JP6137994B2

JP6137994B2 - デバイス検査方法

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Publication number: JP6137994B2
Application number: JP2013176845A
Authority: JP
Inventors: 八田　政隆; 政隆八田; 一成石井
Original assignee: Tokyo Electron Ltd
Current assignee: Tokyo Electron Ltd
Priority date: 2013-08-28
Filing date: 2013-08-28
Publication date: 2017-05-31
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Description

本発明は、基板に形成されたデバイスの電気的特性を測定するデバイス検査方法に関する。

基板としての半導体ウエハ（以下、単に「ウエハ」という。）Ｗに形成された半導体デバイス、例えば、パワーデバイスやメモリの電気的特性を測定する装置としてプローバが知られている。

プローバは、図１２に示すような多数のカンチレバータイプのプローブ針１１０を有する円板状のプローブカード１１１を備え、図１３に示すように、プローブカード１１１の各プローブ針１１０を半導体デバイスの各電極に対応して配置された測定用電極である電極パッド１２０に接触させ、各プローブ針１１０から電極パッド１２０へ検査電流を流すことによって半導体デバイスの電気的特性を測定する（例えば、特許文献１参照。）。このとき、ウエハＷは、例えば、リニアモータによって移動可能なステージに載置され、ステージが移動することにより、プローブカード１１１の各プローブ針１１０が各電極パッド１２０へ正対する。

ところで、従前のウエハでは半導体デバイスの集積度がさほど高くなかったため、半導体デバイスの各電極に対応して比較的大きな平板状の電極パッド１２０を配置することが可能であったが、近年、半導体デバイスの集積度が高くなったため、半導体デバイスの電極の数も増え、各電極に対応して電極パッド１２０を配置するのが困難となっている。

これに対応して、ウエハＷにおいて、平板状の電極パッド１２０の代わりに、図１４（Ａ）に示すような比較的小さな半球状の半田バンプ１３０を半導体デバイスの各電極に対応して高密度に、例えば、１つのデバイスあたりに１万個以上ほど配置すること（図１４（Ｂ））が行われているが、カンチレバータイプのプローブ針１１０は小型化に限界があり、配置の高密度化には困難が伴うため、多数のプローブ針１１０を高密度にプローブカード１１１へ配置するのは困難である。

そこで、プローブカード１１１においてカンチレバータイプのプローブ針１１０の代わりに先端に突起状の係合部１４０が設けられて下方に突出する筒状のプローブ電極１４１を配置し、ウエハＷをプローブカード１１１に接近させ（図１５（Ａ））、プローブ電極１４１を半田バンプ１３０へ当接させた（図１５（Ｂ））後、係合部１４０を半田バンプ１３０へ押入してプローブ電極１４１を半田バンプ１３０へ係合させる（図１５（Ｃ））。これにより、プローブ電極１４１と半田バンプ１３０の接触を維持する。

特開平７―２９７２４２号公報

しかしながら、プローブ電極１４１を半田バンプ１３０へ当接させる際、半田バンプ１３０とプローブ電極１４１の微少位置ずれに起因する反力がプローブカード１１１へ作用し、若しくは、半導体デバイスの電気的特性を測定する際に流した電流に起因する発熱によってプローブカード１１１が熱膨張してプローブカード１１１がウエハＷの表面に沿うように移動することがある（図１５（Ｃ）中の黒矢印参照。）。

このとき、各半田バンプ１３０にはプローブカード１１１の移動に追従するように移動力（図１５（Ｃ）中の白矢印参照。）が作用する一方で、リニアモータがステージを移動させないように作動する。すなわち、リニアモータは移動力を打ち消すようにトルクを発生するため、リニアモータには負荷が生じる。例えば、１つのデバイスにつき３０ｋｇｆ以上の移動力が生じることがあり、リニアモータが移動力を打ち消すようにトルクを発生する際に結果としてリニアモータが過負荷に陥り、場合によっては破損するおそれがある。

本発明の目的は、ステージ移動用のモータの負荷を一定値以下に制限することができるデバイス検査方法を提供することにある。

上記目的を達成するために、請求項１記載のデバイス検査方法は、電極を有するデバイスが形成された基板を載置してモータによって移動可能な載置台と、該載置台に対向するように配置されるプローブカードとを備え、前記デバイスの電極に対応して測定用電極が配置され、前記プローブカードは前記測定用電極と係合可能なプローブを有し、前記デバイスの電気的特性を測定する際に前記モータは前記載置台を移動させないようにトルクを発生する基板検査装置におけるデバイス検査方法であって、前記プローブを前記測定用電極に係合させる電極係合ステップと、前記電極係合ステップの後であって、前記デバイスの電気的特性を測定する際に、前記プローブ及び前記測定用電極の係合時の位置ずれに起因して生じ、且つ前記測定用電極に作用する移動力を打ち消すように前記モータがトルクを発生する移動力調整ステップと、前記移動力調整ステップの後であって、前記デバイスの電気的特性を測定する際に前記モータが発生するトルクの最大値を所定値以下に制限するトルク制限ステップとを有し、前記移動力調整ステップでは、前記移動力を打ち消すようにトルクを発生する前記モータに生じる負荷と基準値とを比較し、前記負荷が前記基準値よりも大きければ、前記移動力を減少させるように前記載置台を移動させ、前記トルク制限ステップでは、前記モータが発生するトルクの最大値を前記基準値よりも大きく且つ当該基準値よりも大きい前記所定値以下に制限することを特徴とする。

請求項２記載のデバイス検査方法は、請求項１記載のデバイス検査方法において、前記デバイスの電気的特性を測定した後、前記トルクの最大値の制限を解除することを特徴とする。

請求項３記載のデバイス検査方法は、請求項１又は２記載のデバイス検査方法において、前記電極係合ステップの後であって、前記デバイスの電気的特性を測定する前において、前記プローブを前記測定用電極に係合させる際に生じた前記測定用電極へ作用する移動力を一定値以下に制限するように前記載置台を移動させることを特徴とする。

請求項４記載のデバイス検査方法は、請求項１乃至３のいずれか１項に記載のデバイス検査方法において、前記測定用電極は電極パッド又は半田バンプであり、前記プローブは前記測定用電極に係合可能な突起状部材からなることを特徴とする。

請求項５記載のデバイス検査方法は、請求項１乃至４のいずれか１項に記載のデバイス検査方法において、前記載置台は水平面内において互いに直交する２方向のそれぞれに関して移動可能に構成され、前記基板検査装置は前記２方向のそれぞれに対応する前記モータを有することを特徴とする。

請求項６記載のデバイス検査方法は、請求項１乃至５のいずれか１項に記載のデバイス検査方法において、前記所定値は前記モータの定格出力の１００％以下であることを特徴とする。

請求項７記載のデバイス検査方法は、請求項１乃至６のいずれか１項に記載のデバイス検査方法において、前記モータはレールに対して相対的に移動するリニアモータであることを特徴とする。

請求項８記載のデバイス検査方法は、請求項１乃至６のいずれか１項に記載のデバイス検査方法において、前記モータはボールネジを介して前記載置台を移動させることを特徴とする。

本発明によれば、プローブを測定用電極に係合させた後であって、デバイスの電気的特性を測定する際に、載置台を移動させないようにトルクを発生するモータが発生するトルクの最大値を所定値以下に制限するので、プローブカードが熱膨張し、当該熱膨張に起因して測定用電極に作用する移動力が所定値を上回った場合、モータは載置台の移動を許容する。これにより、プローブと対応する測定用電極の微少位置ずれに起因する反力を打ち消すことができるとともに、モータには所定値に相当する負荷以上の負荷は生じず、その結果、載置台移動用のモータの負荷を一定値以下に制限することができる。

本発明の実施の形態に係るデバイス検査方法が実行される基板検査装置としてのプローバの構成を概略的に説明する斜視図である。図１におけるステージの移動機構の構成を概略的に示す図であり、図２（Ａ）は移動機構の斜視図であり、図２（Ｂ）は図２（Ａ）の移動機構におけるＹ方向モータやＸ方向モータの構成を概略的に示す側面図であり、図２（Ｃ）は図２（Ａ）の移動機構におけるＹ方向モータやＸ方向モータの変形例の構成を概略的に示す側面図である。本実施の形態に係るデバイス検査方法を示すフローチャートである。図３のデバイス検査方法において実行される移動力調整処理を示すフローチャートである。図４の移動力調整処理を説明するための工程図である。図３のデバイス検査方法におけるモータのトルクの最大値の制限の効果を説明するための工程図である。図３のデバイス検査方法の変形例を示すフローチャートである。図４の移動力調整処理の第１の変形例を示すフローチャートである。図４の移動力調整処理の第２の変形例を示すフローチャートである。図２（Ａ）におけるプローブカードの変形例を用いた場合における過度の移動力の減少を説明するための工程図である。図２（Ａ）におけるプローブカードの変形例を用いた場合における各半田バンプに対する移動力の発生過程を説明するための工程図である。カンチレバータイプのプローブ針を有する円板状のプローブカードの構成を概略的に示す斜視図である。図１２のプローブカードにおけるプローブ針がウエハのデバイスにおける電極パッドとの当接過程を示す断面図である。デバイスにおける半田バンプを説明するための図であり、図１４（Ａ）は半田バンプの拡大斜視図であり、図１４（Ｂ）は各半田バンプの配置形態を示す図である。従来のプローバにおける各半田バンプに対する移動力の発生過程を説明するための工程図である。

以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明する。

図１は、本実施の形態に係るデバイス検査方法が実行される基板検査装置としてのプローバの構成を概略的に説明する斜視図である。

図１において、プローバ１０（基板検査装置）は、ウエハＷを載置するステージ１１（載置台）を内蔵する本体１２と、該本体１２に隣接して配置されるローダ１３と、本体１２を覆うように配置されるテストヘッド１４とを備え、大口径、例えば、直径が３００ｍｍや４５０ｍｍのウエハＷに形成された複数の半導体デバイスの電気的特性の測定を行う。

本体１２は内部が空洞の筐体形状を呈し、天井部１２ａにはステージ１１に載置されたウエハＷの上方において開口する開口部１２ｂが設けられ、該開口部１２ｂには、略円板状のプローブカードホルダ１６が係合し、プローブカードホルダ１６は円板状のプローブカード１７を保持する（いずれも後述の図２（Ａ）参照）。これにより、プローブカード１７はウエハＷと対向する。ウエハＷはステージ１１に対する相対位置がずれないように該ステージ１１へ真空吸着される。また、ウエハＷに形成された複数の半導体デバイスの各々では、当該半導体デバイスの各電極に対応して半田バンプ２７（後述の図５（Ａ）参照。）が配置される。

テストヘッド１４は方体形状を呈し、本体１２上に設けられたヒンジ機構１５によって上方向へ回動可能に構成される。テストヘッド１４が本体１２を覆う際、該テストヘッド１４はコンタクトリング（図示しない）を介してプローブカード１７と電気的に接続される。また、テストヘッド１４はプローブカード１７から伝送される半導体デバイスの電気的特性を示す電気信号を測定データとして記憶するデータ記憶部や該測定データに基づいて検査対象のウエハＷの半導体デバイスの電気的な欠陥の有無を判定する判定部（いずれも図示しない）を有する。

ローダ１３は、搬送容器であるＦＯＵＰ（図示しない）に収容される、半導体デバイスが形成されたウエハＷを取り出して本体１２のステージ１１へ載置し、また、半導体デバイスの電気的特性の測定が終了したウエハＷをステージ１１から除去してＦＯＵＰへ収容する。

プローブカード１７におけるウエハＷと対向する対向面にはウエハＷの半導体デバイスの半田バンプ２７に対応して複数のプローブ電極２８（後述の図５（Ａ）参照。）が配置される。ステージ１１はプローブカード１７及びウエハＷの相対位置を調整して半導体デバイスの半田バンプ２７を各プローブ電極２８へ当接させる。

半導体デバイスの半田バンプ２７を各プローブ電極２８へ当接する際、テストヘッド１４はプローブカード１７の各プローブ電極２８を介して半導体デバイスへ検査電流を流し、その後、プローブカード１７は半導体デバイスの電気的特性を示す電気信号をテストヘッド１４のデータ記憶部に伝送し、該データ記憶部は伝送された電気信号を測定データとして記憶し、判定部は記憶された測定データに基づいて検査対象の半導体デバイスの電気的な欠陥の有無を判定する。

図２は、図１におけるステージの移動機構の構成を概略的に示す図であり、図２（Ａ）は移動機構の斜視図であり、図２（Ｂ）は図２（Ａ）の移動機構におけるＹ方向モータやＸ方向モータの構成を概略的に示す側面図であり、図２（Ｃ）は図２（Ａ）の移動機構におけるＹ方向モータやＸ方向モータの変形例の構成を概略的に示す側面図である。

図２（Ａ）において、ステージ１１の移動機構１８は、図中に示すＹ方向に沿って移動するＹ方向ステージ１９と、同図中に示すＸ方向に沿って移動するＸ方向ステージ２０と、同図中に示すＺ方向に沿って移動するＺ方向移動部２１とを有する。なお、図中においてＸ方向、Ｙ方向及びＺ方向は互いに直交する。

Ｙ方向ステージ１９はＹ方向に配置されたレール２２に沿ってＹ方向モータによって高精度に駆動され、Ｘ方向ステージ２０はＸ方向に配置されたレール２３に沿ってＸ方向モータによって高精度に駆動される。また、ステージ１１は、Ｚ方向移動部２１の上において、図中に示すθ方向に移動自在に配置され、該ステージ１１上にウエハＷが載置される。

Ｙ方向モータやＸ方向モータは、図２（Ｂ）に示すように、Ｙ方向ステージ１９やＸ方向ステージ２０に取り付けられたコイル３３と、該コイル３３に対向し、且つレール２２，２３に沿って交互に配列されたＮ極の永久磁石及びＳ極の永久磁石からなる磁石列３４とを有するリニアモータによって構成されるが、図２（Ｃ）に示すように、Ｙ方向ステージ１９やＸ方向ステージ２０に取り付けられたナット３７と、該ナット３７と螺合し、レール２２，２３と平行に配置され、且つ回転モータ３５によって軸回りに回転するボールネジ３６とを有するボールネジ式のモータから構成されていてもよい。

移動機構１８では、Ｙ方向ステージ１９、Ｘ方向ステージ２０及びＺ方向移動部２１が協働してウエハＷをプローブカード１７と対向する位置に移動させ、さらに、ウエハＷに形成された半導体デバイスの半田バンプ２７をプローブカード１７の各プローブ電極２８へ当接させる。

プローバ１０の各構成要素の動作は、該プローバ１０が内蔵するコントローラ２９（図１参照。）が所定のプログラム等に従って制御する。

次に、本実施の形態に係るデバイス検査方法について説明する。

図３は、本実施の形態に係るデバイス検査方法を示すフローチャートである。本デバイス検査方法はコントローラ２９が実行する。

まず、Ｙ方向ステージ１９及びＸ方向ステージ２０によってプローブカード１７及びウエハＷの相対位置を調整してプローブカード１７の各プローブ電極２８をウエハＷにおける検査対象の半導体デバイスの各半田バンプ２７に正対させ、その後、Ｚ方向移動部２１によって各半田バンプ２７を各プローブ電極２８へ当接させる（ステップＳ３０１）。

次いで、Ｙ方向ステージ１９及びＸ方向ステージ２０によって移動力調整処理を行う（ステップＳ３０２）。

図４は、図３におけるステップＳ３０２で実行される移動力調整処理を示すフローチャートである。図４の移動力調整処理はプローバ１０のコントローラ２９が実行する。

図４において、まず、半導体デバイスの半田バンプ２７を各プローブ電極２８へ当接させたときにＸ方向モータに生じる負荷を測定する（ステップＳ４０１）。

ここでは、図５（Ａ）に示すように、Ｚ方向移動部２１により、複数の半球状の半田バンプ２７が配置されたウエハＷを、先端に突起状の係合部３０が設けられて下方に突出する複数の円柱状のプローブ電極２８が配置されたプローブカード１７へ接近させ、これにより、各プローブ電極２８を各半田バンプ２７へ当接させて各係合部３０を半田バンプ２７へ押入させ、結果として、各プローブ電極２８を各半田バンプ２７へ係合させる（電極係合ステップ）。このとき、プローブ電極２８と対応する半田バンプ２７の微少位置ずれに起因する反力がプローブカード１７へ作用してプローブカード１７がウエハＷの表面に沿うように移動し、その結果、各半田バンプ２７にはプローブカード１７の移動に追従するように移動力（図５（Ａ）中の白矢印参照。）が作用する。

これに対応して、Ｘ方向モータは移動力のＸ方向成分を打ち消すようにトルクを発生し、Ｙ方向モータは移動力のＹ方向成分を打ち消すようにトルクを発生するが、ステップＳ４０１では、移動力のＸ方向成分を打ち消すようにトルクを発生するＸ方向モータに生じる負荷を測定する。

次いで、Ｘ方向モータに生じる負荷が当該Ｘ方向モータの定格出力の数％、例えば、５％以下か否かを判定し（ステップＳ４０２）、Ｘ方向モータに生じる負荷が定格出力の５％より大きければ（ステップＳ４０２でＮＯ）、Ｘ方向ステージ２０が移動力の作用方向に微少量、例えば、１μｍだけ移動し（ステップＳ４０３）、ステップＳ４０１へ戻る。これにより、プローブカード１７に作用する反力によって生じる移動力のＸ方向成分を減少させる（図５（Ｂ）参照。）一方、Ｘ方向モータに生じる負荷が定格出力の５％以下であれば（ステップＳ４０２でＹＥＳ）、ステップＳ４０４に進む。

次いで、Ｙ方向成分を打ち消すようにトルクを発生するＹ方向モータに生じる負荷が当該Ｙ方向モータの定格出力の数％、例えば、５％以下か否かを判定し（ステップＳ４０５）、Ｙ方向モータに生じる負荷が定格出力の５％より大きければ（ステップＳ４０５でＮＯ）、Ｙ方向ステージ１９が移動力の作用方向に微少量、例えば、１μｍだけ移動し（ステップＳ４０６）、ステップＳ４０４へ戻る。これにより、プローブカード１７に作用する反力によって生じる移動力のＹ方向成分を減少させる（図５（Ｂ）参照。）一方、Ｙ方向モータに生じる負荷が定格出力の５％以下であれば（ステップＳ４０５でＹＥＳ）、本処理を終了し、図３のステップＳ３０３に進む。

次いで、コントローラ２９は、Ｘ方向モータが発生するトルクの最大値を所定値以下、例えば、Ｘ方向モータの定格出力の１５％以下に制限し（ステップＳ３０３）（トルク制限ステップ）、さらに、Ｙ方向モータが発生するトルクの最大値を所定値以下、例えば、Ｙ方向モータの定格出力の１５％以下に制限する（ステップＳ３０４）（トルク制限ステップ）。

次いで、コントローラ２９は、テストヘッド１４からプローブカード１７の各プローブ電極２８及び各半田バンプ２７を介して半導体デバイスへ検査電流を流して電気的特性の測定を開始する（ステップＳ３０５）。

このとき、流した検査電流に起因する発熱によってプローブカード１７が熱膨張してプローブカード１７がウエハＷの表面に沿うように移動し（図６（Ａ）中の黒矢印参照。）、その結果、各半田バンプ２７にはプローブカード１７の移動に追従するように移動力（図６（Ａ）中の白矢印参照。）が作用するが、これに対応して、ステージ１１を移動させないために、Ｘ方向モータは移動力のＸ方向成分を打ち消すようにトルクを発生し、且つＹ方向モータは移動力のＹ方向成分を打ち消すようにトルクを発生する。

ここで、Ｘ方向モータやＹ方向モータは発生するトルクの最大値が定格出力の１５％以下に制限されているので、プローブカード１７の熱膨張量がさほど大きくなく、各半田バンプ２７に作用する移動力のＸ方向成分やＹ方向成分がＸ方向モータやＹ方向モータの定格出力の１５％以下である場合（図６（Ａ）参照。）、Ｘ方向モータやＹ方向モータは発生するトルクによって移動力を打ち消すことができ、ステージ１１は移動しない。一方、プローブカード１７の熱膨張量が大きく、各半田バンプ２７に作用する移動力のＸ方向成分やＹ方向成分がＸ方向モータやＹ方向モータの定格出力の１５％よりも大きい場合（図６（Ｂ）参照。）、Ｘ方向モータやＹ方向モータは発生するトルクによって移動力を打ち消すことができず、ステージ１１の移動を許容する。これにより、ステージ１１に載置されたウエハＷはプローブカード１７の移動に追従するように移動し、各半田バンプ２７に作用していた移動力を一定値以下に制限するとともに、各プローブ電極２８と各半田バンプ２７とが正対して係合する状態が維持される（図６（Ｃ）参照。）。

次いで、コントローラ２９は半導体デバイスの電気的特性の測定が終了したか否かを判定し（ステップＳ３０６）、測定が終了していない場合（ステップＳ３０６でＮＯ）、ステップＳ３０６に戻り、測定が終了している場合（ステップＳ３０６でＹＥＳ）、Ｚ方向移動部２１により、ウエハＷをプローブカード１７から遠ざけて各プローブ電極２８を各半田バンプ２７から離間させる（ステップＳ３０７）。

次いで、コントローラ２９は、Ｘ方向モータが発生するトルクの最大値の制限を解除するとともに（ステップＳ３０８）、Ｙ方向モータが発生するトルクの最大値の制限を解除し（ステップＳ３０９）、さらに、ウエハＷにおける全ての半導体デバイスの電気的特性の測定が終了したか否かを判定する（ステップＳ３１０）。

ステップＳ３１０の判定の結果、全ての半導体デバイスの電気的特性の測定が終了していない場合（ステップＳ３１０でＮＯ）、Ｙ方向ステージ１９及びＸ方向ステージ２０によってステージ１１を移動させ、プローブカード１７の各プローブ電極２８をウエハＷにおける次の検査対象の半導体デバイスの各半田バンプ２７に正対させる一方、全ての半導体デバイスの電気的特性の測定が終了している場合（ステップＳ３１０でＹＥＳ）、半導体デバイスの検査を終了する。

図３のデバイス検査方法によれば、プローブ電極２８を半田バンプ２７に係合させた後であって、半導体デバイスの電気的特性を測定する際に、ステージ１１を移動させないようにトルクを発生するＸ方向モータやＹ方向モータが発生するトルクの最大値を各モータの定格出力の１５％以下に制限するので、プローブカード１７が熱膨張し、当該熱膨張に起因して半田バンプ２７に作用する移動力が各モータの定格出力の１５％を上回った場合、Ｘ方向モータやＹ方向モータはステージ１１の移動を許容する。これにより、Ｘ方向モータやＹ方向モータには定格出力の１５％に相当する負荷以上の負荷は生じず、その結果、ステージ１１移動用のＸ方向モータやＹ方向モータの過負荷を防止することができる。

上述したデバイス検査方法では、プローブ電極２８を半田バンプ２７に係合させた後であって、半導体デバイスの電気的特性を測定する前において、プローブ電極２８を半田バンプ２７に係合させる際に生じた半田バンプ２７に作用する移動力を一定値以下に制限するようにステージ１１を移動させるので、半導体デバイスの電気的特性の測定中において半田バンプ２７に作用する移動力を一定値以下に制限することができる。

上述したデバイス検査方法では、半導体デバイスの電気的特性を測定する場合しかＸ方向モータやＹ方向モータが発生するトルクの最大値の制限を行わないので、例えば、次の検査対象の半導体デバイスの電気的特性を測定するためにステージ１１を移動させる場合、Ｘ方向モータやＹ方向モータに大きなトルクを発生させることができ、もって、ステージ１１を素早く移動させてスループットを向上することができる。

以上、本発明について、上記実施の形態を用いて説明したが、本発明は上記実施の形態に限定されるものではない。

例えば、図３のデバイス検査方法では、半導体デバイスの電気的特性を測定する前に、図４の移動力調整処理を実行してプローブ電極２８を半田バンプ２７に係合させる際に生じた半田バンプ２７に作用する移動力を一定値以下に制限するようにステージ１１を移動させるが、図７に示すように、図３のデバイス検査方法からステップＳ３０２の移動力調整処理を除去してＸ方向モータやＹ方向モータのトルクの最大値の制限を行い、その後、半導体デバイスの電気的特性を測定してもよい。この場合であっても、例えば、プローブ電極２８を半田バンプ２７に係合させる際に生じた各半田バンプ２７に作用する移動力のＸ方向成分やＹ方向成分がＸ方向モータやＹ方向モータの定格出力の１５％よりも大きいとき、Ｘ方向モータやＹ方向モータは発生するトルクによって移動力を打ち消すことができず、ステージ１１の移動を許容して各半田バンプ２７に作用していた移動力を一定値以下に制限することができる。

また、図４の移動力調整処理では、各プローブ電極２８を各半田バンプ２７へ係合させる際、Ｘ方向モータやＹ方向モータに生じる負荷が各モータの定格出力の５％以下であれば、各半田バンプ２７へ作用する移動力を一定値以下に制限することはないが、Ｘ方向モータやＹ方向モータに生じる負荷が各モータの定格出力の５％以下であっても各半田バンプ２７へ作用する移動力をさらに小さい値へ制限してもよく、さらに、Ｘ方向モータやＹ方向モータに生じる負荷にかかわらず各半田バンプ２７へ作用する移動力を消滅させてもよい。

図８は、図４の移動力調整処理の第１の変形例を示すフローチャートである。なお、以下において、図４の移動力調整処理におけるステップと同じステップについてはその説明を省略する。

図８において、Ｘ方向モータに生じる負荷が定格出力の５％以下の場合（ステップＳ４０２でＹＥＳ）、さらに、Ｘ方向モータに生じる負荷が定格出力の３％以下か否かを判定し（ステップＳ８０１）、Ｘ方向モータに生じる負荷が定格出力の５％以下であって３％よりも大きい場合（ステップＳ８０１でＮＯ）、Ｘ方向モータを停止し（ステップＳ８０２）、ステップＳ４０１へ戻る。このとき、Ｘ方向モータはトルクを発生しないため、ウエハＷは各半田バンプ２７へ作用する移動力のＸ方向成分によってＸ方向に移動し、移動力のＸ方向成分を消滅させる。

一方、Ｘ方向モータに生じる負荷が定格出力の３％以下の場合（ステップＳ８０１でＹＥＳ）、ステップＳ４０４、Ｓ４０５に進み、Ｙ方向モータに生じる負荷が定格出力の５％以下の場合（ステップＳ４０５でＹＥＳ）、さらに、Ｙ方向モータに生じる負荷が定格出力の３％以下か否かを判定する（ステップＳ８０３）。

ステップＳ８０３の判定の結果、Ｙ方向モータに生じる負荷が定格出力の５％以下であって３％よりも大きい場合（ステップＳ８０３でＮＯ）、Ｙ方向モータを停止し（ステップＳ８０４）、ステップＳ４０４へ戻る。このとき、Ｙ方向モータはトルクを発生しないため、ウエハＷは各半田バンプ２７へ作用する移動力のＹ方向成分によってＹ方向に移動し、移動力のＹ方向成分を消滅させる。

一方、Ｙ方向モータに生じる負荷が定格出力の３％以下の場合（ステップＳ８０３でＹＥＳ）、本処理を終了する。

図９は、図４の移動力調整処理の第２の変形例を示すフローチャートである。

図９の処理では、Ｘ方向モータやＹ方向モータに生じる負荷にかかわらず、Ｘ方向モータを停止し（ステップＳ９０１）、さらに、Ｙ方向モータを停止した（ステップＳ９０２）後、本処理を終了する。図９の処理では、Ｘ方向モータやＹ方向モータはトルクを発生しないため、ウエハＷは各半田バンプ２７へ作用する移動力のＸ方向成分やＹ方向成分によってＸ方向、Ｙ方向に移動し、移動力のＸ方向成分及びＹ方向成分を消滅させる。

さらに、上述したプローブカード１７における各プローブ電極２８は、当該プローブカード１７から下方へ突出し、先端に突起状の係合部３０が設けられた円柱状の電極からなるが、プローブ電極の形態はこれに限れない。例えば、各プローブ電極３１は先端に半田バンプ２７と係合可能な半球状の凹部３２が設けられる円柱状の電極であってもよい（図１０（Ａ））。

この場合も、各プローブ電極３１を各半田バンプ２７へ係合させる際（図１０（Ｂ））、プローブ電極３１と対応する半田バンプ２７の微少位置ずれに起因する反力がプローブカード１７へ作用し、その結果、図１０（Ｃ）に示すように、各半田バンプ２７にプローブカード１７の移動に追従するように移動力（図中の白矢印参照。）が作用するが、このとき、図４の移動力調整処理を実行することにより、過度の移動力を一定値以下に制限することができる。

また、半導体デバイスへ検査電流を流して電気的特性の測定を行う場合も、プローブカード１７の熱膨張による移動（図１１（Ａ）中の黒矢印参照。）に伴って各半田バンプ２７に発生する移動力（図１１（Ａ）中の白矢印参照。）を打ち消すようにＸ方向モータやＹ方向モータはトルクを発生し、これらのモータに負荷が生じるが、このとき、図３のデバイス検査方法を実行してＸ方向モータやＹ方向モータが発生するトルクの最大値を所定値以下に制限することにより、大きな移動力が発生するとステージ１１の移動を許容させ（図１１（Ｂ）参照。）、Ｘ方向モータやＹ方向モータの負荷を一定値以下に制限することができる。

さらに、上述した図３のデバイス検査方法では、Ｘ方向モータやＹ方向モータが発生するトルクの最大値を各モータの定格出力の１５％以下に制限したが、制限されるトルクの最大値はこれに限られず、例えば、各モータの定格出力の１００％以下に制限してもよい。Ｘ方向モータやＹ方向モータが連続して定格出力の１００％以下でトルクを発生する場合、Ｘ方向モータやＹ方向モータが破損する可能性は殆ど無いため、これにより、各モータが破損するおそれを無くすことができる。

また、プローバ１０ではＸ方向モータやＹ方向モータはリニアモータによって構成されたが、Ｘ方向モータやＹ方向モータをボールネジを回動させる回動モータによって構成してもよく、この場合、Ｘ方向モータやＹ方向モータはＸ方向及びＹ方向のそれぞれに沿って配置されたボールネジを回動させることにより、Ｘ方向ステージ２０やＹ方向ステージ１９をＸ方向やＹ方向に移動させる。このような回動モータを用いる場合であっても、図３のデバイス検査方法や図４の移動力調整処理を適用することができる。

本発明の目的は、上述した実施の形態の機能を実現するソフトウェアのプログラムコードを記録した記憶媒体を、コンピュータ、例えば、コントローラ２９に供給し、コントローラ２９のＣＰＵが記憶媒体に格納されたプログラムコードを読み出して実行することによっても達成される。

この場合、記憶媒体から読み出されたプログラムコード自体が上述した実施の形態の機能を実現することになり、プログラムコード及びそのプログラムコードを記憶した記憶媒体は本発明を構成することになる。

また、プログラムコードを供給するための記憶媒体としては、例えば、ＲＡＭ、ＮＶ−ＲＡＭ、フロッピー（登録商標）ディスク、ハードディスク、光磁気ディスク、ＣＤ−ＲＯＭ、ＣＤ−Ｒ、ＣＤ−ＲＷ、ＤＶＤ（ＤＶＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤ−ＲＡＭ、ＤＶＤ−ＲＷ、ＤＶＤ＋ＲＷ）等の光ディスク、磁気テープ、不揮発性のメモリカード、他のＲＯＭ等の上記プログラムコードを記憶できるものであればよい。或いは、上記プログラムコードは、インターネット、商用ネットワーク、若しくはローカルエリアネットワーク等に接続される不図示の他のコンピュータやデータベース等からダウンロードすることによりコントローラ２９に供給されてもよい。

また、コントローラ２９が読み出したプログラムコードを実行することにより、上記実施の形態の機能が実現されるだけでなく、そのプログラムコードの指示に基づき、ＣＰＵ上で稼動しているＯＳ（オペレーティングシステム）等が実際の処理の一部又は全部を行い、その処理によって上述した実施の形態の機能が実現される場合も含まれる。

更に、記憶媒体から読み出されたプログラムコードが、コントローラ２９に挿入された機能拡張ボードやコントローラ２９に接続された機能拡張ユニットに備わるメモリに書き込まれた後、そのプログラムコードの指示に基づき、その機能拡張ボードや機能拡張ユニットに備わるＣＰＵ等が実際の処理の一部又は全部を行い、その処理によって上述した実施の形態の機能が実現される場合も含まれる。

上記プログラムコードの形態は、オブジェクトコード、インタプリタにより実行されるプログラムコード、ＯＳに供給されるスクリプトデータ等の形態から成ってもよい。

Ｗウエハ
１０プローバ
１１ステージ
１７プローブカード
１９Ｙ方向ステージ
２０Ｘ方向ステージ
２１Ｚ方向移動部
２７半田バンプ
２８、３１プローブ電極
２９コントローラ
３０係合部

Claims

電極を有するデバイスが形成された基板を載置してモータによって移動可能な載置台と、該載置台に対向するように配置されるプローブカードとを備え、前記デバイスの電極に対応して測定用電極が配置され、前記プローブカードは前記測定用電極と係合可能なプローブを有し、前記デバイスの電気的特性を測定する際に前記モータは前記載置台を移動させないようにトルクを発生する基板検査装置におけるデバイス検査方法であって、
前記プローブを前記測定用電極に係合させる電極係合ステップと、
前記電極係合ステップの後であって、前記デバイスの電気的特性を測定する際に、前記プローブ及び前記測定用電極の係合時の位置ずれに起因して生じ、且つ前記測定用電極に作用する移動力を打ち消すように前記モータがトルクを発生する移動力調整ステップと、
前記移動力調整ステップの後であって、前記デバイスの電気的特性を測定する際に前記モータが発生するトルクの最大値を所定値以下に制限するトルク制限ステップとを有し、
前記移動力調整ステップでは、前記移動力を打ち消すようにトルクを発生する前記モータに生じる負荷と基準値とを比較し、前記負荷が前記基準値よりも大きければ、前記移動力を減少させるように前記載置台を移動させ、
前記トルク制限ステップでは、前記モータが発生するトルクの最大値を前記基準値よりも大きく且つ当該基準値よりも大きい前記所定値以下に制限することを特徴とするデバイス検査方法。
前記デバイスの電気的特性を測定した後、前記トルクの最大値の制限を解除することを特徴とする請求項１記載のデバイス検査方法。
前記電極係合ステップの後であって、前記デバイスの電気的特性を測定する前において、前記プローブを前記測定用電極に係合させる際に生じた前記測定用電極へ作用する移動力を一定値以下に制限するように前記載置台を移動させることを特徴とする請求項１又は２記載のデバイス検査方法。
前記測定用電極は電極パッド又は半田バンプであり、前記プローブは前記測定用電極に係合可能な突起状部材からなることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載のデバイス検査方法。
前記載置台は水平面内において互いに直交する２方向のそれぞれに関して移動可能に構成され、前記基板検査装置は前記２方向のそれぞれに対応する前記モータを有することを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載のデバイス検査方法。
前記所定値は前記モータの定格出力の１００％以下であることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載のデバイス検査方法。
前記モータはレールに対して相対的に移動するリニアモータであることを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項に記載のデバイス検査方法。
前記モータはボールネジを介して前記載置台を移動させることを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項に記載のデバイス検査方法。