JP6803542B2 - プローバ及びプローブ検査方法 - Google Patents

Description

本発明は、半導体ウエハ上に形成された複数の半導体装置（チップ）の電気的特性の検査を行うプローバ及びプローブ検査方法において、特に、複数の測定部を備えたマルチステージ式のプローバ及びプローブ検査方法に関する。

半導体製造工程は、多数の工程を有し、品質保証及び歩留まりの向上のために、各種の製造工程で各種の検査が行われる。例えば、半導体ウエハ上に半導体装置の複数のチップが形成された段階で、各チップの半導体装置の電極パッドをテストヘッドに接続し、テストヘッドから電源及びテスト信号を供給し、半導体装置の出力する信号をテストヘッドで測定して、正常に動作するかを電気的に検査するウエハレベル検査が行われている。

ウエハレベル検査の後、ウエハはフレームに貼り付けられ、ダイサで個別のチップに切断される。切断された各チップは、正常に動作することが確認されたチップのみが次の組み立て工程でパッケージ化され、動作不良のチップは組み立て工程から除かれる。更に、パッケージ化された最終製品は、出荷検査が行われる。

ウエハレベル検査は、ウエハ上の各チップの電極パッドにプローブを接触させるプローバを使用して行われる。プローブはテストヘッドの端子に電気的に接続され、テストヘッドからプローブを介して各チップに電源及びテスト信号が供給されると共に各チップからの出力信号をテストヘッドで検出して正常に動作するかを測定する。

半導体製造工程においては、製造コストの低減のために、ウエハの大型化や一層の微細化（集積化）が進められており、１枚のウエハ上に形成されるチップの個数が非常に大きくなっている。それに伴って、プローバでの１枚のウエハの検査に要する時間も長くなっており、スループットの向上が求められている。そこで、スループットの向上を図るため、多数のプローブを設けて複数個のチップを同時に検査できるようにするマルチプロービングが行われている。近年、同時に検査するチップ数は益々増加し、ウエハ上のすべてのチップを同時に検査する試みも行われている。そのため、電極パッドとプローブを接触させる位置合わせの許容誤差が小さくなっており、プローバにおける移動の位置精度を高めることが求められている。

一方、スループットを増加するもっとも簡単な方法として、プローバの台数を増加させることが考えられるが、プローバの台数を増加させると、製造ラインにおけるプローバの設置面積も増加するという問題を生じる。また、プローバの台数を増加させると、その分装置コストも増加することになる。そのため、設置面積の増加や装置コストの増加を抑えてスループットを増加させることが求められている。

このような背景のもと、例えば特許文献１には、複数の測定部を備えたマルチステージ式のプローバが提案されている。このプローバでは、ウエハとプローブカードとの相対的な位置合わせを行うアライメント装置が各測定部間を相互に移動できるように構成されている。これにより、各測定部でアライメント装置を共有することができ、省スペース化やコストダウンを図ることができる。

また、特許文献１に記載されたプローバでは、ウエハチャックをプローブカード側に保持する真空吸着方式が採用されている。この真空吸着方式では、ウエハチャックとプローブカードとの間に形成された内部空間（密閉空間）を減圧手段により減圧して、ウエハチャックをプローブカード側に引き寄せることにより、プローブカードの各プローブにウエハの各チップの電極パッドを接触させるコンタクト動作が行われる。また、コンタクト動作が行われる際、内部空間の減圧によってウエハチャックをプローブカード側に引き寄せる動作が行われる前に、アライメント装置の昇降機構によってプローブカードの各プローブをウエハの各チップの電極パッドに接触させる接触工程が少なくとも１回行われる。これにより、ウエハの各チップの電極パッドに形成された酸化膜を除去することができ、電気的な接続の信頼性を高めることが可能となる。

しかしながら、上記のようなコンタクト動作が行われるプローバにおいて、アライメント装置の昇降機構によりウエハチャックを上昇させる際、プローブカードとウエハチャックとの間に形成された内部空間が外部空間と連通しない非連通状態（密閉状態）となっている場合、ウエハチャックの上昇に伴って内部空間内の空気が瞬間的に圧縮されて強い反力が発生し、この反力によってプローブカードとウエハとが意図しない形で接触する可能性がある。この場合、プローブカードとウエハとの異常接触により、プローブカードやウエハが破損してしまう不具合が生じる恐れがある。

そこで、特許文献１に記載されたプローバでは、上記問題を解決するために、内部空間と外部空間との間を連通する連通路を選択的に開閉可能なシャッタ手段をウエハチャックに設けた構成が採用されている。この構成によれば、アライメント装置の昇降機構によりウエハチャックを上昇させる場合には、シャッタ手段により連通路を開くことにより、内部空間が外部空間と連通した連通状態（非密閉状態）となるので、プローブカードとウエハとの異常接触により、プローブカードやウエハが破損してしまう不具合を防止することが可能となる。

また、特許文献２には、真空吸着方式が採用されたプローバにおいて、プローブカードをプローバから取り外すことなくプローブカードのクリーニングを行えるようにするために、内部空間と外部空間との間を連通する連通路（通気路）を開閉可能なシャッタ手段をウエハチャックに備えた構成を有するプローバが提案されている。このプローバによれば、プローブカードのクリーニング動作として、ウエハチャックにクリーニング用のウエハを吸着保持し、クリーニング用のウエハをプローブカードのプローブに接触させるとともに、ウエハチャックを上下に往復移動させてプローブの付着物を除去する動作が行われる際に、シャッタ手段により連通路を開放することで内部空間を外部空間と連通した連通状態（非密閉状態）にすることにより、ウエハチャックを上下方向に高速で往復させてもプローブカードの破損が防止されるようになっている。

特開２０１６−０３２１１０号公報 特開２０１６−１５２３３４号公報

ところで、特許文献１や特許文献２に記載されたプローバでは、プローブカードとウエハチャックとの間に形成された内部空間を外部空間（大気）と連通した連通状態（非密閉状態）と外部空間と連通しない非連通状態（密閉状態）との間で選択的に切替可能なシャッタ手段をウエハチャックに設けた構成が採用されているが、以下のような問題がある。

すなわち、ウエハチャックにシャッタ手段の構成部品を取り付けることでそこが放熱要素となり、ウエハチャックの温度分布に影響を与える問題がある。特に高温または低温などの通常とは異なる環境で検査が行われる場合、ウエハチャックは加熱または冷却された状態で検査が行われるが、その場合、ウエハチャックの温度分布に与える影響は大きなものとなる。また、ウエハチャックの温度分布に与える影響によって、ウエハチャックの載置面（ウエハ保持面）の平面度が変化することがあり、プローブカードの各プローブとウエハの各チップの電極パッドとの接触圧が不均一となり、ウエハレベル検査の測定精度を低下させる要因となる。

さらに、真空吸着方式が採用されたプローバにおいては、ウエハの各チップの電極パッドとプローブカードの各プローブとを接触させるコンタクト動作や、真空吸着によりプローブカードと一体化されたウエハチャックをプローブカード側から離脱させるリリース動作が行われる際には、ウエハチャックの重量バランスが重要になるが、ウエハチャックにシャッタ手段が設けられた構成の場合にはシャッタ手段の構成部品によってウエハチャックの重量バランスが崩れる要因となり、コンタクト動作やリリース動作が不安定となる恐れがある。

本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、真空吸着方式によるコンタクト動作やリリース動作を安定して行うことができるプローバ及びプローブ検査方法を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明の第１態様に係るプローバは、ウエハを保持するウエハチャックと、ウエハチャックに対向する面に複数のプローブを有するプローブカードと、プローブカードを保持するヘッドステージと、ウエハチャックとプローブカードとの間に内部空間を形成する環状のシール部材と、ウエハチャックを着脱自在に固定するウエハチャック固定部を有し、ウエハチャック固定部に固定されたウエハチャックを昇降させる機械的昇降手段と、内部空間に負圧を付与することによりウエハチャックをプローブカード側に吸着保持する負圧付与手段と、ヘッドステージに設けられ、内部空間が外部空間と連通した連通状態と内部空間が外部空間と連通しない非連通状態との間で選択的に切替可能なシャッタ手段と、を備える。

本発明の第２態様に係るプローバは、第１態様において、シャッタ手段は、エアシリンダ機構によって開閉弁を進退移動させることで内部空間を連通状態と非連通状態との間で選択的に切り替える。

本発明の第３態様に係るプローバは、第１態様又は第２態様において、機械的昇降手段によってウエハチャックをプローブカードに向かって移動させる場合には内部空間が連通状態となり、かつ負圧付与手段によって内部空間に負圧を付与する場合には内部空間が非連通状態となるように、シャッタ手段の動作を制御する第１のシャッタ制御手段を備える。

本発明の第４態様に係るプローバは、第１態様から第３態様のいずれか１つの態様において、内部空間に正圧を付与することによりウエハチャックをプローブカード側からリリースする正圧付与手段と、正圧付与手段によってウエハチャックがプローブカード側からリリースされる場合には内部空間が非連通状態となるように、シャッタ手段の動作を制御する第２のシャッタ制御手段と、を備える。

本発明の第５態様に係るプローブ検査方法は、機械的昇降手段によりウエハチャックをヘッドステージに保持されたプローブカードに向かって移動させて、ウエハチャックとプローブカードとの間に内部空間を形成するウエハチャック移動工程と、内部空間に負圧を付与することによりウエハチャックをプローブカード側に吸着保持する負圧付与工程と、ヘッドステージに設けられ、内部空間が外部空間と連通した連通状態と内部空間が外部空間と連通しない非連通状態との間で選択的に切替可能なシャッタ手段を用いて、ウエハチャック移動工程が行われる場合には内部空間が非連通状態となり、負圧付与工程が行われる場合には内部空間が連通状態となるように、シャッタ手段の動作を制御する第１のシャッタ制御工程と、を備える。

本発明の第６態様に係るプローブ検査方法は、第５態様において、内部空間に正圧を付与することによりウエハチャックをプローブカード側からリリースする正圧付与工程と、正圧付与工程が行われる場合には内部空間が非連通状態となるように、シャッタ手段の動作を制御する第２のシャッタ制御工程と、を備える。

本発明によれば、ヘッドステージにシャッタ手段を設けたので、シャッタ手段の構成部品によるウエハチャックの温度分布や重量バランスに与える影響をなくすことができ、真空吸着方式によるコンタクト動作やリリース動作を安定して行うことができる。

第１の実施形態に係るプローバの全体構成を示した外観図 第１の実施形態に係るプローバの全体構成を示した平面図 第１の実施形態に係るプローバにおける測定ユニットの構成を示した概略図 図３に示した測定ユニットにおける測定部の構成を示した概略図 第１の実施形態の他の構成例としてヘッドステージを下面側から見た概略平面図 位置決めピンとＶブロックとの対応関係を示した図 第１の実施形態に係るプローバの制御装置の構成を示した機能ブロック図 第１の実施形態に係るプローバにおけるコンタクト動作を示したフローチャート 第１の実施形態に係るプローバにおけるコンタクト動作を説明するための図 第１の実施形態に係るプローバにおけるコンタクト動作のタイミングチャート図 第１の実施形態に係るプローバにおけるリリース動作を示したフローチャート 第１の実施形態に係るプローバにおけるリリース動作を説明するための図 第１の実施形態に係るプローバにおけるリリース動作を示したタイミングチャート図 内部空間の圧力とウエハチャックのリリース速度との関係を示した図 第２の実施形態に係るプローバの構成を示した概略図 第２の実施形態に係るプローバにおけるコンタクト動作を説明するための図 第２の実施形態に係るプローバにおけるリリース動作を説明するための図

以下、添付図面に従って本発明の好ましい実施形態について説明する。

（第１の実施形態）
図１及び図２は、第１の実施形態に係るプローバ１０の全体構成を示した外観図と平面図である。

図１及び図２に示すように、本実施形態のプローバ１０は、検査するウエハＷ（図４参照）を供給及び回収するローダ部１４と、ローダ部１４に隣接して配置された測定ユニット１２とを備えている。測定ユニット１２は、複数の測定部１６を有しており、ローダ部１４から各測定部１６にウエハＷが供給されると、各測定部１６でそれぞれウエハＷの各チップの電気的特性の検査（ウエハレベル検査）が行われる。そして、各測定部１６で検査されたウエハＷはローダ部１４により回収される。なお、プローバ１０は、操作パネル２２、後述する制御装置（図６参照）等も備えている。

ローダ部１４は、ウエハカセット２０が載置されるロードポート１８と、測定ユニット１２の各測定部１６とウエハカセット２０との間でウエハＷを搬送する搬送ユニット２４とを有する。搬送ユニット２４は、図示しない搬送ユニット駆動機構を備えており、Ｘ、Ｚ方向に移動可能に構成されるとともに、θ方向（Ｚ方向周り）に回転可能に構成されている。また、搬送ユニット２４は、上記搬送ユニット駆動機構により前後に伸縮自在に構成された搬送アーム２６を備えている。搬送アーム２６の上面部には図示しない吸着パッドが設けられており、搬送アーム２６は、この吸着パッドでウエハＷの裏面を真空吸着してウエハＷを保持する。これにより、ウエハカセット２０内のウエハＷは、搬送ユニット２４の搬送アーム２６によって取り出され、その上面に保持された状態で測定ユニット１２の各測定部１６に搬送される。また、検査の終了した検査済みのウエハＷは逆の経路で各測定部１６からウエハカセット２０に戻される。

図３は、本発明の実施形態に係るプローバにおける測定ユニットの構成を示した概略図である。図４は、図３に示した測定ユニットにおける測定部の構成を示した概略図である。

図３に示すように、測定ユニット１２は、複数の測定部１６が多段状に積層された積層構造（多段構造）を有しており、各測定部１６はＸ方向及びＺ方向に沿って２次元的に配列されている。本実施形態では、一例として、Ｘ方向に４つの測定部１６がＺ方向に３段積み重ねられている。

測定ユニット１２は、複数のフレームを格子状に組み合わせた格子形状を有する筐体（不図示）を備えている。この筐体は、Ｘ方向、Ｙ方向、Ｚ方向にそれぞれ延びる複数のフレームを格子状に組み合わせて形成されたものであり、これらのフレームにより形成された各空間部にそれぞれ測定部１６の構成要素が配置される。

各測定部１６は、いずれも同一の構成を有しており、図４に示すように、ヘッドステージ３０と、プローブカード３２と、ウエハチャック３４とを備えている。また、各測定部１６には、それぞれ、図示しないテストヘッドが設けられている。なお、テストヘッドは、図示しないテストヘッド保持部によりヘッドステージ３０の上方に支持されている。

ヘッドステージ３０は、筐体の一部を構成するフレーム部材（不図示）に支持されており、プローブカード３２が着脱自在に装着固定される。ヘッドステージ３０に装着固定されたプローブカード３２は、ウエハチャック３４のウエハ保持面３４ａと対向するように設けられる。なお、プローブカード３２は、検査するウエハＷ（デバイス）に応じて交換される。

プローブカード３２には、検査するウエハＷの各チップの電極パッドの位置に対応して配置された、カンチレバーやスプリングピン等の複数のプローブ３６が設けられている。各プローブ３６は、図示しないテストヘッドの端子に電気的に接続され、テストヘッドから各プローブ３６を介して各チップに電源及びテスト信号が供給されると共に各チップからの出力信号をテストヘッドで検出して正常に動作するかを測定する。なお、プローブカード３２とテストヘッドとの接続構成については、本発明の要部ではないため、詳細な説明を省略する。

プローブ３６は、バネ特性を有し、プローブ３６の先端位置より接触点を上昇させることにより、電極パッドに所定の接触圧で接触する。また、プローブ３６は、電気的検査を行うときに、電極パッドがオーバードライブの状態で接触されると、プローブ３６の先端が電極パッドの表面にのめり込み、その電極パッドの表面にそれぞれ針跡を形成するようになっている。なお、オーバードライブとは、ウエハＷとプローブ３６の先端の配列面との傾き、及び、プローブ３６の先端位置のばらつきなどを考慮して、電極パッドとプローブ３６が確実に接触するように、プローブ３６の先端位置より高い位置まで電極パッド、すなわちウエハＷの表面を距離αだけ上昇させた状態をいう。また、プローブ３６の先端位置（コンタクト位置）からウエハＷの表面を更に上昇させる移動量、すなわち上記距離αをオーバードライブ量と称する。

ウエハチャック３４は、ウエハＷを真空吸着して固定する。ウエハチャック３４は、検査するウエハＷが載置されるウエハ保持面３４ａを有しており、ウエハ保持面３４ａには複数の吸引口４０が設けられている（図４では１つのみ図示）。吸引口４０は、ウエハチャック３４の内部に形成された吸引路４２を介して真空ポンプなどの吸引装置（真空源）４４に接続されている。吸引装置４４と吸引路４２との間を接続する吸引経路にはウエハ吸着用電磁弁４６が設けられている。なお、ウエハ吸着用電磁弁４６はウエハ吸着用電磁弁制御部１１０（図７参照）により制御される。

ウエハチャック３４のウエハ保持面３４ａよりも外側には、ウエハ保持面３４ａに保持されたウエハＷを取り囲むように形成された弾性を有するリング状シール部材（チャックシールゴム）４８が設けられている。後述するＺ軸移動・回転部７２によりウエハチャック３４をプローブカード３２に向かって移動（上昇）させたときに、リング状シール部材４８がヘッドステージ３０の下面に接触することで、ウエハチャック３４、プローブカード３２、及びリング状シール部材４８により囲まれた内部空間Ｓ（図９参照）が形成される。なお、リング状シール部材４８は本発明の環状のシール部材の一例である。

ヘッドステージ３０には、プローブカード３２とウエハチャック３４との間に形成された内部空間Ｓに負圧及び正圧のいずれか一方を選択的に付与するための圧力供給路５０が設けられている。圧力供給路５０の一端はヘッドステージ３０の内壁面（内部空間Ｓに面した内側の面）に開口しており、圧力供給路５０の他端はヘッドステージ３０の外壁面（内部空間Ｓとは面しない外側の面）に開口している。圧力供給路５０の他端には共通配管６０の一端に接続されており、共通配管６０は圧力供給路５０を介して内部空間Ｓに連通している。共通配管６０の他端は圧力切替用電磁弁６２に接続されている。なお、本実施形態では、ヘッドステージ３０には圧力供給路５０が１つだけ設けられた構成を示したが、これに限らず、複数の圧力供給路５０が設けられていてもよい（図５参照）。

圧力切替用電磁弁６２は３つのポート６２ａ、６２ｂ、６２ｃを備えており、後述する圧力切替用電磁弁制御部１１４によって、第１ポート６２ａ及び第３ポート６２ｃ間と第２ポート６２ｂ及び第３ポート６２ｃ間とを選択的に連通させるように制御が行われる。

圧力切替用電磁弁６２の第１ポート６２ａには減圧用配管６４の一端が接続されており、減圧用配管６４の他端は減圧用レギュレータ（真空電空レギュレータ）５４を介して吸引装置４４（真空ポンプ）に接続されている。また、第２ポート６２ｂには加圧用配管６６の一端が接続されており、加圧用配管６６の他端は加圧用レギュレータ６８を介して加圧装置（加圧ポンプ）４５に接続されている。また、第３ポート６２ｃには前述した共通配管６０の他端が接続されている。

吸引装置４４は、減圧用配管６４及び共通配管６０を介して内部空間Ｓ内の空気を排出することにより、内部空間Ｓを減圧して、大気圧よりも低い圧力である負圧にすることができる。減圧用レギュレータ５４は大気圧から例えば−１００ｋＰａ（ゲージ圧）までの任意の圧力（負圧）に設定可能であり、減圧用レギュレータ５４を使用して真空度を下げる（負圧を小さくする）場合は、所定の圧力になるまで吸気口５４ａから内部空間Ｓへ空気が流入する。なお、吸引装置４４及び減圧用レギュレータ５４は本発明の負圧付与手段の一例である。

加圧装置４５は、圧縮空気を生成して、その圧縮空気を加圧用配管６６及び共通配管６０を介して内部空間Ｓに供給することにより、内部空間Ｓを加圧して、大気圧よりも高い圧力である正圧にすることができる。加圧用レギュレータ６８は大気圧から１ＭＰａまでの任意の圧力（正圧）に設定可能であり、加圧用レギュレータ６８を使用して大気圧以上の範囲で高圧から低圧へ減圧する場合は、所定の圧力となるまで加圧用レギュレータ６８の排気口６８ａから内部空間Ｓ内の空気が排気される。なお、加圧装置４５及び加圧用レギュレータ６８は本発明の正圧付与手段の一例である。

ヘッドステージ３０には、内部空間Ｓと外部空間（大気）との間を連通する連通路５６が設けられている。連通路５６の一端はヘッドステージ３０の内壁面（内部空間Ｓに面した内側の面）に開口しており、連通路５６の他端はヘッドステージ３０の外壁面（内部空間Ｓとは面しない外側の面）に開口している。

さらにヘッドステージ３０には、内部空間Ｓが外部空間と連通した連通状態（非密閉状態）と内部空間Ｓが外部空間と連通しない非連通状態（密閉状態）との間で選択的に切替可能なシャッタ手段５８が設けられている。

シャッタ手段５８は、エアシリンダ機構３００と、開閉弁３０２とから構成され、エアシリンダ機構３００によって、連通路５６を閉鎖した閉鎖位置と連通路５６を開放した開放位置との間で開閉弁３０２を進退移動させることで連通路５６の開閉を行う。すなわち、エアシリンダ機構３００によるシャッタ手段５８の進退移動に伴い、内部空間Ｓは非連通状態と連通状態との間で選択的に切り替えられる。

エアシリンダ機構３００は、開閉弁３０２を水平方向に進退移動させるものであり、シリンダ３０４と、シリンダ３０４の内部に収納されたピストン３０６と、ピストン３０６に固着したピストンロッド３０８とを備えて構成されている。シリンダ３０４は、気体供給路を介してエアシリンダ駆動装置３１０に接続されており、エアシリンダ駆動装置３１０から供給された気体により、ピストン３０６及びピストンロッド３０８が進退移動する。開閉弁３０２は、ピストンロッド３０８の先端に取り付けらており、ピストン３０６及びピストンロッド３０８の進退移動に応じて、連通路５６を開放する開放位置と連通路５６を遮断する遮断位置との間で進退移動可能に構成される。開閉弁３０２が開放位置に移動した場合には連通路５６は開放状態となり、内部空間Ｓは連通路５６を介して外部空間と連通した連通状態となる。一方、開閉弁３０２が遮断位置に移動した場合には連通路５６は遮断状態となり、内部空間Ｓは外部空間と連通しない非連通状態となる。なお、シャッタ手段５８（エアシリンダ機構３００）は後述するシャッタ制御部１１６（図７参照）により制御される。

このように本実施形態によれば、シャッタ手段５８をヘッドステージ３０に設けたので、ウエハチャック３４には放熱要素となるシャッタ手段５８の構成部品が設けられることがなく、ウエハチャック３４の温度分布に与える影響をなくすことができる。また、ウエハチャック３４の温度分布に与える影響がなくなることによって、ウエハチャック３４のウエハ保持面３４ａの平面度が向上する。これにより、ウエハＷとプローブカード３２との平行度をより高くでき、ウエハレベル検査を高精度に行うことが可能となる。また、ウエハチャック３４に搭載する部品を少なくすることができるので、ウエハチャック３４の重量バランスをとりやすくなる。その結果、ウエハチャック３４の重量バランスを崩すことなく、真空吸着方式によるコンタクト動作やリリース動作を安定して行うことが可能となる。

なお、本実施形態では、ヘッドステージ３０には連通路５６及びシャッタ手段５８がそれぞれ１つずつ設けられた構成を示したが、これに限らず、例えば図５に示すように、連通路５６及びシャッタ手段５８はそれぞれ複数設けられていてもよい。図５は、本実施形態（第１の実施形態）の他の構成例としてヘッドステージ３０を下面側（ウエハチャック３４側）から見た概略平面図であり、ヘッドステージ３０には連通路５６及びシャッタ手段５８がそれぞれ４つずつ設けられた構成を示している。このようにヘッドステージ３０に連通路５６及びシャッタ手段５８をそれぞれ複数備えた構成によれば、シャッタ手段５８を開いたときに内部空間Ｓと外部空間との間で流出入する気体の流量を確保することができる。これにより、連通路５６の断面積（有効断面積）が小さい場合であっても、シャッタ手段５８を開いた状態で行われる動作（Ｚ軸上昇工程やクリーニング工程など）を安定して行うことが可能となる。

ウエハチャック３４の内部には、検査するウエハＷを高温状態（例えば、最高で１５０℃）、又は低温状態（例えば最低で−４０℃）で電気的特性の検査が行えるように、加熱／冷却源としての加熱冷却機構（不図示）が設けられている。加熱冷却機構としては、公知の適宜の加熱器／冷却器が採用できるものであり、例えば、面ヒータの加熱層と冷却流体の通路を設けた冷却層との二重層構造にしたものや、熱伝導体内に加熱ヒータを巻き付けた冷却管を埋設した一層構造の加熱／冷却装置など、様々のものが考えられる。また、電気加熱ではなく、熱流体を循環させるものでもよく、またペルチエ素子を使用してもよい。

ウエハチャック３４は、後述するアライメント装置７０に着脱自在に支持固定される。アライメント装置７０は、ウエハチャック３４をＸ、Ｙ、Ｚ、θ方向に移動することで、ウエハチャック３４に保持されたウエハＷとプローブカード３２との相対的な位置合わせを行う。

アライメント装置７０は、ウエハチャック３４を着脱自在に支持固定してウエハチャック３４をＺ軸方向に移動すると共にＺ軸を回転中心としてθ方向に回転するＺ軸移動・回転部７２と、Ｚ軸移動・回転部７２を支持してＸ軸方向に移動するＸ軸移動台７４と、Ｘ軸移動台７４を支持してＹ軸方向に移動するＹ軸移動台７６とを備えている。

Ｚ軸移動・回転部７２、Ｘ軸移動台７４、及びＹ軸移動台７６は、それぞれ、少なくともモータを含む機械的な駆動機構によりウエハチャック３４を所定の方向に移動自在もしくは回転自在に構成される。機械的な駆動機構としては、例えば、サーボモータとボールネジとを組み合わせたボールネジ駆動機構により構成される。また、ボールネジ駆動機構に限らず、リニアモータ駆動機構やベルト駆動機構等で構成されていてもよい。なお、Ｚ軸移動・回転部７２、Ｘ軸移動台７４、及びＹ軸移動台７６は、後述する各制御部によりウエハチャック３４の移動距離、移動方向、移動速度、加速度を変更可能に構成されている。本実施形態では、具体的には次のような構成を有する。

Ｚ軸移動・回転部７２は、本発明の機械的昇降手段の一例であり、ウエハチャック３４をＺ軸方向に移動させるためのＺ軸駆動モータ１２２（例えば、ステッピングモータ、サーボモータ、リニアモータ等）（図７参照）と、ウエハチャック３４のＺ軸方向への移動距離を検出するためのＺ軸エンコーダ（例えば、ロータリーエンコーダやリニアスケール等）（不図示）とを備えている。Ｚ軸駆動モータ１２２は、後述するＺ軸移動制御部１０６（図７参照）からのモータ制御信号に基づき制御され、ウエハチャック３４を所望の移動速度または加速度で目標位置に移動させるように駆動する。また、Ｚ軸エンコーダは、ウエハチャック３４の移動に応じてエンコーダ信号を出力する。

また、Ｚ軸移動・回転部７２は、ウエハチャック３４をθ方向に回転させるための回転駆動モータ１２４（例えば、ステッピングモータ、サーボモータ、リニアモータ等）（図７参照）と、ウエハチャック３４のθ方向への回転角度を検出するための回転エンコーダ（例えば、ロータリーエンコーダ等）（不図示）とを備えている。回転駆動モータ１２４は、後述するθ回転制御部１０８（図７参照）からのモータ制御信号に基づき制御され、ウエハチャック３４を所望の回転速度または加速度で目標位置に移動させるように駆動する。また、回転エンコーダは、ウエハチャック３４の回転に応じてエンコーダ信号を出力する。

Ｘ軸移動台７４は、ウエハチャック３４をＸ軸方向に移動させるためのＸ軸駆動モータ１１８（例えば、ステッピングモータ、サーボモータ、リニアモータ等）（図７参照）と、ウエハチャック３４のＸ軸方向への移動距離を検出するためのＸ軸エンコーダ（例えば、ロータリーエンコーダやリニアスケール等）（不図示）とを備えている。Ｘ軸駆動モータ１１８は、後述するＸ軸移動制御部１０２（図７参照）からのモータ制御信号に基づき制御され、ウエハチャック３４を所望の移動速度または加速度で目標位置に移動させるように駆動する。また、Ｘ軸エンコーダは、ウエハチャック３４の移動に応じてエンコーダ信号を出力する。

Ｙ軸移動台７６は、ウエハチャック３４をＹ軸方向に移動させるためのＹ軸駆動モータ１２０（例えば、ステッピングモータ、サーボモータ、リニアモータ等）（図７参照）と、ウエハチャック３４のＹ軸方向への移動距離を検出するためのＹ軸エンコーダ（例えば、ロータリーエンコーダやリニアスケール等）（不図示）とを備えている。Ｙ軸駆動モータ１２０は、後述するＹ軸移動制御部１０４（図７参照）からのモータ制御信号に基づき制御され、ウエハチャック３４を所望の移動速度または加速度で目標位置に移動させるように駆動する。また、Ｙ軸エンコーダは、ウエハチャック３４の移動に応じてエンコーダ信号を出力する。

アライメント装置７０は、それぞれの段毎に設けられており（図３参照）、図示しないアライメント装置駆動機構によって、各段に配置された複数の測定部１６間で相互に移動可能に構成されている。すなわち、アライメント装置７０は、同一の段に配置される複数（本例では４つ）の測定部１６間で共有されており、同一の段に配置された複数の測定部１６間を相互に移動する。各測定部１６に移動したアライメント装置７０は図示しない位置決め固定装置により所定位置に位置決めされた状態で固定され、ウエハチャック３４をＸ、Ｙ、Ｚ、θ方向に移動させて、ウエハチャック３４に保持されたウエハＷとプローブカード３２との相対的な位置合わせを行う。なお、図示は省略したが、アライメント装置７０は、ウエハチャック３４に保持されたウエハＷの各チップの電極パッドとプローブ３６との相対的な位置関係を検出するために、針位置検出カメラと、ウエハアライメントカメラとを備えている。また、アライメント装置駆動機構としては、ボールネジ駆動機構、リニアモータ駆動機構、ベルト駆動機構等の機械的な駆動機構により構成される。

アライメント装置７０の上面を構成するＺ軸移動・回転部７２のウエハチャック支持面７２ａには、外周に沿って環状に形成された弾性を有するリング状シール部材（Ｚ軸シールゴム）７８が設けられる。また、ウエハチャック支持面７２ａのリング状シール部材７８の内側には吸引口８０が設けられている。吸引口８０は、ウエハチャック３４の内部に形成された吸引路８２を介して吸引装置４４に接続されている。吸引装置４４と吸引路８２との間を接続する吸引経路には、吸引装置４４側から順に、チャック固定用電磁弁８４、と、絞り弁８６とが設けられている。なお、チャック固定用電磁弁８４は後述するチャック固定用電磁弁制御部１１２（図７参照）により制御される。Ｚ軸移動・回転部７２のウエハチャック支持面７２ａは本発明のウエハチャック固定部の一例である。また、ウエハチャック支持面７２ａに設けられた吸引口８０はウエハチャック固定部の構成要素の一例である。

Ｚ軸移動・回転部７２のウエハチャック支持面７２ａのリング状シール部材７８の外側には、アライメント装置７０に対するウエハチャック３４の相対的な位置関係が常に一定となるように位置決めピン８８が設けられている。この位置決めピン８８は、図６に示すように、ウエハチャック３４の中心軸を中心とする周方向に沿って等間隔に３箇所に設けられている（図４においては２つのみを図示）。ウエハチャック３４の下面には各位置決めピン８８にそれぞれ対応する位置に位置決め部材であるＶブロック９０が設けられている。ウエハチャック３４を真空吸着により吸着して固定する際には、各Ｖブロック９０のＶ溝内にそれぞれ対応する位置決めピン８８を係合させることで、ウエハチャック３４の水平方向（Ｘ方向及びＹ方向）の動きを拘束して、アライメント装置７０とウエハチャック３４との相対的な位置決めが行われる。なお、図６は、位置決めピン８８とＶブロック９０との対応関係を示した図である。図６では、図面を簡略化するため、位置決めピン８８及びＶブロック９０以外の構成については図示を省略している。

なお、本実施形態では、アライメント装置７０は、ウエハチャック３４を真空吸着して固定するが、ウエハチャック３４を固定できるものであれば、真空吸着以外の固定手段でもよく、例えば機械的手段等で固定するようにしてもよい。

図７は、本発明の実施形態に係るプローバの制御装置の構成を示した機能ブロック図である。

図７に示すように、本実施形態のプローバ１０の制御装置は、全体制御部１００、Ｘ軸移動制御部１０２、Ｙ軸移動制御部１０４、Ｚ軸移動制御部１０６、θ回転制御部１０８、ウエハ吸着用電磁弁制御部１１０、チャック固定用電磁弁制御部１１２、圧力切替用電磁弁制御部１１４、圧力制御部１１５、シャッタ制御部１１６等を備えている。

全体制御部１００は、プローバ１０を構成する各部を統括的に制御する。具体的には、全体制御部１００は、ウエハチャック３４をプローブカード３２側に吸着保持するコンタクト動作やウエハチャック３４をプローブカード３２側からリリース（離間）するリリース動作の制御を行う。また、全体制御部１００は、これらの動作の他に、各測定部１６の間でアライメント装置７０を相互に移動させる移動制御や、テストヘッドによるウエハレベル検査の動作の制御などを行う。なお、コンタクト動作及びリリース動作以外の制御については、本発明の特徴的部分ではないため、詳細な説明を省略する。

Ｘ軸移動制御部１０２は、Ｘ軸移動台７４に設けられるＸ軸駆動モータ１１８の駆動を制御することでＸ軸移動台７４をＸ軸方向に移動させることにより、ウエハチャック３４をＸ軸方向に移動させる。Ｙ軸移動制御部１０４は、Ｙ軸移動台７６に設けられるＹ軸駆動モータ１２０の駆動を制御することでＹ軸移動台７６をＹ軸方向に移動させることにより、ウエハチャック３４をＹ軸方向に移動させる。Ｚ軸移動制御部１０６は、Ｚ軸移動・回転部７２に設けられるＺ軸駆動モータ１２２の駆動を制御することでＺ軸移動・回転部７２を昇降させることにより、ウエハチャック３４をＺ軸方向に移動させる。θ回転制御部１０８は、Ｚ軸移動・回転部７２に設けられる回転駆動モータ１２４の駆動を制御することでＺ軸移動・回転部７２をθ方向に回転させることにより、ウエハチャック３４をθ方向に回転させる。

ウエハ吸着用電磁弁制御部１１０は、ウエハ吸着用電磁弁４６のＯＮ／ＯＦＦ（開／閉）を制御することで、吸引口４０による吸引圧を調整し、ウエハチャック３４に対するウエハＷの固定／非固定を選択的に切り替える。

チャック固定用電磁弁制御部１１２は、チャック固定用電磁弁８４のＯＮ／ＯＦＦ（開／閉）を制御することで、吸引口８０による吸引圧を調整し、Ｚ軸移動・回転部７２に対するウエハチャック３４の固定／非固定を選択的に切り替える。

圧力切替用電磁弁制御部１１４は、圧力切替用電磁弁６２のポート切り替えを制御することで、第１ポート６２ａ及び第３ポート６２ｃ間と第２ポート６２ｂ及び第３ポート６２ｃ間とを選択的に連通させる。これにより、共通配管６０の接続先が、負圧側（吸引装置４４側）または正圧側（加圧装置４５側）に選択的に切り替えられる。

圧力制御部１１５は、圧力切替用電磁弁制御部１１４によって圧力切替用電磁弁６２が負圧側（すなわち、第１ポート６２ａと第３ポート６２ｃとを連通させた状態）に切り替えられた状態において、減圧用レギュレータ５４の動作を制御することで、内部空間Ｓの内部圧力を大気圧よりも低い負圧に設定する。

また、圧力制御部１１５は、圧力切替用電磁弁制御部１１４によって圧力切替用電磁弁６２が正圧側（すなわち、第２ポート６２ｂと第３ポート６２ｃとを連通させた状態）に切り替えられた状態において、加圧用レギュレータ６８の動作を制御することで、内部空間Ｓの内部圧力を大気圧よりも高い正圧に設定する。このとき、圧力切替用電磁弁制御部１１４は、内部空間Ｓを大気開放又は微小加圧により真空破壊する場合に比べて十分に速いリリース速度でプローブカード３２側からウエハチャック３４がリリースされるように、その目標となるリリース速度（目標リリース速度）に応じた圧力（正圧）となるように内部空間の圧力を制御する。

シャッタ制御部１１６は、シャッタ手段５８の開閉を制御することで、内部空間Ｓと外部空間との間を連通する連通路５６の開放／遮断を選択的に切り替える。具体的には、シャッタ制御部１１６は、エアシリンダ駆動装置３１０を介してエアシリンダ機構３００の動作を制御することで、開閉弁３０２を進退移動させることによって、内部空間Ｓを連通状態と非連通状態との間で選択的に切り替える。シャッタ制御部１１６は、本発明の第１のシャッタ制御手段及び第２のシャッタ制御手段の一例である。

次に、第１の実施形態に係るプローバ１０におけるコンタクト動作（プローブ検査方法の一例）について、図８〜図１０を参照して説明する。なお、この動作は全体制御部１００による制御の下で行われる。

図８は、第１の実施形態に係るプローバにおけるコンタクト動作を示したフローチャートである。図９は、第１の実施形態に係るプローバにおけるコンタクト動作を説明するための図である。図１０は、第１の実施形態に係るプローバにおけるコンタクト動作を示したタイミングチャート図である。なお、図１０に示すタイミングチャートの時間幅は図面を簡略化するために表現したものであり、実際の時間とは異なっている。また、図１０における「Ｚ軸高さ」とは、Ｚ軸移動・回転部７２のウエハチャック支持面７２ａのＺ軸方向の位置（高さ位置）を示している。また、図１０における「チャック高さ」とは、プローブ３６の先端位置（コンタクト位置）を基準位置（０点位置）としたときのウエハチャック３４の高さ位置（具体的には、ウエハ保持面３４ａのＺ軸方向の位置）を示している。

（事前動作）
コンタクト動作の事前動作について説明する。

まず、コンタクト動作の事前動作として、これから検査を行う測定部１６にアライメント装置７０を移動させた後、不図示の位置決め固定装置により位置決め固定した状態で、アライメント装置７０にウエハチャック３４が受け渡される。なお、コンタクト動作の開始前におけるウエハチャック３４の受け渡し動作については、本発明の要部ではないため、詳細な説明を省略する。

（ステップＳ１０：ウエハチャック固定工程）
アライメント装置７０にウエハチャック３４が受け渡された後、図９（Ａ）に示すように、チャック固定用電磁弁制御部１１２は、チャック固定用電磁弁８４をＯＮ（開状態）とし、Ｚ軸移動・回転部７２のウエハチャック支持面７２ａ（図４参照）にウエハチャック３４を吸着して固定する（図１０の時間Ｔ１）。このとき、Ｚ軸移動・回転部７２の位置決めピン８８をウエハチャック３４のＶブロック９０のＶ溝内に係合させることで、アライメント装置７０とウエハチャック３４との相対的な位置決めが行われる。

その後、アライメント装置７０に支持固定されたウエハチャック３４にウエハＷが供給（ロード）されると、ウエハ吸着用電磁弁制御部１１０は、ウエハ吸着用電磁弁４６をＯＮ（開状態）とし、ウエハ保持面３４ａ（図４参照）にウエハＷを吸着固定する（図１０の時間Ｔ２）。

（ステップＳ１２：アライメント工程）
次に、Ｘ軸移動制御部１０２、Ｙ軸移動制御部１０４、及びθ回転制御部１０８は、全体制御部１００による制御の下、針位置検出カメラ及びウエハアライメントカメラにより撮像された結果に基づき、Ｘ軸駆動モータ１１８、Ｙ軸駆動モータ１２０、回転駆動モータ１２４を制御して、ウエハチャック３４に保持されたウエハＷとプローブカード３２との相対的な位置合わせを行う。

（ステップＳ１４：シャッタ開工程）
次に、図９（Ａ）に示すように、シャッタ制御部１１６は、シャッタ手段５８を開いて連通路５６を開放する（図１０の時間Ｔ３）。すなわち、シャッタ制御部１１６は、エアシリンダ駆動装置３１０を制御して、エアシリンダ機構３００の駆動により開閉弁３０２を開放位置に移動する。これにより、内部空間Ｓは連通路５６を介して外部空間と連通した連通状態（非密閉状態）となる。なお、シャッタ開工程は本発明の第１のシャッタ制御工程の一例である。

なお、シャッタ開工程は、少なくとも、後述するＺ軸上昇工程においてリング状シール部材４８がヘッドステージ３０に接触した状態（図９（Ｂ）参照）になる前に実行されていればよい。例えば、シャッタ開工程は、ウエハチャック固定工程とアライメント工程との間に行われてもよいし、ウエハチャック固定工程よりも先に行われていてもよい。また、シャッタ開工程は、ウエハチャック固定工程又はアライメント工程と同時に行われてもよい。

（ステップＳ１６：Ｚ軸上昇工程）
次に、図９（Ｂ）及び（Ｃ）に示すように、Ｚ軸移動制御部１０６は、Ｚ軸駆動モータ１２２を制御して、Ｚ軸移動・回転部７２を上昇させることにより、ウエハチャック３４をプローブカード３２に向かって移動させる（図１０の時間Ｔ４〜Ｔ５）。具体的には、ウエハチャック３４が所定の高さ位置（待機位置）からリング状シール部材４８がヘッドステージ３０に接触する高さ位置まで移動するようにウエハチャック３４を上昇させ（図９（Ｂ）参照）、さらに、少なくともプローブ３６の先端位置（コンタクト位置）よりも高い位置までウエハチャック３４を上昇させる（図９（Ｃ）参照）。これにより、プローブカード３２の各プローブ３６はオーバードライブの状態でウエハＷの各チップの電極パッドに接触する。

Ｚ軸上昇工程において、Ｚ軸移動・回転部７２によりウエハチャック３４を上昇させる高さとしては、プローブ３６の先端位置（コンタクト位置）からプローブカード３２の適正オーバードライブ量（適正ＯＤ位置）に対して３０〜７０％（より好ましくは４０〜６０％）の高さ位置であることが好ましい。なお、Ｚ軸上昇工程は本発明のウエハチャック移動工程の一例である。

（ステップＳ１８：シャッタ閉工程）
次に、図９（Ｄ）に示すように、シャッタ制御部１１６は、シャッタ手段５８を閉じて連通路５６を遮断する（図１０の時間Ｔ６）。すなわち、シャッタ制御部１１６は、エアシリンダ駆動装置３１０を制御して、エアシリンダ機構３００の駆動により開閉弁３０２を閉鎖位置に移動する。これにより、リング状シール部材４８によりウエハチャック３４とプローブカード３２との間に形成された内部空間Ｓは外部空間と連通しない非連通状態（密閉状態）となる。なお、シャッタ閉工程は本発明の第１のシャッタ制御工程の一例である。

（ステップＳ２０：減圧工程）
次に、圧力切替用電磁弁制御部１１４は、圧力切替用電磁弁６２のポート切り替えを制御することで、第１ポート６２ａ及び第３ポート６２ｃ間を連通させる。続いて、図９（Ｄ）に示すように、圧力制御部１１５は、減圧用レギュレータ５４の動作を制御して内部空間Ｓの減圧を開始する（図１０の時間Ｔ７）。このとき、圧力制御部１１５は、Ｚ軸移動・回転部７２の吸引口８０（図４参照）によるウエハチャック３４の固定が解除された場合にプローブカード３２の適正オーバードライブ量（適正ＯＤ位置）までウエハチャック３４が上昇するような目標圧力を設定し、その目標圧力となるように内部空間Ｓの内部圧力を調整する。内部空間Ｓの目標圧力は経験的または実験的に求めてもよいし、設計値から求めてもよい。例えば、目標圧力を決めるためには、プローブカード３２の適正オーバードライブ量までウエハチャック３４が上昇したときにプローブ３６から受ける反力（プローブ３６が潰されたときの反力）と、プローブカード３２に設けられているプローブ３６の総本数とから求めることができる。プローブカード３２の総針圧（プローブ３６から受ける圧力の合計）が分かれば、リング状シール部材４８によって囲まれる面（吸着面）の面積で除算することによって必要な負圧が内部空間Ｓの目標圧力として求められる。但し、ウエハチャック３４の重量とリング状シール部材４８とを潰すことによる反力分を加味して内部空間Ｓの目標圧力を設定することが必要である。なお、減圧工程は本発明の負圧付与工程の一例である。

（ステップＳ２２：判断工程）
次に、圧力制御部１１５は、内部空間Ｓの内部圧力（圧力値Ｐ１）が減圧用レギュレータ５４による設定圧力（圧力値Ｐ２）に到達したか否かを判断する。この判断は内部圧力（圧力値Ｐ１）が設定圧力（圧力値Ｐ２）に到達するまで繰り返し行われ、設定圧力（圧力値Ｐ２）に到達した場合には次のステップＳ２４に進む。これにより、内部空間Ｓの内部圧力が設定圧力で安定したところで、後述するウエハチャック固定解除工程（ステップＳ２４）が行われる。なお、内部空間Ｓの内部圧力は、例えばウエハチャック３４又はヘッドステージ３０に設けた圧力センサにより内部空間Ｓの内部圧力を直接検出してもよいし、減圧用レギュレータ５４に内蔵又は接続された圧力センサにより検出してもよい。

（ステップＳ２４：ウエハチャック固定解除工程）
次に、チャック固定用電磁弁制御部１１２は、チャック固定用電磁弁８４をＯＦＦ（閉状態）とし、Ｚ軸移動・回転部７２の吸引口８０（図４参照）によるウエハチャック３４の固定を解除する（図１０の時間Ｔ９）。

このとき、減圧用レギュレータ５４により内部空間Ｓの内部圧力は設定圧力に調節されているので、Ｚ軸移動・回転部７２によるウエハチャック３４の固定が解除されると、ウエハチャック３４はＺ軸移動・回転部７２から離脱して、プローブカード３２側に引き寄せられる（図１０のＴ９〜Ｔ１０）。これにより、ウエハＷとプローブ３６の先端の配列面との傾き、及び、プローブ３６の先端位置のばらつきなどに影響されることなく、検査するウエハＷの各チップの電極パッドとプローブカード３２の各プローブ３６とが所定の接触圧で確実に接触する。

このように本実施形態では、内部空間Ｓの減圧が開始された後にウエハチャック３４の固定がウエハチャック３４の固定が解除されるので、これらの工程の切り替えの瞬間にウエハチャック３４がどちら側にも固定されていない状態（フリーな状態）がなくなり、ウエハチャック３４の受け渡し動作を安定して行うことができる。

また、本実施形態では、Ｚ軸移動・回転部７２の吸引路８２とチャック固定用電磁弁８４との間を接続する吸引経路には絞り弁８６が設けられているため、内部空間Ｓの減圧が開始された後にウエハチャック３４の固定が解除されても、ウエハチャック３４の下側（Ｚ軸移動・回転部７２側）の負圧が急に失われないようになっている。そのため、ウエハチャック３４が上下両側（すなわち、Ｚ軸移動・回転部７２とプローブカード３２との両側）から引っ張られている状態で急に下側からの拘束（すなわち、Ｚ軸移動・回転部７２からの吸着による固定力）がなくなることがないので、ウエハチャック３４の急激な移動に伴う異常振動や異常接触を低減できる。したがって、ウエハチャック固定解除工程が行われたときにウエハチャック３４がＺ軸移動・回転部７２から急激に離脱するのを抑制することができるので、ウエハチャック３４の受け渡し動作をより安定して行うことが可能となる。

なお、本実施形態では、一例として、Ｚ軸移動・回転部７２の吸引路８２とチャック固定用電磁弁８４との間を接続する吸引経路に絞り弁８６を設けた構成を示したが、Ｚ軸移動・回転部７２の吸引口８０と吸引装置４４との間を接続する経路に絞り弁８６が設けられていればよく、例えば、Ｚ軸移動・回転部７２の吸引路８２に絞り弁８６が設けられていてもよい。

（ステップＳ２６：Ｚ軸下降工程）
次に、図９（Ｅ）に示すように、Ｚ軸移動制御部１０６は、Ｚ軸駆動モータ１２２を制御して、Ｚ軸移動・回転部７２を所定の高さ位置（待機位置）まで下降させる（図１０の時間Ｔ１１〜Ｔ１２）。

以上のようにして、ウエハチャック３４がアライメント装置７０（Ｚ軸移動・回転部７２）からヘッドステージ３０（プローブカード３２側）に受け渡されると、プローブカード３２の各プローブ３６は均一な接触圧でウエハＷの各チップの電極パッドに接触した状態となり、ウエハレベル検査を開始可能な状態となる。その後、テストヘッドから各プローブ３６を介してウエハＷの各チップに電源及びテスト信号が供給され、各チップから出力される信号を検出して電気的な動作検査が行われる。

なお、ウエハチャック３４がアライメント装置７０（Ｚ軸移動・回転部７２）からヘッドステージ３０（プローブカード３２側）に受け渡された後、アライメント装置７０は他の測定部１６に移動し、その測定部１６において同様の手順でコンタクト動作が行われ、ウエハレベル検査が順次行われる。

以上により、第１の実施形態に係るプローバ１０におけるコンタクト動作が終了する。

次に、第１の実施形態のプローバ１０においてウエハレベル検査が終了した後に行われるリリース動作（プローブ検査方法の一例）について、図１１〜図１３を参照して説明する。

図１１は、第１の実施形態のプローバ１０におけるリリース動作を示したフローチャートである。図１２は、第１の実施形態のプローバ１０におけるリリース動作を説明するための図である。図１３は、第１の実施形態のプローバ１０におけるリリース動作を示したタイミングチャート図である。

（ステップＳ３０：Ｚ軸上昇工程）
まず、Ｚ軸移動制御部１０６は、Ｚ軸駆動モータ１２２を制御して、図１２（Ａ）に示すように、Ｚ軸移動・回転部７２を所定の高さ位置からウエハチャック３４を受け取り可能な高さ位置（チャック受け取り高さ）まで上昇させる（図１３の時間Ｔ１〜Ｔ２）。

また、Ｚ軸上昇工程が行われるとき、あるいはＺ軸上昇工程の前後に、圧力制御部１１５は、減圧用レギュレータ５４の動作を制御して、内部空間Ｓの真空度を下げ（負圧を小さくし）、ウエハチャック３４は所定の高さ位置（リリース位置）まで下降させる（図１３の時間Ｔ１〜Ｔ３）。これにより、後述するチャックリリース工程が行われるときのウエハチャック３４とＺ軸移動・回転部７２との距離を短くすることができ、ウエハチャック３４の受け渡しを安定化することができる。

なお、Ｚ軸移動・回転部７２がチャック受け取り高さまで上昇し、かつウエハチャック３４がリリース位置に移動したときのウエハチャック３４とＺ軸移動・回転部７２との位置関係としては、図１２（Ａ）に示すように、位置決めピン８８がＶブロック（位置決め溝）９０に嵌合しない状態であり、かつリング状シール部材７８がウエハチャック３４の下面に接触する状態であることが好ましい。後述するチャックリリース工程が行われる前に、リング状シール部材７８をウエハチャック３４の下面に接触させておくことで、ウエハチャック３４のリリース時の衝撃をリング状シール部材７８で効果的に吸収することが可能となる。

（ステップＳ３２：チャックリリース工程）
次に、圧力切替用電磁弁制御部１１４は、圧力切替用電磁弁６２のポート切り替えを制御することで、第２ポート６２ｂ及び第３ポート６２ｃ間を連通させる。続いて、圧力制御部１１５は、加圧用レギュレータ６８の動作を制御して、プローブカード３２側からウエハチャック３４が予め設定した目標リリース速度でリリースされるように、目標リリース速度に基づいて内部空間Ｓに付与される正圧を制御する（図１３の時間Ｔ４）。

本実施形態において、ウエハＷやプローブ３６を損傷させないためには、ウエハチャック３４が不安定状態でいる時間を極力短くすることが必要であり、そのためにはウエハチャック３４のリリース速度が内部空間Ｓを大気開放または微小加圧により真空破壊する場合に比べて十分に速いことが望ましい。そのため、目標リリース速度は、プローブカード３２やプローブ３６、ウエハＷの種類等により異なるが、一例として１０ｍｍ／ｓ以上とするのが好適であることが実験により確かめられている。

また、ウエハチャック３４のリリース速度と内部空間Ｓの圧力との間には、例えば図１４に一例を示すように一定の相関関係（比例関係）があり、これらの関係（リリース速度‐圧力特性）は予め実験により求めることができる。したがって、圧力制御部１１５は、予め求めたリリース速度‐圧力特性を記憶部（不図示）に記憶しておくことにより、これを用いて目標リリース速度から内部空間Ｓに付与する圧力を求めることができる。なお、リリース速度‐圧力特性は、個々のプローバにより異なるものであり、プローバ毎に求めておくことが好ましい。

これにより、内部空間Ｓは、目標リリース速度に対応した圧力（正圧）に加圧され、例えば０．２〜０．６ＭＰａとなる。その結果、内部空間Ｓを大気開放または微小加圧により真空破壊する場合に比べて十分に速いリリース速度でプローブカード３２側からウエハチャック３４がリリースされる。そして、プローブカード３２側からリリースされたウエハチャック３４はＺ軸移動・回転部７２に支持される。なお、チャックリリース工程は本発明の正圧付与工程の一例である。

ウエハチャック３４のリリースが行われた後、チャック固定用電磁弁制御部１１２は、チャック固定用電磁弁８４をＯＮ（開状態）とし、Ｚ軸移動・回転部７２の吸引口８０（図４参照）を介してウエハチャック３４を固定する（図１３の時間Ｔ５）。なお、吸引口８０による吸引（負圧の付与）はウエハチャック３４をリリースする前に開始されていてもよい。ウエハチャック３４のリリース（すなわち、内部空間Ｓの加圧）が行われる前にアライメント装置７０とウエハチャック３４との間の空間を大気圧よりも低い負圧にしておくことで、ウエハチャック３４のリリース速度を向上させる効果が得られる。

本実施形態において、内部空間Ｓの加圧によりウエハチャック３４のリリースが行われる際、シャッタ制御部１１６は、第２のシャッタ制御工程として、シャッタ手段５８を閉じて連通路５６を遮断した状態にすることが好ましい。内部空間Ｓを加圧する前にシャッタ手段５８を開いてしまうと、内部空間Ｓが連通路５６を介して大気開放され、遅い速度でウエハチャック３４がリリースされる時間が生じ、不安定状態である時間が長くなるためである。

（ステップＳ３４：Ｚ軸下降工程）
次に、Ｚ軸移動制御部１０６は、Ｚ軸駆動モータ１２２を制御して、図１２（Ｃ）に示すように、Ｚ軸移動・回転部７２を下降させることにより、ウエハチャック３４を所定の高さ位置（待機高さ位置）に変更する（図１３の時間Ｔ６〜Ｔ７）。

以上により、第１の実施形態に係るプローバ１０におけるリリース動作が終了する。

次に、第１の実施形態の効果について説明する。

第１の実施形態によれば、ヘッドステージ３０には内部空間Ｓを連通状態（非密閉状態）と非連通状態（密閉状態）との間で選択的に切替可能なシャッタ手段５８が設けられる。したがって、シャッタ手段５８の構成部品によるウエハチャック３４の温度分布や重量バランスに与える影響をなくすことができ、真空吸着方式によるコンタクト動作やリリース動作を安定して行うことができる。

特に第１の実施形態においては、シャッタ手段５８は、エアシリンダ機構３００によって開閉弁３０２を進退移動させることによって連通路５６を開閉する構成が好ましく採用される。そのため、ウエハチャック３４のリリース動作が行われる際、内部空間Ｓの加圧に対して負けることがなく、連通路５６を外部空間から遮断した状態を維持することができる。これにより、リリース動作をより安定的に行うことが可能となり、電極パッドへの針跡異常を最小限に抑えることができる。

なお、エアシリンダ機構３００は、ウエハチャック３４のリリース動作が行われる際に開閉弁３０２を押し出す力が内部空間Ｓの加圧によって開閉弁３０２に生じる力よりも大きくなるように構成されることが好ましい。エアシリンダ機構３００の出力（開閉弁３０２を押し出す力）は、供給空気圧力（シリンダ３０４に対して供給される空気の圧力）とシリンダ断面積（シリンダ３０４の有効断面積）との積によって求められるので、例えば、エアシリンダ機構３００に対する供給空気圧力と、ウエハチャック３４のリリースが行われるときの内部空間Ｓに付与される圧力とが同程度とした場合、シリンダ断面積は連通路５６の有効断面積よりも大きいことが好ましい。これにより、リリース動作のさらなる安定化が可能となる。

また、第１の実施形態では、好ましい態様の一例として、シャッタ手段５８は、エアシリンダ機構３００によって開閉弁３０２を進退移動させることによって連通路５６を開閉する構成を示したが、これに限らず、油圧シリンダ機構によって構成されていてもよい。また、これらに限らず、モータやソレノイドによって開閉弁３０２を開閉する構成を採用することもできる。

また、第１の実施形態におけるリリース動作では、圧力制御部１１５によって、プローブカード３２側からウエハチャック３４が目標リリース速度でリリースされるように、目標リリース速度に基づいて内部空間Ｓの圧力（正圧）の制御が行われる。これにより、内部空間Ｓを大気開放又は微小加圧により真空破壊する場合に比べて十分に速いリリース速度でプローブカード３２側からウエハチャック３４がリリースされる。その結果、ウエハチャック３４が不安定状態でいる時間をなくすことができ、ウエハＷやプローブ３６の損傷を防止することが可能となる。

また、第１の実施形態では、ウエハチャック３４のリリース動作は、シャッタ手段５８を閉じて連通路５６を遮断した状態で行われる態様が好ましい。内部空間Ｓを加圧する前にシャッタ手段５８を開いてしまうと、内部空間Ｓが連通路５６を介して大気開放され、遅い速度でウエハチャック３４がリリースされる時間が生じ、不安定状態である時間が長くなるためである。これに対し、シャッタ手段５８を閉じて連通路５６を遮断した状態でウエハチャック３４のリリース動作が行われる態様によれば、内部空間Ｓには密閉された状態で正圧が付与されるので、ウエハチャック３４は十分に速いリリース速度でプローブカード３２側からリリースされる。したがって、ウエハチャック３４とプローブカード３２との位置関係に不安定な状態が生じにくく、ウエハＷやプローブ３６を損傷することなく、ウエハチャック３４を安定かつ確実にリリースすることが可能となる。

また、第１の実施形態では、プローブカード３２のクリーニング動作が行われる際には、シャッタ手段５８を開いて連通路５６を開放した状態で行われる態様が好ましい。プローブカード３２のクリーニング動作として、ウエハチャック３４にクリーニング用のウエハを吸着保持し、クリーニング用のウエハをプローブカード３２のプローブに接触させるとともに、ウエハチャックを上下に往復移動させてプローブの付着物を除去する動作が行われる際、内部空間Ｓが外部空間と連通しない非連通状態（密閉状態）で行われると、密閉状態とされた内部空間（密閉空間）内で「圧縮」と「伸張」が繰り返されることになる。これにより、ヘッドステージ３０を変形させ、正常な動作ができず、プローブカードを壊すなどの恐れがある。これに対し、シャッタ手段５８を開いて連通路５６を開放した状態で行うことにより、上述したような不具合を招くことなく、プローブカード３２のクリーニング動作の安定化を図ることができる。

また、第１の実施形態では、圧力切替用電磁弁６２により内部空間Ｓの接続先が負圧側（吸引装置４４側）及び正圧側（加圧装置４５側）で選択的に切り替えられる構成が採用されている。この構成によれば、内部空間Ｓと圧力切替用電磁弁６２との間に配置される共通配管６０の断面積を加圧装置４５から供給される圧縮空気の流量若しくはそれ以上に対応したものに設定することにより、内部空間Ｓに正圧を付与する際の圧力損失を低減することができ、ウエハチャック３４のリリース動作の安定化を図ることができる。

また、第１の実施形態におけるコンタクト動作では、Ｚ軸移動・回転部７２によりウエハチャック３４を上下（Ｚ方向）に移動させることによって、ウエハＷ上の電極パッドとプローブ３６とをオーバードライブの状態で接触させる動作が行われる。このＺ軸移動・回転部７２は、少なくともモータ（Ｚ軸駆動モータ１２２）を含む機械的駆動機構により構成されるため、ウエハチャック３４の移動距離や移動速度等を精度よく調整することが可能である。また、Ｚ軸移動・回転部７２は、従来技術のように真空吸着方式によるコンタクト動作に比べて十分に速い移動速度でウエハチャック３４を移動させることができる。したがって、ウエハＷ上の電極パッドとプローブ３６とを接触させる際に、電極パッド上の酸化膜（絶縁体）をプローブ３６の接触によって除去することが可能となり、ウエハＷにダメージを与えない状態で、ウエハＷ上の電極パッドとプローブ３６との間で良好なコンタクトを実現することができる。

また、第１の実施形態では、内部空間Ｓの減圧を開始するタイミング（第１タイミング；図１０の時間Ｔ７）よりも遅いタイミング（第２タイミング；図１０の時間Ｔ９）でＺ軸移動・回転部７２の吸引口８０（図４参照）によるウエハチャック３４の固定が解除されるので、これらの工程の切り替えの瞬間にウエハチャック３４がどちら側にも固定されていない不安定な状態（フリーな状態）がなくなり、ウエハチャック受け渡し動作を安定して行うことができる。なお、上記制御は、本発明のタイミング制御手段として機能する全体制御部１００の制御の下、圧力制御部１１５とチャック固定用電磁弁制御部１１２とが連携して制御することによって実現される。

また、第１の実施形態では、少なくともウエハチャック３４のリング状シール部材４８がヘッドステージ３０に接触した状態（図９（Ｂ）参照）となる前にシャッタ開工程（ステップＳ１２）が行われる。すなわち、Ｚ軸上昇工程（ステップＳ１４）において、リング状シール部材４８がヘッドステージ３０に接触した状態（図９（Ｂ）参照）からさらにウエハチャック３４を上昇させた状態（図９（Ｃ）参照）となるまでの間は、内部空間Ｓは連通路５６を介して外部空間と連通した連通状態（非密閉状態）となっている。

ここで、内部空間Ｓが外部空間と連通しない非連通状態（密閉状態）でＺ軸移動・回転部７２によりウエハチャック３４を上昇させようとした場合、ウエハチャック３４の上昇に伴って内部空間Ｓ内の空気が瞬間的に圧縮されて強い反力が発生し、この反力によりヘッドステージ３０が振動してしまい、プローブカード３２とウエハＷとが意図しない形で接触する可能性がある。この場合、プローブカード３２とウエハＷとの異常接触により、プローブカード３２やウエハＷが破損してしまう恐れがある。

これに対し、第１の実施形態では、上述したように内部空間Ｓが外部空間と連通した連通状態（非密閉状態）でＺ軸移動・回転部７２によるウエハチャック３４の上昇が行われるので、ウエハチャック３４を上昇させる際に無理な反力（ウエハチャック３４を元に戻そうとする反力）が生じることなく、ウエハチャック３４を安定かつ効率的に上昇させることができ、プローブカード３２やウエハＷの破損を防ぐことができる。

また、第１の実施形態では、Ｚ軸移動・回転部７２の吸引口８０に接続される経路には気体の流量を制限する絞り弁８６が設けられているので、チャック固定用電磁弁８４をＯＦＦした場合（大気開放時）にウエハチャック３４がＺ軸移動・回転部７２から急激に離脱するのを抑制することができ、ウエハチャック３４の受け渡し動作をより安定して行うことが可能となる。

（第２の実施形態）
次に、第２の実施形態について説明する。以下、上述した実施形態と共通する部分については説明を省略し、本実施形態の特徴的部分を中心に説明する。

第１の実施形態におけるコンタクト動作では、内部空間Ｓの減圧を開始するタイミングよりも遅いタイミングでＺ軸移動・回転部７２によるウエハチャック３４の固定が解除されるようになっているが、ウエハチャック３４の固定が解除されると、ウエハチャック３４がＺ軸移動・回転部７２から離脱し、ウエハチャック３４はプローブカード３２に向かって引き寄せられるように移動する。このとき、ウエハチャック３４は、ウエハＷ上の電極パッドとプローブ３６との接触圧（すなわち、プローブカード３２の針圧）のみによって水平方向（Ｘ、Ｙ方向）への移動が規制されるため、減圧工程が行われる際に、外部から振動等の外乱を受けると、ウエハチャック３４に水平方向の位置ずれや傾きが生じやすく、ウエハチャック３４が鉛直方向（Ｚ方向）に沿って真っすぐ上昇しない可能性がある。

また、第１の実施形態におけるリリース動作においても同様な問題がある。すなわち、内部空間Ｓの加圧によってウエハチャック３４がプローブカード３２側からリリースされるとき、ウエハチャック３４は、ウエハＷ上の電極パッドとプローブ３６との接触圧（すなわち、プローブカード３２の針圧）のみによって水平方向（Ｘ、Ｙ方向）への移動が規制されるため、ウエハチャック３４のリリースが行われる際に、外部から振動等の外乱を受けると、ウエハチャック３４に水平方向の位置ずれや傾きが生じやすく、ウエハチャック３４が鉛直方向（Ｚ方向）に沿って真っすぐ下降しない可能性がある。

そこで、第２の実施形態では、ウエハチャック３４のコンタクト動作やリリース動作において、外乱に対する安定性を向上させるために、以下のような構成を備えている。

図１５は、第２の実施形態に係るプローバ１０の構成を示した概略図である。

第２の実施形態に係るプローバ１０は、図１５に示すように、ウエハチャック３４のコンタクト動作やリリース動作において、外乱に対する安定性を向上させるための構成として、ウエハチャック３４をＺ方向（鉛直方向）に案内するチャックガイド機構２００を備えている。チャックガイド機構２００はガイド手段の一例である。

チャックガイド機構２００は、ウエハチャック３４の周縁部、具体的にはウエハチャック３４と一体化されたチャックガイド保持部３５の外周部の周方向にわたって複数並列に設けられている。チャックガイド機構２００は、ウエハチャック３４のコンタクト動作やリリース動作が行われる前に、後述するチャックガイド２０４をヘッドステージ３０に真空吸着して固定することで、ウエハチャック３４の水平方向の移動を規制しつつＺ方向に平行に移動させるガイド機構として機能する。そのため、ウエハチャック３４（チャックガイド保持部３５）にはウエハチャック３４の移動方向（Ｚ方向）に直交する水平方向（Ｘ、Ｙ方向）において互いに異なる位置に少なくとも３つのチャックガイド機構２００が設けられる。なお、本例では、図示を省略したが、チャックガイド保持部３５には４つのチャックガイド機構２００が周方向に沿って等間隔（９０度毎）に設けられる（図１５では２つのみ図示）。

ここで、チャックガイド機構２００の構成について詳しく説明する。

チャックガイド機構２００は、チャックガイド保持部３５に形成された軸受部２０２と、軸受部２０２によりＸ、Ｙ方向（水平方向）の移動が規制された状態でＺ方向（鉛直方向）に移動可能に構成されたチャックガイド（ガイド軸部）２０４とを有する。軸受部２０２は、例えばボールベアリング等で構成される。

チャックガイド２０４は軸受部２０２に回転自在に軸支され、その上部には、ヘッドステージ３０に対してチャックガイド２０４を着脱自在に固定する固定部２０６を備えている。固定部２０６の上面にはリング状のシール部材（以下、「チャックガイドシールゴム」という。）２０８が設けられるとともに、チャックガイドシールゴム２０８の内側には、図示しない吸引経路に接続される吸引口（不図示）と、固定部２０６とヘッドステージ３０との間の距離（間隙）を一定に保つためのクリアランス保持部材２１０とが設けられている。クリアランス保持部材２１０は、固定部２０６とヘッドステージ３０との間に一定の間隙を保つことができるものであれば、その形状は特に限定されるものではない。

次に、第２の実施形態に係るプローバ１０におけるコンタクト動作（プローブ検査方法の一例）について説明する。図１６は、第２の実施形態に係るプローバ１０におけるコンタクト動作を説明するための図である。

まず、第１の実施形態と同様にして、ウエハチャック固定工程、アライメント工程、シャッタ開工程が順次行われた後、Ｚ軸上昇工程が行われる。

Ｚ軸上昇工程では、Ｚ軸移動・回転部７２によりウエハチャック３４がプローブカード３２に向かって移動（上昇）し、これによって、図１６（Ａ）に示すように、プローブカード３２の各プローブ３６がオーバードライブの状態でウエハＷの各チップの電極パッドに接触する。また、このとき、チャックガイドシールゴム２０８は、ウエハチャック３４のプローブカード３２への移動に伴ってヘッドステージ３０の下面に接触する。

次に、図示しない吸引口及び吸引経路を介して吸引装置４４により、チャックガイドシールゴム２０８、ヘッドステージ３０、及び固定部２０６の内部に形成された内部空間Ｑを減圧すると、チャックガイド２０４が上方（ヘッドステージ３０側）に向かって上昇してチャックガイド２０４の固定部２０６がヘッドステージ３０に吸着して固定された状態となる（図１６（Ｂ）参照）。このとき、上述したクリアランス保持部材２１０によりヘッドステージ３０との間に一定の間隙が確保されるので、チャックガイド２０４の固定部（吸着部）２０６による吸着し過ぎが抑制され、ヘッドステージ３０に固定されたチャックガイド２０４の傾きを防止することができる。

このようにしてチャックガイド２０４がヘッドステージ３０に吸着固定された後、第１の実施形態と同様にして、シャッタ閉工程、減圧工程、判断工程が順次行われ、さらにウエハチャック固定解除工程が行われる。

ウエハチャック固定解除工程では、Ｚ軸移動・回転部７２によるウエハチャック３４の固定が解除されると、ウエハチャック３４はＺ軸移動・回転部７２から離脱して内部空間Ｓの減圧によりウエハチャック３４をプローブカード３２に向かって引き寄せられるように移動する。このとき、ヘッドステージ３０に固定されたチャックガイド２０４によりウエハチャック３４はＸ、Ｙ方向の移動が規制されつつＺ方向に案内されて移動する（図１６（Ｃ）参照）。

以上により、第２の実施形態に係るプローバ１０におけるコンタクト動作が終了する。

次に、第２の実施形態に係るプローバ１０におけるリリース動作（プローブ検査方法の一例）について説明する。図１７は、第２の実施形態に係るプローバ１０におけるリリース動作を説明するための図である。

まず、第１の実施形態と同様にして、Ｚ軸上昇工程が行われた後、チャックリリース工程が行われる。

チャックリリース工程では、圧力切替用電磁弁６２により内部空間Ｓの接続先が負圧側（吸引装置４４側）から正圧側（加圧装置４５側）に切り替えられた後、圧力制御部１１５は、加圧用レギュレータ６８の動作を制御して、第１の実施形態と同様にして内部空間Ｓが目標リリース速度に対応した圧力（正圧）となるように制御を行う。これにより、内部空間Ｓを大気開放又は微小加圧により真空破壊する場合に比べて十分に速いリリース速度でプローブカード３２側からウエハチャック３４がリリースされる。このとき、図１７（Ｂ）に示すように、ウエハチャック３４はチャックガイド２０４によりＸ、Ｙ方向の移動が規制されつつＺ方向に案内されて下降して、Ｚ軸移動・回転部７２に支持される。

その後、チャック固定用電磁弁制御部１１２は、チャック固定用電磁弁８４をＯＮ（開状態）とし、Ｚ軸移動・回転部７２の吸引口８０（図４参照）を介してウエハチャック３４を固定する。

次に、チャックガイドリリース工程として、チャックガイドシールゴム２０８、ヘッドステージ３０、及び固定部２０６の内部に形成された内部空間Ｑを大気開放又は微小加圧により真空破壊する。これにより、図１７（Ｃ）に示すように、ヘッドステージ３０に対するチャックガイド２０４の吸着が解除される。

その後、Ｚ軸移動制御部１０６は、Ｚ軸駆動モータ１２２を制御して、Ｚ軸移動・回転部７２を下降させる。

以上により、第２の実施形態に係るプローバ１０におけるリリース動作が終了する。

このように第２の実施形態によれば、チャックガイド２０４（固定部２０６）をヘッドステージ３０に真空吸着により固定した状態でウエハチャック３４をチャックガイド２０４に沿ってＺ方向に案内するチャックガイド機構２００を備えたので、ウエハチャック３４のコンタクト動作やリリース動作において、ウエハチャック３４の受け渡しを行う際に、ウエハチャック３４の位置ずれや傾きを防止することができる。したがって、ウエハチャック３４の構成部品による偏荷重による傾きや位置ずれを防止することができ、プローブカード３２とウエハＷとの平行度を保った状態でウエハチャック３４の受け渡し動作を安定して行うことが可能となり、ウエハＷ上の電極パッドとプローブ３６との間で良好なコンタクトを実現することが可能となる。

なお、第２の実施形態では、チャックガイド機構２００の固定方式として、真空吸着による固定方式を示したが、ヘッドステージ３０にチャックガイド２０４を着脱自在に固定できるものであれば周知の様々な方式を採用でき、クランプ等による機械的な方式であってもかまわない。

また、第２の実施形態では、チャックガイド機構２００をウエハチャック３４側に設けてヘッドステージ３０側にチャックガイド２０４（固定部２０６）を吸着させる構成を示したが、チャックガイド機構２００をヘッドステージ３０側に設けてウエハチャック３４側にチャックガイド２０４（固定部２０６）を吸着させる構成としてもよい。

以上、本発明に係るプローバ及びプローブ検査方法について詳細に説明したが、本発明は、以上の例には限定されず、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、各種の改良や変形を行ってもよいのはもちろんである。

１０…プローバ、１２…測定ユニット、１４…ローダ部、１６…測定部、１８…ロードポート、２０…ウエハカセット、２２…操作パネル、２４…搬送ユニット、２６…搬送アーム、３０…ヘッドステージ、３２…プローブカード、３４…ウエハチャック、３４ａ…ウエハ保持面、３６…プローブ、４０…吸引口、４２…吸引路、４４…吸引装置、４４…吸引装置、４５…加圧装置、４６…ウエハ吸着用電磁弁、４８…リング状シール部材、５０…圧力供給路、５４…減圧用レギュレータ、５６…連通路、５８…シャッタ手段、６０…共通配管、６２…圧力切替用電磁弁、６２ａ…第１ポート、６２ｂ…第２ポート、６２ｃ…第３ポート、６４…減圧用配管、６６…加圧用配管、６８…加圧用レギュレータ、７０…アライメント装置、７２…Ｚ軸移動・回転部、７２ａ…ウエハチャック支持面、７４…Ｘ軸移動台、７６…Ｙ軸移動台、７８…リング状シール部材、７８…リング状シール部材、８０…吸引口、８２…吸引路、８４…チャック固定用電磁弁、８６…絞り弁、８８…位置決めピン、９０…Ｖブロック、９２…Ｚ軸移動機構、９４…θ回転機構、１００…全体制御部、１０２…Ｘ軸移動制御部、１０４…Ｙ軸移動制御部、１０６…Ｚ軸移動制御部、１０８…θ回転制御部、１１０…ウエハ吸着用電磁弁制御部、１１２…チャック固定用電磁弁制御部、１１４…圧力切替用電磁弁制御部、１１５…圧力制御部、１１６…シャッタ制御部、１１８…Ｘ軸駆動モータ、１２０…Ｙ軸駆動モータ、１２２…Ｚ軸駆動モータ、１２４…回転駆動モータ、２００…チャックガイド機構、２０２…軸受部、２０４…チャックガイド、２０６…固定部、２０８…チャックガイドシールゴム、２１０…クリアランス保持部材、３００…エアシリンダ機構、３０２…開閉弁、３０４…シリンダ、３０６…ピストン、３０８…ピストンロッド、３１０…エアシリンダ駆動装置、Ｗ…ウエハ、Ｓ…内部空間、Ｑ…内部空間

Claims (5)

1. ウエハを保持するウエハチャックと、
   前記ウエハチャックに対向する面に複数のプローブを有するプローブカードと、
   前記プローブカードを保持するヘッドステージと、
   前記ウエハチャックと前記プローブカードとの間に内部空間を形成する環状のシール部材と、
   前記ウエハチャックを着脱自在に固定するウエハチャック固定部を有し、前記ウエハチャック固定部に固定された前記ウエハチャックを昇降させる機械的昇降手段と、
   前記内部空間に負圧を付与することにより前記ウエハチャックを前記プローブカード側に吸着保持する負圧付与手段と、
   前記ヘッドステージに設けられ、前記内部空間が外部空間と連通した連通状態と前記内部空間が前記外部空間と連通しない非連通状態との間で選択的に切替可能なシャッタ手段と、
   前記内部空間に正圧を付与することにより前記ウエハチャックをプローブカード側からリリースする正圧付与手段と、
   前記正圧付与手段によって前記ウエハチャックが前記プローブカード側からリリースされる場合には前記内部空間が前記非連通状態となるように、前記シャッタ手段の動作を制御するシャッタ制御手段と、
   を備えるプローバ。
2. 前記シャッタ手段は、エアシリンダ機構によって開閉弁を進退移動させることで前記内部空間を前記連通状態と前記非連通状態との間で選択的に切り替える、
   請求項１に記載のプローバ。
3. ウエハを保持するウエハチャックと、
   前記ウエハチャックに対向する面に複数のプローブを有するプローブカードと、
   前記プローブカードを保持するヘッドステージと、
   前記ウエハチャックと前記プローブカードとの間に内部空間を形成する環状のシール部材と、
   前記ウエハチャックを着脱自在に固定するウエハチャック固定部を有し、前記ウエハチャック固定部に固定された前記ウエハチャックを昇降させる機械的昇降手段と、
   前記内部空間に負圧を付与することにより前記ウエハチャックを前記プローブカード側に吸着保持する負圧付与手段と、
   前記ヘッドステージに設けられ、前記内部空間が外部空間と連通した連通状態と前記内部空間が前記外部空間と連通しない非連通状態との間で選択的に切替可能なシャッタ手段と、
   を備え、
   前記シャッタ手段は、エアシリンダ機構によって開閉弁を進退移動させることで前記内部空間を前記連通状態と前記非連通状態との間で選択的に切り替える、
   プローバ。
4. 機械的昇降手段によりウエハチャックをヘッドステージに保持されたプローブカードに向かって移動させて、前記ウエハチャックと前記プローブカードとの間に内部空間を形成するウエハチャック移動工程と、
   前記内部空間に負圧を付与することにより前記ウエハチャックを前記プローブカード側に吸着保持する負圧付与工程と、
   前記内部空間に正圧を付与することにより前記ウエハチャックをプローブカード側からリリースする正圧付与工程と、
   前記ヘッドステージに設けられ、前記内部空間が外部空間と連通した連通状態と前記内部空間が前記外部空間と連通しない非連通状態との間で選択的に切替可能なシャッタ手段を用いて、前記正圧付与工程が行われる場合には前記内部空間が前記非連通状態となるように、前記シャッタ手段の動作を制御するシャッタ制御工程と、
   を備えるプローブ検査方法。
5. 前記シャッタ手段は、エアシリンダ機構によって開閉弁を進退移動させることで前記内部空間を前記連通状態と前記非連通状態との間で選択的に切り替える、
   請求項４に記載のプローブ検査方法。
   
   

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