体的に移動できる構造であれば、いずれの構造、配置も採用されることができる。

接触子 1 2 Aは、プローブ 1 2 Aの他に、先端が尖ったものであれば、いずれの接触子（例、バンプ）も採用することができる。

上記実施形態では、平行度を調整するために、プローブ力ード 1 2 の取り付け状態を調整する場合について説明したが - メインチャック側、或いはプローブカードとメインチャックの両者を調整してもよい。

上記第 1 の実施形態では、ウェハ上の最初の被検査体の電気的特性を検査した後、 2番目以降の被検査体を検査するために、上記（ e ) を操り返して実施することができる。そして、 2 番目以降の被検査体の検査時における上記（ e ) において、メインチャックを下降及び上昇させる距離を、第 2の上昇量とすることもできるが、

他の所定量を採用することもできる。すなわち、最初の被検查体の検査を終了した後、ウェハを所定量降下させ、ウェハをインデックス送りして、 2番目以降の被検査体をプローブカードの真下に位置させる。ウェハを該所定量上昇させることにより、ウェハ上の 2番目以降の被検査体の電極をプロ一ブカードのプローブに接触させ、かつオーバードライブすることができる。この所定量は、上記（cl)，（c2)，（dl)，（d2)の測定結果に基づいて、最適値とされることができる。

Claims

請求の範囲

1 . テーブル 1 1 上に載置された被検査体 W，の複数の電極 P に各々の接触子 1 2 Aを電気的に接触させて、被検査体 W ' の電気的特性を検査する検査方法、該検査方法は下記を具備する：

(a) 測長機構 1 6 により該テーブルに設けられた基準点 1 7 Aの高さ L c を測定する；

(c) 該測長機構により、該被検査体の該電極の高さ L p を測定する；

(d) (a)で求めた基準点の高さ L c と、（b)で求めた接触開始点までの第 1 の上昇量、及び（c)で求めた電極の高さ L とに基づいて、該被検査体の該電極を該接触開始点まで上昇させるために必要な第 2 の上昇量を求める；

(f) 電極 P とプローブ 1 2 A とを電気的に接触させた状態で、被検査体の電気的特性を検査する。

2 . テーブル 1 1 上に載置された被検査体 W ' の複数の電極 P に各々の接触子 1 2 Aを電気的に接触させて、被検査体 W の電気的特性を検査する検査方法、該方法は下記を具備する： (a) 測長機構 1 6 により、該テーブルに設けられた荷重検出機構 1 7 の高さ L c を測定する；

(b ) 該荷重検出機構 1 7 の高さを測定した時の該荷重検出機構の位置から、該荷重検出機構が該接触子 1 2 Aの先端に接触する接触開始点まで、該荷重検出機構を上昇させるに要する第 1 の上昇量を測定する；

(c) 該測長機構により該電極 Pの高さ L p を測定する；

(d) (a)で測定した該荷重検出機構の高さ L c と、（b)で測定した第 1 の上昇量と、及び（c)で測定した該電極の高さ L p とに基づいて、該電極を該接触開始点まで上昇させるための第 2 の上昇量を求める；

3 . さらに、下記（e)及び（f)を具備する、請求項 2 に記載の検査方法：

(e) 該テーブルを、（d)で求めた第 2 の上昇量だけ上昇させることにより、該テーブルに載置された該被検查体の該電極を該接触子の先端に接触させる；

4 . さらに、下記を具備する請求項 2 に記載の検査方法： (b l ) 該（b)を繰り返すことにより、該被検査体の複数の電極に対応した接触開始点の高さを測定し、各々の高さに基づいて該テーブルと被検査体との平行度を測定する。

5 . さらに、下記を具備する請求項 2 に記載の検査方法： (c l ) 該（c)を繰り返すことにより、被検査体の複数の電極表面の高さを測定する； (c2) 測定した複数の電極の高さに基づいて、複数の電極表面が形成する面の傾きを求める。

6 . さらに、下記を具備する請求項 2 に記載の方法：

( d l ) 該（d)を繰り返すことにより、該被検査体の複数の電極の各々に関する第 2 の上昇量を求める；

7 . 該測長機構は光学系測長機構である、請求項 2 に記載の方法。

8 . 該測長機構は、該被検査体の該電極と該接触子保持機構の接触子とを位置合わせするためのァライメント機構である、請求項 2 に記載の方法。

9 . 該測長機構は容量センサを有する、請求項 2 に記載の方法。

1 0 . 該荷重検出機構はロードセルを有する、請求項 2 に記載の方法。

1 1 . 被検查体 W ' の電気的特性を検査するための検査装置該検查装置 1 0は下記を具備する：

被検査体を载置するためのテーブル 1 1 、該テーブルは該テーブルを昇降させるための移動機構 1 5 A

を備える；

該テーブルと対向する位置に配置された、複数の接触子 1 2 Aを有する接触子保持機構 1 2 ；

該テーブルに付設された荷重検出機構 1 7 、該荷重検出機構は、該接触子が該荷重検出機構に接触するときの接触荷重を検出する；

測長機構 1 6 、該測長機構は該荷重検出機構の高さ L c 及び該被検査体の電極の高さ L p を測定する；

制御装置 1 4 、該制御装置は、該テーブルが移動することにより、該荷重検出機構が該接触子に接触した時に、該荷重検出機構から出力される荷重測定信号に基づいて、該テープルが該荷重検出機構と該接触子との接触開始点まで移動するために必要な第 1 の移動量を検出する、及び該制御装置は、該荷重検出機構の高さ、該被検查体の電極の高さ及び該第 1 の移動量とに基づいて、該被検査体の電極を該接触子の先端に接触させるために必要な該テーブルの第 2 の移動量を求める。

1 2 . 該測長機構は光学系測長機構を具備する、請求項 1 1 に記載の検査装置。

1 3 . 該測長機構は、該被検査体と該接触子保持機構とを位置合わせするためのァライメント機構に設けられる、請求項 1 1 に記載の検査装置。

1 4 . 該測長機構は、該被検査体の該電極と該接触子保持機構の接触子とを位置合わせするためのァライメント機構である、請求項 1 2 に記載の検査装置。

1 5 . 該荷重検出機構はロードセルを有する、請求項 1 1 に記載の検査装置。

1 6 . 該荷重検出機構は昇降機構を有する、請求項 1 1 に記載の検査装置。