(57)【要約】【課題】プローバの電気的テストの検査温度への加熱処理は、プローバ構成部品温度を安定させるため、長時間を必要としていた。【解決手段】ウェハステージ温度を検査温度よりオーバーラン温度に加熱又は冷却し、そのオーバーラン温度によりプローバの他の構成部品を安定温度まで加熱又は冷却し、さらに、ウェハステージのオーバーラン温度を所定の検査温度に冷却又は加熱することで、ウェハステージ検査温度の加熱又は冷却に伴うプローバ構成部品の安定温度への到達時間を短縮する。【選択図】図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ウェハ上に形成された半導体装置の動作を、該半導体装置の電極パッドにプローブを接触させて異なる検査温度で電気的に検査するプローバにおいて、そのプローバの構成部品であるウェハステージを該検査温度に加熱、又は、冷却制御するウェハステージ温度制御方法であって、
ウェハステージ以外のプローバ構成部品の温度を安定させるために、前記ウェハステージを前記検査温度以上の上昇オーバーラン温度に加熱し、又は、前記検査温度以下の下降オーバーラン温度に冷却した後に、該上昇オーバーラン温度を前記検査温度に下降させ、又は、該下降オーバーラン温度を上昇させることにより、前記検査温度となるように温度制御することを特徴とするウェハステージ温度制御方法。
【請求項２】
前記ウェハステージを検査温度に加熱する場合は、前記上昇オーバーラン温度を、前記ウェハステージを検査温度に冷却する場合は、前記下降オーバーラン温度を、それぞれ前記プローバ構成部品の安定温度まで一定時間維持する請求項１に記載のウェハステージ温度制御方法。
【請求項３】
ウェハ上に形成された半導体装置の動作を、該半導体装置の電極パッドにプローブを接触させて異なる検査温度で電気的に検査するプローバにおいて、そのプローバのウェハステージを該検査温度に加熱、又は、冷却制御するウェハステージ温度制御装置であって、
前記ウェハステージを加熱する熱源と、
前記ウェハステージを冷却する冷却ユニットと、
前記ウェハステージ以外のプローバ構成部品の温度を安定させるために、前記ウェハステージを前記検査温度以上の上昇オーバーラン温度に加熱し、又は、前記検査温度以下の下降オーバーラン温度に冷却した後に、該上昇オーバーラン温度を前記検査温度に下降し、又は、該下降オーバーラン温度を上昇させることにより、前記検査温度となるように温度制御する温度制御部と、を備えることを特徴とするウェハステージ温度制御装置。
【請求項４】
前記ウェハステージを検査温度に加熱する場合は、前記上昇オーバーラン温度を、前記ウェハステージを検査温度に冷却する場合は、前記下降オーバーラン温度を、それぞれ前記プローバ構成部品の安定温度まで一定時間維持する温度制御部を備える請求項３に記載のウェハステージ温度制御装置。
【請求項５】
ウェハ上に形成された半導体装置の動作を、該半導体装置の電極パッドにプローブを接触させて異なる検査温度で電気的に検査するプローバにおいて、そのプローバの構成部品であるウェハステージを、該検査温度に加熱、又は、冷却制御するウェハステージ温度制御するため、コンピュータに、
ウェハステージ以外のプローバ構成部品の温度を安定させるために、前記ウェハステージを前記検査温度以上の上昇オーバーラン温度に、前記プローバ構成部品の安定温度まで一定時間加熱し、又は、前記検査温度以下の下降オーバーラン温度に、前記プローバ構成部品の安定温度まで一定時間冷却する手順、
前記上昇オーバーラン温度を前記検査温度に下降させ、又は、前記下降オーバーラン温度を上昇させることにより、前記検査温度となるように温度制御する手順、を実行させるプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体ウェハ上に形成された複数の半導体チップ（ダイ）の電気的検査を、異なる検査温度で行うために、プローバのウェハステージの温度制御を行う温度制御装置、及び、方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体製造工程においては、薄い円盤状の半導体ウェハに各種の処理を施して、半導体装置（デバイス）をそれぞれ、または、複数有する複数のチップ（ダイ）を形成する。各チップは電気的特性が検査され、その後ダイサーで切り離された後、リードフレーム等に固定されて組み立てられる。上記の電気的特性の検査は、プローバとテスタを組み合わせたウェハテストシステムで行われる。プローバは、ウェハをステージに固定し、各チップの電極パッドにプローブを接触させる。テスタは、プローブに接続される端子から、電源及び各種の試験信号を供給し、チップの電極に出力される信号をテスタで解析して正常に動作するかを確認する。そして、正常に動作しないデバイスは後の組み立て工程から除かれることになる。
【０００３】
プローブはプローブカードに設けられ、プローブの配列は検査を行う半導体チップの電極パッドの配列に対応している。プローブには、カンチレバー式プローブ、スプリングレバー式プローブ等がある。検査を行う半導体チップ内のデバイスの種類が変わる時には対応するプローブカードに交換する必要がある。プローブカードを交換すると、プローバに設けられたプローブ位置検出カメラでプローブ位置の検出処理を行う。なお、プローブ位置の検出処理は、プローブカードを交換しないときでも、１枚のウェハ上の半導体チップの検査が終了したときなどに随時行われる。
【０００４】
一方、ウェハステージにウェハを保持すると、プローバに設けられたウェハアライメントカメラによりチップの電極パッドの位置を検出する。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ウェハステージを回転させた後、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ウェハステージに移動する。この状態でウェハステージを上昇させれば、電極パッドがプローブに接触する（このことを、プロービングと言う。）。
【０００５】
電極パッドとプローブの接触後に、テスタからプローブに接続される端子を通し、電源及び各種の試験信号を供給し、チップの電極に出力される信号をテスタで解析して正常に動作するかを確認することで電気的テストは終了する。このようなチップの電気的テストは、チップの実際の使用環境を考慮して、異なる温度（以下、検査温度と言う）で複数回行われる。
【０００６】
検査温度へウェハを加熱及び冷却するため、プローバは、加熱及び冷却のための設備を備える。プローバの加熱及び冷却設備は、ウェハステージを加熱及び冷却することによってウェハの温度制御を行う。ウェハの質量は、ウェハステージよりもずっと小さい。そのため、ウェハステージ温度を検査温度にすれば、その後にウェハをウェハステージ上に載置しても、すぐにウェハは検査温度に達することができる。
【０００７】
ウェハ検査温度への温度制御方法は、よく知られたフィードバック制御であるＰＩ（比例積分）制御等が使用される。ＰＩ制御式を下記の式１に示す。
【０００８】
【数１】
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【０００９】
この式において、ｘは出力値（操作量とも言い、ここでは熱量に相当）、ｙは入力値（ウェハステージの検出温度）、ｔはあるサンプリング時間、Ｋｐは比例ゲイン、Ｔｉは積分時間、Δｙ（ｔ）は、あるサンプリング時間における入力値と、設定値（設定温度）との差分である。式１において、ＫｐΔｙ（ｔ）で示される部分を比例要素、積分に基づいて示される部分を積分要素という。
【００１０】
図１を用いて、ＰＩ制御によるウェハ加熱処理におけるウェハ温度及び支柱温度と時間との関係を説明する。なお、プローバ構成部品は支柱以外にも多くあるが、ここでは、例示のため支柱を用いて示す。
【００１１】
時間ｔ０−ｔ１間において、ウェハステージ及び支柱の温度は、初期温度Ｔａから共に上昇し、ウェハステージは検査温度である設定温度Ｔｓに到達する。
【００１２】
時間ｔ１−ｔ２間において、ウェハステージは設定温度Ｔｓに到達し、その結果、設定温度Ｔｓと検出温度との偏差が殆ど無くなるため、ＰＩ制御の操作量である熱量は、比例要素により減少する。しかし、支柱温度は、ウェハステージからの入熱速度が、外部への放熱速度より大きいため、温度上昇する。ウェハステージ温度線上に存在するオフセット（残留偏差）は、積分要素により、操作量を増加させることで減少し、支柱温度は、安定温度Ｔ２に到達する。
【００１３】
このように、ウェハステージの加熱及び冷却に伴い、ウェハステージ以外のプローバ構成部品も加熱及び冷却され、そのプローバ構成部品の温度が安定するまでに長時間を要している。これは、ウェハステージの加熱又は冷却温度への顕熱（質量×比熱×温度差）と、プローバ構成部品のウェハステージ検査温度に従った安定温度への顕熱が相違し、プローバ構成部品の顕熱の方が非常に大きいためである。
【００１４】
プローバ構成部品が、ウェハステージの検査温度に従った安定温度に達せず、温度が変化すると、その温度変化に伴うプローバ構成部品の熱膨張や熱収縮により、プローバはＸＹＺ方向に変動する。このような温度変化がある場合に、プローブやウェハアライメントの位置検出を行っても、プロービング処理時には、プローバ構成部品の温度が位置検出時と異なるため、実際のプローブや電極パッド位置と、プローブやウェハアライメントの位置検出処理による検出位置との間に不整合が生じるという問題がある。
【００１５】
そのため、ウェハステージが検査温度に到達してすぐにプロービング処理を開始する場合は、プローバ構成部品に温度変化があるため、プロービング処理の間に、適宜上述の位置検出見直し処理を行う必要があり、このような位置検出見直し処理は、プロービング処理時間の長期化となる。一方、プローバ構成部品に温度変化が無くなるまで、プロービング処理を開始しない場合も、プロービング処理開始前に長時間を要する。
【００１６】
さらに、検査温度範囲は、現状の−４０℃〜１５０℃から、将来は、−６０℃〜２００℃の温度範囲となることが予想され、加熱及び冷却時間がテスト処理時間に占める割合が増大し、加熱及び冷却処理時間の長期化がプローバ処理能力に大きな影響を与えるようになった。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１７】
ウェハの加熱及び冷却処理は、上記のように行われるが、検査温度範囲の広範化に伴い、プローバ構成部品の安定温度への到達時間が長期化するという問題がある。このような長期化に伴うプローブ及びウェハアライメントの位置検出見直し処理、あるいは、プロービング処理開始前のプローバ構成部品の温度安定までの待機時間は、プローバ処理時間全体に対する長期化原因となり、プローバ処理能力（ウェハ１枚に要するテスト所要時間）を低下させる。
【００１８】
本発明は、上記のような問題を解決するもので、ウェハの電気的テストの検査温度へウェハステージを、加熱及び冷却する処理に関して各種の改良を行うことを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１９】
以上の課題を解決するために、本発明に係るウェハステージ温度制御方法は、ウェハ上に形成された半導体装置の動作を、半導体装置の電極パッドにプローブを接触させて異なる検査温度で電気的に検査するプローバにおいて、そのプローバの構成部品であるウェハステージを、検査温度に加熱、又は、冷却制御するウェハステージ温度制御方法において、ウェハステージ以外のプローバ構成部品の温度を安定させるために、ウェハステージを検査温度以上の上昇オーバーラン温度に加熱し、又は、検査温度以下の下降オーバーラン温度に冷却した後に、上昇オーバーラン温度を検査温度に下降させ、又は、下降オーバーラン温度を上昇させることにより、検査温度となるように温度制御することとした。
【００２０】
また、プローバ構成部品の安定温度まで、上昇オーバーラン温度、又は、下降オーバーラン温度を一定時間維持することによって、プローバ構成部品の温度が安定した状態でプロービング処理を開始することにより、プローブ及びウェハアライメントの位置検出見直し処理を行うことなく、プロービング処理を行うことで、プローバ処理能力を向上させた。
【００２１】
さらに、本発明に係るウェハステージ温度制御装置は、ウェハ上に形成された半導体装置の動作を、半導体装置の電極パッドにプローブを接触させて異なる検査温度で電気的に検査するプローバにおいて、そのプローバのウェハステージを、検査温度に加熱、又は、冷却制御するウェハステージ温度制御装置において、ウェハステージを加熱する熱源と、ウェハステージを冷却する冷却ユニットと、ウェハステージ以外のプローバ構成部品の温度を安定させるために、ウェハステージを検査温度以上の上昇オーバーラン温度に加熱し、又は、検査温度以下の下降オーバーラン温度に冷却した後に、上昇オーバーラン温度を検査温度に下降し、又は、下降オーバーラン温度を上昇させることにより、検査温度となるように温度制御する温度制御部とを備えて構成する。
【発明の効果】
【００２２】
本発明によれば、ウェハの電気的テストの検査温度への加熱及び冷却処理に伴うプローバ構成部品の温度変化時間を短縮し、それによりプローバ処理能力を向上することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
以下、本発明に係るウェハ加熱及び冷却処理の実施例を、添付図面を参照して詳述する。
【実施例】
【００２４】
図２は、本発明の実施例のプローバの概略構成を示す図である。プローバ１０は、テスタ３０とＧＰＩＢシステム４０とでウェハテストシステムを構成する。図示のように、プローバ１０は、基台１１と、その上に設けられた移動ベース１２と、Ｙ軸移動台１３と、Ｘ軸移動台１４と、Ｚ軸移動部１５と、Ｚ軸移動台１６と、θ回転部１７と、ウェハステージ１８と、プローブの位置を検出するプローブ位置検出カメラ１９と、側板２０及び２１と、ヘッドステージ２２と、支柱３１に設けられたウェハアライメントカメラ２３と、ヘッドステージ２２に設けられたカードホルダー２４と、カードホルダー２４に取り付けられるプローブカード２５と、ステージ移動制御部２７、画像処理部２８及び温度制御部４６等を有する制御部２９と、を有する。
【００２５】
プローブカード２５には、カンチレバー式のプローブ２６が設けられる。移動ベース１２と、Ｙ軸移動台１３と、Ｘ軸移動台１４と、Ｚ軸移動部１５と、Ｚ軸移動台１６と、θ回転部１７は、ウェハステージ１８を３軸方向及びＺ軸周りに回転する移動・回転機構を構成し、ステージ移動制御部２７により制御される。移動・回転機構については、広く知られているので、ここでは説明を省略する。プローブカード２５は、検査するデバイスの電極配置に応じて配置されたプローブ２６を有し、検査するデバイスに応じて交換される。画像処理部２８は、プローブ位置検出カメラ１９の撮影した画像からプローブの配置及び高さ位置を算出し、ウェハアライメントカメラ２３の撮影した画像からウェハ上の半導体チップ（ダイ）の電極パッドの位置を検出する。なお、画像処理部２８は、検出された画像を画像処理し、電極パッドにプローブが接触したことにより生じる接触痕を検出でき、電極バッド内の接触痕の位置、大きさ等を画像認識できる。
【００２６】
テスタ３０は、テスタ本体と、テスタ本体に設けられたコンタクトリング３２と、を有する。プローブカード２５には各プローブに接続される端子が設けられており、コンタクトリング３２はこの端子に接触するように配置されたスプリングプローブを有する。テスタ本体は、図示していない支持機構により、プローバ１０に対して保持される。また、テスタ本体とプローバ１０の制御部２９は、ＧＰＩＢシステム４０を介して通信可能に接続されている。
【００２７】
検査を行う場合には、プローブ位置検出カメラ１９がプローブ２６の下に位置するように、Ｚ軸移動台１６を移動させ、プローブ位置検出カメラ１９でプローブ２６の先端位置を検出する。プローブ２６の先端の水平面内の位置（Ｘ及びＹ座標）は、カメラの座標により検出され、垂直方向の位置（Ｚ座標）はカメラの焦点位置で検出される。このプローブ２６の先端位置の検出は、プローブカード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２５には、通常１０００以上ものプローブ２６が設けられているため、全てのプローブ２６の先端位置を検出せずに、通常は作業効率を考慮して、特定のプローブの先端位置を検出する。
【００２８】
次に、ウェハステージ１８に検査するウェハＷを保持した状態で、ウェハＷがウェハアライメントカメラ２３の下に位置するように、Ｚ軸移動台１６を移動させ、ウェハＷ上の半導体チップの電極パッドの位置を検出する。
【００２９】
プローブ２６の位置及びウェハＷの位置を検出した後、チップの電極パッドの配列方向がプローブ２６の配列方向に一致するように、θ回転部１７によりウェハステージ１８を回転する。そして、ウェハＷの検査するチップの電極パッドがプローブ２６の下に位置するように移動した後、ウェハステージ１８を上昇させて、電極パッドをプローブ２６に接触させる。
【００３０】
プローブ２６に電極パッドを接触させる時には、電極パッドの表面がプローブ２６の先端部に接触する高さ位置（接触開始位置）から、更に所定量高い位置（検査位置）まで電極パッドを上昇させる。検査位置は、プローブ２６と電極パッドとの間で確実な電気的接触を実現する接触圧が得られるようなプローブ２６の撓み量が得られるプローブの先端部の変位量を、接触開始位置に加えた高さ位置である。実際には、プローブ２６の本数は、例えば１０００本以上であり、全てのプローブ２６と電極パッドの間で確実な電気的接触が実現されるように検査位置が設定される。
【００３１】
テスタ３０は、プローブ２６に接続される端子から、電源及び各種の試験信号を供給し、チップの電極に出力される信号をテスタ３０で解析して正常に動作するかを確認する。
【００３２】
ウェハステージ１８は、図示しないヒータ、冷媒管及び温度センサ４５が取り付けられる。ヒータは電源４３と、冷媒管は冷却ユニットにつなげられる。制御部２９内の温度制御部４６は、電源４３、冷却ユニット４４及び温度センサ４５と制御線で接続され、温度センサ４５からの検査温度に従い、後述する処理に従って、電源４３及び冷却ユニットを用いて温度制御を行う。なお、本実施例においてはウェハステージの加熱手段として、ヒータ及び電源４３を用いるが、他の公知の加熱手段として、ヒートポンプ等による熱源も利用可能である。
【００３３】
図３に、本発明に係るウェハステージ１８の加熱及び冷却装置の実施例を示す。ウェハステージ１８の中には、加熱用のヒータ４１が、ウェハステージ１８全体を加熱するように埋め込まれる。ヒータ４１は、プローバ内部または外部の電源４３に接続され温度制御される。さらに、ウェハステージ１８の中には、冷却用の冷媒を通過させる冷却管４２が埋め込まれる。冷却管４２の中には、冷媒が通され、冷媒はプローバ内部又は外部に取り付けられる冷却ユニット４４で強制冷却される。さらに、ウェハステージ１８には、温度センサ４５が付けられ、温度センサ４５は、ウェハステージ１８の温度を検出する。
【００３４】
なお、ウェハステージ１８の加熱、温度センサ４５はウェハステージ１８の温度を検出できるように構成されれば、ウェハステージ１８のどの部分に、何個取り付けられても良い。
【００３５】
図４（ａ）は、本発明に係るウェハ加熱処理におけるウェハステージ温度及び支柱温度と時間の関係を示す。図４（ｂ）には、図４（ａ）に示した加熱処理におけるウェハステージに加えた熱量と時間の関係を示す。なお、プローバ構成部品は支柱以外にも多くあるが、ここでは、例示のため支柱を用いて示す。
【００３６】
図４を用いて、本発明に係るウェハ加熱処理を説明する。この加熱処理は、上述したＰＩ制御の設定温度等に対するパラメータ（設定値）を条件設定し、変更することで実施する。
【００３７】
ウェハステージ１８の設定温度を、検査温度を超えるオーバーラン温度Ｔｏｒとする。なお、オーバーラン温度は、ウェハそのものの設計温度を超えない温度とする。このように、検査温度を超える温度をオーバーラン温度Ｔｏｒとする理由は、ウェハステージと他のプローバ構成部品との温度差を大きくすることにより、ウェハステージからの他のプローバ構成部品への伝熱速度を上げ、プローバ構成部品を早期に検査温度に対する安定温度に到達させるためである。
【００３８】
図４（ａ）の時間ｔ０−ｔ１間において、ＰＩ制御の設定温度をオーバーラン温度Ｔｏｒとすることで、図４（ｂ）に示す伝熱速度ｑ１により、ウェハステージ１８及び支柱３１の温度は、初期温度Ｔａから、共に上昇し、ウェハステージ１８温度は、オーバーラン温度Ｔｏｒとなる。
【００３９】
時間ｔ１−ｔ２間において、図４（ｂ）に示す伝熱速度をｑ１からｑ２に落とし、ＰＩ制御の設定温度をオーバーラン温度Ｔｏｒに維持する。その間、支柱温度は、上昇し、安定温度Ｔ１に漸近していく。なお、ｔ１−ｔ２時間である、オーバーラン温度Ｔｏｒの維持時間（以下、オーバーラン時間と言う）は、プローバ構成部品を安定温度Ｔ１にするために必要な不足熱量（ｑ２×（ｔ２−ｔ１））を供給するために必要な時間である。従って、オーバーラン時間、オーバーラン温度Ｔｏｒを維持すると、プローバ構成部品は温度が安定し、ウェハステージが検査温度Ｔｓになるとすぐにプローブ位置検出処理等のプロービング処理の開始処理に移行できる。
【００４０】
時間ｔ２経過後は、ウェハステージ１８の温度であるオーバーラン温度Ｔｏｒを、検査温度Ｔｓに下げる必要がある。そのため、温度制御部４６は、ＰＩ制御の設定値を検査温度Ｔｓに変更し、かつ、冷却時間短縮のために、冷却ユニット４４によってウェハステージ１８を伝熱速度ｑ３の負の熱量を加えることで強制冷却し、かつ、設定温度Ｔｓに冷却する。その後、過冷却によるオーバーシュートを避け、設定温度Ｔｓを維持するために、温度制御部４６は、電源４３とヒータ４１によりウェハステージ１８を伝熱速度ｑｓの熱量を加えることで再加熱し、設定温度Ｔｓを維持する。この場合、支柱３１等のプローバ構成部品は、既に安定温度Ｔ１に到達しているため、ウェハステージ温度のハンチングは、極めて短時間で減衰し、安定する。
【００４１】
なお、上述のオーバーラン温度Ｔｏｒと、オーバーラン時間は、ウェハステージの温度制御幅（温度勾配）、プローバ構成機器と熱源であるウェハステージとの相対距離、プローバ構成機器の材質（比熱や設計温度のため）及び質量等の条件によって、規定され、それぞれの条件に従って変更される。実施例においては、記憶部３４に、上記条件によって決まるオーバーラン温度Ｔｏｒと、オーバーラン時間のデータテーブルを有して、温度制御部４６がそのデータテーブルを参照して温度制御を行う。さらに、ＰＩ制御を温度制御で使用する場合も、式１に示す比例ゲインＫｐ、積分時間Ｔｉがパラメータ化されデータテーブルに保持しても良い。
【００４２】
また、オーバーラン温度Ｔｏｒから、検査温度Ｔｓへの冷却時間及び冷却温度も、上述のプローバ構成機器の比熱等の条件によって決まるデータテーブルに従って規定できる。
【００４３】
このようにして、加熱処理による安定温度Ｔ１への到達時間ｔ３は、図１に示した到達時間ｔ２と比較して、大幅に短い。例えば、実験において、検査温度１００℃とし、オーバーラン温度を設定しない場合、ウェハを常温から検査温度にするのに３時間で、常温から安定温度Ｔ１までの制御時間は６〜１２時間を要していたところ、本発明に係る温度制御方法においては、オーバーラン温度を１５０℃とすることで、制御時間３時間で、プローバ構成部品の安定温度と、ウェハの検査温度を得ることが可能である。
【００４４】
従来技術の一つは、プローバ構成部品の温度が安定する前にプロービング処理を開始していた。ウェハの測定温度に達するまでに３時間、それから、１０時間プロービング処理を行う場合、１５分周期で位置調整の見直し処理を２分間行う必要があるため、位置調整処理によるプロービング処理の遅延時間は、１０×６０／１５×２で、約１時間半である。一方、本発明に係る温度制御処理においては、ウェハの測定時間に達するまでに同じく３時間であり、その後の位置調整見直し処理は生じないため、遅延時間分のプロービング処理時間を短縮できる。さらに、従来技術の一つは、プローバ構成部品が安定温度に到達するまで、プロービング処理を開始しなかった。その場合は、３時間〜９時間プロービング処理時間を短縮できる。
【００４５】
なお、上記のオーバーラン温度Ｔｏｒは、ＰＩ制御の比例ゲイン等のパラメータ設定を条件設定することにより、Ｔｏｒを設定値としなくても同様の処理が可能である。例えば、ある偏差設定値を設け、その偏差設定値により比例ゲインを変える方法等がある。つまり、ある偏差設定値以上の場合は、比例ゲインをＡとし、ある設定値以下の場合は、比例ゲインをＢとする（ここで、Ａ＞Ｂ）。その場合、偏差設定値をより小さくすることで設定温度Ｔｓ近傍まで大きなゲインＡで制御し、さらに、比例ゲインＡと比例ゲインＢの差を大きくすることで、より大きなオーバーシュートを得ることができる。このようにして、オーバーラン温度Ｔｏｒに達する適切な偏差設定と、比例ゲインＡ及びＢを設定することで、オーバーラン温度Ｔｏｒを定義することなく、目的のオーバーラン温度Ｔｏｒが得られる。
【００４６】
また、本発明に係る温度制御方法は、説明のため上述のＰＩ制御を使用したが、ＰＩＤ制御でも良く、また、他の良く知られたプロセス制御であるインテリジェント制御等を適用可能である。その場合も、設定値等のパラメータをデータテーブルに保持して、温度制御を行い、上述のオーバーラン温度Ｔｏｒへのオーバーシュートと、検査温度Ｔｓへの冷却処理によって早期のプローバ構成部品の安定温度Ｔ１を得ることとなる。
【００４７】
本発明に係る温度制御処理として、加熱処理について述べたが、冷却処理についても同様である。冷却処理の場合、検査温度以下にウェハステージをオーバーランさせ、プローバ構成部品が安定温度になるまで、オーバーラン温度を維持し、プローバ構成部品安定温度到達後、ウェハステージを検査温度に加熱することでプローバ構成部品の安定温度に短時間で到達できる。また、この場合も、オーバーラン時間、オーバーラン温度Ｔｏｒは、データテーブルにプローバ構成部品等の情報に従って規定される。
【００４８】
図５は、本発明に係る検査温度Ｔｓへの加熱処理を示すフローチャートである。
【００４９】
加熱処理が開始される前に、ウェハＷがウェハステージ１８にセットされ、チップ（ダイ）のデバイス毎に対応するプローブカード２５をヘッドステージ２２にセットし、オペレータが、テストを行う環境温度設定、例えば、加熱処理を示すために１００℃から２００℃の範囲内の温度等、を設定し、加熱処理が開始される。
【００５０】
ステップＳ１０１では、温度制御部４６が、記憶部３４のデータテーブルを参照し、プローバ構成に従ったオーバーラン温度Ｔｏｒと、オーバーラン時間等を決定する。次に、ステップＳ１０２に進む。
【００５１】
ステップＳ１０２では、温度制御部４６が電源４３のスイッチを入れてヒータ４１に通電し、ウェハステージ１８を加熱する。次にステップＳ１０３に進む。
【００５２】
ステップＳ１０３では、温度制御部４６は、温度センサ４５からの検出温度が、オーバーラン温度Ｔｏｒに達したか否かの判断処理を行う。Ｔｏｒに達した場合は、ステップＳ１０４に進む。
【００５３】
ステップＳ１０４では、オーバーラン温度Ｔｏｒで温度を維持し、維持した時間がオーバーラン時間であるか否かの判断処理を行う。オーバーラン時間に達した場合は、ステップＳ１０５に進む。
【００５４】
ステップＳ１０５では、温度制御部４６は、冷却ユニット４４を制御して、冷却管４２に冷媒を通すことによってウェハステージ１８を設定温度Ｔｓまで強制冷却し、ステップＳ１０４に進む。
【００５５】
ステップＳ１０６では、温度制御部４６は、電源４３とヒータ４１によりウェハステージを再加熱し、ステップＳ１０７に進む。
【００５６】
ステップＳ１０７では、温度センサ４５からの検査温度が、設定温度Ｔｓに達し、かつ一定時間経過したか否かの判断処理を行う。一定時間経過後は、設定温度Ｔｓへの加熱処理は終了する。
【００５７】
設定温度Ｔｓへの加熱処理終了後は、プローブ位置検出処理、及び、ウェハアライメント位置検出処理を行い、その後、上述のプロービング処理を開始する。
【００５８】
なお、ウェハＷは、ウェハステージ１８よりも十分に質量が小さいため、上記安定した設定温度に到達後に、ウェハＷをウェハステージ上に載置しても良い。
【００５９】
また、制御部２９並びに温度制御部４６は、図示しないプロセッサとメモリで構成される。さらに、上述の温度制御方法をコンピュータに実行させるためのプログラムは、図示しないハードディスク等の外部記憶手段による記憶部３４に保存される。記憶部３４に保存されたそのプログラムは、プロセッサによりメモリに格納され、プロセッサは、メモリに格納したプログラムを実行することで、上述の温度制御方法を実行する。プロセッサは、記憶部３４のデータテーブルに格納された情報（上述のオーバーラン温度Ｔｏｒ、オーバーラン時間等）を検索し、その情報をメモリに格納することで、上述の温度制御方法を実行する。
【００６０】
以上説明したように、本発明においては、電気的テストを行うための検査温度に、ウェハステージを加熱する場合、ウェハステージ温度を検査温度以上にオーバーランさせ、一定時間オーバーラン温度を維持し、プローバ構成機器を安定温度に加熱後、ウェハステージを検査温度に冷却することで、プローバ構成機器を安定温度に、より短時間で到達可能である。同様に、ウェハステージを冷却の場合、ウェハステージ温度を検査温度以下にオーバーランさせ、一定時間オーバーラン温度を維持し、プローバ構成機器を安定温度に冷却後、ウェハステージを検査温度に加熱することで、プローバ構成機器を安定温度に、より短時間で到達可能である。このことにより、プローバのテスト処理能力の向上を可能としている。
【図面の簡単な説明】
【００６１】
【図１】（ａ）は、従来のウェハ加熱処理における、ウェハステージ温度と時間、（ｂ）は、ウェハステージへの熱量と時間の関係を示す図である。
【図２】本発明に係るプローバの概略構成を示す図である。
【図３】本発明に係るウェハステージの加熱、冷却装置の実施例を示す図である。
【図４】（ａ）は、本発明に係るウェハ加熱処理におけるウェハ温度と時間の関係、（ｂ）は、ウェハステージへの熱量と時間の関係を示す図である。
【図５】本発明に係る検査温度Ｔｓへの加熱処理を示すフローチャートである。
【符号の説明】
【００６２】
１０    プローバ
１８    ウェハステージ
１９    プローブ位置検出カメラ
２２    ヘッドステージ
２３    ウェハアライメントカメラ
２５    プローブカード
４１    ヒータ
４２    冷却管
４３    電源
４４    冷却ユニット
４５    温度センサ
４６    温度制御部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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