ウエハの試験装置及び試験方法
【課題】基板加熱を伴う電気的試験を行う際に、探針が試験パッドから外れるのを防止することが可能なウエハの試験装置及び試験方法を提供すること。
【解決手段】複数の探針８が設けられたプローブカード３と、半導体ウエハWを加熱すると共に、プローブカード３に対向する位置に移動可能なウエハステージ１２と、加熱板２２と、探針８を観察するカメラ２０とを有し、加熱板２２により探針８を加熱しながら探針８をカメラ２０で観察することにより探針８の位置情報を取得し、該位置情報に基づいて、半導体ウエハWの試験パッドPが探針８に触れる位置にウエハステージ１２を移動させることを特徴とするウエハの試験装置による。
【解決手段】複数の探針８が設けられたプローブカード３と、半導体ウエハWを加熱すると共に、プローブカード３に対向する位置に移動可能なウエハステージ１２と、加熱板２２と、探針８を観察するカメラ２０とを有し、加熱板２２により探針８を加熱しながら探針８をカメラ２０で観察することにより探針８の位置情報を取得し、該位置情報に基づいて、半導体ウエハWの試験パッドPが探針８に触れる位置にウエハステージ１２を移動させることを特徴とするウエハの試験装置による。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ウエハの試験装置及び試験方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
LSI等の半導体装置は、製品として出荷される前にウエハレベルで様々な電気的試験が行われる。近年では、複雑なデバイス特性を試験したり、車載製品のような高温状況下での使用が予定されている製品に対応したりする目的で、半導体ウエハを加熱しながら試験を行うことがある。
【０００３】
例えば、MOSトランジスタのソース−ドレイン間のリーク電流を測定する試験では、半導体ウエハを加熱しながら試験を行うことで、デバイスメーカが保証する温度範囲内でリーク電流が規定値以下となるかがチップ毎に試験される。そして、規定値を満たさないチップは、不良チップとして認識され、ダイシング工程の後に破棄されることになる。
【０００４】
そのような電気的試験は、プローブカードを備えたLSIテスタにおいて自動的に行われる。プローブカードはチップの試験パッドに対応した複数の探針を備えており、試験前に各探針の先端の位置をカメラで画像認識しておくことにより、探針と試験パッドとの位置合わせが自動的に行われる。
【０００５】
そして、ウエハステージを加熱してその上に載置された半導体ウエハを加熱しつつ、探針からチップに試験電圧を印加することにより、上記のような基板加熱を伴う電気的試験を行うことができる。
【０００６】
ところが、このように半導体ウエハを加熱すると、ウエハからの輻射熱によってその上方のプローブカードも加熱されるので、上記のように探針と試験パッドとの位置合わせを行っても、試験中に探針が熱膨張して試験パッドから外れてしまうことがある。
【０００７】
こうなると、試験パッドに試験電圧が印加できなくなったり、探針によってチップが傷ついて歩留まりが低下したりするといった不都合が生じる。
【０００８】
この点に鑑み、特許文献１では、ウエハステージの横に設けられた「プレヒート専用熱板」で探針を予め加熱して熱飽和状態にしておき、その後に探針を試験パッドに当てることで、熱膨張によって探針が試験パッドから外れるのを防止している。
【０００９】
しかしながら、この方法では、位置合わせのためにカメラで探針の先端を認識する際、「プレヒート専用板」から探針が離れて探針が冷却してしまうので、熱飽和状態での探針をカメラで観察することができず、試験パッドから探針が外れるのを完全に防ぐことはできない。
【００１０】
これに類似の方法として、予めウエハステージの上方にプローブカードを移動させ、ウエハステージからの輻射熱で探針を熱飽和状態にし、その後、位置合わせのためにカメラで探針の先端を認識する方法もある。この方法でも、カメラで探針を観察する際には、探針をウエハステージから離す必要があるので、カメラで観察中に探針が冷却してしまい、熱飽和状態における探針の先端の位置を認識することができない。
【００１１】
その他に、本発明に関連する技術が下記の特許文献２にも開示されている。
【特許文献１】特開２００４−２６６２０６号公報
【特許文献２】特開平７−５０７８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
本発明の目的は、基板加熱を伴う電気的試験を行う際に、探針が試験パッドから外れるのを防止することが可能なウエハの試験装置及び試験方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明の一観点によれば、複数の探針が設けられたプローブカードと、ウエハを加熱すると共に、前記プローブカードに対向する位置に移動可能なウエハステージと、加熱部と、前記探針を観察するカメラとを有し、前記加熱部により前記探針を加熱しながら前記探針を前記カメラで観察することにより前記探針の位置情報を取得し、該位置情報に基づいて、前記ウエハの試験パッドが前記探針に触れる位置に前記ウエハステージを移動させるウエハの試験装置が提供される。
【００１４】
また、本発明の別の観点によれば、加熱部によりプローブカードの探針を加熱しながら該探針を観察することにより、該探針の位置情報を取得するステップと、前記位置情報に基づいて、ウエハステージ上で加熱されているウエハの試験パッドが前記探針に触れる位置に前記ウエハステージを移動させるステップと、前記ウエハステージを移動させた後、前記探針から前記試験パッドに試験電圧を印加することにより、前記ウエハが加熱された状態で該ウエハに対して電気的試験を行うステップとを有するウエハの試験方法が提供される。
【００１５】
次に、本発明の作用について説明する。
【００１６】
本発明では、加熱部により予め加熱された状態にある探針の位置情報を取得し、その位置情報に基づいて、ウエハの試験パッドが探針に触れる位置にウエハステージを移動させることにより、試験パッドと探針との位置合わせを行う。これによれば、ウエハからの輻射熱によって熱膨張した後の探針が試験パッドに丁度触れるようになるので、試験の前や試験の最中に探針が試験パッドから外れるのを防止できる。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、加熱部により加熱された探針の位置情報に基づき、ウエハの試験パッドと探針との位置合わせを行うので、熱膨張によって探針が試験パッドから外れるのを防ぐことが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
次に、本発明の実施の形態について、添付図面を参照しながら詳細に説明する。
【００１９】
（１）試験装置
図１は、本実施形態に係るウエハの試験装置の全体斜視図である。
【００２０】
その試験装置は、プローバ本体１とテストヘッド２とで構成される。そのうち、テストヘッド２は、軸２ａを中心にして開閉可能となっており、試験前には図示のように開いた状態となっている。そして、テストヘッド２の内側には、試験電圧を印加するための導電性のピン４が複数立設されている。
【００２１】
一方、プローバ本体１は、試験対象の半導体ウエハをその内部に収容すると共に、その半導体ウエハに対して電気的試験を行うためのプローブカード３を有する。プローブカード３は、プローバ本体１に固定された多層配線基板よりなり、その最上層には、上記のピン４に対応した複数の試験端子３ｂが設けられる。
【００２２】
図２は、試験中の試験装置の全体斜視図である。
【００２３】
図示のように、試験中は、テストヘッド２は閉じた状態となる。これにより、上記のピン４がプローブカード３の試験端子３ｂに当接し、ピン４からプローブカード３に試験電圧が供給されることになる。
【００２４】
図３は、プローバ本体２の内部の斜視図である。
【００２５】
プローバ本体２の内部には、図中のX方向とY方向のそれぞれに延在するX軸ガイドレール１４とY軸ガイドレール１５が設けられる。
【００２６】
これらのガイドレール１４、１５の上にはウエハステージ１２が載せられている。そのウエハステージ１２は、不図示のステッピングモータ等の駆動手段によって各ガイドレール１４、１５に沿ってX-Y平面内（水平面内）で移動することにより、プローブカード３に対向する位置に移動することができる。
【００２７】
なお、ウエハステージ１２自身にも不図示のステッピングモータが設けられており、それによりウエハステージ１２はZ方向（鉛直方向）に昇降可能となっている。
【００２８】
また、ウエハステージ１２には昇降可能な三つのピン１６が挿通されている。搬送ロボットで運ばれたシリコンウエハ等の半導体ウエハWは、まずこのピン１６の上に載せられ、搬送ロボットが退避した後、ピン１６が降下することにより点線のようにチャック１０上に載置されて、真空吸着によりチャック１０上に安定的に保持されると共に、チャック１０に内蔵されたヒータによって例えば１００〜１５０℃程度に加熱される。
【００２９】
なお、この例ではチャック１０により半導体ウエハWを加熱する構成としたが、ウエハステージにヒータを内蔵し、ウエハステージにより半導体ウエハWを加熱するようにしてもよい。
【００３０】
ここで、理想的には、半導体ウエハWとウエハステージ１２のそれぞれの中心が一致するように、搬送ロボットとウエハステージ１２との間で半導体ウエハWの受け渡しが行われるのが好ましい。しかし、実際には、搬送誤差によってウエハステージ１２と半導体ウエハWとの間に位置ずれが発生することがある。
【００３１】
そのため、ウエハステージ１２の上方には、このような位置ずれを把握するためのウエハ用アライメントカメラ４０が設けられる。そのウエハ用アライメントカメラ４０は半導体ウエハWの画像をウエハ画像信号Swとして後段に出力し、そのウエハ画像信号Swに基づいて上記の位置ずれが把握されることになる。
【００３２】
一方、ウエハステージ１２の上方に設けられたプローブカード３は、矩形状の開口３ａの縁に複数の探針８を有する。各探針８は、タングステン合金等からなる金属針よりなり、半導体ウエハWのチップ領域Rcに形成された試験パッドPに対応して設けられる。
【００３３】
更に、ウエハステージ１２の横には、透明加熱板（加熱部）２２の一部領域Rを通して探針８を観察するための探針用アライメントカメラ２０が設けられる。その探針用アライメントカメラ２０は、探針８の画像を探針画像信号Spとして後段に出力する機能を有する。
【００３４】
これら探針用アライメントカメラ２０と透明加熱板２２は、いずれもウエハステージ１２に固定されており、ウエハステージ１２と共にX-Y平面内を移動する。
【００３５】
図４は、この透明加熱板２２の上面図である。また、図５は、図４のI-I線に沿う断面図である。
【００３６】
図４に示されるように、透明加熱板２２は、石英板２３に抵抗加熱ヒータ２４を埋め込んでなり、抵抗加熱ヒータ２４に供給する電流I1を制御することにより任意の温度、例えば１００〜１５０℃程度に加熱される。
【００３７】
抵抗加熱ヒータ２４の配置の仕方は特に限定されない。但し、一部領域Rに抵抗加熱ヒータ２４が存在すると、ヒータ２４によって探針用アライメントカメラ２０の視界が遮られ、カメラ２０による探針８の観察を阻害してしまう。従って、一部領域Rを避けるようにして抵抗加熱ヒータ２４を設けるのが好ましい。
【００３８】
また、図示のように抵抗加熱ヒータ２４を蛇行させて設けることにより、石英板２３を均一に加熱することができる。
【００３９】
なお、透明加熱板２２の温度は、石英板２３の周縁に設けられた熱電対等の温度計２５により第１温度信号ST1に変換される。
【００４０】
このような構造の透明加熱板２２は、例えば、抵抗加熱ヒータ２４を収容した型枠内に溶融石英を流し込むことで作製され得る。
【００４１】
図６は、別の例に係る透明加熱板２２の断面図である。この例では、透明加熱板２２は、二枚の石英板２８、２９の間に抵抗加熱ヒータ２４を挟んでなる。この場合、各石英板２８、２９は、接着剤によって互いに接合される。
【００４２】
また、透明加熱板２２を構成する透明基板は石英板２３、２８、２９に限定されない。電気的試験は通常１００〜１５０℃の温度範囲で行われるので、耐熱温度が１５０℃以上で強度に問題の無い透明基板で透明加熱板２２を構成してもよい。更に、透明加熱板２２の全体が均一に加熱されるようにするため、熱伝導率が１以上の透明基板で透明加熱板２２を構成するのが好ましい。その場合、パーティクル源や汚染源とならない透明基板を用いることで、パーティクル等によって試験中の半導体ウエハWの歩留まりが低下するのを防止できる。
【００４３】
図７は、この試験装置の機能ブロック図である。
【００４４】
これに示されるように、本実施形態に係る試験装置は、統括制御部３０、座標確認／画像処理部３１、XYZドライバ動作指令部３２、及び温度コントローラ３３を備えた制御部５０を有する。
【００４５】
このうち、座標確認／画像処理部３１は、探針用アライメントカメラ２０で得られた探針画像信号Spを取り込むという機能の他に、探針用アライメントカメラ２０のレンズ系を制御してその焦点を探針８の先端に合わせる焦点補正を行い、その補正量ΔFLZ1を算出する機能を有する。なお、補正量ΔFLZ1は、探針８の先端に焦点を合わすために必要なレンズ系のZ方向の移動量である。
【００４６】
そして、座標確認／画像処理部３１では、探針画像信号Spに基づいて、プローバ本体１に固定された座標系（以下、装置座標系という）における複数の探針８の先端のそれぞれのX座標x1とY座標y1とを算出する。また、補正量ΔFLZ1に基づいて、装置座標系における複数の探針８の先端のそれぞれのZ座標z1が座標確認／画像処理部３１において算出される。
【００４７】
このようにして探針８の先端の位置座標(x1、y1、z1)を算出した後、複数の探針８のなかから代表となる探針８、例えば矩形状の開口３ａ（図３参照）の四隅に設けられた四つの探針８が選び出される。そして、これら代表の探針８の位置座標(x1、y1、z1)に基づいて、探針８の先端の重心座標(xg、yg、zg)が位置情報SLとして統括制御部３０に入力される。
【００４８】
その統括制御部３０は、ウエハ用アライメントカメラ４０を制御してそのレンズ系の焦点を半導体ウエハWの表面に合わせる焦点補正を行う機能も有する。その補正の仕方は探針用アライメントカメラ２０における焦点補正と同様であり、その補正に必要な補正量ΔFLZ2が統括制御部３０において算出される。
【００４９】
更に、統括制御部３０には、ウエハ用アライメントカメラ４０で得られたウエハ画像信号Swも入力される。
【００５０】
統括制御部３０では、このようにして得られた補正量ΔFLZ2とウエハ画像信号Swとに基づいて、ウエハステージ１２と半導体ウエハWのそれぞれの中心を結ぶベクトルを位置ずれ量(Δx、Δy、Δz)として求める。
【００５１】
そして、上記のようにして得られた探針８の重心座標(xg、yg、zg)と位置ずれ量(Δx、Δy、Δz)とに基づいて、半導体ウエハWの試験パッドPが探針８に触れるために必要なウエハステージ１２のX方向、Y方向、及びZ方向の移動量(xR、yR、zR)が統括制御部３０において算出される。
【００５２】
XYZドライバ動作指令部３２は、その移動量(xR、yR、zR)を含む移動信号SRに基づき、ウエハステージ１２に対して動作信号Smを出力する。これを受けて、ウエハステージ１２は、移動量(xR、yR、zR)だけ移動する。
【００５３】
ウエハステージ１２の移動量は、不図示の位置センサによってモニターされており、その位置センサから出力されるウエハステージ１２の実際の位置がセンサ情報SactとしてXYZドライバ動作指令部３２にフィードバックされる。
【００５４】
XYZドライバ動作指令部３２は、そのセンサ情報Sactに基づいてウエハステージ１２が実際に(xR、yR、zR)だけ移動したかどうかを確認する。そして、移動していない場合には、ウエハステージ１２に対して更に移動するように指示を出す。
【００５５】
一方、温度コントローラ３３は、第１温度信号ST1で透明加熱板２２の温度をモニターしながら、電流I1を制御することにより、透明加熱板２２を所定の温度に加熱する。
【００５６】
更に、温度コントローラ３３は、チャック１０に設けられた不図示の温度計から出力される第２温度信号ST2によりチャック１０の温度をモニターしつつ、チャック１０が備えるヒータに供給する電流I2を制御し、チャック１０を所定の温度に加熱する。
【００５７】
（２）試験方法
次に、このようなウエハの試験装置を用いた試験方法について説明する。
【００５８】
図８は、この試験方法について説明するためのフローチャートである。また、図９は、この試験方法を説明するための模式図である。
【００５９】
図８に示されるように、この試験方法は、主要ステップとしてステップS1〜S4を有する。
【００６０】
最初のステップS1では、図９（ａ）に示すように、透明加熱板２２からの輻射熱によりプローブカード３の探針８を加熱しながら、透明加熱板２２を通して探針用アライメントカメラ２０で探針８を観察することにより、該探針８の重心座標(xg、yg、zg)を含んだ位置情報SLを取得する。
【００６１】
なお、この時点では半導体ウエハWはウエハステージ１２の上に既に載置されており、チャック１０が内蔵するヒータによって所定の試験温度、例えば１００〜１５０℃程度にまで加熱されている。
【００６２】
そして、透明加熱板２２は、そのチャック１０と同じ温度に加熱されている。
【００６３】
ここで、このステップS1は、熱膨張後の探針８の先端の重心位置を求めることを目的としているので、透明加熱板２２によって探針８が十分に加熱されて熱飽和状態となり、熱膨張に伴う探針８やプローブカード２２自身の変形が収まった後に、上記の位置情報SLを取得するのが好ましい。
【００６４】
このように探針８を熱飽和状態にするには、探針８自身の温度を測定しなくても、熱飽和状態になるまでの加熱時間を予め求めておき、その加熱時間だけ加熱板２２により探針８を加熱すればよい。その加熱時間は、典型的には約１０分間である。
【００６５】
また、探針８の先端が透明加熱板２２に触れてしまうと、探針８が動いてしまいその位置を正確に把握することができない。よって、探針８の先端が透明加熱板２２に非接触の状態で位置情報SLを取得するのが好ましい。
【００６６】
更に、このように透明加熱板２２を通して探針用アライメントカメラ２０で探針８を観察することにより、透明基板２２による探針８の加熱と、カメラ２０による探針８の先端位置を読み取りとを容易に両立することができる。
【００６７】
次いで、ステップS2に移り、図７を参照して説明した方法により、ウエハステージ１２と半導体ウエハWとの位置ずれ量(Δx、Δy、Δz)を取得する。
【００６８】
なお、ステップS1とステップS2の順序を逆にして、ステップS2を行った後にステップS1を行うようにしてもよい。
【００６９】
次いで、ステップS3に移る。図９（ｂ）は、ステップS3の処理内容を模式的に示す図である。
【００７０】
そのステップS3では、位置ずれ量(Δx、Δy、Δz)と位置情報SLに含まれる探針８の重心座標(xg、yg、zg)とに基づいて、半導体ウエハWの試験パッドPが探針８に触れるために必要なウエハステージ１２の移動量(xR、yR、zR)を算出し、その移動量(xR、yR、zR)だけウエハステージ１２を移動させる。
【００７１】
図１０は、移動量(xR、yR、zR)の算出方法の一例を説明するための模式図である。
【００７２】
この例では、半導体ウエハWの中心OWから(xc、yc、zc)だけ離れたチップCに対して試験を行う場合を想定している。そして、装置座標系におけるウエハステージ１２の中心座標を(xs、ys、zs)とすると、図より(xR、yR、zR)＝(xg、yg、zg)−(xs、ys、zs)−(Δx、Δy、Δz)−(xc、yc、zc)と算出できる。
【００７３】
このような移動量(xR、yR、zR)だけウエハステージ１２を移動することにより、複数の探針８の重心とチップCの中心とが重なり、図９（ｂ）のように探針８が試験パッドPに触れることになる。
【００７４】
ところで、このように探針８を試験パッドPに接触させると、半導体ウエハWからの輻射熱等によって探針８は熱膨張しようとするが、熱飽和状態における探針８の位置情報SLに基づいて上記のようにウエハステージ１２を移動させたことで、熱膨張後の探針８が試験パッドPに丁度触れるようになり、しかも半導体ウエハWが加熱され続けている間は探針８が熱飽和状態にあるため、試験パッドPから探針８がずれることもない。
【００７５】
これにより、自身の熱膨張によって探針８がパッドPから外れるのを防ぐことができ、半導体ウエハWにおいてパッドP以外の部分、例えばポリイミドよりなるパッシベーション膜が傷つくのが防止され、傷によって半導体チップが不良となるのを抑止することができる。
【００７６】
特に、加熱板２２による探針８の加熱温度と、ウエハステージ１２による半導体ウエハWの加熱温度とを同じにすることで、試験パッドP上での探針８の熱膨張を実質的に無くすことができ、試験パッドPから探針８が外れるのを効果的に防止することができる。
【００７７】
その後に、ステップS4に移り、探針８から試験パッドPに試験電圧を印加することにより、半導体ウエハWが加熱された状態で電気的試験を行う。
【００７８】
既述のように、探針８は熱飽和状態にあるので、試験中に探針８が試験パッドPから外れることはなく、探針８から試験パッドPに試験電圧を良好に印加することができる。
【００７９】
以上により、本実施形態に係るウエハの試験方法の主要ステップが終了した。
【００８０】
このように、本実施形態によれば、透明加熱板２２により探針８を予め熱飽和状態になるまで加熱し、その状態で探針８の位置情報SLを取得した。そして、その位置情報SLに基づき、探針８が試験パッドPに触れるようにプローブカード３と半導体ウエハWとの位置合わせをしたので、加熱されている半導体ウエハWからの輻射熱によって熱膨張した後の探針８が試験パッドPに丁度触れるようになり、試験の前や試験の最中に探針８が試験パッドPから外れるのを防止できる。
【００８１】
以下に、本発明の特徴を付記する。
【００８２】
（付記１） 複数の探針が設けられたプローブカードと、
ウエハを加熱すると共に、前記プローブカードに対向する位置に移動可能なウエハステージと、
加熱部と、
前記探針を観察するカメラとを有し、
前記加熱部により前記探針を加熱しながら前記探針を前記カメラで観察することにより前記探針の位置情報を取得し、該位置情報に基づいて、前記ウエハの試験パッドが前記探針に触れる位置に前記ウエハステージを移動させることを特徴とするウエハの試験装置。
【００８３】
（付記２） 前記探針が熱飽和状態になるまで該探針を前記加熱部により加熱し、
前記位置情報を、前記探針が熱飽和状態になっているときに取得することを特徴とする付記１に記載のウエハの試験装置。
【００８４】
（付記３） 前記複数の探針のなかから複数の代表を抽出し、該複数の代表の探針のそれぞれの先端を前記カメラにより観察して、前記複数の先端の重心座標を前記位置情報として取得することを特徴とする付記１に記載のウエハの試験装置。
【００８５】
（付記４） 前記カメラの焦点を前記探針の先端に合わせる焦点補正を行い、その補正量に基づいて前記探針の鉛直方向の位置座標を求め、該位置座標を前記位置情報の一部として取得することを特徴とする付記１に記載のウエハの試験装置。
【００８６】
（付記５） 前記カメラで前記探針を観察するとき、前記探針と前記加熱部とを非接触とすることを特徴とする付記１に記載のウエハの試験装置。
【００８７】
（付記６） 前記加熱部の一部が透明であり、該一部を通して前記カメラが前記探針を観察することを特徴とする付記１に記載のウエハの試験装置。
【００８８】
（付記７） 前記加熱部は、前記一部を避けて設けられたヒータを有することを特徴とする付記６に記載のウエハの試験装置。
【００８９】
（付記８） 前記加熱部は、石英板に前記ヒータを埋め込んでなることを特徴とする付記７に記載のウエハの試験装置。
【００９０】
（付記９） 前記加熱部は、二枚の石英板の間に前記ヒータを挟んでなることを特徴とする付記７に記載のウエハの試験装置。
【００９１】
（付記１０） 前記ウエハステージ、前記カメラ、及び前記加熱部は、互いに固定されていることを特徴とする付記１に記載のウエハの試験装置。
【００９２】
（付記１１） 前記ウエハは半導体ウエハであることを特徴とする付記１に記載のウエハの試験装置。
【００９３】
（付記１２） 加熱部によりプローブカードの探針を加熱しながら該探針を観察することにより、該探針の位置情報を取得するステップと、
前記位置情報に基づいて、ウエハステージ上で加熱されているウエハの試験パッドが前記探針に触れる位置に前記ウエハステージを移動させるステップと、
前記ウエハステージを移動させた後、前記探針から前記試験パッドに試験電圧を印加することにより、前記ウエハが加熱された状態で該ウエハに対して電気的試験を行うステップと、
を有することを特徴とするウエハの試験方法。
【００９４】
（付記１３） 前記位置情報を取得するステップにおいて、前記加熱部による加熱で前記探針が熱飽和状態になっているときに、前記位置情報を取得することを特徴とする付記１２に記載のウエハの試験方法。
【００９５】
（付記１４） 前記位置情報を取得するステップにおいて、前記複数の探針のなかから複数の代表を抽出し、該複数の代表の探針のそれぞれの先端を観察して、前記複数の先端の重心座標を前記位置情報として取得することを特徴とする付記１２に記載のウエハの試験方法。
【００９６】
（付記１５） 前記加熱部の一部が透明であり、
前記位置情報を取得するステップは、前記加熱部の前記一部を通して前記探針をカメラにより観察して行われることを特徴とする付記１２に記載のウエハの試験方法。
【００９７】
（付記１６） 前記位置情報を取得するステップにおいて、前記カメラの焦点を前記探針の先端に合わせる焦点補正を行い、その補正量に基づいて前記探針の鉛直方向の位置座標を求め、該位置座標を前記位置情報の一部として取得することを特徴とする付記１５に記載のウエハの試験方法。
【００９８】
（付記１７） 前記カメラで前記探針を観察するとき、前記探針と前記加熱部とを非接触とすることを特徴とする付記１５に記載のウエハの試験装置。
【００９９】
（付記１８） 前記加熱部による前記探針の加熱温度と、前記ウエハステージによる前記ウエハの加熱温度とを同じにすることを特徴とする付記１２に記載のウエハの試験方法。
【０１００】
（付記１９） 前記ウエハステージと前記ウエハとの位置ずれ量を取得するステップを更に有し、
前記ウエハステージを移動させるステップにおいて、前記位置ずれ量と前記位置情報の両方に基づいて、前記試験パッドが前記探針に触れる位置に前記ウエハステージを移動させることを特徴とする付記１２に記載のウエハの試験方法。
【０１０１】
（付記２０） 前記位置ずれ量を取得するステップは、前記ウエハステージと前記ウエハとの位置ずれをカメラで把握することにより行われることを特徴とする付記１９に記載のウエハの試験方法。
【図面の簡単な説明】
【０１０２】
【図１】図１は、本発明の実施の形態に係るウエハの試験装置の全体斜視図である。
【図２】図２は、本発明の実施の形態に係るウエハの試験装置の試験中の全体斜視図である。
【図３】図３は、プローバ本体の内部の斜視図である。
【図４】図４は、透明加熱板の上面図である
【図５】図５は、図４のI-I線に沿う断面図である。
【図６】図６は、別の例に係る透明加熱板の断面図である。
【図７】図７は、本発明の実施の形態に係るウエハの試験装置の機能ブロック図である。
【図８】図８は、本発明の実施の形態に係るウエハの試験方法について説明するためのフローチャートである。
【図９】図９（ａ）、（ｂ）は、本発明の実施の形態に係るウエハの試験方法を説明するための模式図である。
【図１０】図１０は、本発明の実施の形態に係るウエハの試験方法において、ウエハステージの移動量の算出方法の一例を説明するための模式図である。
【符号の説明】
【０１０３】
１…プローバ本体、２…テストヘッド、２ａ…軸、３…プローブカード、３ａ…開口、３ｂ…試験端子、８…探針、１０…チャック、１２…ウエハステージ、１４…X軸ガイドレール、１５…Y軸ガイドレール、１６…ピン、２０…探針用アライメントカメラ、２２…透明加熱板、２３、２８、２９…石英板、２４…ヒータ、２５…温度計、３０…統括制御部、３１…座標確認／画像処理部、３２…XYZドライバ動作指令部、３３…温度コントローラ、４０…ウエハ用アライメントカメラ、５０…制御部。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ウエハの試験装置及び試験方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
LSI等の半導体装置は、製品として出荷される前にウエハレベルで様々な電気的試験が行われる。近年では、複雑なデバイス特性を試験したり、車載製品のような高温状況下での使用が予定されている製品に対応したりする目的で、半導体ウエハを加熱しながら試験を行うことがある。
【０００３】
例えば、MOSトランジスタのソース−ドレイン間のリーク電流を測定する試験では、半導体ウエハを加熱しながら試験を行うことで、デバイスメーカが保証する温度範囲内でリーク電流が規定値以下となるかがチップ毎に試験される。そして、規定値を満たさないチップは、不良チップとして認識され、ダイシング工程の後に破棄されることになる。
【０００４】
そのような電気的試験は、プローブカードを備えたLSIテスタにおいて自動的に行われる。プローブカードはチップの試験パッドに対応した複数の探針を備えており、試験前に各探針の先端の位置をカメラで画像認識しておくことにより、探針と試験パッドとの位置合わせが自動的に行われる。
【０００５】
そして、ウエハステージを加熱してその上に載置された半導体ウエハを加熱しつつ、探針からチップに試験電圧を印加することにより、上記のような基板加熱を伴う電気的試験を行うことができる。
【０００６】
ところが、このように半導体ウエハを加熱すると、ウエハからの輻射熱によってその上方のプローブカードも加熱されるので、上記のように探針と試験パッドとの位置合わせを行っても、試験中に探針が熱膨張して試験パッドから外れてしまうことがある。
【０００７】
こうなると、試験パッドに試験電圧が印加できなくなったり、探針によってチップが傷ついて歩留まりが低下したりするといった不都合が生じる。
【０００８】
この点に鑑み、特許文献１では、ウエハステージの横に設けられた「プレヒート専用熱板」で探針を予め加熱して熱飽和状態にしておき、その後に探針を試験パッドに当てることで、熱膨張によって探針が試験パッドから外れるのを防止している。
【０００９】
しかしながら、この方法では、位置合わせのためにカメラで探針の先端を認識する際、「プレヒート専用板」から探針が離れて探針が冷却してしまうので、熱飽和状態での探針をカメラで観察することができず、試験パッドから探針が外れるのを完全に防ぐことはできない。
【００１０】
これに類似の方法として、予めウエハステージの上方にプローブカードを移動させ、ウエハステージからの輻射熱で探針を熱飽和状態にし、その後、位置合わせのためにカメラで探針の先端を認識する方法もある。この方法でも、カメラで探針を観察する際には、探針をウエハステージから離す必要があるので、カメラで観察中に探針が冷却してしまい、熱飽和状態における探針の先端の位置を認識することができない。
【００１１】
その他に、本発明に関連する技術が下記の特許文献２にも開示されている。
【特許文献１】特開２００４−２６６２０６号公報
【特許文献２】特開平７−５０７８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
本発明の目的は、基板加熱を伴う電気的試験を行う際に、探針が試験パッドから外れるのを防止することが可能なウエハの試験装置及び試験方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明の一観点によれば、複数の探針が設けられたプローブカードと、ウエハを加熱すると共に、前記プローブカードに対向する位置に移動可能なウエハステージと、加熱部と、前記探針を観察するカメラとを有し、前記加熱部により前記探針を加熱しながら前記探針を前記カメラで観察することにより前記探針の位置情報を取得し、該位置情報に基づいて、前記ウエハの試験パッドが前記探針に触れる位置に前記ウエハステージを移動させるウエハの試験装置が提供される。
【００１４】
また、本発明の別の観点によれば、加熱部によりプローブカードの探針を加熱しながら該探針を観察することにより、該探針の位置情報を取得するステップと、前記位置情報に基づいて、ウエハステージ上で加熱されているウエハの試験パッドが前記探針に触れる位置に前記ウエハステージを移動させるステップと、前記ウエハステージを移動させた後、前記探針から前記試験パッドに試験電圧を印加することにより、前記ウエハが加熱された状態で該ウエハに対して電気的試験を行うステップとを有するウエハの試験方法が提供される。
【００１５】
次に、本発明の作用について説明する。
【００１６】
本発明では、加熱部により予め加熱された状態にある探針の位置情報を取得し、その位置情報に基づいて、ウエハの試験パッドが探針に触れる位置にウエハステージを移動させることにより、試験パッドと探針との位置合わせを行う。これによれば、ウエハからの輻射熱によって熱膨張した後の探針が試験パッドに丁度触れるようになるので、試験の前や試験の最中に探針が試験パッドから外れるのを防止できる。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、加熱部により加熱された探針の位置情報に基づき、ウエハの試験パッドと探針との位置合わせを行うので、熱膨張によって探針が試験パッドから外れるのを防ぐことが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
次に、本発明の実施の形態について、添付図面を参照しながら詳細に説明する。
【００１９】
（１）試験装置
図１は、本実施形態に係るウエハの試験装置の全体斜視図である。
【００２０】
その試験装置は、プローバ本体１とテストヘッド２とで構成される。そのうち、テストヘッド２は、軸２ａを中心にして開閉可能となっており、試験前には図示のように開いた状態となっている。そして、テストヘッド２の内側には、試験電圧を印加するための導電性のピン４が複数立設されている。
【００２１】
一方、プローバ本体１は、試験対象の半導体ウエハをその内部に収容すると共に、その半導体ウエハに対して電気的試験を行うためのプローブカード３を有する。プローブカード３は、プローバ本体１に固定された多層配線基板よりなり、その最上層には、上記のピン４に対応した複数の試験端子３ｂが設けられる。
【００２２】
図２は、試験中の試験装置の全体斜視図である。
【００２３】
図示のように、試験中は、テストヘッド２は閉じた状態となる。これにより、上記のピン４がプローブカード３の試験端子３ｂに当接し、ピン４からプローブカード３に試験電圧が供給されることになる。
【００２４】
図３は、プローバ本体２の内部の斜視図である。
【００２５】
プローバ本体２の内部には、図中のX方向とY方向のそれぞれに延在するX軸ガイドレール１４とY軸ガイドレール１５が設けられる。
【００２６】
これらのガイドレール１４、１５の上にはウエハステージ１２が載せられている。そのウエハステージ１２は、不図示のステッピングモータ等の駆動手段によって各ガイドレール１４、１５に沿ってX-Y平面内（水平面内）で移動することにより、プローブカード３に対向する位置に移動することができる。
【００２７】
なお、ウエハステージ１２自身にも不図示のステッピングモータが設けられており、それによりウエハステージ１２はZ方向（鉛直方向）に昇降可能となっている。
【００２８】
また、ウエハステージ１２には昇降可能な三つのピン１６が挿通されている。搬送ロボットで運ばれたシリコンウエハ等の半導体ウエハWは、まずこのピン１６の上に載せられ、搬送ロボットが退避した後、ピン１６が降下することにより点線のようにチャック１０上に載置されて、真空吸着によりチャック１０上に安定的に保持されると共に、チャック１０に内蔵されたヒータによって例えば１００〜１５０℃程度に加熱される。
【００２９】
なお、この例ではチャック１０により半導体ウエハWを加熱する構成としたが、ウエハステージにヒータを内蔵し、ウエハステージにより半導体ウエハWを加熱するようにしてもよい。
【００３０】
ここで、理想的には、半導体ウエハWとウエハステージ１２のそれぞれの中心が一致するように、搬送ロボットとウエハステージ１２との間で半導体ウエハWの受け渡しが行われるのが好ましい。しかし、実際には、搬送誤差によってウエハステージ１２と半導体ウエハWとの間に位置ずれが発生することがある。
【００３１】
そのため、ウエハステージ１２の上方には、このような位置ずれを把握するためのウエハ用アライメントカメラ４０が設けられる。そのウエハ用アライメントカメラ４０は半導体ウエハWの画像をウエハ画像信号Swとして後段に出力し、そのウエハ画像信号Swに基づいて上記の位置ずれが把握されることになる。
【００３２】
一方、ウエハステージ１２の上方に設けられたプローブカード３は、矩形状の開口３ａの縁に複数の探針８を有する。各探針８は、タングステン合金等からなる金属針よりなり、半導体ウエハWのチップ領域Rcに形成された試験パッドPに対応して設けられる。
【００３３】
更に、ウエハステージ１２の横には、透明加熱板（加熱部）２２の一部領域Rを通して探針８を観察するための探針用アライメントカメラ２０が設けられる。その探針用アライメントカメラ２０は、探針８の画像を探針画像信号Spとして後段に出力する機能を有する。
【００３４】
これら探針用アライメントカメラ２０と透明加熱板２２は、いずれもウエハステージ１２に固定されており、ウエハステージ１２と共にX-Y平面内を移動する。
【００３５】
図４は、この透明加熱板２２の上面図である。また、図５は、図４のI-I線に沿う断面図である。
【００３６】
図４に示されるように、透明加熱板２２は、石英板２３に抵抗加熱ヒータ２４を埋め込んでなり、抵抗加熱ヒータ２４に供給する電流I1を制御することにより任意の温度、例えば１００〜１５０℃程度に加熱される。
【００３７】
抵抗加熱ヒータ２４の配置の仕方は特に限定されない。但し、一部領域Rに抵抗加熱ヒータ２４が存在すると、ヒータ２４によって探針用アライメントカメラ２０の視界が遮られ、カメラ２０による探針８の観察を阻害してしまう。従って、一部領域Rを避けるようにして抵抗加熱ヒータ２４を設けるのが好ましい。
【００３８】
また、図示のように抵抗加熱ヒータ２４を蛇行させて設けることにより、石英板２３を均一に加熱することができる。
【００３９】
なお、透明加熱板２２の温度は、石英板２３の周縁に設けられた熱電対等の温度計２５により第１温度信号ST1に変換される。
【００４０】
このような構造の透明加熱板２２は、例えば、抵抗加熱ヒータ２４を収容した型枠内に溶融石英を流し込むことで作製され得る。
【００４１】
図６は、別の例に係る透明加熱板２２の断面図である。この例では、透明加熱板２２は、二枚の石英板２８、２９の間に抵抗加熱ヒータ２４を挟んでなる。この場合、各石英板２８、２９は、接着剤によって互いに接合される。
【００４２】
また、透明加熱板２２を構成する透明基板は石英板２３、２８、２９に限定されない。電気的試験は通常１００〜１５０℃の温度範囲で行われるので、耐熱温度が１５０℃以上で強度に問題の無い透明基板で透明加熱板２２を構成してもよい。更に、透明加熱板２２の全体が均一に加熱されるようにするため、熱伝導率が１以上の透明基板で透明加熱板２２を構成するのが好ましい。その場合、パーティクル源や汚染源とならない透明基板を用いることで、パーティクル等によって試験中の半導体ウエハWの歩留まりが低下するのを防止できる。
【００４３】
図７は、この試験装置の機能ブロック図である。
【００４４】
これに示されるように、本実施形態に係る試験装置は、統括制御部３０、座標確認／画像処理部３１、XYZドライバ動作指令部３２、及び温度コントローラ３３を備えた制御部５０を有する。
【００４５】
このうち、座標確認／画像処理部３１は、探針用アライメントカメラ２０で得られた探針画像信号Spを取り込むという機能の他に、探針用アライメントカメラ２０のレンズ系を制御してその焦点を探針８の先端に合わせる焦点補正を行い、その補正量ΔFLZ1を算出する機能を有する。なお、補正量ΔFLZ1は、探針８の先端に焦点を合わすために必要なレンズ系のZ方向の移動量である。
【００４６】
そして、座標確認／画像処理部３１では、探針画像信号Spに基づいて、プローバ本体１に固定された座標系（以下、装置座標系という）における複数の探針８の先端のそれぞれのX座標x1とY座標y1とを算出する。また、補正量ΔFLZ1に基づいて、装置座標系における複数の探針８の先端のそれぞれのZ座標z1が座標確認／画像処理部３１において算出される。
【００４７】
このようにして探針８の先端の位置座標(x1、y1、z1)を算出した後、複数の探針８のなかから代表となる探針８、例えば矩形状の開口３ａ（図３参照）の四隅に設けられた四つの探針８が選び出される。そして、これら代表の探針８の位置座標(x1、y1、z1)に基づいて、探針８の先端の重心座標(xg、yg、zg)が位置情報SLとして統括制御部３０に入力される。
【００４８】
その統括制御部３０は、ウエハ用アライメントカメラ４０を制御してそのレンズ系の焦点を半導体ウエハWの表面に合わせる焦点補正を行う機能も有する。その補正の仕方は探針用アライメントカメラ２０における焦点補正と同様であり、その補正に必要な補正量ΔFLZ2が統括制御部３０において算出される。
【００４９】
更に、統括制御部３０には、ウエハ用アライメントカメラ４０で得られたウエハ画像信号Swも入力される。
【００５０】
統括制御部３０では、このようにして得られた補正量ΔFLZ2とウエハ画像信号Swとに基づいて、ウエハステージ１２と半導体ウエハWのそれぞれの中心を結ぶベクトルを位置ずれ量(Δx、Δy、Δz)として求める。
【００５１】
そして、上記のようにして得られた探針８の重心座標(xg、yg、zg)と位置ずれ量(Δx、Δy、Δz)とに基づいて、半導体ウエハWの試験パッドPが探針８に触れるために必要なウエハステージ１２のX方向、Y方向、及びZ方向の移動量(xR、yR、zR)が統括制御部３０において算出される。
【００５２】
XYZドライバ動作指令部３２は、その移動量(xR、yR、zR)を含む移動信号SRに基づき、ウエハステージ１２に対して動作信号Smを出力する。これを受けて、ウエハステージ１２は、移動量(xR、yR、zR)だけ移動する。
【００５３】
ウエハステージ１２の移動量は、不図示の位置センサによってモニターされており、その位置センサから出力されるウエハステージ１２の実際の位置がセンサ情報SactとしてXYZドライバ動作指令部３２にフィードバックされる。
【００５４】
XYZドライバ動作指令部３２は、そのセンサ情報Sactに基づいてウエハステージ１２が実際に(xR、yR、zR)だけ移動したかどうかを確認する。そして、移動していない場合には、ウエハステージ１２に対して更に移動するように指示を出す。
【００５５】
一方、温度コントローラ３３は、第１温度信号ST1で透明加熱板２２の温度をモニターしながら、電流I1を制御することにより、透明加熱板２２を所定の温度に加熱する。
【００５６】
更に、温度コントローラ３３は、チャック１０に設けられた不図示の温度計から出力される第２温度信号ST2によりチャック１０の温度をモニターしつつ、チャック１０が備えるヒータに供給する電流I2を制御し、チャック１０を所定の温度に加熱する。
【００５７】
（２）試験方法
次に、このようなウエハの試験装置を用いた試験方法について説明する。
【００５８】
図８は、この試験方法について説明するためのフローチャートである。また、図９は、この試験方法を説明するための模式図である。
【００５９】
図８に示されるように、この試験方法は、主要ステップとしてステップS1〜S4を有する。
【００６０】
最初のステップS1では、図９（ａ）に示すように、透明加熱板２２からの輻射熱によりプローブカード３の探針８を加熱しながら、透明加熱板２２を通して探針用アライメントカメラ２０で探針８を観察することにより、該探針８の重心座標(xg、yg、zg)を含んだ位置情報SLを取得する。
【００６１】
なお、この時点では半導体ウエハWはウエハステージ１２の上に既に載置されており、チャック１０が内蔵するヒータによって所定の試験温度、例えば１００〜１５０℃程度にまで加熱されている。
【００６２】
そして、透明加熱板２２は、そのチャック１０と同じ温度に加熱されている。
【００６３】
ここで、このステップS1は、熱膨張後の探針８の先端の重心位置を求めることを目的としているので、透明加熱板２２によって探針８が十分に加熱されて熱飽和状態となり、熱膨張に伴う探針８やプローブカード２２自身の変形が収まった後に、上記の位置情報SLを取得するのが好ましい。
【００６４】
このように探針８を熱飽和状態にするには、探針８自身の温度を測定しなくても、熱飽和状態になるまでの加熱時間を予め求めておき、その加熱時間だけ加熱板２２により探針８を加熱すればよい。その加熱時間は、典型的には約１０分間である。
【００６５】
また、探針８の先端が透明加熱板２２に触れてしまうと、探針８が動いてしまいその位置を正確に把握することができない。よって、探針８の先端が透明加熱板２２に非接触の状態で位置情報SLを取得するのが好ましい。
【００６６】
更に、このように透明加熱板２２を通して探針用アライメントカメラ２０で探針８を観察することにより、透明基板２２による探針８の加熱と、カメラ２０による探針８の先端位置を読み取りとを容易に両立することができる。
【００６７】
次いで、ステップS2に移り、図７を参照して説明した方法により、ウエハステージ１２と半導体ウエハWとの位置ずれ量(Δx、Δy、Δz)を取得する。
【００６８】
なお、ステップS1とステップS2の順序を逆にして、ステップS2を行った後にステップS1を行うようにしてもよい。
【００６９】
次いで、ステップS3に移る。図９（ｂ）は、ステップS3の処理内容を模式的に示す図である。
【００７０】
そのステップS3では、位置ずれ量(Δx、Δy、Δz)と位置情報SLに含まれる探針８の重心座標(xg、yg、zg)とに基づいて、半導体ウエハWの試験パッドPが探針８に触れるために必要なウエハステージ１２の移動量(xR、yR、zR)を算出し、その移動量(xR、yR、zR)だけウエハステージ１２を移動させる。
【００７１】
図１０は、移動量(xR、yR、zR)の算出方法の一例を説明するための模式図である。
【００７２】
この例では、半導体ウエハWの中心OWから(xc、yc、zc)だけ離れたチップCに対して試験を行う場合を想定している。そして、装置座標系におけるウエハステージ１２の中心座標を(xs、ys、zs)とすると、図より(xR、yR、zR)＝(xg、yg、zg)−(xs、ys、zs)−(Δx、Δy、Δz)−(xc、yc、zc)と算出できる。
【００７３】
このような移動量(xR、yR、zR)だけウエハステージ１２を移動することにより、複数の探針８の重心とチップCの中心とが重なり、図９（ｂ）のように探針８が試験パッドPに触れることになる。
【００７４】
ところで、このように探針８を試験パッドPに接触させると、半導体ウエハWからの輻射熱等によって探針８は熱膨張しようとするが、熱飽和状態における探針８の位置情報SLに基づいて上記のようにウエハステージ１２を移動させたことで、熱膨張後の探針８が試験パッドPに丁度触れるようになり、しかも半導体ウエハWが加熱され続けている間は探針８が熱飽和状態にあるため、試験パッドPから探針８がずれることもない。
【００７５】
これにより、自身の熱膨張によって探針８がパッドPから外れるのを防ぐことができ、半導体ウエハWにおいてパッドP以外の部分、例えばポリイミドよりなるパッシベーション膜が傷つくのが防止され、傷によって半導体チップが不良となるのを抑止することができる。
【００７６】
特に、加熱板２２による探針８の加熱温度と、ウエハステージ１２による半導体ウエハWの加熱温度とを同じにすることで、試験パッドP上での探針８の熱膨張を実質的に無くすことができ、試験パッドPから探針８が外れるのを効果的に防止することができる。
【００７７】
その後に、ステップS4に移り、探針８から試験パッドPに試験電圧を印加することにより、半導体ウエハWが加熱された状態で電気的試験を行う。
【００７８】
既述のように、探針８は熱飽和状態にあるので、試験中に探針８が試験パッドPから外れることはなく、探針８から試験パッドPに試験電圧を良好に印加することができる。
【００７９】
以上により、本実施形態に係るウエハの試験方法の主要ステップが終了した。
【００８０】
このように、本実施形態によれば、透明加熱板２２により探針８を予め熱飽和状態になるまで加熱し、その状態で探針８の位置情報SLを取得した。そして、その位置情報SLに基づき、探針８が試験パッドPに触れるようにプローブカード３と半導体ウエハWとの位置合わせをしたので、加熱されている半導体ウエハWからの輻射熱によって熱膨張した後の探針８が試験パッドPに丁度触れるようになり、試験の前や試験の最中に探針８が試験パッドPから外れるのを防止できる。
【００８１】
以下に、本発明の特徴を付記する。
【００８２】
（付記１） 複数の探針が設けられたプローブカードと、
ウエハを加熱すると共に、前記プローブカードに対向する位置に移動可能なウエハステージと、
加熱部と、
前記探針を観察するカメラとを有し、
前記加熱部により前記探針を加熱しながら前記探針を前記カメラで観察することにより前記探針の位置情報を取得し、該位置情報に基づいて、前記ウエハの試験パッドが前記探針に触れる位置に前記ウエハステージを移動させることを特徴とするウエハの試験装置。
【００８３】
（付記２） 前記探針が熱飽和状態になるまで該探針を前記加熱部により加熱し、
前記位置情報を、前記探針が熱飽和状態になっているときに取得することを特徴とする付記１に記載のウエハの試験装置。
【００８４】
（付記３） 前記複数の探針のなかから複数の代表を抽出し、該複数の代表の探針のそれぞれの先端を前記カメラにより観察して、前記複数の先端の重心座標を前記位置情報として取得することを特徴とする付記１に記載のウエハの試験装置。
【００８５】
（付記４） 前記カメラの焦点を前記探針の先端に合わせる焦点補正を行い、その補正量に基づいて前記探針の鉛直方向の位置座標を求め、該位置座標を前記位置情報の一部として取得することを特徴とする付記１に記載のウエハの試験装置。
【００８６】
（付記５） 前記カメラで前記探針を観察するとき、前記探針と前記加熱部とを非接触とすることを特徴とする付記１に記載のウエハの試験装置。
【００８７】
（付記６） 前記加熱部の一部が透明であり、該一部を通して前記カメラが前記探針を観察することを特徴とする付記１に記載のウエハの試験装置。
【００８８】
（付記７） 前記加熱部は、前記一部を避けて設けられたヒータを有することを特徴とする付記６に記載のウエハの試験装置。
【００８９】
（付記８） 前記加熱部は、石英板に前記ヒータを埋め込んでなることを特徴とする付記７に記載のウエハの試験装置。
【００９０】
（付記９） 前記加熱部は、二枚の石英板の間に前記ヒータを挟んでなることを特徴とする付記７に記載のウエハの試験装置。
【００９１】
（付記１０） 前記ウエハステージ、前記カメラ、及び前記加熱部は、互いに固定されていることを特徴とする付記１に記載のウエハの試験装置。
【００９２】
（付記１１） 前記ウエハは半導体ウエハであることを特徴とする付記１に記載のウエハの試験装置。
【００９３】
（付記１２） 加熱部によりプローブカードの探針を加熱しながら該探針を観察することにより、該探針の位置情報を取得するステップと、
前記位置情報に基づいて、ウエハステージ上で加熱されているウエハの試験パッドが前記探針に触れる位置に前記ウエハステージを移動させるステップと、
前記ウエハステージを移動させた後、前記探針から前記試験パッドに試験電圧を印加することにより、前記ウエハが加熱された状態で該ウエハに対して電気的試験を行うステップと、
を有することを特徴とするウエハの試験方法。
【００９４】
（付記１３） 前記位置情報を取得するステップにおいて、前記加熱部による加熱で前記探針が熱飽和状態になっているときに、前記位置情報を取得することを特徴とする付記１２に記載のウエハの試験方法。
【００９５】
（付記１４） 前記位置情報を取得するステップにおいて、前記複数の探針のなかから複数の代表を抽出し、該複数の代表の探針のそれぞれの先端を観察して、前記複数の先端の重心座標を前記位置情報として取得することを特徴とする付記１２に記載のウエハの試験方法。
【００９６】
（付記１５） 前記加熱部の一部が透明であり、
前記位置情報を取得するステップは、前記加熱部の前記一部を通して前記探針をカメラにより観察して行われることを特徴とする付記１２に記載のウエハの試験方法。
【００９７】
（付記１６） 前記位置情報を取得するステップにおいて、前記カメラの焦点を前記探針の先端に合わせる焦点補正を行い、その補正量に基づいて前記探針の鉛直方向の位置座標を求め、該位置座標を前記位置情報の一部として取得することを特徴とする付記１５に記載のウエハの試験方法。
【００９８】
（付記１７） 前記カメラで前記探針を観察するとき、前記探針と前記加熱部とを非接触とすることを特徴とする付記１５に記載のウエハの試験装置。
【００９９】
（付記１８） 前記加熱部による前記探針の加熱温度と、前記ウエハステージによる前記ウエハの加熱温度とを同じにすることを特徴とする付記１２に記載のウエハの試験方法。
【０１００】
（付記１９） 前記ウエハステージと前記ウエハとの位置ずれ量を取得するステップを更に有し、
前記ウエハステージを移動させるステップにおいて、前記位置ずれ量と前記位置情報の両方に基づいて、前記試験パッドが前記探針に触れる位置に前記ウエハステージを移動させることを特徴とする付記１２に記載のウエハの試験方法。
【０１０１】
（付記２０） 前記位置ずれ量を取得するステップは、前記ウエハステージと前記ウエハとの位置ずれをカメラで把握することにより行われることを特徴とする付記１９に記載のウエハの試験方法。
【図面の簡単な説明】
【０１０２】
【図１】図１は、本発明の実施の形態に係るウエハの試験装置の全体斜視図である。
【図２】図２は、本発明の実施の形態に係るウエハの試験装置の試験中の全体斜視図である。
【図３】図３は、プローバ本体の内部の斜視図である。
【図４】図４は、透明加熱板の上面図である
【図５】図５は、図４のI-I線に沿う断面図である。
【図６】図６は、別の例に係る透明加熱板の断面図である。
【図７】図７は、本発明の実施の形態に係るウエハの試験装置の機能ブロック図である。
【図８】図８は、本発明の実施の形態に係るウエハの試験方法について説明するためのフローチャートである。
【図９】図９（ａ）、（ｂ）は、本発明の実施の形態に係るウエハの試験方法を説明するための模式図である。
【図１０】図１０は、本発明の実施の形態に係るウエハの試験方法において、ウエハステージの移動量の算出方法の一例を説明するための模式図である。
【符号の説明】
【０１０３】
１…プローバ本体、２…テストヘッド、２ａ…軸、３…プローブカード、３ａ…開口、３ｂ…試験端子、８…探針、１０…チャック、１２…ウエハステージ、１４…X軸ガイドレール、１５…Y軸ガイドレール、１６…ピン、２０…探針用アライメントカメラ、２２…透明加熱板、２３、２８、２９…石英板、２４…ヒータ、２５…温度計、３０…統括制御部、３１…座標確認／画像処理部、３２…XYZドライバ動作指令部、３３…温度コントローラ、４０…ウエハ用アライメントカメラ、５０…制御部。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の探針が設けられたプローブカードと、
ウエハを加熱すると共に、前記プローブカードに対向する位置に移動可能なウエハステージと、
加熱部と、
前記探針を観察するカメラとを有し、
前記加熱部により前記探針を加熱しながら前記探針を前記カメラで観察することにより前記探針の位置情報を取得し、該位置情報に基づいて、前記ウエハの試験パッドが前記探針に触れる位置に前記ウエハステージを移動させることを特徴とするウエハの試験装置。
【請求項２】
前記探針が熱飽和状態になるまで該探針を前記加熱部により加熱し、
前記位置情報を、前記探針が熱飽和状態になっているときに取得することを特徴とする請求項１に記載のウエハの試験装置。
【請求項３】
前記加熱部の一部が透明であり、該一部を通して前記カメラが前記探針を観察することを特徴とする請求項１に記載のウエハの試験装置
【請求項４】
加熱部によりプローブカードの探針を加熱しながら該探針を観察することにより、該探針の位置情報を取得するステップと、
前記位置情報に基づいて、ウエハステージ上で加熱されているウエハの試験パッドが前記探針に触れる位置に前記ウエハステージを移動させるステップと、
前記ウエハステージを移動させた後、前記探針から前記試験パッドに試験電圧を印加することにより、前記ウエハが加熱された状態で該ウエハに対して電気的試験を行うステップと、
を有することを特徴とするウエハの試験方法。
【請求項５】
前記位置情報を取得するステップにおいて、前記加熱部による加熱で前記探針が熱飽和状態になっているときに、前記位置情報を取得することを特徴とする請求項４に記載のウエハの試験方法。
【請求項１】
複数の探針が設けられたプローブカードと、
ウエハを加熱すると共に、前記プローブカードに対向する位置に移動可能なウエハステージと、
加熱部と、
前記探針を観察するカメラとを有し、
前記加熱部により前記探針を加熱しながら前記探針を前記カメラで観察することにより前記探針の位置情報を取得し、該位置情報に基づいて、前記ウエハの試験パッドが前記探針に触れる位置に前記ウエハステージを移動させることを特徴とするウエハの試験装置。
【請求項２】
前記探針が熱飽和状態になるまで該探針を前記加熱部により加熱し、
前記位置情報を、前記探針が熱飽和状態になっているときに取得することを特徴とする請求項１に記載のウエハの試験装置。
【請求項３】
前記加熱部の一部が透明であり、該一部を通して前記カメラが前記探針を観察することを特徴とする請求項１に記載のウエハの試験装置
【請求項４】
加熱部によりプローブカードの探針を加熱しながら該探針を観察することにより、該探針の位置情報を取得するステップと、
前記位置情報に基づいて、ウエハステージ上で加熱されているウエハの試験パッドが前記探針に触れる位置に前記ウエハステージを移動させるステップと、
前記ウエハステージを移動させた後、前記探針から前記試験パッドに試験電圧を印加することにより、前記ウエハが加熱された状態で該ウエハに対して電気的試験を行うステップと、
を有することを特徴とするウエハの試験方法。
【請求項５】
前記位置情報を取得するステップにおいて、前記加熱部による加熱で前記探針が熱飽和状態になっているときに、前記位置情報を取得することを特徴とする請求項４に記載のウエハの試験方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【公開番号】特開２００８−３００６５５（Ｐ２００８−３００６５５Ａ）
【公開日】平成２０年１２月１１日（２００８．１２．１１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−１４５５５６（Ｐ２００７−１４５５５６）
【出願日】平成１９年５月３１日（２００７．５．３１）
【出願人】（３０８０１４３４１）富士通マイクロエレクトロニクス株式会社 (2,507)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２０年１２月１１日（２００８．１２．１１）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年５月３１日（２００７．５．３１）
【出願人】（３０８０１４３４１）富士通マイクロエレクトロニクス株式会社 (2,507)
【Ｆターム（参考）】
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