(57)【要約】【課題】基板に大きな反りが生じている場合でも載置台への真空吸着を可能とする。【解決手段】吸着補助アーム３３は、ガス吐出口４６が設けられ、ステージ１１に載置されたウエハＷの上方を覆う上方被覆壁部４４と、ウエハＷの側方を覆う側方囲繞壁部４５とを有する蓋部材３７を備える。ステージ１１に載置されたウエハＷの外周部がステージ１１から浮いている場合に、側方囲繞壁部４５の下面とステージ１１の上面との間にウエハＷの最大反り量よりも狭い隙間Ｓが形成されるように蓋部材３７を配置し、側方囲繞壁部４５の内周面とウエハＷの外周側面との間の隙間ＫがウエハＷの最上端と上方被覆壁部４４の下面との間の隙間Ｌよりも狭い状態で、ガス吐出口４６からウエハＷに向けてガスを吹き付けることで、ウエハＷ上の静圧とウエハＷの側方の動圧を高めると共にウエハＷの外周部の下側の静圧を低くして、ウエハＷのステージ１１への真空吸着を補助する。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
載置台に載置したときに中央部が前記載置台と接触し、外周部が前記載置台から浮く反りを有する基板の前記載置台への真空吸着を補助する基板吸着補助部材であって、
前記基板吸着補助部材は、
前記基板に向けてガスを吹き付けるガス吐出口又は吸気口が設けられ、前記載置台に載置された基板の上方を覆う上方被覆壁部と、
前記上方被覆壁部の外周に接合されて前記基板の側方を覆う側方囲繞壁部と、を有し、
前記側方囲繞壁部の内周面と前記基板の外周側面との間の隙間が前記基板の最上端と前記上方被覆壁部の下面との間の隙間よりも狭いことを特徴とする基板吸着補助部材。
【請求項２】
前記上方被覆壁部に前記ガス吐出口が設けられている場合に、前記ガス吐出口は、前記上方被覆壁部において前記載置台に載置された基板の外周部と対向する位置に、複数、形成されていることを特徴とする請求項１記載の基板吸着補助部材。
【請求項３】
前記上方被覆壁部に前記吸気口が設けられている場合に、前記吸気口の総開口面積は、前記基板の上端と前記上方被覆壁部との間のガス流路面積以上であることを特徴とする請求項１記載の基板吸着補助部材。
【請求項４】
前記吸気口は、前記上方被覆壁部において前記載置台に載置された基板の外周部と対向する位置に、複数、形成されていることを特徴とする請求項３記載の基板吸着補助部材。
【請求項５】
載置台に載置したときに中央部が前記載置台と接触し、外周部が前記載置台から浮く反りを有する基板の前記載置台への真空吸着を補助する基板吸着補助部材と、
前記基板吸着補助部材を前記載置台上で昇降させる昇降ユニットと、
前記昇降ユニットによる前記基板吸着補助部材の昇降を制御する制御ユニットと、を備える基板搬送装置であって、
前記基板吸着補助部材は、
前記基板に向けてガスを吹き付けるガス吐出口又は吸気口が設けられ、前記載置台に載置された基板の上方を覆う上方被覆壁部と、
前記上方被覆壁部の外周に接合されて前記基板の側方を覆う側方囲繞壁部と、を有し、
前記制御ユニットは、前記載置台に載置された基板を前記載置台に真空吸着する際に、前記側方囲繞壁部の下面と前記載置台の上面との間に前記基板の最大反り量よりも狭い隙間が形成される規定位置に前記基板吸着補助部材が配置されるように前記昇降ユニットを制御し、
前記基板吸着補助部材が前記規定位置に配置された状態において、前記側方囲繞壁部の内周面と前記基板の外周側面との間の隙間が前記基板の最上端と前記上方被覆壁部の下面との間の隙間よりも狭いことを特徴とする基板搬送装置。
【請求項６】
前記ガス吐出口は、前記上方被覆壁部において前記載置台に載置された基板の外周部と対向する位置に、複数、形成されていることを特徴とする請求項５記載の基板搬送装置。
【請求項７】
載置台に載置したときに中央部が前記載置台と接触し、外周部が前記載置台から浮く反りを有する基板の前記載置台への真空吸着を補助する基板吸着補助部材と、
前記基板吸着補助部材を前記載置台上で昇降させる昇降ユニットと、
前記昇降ユニットによる前記基板吸着補助部材の昇降を制御する制御ユニットと、を備える基板搬送装置であって、
前記基板吸着補助部材は、
吸気口が設けられ、前記載置台に載置された基板の上方を覆う上方被覆壁部と、
前記上方被覆壁部の外周に接合されて前記基板の側方を覆う側方囲繞壁部と、を有し、
前記制御ユニットは、前記載置台に載置された基板を前記載置台に真空吸着する際に、前記側方囲繞壁部の下面が前記載置台の上面に密着する規定位置に前記基板吸着補助部材が配置されるように前記昇降ユニットを制御し、
前記基板吸着補助部材が前記規定位置に配置された状態において、前記側方囲繞壁部の内周面と前記基板の外周側面との間の隙間が前記基板の最上端と前記上方被覆壁部の下面との間の隙間よりも狭いことを特徴とする基板搬送装置。
【請求項８】
前記吸気口の総開口面積は、前記基板の上端と前記上方被覆壁部との間のガス流路面積以上であることを特徴とする請求項７記載の基板搬送装置。
【請求項９】
前記吸気口は、前記上方被覆壁部において前記載置台に載置された基板の外周部と対向する位置に、複数、形成されていることを特徴とする請求項７又は８記載の基板搬送装置。
【請求項１０】
前記基板吸着補助部材は、前記載置台に載置された基板の位置を検出する位置検出センサを備え、
前記制御ユニットは、前記側方囲繞壁部が前記基板と接触することのないように前記位置検出センサによる前記基板の位置検出結果に基づき、前記昇降ユニットによる前記基板吸着補助部材の昇降を制御することを特徴とする請求項５乃至９のいずれか１項に記載の基板搬送装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体ウエハ等の基板を試験や処理のために載置台に吸着保持する際に用いられる基板吸着補助部材及び基板搬送装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
基板の一例である半導体ウエハ（以下「ウエハ」という）に形成された半導体デバイスの電気的特性を検査する装置としてプローブ装置（以下「プローバ」という）が知られている。プローバの一例として、ウエハに形成された複数の半導体デバイスのうちの１つの半導体デバイスに接触させる所定数のプローブ針（探針）を有するプローブカードと、ウエハを載置して上下左右に自在に移動するステージとを備え、プローブ針を半導体デバイスの電極パッドや半田バンプに接触させ、各プローブ針から電極パッドや半田バンプへ検査電流を流すことによって半導体デバイスの電気的特性を検査するものが知られている。
【０００３】
プローバでは、ステージ上でウエハが動くことのないように、例えば、ウエハはステージ上に真空吸着により保持される。しかし、近年、ウエハの薄化、ウエハに形成される半導体デバイスの高密度化や構造の複雑化によって、ウエハに生じる反りが大きくなってきている。
【０００４】
反りの大きいウエハをステージに真空吸着させるための補助機構が、種々、提案されている。例えば、ステージ上に載置されたウエハを真空吸着する際に、ウエハの上方からウエハにおいてステージと接触していない領域にガスを吹き付けることによってウエハの反りを矯正することで、ウエハをステージに真空吸着されやすくする方法が提案されている（特許文献１、２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開昭６１−２７６３３９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】
しかしながら、上記特許文献１，２に記載された真空吸着方法の補助機構では、特に、ウエハに、ステージに載置した際に中央部はステージに接触するが、外周部がステージから浮いた状態となるＵ字型の反りが生じている場合に、ウエハ全体をステージに吸着させることが困難な場合がある。
【０００７】
図９は、従来のガスの吹き付けによる吸着補助方法を反りの大きい基板に対して適用した場合のガスの流れを模式的に示す図である。ウエハ９０には、ステージ９５側に凸となるＵ字型の反りが生じている。このような反りを従来のガスの吹き付けによって矯正する場合、ウエハ９０の外周部に付勢してウエハ９０の外周部をステージ９５に近付けるようにガスを吹き付ける。
【０００８】
しかし、ウエハ９０の外周部をステージ９５に近付けるための付勢力を大きくするために、ガスの吹き出し口９７をウエハ９０に近付ける（又はガス圧を大きくする）と、ウエハ９０の上面外周側の動圧が高くなり、ウエハ９０を引き上げる力が発生してしまい、ウエハ９０が安定しなくなり、ウエハ９０を真空吸着することが困難になる。
【０００９】
なお、図９の例では、ウエハ９０と対向するように配置される板状部材９６に吹き出し口９７を設けているが、板状部材９６に代えてノズル（不図示）を用いて、ウエハ９０の外周部の上面側にガスを吹き付けても、同様の結果となる。
【００１０】
本発明の目的は、基板に大きな反りが生じている場合であっても、基板の載置台への真空吸着を可能とする基板吸着補助部材及び基板搬送装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記目的を達成するために、請求項１記載の基板吸着補助部材は、載置台に載置したときに中央部が前記載置台と接触し、外周部が前記載置台から浮く反りを有する基板の前記載置台への真空吸着を補助する基板吸着補助部材であって、前記基板吸着補助部材は、前記基板に向けてガスを吹き付けるガス吐出口又は吸気口が設けられ、前記載置台に載置された基板の上方を覆う上方被覆壁部と、前記上方被覆壁部の外周に接合されて前記基板の側方を覆う側方囲繞壁部と、を有し、前記側方囲繞壁部の内周面と前記基板の外周側面との間の隙間が前記基板の最上端と前記上方被覆壁部の下面との間の隙間よりも狭いことを特徴とする。
【００１２】
請求項２記載の基板吸着補助部材は、請求項１記載の基板吸着補助部材において、前記上方被覆壁部に前記ガス吐出口が設けられている場合に、前記ガス吐出口は、前記上方被覆壁部において前記載置台に載置された基板の外周部と対向する位置に、複数、形成されていることを特徴とする。
【００１３】
請求項３記載の基板吸着補助部材は、請求項１記載の基板吸着補助部材において、前記上方被覆壁部に前記吸気口が設けられている場合に、前記吸気口の総開口面積は、前記基板の上端と前記上方被覆壁部との間のガス流路面積以上であることを特徴とする。
【００１４】
請求項４記載の基板吸着補助部材は、請求項３記載の基板吸着補助部材において、前記吸気口は、前記上方被覆壁部において前記載置台に載置された基板の外周部と対向する位置に、複数、形成されていることを特徴とする。
【００１５】
上記目的を達成するために、請求項５記載の基板搬送装置は、載置台に載置したときに中央部が前記載置台と接触し、外周部が前記載置台から浮く反りを有する基板の前記載置台への真空吸着を補助する基板吸着補助部材と、前記基板吸着補助部材を前記載置台上で昇降させる昇降ユニットと、前記昇降ユニットによる前記基板吸着補助部材の昇降を制御する制御ユニットと、を備える基板搬送装置であって、前記基板吸着補助部材は、前記基板に向けてガスを吹き付けるガス吐出口が設けられ、前記載置台に載置された基板の上方を覆う上方被覆壁部と、前記上方被覆壁部の外周に接合されて前記基板の側方を覆う側方囲繞壁部と、を有し、前記制御ユニットは、前記載置台に載置された基板を前記載置台に真空吸着する際に、前記側方囲繞壁部の下面と前記載置台の上面との間に前記基板の最大反り量よりも狭い隙間が形成される規定位置に前記基板吸着補助部材が配置されるように前記昇降ユニットを制御し、前記基板吸着補助部材が前記規定位置に配置された状態において、前記側方囲繞壁部の内周面と前記基板の外周側面との間の隙間が前記基板の最上端と前記上方被覆壁部の下面との間の隙間よりも狭いことを特徴とする。
【００１６】
請求項６記載の基板搬送装置は、請求項５記載の基板搬送装置において、前記ガス吐出口は、前記上方被覆壁部において前記載置台に載置された基板の外周部と対向する位置に、複数、形成されていることを特徴とする。
【００１７】
上記目的を達成するために、請求項７記載の基板搬送装置は、載置台に載置したときに中央部が前記載置台と接触し、外周部が前記載置台から浮く反りを有する基板の前記載置台への真空吸着を補助する基板吸着補助部材と、前記基板吸着補助部材を前記載置台上で昇降させる昇降ユニットと、前記昇降ユニットによる前記基板吸着補助部材の昇降を制御する制御ユニットと、を備える基板搬送装置であって、前記基板吸着補助部材は、吸気口が設けられ、前記載置台に載置された基板の上方を覆う上方被覆壁部と、前記上方被覆壁部の外周に接合されて前記基板の側方を覆う側方囲繞壁部と、を有し、前記制御ユニットは、前記載置台に載置された基板を前記載置台に真空吸着する際に、前記側方囲繞壁部の下面が前記載置台の上面に密着する規定位置に前記基板吸着補助部材が配置されるように前記昇降ユニットを制御し、前記基板吸着補助部材が前記規定位置に配置された状態において、前記側方囲繞壁部の内周面と前記基板の外周側面との間の隙間が前記基板の最上端と前記上方被覆壁部の下面との間の隙間よりも狭いことを特徴とする。
【００１８】
請求項８記載の基板搬送装置は、請求項７記載の基板搬送装置において、前記吸気口の総開口面積は、前記基板の上端と前記上方被覆壁部との間のガス流路面積以上であることを特徴とする。
【００１９】
請求項９記載の基板搬送装置は、請求項７又は８記載の基板搬送装置において、前記吸気口は、前記上方被覆壁部において前記載置台に載置された基板の外周部と対向する位置に、複数、形成されていることを特徴とする。
【００２０】
請求項１０記載の基板搬送装置は、請求項５乃至９のいずれか１項に記載の基板搬送装置において、前記基板吸着補助部材は、前記載置台に載置された基板の位置を検出する位置検出センサを備え、前記制御ユニットは、前記側方囲繞壁部が前記基板と接触することのないように前記位置検出センサによる前記基板の位置検出結果に基づき、前記昇降ユニットによる前記基板吸着補助部材の昇降を制御することを特徴とする。
【発明の効果】
【００２１】
本発明では、被処理基板を載置台に載置したときに被処理基板に生じている反りによって被処理基板に載置台の表面から離れている部分があっても、被処理基板を載置台に真空吸着させる際には、被処理基板の載置台への真空吸着を補助するために被処理基板の上面から供給されるガスの流れを、被処理基板において載置台の表面から離れている部分を載置台へ近付ける力が生じるように調整する。これにより、反りの大きい被処理基板であっても、確実に載置台に真空吸着させることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】プローバの概略構成を示す斜視図である。
【図２】図１のプローバが備えるステージとその駆動機構の概略構造を示す斜視図である。
【図３】図１のプローバが備えるローダに配置されるウエハ搬送装置の概略構成を示す斜視図と、ウエハ搬送装置が備える、本発明の第１の実施の形態に係る吸着補助アームの部分断面及びその周囲の構造を示す斜視図である。
【図４】図３の吸着補助アームによるウエハのステージに対する真空吸着補助の態様を蓋部材とステージの断面で説明する図である。
【図５】本発明の第２の実施形態に係る吸着補助アームの概略構造を示す斜視図と、部分断面及びその周囲の構造を示す斜視図である。
【図６】図５の吸着補助アームによるウエハのステージに対する真空吸着補助の態様を蓋部材とステージの断面で説明する図である。
【図７】本発明の第３の実施形態に係る吸着補助アームの概略構造を示す裏面図と、その吸着補助アームウエハのステージに対する真空吸着補助の態様を蓋部材とステージの断面で説明する図である。
【図８】本発明の第４の実施形態に係る吸着補助アームの概略構造を示す裏面図である。
【図９】従来のガスの吹き付けによる吸着補助方法を反りの大きい基板に対して適用した場合のガスの流れを模式的に示す図である。
【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、添付図面を参照して詳細に説明する。本実施の形態では、本発明に係る基板処理装置として、被処理基板としてのウエハに形成された半導体デバイスの電気的特性を検査するプローバを取り上げることとする。
【００２４】
図１は、プローバの概略構成を示す斜視図である。プローバ１０は、ウエハＷを載置するステージ１１（載置台）を内蔵する本体１２と、本体１２に隣接して配置されるローダ１３と、本体１２を覆うように配置されるテストヘッド１４（検査部）とを備え、大口径、例えば、直径が３００ｍｍ（３００ｍｍφ）や４５０ｍｍ（４５０ｍｍφ）のウエハＷに形成された半導体デバイスの電気的特性の検査を行う。
【００２５】
本体１２は、内部が空洞の筐体形状を呈する。本体１２の天井部１２ａには、ステージ１１に載置されたウエハＷの上方において開口する開口部１２ｂが設けられている。そして、開口部１２ｂには、後述するプローブカード１７（図２参照）が配置され、プローブカード１７はステージ１１に載置されたウエハＷと対向する。ウエハＷは、ステージ１１上の所定位置に真空吸着される。
【００２６】
テストヘッド１４は方体形状を呈し、本体１２上に設けられたヒンジ機構１５によって上方向へ回動可能に構成される。テストヘッド１４が本体１２を覆う際、テストヘッド１４は不図示のコンタクトリングを介してプローブカード１７と電気的に接続される。また、テストヘッド１４は、プローブカード１７から伝送される半導体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不図示のデータ記憶部や、測定データに基づいて、検査対象のウエハＷに形成された半導体デバイスの電気的な欠陥の有無を判定する不図示の判定部を有する。
【００２７】
ローダ１３は、ウエハＷの搬送容器である不図示のＦＯＵＰ或いはＭＡＣが載置される不図示の容器載置台を備える。また、ローダ１３には、容器載置台に載置された搬送容器に対するウエハＷの挿抜を行い、また、ステージ１１との間でウエハＷの受け渡しを行うロードアーム及びアンロードアームと、ステージ１１へのウエハＷの真空吸着を補助する吸着補助アームとを有するウエハ搬送装置が配置されている。なお、ウエハ搬送装置については、図３等を参照して後述する。
【００２８】
プローブカード１７の下面には、ウエハＷに形成された半導体デバイスの電極パッドや半田バンプに対応して、所定数のプローブ針（不図示）が配置される。ステージ１１は、プローブカード１７及びウエハＷの相対位置を調整して半導体デバイスの電極パッド等を各プローブ針へ接触させる。
【００２９】
半導体デバイスの電極パッド等にプローブ針を接触させたときに、テストヘッド１４は、プローブカード１７の各プローブ針を介して半導体デバイスへ検査電流を流し、その後、半導体デバイスの電気的特性を示す電気信号をテストヘッド１４のデータ記憶部に伝送する。テストヘッド１４のデータ記憶部は、伝送された電気信号を測定データとして記憶し、判定部は記憶された測定データに基づいて、検査対象の半導体デバイスの電気的な欠陥の有無を判定する。
【００３０】
プローブカード１７が備えるプローブ針は、検査対象となるウエハＷに形成された半導体デバイスにおける電極パッドや半田バンプの位置に対応している必要がある。そのため、プローブカード１７は、検査対象となるウエハＷに形成された半導体デバイスの形態に応じて交換することができるように構成されている。
【００３１】
図２は、プローバ１０が備えるステージ１１の駆動機構の概略構成を示す斜視図である。図２に示すように、ステージ１１の駆動機構１８は、図２中に示すＹ方向に沿って移動するＹステージ１９と、同図中に示すＸ方向に沿って移動するＸステージ２０と、同図中に示すＺ方向に沿って移動するＺ移動部２１とを有する。
【００３２】
Ｙステージ１９は、Ｙ方向に沿って配置されたボールねじ２２の回動によってＹ方向に高精度に駆動され、ボールねじ２２は、ステップモータであるＹステージ用モータ２３によって回動される。Ｘステージ２０は、Ｘ方向に沿って配置されたボールねじ２４の回動によってＸ方向に高精度に駆動される。ボールねじ２４もステップモータである不図示のＸステージ用モータによって回動される。また、ステージ１１は、Ｚ移動部２１の上において、不図示のθ回転用モータにより、図２中に示すθ方向に移動自在に配置され、ステージ１１上にウエハＷが載置される。
【００３３】
Ｙステージ１９、Ｘステージ２０、Ｚ移動部２１及びステージ１１が協働して、ウエハＷに形成された半導体デバイスをプローブカード１７と対向する位置に移動させ、これにより、半導体デバイスの電極パッド等へのプローブ針の接触を可能とする。Ｙステージ用モータ２３、Ｘステージ用モータ及びθ回転用モータは、不図示のモータ制御装置により駆動制御される。
【００３４】
図３（ａ）は、ローダ１３に配置されるウエハ搬送装置３０の概略構成を示す斜視図である。ウエハ搬送装置３０は、Ｚ軸方向に所定の間隔を空けて配置されたロードアーム３１と、アンロードアーム３２と、本発明の第１の実施の形態に係る吸着補助アーム３３を有する。
【００３５】
ロードアーム３１、アンロードアーム３２及び吸着補助アーム３３はそれぞれ、不図示の回転駆動装置によってＺ軸回りに回転自在であり、不図示の直進駆動機構によってＺ軸と直交する一方向に進退自在であり、また、不図示の昇降機構によってＺ軸と平行な方向に昇降自在となっている。なお、Ｚ軸は、鉛直方向と平行な軸である。
【００３６】
ロードアーム３１は、搬送容器からウエハＷを取り出して、ステージ１１上に載置するために用いられ、アンロードアーム３２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をステージ１１から取り出して、搬送容器へ収容するために用いられる。なお、ロードアーム３１とアンロードアーム３２の構成は、本発明と直接の関係はないために詳細な説明を省略するが、ロードアーム３１とアンロードアーム３２としては、ウエハＷに反りが生じていてもウエハＷを確実に保持することができるように、例えば、特開２０１４−１３５３６３号公報に記載されているような、ウエハＷを真空吸着するための吸着部及び吸引機構が設けられたものを用いることが望ましい。
【００３７】
吸着補助アーム３３は、ステージ１１へのウエハＷの真空吸着を補助する基板吸着補助部材である。吸着補助アーム３３をウエハ搬送装置３０に設けることで、プローバ１０の大型化を回避することができる。吸着補助アーム３３は、基材３５と、基材３５に設けられたガス導入口３６と、基材３５に取り付けられた蓋部材３７とを有する。
【００３８】
図３（ｂ）は、図３（ａ）に示す蓋部材３７の部分断面Ａ及びその周囲の構造を示す斜視図である。蓋部材３７は、大略的に、蓋基材４１と、蓋基材４１の上面に取り付けられた円板部材４２から構成されている。蓋基材４１は、ステージ１１に載置されたウエハＷの上方を覆う円板状の上方被覆壁部４４と、上方被覆壁部４４の外周に接合されて、ステージ１１に載置されたウエハＷの側方を覆うリング状の側方囲繞壁部４５とで構成されている。蓋基材４１は、例えば、アルミニウム等からなる。
【００３９】
上方被覆壁部４４の上面には円板状の凹部が設けられており、この凹部が円板部材４２によって気密に覆われることで、蓋部材３７の内部にガス通路４３が形成される。ガス通路４３は、ガス導入口３６と連通するように基材３５に設けられた不図示のガス通路と連通している。また、上方被覆壁部４４には、ガス通路４３と連通する複数のガス吐出口４６が形成されている。そのため、不図示のガス供給装置からガス導入口３６を通して吸着補助アーム３３へガスが供給されると、供給されたガスは、ガス通路４３を流れてガス吐出口４６からステージ１１に載置されたウエハＷに向けて吹き付けられる。複数のガス吐出口４６は、蓋部材３７がステージ１１に載置されたウエハＷを覆った状態でウエハＷの外周部と対向する位置に所定の間隔で設けられている。
【００４０】
側方囲繞壁部４５の内径は、蓋部材３７がステージ１１に載置されたウエハＷを覆った状態で、ウエハＷの外周側面と接触せず、且つ、ウエハＷの外周側面との間に所定の隙間が形成される値に設定されており、例えば、３００ｍｍφのウエハＷを検査するプローバ１０に配置される吸着補助アーム３３の場合には、３０５ｍｍφに設定することができる。但し、側方囲繞壁部４５の内径は、以下に説明する通りに、反りが生じているウエハＷをステージ１１に真空吸着する際の吸着補助効果が得られる限りにおいて、３０５ｍｍφに限定されるものではない。
【００４１】
図４は、吸着補助アーム３３によるウエハＷのステージ１１に対する真空吸着補助の態様を蓋部材３７とステージ１１の断面で説明する図である。なお、図４では、蓋部材３７の構造を簡略化して示している。
【００４２】
ロードアーム３１に保持されたウエハＷがステージ１１上に載置されて、ステージ１１上からロードアーム３１が待避すると、に設けられた吸着補助アーム３３の蓋部材３７がステージ１１の直上に配置される。また、ステージ１１の真空吸着孔１６に対する真空引き（ＶＡＣ）が開始され、ステージ１１の上面からの真空吸引が開始される。このとき、ウエハＷには下に凸となるＵ字型の反りが生じているため、ウエハＷの中央部はステージ１１に真空吸着されるが、外周部はステージ１１から浮いた状態となっている。
【００４３】
蓋部材３７は、ステージ１１の直上からステージ１１へ向けて降ろされて、側方囲繞壁部４５の下面とステージ１１の上面との間に所定の隙間Ｓが形成される規定位置で保持される。隙間Ｓは、ウエハＷの最大反り量ｈよりも小さい値に設定され、例えば、２ｍｍ程度に設定することができる。また、側方囲繞壁部４５の高さＨは、隙間ＳとウエハＷの最大反り量ｈを加味した上で、蓋部材３７がウエハＷと接触しないように“Ｈ＋Ｓ＞ｈ”の関係が成立するように設定されている。更に、ウエハＷの外周側面と蓋部材３７の側方囲繞壁部４５の内周面との間の隙間Ｋは、ウエハＷの最上端から上方被覆壁部４４の下面までの隙間Ｌよりも狭く（Ｋ＜Ｌ）設定される。
【００４４】
ガス吐出口４６からウエハＷへのガスの吹き付けは、蓋部材３７をステージ１１へ向けて降ろす時点から開始してもよいし、蓋部材３７が位置決めされた後に開始してもよい。ガス吐出口４６からガスがウエハＷの外周部に向けて吹き付けられると、ウエハＷの上側は上方被覆壁部４４によって覆われ、ウエハＷの外周側が側方囲繞壁部４５によって囲まれているため、ウエハＷの上面側の静圧が高くなり、ウエハＷをステージ１１へ押し付ける力を増大させることができる。また、ウエハＷの外周側面と側方囲繞壁部４５の内周面との間の隙間Ｋが、ウエハＷから上方被覆壁部４４までの最短の間隔Ｌよりも狭く設定されているため、隙間Ｋを流れるガスの流速が大きくなって動圧が高められ、これにより、ウエハＷの外周部をステージ１１へ押し付ける力を増大させることができる。更に、ウエハＷの外周側面と側方囲繞壁部４５の内周面との間の隙間Ｋを流れて隙間Ｓからガスを流出させることで、ウエハＷの下面側の空間（ウエハＷの下面、ステージ１１の上面及び側方囲繞壁部４５で囲まれた空間）の静圧を下げることができ、これにより、ウエハＷをステージ１１に引き付ける力を増大させることができる。これらの力の協調によって、ウエハＷにＵ字型の大きな反りが生じていても、ウエハＷを平坦な状態に矯正して、確実にステージ１１に吸着保持させることができる。
【００４５】
ウエハＷがステージ１１に吸着保持されたか否かは、例えば、ウエハＷがステージ１１に吸着保持されると、ステージ１１の真空吸着孔１６から吸引されるガス量が極めて小さくなって真空度が高まるため、ステージ１１に対する真空引きの圧力変化から判断することができる。ウエハＷがステージ１１に吸着保持されたと判断されると、ガス導入口３６へのガス供給が停止されて、蓋部材３７がステージ１１上から退避され、その後、プローブカード１７を用いたウエハＷの検査が行われる。
【００４６】
次に、本発明の第２の実施形態に係る吸着補助アームの構成と使用方法について、図５及び図６を参照して説明する。図５（ａ）は、本発明の第２の実施形態に係る吸着補助アーム５０の概略構造を示す斜視図である。図５（ｂ）は、図５（ａ）に示す蓋部材５２の部分断面Ｂ及びその周囲の構造を示す斜視図である。
【００４７】
吸着補助アーム５０は、図３に示したウエハ搬送装置３０の吸着補助アーム３３に取り替えて用いられる。吸着補助アーム５０は、基材５１と、基材５１に取り付けられた蓋部材５２とを有する。蓋部材５２は、上方被覆壁部５４と、上方被覆壁部５４の外周に設けられたリング状の側方囲繞壁部５５とが一体となって構成されている。上方被覆壁部５４には、蓋部材５２がステージ１１に載置されたウエハＷを覆った状態でウエハＷの外周部と対向する位置に、所定の間隔で複数の吸気口５３が設けられている。側方囲繞壁部５５の内径は、蓋部材３７の側方囲繞壁部４５の内径と同じである。
【００４８】
図６は、吸着補助アーム５０によるウエハＷのステージ１１に対する真空吸着補助の態様を蓋部材５２とステージ１１の断面で説明する図である。なお、図６では、蓋部材５２の構造を簡略化して示している。
【００４９】
蓋部材５２は、ステージ１１の直上からステージ１１へ向けて降ろされて、側方囲繞壁部５５の下面とステージ１１の上面とが密着する規定位置で保持される。このとき、蓋部材５２がウエハＷと接触しないように、側方囲繞壁部４５の高さＨは、ウエハＷの最大反り量ｈよりも大きい値（Ｈ＞ｈ）に設定されている。また、ウエハＷの外周側面と蓋部材３７の側方囲繞壁部４５の内周面との間の隙間Ｋは、ウエハＷの上端から上方被覆壁部５４までの最短の間隔Ｌ（＝Ｈ−ｈ）よりも狭く（Ｋ＜Ｌ）設定される。
【００５０】
ステージ１１での真空吸着孔１６に対する真空引き（ＶＡＣ）を開始すると、最初は、図６に示されるように、ウエハＷには下に凸となるＵ字型の反りが生じているため、ウエハＷの中央部はステージ１１に真空吸着されるが、外周部はステージ１１から浮いた状態となっている。そのため、ステージ１１の外周部に設けられている真空吸着孔１６は、ステージ１１の上面と蓋部材５２によって画成されている空間ＳＰ内の大気を吸引し、これにより上方被覆壁部５４に形成された吸気口５３を通して外部からウエハＷへ向けて、空気（大気）が流入する。こうして空間ＳＰ内に流入した空気は、ウエハＷと蓋部材５２との間に形成された隙間を通過して、ステージ１１の外周部に設けられている真空吸着孔１６から排出される。
【００５１】
このとき、吸気口５３から空間ＳＰに導入される空気が、ウエハＷの上面側の静圧を高めて、ウエハＷの外周部をステージ１１の上面に向けて付勢する。また、ウエハＷの外周側面と側方囲繞壁部５５の内周面との間の隙間Ｋが、ウエハＷから上方被覆壁部５４までの最短の間隔Ｌよりも狭く設定されているため、隙間Ｋを流れるガスの流速が大きくなって動圧が高められ、これにより、ウエハＷの外周部をステージ１１へ押し付ける力を増大させることができると共に、ウエハＷの下面側の空間（ウエハＷの下面、ステージ１１の上面及び側方囲繞壁部４５で囲まれた空間）の静圧を下げることができる。これらの力の協調によって、ウエハＷにＵ字型の大きな反りが生じていても、ウエハＷを平坦な状態に矯正して、確実にステージ１１に吸着保持させることができる。
【００５２】
このように吸着補助アーム５０を用いてウエハＷをステージ１１に吸着保持するためには、吸気口５３を通して外部から空間ＳＰ内への、上述したウエハＷの外周部をステージ１１の上面へと付勢する力を生じさせるに十分な空気の流入が必要となる。この空気の流入量を確保するため、複数の吸気口５３の総開口面積は、ウエハＷの上端と上方被覆壁部５４との間のガス流路面積以上に設定される。
【００５３】
次に、本発明の第３の実施形態に係る吸着補助アームの構成と使用方法について、図７を参照して説明する。図７（ａ）は、本発明の第３の実施形態に係る吸着補助アーム６０の概略構造を示す裏面図である。図７（ｂ）は、吸着補助アーム６０によるウエハＷのステージ１１に対する真空吸着補助の態様を蓋部材６３とステージ１１の断面で説明する図である。
【００５４】
吸着補助アーム６０は、基材６１と、基材６１に設けられたガス導入口６２と、基材６１に取り付けられた蓋部材６３とを有する。蓋部材６３の内部には、第１の実施の形態で説明した吸着補助アーム３３の蓋部材３７に設けられたガス通路３４と同様に、ガス通路６５が形成されており、ガス通路６５は基材６１に設けられたガス導入口６２と連通している。また、ステージ１１上に配置されたときにステージ１１の上面と対向する下壁部には、面全体にわたって略均等な間隔で複数のガス吐出口６４が形成されている。ガス導入口６２を通して吸着補助アーム６０へガスが供給されると、供給されたガスは、ガス通路６５を流れてガス吐出口６４からステージ１１に載置されたウエハＷに向けて吹き付けられる。
【００５５】
ステージ１１に載置されたウエハＷと所定の間隔を空けて対向するように蓋部材６３を配置して、ステージ１１での真空吸着孔１６に対する真空引き（ＶＡＣ）を開始すると、最初は、図７（ｂ）に示されるようにウエハＷには下に凸となるＵ字型の反りが生じているため、ウエハＷの中央部はステージ１１に真空吸着されるが、外周部はステージ１１から浮いた状態となっている。
【００５６】
続いて、ガス吐出口６４からガスをウエハＷに吹き付けると、ウエハＷの上面全体にガスが吹き付けられることで、ウエハＷの上面と蓋部材６３との間の空間の静圧が高まり、ウエハＷをステージ１１の上面に押し付けて、ウエハＷをステージ１１の上面に吸着保持させることができる。このとき、蓋部材６３の下面とウエハＷの上端との隙間を狭くすることによって、ウエハＷの外周部をステージ１１へ押し付ける力を増大させることができる。このとき、例えば、ウエハＷの形状が平板状へ矯正されていくのに伴って、蓋部材６３をウエハＷに接触させない限りにおいて、ウエハＷに近付けるようにしてもよい。
【００５７】
次に、本発明の第４の実施形態に係る吸着補助アームの構成について、図８を参照して説明する。図８は、本発明の第４の実施形態に係る吸着補助アーム７０の概略構造を示す裏面図である。吸着補助アーム７０は、第１の実施の形態として説明した吸着補助アーム３３に、ウエハＷのステージ１１に対する位置ずれを検出するための位置検出センサ７１を設けたものである。そのため、吸着補助アーム７０の構成要素であって、吸着補助アーム３３と同じ構成要素については、同じ符号を付して、ここでの説明を省略する。
【００５８】
位置検出センサ７１は、ウエハＷの位置を検出することができれば、吸着補助アーム７０のどの部位に設けられていてもよく、ここでは、上方被覆壁部４４の外周側に設けた例を示している。位置検出センサ７１には小型カメラが好適に用いられ、ウエハ搬送装置３０の制御装置は、位置検出センサ７１により検出されたウエハＷの位置に基づき、吸着補助アーム３３の下降動作時に、蓋部材３７の側方囲繞壁部４５とウエハＷとが接触しないように、蓋部材３７の水平方向位置を調整する。位置検出センサ７１の設置数は、図示した３つに限定されるものではなく、１又は２つ或いは４つ以上であってもよい。
【００５９】
例えば、３００ｍｍφのウエハＷを検査するプローバ１０に配置される吸着補助アーム７０において、吸着補助アーム３３と同様に、側方囲繞壁部４５の内径が３０５ｍｍφである場合、ウエハＷの外周端と側方囲繞壁部４５の内周面との隙間Ｋ（図４参照）は２．５ｍｍとなる。ウエハＷ全体をステージ１１に対して押し付けるためには、この隙間ＫがウエハＷの全周にわたって均一となっている（ウエハＷの外周と側方囲繞壁部４５の内周とが同心円となっている）ことが好ましい。また、反りが生じているウエハＷでは、ステージ１１に載置したウエハＷが安定せずに、ステージ１１上での位置が基準位置からずれてしまうおそれがあり、ウエハＷが基準位置から大きくずれてしまった場合には、蓋部材３７をステージ１１に向けて降ろしたときに、ウエハＷと蓋部材３７の側方囲繞壁部４５の下面とが接触して、ウエハＷを破損させてしまう可能性が大きくなる。
【００６０】
そこで、位置検出センサ７１により、ウエハＷの位置を確認した後に、或いは、ウエハＷの位置を確認しながら、ウエハＷが側方囲繞壁部４５と接触しないように、更に好ましくはウエハＷの外周端と側方囲繞壁部４５の内周面との隙間ＫがウエハＷの全周にわたって均一となるように、蓋部材３７をステージ１１に近接させた所定位置（図４の位置）に配置する。これにより、ウエハＷと側方囲繞壁部４５との接触を回避してウエハＷの破損を回避すると共に、ウエハＷの外周端と側方囲繞壁部４５の内周面との隙間ＫをウエハＷの全周にわたって均一にすることができる。
【００６１】
以上の説明の通り、本発明の実施の形態に係る上記各種の吸着補助アームを用いることによって、大きな反りが生じているウエハＷであっても、ステージ１１への吸着保持が可能になる。また、ステージ１１に載置する前には反り量が小さいが、ステージ１１に載置されたときに反り量が大きくなるウエハＷのステージ１１に対する真空吸着にも有用である。
【００６２】
例えば、プローバ１０では、ウエハＷに形成された半導体デバイスの使用時の温度上昇を想定して、ウエハを所定温度に加熱保持した状態で検査を行うために、予め、ステージを測定温度に加熱して保温している場合がある。ここで、近年では、プローバ１０での検査に供されるウエハＷとして、ウエハ上の半導体デバイスに対して樹脂或いはガラス等がモールドされたものがある。これらの樹脂やガラスの熱伝導率は、ウエハの材料であるシリコンの熱伝導率と異なるため、ウエハＷを所定温度に加熱保持されたステージ上に載置したときにウエハＷに反りが生じ、また、元々あった反りが大きくなってしまい、ウエハＷをステージに真空吸着させることが更に困難になってしまう場合がある。
【００６３】
ウエハＷをステージ１１上に載置したときの反り量の増大を抑える方法としては、ステージ温度を下げた状態でウエハＷを載置、吸着保持した後にステージ温度を上昇させる方法もあるが、この方法を用いた場合には、１枚のウエハＷに対する検査時間が長くなってしまう（スループットが低下する）という問題が生じる。これに対して、本発明の実施の形態に係る吸着補助アームを用いることにより、ステージ温度を下げることなく、ウエハＷのステージ１１への真空吸着が可能となるため、反り量の大きいウエハＷに対する検査を行う場合でも、プローバ１０のスループットの低下を回避することができる。
【００６４】
以上、本発明の実施の形態について説明したが、本発明は上記の実施の形態に限定されるものではない。例えば、プローバ１０では、検査対象の半導体デバイスの動作温度に合わせて、ウエハＷを所定温度に加熱保持した状態で検査を行うために、予め、ステージ１１に温調機能を設け、ステージ１１を測定温度に加熱して保温している場合がある。そこで、吸着補助アーム３３，６０，７０を用いる場合には、ウエハＷの温度が下がらないように、ウエハＷへ吹き付けるガスには、所定の温度に加熱されたものを用いることも好ましい。なお、加熱されたガスの供給方法は特に限定されず、ガス導入口３６，６２へ所定温度に加熱されたガスを供給する方法や、吸着補助アーム３３，６０，７０におけるガス通路にヒータを設けて、導入されたガスを加熱する方法等を用いることができる。
【００６５】
また、吸着補助アーム３３，７０の蓋部材３７では、複数のガス吐出口４６をウエハＷの外周部と対向する位置に設けた。しかし、これに限らず、吸着補助アーム６０の蓋部材６３の下面に設けた複数のガス吐出口６４と同様に、ウエハＷの全面に均一にガスを吹き付けるガス吐出口を蓋部材３７の蓋基材４１の上方被覆壁部４４に設けてもよい。
【００６６】
更に、上記実施の形態では、基板処理装置として、ウエハＷに形成された半導体デバイスの電気的特性を評価するプローバを取り上げたが、これに限られず、ウエハＷを真空吸着してウエハＷに対して所定の処理を施す装置、例えば、プラズマ処理装置等にも、本発明を適用することができる。
【符号の説明】
【００６７】
１０    プローバ（プローブ装置）
１１    ステージ
１６    真空吸着孔
３０    ウエハ搬送装置
３３，５０，７０    吸着補助アーム
３６    ガス導入口
３７，５２    蓋部材
４６    ガス吐出口
４４，５４    上方被覆壁部
４５，５５    側方囲繞壁部
５３    吸気口
７１    位置検出センサ
【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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