特許 5993649 プローブカードへの基板当接装置、基板当接装置を備えた基板検査装置、及びプローブカードへの基板当接方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】5993649

(24)【登録日】2016年8月26日

(45)【発行日】2016年9月14日

(54)【発明の名称】プローブカードへの基板当接装置、基板当接装置を備えた基板検査装置、及びプローブカードへの基板当接方法

(51)【国際特許分類】

   H01L 21/66 20060101AFI20160901BHJP

   G01R 31/28 20060101ALI20160901BHJP

【ＦＩ】

   H01L21/66 B

   G01R31/28 K

【請求項の数】10

【全頁数】13

(21)【出願番号】特願2012-169512(P2012-169512)

(22)【出願日】2012年7月31日

(65)【公開番号】特開2014-29916(P2014-29916A)

(43)【公開日】2014年2月13日

【審査請求日】2015年4月15日

(73)【特許権者】

【識別番号】000219967

【氏名又は名称】東京エレクトロン株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100125254

【弁理士】

【氏名又は名称】別役 重尚

(74)【代理人】

【識別番号】100118278

【弁理士】

【氏名又は名称】村松 聡

(72)【発明者】

【氏名】山田 浩史

【審査官】 堀江 義隆

(56)【参考文献】

【文献】 国際公開第２０１２／０２６０３６（ＷＯ，Ａ１）

【文献】 特開２００９−２９５６８６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０７−０７４２１９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００９−２７６２１５（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｈ０１Ｌ ２１／６６

Ｇ０１Ｒ ３１／２８

(57)【特許請求の範囲】

【請求項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検査部と、該検査部の上部に配置された基板検査用インターフェースとを有する基板検査装置の前記基板検査用インターフェース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装置において、
前記基板を板状部材と共に前記プローブカードと対向する位置まで搬送する搬送機構と、
該搬送機構で搬送された前記基板を前記板状部材と共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、前記基板をさらに前記板状部材と共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機構と、
前記基板が前記板状部材と共に前記プローブカードに向かって前記所定量移動した後に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機構と、
前記保持機構によって前記当接状態を保持した後、前記搬送機構を前記板状部材から切り離す脱離機構と、を有し、
前記保持機構は、前記プローブカードと前記板状部材との間の空間を、前記プローブカードと前記基板との当接部に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作用する圧力に減圧することを特徴とするプローブカードへの基板当接装置。

【請求項2】

前記所定量は、１０μｍ〜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装置。

【請求項3】

前記保持機構は、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１記載のプローブカードへの基板当接装置。

【請求項4】

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３の何れか１項に記載のプローブカードへの基板当接装置。

【請求項5】

前記脱離機構によって、前記搬送機構を前記板状部材から切り離した後、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機構を有す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装置。

【請求項6】

前記板状部材の基準面と前記プローブカードの取り付け面又は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を設けたことを特徴とする請求項１乃至５の何れか１項に記載の基板当接装置。

【請求項7】

前記板状部材は、チャック部材に支持されたウエハプレートであ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装置。

【請求項8】

前記板状部材は、前記搬送機構に載置されたチャック部材であ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装置。

【請求項9】

請求項１乃至８の何れか１項に記載のプローブカードへの基板当接装置を有することを特徴とする基板検査装置。

【請求項10】

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検査部と、該検査部の上部に配置された基板検査用インターフェースとを有する基板検査装置の前記基板検査用インターフェース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であって、
前記基板を板状部材と共に前記プローブカードと対向する位置まで搬送機構によって搬送する搬送工程と、
前記搬送された前記基板を前記板状部材と共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、前記基板をさらに前記板状部材と共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、
前記基板が前記板状部材と共に前記プローブカードに向かって前記所定量移動した後に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、
前記当接状態が保持された後、前記搬送機構を前記板状部材から切り離す脱離工程と、を有し、
前記保持工程では、前記プローブカードと前記板状部材との間の空間を、前記プローブカードと前記基板との当接部に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作用する圧力に減圧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。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

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複数の電極を、基板検査装置の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るプローブカードへの基板当接装置、基板当接装置を備えた基板検査装置、及びプローブカードへの基板当接方法に関する。

【背景技術】

【0002】

基板検査装置として、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。

【0003】

図９は、従来の代表的なプローブ装置の概略構成を示す断面図である。

【0004】

このプローブ装置１００は、ウエハＷを搬送するローダ室１１１と、該ローダ室１１１に隣接して設けられ、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を行う検査室１１２と、ローダ室１１１の上部に設けられた制御装置１１３とを備え、ローダ室１１１及び検査室１１２内の各種の機器を制御装置１１３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。

【0005】

検査室１１２は、ローダ室１１１を経て検査室１１２内に搬入されるウエハＷを受け取るチャック部材１１４と、該チャック部材１１４をウエハＷと共に載置し、Ｘ、Ｙ、Ｚ及びθ方向に移動する載置台１１５と、検査室１１２の天井部分に配置され、ヘッドプレート１１７、該ヘッドプレート１１７の下面を形成するポゴフレーム１１８及び該ポゴフレーム１１８の下面に支持されたプローブカード１１９を備えたウエハ検査用インターフェース１１６と、載置台１１５と協働してプローブカード１１９に設けられた複数のプローブ（検査針）１１９ｂ及びウエハＷに形成された複数の半導体デバイスの各電極の相対位置を合わせるアライメント機構１２０とを備える。

【0006】

アライメント機構１２０は、検査室１１２の天井部分を移動する上部撮影部１２１と、チャック部材１１４に固定された下部撮影部１２２とを有する。

【0007】

上部撮影部１２１及び下部撮影部１２２を有するアライメント機構１２０と載置台１１５との協働によってウエハＷとプローブカード１１９との相対位置が合わされ、その後、載置台１１５の昇降装置（図示省略）が伸長してチャック部材１１４を、図９中、上方向に移動させることによって該チャック部材１１４に載置されたウエハＷの各電極をプローブカード１１９の各プローブ１１９ｂにそれぞれ当接させ、この状態で、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）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0008】

【特許文献1】特開２００４−１４０２４１号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0009】

しかしながら、従来の基板検査装置におけるプローブカードとウエハとの当接技術は、ウエハＷとプローブカード１１９との相対位置が合わされた後、ウエハＷを載置したチャック部材１１４を載置台１１５によって、ウエハ検査用インターフェース１１６のプローブカード１１９の真下まで移動させ、その後、載置台１１５の昇降装置を伸長させてウエハＷをチャック部材１１４と共に上方向に移動させ、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１１９に設けられた各プローブ１１９ｂに当接させるものであり、半導体デバイスの各電極とプローブカード１１９の各プローブ１１９ｂとの当接部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。

【0010】

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のプローブカードへの基板当接装置、基板当接装置を備えた基板検査装置、及び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。

【課題を解決するための手段】

【0011】

上記課題を解決するために、本発明のプローブカードへの基板当接装置は、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検査部と、該検査部の上部に配置された基板検査用インターフェースとを有する基板検査装置の前記基板検査用インターフェース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装置において、前記基板を板状部材と共に前記プローブカードと対向する位置まで搬送する搬送機構と、該搬送機構で搬送された前記基板を前記板状部材と共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、前記基板をさらに前記板状部材と共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機構と、前記基板が前記板状部材と共に前記プローブカードに向かって前記所定量移動した後に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機構と、前記保持機構によって前記当接状態を保持した後、前記搬送機構を前記板状部材から切り離す脱離機構と、を有し、前記保持機構は、前記プローブカードと前記板状部材との間の空間を、前記プローブカードと前記基板との当接部に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作用する圧力に減圧することを特徴とする。

【発明の効果】

【0021】

本発明によれば、搬送機構で搬送された基板を板状部材と共に検査室の上部に配置されたプローブカードに向かって当接機構によって移動させることによって、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、基板を板状部材と共に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、保持機構によって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、脱離機構によって搬送機構を板状部材から離脱させるので、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。

【図面の簡単な説明】

【0022】

【図1】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装置の概略構成を示す断面図である。

【図2】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装置を用いたプローブカードへの基板当接方法の工程の一部を示す図である。

【図3】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装置を用いたプローブカードへの基板当接方法の工程の一部を示す図である。

【図4】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装置を用いたプローブカードへの基板当接方法の工程の一部を示す図である。

【図5】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装置を用いたプローブカードへの基板当接方法の工程の一部を示す図である。

【図6】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装置を用いたプローブカードへの基板当接方法の工程の一部を示す図である。

【図7】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装置を用いたプローブカードへの基板当接方法の工程の一部を示す図である。

【図8】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装置の変形例を示す断面図である。

【図9】従来の代表的なプローブ装置の概略構成を示す断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0023】

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。

【0024】

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装置の概略構成を示す断面図である。

【0025】

図１において、このプローブカードへの基板当接装置（以下、単に「基板当接装置」という。）は、基板検査装置の一部を構成するものであって、基板としてのウエハＷに形成された半導体デバイスの電気的特性を検査する検査部としての検査室１２と、該検査室１２の上部に配置されたウエハ検査用インターフェース１６とを有する基板検査装置におけるウエハ検査用インターフェース１６に支持されたプローブカード１９にウエハＷを当接するものである。

【0026】

図１の基板当接装置は、ウエハＷを板状部材としての、例えばウエハプレート２４と共に、プローブカード１９と対向する位置まで搬送する搬送機構としての載置台１５と、該載置台１５で搬送されたウエハＷをウエハプレート２４と共にプローブカード１９に向かって移動させてウエハ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１９に設けられた複数のプローブにそれぞれ当接させ、その後、ウエハＷをさらにウエハプレート２４と共にプローブカード１９に向かって所定量移動させる当接機構としての昇降装置１５ａと、該昇降装置１５ａによってウエハＷを所定量移動させた後、プローブカード１９とウエハプレート２４との間の空間Ｓを減圧して半導体デバイスの複数の電極とプローブカード１９の複数のプローブ１９ｂとの当接状態を保持する保持機構としての減圧経路２６と、該減圧経路２６によって当接状態を保持した後、載置台１５上のチャック部材１４をウエハプレート２４から切り離す脱離機構として機能する昇降装置１５ａとを備えている。

【0027】

このような構成の基板当接装置を備えた基板検査装置は、ウエハＷを検査室１２に搬送するためのローダ室１１と、該ローダ室１１内に設けられた基板搬送機構（共に図示省略）とを備えている。

【0028】

次に、このような構成の基板当接装置を用いたプローブカードへの基板当接方法について説明する。

【0029】

図２〜図７は、それぞれ本発明の実施の形態に係る基板当接装置を用いたプローブカードへの基板当接方法の工程の一部を示す図である。

【0030】

図２において、プローブカードへの基板当接方法が実行される基板当接装置の検査室１２内には、その天井部分にウエハ検査用インターフェース１６が配置されている。ウエハ検査用インターフェース１６は、ヘッドプレート１７と、該ヘッドプレート１７の下面に設けられたポゴフレーム１８と、該ポゴフレーム１８の下面に支持されたプローブカード１９とから主として構成されている。プローブカード１９は、基板１９ａと、該基板１９ａのウエハＷとの対向面に設けられた複数のプローブ１９ｂとを備えている。

【0031】

検査室１２は、また、ウエハＷを載置するチャック部材１４と、該チャック部材１４に載置されてその上面でウエハＷを支持する板状部材としてのウエハプレート２４と、チャック部材１４、ウエハプレート２４及び該ウエハプレート２４に載置されたウエハＷをＸ方向、Ｙ方向若しくはＺ方向に移動し、又はθ方向に回動する載置台１５と、チャック部材１４にウエハプレート２４を介して載置されたウエハＷにおける半導体デバイスの電極位置を撮影する上部撮影部２１と、プローブカード１９におけるプローブ１９ｂの位置を撮影する下部撮影部２２を有している。上部撮影部２１は、例えば、処理室１２の天井に沿ってＸ方向に設けられたガイドレール及び該ガイドレールに沿ってＹ方向に移動可能に設けられた横方向移動部（共に、図示省略）によってＸ方向及びＹ方向に移動可能に構成されており、下部撮影部２２は、チャック部材１４に固定されて、該チャック部材１４と共に載置台１５によって検査室１２内をＸ方向、Ｙ方向若しくはＺ方向に移動し、又はθ方向に回動する。

【0032】

このような基板当接装置の検査室１２において、プローブカードへの基板当接処理を開始すると、まず、チャック部材１４を載置した載置台１５が移動して、ローダ室１１（図１参照）を経て検査室１２内に搬入されるウエハＷを、ウエハプレート２４を介してチャック部材１４の上面で受け取る。次いで、載置台１５は、チャック部材１４、ウエハプレート２４及びウエハＷをこの順で載置した状態で上部撮影部２１の下部まで移動し、チャック部材１４に固定された下部撮影部２２を上部撮影部２１に対向させ、上部撮影部２１と下部撮影部２２との焦点を一致させる（図２）。このとき、上部撮影部２１と下部撮影部２２との焦点を一致させるいわゆるカメラ合わせをプローブカード１９の中央部（プロービングセンター）の近傍で行うために、上部撮影部２１は、ウエハ検査用インターフェース１６に隣接するウエハ撮影位置まで進出する。

【0033】

上側撮影部２１と下側撮影部２２との焦点が一致した後、上部撮影部２１によって、チャック部材１４に載置されたウエハＷに設けられた半導体デバイスの複数の電極位置を撮影する（図３）。このとき、例えば、上部撮影部２１をウエハＷの撮影位置に停止させた状態で、ウエハＷに設けられた半導体デバイスの電極位置が撮影される。すなわち、上部撮影部２１をウエハＷの撮影位置まで進出させ、該ウエハＷの撮影位置に停止させた状態で、上部撮影部２１の下方において、載置台１５を用いてチャック部材１４に載置されたウエハＷを、上部撮影部２１がウエハＷのＸ方向の両端とＹ方向の両端をカバーする領域（以下、「ウエハＷの第１移動領域」という。）内で移動させ、これによって、上部撮影部２１がウエハＷに形成された全半導体デバイスの各電極位置を撮影する。

【0034】

このようにして、上部撮影部２１によるウエハＷに設けられた半導体デバイスの全電極位置を撮影した後、上部撮影部２１は、ウエハＷの第１移動領域の外側及び後述するウエハＷの第２移動領域の外側に退避する（図４）。

【0035】

次に、下部撮影部２２を用いてウエハ検査用インターフェース１６のプローブカード１９に設けられた全プローブ１９ｂの位置を撮影する（図５）。プローブカード１９に設けられた全プローブ１９ｂの撮影は、プローブカード１９の下方をＸ方法及びＹ方向に移動する下部撮影部２２が撮影する。すなわち、下部撮影部２２は、プローブカード１９の中心を通るＸ方向の両端と、Ｙ軸方向の両端を撮影する必要があり、該下部撮影部２２がこの撮像領域をカバーできる領域（ウエハＷの第２移動領域）内を移動してプローブカード１９の全プローブ１９ｂの位置を撮影する。なお、ウエハＷの第１移動領域とウエハＷの第２移動領域は大部分で重なるが、下部撮影部２２がウエハＷの中心、すなわちチャック部材１４の中心からずれた位置に設けられていることに起因して両者はずれている。

【0036】

このようにして、上部撮影部２１によるウエハＷに設けられた半導体デバイスの電極位置の撮影及び下部撮影部２２によるプローブカード１９に設けられたプローブ１９ｂの位置の撮影が終了した後、その撮影結果に基づいて、制御装置（図示省略）が、ウエハＷに設けられた半導体デバイスの各電極がそれぞれ対応するプローブ１９ｂに接触するためのＸ、Ｙ、Ｚ座標を算出し、その後、算出結果に基づいて、載置台１５が、チャック部材１４を、例えばＸ方向若しくはＹ方向に移動し又はθ方向に回動して該チャック部材１４に載置されたウエハＷを、該ウエハ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１９のプローブ１９ｂが位置合わせされた状態となるようにウエハ検査用インターフェース１６の真下まで搬送する（搬送工程）。

【0037】

次いで、載置台１５は、該載置台１５に設けられた昇降装置１５ａを伸長してウエハＷをウエハプレート２４と共に、図中、上方向に移動させてウエハ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１９に設けられた複数のプローブ１９ｂに当接させ、その後、さらに、所定量だけウエハＷをウエハプレート２４と共に、プローブカード１９に向かって上方向に移動させて該ウエハ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１９に設けられた複数のプローブ１９ｂとをそれぞれより確実に当接させる（当接工程）（図６）。この場合、ウエハＷをプローブカード１９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であることが好ましい。

【0038】

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１９に設けられた複数のプローブ１９ｂとが当接すると、ウエハプレート２４の上面の周囲に沿って設けられたシール部材としてのＯリング２５の上端部がプローブカード１９の基部１９ａの下部外周部に当接し、これによって、プローブカード１９と該プローブカード１９に対向するウエハプレート２４との間に密閉された空間Ｓが形成される。

【0039】

次に、図示省略した保持機構（図１参照）によってプローブカード１９とウエハプレート２４との間の空間Ｓを減圧して当接状態を保持し（保持工程）、その後、載置台１５の昇降装置を短縮させてチャック部材１４をウエハプレート２４から切り離し、チャック部材１４を下降させる（脱離工程）（図７）。このとき、空間Ｓの圧力は、ウエハＷ及びウエハプレート２４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１９に設けられたプローブ１９ｂの数等によって変化する。また、保持機構としての減圧経路２６（図１参照）は、圧力調整装置に接続されている。

【0040】

このようにして検査室１２におけるウエハ検査用インターフェース１６のプローブカード１９にウエハＷを当接させた後、検査室１２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。

【0041】

本実施の形態によれば、ウエハプレート２４に載置されたウエハＷをプローブカード１９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１９とウエハプレート２４との間の空間Ｓを減圧してウエハＷとプローブカード１９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１９の複数のプローブ１９ｂとを確実に当接させて電気的接触抵抗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。

【0042】

また、本実施の形態によれば、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１９に設けられた各プローブ１９ｂ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る。

【0043】

これは、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１９に設けられた複数のプローブ１９ｂとを当接させた後、板状部材としてのウエハプレート２４からチャック部材１４が脱離するので、ウエハＷとウエハプレート２４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１９への当接面が、プローブカード１９のプローブ１９ｂの先端部で形成される仮想平面に倣うように変形するので、例えば、プローブカード１９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１９とウエハＷとが平行でない場合であっても、プローブ１９ｂの先端部とウエハＷの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。板状部材として、ウエハプレート２４を適用した場合について説明したが、板状部材は、ウエハプレート２４に限定されるものではなく、チャック部材１４を、ウエハＷに当接させる板状部材として適用することもできる。

【0044】

また、本実施の形態によれば、半導体デバイスの電極とプローブカード１９のプローブ１９ｂとの当接位置がずれることに起因する製品不良の発生を防止することができる。

【0045】

すなわち、本実施の形態では、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１９に設けられたプローブ１９ｂ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１９ｂとの当接状態がそのまま維持され、当接位置がずれることはない。従って、針位置がずれることに起因する製品不良の発生を未然に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を形成し、該空間Ｓを減圧し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。

【0046】

また、本実施の形態によれば、上側撮影部２１をウエハＷの第１移動領域及び第２移動領域の外部まで退避可能に構成したので、上側撮影部２１がウエハＷを載置したチャック部材１４の移動の妨げになることはない。

【0047】

本実施の形態では、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の過減圧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。空間Ｓの圧力を段階的に減圧する方法としては、例えば、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％とした場合、例えば２０％ずつ段階的に減圧量を多くする減圧方法が挙げられる。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１９のプローブ１９ｂ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。また、減圧圧力を規則的に段階的に変化させる方法の他、不規則的に段階的に変化させることもできる。

【0048】

本実施の形態に係る基板当接装置は、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をはじめ、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においても適用することができる。

【0049】

本実施の形態において、板状部材としてのチャック部材１４の基準面、例えば上面（チャックトップ）１４ａからプローブカード１９の取り付け面であるポゴフレーム１８の下面１８ａまでの距離又はチャックトップ１４ａからプローブカード１９の下面（各プローブ１９ｂ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センサ２６を適用することができる。

【0050】

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１９に設けられた各プローブ１９ｂ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１９とウエハプレート２４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２４の上面又はウエハプレート２４の下面に当接するチャック部材１４の上面であるチャックトップ１４ａ（基準面）が変位する。チャックトップ１４ａが変位するとチャックトップ１４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１９に設けられた各プローブ１９ｂ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。

【0051】

そこで、チャックトップ１４ａからポゴフレーム１８の下面１８ａまでの距離（Ｌ１）又はチャックトップ１４ａからプローブカード１９の下面までの距離（Ｌ２）（以下、単に「チャックトップ１４ａの高さ」という。）を検出する距離検出センサ２６を適用し、保持工程において、距離検出センサ２６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１４ａ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１９に設けられた各プローブ１９ｂ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。

【0052】

図８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装置の変形例を示す断面図である。

【0053】

図８において、チャック部材１４の端部に、チャックトップ１４ａの高さを検出する距離検出センサ２６が設けられている。

【0054】

このような構成の検査室１２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１９に設けられた複数のプローブ１９ｂ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１９に設けられた複数のプローブ１９ｂ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２６によって検出したチャックトップ１４ａ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。

【0055】

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１４ａ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が、本実施の形態の変形例では、距離検出センサ２６によってチャックトップ１４ａの高さを検出し、該検出したチャックトップ１４ａの高さに関するデータを減圧経路２６（図１参照）に接続された圧力調整装置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１４ａ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とができる。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を抑制して半導体デバイスの電極とプローブカード１９のプローブ１９ｂ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。

【0056】

本実施の形態において、ウエハプレート２４とチャック部材１４とを離脱させた後、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１９の複数のプローブ１９ｂ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１９の複数のプローブ１９ｂ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。

【0057】

以上、本発明について、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。

【符号の説明】

【0058】

Ｗ ウエハ
Ｓ 空間
１２ 検査室
１４ チャック部材
１５ 載置台
１６ ウエハ検査用インターフェース
１７ ヘッドプレート
１８ ポゴフレーム
１９ プローブカード
１９ｂ プローブ
２１ 上部撮影部
２２ 下部撮影部
２４ ウエハプレート
２５ Ｏリング
２６ 距離検出センサ

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】