検査装置及び検査方法
【課題】 高温検査時や低温検査時にプローブカードのプリヒート時間をなくして検査時間を短縮することができる検査装置及び検査方法を提供する。
【解決手段】 本発明の検査装置１０は、温度調節可能な載置台１１を昇降させる昇降駆動機構１２と、昇降駆動機構１２を制御する制御部と、複数のプローブ１３Ａを有するプローブカード１３と、を備え、昇降駆動機構１２は、載置台１１に連結されたボール螺子１４と、ボール螺子１４を駆動させて載置台１１を昇降させるサーボモータ１５と、を有し、制御部は、サーボモータ１５を位置制御する位置制御部１６１と、プローブカード１３が温度変化により膨張、収縮する時にサーボモータ１５をトルク制御するトルク制御部１６２と、位置制御部１６１とトルク制御部１６２を切り換える切換部１６３と、を有するサーボドライバ１６として構成されている。
【解決手段】 本発明の検査装置１０は、温度調節可能な載置台１１を昇降させる昇降駆動機構１２と、昇降駆動機構１２を制御する制御部と、複数のプローブ１３Ａを有するプローブカード１３と、を備え、昇降駆動機構１２は、載置台１１に連結されたボール螺子１４と、ボール螺子１４を駆動させて載置台１１を昇降させるサーボモータ１５と、を有し、制御部は、サーボモータ１５を位置制御する位置制御部１６１と、プローブカード１３が温度変化により膨張、収縮する時にサーボモータ１５をトルク制御するトルク制御部１６２と、位置制御部１６１とトルク制御部１６２を切り換える切換部１６３と、を有するサーボドライバ１６として構成されている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、検査装置及び検査方法に関し、更に詳しくは、検査時間を短縮することができる検査装置及び検査方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来の検査装置は、例えば、被検査体（例えば、ウエハ）を載置し且つウエハの温度を調節する温度調節機構を内蔵する載置台と、載置台を上下方向に移動させる昇降駆動機構と、これら両者をＸ、Ｙ方向に移動させるＸＹテーブルと、載置台の上方に配置されたプローブカードと、プローブカードの複数のプローブと載置台上の被検査体の複数の電極パッドを正確に位置合わせするアライメント機構とを備え、載置台上のウエハを温度調節機構によって所定の温度に調整し、アライメント機構を介してウエハに形成された所定のデバイスとプローブカードの複数のプローブとを電気的に接触させた後、所定のオーバードライブ量を掛けて所定のコンタクト荷重でデバイスの電気的特性検査を行うように構成されている。
【０００３】
而して、検査装置は、ウエハを例えば１００℃以上の高温に加熱して高温検査を行う場合や、被検査体を例えば−数１０℃に冷却して低温検査する場合がある。高温検査や低温検査を行う場合には、載置台に内蔵された温度調節機構を用いて、被検査体を所定の検査温度まで加熱し、あるいは冷却し、昇降駆動機構によって載置台を位置制御しながらデバイスとプローブとを所定のコンタクト荷重で接触させてそれぞれの検査を行う。昇降駆動機構は、例えば載置台に連結されたボール螺子と、このボール螺子を回転駆動させるステッピングモータを有し、ステッピングモータによってボール螺子の回転量を制御し、もって載置台の昇降位置を高精度に制御している。
【０００４】
例えばウエハの高温検査を行う場合には、載置台に内蔵された温度調節機構を用いて載置台上のウエハを例えば１００℃以上に加熱する一方、アライメント機構を介して載置台上のウエハとプローブカードのプローブとのアライメントを行い、ウエハとプローブとを所定のコンタクト荷重で接触させてウエハの電気的特性を１００℃の高温下で検査を行う。
【０００５】
ところが、検査の初期段階では、ウエハは温度調節機構によって１００℃以上の高温まで加熱されているが、プローブカードは加熱されていないため、ウエハとプローブカードとの間には大きな温度差がある。そのため、ウエハの最初のデバイスを検査する時にウエハに所定のオーバードライブを掛けて最初のデバイスとプローブとを接触させると、この間にプローブカードがウエハ側からの放熱により加熱されて徐々に熱膨張し、デバイスとプローブは予め設定された本来のコンタクト荷重以上のコンタクト荷重で接触して、デバイスあるいはプローブを損傷させる虞がある。
【０００６】
そこで、高温検査を行う場合には、プローブカードをプリヒートしてプローブカードを完全に熱膨張させた後、高温検査を行うようにしている。ところが、プローブカードが大型化していることと相俟って、プリヒートには例えば２０〜３０分もの長時間が必要になってきている。例えば特許文献１の技術では、所定の温度に加熱されたウエハとプローブとを直接接触させ、プローブカードの間近からプローブカードをプリヒートしてプリヒート時間を短縮する技術が提案されている。
【０００７】
【特許文献１】特開２００７−０８８２０３
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、特許文献１の技術においても、依然として検査時間とは別にプリヒート時間は必要であり、検査時間の短縮には限界があった。また、被検査体のインデックス送りによりウエハがプローブカードから離れると、プローブが冷却され、プローブの針先高さが変化するため、インデックス送りの度にコンタクト荷重が変化するが、このような場合にはコンタクト荷重を調節することができない。また、ウエハの低温検査を行う場合には、逆にプローブカードをウエハの温度近くまで冷却する必要があった。
【０００９】
本発明は、上記課題を解決するためになされたもので、高温検査時や低温検査時にプローブカードを事前に加熱または冷却することなく検査を行うことができると共に検査時間を短縮することができ、また、プローブカードや被検査体の損傷を確実に防止して信頼性の高い検査を行うことができる検査装置及び検査方法を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明の請求項１に記載の検査装置は、温度調節機構を内蔵する移動可能な載置台と、上記載置台を昇降させる昇降駆動機構と、上記昇降駆動機構を制御する制御部と、上記載置台の上方に配置された複数のプローブを有するプローブカードと、を備え、上記載置台上に載置された被検査体を上記温度調節機構によって所定の温度まで加熱または冷却し、上記昇降駆動機構を介して上記被検査体に複数形成されたデバイスと上記プローブカードの複数のプローブとを所定のコンタクト荷重で接触させて上記デバイスの電気的特性検査を行う検査装置において、上記昇降駆動機構は、上記載置台に連結された昇降軸と、上記昇降軸を駆動させて上記載置台を昇降させるサーボモータと、を有し、上記制御部は、上記サーボモータを位置制御する位置制御部と、上記プローブカードが温度変化により膨張、収縮する時に上記サーボモータをトルク制御するトルク制御部と、上記位置制御部と上記トルク制御部を切り換える切換部と、を有するサーボドライバとして構成されていることを特徴とするものである。
【００１１】
また、本発明の請求項２に記載の検査装置は、請求項１に記載の発明において、上記サーボドライバは、上記検査装置を監視する上位コンピュータに接続されており、上記上位コンピュータは、上記位置制御部に位置指令信号を送信する位置指令部と、上記トルク制御部にトルク指令信号を送信するトルク指令部と、上記サーボモータのトルクに基づいて上記切換部に切換指令信号を送信する切換指令部と、を備えていることを特徴とするものである。
【００１２】
また、本発明の請求項３に記載の検査装置は、請求項１または請求項２に記載の発明において、上記サーボドライバは、上記デバイスの電気的特性検査を行う度に、その時のコンタクト荷重をトルク値として記憶する記憶部を有することを特徴とするものである。
【００１３】
また、本発明の請求項４に記載の検査装置は、請求項３に記載の発明において、上記記憶部は、上記所定のコンタクト荷重の上限値及び下限値を記憶していることを特徴とするものである。
【００１４】
また、本発明の請求項５に記載の検査装置は、請求項１〜請求項４のいずれか１項に記載の発明において、上記トルク制御部は、上記加熱または冷却によって熱膨張する上記プローブカードに合わせて上記デバイスと上記プローブのコンタクト荷重を上記所定のコンタクト荷重になるように制御することを特徴とするものである。
【００１５】
また、本発明の請求項６に記載の検査装置は、請求項１〜請求項４のいずれか１項に記載の発明において、上記トルク制御部は、上記コンタクト荷重が上記上限値と上記下限値の範囲を逸脱した時に、上記サーボモータを停止させることを特徴とするものである。
【００１６】
また、本発明の請求項７に記載の検査方法は、温度調節機構を内蔵する移動可能な載置台と、上記載置台を昇降させる昇降駆動機構と、上記昇降駆動機構を制御する制御部と、上記載置台の上方に配置された複数のプローブを有するプローブカードと、を備え、上記昇降駆動機構は、上記載置台に連結された昇降軸と、上記昇降軸を駆動させて上記載置台を昇降させるサーボモータと、を有する検査装置を用いて上記被検査体の電気的特性検査を行う検査方法において、上記載置台に載置された上記被検査体を所定の温度まで加熱または冷却する第１の工程と、上記被検査体と上記プローブが接触するまで上記サーボモータを位置制御する第２の工程と、上記被検査体と上記プローブが接触した後には上記サーボモータをトルク制御にする第３の工程と、を備えたことを特徴とするものである。
【００１７】
また、本発明の請求項８に記載の検査方法は、請求項７に記載の発明において、上記デバイスの電気的特性検査を行う度に、その時のコンタクト荷重を示すトルク値を記憶する工程を備えたことを特徴とするものである。
【００１８】
また、本発明の請求項９に記載の検査方法は、請求項７または請求項８に記載の発明において、上記第３の工程では、上記加熱または冷却によって変形する上記プローブカードに合わせて上記デバイスと上記プローブのコンタクト荷重を上記所定のコンタクト荷重になるように制御することを特徴とするものである。
【００１９】
また、本発明の請求項１０に記載の検査方法は、請求項７または請求項８に記載の発明において、上記第３の工程では、上記デバイスと上記プローブのコンタクト荷重が上記上限値と上記下限値の範囲内に制御することを特徴とするものである。
【００２０】
また、本発明の請求項１１に記載の検査方法は、請求項７または請求項８に記載の発明において、上記第３の工程では、上記コンタクト荷重が上記上限値と上記下限値の範囲を逸脱した時に、上記サーボモータを停止させることを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００２１】
本発明によれば、高温検査時や低温検査時にプローブカードを事前に加熱または冷却することなく検査を行うことができると共に検査時間を短縮することができ、また、プローブカードや被検査体の損傷を確実に防止して信頼性の高い検査を行うことができる検査装置及び検査方法を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
以下、図１〜図３に示す実施形態に基づいて本発明を説明する。尚、各図中、図１は本発明の検査装置の一実施形態の要部を示す構成図、図２は図１に示す検査装置を用いる本発明の検査方法を示すフローチャート、図３の（ａ）、（ｂ）はそれぞれ図２の示す検査方法を説明するための説明図である。
【００２３】
まず、本実施形態の検査装置について図１を参照しながら説明する。
本実施形態の検査装置１０は、例えば図１に示すように、温度調節機構を内蔵し且つ被検査体（例えば、ウエハ）Ｗを載置する載置台１１と、載置台１１を昇降させる昇降駆動機構１２と、載置台１１及び昇降駆動機構１２が配置されたＸＹテーブル（図示せず）と、載置台１１の上方に配置された複数のプローブ１３Ａを有するプローブカード１３と、載置台１１上のウエハＷとプローブカード１３のプローブ１３Ａとのアライメントを行うアライメント機構（図示せず）を備え、例えば高温検査時に昇降駆動機構１２がプローブカード１３の熱膨張に対応して載置台１１の現在位置を変化させて常に予め設定された所定のコンタクト荷重を保持し、安定した検査を行えるように構成されている。
【００２４】
ウエハＷの高温検査を行う場合には、載置台１１上のウエハＷを温度調節機構によって例えば１００℃以上の高温に加熱すると共に載置台１１がＸＹ方向へ移動する間にアライメント機構を介して載置台１１上のウエハＷとプローブ１３Ａをアライメントし、更にＸＹテーブルを介してウエハＷをインデックス送りした後、昇降駆動機構１２を介してウエハＷに複数形成されたデバイスとプローブ１３Ａを所定のコンタクト荷重で電気的に接触させて所定の高温下で各デバイスの電気的特性検査を行う。
【００２５】
而して、昇降駆動機構１２は、図１に示すように、載置台１１の下面中央に連結されて垂下するボール螺子１４と、ボール螺子１４を回転駆動させるエンコーダ１５Ａを有するサーボモータ１５と、サーボモータ１５を駆動制御するサーボドライバ１６と、を備え、サーボドライバ１６によってサーボモータ１５を位置制御またはトルク制御するように構成されている。ボール螺子１４にはナット部材１４Ａが螺合し、サーボモータ１５にはプーリ１５Ｂが取り付けられている。ナット部材１４Ａとプーリ１５Ａには伝動ベルト１７が掛け回され、サーボモータ１５のトルクをプーリ１５Ａ、伝動ベルト１７及びナット部材１４Ａを介してボール螺子１４に伝達し、載置台１１を昇降させるようにしてある。
【００２６】
このように昇降駆動機構１２にサーボモータ１５及びサーボドライバ１６を用いることにより、プローブカード１３が熱膨張した場合であっても、後述するようにサーボドライバ１６は、ウエハＷとプローブ１３Ａが接触するまではサーボモータ１５を位置制御して載置台１１上のウエハＷとプローブ１３Ａが電気的に接触するように載置台１１を高精度に制御し、載置台１１がオーバードライブしてウエハＷとプローブ１３Ａが電気的に接触した後にはサーボモータ１５を位置制御からトルク制御に切り換えてサーボモータ１５のトルクを高精度に制御してウエハＷとプローブ１３Ａのコンタクト荷重を所定のコンタクト荷重になるように高精度に制御する。
【００２７】
即ち、サーボドライバ１６は、図１に示すように、上位コンピュータ２０にネットワーク接続され、上記コンピュータ２０からの各種の指令信号に基づいて作動する。このサーボドライバ１６は、上位コンピュータ２０からの指令信号に基づいてサーボモータ１５を位置制御する位置制御部１６１と、上位コンピュータ２０からの指令信号に基づいてサーボモータ１５をトルク制御するトルク制御部１６２と、上位コンピュータ２０からの指令信号に基づいて位置制御部１６１とトルク制御部１６２とを切り換える切換部１６３と、を備え、サーボモータ１５を位置制御しあるいはトルク制御するように構成されている。
【００２８】
上位コンピュータ２０は、図１に示すように、位置制御部１６１へ指令信号Ｐを送信する位置指令部２１と、トルク制御部１６１へ指令信号Ｔ１を送信するトルク指令部２２と、切換部１６３へ指令信号Ｃを送信する切換指令部２３と、サーボモータ１５を介して載置台１１を監視する監視部２４と、を備え、高温検査時にプローブカード１３が熱膨張しても監視部２４がサーボモータ１５からのフィードバック信号Ｆまたはトルク信号Ｔ２を介して載置台１１を監視し、監視結果に基づいて位置指令信号Ｐ、トルク指令信号Ｔ１あるいは切換指令信号Ｃをサーボドライバ１６へ送信して載置台１１上のウエハＷのデバイスとプローブ１３Ａとが所定のコンタクト荷重で接触して信頼性の高い高温検査を行えるように構成されている。また、監視部２４は、検査装置１０でのウエハＷの全検査工程を監視し、ウエハＷの各デバイスの検査を終える度に切換指令信号Ｃをサーボドライバ１６へ送信する。また、上記コンピュータ２０は、他の複数の検査装置のサーボドライバにも接続され、他の複数の検査装置も監視している。
【００２９】
位置制御部１６１は、図１に示すように、上位コンピュータ２０からの位置指令信号Ｐとエンコーダ１５Ａからのフィードバック信号Ｆを比較して偏差信号を送信する比較器１６１Ａと、比較器１６１Ａからの偏差信号をデジタル信号からアナログ信号に変換するＤ／Ａ変換器１６１Ｂと、Ｄ／Ａ変換器１６１Ｂからの電流を増幅する増幅器１６１Ｃと、を備え、増幅器１６１Ｃからの出力電流Ｉに基づいてサーボモータ１５を回転駆動させる。
【００３０】
トルク制御部１６２は、図１に示すように、上位コンピュータ２０からのトルク指令信号Ｔ１とサーボモータ１５からの電流値（トルク信号）Ｔ２を比較して偏差信号を送信する比較器１６２Ａと、比較器１６２Ａからの電流値の偏差信号をデジタル信号からアナログ信号に変換するＤ／Ａ変換器１６２Ｂと、Ｄ／Ａ変換器１６２Ｂからのアナログ信号を増幅する増幅器１６２Ｃと、を備え、増幅器１６２Ｃからトルク信号（電流）Ｔに基づいてサーボモータ１５のトルクを制御する。また、トルク制御部１６２は、前回の高温検査時のコンタクト荷重及びこのコンタクタ荷重の許容値（上限値及び下限値）をそれぞれトルク値として記憶する記憶部１６２Ｄを備え、記憶部１６２Ｄで記憶したトルク値が次のデバイスの高温検査を行う時のコンタクト荷重として設定し、あるいは高温検査時のトルクの上下限値の許容範囲内で制御するように構成されている。そして、トルク制御部１６２は、高温検査時のトルク値が何等かの原因で許容範囲を逸脱した時には検査を中止できるように構成されている。
【００３１】
切換部１６３は、図１に示すように、上位コンピュータ２０からの切換指令信号Ｃに基づいて作動し、位置制御部１６１とトルク制御部１６２とを交互に切り換える。例えば、サーボモータ１５が位置制御部１６１を介して載置台１１を一定のトルクで上昇させて載置台１１上のウエハＷとプローブ１３Ａが接触し、引き続き載置台１１がオーバードライブするとトルクが変動する。上位コンピュータ２０の監視部２４はトルク信号Ｔ２を監視しており、載置台１１のオーバードライブによりトルク信号Ｔ２が変動すると、切換指令部２３から切換部１６３へ切換指令信号を送信し、位置制御部１６１からトルク制御部１６２に切り換えてサーボモータ１５をトルク制御する。従来であれば、プローブカード１３が熱膨張し、プローブ１３Ａの針先がデバイス側に近づきコンタクト荷重が所定の値を超えるため、デバイスまたはプローブが損傷する虞がある。
【００３２】
ところが、本実施形態ではサーボモータ１５が位置制御からトルク制御に切り換わり、サーボモータ１５を僅かに逆回転させてトルクを僅かに小さくして予め設定された所定のコンタクト荷重に即したトルク値になるようにトルクを制御する。所定のコンタクト荷重で高温検査を終えると、上位コンピュータ２０は、検査装置１０からの信号に基づいてウエハＷのインデックス送り後に切換指令信号Ｃをサーボドライバ１６へ送信し、トルク制御から位置制御へ切り換え、次のデバイスの高温検査を行う。
【００３３】
次に、図１〜図３を参照しながら本実施形態の検査装置１０を用いた検査方法について説明する。
【００３４】
従来と同様に載置台１１にウエハＷが載置されると、載置台１１上のウエハＷは温度調節機構を介して１００℃以上の所定の高温に加熱される。この間、載置台１１がＸ、Ｙ方向へ移動し、アライメント機構を介してウエハＷとプローブカード１３のプローブ１３Ａのアライメントを実行する。アライメント終了後、載置台１１がＸ、Ｙ方向へ移動すると、最初に検査すべきデバイスがプローブ１３Ａの真下に到達する。
【００３５】
ウエハＷの最初のデバイスがプローブ１３Ａの真下に到達すると、上位コンピュータ２０からサーボドラバ１６の位置制御部１６１へ指令信号Ｐを送信し、図２に示すようにサーボドライバ１６がサーボモータ１５の位置制御を開始する（ステップＳ１）。位置制御部１６１では、比較器１６１Ａが上位コンピュータ２０から位置指令信号Ｐを受信すると共にサーボモータ１５のエンコーダ１５Ａからフィードバック信号Ｆを受信し、両信号の偏差信号をＤ／Ａ変換器１６１Ｂへ送信する。Ｄ／Ａ変換器１６１Ｂは、偏差信号をアナログ信号に変換して増幅器１６１Ｃへ送信する。増幅器１６１ＣはＤ／Ａ変換器１６１Ｂから受信した電流を増幅し、増幅電流をサーボモータ１５へ印加し、載置台１１を上昇させる。載置台１１が上昇し、ウエハＷがプローブカード１３に接近すると、プローブカード１３は載置台１１からの放射熱で徐々に昇温して熱膨張し始める。載置台１１がオーバードライブしてウエハＷとプローブ１３Ａが電気的に導通可能な状態で接触する（ステップＳ２）。
【００３６】
プローブ１３ＡとウエハＷとの接触によりプローブ１３ＡがウエハＷによって直接加熱されると共にプローブカード１３も載置台１１からの放熱により徐々に加熱されてプローブカード１３全体が熱膨張し、図３の（ａ）に一点差線で示すようにデバイスＤの電極パッドＤｐとプローブ１３Ａの電気的な接触高さが本来の接触高さより低くなっているため、同図に実線で示す位置までプローブ１３Ａを押し上げ、所定のコンタクト荷重を超えたコンタクト荷重でデバイスＤｐとプローブ１３Ａ接触する。
【００３７】
そこで、本実施形態では、図２に示すように上位コンピュータ２０がサーボモータ１５においてオーバードライブにより発生するトルクをモニタリングし（ステップＳ３）、図１に示すようにサーボモータ１５の現在のトルク信号Ｔ２をサーボドライバ１６の記憶部１６２Ｄへ設定する（ステップＳ４）。これと同時に、上位コンピュータ２０が切換指令信号Ｃをサーボドライバ１６の切換部１６３へ送信し、切換部１６３を介して位置制御部１６１からトルク制御部１６２に切り換えてトルク制御を行う（ステップＳ５）。
【００３８】
サーボドライバ１６では比較器１６２Ａがモータドライブ１５からの現在のトルク信号Ｔ２と記憶部１６２Ｄからのトルク信号を比較し（ステップＳ６）、これら両者間に差があってトルクが変動するとその偏差信号を増幅器１６２Ｃへ送信し、サーボモータ１５をトルク制御し、設定された所定のトルクになるようにサーボモータ１５のトルクを減少させるようにボール螺子１４を逆方向に回転させ、図３の（ｂ）に一点差線で示す位置から実線で示す位置まで下降させ（ステップＳ７）、所定のコンタクト荷重でデバイスＤの高温検査を実行する。この時のサーボモータ１５のトルク値を記憶部１６２Ｄに登録し記憶させておき、登録されたトルク値を２回目のデバイスの検査時に使用する。
【００３９】
この間も上位コンピュータ２０はトルク変動を監視しており、トルク変動による載置台１１の位置が調整されると、サーボドライバ１６へ切換指令信号Ｃを送信する。サーボドライバ１６では図２に示すように切換部１６３を介して位置制御部１６２に切り換え（ステップＳ８）、サーボモータ１５を位置制御して載置台１１を下降端へ戻した後、ウエハＷをインデックス送りして次のデバイスＤをプローブ１３Ａの真下へ移動させる（ステップＳ９）。そして、この位置でサーボモータ１５を位置制御しながらデバイスＤとプローブ１３Ａを接触させるステップＳ１へ戻る。
【００４０】
二回目のデバイスＤの高温検査を行う場合にもステップ１〜ステップ５を繰り返す。そして、現在のトルク値は、比較器１６２Ａによって前回に登録されたトルク値と比較され、前回の登録トルク値を基準にサーボモータ１５をトルク制御してデバイスＤの高温検査を実行する。
【００４１】
検査を繰り返す間にプローブカード１３の熱膨張がなくなると、サーボドライバ１６がトルク制御に切り換わり、デバイスＤのチップＤｐとプローブ１３Ａとが接触してもサーボモータ１５のトルクが変動しなくなる。そのため、図２に示すステップＳ６からステップ１０へ移行し、載置台１１の現在位置を保持したままデバイスＤの高温検査を実行する。この検査ではウエハＷのインデックス送りの間、ウエハＷがプローブ１３Ａから切り離されるため、プローブカード１３が一時的に放熱し、プローブカード１３が若干冷却されるが検査には殆ど影響しない。影響するとしてもサーボドライバ１６のトルク制御により、常にサーボモータ１５のトルクを制御し、常に所定のコンタクト荷重でウエハＷの高温検査を実行することができる。
【００４２】
以上説明したように本実施形態によれば、載置台１１の昇降駆動機構１２としてサーボモータ１５を使用し、サーボドライバ１６によってサーボモータ１５をトルク制御するようしたため、ウエハＷの高温検査を行う時にプローブカード１３をプリヒートすることなく直ぐに高温検査を実行することができ、プリヒート時間（２０〜３０分）を削減して検査時間を格段に短縮することができ、また、プローブカード１３やウエハＷの損傷を確実に防止して信頼性の高い検査を行うことができる。
【００４３】
また、本実施形態によれば、 サーボドライバ１６は検査装置１０を監視する上位コンピュータ２０に接続されており、上位コンピュータ２０は、位置制御部１６１に位置指令信号Ｐを送信する位置指令部２１と、トルク制御部１６２にトルク指令信号Ｔ１を送信するトルク指令部２２と、サーボモータ１５のトルクに基づいて切換部１６３に切換指令信号Ｃを送信する切換指令部２３と、を備えているため、昇降駆動機構１２の作動状態を常に監視し、載置台１１上のウエハＷとプローブ１３Ａとを常に所定のコンタクト荷重で信頼性の高い高温検査を実行することができる。
【００４４】
また、サーボドライバ１６は、デバイスＤの高温検査を行う度に、その時のコンタクト荷重を示すトルク値として記憶する記憶部１６２Ｄを有するため、プローブカード１３の膨張に即して所定のコンタクト荷重を設定することができる。更に、記憶部１６２Ｄは、所定のコンタクト荷重の上限値及び下限値を記憶しているため、所定のコンタクト荷重を超えてデバイスＤとプローブ１３Ａが接触することがなく、デバイスＤ及びプローブカード１３の損傷を確実に防止することができる。また、トルク制御部１６２は、加熱によって変化するプローブカード１３に合わせてデバイスＤとプローブ１３Ａのコンタクト荷重を所定のコンタクト荷重に制御するようにしたため、プローブカード１３が熱膨張しても常に一定のコンタクト荷重で検査することができる。
【００４５】
尚、本発明は上記実施形態に何等制限されるものではなく、本発明の構成要素を適宜設計変更することができる。例えば、サーボモータとボール螺子を伝動ベルトによって連結したものについて説明したが、ボール螺子にサーボモータを直に連結することもできる。また、上記実施形態ではウエハＷの高温検査を例に挙げて説明したが、ウエハの低温検査においても同様に行うことができる。また、被検査体としてウエハを例に挙げて説明したが、液晶表示体用のガラス基板の検査にも適用することができる。
【産業上の利用可能性】
【００４６】
本発明は、半導体ウエハ等の被検査体の電気的特性検査を行う検査装置に好適に利用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４７】
【図１】本発明の検査装置の一実施形態の要部を説明するための説明図である。
【図２】図１に示す検査装置を用いる本発明の検査方法を示すフローチャートである。
【図３】（ａ）、（ｂ）はそれぞれ図２の示す検査方法を説明するための説明図である。
【符号の説明】
【００４８】
１０ 検査装置
１１ 載置台
１２ 昇降駆動機構
１３ プローブカード
１３Ａ プローブ
１４ ボール螺子（駆動軸）
１５ サーボモータ
１６ サーボドライバ
２０ 上位コンピュータ
２１ 位置指令部
２２ トルク指令部
２３ 切換指令部
１６１ 位置制御部
１６２ トルク制御部
１６３ 切換部
Ｗ ウエハ（被検査体）
Ｄ デバイス
【技術分野】
【０００１】
本発明は、検査装置及び検査方法に関し、更に詳しくは、検査時間を短縮することができる検査装置及び検査方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来の検査装置は、例えば、被検査体（例えば、ウエハ）を載置し且つウエハの温度を調節する温度調節機構を内蔵する載置台と、載置台を上下方向に移動させる昇降駆動機構と、これら両者をＸ、Ｙ方向に移動させるＸＹテーブルと、載置台の上方に配置されたプローブカードと、プローブカードの複数のプローブと載置台上の被検査体の複数の電極パッドを正確に位置合わせするアライメント機構とを備え、載置台上のウエハを温度調節機構によって所定の温度に調整し、アライメント機構を介してウエハに形成された所定のデバイスとプローブカードの複数のプローブとを電気的に接触させた後、所定のオーバードライブ量を掛けて所定のコンタクト荷重でデバイスの電気的特性検査を行うように構成されている。
【０００３】
而して、検査装置は、ウエハを例えば１００℃以上の高温に加熱して高温検査を行う場合や、被検査体を例えば−数１０℃に冷却して低温検査する場合がある。高温検査や低温検査を行う場合には、載置台に内蔵された温度調節機構を用いて、被検査体を所定の検査温度まで加熱し、あるいは冷却し、昇降駆動機構によって載置台を位置制御しながらデバイスとプローブとを所定のコンタクト荷重で接触させてそれぞれの検査を行う。昇降駆動機構は、例えば載置台に連結されたボール螺子と、このボール螺子を回転駆動させるステッピングモータを有し、ステッピングモータによってボール螺子の回転量を制御し、もって載置台の昇降位置を高精度に制御している。
【０００４】
例えばウエハの高温検査を行う場合には、載置台に内蔵された温度調節機構を用いて載置台上のウエハを例えば１００℃以上に加熱する一方、アライメント機構を介して載置台上のウエハとプローブカードのプローブとのアライメントを行い、ウエハとプローブとを所定のコンタクト荷重で接触させてウエハの電気的特性を１００℃の高温下で検査を行う。
【０００５】
ところが、検査の初期段階では、ウエハは温度調節機構によって１００℃以上の高温まで加熱されているが、プローブカードは加熱されていないため、ウエハとプローブカードとの間には大きな温度差がある。そのため、ウエハの最初のデバイスを検査する時にウエハに所定のオーバードライブを掛けて最初のデバイスとプローブとを接触させると、この間にプローブカードがウエハ側からの放熱により加熱されて徐々に熱膨張し、デバイスとプローブは予め設定された本来のコンタクト荷重以上のコンタクト荷重で接触して、デバイスあるいはプローブを損傷させる虞がある。
【０００６】
そこで、高温検査を行う場合には、プローブカードをプリヒートしてプローブカードを完全に熱膨張させた後、高温検査を行うようにしている。ところが、プローブカードが大型化していることと相俟って、プリヒートには例えば２０〜３０分もの長時間が必要になってきている。例えば特許文献１の技術では、所定の温度に加熱されたウエハとプローブとを直接接触させ、プローブカードの間近からプローブカードをプリヒートしてプリヒート時間を短縮する技術が提案されている。
【０００７】
【特許文献１】特開２００７−０８８２０３
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、特許文献１の技術においても、依然として検査時間とは別にプリヒート時間は必要であり、検査時間の短縮には限界があった。また、被検査体のインデックス送りによりウエハがプローブカードから離れると、プローブが冷却され、プローブの針先高さが変化するため、インデックス送りの度にコンタクト荷重が変化するが、このような場合にはコンタクト荷重を調節することができない。また、ウエハの低温検査を行う場合には、逆にプローブカードをウエハの温度近くまで冷却する必要があった。
【０００９】
本発明は、上記課題を解決するためになされたもので、高温検査時や低温検査時にプローブカードを事前に加熱または冷却することなく検査を行うことができると共に検査時間を短縮することができ、また、プローブカードや被検査体の損傷を確実に防止して信頼性の高い検査を行うことができる検査装置及び検査方法を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明の請求項１に記載の検査装置は、温度調節機構を内蔵する移動可能な載置台と、上記載置台を昇降させる昇降駆動機構と、上記昇降駆動機構を制御する制御部と、上記載置台の上方に配置された複数のプローブを有するプローブカードと、を備え、上記載置台上に載置された被検査体を上記温度調節機構によって所定の温度まで加熱または冷却し、上記昇降駆動機構を介して上記被検査体に複数形成されたデバイスと上記プローブカードの複数のプローブとを所定のコンタクト荷重で接触させて上記デバイスの電気的特性検査を行う検査装置において、上記昇降駆動機構は、上記載置台に連結された昇降軸と、上記昇降軸を駆動させて上記載置台を昇降させるサーボモータと、を有し、上記制御部は、上記サーボモータを位置制御する位置制御部と、上記プローブカードが温度変化により膨張、収縮する時に上記サーボモータをトルク制御するトルク制御部と、上記位置制御部と上記トルク制御部を切り換える切換部と、を有するサーボドライバとして構成されていることを特徴とするものである。
【００１１】
また、本発明の請求項２に記載の検査装置は、請求項１に記載の発明において、上記サーボドライバは、上記検査装置を監視する上位コンピュータに接続されており、上記上位コンピュータは、上記位置制御部に位置指令信号を送信する位置指令部と、上記トルク制御部にトルク指令信号を送信するトルク指令部と、上記サーボモータのトルクに基づいて上記切換部に切換指令信号を送信する切換指令部と、を備えていることを特徴とするものである。
【００１２】
また、本発明の請求項３に記載の検査装置は、請求項１または請求項２に記載の発明において、上記サーボドライバは、上記デバイスの電気的特性検査を行う度に、その時のコンタクト荷重をトルク値として記憶する記憶部を有することを特徴とするものである。
【００１３】
また、本発明の請求項４に記載の検査装置は、請求項３に記載の発明において、上記記憶部は、上記所定のコンタクト荷重の上限値及び下限値を記憶していることを特徴とするものである。
【００１４】
また、本発明の請求項５に記載の検査装置は、請求項１〜請求項４のいずれか１項に記載の発明において、上記トルク制御部は、上記加熱または冷却によって熱膨張する上記プローブカードに合わせて上記デバイスと上記プローブのコンタクト荷重を上記所定のコンタクト荷重になるように制御することを特徴とするものである。
【００１５】
また、本発明の請求項６に記載の検査装置は、請求項１〜請求項４のいずれか１項に記載の発明において、上記トルク制御部は、上記コンタクト荷重が上記上限値と上記下限値の範囲を逸脱した時に、上記サーボモータを停止させることを特徴とするものである。
【００１６】
また、本発明の請求項７に記載の検査方法は、温度調節機構を内蔵する移動可能な載置台と、上記載置台を昇降させる昇降駆動機構と、上記昇降駆動機構を制御する制御部と、上記載置台の上方に配置された複数のプローブを有するプローブカードと、を備え、上記昇降駆動機構は、上記載置台に連結された昇降軸と、上記昇降軸を駆動させて上記載置台を昇降させるサーボモータと、を有する検査装置を用いて上記被検査体の電気的特性検査を行う検査方法において、上記載置台に載置された上記被検査体を所定の温度まで加熱または冷却する第１の工程と、上記被検査体と上記プローブが接触するまで上記サーボモータを位置制御する第２の工程と、上記被検査体と上記プローブが接触した後には上記サーボモータをトルク制御にする第３の工程と、を備えたことを特徴とするものである。
【００１７】
また、本発明の請求項８に記載の検査方法は、請求項７に記載の発明において、上記デバイスの電気的特性検査を行う度に、その時のコンタクト荷重を示すトルク値を記憶する工程を備えたことを特徴とするものである。
【００１８】
また、本発明の請求項９に記載の検査方法は、請求項７または請求項８に記載の発明において、上記第３の工程では、上記加熱または冷却によって変形する上記プローブカードに合わせて上記デバイスと上記プローブのコンタクト荷重を上記所定のコンタクト荷重になるように制御することを特徴とするものである。
【００１９】
また、本発明の請求項１０に記載の検査方法は、請求項７または請求項８に記載の発明において、上記第３の工程では、上記デバイスと上記プローブのコンタクト荷重が上記上限値と上記下限値の範囲内に制御することを特徴とするものである。
【００２０】
また、本発明の請求項１１に記載の検査方法は、請求項７または請求項８に記載の発明において、上記第３の工程では、上記コンタクト荷重が上記上限値と上記下限値の範囲を逸脱した時に、上記サーボモータを停止させることを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００２１】
本発明によれば、高温検査時や低温検査時にプローブカードを事前に加熱または冷却することなく検査を行うことができると共に検査時間を短縮することができ、また、プローブカードや被検査体の損傷を確実に防止して信頼性の高い検査を行うことができる検査装置及び検査方法を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
以下、図１〜図３に示す実施形態に基づいて本発明を説明する。尚、各図中、図１は本発明の検査装置の一実施形態の要部を示す構成図、図２は図１に示す検査装置を用いる本発明の検査方法を示すフローチャート、図３の（ａ）、（ｂ）はそれぞれ図２の示す検査方法を説明するための説明図である。
【００２３】
まず、本実施形態の検査装置について図１を参照しながら説明する。
本実施形態の検査装置１０は、例えば図１に示すように、温度調節機構を内蔵し且つ被検査体（例えば、ウエハ）Ｗを載置する載置台１１と、載置台１１を昇降させる昇降駆動機構１２と、載置台１１及び昇降駆動機構１２が配置されたＸＹテーブル（図示せず）と、載置台１１の上方に配置された複数のプローブ１３Ａを有するプローブカード１３と、載置台１１上のウエハＷとプローブカード１３のプローブ１３Ａとのアライメントを行うアライメント機構（図示せず）を備え、例えば高温検査時に昇降駆動機構１２がプローブカード１３の熱膨張に対応して載置台１１の現在位置を変化させて常に予め設定された所定のコンタクト荷重を保持し、安定した検査を行えるように構成されている。
【００２４】
ウエハＷの高温検査を行う場合には、載置台１１上のウエハＷを温度調節機構によって例えば１００℃以上の高温に加熱すると共に載置台１１がＸＹ方向へ移動する間にアライメント機構を介して載置台１１上のウエハＷとプローブ１３Ａをアライメントし、更にＸＹテーブルを介してウエハＷをインデックス送りした後、昇降駆動機構１２を介してウエハＷに複数形成されたデバイスとプローブ１３Ａを所定のコンタクト荷重で電気的に接触させて所定の高温下で各デバイスの電気的特性検査を行う。
【００２５】
而して、昇降駆動機構１２は、図１に示すように、載置台１１の下面中央に連結されて垂下するボール螺子１４と、ボール螺子１４を回転駆動させるエンコーダ１５Ａを有するサーボモータ１５と、サーボモータ１５を駆動制御するサーボドライバ１６と、を備え、サーボドライバ１６によってサーボモータ１５を位置制御またはトルク制御するように構成されている。ボール螺子１４にはナット部材１４Ａが螺合し、サーボモータ１５にはプーリ１５Ｂが取り付けられている。ナット部材１４Ａとプーリ１５Ａには伝動ベルト１７が掛け回され、サーボモータ１５のトルクをプーリ１５Ａ、伝動ベルト１７及びナット部材１４Ａを介してボール螺子１４に伝達し、載置台１１を昇降させるようにしてある。
【００２６】
このように昇降駆動機構１２にサーボモータ１５及びサーボドライバ１６を用いることにより、プローブカード１３が熱膨張した場合であっても、後述するようにサーボドライバ１６は、ウエハＷとプローブ１３Ａが接触するまではサーボモータ１５を位置制御して載置台１１上のウエハＷとプローブ１３Ａが電気的に接触するように載置台１１を高精度に制御し、載置台１１がオーバードライブしてウエハＷとプローブ１３Ａが電気的に接触した後にはサーボモータ１５を位置制御からトルク制御に切り換えてサーボモータ１５のトルクを高精度に制御してウエハＷとプローブ１３Ａのコンタクト荷重を所定のコンタクト荷重になるように高精度に制御する。
【００２７】
即ち、サーボドライバ１６は、図１に示すように、上位コンピュータ２０にネットワーク接続され、上記コンピュータ２０からの各種の指令信号に基づいて作動する。このサーボドライバ１６は、上位コンピュータ２０からの指令信号に基づいてサーボモータ１５を位置制御する位置制御部１６１と、上位コンピュータ２０からの指令信号に基づいてサーボモータ１５をトルク制御するトルク制御部１６２と、上位コンピュータ２０からの指令信号に基づいて位置制御部１６１とトルク制御部１６２とを切り換える切換部１６３と、を備え、サーボモータ１５を位置制御しあるいはトルク制御するように構成されている。
【００２８】
上位コンピュータ２０は、図１に示すように、位置制御部１６１へ指令信号Ｐを送信する位置指令部２１と、トルク制御部１６１へ指令信号Ｔ１を送信するトルク指令部２２と、切換部１６３へ指令信号Ｃを送信する切換指令部２３と、サーボモータ１５を介して載置台１１を監視する監視部２４と、を備え、高温検査時にプローブカード１３が熱膨張しても監視部２４がサーボモータ１５からのフィードバック信号Ｆまたはトルク信号Ｔ２を介して載置台１１を監視し、監視結果に基づいて位置指令信号Ｐ、トルク指令信号Ｔ１あるいは切換指令信号Ｃをサーボドライバ１６へ送信して載置台１１上のウエハＷのデバイスとプローブ１３Ａとが所定のコンタクト荷重で接触して信頼性の高い高温検査を行えるように構成されている。また、監視部２４は、検査装置１０でのウエハＷの全検査工程を監視し、ウエハＷの各デバイスの検査を終える度に切換指令信号Ｃをサーボドライバ１６へ送信する。また、上記コンピュータ２０は、他の複数の検査装置のサーボドライバにも接続され、他の複数の検査装置も監視している。
【００２９】
位置制御部１６１は、図１に示すように、上位コンピュータ２０からの位置指令信号Ｐとエンコーダ１５Ａからのフィードバック信号Ｆを比較して偏差信号を送信する比較器１６１Ａと、比較器１６１Ａからの偏差信号をデジタル信号からアナログ信号に変換するＤ／Ａ変換器１６１Ｂと、Ｄ／Ａ変換器１６１Ｂからの電流を増幅する増幅器１６１Ｃと、を備え、増幅器１６１Ｃからの出力電流Ｉに基づいてサーボモータ１５を回転駆動させる。
【００３０】
トルク制御部１６２は、図１に示すように、上位コンピュータ２０からのトルク指令信号Ｔ１とサーボモータ１５からの電流値（トルク信号）Ｔ２を比較して偏差信号を送信する比較器１６２Ａと、比較器１６２Ａからの電流値の偏差信号をデジタル信号からアナログ信号に変換するＤ／Ａ変換器１６２Ｂと、Ｄ／Ａ変換器１６２Ｂからのアナログ信号を増幅する増幅器１６２Ｃと、を備え、増幅器１６２Ｃからトルク信号（電流）Ｔに基づいてサーボモータ１５のトルクを制御する。また、トルク制御部１６２は、前回の高温検査時のコンタクト荷重及びこのコンタクタ荷重の許容値（上限値及び下限値）をそれぞれトルク値として記憶する記憶部１６２Ｄを備え、記憶部１６２Ｄで記憶したトルク値が次のデバイスの高温検査を行う時のコンタクト荷重として設定し、あるいは高温検査時のトルクの上下限値の許容範囲内で制御するように構成されている。そして、トルク制御部１６２は、高温検査時のトルク値が何等かの原因で許容範囲を逸脱した時には検査を中止できるように構成されている。
【００３１】
切換部１６３は、図１に示すように、上位コンピュータ２０からの切換指令信号Ｃに基づいて作動し、位置制御部１６１とトルク制御部１６２とを交互に切り換える。例えば、サーボモータ１５が位置制御部１６１を介して載置台１１を一定のトルクで上昇させて載置台１１上のウエハＷとプローブ１３Ａが接触し、引き続き載置台１１がオーバードライブするとトルクが変動する。上位コンピュータ２０の監視部２４はトルク信号Ｔ２を監視しており、載置台１１のオーバードライブによりトルク信号Ｔ２が変動すると、切換指令部２３から切換部１６３へ切換指令信号を送信し、位置制御部１６１からトルク制御部１６２に切り換えてサーボモータ１５をトルク制御する。従来であれば、プローブカード１３が熱膨張し、プローブ１３Ａの針先がデバイス側に近づきコンタクト荷重が所定の値を超えるため、デバイスまたはプローブが損傷する虞がある。
【００３２】
ところが、本実施形態ではサーボモータ１５が位置制御からトルク制御に切り換わり、サーボモータ１５を僅かに逆回転させてトルクを僅かに小さくして予め設定された所定のコンタクト荷重に即したトルク値になるようにトルクを制御する。所定のコンタクト荷重で高温検査を終えると、上位コンピュータ２０は、検査装置１０からの信号に基づいてウエハＷのインデックス送り後に切換指令信号Ｃをサーボドライバ１６へ送信し、トルク制御から位置制御へ切り換え、次のデバイスの高温検査を行う。
【００３３】
次に、図１〜図３を参照しながら本実施形態の検査装置１０を用いた検査方法について説明する。
【００３４】
従来と同様に載置台１１にウエハＷが載置されると、載置台１１上のウエハＷは温度調節機構を介して１００℃以上の所定の高温に加熱される。この間、載置台１１がＸ、Ｙ方向へ移動し、アライメント機構を介してウエハＷとプローブカード１３のプローブ１３Ａのアライメントを実行する。アライメント終了後、載置台１１がＸ、Ｙ方向へ移動すると、最初に検査すべきデバイスがプローブ１３Ａの真下に到達する。
【００３５】
ウエハＷの最初のデバイスがプローブ１３Ａの真下に到達すると、上位コンピュータ２０からサーボドラバ１６の位置制御部１６１へ指令信号Ｐを送信し、図２に示すようにサーボドライバ１６がサーボモータ１５の位置制御を開始する（ステップＳ１）。位置制御部１６１では、比較器１６１Ａが上位コンピュータ２０から位置指令信号Ｐを受信すると共にサーボモータ１５のエンコーダ１５Ａからフィードバック信号Ｆを受信し、両信号の偏差信号をＤ／Ａ変換器１６１Ｂへ送信する。Ｄ／Ａ変換器１６１Ｂは、偏差信号をアナログ信号に変換して増幅器１６１Ｃへ送信する。増幅器１６１ＣはＤ／Ａ変換器１６１Ｂから受信した電流を増幅し、増幅電流をサーボモータ１５へ印加し、載置台１１を上昇させる。載置台１１が上昇し、ウエハＷがプローブカード１３に接近すると、プローブカード１３は載置台１１からの放射熱で徐々に昇温して熱膨張し始める。載置台１１がオーバードライブしてウエハＷとプローブ１３Ａが電気的に導通可能な状態で接触する（ステップＳ２）。
【００３６】
プローブ１３ＡとウエハＷとの接触によりプローブ１３ＡがウエハＷによって直接加熱されると共にプローブカード１３も載置台１１からの放熱により徐々に加熱されてプローブカード１３全体が熱膨張し、図３の（ａ）に一点差線で示すようにデバイスＤの電極パッドＤｐとプローブ１３Ａの電気的な接触高さが本来の接触高さより低くなっているため、同図に実線で示す位置までプローブ１３Ａを押し上げ、所定のコンタクト荷重を超えたコンタクト荷重でデバイスＤｐとプローブ１３Ａ接触する。
【００３７】
そこで、本実施形態では、図２に示すように上位コンピュータ２０がサーボモータ１５においてオーバードライブにより発生するトルクをモニタリングし（ステップＳ３）、図１に示すようにサーボモータ１５の現在のトルク信号Ｔ２をサーボドライバ１６の記憶部１６２Ｄへ設定する（ステップＳ４）。これと同時に、上位コンピュータ２０が切換指令信号Ｃをサーボドライバ１６の切換部１６３へ送信し、切換部１６３を介して位置制御部１６１からトルク制御部１６２に切り換えてトルク制御を行う（ステップＳ５）。
【００３８】
サーボドライバ１６では比較器１６２Ａがモータドライブ１５からの現在のトルク信号Ｔ２と記憶部１６２Ｄからのトルク信号を比較し（ステップＳ６）、これら両者間に差があってトルクが変動するとその偏差信号を増幅器１６２Ｃへ送信し、サーボモータ１５をトルク制御し、設定された所定のトルクになるようにサーボモータ１５のトルクを減少させるようにボール螺子１４を逆方向に回転させ、図３の（ｂ）に一点差線で示す位置から実線で示す位置まで下降させ（ステップＳ７）、所定のコンタクト荷重でデバイスＤの高温検査を実行する。この時のサーボモータ１５のトルク値を記憶部１６２Ｄに登録し記憶させておき、登録されたトルク値を２回目のデバイスの検査時に使用する。
【００３９】
この間も上位コンピュータ２０はトルク変動を監視しており、トルク変動による載置台１１の位置が調整されると、サーボドライバ１６へ切換指令信号Ｃを送信する。サーボドライバ１６では図２に示すように切換部１６３を介して位置制御部１６２に切り換え（ステップＳ８）、サーボモータ１５を位置制御して載置台１１を下降端へ戻した後、ウエハＷをインデックス送りして次のデバイスＤをプローブ１３Ａの真下へ移動させる（ステップＳ９）。そして、この位置でサーボモータ１５を位置制御しながらデバイスＤとプローブ１３Ａを接触させるステップＳ１へ戻る。
【００４０】
二回目のデバイスＤの高温検査を行う場合にもステップ１〜ステップ５を繰り返す。そして、現在のトルク値は、比較器１６２Ａによって前回に登録されたトルク値と比較され、前回の登録トルク値を基準にサーボモータ１５をトルク制御してデバイスＤの高温検査を実行する。
【００４１】
検査を繰り返す間にプローブカード１３の熱膨張がなくなると、サーボドライバ１６がトルク制御に切り換わり、デバイスＤのチップＤｐとプローブ１３Ａとが接触してもサーボモータ１５のトルクが変動しなくなる。そのため、図２に示すステップＳ６からステップ１０へ移行し、載置台１１の現在位置を保持したままデバイスＤの高温検査を実行する。この検査ではウエハＷのインデックス送りの間、ウエハＷがプローブ１３Ａから切り離されるため、プローブカード１３が一時的に放熱し、プローブカード１３が若干冷却されるが検査には殆ど影響しない。影響するとしてもサーボドライバ１６のトルク制御により、常にサーボモータ１５のトルクを制御し、常に所定のコンタクト荷重でウエハＷの高温検査を実行することができる。
【００４２】
以上説明したように本実施形態によれば、載置台１１の昇降駆動機構１２としてサーボモータ１５を使用し、サーボドライバ１６によってサーボモータ１５をトルク制御するようしたため、ウエハＷの高温検査を行う時にプローブカード１３をプリヒートすることなく直ぐに高温検査を実行することができ、プリヒート時間（２０〜３０分）を削減して検査時間を格段に短縮することができ、また、プローブカード１３やウエハＷの損傷を確実に防止して信頼性の高い検査を行うことができる。
【００４３】
また、本実施形態によれば、 サーボドライバ１６は検査装置１０を監視する上位コンピュータ２０に接続されており、上位コンピュータ２０は、位置制御部１６１に位置指令信号Ｐを送信する位置指令部２１と、トルク制御部１６２にトルク指令信号Ｔ１を送信するトルク指令部２２と、サーボモータ１５のトルクに基づいて切換部１６３に切換指令信号Ｃを送信する切換指令部２３と、を備えているため、昇降駆動機構１２の作動状態を常に監視し、載置台１１上のウエハＷとプローブ１３Ａとを常に所定のコンタクト荷重で信頼性の高い高温検査を実行することができる。
【００４４】
また、サーボドライバ１６は、デバイスＤの高温検査を行う度に、その時のコンタクト荷重を示すトルク値として記憶する記憶部１６２Ｄを有するため、プローブカード１３の膨張に即して所定のコンタクト荷重を設定することができる。更に、記憶部１６２Ｄは、所定のコンタクト荷重の上限値及び下限値を記憶しているため、所定のコンタクト荷重を超えてデバイスＤとプローブ１３Ａが接触することがなく、デバイスＤ及びプローブカード１３の損傷を確実に防止することができる。また、トルク制御部１６２は、加熱によって変化するプローブカード１３に合わせてデバイスＤとプローブ１３Ａのコンタクト荷重を所定のコンタクト荷重に制御するようにしたため、プローブカード１３が熱膨張しても常に一定のコンタクト荷重で検査することができる。
【００４５】
尚、本発明は上記実施形態に何等制限されるものではなく、本発明の構成要素を適宜設計変更することができる。例えば、サーボモータとボール螺子を伝動ベルトによって連結したものについて説明したが、ボール螺子にサーボモータを直に連結することもできる。また、上記実施形態ではウエハＷの高温検査を例に挙げて説明したが、ウエハの低温検査においても同様に行うことができる。また、被検査体としてウエハを例に挙げて説明したが、液晶表示体用のガラス基板の検査にも適用することができる。
【産業上の利用可能性】
【００４６】
本発明は、半導体ウエハ等の被検査体の電気的特性検査を行う検査装置に好適に利用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４７】
【図１】本発明の検査装置の一実施形態の要部を説明するための説明図である。
【図２】図１に示す検査装置を用いる本発明の検査方法を示すフローチャートである。
【図３】（ａ）、（ｂ）はそれぞれ図２の示す検査方法を説明するための説明図である。
【符号の説明】
【００４８】
１０ 検査装置
１１ 載置台
１２ 昇降駆動機構
１３ プローブカード
１３Ａ プローブ
１４ ボール螺子（駆動軸）
１５ サーボモータ
１６ サーボドライバ
２０ 上位コンピュータ
２１ 位置指令部
２２ トルク指令部
２３ 切換指令部
１６１ 位置制御部
１６２ トルク制御部
１６３ 切換部
Ｗ ウエハ（被検査体）
Ｄ デバイス
【特許請求の範囲】
【請求項１】
温度調節機構を内蔵する移動可能な載置台と、上記載置台を昇降させる昇降駆動機構と、上記昇降駆動機構を制御する制御部と、上記載置台の上方に配置された複数のプローブを有するプローブカードと、を備え、上記載置台上に載置された被検査体を上記温度調節機構によって所定の温度まで加熱または冷却し、上記昇降駆動機構を介して上記被検査体に複数形成されたデバイスと上記プローブカードの複数のプローブとを所定のコンタクト荷重で接触させて上記デバイスの電気的特性検査を行う検査装置において、
上記昇降駆動機構は、上記載置台に連結された昇降軸と、上記昇降軸を駆動させて上記載置台を昇降させるサーボモータと、を有し、
上記制御部は、上記サーボモータを位置制御する位置制御部と、上記プローブカードが温度変化により膨張、収縮する時に上記サーボモータをトルク制御するトルク制御部と、上記位置制御部と上記トルク制御部を切り換える切換部と、を有するサーボドライバとして構成されている
ことを特徴とする検査装置。
【請求項２】
上記サーボドライバは、上記検査装置を監視する上位コンピュータに接続されており、
上記上位コンピュータは、上記位置制御部に位置指令信号を送信する位置指令部と、上記トルク制御部にトルク指令信号を送信するトルク指令部と、上記サーボモータのトルクに基づいて上記切換部に切換指令信号を送信する切換指令部と、を備えている
ことを特徴とする請求項１に記載の検査装置。
【請求項３】
上記サーボドライバは、上記デバイスの電気的特性検査を行う度に、その時のコンタクト荷重をトルク値として記憶する記憶部を有することを特徴とする請求項１または請求項２に記載の検査装置。
【請求項４】
上記記憶部は、上記所定のコンタクト荷重の上限値及び下限値を記憶していることを特徴とする請求項３に記載の検査装置。
【請求項５】
上記トルク制御部は、上記加熱または冷却によって熱膨張する上記プローブカードに合わせて上記デバイスと上記プローブのコンタクト荷重を上記所定のコンタクト荷重になるように制御することを特徴とする請求項１〜請求項４のいずれか１項に記載の検査装置。
【請求項６】
上記トルク制御部は、上記コンタクト荷重が上記上限値と上記下限値の範囲を逸脱した時に、上記サーボモータを停止させることを特徴とする請求項１〜請求項４のいずれか１項に記載の検査装置。
【請求項７】
温度調節機構を内蔵する移動可能な載置台と、上記載置台を昇降させる昇降駆動機構と、上記昇降駆動機構を制御する制御部と、上記載置台の上方に配置された複数のプローブを有するプローブカードと、を備え、上記昇降駆動機構は、上記載置台に連結された昇降軸と、上記昇降軸を駆動させて上記載置台を昇降させるサーボモータと、を有する検査装置を用いて上記被検査体の電気的特性検査を行う検査方法において、
上記載置台に載置された上記被検査体を所定の温度まで加熱または冷却する第１の工程と、
上記被検査体と上記プローブが接触するまで上記サーボモータを位置制御する第２の工程と、
上記被検査体と上記プローブが接触した後には上記サーボモータをトルク制御にする第３の工程と、を備えた
ことを特徴とする検査方法。
【請求項８】
上記デバイスの電気的特性検査を行う度に、その時のコンタクト荷重を示すトルク値を記憶する工程を備えたことを特徴とする請求項７に記載の検査方法。
【請求項９】
上記第３の工程では、上記加熱または冷却によって変形する上記プローブカードに合わせて上記デバイスと上記プローブのコンタクト荷重を上記所定のコンタクト荷重になるように制御することを特徴とする請求項７または請求項８に記載の検査方法。
【請求項１０】
上記第３の工程では、上記デバイスと上記プローブのコンタクト荷重が上記上限値と上記下限値の範囲内に制御することを特徴とする請求項７または請求項８に記載の検査装置。
【請求項１１】
上記第３の工程では、上記コンタクト荷重が上記上限値と上記下限値の範囲を逸脱した時に、上記サーボモータを停止させることを特徴とする請求項７または請求項８に記載の検査装置。
【請求項１】
温度調節機構を内蔵する移動可能な載置台と、上記載置台を昇降させる昇降駆動機構と、上記昇降駆動機構を制御する制御部と、上記載置台の上方に配置された複数のプローブを有するプローブカードと、を備え、上記載置台上に載置された被検査体を上記温度調節機構によって所定の温度まで加熱または冷却し、上記昇降駆動機構を介して上記被検査体に複数形成されたデバイスと上記プローブカードの複数のプローブとを所定のコンタクト荷重で接触させて上記デバイスの電気的特性検査を行う検査装置において、
上記昇降駆動機構は、上記載置台に連結された昇降軸と、上記昇降軸を駆動させて上記載置台を昇降させるサーボモータと、を有し、
上記制御部は、上記サーボモータを位置制御する位置制御部と、上記プローブカードが温度変化により膨張、収縮する時に上記サーボモータをトルク制御するトルク制御部と、上記位置制御部と上記トルク制御部を切り換える切換部と、を有するサーボドライバとして構成されている
ことを特徴とする検査装置。
【請求項２】
上記サーボドライバは、上記検査装置を監視する上位コンピュータに接続されており、
上記上位コンピュータは、上記位置制御部に位置指令信号を送信する位置指令部と、上記トルク制御部にトルク指令信号を送信するトルク指令部と、上記サーボモータのトルクに基づいて上記切換部に切換指令信号を送信する切換指令部と、を備えている
ことを特徴とする請求項１に記載の検査装置。
【請求項３】
上記サーボドライバは、上記デバイスの電気的特性検査を行う度に、その時のコンタクト荷重をトルク値として記憶する記憶部を有することを特徴とする請求項１または請求項２に記載の検査装置。
【請求項４】
上記記憶部は、上記所定のコンタクト荷重の上限値及び下限値を記憶していることを特徴とする請求項３に記載の検査装置。
【請求項５】
上記トルク制御部は、上記加熱または冷却によって熱膨張する上記プローブカードに合わせて上記デバイスと上記プローブのコンタクト荷重を上記所定のコンタクト荷重になるように制御することを特徴とする請求項１〜請求項４のいずれか１項に記載の検査装置。
【請求項６】
上記トルク制御部は、上記コンタクト荷重が上記上限値と上記下限値の範囲を逸脱した時に、上記サーボモータを停止させることを特徴とする請求項１〜請求項４のいずれか１項に記載の検査装置。
【請求項７】
温度調節機構を内蔵する移動可能な載置台と、上記載置台を昇降させる昇降駆動機構と、上記昇降駆動機構を制御する制御部と、上記載置台の上方に配置された複数のプローブを有するプローブカードと、を備え、上記昇降駆動機構は、上記載置台に連結された昇降軸と、上記昇降軸を駆動させて上記載置台を昇降させるサーボモータと、を有する検査装置を用いて上記被検査体の電気的特性検査を行う検査方法において、
上記載置台に載置された上記被検査体を所定の温度まで加熱または冷却する第１の工程と、
上記被検査体と上記プローブが接触するまで上記サーボモータを位置制御する第２の工程と、
上記被検査体と上記プローブが接触した後には上記サーボモータをトルク制御にする第３の工程と、を備えた
ことを特徴とする検査方法。
【請求項８】
上記デバイスの電気的特性検査を行う度に、その時のコンタクト荷重を示すトルク値を記憶する工程を備えたことを特徴とする請求項７に記載の検査方法。
【請求項９】
上記第３の工程では、上記加熱または冷却によって変形する上記プローブカードに合わせて上記デバイスと上記プローブのコンタクト荷重を上記所定のコンタクト荷重になるように制御することを特徴とする請求項７または請求項８に記載の検査方法。
【請求項１０】
上記第３の工程では、上記デバイスと上記プローブのコンタクト荷重が上記上限値と上記下限値の範囲内に制御することを特徴とする請求項７または請求項８に記載の検査装置。
【請求項１１】
上記第３の工程では、上記コンタクト荷重が上記上限値と上記下限値の範囲を逸脱した時に、上記サーボモータを停止させることを特徴とする請求項７または請求項８に記載の検査装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図２】
【図３】
【公開番号】特開２００９−５８４４８（Ｐ２００９−５８４４８Ａ）
【公開日】平成２１年３月１９日（２００９．３．１９）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−２２７１８２（Ｐ２００７−２２７１８２）
【出願日】平成１９年８月３１日（２００７．８．３１）
【出願人】（０００２１９９６７）東京エレクトロン株式会社 (5,184)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年３月１９日（２００９．３．１９）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年８月３１日（２００７．８．３１）
【出願人】（０００２１９９６７）東京エレクトロン株式会社 (5,184)
【Ｆターム（参考）】
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