(57)【要約】【課題】設定温度到達後のウェハステージの高さ変化量に対し、半導体ウェハとプローブ針の位置決め精度を向上させ、プローブ針の押し当て量と針荷重を得る。【解決手段】設定温度で検査するため半導体ウェハ３がステージ温度調整器５によって調整され、温度センサ５’で設定温度を検出する。ウェハステージ４に取り付けた顕微鏡６ａでプローブ針２の先端を検出する。ウェハステージ４をプローブ針２に向かうＺ軸方向に動かし、顕微鏡６ａで合焦状態を見ながらプローブ針２の針先と半導体ウェハ３との高さＨを測定する。制御部は測定結果と予め記憶した値に基づき、プローブ針２の針先と半導体ウェハ３の電極パッド間の押し当て量を満たすようにウェハステージ４を制御する。プローブ針２と電極パッドが接触状態になり検査が行われる。非接触の測定器６ｂ，６ｃで温度設定後に生じるウェハステージ４の変化量Δｈを求め、当初測定された値Ｈに対する補正を行う。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
半導体ウェハに形成した単数もしくは複数の半導体デバイスの電気的特性を検査する際に、前記半導体ウェハとプローブカードのプローブ針先の位置を決める位置決め手段と、前記プローブ針を前記半導体デバイスの電極パッドに押し当てる押当手段と、高温度もしくは低温度の設定温度において前記検査を行う検査手段とを有する半導体検査装置であって、
前記半導体ウェハを搭載したウェハステージを温度調整器によって前記設定温度とし、前記設定温度に到達したことを温度センサで感知する温度手段と、前記半導体ウェハ表面と前記プローブ針の針先間の高さ位置を認識する認識手段と、前記設定温度に到達後の前記半導体ウェハの検査中に前記ウェハステージの高さ変化量を測定する測定手段と、前記認識手段の結果から前記押当手段の予め記憶された押し当て量を満たす前記ウェハステージの上昇量に対して、前記押し当て量になるように前記変化量を補正する制御手段とを備えたことを特徴とする半導体検査装置。
【請求項２】
前記測定手段は、ウェハステージの設定温度に到達後においても生じる前記ウェハステージの膨張もしくは収縮を伴う変化量を、少なくとも１箇所で前記ウェハステージ上の半導体ウェハの高さ位置を測定することにより求めることを特徴とする請求項１記載の半導体検査装置。
【請求項３】
前記測定手段は、ウェハステージの設定温度に到達後においても生じる前記ウェハステージの膨張もしくは収縮を伴う変化量を、複数箇所で前記ウェハステージ上の半導体ウェハの高さ位置を測定し、平滑化した値により求めることを特徴とする請求項１記載の半導体検査装置。
【請求項４】
前記測定手段は、ウェハステージの設定温度に到達後においても生じる前記ウェハステージの膨張もしくは収縮を伴う変化量を、少なくとも１箇所で前記ウェハステージの高さ位置を測定することにより求めることを特徴とする請求項１記載の半導体検査装置。
【請求項５】
前記測定手段は、ウェハステージの設定温度に到達後においても生じる前記ウェハステージの膨張もしくは収縮を伴う変化量を、４箇所で前記ウェハステージの高さ位置を測定し、平滑化した値により求めることを特徴とする請求項１記載の半導体検査装置。
【請求項６】
前記測定手段は、ウェハステージの高さ変化量を非接触で測定する手段であって、画像認識装置によるフォーカスを用いた高さ測定の手段、またはレーザ変位計による高さ測定の手段を備えたことを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の半導体検査装置。
【請求項７】
前記測定手段は、ウェハステージの設定温度に到達後においても生じる前記ウェハステージの膨張もしくは収縮を伴う変化量として、前記ウェハステージ面内における温度バラツキ、前記ウェハステージの平面度及び傾斜に伴う高さ変化を求め、プローブ針の針先付近の少なくとも１点の高さ位置を認識した認識手段で求めた結果から予め記憶された押し当て量を満たす前記ウェハステージの上昇量に対して、制御手段が前記変化量を補正し前記押し当て量になるように半導体ウェハ検査中に制御を行うことを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載の半導体検査装置。
【請求項８】
前記測定手段は、ウェハステージの高さ変化量の測定を、半導体ウェハの少なくとも１個の半導体チップ単位で検査単位ごとの移動時に行うことを特徴とする請求項１〜７のいずれか１項に記載の半導体検査装置。
【請求項９】
前記測定手段は、ウェハステージの高さ変化量の測定を、半導体ウェハの少なくとも１個の半導体チップ単位で検査単位ごとの検査中に行い、前記半導体チップの検査中であっても、前記ウェハステージの高さ変化量を補正することを特徴とする請求項１〜７のいずれか１項に記載の半導体検査装置。
【請求項１０】
前記測定手段で測定された高さ変化量に基づいて上下動作する前記ウェハステージの位置を、非接触センサを用いて検出する移動検出手段を備え、
前記ウェハステージの設定温度に到達後においても生じる高さ変化量により、プローブ針と電極パッド間の押し当て量になるように補正するために前記ウェハステージの位置を検出して上下移動を制御することを特徴とする請求項１〜９のいずれか１項に記載の半導体検査装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体デバイスの検査を行うためウェハステージ上の半導体ウェハに対し、特に位置決め精度を向上させるための温度制御を組み込んだ半導体検査装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来の半導体デバイスの製造工程において、半導体検査装置によって、製造した半導体ウェハ内に形成した多数の半導体デバイスの電極パッドにプローブ針を押し当てて、半導体デバイスのテスタからの試験信号を印加して半導体デバイスからの出力信号を検出し、正常に動作しないデバイスを不良として分離させる。この検査に使用するのがプローバ装置であり、半導体ウェハ内に形成した半導体デバイスは、プローバ装置によって高温度または低温度の状態で電気的特性を判定して検査される。
【０００３】
図３はプローバ装置の概略の構成を示す図である。図３において、１はプローブカード、２はプローブ針、３は半導体ウェハ、４はウェハステージ、５はステージ温度調整器、５’は温度センサである。図３に示すように、半導体デバイスが形成されている半導体ウェハ３に、プローブカード１に付いたプローブ針２が、ウェハステージ４の上下動作によって押し当てられ、電気的な検査が実施される。なお、高温度や低温度の設定制御は、ウェハステージ４内に設置したステージ温度調整器５及び温度センサ５’によって行われる。
【０００４】
このプローバ装置は、例えばウェハステージ４に真空吸着等により半導体ウェハ３を保持し、この半導体ウェハ３を保持するウェハステージ４の上方には、半導体デバイスの電極パッドに対応したプローブ針２を備えたプローブカード１が固定される。半導体ウェハ３とプローブ針２の位置合わせは、プローバ装置内に設置された測定器（図示せず）によって、それぞれの位置が検出され（以下、校正動作という）、そして駆動機構（図示せず）によってウェハステージ４をＸ，Ｙ，θ方向に移動させている、また、Ｚ軸方向にウェハステージ４を上昇（以下、コンタクト動作という）することよって、ウェハステージ４に保持された半導体ウェハ３上に有する半導体デバイスの電極パッドにプローブ針２を押し当てて、このプローブ針２を介してテスタにより電気的な検査を行うように構成されている。
【０００５】
ところで、プローバ装置は、半導体デバイスに対して高温度または低温度で検査を実施するために、ウェハステージ４内のステージ温度調整器５と温度センサ５’を用いている。そして、設定した温度で半導体デバイスを測定する条件に対応するため、従来のプローバ装置は設定した温度になるまでは、前述の校正動作を開始しない。例えば、室温から６０℃上昇させる設定にした場合には、約３分で設定した温度に到達し、到達した直後から校正動作を約２分で行い、その後のコンタクト動作によって、設定した温度条件において検査を開始する仕組みになっている。
【０００６】
そして、特許文献１には、通常ウェハステージに設置されている温度センサの温度検出を補償するため、温度検出する機能として非接触の温度センサを追加することで、装置信頼性を向上させることが述べられている。
【０００７】
また、特許文献２には、従来のプローバ装置において、校正動作時のウェハステージの高さからプローブ針の針先と電極パッドを押し当てるコンタクト動作を行う高さとなるＺ軸方向にウェハステージを移動させた場合、ウェハステージのＺ軸方向への移動に伴う微少なねじれ，傾き等の影響によって、半導体ウェハに回転方向及びＸＹ軸方向の微少な位置決め誤差が発生することから、プローブ針の針先の高さにおいて校正動作を実施することにより、校正動作を行う時点でのウェハステージ位置要因の微少な位置ずれを排除できる構成になっている。なお、この微少な位置ずれには温度要因も含まれる。以上のような方法によって、従来、高温度や低温度の検査における対策が行われていた。
【特許文献１】特開平５−６３０４１号公報
【特許文献２】特開２００４−３９７５２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
従来の技術では、設定した温度になるまでは校正動作を開始しないが、設定した温度に到達したことを検出した直後から校正動作を行い、その校正動作で得たプローブ針の針先位置の情報と、電極パッド位置の情報に基づいてコンタクト動作を行い設定した温度で検査を開始する仕組みになっている。
【０００９】
しかしながら、図４に示すように、例えば８５℃に設定したウェハステージ高さの変化量Δｈを測定してみると、温度センサにおいて設定の温度到達までに僅か３分であるが、１時間後にはウェハステージの高さが約５０μｍ上昇している。またさらに１時間後には、約１０μｍ上昇して、熱膨張収縮はほぼ飽和する。
【００１０】
ここで、８５℃に設定した温度に到達した直後の校正動作において得たプローブ針の針先位置の情報と、電極パッド位置の情報に基づいて、検査を開始した場合を想定すると、図４に示すように、ウェハステージの高さが時間とともに上昇するため、プローブ針と電極パッドとの押し当て量が増加することになる。図５に示すように、半導体ウェハの検査開始直後からの時系列で見た検査単位数ごとのプローブ針による針跡の長さは、プローブ針と電極パッドとの押し当て量が増加することによって、１分当たり約０．２μｍの針跡で長さが増加することになる。
【００１１】
例えば、半導体ウェハの測定開始時に４０μｍのプローブ針の針跡は、５０分後には約５０μｍの針跡長さになる。通常プローブ針跡の標準偏差σは、３〜５μｍ程度であり、その針跡寸法を想定したパッド設計であると、この変化量は無視できないほど大きい。さらに、プローブ針跡が長くなることに伴って、プローブ針による荷重が大きくなる。
【００１２】
このプローブ針跡が長くなることによって生じる不具合として、例えば電極パッドからプローブ針の針先が外れて電極パッドのエッジに当たり保護膜を割ってしまうこと、プローブ針の針跡が必要以上に長くなることにより針跡面積が大きくなって組立時の接合面積の確保ができなくなること、またはプローブ針荷重が大きくなって電極パッドの下に設けた層間膜にクラックを発生させることなどがある。
【００１３】
このような課題に対応するために、温度変化に伴うウェハステージの高さ変化を半導体ウェハの検査が開始された後、半導体ウェハの各検査の単位（少なくとも１個の半導体チップ単位）において、複数回の校正動作を行うことも容易に推測できるが、４μをプローブ針の針跡のバラツキを許容設定とすると、約２０分間隔で１回、かつ約２分の所用時間を必要とする。この校正動作によってウェハステージの高さの再設定が必要になり、半導体ウェハの検査効率を低下させてしまうという課題があった。
【００１４】
また、半導体ウェハの検査時間が１分設定だったと仮定すると、測定開始時においては、図５からコンタクト動作を行う検査実施中にも約０．２μｍずつのプローブ針の針跡が長くなるので、検査を行うためにプローブ針の針先と電極パッドのコンタクト動作において、ウェハステージの膨張収縮に伴うプローブ針の針跡に対する不具合には、従来の方法では全く対応できないという課題があった。
【００１５】
本発明は、前記従来技術の問題を解決することに指向するものであり、設定温度に達した後のウェハステージの高さ変化量に対して、半導体ウェハとプローブ針の位置決め精度を向上して、一定のプローブ針の針先に押し当て量と針荷重を得ることができる半導体検査装置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】
【００１６】
前記の目的を達成するために、本発明に係る請求項１に記載される半導体検査装置は、半導体ウェハに形成した単数もしくは複数の半導体デバイスの電気的特性を検査する際に、半導体ウェハとプローブカードのプローブ針先の位置を決める位置決め手段と、プローブ針を半導体デバイスの電極パッドに押し当てる押当手段と、高温度もしくは低温度の設定温度において検査を行う検査手段とを有する半導体検査装置であって、半導体ウェハを搭載したウェハステージを温度調整器によって設定温度とし、設定温度に到達したことを温度センサで感知する温度手段と、半導体ウェハ表面とプローブ針の針先間の高さ位置を認識する認識手段と、設定温度に到達後の半導体ウェハの検査中にウェハステージの高さ変化量を測定する測定手段と、認識手段の結果から押当手段の予め記憶された押し当て量を満たすウェハステージの上昇量に対して、押し当て量になるように変化量を補正する制御手段とを備えたことを特徴とする半導体検査装置。
【００１７】
また、請求項２〜５に記載される半導体検査装置は、請求項１の半導体検査装置であって、測定手段は、ウェハステージの設定温度に到達後においても生じるウェハステージの膨張もしくは収縮を伴う変化量を、少なくとも１箇所でウェハステージ上の半導体ウェハの高さ位置を測定すること、あるいは、ウェハステージの設定温度に到達後においても生じるウェハステージの膨張もしくは収縮を伴う変化量を、複数箇所でウェハステージ上の半導体ウェハの高さ位置を測定し、平滑化した値により求めること、あるいは、ウェハステージの設定温度に到達後においても生じるウェハステージの膨張もしくは収縮を伴う変化量を、少なくとも１箇所でウェハステージの高さ位置を測定すること、あるいは、ウェハステージの設定温度に到達後においても生じるウェハステージの膨張もしくは収縮を伴う変化量を、４箇所でウェハステージの高さ位置を測定し、平滑化した値により求めることを特徴とする。
【００１８】
また、請求項６〜９に記載される半導体検査装置は、請求項１〜５の半導体検査装置であって、測定手段は、ウェハステージの高さ変化量を非接触で測定する手段であって、画像認識装置によるフォーカスを用いた高さ測定の手段、またはレーザ変位計による高さ測定の手段を備えたこと、さらには、ウェハステージの設定温度に到達後においても生じるウェハステージの膨張もしくは収縮を伴う変化量として、ウェハステージ面内における温度バラツキ、ウェハステージの平面度及び傾斜に伴う高さ変化を求め、プローブ針の針先付近の少なくとも１点の高さ位置を認識した認識手段の結果から予め記憶された押し当て量を満たすウェハステージの上昇量に対して、制御手段が変化量を補正し押し当て量になるように半導体ウェハ検査中に制御を行うこと、さらには、ウェハステージの高さ変化量の測定を、半導体ウェハの少なくとも１個の半導体チップ単位で検査単位ごとの移動時に行うこと、あるいは、ウェハステージの高さ変化量の測定を、半導体ウェハの少なくとも１個の半導体チップ単位で検査単位ごとの検査中に行い、半導体チップの検査中であっても、ウェハステージの高さ変化量を補正することを特徴とする。
【００１９】
また、請求項１０に記載される半導体検査装置は、請求項１〜９の半導体検査装置であって、測定手段で測定された高さ変化量に基づいて上下動作するウェハステージの位置を、非接触センサを用いて検出する移動検出手段を備え、ウェハステージの設定温度に到達後においても生じる高さ変化量により、プローブ針と電極パッド間の押し当て量になるように補正するためにウェハステージの位置を検出して上下移動を制御することを特徴とする。
【００２０】
前記構成によれば、温度調整器を用いて設定したウェハステージの温度到達を温度センサで感知した後に、プローブ針の針先と半導体ウェハ表面との高さ位置を認識する動作によって、予め記憶されたプローブ針と電極パッドとの押し当て量になるように、設定温度に到達後にも膨張収縮が起こるウェハステージの高さ変化量を非接触で半導体ウェハの検査中に測定を行って、電極パッドとプローブ針先が常に設定された押し当て量となるように、ウェハステージの上昇量を補正する制御により、設定温度に到達後のウェハステージの高さ変化量を、当初測定時点でのウェハステージの高さに、コンタクト動作を実施するウェハステージの上昇量を補正して、プローブ針の針先に対する電極パッドの押し当て量を一定とすることができる。
【００２１】
また、コンタクト動作中、検査実施中にウェハステージの変化量を測定してウェハステージの上昇量の自動補正ができ、ウェハステージの高さを修正する校正動作時間を不要にでき、ウェハステージを上下動作するモータ制御のＺ軸方向の位置情報を非接触の測定機器により、温度変化の影響を低減して求め、ウェハステージの高さ位置を検出でき高精度の位置決め制御を行うことができる。
【発明の効果】
【００２２】
本発明によれば、半導体検査装置のプローバ装置において設定温度に達した後のウェハステージの高さ変化量に対して、プローバ装置の位置決め精度を向上して、一定のプローブ針の針先に押し当て量と針荷重を得ることができ、温度設定された半導体ウェハの検査に生じるトラブルを回避し、また定期的なプローブ針の針先と半導体ウェハとの高さ位置の校正動作を別途行うこと無く自動補正ができ、プローバ装置の稼働率の向上を図り、また、精度向上によって、大口径化によるウェハステージの体積増加にも対応でき、半導体ウェハ面内の温度バラツキにも対応できるという効果を奏する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
以下、図面を参照して本発明における実施の形態を詳細に説明する。
【００２４】
図１は本発明の実施の形態における半導体検査装置として、半導体ウェハに形成した被検査対象の半導体デバイスに垂直にプローブを接触させて検査装置との間で電気的に接続し検査を行うプローバ装置の概略構成を示す断面図である。ここで、前記従来例を示す図３において説明した構成部材に対応し同等機能を有するものには同一の符号を付して示す。
【００２５】
図１に示すように、プローバ装置のウェハステージ４には図示していないＸＹ軸方向に自在に移動できるＸＹステージを有し、また図示していないＸ軸方向に駆動するＸ軸モータとＹ軸方向に駆動するＹ軸モータによって回転駆動されてＸＹステージの位置決めを行っている。さらに、ウェハステージ４は、図示しないモータによりＺ軸方向に上下に駆動され、かつ回転方向（θ方向）にも駆動される。
【００２６】
したがって、ウェハステージ４上の半導体ウェハ３は、プローブカード１に対して、ＸＹ軸方向，Ｚ軸方向，θ方向に移動可能である。さらに、ウェハステージ４の上面には、半導体ウェハ３を固着保持する手段（図示せず）として、例えば真空源と連通する吸着溝が形成されており、半導体ウェハ３を真空吸着できるようになっている。
【００２７】
ウェハステージ４の上部には、プローブ針２を有するプローブカード１が装着している。プローブカード１の上面側には、図示していないテストヘッドに電気的に接続する複数の電極を有し、下面側にはこれら複数の電極それぞれと接続した複数のプローブ針２を有している。また、複数のプローブ針２は、半導体ウェハ３上に有する図示していない少なくとも１個の半導体デバイス上における複数の電極パッドの配置に対応して設けられている。これにより、半導体デバイスの電気的特性を検査することができる。
【００２８】
このプローバ装置により半導体ウェハ３上の半導体デバイスを、高温度もしくは低温度の条件において電気的特性の検査を行う場合、半導体ウェハ３がウェハステージ４に備えたステージ温度調整器５によって、設定した温度に調整される。また温度センサ５’によって設定温度に達したことが検出される。
【００２９】
次に、検査装置の校正動作が行われるが、図１に示すように、半導体ウェハ３を搭載して上下動作するウェハステージ４には、ウェハステージ４に隣接して、プローブ針２の位置を求める光学装置の顕微鏡６ａが取り付けられている。この顕微鏡６ａによって、プローブ針２の針先を下方から撮像してプローブ針２の先端の位置を検出する。一方、ウェハステージ４をプローブ針２に向かうＺ軸方向に動かすことで、この顕微鏡６ａがともに上下動し、その合焦状態を見ながらプローブ針２の針先と半導体ウェハ３との距離である高さＨを測定する。測定した数値結果は図示しない制御部へ入力される。制御部は測定結果と予め記憶している値に基づき、プローブ針２の針先と半導体ウェハ３表面の電極パッド間の押し当て量を満たすようにウェハステージ４を制御する。
【００３０】
その後、プローブ針２に対するウェハステージ４の移動は、ＸＹ軸方向の位置決めと、コンタクト動作のＺ軸方向への上下動作によるプローブ針２と電極パッドが接触状態になり半導体ウェハ３の検査が行われる。
【００３１】
以上の検査におけるウェハステージ４の上下動作の前後において、図１に示す光学装置を用いた非接触の測定器６ｂもしくは測定器６ｃにより、温度設定後に膨張収縮により生じるウェハステージ４の変化量Δｈを測定し、当初設定された値Ｈに対して、図２に示すような膨張収縮に伴うウェハステージ４の高さ変化量Δｈの補正を制御部で行う。なお、測定に必要な時間は０．１秒以内であり、一般的な半導体デバイスの測定に対して影響は少なく、従来の校正動作に比較しても非常に短縮される。
【００３２】
なお、制御部で補正を行うウェハステージ４の高さ変化量を求める場合、図１に示す測定器６ｂ，６ｃを用いて高さ位置の測定を行う。ウェハステージ４上の半導体ウェハ３で任意の１箇所または複数箇所、例えば半導体ウェハ３の測定器６ｃによる四隅と測定器６ｂによる中央部分の５箇所、あるいはウェハステージ４の任意の１箇所または複数箇所の測定を行う。ここで、複数箇所の測定値を求めた場合には、例えばウェハステージ４の四隅の４箇所の値を求めて平滑化した値を用いる。さらに、高さ変化量を測定する位置をウェハステージ４，半導体ウェハ３上としたが、半導体デバイスや電極パッド上を測定位置としても良い。
【００３３】
また、本実施の形態における測定器６ｂ，６ｃは、ウェハステージ４の高さ変化量を測定する非接触の光学装置として、画像認識装置によるフォーカスを用いて高さ測定を行う装置、またはレーザ変位計による高さ測定を行う装置等を用いることができる。また、測定器により測定し求めた値を高さ変化量として説明したが、測定した値を高さの絶対値としても同様である。
【００３４】
次に、本実施の形態におけるプローバ装置の温度補正を行う機能について説明する。図１に示す測定器６ｃにより、検査対象の半導体デバイスの少なくとも１つとプローブ針２の電気的接続による測定中に、ウェハステージ４の平面度及び傾斜に伴う高さ変化を測定し、さらに半導体ウェハ３を搭載する面内における温度変化量として、複数を配置した温度センサ５’によりウェハステージ４の僅かな温度分布の違いを求める。また、顕微鏡６ａによりプローブカード１のプローブ針２の針先付近で複数を認識してプローブカード１の傾きを求める。
【００３５】
このように、ウェハステージ４の温度分布の違い、測定される半導体デバイス自体もしくは半導体ウェハ３上の高さ変化量Δｈから、プローバ装置でＸＹ軸方向で位置決めした後、ウェハステージ４が上昇するコンタクト動作による接触状態において、測定された変化量Δｈの数値を制御部に入力して、ウェハステージ４のコンタクト動作で生じる上昇量を補正する。これにより、より正確にプローブ針２の針先と電極パッド間に一定の押し当て量とすることができる。
【００３６】
さらに、複数の温度センサ５’と共にウェハステージ４を設定温度とするステージ温度調整器５も複数を設けることで、ウェハステージ４の大口径化することが可能となり、半導体ウェハ３面内の温度バラツキにも対応し、検査対象の体積増加をすることができる。
【００３７】
本実施の形態におけるプローバ装置のコンタクト動作について説明する。通常の動作は、プローブ針２に対するウェハステージ４はＸＹ軸方向の位置決めと、Ｚ軸方向の上下動作によってプローブ針２と電極パッドがコンタクト動作により接触状態となり検査を行うが、ウェハステージ４の高さ変化量の測定として、半導体ウェハ３上の半導体チップ単位ごとの検査におけるウェハステージ４の移動時に行ったり、また半導体チップ単位の検査中に行うことで、定期的なプローブ針２と半導体パッドの接触状態を求める高さ変化量の測定を新たな動作として行う必要が無く、自動的に補正処理することが可能となり、稼働率の向上を図ることができる。
【００３８】
また、本実施の形態では図１に示すように、前述のコンタクト動作において、ウェハステージ４の高さ変化量の補正動作を行っている。従来では、ウェハステージ４を上下動作させるモータの制御機器はＺ軸方向の上下移動する位置情報に基づいて動作するが、ウェハステージ４を上下動作させるモータの制御機器において、Ｚ軸方向の上下動する位置情報で、メカ動作自体に数μｍのバラツキを有していた。
【００３９】
本実施の形態ではウェハステージ４に対して非接触の測定機器を取り付けたものであり、例えばマグネスケール等のＺ軸移動量センサ７を用いる。このように構成することで温度変動などの影響を受けにくく、かつ測定された位置情報に基づきウェハステージ４を高精度にＺ軸方向の駆動及び位置決めが行えるので、ウェハステージ４のＺ軸の微少量補正を正確に行うことができる。
【産業上の利用可能性】
【００４０】
本発明に係る半導体検査装置は、設定温度に達した後のウェハステージの高さ変化量に対して、位置決め精度を向上して、一定のプローブ針の針先に押し当て量と針荷重を得ることができ、温度設定した半導体ウェハの検査に生じるトラブルを回避し、また定期的なプローブ針の針先と半導体ウェハとの高さ位置の校正動作を別途行うこと無く自動補正ができ、稼働率の向上を図ることができ、半導体デバイスの検査を行うためウェハステージ上の半導体ウェハに対し、位置決め精度を向上させるための温度制御を組み込んだ半導体検査に有用である。
【図面の簡単な説明】
【００４１】
【図１】本発明の実施の形態における半導体検査装置であるプローバ装置の概略構成を示す断面図
【図２】本実施の形態における膨張収縮に伴うウェハステージの高さ変化量Δｈを説明する図
【図３】従来のプローバ装置の概略の構成を示す図
【図４】ウェハステージ高さの変化量Δｈと時間との特性を示す図
【図５】半導体ウェハの検査開始直後から時系列で見た検査単位数ごとのプローブ針による針跡の長さの特性を示す図
【符号の説明】
【００４２】
１  プローブカード
２  プローブ針
３  半導体ウェハ
４  ウェハステージ
５  ステージ温度調整器
５’  温度センサ
６ａ  顕微鏡
６ｂ，６ｃ  測定器
７  Ｚ軸移動量センサ
【図１】
2006186130.tif 000003
【図２】
2006186130.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
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