(57)【要約】【課題】基板を基板載置面に吸着することができる基板保持装置および基板吸着方法を提供する。【解決手段】基板保持装置は、ステージと、吸気路とを有する。ステージは、基板を載置し、基板の裏面を真空吸着して保持する。吸気路は、真空吸着を行う真空ポンプに接続される。ステージの基板載置面は、複数の領域に区画されている。真空吸着用の吸着力は、複数の領域ごとに対応する吸気路に設けたバルブを用いて、複数の領域ごとに切り替え可能に構成される。複数の領域には、複数の微細孔がそれぞれ形成されている。【選択図】図３
2020145323.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板を載置し、前記基板の裏面を真空吸着して保持するステージと、
前記真空吸着を行う真空ポンプに接続される吸気路と、
を有する基板保持装置であって、
前記ステージの基板載置面は、複数の領域に区画されており、
真空吸着用の吸着力は、前記複数の領域ごとに対応する前記吸気路に設けたバルブを用いて、前記複数の領域ごとに切り替え可能に構成され、
前記複数の領域には、複数の微細孔がそれぞれ形成されている、
ことを特徴とする基板保持装置。
【請求項２】
前記ステージおよび前記基板は、円形である、
ことを特徴とする請求項１に記載の基板保持装置。
【請求項３】
前記ステージは、円形であり、
前記基板は、四角形である、
ことを特徴とする請求項１に記載の基板保持装置。
【請求項４】
前記複数の領域は、前記ステージの中央部分に対応する中央領域と、前記ステージの周縁部に対応し、前記中央領域を囲む複数の周辺領域とを含む、
ことを特徴とする請求項２または３に記載の基板保持装置。
【請求項５】
前記ステージは、四角形であり、
前記基板は、円形である、
ことを特徴とする請求項１に記載の基板保持装置。
【請求項６】
前記ステージおよび前記基板は、四角形である、
ことを特徴とする請求項１に記載の基板保持装置。
【請求項７】
前記複数の領域は、前記基板載置面を格子状に区画した領域である、
ことを特徴とする請求項５または６に記載の基板保持装置。
【請求項８】
さらに、前記基板の上面からガスを吹き付けるガス噴射装置を有し、
前記ガス噴射装置は、前記複数の領域それぞれに対して前記ガスを吹き付ける、
ことを特徴とする請求項１〜７のいずれか１つに記載の基板保持装置。
【請求項９】
基板を載置し、前記基板の裏面を真空吸着して保持するステージと、
前記真空吸着を行う真空ポンプに接続される吸気路と、
を有する基板保持装置による基板吸着方法であって、
複数の領域に区画された前記ステージの基板載置面における前記複数の領域ごとに対応する前記吸気路による吸着力により、前記複数の領域のうち、第１の領域で前記基板を吸着するとともに、前記第１の領域の吸着閾値と現在の吸着力とを比較することと、
前記現在の吸着力が前記吸着閾値以上であるか否かを判定することと、
前記現在の吸着力が前記吸着閾値以上であると判定した場合には、次の領域での前記基板の吸着、前記次の領域における吸着閾値と現在の吸着力との比較、および、前記次の領域における前記現在の吸着力が前記吸着閾値以上であるか否かの判定を、前記複数の領域に対して順次行うことと、
を有することを特徴とする基板吸着方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、基板保持装置および基板吸着方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体デバイスの製造工程においては、半導体デバイスの電気的特性を評価するためのプローブ検査が行われる。プローブ検査は、半導体基板に形成されている半導体デバイスの電極にプローブ針を接触させ、個々の半導体デバイス毎に電気信号を入力し、これに対して出力される電気信号を観測することによって電気的特性評価を行うものである。
【０００３】
プローブ検査に用いるプローブ装置は、検査対象となる半導体デバイスが形成された被検査基板を保持する。また、プローブ装置は、水平方向移動、垂直方向移動および回転が可能なステージ（載置台）と、被検査基板に形成されている半導体デバイスの電極にプローブ針を正確に接触させるためのアライメント装置を備えている。
【０００４】
半導体プロセスの分野で基板を保持する技術として、基板の裏面とステージの間を減圧して固定するバキュームチャックが知られている。また、真空吸引孔を備えた基板保持装置の上方からガスを吹き付けることによって、反りを有する基板についても吸着できるようにすることが提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１３−２１４６７６号公報
【特許文献２】特開２０００−２４３８１４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本開示は、基板を基板載置面に吸着することができる基板保持装置および基板吸着方法を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本開示の一態様による基板保持装置は、ステージと、吸気路とを有する。ステージは、基板を載置し、基板の裏面を真空吸着して保持する。吸気路は、真空吸着を行う真空ポンプに接続される。ステージの基板載置面は、複数の領域に区画されている。真空吸着用の吸着力は、複数の領域ごとに対応する吸気路に設けたバルブを用いて、複数の領域ごとに切り替え可能に構成される。複数の領域には、複数の微細孔がそれぞれ形成されている。
【発明の効果】
【０００８】
本開示によれば、基板を基板載置面に吸着することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】図１は、本開示の一実施形態におけるプローブ装置の一例を示す図である。
【図２】図２は、本実施形態におけるプローブ装置の内部構造の一例を示す図である。
【図３】図３は、本実施形態におけるステージの基板載置面の一例を示す図である。
【図４】図４は、ステージの基板載置面の縦断面および真空ポンプとの接続状態の一例を示す図である。
【図５】図５は、バキュームチャック機構における複数の領域と、真空ポンプとの接続状態の一例を示す図である。
【図６】図６は、ガス噴射装置とステージに保持された基板との位置関係の一例を模式的に示す図である。
【図７】図７は、ステージの基板載置面における複数の領域と基板の部位との関係の一例を示す図である。
【図８】図８は、本実施形態における基板吸着方法の一例を示すフローチャートである。
【図９】図９は、比較例１における吸着状態の一例を模式的に示す図である。
【図１０】図１０は、本実施形態における吸着状態の一例を模式的に示す図である。
【図１１】図１１は、変形例におけるステージの基板載置面および基板とリーク判定閾値との関係の一例を模式的に示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下に、開示する基板保持装置および基板吸着方法の実施形態について、図面に基づいて詳細に説明する。なお、以下の実施形態により開示技術が限定されるものではない。
【００１１】
従来、基板載置面に孔を設けたバキュームチャックが知られている。また、基板載置面を複数の領域に分割し、領域ごとに孔の代わりに溝を設けたステージの構成も考えられる。この様なバキュームチャックやステージでは、基板の反りが大きい場合、ガスを吹き付けても、一部の孔や溝の周囲に隙間が発生し、吸着開始時に吸着できていない部分が発生する。例えば、基板載置面を複数の領域に分割したステージにおいて、領域ごとに順番に吸着を開始する場合、吸着できていない領域があると、その領域で処理が止まってしまい、基板全体を吸着することが困難となる。そこで、基板の吸着開始時に吸着できていない領域についても吸着することが期待されている。
【００１２】
［プローブ装置１００の構成］
図１は、本開示の一実施形態におけるプローブ装置の一例を示す図である。図２は、本実施形態におけるプローブ装置の内部構造の一例を示す図である。
【００１３】
本実施形態のプローブ装置１００は、半導体ウエハ、樹脂基板などの基板（以下、単に「ウエハ」と記すことがある）Ｗに形成された半導体デバイス等のデバイス（図示せず）の電気的特性の検査を行うものである。プローブ装置１００は、本体１と、この本体１に隣接して配置されるローダー部３と、本体１を覆うように配置されるテストヘッド５とを備えている。また、プローブ装置１００は、ウエハＷを載置するステージ７と、プローブ装置１００の各構成部の動作を制御する制御部５０とを備えている。
【００１４】
＜本体＞
本体１は、内部が空洞の筐体であり、ステージ７を収容する。本体１の天井部１ａには、開口部１ｂが形成されている。開口部１ｂは、ステージ７に載置されたウエハＷの上方に位置しており、この開口部１ｂに、多数のプローブ針を有する円板状のプローブカード（図示省略）を保持する略円板状のプローブカードホルダ（図示省略）が係合する。このプローブカードホルダによって、プローブカードは、ステージ７に載置されたウエハＷと対向して配置される。
【００１５】
＜ローダー部＞
ローダー部３は、搬送容器であるフープ（図示省略）に収容されているウエハＷを取り出して本体１のステージ７へ搬送する。また、ローダー部３は、デバイスの電気的特性の検査が終了したウエハＷをステージ７から受け取り、フープへ収容する。
【００１６】
＜テストヘッド＞
テストヘッド５は、直方体形状をなし、本体１に設けられたヒンジ機構１１によって上方向へ回動可能に構成されている。テストヘッド５は、上方から本体１を覆った状態で、図示しないコンタクトリングを介してプローブカードと電気的に接続される。テストヘッド５は、プローブカードから伝送されるデバイスの電気的特性を示す電気信号を測定データとして記憶するとともに、測定データに基づいてデバイスの電気的な欠陥の有無を判定する機能を有している。
【００１７】
＜ステージ＞
図２に示すように、ステージ７は、基台２０上に配置されており、図中に示すＸ方向に沿って移動するＸ方向移動ユニット２１と、図中に示すＹ方向に沿って移動するＹ方向移動ユニット２３と、図中に示すＺ方向に沿って移動するＺ方向移動ユニット２５とを有している。また、ステージ７は、ウエハＷを吸着保持するバキュームチャック機構６０を有している。ステージ７の上面は、バキュームチャック機構６０によってウエハＷを吸引して保持する基板載置面７ａとなっている。バキュームチャック機構６０の詳細な構成については後述する。また、ステージ７には、図示しないヒーターが設けられており、基板載置面７ａの温度を例えば２５℃〜２００℃の範囲内に調節できるように構成されている。すなわち、基台２０上に配置されたステージ７、バキュームチャック機構６０等によって、基板保持装置が構成される。
【００１８】
Ｘ方向移動ユニット２１は、Ｘ方向に配置されたガイドレール２７に沿って、ボールねじ２１ａの回動によってステージ７をＸ方向に高精度に移動させる。ボールねじ２１ａは、モータ（図示せず）によって回動される。また、このモータに組み合わされたエンコーダ（図示せず）によってステージ７の移動量の検出が可能となっている。
【００１９】
Ｙ方向移動ユニット２３は、Ｙ方向に配置されたガイドレール２９に沿って、ボールねじ２３ａの回動によってステージ７をＹ方向に高精度に移動させる。ボールねじ２３ａは、モータ２３ｂによって回動される。また、このモータ２３ｂに組み合わされたエンコーダ２３ｃによってステージ７の移動量の検出が可能となっている。
【００２０】
このように、Ｘ方向移動ユニット２１とＹ方向移動ユニット２３は、ステージ７を、水平面に沿い、互いに直交するＸ方向とＹ方向に移動させる。
【００２１】
Ｚ方向移動ユニット２５は、図示しないモータおよびエンコーダを有し、ステージ７をＺ方向に沿って上下に移動させるとともに、その移動量を検出できるようになっている。Ｚ方向移動ユニット２５は、ステージ７をプローブカードへ向けて移動させてウエハＷ上のデバイスにおける電極とプローブ針とを当接させる。また、ステージ７は、図示しないモータによって、Ｚ方向移動ユニット２５の上において、図中に示すθ方向に回転自在に配置されている。
【００２２】
＜下部撮像ユニット＞
また、本体１の内部には、下部撮像ユニット３５が配置されている。ここで、下部撮像ユニット３５は、プローブカードに形成されたプローブ針を撮像する。下部撮像ユニット３５は、ステージ７に固定されており、ステージ７とともにＸ方向、Ｙ方向およびＺ方向に移動する。
【００２３】
＜アライメントユニット＞
また、本体１の内部において、ステージ７の上方には、アライメントユニット４１が配置されている。アライメントユニット４１は、図示しない駆動部によって、図２中、Ｙ方向に移動可能に構成されている。アライメントユニット４１は、ステージ７や下部撮像ユニット３５と対向する水平面に沿う下面を有している。
【００２４】
＜上部撮像ユニット＞
アライメントユニット４１には、上部撮像ユニット４３が設けられている。上部撮像ユニット４３は、ステージ７上に載置されたウエハＷに形成されたデバイスの電極を撮像する。
【００２５】
＜ガス噴射装置＞
アライメントユニット４１には、ステージ７に載置されたウエハＷの上面へ向けてガスを噴射するガス噴射装置４５が設けられている。ガス噴射装置４５は、ウエハＷの上面に例えば乾燥空気などのガスを噴射する。ガス噴射装置４５は、バキュームチャック機構６０によって、ウエハＷをステージ７に吸着保持させる際に、吸着を容易にする吸着補助手段である。そして、バキュームチャック機構６０を有するステージ７およびガス噴射装置４５は、本開示における基板保持装置として、協働してウエハＷの基板載置面７ａへの吸着保持を行う。ガス噴射装置４５の詳細な構成については後述する。
【００２６】
＜バキュームチャック機構＞
次に、ステージ７におけるバキュームチャック機構６０について、図３〜図５を参照しながら説明する。図３は、本実施形態におけるステージの基板載置面の一例を示す図である。図４は、ステージの基板載置面の縦断面および真空ポンプとの接続状態の一例を示す図である。バキュームチャック機構６０は、ステージ７の基板載置面７ａに設けられた複数の微細孔７ｂと、微細孔７ｂに接続する空間６２と、各空間６２に接続する吸気路６３と、吸気路６３の他端側に接続する真空ポンプ７０と、を備えている。
【００２７】
ステージ７の基板載置面７ａは、複数の領域６１に区画されている。図３に示す例では、ステージ７の基板載置面７ａの中央部分に対応する中央領域と、ステージ７の基板載置面７ａの周縁部に対応し、中央領域を囲む複数の周辺領域とに区画されている。中央領域は、図３に示す領域６１Ａであり、平面視円形をなす基板載置面７ａの中央部分に対応する。周辺領域は、領域６１Ｂ，６１Ｃ，６１Ｄ，６１Ｅ，６１Ｆ，６１Ｇ，６１Ｈ，６１Ｉ，６１Ｊ，６１Ｋ，６１Ｌ，６１Ｍであり、平面視円形をなす基板載置面７ａの領域６１Ａの周囲に設けられている。領域６１Ａは、円形のウエハＷの中央部分を吸着する。領域６１Ｂ，６１Ｃ，６１Ｄ，６１Ｅ，６１Ｆ，６１Ｇ，６１Ｈ，６１Ｉ，６１Ｊ，６１Ｋ，６１Ｌ，６１Ｍは、円形のウエハＷの周縁部分を吸着する。
【００２８】
微細孔７ｂは、領域６１Ａ〜６１Ｍの全域に設けられる。微細孔７ｂは、例えば、口径φ＝０．２５ｍｍ、ピッチｐ＝０．５ｍｍとし、φ＜ｐ≦２φの条件を満たすパターンで垂直に設けられている。微細孔７ｂは、空間６２および吸気路６３を介して真空ポンプ７０に接続されている。微細孔７ｂは、基板載置面７ａにウエハＷを保持した状態で、ウエハＷによってシールされ、空間６２および微細孔７ｂ内が減圧に維持される。
【００２９】
図４は、図３のＩＶ−ＩＶ線矢視におけるステージ７の上部の断面を示す。図４に示すように、領域６１Ａの複数の微細孔７ｂは、領域６１Ａの下部に設けられた空間６２Ａに接続される。空間６２Ａは、基板載置面７ａ側から見た場合、領域６１Ａとほぼ同様の形状である。空間６２Ａの内部には、空間６２Ａを支える支柱が設けられている。なお、各空間６２同士は連通せず、独立した空間となっている。空間６２Ａは、領域６１Ａに対応する配管６３Ａ、および、各領域６１の配管が合流する吸気路６３を介して真空ポンプ７０に接続されている。配管６３Ａには、真空計６４Ａおよび切替バルブ６５Ａが設けられている。
【００３０】
なお、領域６１Ｂ〜６１Ｍも領域６１Ａと同様であり、例えば、領域６１Ｄ，６１Ｊの微細孔７ｂは、それぞれ空間６２Ｄ，６２Ｊに接続され、配管６３Ｄ，６３Ｊおよび吸気路６３を介して真空ポンプ７０に接続されている。また、配管６３Ｄ，６３Ｊには、それぞれ真空計６４Ｄ，６４Ｊと、切替バルブ６５Ｄ，６５Ｊとが設けられている。
【００３１】
図５は、バキュームチャック機構における複数の領域と、真空ポンプとの接続状態の一例を示す図である。図５では、バキュームチャック機構６０における領域６１Ａ〜６１Ｍと、真空ポンプ７０との接続状態を示している。各領域６１Ａ〜６１Ｍの空間６２Ａ〜６２Ｍは、それぞれ、吸気路６３の一部分をなす配管６３Ａ〜６３Ｍを介して真空ポンプ７０に接続されている。各配管６３Ａ〜６３Ｍの途中には切替バルブ６５Ａ〜６５Ｍが設けられている。切替バルブ６５Ａ〜６５Ｍは、領域６１Ａ〜６１Ｍが真空ポンプ７０によって吸引可能な状態と、領域６１Ａ〜６１Ｍが排気管６７Ａ〜６７Ｍを介して外気７１に開放された状態とを切り替える。以上の構成によって、各領域６１Ａ〜６１Ｍでは、独立してウエハＷを部分的に吸引できるようになっている。例えば、領域６１Ａと領域６１Ｂは、ウエハＷに対して、それぞれ別々に吸着状態と非吸着状態をとることができる。つまり、各領域６１Ａ〜６１Ｍは、吸着状態と非吸着状態とを独立して制御することができる。
【００３２】
また、吸気路６３には、真空計７３が設けられている。真空計７３によって、吸気路６３の圧力を計測することによって、領域６１Ａ〜６１Ｍのいずれかにおいて、外気が進入するリークが発生しているか否かを検出することができる。
【００３３】
＜ガス噴射装置＞
次に、図６を参照しながら、ガス噴射装置４５の詳細な構成について説明する。図６は、ガス噴射装置とステージに保持された基板との位置関係の一例を模式的に示す図である。本実施形態において、ガス噴射装置４５は、ウエハＷの上面に向かって部分的にガスを噴射する複数のノズル８１（例えば３つ）と、各ノズル８１を支持するノズルプレート８３とを備えている。また、ガス噴射装置４５は、各ノズル８１に接続されてノズル８１へガスを供給する配管８５と、該配管８５の他端側に接続されたガス源８７とを備えている。配管８５の途中には、流量制御のためのマスフローコントローラ（ＭＦＣ）８９と開閉バルブ９１とが設けられている。ガスとしては、例えば乾燥空気、窒素ガス、希ガスなどを挙げることができる。各ノズル８１は、配管８５が分岐した分岐管８５Ａ〜８５Ｃを介してガス源８７へ接続されている。各分岐管８５Ａ〜８５Ｃには、それぞれ開閉バルブ９３Ａ〜９３Ｃが設けられている。
【００３４】
また、ガス噴射装置４５から噴射するガスとして、加熱ガスを用いることも可能である。この場合、加熱ガスの温度は、ステージ７の基板載置面７ａの温度と同程度の温度とすることが好ましい。例えば、加熱ガスの温度は、ステージ７の基板載置面７ａの温度に対し±１０℃の範囲内に設定することが好ましく、±５℃の範囲内に設定することがより好ましい。例えばステージ７の基板載置面７ａの温度が１２０℃である場合、加熱ガスの温度は１１０℃〜１３０℃の範囲内とすることが好ましく、１１５℃〜１２５℃の範囲内とすることがより好ましい。また、例えばステージ７の基板載置面７ａの温度が１５０℃である場合、加熱ガスの温度は１４０℃〜１６０℃の範囲内とすることが好ましく、１４５℃〜１５５℃の範囲内とすることがより好ましい。
【００３５】
ガス噴射装置４５から噴射するガスとして、加熱ガスを用いることによって、ウエハＷをその上面側からも加熱することが可能になる。その結果、ステージ７の基板載置面７ａに載置されたウエハＷの下面と上面の温度差を極力小さくすることができるので、ウエハＷの加熱時の反りの発生を抑制できる。特に、ウエハＷが異なる樹脂を積層した構造である場合、材質による熱膨張率の違いによって反りが発生しやすくなるため、加熱ガスを用いることが反りの抑制に効果的である。また、加熱ガスによって、ウエハＷを上面側からも加熱できるため、ウエハＷの材質に熱可塑性樹脂が用いられている場合は、その柔軟性が増し、ステージ７の基板載置面７ａへの吸着が容易になる。
【００３６】
本実施形態において、ノズルプレート８３は、アライメントユニット４１に支持されているため、３つのノズル８１は、図２中のＹ方向に移動可能になっている。一方、ステージ７は、Ｘ方向移動ユニット２１、Ｙ方向移動ユニット２３およびＺ方向移動ユニット２５によって、図２中のＸ−Ｙ−Ｚ方向に移動可能になっている。従って、各ノズル８１から、ステージ７に保持されたウエハＷの目標の部位へ向けて、独立してガスを噴射することができる。本実施形態では、ステージ７の基板載置面７ａにおいて区分された１３個の領域６１Ａ〜６１Ｍに向けて、別々のタイミングでガスを噴射できるように構成されている。例えば、図３では、１３個の領域６１Ａ〜６１Ｍに対し、ガス噴射位置６１Ａ１，６１Ｂ１，６１Ｃ１，６１Ｄ１，６１Ｅ１，６１Ｆ１，６１Ｇ１，６１Ｈ１，６１Ｉ１，６１Ｊ１，６１Ｋ１，６１Ｌ１，６１Ｍ１を投影して仮想線で示している。従って、ステージ７に保持されたウエハＷに対して、領域６１Ａ〜６１Ｍに対応する１３箇所の位置には、別々にガスが噴射される。
【００３７】
なお、ノズル８１は、３つに限らず、例えば１つまたは２つでもよいし、４つ以上でもよく、各領域６１Ａ〜６１Ｍに個別に対応させて１３個のノズル８１を設けてもよい。また、ガス噴射装置４５をアライメントユニット４１と独立して設けるようにしてもよい。
【００３８】
＜制御部＞
制御部５０は、プローブ装置１００の各構成部の動作を制御する。制御部５０は、プロセッサ、記憶部、入力装置、表示装置等を備えるコンピュータであり得る。制御部５０は、プローブ装置１００の各部を制御する。制御部５０では、入力装置を用いて、オペレータがプローブ装置１００を管理するためにコマンドの入力操作等を行うことができる。また、制御部５０では、表示装置により、プローブ装置１００の稼働状況を可視化して表示することができる。さらに、制御部５０の記憶部には、プローブ装置１００で実行される各種処理をプロセッサにより制御するための制御プログラム、および、レシピデータが格納されている。制御部５０のプロセッサが制御プログラムを実行して、レシピデータに従ってプローブ装置１００の各部を制御することにより、所望の処理がプローブ装置１００で実行される。
【００３９】
制御部５０は、本実施形態のプローブ装置１００において、複数のウエハＷに対し、ウエハＷ上に形成されたデバイスに対する検査を実行できるように制御する。具体的には、制御部５０は、プローブ装置１００において、各構成部（例えば、モータ２３ｂなどの駆動装置、エンコーダ２３ｃなどの位置検出装置、下部撮像ユニット３５、上部撮像ユニット４３、ガス噴射装置４５、バキュームチャック機構６０等）を制御する。これらは、制御部５０のプロセッサが、制御プログラムを実行することによって実現される。
【００４０】
以上の構成のプローブ装置１００では、ステージ７を水平方向（Ｘ方向，Ｙ方向，θ方向）および垂直方向（Ｚ方向）に移動させることによって、プローブカードとステージ７上に保持されたウエハＷとの相対位置を調整し、デバイスの電極とプローブ針とを当接させる。テストヘッド５は、プローブカードの各プローブ針を介してデバイスに検査電流を流す。プローブカードは、デバイスの電気的特性を示す電気信号をテストヘッド５に伝送する。テストヘッド５は、伝送された電気信号を測定データとして記憶し、検査対象のデバイスの電気的な欠陥の有無を判定する。
【００４１】
［基板吸着方法］
次に、本開示の実施形態に係る基板吸着方法について説明する。まず、図７を参照して、ステージ７の基板載置面７ａの領域６１Ａ〜６１Ｍと、そこに吸着されるウエハＷの部位との関係について説明する。図７は、ステージの基板載置面における複数の領域と基板の部位との関係の一例を示す図である。ここでは、ステージ７の領域６１Ａに吸着されるウエハＷの一部分を部位ＰＡとする。同様に、ウエハＷにおいて、それぞれ、領域６１Ｂに吸着される部分を部位ＰＢ、領域６１Ｃに吸着される部分を部位ＰＣ、領域６１Ｄに吸着される部分を部位ＰＤ、領域６１Ｅに吸着される部分を部位ＰＥとする。また、ウエハＷにおいて、それぞれ、領域６１Ｆに吸着される部分を部位ＰＦ、領域６１Ｇに吸着される部分を部位ＰＧ、領域６１Ｈに吸着される部分を部位ＰＨ、領域６１Ｉに吸着される部分を部位ＰＩとする。また、ウエハＷにおいて、それぞれ、領域６１Ｊに吸着される部分を部位ＰＪ、領域６１Ｋに吸着される部分を部位ＰＫ、領域６１Ｌに吸着される部分を部位ＰＬ、領域６１Ｍに吸着される部分を部位ＰＭとする。
【００４２】
図８は、本実施形態における基板吸着方法の一例を示すフローチャートである。まず、準備段階として、図示しない搬送装置によって、ウエハＷをステージ７の基板載置面７ａに載置する。
【００４３】
制御部５０は、複数の領域６１Ａ〜６１Ｍから１つの領域を選択する（ステップＳ１）。制御部５０は、選択した１つの領域６１、例えば領域６１Ａに対して、対応するウエハＷの部位ＰＡを吸着させる（ステップＳ２）。制御部５０は、切替バルブ６５Ａを切り替えて、領域６１Ａの空間６２Ａおよび微細孔７ｂを負圧にする。このとき、他の領域６１Ｂ〜６１Ｍに対応する空間６２Ｂ〜６２Ｍおよび微細孔７ｂは、大気開放状態のままにする。なお、制御部５０は、ガス噴射装置４５のいずれか１つのノズル８１を部位ＰＡの直上まで移動させ、ノズル８１から部位ＰＡに向けてガスを噴射するようにしてもよい。
【００４４】
制御部５０は、選択した領域６１、例えば領域６１Ａの吸着閾値と、現在の吸着力とを比較する（ステップＳ３）。ここで、吸着力は、例えば、百分率で表すことができる。吸着力は、例えば、ウエハＷが載置されていない状態で真空ポンプ７０を動作させた場合の真空計６４Ａ〜６４Ｍの値を、百分率で表した場合の０％とする。また、吸着力は、例えば、調整用の平らなウエハＷが載置された状態で真空ポンプ７０を動作させた場合の真空計６４Ａ〜６４Ｍの値を、百分率で表した場合の１００％とする。吸着閾値は、領域６１Ａ〜６１Ｍそれぞれに設定され、次の領域６１の吸着に進んでよいか否かを判定するための閾値である。吸着閾値は、ウエハＷが載置されていない状態の値よりも大きな値とすることができる。吸着閾値は、例えば、５％や１０％といった少しでも吸着できている状態を表す値を用いることができる。つまり、吸着閾値は、領域６１の一部分が浮いて微細孔７ｂの一部分を介して外部から空間６２に空気等の流れが発生していたとしても、浮いていない部分の微細孔７ｂで吸引出来ている状態に対応する値を用いることができる。なお、吸着閾値は、他の値、例えば、３０％等の任意の値に設定するようにしてもよい。
【００４５】
制御部５０は、選択した領域６１の現在の吸着力が吸着閾値以上であるか否かを判定する（ステップＳ４）。制御部５０は、現在の吸着力が吸着閾値以上であると判定した場合（ステップＳ４：Ｙｅｓ）、全ての領域６１の吸着が完了したか否かを判定する（ステップＳ５）。制御部５０は、例えば、全ての領域６１の吸着力が５０％以上（吸着力の判定値５０％）となった場合に吸着が完了したと判定する。
【００４６】
制御部５０は、全ての領域６１の吸着が完了していないと判定した場合（ステップＳ５：Ｎｏ）、所定回数ステップＳ２〜Ｓ７を繰り返したか否か、つまり、所定回数吸着を繰り返したか否かを判定する（ステップＳ６）。ここで、所定回数は、例えば、領域６１Ａ〜６１Ｍに対する一連の吸着を５回行うとすると、領域６１Ａ〜６１Ｍの個数１３個×５回＝６５回とすることができる。なお、吸着が完了した領域に対する回数は減算するものとする。制御部５０は、所定回数吸着を繰り返していないと判定した場合（ステップＳ６：Ｎｏ）、次の領域６１、例えば領域６１Ｂを選択し（ステップＳ７）、ステップＳ２に戻る。制御部５０は、例えば、領域６１Ａ〜６１Ｍについて、吸着力が５０％以上となるまでステップＳ２〜Ｓ７を繰り返す。このとき、吸着が完了した領域６１はスキップするようにしてもよい。
【００４７】
制御部５０は、所定回数吸着を繰り返したと判定した場合、つまり、所定回数吸着を繰り返しても吸着が完了しない領域６１がある場合（ステップＳ６：Ｙｅｓ）、基板吸着が出来ない旨のエラーを出力して（ステップＳ８）、基板吸着処理を終了する。また、制御部５０は、ステップＳ４において、現在の吸着力が吸着閾値未満であると判定した場合（ステップＳ４：Ｎｏ）、基板吸着が出来ない旨のエラーを出力して（ステップＳ８）、基板吸着処理を終了する。
【００４８】
制御部５０は、ステップＳ５において、全ての領域６１の吸着が完了したと判定した場合（ステップＳ５：Ｙｅｓ）、基板吸着が完了したとして、基板吸着処理を終了する。これにより、本実施形態の基板吸着方法では、基板の吸着開始時に吸着が完了していない部分についても吸着することができる。つまり、本実施形態の基板吸着方法では、領域６１Ａ〜６１Ｍを少しずつ吸着していき、これを繰り返すことで、ウエハＷ（基板）を徐々に基板載置面７ａに吸着させることができる。従って、プローブ装置１００において、信頼性の高いデバイス検査を行うことができる。
【００４９】
［変形例］
上記の実施形態では、ステージ７およびウエハＷが円形の場合について説明したが、ステージ７およびウエハＷのいずれか１つまたは両方を四角形にした場合についても、吸着閾値を用いることで吸着することができる。まず、図９および図１０を用いて、比較例１として領域６１に溝を設けて溝を吸気路６３に接続して吸引した場合と、上記の実施形態のように微細孔７ｂおよび空間６２を設けて吸引した場合とについて説明する。
【００５０】
図９は、比較例１における吸着状態の一例を模式的に示す図である。図９に示すように、比較例１では、ステージ２０１に溝２０２が設けられ、溝２０２を覆うようにウエハＷが載置される。この場合、状態２００ａに示すように、ウエハＷが平らであれば、リークは０％となる。ところが、状態２００ｂに示すように、ウエハＷが反っている領域２０３が存在すると、流路２０４のように溝２０２全体に空気等が流れてしまい、リークは１００％となる。
【００５１】
図１０は、本実施形態における吸着状態の一例を模式的に示す図である。図１０に示すように、本実施形態では、ステージ７に設けられた微細孔７ｂ−１，７ｂ−２，７ｂ−３を覆うようにウエハＷが載置される。この場合、状態２０５ａに示すように、ウエハＷが平らであれば、リークは０％となる。一方、本実施形態では、状態２０５ｂに示すように、ウエハＷが反っている領域２０６が存在しても、流路２０７のように微細孔７ｂ−３に空気等が流れ、微細孔７ｂ−１，７ｂ−２は吸着状態を保つため、リークは１／３、つまり約３３％となる。この効果の違いを利用することで、四角形のステージに円形のウエハＷを吸着させることもできる。
【００５２】
図１１は、変形例におけるステージの基板載置面および基板とリーク判定閾値との関係の一例を模式的に示す図である。図１１に示すように、変形例のステージにおける基板載置面２１０は、四角形となっている。基板載置面２１０は、例えば、格子状に領域２１１Ａ〜２１１Ｐまでの１６個の領域に区画されている。基板載置面２１０には、図１１に示すように、例えば、円形のウエハＷが載置される。このとき、領域２１１Ａ〜２１１Ｐには、リーク判定閾値が設定される。リーク判定閾値とは、各領域２１１において、どれくらいリークを許容するかを百分率で表す値である。例えば、領域２１１Ａでは、７０％のリークを許容する。これは、上記の実施形態における吸着力の判定値を１００％から減算した値に相当する。従って、領域２１１Ａでは、吸着力が３０％以上である場合に、吸着が完了したと判定されることになる。また、領域２１１Ｄ，２１１Ｍ，２１１Ｐについても、領域２１１Ａと同様となる。
【００５３】
同様に、領域２１１Ｂでは、リーク判定閾値が３０％であるので、吸着力が７０％以上である場合に、吸着が完了したと判定される。また、領域２１１Ｃ，２１１Ｅ，２１１Ｈ，２１１Ｉ，２１１Ｌ，２１１Ｎ，２１１Ｏについても、領域２１１Ｂと同様となる。同様に、領域２１１Ｆでは、リーク判定閾値が０％であるので、吸着力が１００％である場合に、吸着が完了したと判定される。また、領域２１１Ｇ，２１１Ｊ，２１１Ｋについても、領域２１１Ｆと同様となる。なお、各領域２１１の吸着力の判定値は、調整用の平らなウエハＷが載置され、各領域２１１の全体を覆った状態の値を１００％とした場合に、所定の係数を掛けた値を１００％となるように修正してもよい。例えば、領域２１１Ａの吸着力の判定値３０％について、領域２１１Ａの全体を覆った状態の値（１００％）×０．５の修正値（５０％）を１００％とし、修正値に対する判定値３０％であってもよい。この場合、修正前の値を基準とすると、吸着力の判定値は１５％となる。
【００５４】
また、吸着開始時の領域２１１Ａ〜２１１Ｐの吸着閾値は、吸着力の判定値より低くなる。例えば、領域２１１Ａでは、吸着閾値を１％とすると、現在の吸着力が１％以上であれば、次の領域である２１１Ｂの吸着に進む。その後、順番に領域２１１Ｃ〜２１１Ｐについても同様に吸着していき、領域２１１Ａ〜２１１Ｐの吸着力が、それぞれのリーク判定閾値に基づく吸着力の判定値に達すると、吸着が完了したと判定することができる。つまり、変形例では、例えば、ある領域２１１の半分以上にウエハＷが存在しない状態になっていても吸着ＮＧとは判定せず、正常に吸着できていると認識させる。
【００５５】
なお、吸着の順番は、任意の順番でもよく、例えば、基板載置面２１０の中心付近の領域２１１Ｆから、領域２１１Ｇ，２１１Ｋ，２１１Ｊ，２１１Ｉ，２１１Ｅ，２１１Ａ，・・・，２１１Ｍといったように螺旋状に吸着していってもよい。また、吸着は、領域２１１Ａ〜２１１Ｐを一括で吸着し、吸着力の判定値に達していない領域２１１について、ガス噴射装置４５を用いて吸着をアシストするようにしてもよい。
【００５６】
さらに、変形例では、円形ステージに四角形ウエハを吸着する場合、円形ステージに円形ウエハを吸着する場合、および、四角形ステージに四角形ウエハを吸着する場合であっても、同様にウエハを吸着することができる。
【００５７】
以上、本実施形態によれば、基板保持装置は、ステージ７と、吸気路６３とを有する。ステージ７は、基板を載置し、基板の裏面を真空吸着して保持する。吸気路６３は、真空吸着を行う真空ポンプ７０に接続される。ステージ７の基板載置面７ａは、複数の領域６１に区画されている。真空吸着用の吸着力は、複数の領域６１ごとに対応する吸気路６３に設けた切替バルブ６５を用いて、複数の領域６１ごとに切り替え可能に構成される。複数の領域６１には、複数の微細孔７ｂがそれぞれ形成されている。その結果、基板を基板載置面に吸着することができる。つまり、反りの大きい基板や基盤載置面と異なる形状の基板であっても基板載置面に吸着することができる。
【００５８】
また、本実施形態によれば、ステージ７および基板は、円形である。その結果、円形のステージ７に円形の基板を吸着することができる。
【００５９】
また、変形例によれば、ステージ７は、円形であり、基板は、四角形である。その結果、円形のステージ７に四角形の基板を吸着することができる。
【００６０】
また、本実施形態によれば、複数の領域６１は、ステージ７の中央部分に対応する中央領域と、ステージ７の周縁部に対応し、中央領域を囲む複数の周辺領域とを含む。その結果、基板の円周方向に順番に吸着できるので、反りの大きい基板であっても吸着することができる。
【００６１】
また、変形例よれば、ステージは、四角形であり、基板は、円形である。その結果、四角形のステージに円形の基板を吸着することができる。
【００６２】
また、変形例によれば、ステージおよび基板は、四角形である、その結果、四角形のステージに四角形の基板を吸着することができる。
【００６３】
また、変形例によれば、複数の領域２１１は、基板載置面２１０を格子状に区画した領域である。その結果、領域２１１の一部分が基板で覆われていない状態であっても、基板を吸着することができる。
【００６４】
また、本実施形態によれば、基板保持装置は、さらに、基板の上面からガスを吹き付けるガス噴射装置４５を有する。ガス噴射装置４５は、複数の領域６１それぞれに対してガスを吹き付ける。その結果、ガスの吹き付けにより基板が押さえられるので、反りの大きい基板であっても吸着することができる。
【００６５】
また、本実施形態によれば、基板吸着方法は、基板を載置し、基板の裏面を真空吸着して保持するステージ７と、真空吸着を行う真空ポンプ７０に接続される吸気路６３と、を有する基板保持装置による基板吸着方法である。基板保持装置は、複数の領域６１に区画されたステージ７の基板載置面７ａにおける複数の領域６１ごとに対応する吸気路６３による吸着力により、複数の領域６１のうち、第１の領域で基板を吸着するとともに、第１の領域の吸着閾値と現在の吸着力とを比較する。基板保持装置は、現在の吸着力が吸着閾値以上であるか否かを判定する。基板保持装置は、現在の吸着力が吸着閾値以上であると判定した場合には、次の領域での基板の吸着、次の領域における吸着閾値と現在の吸着力との比較、および、次の領域における現在の吸着力が吸着閾値以上であるか否かの判定を、複数の領域６１に対して順次行う。その結果、基板を基板載置面に吸着することができる。つまり、反りの大きい基板や基盤載置面と異なる形状の基板であっても基板載置面に吸着することができる。
【００６６】
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、添付の請求の範囲およびその主旨を逸脱することなく、様々な形体で省略、置換、変更されてもよい。
【００６７】
なお、上記の実施形態では、基板として半導体ウエハを用いて説明したが、開示の技術はこれに限定されない。基板は、例えば、液晶表示装置に用いるガラス基板に代表されるフラットパネルディスプレイ用基板や、多数のＩＣ（半導体集積回路）チップを実装した樹脂基板、ガラス基板などの実装検査用基板でもよい。
【符号の説明】
【００６８】
１  本体
５  テストヘッド
７  ステージ
７ａ  基板載置面
７ｂ  微細孔
２０  基台
４５  ガス噴射装置
５０  制御部
６０  バキュームチャック機構
６１，６１Ａ〜６１Ｍ  領域
６２，６２Ａ〜６２Ｍ  空間
６３  吸気路
６３Ａ〜６３Ｍ  配管
６４Ａ〜６４Ｍ，７３  真空計
６５Ａ〜６５Ｍ  切替バルブ
７０  真空ポンプ
１００  プローブ装置
２１０  基板載置面
２１１，２１１Ａ〜２１１Ｐ  領域
Ｗ  ウエハ
【図１】
2020145323.tif 000003
【図２】
2020145323.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
2020145323.tif 000009
【図８】
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【図９】
2020145323.tif 000011
【図１０】
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【図１１】
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