JP7485552B2 - 検査装置における接触解除方法法及び検査装置 - Google Patents

Description

本開示は、検査装置における接触解除方法及び検査装置に関する。

特許文献１には、複数のテスタ及びウェハを搬送する搬送ステージを備えるウェハ検査装置が開示されている。特許文献１では、この検査装置において、伸縮自在なベローズをテスタのプローブカードを囲むように配置し、ウェハを厚板部材であるチャックトップに載置する。また、チャックトップを搬送ステージに支持させ、搬送ステージをウェハ及びチャックトップと共にプローブカードに対向させた後、搬送ステージをプローブカードへ向けて移動させてチャックトップをベローズへ当接させる。そして、チャックトップがベローズへ当接した後も、搬送ステージをウェハ及びチャックトップとともにプローブカードへ向けて移動させてウェハをプローブカードへ当接させる。

特開２０１４－７５４２０号公報

本開示にかかる技術は、基板にプローブを押圧して接触させ基板の検査を行う場合において、基板とプローブとの接触を解除するときに長い接触痕が生じるのを、押圧力を低下させずに、防ぐ。

本開示の一態様は、基板を検査する検査装置における、検査用のプローブと基板との接触を解除する方法であって、前記検査装置は、基板が載置される板状の載置部材と、前記載置部材を保持し移動させ、前記載置部材に載置された基板と前記プローブとの位置合わせを行うように構成された位置合わせ機構と、前記プローブが複数設けられたプローブカードを囲繞するように垂下する筒状の伸縮自在な筒状部材と、を備え、基板に対し前記プローブが押圧されて接触した状態で、前記載置部材、前記筒状部材及び前記プローブカードで囲まれる検査空間が減圧され、且つ、弾性を有するシール部を介して前記載置部材が前記筒状部材に吸着保持され、当該方法は、前記位置合わせ機構を予め定められた位置まで上昇させ、前記検査空間を形成している前記載置部材に近づける工程と、その後、前記検査空間の減圧を停止し、前記プローブの、基板に対する押圧された状態での接触が解除されないように、前記予め定められた位置の前記位置合わせ機構で前記載置部材を支持する工程と、その後、前記載置部材を保持した前記位置合わせ機構を下降させ、前記プローブの、基板に対する押圧された状態での接触を解除する工程と、その後、前記シール部を介した前記筒状部材による前記載置部材の吸着保持を停止する工程と、を含み、前記位置合わせ機構は、前記載置部材を上昇させて基板に対し前記プローブを押圧して接触させる際、前記プローブと基板とが当接した後、さらに前記載置部材を上昇させ、前記予め定められた位置は、前記位置合わせ機構から前記載置部材までの距離が、前記プローブと基板とが当接した後に前記載置部材を上昇させた量未満となる位置である。

本開示によれば、基板にプローブを押圧して接触させ基板の検査を行う場合において、基板とプローブとの接触を解除するときに長い接触痕が生じるのを、押圧力を低下させずに、防ぐことができる。

従来の検査装置を説明するための図である。 本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。 本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４の部分拡大図である。 本実施形態に係る接触解除方法の一例を説明するためのフローチャートである。 本実施形態に係る接触解除方法の各工程でのチャックトップやアライナ等の状態を示す図である。

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、検査装置を用いて行われる。

検査装置には、多数の針状の接触端子であるプローブを多数有するプローブカードが設けられている。電気的特性の検査の際はまず、ウェハとプローブカードとが近づけられ、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方に設けられたテスタ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タ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判別される。

また、検査装置として、図１に示すような装置が提案されている（例えば特許文献１参照）。図１の検査装置は、ウェハＷが載置される板状のチャックトップ５０１と、チャックトップ５０１とプローブカード５０２との間を囲んで密閉空間Ｓを形成するベローズ５０３と、チャックトップ５０１を保持して移動させプローブカード５０２のプローブ５０２ａとウェハＷとの位置合わせを行うアライナ５０４と、が設けられている。この検査装置では、プローブ５０２ａとウェハＷを接触させる時には、チャックトップ５０１はアライナ５０４によって支持されるが、検査の時には、チャックトップ５０１はアライナ５０４から離間しておりベローズ５０３に支持される。

また、図１に示すような検査装置では、プローブ５０２ａとウェハＷを接触させる際、まず、チャックトップ５０１を支持したアライナ５０４を上昇させてウェハＷとプローブ５０２ａを当接させる。その後、アライナ５０４の上昇を継続させ、これにより、ウェハＷにプローブ５０２ａを所望の押圧力で接触させる。そして、検査の時にチャックトップ５０１とアライナ５０４が離間した状態でもウェハＷにプローブ５０２ａが上記所望の圧力で接触し続けるよう、ベローズ５０３が形成する上記密閉空間Ｓを減圧させている。

ところで、図１に示すような検査装置では、検査終了後、例えば、ベローズ５０３が形成する上記密閉空間Ｓを大気開放すること等により、プローブ５０２ａとウェハＷとの接触を解除させる。この際、ウェハＷの重心からずれた位置にプローブ５０２ａからの反力が作用し、チャックトップ５０１にチャックトップ５０１の中心周りのモーメントが生じること等により、チャックトップ５０１が傾いてしまうことがある。この傾きが大きいと、傾く過程で、プローブ５０２ａの接触痕として長いものがウェハＷの一部に生じ、その結果、ウェハＷに形成されている半導体デバイスがプローブ５０２ａにより破損してしまうこと等がある。また、プローブ５０２ａのウェハＷへの押圧力を低下させることにより、長い接触痕が生じるのを防ぐことはできるが、上記押圧力を低下させた結果、適切に検査を行うことができない場合がある。

そこで、本開示にかかる技術は、ウェハにプローブを押圧して接触させウェハの検査を行う場合において、ウェハとプローブとの接触を解除するときに長い接触痕が生じるのを、押圧力を低下させずに、防ぐ。

以下、本実施形態にかかる検査装置における接触解除方法及び検査装置について、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。

図２及び図３はそれぞれ、本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２及び図３の検査装置１は、基板としてのウェハＷを検査するものであり、具体的には、ウェハＷに形成された検査対象デバイスとしての半導体デバイスの電気的特性検査を行うものである。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３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）に配列された複数（図の例では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つの位置合わせ機構としてのアライナ５０と、１つのカメラ６０が設けられている。つまり、各分割領域１３ａでは、１つのアライナ５０及び１つのカメラ６０が複数のテスタ４０に対し共通に用いられる。後述のように、各テスタ４０に対して、プローブカードが設けられるため、１つのアライナ５０及び１つのカメラ６０は複数のプローブカードに対し共通に用いられる。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が載置される載置部材としてのチャックトップ７０を保持して、左右方向（図２のＸ方向）、前後方向（図２のＹ方向）及び上下方向（図２のＺ方向）移動させるものである。このアライナ５０により、チャックトップ７０に載置されたウェハＷと後述のプローブカードのプローブとの位置合わせを行うことができる。なお、アライナ５０には、後述のプローブカードを撮像するカメラ５０ａが設けられている。

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７０に載置されたウェハＷを撮像する。
カメラ６０の撮像結果とアライナ５０に設けられたカメラ５０ａの撮像結果は、プローブカードのプローブとチャックトップ７０上のウェハＷに形成された半導体デバイスの電極との位置合わせに用いられる。

チャックトップ７０は、載置されたウェハＷを吸着等により保持することができる。

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４及び図５を用いて、アライナ５０の構成及びテスタ４０の周囲の構成について説明する。図４は、各分割領域１３ａ内の構成を示す正面縦断面図である。図５は、図４の部分拡大図である。

アライナ５０は、図４に示すように、例えばＸステージ５１、Ｙステージ５２及びＺステージ５３を有する。Ｘステージ５１は、ガイドレール５１ａに沿って左右方向（図４のＸ方向）に移動する。Ｙステージ５２は、Ｘステージ５１上を前後方向（図４のＹ方向）に移動する。Ｚステージ５３は、Ｙステージ５２に対し上下方向（図４のＺ方向）に移動する。また、このＺステージ５３上にチャックトップ７０が着脱自在に吸着保持される。Ｚステージ５３によるチャックトップ７０の吸着保持は、吸着保持機構（図示せず）による真空吸着等により行われる。

上述のような構成により、アライナ５０は、ウェハＷが載置されたチャックトップ７０を保持して、左右方向（図４のＸ方向）、前後方向（図４のＹ方向）及び上下方向（図４のＺ方向）移動させることができる。

また、アライナ５０のＺステージ５３には、図５に示すように、変位センサ５３ａが複数設けられている。変位センサ５３ａは、例えば、チャックトップ７０に対するアライナ５０の位置を検出するためのセンサとして用いられる。この変位センサ５３ａは、アライナ５０とチャックトップ７０との距離を検出する。具体的には、変位センサ５３ａは、アライナ５０のＺステージ５３の上面すなわちチャックトップ７０を保持する面とチャックトップ７０の下面との距離を検出する。

さらに、アライナ５０には、当該アライナ５０とチャックトップ７０との相対的な傾きを調整する傾き調整機構（図示せず）が設けられている。

なお、アライナ５０は、制御部２２により制御され、また、変位センサ５３ａによる検出結果は制御部２２に出力される。

テスタ４０は、図５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、複数の検査回路基板（図示せず）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（図示せず）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８０とプローブカード９０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８０は、プローブカード９０を支持すると共に、当該プローブカード９０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９０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８０は、テスタ４０とプローブカード９０とを電気的に接続するポゴピン８１を有し、具体的には、多数のポゴピン８１を保持するポゴブロック８２を有する。また、ポゴフレーム８０は、ポゴブロック８２が挿篏されることによりポゴピン８１が取り付けられる取り付け孔８３ａが形成されたフレーム本体８３を有する。

ポゴフレーム８０の下面には、プローブカード９０が、所定の位置に位置合わせされた状態で支持される。

なお、排気機構（図示せず）によって、テスタマザーボード４１はポゴフレーム８０に真空吸着され、プローブカード９０は、ポゴフレーム８０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８０の各ポゴピン８１の下端は、プローブカード９０の後述のカード本体９１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８１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９０は、複数の電極パッドが上面に設けられた円板状のカード本体９１を有する。カード本体９１の下面には、下方へ向けて延びる針状の接触端子であるプローブ９２が複数設けられている。
カード本体９１の上面に設けられた上述の複数の電極パッドはそれぞれ対応するプローブ９２と電気的に接続されている。また、検査時には、プローブ９２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と接触する。したがって、電気的特性検査時には、ポゴピン８１、カード本体９１の上面に設けられた電極パッド及びプローブ９２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。
なお、検査装置１は、ウェハ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一括で行うために、プローブ９２は、カード本体９１の下面略全体を覆うように多数設けられている。

また、ポゴフレーム８０の下面には、筒状部材としてのベローズ８４が取り付けられている。ベローズ８４は、プローブカード９０を囲繞するように垂下する筒状の伸縮自在な部材である。ベローズ８４の下端には、環状の当接部８４ａが設けられている。

ベローズ８４は、プローブカード９０の下方の位置に、シール部としてのリップシール１００を介してチャックトップ７０を吸着保持する。

リップシール１００は弾性を有しており、例えば樹脂材料から形成される。リップシール１００は、チャックトップ７０に載置されたウェハＷを囲み、且つ、ベローズ８４に対向するように、チャックトップ７０の上面に設けられる。リップシール１００は、上方に向けて開口しており、ベローズ８４の当接部８４ａと当接する。リップシール１００は、リップシール１００とベローズ８４とで囲まれる封止空間Ｐを形成する。具体的には、リップシール１００は、リップシール１００とベローズ８４の当接部８４ａとで囲まれる封止空間Ｐを形成する。封止空間Ｐは、チャックトップ７０に形成された排気路７０ａの一端に連通している。排気路７０ａの他端には、減圧機構１１０と大気開放機構１２０とが接続されている。

減圧機構１１０は、封止空間Ｐを減圧する。これにより、チャックトップ７０がリップシール１００を介してベローズ８４に吸着され保持される。つまり、減圧機構１１０は、リップシール１００を介してチャックトップ７０をベローズ８４で吸着保持する吸着保持力を生じさせる。減圧機構１１０は、封止空間Ｐを排気する真空ポンプや真空ポンプによる排気の開始と停止を切り換える切換弁等を有し、制御部２２により制御される。

大気開放機構１２０は、チャックトップ７０をベローズ８４から取り外すための機構すなわちベローズ８４によるチャックトップ７０の吸着保持を停止させる機構であり、封止空間Ｐに大気を導入する。大気開放機構１２０は、封止空間Ｐへの大気導入の開始と停止を切り換える切換弁等を有し、制御部２２により制御される。
ベローズ８４からのチャックトップ７０の取り外しのために、大気を導入する代わりに不活性ガス等を導入するようにしてもよい。

また、ベローズ８４は、リップシール１００を介してチャックトップ７０を吸着保持することにより、プローブカード９０を含むポゴフレーム８０、ベローズ８４、リップシール１００及びチャックトップ７０で囲まれる密閉空間Ｓを形成する。密閉空間Ｓは、ポゴフレーム８０のフレーム本体８３に形成された排気路８３ｂの一端に連通している。排気路８３ｂの他端には、減圧機構１３０と大気開放機構１４０とが接続されている。

減圧機構１３０は、密閉空間Ｓを減圧する。これにより、ウェハＷとプローブ９２との接触状態が維持される。減圧機構１３０は、密閉空間Ｓを排気する真空ポンプや真空ポンプによる排気の開始と停止を切り換える切換弁等を有し、制御部２２により制御される。

大気開放機構１４０は、密閉空間Ｓを大気圧に戻すための機構であり、密閉空間Ｓに大気を導入する。大気開放機構１４０は、封止空間Ｐへの大気導入の開始と停止を切り換える切換弁等を有し、制御部２２により制御される。
密閉空間Ｓを大気圧に戻すために、大気を導入する代わりに不活性ガス等を導入するようにしてもよい。

なお、ポゴフレーム８０のフレーム本体８３の下面には、ポゴフレーム８０に対するチャックトップ７０の位置を検出するためのセンサとして変位センサ８５が複数設けられている。変位センサ８５は、ポゴフレーム８０からチャックトップ７０までの距離、具体的には、変位センサ８５からチャックトップ７０の上面までの距離を検出する。変位センサ８５による検出結果は制御部２２に出力される。

次に検査装置１を用いた検査処理について説明する。

（搬入及び位置合わせ）
まず、検査対象のウェハＷの搬入と、当該ウェハＷとプローブカード９０との位置合わせが行われる。
具体的には、搬送装置３０等が制御部２２により制御され、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、アライナ５０に吸着保持されたチャックトップ７０上に載置される。次いで、カメラ６０でのチャックトップ７０上のウェハＷの撮像結果とカメラ５０ａによるプローブ９２の撮像結果とに基づいて、アライナ５０が、制御部２２により制御され、チャックトップ７０上のウェハＷとプローブ９２との水平方向にかかる位置合わせが行われる。

（チャックトップ７０の吸着保持及びプローブ９２の押圧接触）
続いて、チャックトップ７０をベローズ８４に吸着保持させると共に、ウェハＷにプローブ９２を押圧して接触させる。
具体的には、例えば、チャックトップ７０を吸着保持したアライナ５０のＺステージ５３を上昇させることにより、チャックトップ７０を上昇させ、ベローズ８４の当接部８４ａとリップシール１００とを当接させる。これにより、当接部８４ａとリップシール１００とで囲まれる封止空間Ｐを形成する。次いで、減圧機構１１０によって封止空間Ｐが減圧され、これにより、チャックトップ７０がリップシール１００を介してベローズ８４に吸着保持されると共に、ポゴフレーム８０、ベローズ８４、リップシール１００及びチャックトップ７０で囲まれる密閉空間Ｓが形成される。

その後も、アライナ５０のＺステージ５３の上昇によるチャックトップ７０の上昇を継続させ、プローブカード９０のプローブ９２とウェハＷに形成された半導体デバイスの電極とを当接させる。
当接後も、アライナ５０のＺステージ５３の上昇によるチャックトップ７０の上昇を継続させ、チャックトップ７０上のウェハＷの電極にプローブ９２を押圧して接触させる。なお、プローブ９２とウェハＷの電極との当接後にチャックトップ７０を上昇させた量を、以下では「オーバードライブ量」という。次いで、減圧機構１３０によって密閉空間Ｓが所定の圧力まで減圧され、チャックトップ７０がプローブカード９０に引きつけられる。

次いで、アライナ５０のＺステージ５３によるチャックトップ７０の吸着保持を解除すると共に、Ｚステージ５３を下降させる。このとき、密閉空間Ｓが所定の圧力まで減圧されているため、チャックトップ７０は、Ｚステージ５３から切り離され、プローブカード９０に引きつけられ続け、チャックトップ７０上のウェハＷの電極にプローブ９２が押圧された状態で接触され続ける。このとき、封止空間Ｐの減圧は継続されている。これにより、密閉空間Ｓを確実に密閉し続けることができる。

（検査）
チャックトップ７０とアライナ５０のＺステージ５３との切り離し後、テスタ４０からポゴピン８１等を介してプローブ９２に電気的特性検査用の電気信号が入力され、ウェハＷに形成された電子デバイスの電気的特性検査が行われる。

（プローブ９２の接触の解除及びチャックトップ７０の取り外し）
電気的特性検査が完了すると、検査後のウェハＷとプローブ９２との接触が解除されると共に、検査後のウェハＷが載置されたチャックトップ７０が、ベローズ８４から取り外され、アライナ５０に支持される。この工程における、ベローズ８４からのチャックトップ７０の取り外しを含む、ウェハＷとプローブ９２との接触を解除する方法（以下、「接触解除・取り外し方法」という。）の詳細については後述する。

（搬出）
その後、検査後のウェハＷが搬出される。
具体的には、搬送装置３０等が制御部２２により制御され、アライナ５０に保持されたチャックトップ７０上の検査後のウェハＷが、検査領域１３から搬出され、搬入出領域１１のポート２０内のカセットＣに戻される。
なお、一のテスタ４０での検査中、アライナ５０によって、他のテスタ４０への検査対象のウェハＷの搬送や他のテスタ４０からの検査後のウェハＷの回収が行われる。

次に、上述の接触解除・取り外し方法について図６及び図７を用いて説明する。図６は、上記接触解除・取り外し方法の一例を説明するためのフローチャートであり、図７は、当該方法の各工程でのチャックトップ７０やアライナ５０等の状態を示す図である。

本例では、変位センサ５３ａによる検出結果が用いられるところ、まず、変位センサ５３ａによる検出値の較正が行われる（ステップＳ１）。
具体的には、まず、アライナ５０のＺステージ５３を、ベローズ８４に支持されたチャックトップ７０の下方の空間に、Ｘステージ５１及びＹステージ５２によって移動させた後、所定量Δｈ（例えば１００μｍ）上昇させる。この上昇前後で、アライナ５０のＺステージ５３の上面からチャックトップ７０の下面までの距離を変位センサ５３ａで検出しておき、これら検出結果と、Ｚステージ５３の上昇量すなわち上記所定量Δｈとに基づいて、制御部２２が、変位センサ５３ａによる検出値を較正する。変位センサ５３ａは複数設けられており、上述の較正は変位センサ５３ａ毎に行われる。

続いて、アライナ５０とチャックトップ７０とが相対的に傾いているか否かの判定が行われる（ステップＳ２）。
具体的には、例えば、制御部２２が、アライナ５０のＺステージ５３の上面からチャックトップ７０の下面までの距離を複数の変位センサ５３ａに検出させ、これら検出結果に基づいて、アライナ５０のＺステージ５３とチャックトップ７０との相対的な傾きを算出する。そして、制御部２２が、算出した上記相対的なの傾きが所定値を超えているか否か判定する。
判定の結果、所定値を超えている場合、すなわち、アライナ５０とチャックトップ７０とが相対的に傾いている場合（ＹＥＳの場合）、アライナ５０に設けられた傾き調整機構（図示せず）を用いてアライナ５０とチャックトップ７０との相対的な傾きの調整が行われる（ステップＳ３）。なお、算出された傾きが所定値を超えていない場合、すなわち、アライナ５０とチャックトップ７０とが相対的に傾いていない場合（ＮＯの場合）は、ステップＳ３の傾き調整工程は省略される。

次に、図７（Ａ）に示すように、アライナ５０を、予め定められた開放位置まで上昇させ、密閉空間Ｓを形成しているチャックトップ７０に近づける（ステップＳ４）。
具体的には、アライナ５０のＺステージ５３を上記開放位置まで徐々に上昇させ、Ｚステージ５３の上面を、密閉空間Ｓを形成しているチャックトップ７０の下面に徐々に近づける。上記開放位置は、例えば、変位センサ５３ａによって検出される、アライナ５０のＺステージ５３の上面からチャックトップ７０の下面までの距離Ｌが、前述のオーバードライブ量ＯＤ未満となる位置であり、より具体的には、上記距離Ｌが６０μｍ以下となる位置であり、より好ましくは、上記距離Ｌが３０μｍ以下となる位置である。

続いて、アライナ５０によるチャックトップ７０の吸着動作を開始させる（ステップＳ５）。
具体的には、制御部２２が、アライナ５０に対し設けられた吸着保持機構（図示せず）を制御し、アライナ５０のＺステージ５３によるチャックトップ７０の吸着動作を開始させる。ただし、この時点においては、チャックトップ７０は、Ｚステージ５３から離間しているため、実際にはＺステージ５３には吸着保持されない。

次に、密閉空間Ｓの減圧を停止すると共に密閉空間Ｓを大気圧に戻す（ステップＳ６）。
具体的には、制御部２２が、減圧機構１１０及び大気開放機構１２０を制御し、プローブカード９０を含むポゴフレーム８０、ベローズ８４、リップシール１００及びチャックトップ７０で囲まれる密閉空間Ｓの減圧を停止し、当該密閉空間Ｓを排気路８３ｂを介して大気開放する。
このとき、チャックトップ７０及びチャックトップ７０に載置されているウェハＷは、ウェハＷに押圧されているプローブ９２の反力及び自重により、図７（Ｂ）に示すように、下降する。ただし、アライナ５０のＺステージ５３が上記開放位置に位置するため、密閉空間Ｓを大気開放しても、ウェハＷに対するプローブ９２の押圧された状態での接触が解除されない程度に、Ｚステージ５３とチャックトップ７０とが近接している。したがって、密閉空間Ｓを大気開放することによって、チャックトップ７０の中心周りのモーメントがチャックトップ７０に生じても、チャックトップ７０は大きく傾かずに、Ｚステージ５３に支持される。

チャックトップ７０は、Ｚステージ５３に支持されると、上述のように吸着動作が既に開始されているため、Ｚステージ５３に吸着保持される。なお、チャックトップ７０は、ベローズ８４にもリップシール１００を介して引き続き吸着保持されている。

続いて、チャックトップ７０を吸着保持したアライナ５０のＺステージ５３を下降させ、図７（Ｃ）に示すように、ウェハＷとプローブ９２との押圧された状態での接触を解除する（ステップＳ７）。
このとき、Ｚステージ５３の下降量は、少なくともオーバードライブ量ＯＤ以上であり、例えば２００～５００μｍである。これにより、ウェハＷとプローブ９２との押圧された状態での接触を確実に解除することができ、より具体的には、ウェハＷとプローブ９２とを確実に離間させることができる。
なお、この工程におけるＺステージ５３の下降量は、プローブカード９０の反り等を考慮して設定することが好ましい。

次に、リップシール１００を介したベローズ８４によるチャックトップ７０の吸着保持が停止され、図７（Ｄ）に示すように、チャックトップ７０がベローズ８４から取り外される（ステップＳ８）。
具体的には、制御部２２が、減圧機構１３０及び大気開放機構１４０を制御し、リップシール１００とベローズ８４とで囲まれる封止空間Ｐの減圧を停止させると共に、排気路７０ａを介して封止空間Ｐを大気圧に戻す。これにより、リップシール１００を介したベローズ８４によるチャックトップ７０の吸着保持が解除され、チャックトップ７０が、ベローズ８４から取り外され、アライナ５０のＺステージ５３のみで支持される。
そして、制御部２２が、アライナ５０のＺステージ５３を所定の位置まで下降させる。

リップシール１００を介したベローズ８４によるチャックトップ７０の吸着保持が解除されると、当該吸着保持時に変形していたリップシール１００からの反力により、チャックトップ７０が水平方向に移動すること、すなわち、水平方向にずれることがある。このように水平方向にずれが生じたとしても、ステップＳ７によりウェハＷとプローブ９２とが離間しているため、プローブ９２がウェハＷ上を摺動することがない。したがって、リップシール１００からの反力に起因して、ウェハＷ上にプローブ９２による長い接触痕が形成されることがない。

次に、チャックトップ７０を吸着保持したアライナ５０のＺステージ５３の下降がさらに行われる（ステップＳ９）。

その後、チャックトップ７０の位置をリセットするか否かの判定が行われる（ステップＳ１０）。
具体的には、例えば、制御部２２が、複数の変位センサ５３ａでの検出結果に基づいて、アライナ５０のＺステージ５３に保持されたチャックトップ７０の、Ｚステージ５３に対する傾きを算出し、算出したチャックトップ７０の傾きが所定値を超えているか否か判定する。
判定の結果、所定値を超えている場合、すなわち、チャックトップ７０がＺステージ５３における所望の位置に載置されておらず傾いている場合（ＹＥＳの場合）、チャックトップ７０の位置のリセット動作が行われる（ステップＳ１１）。上記リセット動作は、例えば、Ｘステージ５１及びＹステージ５２の少なくともいずれか一方を振動させる動作である。なお、算出されたチャックトップ７０の傾きが所定値を超えていない場合、すなわち、チャックトップ７０が傾いていない場合（ＮＯの場合）は、ステップＳ１１のリセット工程は省略される。

以上のように、本実施形態にかかる、プローブ９２とウェハＷとの接触の解除方法は、アライナ５０を予め定められた解除位置まで上昇させ、密閉空間Ｓを形成しベローズ８４に吸着保持されているチャックトップ７０に近づける工程と、その後、密閉空間Ｓの減圧を停止し、ウェハＷに対するプローブ９２の押圧された状態での接触が解除されないように、上記解除位置のアライナ５０でチャックトップ７０を支持する工程と、を含む。そのため、密閉空間Ｓを大気開放することによって、チャックトップ７０の中心周りのモーメントがチャックトップ７０に生じても、チャックトップ７０は大きく傾かずに、Ｚステージ５３に支持される。したがって、密閉空間Ｓを大気開放したときに、プローブ９２が相対的にチャックトップ７０に保持されたウェハＷの上面に沿って大きく移動することがない。つまり、密閉空間Ｓを開放したときに、ウェハＷにプローブ９２による長い接触痕が形成されることがない。

また、本実施形態にかかる方法は、アライナ５０でチャックトップ７０を支持する工程後、チャックトップ７０を吸着保持したアライナ５０を下降させ、ウェハＷに対するプローブ９２の押圧された状態での接触を解除する工程と、その後、リップシール１００を介したベローズ８４によるチャックトップ７０の吸着保持を停止する工程と、を含む。すなわち、本実施形態にかかる方法では、ウェハＷとプローブ９２とが離間された状態で、リップシール１００を介したベローズ８４によるチャックトップ７０の吸着保持が解除される。そのため、上記吸着保持を解除したときに、リップシール１００の反力により、プローブ９２に対しチャックトップ７０が水平方向にずれても、チャックトップ７０に載置されているウェハＷに、プローブ９２による長い接触痕が形成されることがない。

このように、本実施形態によれば、ウェハＷとプローブとの接触を解除するときに長い接触痕が生じるのを防ぐことができる。また、このように防止するためにプローブ５０２ａのウェハＷへの押圧力を低下させる必要がない。

以上の例では、ステップＳ４において、アライナ５０を開放位置まで徐々に上昇させており、また、変位センサ５３ａによって検出される、アライナ５０のＺステージ５３の上面からチャックトップ７０の下面までの距離Ｌが予め定められた値以下となる位置を、上記開放位置としている。これに代えて、例えば、ステップＳ４において、アライナ５０を開放位置まで段階的に上昇させ、一段階での上昇量に比べ、変位センサで検出される上記距離Ｌの変化量が小さくなる位置を、上記開放位置としてもよい。また、ステップＳ４において、アライナ５０を開放位置まで徐々に上昇させる際、変位センサ８５で検出される、ポゴフレーム８０からチャックトップ７０までの距離に変化（例えば数μｍの変化）が生じた位置を、上記開放位置としてもよい。

また、以上の例では、リップシール１００はチャックトップ７０の上面に設けられていた。リップシールは、ベローズ８４の当接部８４ａの下面に設けられていてもよい。この場合も、リップシールと当該リップシールが接触するチャックトップ７０の上面とで囲まれる封止空間を減圧することにより、リップシールを介してチャックトップ７０をベローズ８４で吸着保持することができる。

なお、以上の例では、リップシール１００を介したベローズ８４によるチャックトップ７０の吸着保持を真空吸着により行っていた。これに代えて、例えば、ベローズ８４の当接部８４ａとチャックトップ７０の上面との静電吸着により、上記吸着保持を行うようにしてもよい。

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。

１ 検査装置
２２ 制御部
５０ アライナ
７０ チャックトップ
８４ ベローズ
９０ プローブカード
９２ プローブ
１００ リップシール
１１０ 減圧機構
１３０ 減圧機構
Ｓ 密閉空間
Ｗ ウェハ

Claims (6)

1. 基板を検査する検査装置における、検査用のプローブと基板との接触を解除する方法であって、
   前記検査装置は、
   基板が載置される板状の載置部材と、
   前記載置部材を保持し移動させ、前記載置部材に載置された基板と前記プローブとの位置合わせを行うように構成された位置合わせ機構と、
   前記プローブが複数設けられたプローブカードを囲繞するように垂下する筒状の伸縮自在な筒状部材と、を備え、
   基板に対し前記プローブが押圧されて接触した状態で、前記載置部材、前記筒状部材及び前記プローブカードで囲まれる検査空間が減圧され、且つ、弾性を有するシール部を介して前記載置部材が前記筒状部材に吸着保持され、
   当該方法は、
   前記位置合わせ機構を予め定められた位置まで上昇させ、前記検査空間を形成している前記載置部材に近づける工程と、
   その後、前記検査空間の減圧を停止し、前記プローブの、基板に対する押圧された状態での接触が解除されないように、前記予め定められた位置の前記位置合わせ機構で前記載置部材を支持する工程と、
   その後、前記載置部材を保持した前記位置合わせ機構を下降させ、前記プローブの、基板に対する押圧された状態での接触を解除する工程と、
   その後、前記シール部を介した前記筒状部材による前記載置部材の吸着保持を停止する工程と、を含み、
   前記位置合わせ機構は、前記載置部材を上昇させて基板に対し前記プローブを押圧して接触させる際、前記プローブと基板とが当接した後、さらに前記載置部材を上昇させ、
   前記予め定められた位置は、前記位置合わせ機構から前記載置部材までの距離が、前記プローブと基板とが当接した後に前記載置部材を上昇させた量未満となる位置である、接触解除方法。
2. 前記位置合わせ機構は、前記検査装置内に設けられた複数の前記プローブカードに対し共通に用いられる、請求項１に記載の接触解除方法。
3. 前記近づける工程は、前記載置部材に対する前記位置合わせ機構の位置を検出するセンサによる検出結果に基づいて、前記位置合わせ機構を前記予め定められた位置まで上昇させる、請求項１または２に記載の接触解除方法。
4. 前記センサは、前記位置合わせ機構と前記載置部材との相対的な傾きの調整に用いられるものである、請求項３に記載の接触解除方法。
5. 前記近づける工程は、前記プローブカードが設けられたフレームに対する前記載置部材の位置を検出するセンサによる検出結果に基づいて、前記位置合わせ機構を前記予め定められた位置まで上昇させる、請求項１または２に記載の接触解除方法。
6. 基板を検査する検査装置であって、
   基板が載置される板状の載置部材と、
   前記載置部材を保持し移動させ、前記載置部材に載置された基板と検査用のプローブとの位置合わせを行うように構成された位置合わせ機構と、
   前記プローブが複数設けられたプローブカードを囲繞するように垂下する筒状の伸縮自在な筒状部材と、
   前記載置部材、前記筒状部材及び前記プローブカードで囲まれる検査空間を減圧する減圧機構と、
   弾性を有するシール部を介して前記載置部材を前記筒状部材で吸着保持する吸着保持力を生じる吸着保持機構と、
   制御部と、を備え、
   前記制御部は、
   基板に対し前記プローブが押圧されて接触した状態で前記検査空間が減圧され前記載置部材が前記シール部を介して前記筒状部材に吸着保持されているときに、前記位置合わせ機構を予め定められた位置まで上昇させ、前記検査空間を形成している前記載置部材に近づける工程と、
   その後、前記検査空間の減圧を停止し、前記プローブの、基板に対する押圧された状態での接触が解除されないように、前記予め定められた位置の前記位置合わせ機構で前記載置部材を支持する工程と、
   その後、前記載置部材を保持した前記位置合わせ機構を下降させ、前記プローブの、基板に対する押圧された状態での接触を解除する工程と、
   その後、前記シール部を介した前記筒状部材による前記載置部材の吸着保持を停止する工程と、が実行されるよう制御信号を出力し、
   前記位置合わせ機構は、前記載置部材を上昇させて基板に対し前記プローブを押圧して接触させる際、前記プローブと基板とが当接した後、さらに前記載置部材を上昇させ、
   前記予め定められた位置は、前記位置合わせ機構から前記載置部材までの距離が、前記プローブと基板とが当接した後に前記載置部材を上昇させた量未満となる位置である、検査装置。

Images