JP2020145214A - 検査装置におけるクリーニング方法及び検査装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】検査装置内の載置台だけでなく、プローブのクリーニングも可能とする。【解決手段】被検査体に形成された被検査デバイスの電気的特性検査を行う検査装置におけるクリーニング方法であって、前記電気的特性検査時に前記被検査デバイスに接触するプローブを有するプローブカードと対向する位置に、前記被検査体が載置される載置台を搬送する搬送工程と、次いで、前記プローブカードと当該プローブカードに対向する前記載置台との間の空間を排気し減圧する剥離準備工程と、減圧された前記空間に気体を導入し、前記載置台の表面と前記プローブとに付着した異物を剥離する異物剥離工程と、前記空間への前記気体の導入を維持しながら、当該空間を排気し、前記異物を排出する異物排出工程と、を有する。【選択図】図８

Description

本開示は、検査装置におけるクリーニング方法及び検査装置に関する。
特許文献１のクリーニング方法は、基板を載置するステージの表面を、当該ステージに載置されたクリーニングウェハでクリーニングする方法である。この方法においては、ステージの表面にガス供給口及びガス排出口が設けられており、クリーニングウェハが、板状をなす本体と、該本体に設けられ、ガス供給口からガスが供給され、供給されたガスをガス排出口に排出する吸排気経路と、を有している。そして、吸排気経路へのガス供給及び吸排気経路からのガス排出を用いてステージの表面に付着する塵埃を除去する。
特開２０１８−１５７１３１号公報
本開示にかかる技術は、検査装置内の載置台だけでなく、プローブのクリーニングも可能とする。
本開示の一態様は、被検査体に形成された被検査デバイスの電気的特性検査を行う検査装置におけるクリーニング方法であって、前記電気的特性検査時に前記被検査デバイスに接触するプローブを有するプローブカードと対向する位置に、前記被検査体が載置される載置台を搬送する搬送工程と、次いで、前記プローブカードと当該プローブカードに対向する前記載置台との間の空間を排気し減圧する剥離準備工程と、減圧された前記空間に気体を導入し、前記載置台の表面と前記プローブとに付着した異物を剥離する異物剥離工程と、前記空間への前記気体の導入を維持しながら、当該空間を排気し、前記異物を排出する異物排出工程と、を有する。
本開示によれば、検査装置内の載置台だけでなく、プローブのクリーニングも行うことができる。
第１実施形態にかかる検査装置の構成の概略を示す上面横断面図である。 第１実施形態にかかる検査装置の構成の概略を示す正面縦断面図である。 各分割領域内の構成を示す正面縦断面図である。 図３の部分拡大図である。 チャックトップの側面図である。 チャックトップの部分拡大断面図である。 チャックトップの上面図である。 第１実施形態にかかる、検査装置におけるクリーニング処理の一例を説明するためのフローチャートである。 クリーニング処理時の検査空間内の圧力の時間変化を示す図である。 第２実施形態にかかる、検査装置におけるクリーニング処理に用いられる気体供給機構の説明図である。 チャックトップの他の例を説明する側面図である。 チャックトップのさらに別の例を説明する側面図である。
半導体製造プロセスでは、半導体ウェハ（以下、「ウェハ」という。）上に所定の回路パターンを持つ多数の半導体デバイスが形成される。形成された半導体デバイスは、電気的特性等の検査が行われ、良品と不良品とに選別される。半導体デバイスの検査は、例えば、各半導体デバイスに分割される前のウェハの状態で、プローバ等と称される検査装置を用いて行われる。
検査装置は、ウェハが載置される載置台と、多数のプローブを有するプローブカードを有し、プローブカードは、載置台に載置されたウェハの上方に設けられている。電気的特性の検査の際はまず、プローブカードとウェハとが近づけられ、ウェハに形成されている半導体デバイスの各電極にプローブカードのプローブが接触する。この状態で、プローブカードの上部に設けられたテストヘッドから各プローブを介して半導体デバイスに電気信号が供給される。そして、各プローブを介して半導体デバイスからテストヘッドが受信した電気信号に基づいて、当該半導体デバイスが不良品か否か選別される。
また、近年の検査装置では、高温や低温での電子デバイスの電気的特性検査を行うことができるように、ウェハが載置される載置台に、加熱手段や冷却手段が設けられているものもある。
近年では、半導体デバイスの電気的特性を検査する際、当該半導体デバイスの実装環境を再現するために、載置台内の冷媒流路やヒータによって載置台の温度を調整して、これにより、載置台に載置されたウェハの温度を調整することがある。
上述のような検査装置では、載置台上に異物があると問題になる。例えば、ウェハの温度調整が必要な場合において、載置台上に異物があると、載置台からウェハへの熱伝導が阻害されるため、ウェハを所望の温度にすることができない。また、載置台上に異物があると、ウェハが反ってしまうことがある。したがって、検査装置の載置台は所定のタイミングでクリーニングする必要がある。
特許文献１には、ウェハが載置されるステージに載置されたクリーニングウェハを用いてステージをクリーニングする方法が開示されている。この方法においては、ステージの表面にガス供給口及びガス排出口が設けられており、クリーニングウェハが、板状をなす本体と、該本体に設けられ、ガス供給口からガスが供給され、供給されたガスをガス排出口に排出する吸排気経路とを有している。そして、吸排気経路へのガス供給及び吸排気経路からのガス排出でステージの表面に付着する塵埃を除去している。つまり、ステージに載置され当該ステージに設けられたガス供給口及びガス排出口を利用するクリーニングウェハを用いて、ステージをクリーニングしている。
ところで、検査に際し、プローブのクリーニングも必要となる。プローブに付着した異物は、導通不良等の検査品質を低下させる要因となるからである。
そこで、本開示にかかる技術は、検査装置内の載置台だけでなくプローブのクリーニングも可能とする。
以下、本実施形態にかかる検査装置及び検査方法について、図面を参照しながら説明する。なお、本明細書及び図面において、実質的に同一の機能構成を有する要素においては、同一の符号を付することにより重複説明を省略する。
（第１実施形態）
図１及び図２はそれぞれ、第１実施形態にかかる検査装置の構成の概略を示す上面横断面図及び正面縦断面図である。
図１及び図２に示されるように、検査装置１は、筐体１０を有し、該筐体１０には、搬入出領域１１、搬送領域１２、検査領域１３が設けられている。搬入出領域１１は、検査装置１に対して被検査体としてのウェハＷの搬入出が行われる領域である。搬送領域１２は、搬入出領域１１と検査領域１３とを接続する領域である。また、検査領域１３は、ウェハＷに形成された被検査デバイスとしての半導体デバイスの電気的特性検査が行われる領域である。
搬入出領域１１には、複数のウェハＷを収容したカセットＣを受け入れるポート２０、後述のプローブカードを収容するローダ２１、検査装置１の各構成要素を制御する制御部２２が設けられている。制御部２２は、例えばＣＰＵやメモリ等を備えたコンピュータにより構成され、プログラム格納部（図示せず）を有している。プログラム格納部には、検査装置１における各種処理を制御するプログラムが格納されている。なお、上記プログラムは、コンピュータに読み取り可能な記憶媒体に記録されていたものであって、当該記憶媒体から制御部２２にインストールされたものであってもよい。プログラムの一部または全ては専用ハードウェア（回路基板）で実現してもよい。
搬送領域１２には、ウェハＷ等を保持した状態で自在に移動可能な搬送装置３０が配置されている。この搬送装置３０は、搬入出領域１１のポート２０内のカセットＣと、検査領域１３との間でウェハＷの搬送を行う。また、搬送装置３０は、検査領域１３内の後述のポゴフレームに固定されたプローブカードのうちメンテナンスを必要とするものを搬入出領域１１のローダ２１へ搬送する。さらに、搬送装置３０は、新規な又はメンテナンス済みのプローブカードをローダ２１から検査領域１３内の上記ポゴフレームへ搬送する。
検査領域１３は、テスタ４０が複数設けられている。具体的には、検査領域１３は、図２に示すように、鉛直方向に３つに分割され、各分割領域１３ａには、水平方向（図のＸ方向）に配列された４つのテスタ４０からなるテスタ列が設けられている。また、各分割領域１３ａには、１つのアライナ５０と、１つのカメラ６０が設けられている。なお、テスタ４０、アライナ５０、カメラ６０の数や配置は任意に選択できる。
テスタ４０は、電気的特性検査用の電気信号をウェハＷとの間で送受するものである。
アライナ５０は、ウェハＷが載置され当該ウェハＷを吸着等により保持する載置台としてのチャックトップ５１を移動させるものであり、テスタ４０の下方の領域内を移動自在に設けられている。具体的には、アライナ５０は、チャックトップ５１を保持した状態で、上下方向（図のＺ方向）、前後方向（図のＹ方向）及び左右方向（図のＸ方向）に移動可能に構成されている。したがって、アライナ５０は、チャックトップ５１とプローブカードとの位置調整等を行う位置調整機構として機能する。なお、アライナ５０は、チャックトップ５１を真空吸着等により着脱自在に保持可能に構成され、プローブカードを撮像するカメラ６１を備えている。
カメラ６０は、水平に移動し、当該カメラ６０が設けられた分割領域１３ａ内の各テスタ４０の前に位置して、アライナ５０上のチャックトップ５１に載置されたウェハＷを撮像する。
カメラ６０とカメラ６１の協働により、プローブカードのプローブとウェハＷに形成された半導体デバイスの電極パッドの位置合わせを行うことができる。
この検査装置１では、搬送装置３０が一のテスタ４０へ向けてウェハＷを搬送している間に、他のテスタ４０は他のウェハＷに形成された電子デバイスの電気的特性の検査を行うことができる。
続いて、図３及び図４を用いて、テスタ４０の周囲の構成について説明する。図３は、各分割領域１３ａ内の構成を示す正面縦断面図である。図４は、図３の部分拡大図である。
テスタ４０は、図３及び図４に示すように、水平に設けられたテスタマザーボード４１を底部に有する。テスタマザーボード４１には、不図示の複数の検査回路基板が立設状態で装着されている。また、テスタマザーボード４１の底面には複数の電極が設けられている。
さらに、テスタ４０の下方には、ポゴフレーム７０とプローブカード８０とがそれぞれ１つずつ上側からこの順で設けられている。
ポゴフレーム７０は、プローブカード８０を支持するカード支持部であると共に、当該プローブカード８０とテスタ４０とを電気的に接続するものであり、テスタ４０とプローブカード８０との間に位置するように配設されている。このポゴフレーム７０は、テスタ４０とプローブカード８０とを電気的に接続するポゴピン７１を有する。具体的には、ポゴフレーム７０は、多数のポゴピン７１を保持するポゴブロック７２と、このポゴブロック７２が挿篏されることによりポゴピン７１が取り付けられる取付孔７３ａが形成されたフレーム本体７３とを有する。
ポゴフレーム７０の下面には、プローブカード８０が、所定の位置に位置合わせされた状態で支持される。
また、ポゴフレーム７０の下面には、プローブカード８０の取り付け位置を囲繞するように、鉛直方向に伸縮可能に構成された載置台支持部としてのベローズ７４が取り付けられている。このベローズ７４により、電気的特性検査時に、後述のチャックトップ上のウェハＷをプローブカード８０の後述のプローブに接触させた状態で、プローブカード８０とウェハＷを含む密閉空間を形成することができる。また、このベローズ７４により、クリーニング時等に、プローブカード８０とチャックトップ５１との間の空間を密閉することもできる。
なお、排気機構（図示せず）によって、ポゴフレーム７０は、テスタマザーボード４１に真空吸着され、プローブカード８０は、ポゴフレーム７０に真空吸着される。これら真空吸着を行うための真空吸引力により、ポゴフレーム７０の各ポゴピン７１の下端は、プローブカード８０の後述のカード本体の上面における、対応する電極パッドに接触し、各ポゴピン７１の上端は、テスタマザーボード４１の下面の対応する電極に押し付けられる。
プローブカード８０は、円板状のカード本体８１と、カード本体８１の上面に設けられた複数の電極パッド（図示せず）と、カード本体８１の下面から下方へ向けて延びる複数の針状の端子であるプローブ８２とを有する。カード本体８１の上面に設けられた上述の複数の電極はそれぞれ対応するプローブ８２と電気的に接続されている。また、検査時には、プローブ８２はそれぞれ、ウェハＷに形成された半導体デバイスの電極パッドや半田バンプと接触する。したがって、電気的特性検査時には、ポゴピン７１、カード本体８１の上面に設けられた電極及びプローブ８２を介して、テスタマザーボード４１とウェハＷ上の半導体デバイスとの間で、検査にかかる電気信号が送受される。
電気的特性検査の際には、ウェハＷが載置されたチャックトップ５１がアライナ５０により上昇され、プローブカード８０のプローブ８２とウェハＷとが接触した状態となる。電気的特性検査の際等において、チャックトップ５１が上昇することで、ベローズ７４の下面がシール部材（図示せず）によりチャックトップ５１と密着し、チャックトップ５１とポゴフレーム７０とベローズ７４で規定される検査空間Ｓが密閉空間となる。この検査空間を真空引きすると共に、アライナ５０によるチャックトップ５１の保持を解除し、アライナ５０を下方に移動させることにより、チャックトップ５１がアライナ５０から分離され、ポゴフレーム７０側に吸着される。
以上のように構成される検査装置１では、電気的特性検査が行われていないテスタ４０があるときに、当該テスタ４０に対応する検査空間Ｓにおいてクリーニングが行われる。このクリーニングでは、例えば、チャックトップ５１とプローブ８２とがクリーニング対象とされる。
続いて、検査装置１におけるクリーニングに関する構成について説明する。図５は、クリーニング時のチャックトップ５１の状態を示す側面図であり、ポゴフレーム７０に支持された状態のチャックトップ５１を示している。図６はチャックトップ５１の部分拡大断面図、図７はチャックトップ５１の上面図である。
なお、電気特性検査の際、チャックトップ５１等で規定される検査空間Ｓの内部には、ウェハＷが収容される。一方、チャックトップ５１をクリーニング対象に含むクリーニングの際は、チャックトップ５１を含む検査空間Ｓの内部には、図５に示すように、ウェハＷは収容されない。
チャックトップ５１には、排気流路１００と導入流路１０１とが設けられている。
排気流路１００は、例えばチャックトップ５１を上下方向に貫通するように設けられている。排気流路１００の上端は、検査空間Ｓに露出する排気口１００ａを構成し、下端は、排気機構１１０の排気管１１１の一端部が接続されている。排気管１１１の他端部は、排気機構１１０の排気装置１１２に接続されている。なお、排気装置１１２は、例えば真空ポンプにより構成される。また、排気機構１１０では、上記排気管１１１の排気装置１１２より上流側には、排気管１１１を遮断または開放する開閉弁１１３が設けられている。このような構成により、排気口１００ａを介して、検査空間Ｓを排気し減圧させることができる。
導入流路１０１は、例えば、チャックトップ５１を上下方向に貫通するように設けられている。導入流路１０１の上端は、検査空間Ｓに露出する導入口１０１ａを構成し、下端は、気体供給機構１２０の供給管１２１の一端部が接続されている。供給管１２１の他端部は、ドライエアの供給源１２２に接続されている。また、供給管１２１の供給源１２２より下流側には、供給管１２１を遮断または開放する開閉弁１２３が設けられている。このような構成により、排気口１００ａを介した排気で減圧された検査空間Ｓ内に、導入口１０１ａを介してドライエアを導入し、クリーニング対象であるチャックトップ５１の表面やプローブ８２に付着した異物を剥離する衝撃波を発生させることができる。上記衝撃波により剥離された異物は、排気口１００ａを介して排出される。
導入流路１０１は、具体的には、図６に示すように、ラバルノズル構造を有する。ラバルノズル構造とは、流路が上流端から徐々に縮小する縮小部１０１ｂを上流側に有し、縮小部１０１ｂから連続し流路が下流端に向けて徐々に拡大する拡大部１０１ｃを下流側に有する構造である。上記縮小部１０１ｂ及び拡大部１０１ｃの長さや、導入流路１０１における最も細い部分、下流側端（導入口１０１ａ）及び上流側端の内径を適切に設定し検査空間Ｓ内の圧力や、ドライエアの導入圧を適切に設定することにより、ドライエアの超音速流を検査空間Ｓ内に噴出することができる。
導入口１０１ａから導入されたドライエアの超音速流により、衝撃波が発生し、この衝撃波は、検査空間Ｓを規定する部材の表面に沿って伝播する。具体的には、例えば、上記ドライエアの超音速流により発生した衝撃波（つまりは圧力の急激な変化面）は、ポゴフレーム７０の下面から、プローブ８２を含むプローブカード８０の下面、ベローズ７４の内壁面を経て、チャックトップ５１の表面に伝播したり、ポゴフレーム７０の下面から、ベローズ７４の内壁面のみを経て、チャックトップ５１の表面に伝播したりする。
また、導入口１０１ａからのドライエアの超音速流は、導入口１０１ａの位置によっては、プローブ８２に衝突することもある。
さらに、導入口１０１ａからドライエアの超音速流が導入されることにより、導入口１０１ａの近傍で衝撃波が発生することもある。この場合、衝撃波は、検査空間Ｓ内を伝播し、チャックトップ５１の表面やプローブ８２に到達したり、チャックトップ５１の表面等に到達した衝撃波がベローズ７４の内壁面等を経てプローブ８２に到達したり、プローブ８２等に到達した衝撃波がベローズ７４の内壁面等を経てチャックトップ５１の表面に到達したりする。
上述のような衝撃波や、ドライエアの超音速流自体により、チャックトップ５１の表面やプローブ８２に付着していた異物が剥離される。
上述の排気流路１００と導入流路１０１は、排気口１００ａと導入口１０１ａが図７に示すように平面視におけるチャックトップ５１の周縁部に位置するように、形成されている。図の例では、導入口１０１ａは、平面視において、チャックトップ５１の中央部を間に挟み、排気口１００ａと対向する位置に設けられている。
なお、排気機構１１０の排気装置１１２及び開閉弁１１３や、気体供給機構１２０の供給源１２２及び開閉弁１２３は、例えば筐体１０の外部に設けられる。
次に、検査装置１の１つのテスタ４０に関する、検査処理を含む一連の処理について説明する。
（ウェハ搬入）
まず、搬送装置３０等が制御され、搬入出領域１１のポート２０内のカセットＣからウェハＷが取り出されて、検査領域１３内に搬入され、そして、アライナ５０に保持されたチャックトップ５１上に載置される。
（ウェハＷが載置されたチャックトップ５１の位置合わせ及び支持）
続いて、ウェハＷが載置されたチャックトップ５１が、プローブカード８０のプローブ８２に対して位置合わせされると共に、アライナ５０から分離されポゴフレーム７０に支持される。具体的には、カメラ６１を備えたアライナ５０及びカメラ６０が制御され、チャックトップ５１上のウェハＷとプローブカード８０との水平方向にかかる位置合わせが行われる。次いで、チャックトップ５１がアライナ５０により上昇し、チャックトップ５１上のウェハＷに形成された半導体デバイスの電極とプローブ８２とが接触すると共に、チャックトップ５１とポゴフレーム７０とベローズ７４で規定される検査空間Ｓが形成され、当該検査空間Ｓが密閉空間となる。そして、検査空間Ｓが所定の圧力（検査時圧力）になるよう真空引きされると共に、アライナ５０によるチャックトップ５１の保持が解除され、アライナ５０が下降される。これにより、プローブ８２がウェハＷの電極に所定の強さで押し付けられると共に、チャックトップ５１がアライナ５０から分離されポゴフレーム７０に支持される。なお、検査空間Ｓを検査時圧力まで真空引きするための排気機構や排気流路は、前述の排気機構１１０や排気流路１００とは別に設けられる。
（電気的特性検査）
そして、チャックトップ５１とアライナ５０とが分離された状態で、チャックトップ５１の温度が設定温度に調整されながら、半導体デバイスの電気的特性検査が行われる。電気的特性検査用の電気信号は、テスタ４０からポゴピン７１やプローブ８２等を介して半導体デバイスに入力される。
（チャックトップ５１の取外し（デチャック））
電気的特性検査が完了すると、ウェハＷが載置されたチャックトップ５１がポゴフレーム７０から取り外される。具体的には、アライナ５０が制御され、チャックトップ５１にアライナ５０が当接される。そして、検査空間Ｓの真空引きを停止させると共に検査空間Ｓにドライエアを導入させることにより、チャックトップ５１がポゴフレーム７０から取り外され、アライナ５０に載置され保持される。なお、このデチャック工程のための気体供給機構や導入流路は、前述の気体供給機構１２０や導入流路１０１とは別に設けられる。
（ウェハ搬出）
次いで、アライナ５０や搬送装置３０等が制御され、ウェハＷが、検査領域１３から搬出され、ポート２０内のカセットＣに戻される。
（クリーニング）
また、電気的特性検査が完了すると、ウェハＷが載置されていないチャックトップ５１が、プローブカード８０と対向する位置に搬送され、当該チャックトップ５１等のクリーニング処理が行われる。上記クリーニング処理については後述する。
上記クリーニング処理の完了後、検査装置１における１つのテスタ４０に関する処理は、上述のウェハ搬入工程に戻され次の検査対象のウェハＷが搬入される。
ここでは、クリーニング処理は、ウェハＷ毎に行われるものとしたが、その実行タイミングはこれに限られず、例えば、２以上の所定枚数のウェハＷを検査する毎に行うようにしてもよい。また、カメラ６０及び、カメラ６１での撮像結果に基づいて、チャックトップ５１の表面やプローブ８２の異物を認識するように構成し、異物が認識された場合のみ、上記クリーニング処理を行うようにしてもよい。
続いて、検査装置１におけるクリーニング処理の一例について、図８及び図９を用いて説明する。図８は、検査装置１におけるクリーニング処理の一例を説明するためのフローチャートである。図９は、上記クリーニング処理時の検査空間Ｓ内の圧力の時間変化を示す図である。
検査装置１におけるクリーニング処理では、まず、図８に示すように、ウェハＷが載置されていないチャックトップ５１が、プローブカード８０に対して位置合わせされる（ステップＳ１）。具体的には、アライナ５０が制御され、ウェハＷが載置されていないチャックトップ５１とプローブカード８０との水平方向にかかる位置合わせが行われる。
次いで、検査空間Ｓが形成されると共に、チャックトップ５１がポゴフレーム７０に支持される（ステップＳ２）。具体的には、アライナ５０が制御され、チャックトップ５１が上昇され、チャックトップ５１とポゴフレーム７０とベローズ７４で規定される検査空間Ｓが形成され、当該検査空間Ｓが密閉空間となる。そして、排気管１１１の開閉弁１１３が開状態とされ、検査空間Ｓの排気が開始される。それと共に、アライナ５０によるチャックトップ５１の保持が解除され、アライナ５０が下降されることで、チャックトップ５１がアライナ５０から分離されポゴフレーム７０に支持される。
続いて、次工程の異物剥離工程で異物が剥離されるよう、検査空間Ｓの排気が維持され、検査空間Ｓが減圧される（ステップＳ３）。具体的には、開閉弁１１３が開状態のまま維持され、検査空間Ｓが図９に示すように目標圧力Ｐ１以下まで減圧される。なお、上記開閉弁１１３が開状態とされる際に、供給管１２１に設けられている開閉弁１２３は閉状態とされる。また、この剥離準備工程での目標圧力Ｐ１は、次工程の異物剥離工程でドライエアが大気圧程度で導入されたときにドライエアの超音速流が生じるよう、３８０Ｔｏｒｒ以下とされ、例えば１Ｔｏｒｒとされる。ただし、目標圧力Ｐ１は、チャックトップ５１の表面とプローブ８２との接触を避けるため、この剥離準備工程で当該接触が生じないように設定される。
検査空間Ｓの減圧後、当該検査空間Ｓへドライエアが導入され、チャックトップ５１の表面やプローブ８２に付着していた異物が剥離される（ステップＳ４）。具体的には、例えば、供給管１２１に設けられている開閉弁１２３が開状態とされ、大気圧程度のドライエアが導入流路１０１に供給され、剥離準備工程での検査空間Ｓの最終的な圧力とドライエアの導入圧との圧力差によって、導入口１０１ａから検査空間Ｓにドライエアの超音速流が噴出される。このドライエアの超音速流自体、または、当該ドライエアの超音速流の導入により発生する衝撃波により、チャックトップ５１の表面やプローブ８２に付着していた異物が剥離される。なお、ドライエアの導入により、検査空間Ｓは圧力Ｐ２（例えば３０Ｔｏｒｒ）まで一時的に上昇する。
上記異物の剥離後、検査空間Ｓへのドライエアの導入と検査空間Ｓの排気が維持され、チャックトップ５１の表面やプローブ８２から剥離された異物が、排気口１００ａを介して検査空間Ｓから排出される（ステップＳ５）。具体的には、例えば、供給管１２１の開閉弁１２３を開状態としてから所定時間の間、開閉弁１２３及び開閉弁１１３の開状態が維持され、導入口１０１ａから検査空間Ｓへのドライエアの導入と、検査空間Ｓの排気口１００ａを介した排気とが継続される。減圧された検査空間Ｓへのドライエアの導入により、衝撃波だけでなく、排気口１００ａに向かうガス流も生成される。ステップＳ４の異物剥離工程で剥離された異物は、上記ガス流の粘性によって排気口１００ａまで移動し、当該排気口１００ａを介して排出される。なお、この工程では、検査空間Ｓ内の圧力は次第に低下する。ただし、本工程における最低圧力Ｐ３が４Ｔｏｒｒ以上となるよう、ドライエアの流量や排気機構１１０の排気能力は設定されている。
以下では、ステップＳ３の剥離準備工程とステップＳ４の異物剥離工程とステップＳ５の異物排出工程とを併せて異物除去工程という。
そして、異物除去工程後、異物除去工程が所定回数（２回以上）繰り返して行われたか制御部２２により判定される（ステップＳ６）。
所定回数繰り返して行われていない場合（ＮＯの場合）、処理はステップＳ３に戻され、異物除去工程が再度行われる。なお、上述の異物除去工程を繰り返すことは、言い換えると、所定の排気速度で検査空間Ｓを排気しながら、当該検査空間Ｓにパルス状にドライエアを供給することである。
また、異物除去工程が所定回数行われていた場合（ＹＥＳの場合）、チャックトップ５１がポゴフレーム７０から取り外される（ステップＳ７）。具体的には、アライナ５０が制御され、チャックトップ５１にアライナ５０が当接される。そして、排気管１１１の開閉弁１１３が閉状態とされ検査空間Ｓの排気が停止されると共に、供給管１２１の開閉弁１２３が開状態のまま維持され検査空間Ｓへのドライエアの導入が継続され、チャックトップ５１がポゴフレーム７０から取り外される。取り外されたチャックトップ５１は、アライナ５０に載置され、保持される。
これにより、検査装置１におけるクリーニング処理であって１つの検査空間Ｓに対するクリーニング処理は完了する。
なお、ステップＳ４の異物剥離工程は１秒〜５秒に亘って行われ、ステップＳ５の異物排出工程は２０秒〜３０秒に亘って行われ、ステップＳ３の剥離準備工程は、排気機構１１０の排気能力に応じた時間に亘って行われる。
以上のように、本実施形態にかかるクリーニング方法は、検査空間Ｓ、すなわち、プローブカード８０と当該プローブカード８０と対向するチャックトップ５１との間の空間を排気し減圧する剥離準備工程と、減圧された検査空間Ｓにドライエアを導入し、チャックトップ５１の表面とプローブ８２とに付着した異物を剥離する異物剥離工程と、検査空間Ｓへのドライエアの導入を維持しながら、当該検査空間Ｓを排気し、異物を排出する異物排出工程と、を有する。したがって、本実施形態によれば、検査装置１内のチャックトップ５１だけでなく、プローブ８２のクリーニングも行うことができる。本実施形態と異なり、プローブ８２のクリーニングを研磨によって行う場合、プローブ８２が摩耗してしまうが、本実施形態ではプローブ８２のクリーニングに研磨が必要ないため、プローブ８２が摩耗することがない。また、本実施形態によれば、チャックトップ５１及びプローブ８２のクリーニングは、人力で行う必要がないため、当該クリーニングに際し検査装置１を停止させる必要がないため、検査装置１の稼働時間が短くなるのを防ぐことができる。
さらに、本実施形態によれば、チャックトップ５１やプローブ８２のみならず、検査空間Ｓに面している他の部材もクリーニングすることができる。例えば、カード本体８１やベローズ７４、ポゴフレーム７０もクリーニングすることができる。
また、チャックトップ５１にウェハＷを載置しておき、上述のクリーニング処理と同様な処理を実行することにより、チャックトップ５１のクリーニングに代えてウェハＷのクリーニングを行うことができる。なお、ウェハＷのクリーニングの実行タイミングは、例えば、ウェハＷ毎である。また、上記実行タイミングは、カメラ６０によるウェハＷの撮像結果に基づいて決定してもよい。例えば、カメラ６０での撮像結果に基づいてウェハＷ上のアライメントマークやパッドを認識する際に認識不良となった場合に、クリーニングを行うようにしてもよい。この場合、ウェハＷのアライメントマーク上やパッド上に異物が存在すると考えられるからである。また、カメラ６０での撮像結果に基づいて、ウェハＷの表面の異物を認識するように構成し、異物が認識された場合のみ、ウェハＷのクリーニング処理を行うようにしてもよい。
さらにまた、本実施形態では、上述のように、異物除去工程（剥離準備工程、異物剥離工程及び異物排出工程）を繰り返し行っているため、チャックトップ５１の表面やプローブ８２に付着した異物をより確実に除去することができる。ただし、異物除去工程の実行回数は１回であってもよい。
なお、本実施形態では、異物除去工程を所定回数繰り返し行っているが、例えば、排気管１１１に異物を検知可能なセンサを設けておき、当該センサで異物が検知されなくなるまで、異物除去工程を繰り返すようにしてもよい。
また、本実施形態では、上述のように、ドライエアの導入口１０１ａを上端に有する導入流路１０１がラバルノズル構造である。したがって、導入口１０１ａから、減圧された検査空間Ｓに、ドライエアの超音速流を噴出することができる。これにより発生する衝撃波により、チャックトップ５１の表面やプローブ８２に付着していた異物を剥離することができる。なお、導入口１０１ａから導入されるドライエアが超音速流でない場合、チャックトップ５１の表面等に、速度が零であるガス流から成る層（境界層）が生じ、異物を除去することができない場合がある。それに対し、本実施形態では、衝撃波を生じさせるようにしているため、チャックトップ５１等のクリーニング対象の全域について、その表面近傍まで速度が零ではないガス流が形成される。したがって、チャックトップ５１の表面やプローブ８２等に付着した異物をより確実に除去することができる。
異物剥離工程や異物排出工程で検査空間Ｓに導入するドライエアの温度は、チャックトップ５１の温度と異なることが好ましい。その理由は以下の通りである。チャックトップ５１に付着した異物の方がチャックトップ５１より熱容量が小さいため、上述のようにチャックトップ５１と温度が異なるドライエアを導入することにより、上記異物のみ温度が大きく変化する。したがって、異物とチャックトップ５１との熱膨張度の差によって異物がクリーニング対象から剥離し易くなる。
なお、ドライエアの温度をチャックトップ５１と異ならせるため、チャックトップ５１に対し設けられた温度調整機構（図示せず）によりチャックトップ５１の温度を調整してもよいし、ドライエアの温度調整機構を設けておき、ドライエアの温度を調整するようにしてもよい。
以上の説明では、クリーニング時に検査空間Ｓへ導入する気体としてドライエアを用いていたが、これに限られない。例えば、窒素ガス等の不活性ガスであってもよい。また、Ａｒガス等の分子量の大きいガスであってもよい。分子量の大きいガスを用いることにより、異物剥離のためのガスの運動エネルギーを大きくすることができるため、より確実に異物を剥離することができる。
また、クリーニング時に検査空間Ｓに導入するドライエアの流量は、電気的特性検査直後のチャックトップ５１のデチャック工程における検査空間Ｓへのドライエアの流量より大きいことが好ましい。上記デチャック工程時より大流量のドライエアをクリーニング時に検査空間Ｓに導入することにより、上記デチャック工程時の流量のドライエアで剥離され得る異物を、クリーニング時に予め除去することができるからである。
なお、排気機構１１０や排気流路１００は、検査装置１で用いられる他の排気機構や排気流路と共通としてもよい。例えば、検査空間Ｓを検査時圧力まで真空引きするための排気機構や排気流路と共通としてもよい。
また、気体供給機構１２０や導入流路１０１は、検査装置１で用いられる他の気体供給機構や導入流路と共通としてもよい。例えば、電気的特性検査直後のデチャック工程のための気体供給機構や導入流路と共通としてもよい。
（第２実施形態）
図１０は、第２実施形態にかかる、検査装置におけるクリーニング処理に用いられる気体供給機構の説明図である。
本実施形態では、気体供給機構１２０の供給管１２１における供給源１２２と開閉弁１２３との間に、流量調整部１２４が設けられている。流量調整部１２４は、例えば、下流側すなわち検査空間Ｓへ流れる気体の流量を制限する、オリフィス構造を有する部材で構成される。
本実施形態におけるクリーニング処理は、検査空間Ｓ内の圧力を変動させることによりベローズ７４を伸縮させ、ベローズ７４に付着していた異物を剥離するベローズ伸縮工程を有する。当該工程における検査空間Ｓ内の圧力の変動は、流量調整部１２４を用いて、検査空間Ｓに導入する気体の流量を調整することにより実現することができる。
上記ベローズ伸縮工程は、例えば、前述のステップＳ５の異物除去工程と同時に行われる。
なお、検査空間Ｓに導入する気体の流量の調整方法は、上述の流量調整部１２４を用いた方法に限られない。例えば、気体供給機構１２０と同様の気体供給機構を別途設け、両方の気体供給機構から気体を導入するか、片方の気体供給機構から気体を導入するかを切り替えることにより、検査空間Ｓに導入する気体の流量を調整するようにしてもよい。
また、以上では、検査空間Ｓに導入する気体の流量を調整することで、ベローズ７４を伸縮させていたが、ベローズ７４を伸縮させる方法はこの例に限られない。例えば、排気機構１１０の排気管１１１に開度可変な圧力調整弁を設けておき、圧力調整弁の開度を調整することで、検査空間Ｓ内の圧力を変動させ、ベローズ７４を伸縮させるようにしてもよい。
（チャックトップ５１の他の例）
図１１は、チャックトップ５１の他の例を説明する側面図である。
本例のチャックトップ５１は、図示するように、クリーニング時におけるプローブ８２と当該チャックトップ５１の表面との当接を防ぐ当接防止部材５１ａを、ベローズ７４が当接する領域の外側に有する。
当接防止部材５１ａは、例えばチャックトップ５１の表面から上方向に突出する柱状部材である。当接防止部材５１ａの高さ（すなわちチャックトップ５１の表面からの突出量）は、チャックトップ５１をクリーニング対象に含むクリーニング時に検査空間Ｓが減圧されたときに、当該当接防止部材５１ａの上端がポゴフレーム７０の下面に当接することによりプローブ８２とチャックトップ５１の表面との当接が妨げられる高さである。また、当接防止部材５１ａの高さは、電気的特性検査時にチャックトップ５１に載置されたウェハＷの表面とプローブ８２との当接が妨げられない高さでもある。
当接防止部材５１ａを設けることにより、クリーニング時に（具体的には剥離準備工程やベローズ伸縮工程の際に）、プローブ８２と当該チャックトップ５１の表面とが当接するのをより確実に防ぐことができる。
また、この当接防止部材５１ａを設けた場合、剥離準備工程における検査空間Ｓの圧力を低くしても、プローブ８２と当該チャックトップ５１の表面とが当接することがない。したがって、異物剥離工程において、ドライエアの導入圧と検査空間Ｓの圧力との圧力差を大きくすることができ、検査空間Ｓへのドライエアの超音速流の導入と衝撃波の発生をより確実に行うことができる。
この当接防止部材５１ａは、ポゴフレーム７０に設けられていてもよい。
また、当接防止部材５１ａは、その高さが可変に構成されていてもよい。特に、ウェハＷのクリーニングも行う場合は、当接防止部材５１ａの高さは可変であることが好ましい。あるいは、当接防止部材５１ａは、電気的特性検査時におけるチャックトップ５１との干渉を避けるために、退避機構を備えた構成としてもよい。クリーニング時におけるウェハＷの表面とプローブ８２との当接を防止しながら、電気的特性検査時におけるウェハＷの表面とプローブ８２との当接を可能とするためである。
なお、当接防止部材５１ａは、ベローズ７４が当接する領域の内側に設けられていてもよい。
（チャックトップ５１のさらに別の例）
図１２は、チャックトップ５１のさらに別の例を説明する側面図である。
図７の例のチャックトップ５１に設けられていた導入口１０１ａは１つであった。それに対し、図１２のチャックトップ５１には、複数の導入口１０１ａが設けられている。
具体的には、複数の導入口１０１ａが、チャックトップ５１の周縁部に沿って、周方向に等間隔で設けられている。
このように導入口１０１ａを複数設けることにより、検査空間Ｓ内により均一に気体を導入することができる。
また、導入口１０１ａを複数設ける場合、当該導入口１０１ａの孔径を小さくすることが好ましい。導入口１０１ａの孔径は小さい方が、導入口１０１ａの出口近傍で圧力差を形成しやすいため、容易に衝撃波を発生させることができる。なお、導入口１０１ａが１つの場合、導入口１０１ａの孔径を小さくすると流量が稼げず、異物剥離工程時の検査空間Ｓの圧力を所望の圧力（例えば、ガス導入による昇圧前後で圧力比が２倍以上となる圧力）にすることができないおそれがあるが、導入口１０１ａが複数の場合は、そのような問題は生じない。
なお、以上の例では、検査空間Ｓへの気体の導入口や検査空間Ｓの排気口は、チャックトップ５１に設けていたが、ポゴフレーム７０やプローブカード８０に設けてもよい。
また、以上の例では、チャックトップ５１に設けられた導入口１０１ａは、平面視においてプローブ８２が形成されている領域の外側に設けられていたが、当該領域の内側に設けられていてもよい。
また、導入流路１０１は、導入口１０１ａから導入された気体がプローブ８２を指向するように形成してもよい。
今回開示された実施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。上記の実施形態は、添付の請求の範囲及びその主旨を逸脱することなく、様々な形態で省略、置換、変更されてもよい。
なお、以下のような構成も本開示の技術的範囲に属する。
（１）被検査体に形成された被検査デバイスの電気的特性検査を行う検査装置におけるクリーニング方法であって、
前記電気的特性検査時に前記被検査デバイスに接触するプローブを有するプローブカードと対向する位置に、前記被検査体が載置される載置台を搬送する搬送工程と、
次いで、前記プローブカードと当該プローブカードに対向する前記載置台との間の空間を排気し減圧する剥離準備工程と、
減圧された前記空間に気体を導入し、前記載置台の表面と前記プローブとに付着した異物を剥離する異物剥離工程と、
前記空間への前記気体の導入を維持しながら、当該空間を排気し、前記異物を排出する異物排出工程と、を有する、クリーニング方法。
上記（１）によれば、検査装置内の載置台だけでなく、プローブのクリーニングも行うことができる。
（２）前記剥離準備工程、前記異物剥離工程及び前記異物排出工程を、この順で繰り返す、前記（１）に記載のクリーニング方法。
上記（２）によれば、載置台やプローブに付着していた異物をより確実に除去することができる。
（３）前記搬送工程は、伸縮可能に構成された載置台支持部によって前記載置台を支持する共に、当該載置台支持部によって前記空間を密閉する工程を有し、
当該クリーニング方法は、さらに、
前記載置台支持部を伸縮させる伸縮工程を有する、前記（１）または（２）に記載のクリーニング方法。
前記（３）によれば、載置台支持部に付着した異物も除去することができる。
（４）前記伸縮工程は、前記空間内の圧力を変動させることにより前記載置台支持部を伸縮させる、前記（３）に記載のクリーニング方法。
（５）前記異物剥離工程及び前記異物排出工程の少なくともいずれか一方において、前記載置台の温度と異なる前記気体を導入する、前記（１）〜（４）のいずれか１に記載のクリーニング方法。
前記（５）によれば、載置台の表面から異物を剥離しやすくすることができる。
（６）前記異物剥離工程は、減圧された前記空間への前記気体の導入により、衝撃波を発生させ、当該衝撃波により、前記載置台の表面と前記プローブとに付着した異物を剥離する、前記（１）〜（５）のいずれか１に記載のクリーニング方法。
前記（６）によれば、載置台の表面やプローブに付着していた異物をより確実に除去することができる。
（７）被検査体に形成された被検査デバイスの電気的特性検査を行う検査装置であって、
前記被検査体が載置される載置台と、
前記電気的特性検査時に前記被検査デバイスに接触するプローブを有するプローブカードと前記載置台との間の空間を排気する排気機構、及び、前記空間に気体を供給する気体供給機構を制御するように構成された制御部と、を有し、
前記制御部は、
前記空間を排気し減圧する剥離準備工程と、減圧された前記空間に前記気体を導入し、前記載置台の表面と前記プローブとに付着した異物を剥離する異物剥離工程と、前記空間への前記気体の導入を維持しながら、当該空間を排気し、前記異物を排出する異物排出工程と、が実行されるように、前記排気機構及び前記気体供給機構を制御する、検査装置。
（８）さらに、伸縮可能に構成されると共に、前記空間を密閉するように前記載置台を支持する載置台支持部を有し、
前記制御部は、前記空間内の圧力を変動させることにより前記載置台支持部を伸縮させる工程が実行されるように、前記排気機構及び前記気体供給機構の少なくともいずれか一方を制御する、前記（７）に記載の検査装置。
（９）前記プローブカードを支持するカード支持部及び前記前記載置台の少なくともいずれか一方に、前記プローブと前記載置台との当接を防ぐ当接防止部材が設けられている、前記（７）または（８）に記載の検査装置。
（１０）前記プローブカードを支持するカード支持部及び前記載置台の少なくともいずれか一方に前記気体の導入口が設けられ、
前記気体の導入口を先端に有する流路がラバルノズル構造である、前記（７）〜（９）のいずれか１に記載の検査装置。
１ 検査装置
２２ 制御部
５１ チャックトップ
８０ プローブカード
８２ プローブ
１１０ 排気機構
１２０ 気体供給機構
Ｓ 検査空間
Ｗ ウェハ

Claims (10)

  1. 被検査体に形成された被検査デバイスの電気的特性検査を行う検査装置におけるクリーニング方法であって、
    前記電気的特性検査時に前記被検査デバイスに接触するプローブを有するプローブカードと対向する位置に、前記被検査体が載置される載置台を搬送する搬送工程と、
    次いで、前記プローブカードと当該プローブカードに対向する前記載置台との間の空間を排気し減圧する剥離準備工程と、
    減圧された前記空間に気体を導入し、前記載置台の表面と前記プローブとに付着した異物を剥離する異物剥離工程と、
    前記空間への前記気体の導入を維持しながら、当該空間を排気し、前記異物を排出する異物排出工程と、を有する、クリーニング方法。
  2. 前記剥離準備工程、前記異物剥離工程及び前記異物排出工程を、この順で繰り返す、請求項１に記載のクリーニング方法。
  3. 前記搬送工程は、伸縮可能に構成された載置台支持部によって前記載置台を支持する共に、当該載置台支持部によって前記空間を密閉する工程を有し、
    当該クリーニング方法は、さらに、
    前記載置台支持部を伸縮させる伸縮工程を有する、請求項１または２に記載のクリーニング方法。
  4. 前記伸縮工程は、前記空間内の圧力を変動させることにより前記載置台支持部を伸縮させる、請求項３に記載のクリーニング方法。
  5. 前記異物剥離工程及び前記異物排出工程の少なくともいずれか一方において、前記載置台の温度と異なる前記気体を導入する、請求項１〜４のいずれか１項に記載のクリーニング方法。
  6. 前記異物剥離工程は、減圧された前記空間への前記気体の導入により、衝撃波を発生させ、当該衝撃波により、前記載置台の表面と前記プローブとに付着した異物を剥離する、請求項１〜５のいずれか１項に記載のクリーニング方法。
  7. 被検査体に形成された被検査デバイスの電気的特性検査を行う検査装置であって、
    前記被検査体が載置される載置台と、
    前記電気的特性検査時に前記被検査デバイスに接触するプローブを有するプローブカードと前記載置台との間の空間を排気する排気機構、及び、前記空間に気体を供給する気体供給機構を制御するように構成された制御部と、を有し、
    前記制御部は、
    前記空間を排気し減圧する剥離準備工程と、減圧された前記空間に前記気体を導入し、前記載置台の表面と前記プローブとに付着した異物を剥離する異物剥離工程と、前記空間への前記気体の導入を維持しながら、当該空間を排気し、前記異物を排出する異物排出工程と、が実行されるように、前記排気機構及び前記気体供給機構を制御する、検査装置。
  8. さらに、伸縮可能に構成されると共に、前記空間を密閉するように前記載置台を支持する載置台支持部を有し、
    前記制御部は、前記空間内の圧力を変動させることにより前記載置台支持部を伸縮させる工程が実行されるように、前記排気機構及び前記気体供給機構の少なくともいずれか一方を制御する、請求項７に記載の検査装置。
  9. 前記プローブカードを支持するカード支持部及び前記前記載置台の少なくともいずれか一方に、前記プローブと前記載置台との当接を防ぐ当接防止部材が設けられている、請求項７または８に記載の検査装置。
  10. 前記プローブカードを支持するカード支持部及び前記載置台の少なくともいずれか一方に前記気体の導入口が設けられ、
    前記気体の導入口を先端に有する流路がラバルノズル構造である、請求項７〜９のいずれか１項に記載の検査装置。

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