JPH11145215A - 半導体検査装置およびその制御方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 半導体検査装置のプローブ針と検査対象であ
る半導体装置の電極との間の相対的な位置のずれの発生
を防止し、半導体装置の検査を確実に実施することが可
能な半導体検査装置およびその制御方法を提供する。 【解決手段】 プローブカード用プローブ針１とプロー
ブ針１の位置決め用ガイド板３とを備える半導体検査装
置において、プローブ針の位置決め用ガイド板３に設置
された温度センサ１２、位置決め用ガイド板３を加熱す
るためのヒータ１０、位置決め用ガイド板３を冷却する
ための冷却ファン９および温度センサ１２によって測定
された位置決め用ガイド板３の温度により、ヒータ１０
および冷却ファン９のＯＮ／ＯＦＦ制御を行なう制御装
置１１を備えるように、半導体検査装置を構成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、半導体検査装置お
よびその制御方法に関し、より特定的には、プローブカ
ード用プローブ針のガイド部材を備える半導体検査装置
およびその制御方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、半導体装置の製造工程において、
半導体基板に形成された半導体装置の電気的特性を検査
する工程が行なわれる。この検査工程では、プローバー
と呼ばれる装置にプローブカードを装着し、このプロー
ブカードに設置されているプローブ針を半導体基板上に
形成された半導体装置の電極に接触させる。そして、こ
のプローブ針を介して上記電極に電気信号を導通し、上
記半導体装置の電気的特性の検査を行なう。

【０００３】一方、半導体装置の微細化、高集積化に伴
って、最近では、半導体装置の電極のサイズは１００μ
ｍ角程度、電極間の間隔も１００μｍ程度となり、電極
のサイズおよび電極間の間隔は、益々小さくなってきて
いる。

【０００４】このような半導体装置の微細化に伴って、
半導体装置の検査の際に、上記電極にプローブ針を接触
させるための、プローブ針の位置決めが益々困難になっ
てきている。こうした問題に対応するために、半導体基
板の表面に形成された電極の位置に対応して、板状の部
材の所定の位置に開口部を設けたもの（以下この部材を
ガイド部材と呼ぶ。）が使用されている。このガイド部
材の開口部にプローブ針を挿入することで、プローブ針
の位置決めを行ない、この開口部を介してプローブ針を
上記電極に確実に接触させることができる。

【０００５】図８および９は、半導体装置の検査におい
て、ガイド部材を備える従来の半導体検査装置を用い
て、プローブ針の位置決めを行なっている状況を説明す
るための模式図である。

【０００６】図８を参照して、従来の半導体検査装置
は、垂直型のプローブ針１０１とプローブ針１０１の固
定用ガイド板１０２と、プローブ針１０１の位置決め用
ガイド板１０３と、半導体基板１０５を固定するための
ホットチャック１０６と、プローバー支持台１０７とを
備える。プローバー支持台１０７上には、ホットチャッ
ク１０６が設置されている。ホットチャック１０６上に
は半導体基板１０５が固定されている。半導体基板１０
５の表面には、半導体装置の電極１０４が形成されてい
る。半導体基板１０５上に位置する領域には、プローブ
針の位置決め用ガイド板１０３が設置されている。位置
決め用ガイド板１０３には、開口部１１４が形成されて
いる。位置決め用ガイド板１０３上に位置する領域に
は、プローブ針の固定用ガイド板１０２が設置されてい
る。固定用ガイド板１０２の所定領域には、プローブ針
１０１が固定されている。この開口部１１４は、ガイド
板１０３の温度が室温（２５℃）となっている状態にお
いて、半導体基板１０５の上にガイド板１０３を固定
し、半導体基板１０５の電極１０４の真上に位置する領
域に形成されている。

【０００７】次に、半導体基板１０５を、検査条件であ
る所定の温度（８０℃）にまでホットチャックにより加
熱した後、図９に示すように、半導体基板１０５を上昇
させることにより、プローブ針１０１と電極１０４とを
接触させる。そして、プローブ針１０１を介して、電極
１０４に電気信号を導通し、半導体基板１０５に形成さ
れた半導体装置の電気的特性の検査を行なう。

【０００８】このようにして、従来の半導体装置の電気
的特性の検査が行なわれていた。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】ここで、図９に示した
ように、半導体装置の検査を行なう際の半導体基板１０
５の温度は、８０℃に保たれているが、半導体基板１０
５の上に位置する位置決め用ガイド板１０３や固定用ガ
イド板１０２の温度については、従来特に制御されてい
なかった。そのため、半導体基板１０５やホットチャッ
ク１０６により加熱された雰囲気ガスにより、ガイド板
１０２および１０３の温度は変化する。そして、この雰
囲気ガスの温度は、半導体基板１０５の出し入れ頻度、
検査を行なう際の外気温度、および検査装置の構造など
の影響を受け、２０〜７０℃程度の範囲でばらついてい
る。

【００１０】また、従来、位置決め用ガイド板１０３
（図８参照）は樹脂製のものが用いられているが、この
樹脂の線膨張係数は５０．０×１０^-6／℃であるのに対
し、半導体基板１０５（図８参照）を形成するシリコン
の線膨張係数は２．３×１０^-6／℃であり、２０倍以上
の差がある。このため、従来のように半導体基板１０５
の温度を８０℃にする一方、プローブ針の位置決め用ガ
イド板１０３の温度を特に制御しない場合、半導体基板
１０５上の電極１０４（図８参照）と位置決め用ガイド
板１０３の開口部１１４（図８参照）との熱膨張による
水平方向における相対的な位置のずれ量には大きな差が
発生する。たとえば、８インチの半導体基板１０５の電
極１０４に合わせて、位置決め用ガイド板１０３に開口
部１１４を室温（２５℃）において形成したとする。そ
して、検査の際の半導体基板１０５の設定温度を８０
℃、半導体基板１０５と同サイズの位置決め用ガイド板
１０３の到達温度を３５℃と想定した場合、半導体基板
１０５の周辺部においては、熱膨張により、半導体基板
１０５の上に形成された電極１０４と、その電極１０４
に対応して形成された位置決め用ガイド板１０３の開口
部１１４との間に、水平方向に最大６０μｍ以上の相対
的な位置のずれが発生する。

【００１１】このため、図１０に示すように、半導体基
板１０５の表面に形成された電極１０４の一辺の長さＬ
が１００μｍ、プローブ針１０１の直径Ｄが３０μｍ、
熱膨張によるガイド板１０３と半導体基板１０５との間
の相対的な位置のずれ量Ｘが６０μｍとすると、プロー
ブ針１０１の先端が電極１０４の位置からずれてしま
い、プローブ針１０１と電極１０４とを接触させること
ができない場合が発生する。こうした場合、プローブ針
１０１を介して電気信号を電極１０４に導通することが
できないので、半導体装置の検査を正確に実施できない
といった問題が発生していた。

【００１２】本発明は、上記のような課題を解決するた
めになされたものであり、本発明の１つの目的は、半導
体検査装置のプローブ針と半導体装置の電極との間の相
対的な位置のずれの発生を防止し、確実に半導体装置の
検査を実施することが可能な半導体検査装置を提供する
ことである。

【００１３】本発明のもう１つの目的は、半導体検査装
置のプローブ針と半導体装置の電極との間の相対的な位
置のずれの発生を防止し、確実に半導体装置の検査を実
施することが可能な半導体検査装置の制御方法を提供す
ることである。

【００１４】

【課題を解決するための手段】請求項１に記載の半導体
検査装置は、プローブカード用プローブ針と、上記プロ
ーブ針の位置決め用ガイド部材と、上記ガイド部材の温
度制御部材とを備える。このため、請求項１に記載の発
明では、上記ガイド部材の温度を、上記ガイド部材の材
質により決定される一定の設定温度になるように制御す
ることにより、上記ガイド部材のガイド部の水平方向の
位置のずれ量を制御することができる。これにより、検
査時に検査対象である半導体装置を加熱したとしても、
その半導体装置上の電極の水平方向の位置と、上記ガイ
ド部材により誘導されている上記プローブ針の水平方向
の位置とを合わせることが可能となる。その結果、プロ
ーブカード用プローブ針を上記半導体装置上の電極に確
実に接触させることができる。この結果、半導体装置の
検査を確実に実施することができる。

【００１５】請求項２に記載の半導体検査装置は、請求
項１に記載の構成において、上記温度制御部材が、上記
ガイド部材を加熱する部材および冷却する部材の少なく
ともいずれか一方を有する温度調節部材を含んでいる。
このため、請求項２に記載の発明では、上記ガイド部材
を構成する材料の線膨張係数が、上記半導体基板の線膨
張係数より大きい場合に、上記温度調整部材が上記ガイ
ド部材を冷却する部材を有するようにすれば、上記ガイ
ド部材のガイド部の熱膨張による水平方向の位置のずれ
量を小さくするように、上記ガイド部材の温度を制御す
ることができる。これにより、検査時に検査対象である
半導体装置を加熱したとしても、その半導体装置上の電
極の水平方向の位置と、上記ガイド部材によって誘導さ
れている上記プローブ針の水平方向の位置とを合わせる
ことが可能となる。また、上記ガイド部材を構成する材
料の線膨張係数が、上記半導体基板の線膨張係数よりも
小さい場合に、上記温度調節部材が上記ガイド部材を加
熱する部材を有するようにすれば、上記ガイド部材のガ
イド部の熱膨張による水平方向における位置のずれ量を
大きくするように、上記ガイド部材の温度を制御するこ
とができる。これにより、検査時に検査対象である半導
体装置を加熱したとしても、その半導体装置上の電極の
水平方向の位置と、上記ガイド部材によって誘導されて
いるプローブ針の水平方向の位置とを合わせることが可
能となる。この結果、上記プローブカード用プローブ針
を上記半導体基板上に形成された電極に確実に接触させ
ることができる。これにより、半導体装置の検査を確実
に実施することができる。

【００１６】請求項３に記載の半導体検査装置は、請求
項２に記載の構成において、上記温度制御部材が、上記
ガイド部材の温度を測定する部材と、上記測定された温
度に基づき、上記温度調節部材のＯＮ／ＯＦＦ制御を行
なう手段とを含む。このため、請求項３に記載の発明で
は、上記ガイド部材の温度を測定し、その測定された温
度に基づいて、上記温度調節部材のＯＮ／ＯＦＦ制御を
行なうので、上記ガイド部材の温度を精度よく制御する
ことができる。その結果、上記ガイド部材のガイド部の
熱膨張による水平方向の位置のずれ量を正確に制御する
ことができる。この結果、検査時に検査対象である半導
体装置を加熱したとしても、その半導体装置上の電極の
水平方向の位置と、上記ガイド部材によって誘導されて
いるプローブ針の水平方向の位置とをより正確に合わせ
ることが可能となる。

【００１７】請求項４に記載の半導体装置は、請求項３
の構成において、上記ＯＮ／ＯＦＦ制御を行なう手段
が、上記ガイド部材を構成する材料の線膨張係数をａ
１、上記半導体検査装置により検査される半導体基板の
線膨張係数をａ２、半導体検査を行なう際の上記半導体
基板の温度をＴ２、上記ガイド部材に形成される上記プ
ローブ針を誘導するための開口部の位置を、上記半導体
基板上に形成された電極の位置に合わせるように決定す
る際の、上記ガイド部材および上記半導体基板の温度を
Ｔ３とする場合、上記半導体検査を行なう際の上記ガイ
ド部材の温度Ｔ１が（Ｔ２−Ｔ３）×ａ２／ａ１＋Ｔ３
とほぼ等しくなるように上記ＯＮ／ＯＦＦ制御を行な
う。このため、請求項４に記載の発明では、上記ガイド
部材の温度Ｔ１を、（Ｔ２−Ｔ３）×ａ２／ａ１＋Ｔ３
とほぼ等しくなるように調節するので、上記半導体基板
の温度がＴ３から半導体検査を行なう際の上記半導体基
板の温度Ｔ２へと変化した場合に、上記半導体基板上の
熱膨張による上記電極の水平方向の位置のずれ量とほぼ
同じになるように、上記ガイド部材の開口部の熱膨張に
よる水平方向の位置のずれ量を制御することが可能とな
る。これにより、上記開口部により誘導された上記プロ
ーブ針と、上記電極との水平方向における位置をほぼ合
わせることができる。このため、半導体検査の際に、上
記プローブカード用プローブ針を上記半導体基板上に形
成された電極に確実に接触させることができる。これに
より、半導体装置の検査を確実に実施することができ
る。

【００１８】請求項５に記載の半導体検査装置は、請求
項３または４に記載の構成において、上記温度調節部材
が、上記ガイド部材を冷却する部材のみを含んでいる。
このため、請求項５に記載の発明では、上記ガイド部材
を構成する材料の線膨張係数が、上記半導体基板の線膨
張係数よりも大きい場合、上記ガイド部材のガイド部の
熱膨張による水平方向における位置のずれ量を小さくす
るように、上記ガイド部材の温度を低下させることがで
きる。このため、検査時に検査対象である半導体装置を
加熱したとしても、その半導体装置上の電極の水平方向
の位置と、上記ガイド部材によって誘導されているプロ
ーブ針の水平方向の位置とを合わせるようにすることが
できる。その結果、上記プローブカード用プローブ針
を、上記半導体基板上の上記電極に確実に接触させるこ
とができる。この結果、半導体装置の検査を確実に実施
することができる。

【００１９】また、上記温度調節部材が、上記ガイド部
材を冷却する部材のみを含むので、上記ガイド部材を加
熱する部材および冷却する部材の両方を含む場合より
も、上記温度調節部材の構造を簡略化することができ
る。

【００２０】請求項６に記載の半導体検査装置は、請求
項３、４および５のいずれか１項に記載の構成におい
て、上記温度を測定する部材が温度センサを含み、上記
ガイド部材を冷却する部材が冷却ファンを含む。このた
め、請求項６に記載の発明では、上記ガイド部材の温度
を上記温度センサによって測定し、その測定された温度
により冷却ファンのＯＮ／ＯＦＦ制御を行なうので、上
記ガイド部材の温度を精度よく制御することができる。
その結果、上記ガイド部材のガイド部の熱膨張による水
平方向における位置のずれ量を正確に制御することがで
きる。これにより、検査時に検査対象である半導体装置
を加熱したとしても、その半導体装置上の電極の水平方
向における位置と、上記ガイド部材により誘導されてい
るプローブ針の水平方向における位置とをより精度よく
合わせることができる。この結果、上記プローブカード
用プローブ針を半導体装置の電極に確実に接触させるこ
とができる。これにより、半導体装置の検査を確実に実
施することができる。

【００２１】請求項７に記載の半導体検査装置は、請求
項３または４に記載の構成において、上記温度調節部材
が、上記ガイド部材を加熱する部材のみを含む。このた
め、請求項７に記載の発明では、上記ガイド部材を構成
する材料の線膨張係数が、上記半導体基板の線膨張係数
よりも小さい場合に、上記ガイド部材のガイド部の熱膨
張による水平方向における位置のずれ量を大きくするよ
うに、ガイド部材を加熱する部材により上記ガイド部材
の温度を上昇させることができる。この結果、検査時に
検査対象である半導体装置を加熱したとしても、その半
導体装置上の電極の水平方向の位置と、上記ガイド部材
により誘導されているプローブ針の水平方向の位置とを
合わせるように、上記ガイド部材のガイド部の熱膨張に
よる位置のずれ量を制御することができる。その結果、
上記プローブカード用プローブ針を半導体基板上の上記
電極に確実に接触させることができる。これにより、半
導体装置の検査を確実に実施することができる。

【００２２】また、上記温度調節部材が上記ガイド部材
を加熱する部材のみを含むので、上記ガイド部材を加熱
する部材および冷却する部材の両方を含む場合よりも、
上記温度調節部材の構造を簡略化することができる。

【００２３】請求項８に記載の半導体検査装置は、請求
項３、４および７のいずれか１項に記載の構成におい
て、上記温度を測定する部材は温度センサを含み、上記
ガイド部材を加熱する部分はヒータを含んでいる。この
ため、請求項８に記載の発明では、上記ガイド部材の温
度を上記温度センサにより測定し、その測定された温度
により上記ヒータのＯＮ／ＯＦＦ制御を行なうので、上
記ガイド部材の温度を精度よく制御することができる。
その結果、上記ガイド部材のガイド部の熱膨張による水
平方向における位置のずれ量を正確に制御することがで
きる。これにより、検査時に検査対象である半導体装置
を加熱したとしても、その半導体装置上の電極の水平方
向における位置と、上記ガイド部材によって誘導されて
いるプローブ針の水平方向における位置とをより精度よ
く合わせることが可能となる。この結果、上記プローブ
カード用プローブ針を上記半導体装置の電極に確実に接
触させることができる。これにより、半導体装置の検査
を確実に実施することができる。

【００２４】請求項９に記載の半導体検査装置の制御方
法は、プローブカード用プローブ針と、上記プローブ針
の位置決め用ガイド部材と、上記ガイド部材の温度を測
定する部材と、上記ガイド部材を加熱する部材および冷
却する部材の少なくともいずれか一方を有する温度調節
部材とを備える半導体検査装置の上記ガイド部材の温度
制御方法であって、上記ガイド部材の温度を測定するス
テップと、上記測定された温度に基づき、上記温度調節
部材のＯＮ／ＯＦＦ制御を行なうステップとを備えてい
る。このため、請求項９に記載の発明では、上記ガイド
部材の温度を測定し、その測定された温度によって、上
記温度調節部材のＯＮ／ＯＦＦ制御を行なうので、上記
ガイド部材の温度の管理精度を向上させることができ
る。その結果、上記ガイド部材のガイド部の熱膨張によ
る水平方向における位置のずれ量をより正確に制御する
ことができる。これにより、検査時に検査対象である半
導体装置を加熱したとしても、その半導体装置上の電極
の水平方向における位置と、上記ガイド部材により誘導
されているプローブ針の水平方向における位置とをより
正確に合わせることができる。その結果、プローブカー
ド用プローブ針を半導体基板上の電極に確実に接触させ
ることができる。これにより、半導体装置の検査を確実
に実施することができる。

【００２５】請求項１０に記載の半導体装置の制御方法
は、請求項９に記載の構成において、上記ガイド部材の
線膨張係数をａ１、上記半導体検査装置により検査され
る半導体基板の線膨張係数をａ２、半導体検査を行なう
際の上記半導体基板の温度をＴ２、上記ガイド部材にお
いて上記プローブ針を誘導するための開口部の位置を上
記半導体基板上の電極の位置に合わせるように決定する
際の、上記ガイド部材および上記半導体基板の温度をＴ
３とすると、上記半導体検査を行なう際の上記ガイド部
材の温度Ｔ１が（Ｔ２−Ｔ３）×ａ２／ａ１＋Ｔ３とほ
ぼ等しくなるように、上記ＯＮ／ＯＦＦ制御を行なう。
このため、請求項１０に記載の発明では、上記ガイド部
材の温度Ｔ１を（Ｔ２−Ｔ３）×ａ２／ａ１＋Ｔ３とほ
ぼ等しくなるように調節するので、上記半導体基板の温
度がＴ３から半導体検査を行なう際の温度Ｔ２へと変化
した場合に、上記半導体基板上の熱膨張による上記電極
の水平方向の変位量とほぼ同じになるように、上記ガイ
ド部材の開口部の熱膨張による水平方向の変位量を制御
することが可能となる。これにより、上記開口部により
誘導された上記プローブ針と、上記電極との水平方向に
おける位置をほぼ合わせることができる。このため、半
導体検査の際に、上記プローブカード用プローブ針を上
記半導体基板上に形成された電極に確実に接触させるこ
とができる。これにより、半導体装置の検査を確実に実
施することができる。

【００２６】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
に基づいて説明する。

【００２７】（実施の形態１）図１は、本発明の実施の
形態１による半導体検査装置を示した模式図である。図
１を参照して、本発明の実施の形態１による半導体検査
装置は、プローブ針１と、プローブ針の固定用ガイド板
２と、プローブ針の位置決め用ガイド板３と、位置決め
用ガイド板３の温度を測定するための温度センサ１２
と、検査対象である半導体基板５を固定および加熱する
ためのホットチャック６と、プローバー支持台７と、位
置決め用ガイド板３を冷却するための冷却ファン９と、
温度センサ１２により測定された位置決め用ガイド板３
の温度により、冷却ファン９のＯＮ／ＯＦＦ制御を行な
う制御装置１１とから構成されている。プローバー支持
台７上には、ホットチャック６が設置されている。ホッ
トチャック６上には半導体基板５が固定されている。半
導体基板５の表面には、電極４が形成されている。半導
体基板５上の領域に位置するように、プローブ針の位置
決め用ガイド板３が設置されている。位置決め用ガイド
板３の所定領域には、開口部１４が形成されている。位
置決め用ガイド板３上の領域には、プローブ針の固定用
ガイド板２が設置されている。固定用ガイド板２の所定
領域には、プローブ針１が固定されている。プローブ針
１は、位置決め用ガイド板３の所定領域に形成された開
口部１４に挿入されることにより、半導体基板５上の電
極４の水平方向における位置と合うように位置決めさ
れ、半導体基板５上に形成された電極４に接触してい
る。位置決め用ガイド板３の下面には、温度センサ１２
が設置されている。ここで、この温度センサ１２は、位
置決め用ガイド板３の上面に設置してもよい。この温度
センサ１２は、配線によって制御装置１１と接続されて
いる。冷却ファン９は制御装置１１と接続されており、
接続装置１１から、冷却ファン９のＯＮ／ＯＦＦを制御
することができる。ここで、位置決め用ガイド板３は、
樹脂や一般的なセラミックスなど、半導体基板５の線膨
張係数より大きい線膨張係数を有する材料により構成さ
れている。また、位置決め用ガイド板３に形成されてい
る開口部１４は、位置決め用ガイド板３と半導体基板５
とを室温（２５℃）に保ち、半導体基板５上に位置する
ように位置決め用ガイド板３を固定し、半導体基板５上
に形成された電極４の真上に位置する領域における位置
決め用ガイド板の一部をドリルなどを用いて除去するこ
とにより形成される。そして、半導体基板５上に形成さ
れた半導体装置の電気的特性を検査する際、ホットチャ
ック６により加熱されることによって、半導体基板５は
検査を行なう際の設定温度、例えば、８０℃に設定され
る。このとき、ホットチャック６や半導体基板５の周囲
における雰囲気ガスを介して、位置決め用ガイド板３に
も熱が伝わり、位置決め用ガイド板３の温度も上昇す
る。そこで、位置決め用ガイド板３に設置された温度セ
ンサ１２と制御装置１１と冷却ファン９とを用いて、半
導体基板５の温度が２５℃から８０℃に上昇することに
起因して、半導体基板５が熱膨張することによる、電極
４の水平方向における位置のずれ量と、位置決め用ガイ
ド板３の熱膨張による、開口部１４の水平方向における
位置のずれ量とを同じにするように、位置決め用ガイド
板３の温度を制御する。

【００２８】このように、本発明の実施の形態１による
半導体検査装置では、位置決め用ガイド板３の温度を制
御するための冷却ファン９を備えているので、位置決め
用ガイド板３の材質により決定される設定温度になるよ
うに、位置決め用ガイド板３の温度を制御することがで
きる。これにより、位置決め用ガイド板３の熱膨張に起
因する、半導体検査の際の開口部１４の水平方向におけ
る位置のずれ量を制御することが可能となり、開口部１
４に挿入されたプローブ針１の先端部を、半導体基板５
上に形成された電極４の位置と合わせることができる。
この結果、半導体装置の検査を確実に実施することがで
きる。

【００２９】また、位置決め用ガイド板３の下面に温度
センサ１２が設置され、この温度センサ１２により測定
された位置決め用ガイド板３の温度のデータをもとにし
て、制御装置１１により冷却ファン９のＯＮ／ＯＦＦ制
御が行なわれるので、位置決め用ガイド板３の温度制御
の精度をより向上させることができる。この結果、位置
決め用ガイド板３の熱膨張による開口部１４の水平方向
における位置のずれ量をより正確に制御することができ
る。

【００３０】図２は、図１に示した本発明の実施の形態
１による半導体検査装置において、位置決め用ガイド板
３の温度の制御方法の制御フローを示した図である。図
２を参照して、本発明の実施の形態１における位置決め
用ガイド板３の温度の制御方法の制御フローでは、ステ
ップ１（Ｓ１）において、位置決め用ガイド板３（図１
参照）の温度Ｔ１を、温度センサ１２（図１参照）によ
り測定する。この位置決め用ガイド板３の温度Ｔ１は、
制御装置１１（図１参照）に伝送され、この制御装置１
１において、ステップ２（Ｓ２）に示すように、Ｔ１と
位置決め用ガイド板３の設定上限温度ＴＵおよび設定下
限温度ＴＬを比較する。ここで、位置決め用ガイド板３
の温度Ｔ１が、設定下限温度ＴＬより低い場合、ステッ
プ３（Ｓ３）に示すように、冷却ファン９（図１参照）
を停止する。また、位置決め用ガイド板３の温度Ｔ１
が、設定上限温度ＴＵより高い場合、ステップ４（Ｓ
４）に示すように、冷却ファン９を起動する。そして、
位置決め用ガイド板３の温度Ｔ１が、設定下限温度ＴＬ
以上であり、かつ、設定上限温度ＴＵ以下である場合、
冷却ファン９に対する制御指令は変更せず、またステッ
プ１（Ｓ１）に戻る。ここで、位置決め用ガイド板３の
設定上限温度ＴＵおよび設定下限温度ＴＬは、開口部１
４（図１参照）が、半導体基板５（図１参照）上に形成
された電極４（図１参照）の上に位置するように決定さ
れる。この結果、半導体装置の検査を確実に実施するこ
とができる。

【００３１】また、図２に示したような制御フローを用
いることで、図１に示した半導体検査における半導体基
板５の設定温度が変更された場合や、位置決め用ガイド
板３の材質が変更され、その線膨張係数が変わった場合
などにおいても、ガイド板３の設定上限温度ＴＵおよび
設定下限温度ＴＬを調整することにより、プローブ針１
を確実に電極４に接触させることができる。この結果、
半導体装置の検査を確実に実施することができる。

【００３２】（実施の形態２）図３は、本発明の実施の
形態２による半導体検査装置の模式図である。図３を参
照して、本発明の実施の形態２による半導体検査装置
は、基本的には図１に示した本発明の実施の形態１によ
る半導体検査装置と同様の構造を有している。ただし、
図３に示した本発明の実施の形態２による半導体検査装
置は、実施の形態１による半導体検査装置とは異なり、
冷却ファン９（図１参照）の代わりに、位置決め用ガイ
ド板３を加熱するためのヒータ１０を備えている。ま
た、位置決め用ガイド板３は、シリコンウエハあるいは
窒化ホウ素を含むセラミックスなど、線膨張係数が半導
体基板５の線膨張係数と同等以下のものから構成されて
いる。そして、このヒータ１０は、制御装置１１に接続
されている。ヒータ１０は制御装置１１と接続されてお
り、制御装置１１から、ヒータ１０のＯＮ／ＯＦＦを制
御することができる。ここで、位置決め用ガイド板３
は、上記のように半導体基板５の線膨張係数より小さい
線膨張係数を有する材料により構成されている。また、
位置決め用ガイド板３に形成されている開口部１４は、
位置決め用ガイド板３と半導体基板５とを室温（２５
℃）に保ち、半導体基板５上に位置するように位置決め
用ガイド板３を固定し、半導体基板５上に形成された電
極４の真上に位置する領域における位置決め用ガイド板
の一部をドリルなどを用いて除去することにより形成さ
れる。そして、半導体基板５上に形成された半導体装置
の電気的特性を検査する際、ホットチャック６により加
熱されることによって、半導体基板５は検査を行なう際
の設定温度、例えば、８０℃に設定される。このとき、
ホットチャック６や半導体基板５の周囲における雰囲気
ガスを介して、位置決め用ガイド板３にも熱が伝わり、
位置決め用ガイド板３の温度も上昇する。そこで、位置
決め用ガイド板３に設置された温度センサ１２と制御装
置１１とヒータ１０とを用いて、半導体基板５の温度が
２５℃から８０℃に上昇することに起因して、半導体基
板５が熱膨張することによる、電極４の水平方向におけ
る位置のずれ量と、位置決め用ガイド板３の熱膨張によ
る、開口部１４の水平方向における位置のずれ量とを同
じにするように、位置決め用ガイド板３の温度を制御す
る。

【００３３】このように、本発明の実施の形態２による
半導体検査装置では、位置決め用ガイド板３に接触する
ように、ヒータ１０を設置しているので、位置決め用ガ
イド板３の温度を、所定の設定温度となるように制御す
ることができる。これにより、位置決め用ガイド板３の
熱膨張に起因する、半導体検査時における開口部１４の
水平方向の位置のずれ量を制御することができる。この
ため、開口部１４に挿入されたプローブ針１の先端部
を、半導体基板５上に形成された電極４の位置と合わせ
ることができる。この結果、半導体装置の検査を確実に
実施することができる。

【００３４】また、位置決め用ガイド板３に接触するよ
うに、温度センサ１２を設置しているので、この温度セ
ンサ１２により、位置決め用ガイド板３の温度を測定
し、その測定した温度を制御装置１１に伝送することが
できる。そして、この温度センサ１２により測定された
位置決め用ガイド板３の温度に基づいて、ヒータ１０の
ＯＮ／ＯＦＦ制御を制御装置１１により行なうことによ
り、位置決め用ガイド板３の温度制御の精度を向上させ
ることができる。この結果、位置決め用ガイド板３の熱
膨張による開口部１４の水平方向における位置のずれ量
を正確に制御することが可能となる。

【００３５】図４は、図３に示した本発明の実施の形態
２による半導体検査装置の、位置決め用ガイド板３（図
３参照）の温度を制御するための制御フローである。こ
の図４に示した位置決め用ガイド板３の温度制御用の制
御フローは、図２に示した本発明の実施の形態１による
半導体検査装置の位置決め用ガイド板３（図１参照）の
温度制御フローと基本的に同じ構成である。ただし、こ
の図４に示した実施の形態２における位置決め用ガイド
板の温度制御フローでは、位置決め用ガイド板３（図３
参照）の測定された温度Ｔ１が、設定下限温度ＴＬより
低い場合、ステップ３（Ｓ３）に示したように、ヒータ
１０（図３参照）を起動する。また、位置決め用ガイド
板３の測定された温度Ｔ１が設定上限温度ＴＵよりも高
い場合、ステップ４（Ｓ４）に示すように、ヒータ１０
を停止する。このように、位置決め用ガイド板３の測定
された温度Ｔ１により、ヒータ１０のＯＮ／ＯＦＦの制
御を行なうので、位置決め用ガイド板３の温度制御をよ
り精度よく行なうことができる。

【００３６】図５は、図３に示した本発明の実施の形態
２による半導体検査装置の変形例を示した模式図であ
る。図５を参照して、本発明の実施の形態２の変形例に
よる半導体検査装置は、基本的には図３に示した実施の
形態２による半導体検査装置と同様の構造を有してい
る。ただし、図５を参照して、本発明の実施の形態２に
よる半導体検査装置では、プローブ針の固定用ガイド板
２にも温度センサ１５とヒータ１３とを設置している。
そして、温度センサ１５およびヒータ１３はそれぞれ制
御装置１１と接続されている。そして、温度センサ１５
によりプローブ針固定用ガイド板２の温度が測定され、
この測定された温度に基づき、制御装置１１によりヒー
タ１３のＯＮ／ＯＦＦ制御を行なうことができる。この
ように、本発明の実施の形態２の変形例による半導体検
査装置では、プローブ針固定用ガイド板２についても温
度センサ１５およびヒータ１３を備えるので、プローブ
針固定用ガイド板２についても、位置決め用ガイド板３
と同様に、その温度を制御することができる。このた
め、半導体検査時に、固定用ガイド板２においてプロー
ブ針１が固定されている領域も、電極４の真上に位置す
る領域になるように、固定用ガイド板２の熱膨張による
位置のずれ量を制御することができる。このため、プロ
ーブ針１の先端部を電極４の真上に位置するように、よ
り正確に制御することが可能となる。

【００３７】（実施の形態３）図６は、本発明の実施の
形態３による半導体検査装置を示した模式図である。図
６を参照して、本発明の実施の形態３による半導体検査
装置は、基本的には図１に示した本発明の実施の形態１
による半導体検査装置と同様の構造を有している。ただ
し、この実施の形態３による半導体検査装置では、位置
決め用ガイド板３にヒータ１０が設置されている。ま
た、このヒータ１０は制御装置１１と接続されている。
そして、温度センサ１２により測定された位置決め用ガ
イド板３の温度により、制御装置１１においてヒータ１
０および冷却ファン９のＯＮ／ＯＦＦ制御を行なう。こ
のように、本発明の実施の形態３による半導体検査装置
では、位置決め用ガイド板３を加熱するためのヒータ１
０および冷却するための冷却ファン９を両方備えている
ので、位置決め用ガイド板３における温度のハンチング
などをヒータ１０および冷却ファン９の両方を用いるこ
とにより防止することができ、位置決め用ガイド板３の
温度制御をより精度よく行なうことができる。このた
め、位置決め用ガイド板３に形成された開口部１４の、
熱膨張による位置のずれ量をより精度よく制御すること
ができ、半導体基板５上に形成された電極４と開口部１
４に挿入されているプローブ針１とをより確実に接触さ
せることができる。これにより、より確実に半導体の検
査を行なうことが可能となる。

【００３８】また、図７は、図６に示した本発明の実施
の形態３による半導体検査装置における位置決め用ガイ
ド板３の温度を制御するための制御フローを示した図で
ある。図７を参照して、ステップ１（Ｓ１）において、
プローブ針の位置決め用ガイド板３（図６参照）の温度
Ｔ１を測定する。次に、ステップ２（Ｓ２）において、
測定された位置決め用ガイド板３の温度Ｔ１と、設定上
限温度ＴＵおよび設定下限温度ＴＬを比較する。ここ
で、測定された温度Ｔ１が設定下限温度ＴＬより小さい
場合は、ステップ３（Ｓ３）に示すように、ヒータ１０
（図６参照）を起動する。また、測定された位置決め用
ガイド板３の温度Ｔ１が設定上限温度ＴＵより高い場合
は、ステップ４（Ｓ４）に示すように、冷却ファン９
（図６参照）を起動する。そして、測定された位置決め
用ガイド板３の温度Ｔ１が、設定下限温度ＴＬ以上かつ
設定上限温度ＴＵ以下の場合は、ステップ５（Ｓ５）に
示すように、測定された位置決め用ガイド板３の温度Ｔ
１と位置決め用ガイド板３の設定狙い温度Ｔとを比較す
る。そして、測定された温度Ｔ１と設定狙い温度Ｔとが
同じ場合は、ステップ６（Ｓ６）に示すように、ヒータ
および冷却ファンを停止する。そして、測定された温度
Ｔ１と設定狙い温度Ｔとが異なる場合は、ヒータ１０お
よび冷却ファン９に対する制御指令は変更せずに、再度
ステップ１（Ｓ１）に戻る。ここで、位置決め用ガイド
板３の線膨張係数をａ１、半導体基板５の線膨張係数を
ａ２、半導体検査を行なう際の半導体基板５の温度を８
０℃、位置決め用ガイド板３において開口部１４の位置
を半導体基板５上の電極４の位置に合わせるように決定
する際の、位置決め用ガイド板３および半導体基板５の
温度を２５℃とすると、設定狙い温度Ｔは（８０−２
５）×ａ２／ａ１＋２５℃という計算によって与えられ
る。また、設定上限温度ＴＵおよび設定下限温度ＴＬ
は、半導体基板５上に形成された電極４のサイズとプロ
ーブ針１の先端部の直径との比および位置決め用ガイド
板３に形成される開口部１４の加工精度などから、プロ
ーブ針１の先端部が電極４の上の領域からずれないよう
に設定される。このように、位置決め用ガイド板３の温
度を制御することにより、位置決め用ガイド板３に形成
された開口部１４の水平方向における位置を、電極４の
上に精度よく合わせることができる。これにより、位置
決め用ガイド板３に形成された開口部１４に挿入されて
いるプローブ針１の先端部を、半導体基板５上に形成さ
れた電極４の位置に合うようにより正確に制御すること
ができる。このため、より確実に半導体の検査を行なう
ことができる。

【００３９】なお、今回開示された実施の形態はすべて
の点で例示であって制限的なものではないと考えられる
べきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特
許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の
意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意
図される。

【００４０】

【発明の効果】以上のように、請求項１〜１０に記載の
発明によれば、半導体検査装置において、プローブカー
ド用プローブ針の位置決め用ガイド板の温度を制御する
ことができる。これにより、位置決め用ガイド板のガイ
ド部の熱膨張による水平方向における位置のずれ量を制
御することができる。このため、上記ガイド部を検査対
象である半導体装置が形成されている半導体基板上の電
極の真上に位置するように制御することができ、上記ガ
イド部により誘導されているプローブ針と、上記電極と
の相対的な位置のずれの発生を防止することができる。
それにより、上記プローブ針と上記電極とを確実に接触
させることができる。この結果、半導体検査装置のプロ
ーブ針と半導体装置の電極との間の相対的な位置のずれ
の発生を防止し確実に半導体装置の検査を実施すること
が可能な半導体検査装置およびその制御方法を提供する
ことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の実施の形態１による半導体検査装置
の模式図である。

【図２】 図１に示した実施の形態１による半導体検査
装置における、位置決め用ガイド板の温度の制御方法の
制御フローを示した図である。

【図３】 本発明の実施の形態２による半導体検査装置
の模式図である。

【図４】 図３に示した実施の形態２による半導体検査
装置のプローブ針の位置決め用ガイド板の温度の制御方
法の制御フローを示した図である。

【図５】 図３に示した本発明の実施の形態２の変形例
である半導体検査装置を示した模式図である。

【図６】 本発明の実施の形態３による半導体検査装置
の模式図である。

【図７】 図６に示した本発明の実施の形態３による半
導体検査装置のプローブ針の位置決め用ガイド板の温度
の制御方法の制御フローを示した図である。

【図８】 従来の半導体検査装置を示した模式図であ
る。

【図９】 図８に示した従来の半導体検査装置のプロー
ブ針が半導体基板上の電極に接触している状況を示す模
式図である。

【図１０】 図９に示した従来の半導体検査装置におい
て、プローブ針の位置決め用ガイド板が熱膨張すること
により、半導体基板上に形成された電極とプローブ針の
先端部との相対的な位置がずれている状態を説明するた
めの模式図である。

【符号の説明】

１ プローブ針、２ プローブ針の固定用ガイド板、３
プローブ針の位置決め用ガイド板、４ 半導体装置の
電極、５ 半導体基板、６ ホットチャック、７ プロ
ーバー支持台、９ 冷却ファン、１０，１３ ヒータ、
１１ 制御装置、１２，１５ 温度センサ、１４開口
部。

Claims (10)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 プローブカード用プローブ針と、 前記プローブ針の位置決め用ガイド部材と、 前記ガイド部材の温度制御部材とを備える、半導体検査
   装置。
2. 【請求項２】 前記温度制御部材は、 前記ガイド部材を加熱する部材および冷却する部材の少
   なくともいずれか一方を有する温度調節部材を含む、請
   求項１に記載の半導体検査装置。
3. 【請求項３】 前記温度制御部材は、さらに、 前記ガイド部材の温度を測定する部材と、 前記測定された温度に基づき、前記温度調節部材のＯＮ
   ／ＯＦＦ制御を行なう手段とを含む、請求項２に記載の
   半導体検査装置。
4. 【請求項４】 前記ＯＮ／ＯＦＦ制御を行なう手段は、 前記ガイド部材を構成する材料の線膨張係数をａ１、前
   記半導体検査装置により検査される半導体基板の線膨張
   係数をａ２、半導体検査を行なう際の前記半導体基板の
   温度をＴ２、前記ガイド部材に形成される前記プローブ
   針を誘導するための開口部の位置を、前記半導体基板上
   に形成された電極の位置にあわせるように決定する際
   の、前記ガイド部材および前記半導体基板の温度をＴ３
   とすると、前記半導体検査を行なう際の前記ガイド部材
   の温度Ｔ１が（Ｔ２−Ｔ３）×ａ２／ａ１＋Ｔ３とほぼ
   等しくなるように、前記ＯＮ／ＯＦＦ制御を行なう、請
   求項３に記載の半導体検査装置。
5. 【請求項５】 前記温度調節部材は、前記ガイド部材を
   冷却する部材のみを含む、請求項３または４に記載の半
   導体検査装置。
6. 【請求項６】 前記温度を測定する部材は温度センサを
   含み、 前記ガイド部材を冷却する部材は冷却ファンを含む、請
   求項３、４および５のいずれか１項に記載の半導体検査
   装置。
7. 【請求項７】 前記温度調節部材は、前記ガイド部材を
   加熱する部材のみを含む、請求項３または４に記載の半
   導体検査装置。
8. 【請求項８】 前記温度を測定する部材は温度センサを
   含み、 前記ガイド部材を加熱する部材はヒータを含む、請求項
   ３、４および７のいずれか１項に記載の半導体検査装
   置。
9. 【請求項９】 プローブカード用プローブ針と、 前記プローブ針の位置決め用ガイド部材と、 前記ガイド部材の温度を測定する部材と、 前記ガイド部材を加熱する部材および冷却する部材の少
   なくともいずれか一方を有する温度調節部材とを備える
   半導体検査装置の前記ガイド部材の温度制御方法であっ
   て、 前記ガイド部材の温度を測定するステップと、 前記測定された温度に基づき、前記温度調節部材のＯＮ
   ／ＯＦＦ制御を行なうステップとを備える、半導体検査
   装置の制御方法。
10. 【請求項１０】 前記ガイド部材の線膨張係数をａ１、
    前記半導体検査装置により検査される半導体基板の線膨
    張係数をａ２、半導体検査を行なう際の前記半導体基板
    の温度をＴ２、前記ガイド部材において前記プローブ針
    を誘導するための開口部の位置を、前記半導体基板上に
    形成された電極の位置にあわせるように決定する際の、
    前記ガイド部材および前記半導体基板の温度をＴ３とす
    ると、前記半導体検査を行なう際の前記ガイド部材の温
    度Ｔ１が（Ｔ２−Ｔ３）×ａ２／ａ１＋Ｔ３とほぼ等し
    くなるように、前記ＯＮ／ＯＦＦ制御を行なう、請求項
    ９に記載の半導体検査装置の制御方法。