特開 2024-142839 プローバ及びプローブ検査方法

(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】P2024142839

(43)【公開日】2024-10-11

(54)【発明の名称】プローバ及びプローブ検査方法

(51)【国際特許分類】

   H01L 21/66 20060101AFI20241003BHJP

   G01R 31/28 20060101ALI20241003BHJP

   G01R 31/26 20200101ALI20241003BHJP

【ＦＩ】

H01L21/66 B

G01R31/28 H

G01R31/26 J

【審査請求】未請求

【請求項の数】5

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023055191

(22)【出願日】2023-03-30

(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】大竹 俊輔

【テーマコード（参考）】

2G003

2G132

4M106

【Ｆターム（参考）】

2G003AA10

2G003AG04

2G003AG12

2G003AG13

2G132AF07

2G132AL03

2G132AL04

4M106AA01

4M106BA01

4M106DD05

4M106DD10

4M106DD13

4M106DD18

4M106DH12

4M106DH44

4M106DH45

4M106DJ02

4M106DJ03

4M106DJ27

(57)【要約】

【課題】プローブと電極パッドとのコンタクトが適正に行われたか否かを確認できるプローバ及びプローブ検査方法を提供する。
【解決手段】プローバ１０は、ウェーハチャック５０を角度傾斜機構７６により互いに異なる複数の傾斜条件に基づいて傾斜させて、アライメントカメラ８０により、プローブ６６がウェーハＷをコンタクトした際のプローブのコンタクト跡Ｃを撮像することで、複数のコンタクト跡画像を取得する制御部と、複数のコンタクト跡画像からコンタクト跡Ｃの三次元形状を算出する形状算出部と、を備える。
【選択図】図９

【特許請求の範囲】

【請求項1】

ウェーハを保持するウェーハチャックと、
前記ウェーハチャックに対向する面に複数のプローブを有するプローブカードと、
前記ウェーハチャックに保持された前記ウェーハの表面の画像を撮像するアライメントカメラと、
前記ウェーハチャックを傾斜させる傾斜機構と、
前記ウェーハチャックを前記傾斜機構により互いに異なる複数の傾斜条件に基づいて傾斜させて、前記アライメントカメラにより、前記プローブが前記ウェーハをコンタクトした際の前記プローブのコンタクト跡を撮像することで、複数の第１撮像画像を取得する制御部と、
前記複数の第１撮像画像から前記コンタクト跡の三次元形状を算出する形状算出部と、
を備えるプローバ。

【請求項2】

前記三次元形状に基づいて、前記プローブによる前記ウェーハへのコンタクトの良否を判定する、良否判定部をさらに備える、請求項１に記載のプローバ。

【請求項3】

前記良否判定部の判定結果に基づいて、前記プローブが前記ウェーハをコンタクトする際の条件を変更する条件変更部を備える、
請求項２に記載のプローバ。

【請求項4】

前記プローブをクリーニングするためのクリーニング部材を備え、
前記傾斜機構は、前記クリーニング部材を傾斜させ、
前記制御部は、前記クリーニング部材を前記傾斜機構により互いに異なる複数の傾斜条件に基づいて傾斜させて、前記アライメントカメラにより、前記プローブが前記クリーニング部材をコンタクトした際のコンタクト跡を撮像することで、複数の第２撮像画像を取得し、
前記形状算出部は、前記複数の第２撮像画像から前記コンタクト跡の三次元形状を算出する、
請求項１に記載のプローバ。

【請求項5】

ウェーハを保持するウェーハチャックと、前記ウェーハチャックに対向する面に複数のプローブを有するプローブカードと、前記ウェーハチャックに保持された前記ウェーハの表面の画像を撮像するアライメントカメラと、前記ウェーハチャックを傾斜させる傾斜機構と、を有するプローバにおけるプローブ検査方法であって、
前記ウェーハチャックを前記傾斜機構により互いに異なる複数の傾斜条件に基づいて傾斜させて、前記アライメントカメラにより、前記プローブが前記ウェーハをコンタクトした際の前記プローブのコンタクト跡を撮像することで、複数の第１撮像画像を取得するステップと、
前記複数の第１撮像画像から前記コンタクト跡の三次元形状を算出するステップと、を備えるプローブ検査方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、半導体ウェーハに複数形成された半導体チップの電極パッド上に形成された針跡をカメラによって撮像し、その撮像した画像から電極パッドの針跡を検出する技術に関する。

【背景技術】

【0002】

半導体製造工程は、多数の工程を有し、品質保証及び歩留まりの向上のために、各種の製造工程で各種の検査が行われる。例えば、半導体ウェーハ（以下、「ウェーハ」という）上に複数の半導体チップ（以下、チップという）が形成された段階で、ウェーハレベル検査が行われる。

【0003】

ウェーハレベル検査は、プローブカードに形成された多数の針状のプローブ（以下、プローブ針という）を各チップの電極パッドにコンタクト（接触）させるプローバ装置を使用して行われる。プローブ針はテストヘッドの端子に電気的に接続されており、テストヘッドからプローブ針を介して各チップに電源及びテスト信号を供給すると共に、各チップからの出力信号をテストヘッドで検出して正常に動作するかを測定する。

【0004】

このようなウェーハレベル検査が行われた後、プローブ針が電極パッドに正常にコンタクトしたか否かを判定することを目的として、電極パッド上に形成された針跡をカメラによって撮像し、その撮像した画像から電極パッドの針跡を検出する技術が開示されている（例えば、特許文献１参照）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【特許文献1】特開２００９－２８９８１８号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

ところで、プローバ装置において、電極パッド上に形成された針跡をカメラによって撮像する場合、カメラはウェーハの上方から撮影を行うため、カメラにより撮像された画像は二次元的（平面的）な画像となる。そのため、針跡の深さまでは検出できず、プローブと電極パッドとのコンタクトが適正に行われたか否かを確認するには限界がある。

【0007】

本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、プローブと電極パッドとのコンタクトが適正に行われたか否かを確認できるプローバ及びプローブ検査方法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】

【0008】

第１態様のプローバは、ウェーハを保持するウェーハチャックと、ウェーハチャックに対向する面に複数のプローブを有するプローブカードと、ウェーハチャックに保持されたウェーハの表面の画像を撮像するアライメントカメラと、ウェーハチャックを傾斜させる傾斜機構と、ウェーハチャックを傾斜機構により互いに異なる複数の傾斜条件に基づいて傾斜させて、アライメントカメラにより、プローブがウェーハをコンタクトした際のプローブのコンタクト跡を撮像することで、複数の第１撮像画像を取得する制御部と、複数の第１撮像画像からコンタクト跡の三次元形状を算出する形状算出部と、を備える。

【0009】

第２態様のプローバにおいて、三次元形状に基づいて、プローブによるウェーハへのコンタクトの良否を判定する、良否判定部をさらに備える。

【0010】

第３態様のプローバにおいて、良否判定部の判定結果に基づいて、プローブがウェーハをコンタクトする際の条件を変更する条件変更部を備える。

【0011】

第４態様のプローバにおいて、プローブをクリーニングするためのクリーニング部材を備え、傾斜機構は、クリーニング部材を傾斜させ、制御部はクリーニング板を傾斜機構により互いに異なる複数の傾斜条件に傾斜させて、アライメントカメラにより、プローブがクリーニング部材をコンタクトした際のコンタクト跡を撮像することで、複数の第２撮像画像を取得し、形状算出部は、複数の第２撮像画像からコンタクト跡の三次元形状を算出する。

【0012】

第５態様のプローブ検査方法は、ウェーハを保持するウェーハチャックと、ウェーハチャックに対向する面に複数のプローブを有するプローブカードと、ウェーハチャックに保持されたウェーハの表面の画像を撮像するアライメントカメラと、ウェーハチャックを傾斜させる傾斜機構と、を有するプローバにおけるプローブ検査方法であって、ウェーハチャックを傾斜機構により互いに異なる複数の傾斜条件に基づいて傾斜させて、アライメントカメラにより、プローブがウェーハをコンタクトした際のプローブのコンタクト跡を撮像することで、複数の第１撮像画像を取得するステップと、複数の第１撮像画像からコンタクト跡の三次元形状を算出するステップと、を備える。

【発明の効果】

【0013】

本発明によれば、プローブと電極パッドとのコンタクトが適正に行われたか否かを確認できる。

【図面の簡単な説明】

【0014】

【図1】本発明の実施形態に係るプローバの全体構成を示した外観図である。

【図2】図１に示したプローバを示した平面図である。

【図3】測定ユニットの構成を示した概略図である。

【図4】測定部の構成を示した概略図である。

【図5】測定部の構成を示した概略図である。

【図6】制御部の機能ブロック図である。

【図7】コンタクト跡形状算出処理の手順を示したフローチャートである。

【図8】傾斜機構に適用される傾斜条件を示す表である。

【図9】撮像処理を説明するための図である。

【図10】コンタクト跡形状算出処理を説明するための図である。

【図11】コンタクト跡形状算出処理を説明するための図である。

【図12】第１変形例のコンタクト跡形状算出処理の手順を示したフローチャートである。

【図13】第２変形例の撮像処理を説明するための図である。

【発明を実施するための形態】

【0015】

以下、添付図面に従って本発明の好ましい実施の形態について説明する。

【0016】

［プローバ］
図１及び図２は、本発明に係るプローバの全体構成を示した外観図と平面図である。

【0017】

図１及び図２に示すように、プローバ１０は、検査するウェーハＷを供給及び回収するローダ部１４と、ローダ部１４に隣接して配置された測定ユニット１２とを備えている。プローバ１０は、測定ユニット１２が複数の測定部１６を備えたマルチステージ式のプローバである。ウェーハＷがローダ部１４から各測定部１６に供給されると、各測定部１６はウェーハＷの各チップの電気的特性の検査（ウェーハレベル検査）を行う。そして、各測定部１６で検査されたウェーハＷはローダ部１４により回収される。なお、プローバ１０は、操作パネル２１、各部を制御する制御装置等も備えている。

【0018】

ローダ部１４は、ロードポート１８と、搬送ユニット２２とを有する。ロードポート１８には、ウェーハカセット２０が載置される。搬送ユニット２２は、各測定部１６とウェーハカセット２０との間でウェーハＷを搬送する。搬送ユニット２２は、図示しない搬送ユニット駆動機構を備えており、Ｘ軸方向、及びＺ軸方向に移動可能に構成されると共に、θ方向（Ｚ軸方向周り）に回転可能に構成されている。また、搬送ユニット２２は、上記搬送ユニット駆動機構により前後に伸縮自在に構成された搬送アーム２４を備えている。搬送アーム２４の上面部には図示しない吸着パッドが設けられており、搬送アーム２４は、この吸着パッドでウェーハＷの裏面を真空吸着してウェーハＷを保持する。これにより、ウェーハカセット２０内のウェーハＷは、搬送ユニット２２の搬送アーム２４によって取り出され、その上面に保持された状態で測定ユニット１２の各測定部１６に搬送される。また、検査の終了した検査済みのウェーハＷは逆の経路で各測定部１６からウェーハカセット２０に戻される。

【0019】

図３は、測定ユニット１２の構成を示した図である。

【0020】

図３に示すように、測定ユニット１２は、複数の測定部１６が多段状に積層された積層構造（多段構造）を有しており、各測定部１６はＸ軸方向及びＺ軸方向に沿って二次元的に配列されている。一例として、Ｘ軸方向に４つの測定部１６がＺ軸方向に３段積み重ねられている。なお、各測定部１６は、いずれも同一の構成を有しており、テストヘッド５４、ウェーハチャック５０及びプローブカード５６等を備えて構成される。

【0021】

測定ユニット１２は、複数のフレームを格子状に組み合わせた格子形状を有する筐体１１を備えている。この筐体１１は、Ｘ軸方向、Ｙ軸方向、Ｚ軸方向にそれぞれ延び、格子状に組み合わされた複数のフレーム１３により構成される。

【0022】

アライメント装置７０は、それぞれの段毎に設けられており、各階層（各段）に配置された複数の測定部１６間で相互に移動可能に構成されている。すなわち、アライメント装置７０は、同一の階層（段）に配置される複数（実施形態では４つ）の測定部１６の間で共有されており、同一の階層に配置された複数の測定部１６の間を相互に移動する。

【0023】

［測定部］
次に、測定部１６の構成について説明する。図４及び図５は、測定部１６の構成を示した概略図である。

【0024】

図４に示すように、測定部１６は、ウェーハチャック５０と、ヘッドステージ５２と、テストヘッド５４と、プローブカード５６と、を備えている。

【0025】

テストヘッド５４は、図示しないテストヘッド保持部によりヘッドステージ５２の上方に支持されている。テストヘッド５４は、プローブカード５６のプローブ６６に電気的に接続され、電気的特性検査のために各チップに電源及びテスト信号を供給すると共に、各チップからの出力信号を検出して正常に動作するかを測定する機能を備える。

【0026】

ヘッドステージ５２は、筐体の一部を構成するフレーム（不図示）に支持されている。ヘッドステージ５２は、ポゴフレーム（不図示）の平面形状に対応した円形状の開口からなるポゴフレーム取付部（不図示）を有する。ポゴフレームのヘッドステージ５２への固定方法は特に限定されるものでない。

【0027】

なお、ポゴフレームを図示していないが、ポゴフレームは、テストヘッド５４の下面に形成される各端子とプローブカード５６の上面に形成される各端子とを電気的に接続する多数のポゴピン（不図示）を備えている。また、ポゴフレームの上面（テストヘッド５４に対向する面）及び下面（プローブカード５６に対向する面）の外周部には、それぞれリング状のシール部材（不図示）が形成されている。そして、図示しない吸引手段により、テストヘッド５４とポゴフレームと上面側シール部材で囲まれた空間、及びプローブカード５６とポゴフレームと下面側シール部材で囲まれた空間が減圧されることにより、テストヘッド５４、ポゴフレーム、及びプローブカード５６が一体化される。

【0028】

プローブカード５６は、ウェーハＷの各チップの電極パッド（不図示）に対応した多数のプローブ６６を有する。各プローブ６６は、プローブカード５６の下面（ウェーハチャック５０に対向する面）から下方に向けて突出して形成されており、プローブカード５６の上面に設けられる各端子に電気的に接続されている。したがって、テストヘッド５４、ポゴフレーム（不図示）、及びプローブカード５６が一体化されると、各プローブ６６は、ポゴフレームを介してテストヘッド５４の各端子に電気的に接続される。なお、プローブカード５６は、検査するウェーハＷの各チップの電極パッドに対応した多数のプローブ６６を備えており、各測定部１６ではウェーハチャック５０に保持されたウェーハＷ上のチップの同時検査が行われる。

【0029】

ウェーハチャック５０は、上面にウェーハＷを保持する保持面５０Ａを有する。保持面５０Ａは平面で構成され、真空吸着等によりウェーハＷを吸着して固定する。ウェーハチャック５０は、アライメント装置７０に着脱自在に支持され、アライメント装置７０によってＸ軸方向、Ｙ軸方向、Ｚ軸方向、及びθ方向に移動可能となっている。また、ウェーハチャック５０の保持面５０Ａ（ウェーハ載置面）の外周部にはリング状のシール部材（不図示）が設けられている。そして、図示しない吸引手段により、プローブカード５６とウェーハチャック５０とシール部材で囲まれた空間が減圧されることにより、ウェーハチャック５０がプローブカード５６に向かって引き寄せられる。これにより、プローブカード５６の各プローブ６６がウェーハＷの各チップの電極パッドに接触して検査を開始可能な状態となる。

【0030】

ウェーハチャック５０の内部には、ウェーハＷの各チップを高温状態（例えば、最高で１５０℃）、又は低温状態（例えば最低で－４０℃）で電気的特性検査が行えるように、加熱及び冷却源としての加熱冷却機構（不図示）が設けられている。加熱冷却機構としては、公知の適宜の加熱器及び冷却器が採用できるものであり、例えば、面ヒータの加熱層と冷却流体の通路を設けた冷却層との二重層構造にしたもの、又は熱伝導体内に加熱ヒータを巻き付けた冷却管を埋設した一層構造の加熱冷却装置など、様々のものが考えられる。また、電気加熱ではなく、熱流体を循環させるものでもよく、またペルチエ素子を使用してもよい。ウェーハチャック５０は、本発明のウェーハチャックの一例である。

【0031】

（アライメント装置）
測定ユニット１２は、図４に示すように、ウェーハチャック５０を着脱自在に支持するアライメント装置７０を備えている。アライメント装置７０は、Ｚ軸移動回転部７２と、Ｚ軸移動回転部７２に取り付けられたプローブ位置検出カメラ８２及びクリーニング板８４と、Ｚ軸移動回転部７２を支持する支持テーブル７４と、支持テーブル７４を支持する角度傾斜機構７６と、角度傾斜機構７６を支持するＸＹステージ７８と、を有する。

【0032】

Ｚ軸移動回転部７２は、ウェーハチャック５０を着脱自在に支持する上面７２Ａを、Ｚ軸方向に移動すると共に、Ｚ軸方向と平行な中心軸ＣＬを回転中心として回転させる。これにより、Ｚ軸移動回転部７２は、上面７２Ａに着脱自在に支持されるウェーハチャック５０をＺ軸方向に移動させると共に、中心軸ＣＬを中心に回転させる。

【0033】

プローブ位置検出カメラ８２は、プローブカード５６に対向する位置において、プローブカード５６のプローブ６６を撮像する。このプローブ位置検出カメラ８２にて撮像されたプローブ６６の撮像画像に基づき、プローブ６６の先端位置を検出することができる。具体的には、プローブ６６の先端位置のＸＹ座標はプローブ位置検出カメラ８２の撮像画像における位置座標（ＸＹ座標）から検出され、プローブ６６の先端位置のＺ座標はプローブ位置検出カメラ８２の焦点位置から検出される。

【0034】

クリーニング板８４は、プローブ６６の先端部に付着した削りカス或いは異物等のゴミを除去する。具体的には、プローブ６６とクリーニング板８４とを接触させた状態で、両者を相対的に移動、振動、又は揺動等することで、クリーニング板８４によりプローブ６６の先端部のゴミ等を除去し、プローブ６６の先端部をクリーニングする。

【0035】

プローブ位置検出カメラ８２は、保持部材８５を介して、Ｚ軸移動回転部７２に一体に取り付けられている。また、クリーニング板８４は、保持部材８７を介してプローブ位置検出カメラ８２に一体に取りけられた上下ステージ８８の上面に取り付けられている。上下ステージ８８は中心軸ＣＬに平行な方向にクリーニング板８４を移動させる。ただし、この構造に限定されず、プローブ位置検出カメラ８２及びクリーニング板８４はＺ軸移動回転部７２に別々に取り付けられてもよいし、またＺ軸移動回転部７２とは別の部材に取り付けられてもよい。

【0036】

支持テーブル７４は、Ｚ軸移動回転部７２の下面側に配置される。すなわち、Ｚ軸移動回転部７２は、支持テーブル７４の上面７４Ａに支持される。Ｚ軸移動回転部７２の上面７２Ａにはウェーハチャック５０が支持され、且つ保持部材８５及び保持部材８７を介してクリーニング板８４が取り付けられている。なお、支持テーブル７４が、図示しない支持部材を介してプローブ位置検出カメラ８２を支持する構成であってもよい。また、支持テーブル７４を省略して、後述する角度傾斜機構７６がＺ軸移動回転部７２を直接的に支持する構成であってもよい。

【0037】

角度傾斜機構７６は、支持テーブル７４とＸＹステージ７８との間に配置される。角度傾斜機構７６は、支持テーブル７４を支持しており、支持テーブル７４を傾斜させる。すなわち、角度傾斜機構７６は、支持テーブル７４を傾斜させることで、Ｚ軸移動回転部７２を介してウェーハチャック５０を傾斜させることができ、ウェーハチャック５０に保持されたウェーハＷを複数の方向に傾斜させることができる。

【0038】

角度傾斜機構７６は、支持テーブル７４の水平方向（Ｘ軸方向及びＹ軸方向に平行な方向）に対する傾斜角度を任意に変更できるものであれば特に限定されるものではないが、例えば、以下のような構成を好ましく採用することができる。

【0039】

角度傾斜機構７６は、支持テーブル７４の下面を３点で支持する３つの昇降支持部材を備え、各昇降支持部材を昇降させることで、各昇降支持部材により支持される支持テーブル７４の各支持点の高さを相互に変化させる。これにより、支持テーブル７４の水平方向に対する傾斜角度を任意に変化させる。なお、角度傾斜機構７６は、このような構成に限らず、公知の構成を適宜採用することが可能である。角度傾斜機構７６は、本発明の傾斜機構の一例である。

【0040】

ＸＹステージ７８は、プローブカード５６とウェーハＷとの位置合わせ（アライメント）やウェーハレベル検査を行う場合には、ウェーハチャック５０をＸＹ方向（すなわち、ウェーハチャック５０の保持面５０Ａに平行な方向）に移動させる。また、ＸＹステージ７８は、ウェーハチャック５０に保持されているウェーハＷをアライメントカメラ８０により撮像する場合には、ウェーハチャック５０をアライメントカメラ８０に対して対向する位置（図５における２点鎖線で示す位置）に移動させる。

【0041】

ＸＹステージ７８は、さらに、搬送パレットに載置されるベースと、ベースに載置され、Ｙ軸方向に移動可能なＹ移動ステージと、Ｙ移動ステージに載置され、Ｘ軸方向に移動可能なＸ移動ステージと、を含むことができる。

【0042】

アライメント装置７０は、ウェーハチャック５０を着脱自在に支持するＺ軸移動回転部７２と、Ｚ軸移動回転部７２を支持するＸＹステージ７８とを備えるので、ウェーハチャック５０を、Ｘ軸方向、Ｙ軸方向、Ｚ軸方向、θ方向に移動させて、プローブカード５６に対するウェーハチャック５０の相対的な位置合わせを行うことができる。

【0043】

図５に示すようにアライメント装置７０は、アライメントカメラ８０を備えている。アライメントカメラ８０は、ウェーハチャック５０上のウェーハＷのアライメントを行うために設けられている。アライメントカメラ８０はウェーハチャック５０よりもＺ軸方向上方側で、プローブカード５６からＹ軸方向にずれた位置に配置されている。

【0044】

以上のように構成されるプローバ１０において、ウェーハレベル検査を行う場合には、次のような動作が行われる。

【0045】

まず、ローダ部１４から所定の測定部１６のウェーハチャック５０にウェーハＷを受け渡すウェーハ受け渡し処理（ウェーハロード）が行われる。ウェーハ受け渡し処理では、搬送アーム２４によってウェーハカセット２０内のウェーハＷを取り出し、搬送アーム２４の吸着パッドに保持した状態でウェーハＷを所定の測定部１６のウェーハチャック５０に搬送して受け渡す。このとき、ウェーハチャック５０は、ＸＹステージ７８の移動により所定の受け渡し位置に移動する。そして、その受け渡し位置に移動したウェーハチャック５０には搬送アーム２４からウェーハＷが受け渡され、ウェーハチャック５０にウェーハＷが保持される。

【0046】

次に、プローブ位置検出カメラ８２がプローブ６６の下に位置するように、ＸＹステージ７８を移動させ、プローブ位置検出カメラ８２でプローブ６６の先端位置を検出する。プローブ６６の先端の水平面内の位置（Ｘ座標及びＹ座標）は、プローブ位置検出カメラ８２の撮像画像における位置座標により検出され、プローブ６６の先端の高さ位置（Ｚ座標）はプローブ位置検出カメラ８２の焦点位置で検出される。このプローブ位置の検出処理は、プローブカード５６を交換したときには必ず行う必要があり、プローブカード５６を交換しない時でも所定個数のチップを測定する毎に適宜行われる。なお、プローブカード５６には、多数本のプローブ６６が設けられているため、全てのプローブ６６の先端位置を検出せずに、通常は作業効率を考慮して、特定のプローブ６６の先端位置を検出する。

【0047】

また、ウェーハチャック５０に保持されたウェーハが、アライメントカメラ８０に対向する位置となるように、ＸＹステージ７８を移動させ、アライメントカメラ８０によりウェーハＷの表面の各チップの電極パッドの位置を検出する。１チップのすべての電極パッドの位置を検出する必要はなく、いくつかの電極パッドの位置を検出すればよい。また、ウェーハＷ上の全てのチップの電極パッドを検出する必要はなく、いくつかのチップの電極パッドの位置が検出される。そして、チップの電極パッドの配列方向とプローブの配列方向が一致するように、Ｚ軸移動回転部７２によりウェーハチャック５０を回転させた後、電極パッドが対応するプローブの真下に位置するように、ＸＹステージ７８によりウェーハチャック５０を移動させた後、Ｚ軸移動回転部７２によりウェーハチャック５０を上昇させて、電極パッドをプローブ６６にコンタクトさせる。コンタクトが行われた後、ウェーハチャック５０がプローブカード５６に対して真空吸着等により吸着保持される。ウェーハチャック５０がプローブカード５６に対して吸着保持された後、アライメント装置７０に対するウェーハチャック５０の固定を解除した後、Ｚ軸移動回転部７２をＺ軸方向に下降させることにより、アライメント装置７０からウェーハチャック５０を離脱させる。そして、テストヘッド５４から、プローブ６６を介して電極パッドに電源及びテスト信号を供給し、出力される信号を検出して正常に動作するかを確認する。

【0048】

実施形態のプローバ１０は、プローブ６６と電極パッドとのコンタクトが適正に行われたか否かを確認するため、電極パッドに対してプローブ６６がコンタクトした跡であるコンタクト跡（針跡）の三次元形状を算出する処理（以下、コンタクト跡形状算出処理という）を行うための機能を備えている。コンタクト跡形状算出処理では、角度傾斜機構７６とアライメントカメラ８０とを利用して、コンタクト跡の三次元形状を算出し、この三次元形状からコンタクトの適性の判断を可能とするものである。

【0049】

（制御装置）
図６は、実施形態のプローバ１０の制御装置９０の要部構成を示した機能ブロック図である。なお、図６では、本発明の要部であるコンタクト跡形状算出処理に関する構成要素のみを図示している。

【0050】

図６に示す制御装置９０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９０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】

図６に示すように、制御装置９０は、全体制御部９１、撮像制御部９２、形状算出部９３、記憶部９４、良否判定部９５、及び条件変更部９６を備える。

【0052】

全体制御部９１は、プローバ１０を構成する各部を統括的に制御する。具体的には、全体制御部９１は、検査するウェーハＷの各チップの電極パッドとプローブカード５６の各プローブ６６とを接触させる動作（コンタクト動作）の制御を行う。また、全体制御部９１は、コンタクト動作の他に、各測定部１６の間でアライメント装置７０を相互に移動させる移動制御や、テストヘッド５４によるウェーハレベル検査の動作の制御などを行う。また、ユーザからの入力の指示の受付け、各種情報のディスプレイ装置等への出力など処理を行う。さらに、全体制御部９１は、クリーニング板８４とプローブ６６とを接触させる動作（クリーニング動作）の制御を行う。

【0053】

撮像制御部９２は、プローブ６６がウェーハＷをコンタクトした際のコンタクト跡を、アライメントカメラ８０で撮像し、複数のコンタクト跡画像を取得する。撮像制御部９２によるコンタクト跡画像の取得処理については後述する。コンタクト跡画像は、本発明の第１撮像画像の一例である。

【0054】

形状算出部９３は、撮像制御部９２により取得された複数のコンタクト跡画像に基づいて、コンタクト跡の三次元形状を算出する。形状算出部９３によるコンタクト跡形状算出処理については後述する。

【0055】

記憶部９４は、ウェーハレベル検査の動作の制御に必要な測定条件（オーバードライブ量を含む）を記憶する。また、記憶部９４は、角度傾斜機構７６の傾斜条件を記憶する。角度傾斜機構７６の傾斜条件については後述する。

【0056】

良否判定部９５は、形状算出部９３が算出したコンタクト跡の三次元形状に基づき、プローブと電極パッドとのコンタクトが適正に行われたか否か判定する。

【0057】

条件変更部９６は、良否判定部９５の判定結果に基づいて、記憶部９４に記憶されている測定条件の１つであるオーバードライブ量を変更する。

【0058】

次に、実施形態のプローバ１０で実行されるコンタクト跡形状算出処理について説明する。図７は、コンタクト跡形状算出処理の手順を示したフローチャートである。図８は、傾斜条件の一例を示す図である。図９は、撮像処理の動作を説明するための図である。図１０及び図１１は、コンタクト跡の三次元形状の算出方法を説明するための図である。なお、以下では、符号Ｃを用いてコンタクト跡を示す。

【0059】

コンタクト跡形状算出処理が開始されると、まず、ウェーハチャック５０の移動処理が行われる（ステップＳ１２）。具体的には、ウェーハチャック５０の移動処理では、全体制御部９１が、ＸＹステージ７８の動作を制御して、ウェーハＷを保持したウェーハチャック５０をアライメントカメラ８０の下方に移動させる。

【0060】

次に、角度傾斜機構７６による傾斜処理（ステップＳ１６）と、アライメントカメラ８０による撮像処理（ステップＳ１８）とを、予め設定された繰り返し回数Ｔだけ繰り返し実行する。具体的には、以下のようにして行われる。

【0061】

まず、カウンタ初期化処理が行われる（ステップＳ１４）。カウンタ初期化処理では、撮像制御部９２は、カウンタ値Ｋを１に初期化する（ステップＳ１４）。カウンタ値Ｋは、撮像処理が実行される回数（撮像回数）をカウントするための変数である。

【0062】

次に、角度傾斜機構７６による傾斜処理が行われる（ステップＳ１６）。角度傾斜機構７６による傾斜処理では、撮像制御部９２は、角度傾斜機構７６の動作を制御して、ウェーハチャック５０（ウェーハＷ）を所定の傾斜角度に傾斜させる。なお、記憶部９４には、撮像回数（カウンタ値Ｋ）毎に異なる角度傾斜機構７６の傾斜条件（図８参照）が記憶されている。撮像制御部９２は、記憶部９４から撮像回数（カウンタ値Ｋ）に対応した傾斜条件を読み出し、当該傾斜条件に基づいて角度傾斜機構７６の動作を制御する。

【0063】

ここで、記憶部９４に記憶されている「傾斜条件」について詳しく説明する。この「傾斜条件」は、図８に示すように、撮像回数（カウンタ値Ｋ）毎にＸ軸方向及びＹ軸方向のそれぞれについてウェーハチャック５０の傾斜角度を規定したものであり、Ｘ軸方向の傾斜角度とＹ軸方向の傾斜角度との組み合わせが互いに異なるものである。具体的には、（１）Ｘ軸方向及びＹ軸方向のいずれも傾斜なしの場合（Ｋ＝１）、（２）Ｘ軸方向のみ傾斜ありの場合（Ｋ＝２～５）、（３）Ｙ軸方向のみ傾斜ありの場合（Ｋ＝６～９）の３つの傾斜パターンに大別される。そして、（２）の傾斜パターンには、Ｘ軸方向の傾斜角度がプラス側である場合（Ｋ＝２、３）と、Ｘ軸方向の傾斜角度がマイナス側である場合（Ｋ＝４、５）とが含まれ、各々の場合において傾斜角度の絶対値が同じものが含まれている。同様に、（３）の傾斜パターンには、Ｙ軸方向の傾斜角度がプラス側である場合（Ｋ＝６、７）と、Ｙ軸方向の傾斜角度がマイナス側である場合（Ｋ＝８、９）とが含まれ、各々の場合において傾斜角度の絶対値が同じものが含まれている。

【0064】

なお、図８に示した傾斜条件では、一例として、Ｘ軸方向及びＹ軸方向のそれぞれの傾斜角度を規定したものを示したが、傾斜角度を定める方向はこれに限らず、水平方向において少なくとも互いに異なる２方向の傾斜角度を定めるものであればよく、例えば、２方向は互いに直交せずに斜めに交差するものであってもよい。また、図８に示したＸ軸方向及びＹ軸方向の傾斜角度は一例にすぎず、任意に設定可能である。

【0065】

次に、アライメントカメラ８０による撮像処理が行われる（ステップＳ１８）。アライメントカメラ８０による撮像処理では、図９の９－１又は９－２に示すように、撮像制御部９２は、アライメントカメラ８０の動作を制御し、ウェーハチャック５０に保持されたウェーハＷの電極パッドに発生したコンタクト跡Ｃをアライメントカメラ８０により撮像し、コンタクト跡画像を取得する。撮像制御部９２は、コンタクト跡Ｃを撮像した際の角度傾斜機構７６の傾斜条件（Ｘ軸方向及びＹ軸方向の傾斜角度を含む）と、取得したコンタクト跡画像とを関連付けて、記憶部９４に記憶する。

【0066】

本例では、カウンタ値Ｋが１である場合、図９の９－１に示すように、角度傾斜機構７６による傾斜処理として、撮像制御部９２は、角度傾斜機構７６の動作を制御して、ウェーハチャック５０（ウェーハＷ）を水平方向に平行な状態にする。そして、ウェーハチャック５０が水平方向に平行となっている状態で、撮像制御部９２による撮像処理として、撮像制御部９２は、アライメントカメラ８０の動作を制御して、ウェーハＷの電極パッドのコンタクト跡Ｃをアライメントカメラ８０により撮像してコンタクト跡画像を取得する。なお、取得したコンタクト跡画像は記憶部９４に記憶される。

【0067】

次に、カウンタ判定処理が行われる（ステップＳ２０）。カウンタ判定処理では、撮像制御部９２は、カウンタ値Ｋが上述した繰り返し回数Ｔと等しいか否かを判定する。

【0068】

カウンタ判定処理においてカウンタ値Ｋが繰り返し回数Ｔ未満であると判定された場合（ステップＳ２０においてＮｏの場合）には、カウンタ値Ｋをインクリメントする処理（すなわち、カウンタ値Ｋに１を加算する処理）を行い（ステップＳ２２）、ステップＳ１６に戻る。そして、カウンタ判定処理においてカウンタ値Ｋが繰り返し回数Ｔと等しいと判定されるまで、角度傾斜機構７６による傾斜処理（ステップＳ１６）と、アライメントカメラ８０による撮像処理（ステップＳ１８）とが繰り返し行われる。

【0069】

本例では、カウンタ値Ｋが２以上である場合、図９の９－２に示すように、角度傾斜機構７６による傾斜処理として、撮像制御部９２は、角度傾斜機構７６を制御して、ウェーハチャック５０（ウェーハＷ）を、図９の９－１とは異なる角度に傾斜させた状態（すなわち、ウェーハチャック５０（ウェーハＷ）を水平方向から傾斜させた状態）にする。そして、ウェーハチャック５０が水平方向に対して傾斜している状態で、撮像制御部９２による撮像処理として、撮像制御部９２は、アライメントカメラ８０の動作を制御して、ウェーハＷの電極パッドのコンタクト跡Ｃをアライメントカメラ８０により撮像してコンタクト跡画像を取得する。なお、取得したコンタクト跡画像は記憶部９４に記憶される。

【0070】

なお、上述したように、記憶部９４には、撮像回数（カウンタ値Ｋ）毎に異なる角度傾斜機構７６の傾斜条件が記憶されている。したがって、角度傾斜機構７６による傾斜処理（ステップＳ１６）と、アライメントカメラ８０による撮像処理（ステップＳ１８）とが繰り返し行われる場合、アライメントカメラ８０に対するウェーハチャック５０（ウェーハＷ）の傾斜角度が撮像回数毎に互いに異なる状態で撮像された複数のコンタクト跡画像が取得される。

【0071】

このように撮像制御部９２は、カウンタ判定処理においてカウンタ値Ｋが繰り返し回数Ｔと等しいと判定されるまで、ステップＳ１６からステップＳ２２までの処理を繰り返し行う。この繰り返し処理により、図９の９－３に示すように、アライメントカメラ８０に対するウェーハチャック５０の傾斜角度が互いに異なる状態で、アライメントカメラ８０がコンタクト跡Ｃを撮像する。撮像制御部９２は、本発明の制御部の一例である。

【0072】

カウンタ判定処理においてカウンタ値Ｋが繰り返し回数Ｔと等しいと判定された場合（ステップＳ２０においてＹｅｓの場合）には、コンタクト跡形状算出処理を行う（ステップＳ２４）。コンタクト跡形状算出処理では、形状算出部９３が、撮像制御部９２が取得した複数のコンタクト跡画像を記憶部９４から読み出し、複数のコンタクト跡画像から、コンタクト跡Ｃの三次元形状を算出する。

【0073】

ここで、コンタクト跡形状の算出処理について、図１０及び図１１を参照して説明する。図１０は、アライメントカメラ８０で撮像されたコンタクト跡Ｃの画像（コンタクト跡画像Ｉ１～Ｉ４及びウェーハＷの傾斜状態）を概略的に示した図である。なお、図１０では、説明の便宜上、アライメントカメラ８０に対するウェーハチャック５０（ウェーハＷ）の傾斜角度が互いに異なる４つのパターンのみを図示している。

【0074】

図１０の１０－１は、ウェーハＷを水平状態で撮像したコンタクト跡画像Ｉ１を示している。また、図１０の１０－２、１０－３及び１０－４は、ウェーハＷを水平方向に対して所定方向にそれぞれ傾斜させた状態で撮像したコンタクト跡画像Ｉ２、Ｉ３及びＩ４を示している。なお、コンタクト跡画像Ｉ２及びＩ４は、ウェーハＷをＸ軸方向に対して傾斜させた場合であり、それぞれ互いに逆側（プラス側、マイナス側）に傾斜させた場合を示している。また、コンタクト跡画像Ｉ３は、ウェーハＷをＹ軸方向に対して傾斜させた場合を示してる。

【0075】

形状算出部９３は、二次元画像のコンタクト跡画像Ｉ１から、画像処理によりコンタクト跡ＣのＸ軸方向及びＹ軸方向の溝幅を求める。形状算出部９３は、同様に、二次元画像のコンタクト跡画像Ｉ２、Ｉ３及びＩ４についても、コンタクト跡ＣのＸ軸方向及びＹ軸方向の溝幅を求める。図１０に示すように、ウェーハＷが傾斜された状態で撮像されているため、コンタクト跡画像Ｉ２、Ｉ３及びＩ４のコンタクト跡Ｃの形状は、平面視でコンタクト跡画像Ｉ１と異なる形状として認識される。

【0076】

図１１の１１－１は、各傾斜角度に対応したコンタクト跡画像から算出されるコンタクト跡Ｃの溝幅を示している。なお、図１１－１において左側の欄（測定長さ）は、コンタクト跡画像から直接算出されるコンタクト跡Ｃの測定結果を示しており、右側の欄（計算長さ）は、左側の欄のウェーハチャック５０の傾斜角度を水平状態に変換して示したものである。また、０＜θｍ＜θｎとする。

【0077】

傾斜角度が０°の場合、ウェーハチャック５０の傾斜角度を水平状態にした状態であるので、測定結果と計算結果の長さＬは、コンタクト跡ＣのエッジＰ１とエッジＰ２との間の水平方向の長さとなる。

【0078】

傾斜角度がθｍの場合、測定結果における長さＬｍは、傾斜されたコンタクト跡Ｃの水平方向の長さとなる。これを、ウェーハチャック５０の傾斜角度をθｍから水平状態に変換した場合、計算結果の長さＬｍは、エッジＰ１からコンタクト跡Ｃの壁面Ｐ３までの長さを示すことになる。

【0079】

傾斜角度がθｎの場合も同様に、ウェーハチャック５０の傾斜角度をθｎから水平状態に変換した場合、計算結果における長さＬｎは、エッジＰ１からコンタクト跡Ｃの壁面Ｐ４（壁面Ｐ３とは異なる位置）までの長さを示すことになる。

【0080】

したがって、形状算出部９３は、角度傾斜機構７６による傾斜処理（ステップＳ１６）と、アライメントカメラ８０による撮像処理（ステップＳ１８）とを複数回繰り返して得られた複数のコンタクト跡画像のそれぞれにおいて、コンタクト跡ＣのＸ軸方向及びＹ軸方向の幅を算出し、その算出結果をウェーハチャック５０（ウェーハＷ）の傾斜角度を加味して重ね合わせることで、図１１の１１―２に示すようにコンタクト跡Ｃの三次元形状を算出することができる。

【0081】

なお、コンタクト跡Ｃの三次元形状の算出にあたっては、記憶部９４に記憶されている複数のコンタクト跡画像に基づいて、上述したアライメントカメラ８０による撮像処理が行われていないウェーハチャック５０（ウェーハＷ）の傾斜角度に対応した画像データ（コンタクト跡画像）の補間処理を行うようにしてもよい。

【0082】

形状算出部９３は、上記のようにしてコンタクト跡Ｃの三次元形状を算出した後、更に、算出したコンタクト跡Ｃの三次元形状に基づいて、コンタクト跡Ｃの深さを算出する。コンタクト跡Ｃはプローブ６６を電極パッドにコンタクトさせた際に形成されるものであり、その深さは、プローブ６６の電極パッドに対するコンタクト圧（すなわち、プローブ６６の電極パッドに対するオーバードライブ量）に応じて変化する。形状算出部９３は、本発明の形状算出部の一例である。

【0083】

このようにしてコンタクト跡形状算出処理（ステップＳ２４）が行われた後、コンタクトの良否判定処理が行われる（ステップＳ２６）。良否判定処理では、良否判定部９５が、形状算出部９３が算出したコンタクト跡Ｃの三次元形状に基づき、プローブ６６と電極パッドとのコンタクトが適正に行われたか否か判定する。具体的には、良否判定部９５は、実験的又は計算的によって予め求めたコンタクト跡Ｃの理想的な三次元形状（コンタクト跡が適正に行われたものとみなせるコンタクト跡Ｃの三次元形状）から定められるコンタクト跡Ｃの深さと、形状算出部９３が算出したコンタクト跡Ｃの深さとの差分値が予め設定した閾値範囲内であるか否かを判定する。この場合、上記差分値が閾値範囲内であると判定された場合にはコンタクトが適正に行われたと判定し、閾値範囲内でないと判定された場合にはコンタクトが適正に行われなかったと判定する。良否判定部９５は、本発明の良否判定部の一例である。なお、良否判定処理の判定結果を、全体制御部９１の機能を利用してディスプレイ装置等に出力するようにしてもよい。

【0084】

良否判定処理において、上記差分値が閾値範囲内でないと判定された場合（ステップＳ２６においてＮｏの場合）には、測定条件変更処理を行う（ステップＳ２８）。

【0085】

測定条件変更処理では、条件変更部９６が、形状算出部９３において算出したコンタクト跡Ｃの深さに基づいて、記憶部９４に記憶されている測定条件の１つであるオーバードライブ量を変更する。具体的には、コンタクト跡Ｃの深さが基準値よりも浅い場合には、オーバードライブ量を所定量増やす方向に変更する。一方、コンタクト跡Ｃの深さが基準値よりも深い場合には、オーバードライブ量を所定量減らす方向に変更する。このようにオーバードライブ量を変更することにより、プローブ６６の電極パッドに対するコンタクト圧が適正な値となり、プローブ６６と電極パッドとのコンタクトが最適化される。条件変更部９６は、本発明の条件変更部の一例である。

【0086】

良否判定処理において、上記差分値が閾値範囲内であると判定された場合（ステップＳ２６においてＹｓｅの場合）、又は、測定条件変更処理（ステップＳ２８）が完了した場合には、フローチャートは終了となる。

【0087】

（第１変形例）
図１２は、第１変形例のコンタクト跡形状算出処理の手順を示したフローチャートである。上述した実施形態と共通する部分には同一の符号を付して、その説明を省略する。

【0088】

図１２に示す第１変形例は、コンタクト跡形状算出処理の手順において、良否判定処理（ステップＳ２６）及び測定条件変更処理（ステップＳ２８）に代えて、判定結果出力処理（ステップＳ３０）を行う。

【0089】

判定結果出力処理では、コンタクト跡形状算出処理（ステップＳ２４）において算出されたコンタクト跡Ｃの三次元形状、又は、コンタクト跡Ｃの三次元形状から求められるコンタクト跡Ｃの深さが、全体制御部９１の機能を利用してディスプレイ装置等に出力される。

【0090】

判定結果出力処理が行われることにより、ディスプレイ装置等に出力された内容に基づいて、ユーザはコンタクトが適正に実行されたか否かを自ら判断することができる。ユーザは、その判断結果に応じて、測定条件の変更等を適宜実行することができる。

【0091】

なお、第１変形例において、本実施形態と同様に、良否判定処理（ステップＳ２６）及び測定条件変更処理（ステップＳ２８）を追加したものであってもよい。この場合、ディスプレイ装置等には、コンタクト跡Ｃの３次元形状又はコンタクト跡Ｃの深さと共に、良否判定の判定結果が出力されるので、ユーザは、プローブ６６と電極パッドとのコンタクトが適正に行われたか否かをより的確に把握することが可能となる。

【0092】

（第２変形例）
図１３は、第２変形例を説明するための図である。図１３において、上述した実施形態と共通する部分には同一の符号を付して、その説明を省略する。

【0093】

第２変形例は、プローブ６６とクリーニング板８４とのコンタクトが適正に行われた否かを確認するため、クリーニング板８４に対してプローブ６６がコンタクトした跡であるコンタクト跡（クリーニング跡及び除去されたゴミ等を含むクリーニング時のコンタクト跡）の三次元形状を算出する処理（以下、コンタクト跡形状算出処理という）を行うための機能を備えている。本実施形態と同様に、コンタクト跡形状算出処理では、角度傾斜機構７６とアライメントカメラ８０とを利用して、クリーニング時のコンタクト跡の三次元形状を算出し、この三次元形状からコンタクトの適性の判断を可能とするものである。

【0094】

第２変形例は、上述した実施形態と同様に、角度傾斜機構７６による傾斜処理と、アライメントカメラ８０による撮像処理とを、繰り返し回数Ｔだけ繰り返し実行する。具体的には、以下のようにして行われる。

【0095】

記憶部９４から撮像回数毎に異なる角度傾斜機構７６の傾斜条件（図８参照）を読み出し、角度傾斜機構７６を制御し、クリーニング板８４を傾斜させる。クリーニング板８４は、本発明のクリーニング部材の一例である。

【0096】

具体的には、まず、本実施形態と同様に、図１３の１３－１に示すように、角度傾斜機構７６による傾斜処理として、クリーニング板８４を水平方向に平行な状態にする。そして、撮像制御部９２は、アライメントカメラ８０を制御し、クリーニング板８４のコンタクト跡を撮像し、コンタクト跡を示すコンタクト跡画像を取得する。

【0097】

次に、図１３の１３－２に示すように、角度傾斜機構７６による傾斜処理として、クリーニング板８４を水平方向から傾斜させた状態とし、撮像制御部９２による撮像処理として、アライメントカメラ８０を制御し、クリーニング板８４のコンタクト跡を撮像し、コンタクト跡画像を取得する。これを上述した傾斜条件に従って複数回繰り返し行う。そして、撮像制御部９２は、コンタクト跡を撮像した際の角度傾斜機構７６の傾斜条件（Ｘ軸方向及びＹ軸方向の傾斜角度を含む）と、取得したコンタクト跡画像とを関連付けて、記憶部９４に記憶する。コンタクト跡画像は、本発明の第２撮像画像の一例である。

【0098】

このようにして複数のコンタクト跡画像を取得し終えると（撮像回数が繰り返し回数Ｔに達すると）、コンタクト跡形状算出処理を行う。コンタクト跡形状算出処理では、形状算出部９３が、撮像制御部９２が取得した複数のコンタクト跡画像を記憶部９４から読み出し、複数のコンタクト跡画像から、図１３の１３－３に示すコンタクト跡（クリーニング跡Ｃ１及びゴミＧ）の三次元形状を算出する。また、形状算出部９３は、算出したコンタクト跡の三次元形状に基づいて、コンタクト跡の深さを算出する。なお、コンタクト跡形状算出処理は、本実施形態のコンタクト跡形状算出処理と同様の処理により実行されるため、ここでは詳細な説明を省略する。

【0099】

コンタクト跡形状算出処理が行われた後、プローブ６６とクリーニング板８４とのコンタクトの良否判定処理が行われる。良否判定処理では、良否判定部９５が、形状算出部９３が算出したコンタクト跡の三次元形状に基づき、プローブ６６とクリーニング板８４とのコンタクトが適正に行われたか否か判定する。具体的には、良否判定部９５は、実験的又は計算的によって予め求めた理想的なクリーニング時のコンタクト跡の三次元形状で定められるクリーニング跡の深さと、形状算出部９３が算出したコンタクト跡の三次元形状から得られたクリーニング跡の深さとの差分値が予め設定した閾値範囲内であるか否かを判定する。上記差分値が閾値範囲内であると判定された場合にはコンタクトが適正に行われたと判定し、閾値範囲内でないと判定された場合にはコンタクトが適正に行われなかったと判定する。

【0100】

良否判定処理において、上記差分値が閾値範囲内でないと判定された場合には、クリーニング条件変更処理が行われる。クリーニング条件変更処理では、条件変更部９６が、形状算出部９３において算出したコンタクト跡の深さに基づいて、記憶部９４に記憶されているクリーニング条件の１つであるオーバードライブ量を変更する。このオーバードライブ量は、プローブ６６のクリーニングを行う場合に定められたクリーニング時のオーバードライブ量である。コンタクト跡の深さが基準値よりも浅い場合には、オーバードライブ量を所定量増やす方向に変更する。一方、コンタクト跡の深さが基準値よりも深い場合には、オーバードライブ量を所定量減らす方向に変更する。このようにクリーニング条件を変更することにより、プローブ６６のクリーニング板８４に対するコンタクト圧が適正な値となり、プローブ６６とクリーニング板８４とのコンタクトが最適化される。条件変更部９６は、本発明の条件変更部の一例である。

【0101】

なお、第２変形例において、良否判定処理及びクリーニング条件変更処理に代えて、或いは、これらの処理と共に、上述した第１変形例と同様の判定結果出力処理を行うようにしてもよい。判定結果出力処理により、プローブ６６とクリーニング板８４とのコンタクトの良否をユーザが判断することも可能となる。

【0102】

また、第２変形例では、プローブ６６をクリーニングするクリーニング部材の一例として、クリーニング板８４が適用される場合を示したが、これに限らず、クリーニング部材がクリーニングウェーハであってもよい。クリーニングウェーハは、ウェーハチャック５０に保持され、プローブ６６とクリーニングウェーハとをコンタクトさせてプローブ６６のクリーニングを実行する。したがって、上述した実施形態と同様に、角度傾斜機構７６による傾斜処理と、アライメントカメラ８０による撮像処理とを複数回繰り返して得られた複数のコンタクト跡画像に基づき、クリーニングウェーハ上のコンタクト跡の三次元形状を算出することで、第２変形例と同様に、クリーニングが適正なコンタクトで実行されたか否かを判定することができる。

【0103】

また、上述した実施形態（各変形例を含む）では、プローバ１０が、複数の測定部１６を備えるマルチステージ式のプローバである場合について説明したが、本発明はこれに限らず、１つの測定部のみを備えるシングルタイプのプローバにも適用可能である。

【0104】

以上、本発明に係るプローバ及びプローブ検査方法について詳細に説明したが、本発明は、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、いくつかの改良又は変形を行ってもよいのはもちろんである。

【符号の説明】

【0105】

１０…プローバ、１１…筐体、１２…測定ユニット、１３…フレーム、１４…ローダ部、１６…測定部、１８…ロードポート、２０…ウェーハカセット、２１…操作パネル、２２…搬送ユニット、２４…搬送アーム、５０…ウェーハチャック、５０Ａ…保持面、５２…ヘッドステージ、５４…テストヘッド、５６…プローブカード、６６…プローブ、７０…アライメント装置、７２…Ｚ軸移動回転部、７２Ａ…上面、７４…支持テーブル、７４Ａ…上面、７６…角度傾斜機構、７８…ＸＹステージ、８０…アライメントカメラ、８２…プローブ位置検出カメラ、８４…クリーニング板、８５…保持部材、８７…保持部材、８８…上下ステージ、９０…制御装置、９１…全体制御部、９２…撮像制御部、９３…形状算出部、９４…記憶部、９５…良否判定部、９６…条件変更部、Ｃ…コンタクト跡、Ｃ１…クリーニング跡、ＣＬ…中心軸、Ｇ…ゴミ、Ｉ１、Ｉ２、Ｉ３、Ｉ４…コンタクト跡画像、Ｐ１…エッジ、Ｐ２…エッジ、Ｐ３…壁面、Ｐ４…壁面、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】