JP2020181970A - 検査装置及びプローブカードの温度調整方法 - Google Patents

Abstract

【課題】プローブカードに多数のプローブが配設されている場合でも、当該プローブカードの事前温度調整のときにプローブの先端位置が安定したか否か判定可能とする。【解決手段】検査対象基板を検査する検査装置であって、前記検査対象基板に接触するプローブを有するプローブカードと、前記プローブを介して、前記検査対象基板との間で検査に関する電気的信号を送受するように構成されたテスタと、前記プローブカードと前記テスタとの間を電気的に接続し且つ少なくともその一部が前記プローブに電気的に接続される複数の導通ラインと、前記プローブカードに形成され、電気抵抗器として機能する抵抗部と、を有し、前記テスタは、さらに、前記導通ラインを介した電気的信号に基づいて、前記抵抗部の抵抗を測定するように構成されている。【選択図】図５

Description

本開示は、検査装置及びプローブカードの温度調整方法に関する。

特許文献１には、ウェハ表面に形成した半導体回路を、ウェハの裏面から加熱しながらプローブカードに設けたプローブを接触させて検査を行う検査装置が開示されている。この検査装置は、ウェハを固定する支持台と、支持台に設けられたウェハを加熱する第１のヒータと、プローブカードのウェハと接触しない面を加熱する第２のヒータとを有している。また、特許文献１には、プローブカードの表裏の両面に熱電対を取り付け、熱電対を用いた計測結果に基づいて、プローブカードの両面の温度差が小さくなるように第２のヒータの駆動回路を制御する、ことが開示されている。

特開２０００−１３８２６８号公報

本開示にかかる技術は、プローブカードに多数のプローブが配設されている場合でも、当該プローブカードの事前温度調整のときにプローブの先端位置が安定したか否か判定可能とする。

本開示の一態様は、検査対象基板を検査する検査装置であって、前記検査対象基板に接触するプローブを有するプローブカードと、前記プローブを介して、前記検査対象基板との間で検査に関する電気的信号を送受するように構成されたテスタと、前記プローブカードと前記テスタとの間を電気的に接続し且つ少なくともその一部が前記プローブに電気的に接続される複数の導通ラインと、前記プローブカードに形成され、電気抵抗器として機能する抵抗部と、を有し、前記テスタは、さらに、前記導通ラインを介した電気的信号に基づいて、前記抵抗部の抵抗を測定するように構成されている。

本開示によれば、プローブカードに多数のプローブが配設されている場合でも、当該プローブカードの事前温度調整のときにプローブの先端位置が安定したか否か判定することができる。

本実施形態にかかる検査装置の構成の概略を示す上面横断面図である。 本実施形態にかかる検査装置の構成の概略を示す正面縦断面図である。 各分割領域内の構成を示す正面縦断面図である。 図３の部分拡大図である。 テスタの下方に位置するプローブカードの周囲の構成を示す部分拡大側面図である。 短絡ラインの一例の平面図である。 短絡ラインの周囲を示す平面図である。 検査装置を用いた検査処理の一例を説明するためのフローチャートである。 短絡ラインの他の例を示す平面図である。 短絡ラインの他の例を示す平面図である。 短絡ラインの他の例を示す平面図である。 短絡ラインの他の例を示す平面図である。

半導体製造プロセスでは、半導体ウェハ（以下、「ウェハ」という。）上に回路パターンを持つ多数の半導体デバイスが形成される。形成された半導体デバイスは、電気的特性等の検査が行われ、良品と不良品とに選別される。半導体デバイスの検査は、例えば、各半導体デバイスに分割される前のウェハの状態で、検査装置を用いて行われる。

検査装置は、ウェハが載置される載置台と、多数のプローブを有するプローブカードを備える。電気的特性の検査の際はまず、載置台に載置されたウェハとプローブカードとが近づけられ、ウェハに形成されている半導体デバイスの各電極にプローブカードのプローブが接触する。この状態で、プローブカードの上方に設けられたテスタから各プローブを介して半導体デバイスに電気信号が供給される。そして、各プローブを介して半導体デバイスからテスタが受信した電気信号に基づいて、当該半導体デバイスが不良品か否か選別される。

近年では、半導体デバイスの電気的特性を検査する際、当該半導体デバイスの実装環境を再現するために、載置台内の冷媒流路やヒータによって載置台の温度を調整して、これにより、載置台に載置されたウェハの温度を調整することがある。

ところで、電子デバイスの電気的特性の検査を高温や低温で行う場合、ウェハは熱膨張または熱収縮する。また、ウェハからの熱がプローブを含むプローブカードに伝熱されるため、プローブカードも熱膨張または熱収縮する。しかし、両者の熱膨張率が異なるため、常温時と高温時または低温時とで半導体デバイスとプローブとの相対位置がずれ、高温時や低温時に正確な電気的特性の検査を行うことができなくなる場合がある。

そこで、電気的特性の検査の前に、プローブカードの温度調整（以下、「事前温度調整」という。）を行うことがある。プローブカードの事前温度調整では、例えば、予め加熱された載置台とプローブとを近づけ、当該プローブの先端の位置が安定するまで当該プローブが加熱される。

プローブカードの事前温度調整は、その調整方法やプローブカードの種類によっては長時間を必要とする。
また、従来、プローブの先端位置が安定したか否かを検知する機能が検査装置には実装されていないため、上記事前温度調整を、余裕を見込んだ時間に亘って行うこととしていた。しかし、この方法では、上記事前温度調整がさらに長時間化するため、検査のスループットが低下してしまう。
特許文献１のように、プローブカードに熱電対を設けることで、熱電対を用いた測定結果に基づいて、プローブカードの温度が安定しプローブの先端位置が安定したか否か判定することはできる。しかし、プローブカードの下面にプローブが多数配設されている場合、プローブカードの下面に熱電対を設けることができない。また、プローブカードの下面にプローブが多数配設されている場合、プローブカードの上面には、プローブに対応した電極パッドが設けられているため、当該上面にも熱電対を設けることができない。さらに、装置内においてプローブカードを上方から吸着保持する検査装置の場合、プローブカードと当該プローブカードの直上の構造部材とは、非常に近接している。この点からも、プローブカードの上面に熱電対を設けることは難しい。

そこで、本開示にかかる技術は、プローブカードに多数のプローブが配設されている場合でも、当該プローブカードの事前温度調整のときにプローブの先端位置が安定したか否か判定可能とする。

以下、本実施形態にかかる検査装置及びプローブカードの温度調整方法について、図面を参照しながら説明する。なお、本明細書及び図面において、実質的に同一の機能構成を有する要素においては、同一の符号を付することにより重複説明を省略する。

図１及び図２はそれぞれ、本実施形態にかかる検査装置の構成の概略を示す上面横断面図及び正面縦断面図である。

図１及び図２に示されるように、検査装置１は、筐体１０を有し、該筐体１０には、搬入出領域１１、搬送領域１２、検査領域１３が設けられている。搬入出領域１１は、検査装置１に対して検査対象基板としてのウェハＷの搬入出が行われる領域である。搬送領域１２は、搬入出領域１１と検査領域１３とを接続する領域である。また、検査領域１３は、ウェハＷに形成された検査対象デバイスとしての半導体デバイスの電気的特性検査が行われる領域である。

搬入出領域１１には、複数のウェハＷを収容したカセットＣを受け入れるポート２０、後述のプローブカードを収容するローダ２１、検査装置１の各構成要素を制御する制御部２２が設けられている。制御部２２は、例えばＣＰＵやメモリ等を備えたコンピュータにより構成され、プログラム格納部（図示せず）を有している。プログラム格納部には、検査装置１における各種処理を制御するプログラムが格納されている。なお、上記プログラムは、コンピュータに読み取り可能な記憶媒体に記録されていたものであって、当該記憶媒体から制御部２２にインストールされたものであってもよい。プログラムの一部または全ては専用ハードウェア（回路基板）で実現してもよい。

搬送領域１２には、ウェハＷ等を保持した状態で自在に移動可能な搬送装置３０が配置されている。この搬送装置３０は、搬入出領域１１のポート２０内のカセットＣと、検査領域１３との間でウェハＷの搬送を行う。また、搬送装置３０は、検査領域１３内の後述のポゴフレーム７０（図４参照）に固定されたプローブカードのうちメンテナンスを必要とするものを搬入出領域１１のローダ２１へ搬送する。さらに、搬送装置３０は、新規な又はメンテナンス済みのプローブカードをローダ２１から検査領域１３内の上記ポゴフレーム７０へ搬送する。

検査領域１３は、テスタ４０が複数設けられている。具体的には、検査領域１３は、図２に示すように、鉛直方向に３つに分割され、各分割領域１３ａには、水平方向（図のＸ方向）に配列された４つのテスタ４０からなるテスタ列が設けられている。また、各分割領域１３ａには、１つのアライナ５０と、１つのカメラ６０が設けられている。なお、テスタ４０、アライナ５０、カメラ６０の数や配置は任意に選択できる。

テスタ４０は、電気的特性検査用の電気信号をウェハＷとの間で送受するものである。
アライナ５０は、ウェハＷが載置される載置台としての後述のチャックトップ５１を移動させるものであり、テスタ４０の下方の領域内を移動自在に設けられている。具体的には、アライナ５０は、チャックトップ５１が載置された状態で、上下方向（図のＺ方向）、前後方向（図のＹ方向）及び左右方向（図のＸ方向）に移動可能に構成されている。したがって、アライナ５０は、チャックトップ５１とプローブカードとの位置調整等を行う位置調整機構として機能する。なお、アライナ５０は、チャックトップ５１を真空吸着等により着脱自在に保持可能に構成され、プローブカードを撮像するカメラ６１を備えている。
カメラ６０は、水平に移動し、当該カメラ６０が設けられた分割領域１３ａ内の各テスタ４０の前に位置して、アライナ５０上のチャックトップ５１に載置されたウェハＷを撮像する。
カメラ６０とカメラ６１の協働により、プローブカードのプローブとウェハＷに形成された半導体デバイスの電極パッドとの位置合わせを行うことができる。

この検査装置１では、搬送装置３０が一のテスタ４０へ向けてウェハＷを搬送している間に、他のテスタ４０は他のウェハＷに形成された電子デバイスの電気的特性の検査を行うことができる。

続いて、図３〜図５を用いて、テスタ４０の周囲の構成について説明する。図３は、各分割領域１３ａ内の構成を示す正面縦断面図である。図４は、図３の部分拡大図である。図５はテスタ４０の下方に位置するプローブカードの周囲の構成を示す部分拡大側面図であり、後述のポゴフレームの図示を省略し、また、後述のポゴブロックのうちポゴピンのみを示している。

テスタ４０は、図３及び図４に示すように、水平に設けられたテスタマザーボード４１を底部に有する。テスタマザーボード４１には、複数の検査回路基板（図示せず）が立設状態で装着されている。また、テスタマザーボード４１の底面には複数の電極が設けられている。
さらに、テスタ４０の下方には、ポゴフレーム７０とプローブカード８０とがそれぞれ１つずつ上側からこの順で設けられている。

ポゴフレーム７０は、プローブカード８０を支持すると共に、当該プローブカード８０とテスタ４０とを電気的に接続するものであり、テスタ４０とプローブカード８０との間に位置するように配設されている。このポゴフレーム７０は、テスタ４０とプローブカード８０とを電気的に接続するポゴピン７１を有し、具体的には、多数のポゴピン７１を保持するポゴブロック７２を有する。また、ポゴフレーム７０は、ポゴブロック７２が挿篏されることによりポゴピン７１が取り付けられる取付孔７３ａが形成されたフレーム本体７３を有する。

ポゴフレーム７０の下面には、プローブカード８０が、位置合わせされた状態で支持される。
また、ポゴフレーム７０の下面には、プローブカード８０の取り付け位置を囲繞するように、鉛直方向に伸縮可能に構成された載置台支持部としてのベローズ７４が取り付けられている。このベローズ７４により、電気的特性検査時に、後述のチャックトップ５１上のウェハＷをプローブカード８０の後述のプローブ８２に接触させた状態で、プローブカード８０とウェハＷを含む密閉空間を形成することができる。また、このベローズ７４により、プローブカード８０の事前温度調整時等に、プローブカード８０とチャックトップ５１との間の空間を密閉することもできる。

なお、排気機構（図示せず）によって、テスタマザーボード４１はポゴフレーム７０に真空吸着され、プローブカード８０は、ポゴフレーム７０に真空吸着される。これら真空吸着を行うための真空吸引力により、ポゴフレーム７０の各ポゴピン７１の下端は、プローブカード８０の後述のカード本体８１の上面における、対応する電極パッドに接触し、各ポゴピン７１の上端は、テスタマザーボード４１の下面の対応する電極に押し付けられる。

プローブカード８０は、複数の電極パッドが上面に設けられた円板状のカード本体８１と、カード本体８１の下面から下方へ向けて延びる複数の針状の端子であるプローブ８２とを有する。
カード本体８１の上面に設けられた上述の複数の電極パッドはそれぞれ対応するプローブ８２と電気的に接続されている。また、検査時には、プローブ８２はそれぞれ、ウェハＷに形成された半導体デバイスの電極パッドや半田バンプと接触する。したがって、電気的特性検査時には、ポゴピン７１、カード本体８１の上面に設けられた電極及びプローブ８２を介して、テスタマザーボード４１とウェハＷ上の半導体デバイスとの間で、検査にかかる電気信号が送受される。
なお、検査装置１は、ウェハＷに形成された複数の半導体デバイスの電気的特性検査を一括で行うために、プローブ８２は、カード本体８１の下面略全体を覆うように多数設けられている。

上述のプローブカード８０の下方の位置に、ベローズ７４を介してチャックトップ５１が支持される。
チャックトップ５１は、ウェハＷが載置されると共に該載置されたウェハＷを吸着等により保持する。このチャックトップ５１には、温度調整機構５２が埋設されている。温度調整機構５２は、電気的特性検査の際にチャックトップ５１の温度調整を行うことにより、チャックトップ５１に載置されたウェハＷの電気的特性時の温度を例えば−３０℃〜＋１５０℃に調整すること等ができる。なお、温度調整機構５２は、例えば、通電により発熱する電気ヒータや、冷却媒体が通流する冷媒流路、または、これらの組み合わせから構成される。

電気的特性検査の際には、ウェハＷが載置されたチャックトップ５１がアライナ５０により上昇され、プローブカード８０のプローブ８２とウェハＷとが接触した状態となる。
また、電気的特性検査の際等において、チャックトップ５１が上昇されることで、ベローズ７４の下面がシール部材（図示せず）によりチャックトップ５１と密着し、チャックトップ５１とポゴフレーム７０とベローズ７４で規定される検査空間Ｓが密閉空間となる。この検査空間を真空引きすると共に、アライナ５０によるチャックトップ５１の保持を解除し、アライナ５０を下方に移動させることにより、チャックトップ５１がアライナ５０から分離され、ポゴフレーム７０側に吸着される。

上述の各構成部材を有する検査装置１では、電気的特性検査におけるウェハＷの設定温度の変更があったとき等に、検査の前に、チャックトップ５１に埋設された温度調整機構５２を用いて、プローブカード８０の事前温度調整が行われる。
そして、この事前温度調整のときに、プローブカード８０の温度が安定したか否か、すなわち、プローブ８２の先端位置が安定したか否かを判定するために、図５に示すように、プローブカード８０に抵抗部としての短絡ライン８３が形成されている。前述のポゴピン７１は、言い換えると、プローブカード８０とテスタ４０とを電気的に接続する導通ラインであるが、短絡ライン８３は、一対の導通ライン間すなわち一対のポゴピン７１間を電気的に接続し短絡する導電パターンであると共に、一対の導通ライン間すなわち一対のポゴピン７１間の電気抵抗器として機能する。短絡ライン８３を構成する導電パターンは、例えばポゴピン７１の下端が接触する電極パッドと同じ材料（例えば銅等の金属材料）から、薄膜状且つ線状に形成されている。短絡ライン８３の厚さは例えば数μｍ〜数十μｍである。また、短絡ライン８３の形成位置は、例えばプローブカード８０のカード本体８１の上面において、電極パッドが形成されている中央領域内である。短絡ライン８３によって短絡される一対のポゴピン７１は、プローブ８２と電気的に接続されていない。

事前温度調整時にプローブカード８０が伸縮した際に、具体的には、事前温度調整時にカード本体８１が伸縮した際に、短絡ライン８３も同様に伸縮し当該短絡ライン８３の電気抵抗は変化する。また、事前温度調整時にプローブカード８０の温度が変化することによって、短絡ライン８３の温度も変化するため、温度依存性のある短絡ライン８３の電気抵抗は変化する。
そのため、検査装置１では、テスタ４０が、短絡ライン８３により短絡されたポゴピン７１を介した電気的信号に基づいて、当該短絡ライン８３の電気抵抗を測定する。具体的には、テスタ４０が、短絡ライン８３によりプローブカード８０側の端部が短絡された、一対のポゴピン７１のテスタ４０側の端部間の電気抵抗を測定する。そして、テスタ４０が、上記電気抵抗の測定結果に基づいて、プローブカード８０の温度が安定しプローブ８２の先端位置が安定したか否か、を判定する。なお、短絡ライン８３の電気抵抗を温度変化に対して鋭敏にするため、短絡ライン８３内に高抵抗導電体を介在させてもよい。

また、短絡ライン８３は、薄く且つ平面視において小さく形成可能な導電パターンで構成されているため、プローブカード８０に多数のプローブ８２が形成されていても、プローブカード８０に短絡ライン８３を形成することができる。

図６は、短絡ライン８３の一例の平面図であり、図７は短絡ライン８３の周囲を示す平面図である。
短絡ライン８３は、図６に示すように、その長さが、ポゴピン７１の下端間の距離Ｌ_０より大きくなるように形成されている。具体的には、短絡ライン８３は、その長さが、ポゴピン７１の下端間の距離Ｌ_０より大きくなるように、平面視において繰り返し折り返す折り返し形状の折り返しパターン８３ａを有する。折り返しパターン８３ａの折り返し方向は、例えば、プローブカード８０のカード本体８１の径方向である。プローブカード８０のカード本体８１の寸法は、事前温度調整の際に、周方向に比べ径方向へ大きく変化する。したがって、上述のように、折り返しパターン８３ａの折り返し方向を、カード本体８１の径方向とすることで、事前温度調整でのカード本体８１の温度変化が小さくても、折り返しパターン８３ａを有する短絡ライン８３の長さが大きく変化し、その電気抵抗も大きく変化する。したがって、電気抵抗の測定結果に基づくプローブ８２の先端位置が安定したか否かの判定をより正確に行うことができる。

また、折り返しパターン８３ａの両端にはそれぞれ、ポゴピン７１の下端が当接する電極パッド８３ｂが設けられている。
なお、プローブカード８０のカード本体８１の上面には、図７に示すように、多数の電極パッドＰが規則的に形成されている。この多数の電極パッドＰには、プローブ８２と電気的に接続されないものが含まれており、このプローブ８２と電気的に接続されない電極パッドＰが、短絡ライン８３の電極パッド８３ｂとして用いられる。
電極パッドＰの寸法は例えば平面視０．６ｍｍ×０．６ｍｍであり、電極パッドＰの形成ピッチは例えば３ｍｍである。また、折り返しパターン８３ａは、例えば平面視２ｍｍ×２ｍｍの領域内に形成され、折り返しパターン８３ａの線幅は例えば０．１ｍｍである。

次に検査装置１を用いた検査処理について図８を用いて説明する。図８は、上記検査処理の一例を説明するためのフローチャートである。なお、以下の説明では、ウェハＷが載置されていないチャックトップ５１が、全てのテスタ４０に対し、すなわち、全てのポゴフレーム７０に対し取り付けられた状態から、処理が開始するものとする。

（温度設定）
電気的特性検査の際は、まず、ユーザ操作等に基づいて、当該検査時のウェハＷの設定温度が、新規に設定され、または変更され設定される（ステップＳ１）。電気的特性検査時のウェハＷの設定温度は、分割領域１３ａ毎に共通である。

（事前温度調整）
そして、電気的特性検査に先立って、制御部２２の制御の下、プローブカード８０の事前温度調整が行われる（ステップＳ２）。具体的には、温度調整機構５２が制御部２２により制御され、ウェハＷが載置されておらずポゴフレーム７０に取り付けられたチャックトップ５１が、電気的特性検査時のウェハＷの設定温度に対応する温度に調整される。この温度調整されたチャックトップ５１による加熱または当該チャックトップ５１による冷却によって、プローブカード８０の温度調整が行われる。この温度調整の際、チャックトップ５１とプローブ８２とを離間させた状態で、輻射によりプローブカード８０が加熱又は冷却される。また、チャックトップ５１とプローブ８２とを当接させ、上記輻射とプローブ８２とを介した伝熱によりプローブカード８０の加熱又は冷却を行うようにしてもよい。

（電気抵抗の測定）
プローブカード８０の温度調整中、短絡ライン８３の電気抵抗が、テスタ４０によって測定される（ステップＳ３）。例えば、上記電気抵抗が、テスタ４０のテスタマザーボード４１に設けられた電気抵抗測定回路によって測定される。

（判定）
そして、上記電気抵抗の測定結果に基づいて、プローブカード８０の温度が安定したか否か、すなわち、プローブ８２の先端位置が安定したか否かが、テスタ４０により判定される（ステップＳ４）。例えば、測定された上記抵抗率の単位時間当たりの変化量（の絶対値）が閾値以下となった場合に、プローブ８２の先端位置が安定したと判定される。
また、上記電気抵抗の測定結果に基づいて、短絡ライン８３の温度が算出され、当該温度がプローブカード８０の温度と推定されるようにしてもよい。そして、上記温度の推定結果に基づいて、プローブカード８０の温度が予め定められた温度に達したか否かが判定され、達した時点でプローブ８２の先端位置が安定したと判定されるようにしてもよい。

プローブ８２の先端位置が安定した、と判定されない場合（ＮＯの場合）、処理はステップＳ２に戻され、プローブカード８０の事前温度調整が継続される。
一方、プローブ８２の先端位置が安定した、と判定された場合（ＹＥＳの場合）、プローブカード８０の事前温度調整が終了する。

（位置合わせ）
プローブカード８０の温度調整後、検査対象のウェハＷとプローブカード８０との位置合わせが行われる（ステップＳ５）。具体的には、搬送装置３０等が制御部２２により制御され、搬入出領域１１のポート２０内のカセットＣからウェハＷが取り出されて、検査領域１３内に搬入され、アライナ５０上のチャックトップ５１上に載置される。次いで、アライナ５０、カメラ６０、６１が制御部２２により制御され、カメラ６０でのウェハＷの撮像結果とカメラ６１によるプローブ８２の撮像結果とに基づいて、チャックトップ５１上のウェハＷとプローブカード８０との水平方向にかかる位置合わせが行われる。続いて、プローブカード８０のプローブ８２とウェハＷに形成された半導体デバイスの電極とが接触するまでチャックトップ５１が上昇される。その後、プローブ８２と上記電極が接触した状態で、バキューム機構（図示せず）が駆動されると共にアライナ５０が下降され、これにより、チャックトップ５１が切り離され、当該チャックトップ５１がポゴフレーム７０に吸着される。
なお、プローブ８２と半導体デバイスの電極とを接触させる前に、温度調整機構５２が制御部２２に制御され、電気的特性検査時のウェハＷの設定温度に、ウェハＷが温度調整される。
また、カメラ６１でプローブ８２を撮像する際に、複数回撮像が行われるようにし、この撮像結果に基づいて、プローブ８２の先端位置が実際に安定したか否かの判定が行われるようにしてもよい。実際に安定していない場合は、検査処理が中断されるようにしてもよい。

（検査）
上記位置合わせ後、テスタ４０からポゴピン７１等を介してプローブ８２に電気的特性検査用の電気信号が入力され、電子デバイスの電気的特性検査が開始される（ステップＳ６）。検査中は、制御部２２により温度調整機構５２が制御され、チャックトップ５１に載置されたウェハＷの温度が、設定温度に調整される。
この電気的特性検査の際にも、短絡ライン８３の電気抵抗が測定されるようにしてもよい。この電気抵抗の測定結果に基づいて、例えば、半導体デバイスの異常発熱によりプローブカード８０の温度が変化しているか否かの判定を、テスタ４０や制御部２２で行うことができる。なお、上記異常発熱は、例えば、半導体デバイス内で短絡が生じているときに発生する。

電気的特性検査が完了すると、アライナ５０や搬送装置３０等が制御部２２に制御され、ウェハＷがポート２０内のカセットＣに戻される。
なお、一のテスタ４０での検査中、アライナ５０によって、他のテスタ４０へのウェハＷの搬送や他のテスタ４０からのウェハＷの回収が行われる。

以上のように、本実施形態では、検査装置１が、ウェハＷに接触するプローブ８２を有するプローブカード８０と、プローブ８２を介して、ウェハＷとの間で検査に関する電気的信号を送受するように構成されたテスタ４０と、備える。さらに、検査装置１は、プローブカード８０とテスタ４０との間を電気的に接続する一対のポゴピン７１と、プローブカード８０に形成され、ポゴピン７１間の電気抵抗器として機能する抵抗部としての短絡ライン８３とを備える。そして、検査装置１では、テスタ４０が、さらに、上記ポゴピン７１を介した電気的信号に基づいて短絡ライン８３の電気抵抗を測定するように構成されている。上記電気抵抗は、プローブカード８０の温度変化に応じた伸縮や電気抵抗率の変化により増減するので、本実施形態によれば、上記電気抵抗の測定結果に基づいて、プローブカード８０の温度が安定したか否か、すなわち、プローブ８２の先端位置が安定したか否かを判定することができる。そして、短絡ライン８３等の抵抗部は簡単な構造であるため、プローブカード８０に多数のプローブ８２が配設されている場合でも、プローブカード８０に短絡ライン８３を形成することができる。つまり、本実施形態によれば、プローブカード８０に多数のプローブ８２が配設されている場合でも、プローブカード８０の事前温度調整のときにプローブ８２の先端位置が安定したか否かを判定することができる。
また、本実施形態によれば、プローブの先端位置が安定したか否かを判定することができるため、プローブカード８０の事前温度調整を行う時間に、余裕を見込む必要がないので、電気的特性検査のスループットを向上させることができる。
さらに、短絡ライン８３は、電極パッドＰの形成時に一緒に形成することができ、素子の実装が不要であるため、プローブカード８０の製造が複雑になることがない。

また、本実施形態では、短絡ライン８３の長さが、ポゴピン７１のプローブカード８０側の端部間の最短距離Ｌ_０より大きい。したがって、短絡ライン８３の電気抵抗が大きく、また、プローブカード８０の伸縮に対して短絡ライン８３の電気抵抗の変化がより大きく現れるため、プローブ８２の先端位置が安定したか否かをより正確に判定することができる。
なお、本実施形態では、上述のように、短絡ライン８３の電気抵抗の測定結果に基づいて、プローブカード８０の温度を推定してもよい。

以上では、短絡ライン８３の形成位置は、例えばプローブカード８０のカード本体８１の上面における、電極パッドＰが形成されている中央領域内であるとした。ただし、短絡ライン８３の形成位置は、カード本体８１の上面における上記中央領域を囲う周縁領域内であってもよい。

図９は、上記周縁領域に設けられる場合の短絡ライン８３の例を示す平面図である。
短絡ライン８３は、上記周縁領域に設けられる場合、図示するように、折り返しパターン８３ａと電極パッド８３ｂとを接続する接続パターン８３ｃを有する。また、周縁領域に設けられる場合、短絡ライン８３の折り返しパターン８３ａは中央領域に設ける場合に比べて大きく形成することができ、例えば、平面視５ｍｍ×５ｍｍの領域内に形成することができる。したがって、短絡ライン８３を長くし、その電気抵抗を大きくすることができる。

短絡ライン８３の電気抵抗は大きい方が好ましい。なぜならば、短絡ライン８３の電気抵抗が大きい方が、電気抵抗の測定結果に基づくプローブの先端位置が安定したか否かの判定をより正確に行うことができるからである。また、短絡ライン８３の電気抵抗が大きい方が、短絡ライン８３の温度変化に対する当該電気抵抗の変化割合が大きいため、当該電気抵抗を測定する電気的測定回路に高い測定精度が不要となる。

図１０は、上記周縁領域に設けられる場合の短絡ライン８３の他の例を示す平面図である。
図の短絡ライン８３は、プローブカード８０の周方向に延びる周方向パターン８３ｄを有する。本例の短絡ライン８３では、簡易な形状でその長さを大きくすることができ、短絡ライン８３の電気抵抗を大きくすることができる。

なお、短絡ライン８３が、幅２５μｍ、厚さ１０μｍ、長さ１５０ｍｍの銅パターンである場合、その電気抵抗は室温（２５℃）で約９．３μΩ、その電気抵抗の温度係数（温度に対する電気抵抗の上昇率）は０．０４Ω／℃である。

なお、以上では、短絡ライン８３の数、具体的には短絡ライン８３と該短絡ライン８３により短絡される一対のポゴピン７１との組（以下、ライン＆ピン・セット）の数は、１つであったが複数でもよい。ライン＆ピン・セットを複数設ける場合は、例えば、プローブカード８０を複数の領域に区画し、各領域に、上記セットが設けられる。このようにライン＆ピン・セットを複数設けることにより、事前温度調整時に、各ラインの電気抵抗の測定結果に基づいて、プローブカード８０の温度の面内傾向を取得することができる。また、上記ライン＆ピン・セットを複数設ける場合、プローブカード８０のカード本体の中央領域と周縁領域とに上記セットを設けてもよい。これにより、プローブカード８０の中央部と周縁部の両方の温度変化を検知することができる。
さらに、上述のように複数の領域それぞれにライン＆ピン・セットを設ける場合、電気的特性検査の際にも、短絡ライン８３の電気抵抗が測定されるようにすることで、以下の効果がある。すなわち、ウェハＷからの伝熱によりプローブカード８０にウェハＷの温度が反映されるため、上記電気抵抗の測定結果に基づいて、電気的特性検査時のウェハＷの温度の面内傾向を取得することができる。

なお、上述のようにプローブカード８０の温度の面内傾向が取得された場合は、その面内傾向に基づいて、プローブカード８０の温度が局所的に制御されるようにしてもよい。この局所的な温度制御は例えばチャックトップ５１の温度調整機構５２によって行うことができる。
また、上述のように、短絡ライン８３の電気抵抗の測定結果に基づいて、電気的特性検査時のウェハＷの温度の面内傾向が取得された場合、その面内傾向に基づいて、温度調整機構５２によって、ウェハＷの温度が局所的に制御されるようにしてもよい。

以上では、短絡ライン８３は、プローブカード８０のカード本体８１の上面すなわちテスタ４０側に形成されていたが、図１１に示すように、カード本体８１の下面すなわちプローブ８２側に形成されていてもよい。この場合、ポゴピン７１が当接される電極パッドＰと短絡ライン８３とは、プローブカード８０のカード本体８１を板厚方向（図の上下方向）に貫通するように設けられた導電部材８４を介して電気的に接続される。短絡ライン８３を下面に設けることで、短絡ライン８３とプローブ８２の先端との距離が近くなるため、プローブ８２の先端位置が安定したか否かの判定をより正確に行うことができる。

また、カード本体８１は積層基板により形成されているため、図１２に示すように、短絡ライン８３をカード本体８１の内部（層間）に設けてもよい。この場合、ポゴピン７１が当接される電極パッドＰと短絡ライン８３とは、カード本体８１内で板厚方向（図の上下方向）に延びる導電部材８５を介して電気的に接続される。

なお、短絡ライン８３は、プローブカード８０のプローブ８２側、テスタ４０側及びカート本体８１の内部の少なくともいずれか１つに形成されていればよく、プローブ８２側、テスタ４０側及びカード本体８１の内部の全てに形成されていてもよい。全てに形成することで、プローブカード８０の温度が上下方向すなわち板厚方向に関し均一か否かを判定したり、プローブカード８０の温度の上下方向に関する傾向を取得したりすることができる。また、短絡ライン８３を複数個所（例えば、プローブ８２側及びテスタ４０側）に形成する場合は、形成した短絡ライン８３全てについて、電気抵抗の測定結果に基づいて当該短絡ライン８３が設けられたプローブカード８０の部分の温度の推定を行い、当該部分すべてが予め定められた温度に達していた場合に、プローブ８２の先端位置が安定したと判定するようにしてもよい。

短絡ライン８３に対し接続されるポゴピン７１は、当該短絡ライン８３に対しケルビン接続されていてもよい。つまり、短絡ライン８３に対し接続されるポゴピン７１が、電流を流すフォース線となる２本のポゴピン７１と電圧を測定するためのセンス線となる２本のポゴピン７１とを含んでもよい。短絡ライン８３に対しポゴピン７１がケルビン接続されていると、短絡ライン８３の電気抵抗が小さくても、当該電気抵抗を正確に測定することができる。

また、テスタ４０が、短絡ライン８３の電気抵抗の測定結果に基づいて、プローブカード８０の温度を推定し、その推定結果に基づいて、プローブカード８０の周囲の部材（以下の例ではポゴフレーム７０）の状態を予測してもよい。具体的には以下の通りである。
例えば、プローブカード８０には様々な種類があり、種類毎に、プローブカード８０の熱伝導性が異なる場合がある。また、プローブカード８０の熱伝導性が異なると、ポゴフレーム７０の事前温度調整時におけるプローブカード８０の温度の時間変化率も異なる。そして、プローブカード８０の熱伝導性が異なると、当該プローブカード８０の周囲に位置するポゴフレーム７０の事前温度調整後の最終的な温度も異なってくる。また、ポゴフレーム７０は、その温度に応じて変形したりする。
したがって、テスタ４０が、例えば、短絡ライン８３の電気抵抗の測定結果に基づいて、ポゴフレーム７０の事前温度調整時におけるプローブカード８０の温度の時間変化率を取得し、その取得結果に基づいて、ポゴフレーム７０の状態すなわち温度や形状を予測するようにしてもよい。なお、上記電気抵抗の測定結果と、ポゴフレーム７０の状態との関係を示すデータは予め取得される。

また、テスタ４０が、ポゴフレーム７０（つまりはプローブカード８０の周囲の部材）の状態の予測結果に基づいて、ポゴフレーム７０の状態に関する制御を行ってもよい。例えば、テスタ４０が、ポゴフレーム７０の温度の予測結果に基づいて、当該ポゴフレーム７０の温度を制御してもよく、また、ポゴフレーム７０の形状の予測結果に基づいて、ポゴフレーム７０の傾きすなわち水平度を制御してもよい。なお、ポゴフレーム７０の温度の制御は、例えば、当該ポゴフレーム７０に対し取り付けられるフレーム温度調節機構（図示せず）を用いて行われ、ポゴフレーム７０の傾きの制御は、当該ポゴフレーム７０に対しても受けられる傾き調整機構（図示せず）を用いて行われる。

また、以上では、テスタ４０が、プローブ８２の先端位置が安定したか否かの判定を行っていたが、この判定は、制御部２２が行ってもよい。

今回開示された実施形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。上記の実施形態は、添付の請求の範囲及びその主旨を逸脱することなく、様々な形態で省略、置換、変更されてもよい。

なお、以下のような構成も本開示の技術的範囲に属する。
（１）検査対象基板を検査する検査装置であって、
前記検査対象基板に接触するプローブを有するプローブカードと、
前記プローブを介して、前記検査対象基板との間で検査に関する電気的信号を送受するように構成されたテスタと、
前記プローブカードと前記テスタとの間を電気的に接続し且つ少なくともその一部が前記プローブに電気的に接続される複数の導通ラインと、
前記プローブカードに形成され、電気抵抗器として機能する抵抗部と、を有し、
前記テスタは、さらに、前記導通ラインを介した電気的信号に基づいて、前記抵抗部の抵抗を測定するように構成されている、検査装置。
前記（１）によれば、プローブカードに多数のプローブが配設されている場合でも、プローブカードの事前温度調整のときにプローブの先端位置が安定したか否かを判定することができる。

（２）前記テスタは、さらに、前記抵抗の測定結果に基づいて、前記プローブの位置が安定したか否か判定するように構成されている、前記（１）に記載の検査装置。

（３）前記テスタは、さらに、前記抵抗の測定結果に基づいて、前記プローブカードの温度を推定するように構成されている、前記（１）または（２）に記載の検査装置。

（４）前記抵抗部は、前記プローブカードの前記プローブ側、前記テスタ側及びカード内部の少なくともいずれか１つに形成されている、前記（１）〜（３）のいずれか１に記載の検査装置。

（５）前記抵抗部は複数形成されている、前記（１）〜（４）のいずれか１に記載の検査装置。

（６）前記プローブカードは複数の領域に区画され、
前記抵抗部は、前記プローブカードの前記複数の領域それぞれに対して設けられている、前記（５）に記載の検査装置。
前記（５）によれば、事前温度調整時に、プローブカードの温度の面内傾向等を取得することができる。

（７）前記抵抗部は、薄膜状且つ線状に形成され且つ一対の前記導通ライン間を短絡する短絡ラインである、前記（１）〜（６）のいずれか１に記載の検査装置。

（８）前記短絡ラインの長さは、前記一対の導通ラインの前記プローブカード側端間の距離よりも大きい、前記（７）に記載の検査装置。
前記（８）によれば、短絡ラインの電気抵抗が大きいため、プローブの先端位置が安定したか否かをより正確に判定することができる。

（９）前記短絡ラインは、前記プローブカードの径方向に繰り返し折り返す折り返し形状を有する、前記（８）に記載の検査装置。
前記（９）によれば、事前温度調整でのプローブカードの温度変化が小さくても、短絡ラインの長さが大きく変化し、その電気抵抗も大きく変化するため、電気抵抗の測定結果に基づくプローブの先端位置が安定したか否かの判定をより正確に行うことができる。

（１０）前記テスタは、さらに、前記抵抗の測定結果に基づいて、前記プローブカードの周囲の部材の状態を予測するように構成されている、前記（１）〜（９）のいずれか１に記載の検査装置。

（１１）前記テスタは、前記部材の状態の予測結果に基づいて、当該部材に関する制御を行うように構成されている、前記（１０）に記載の検査装置。

（１２）検査対象基板を検査する検査装置に設けられたプローブカードを検査前に温度調整するプローブカードの温度調整方法であって、
前記検査装置は、
前記プローブカードが有するプローブを介して、前記検査対象基板との間で検査に関する電気的信号を送受するように構成されたテスタと、
前記プローブカードと前記テスタとの間を電気的に接続し且つ少なくともその一部が前記プローブに電気的に接続される複数の導通ラインと、
前記プローブカードに形成され、電気抵抗器として機能する抵抗部と、を有し、
当該温度調整方法は、
前記プローブカードを加熱または冷却する工程と、
前記導通ラインを介した電気的信号に基づいて、前記抵抗部の抵抗を測定する工程と、
前記抵抗の測定結果に基づいて、前記プローブカードの温度が安定したか否か判定する工程と、を含む、プローブカードの温度調整方法。

１ 検査装置
４０ テスタ
７１ ポゴピン
８０ プローブカード
８２ プローブ
８３ 短絡ライン
Ｐ 電極パッド
Ｗ ウェハ

Claims (12)

1. 検査対象基板を検査する検査装置であって、
   前記検査対象基板に接触するプローブを有するプローブカードと、
   前記プローブを介して、前記検査対象基板との間で検査に関する電気的信号を送受するように構成されたテスタと、
   前記プローブカードと前記テスタとの間を電気的に接続し且つ少なくともその一部が前記プローブに電気的に接続される複数の導通ラインと、
   前記プローブカード内に形成され、電気抵抗器として機能する抵抗部と、を有し、
   前記テスタは、さらに、前記導通ラインを介した電気的信号に基づいて、前記抵抗部の抵抗を測定するように構成されている、検査装置。
2. 前記テスタは、さらに、前記抵抗の測定結果に基づいて、前記プローブの位置が安定したか否か判定するように構成されている、請求項１に記載の検査装置。
3. 前記テスタは、さらに、前記抵抗の測定結果に基づいて、前記プローブカードの温度を推定するように構成されている、請求項１または２に記載の検査装置。
4. 前記抵抗部は、前記プローブカードの前記プローブ側、前記テスタ側及びカード内部の少なくともいずれか１つに形成されている、請求項１〜３のいずれか１項に記載の検査装置。
5. 前記抵抗部は複数形成されている、請求項１〜４のいずれか１項に記載の検査装置。
6. 前記プローブカードは複数の領域に区画され、
   前記抵抗部は、前記プローブカードの前記複数の領域それぞれに対して設けられている、請求項５に記載の検査装置。
7. 前記抵抗部は、薄膜状且つ線状に形成され且つ一対の前記導通ライン間を短絡する短絡ラインである、請求項１〜６のいずれか１項に記載の検査装置。
8. 前記短絡ラインの長さは、前記一対の導通ラインの前記プローブカード側端間の距離よりも大きい、請求項７に記載の検査装置。
9. 前記短絡ラインは、前記プローブカードの径方向に繰り返し折り返す折り返し形状を有する、請求項８に記載の検査装置。
10. 前記テスタは、さらに、前記抵抗の測定結果に基づいて、前記プローブカードの周囲の部材の状態を予測するように構成されている、請求項１〜９のいずれか１項に記載の検査装置。
11. 前記テスタは、前記部材の状態の予測結果に基づいて、当該部材に関する制御を行うように構成されている、請求項１０に記載の検査装置。
12. 検査対象基板を検査する検査装置に設けられたプローブカードを検査前に温度調整するプローブカードの温度調整方法であって、
    前記検査装置は、
    前記プローブカードが有するプローブを介して、前記検査対象基板との間で検査に関する電気的信号を送受するように構成されたテスタと、
    前記プローブカードと前記テスタとの間を電気的に接続し且つ少なくともその一部が前記プローブに電気的に接続される複数の導通ラインと、
    前記プローブカード内に形成され、電気抵抗器として機能する抵抗部と、を有し、
    当該温度調整方法は、
    前記プローブカードを加熱または冷却する工程と、
    前記導通ラインを介した電気的信号に基づいて、前記抵抗部の抵抗を測定する工程と、
    前記抵抗の測定結果に基づいて、前記プローブカードの温度が安定したか否か判定する工程と、を含む、プローブカードの温度調整方法。
    
    
    

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