JP3817633B2

JP3817633B2 - 検査装置

Info

Publication number: JP3817633B2
Application number: JP2002056455A
Authority: JP
Inventors: 旨俊長坂
Original assignee: Tokyo Electron Ltd
Current assignee: Tokyo Electron Ltd
Priority date: 2002-03-01
Filing date: 2002-03-01
Publication date: 2006-09-06
Anticipated expiration: 2022-03-01
Also published as: JP2003258046A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、検査装置に関し、更に詳しくは半導体ウエハ（以下、「ウエハ」と称す。）等の被検査体の検査中の振動を抑制することができる検査装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来から被検査体（例えば、ウエハ）の電気的特性検査を行う検査装置としてプローブ装置が広く用いられている。従来のプローブ装置は、例えば図５に示すように、ウエハＷを載置する載置台１と、この載置台１をＸ，Ｙ方向へ移動させるＸ、Ｙ方向移動機構２と、上記載置台１の上方に配置されたプローブカード３と、このプローブカード３とウエハＷの位置合わせを行うアライメント機構４とを備えている。
【０００３】
図５に示すように、Ｘ、Ｙ方向移動機構２は、載置台１をＸ方向に移動させるＸ方向移動機構５と、Ｘ方向移動機構５をＹ方向に移動させるＹ方向移動機構６を備えている。Ｘ方向移動機構５は、載置台１を支持するＸステージ５Ａと、Ｘステージ５ＡをＸ方向へ移動案内する一対のガイドレール５Ｂと、Ｘステージ５Ａと螺合するボールネジ５Ｃと、ボールネジ５Ｃを正逆回転させてＸステージ５ＡをＸ方向に移動させるサーボモータ（図示せず）と、サーボモータの回転数を検出する検出器（図示せず）を備えている。Ｙ方向移動機構６は、Ｘ方向移動機構５と同様に、Ｙステージ６Ａ、ガイドレール６Ｂ、ボールネジ６Ｃ、サーボモータ６Ｄ及び検出器６Ｅを備えている。尚、図５において、７は基台である
【０００４】
ウエハＷの電気的特性検査を行う場合には、載置台１がＸ、Ｙ方向移動機構２を介してＸ、Ｙ方向に移動する間にアライメント機構４を介してウエハＷとプローブカード３のプローブ３Ａとを位置合わせした後、ウエハＷをインデックス送りしながらウエハＷとプローブ３Ａを電気的に接触させて検査を行う。
【０００５】
載置台１を移動させる時には載置台１がＸ、Ｙ方向移動機構２を介して加速、減速して所定の距離だけ正確に移動するようにサーボモータを駆動制御している。ところが、最近ではウエハＷの大口径化や超微細化に伴って載置台１が重量化していることから載置台１が停止した瞬間に振動が残るため、この停止時の振動が許容値に下がるまでの遅延時間を設け、載置台１の停止から遅延時間を経過した後にウエハＷの検査を行っている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来のようにウエハのインデックス送りを行なう度毎に残振動を許容値まで下げるための遅延時間を設けると、遅延時間の合計時間が長くなってスループットが低下するという課題があった。尚、このような載置台の制振機構としては例えば特開平１１−１８９３３２号公報に記載されたカウンタマス機構、特開２０００−１３３５７３号公報等に記載されたものが知られているが、いずれも構造的に複雑で制御技術も複雑である。
【０００７】
本発明は、上記課題を解決するためになされたもので、載置台の停止時の振動を抑制して遅延時間を短縮し、スループットを高めることができる検査装置を提供することを目的としている。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明の請求項１に記載の検査装置は、被検査体を載置する載置台と、この載置台をＸ、Ｙ方向へ移動させるＸ、Ｙ方向移動機構とを備え、上記載置台を上記Ｘ、Ｙ方向移動機構を介して移動させて上記被検査体の電気的特性検査を行う検査装置において、上記載置台を移動させる時の駆動力とは逆向きの駆動力を移動体に加えて上記載置台の停止時に残る振動を抑制する制振機構を上記Ｘ、Ｙ方向移動機構の下方に設け、上記制振機構は、それぞれＸ、Ｙ方向で直交して移動するように上下に配置された少なくとも二つの移動体と、これらの移動体それぞれを上記載置台と同期させて個別に移動させる少なくとも二つの移動機構とを有することを特徴とするものである。
【０００９】
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、Ｘ方向に移動する上記移動体は、Ｙ方向の中央部に配置され、Ｙ方向に移動する上記移動体は、Ｘ方向の中央部に配置されていることを特徴とするものである。
【００１０】
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、Ｘ方向に移動する上記移動体は、Ｙ方向の中央から互いに反対方向に等距離ずつ離間して配置された複数の移動体からなり、Ｙ方向に移動する上記移動体は、Ｘ方向の中央から互いに反対方向に等距離ずつ離間して配置された複数の移動体からなることを特徴とするものである。
【００１１】
また、本発明の請求項４に記載の検査装置は、請求項１〜請求項３のいずれか１項に記載の発明において、上記移動機構は、上記移動体と螺合するボールネジと、このボールネジを正逆回転させるモータとを有することを特徴とするものである。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、図１〜図４に示す実施形態に基づいて本発明を説明する。尚、図１は本実施形態のプローブ装置を概念的に示した正面図である。
本実施形態の検査装置１０は、図１、図２に示すように、検査室１１内に配設され且つウエハＷを載置する載置台１２と、載置台１２をＸ、Ｙ方向に往復移動させるＸ、Ｙ方向移動機構１３と、Ｘ、Ｙ方向移動機構１３を介して移動する時の載置台１２の振動を抑制する制振機構１４とを備え、制御装置１５の制御下で駆動するように構成されている。
【００１５】
Ｘ、Ｙ方向移動機構１３は、図１及び図２の（ａ）に示すように、従来と同様にＸ方向移動機構１６及びＹ方向移動機構１７を備え、基台１８上に配置されて制御装置１５の制御下で駆動する。Ｘ方向移動機構１６は、載置台１２を支持するＸテーブル１６Ａと、Ｘテーブル１６ＡをＸ方向に移動案内する一対のＸガイドレール１６Ｂと、Ｘテーブル１６Ａを駆動するボールネジ（図示せず）と、ボールネジを正逆回転させるサーボモータ（図示せず）と、サーボモータの回転量を検出する検出器とを備え、Ｘ方向にウエハＷのインデックス送りを行なってウエハＷの検査を行なう。この際、制御装置１５は検出器を介して検出されたボールネジの回転量に基づいてインデックス送り量をフィードバック制御する。
【００１６】
Ｙ方向移動機構１７もＸ方向移動機構１６と同様にＹテーブル１７Ａ、Ｙガイドレール１７Ｂ、ボールネジ及びサーボモータ（共に図示せず）を備え、ウエハＷをＹ方向にデバイス１個分だけ送ってＸ方向のインデックス送り方向を逆方向に切り替える。Ｙ方向の送り量は制御装置１５でフィードバック制御する。
【００１７】
従って、載置台１２がＸテーブル１６Ａ上をＸ方向で往復移動する際に、サーボモータが駆動してボールネジを介して載置台１２をＸ方向に加減速して移動した後停止させると、サーボモータがＸテーブル１６Ａ上に固定されているため、サーボモータの加減速に伴って載置台１２からの反力がサーボモータに作用し、Ｘテーブル１６Ａを振動させる。そこで、本実施形態ではこの振動を制振機構１４によって抑制する。
【００１８】
而して、制振機構１４は、例えば図１に示すように、基台１８の下方に配置され、制御装置１５の制御下で駆動する。この制振機構１４は、図２の（ｂ）に示すように、金属等の重量物からなる２個の移動体１９、２０と、これらの移動体１９、２０をＸ、Ｙ方向へ載置台１２と同期させて載置台１２とは逆方向に加減速して移動させ且つ上下で互いに直交する第１、第２移動機構２１、２２とを備え、基台１８を支持する支持体２３に連結されている。
【００１９】
第１移動機構２１は、例えば図２の（ｂ）に示すように、Ｙ方向の中央部にＸ方向に沿って配設され且つ移動体１９と螺合するボールネジ２１Ａと、このボールネジ２１Ａを両端で回転自在に支持し且つ支持体２３に固定された二対の軸受け２１Ｂと、これらの軸受け２１Ｂで支持されたボールネジ２１Ａを正逆回転させるサーボモータ２１Ｃと、このサーボモータ２１Ｃを駆動させるドライバ２１Ｄと、このドライバ２１Ｄを介して回転するボールネジ２１Ａと平行に配設され且つ移動体１９を貫通するガイドロッド２１Ｅとを備え、載置台１２がガイドレール１６Ｂを左端と右端の間でインデックス送りによってＸ方向に移動する間に、移動体１９が載置台１２と同期して載置台１２と略同一の駆動力でボールネジ２１ＡをＸ方向の右端と左端の間でインデックス送りによってＸ方向を載置台１２とは逆向きに移動する。
【００２０】
また、第２移動機構２２は、図２の（ｂ）に示すように、第１移動機構２１と同様にボールネジ２２Ａ、軸受け２２Ｂ、サーボモータ２２Ｃ、ドライバ２２Ｄ及びガイドロッド２２Ｅを備え、載置台１２がガイドレール１７Ｂを上端と下端の間でＹ方向に移動する間に、移動体２０が載置台１２と同期して載置台１２と略同一の駆動力でボールネジ２２Ａを下端と上端の間でＹ方向を載置台１２とは逆向きに移動する。
【００２１】
例えば、質量３１Ｋｇの載置台１２が０．６２Ｇ（１Ｇ＝９.８ｍ／ｓ^２）の加速度で加減速する場合には載置台１２に対して１９．２Ｋｇｆの駆動力が図１及び図２の（ａ）に矢印Ａで示す方向に作用し、この駆動力の反力がＸステージ１６Ａに作用する。このため、載置台１２が停止しても載置台１２に振動が残る。
【００２２】
一方、制振機構１４では１９．２Ｋｇの移動体１９が第１移動機構２１を介して載置台１２と同期して１．０Ｇの加速度で加減速し略１９．２Ｋｇｆの駆動力が矢印Ｂで示す方向に作用し、この駆動力の反力でＸステージ１６Ａに作用する載置台１２からの反力を相殺し、延いては載置台１２の停止時に残る振動を移動体１９による逆向きの振動で抑制し、載置台１２が停止までの遅延時間を短縮する。この時の載置台１２のサーボモータの加減速と移動体１９のサーボモータ２１Ｃの加減速の様子を示したものが図３である。図３において、実線はＸステージ１６Ａが駆動する時のサーボモータの回転数（ＰＰＳ）の時間変化を示し、破線は移動体１９が駆動する時のサーボモータの回転数（ＰＰＳ）の時間変化を示している。載置台１２のＹ方向の移動時には、Ｙ方向移動機構１７を介して載置台１２に作用する力を相殺する力を第２移動機構２２から移動体２０に付与し、Ｙ方向での振動を抑制する。
【００２３】
本実施形態では第１、第２移動機構２１、２２が上下で互いに直交し、載置台１２がＸ、Ｙ方向の如何なる座標位置で移動しても載置台１２の駆動力に対応する逆向きの駆動力が第１、第２移動機構２１、２２から移動体１９、２０に作用し、載置台１２のインデックス送りに基づく振動を効率良く抑制する。
【００２４】
次に動作について説明する。ウエハＷを載置台１２上に載置すると、アライメント機構（図示せず）を介してウエハＷとプローブカードのプローブとのアライメントを行った後、ウエハＷ内の各デバイスについての電気的特性検査を行う。検査を行う際にはＸ、Ｙ方向移動機構１３が駆動して載置台１２を介してウエハＷをＸ、Ｙ方向へインデックス送りを行うと共に、制振機構１４の第１、第２移動機構２１、２２がＸ、Ｙ方向移動機構１３と同期して駆動して移動体１９、２０を載置台１２とは逆向きに移動させる。この際、載置台１２がガイドレール１６ＢのＸ方向の左端を始点として右端まで移動すれば、移動体１９はボールネジ２１ＡのＸ方向の右端を始点として左端まで移動する。
【００２５】
例えば、載置台１２が図１及び図２の（ａ）に矢印Ａで示すようにＸ方向に移動した後に停止すると、制振機構１４の第１移動機構２１がＸ、Ｙ方向移動機構１３と同期して駆動し移動体１９が図１及び図２の（ｂ）に矢印Ｂで示すようにＸ方向を逆向きに移動した後停止する。載置台１２が停止する時にサーボモータに作用する反力でＸテーブル１６Ａが振動するが、移動体１９も載置台１２と同期して停止する時にサーボモータ２１ＣにＸテーブル１６Ａの反力とは逆向きの反力が作用し、Ｘテーブル１６Ａの振動を相殺し、従来よりも格段に短い遅延時間でＸテーブル１６Ａの振動を止める。その後、載置台１２が上昇してウエハＷとプローブが電気的に接触してデバイスの電気的特性検査を行うことができる。デバイスの検査を終えると、載置台１２が下降し、載置台１２と移動体１９はそれぞれ上述の動作を繰り返してウエハＷの検査を行なう。このように載置台１２がＸ方向のインデックス送りで移動する度毎に制振機構１４を介してＸテーブル１６Ａの残振動を止め、遅延時間を短縮することができ、延いては検査のスループットを高めることができる。
【００２６】
載置台１２がガイドレール１６Ｂの左端から右端に達すると、Ｙ方向移動機構１７が駆動してＹテーブル１７ＡがＹ方向にインデックス送りで移動して停止する。この際、載置台１２が図２の（ａ）に矢印Ｃで示すようにＹ方向に移動した後停止すると、制振機構１４の第２移動機構２２がＹ方向移動機構１７と同期して駆動し移動体２０が図２の（ｂ）に矢印Ｄで示すようにＹ方向を逆向きに移動した後停止し、Ｙ方向の振動を短時間で停止させる。
【００２７】
以上説明したように本実施形態によれば、載置台１２を移動させる時の駆動力とは逆向きの駆動力を移動体１９、２０に加えて載置台１２の停止時に残る振動を抑制する制振機構１４を、Ｘ、Ｙ方向移動機構１６、１７の下方に設け、制振機構１４は、それぞれＸ、Ｙ方向で直交して移動するように上下に配置された移動体１９、２０と、これらの移動体１９、２０それぞれを載置台１２と同期させて個別に移動させる第１、第２移動機構２１、２２とを有し、ウエハＷの検査を行う際に載置台１２に基づく振動を抑制する方向に移動体１９、２０が同期して移動するようにしたため、従来の検査装置に制振機構１４を付加するだけで、載置台１２の停止時の振動を抑制して遅延時間を短縮し、検査のスループットを高めることができ、しかも、移動体１９、２０を直交して移動するように上下に配置するため、Ｘ、Ｙ方向移動機構１６、１７の下方の適宜の位置に制振機構１４を増設することができる。また、Ｘ方向に移動する移動体１９は、Ｙ方向の中央部に配置され、Ｙ方向に移動する移動体２０は、Ｘ方向の中央部に配置されているため、移動体１９、２０はＸ、Ｙ方向の中央部を直交するように移動し、載置台１２がＸ、Ｙ方向の中央部に近づくほど載置台１２の振動を短時間で抑制することができる。
【００２８】
また、本実施形態によれば、制振機構１４は、２個の移動体１９、２０と、これらの移動体１９、２０を載置台１２と同期させて移動させる第１、第２移動機構２１、２２とを有するため、制振機構１４を簡単な構成で構築することができる。しかも、制振機構１４の第１、第２移動機構２１、２２がそれぞれ個別にＸ、Ｙ方向移動機構１３に同期して駆動するため、制振機構１４の制御プログラムは従来のＸ、Ｙ方向移動機構１３の制御プログラムに準じて簡単に構築することができる。また、第１、第２移動機構２１、２２は、移動体１９、２０と螺合するボールネジ２１Ａ、２２Ａと、これらのボールネジを２１Ａ、２２Ａを正逆させるサーボモータ２１Ｃ、２２Ｃとを有する構成であるため、第１、第２移動機構２１、２２も簡単に構築することができる。
【００２９】
また、図４の（ａ）、（ｂ）はそれぞれ本発明の他の実施形態の制振機構の要部を示す平面図である。本実施形態の検査装置は制振機構４０を異にする以外は上記実施形態に準じて構成されている。本実施形態の制振機構４０は、例えば図４の（ａ）、（ｂ）に示すように、上下にそれぞれ二系列の移動体１９、２０及び第１、第２移動機構２１、２２を備え、各移動体１９、２０が第１、第２移動機構２１、２２を介して載置台１２と同期して載置台１２とは逆向きに移動する。本実施形態の場合には各移動体１９、２０はそれぞれ載置台１２の約半分の重さで形成されている。そして、上下の二系列の各移動体１９、２０はそれぞれ載置台１２に基づく振動を抑制する配置であれば、各移動体１９，２０間の距離を適宜設定することができる。このように二系列の移動体１９、２０がそれぞれ離れた二箇所の位置から載置台１２と同期して逆向きに移動することによって載置台１２の振動をバランス良く抑制することができ、更に短時間で載置台１２を完全停止させることができる。
【００３０】
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、必要に応じて各構成要素を適宜設計変更することができる。例えば、本実施形態では一系列及び二系列の移動体１９、２０とそれぞれの第１、第２移動機構２１、２２を有する制振機構１４について説明したが、移動体及び第１、第２移動機構は三系列以上備えたものであっても良い。
【００３１】
【発明の効果】
本発明の請求項１に記載の発明によれば、被検査体を載置する載置台と、この載置台をＸ、Ｙ方向へ移動させるＸ、Ｙ方向移動機構とを備え、上記載置台を上記Ｘ、Ｙ方向移動機構を介して移動させて上記被検査体の電気的特性検査を行う検査装置において、上記載置台を移動させる時の駆動力とは逆向きの駆動力を移動体に加えて上記載置台の停止時に残る振動を抑制する制振機構を上記Ｘ、Ｙ方向移動機構の下方に設け、上記制振機構は、それぞれＸ、Ｙ方向で直交して移動するように上下に配置された少なくとも二つの移動体と、これらの移動体それぞれを上記載置台と同期させて個別に移動させる少なくとも二つの移動機構とを有するため、載置台の停止時の振動を抑制して遅延時間を短縮し、スループットを高めることができ、しかも従来の検査装置の設置面積を増やすことなく、Ｘ、Ｙ方向移動機構の下方の適宜の位置に制振機構を増設できる検査装置を提供することができる。
また、本発明の請求項２に記載の発明によれば、請求項１に記載の発明において、Ｘ方向に移動する上記移動体は、Ｙ方向の中央部に配置され、Ｙ方向に移動する上記移動体は、Ｘ方向の中央部に配置されているため、載置台がＸ、Ｙ方向の中央部にあるほど載置台の振動を効果的に抑制できる検査装置を提供することができる。
また、本発明の請求項３に記載の発明によれば、請求項１または請求項２に記載の発明において、Ｘ方向に移動する上記移動体は、Ｙ方向の中央から互いに反対方向に等距離ずつ離間して配置された複数の移動体からなり、Ｙ方向に移動する上記移動体は、Ｘ方向の中央から互いに反対方向に等距離ずつ離間して配置された複数の移動体からなるため、複数の移動体によって載置台の振動をバランス良く抑制できる検査装置を提供することができる。
また、本発明の請求項４に記載の発明によれば、請求項１〜請求項３のいずれか１項に記載の発明において、上記移動機構は、上記移動体と螺合するボールネジと、このボールネジを正逆回転させるモータとを有するため、移動機構をＸ、Ｙ移動機構に準じて簡単に構築できる検査装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の検査装置の一実施形態の要部を概念的に示す正面図である。
【図２】図１に示す検査装置の要部を示す平面図で、（ａ）は載置台及びＸ、Ｙ方向移動機構を示す図、（ｂ）は制振機構を示す平面図である。
【図３】（ａ）、（ｂ）はそれぞれ本発明の検査装置の他の実施形態の上下の制振機構を示す平面図である。
【図４】図２の（ａ）、（ｂ）に示すＸテーブルを移動させる時の時間とＸ、Ｙ移動機構のモータの回転数（ＰＰＳ）との関係及び移動体と移動機構のモータの回転数（ＰＰＳ）との関係を示すグラフである。
【図５】従来の検査装置の一例の要部を拡大して示す模式図である。
【符号の説明】
１０検査装置
１２載置台
１３Ｘ、Ｙ方向移動機構
１４、４０制振機構
１５制御装置
１６Ｘ方向移動機構
１７Ｙ方向移動機構
１９、２０移動体
２１、２２移動機構
２１Ａ、２２Ａボールネジ
２１Ｃ、２２Ｃサーボモータ
Ｗウエハ（被処理体）

Claims

被検査体を載置する載置台と、この載置台をＸ、Ｙ方向へ移動させるＸ、Ｙ方向移動機構とを備え、上記載置台を上記Ｘ、Ｙ方向移動機構を介して移動させて上記被検査体の電気的特性検査を行う検査装置において、上記載置台を移動させる時の駆動力とは逆向きの駆動力を移動体に加えて上記載置台の停止時に残る振動を抑制する制振機構を上記Ｘ、Ｙ方向移動機構の下方に設け、上記制振機構は、それぞれＸ、Ｙ方向で直交して移動するように上下に配置された少なくとも二つの移動体と、これらの移動体それぞれを上記載置台と同期させて個別に移動させる少なくとも二つの移動機構とを有することを特徴とする検査装置。
Ｘ方向に移動する上記移動体は、Ｙ方向の中央部に配置され、Ｙ方向に移動する上記移動体は、Ｘ方向の中央部に配置されていることを特徴とする請求項１に記載の検査装置。
Ｘ方向に移動する上記移動体は、Ｙ方向の中央から互いに反対方向に等距離ずつ離間して配置された複数の移動体からなり、Ｙ方向に移動する上記移動体は、Ｘ方向の中央から互いに反対方向に等距離ずつ離間して配置された複数の移動体からな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。
上記移動機構は、上記移動体と螺合するボールネジと、このボールネジを正逆回転させるモータとを有することを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれか１項に記載の検査装置。