JP2014029917A - プローブカードへの基板当接方法 - Google Patents

Abstract

【課題】基板に設けられた半導体デバイスの電気的特性検査を良好に行うことができる基板検査装置におけるプローブカードへの基板当接方法を提供する。
【解決手段】ウエハを、ウエハプレート３７を介してチャック部材２２に載置してプローブカード３６と対向する位置まで搬送し、搬送したウエハをウエハプレート３７とともに、昇降装置４３を用いてプローブカード３６に向かって移動させてウエハに設けられた半導体デバイスの複数の電極をプローブカード３６に設けられた複数のプローブにそれぞれ当接させた後、ウエハをさらにプローブカード３６に向かってオーバードライブさせ、その後、プローブカード３６とウエハプレート３７との間の空間を減圧して半導体デバイスの電極とプローブカード３６のプローブとの当接状態を保持し、チャック部材２２をウエハプレート３７から切り離す。
【選択図】図１０

Description

本発明は、基板、例えばウエハに形成された半導体デバイスの電極を、基板検査装置のプローブカードに設けられたプローブに当接させるプローブカードへの基板当接方法に関する。

ウエハ検査装置として、例えば、ウエハに形成された複数の半導体デバイスについて電気的特性検査を行うプローブ装置やバーンイン検査装置が知られている。

図１１は、従来のプローブ装置の概略構成を示す断面図である。

図１１において、プローブ装置１００は、ウエハＷを搬送する搬送領域を形成するローダ室１０１と、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検査を行う検査室１０２とを備え、ローダ室１０１及び検査室１０２内の各種の機器を制御装置によって制御して半導体デバイスの電気的特性検査を行うように構成されている。検査室１０２は、ローダ室１０１から搬送アーム１０３によって搬入されたウエハＷを載置し、Ｘ、Ｙ、Ｚ及びθ方向に移動する載置台１０６と、載置台１０６の上方に配置されたポゴフレーム１０９と、ポゴフレーム１０９に支持されたプローブカード１０８と、載置台１０６と協働してプローブカード１０８に設けられた複数のプローブ（検査針）とウエハＷに形成された複数の半導体デバイスの各電極との相対位置を合わせるアライメント機構１１０とを備える。アライメント機構１１０と載置台１０６との協働によってウエハＷとプローブカード１０８の相対位置が合わされた後、プローブカード１０８の各プローブとウエハＷの各電極とがそれぞれ当接され、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検査が行われる（例えば、特許文献１参照）。

特開２００４−１４０２４１号公報

しかしながら、従来のウエハ検査装置におけるプローブカードとウエハとの当接方法は、ウエハＷを載置した載置台（チャック部材）を、ウエハ検査装置のウエハ検査用インターフェースに支持されたプローブカード位置まで移動させた後、ウエハＷを載置台毎、昇降装置（リフター）によって上昇させ、これによってウエハＷに設けられた半導体デバイスの各電極をプローブカードに設けられた各プローブに当接させるものであり、半導体デバイスの各電極と各プローブとの当接部分における電気的接触抵抗にばらつきが生じ易く、半導体デバイスの電気的特性を良好に検査できないという問題があった。

本発明の課題は、基板に設けられた半導体デバイスの電気的特性検査を良好に行うことができる基板検査装置におけるプローブカードへの基板当接方法を提供することにある。

上記課題を解決するために請求項１記載のプローブカードへの基板当接方法は、基板に形成された半導体デバイスの電気的特性を検査する基板検査装置のプローブカードに前記基板を当接するプローブカードへの基板当接方法において、前記基板を、板状部材を介してチャック部材に載置して前記プローブカードと対向する位置まで搬送する搬送工程と、前記搬送工程で搬送された基板を前記板状部材とともに、前記プローブカードに向かって移動させて前記基板に設けられた半導体デバイスの複数の電極を前記プローブカードに設けられた複数のプローブにそれぞれ当接させた後、前記基板を前記板状部材とともに、さらに前記プローブカードに向かって所定量移動させる当接工程と、前記当接工程後の前記プローブカードと前記板状部材との間の空間を減圧して前記半導体デバイスの複数の電極と前記プローブカードの複数のプローブとの当接状態を保持する保持工程と、前記保持工程後、前記チャック部材を前記板状部材から切り離す脱離工程と、を有することを特徴とする。

また、請求項２記載のプローブカードへの基板当接方法は、請求項１記載のプローブカードへの基板当接方法において、前記当接工程における所定量は、１０〜１５０μｍであることを特徴とする。

また、請求項３記載のプローブカードへの基板当接方法は、請求項１又は２記載のプローブカードへの基板当接方法において、前記保持工程における前記空間の減圧圧力は、前記基板及び前記板状部材の自重と、前記半導体デバイスの複数の電極と前記プローブカードの複数のプローブとの当接反力との合計に耐えうる当接力が得られる圧力に調整されることを特徴とする。

また、請求項４記載のプローブカードへの基板当接方法は、請求項３記載のプローブカードへの基板当接方法において、前記保持工程において、前記空間の圧力を段階的に減圧することを特徴とする。

また、請求項５記載のプローブカードへの基板当接方法は、請求項１乃至４の何れか１項に記載のプローブカードへの基板当接方法において、前記板状部材の周囲には、該板状部材と前記プローブカードとの間の空間をシールするシール部材が設けられていることを特徴とする。

また、請求項６記載のプローブカードへの基板当接方法は、請求項１乃至５の何れか１項に記載のプローブカードへの基板当接方法において、前記脱離工程後のチャック部材は、前記プローブカードとは別のプローブカードに対応する位置まで移動して前記基板とは別の基板に形成された半導体デバイスの電気的特性の検査に用いられることを特徴とする。

また、請求項７記載のプローブカードへの基板当接方法は、請求項１乃至６の何れか１項に記載のプローブカードへの基板当接方法において、前記保持工程において、前記チャック部材の上面と前記プローブカードの取り付け面又は前記チャック部材の上面と前記プローブカードの下面との間の距離を検出する距離検出センサの検出値に基づいて前記空間内の圧力を調整することを特徴とする。

また、請求項８記載のプローブカードへの基板当接方法は、請求項１乃至７のいずれか１項に記載のプローブカードへの基板当接方法において、前記脱離工程後、前記空間を更に減圧して前記半導体デバイスの複数の電極と前記プローブカードの複数のプローブとの当接圧力を高くする減圧工程を有することを特徴とする。

本発明によれば、チャック部材を用いて基板に設けられた半導体デバイスの複数の電極をプローブカードに設けられた複数のプローブにそれぞれ当接させた後、基板をさらにプローブカードに向かって所定量移動させ、その後、プローブカードと板状部材との間の空間を減圧して電極とプローブとの当接状態を保持し、次いで、チャック部材を離脱させるので、基板におけるプローブカードへの当接面が、プローブカードのプローブの先端部で形成される仮想平面に倣い、これによって、基板に設けられた半導体デバイスの各電極とプローブカードに設けられた各プローブとを電気的接触抵抗のばらつきを生じることなく接触させることができ、もって、基板に設けられた半導体デバイスの電気的特性の検査を良好に行うことができる。

本発明の実施の形態に係るプローブカードへの基板当接方法に適用されるウエハ検査装置の概略構成を示す平面図である。 図１におけるウエハ検査装置のII−II線に沿う断面図である。 図２における検査部と搬送機構との関係を示す断面図である。 本発明に係るプローブカードへの基板当接方法の工程を示す図である。 本発明に係るプローブカードへの基板当接方法の工程を示す図である。 本発明に係るプローブカードへの基板当接方法の工程を示す図である。 本発明に係るプローブカードへの基板当接方法の工程を示す図である。 本実施の形態に係るプローブカードへの基板当接方法における当接工程後の半導体デバイスの電極とプローブとの当接部における電気的接触抵抗のばらつきとオーバードライブ量との関係を、駆動装置のみによって同様の当接操作を行った場合とを比較して示す図である。 プローブカードとウエハプレートとの間の空間を減圧する際の減圧方法を示す図である。 チャック部材に距離検出センサを設けた基板検査装置の検査部を示す断面図である。 従来のプローブ装置の概略構成を示す断面図である。

以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら詳細に説明する。

図１は、本発明の実施の形態に係るプローブカードへの基板当接方法に適用されるウエハ検査装置の概略構成を示す平面図、図２は、図１におけるウエハ検査装置のII−IIに沿う断面図、図３は、図２における検査部と搬送機構との関係を示す断面図である。このウエハ検査装置は、ウエハに設けられた全半導体デバイスの全電極をプローブカードの全プローブに対して一度に当接させて電気的特性検査を行う一括接触型の検査装置である。

図１において、ウエハ検査装置５０は、ウエハに設けられた半導体デバイスの電気的特性検査を行う検査領域Ｓ３０と、当該ウエハ検査装置５０にウエハ、ウエハプレート、プローブカード等の搬出入を行う搬出入領域Ｓ１０と、該搬出入領域Ｓ１０と検査領域Ｓ３０との間に設けられた搬送領域Ｓ２０とから主として構成されている。

搬出入領域Ｓ１０は、複数の単位搬出入領域１１に仕切られている。各単位搬出入領域１１には、例えば、フープＦの受け入れ機構が設けられている。なお、単位搬出入領域１１の一部に隣接して仮位置合わせ装置（プレアライナー）又は検査後のウエハに対して針跡検査を行う針跡検査装置（共に図示省略）を設けることもできる。

搬送領域Ｓ２０には搬出入機構２１が設けられており、該搬出入機構２１は、搬出入領域Ｓ１０のフープＦから受け取った検査前のウエハを搬送領域Ｓ２０に沿って搬送し、検査領域Ｓ３０の後述する搬送機構４２の上部のチャック部材２２に載置された、例えばウエハプレート３７（図３参照）上に受け渡すと共に、検査後のウエハを検査領域Ｓ３０の上記チャック部材２２に載置されたウエハプレート３７から受け取って搬出入領域Ｓ１０まで搬送する。

検査領域Ｓ３０には、複数の検査部３１（テスター）が設けられている。隣接する検査部３１相互は特に区画されておらず、連続する空間に、それぞれウエハ検査用インターフェースを備えた複数の検査部３１が配列されている。

図２において、ウエハ検査装置５０における検査領域Ｓ３０は、複数階、図２中３階に分かれており、各階に、例えば、同数の検査部３１が設けられ、該検査部３１相互間を移動する搬送機構４２並びに図示省略した位置合わせ装置及び位置合わせ用カメラがそれぞれ設けられている。

搬送機構４２は、搬出入機構２１によって検査領域Ｓ３０と搬送領域Ｓ２０との境界部まで搬送された検査前のウエハＷを、当該搬送機構４２の上部のチャック部材２２に載置されたウエハプレート（板状部材）３７上に受け取り、その後、図３に示すように、検査部３１相互間を移動する位置合わせ装置２４まで搬送し、チャック部材２２に載置されたウエハプレート３７とウエハＷとの位置合わせ、ひいてはウエハＷと対応する検査部３１のウエハ検査用インターフェース３２に設けられたプローブカード３６との位置合わせを行う。次いで、搬送機構４２は、プローブカード３６に対して位置合わせされたウエハＷをウエハ検査用インターフェース３２の真下まで搬送し、その後、昇降装置４３が、ウエハＷ及びウエハプレート３７をチャック部材２２と共にプローブカード３６に向けて上方向に移動させ、これによって、ウエハＷをプローブカード３６に当接させる。検査部３１は、プローブカード３６に当接されたウエハＷに設けられた複数の半導体デバイスの電気的特性検査を行う。

半導体デバイスの電気的特性検査が終了した後、昇降装置４３が、検査済みのウエハＷ及びウエハプレート３７をチャック部材２２と共にウエハ検査用インターフェース３２の下方まで下降させ、その後、搬送機構４２は検査済みのウエハＷをウエハプレート３７と共に検査領域Ｓ３０と搬送領域Ｓ２０との境界部まで搬送し、検査済みのウエハＷを搬出入機構２１に受け渡す。搬送機構４２から検査済みのウエハＷを受け取った搬出入機構２１は、検査済みのウエハＷを、例えば、搬出入領域Ｓ１０の一部に設けられた針跡検査装置（図示省略）へ受け渡し、針跡検査装置は検査済みのウエハにおける各半導体デバイスの電極における針跡（プローブの接触痕）の検査を行い、その後、搬出入機構２１が検査済みのウエハＷを搬出入領域Ｓ１０のフープＦへ搬入する。

この場合、搬出入機構２１及び搬送機構４２との協働によって、第１のフープＦから搬出した第１のウエハＷを位置合わせした後、第１の検査部３１に搬入するが、第１の検査部３１で第１のウエハＷに形成された半導体デバイスの電気的特性検査が行われている間に、第２のフープＦから搬出した第２のウエハＷを位置合わせして第２の検査部３１に搬入することができる。また、第１の検査部３１で第１のウエハＷに形成された半導体デバイスの電気的特性検査が行われている間に、搬出入機構２１及び搬送機構４２との協働によって第３の検査部から検査後の第３のウエハＷを搬出して第３のフープＦに搬入することもできる。すなわち、搬出入機構２１及び搬送機構４２は、協働して複数のフープＦ及び複数の検査部３１間で順次ウエハＷの受け渡し及び搬出入を行い、複数の検査部３１は、順次複数のウエハについて該ウエハに形成された半導体デバイスの電気的特性検査を行う。

以下に、このような構成のウエハ検査装置を用いた本発明の実施の形態に係るプローブカードへの基板当接方法について説明する。

図４〜図７は、図１のウエハ検査装置におけるプローブカードへの基板当接方法の工程を示す図である。

図４において、先ず、検査部３１を初期状態に戻す（図４（Ａ））。ここで、検査部３１の初期状態とは、ヘッドプレート３３と、該ヘッドプレート３３の下部を形成するポゴフレーム３４とを有するウエハ検査用インターフェース３２のポゴフレーム３４の下面にコンタクトプレート３５を介してプローブカード３６が支持された検査部３１において、ウエハを載置するためのウエハプレート３７を、プローブカード３６の下面に対向するように配置し、ウエハプレート３７と、該ウエハプレート３７の周囲に設けられたシール部材（Ｏリング）３８と、コンタクトプレート３５とで囲まれた空間Ｓを減圧することによってウエハプレート３７がウエハ検査用インターフェース３２に対して吸着、支持された状態をいう。

このとき、空間Ｓの圧力は、例えば、２ｋＰａ〜１０ｋＰａに調整されている。なお、本明細書において、以下、上記空間Ｓを、プローブカード３６とウエハプレート３７との間の空間という。Ｏリング３８は、プローブカード３６とウエハプレート３７との間の空間Ｓを外部からシールする。

次に、搬送機構４２が初期状態の検査部３１の下方まで移動し（図４（Ｂ））、該搬送機構４２の昇降装置４３を駆動させることによって搬送機構４２の上部のチャック部材２２をウエハプレート３７の下面に当接させ（図４（Ｃ））、この状態で、空間Ｓの減圧状態を解除する。空間Ｓの減圧状態が解除された後、昇降装置４３が駆動し、搬送機構４２は、チャック部材２２上にウエハプレート３７を載置した状態で下降する（図５（Ａ））。このとき、ウエハプレート３７はチャック部材２２に吸着固定される。なお、初期状態において、ウエハプレート３７は、図示省略した落下防止用の鈎状の支持部材によってウエハ検査用インターフェース３２に釣支されており、搬送機構４２がチャック部材２２上にウエハプレート３７を載置して下降する際は、一旦、当該ウエハプレート３７を若干持ち上げた後、水平方向に移動して鈎状の支持部材を回避した後、該鈎状の支持部材がない領域を下降する。

次いで、搬送機構４２は、チャック部材２２に載置されたウエハプレート３７を、検査領域Ｓ３０と搬送領域Ｓ２０の境界部まで搬送する。また、搬送領域Ｓ２０の搬出入機構２１は、搬出入領域Ｓ１０のフープＦから検査前のウエハＷを受け取り、これを搬送領域Ｓ２０と検査領域Ｓ３０との境界部まで搬送して上記搬送機構４２の上部のチャック部材２２に載置されたウエハプレート３７に受け渡す。このとき、ウエハプレート３７は、該ウエハプレート３７の上面から進出及び退入自在に設けられた支持ピン２５を使用してウエハＷを受け取り（図５（Ｂ））、受け取ったウエハＷを、ウエハプレート３７に吸着、固定する（図５（Ｃ））。

次いで、ウエハＷを受け取った搬送機構４２は、ウエハ検査用インターフェース３２を有する検査部３１に隣接する位置合わせ装置２４まで移動し、ウエハプレート３７に対するウエハＷの位置合わせを行う。（図６（Ａ））。このとき、ウエハプレート３７に対するウエハＷの位置合わせは、監視カメラで監視しつつ、搬送機構４２をＸ、Ｙ、Ｚ方向及びθ方向に移動することによって行われる。

なお、位置合わせ装置２４は、検査領域Ｓ３０内を移動可能に設けられており、対応する検査部３１に隣接する位置まで進出して上述の位置合わせを行い、その後、所定の待機位置に移動するか又は当該検査部３１以外の検査部３１まで移動する。

次いで、搬送機構４２は、ウエハプレート３７を介してチャック部材２２に載置されたウエハＷを、検査部３１のウエハ検査用インターフェース３２の下方に搬送し、ここで、プローブカード３６に対するウエハプレート３７ひいてはウエハＷの位置合わせを行う（図６（Ｂ））。

次いで、搬送機構４２は、プローブカード３６に対して位置合わせされたウエハＷを載置したままウエハ検査用インターフェース３２の真下まで移動し（図６（Ｃ））、昇降装置４３を駆動してウエハＷ及びウエハプレート３７をチャック部材２２と共に上昇させてウエハＷに設けられた半導体デバイスの複数の電極をプローブカード３６に設けられた複数のプローブに当接させ、その後、さらに、所定量だけウエハＷを上昇させて該ウエハＷに設けられた半導体デバイスの複数の電極とプローブカード３６に設けられた複数のプローブとをそれぞれより確実に当接させる（図７（Ａ）。

この場合、ウエハＷをプローブカード３６に向かってさらに所定量だけ移動（以下、この移動を「オーバードライブ」という。）させる移動量は、例えば１０〜１５０μｍである。

次いで、図示省略した減圧手段によってプローブカード３６とウエハプレート３７との間の空間Ｓを減圧し、その後、チャック部材２２をウエハプレート３７から切り離し、チャック部材２２を下降させる（図７（Ｂ））。このとき、空間Ｓの圧力は、ウエハＷ及びウエハプレート３７の自重と、半導体デバイスの複数の電極とプローブカード３６の複数のプローブとの当接力に対向する反力との合計に耐えうる当接力が得られる圧力、例えば、０．２ｋＰａ〜２０ｋＰａに調整される。なお、空間Ｓの最適減圧圧力は、処理条件、例えば、プローブカード３６に設けられたプローブ数等によって変化する。

このようにして検査部３１におけるウエハ検査用インターフェース３２に支持されたプローブカード３６にウエハＷを当接させた後、検査部３１がウエハＷに設けられた半導体デバイスの電気的特性検査を行う。

本実施の形態によれば、ウエハプレート３７を介してチャック部材２２に載置されたウエハＷをプローブカード３６に当接させた後、更に所定量オーバードライブさせ、その後、プローブカード３６とウエハプレート３７との間の空間Ｓを減圧してウエハＷとプローブカード３６との当接状態を保持するので、半導体デバイスの複数の電極とプローブカード３６の複数のプローブとを確実に当接させて当接部における電気的接触抵抗を低減し、且つ各電極とプローブとの当接部における電気的接触抵抗のばらつきを低減することができ、もって、半導体デバイスの電気的特性の検査精度を向上させることができる。

図８は、本実施の形態に係るプローブカードへの基板当接方法における当接工程後の半導体デバイスの電極とプローブとの当接部における電気的接触抵抗のばらつきと、オーバードライブ量との関係を、駆動装置のみによって同様の当接操作を行った場合とを比較する図である。

図８において、昇降装置とバキューム装置（保持工程）を併用した本実施の形態は、昇降装置のみを用いて同様の操作を行った場合に比べて、電気的接触抵抗が速やかに低減し、且つばらつきが小さい状態で安定することが分かる。これは、保持工程後の脱離工程において、ウエハプレート３７からチャック部材２２が脱離するので、ウエハＷとウエハプレート３７からなる構造系の剛性が低下し、これによってウエハＷにおけるプローブカード３６への当接面が、プローブカード３６のプローブの先端部で形成される仮想平面に倣うように変形し、このため、例えば、プローブカード３６のプローブ長さが一定でない場合、またはプローブカード３６とウエハＷとが平行でない場合であっても、プローブの先端部と半導体デバイスの各電極とが良好に接触することによるものである。

また、本実施の形態によれば、空間Ｓを減圧する前に、ウエハＷに設けられた半導体デバイスの電極とプローブカード３６に設けられたプローブとをオーバードライブ状態に当接させるので、電極とプローブとの当接位置がずれることがなく、これによって、針位置がずれることに起因して発生する製品不良を防止することができる。これに対して、例えば、半導体デバイスの電極とプローブカードのプローブとを当接させる前に、空間Ｓを減圧し、これによって電極とプローブとを当接させる方法では、プローブに対する電極の当接力が不足して電極とプローブとの当接位置がずれ易くなり、針跡が大きくなって製品不良が発生する虞がある。

また、本実施の形態によれば、各検査部３１に対応して位置合わせ装置２４及び位置合わせ用カメラを移動自在に設けたので、各検査部３１においてリアルタイムで、ウエハＷとプローブカード３６との位置合わせを行うことができ、且つ、位置合わせ装置２４及び位置合わせ用カメラが搬送機構４２の移動の妨げになることもない。

本実施の形態において、脱離工程後のチャック部材２２は、搬送機構４２によってプローブカード３６とは別のプローブカードに対応する位置まで移動し、ウエハＷとは別のウエハに形成された半導体デバイスの電気的特性の検査に用いられる。

本実施の形態において、搬出入機構２１及び搬送機構４２をウエハＷの搬送だけでなく、プローブカード３６及びその他の構成部材の搬送に用いることもできる。

本実施の形態における保持工程において、空間Ｓの圧力を段階的に減圧することが好ましい。これによって、空間Ｓの減圧し過ぎを防止して針跡が大きくなって製品の品質が低下することを防止できる。

図９は、プローブカードとウエハプレートとの間の空間Ｓを減圧する際の減圧方法を示す図である。

図９において、保持工程における最終的な減圧状態までに減圧する減圧圧力を１００％とし、例えば２０％ずつ段階的に減圧量を多くする空間Ｓの減圧方法が記載されている。これによって、ウエハＷの半導体デバイスの電極とプローブカード３６のプローブとの当接部に悪影響を与えることなく、空間Ｓを減圧することができる。

図９においては、全減圧時間を１（ｓｅｃ）とし、減圧量を変化させる単位時間を２００（ｍｓｅｃ）としたが、これに限定されるものではなく、条件に応じて全減圧時間及び単位減圧時間を変更することもできる。また、減圧圧力を規則的、且つ段階的に大きくしたが、不規則的に、段階的に大きくすることもできる。

本実施の形態に係るプローブカードへの基板当接方法は、図１に示したような複数の検査部と、該複数の検査部相互間又は該複数の検査部と複数の単位搬出入領域との間においてそれぞれ基板を搬送する基板搬送機構を備えた基板検査装置をはじめ、一の検査室内に一のウエハ検査用インターフェースに対向する一のチャック部材（基板搬送機構）を備えたプローブ装置においても適用できる。

本実施の形態において、チャック部材２２の上面（チャックトップ）２２ａからプローブカード３６の取り付け面であるコンタクトプレート３５の下面３５ａまでの距離又はチャックトップ２２ａからプローブカード３６の下面（各プローブの先端で構成される仮想面）までの距離を検出する距離検出サンサを適用することができる。

すなわち、ウエハＷに設けられた半導体デバイスの各電極とプローブカード３６に設けられた各プローブとの当接状態は、当接工程後の保持工程においてプローブカード３６とウエハプレート３７との間の空間Ｓを減圧することによって保持されるが、保持工程における空間Ｓ内の圧力が変動するとウエハプレート３７の位置、ひいてはウエハプレート３７の下面に当接するチャック部材２２の上面であるチャックトップ２２ａが変位する。チャックトップ２２ａが変位するとチャックトップ２２に載置されたウエハＷにおける半導体デバイスの各電極とプローブカード３６に設けられた各プローブとの当接状態、すなわち、当接部におけるオーバーロード量が変動し、安定な当接状態を保持できなくなる。

そこで、チャックトップ２２ａからコンタクトプレート３５の下面３５ａまでの距離（Ｌ１）又はチャックトップ２２ａからプローブカード３６の下面までの距離（Ｌ２）（以下、単に「チャックトップ２２の高さ」という。）を検出する距離検出サンサを適用し、保持工程において、距離検出サンサの検出データをフィードバックしつつ空間Ｓを減圧することによって、空間Ｓ内の圧力変動に起因するチャックトップ２２の変位、ひいては、ウエハＷに設けられた半導体デバイスの各電極とプローブカード３６に設けられた各プローブとの当接部におけるオーバーロード量の変動を回避することができる。

図１０は、チャック部材２２に距離検出センサ４５を設けた基板検査装置の検査部を示す断面図である。

図１０において、チャック部材２２の端部に、チャックトップ２２ａの高さを検出する距離検出センサ４５が設けられている。

このような構成の検査部において、ウエハＷに設けられた半導体デバイスの複数の電極をプローブカード３６に設けられた複数のプローブに当接させた後、さらに、所定量だけウエハＷを上昇させて該ウエハＷに設けられた半導体デバイスの複数の電極とプローブカード３６に設けられた複数のプローブとをそれぞれ所定のオーバードライブ量をもって当接させる当接工程後の保持工程において、距離検出センサ４５によって検出したチャックトップ２２ａの高さに関するデータをフィードバックしつつ空間Ｓ内を減圧する。

このとき、例えば、基板検査装置の雰囲気温度の変化、空間Ｓのリーク等に起因して空間Ｓ内の圧力が変動すると、チャックトップ２２ａの高さが変位し、所定のオーバードライブ量を保持できなくなる。そこで、距離検出センサ４５によってチャックトップ２２ａの高さを検出し、該検出したチャックトップ２２ａの高さに関するデータを空間Ｓの減圧手段にフィードバックしつつ空間Ｓを減圧することによって、チャックトップ２２ａの変位、ひいてはオーバードライブ量の変動を回避し、良好な当接状態を保持する。これによって、雰囲気温度の変動等に起因して空間Ｓ内の圧力が変動しようとしても該圧力変動が抑制されるので、半導体デバイスの電極とプローブカード３６のプローブとの当接部における所定のオーバードライブ量を良好に保持することができ、もって、半導体デバイスの電気的特性の検査精度をさらに向上させることができる。

本実施の形態において、ウエハプレート３７とチャック部材２２とを離脱させる脱離工程後、空間Ｓを更に減圧してウエハＷの半導体デバイスの複数の電極とプローブカード３６の複数のプローブとの当接圧力をより高くすることもできる。これによって、半導体デバイスの複数の電極とプローブカードの複数のプローブとを確実に当接させて、当接部における電気的接触抵抗のさらなる低減を図ることもできる。

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。

Ｗ ウエハ
Ｓ 空間
２１ 搬出入機構
２２ チャック部材
２４ 位置合わせ装置
３１ 検査部
３２ ウエハ検査用インターフェース
３６ プローブカード
３７ ウエハプレート
３８ Ｏリング
４２ 搬送機構
４３ 昇降装置（リフター）
４５ 距離検出センサ
５０ ウエハ検査装置

Claims (8)

1. 基板に形成された半導体デバイスの電気的特性を検査する基板検査装置のプローブカードに前記基板を当接するプローブカードへの基板当接方法において、
   前記基板を、板状部材を介してチャック部材に載置して前記プローブカードと対向する位置まで搬送する搬送工程と、
   前記搬送工程で搬送された基板を前記板状部材とともに、前記プローブカードに向かって移動させて前記基板に設けられた半導体デバイスの複数の電極を前記プローブカードに設けられた複数のプローブにそれぞれ当接させた後、前記基板を前記板状部材とともに、さらに前記プローブカードに向かって所定量移動させる当接工程と、
   前記当接工程後の前記プローブカードと前記板状部材との間の空間を減圧して前記半導体デバイスの複数の電極と前記プローブカードの複数のプローブとの当接状態を保持する保持工程と、
   前記保持工程後、前記チャック部材を前記板状部材から切り離す脱離工程と、
   を有することを特徴とするプローブカードへの基板当接方法。
2. 前記当接工程における所定量は、１０〜１５０μｍであることを特徴とする請求項１記載のプローブカードへの基板当接方法。
3. 前記保持工程における前記空間の減圧圧力は、前記基板及び前記板状部材の自重と、前記半導体デバイスの複数の電極と前記プローブカードの複数のプローブとの当接反力との合計に耐えうる当接力が得られる圧力に調整されることを特徴とする請求項１又は２記載のプローブカードへの基板当接方法。
4. 前記保持工程において、前記空間の圧力を段階的に減圧することを特徴とする請求項３記載のプローブカードへの基板当接方法。
5. 前記板状部材の周囲には、該板状部材と前記プローブカードとの間の空間をシールするシール部材が設けられていることを特徴とする請求項１乃至４の何れか１項に記載のプローブカードへの基板当接方法。
6. 前記脱離工程後のチャック部材は、前記プローブカードとは別のプローブカードに対応する位置まで移動して前記基板とは別の基板に形成された半導体デバイスの電気的特性の検査に用いられることを特徴とする請求項１乃至５の何れか１項に記載のプローブカードへの基板当接方法。
7. 前記保持工程において、前記チャック部材の上面と前記プローブカードの取り付け面又は前記チャック部材の上面と前記プローブカードの下面との間の距離を検出する距離検出センサの検出値に基づいて前記空間内の圧力を調整することを特徴とする請求項１乃至６の何れか１項に記載のプローブカードへの基板当接方法。
8. 前記脱離工程後、前記空間を更に減圧して前記半導体デバイスの複数の電極と前記プローブカードの複数のプローブとの当接圧力を高くする減圧工程を有することを特徴とする請求項１乃至７のいずれか１項に記載のプローブカードへの基板当接方法。

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