(57)【要約】【課題】アライメントカメラやウエハリフターの構造に起因するずれを抑えて精度を向上させる。【解決手段】チャックトップと、当該チャックトップを上下方向に移動させるＺ軸ステージ部と、前記チャックトップを回転させるθステージ部と、前記検査対象板を撮影して位置合わせをするアライメントカメラと、前記検査対象板を持ち上げるウエハリフターとを少なくとも備えている。前記θステージ部が前記Ｚ軸ステージ部とチャックトップとの間に設けられると共に、前記アライメントカメラが前記Ｚ軸ステージ部に取り付けられ、前記ウエハリフターが、下端部をベースに固定されて垂直に配設された複数の支柱と、各支柱の上端部に支持された第１プレートと、当該第１プレートに回転を許容した状態で支持された第２プレートと、当該第２プレートに支持された状態で前記チャックトップに空けられた複数の貫通孔にそれぞれ通されるリフトピンとを備えた。【選択図】図１
2008004695.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
検査対象板を支持して位置合わせする検査ステージであって、
前記検査対象板を直接支持するチャックトップと、
当該チャックトップを上下方向に移動させるＺ軸ステージ部と、
前記チャックトップを回転させるθステージ部と、
前記チャックトップで支持した前記検査対象板を撮影して位置合わせをするアライメントカメラと、
前記検査対象板を持ち上げるウエハリフターとを少なくとも備え、
前記θステージ部が前記Ｚ軸ステージ部とチャックトップとの間に設けられると共に、前記アライメントカメラが前記Ｚ軸ステージ部に取り付けられ、
前記ウエハリフターが、下端部をベースに固定されて垂直に配設された複数の支柱と、各支柱の上端部に支持された第１プレートと、当該第１プレートに回転を許容した状態で支持された第２プレートと、当該第２プレートに支持された状態で前記チャックトップに空けられた複数の貫通孔にそれぞれ通されるリフトピンとを備えたことを特徴とする検査ステージ。
【請求項２】
請求項１に記載の検査ステージであって、
前記Ｚ軸ステージ部の昇降機構が前記ウエハリフターの各支柱で囲まれた中央位置に設けられたことを特徴とする検査ステージ。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の検査ステージであって、
前記第１プレートと第２プレートとの間に、互いの回転を許容した状態で連結する連結手段を備えて、前記リフトピンが前記Ｚ軸ステージ部による昇降に追従せず、前記θステージ部による回転に追従することを特徴とする検査ステージ。
【請求項４】
請求項１乃至３のいずれか１項に記載の検査ステージであって、
前記各貫通孔にそれぞれ通される各リフトピンを、垂直方向にスライド可能にそれぞれ支持するスライド機構を備えたことを特徴とする検査ステージ。
【請求項５】
請求項４に記載の検査ステージであって、
前記スライド機構が、前記チャックトップ側に固定されるスライド支持板に設けられたことを特徴とする検査ステージ。
【請求項６】
検査対象板を支持して位置合わせし、検査対象板の電極にプローブを接触させて電気的検査を行う検査装置であって、
前記検査対象板を支持して位置合わせする検査ステージとして、前記請求項１乃至５のいずれか１項に記載の検査ステージを用いたことを特徴とする検査装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体ウエハ等の検査対象板を支持する検査ステージ及びその検査ステージを備えた検査装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体ウエハの各チップ領域上に形成された多数の半導体集積回路は、仕様書通りに製造されているか否かを判定するために、電気的検査を受ける。この種の電気的検査は、一般的に電気的検査のための検査装置がテスタに接続され、検査装置に設けられた接触子が検査ステージ上の半導体ウエハの対応する各電極に押し付けられる。半導体ウエハはこの接触子を経てテスタに接続され、これにより電気的検査を受ける。
【０００３】
この種の検査装置の一例を図２〜５に基づいて概説する。この検査装置１は主に、筐体２と、リニアガイド３と、検査ステージ４と、プローブカード５と、カード固定部６と、ウエハストッカーＷとから構成されている。
【０００４】
筐体２は、検査装置１の外郭を構成するための部材である。この筐体２の内部にリニアガイド３と、検査ステージ４と、プローブカード５とが設けられている。
【０００５】
リニアガイド３は、検査ステージ４をＸ軸方向（図３中の左右方向）とＹ軸方向（図３中の前後方向）とに移動させるための装置である。このリニアガイド３は、Ｘ軸リニアガイド部７と、Ｙ軸リニアガイド部８とから構成されている。Ｘ軸リニアガイド部７は、筐体２の底板であるベース９にＸ軸方向に配設された２本のレール１０と、この２本のレール１０にそれぞれスライド可能に嵌合されたガイド１１とから構成されている。
【０００６】
Ｙ軸リニアガイド部８は、Ｘ軸リニアガイド部７の２つのガイド１１に固定されてレール１０に沿ってスライド可能に支持されたＹ軸ベース１３と、このＹ軸ベース１３にＹ軸方向に配設された２本のレール１４と、この２本のレール１４にそれぞれスライド可能に嵌合されたガイド１５とから構成されている。そして、２つのガイド１５に、後述する検査ステージ４が支持されている。
【０００７】
検査ステージ４は、半導体ウエハ１７を支持して、この半導体ウエハ１７の各電極を、後述するプローブカード５の各プローブ２３にそれぞれ接触するための装置である。この検査ステージ４は、半導体ウエハ１７をＺ軸方向に移動させるＺ軸移動機構２０、半導体ウエハ１７を回転させる回転機構２１、位置合わせ用のアライメントカメラ２２等を備えている。検査ステージ４には、種々の構成がある。その具体例は後述する。
【０００８】
プローブカード５は、半導体ウエハ１７の各電極に接触する複数のプローブ２３を一体的に支持する部材である。このプローブカード５は、カード固定部６に固定される。
【０００９】
カード固定部６は、プローブカード５を支持する部材である。カード固定部６は、筐体２の上側面に設けられている。このカード固定部６にプローブカード５が取り付けられた状態で、プローブカード５の各プローブ２３が、検査ステージ４の上側面に載置された半導体ウエハ１７の各電極に接触される。
【００１０】
ウエハストッカーＷは、複数の半導体ウエハ１７を収納しておく部分である。このウエハストッカーＷ内に収納された半導体ウエハ１７が、搬送装置のアーム(図示せず)で１枚ずつ取り出され、検査ステージ４に載置されて、検査が行われる。
【００１１】
前記検査ステージ４の構造としては複数種類のものがあるが、以下にその具体例を示す。
【００１２】
第１従来例を図６に示す。この検査ステージ４は、θステージ部２５と、Ｚ軸ステージ部２６と、チャックトップ２７と、アライメントカメラ２８と、ウエハリフター２９とから構成されている。
【００１３】
θステージ部２５は、チャックトップ２７に支持された半導体ウエハ１７を回転させるための機構である。このθステージ部２５は、Ｚ軸ステージ部２６、チャックトップ２７、アライメントカメラ２８及びウエハリフター２９を支持して、これらと共に半導体ウエハ１７を回転させる。θステージ部２５は主に、ベース板３１と、回転板３２と、駆動モータ３３とから構成されている。
【００１４】
ベース板３１は、Ｙ軸リニアガイド部８のガイド板１５に固定され、Ｘ軸リニアガイド部７とＹ軸リニアガイド部８とでＸ軸方向及びＹ軸方向に移動される。回転板３２は、ベース板３１の上側面に回転可能に取り付けられている。駆動モータ３３は、ベース板３１に支持された状態で、その回転軸３３Ａが連結固定部材３５を介して回転板３２に連結されて、この回転板３２を設定角度だけ回転させるようになっている。これにより、駆動モータ３３で回転板３２を設定角度だけ回転させることで、Ｚ軸ステージ部２６及びチャックトップ２７を介して、半導体ウエハ１７を設定角度だけ回転させるようになっている。
【００１５】
Ｚ軸ステージ部２６は、チャックトップ２７を支持してＺ軸方向（上下方向）に移動させるための機構である。このＺ軸ステージ部２６は、ガイド取付板３７と、載置ブロック３８と、リニアガイド３９とから構成されている。
【００１６】
ガイド取付板３７は、θステージ部２５の回転板３２に固定されて、この回転板３２と共に回転する。載置ブロック３８は、チャックトップ２７を支持した状態で、リニアガイド３９を介してガイド取付板３７に支持されている。リニアガイド３９は、ガイド取付板３７と載置ブロック３８との間に設けられて、載置ブロック３８のＺ軸方向への移動を案愛する部材である。さらに、載置ブロック３８をＺ軸方向に移動させる昇降機構(図示せず)が設けられている。
【００１７】
チャックトップ２７は、半導体ウエハ１７を支持して、半導体ウエハ１７の各電極をプローブカード５の各プローブ２３に位置あわせして、それぞれ接触させるための部材である。チャックトップ２７には、半導体ウエハ１７を吸着して支持するバキューム機構(図示せず)や、半導体ウエハ１７を加熱する加熱機構(図示せず)等が設けられている。
【００１８】
アライメントカメラ２８は、半導体ウエハ１７に対してプローブカード５の各プローブ２３を位置合わせするためのカメラである。このアライメントカメラ２８は、チャックトップ２７の外周縁に設けられている。このアライメントカメラ２８で、プローブカード５の各プローブ２３を撮影して各プローブ２３の位置を特定し、半導体ウエハ１７に対して位置あわせを行う。
【００１９】
ウエハリフター２９は、半導体ウエハ１７を持ち上げるための機構である。このウエハリフター２９は、チャックトップ２７上の半導体ウエハ１７を持ち上げて、チャックトップ２７の表面と半導体ウエハ１７との間に隙間を作って、搬送装置のアーム(図示せず)を出し入れできるようにしている。ウエハリフター２９は、支柱４１と、プレート４２と、リフトピン４３とから構成されている。支柱４１は、θステージ部２５の回転板３２に複数本並べて固定されている。プレート４２は、各支柱４１に支持されてリフトピン４３を支持している。リフトピン４３は、プレート４２に支持された状態で、チャックトップ２７に空けられた貫通孔２７Ａに通されている。リフトピン４３の上端部は、Ｚ軸ステージ部２６によってチャックトップ２７が降下することで、相対的にチャックトップ２７の上面から突出し、チャックトップ２７が上昇することで、相対的にチャックトップ２７の上面から埋没するようになっている。
【００２０】
以上のように構成された検査ステージ４は次のように作用する。
【００２１】
検査前の半導体ウエハ１７はウエハストッカーＷに格納されている。そして、半導体ウエハ１７の試験を行う際は、ウエハストッカーＷ内に収納された半導体ウエハ１７をその下側から搬送装置のアームで支持して、検査ステージ４のチャックトップ２７まで搬送する。搬送されてきた半導体ウエハ１７はチャックトップ２７に載置される際に、まずリフトピン４３に載置される。この半導体ウエハ１７が載置される前に、Ｚ軸ステージ部２６によってチャックトップ２７が降下されてリフトピン４３が相対的に上昇され、チャックトップ２７の上側面から上方へ延出する。これにより、半導体ウエハ１７はまずリフトピン４３の上端部に載置され、半導体ウエハ１７とチャックトップ２７の上面との間に隙間ができる。この隙間からアームを抜き取る。次いで、チャックトップ２７を上昇させてリフトピン４３を降下させ、半導体ウエハ１７をチャックトップ２７の上側面に載置させる。
【００２２】
次いで、検査に先立ち半導体ウエハ１７上に形成された電極と、半導体ウエハ１７と対向して設けられている電気的検査のための接触子であるプローブ２３との位置合わせが行われる。この位置合わせのために、検査ステージ４に設けられたアライメントカメラ２８によって、チャックトップ２７の外周縁からプローブ２３の先端が撮影される。次いで、撮影した画像の画像処理によって得られた各先端の座標に基づいて、各先端が適正に対応する半導体ウエハ１７の電極に当接するように、ソフトウェアを用いてＸＹＺθ方向を調整して、プローブ２３と電極の位置合わせが行われる。
【００２３】
次いで、チャックトップ２７を上昇させて、半導体ウエハ１７の各電極とプローブカード５の各プローブ２３とを互いに接触させ、電気的検査を行う。
【００２４】
この際に、製品に部品として組み込まれた半導体集積回路は、高温状態で動作する場合がありうるため、通常、半導体ウエハ１７を加熱して高温に保たれる。即ち、高温下で半導体ウエハ１７の検査が行われる。
【００２５】
次に、第２従来例を図７に示す。この検査ステージ４は、Ｚ軸ステージ部４５と、ベアリング４６と、チャックトップ４７と、アライメントカメラ４８と、ウエハリフター４９とから構成されている。
【００２６】
Ｚ軸ステージ部４５は、チャックトップ４７を支持してＺ軸方向（上下方向）に移動させるための機構である。このＺ軸ステージ部４５は、ベース板５１と、ガイド取付板５２と、載置ブロック５３と、リニアガイド５４とから構成されている。ベース板５１は、Ｙ軸リニアガイド部８のガイド板１５に固定されてガイド取付板５２を支持している。このＺ軸ステージ部４５の全体構成は、前記第１従来例のＺ軸ステージ部２６と同様である。
【００２７】
ベアリング４６は、チャックトップ４７をＺ軸ステージ部４５に対して回転可能に支持するための部材である。チャックトップ４７は、Ｚ軸ステージ部４５で上下方向に移動されると共に、前記ベアリング４６で回転可能に支持された状態で、θステージ部(図示せず)によってＺ軸ステージ部４５に対して設定角度だけ回転される。
【００２８】
チャックトップ４７は、半導体ウエハ１７を支持して、半導体ウエハ１７の各電極をプローブカード５の各プローブ２３に位置あわせして、それぞれ接触させるための部材である。このチャックトップ４７には、半導体ウエハ１７を吸着して支持するバキューム機構(図示せず)や、半導体ウエハ１７を加熱する加熱機構(図示せず)等が設けられている。
【００２９】
さらに、チャックトップ４７には、θステージ部(図示せず)が組み込まれている。このθステージ部によって、チャックトップ４７がＺ軸ステージ部４５に対して回転できるようになっている。
【００３０】
アライメントカメラ４８は、チャックトップ４７の外周縁に設けられて、各プローブ２３を特定して位置あわせを行う位置合わせ用のカメラである。このアライメントカメラ４８は、Ｚ軸ステージ部４５の載置ブロック５３に取付ステー５６を介して取り付けられている。アライメントカメラ４８は、取付ステー５６に支持された状態で、チャックトップ４７の外周縁に位置している。
【００３１】
ウエハリフター４９は、半導体ウエハ１７を持ち上げるための機構である。ウエハリフター４９は、支持枠５８と、プレート５９と、リフトピン６０と、エアシリンダ６１とから構成されている。支持枠５８は、チャックトップ４７の下側面に取り付けられて、ウエハリフター４９全体を支持している。プレート５９は、リフトピン６０を支持した状態で、支持枠５８にスライド可能に支持されている。リフトピン６０は、プレート５９に支持されて、チャックトップ４７に空けられた貫通孔４７Ａに通されている。エアシリンダ６１は、支持枠５８に支持された状態で、ピストン軸６１Ａがプレート５９に取り付けられている。このエアシリンダ６１によって、プレート５９で支持されたリフトピン６０が昇降して、このリフトピン６０の上端部が、チャックトップ４７の上面から突出し、埋没するようになっている。
【００３２】
以上の構成により、半導体ウエハ１７の検査を行う際は、ウエハストッカーＷ内に収納された半導体ウエハ１７を搬送装置のアームで支持して、検査ステージ４のチャックトップ４７まで搬送する。搬送されてきた半導体ウエハ１７はチャックトップ４７に載置される際に、まずエアシリンダ６１でリフトピン６０を上昇させる。これにより、半導体ウエハ１７はリフトピン６０の上端部に載置され、半導体ウエハ１７とチャックトップ４７の上面との間の隙間からアームを抜き取って、エアシリンダ６１でリフトピン６０を降下させ、半導体ウエハ１７をチャックトップ４７の上側面に載置する。
【００３３】
次いで、アライメントカメラ４８で、チャックトップ４７の外周縁からプローブカード５の各プローブ２３を撮影して、画像処理により各プローブ２３の位置を特定し、ＸＹＺθ方向を調整して位置あわせを行う。
【００３４】
次いで、チャックトップ４７を上昇させて、半導体ウエハ１７の各電極とプローブカード５の各プローブ２３とを互いに接触させ、検査を行う。
【００３５】
この検査ステージ４の例としては特許文献１に記載されているものが知られている。
【特許文献１】特開平２−２１１６５０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００３６】
しかし、上記第１従来例では、アライメントカメラ２８がチャックトップ２７に取り付けられているため、チャックトップ２７の回転に伴って回転してしまい、アライメントカメラ２８の位置がずれてしまう。そして、アライメントカメラ２８の位置がずれると、位置合わせに用いるソフトウェアによる計算が複雑になり、ソフトウェアにかかるコストが大きくなると共に、アライメント誤差を発生させる要因になっていた。
【００３７】
また、上記第２従来例では、第１従来例のような、アライメントカメラ４８の位置ずれは生じないが、第２従来例のウエハリフター４９では、リフトピン６０を昇降させるために専用の昇降機構（エアシリンダ６１）を設ける必要があるため、製造コストが嵩んでしまう。
【００３８】
また、エアシリンダ６１をＺ軸ステージ部４５の内部の限られたスペースに設置するのは非常に困難である。エアシリンダ６１をＺ軸ステージ部４５内に無理に組み込むと、全体が高さ方向に嵩んでしまう。さらに、エアシリンダ６１でリフトピン６０を昇降させるウエハリフター４９の場合、真直精度があまりよくないため、半導体ウエハ１７のチャックトップ４７への載置位置にバラツキが生じてしまう。
【００３９】
本発明は、上述の問題点を解決するためになされたものであり、その目的は、アライメントカメラやウエハリフターの構造に起因するずれを抑えて精度を向上させた検査ステージ及び検査装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００４０】
本発明の係る検査ステージは、このような課題を解決するためになされたもので、検査対象板を支持して位置合わせする検査ステージであって、前記検査対象板を直接支持するチャックトップと、当該チャックトップを上下方向に移動させるＺ軸ステージ部と、前記チャックトップを回転させるθステージ部と、前記チャックトップで支持した前記検査対象板を撮影して位置合わせをするアライメントカメラと、前記検査対象板を持ち上げるウエハリフターとを少なくとも備え、前記θステージ部が前記Ｚ軸ステージ部とチャックトップとの間に設けられると共に、前記アライメントカメラが前記Ｚ軸ステージ部に取り付けられ、前記ウエハリフターが、下端部をベースに固定されて垂直に配設された複数の支柱と、各支柱の上端部に支持された第１プレートと、当該第１プレートに回転を許容した状態で支持された第２プレートと、当該第２プレートに支持された状態で前記チャックトップに空けられた複数の貫通孔にそれぞれ通されるリフトピンとを備えたことを特徴とする。
【００４１】
前記構成により、前記アライメントカメラを前記Ｚ軸ステージ部に取り付けることで、前記θステージ部による前記チャックトップの回転に追従することなく、特定点を正確に撮影する。また、前記ウエハリフターの支柱がベースに固定され、前記リフトピンが前記チャックトップの貫通孔に通されることで、前記Ｚ軸ステージ部によるチャックトップの上下方向の移動にリフトピンが追従せず、リフトピンの上端部がチャックトップの上下動に伴ってチャックトップの上側面から出没する。また、前記第２プレートは前記第１プレートに回転を許容した状態で支持されているため、前記リフトピンは前記θステージ部による前記チャックトップの回転に追従して回転する。
【００４２】
前記Ｚ軸ステージ部の昇降機構は前記ウエハリフターの各支柱で囲まれた中央位置に設けられることが望ましい。
【００４３】
前記構成により、昇降機構をコンパクトに収納することができる。
【００４４】
前記第１プレートと第２プレートとの間には、互いの回転を許容した状態で連結する連結手段を備えて、前記リフトピンが前記Ｚ軸ステージ部による昇降に追従せず、前記θステージ部による回転に追従することが望ましい。
【００４５】
前記構成により、前記リフトピンが、前記チャックトップの回転を許容して上下動して、前記チャックトップの上側面から出没する。
【００４６】
前記各貫通孔にそれぞれ通される各リフトピンを、垂直方向にスライド可能にそれぞれ支持するスライド機構を備えることが望ましい。
【００４７】
前記構成により、前記スライド機構でリフトピンを支持することで、リフトピンは垂直方向に正確にスライドする。
【００４８】
前記スライド機構は、前記チャックトップ側に固定されるスライド支持板に設けられることが望ましい。
【００４９】
前記構成により、前記チャックトップ側に固定されるスライド支持板が前記チャックトップと共に回転しながら、スライド機構を介して、リフトピンを支持する。
【００５０】
本発明の係る検査装置は、検査対象板を支持して位置合わせし、検査対象板の電極にプローブを接触させて電気的検査を行う検査装置であって、前記検査対象板を支持して位置合わせする検査ステージとして、前記各検査ステージを用いたことを特徴とする。
【００５１】
前記構成により、前記検査ステージの場合と同様に、前記アライメントカメラ及び前記ウエハリフターを良好に支持する。
【発明の効果】
【００５２】
以上のように、本発明によれば、次のような効果を奏することができる。
【００５３】
前記アライメントカメラを前記Ｚ軸ステージ部に取り付けることで、前記θステージ部による前記チャックトップの回転に追従することなく、特定点を正確に撮影するため、このアライメントカメラの映像の画像処理により、検査対象板を正確に位置合わせすることができる。
【００５４】
また、前記チャックトップの回転に前記カメラが追従して移動しないため、半導体ウエハ等に形成された電極と接触子との位置合わせに使用するソフトウェアの構造が単純になり、コスト低減を図ることができる。
【００５５】
リフトピンをチャックトップに対し相対的に上下方向に移動させるために、リフトピンの上下方向の移動機構が不要となる。この結果、リフトピンとチャックトップの相対的な上下方向の移動機構が単純になり、コスト低減を図ることができる。
【００５６】
また、前記リフトピンを前記チャックトップの回転に追従させるため、このリフトピンを通す貫通孔の孔径を大きくする必要がなくなる。この結果、大孔径の貫通孔からの熱の放出が無くなって、加熱むらをなくすことができる。これにより、加熱下での電気的検査時の、半導体ウエハの温度上昇の均一性を確保できる。
【００５７】
前記Ｚ軸ステージ部の昇降機構を前記ウエハリフターの各支柱で囲まれた中央位置に設けて、昇降機構をコンパクトに収納するため、検査ステージを小型化することができる。
【００５８】
前記第１プレートと第２プレートとの間に、互いの回転を許容した状態で連結する連結手段を備えて、前記リフトピンが、前記θステージ部による回転に追従して前記チャックトップの回転を許容して上下動し、前記チャックトップの上側面から出没するため、前記リフトピンの先端部で支持する半導体ウエハ等を正確に支持した状態で、チャックトップの上面の正確な位置に載置することができる。
【００５９】
前記スライド機構でリフトピンを支持することで、リフトピンは垂直方向に正確にスライドするため、前記リフトピンの先端部で支持する半導体ウエハ等を正確に支持した状態で、チャックトップの上面の正確な位置に載置することができる。
【００６０】
前記スライド機構が前記チャックトップ側に固定されるスライド支持板に設けられて、前記チャックトップ側に固定されるスライド支持板が前記チャックトップと共に回転しながら、スライド機構を介して、リフトピンを支持するため、リフトピンをチャックトップに対して正確に上下動させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００６１】
以下、本発明の実施形態に係る検査ステージ及び検査装置について、添付図面を参照しながら説明する。なお、本実施形態に係る検査装置の全体構成は、前記従来の検査装置とほぼ同様であるため、ここでは、検査ステージの部分を中心に説明する。また、前記従来の検査装置と同一部材には同一符号を付してその説明を省略する。
【００６２】
本実施形態の検査ステージ７１は、Ｙ軸リニアガイド部８のガイド板１５に固定支持されている。この検査ステージ７１は、Ｚ軸ステージ部７２と、ベアリング７３と、載置リング７４と、チャックトップ７５と、アライメントカメラ７６と、ウエハリフター７７とから構成されている。
【００６３】
Ｚ軸ステージ部７２は、チャックトップ７５に載置された半導体ウエハ１７を支持してＺ軸方向（上下方向）に移動させるための機構である。このＺ軸ステージ部７２は、ベース板８０と、ガイド取付板８１と、載置ブロック８２と、リニアガイド８３と、昇降機構８４とから構成されている。
【００６４】
ベース板８０は、Ｚ軸ステージ部７２全体を支持するための板材である。このベース板８０は、Ｙ軸リニアガイド部８のガイド板１５に固定されて、このガイド板１５と共にＹ軸方向にスライドするようになっている。
【００６５】
ガイド取付板８１は、載置ブロック８２を支持して昇降させるための板材である。このガイド取付板８１は、ベース板８０の周縁部に垂直方向に向けて一体的に設けられている。
【００６６】
載置ブロック８２は、チャックトップ７５を支持して昇降させるための部材である。載置ブロック８２は、チャックトップ７５を支持した状態で、リニアガイド８３を介してガイド取付板８１に支持されている。載置ブロック８２は、外筒部８６と、中板部８７とから構成されている。
【００６７】
外筒部８６は、中央に円形の穴が設けられた立方体状のブロックである。この外筒部８６の中央の穴には、その上下方向の中間地位に中板部８７が設けられている。この中板部８７は、外筒部８６を支持して昇降機構８４に連結するための部材である。
【００６８】
リニアガイド８３は、ガイド取付板８１と載置ブロック８２とをスライド可能に連結するための部材である。リニアガイド８３は、レール９０と、ガイド９１とから構成されている。レール９０は、ガイド取付板８１に垂直方向に向けて設けられている。ガイド９１はレール９０にスライド可能に嵌合された状態で、載置ブロック８２に固定されている。これにより、載置ブロック８２を、ガイド取付板８１に支持された状態で上下方向にスライド可能に支持している。
【００６９】
昇降機構８４は、載置ブロック８２を上下方向に昇降させるための装置である。昇降機構８４は、駆動モータ９３と、リードスクリュー９４と、スクリューベアリング９５と、リードナット９６とから構成されている。
【００７０】
駆動モータ９３は、ベース板８０に固定されて、リードスクリュー９４を回転させる。リードスクリュー９４は、ベース板８０及び載置ブロック８２の中板部８７を貫通して上方へ向けて配設されている。リードスクリュー９４の外周面にはネジ山が設けられている。スクリューベアリング９５は、リードスクリュー９４をベース板８０に回転可能に支持している。リードナット９６は、載置ブロック８２の中板部８７に固定された状態でリードスクリュー９４にねじ込まれている。これにより、駆動モータ９３がリードスクリュー９４を設定角度だけ回転させることで、リードナット９６を介して載置ブロック８２を設定距離だけ正確に昇降させるようになっている。
【００７１】
ベアリング７３は、チャックトップ７５をＺ軸ステージ部７２に対して回転可能に支持するための部材である。ベアリング７３のインナーリング７３ＡはＺ軸ステージ部７２の載置ブロック８２の固定されている。ベアリング７３のアウターリング７３Ｂは載置リング７４に固定されている。
【００７２】
載置リング７４は、ベアリング７３のアウターリング７３Ｂに支持された状態で、チャックトップ７５を支持する部材である。載置リング７４にはθステージ部(図示せず)が内蔵されている。θステージ部は、Ｚ軸ステージ部７２に対してチャックトップ７５を設定角度だけ回転させるための装置である。θステージ部は、チャックトップ７５を微少角度回転させてプローブ２３と半導体ウエハ１７の電極とを整合させる。
【００７３】
チャックトップ７５は、半導体ウエハ１７を支持して、半導体ウエハ１７の各電極を各プローブ２３に位置あわせして、互いに接触させるための部材である。チャックトップ７５は、半導体ウエハ１７を吸着して支持するバキューム機構(図示せず)や、半導体ウエハ１７を加熱する加熱機構(図示せず)等が設けられている。チャックトップ７５は、Ｚ軸ステージ部７２で上下方向に移動されると共に、θステージ部で回転され、Ｘ軸リニアガイド部７でＸ軸方向に移動され、Ｙ軸リニアガイド部８でＹ軸方向に移動されるようになっている。
【００７４】
アライメントカメラ７６は、半導体ウエハ１７の各電極とプローブカード５の各プローブ２３とを位置合わせするためのカメラである。このアライメントカメラ７６は、Ｚ軸ステージ部７２の載置ブロック８２に取付ステー９８を介して取り付けられている。アライメントカメラ７６は、Ｚ軸ステージ部７２側に取り付けられることで、チャックトップ７５の回転に追従して移動しないようになっている。アライメントカメラ７６は、取付ステー９８に支持された状態で、チャックトップ７５の外周縁に位置している。
【００７５】
ウエハリフター７７は、チャックトップ７５上の半導体ウエハ１７を持ち上げてチャックトップ７５の表面と半導体ウエハ１７との間に隙間を作るための機構である。ウエハリフター７７は、支柱１００と、第１プレート１０１と、第２プレート１０２と、連結棒１０３と、リフトピン１０４と、スライド支持板１０５とから構成されている。
【００７６】
支柱１００は、その基端部をベース板８０に固定されて、垂直に配設されている。支柱１００は、昇降機構８４のリードスクリュー９４の周囲に４本設けられている。これにより、各支柱１００は、載置ブロック８２内で、昇降機構８４の外側を覆って配設されている。具体的には、載置ブロック８２の中板部８７に設けられた穴に各支柱１００がスライド可能に通されて、各支柱１００が昇降機構８４のリードスクリュー９４覆って設けられている。
【００７７】
第１プレート１０１は、各支柱１００の上端部に支持されて第２プレート１０２を支持するための部材である。この第１プレート１０１は、第２プレート１０２をその回転を許容した状態で支持している。
【００７８】
第２プレート１０２は、リフトピン１０４を支持して昇降させるための部材である。この第２プレート１０２は、第１プレート第１プレート１０１に回転可能に支持された状態で、各リフトピン１０４を支持している。
【００７９】
連結棒１０３は、第１プレート１０１と第２プレート１０２との間の回転を許容した状態で、これら第１プレート１０１と第２プレート１０２とを連結する棒材である。連結棒１０３は、第１プレート１０１にベアリング１０６で回転可能に支持され、第２プレート１０２に固定されている。これにより、第２プレート１０２を第１プレート１０１に対して回転可能に支持している。
【００８０】
これら、第１プレート１０１と、第２プレート１０２と、連結棒１０３と、ベアリング１０６とで、チャックトップ７５の回転を許容してリフトピン１０４をチャックトップ７５と共に回転させると共に昇降させる連結手段が構成されている。
【００８１】
リフトピン１０４は、第２プレート１０２に支持された状態で、チャックトップ７５に空けられた３つの貫通孔７５Ａにそれぞれ通されている。この貫通孔７５Ａは、チャックトップ７５の上側面と直行する方向（垂直方向）に設けられている。リフトピン１０４の上端部は、Ｚ軸ステージ部７２によってチャックトップ７５が降下することで、相対的にチャックトップ７５の上面から突出し、チャックトップ７５が上昇することで、相対的にチャックトップ７５の上面から埋没するよういなっている。
【００８２】
スライド支持板１０５は、リフトピン１０４をその昇降を許容した状態でチャックトップ７５と共に回転し、リフトピン１０４を支持して回転させるための板材である。スライド支持板１０５は、載置リング７４に固定されて、θステージ部でチャックトップ７５と共に回転するようになっている。スライド支持板１０５には、各リフトピン１０４を通す３つの穴が設けられている。各穴には、スライド機構１０８が設けられている。このスライド機構１０８は、リフトピン１０４の上下動を許容した状態で、リフトピン１０４の水平方向を正確に位置決めして支持するようになっている。このようなスライド機構１０８としては、具体的には、ボールブッシュやボールスプライン等で構成されている。このスライド機構１０８でリフトピン１０４を正確に上下動させることにより、各リフトピン１０４の上端で支持した半導体ウエハ１７を正確に降下させてチャックトップ７５の上側面の正確な位置に載置するようになっている。これにより、プローブ２３と半導体ウエハ１７の各電極との位置合わせを容易にしている。
【００８３】
［作用］
以上のように構成されたプローブユニット３１を備えた検査装置では、次のようにして検査が行われる。
【００８４】
搬送装置のアーム(図示せず)で１枚の半導体ウエハ１７が取り出されて、チャックトップ７５に載置される。このとき、チャックトップ７５は、昇降機構８４で降下されている。具体的には、駆動モータ９３でリードスクリュー９４が回転されてリードナット９６が降下され、中板部８７、外筒部８６、θステージ部７４等を介して、チャックトップ７５が降下されている。
【００８５】
これにより、ベース板８０に支持されたウエハリフター７７のリフトピン１０４が相対的に上昇して、チャックトップ７５の上側面から延出する。半導体ウエハ１７は、この延出したリフトピン１０４の上端部に載置される。
【００８６】
次いで、駆動モータ９３の回転によって、チャックトップ７５が上昇される。これにより、リフトピン１０４が相対的に降下して、半導体ウエハ１７がチャックトップ７５の上側面に載置される。
【００８７】
次いで、チャックトップ７５は、アライメントカメラ７６で撮影したプローブ２３の画像および他のカメラ(図示せず)で撮影した半導体ウエハ１７の電極の画像の処理により、Ｘ軸リニアガイド部７でＸ軸方向に移動され、Ｙ軸リニアガイド部８でＹ軸方向に移動され、θステージ部で回転されて、半導体ウエハ１７の電極とプローブ２３とが整合するように位置合わせされる。次いで、Ｚ軸ステージ部７２で上方向に移動されて、電極とプローブ２３とが互いに接触される。
【００８８】
［効果］
前記アライメントカメラ７６を前記Ｚ軸ステージ部７２に取り付けることで、前記θステージ部７４による前記チャックトップ７５の回転に追従することなく、特定点を正確に撮影するため、このアライメントカメラ７５の映像の画像処理により、半導体ウエハ１７を正確に位置合わせすることができるようになる。この結果、前記チャックトップ７５の回転にアライメントカメラ７６が追従して移動しないため、半導体ウエハ１７に形成された電極とプローブ２３との位置合わせに使用するソフトウェアの構造が単純になり、ソフトウェアの製作コストを低減することができる。
【００８９】
リフトピン１０４をチャックトップ７５に対し相対的に上下方向に移動させるために、リフトピン１０４の上下方向の移動機構を省略することができる。この結果、リフトピン１０４とチャックトップ７５の相対的な上下方向の移動機構が単純になり、コスト低減を図ることができる。
【００９０】
また、前記リフトピン１０４を前記チャックトップ７５の回転に追従させるため、このリフトピン１０４を通す貫通孔の孔径を大きくする必要がなくなる。この結果、大孔径の貫通孔からの熱の放出が無くなって、加熱むらをなくすことができる。これにより、加熱下で電気的検査を行う際に、加熱された半導体ウエハ１７の温度上昇に、むらが生じることがなくなり、均一性を確保することができる。
【００９１】
前記Ｚ軸ステージ部７２の昇降機構８４を前記ウエハリフター７７の各支柱１００で囲まれた中央位置に設けて、昇降機構８４をコンパクトに収納するため、検査ステージ７１を小型化することができ、コスト低減を図ることができる。この結果、検査ステージ７１を装着した検査装置も小型化することができ、コスト低減を図ることができる。
【００９２】
前記第１プレート１０１と第２プレート１０２との間に、互いの回転を許容した状態で連結する連結手段を備えて、前記リフトピン１０４が、前記θステージ部７４による回転に追従して前記チャックトップ７５の回転を許容して上下動し、前記チャックトップ７５の上側面から出没する。また、前記スライド機構１０８でリフトピン１０４を支持することで、リフトピン１０４が垂直方向に正確にスライドするため、前記リフトピン１０４の先端部で支持する半導体ウエハ１７を正確に支持した状態で、チャックトップ７５の上面の正確な位置に載置することができる。この結果、その後の、電極とプローブ２３との位置合わせが容易になり、検査時の作業性が向上する。
【００９３】
前記スライド機構１０８が前記チャックトップ７５側に固定されるスライド支持板１０５に設けられて、前記チャックトップ７５側に固定されるスライド支持板１０５が前記チャックトップ７５と共に回転しながら、スライド機構１０８を介して、リフトピン１０４を支持するため、リフトピン１０４をチャックトップ７５に対して正確に上下動させることができるようになる。
【００９４】
［変形例］
本実施形態に係る検査ステージ７１及び検査装置は、半導体ウエハ１７の検査装置に適用したが、チャックトップ７５の上側面に載置して正確に位置決めする必要がある全ての検査対象板に適用することができる。この場合も、上記同様の作用、効果を奏することができる。
【００９５】
本発明は、上記実施例に限定されず、その趣旨を逸脱しない限り、種々変更することができる。
【図面の簡単な説明】
【００９６】
【図１】本発明の実施形態に係る検査ステージを示す断面斜視図である。
【図２】従来の検査装置を示す斜視図である。
【図３】従来の検査装置を示す断面図である。
【図４】従来の検査装置を示す断面図である。
【図５】従来の検査装置のＸ軸リニアガイド部とＹ軸リニアガイド部とを示す斜視図である。
【図６】第１従来例に係る検査ステージを示す断面図である。
【図７】第２従来例に係る検査ステージを示す断面図である。
【図８】本発明の実施形態に係る検査ステージを示す断面図である。
【符号の説明】
【００９７】
１：検査装置、２：筐体、３：リニアガイド、５：プローブカード、６：カード固定部、７：Ｘ軸リニアガイド部、８：Ｙ軸リニアガイド部、：ベース、１３：Ｙ軸ベース、７１：検査ステージ、７２：Ｚ軸ステージ部、７３：ベアリング、７４：θステージ部、７５：チャックトップ、７６：アライメントカメラ、７７：ウエハリフター、８０：ベース板、８１：ガイド取付板、８２：載置ブロック、８３：リニアガイド、８４：昇降機構、８６：外筒部、８７：中板部、９０：レール、９１：ガイド、９３：駆動モータ、９４：リードスクリュー、９５：スクリューベアリング、９６：リードナット、９８：取付ステー、１００：支柱、１０１：第１プレート、１０２：第２プレート、１０３：連結棒、１０４：リフトピン、１０５：スライド支持板、１０８：スライド機構。
【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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