(57)【要約】【課題】温度の面内均一性を高めることが可能な基板載置台を提供すること。【解決手段】一実施形態の基板載置台は、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際に用いられる基板載置台であって、前記基板が載置される載置面と垂直な方向に区画された複数の層を有し、前記複数の層の少なくとも２つの層に、外周部に流入口及び流出口を有する冷媒流路が形成されている。【選択図】図４
2019021845.tif 000002
【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際に用いられる基板載置台であって、
前記基板が載置される載置面と垂直な方向に区画された複数の層を有し、
前記複数の層の少なくとも２つの層に、外周部に流入口及び流出口を有する冷媒流路が形成されている、
基板載置台。
【請求項２】
前記複数の層に形成された前記冷媒流路のコンダクタンスが等しい、
請求項１に記載の基板載置台。
【請求項３】
前記複数の層に形成された冷媒流路は、外周部から中央部に向かって曲線状に延びる流路と、中央部から外周部に向かって曲線状に延びる流路と、を含む、
請求項１又は２に記載の基板載置台。
【請求項４】
前記載置面と垂直な方向からの平面視において、前記流入口と重なるように設けられ、前記複数の層を構成する材料よりも熱伝導率が低い材料により構成された断熱空間部を有する、
請求項１乃至３のいずれか一項に記載の基板載置台。
【請求項５】
前記複数の層を介して前記基板を加熱するヒータを有する、
請求項１乃至４のいずれか一項に記載の基板載置台。
【請求項６】
前記複数の層は、金属接合されている、
請求項１乃至５のいずれか一項に記載の基板載置台。
【請求項７】
前記複数の層に形成された冷媒流路は、前記複数の層の前記流入口のそれぞれが連通する、
請求項１乃至６のいずれか一項に記載の基板載置台。
【請求項８】
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基板検査装置であって、
前記基板を載置する基板載置台と、
前記基板載置台の前記基板が載置される載置面に対向して設けられ、前記半導体デバイスと電気的に接触可能な多数のプローブを有するプローブカードと、
を備え、
前記基板載置台は、
前記載置面と垂直な方向に区画された複数の層を有し、
前記複数の層の少なくとも２つの層に、外周部に流入口及び流出口を有する冷媒流路が形成されている、
基板検査装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、基板載置台及び基板検査装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体デバイスが形成されたウエハを基板載置台に載置し、半導体デバイスに対し、テスタからプローブ等を介して電流を供給することで、半導体デバイスの電気的特性を検査する基板検査装置が知られている。基板検査装置を用いた検査においては、ウエハに形成された多数の半導体デバイスに一括してプローブを接触させて、多数の半導体デバイスの電気的特性を同時に検査する、所謂一括コンタクトテストが行われる場合がある。
【０００３】
ところで、一括コンタクトテストでは、個々の半導体デバイスを順番に検査する場合と比較して、ウエハの発熱量が大きく、例えば３００Ｗ程度の発熱量になる場合もあり、過度な熱量がウエハに加えられる結果、所望の温度で検査することが困難になる場合がある。そのため、従来では、基板載置台内部に冷媒を還流させる冷媒流路を設けてウエハの発熱を吸熱する基板載置台が用いられている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１４−１７５４９１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上記の基板載置台では、中央部から外周部に向かって渦巻き状に冷媒流路が形成されているため、冷媒の流れの上流側である中央部が、下流側である外周部よりも冷却されやすい。そのため、基板載置台の載置面の中央部と外周部との間に温度差が生じ易い。
【０００６】
そこで、本発明では上記課題に鑑み、温度の面内均一性を高めることが可能な基板載置台を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するため、本発明の一態様に係る基板載置台は、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際に用いられる基板載置台であって、前記基板が載置される載置面と垂直な方向に区画された複数の層を有し、前記複数の層の少なくとも２つの層に、外周部に流入口及び流出口を有する冷媒流路が形成されている。
【発明の効果】
【０００８】
開示の基板載置台によれば、温度の面内均一性を高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の実施形態に係る基板検査装置の概略図（１）
【図２】本発明の実施形態に係る基板検査装置の概略図（２）
【図３】基板検査装置のテスタ及び搬送ステージの説明図
【図４】第１構成例の搬送ステージの概略断面図
【図５】図４の搬送ステージの冷媒流路の説明図
【図６】第２構成例の搬送ステージの概略断面図
【図７】第３構成例の搬送ステージの概略断面図
【図８】図７の搬送ステージの冷媒流路の説明図
【図９】第１構成例の搬送ステージのチャックトップの製造方法の説明図
【図１０】載置面の温度の面内分布のシミュレーション結果
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、本発明を実施するための形態について図面を参照して説明する。なお、本明細書及び図面において、実質的に同一の構成については、同一の符号を付することにより重複した説明を省く。
【００１１】
〔基板検査装置〕
本発明の実施形態に係る基板検査装置について説明する。本発明の実施形態に係る基板検査装置は、複数セルを搭載し、複数セルの各々が独立して同時に基板である半導体ウエハ（以下「ウエハ」という。）を検査することが可能な装置である。なお、基板検査装置は、これに限定されず、例えば１枚のウエハを検査する装置であってもよい。
【００１２】
図１及び図２は、本発明の実施形態に係る基板検査装置の概略図である。図１は基板検査装置の水平断面を示し、図２は図１における一点鎖線１Ａ−１Ｂにおいて切断した断面を示す。
【００１３】
図１及び図２に示されるように、基板検査装置１０は、検査室１１を備える。検査室１１は、検査領域１２と、搬出入領域１３と、搬送領域１４とを有する。
【００１４】
検査領域１２は、ウエハＷに形成された各半導体デバイスの電気的特性の検査を行う領域である。検査領域１２には、複数のウエハ検査用のインターフェースとしてのテスタ１５が配置される。具体的には、検査領域１２は水平に配列された複数のテスタ１５からなるテスタ列の多段構造、例えば３段構造を有し、テスタ列の各々に対応して１つのテスタ側カメラ１６が配置される。各テスタ側カメラ１６は対応するテスタ列に沿って水平に移動し、テスタ列を構成する各テスタ１５の前に位置して搬送ステージ１８が搬送するウエハＷ等の位置や後述するチャックトップ５０の傾斜の程度を確認する。
【００１５】
搬出入領域１３は、検査室１１に対するウエハＷの搬出入を行う領域である。搬出入領域１３は、複数の収容空間１７に区画されている。各収容空間１７には、ポート１７ａ、アライナ１７ｂ、ローダ１７ｃ、及びコントローラ１７ｄが配置される。ポート１７ａは、複数のウエハＷを収容する容器であるＦＯＵＰを受け入れる。アライナ１７ｂは、ウエハＷの位置合わせを行う。ローダ１７ｃは、プローブカードの搬出入を行う。コントローラ１７ｄは、基板検査装置１０の各部の動作を制御する。
【００１６】
搬送領域１４は、検査領域１２及び搬出入領域１３の間に設けられた領域である。搬送領域１４には、搬送領域１４だけでなく検査領域１２や搬出入領域１３へも移動自在な搬送ステージ１８が配置される。搬送ステージ１８は、各ステージ列に対応して１つずつ設けられている。搬送ステージ１８は、搬出入領域１３のポート１７ａからウエハＷを受け取って各テスタ１５へ搬送する。また、搬送ステージ１８は、半導体デバイスの電気的特性の検査が終了したウエハＷを各テスタ１５からポート１７ａへ搬送する。
【００１７】
基板検査装置１０では、各テスタ１５が搬送されたウエハＷの各半導体デバイスの電気的特性を検査するが、搬送ステージ１８が一のテスタ１５へ向けてウエハＷを搬送している間に他のテスタ１５は他のウエハＷの各半導体デバイスの電気的特性を検査できる。そのため、ウエハＷの検査効率が向上する。
【００１８】
図３は、基板検査装置のテスタ及び搬送ステージの説明図である。図３は、搬送ステージ１８がウエハＷをテスタ１５のプローブカード１９へ当接させた状態を示す。
【００１９】
図３に示されるように、テスタ１５は、装置フレーム（図示しない）に固定されるポゴフレーム２０上に設置される。ポゴフレーム２０の下部には、プローブカード１９が装着される。ポゴフレーム２０に対して上下方向に移動自在なフランジ２２がポゴフレーム２０に係合される。ポゴフレーム２０及びフランジ２２の間には円筒状のベローズ２３が介在する。
【００２０】
プローブカード１９は、円板形状を有する本体２４と、本体２４の上面のほぼ一面に配置される多数の電極（図示しない）と、本体２４の下面から図中下方へ向けて突出するように配置される多数のコンタクトプローブ２５（接触端子）とを有する。各電極は対応する各コンタクトプローブ２５と接続され、各コンタクトプローブ２５は、プローブカード１９へウエハＷが当接した際、ウエハＷに形成された各半導体デバイスの電極パッドや半田バンプと電気的に接触する。多数のコンタクトプローブ２５は、例えばウエハＷの全面に一括して接触可能に構成されている。これにより、多数の半導体デバイスの電気的特性を同時に検査することができるので、検査時間を短縮できる。
【００２１】
ポゴフレーム２０は、略平板状の本体２６と、本体２６の中央部近辺に穿設された複数の貫通穴であるポゴブロック挿嵌穴２７とを有する。各ポゴブロック挿嵌穴２７には、多数のポゴピンが配列されて形成されるポゴブロック２８が挿嵌される。ポゴブロック２８は、テスタ１５が有する検査回路（図示しない）に接続されると共に、ポゴフレーム２０へ装着されたプローブカード１９における本体２４の上面の多数の電極へ接触する。ポゴブロック２８は、電極に接続されるプローブカード１９の各コンタクトプローブ２５へ電流を流すと共に、ウエハＷの各半導体デバイスの電気回路から各コンタクトプローブ２５を介して流れてきた電流を検査回路へ向けて流す。
【００２２】
フランジ２２は、円筒状の本体２２ａと、本体２２ａの下部に形成された円環状部材からなる当接部２２ｂとを有し、プローブカード１９を囲むように配される。フランジ２２は、チャックトップ５０が当接するまでは、自重によって当接部２２ｂの下面がプローブカード１９の各コンタクトプローブ２５の先端よりも下方に位置するように下方へ移動する。
【００２３】
ベローズ２３は、金属製の蛇腹構造体であり、上下方向に伸縮自在に構成される。ベローズ２３の下端及び上端は、それぞれフランジ２２の当接部２２ｂの上面及びポゴフレーム２０の下面に密着する。
【００２４】
テスタ１５では、ポゴフレーム２０及びベース２１の間の空間がシール部材３０で封止され、空間が真空引きされることによってポゴフレーム２０がベース２１に装着される。プローブカード１９及びポゴフレーム２０の間の空間もシール部材３１で封止され、空間が真空引きされることによってプローブカード１９がポゴフレーム２０に装着される。
【００２５】
搬送ステージ１８は、基板載置台の一例であり、厚板部材のチャックトップ５０と、ボトムプレート５２とを有する。チャックトップ５０はボトムプレート５２に載置され、チャックトップ５０の上面にはウエハＷが載置される。チャックトップ５０はボトムプレート５２に真空吸着され、ウエハＷはチャックトップ５０に真空吸着される。したがって、搬送ステージ１８が移動する際、ウエハＷが搬送ステージ１８に対して相対的に移動するのを防止することができる。なお、チャックトップ５０やウエハＷの保持方法は真空吸着に限られず、チャックトップ５０やウエハＷのボトムプレート５２に対する相対的な移動を防止できる方法であればよく、例えば、電磁吸着やクランプによる保持であってもよい。なお、チャックトップ５０の上面の外周部にはシール部材３３が配置される。
【００２６】
搬送ステージ１８は移動自在であるため、テスタ１５のプローブカード１９の下方へ移動してチャックトップ５０に載置されたウエハＷをプローブカード１９へ対向させることができると共に、テスタ１５へ向けて移動させることができる。チャックトップ５０がフランジ２２の当接部２２ｂへ当接し、ウエハＷがプローブカード１９へ当接した際に、プローブカード１９、ポゴフレーム２０、フランジ２２、及びチャックトップ５０によって囲まれる空間Ｓが形成される。空間Ｓは、ベローズ２３及びシール部材３３によって封止され、空間Ｓが真空引きされることによってチャックトップ５０がプローブカード１９に保持され、チャックトップ５０に載置されるウエハＷがプローブカード１９へ当接する。このとき、ウエハＷの各半導体デバイスにおける各電極パッドや各半田バンプと、プローブカード１９の各コンタクトプローブ２５とが当接する。なお、基板検査装置１０では、搬送ステージ１８の移動はコントローラ１７ｄによって制御され、コントローラ１７ｄは搬送ステージ１８の位置や移動量を把握する。
【００２７】
ところで、チャックトップ５０に載置されたウエハＷに形成された半導体デバイスに対してコンタクトプローブ２５を介して電流を供給し、半導体デバイスの電気的特性を検査する場合、ウエハＷが発熱する虞がある。特に、ＮＡＮＤフラッシュメモリ、ＤＲＡＭ向けの一括コンタクトテストでは、個々の半導体デバイスを順番に検査する場合と比較して、ウエハＷの発熱量が大きく、例えば３００Ｗ程度の発熱量になる場合がある。そのため、過度な熱量がウエハＷに加えられ、所望の温度で検査することが困難となる場合がある。また、一括コンタクトテストにおけるウエハ発熱時のウエハ面内温度分布を２℃以下に制御した状態で、半導体デバイスの電気的特性が検査可能なチャックトップ５０の市場要求がある。
【００２８】
従来では、内部に中央部から外周部に向かって冷媒を還流させる冷媒流路を設けてウエハＷの発熱を吸熱するチャックトップが用いられている。しかしながら、従来のチャックトップでは、中央部から外周部に向かって渦巻き状に冷媒流路が形成されているため、冷媒の流れの上流側である中央部が、下流側である外周部よりも冷却されやすい。そのため、チャックトップの載置面の中央部と外周部との間に温度差が生じる。
【００２９】
そこで、本発明者らは、上記問題点を鋭意検討した結果、載置面と垂直な方向に区画された複数の層を有し、複数の層の少なくとも２つの層に、外周部に流入口及び流出口を有する冷媒流路を形成することで、温度の面内均一性を高めることができることを見出した。以下、温度の面内均一性を高めることができるチャックトップを含む搬送ステージについて詳細に説明する。
【００３０】
〔搬送ステージ〕
図４は、第１構成例の搬送ステージの概略断面図である。図５は、図４の搬送ステージの冷媒流路の説明図である。図５（ａ）及び図５（ｂ）は、それぞれ図４の搬送ステージの３つの層のうちの２つの層に設けられた冷媒流路の説明図であり、平面視における冷媒流路の形状の概略を示す。なお、図５では、冷媒の流れる方向を矢印で示す。
【００３１】
図４に示されるように、第１構成例の搬送ステージ１８Ａは、チャックトップ５０Ａと、ボトムプレート５２と、ヒータ５４と、を有する。
【００３２】
チャックトップ５０Ａは、ボトムプレート５２の上に断熱部材５６を介して設けられている。チャックトップ５０Ａは、上面にウエハＷを載置する。チャックトップ５０Ａは、上面と垂直な方向に区画された複数の層を有する。図４の例では、チャックトップ５０Ａは、３つの層である下部板状部材５８、中間板６０、及び上部板状部材６２を有し、下部板状部材５８及び上部板状部材６２に冷媒流路が形成されている。
【００３３】
下部板状部材５８は、ボトムプレート５２の上に断熱部材５６を介して設けられている。下部板状部材５８は、円板形状を有し、銅（Ｃｕ）、アルミニウム（Ａｌ）等の熱伝導材料により形成されている。下部板状部材５８の上面５８ｔには、溝部５８ａが形成されている。溝部５８ａの深さは、例えば２ｍｍとすることができる。溝部５８ａは、例えば図５（ａ）に示されるように、下部板状部材５８の外周部から中央部まで直線状に延びると共に、中央部から外周部に向かって曲線状に延びるように形成されている。溝部５８ａは、下部板状部材５８の上面５８ｔに中間板６０が金属接合されることにより、冷媒流路として機能する。冷媒流路には、下部板状部材５８の外周部に形成された流入口５８ｉから冷媒が供給される。冷媒流路は、中央部から外周部に向かって冷媒を流すための流路を含む。中央部から外周部に向かって流れる冷媒は、ウエハＷからチャックトップ５０内に伝わった熱を吸熱しながら外周部に形成された流出口５８ｏに向かって流れる。そのため、冷媒の流れの下流側である外周部の温度は、冷媒の流れの上流側である中央部の温度よりも高くなる。冷媒の種類は特に限定されないが、例えば窒素、空気等の気体、水、オイル、エチレングリコール水溶液、フッ素系液体等の液体を用いることができる。
【００３４】
中間板６０は、下部板状部材５８の上面５８ｔに金属接合されている。中間板６０は、溝部５８ａの溝蓋として機能する。中間板６０は、下部板状部材５８と略同径の円板形状を有し、Ｃｕ、Ａｌ等の熱伝導材料により形成されている。中間板６０の板厚は、例えば１ｍｍとすることができる。
【００３５】
上部板状部材６２は、中間板６０の上面６０ｔに金属接合されている。上部板状部材６２は、下部板状部材５８と略同径の円板形状を有し、Ｃｕ、Ａｌ等の熱伝導材料により形成されている。上部板状部材６２の上面６２ｔには、ウエハＷが載置される。即ち、上部板状部材６２の上面６２ｔは、載置面として機能する。上部板状部材６２の下面６２ｂには、載置面と垂直な方向からの平面視において、下部板状部材５８の溝部５８ａが形成された位置と重なる位置に溝部６２ａが形成されている。なお、溝部５８ａと溝部６２ａとの間の位置関係は、これに限定されるものではない。図６は、第２構成例の搬送ステージ１８Ｂの概略断面図である。図６に示されるように、載置面と垂直な方向からの平面視において、溝部６２ａは、溝部５８ａの位置と重ならない位置に形成されていてもよい。溝部６２ａが溝部５８ａと重ならない位置に形成されている場合、チャックトップ５０Ｂの強度が向上する。そのため、強度が求められる場合には、載置面と垂直な方向からの平面視において、溝部６２ａと溝部５８ａとが重ならない位置に形成されていることが好ましい。溝部６２ａの深さは、例えば２ｍｍとすることができる。溝部６２ａは、例えば図５（ｂ）に示されるように、上部板状部材６２の外周部から中央部に向かって曲線状（渦巻き状）に延びると共に、中央部において折り返して中央部から外周部に向かって曲線状（渦巻き状）に延びるように形成されている。溝部６２ａは、上部板状部材６２の下面６２ｂに中間板６０が金属接合されることにより、冷媒流路として機能する。冷媒流路には、上部板状部材６２の外周部に形成された流入口６２ｉから冷媒が供給される。冷媒流路は、外周部から中央部に向かって冷媒を流すための流路を含む。外周部から中央部に向かって流れる冷媒は、ウエハＷからチャックトップ５０Ａ内に伝わった熱を吸熱しながら中央部に流れた後、中央部に形成された流出口６２ｏに向かって流れる。そのため、冷媒の流れの下流側である中央部の温度は、冷媒の流れの上流側である外周部の温度よりも高くなる。冷媒の種類は特に限定されないが、例えば下部板状部材５８の冷媒流路に供給される冷媒と同様であってよい。
【００３６】
このように、チャックトップ５０Ａは、載置面と垂直な方向に区画された３つの層のうちの２つの層に、外周部に流入口及び流出口を有する冷媒流路が形成されている。これにより、ウエハＷからチャックトップ５０Ａ内に伝わった熱と冷媒との間で熱交換が行われる面積が大きくなるので、吸熱効率が向上する。
【００３７】
また、２つの層のうち一方の層では外周部から中央部に向かって冷媒を流し、他方の層では中央部から外周部に向かって冷媒を流している。これにより、それぞれの層の面内での温度分布が打ち消される。そのため、チャックトップ５０Ａの中央部と外周部との間の温度差が小さくなる。その結果、チャックトップ５０Ａの温度の面内均一性を高めることができる。
【００３８】
また、下部板状部材５８及び上部板状部材６２に形成される冷媒流路の流入口５８ｉ、６２ｉが連通していることが好ましい。これにより、１つのチラー等の冷媒供給源から２つの冷媒流路に冷媒を供給できる。その結果、冷媒供給源の導入コストを低減できる。
【００３９】
また、上部板状部材６２に形成される冷媒流路のコンダクタンス及び下部板状部材５８に形成される冷媒流路のコンダクタンスが等しくなるように、溝部５８ａ及び溝部６２ａの長さ、幅、高さ、形状等を定めることが好ましい。これにより、上部板状部材６２に形成される冷媒流路に流れる冷媒の流量と下部板状部材５８に形成される冷媒流路に流れる冷媒の流量とを同等にして、偏りがない流れを形成できる。
【００４０】
また、上部板状部材６２の上面６２ｔと垂直な方向からの平面視において、上部板状部材６２の外周部に位置する溝部６２ａと重なる位置に、上部板状部材６２を形成する熱伝導部材よりも熱伝導率が低い断熱空間部６４が形成されていることが好ましい。これにより、冷媒流路の流入口近傍における過冷却が抑制され、均熱性が向上する。断熱空間部６４は、例えば空洞であってもよく、断熱部材が充填された構成であってもよい。断熱空間部６４の平面視における形状は、例えば図５（ｂ）に示されるように、上部板状部材６２の外周部の冷媒流路に沿った形状である。
【００４１】
ボトムプレート５２は、断熱部材５６を介してチャックトップ５０Ａを保持する。ボトムプレート５２は、例えば円板形状を有する。
【００４２】
ヒータ５４は、下部板状部材５８の下面に取り付けられている。ヒータ５４は、チャックトップ５０Ａ（下部板状部材５８、中間板６０、及び上部板状部材６２）を介してウエハＷを加熱する。これにより、冷媒流路を流れる冷媒による温度制御に加えて、ヒータ５４による温度制御を行うことができる。また、チャックトップ５０Ａの下面にヒータ５４を取り付ける構造を採用することにより、冷媒によりチャックトップ５０Ａの温度の面内均一性を向上させた状態で更にチャックトップ５０Ａを全体として加熱することができるため、チャックトップ５０Ａの温度の面内均一性に対するヒータの影響を抑制しつつ高温側へ温度制御することができる。
【００４３】
図７は、第３構成例の搬送ステージの概略断面図である。図８は、図７の搬送ステージの冷媒流路の説明図である。図８（ａ）、図８（ｂ）、及び図８（ｃ）は、それぞれ図７の搬送ステージの５つの層のうちの３つの層に設けられた冷媒流路の説明図であり、平面視における冷媒流路の形状の概略を示す。なお、図８では、冷媒の流れる方向を矢印で示す。
【００４４】
図７に示されるように、第３構成例の搬送ステージ１８Ｃは、チャックトップ５０Ｃが５つの層（下部板状部材７０、第１中間板７２、中部板状部材７４、第２中間板７６、及び上部板状部材７８）を有する点で、第１構成例の搬送ステージ１８Ａと異なる。また、第３構成例の搬送ステージ１８Ｃには、３つの層である下部板状部材７０、中部板状部材７４、及び上部板状部材７８に冷媒流路が形成されている。
【００４５】
下部板状部材７０は、ボトムプレート５２の上に断熱部材５６を介して設けられている。下部板状部材７０は、円板形状を有し、Ｃｕ、Ａｌ等の熱伝導材料により形成されている。下部板状部材７０の上面７０ｔには、溝部７０ａが形成されている。溝部７０ａの深さは、例えば２ｍｍとすることができる。溝部７０ａは、例えば図８（ａ）に示されるように、下部板状部材７０の外周部から中央部に向かって曲線状（渦巻き状）に延びると共に、中央部において折り返して中央部から外周部に向かって曲線状（渦巻き状）に延びるように形成されている。溝部７０ａは、下部板状部材７０の上面７０ｔに第１中間板７２が金属接合されることにより、冷媒流路として機能する。冷媒流路には、下部板状部材７０の外周部に形成された流入口７０ｉから冷媒が供給される。冷媒流路は、外周部から中央部に向かって冷媒を流すための冷媒流路を含む。外周部から中央部に向かって流れる冷媒は、ウエハＷの発熱を吸熱しながら中央部に流れた後、外周部に形成された流出口７０ｏに向かって流れる。そのため、冷媒の流れの下流側である中央部の温度は、冷媒の流れの上流側である外周部の温度よりも高くなる。冷媒の種類は特に限定されないが、例えば窒素、空気等の気体、水、オイル、エチレングリコール水溶液、フッ素系液体等の液体を用いることができる。
【００４６】
第１中間板７２は、下部板状部材７０の上面７０ｔに金属接合されている。第１中間板７２は、溝部７０ａ及び溝部７４ａの溝蓋として機能する。第１中間板７２は、下部板状部材７０と略同径の円板形状を有し、Ｃｕ、Ａｌ等の熱伝導材料により形成されている。第１中間板７２の板厚は、例えば１ｍｍとすることができる。
【００４７】
中部板状部材７４は、第１中間板７２の上面７２ｔに金属接合されている。中部板状部材７４は、下部板状部材７０と略同径の円板形状を有し、Ｃｕ、Ａｌ等の熱伝導材料により形成されている。中部板状部材７４には、載置面と垂直な方向からの平面視において、下部板状部材７０の溝部７０ａが形成された位置と重ならない位置に溝部７４ａが形成されている。なお、溝部７０ａと溝部７４ａとの間の位置関係は、これに限定されるものではなく、載置面と垂直な方向からの平面視において、溝部７４ａは、溝部７０ａの位置と重なる位置に形成されていてもよい。ただし、溝部７４ａが溝部７０ａと重ならない位置に形成されている場合には、チャックトップ５０Ｃの強度が向上する。そのため、強度が求められる場合には、載置面と垂直な方向からの平面視において、溝部７０ａと溝部７４ａとが重ならない位置に形成されていることが好ましい。溝部７４ａの深さは、例えば２ｍｍとすることができる。溝部７４ａは、例えば図８（ｂ）に示されるように、中部板状部材７４の外周部から中央部まで直線状に延びると共に、中央部から外周部に向かって曲線状に延びるように形成されている。溝部７４ａは、中部板状部材７４の下面７４ｂに第１中間板７２が金属接合され、且つ中部板状部材７４の上面７４ｔに第２中間板７６が金属接合されることにより、冷媒流路として機能する。冷媒流路には、中部板状部材７４の外周部に形成された流入口７４ｉから冷媒が供給される。冷媒流路は、中央部から外周部に向かって冷媒を流すための冷媒流路を含む。中央部から外周部に向かって流れる冷媒は、ウエハＷの発熱を吸熱しながら外周部に形成された流出口７４ｏに流れる。そのため、冷媒の流れの下流側である外周部の温度は、冷媒の流れの上流側である中央部の温度よりも高くなる。冷媒の種類は特に限定されないが、例えば下部板状部材７０の冷媒流路に供給される冷媒と同様であってよい。
【００４８】
第２中間板７６は、中部板状部材７４の上面７４ｔに金属接合されている。第２中間板７６は、溝部７４ａ及び溝部７８ａの溝蓋として機能する。第２中間板７６は、下部板状部材７０と略同径の円板形状を有し、Ｃｕ、Ａｌ等の熱伝導材料により形成されている。第２中間板７６の板厚は、例えば１ｍｍとすることができる。
【００４９】
上部板状部材７８は、第２中間板７６の上面７６ｔに金属接合されている。上部板状部材７８は、下部板状部材７０と略同径の円板形状を有し、Ｃｕ、Ａｌ等の熱伝導材料により形成されている。上部板状部材７８の上面７８ｔには、ウエハＷが載置される。即ち、上部板状部材７８の上面７８ｔは、載置面として機能する。上部板状部材７８の下面７８ｂには、載置面と垂直な方向からの平面視において、下部板状部材７０の溝部７０ａが形成された位置と重なる位置に溝部７８ａが形成されている。溝部７０ａと溝部７８ａとの間の位置関係は、これに限定されるものではなく、載置面と垂直な方向からの平面視において、溝部７８ａは、溝部７０ａの位置と重ならない位置に形成されていてもよい。溝部７８ａが溝部７０ａと重ならない位置に形成されている場合には、チャックトップ５０Ｃの強度が向上する。そのため、強度が求められる場合には、載置面と垂直な方向からの平面視において、溝部７０ａと溝部７８ａとが重ならない位置に形成されていることが好ましい。溝部７８ａの深さは、例えば２ｍｍとすることができる。溝部７８ａは、上部板状部材７８の外周部から中央部に向かって曲線状（渦巻き状）に延びると共に、中央部において折り返して中央部から外周部に向かって曲線状（渦巻き状）に延びるように形成されている。溝部７８ａは、上部板状部材７８の下面７８ｂに第２中間板７６が金属接合されることにより、冷媒流路として機能する。冷媒流路には、上部板状部材７８の外周部に形成された流入口７８ｉから冷媒が供給される。冷媒流路は、外周部から中央部に向かって冷媒を流すための冷媒流路を含む。外周部から中央部に向かって流れる冷媒は、ウエハＷの発熱を吸熱しながら中央部まで流れた後、外周部に形成された流出口７８ｏに向かって流れる。そのため、冷媒の流れの下流側である中央部の温度は、冷媒の流れの上流側である外周部の温度よりも高くなる。冷媒の種類は特に限定されないが、例えば下部板状部材５８の冷媒流路に供給される冷媒と同様であってよい。
【００５０】
このように、チャックトップ５０Ｃは、載置面と垂直な方向に区画された５つの層のうちの３つの層に、外周部に流入口及び流出口を有する冷媒流路が形成されている。これにより、ウエハＷからチャックトップ５０Ｃ内に伝わった熱と冷媒との間で熱交換が行われる面積が第１構成例よりも大きくなるので、吸熱効率が更に向上する。
【００５１】
また、３つの層のうち２つの層では外周部から中央部に向かって冷媒を流し、残りの１つの層では中央部から外周部に向かって冷媒を流している。これにより、それぞれの層の面内での温度分布が打ち消される。そのため、チャックトップ５０Ｃの中央部と外周部との間の温度差が小さくなる。その結果、チャックトップ５０Ｃの温度の面内均一性を高めることができる。
【００５２】
また、下部板状部材７０、中部板状部材７４、及び上部板状部材７８に形成される冷媒流路の流入口７０ｉ、７４ｉ、７８ｉが連通していることが好ましい。これにより、１つのチラー等の冷媒供給源から下部板状部材７０、中部板状部材７４、及び上部板状部材７８に形成される冷媒流路に冷媒を供給することができる。その結果、冷媒供給源の導入コストを低減できる。
【００５３】
また、下部板状部材７０、中部板状部材７４、及び上部板状部材７８に形成される冷媒流路のコンダクタンスが等しくなるように、溝部７０ａ、溝部７４ａ、及び溝部７８ａの長さ、幅、高さ、形状等を定めることが好ましい。これにより、下部板状部材７０、中部板状部材７４、及び上部板状部材７８に形成される冷媒流路に流れる冷媒の流量を同等にして、偏りがない流れを形成できる。
【００５４】
また、上部板状部材７８の上面７８ｔと垂直な方向からの平面視において、上部板状部材７８の外周部に位置する溝部７８ａ（冷媒流路）と重なる位置に、上部板状部材７８を形成する熱伝導部材よりも熱伝導率が低い断熱空間部６４が形成されている。断熱空間部６４は、例えば空洞であってもよく、断熱部材が充填された構成であってもよい。断熱空間部６４の平面視における形状は、例えば図８（ｃ）に示されるように、上部板状部材７８の外周部の冷媒流路に沿った形状であることが好ましい。これにより、冷媒の流入口近傍が過冷却されることを抑制できる。その結果、温度の面内均一性を特に高めることができる。
【００５５】
ボトムプレート５２は、断熱部材５６を介してチャックトップ５０Ｃを保持する。ボトムプレート５２は、例えば円板形状を有する。
【００５６】
ヒータ５４は、下部板状部材５８の下面に取り付けられている。ヒータ５４は、チャックトップ５０Ｃ（下部板状部材７０、第１中間板７２、中部板状部材７４、第２中間板７６、及び上部板状部材７８）を介してウエハＷを加熱する。これにより、冷媒流路を流れる冷媒による温度制御に加えて、ヒータ５４による温度制御を行うことができる。また、チャックトップ５０Ｃの下面にヒータ５４を取り付ける構造を採用することにより、冷媒によりチャックトップ５０Ｃの温度の面内均一性を向上させた状態で更にチャックトップ５０Ｃを全体として加熱することができるため、チャックトップ５０Ｃの温度の面内均一性に対するヒータの影響を抑制しつつ高温側へ温度制御することができる。
【００５７】
〔チャックトップの製造方法〕
チャックトップの製造方法について、第１構成例の搬送ステージ１８Ａのチャックトップ５０Ａを製造する場合を例に挙げて説明する。図９は、第１構成例の搬送ステージ１８Ａのチャックトップ５０Ａの製造方法の説明図である。
【００５８】
最初に、外周部から延在する溝部５８ａを有する下部板状部材５８、外周部から延在する溝部６２ａ及び断熱空間部６４を有する上部板状部材６２、及び中間板６０を形成する。
【００５９】
続いて、ロウ付け、拡散接合等の金属接合により、下部板状部材５８の上面５８ｔと中間板６０の下面６０ｂとを接合し、溝部５８ａ及び中間板６０の下面６０ｂに囲まれた冷媒流路を形成する。また、ロウ付け、拡散接合等の金属接合により、上部板状部材６２の下面６０ｂと中間板６０の上面６０ｔとを接合し、溝部６２ａ及び中間板の上面６０ｔに囲まれた冷媒流路を形成する。
【００６０】
以上の工程により、３つの層（下部板状部材５８、中間板６０、及び上部板状部材６２）のうち２つの層（下部板状部材５８及び上部板状部材６２）に冷媒流路が形成されたチャックトップ５０Ａを製造することができる。本発明の実施形態に係るチャックトップ５０Ａの製造方法では、３つの層をロウ付け、拡散接合等の金属接合により接合するので、特別に加工コストは増大しない。
【００６１】
〔シミュレーション結果〕
実施例１では、中央部から外周部に向かって曲線状に延びる冷媒流路（図５（ａ）参照）が形成された板状部材と、外周部から中央部に向かって曲線状に延びる冷媒流路（図５（ｂ）参照）が形成された板状部材と、を有するチャックトップを使用した。チャックトップの載置面に発熱量が３００Ｗのウエハを載置し、液温が−４０℃の冷媒を４Ｌ／ｍｉｎの流量で冷媒流路に供給したときの載置面の温度をシミュレーションにより算出した。
【００６２】
実施例２では、実施例１の構成に加えて、チャックトップの載置面と垂直な方向からの平面視において、外周部から中央部に向かって曲線状に延びる冷媒流路の外周部と重なる位置に断熱空間部（図４参照）を設けたチャックトップを使用した。チャックトップの載置面に発熱量が３００ＷのウエハＷを載置し、液温が−４０℃の冷媒を４Ｌ／ｍｉｎの流量で冷媒流路に供給したときの載置面の温度をシミュレーションにより算出した。
【００６３】
比較例１では、外周部から中央部に向かって曲線状に延びる冷媒流路（図５（ｂ）参照）が形成された板状部材を有するチャックトップを使用した。チャックトップの載置面に発熱量が３００Ｗのウエハを載置し、液温が−４０℃の冷媒を４Ｌ／ｍｉｎの流量で冷媒流路に供給したときの載置面の温度をシミュレーションにより算出した。
【００６４】
図１０は、載置面の温度の面内分布のシミュレーション結果である。図１０では、左側から順に実施例１、実施例２、及び比較例１のチャックトップを使用したときの載置面の温度を示す。
【００６５】
図１０に示されるように、実施例１及び実施例２のチャックトップを使用した場合、比較例１のチャックトップを使用した場合よりも載置面の温度の面内均一性が向上していることが分かる。より具体的には、実施例１では、載置面の面内における温度差ΔＴは１．７℃であり、実施例２では、載置面の面内における温度差ΔＴは１．３℃であり、いずれもΔＴ＜２℃という良好な面内均一性が得られた。これに対し、比較例１では、載置面の面内における温度差ΔＴは２．６℃であり、実施例１及び実施例２よりも大きい値であった。
【００６６】
以上、本発明を実施するための形態について説明したが、上記内容は、発明の内容を限定するものではなく、本発明の範囲内で種々の変形及び改良が可能である。
【符号の説明】
【００６７】
１０    基板検査装置
１８，１８Ａ，１８Ｂ，１８Ｃ  搬送ステージ
１９    プローブカード
２５    コンタクトプローブ
５０，５０Ａ，５０Ｂ，５０Ｃ  チャックトップ
５２    ボトムプレート
５４    ヒータ
５６    断熱部材
５８    下部板状部材
５８ａ  溝部
６０    中間板
６２    上部板状部材
６２ａ  溝部
６４    断熱空間部
７０    下部板状部材
７０ａ  溝部
７２    第１中間板
７４    中部板状部材
７４ａ  溝部
７６    第２中間板
７８    上部板状部材
７８ａ  溝部
【図１】
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【図２】
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【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】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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