特開 2024-136732 プローバ

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2024136732

(43)【公開日】2024-10-04

(54)【発明の名称】プローバ

(51)【国際特許分類】

   H01L 21/66 20060101AFI20240927BHJP

   G01R 31/28 20060101ALI20240927BHJP

   G01R 31/26 20200101ALI20240927BHJP

【ＦＩ】

H01L21/66 B

G01R31/28 H

G01R31/28 K

G01R31/26 J

【審査請求】未請求

【請求項の数】9

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023047945

(22)【出願日】2023-03-24

(71)【出願人】

【識別番号】000151494

【氏名又は名称】株式会社東京精密

(74)【代理人】

【識別番号】100083116

【弁理士】

【氏名又は名称】松浦 憲三

(74)【代理人】

【識別番号】100170069

【弁理士】

【氏名又は名称】大原 一樹

(74)【代理人】

【識別番号】100128635

【弁理士】

【氏名又は名称】松村 潔

(74)【代理人】

【識別番号】100140992

【弁理士】

【氏名又は名称】松浦 憲政

(72)【発明者】

【氏名】山添 直幸

【テーマコード（参考）】

2G003

2G132

4M106

【Ｆターム（参考）】

2G003AA10

2G003AG03

2G003AG04

2G003AG12

2G003AG13

2G003AG20

2G003AH07

2G132AE02

2G132AE04

2G132AF02

2G132AF06

2G132AF07

2G132AL04

4M106AA01

4M106BA01

4M106CA02

4M106DD03

4M106DD10

4M106DH12

4M106DJ02

4M106DJ05

(57)【要約】

【課題】省スペース且つ低コストにプローブ針の先端の高さ位置を確実に検出可能なプローバを提供する。
【解決手段】ウェーハＷの保持面１６ａを有するチャック１６の移動機構（Ｚθ移動部１５ａ）と、保持面１６ａに接続されたケーブル４０と、ケーブル４０の途中に接続された第１リレー５０と、一端が第１リレー５０に接続され他端が接地された抵抗５２と、プローブ針２５に接続された第１電源（接触判定用電源４２）と、移動機構を駆動してチャック１６をプローブ針２５に接近させる接近制御部６４と、抵抗５２の電圧を検出する検出器５４の検出値に基づきプローブ針２５へのウェーハＷの接触の有無を判定する接触判定部６６と、を備える。
【選択図】図２

【特許請求の範囲】

【請求項1】

複数の半導体チップが形成されたウェーハを保持する保持面を有するチャックと、
プローブ針を有するプローブカードと、
前記チャックを移動させる移動機構と、
一端にコネクタが設けられ、他端が前記保持面に電気的に接続されたケーブルと、
前記ケーブルの途中に電気的に接続された第１リレーと、
一端が前記第１リレーに電気的に接続されて、他端が接地されている抵抗と、
前記抵抗の電圧を検出する検出器と、
前記プローブ針に電気的に接続された第１電源と、
前記第１リレーのオン状態への切替と前記第１電源による前記プローブ針への電流供給とを実行した状態で、前記移動機構を駆動して前記チャックを前記プローブ針の下方位置から前記プローブ針へ接近させる接近制御部と、
前記プローブ針への前記チャックの接近中に前記検出器の検出値を監視して、前記プローブ針への前記ウェーハの接触の有無を判定する接触判定部と、
を備えるプローバ。

【請求項2】

前記プローブ針に前記ウェーハが接触したと前記接触判定部が判定した場合に、前記移動機構による前記プローブ針への前記チャックの接近を停止させる停止制御部を備える請求項１に記載のプローバ。

【請求項3】

前記プローブ針に前記ウェーハが接触したと前記接触判定部が判定した場合の前記チャックの位置に基づいて、前記プローブ針の先端の高さ位置を検出する高さ位置検出部を備える請求項１に記載のプローバ。

【請求項4】

前記第１電源が、前記プローブカードに取り付けられている請求項１に記載のプローバ。

【請求項5】

前記プローブ針及び前記コネクタが、前記半導体チップの電気的特性を検査するテスタに電気的に接続され、
前記第１電源が、前記テスタに設けられている請求項１に記載のプローバ。

【請求項6】

前記第１電源が、前記第１リレー、前記抵抗及び前記検出器を含むチャック接続回路に設けられている請求項１に記載のプローバ。

【請求項7】

前記第１電源による前記プローブ針への電流供給を停止させた状態で前記第１リレーをオン状態に切り替えて、前記チャック及び前記ウェーハを除電する除電制御部を備える請求項１から６のいずれか１項に記載のプローバ。

【請求項8】

第２電源と、
一端が前記第２電源に電気的に接続されて、他端が前記保持面に電気的に接続されてさらに前記保持面を介して前記ケーブルに電気的に接続されている追加ケーブルと、
前記第１リレーのオン状態への切替と、前記第１電源による前記プローブ針への電流供給の停止と、前記第２電源による前記追加ケーブルへの電流供給と、を含む断線検査モードを実行する断線検査制御部と、
前記断線検査モードが実行された場合に、前記検出器の検出値に基づいて前記ケーブルの断線の有無を判定する断線判定部と、
を備える請求項１から６のいずれか１項に記載のプローバ。

【請求項9】

一端が前記第１電源と前記プローブ針とを接続する配線の途中に電気的に接続されて、他端が前記抵抗と前記検出器とを電気的に接続する配線の途中に電気的に接続された第２リレーと、
前記第１リレーのオフ状態への切替と、前記第２リレーのオン状態への切替と、前記第１電源による前記プローブ針への電流供給と、を含む電源検査モードを実行する電源検査制御部と、
前記電源検査モードが実行された場合に、前記検出器の検出値に基づいて前記第１電源から前記プローブ針への電流供給が正常に実行可能か否かを判定する電流供給判定部と、
を備える請求項１から６のいずれか１項に記載のプローバ。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、ウェーハに複数形成された半導体チップの電気的特性の検査に用いられるプローバに関する。

【背景技術】

【0002】

ウェーハの表面には、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。各半導体チップは、ダイサーで個々に切断される前に、ウェーハテストシステムにより電気的特性が検査される。このウェーハテストシステムは、プローバとテスタとを備える（特許文献１及び特許文献２参照）。

【0003】

プローバは、ウェーハをチャック上に保持した状態で、プローブ針を有するプローブカードに対してその下方位置からチャックを接近（上昇）させることにより、半導体チップの電極にプローブ針を電気的に接触（コンタクト）させる。テスタは、プローブ針に接続された端子を介して半導体チップに各種の試験信号を供給すると共に、半導体チップから出力される信号を受信及び解析して半導体チップの電気的特性を検査する。

【0004】

このようにプローブカードの下方位置からチャックを上昇させて半導体チップの電極にプローブ針を接触させる場合には、電極にプローブ針が接触した時点でチャックの上昇を停止させないと、プローブ針が半導体チップの電極に正しく接触しないプロービングミスが生じる。この場合には、電極へのプローブ針の接触が不十分で半導体チップの電気的特性検査が正しく実行されなかったり、逆に電極にプローブ針が接触した後もチャックの上昇を継続することでプローブ針が破損したりするおそれがある。このため、特許文献１及び特許文献２に記載のプローバは、プローブ針の先端の高さ位置を予め検出して、その高さ位置の検出結果に基づいてプローブ針に対する半導体チップ（ウェーハ）の接触を制御している。

【0005】

特許文献１に記載のプローバは、チャックが設けられているステージ上にカメラを備え、このカメラにより撮影されたプローブ針の先端の撮影画像に基づいてプローブ針の先端位置を検出する。具体的にはプローバは、カメラの水平面内での位置座標（ＸＹ座標）に基づいてプローブ針の先端の水平面内での位置座標を検出して、カメラの焦点位置に基づいてプローブ針の先端の高さ位置を検出する。

【0006】

特許文献２に記載のプローバは、物理的にプローブ針の先端に接触するプローブ針高さ検出器を備える。このプローブ針高さ検出器は、接触面と線形可変差動変圧器とを備え、この接触面をプローブ針の下方位置から上昇させて、接触面がプローブ針に接触した際の微小変位を線形可変差動変圧器で検出することで、プローブ針の先端の高さ位置を検出する。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0007】

【特許文献1】特開２０１８－３７５３８号公報

【特許文献2】特開２０１９－３５６５３号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0008】

ところで、特許文献１に記載のプローバではカメラの焦点位置に基づいてプローブ針の先端の高さ位置を検出しているが、プローブ針の種類によってはその先端に対するカメラのピント合わせが困難な場合がある。この場合には、カメラのピント合わせを複数回繰り返す必要があるので、高さ位置の検出に時間がかかるおそれがある。また、カメラの焦点がプローブ針の先端に合わない場合には、その先端位置を見失うことで、プローブ針及びプローブカードを破損するおそれがある。

【0009】

一方、特許文献２に記載のプローバでは、プローブ針の下方位置から接触面を接近させて接触させることでプローブ針の先端の高さ位置を物理的に検出可能であるので、プローブ針の先端を見失うことなくその高さ位置を検出可能である。しかしながら、特許文献２に記載のプローバでは、プローブ針高さ検出器を設ける必要があるのでそのためのスペースが必要になる。また、プローバの種類によっては、プローブ針高さ検出器の設置スペースを確保できない場合もある。さらに、プローブ針高さ検出器のような複雑な検出器又は検出回路が必要となり高コストである。

【0010】

本発明はこのような事情に鑑みてなされたものであり、省スペース且つ低コストにプローブ針の先端の高さ位置を確実に検出可能なプローバを提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0011】

本発明の目的を達成するためのプローバは、複数の半導体チップが形成されたウェーハを保持する保持面を有するチャックと、プローブ針を有するプローブカードと、チャックを移動させる移動機構と、一端にコネクタが設けられ、他端が保持面に電気的に接続されたケーブルと、ケーブルの途中に電気的に接続された第１リレーと、一端が第１リレーに電気的に接続されて、他端が接地されている抵抗と、抵抗の電圧を検出する検出器と、プローブ針に電気的に接続された第１電源と、第１リレーのオン状態への切替と第１電源によるプローブ針への電流供給とを実行した状態で、移動機構を駆動してチャックをプローブ針の下方位置からプローブ針へ接近させる接近制御部と、プローブ針へのチャックの接近中に検出器の検出値を監視して、プローブ針へのウェーハの接触の有無を判定する接触判定部と、を備える。

【0012】

このプローバによれば、プローブ針に対してチャックをその下方位置から接近させた場合に、プローブ針に対するウェーハの接触を電気的に検出することができるので、物理的な接触検知装置及び複雑な回路の追加を行うことなく、プローブ針の高さ位置を検出することができる。

【0013】

本発明の他の態様に係るプローバにおいて、プローブ針にウェーハが接触したと接触判定部が判定した場合に、移動機構によるプローブ針へのチャックの接近を停止させる停止制御部を備える。これにより、プローブ針及びプローブカードの破損が防止される。

【0014】

本発明の他の態様に係るプローバにおいて、プローブ針にウェーハが接触したと接触判定部が判定した場合のチャックの位置に基づいて、プローブ針の先端の高さ位置を検出する高さ位置検出部を備える。これにより、省スペース且つ低コストにプローブ針の先端の高さ位置を確実に検出することができる。

【0015】

本発明の他の態様に係るプローバにおいて、第１電源が、プローブカードに取り付けられている。

【0016】

本発明の他の態様に係るプローバにおいて、プローブ針及びコネクタが、半導体チップの電気的特性を検査するテスタに電気的に接続され、第１電源が、テスタに設けられている。これにより、第１電源を別途設ける必要がなくなるので、プローバの省スペース化且つ低コスト化が図れる。

【0017】

本発明の他の態様に係るプローバにおいて、第１電源が、第１リレー、抵抗及び検出器を含むチャック接続回路に設けられている。これにより、チャック接続回路と第１電源とを一体化させられるので、プローバの省スペース化が図れる。

【0018】

本発明の他の態様に係るプローバにおいて、第１電源によるプローブ針への電流供給を停止させた状態で第１リレーをオン状態に切り替えて、チャック及びウェーハを除電する除電制御部を備える。これにより、ウェーハの検査時に半導体チップとプローブ針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ことが防止される。

【0019】

本発明の他の態様に係るプローバにおいて、第２電源と、一端が第２電源に電気的に接続されて、他端が保持面に電気的に接続されてさらに保持面を介してケーブルに電気的に接続されている追加ケーブルと、第１リレーのオン状態への切替と、第１電源によるプローブ針への電流供給の停止と、第２電源による追加ケーブルへの電流供給と、を含む断線検査モードを実行する断線検査制御部と、断線検査モードが実行された場合に、検出器の検出値に基づいてケーブルの断線の有無を判定する断線判定部と、を備える。これにより、ケーブルが断線している状態でプローブ針の高さ位置の検出、すなわちプローブ針に対するチャックの接近が実行されることが防止されるので、プローブ針及びプローブカードの破損が防止される。

【0020】

本発明の他の態様に係るプローバにおいて、一端が第１電源とプローブ針とを接続する配線の途中に電気的に接続されて、他端が抵抗と検出器とを電気的に接続する配線の途中に電気的に接続された第２リレーと、第１リレーのオフ状態への切替と、第２リレーのオン状態への切替と、第１電源によるプローブ針への電流供給と、を含む電源検査モードを実行する電源検査制御部と、電源検査モードが実行された場合に、検出器の検出値に基づいて第１電源からプローブ針への電流供給が正常に実行可能か否かを判定する電流供給判定部と、を備える。これにより、第１電源に問題がある状態でプローブ針の高さ位置の検出、すなわちプローブ針に対するチャックの接近が実行されることが防止されるので、プローブ針及びプローブカードの破損が防止される。

【発明の効果】

【0021】

本発明は、省スペース且つ低コストにプローブ針の先端の高さ位置を確実に検出することができる。

【図面の簡単な説明】

【0022】

【図1】プローバを備えるウェーハテストシステムの概略図である。

【図2】ケーブル、接触判定用電源及びチャック接続回路を説明するための説明図である。

【図3】第１実施形態の制御装置の機能ブロック図である。

【図4】第１実施形態の除電制御部によるチャックの除電制御を説明するための説明図である。

【図5】第１実施形態の接近制御部及び接触判定部の機能を説明するための説明図である。

【図6】第１実施形態の接触判定部、停止制御部及び高さ位置検出部の機能を説明するための説明図である。

【図7】第１実施形態のプローバの針先端高さ位置の検出処理、及びチャックの除電処理の流れを示したフローチャートである。

【図8】第１実施形態のプローバに設けられている接触判定用電源の配置の変形例を説明するための説明図である。

【図9】第１実施形態のプローバに設けられている接触判定用電源の配置の変形例を説明するための説明図である。

【図10】第２実施形態のウェーハテストシステムのプローバの概略図である。

【図11】第２実施形態の制御装置の機能ブロック図である。

【図12】第２実施形態のプローバの除電処理、針先端高さ位置の検出処理、及びケーブルの断線検査処理の流れを示したフローチャートである。

【図13】第２実施形態のプローバの接触判定用電源の検査処理の流れを示したフローチャートである。

【図14】第２実施形態の除電モード時の除電制御部の機能を説明するための説明図である。

【図15】第２実施形態の高さ位置検出モード時の接近制御部、接触判定部、停止制御部及び高さ位置検出部の機能を説明するための説明図である。

【図16】断線検査モード時の断線検査制御部及び断線判定部の機能を説明するための説明図である。

【図17】電源検査モード時の電源検査制御部及び電流供給判定部の機能ついて説明するための説明図である。

【発明を実施するための形態】

【0023】

［第１実施形態］
図１は、本発明のプローバ１０を備えるウェーハテストシステム９の概略図である。なお、図中の互いに直交するＸＹＺ方向のうちでＸ方向及びＹ方向は水平面に平行な方向であり、Ｚ方向は上下方向に平行な方向である。

【0024】

ウェーハテストシステム９は、ウェーハＷに形成された複数の半導体チップ（図示は省略、以下同じ）の電気的特性を検査する。このウェーハテストシステム９は、プローバ１０とテスタ３０とを備える。

【0025】

プローバ１０は、ウェーハＷ上の個々の半導体チップの表面に形成された表面電極（図示は省略、以下同じ）にプローブ針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（図示は省略、以下同じ）に後述のチャック１６の導電性の保持面１６ａを接触させる。テスタ３０は、プローブ針２５と裏面電極（保持面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。

【0026】

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、チャック１６と、プローブ位置検出カメラ１８と、高さ調整機構２１と、ウェー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、プローブ針２５と、を備える。

【0027】

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とベース１２を一体に形成しても良い。

【0028】

ベース１２の上面には、Ｙ移動部１３ａ（図３参照）を介してＹステージ１３がＹ方向に移動自在に設けられている。Ｙ移動部１３ａは、例えば、ベース１２の上面に設けられ且つＹ方向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方向に移動させるモータ等のアクチュエータと、を備える。このＹ移動部１３ａ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方向に移動される。

【0029】

Ｙステージ１３の上面には、Ｘ移動部１４ａ（図３参照）を介してＸステージ１４がＸ方向に移動自在に設けられている。Ｘ移動部１４ａ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方向に移動させるモータ等のアクチュエータと、を備える。このＸ移動部１４ａ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方向に移動される。

【0030】

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が設けられている。Ｚθステージ１５の内部にはＺθ移動部１５ａ（図３参照）が設けられている。また、Ｚθステージ１５の上面には、Ｚθ移動部１５ａを介して、チャック１６が保持されている。このＺθ移動部１５ａは、Ｙ移動部１３ａ及びＸ移動部１４ａと共に本発明の移動機構を構成する。Ｚθ移動部１５ａは、例えば、Ｚθステージ１５の上面をＺ方向に移動自在な昇降機構と、且つこの上面をＺ方向に平行なＺ軸の軸周り方向に回転させる回転機構と、を有する。このため、Ｚθ移動部１５ａは、Ｚθステージ１５を介してチャック１６をＺ方向に移動させると共にＺ軸の軸周り方向に回転させる。

【0031】

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方向に移動自在に支持されている共に、Ｚ軸の軸周り方向に回転自在に支持されている。このチャック１６の上面は、ウェーハＷをその裏面側から保持する保持面１６ａである。これにより、チャック１６を移動させることで、ウェーハＷに後述のプローブ針２５を接触させることができる。

【0032】

保持面１６ａは、例えばアルミメッキ又は金メッキ等の各種表面処理が施されており、導電性を有している。なお、この表面処理にはメッキ以外の導電性コーティング処理も含まれる。この保持面１６ａは、ウェーハＷの各半導体チップの裏面電極に接触する。そして、この保持面１６ａは、後述のケーブル４０（図２参照）を介してテスタ３０に電気的に接続されており、このテスタ３０の測定電極として作用する。これにより、ウェーハＷの各半導体チップの検査時の各種測定条件に応じて、テスタ３０から各半導体チップの裏面電極に対して各種試験信号が印加される。

【0033】

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方向の昇降を行う。この高さ調整機構２１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。

【0034】

ヘッドステージ２２は、不図示の支柱等によってチャック１６（ウェーハ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。

【0035】

プローブカード２４は複数のプローブ針２５を有している。これらプローブ針２５は、検査対象のウェーハＷの各半導体チップの表面電極の配置に対応したパターンでプローブカード２４に配置されている。

【0036】

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、各プローブ針２５を下方から撮影する。このプローブ位置検出カメラ１８にて撮影された各プローブ針２５の撮影画像と、プローブ位置検出カメラ１８の既知のＸＹ座標と、に基づいてプローブ針２５の先端位置のＸＹ座標を検出可能である。なお、プローブ針２５の先端位置のＺ座標、すなわち先端の高さ位置については、後述の図２に示す接触判定用電源４２及びチャック接続回路４６等を用いて検出する。

【0037】

プローバ１０は、動作モードとして、ウェーハＷの各半導体チップの電気的特性を検査する公知の検査モードの他に、プローブ針２５の先端の高さ位置（以下、針先端高さ位置という）を検出する高さ位置検出モードと、チャック１６の除電（ディスチャージ）を実行する除電モードと、を有する。

【0038】

テスタ３０は、テストヘッド３１と、テストヘッド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、各プローブ針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。

【0039】

テストヘッド３１は、各プローブ針２５を介してウェーハＷの検査対象の半導体チップの表面電極に電気的に接続され、且つケーブル４０（図２参照）及び保持面１６ａ等を介して検査対象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、テストヘッド３１は、検査対象の半導体チップに各種試験信号を印加することで、検査対象の半導体チップの電気的特性を検査する。

【0040】

図２は、ケーブル４０、接触判定用電源４２及びチャック接続回路４６を説明するための説明図である。図２に示すように、ケーブル４０の一端部にはテストヘッド３１に接続されるＢＮＣ（Bayonet Neill Concelman）型のコネクタ４０ａが設けられている。なお、コネクタ４０ａの種類は特に限定はされない。また、ケーブルの他端部は、保持面１６ａに電気的に接続されている。これにより、保持面１６ａとテスタ３０とがケーブル４０を介して電気的に接続される。

【0041】

接触判定用電源４２は、本発明の第１電源に相当するものであり、プローブカード２４に取り付けられている。接触判定用電源４２は、高さ位置検出モード時において後述のチャック接続回路４６と共に、各プローブ針２５に対するウェーハＷの接触の有無を判定する接触判定に用いられる。この接触判定用電源４２は、電源本体４２ａと電源リレー４２ｂとにより構成されている。

【0042】

電源本体４２ａは、電源リレー４２ｂを介して各プローブ針２５に電流を供給する。電源リレー４２ｂは、特に種類は限定されないが、例えば高絶縁リレーが用いられる。この電源リレー４２ｂは、電源本体４２ａと各プローブ針２５との双方の間において、双方を電気的に接続するオン状態（接続状態、クローズ状態）と、双方の電気的な接続を解除したオフ状態（非接続状態、オープン状態）とに切替可能である。後述の制御装置６０の下、電源リレー４２ｂをオン状態に切り替えることで接触判定用電源４２から各プローブ針２５への電流供給が実行され、逆に電源リレー４２ｂをオフ状態に切り替えることで接触判定用電源４２から各プローブ針２５への電流供給が停止（遮断）される。

【0043】

チャック接続回路４６は、ケーブル４０の途中に電気的に接続されており、このケーブル４０を介して保持面１６ａに電気的に接続されている。チャック接続回路４６は、高さ位置検出モード時には既述の接触判定用電源４２と共にウェーハＷに対する各プローブ針２５の接触判定を実行する「接触判定回路」として機能する。また、チャック接続回路４６は、除電モード時にはチャック１６及びウェーハＷを除電する「除電回路」として機能する。このチャック接続回路４６は、第１リレー５０と、抵抗５２と、検出器５４と、を備える。

【0044】

第１リレー５０は、その一端が不図示の分岐コネクタを介してケーブル４０の途中に電気的に接続され、その他端が抵抗５２に電気的に接続されている。この第１リレー５０は、後述の制御装置６０の下、ケーブル４０（保持面１６ａ）と抵抗５２との双方の間において、双方を電気的に接続するオン状態と双方の電気的な接続を解除したオフ状態とに切替可能である。第１リレー５０をオン状態に切り替えることで高さ位置検出モード又は除電モードが実行可能になり、第１リレー５０をオフ状態に切り替えることで検査モードが実行可能になる。

【0045】

抵抗５２は、その一端が第１リレー５０に電気的に接続され、その他端が接地（符号ＦＧ参照）されている。ここでいう接地とは、金属製の筐体に接続されるフレーム接地が例として挙げられる。なお、抵抗５２を接地する方法については特に限定はされない。

【0046】

検出器５４は、第１リレー５０と抵抗５２とを接続する配線の途中に電気的に接続されており、抵抗５２の電圧（両端電圧、電位差）を検出する電圧計である。検出器５４は、高さ位置検出モード時に電圧の検出値を制御装置６０へ出力する。

【0047】

図３は、第１実施形態の制御装置６０の機能ブロック図である。なお、図３では、制御装置６０の高さ位置検出モード及び除電モードに係る機能のみを図示し、他の機能については公知技術であるので図示を省略する。

【0048】

図３に示すように、制御装置６０は、プローバ１０の各部を統括制御する。なお、制御装置６０は、プローバ１０の本体に内蔵されていてもよいし、或いはこの本体と別体に設けられていてもよい。また、制御装置６０には、既述のＹ移動部１３ａ、Ｘ移動部１４ａ、Ｚθ移動部１５ａ、接触判定用電源４２及びチャック接続回路４６の他に、操作部４８が接続されている。

【0049】

操作部４８は、プローバ１０の動作モードの切替操作及びプローバ１０の設定操作等の各種の操作入力を受け付ける。

【0050】

制御装置６０は、各種のプロセッサ（Processor）及びメモリ等から構成された演算回路を備える。各種のプロセッサには、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＧＰＵ（Graphics Processing Unit）、ＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）、及びプログラマブル論理デバイス［例えばＳＰＬＤ（Simple Programmable Logic Devices）、ＣＰＬＤ（Complex Programmable Logic Device）、及びＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Arrays）］等が含まれる。なお、制御装置６０の各種機能は、１つのプロセッサにより実現されてもよいし、同種または異種の複数のプロセッサで実現されてもよい。

【0051】

制御装置６０は、不図示の記憶部から読み出した不図示の制御プログラムを実行することにより、除電制御部６２、接近制御部６４、接触判定部６６、停止制御部６８及び高さ位置検出部７０として機能する。

【0052】

図４は、第１実施形態の除電制御部６２によるチャック１６の除電制御を説明するための説明図である。チャック１６には電荷（静電気）が帯電し、さらにチャック１６上のウェーハＷにも電荷が帯電するため、ウェーハＷの検査に伴って半導体チップの表面電極と各プローブ針２５とが接触する際に、半導体チップと各プローブ針２５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。そこで、図４及び既述の図３に示すように、除電制御部６２は、操作部４８でプローバ１０の動作モードが除電モードに切り替えられた場合に作動して、チャック１６の除電を実行する。

【0053】

具体的には除電制御部６２は、電源リレー４２ｂをオフ状態に切り替えて接触判定用電源４２から各プローブ針２５への電流供給を停止させる。また、除電制御部６２は、第１リレー５０をオン状態に切り替える。これにより、チャック１６及びウェーハＷに帯電した電荷がケーブル４０、第１リレー５０及び抵抗５２を経て接地側に流れる。その結果、チャック１６等を放電することができる。

【0054】

図４に戻って、接近制御部６４、接触判定部６６、停止制御部６８及び高さ位置検出部７０は、操作部４８でプローバ１０の動作モードが高さ位置検出モードに切り替えられた場合に作動して、針先端高さ位置の検出を実行する。本実施形態では、保持面１６ａにウェーハＷを保持させた状態で各プローブ針２５の下方位置からチャック１６をＺ方向上方側に移動させて、この移動中の検出器５４の検出値に基づいて各プローブ針２５に対するウェーハＷ（半導体チップ）の接触判定を実行することで、針先端高さ位置を検出する。なお、高さ位置検出モードで使用するウェーハＷは、製品ウェーハ又はサンプルウェーハのいずれでもよい。

【0055】

図５は、第１実施形態の接近制御部６４及び接触判定部６６の機能を説明するための説明図である。図６は、第１実施形態の接触判定部６６、停止制御部６８及び高さ位置検出部７０の機能を説明するための説明図である。

【0056】

図５及び既述の図３に示すように、接近制御部６４は、操作部４８でプローバ１０の動作モードが高さ位置検出モードに切り替えられた場合に、第１リレー５０及び電源リレー４２ｂの双方をオン状態に切り替える。第１リレー５０をオン状態に切り替えることで抵抗５２等が保持面１６ａに電気的に接続される。また、電源リレー４２ｂをオン状態に切り替えることで接触判定用電源４２から各プローブ針２５への電流供給が開始される。

【0057】

次いで、接近制御部６４は、Ｚθ移動部１５ａを駆動して、各プローブ針２５（プローブカード２４）の下方位置からウェーハＷを保持するチャック１６をＺ方向上方側に移動させて（矢印Ｚ１参照）、各プローブ針２５に対してチャック１６及びウェーハＷを接近させる。なお、接近制御部６４は、各プローブ針２５のＺ方向下方側にチャック１６が位置調整されていない場合には、Ｙ移動部１３ａ及びＸ移動部１４ａを駆動して各プローブ針２５のＺ方向下方側にチャック１６を位置調整した後、Ｚθ移動部１５ａを駆動してチャック１６をＺ方向上方側に移動させる。

【0058】

接触判定部６６は、各プローブ針２５へのチャック１６及びウェーハＷの接近中に、検出器５４の検出値を連続的に監視して、各プローブ針２５に対するウェーハＷの接触の有無を判定する接触判定を実行する。ウェーハＷが各プローブ針２５に接触するまでの間は、接触判定用電源４２から各プローブ針２５に供給されている電流がウェーハＷ、保持面１６ａ、ケーブル４０及び第１リレー５０を経て抵抗５２まで流れることはない。この場合には、検出器５４の検出値は所定の閾値未満、具体的にはＧＮＤ電位である０Ｖとなる。このため、接触判定部６６は、各プローブ針２５へのチャック１６等の接近中に、検出器５４の検出値が閾値未満であればウェーハＷが各プローブ針２５に接触してないと判定する。

【0059】

図６及び既述の図３に示すように、各プローブ針２５にウェーハＷが接触すると、接触判定用電源４２から各プローブ針２５に供給されている電流がウェーハＷ、保持面１６ａ、ケーブル４０及び第１リレー５０を経て抵抗５２まで流れる。この場合には検出器５４の検出値が増加する。このため、接触判定部６６は、各プローブ針２５へのチャック１６等の接近中に、検出器５４の検出値が閾値以上になった場合には各プローブ針２５にウェーハＷが接触したと判定する。このように本実施形態では、各プローブ針２５に対するウェーハＷの接触を電気的に検出することができる。

【0060】

停止制御部６８は、各プローブ針２５にウェーハＷが接触したと接触判定部６６が判定した場合には、Ｚθ移動部１５ａの駆動を停止させることで、各プローブ針２５へのチャック１６等の接近を停止させる。

【0061】

高さ位置検出部７０は、各プローブ針２５にウェーハＷが接触したと接触判定部６６が判定した場合に、その時のチャック１６の位置（Ｚ方向位置）及び既知のウェーハＷの厚み情報に基づいて、針先端高さ位置を検出する。針先端高さ位置は、所定の基準面からのプローブ針２５の先端の高さ位置である。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、任意の面、例えばＸステージ１４の上面に設定される。

【0062】

［第１実施形態の作用］
図７は、第１実施形態のプローバ１０の針先端高さ位置の検出処理、及びチャック１６の除電処理の流れを示したフローチャートである。

【0063】

図７に示すように、検者はプローバ１０の針先端高さ位置の検出を実行する場合には操作部３８によりプローバ１０の動作モードを「高さ位置検出モード」に切り替えて、チャック１６等の除電を実行する場合には操作部３８によりプローバ１０の動作モードを「除電モード」に切り替える（ステップＳ１）。

【0064】

プローバ１０の動作モードが除電モードに切り替えられると（ステップＳ２でＮＯ、ステップＳ３）、制御装置６０の除電制御部６２が作動する。そして、除電制御部６２が、既述の図４に示したように、電源リレー４２ｂをオフ状態に切り替えて接触判定用電源４２から各プローブ針２５への電流供給を停止させると共に（ステップＳ４）、第１リレー５０をオン状態に切り替える（ステップＳ５）。なお、ステップＳ４及びステップＳ５の順番は逆又は同時であってもよい。

【0065】

ステップＳ４及びステップＳ５が完了すると、チャック１６及びウェーハＷに帯電した電荷が、ケーブル４０、第１リレー５０及び抵抗５２を経て接地側に放電される。その結果、チャック１６が除電されるので、ウェーハＷの検査時に半導体チップとプローブ針２５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ことが防止される。

【0066】

一方、プローバ１０の動作モードが高さ位置検出モードに切り替えられた場合には（ステップＳ２でＹＥＳ）、制御装置６０の接近制御部６４、接触判定部６６、停止制御部６８及び高さ位置検出部７０が作動する。

【0067】

最初に接近制御部６４が、既述の図５に示したように第１リレー５０をオン状態に切り替えると共に（ステップＳ６）、電源リレー４２ｂをオン状態に切り替えることで接触判定用電源４２から各プローブ針２５への電流供給を開始させる（ステップＳ７）。なお、ステップＳ６及びステップＳ７の順番についても逆又は同時であってもよい。

【0068】

次いで、接近制御部６４が、Ｚθ移動部１５ａを駆動して、各プローブ針２５の下方位置にあるチャック１６をＺ方向上方側に移動させることで、各プローブ針２５に対してチャック１６及びウェーハＷを接近させる（ステップＳ８）。

【0069】

各プローブ針２５へのチャック１６等の接近が開始されると、接触判定部６６が、検出器５４の検出値を連続的に監視して、この検出値が閾値以上となるか否かに基づいてウェーハＷに対する各プローブ針２５の接触判定を実行する（ステップＳ９）。以下、検出器５４の検出値が閾値以上となるまで、すなわちウェーハＷが各プローブ針２５に接触するまで、チャック１６の移動及び接触判定部６６の接触判定が継続する（ステップＳ１０でＮＯ）。

【0070】

既述の図６に示したように、ウェーハＷが各プローブ針２５に接触すると、接触判定用電源４２から各プローブ針２５に供給されている電流がウェーハＷから保持面１６ａ、ケーブル４０及び第１リレー５０を経て抵抗５２まで流れることで、検出器５４の検出値が閾値以上となる。これにより、接触判定部６６は、ウェーハＷが各プローブ針２５に接触したと判定する（ステップＳ１０でＹＥＳ）。

【0071】

接触判定部６６がステップＳ１０でＹＥＳと判定した場合には、停止制御部６８がＺθ移動部１５ａの駆動を停止させる（ステップＳ１１）。これにより、各プローブ針２５へのチャック１６等の更なる接近が防止されることで、各プローブ針２５及びプローブカード２４の破損が防止される。

【0072】

また、接触判定部６６がステップＳ１０でＹＥＳと判定した場合には、高さ位置検出部７０がその時のチャック１６の位置等に基づいて、針先端高さ位置を検出する（ステップＳ１２）。この針先端高さ位置の検出結果に基づいて、検査モード時に各プローブ針２５をウェーハＷの各半導体チップの表面電極に正しく接触させることができる。

【0073】

以上のように第１実施形態のプローバ１０では、各プローブ針２５へのチャック１６等の接近中に、チャック１６の除電に用いられるチャック接続回路４６（除電回路）を利用して各プローブ針２５に対するウェーハＷの接触を電気的に検出することで、各プローブ針２５に対するウェーハＷの接触判定を実行可能である。

【0074】

このように第１実施形態では除電回路の改良（検出器５４の追加）と、プローブカード２４への接触判定用電源４２の取り付けと、を実行するだけで、各プローブ針２５に対するウェーハＷの接触を電気的に検出することができる。このため、上記特許文献２に記載のプローブ針高さ検出器を用いる場合と比較して、低コスト化及び省スペース化が図れる。また、各プローブ針２５に対するウェーハＷの接触を電気的に検出するので、上記特許文献１に記載のカメラを用いる場合と比較して短時間で且つ確実に針先端高さ位置を検出することができる。その結果、省スペース且つ低コストに針先端高さ位置を確実に検出することができる。

【0075】

［第１実施形態の変形例］
図８及び図９は、第１実施形態のプローバ１０に設けられている接触判定用電源４２の配置の変形例を説明するための説明図である。上記第１実施形態では接触判定用電源４２をプローブカード２４に取り付けているが、例えば図８に示すように、接触判定用電源４２をテスタ３０に設ける、すなわちテスタ３０の電源を接触判定用電源４２として利用してもよい。これにより、接触判定用電源４２を別途設ける必要がなくなるので、プローバ１０の省スペース化且つ低コスト化が図れる。

【0076】

また、図９に示すように、接触判定用電源４２をチャック接続回路４６に設けてもよい。この場合には接触判定用電源４２（電源リレー４２ｂ）を、コネクタ４３及び各種配線を用いて、テスタ３０と各プローブ針２５とを接続する配線の途中に電気的に接続する。これにより、チャック接続回路４６と接触判定用電源４２とを一体化させられるので、プローバ１０の省スペース化が図れる。

【0077】

なお、電源リレー４２ｂは高絶縁リレーであるので、例えば検査モード時（接触判定用電源４２を使用しない場合）には電源リレー４２ｂをオフ状態に切り替えることで、電源本体４２ａが出力される電流が遮断される。その結果、電源本体４２ａから出力される電流が、テスタ３０と各プローブ針２５との間で検査モード時の試験用信号に影響を与えることが防止される。

【0078】

［第２実施形態］
図１０は、第２実施形態のウェーハテストシステム９のプローバ１０の概略図である。上記第１実施形態（その変形例を含む、以下同じ）のプローバ１０では、接触判定部６６が検出器５４の検出値に基づいて各プローブ針２５に対するウェーハＷの接触判定を実行している。この際に、例えばケーブル４０が断線していた場合、或いは接触判定用電源４２から各プローブ針２５への電流供給に問題がある場合には、各プローブ針２５へのウェーハＷの接触の有無に関わらず、検出器５４の検出値が閾値以上にならない。この場合には各プローブ針２５へのチャック１６等の接近が継続されるので、各プローブ針２５及びプローブカード２４が破損するおそれがある。

【0079】

そこで、第２実施形態のプローバ１０は、動作モードとして、既述の高さ位置検出モード及び除電モードの他に、断線検査モードと電源検査モードとを有する。断線検査モードは、ケーブル４０の断線の有無を検査する動作モードである。電源検査モードは、接触判定用電源４２から各プローブ針２５への電流供給が正常に実行可能か否かを検査する動作モードである。

【0080】

図１０に示すように、第２実施形態のプローバ１０は、断線判定用電源７６、追加ケーブル７７及び第２リレー７８を備える点と、制御装置６０の機能が一部異なる点とを除けば、上記第１実施形態のプローバ１０と基本的に同じ構成である。このため、上記第１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。なお、第２実施形態のプローバ１０では、接触判定用電源４２がテスタ３０又はチャック接続回路４６に設けられているものとする。

【0081】

断線判定用電源７６は、本発明の第２電源に相当するものであり、チャック接続回路４６に設けられている。この断線判定用電源７６は、断線検査モード時においてケーブル４０の断線の有無を判定する断線判定に用いられる。断線判定用電源７６は、電源本体７６ａと電源リレー７６ｂとにより構成されている。

【0082】

電源本体７６ａは、電源リレー７６ｂを介して追加ケーブル７７及び保持面１６ａに電流を供給する。電源リレー７６ｂは、例えば電源リレー４２ｂと同様の高絶縁リレーが用いられる。この電源リレー７６ｂは、制御装置６０の下、電源本体７６ａと追加ケーブル７７との双方の間においてオン状態とオフ状態とに切替可能である。電源リレー７６ｂをオン状態に切り替えることで、断線判定用電源７６による追加ケーブル７７及び保持面１６ａへの電流供給が実行される。逆に電源リレー７６ｂをオフ状態に切り替えることで断線判定用電源７６による追加ケーブル７７及び保持面１６ａへの電流供給が停止（遮断）される。

【0083】

追加ケーブル７７の一端は断線判定用電源７６に電気的に接続され、追加ケーブル７７の他端は保持面１６ａに電気的に接続されている。このため、追加ケーブル７７は、保持面１６ａを介してケーブル４０に電気的に接続されている。なお、追加ケーブル７７としては、事前の検査で断線していないことが保証されているものが用いられる。

【0084】

第２リレー７８は、チャック接続回路４６に設けられている。第２リレー７８の一端は、不図示の配線及び分岐コネクタ等を介して、接触判定用電源４２と各プローブ針２５とを接続する配線の途中に電気的に接続されている。また、第２リレー７８の他端は、不図示の配線及び分岐コネクタ等を介して、抵抗５２と検出器５４とを接続する配線の途中に電気的に接続されている。

【0085】

第２リレー７８は、制御装置６０の下、オン状態とオフ状態とに切替可能であり、電源検査モード時にのみオン状態に切り替えられる。この第２リレー７８をオン状態に切り替えることで、接触判定用電源４２を、各プローブ針２５、ウェーハＷ、保持面１６ａ、ケーブル４０及び第１リレー５０を介さずに、抵抗５２に対して直接電気的に接続することができる。これにより、接触判定用電源４２から抵抗５２に対する電流供給を直接実行することができる。

【0086】

図１１は、第２実施形態の制御装置６０の機能ブロック図である。図１１に示すように、第２実施形態の制御装置６０は、既述の除電制御部６２、接近制御部６４、接触判定部６６、停止制御部６８及び高さ位置検出部７０の他に、断線検査制御部８０と、断線判定部８２と、電源検査制御部８４と、電流供給判定部８６として機能する。

【0087】

第２実施形態の除電制御部６２は、除電モード時に作動して、電源リレー４２ｂ、第１リレー５０、電源リレー７６ｂ及び第２リレー７８の計４種類のリレーの切り替えを制御することで、第１実施形態と同様にチャック１６及びウェーハＷの放電を実行する。

【0088】

第２実施形態の接近制御部６４、接触判定部６６、停止制御部６８及び高さ位置検出部７０は、高さ位置検出モード時に作動して、第１実施形態と同様に針先端高さ位置を検出する。この際に第２実施形態の接近制御部６４は、上述の４種類のリレーの切り替えを制御する。一方、第２実施形態の接触判定部６６、停止制御部６８及び高さ位置検出部７０の機能ついては上記第１実施形態と同じであるので、ここでは具体的な説明は省略する。

【0089】

断線検査制御部８０及び断線判定部８２は、断線検査モード時に作動して、ケーブル４０の断線の有無を検査する。

【0090】

電源検査制御部８４及び電流供給判定部８６は、電源検査モード時に作動して、接触判定用電源４２から各プローブ針２５への電流供給が正常に実行可能であるのか否かを検査する。

【0091】

図１２は、第２実施形態のプローバ１０の除電処理、針先端高さ位置の検出処理、及びケーブル４０の断線検査処理の流れを示したフローチャートである。図１３は、第２実施形態のプローバ１０の接触判定用電源４２の検査処理の流れを示したフローチャートである。

【0092】

図１４は、第２実施形態の除電モード時の除電制御部６２の機能を説明するための説明図である。図１５は、第２実施形態の高さ位置検出モード時の接近制御部６４、接触判定部６６、停止制御部６８及び高さ位置検出部７０の機能を説明するための説明図である。図１６は、断線検査モード時の断線検査制御部８０及び断線判定部８２の機能を説明するための説明図である。図１７は、電源検査モード時の電源検査制御部８４及び電流供給判定部８６の機能ついて説明するための説明図である。

【0093】

図１２及び図１４に示すように、操作部４８でプローバ１０の動作モードが除電モードに切り替えられると（ステップＳ１、ステップＳ２ＡでＹＥＳ）、除電制御部６２が電源リレー４２ｂ，７６ｂのオフ状態への切り替えを実行する。これにより、接触判定用電源４２から各プローブ針２５への電流供給が停止されると共に（ステップＳ４）、断線判定用電源７６から追加ケーブル７７への電流供給が停止される（ステップＳ４Ａ）。

【0094】

また、除電制御部６２は、第１リレー５０のオン状態への切替（ステップＳ５）と、第２リレー７８のオフ状態への切替（ステップＳ５Ａ）と、を実行する。これにより、第１実施形態と同様に、チャック１６及びウェーハＷに帯電した電荷をケーブル４０、第１リレー５０及び抵抗５２を経て接地側に流すことで、チャック１６等を放電することができる。なお、ステップＳ４、ステップＳ４Ａ、ステップＳ５、ステップＳ５Ａは同時又は順不同で実行してもよい。

【0095】

図１２及び図１５に示すように、操作部４８でプローバ１０の動作モードが高さ位置検出モードに切り替えられると（ステップＳ２ＡでＮＯ、ステップＳ３ＡでＹＥＳ）、接近制御部６４が、第１リレー５０をオン状態に切り替えると共に（ステップＳ６）、第２リレー７８をオフ状態に切り替える（ステップＳ６Ａ）。

【0096】

また、接近制御部６４は、電源リレー７６ｂのオフ状態への切り替えと電源リレー４２ｂのオン状態への切り替えとを実行する。これにより、断線判定用電源７６から追加ケーブル７７への電流供給が停止される一方で（ステップＳ６Ｂ）、第１実施形態と同様に接触判定用電源４２から各プローブ針２５への電流供給が開始される（ステップＳ７）。なお、ステップＳ６、ステップＳ６Ａ、ステップＳ６Ｂ、ステップＳ７は同時又は順不同で実行してもよい。

【0097】

以下、既述の図７で説明した第１実施形態のステップＳ８からステップＳ１２までの処理が実行されて、高さ位置検出部７０により針先端高さ位置が検出される。

【0098】

図１２及び図１６に示すように、操作部４８でプローバ１０の動作モードが断線検査モードに切り替えられると（ステップＳ２Ａ，Ｓ３ＡでＮＯ、ステップＳ２０でＹＥＳ）、断線検査制御部８０が電源リレー４２ｂをオフ状態に切り替えて、接触判定用電源４２から各プローブ針２５への電流供給を停止させる（ステップＳ２１）。また、断線検査制御部８０は、第２リレー７８のオフ状態への切り替え（ステップＳ２２）と、第１リレー５０のオン状態への切り替え（ステップＳ２３）と、を実行する。

【0099】

さらに、断線検査制御部８０は、電源リレー７６ｂをオン状態に切り替えて、断線判定用電源７６から追加ケーブル７７及び保持面１６ａを介してケーブル４０への電流供給を開始させる（ステップＳ２４）。なお、ステップＳ２１からステップＳ２４は同時又は順不同で実行してもよい。また、図１６では各プローブ針２５にウェーハＷが接触しているが、断線検査モード時には、既述の図４に示したように、各プローブ針２５とウェーハＷとが離間していてもよい（後述の図１７に示す電源検査モード時も同様）。

【0100】

断線判定部８２は、断線検査制御部８０による電源リレー４２ｂ，７６ｂ、第１リレー５０及び第２リレー７８の切り替えが完了すると、検出器５４の検出値に基づいてケーブル４０の断線の有無を判定する（ステップＳ２５，Ｓ２６）。

【0101】

具体的にはケーブル４０が断線している場合には、断線判定用電源７６から供給される電流がケーブル４０で遮断されて抵抗５２まで流れないので、検出器５４の検出値が所定の閾値よりも小さい値（ＧＮＤ電位：０Ｖ）になる。逆にケーブル４０が断線していない場合には、断線判定用電源７６から供給される電流が抵抗５２まで流れるため、検出器５４の検出値が所定の閾値以上になる。このため、接触判定部６６は、検出器５４の検出値が所定の閾値未満であるのか否かに基づいて、ケーブル４０の断線の有無を判定する。

【0102】

図１２、図１３及び図１７に示すように、操作部４８でプローバ１０の動作モードが電源検査モードに切り替えられると（ステップＳ２Ａ，Ｓ３Ａ，Ｓ２０でＮＯ、ステップＳ３０）、電源検査制御部８４が電源リレー７６ｂをオフ状態に切り替えて、断線判定用電源７６から追加ケーブル７７への電流供給を停止させる（ステップＳ３１）。

【0103】

また、電源検査制御部８４は、第１リレー５０のオフ状態への切り替えと（ステップＳ３２）、第２リレー７８のオン状態への切り替えと（ステップＳ３３）、を実行する。さらに、電源検査制御部８４は、電源リレー４２ｂをオン状態に切り替えて、接触判定用電源４２から各プローブ針２５への電流供給を開始させる（ステップＳ３４）。これにより、接触判定用電源４２から抵抗５２に対して直接的に電流供給が可能になる。なお、ステップＳ３１からステップＳ３４は同時又は順不同で実行してもよい。

【0104】

電流供給判定部８６は、電源検査制御部８４による電源リレー４２ｂ，７６ｂ、第１リレー５０及び第２リレー７８の切り替えが完了した場合に、検出器５４の検出値に基づいて接触判定用電源４２から各プローブ針２５への電流供給が正常に実行可能か否かを判定する（ステップＳ３５，Ｓ３６）。

【0105】

具体的には接触判定用電源４２の故障等の原因で電流供給が正常に実行されていない場合には、電流が抵抗５２まで流れないので、検出器５４の検出値が所定の閾値よりも小さい値（ＧＮＤ電位：０Ｖ）になる。逆に接触判定用電源４２からの電流供給が正常に実行されている場合には、電流が抵抗５２まで正常に流れるため、検出器５４の検出値が所定の閾値以上になる。このため、電流供給判定部８６は、検出器５４の検出値が所定の閾値未満であるのか否かに基づいて、接触判定用電源４２から各プローブ針２５への電流供給が正常に実行可能か否かを判定する。

【0106】

以上のように第２実施形態のプローバ１０では、高さ位置検出モードの前に断線検査モード及び電源検査モードを実行して、ケーブル４０の断線の有無及び接触判定用電源４２が正常であるのか否かを事前に確認することができる。その結果、高さ位置検出モードに各プローブ針２５へのウェーハＷの接触を確実に検出することができるので、各プローブ針２５及びプローブカード２４の破損が防止される。

【0107】

なお、第２実施形態のプローバ１０では、断線検査モード及び電源検査モードの双方を選択的に実行可能であるが、いずれか一方のみが実行可能であってもよい。そして、断線検査モードを実行しない場合には断線判定用電源７６及び追加ケーブル７７を省略可能であり、逆に電源検査モードを実行しない場合には第２リレー７８を省略可能である。

【0108】

［その他］
上記各実施形態では、電源リレー４２ｂ，７６ｂ（高絶縁リレー）のオン状態とオフ状態とを切り替えることで接触判定用電源４２及び断線判定用電源７６の電力供給のオンオフを切り替えているが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、高絶縁リレーの代わりに、ＦＥＴ（Field Effect Transistor）、トランジスタ、フォトカプラ等の半導体素子、メカニカルスイッチ又は物理スイッチなどを用いて、接触判定用電源４２及び断線判定用電源７６の電力供給のオンオフを切り替えてもよい。

【符号の説明】

【0109】

９…ウェーハテストシステム、１０…プローバ、１１…基台、１２…ベース、１３…Ｙステージ、１３ａ…Ｙ移動部、１４…Ｘステージ、１４ａ…Ｘ移動部、１５…Ｚθステージ、１５ａ…Ｚθ移動部、１６…チャック、１６ａ…保持面、１８…プローブ位置検出カメラ、１９…ウェーハアライメントカメラ、２１…高さ調整機構、２２…ヘッドステージ、２３…カードホルダ、２４…プローブカード、２５…プローブ針、３０…テスタ、３１…テストヘッド、３２…コンタクトリング、３８…操作部、４０…ケーブル、４０ａ…コネクタ、４２…接触判定用電源、４２ａ…電源本体、４２ｂ…電源リレー、４３…コネクタ、４６…チャック接続回路、４８…操作部、５０…第１リレー、５２…抵抗、５４…検出器、６０…制御装置、６２…除電制御部、６４…接近制御部、６６…接触判定部、６８…停止制御部、７０…高さ位置検出部、７６…断線判定用電源、７６ａ…電源本体、７６ｂ…電源リレー、７７…追加ケーブル、７８…第２リレー、８０…断線検査制御部、８２…断線判定部、８４…電源検査制御部、８６…電流供給判定部、Ｗ…ウェーハ

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】

【図16】

【図17】