JP2019009300A - チャックステージ検査装置およびチャックステージ検査方法 - Google Patents

Abstract

【課題】チャックステージの載置面の検査を精度よく、容易にかつ短時間で行うことができるチャックステージ検査装置、および当該チャックステージ検査装置を用いたチャックステージ検査方法を提供する。
【解決手段】チャックステージ検査装置１は、検査治具７、計測部４および切替え部５を備える。検査治具７は、板状の絶縁材からなる絶縁板２０と、絶縁板２０において厚さ方向に貫通する複数の貫通孔２１にそれぞれ嵌合された複数の抵抗体１９とを有し、チャックステージ３の載置面３ａの検査の際に複数の抵抗体１９が載置面３ａと接触するように載置面３ａに載置される。計測部４は、複数の抵抗体１９のそれぞれとチャックステージ３との接触抵抗を計測する。切替え部５は、複数の抵抗体１９と電気的に接続するように配置され、複数の抵抗体１９のそれぞれと計測部４との電気的な接続の切替えを行う。
【選択図】図１

Description

本発明は、半導体ウエハが載置されるチャックステージの載置面を検査するチャックステージ検査装置、および当該チャックステージ検査装置を用いたチャックステージ検査方法に関する。

半導体ウエハの状態で、被測定物である半導体装置の電気的特性を評価する際、真空吸着等により被測定物の設置面を、チャックステージの表面（以下、「載置面」ともよぶ）に接触させて固定する。その状態で、被測定物における設置面とは反対側の非設置面に、電気的な入出力を行うためのコンタクトプローブを接触させて被測定物の評価を行う。半導体装置の縦方向、つまり面外方向に大きな電流を流す縦型構造の半導体装置の評価においては、チャックステージの載置面が電極となる。そして以前から、コンタクトプローブの多ピン化が実施されており、被測定物への大電流、高電圧印加の要求に応えている。

このような状況の下、チャックステージの載置面に存在する異物、チャックステージの載置面の傷、もしくは吸着異常等のチャックステージの載置面の異常に起因して、被測定物とチャックステージの載置面との間の接触抵抗が増大することがある。この場合、主に電気的な入出力時に、被測定物の破損もしくは不具合、または評価異常が生じることが知られている。

被測定物が半導体ウエハである場合には、半導体ウエハの破損、不具合に起因して、半導体ウエハに設けられた半導体装置が、その後の工程では使えなくなることがある。また、被測定物が破損した場合には、この破損に伴いチャックステージの載置面に荒れが生じたり、破損した被測定物の一部、例えばシリコンの破片がチャックステージの載置面に密着または埋め込まれたりすることがある。

このようなチャックステージの載置面の異常は、その後の被測定物の評価において、被測定物とチャックステージとの密着性、ひいてはさらに接触抵抗を悪化させ、被測定物に傷または欠けを付与する場合もあり、評価の精度および歩留まりへの悪影響が増大する。そのため、チャックステージの載置面を適切に管理し、保護することは重要である。

そのため従来、異物対策を行った半導体装置（例えば、特許文献１を参照）、または半導体評価装置における異物の検査手法（例えば、特許文献２を参照）が開示されている。

特開２００８−４７３９号公報 特開２０１６−１３９６４６号公報

特許文献１に記載の技術では、半導体評価装置によって電気的特性が測定される全ての半導体ウエハに、チャックステージ上の異物に起因した半導体ウエハへの応力を緩和する膜またはシートを付加することによって、不良率の低減を実現している。しかしながら、全ての半導体ウエハへ膜またはシートの付加が必要となることから、製造工程の増加、または膜もしくはシートといった材料追加によるコストアップといった問題点があった。また、特許文献１に記載の技術では、チャックステージ上の異物を検出することができなかった。

また特許文献２に記載の技術では、従来の半導体評価装置を流用し、検査治具が有する抵抗体とチャックステージとの接触抵抗を測定することによって、チャックステージの載置面の検査を実現している。しかしながら、ウエハテストと同様に、チャックステージの載置面における各チップ領域と対応する領域を個々にコンタクトして載置面全体を検査するため、検査に時間がかかるといった問題点があった。また、抵抗体とコンタクトプローブとの接触抵抗が測定に含まれるため、測定精度に改善の余地があった。さらに、半導体評価装置毎に、チャックステージの載置面を検査するためのアルゴリズムをインストールする必要があるといった問題点もあった。

そこで本発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであって、チャックステージの載置面の検査を精度よく、容易にかつ短時間で行うことができるチャックステージ検査装置、および当該チャックステージ検査装置を用いたチャックステージ検査方法を提供することを目的とする。

本発明に係るチャックステージ検査装置は、半導体評価装置が有するチャックステージにおける、半導体ウエハが載置される載置面を検査するものである。チャックステージ検査装置は、検査治具、計測部、および切替え部を備える。検査治具は、板状の絶縁材からなる絶縁板と、絶縁板において厚さ方向に貫通する複数の貫通孔にそれぞれ嵌合された複数の抵抗体とを有し、載置面の検査の際に複数の抵抗体が載置面と接触するように載置面に載置される。計測部は、複数の抵抗体のそれぞれとチャックステージとの接触抵抗を計測する。切替え部は、複数の抵抗体と電気的に接続するように配置され、複数の抵抗体のそれぞれと計測部との電気的な接続の切替えを行う。

本発明に係るチャックステージ検査装置は、複数の抵抗体のそれぞれとチャックステージとの接触抵抗を計測する計測部を備えることから、半導体評価装置毎に新たなアルゴリズムを導入する必要がなく、本装置をチャックステージの載置面に載せるという容易な方法によって、本装置のみでチャックステージの載置面を検査することができる。また、切替え部が行う電気的な接続の切り替えによって検査領域を可変にすることができることから、短時間でチャックステージの載置面の検査を行うことができる。

本発明の実施の形態１に係るチャックステージ検査装置の構成を示す図である。 本発明の実施の形態１に係る検査治具の構成を示す平面図である。 本発明の実施の形態１に係る検査治具の構成を示す断面図である。 本発明の実施の形態１に係る切替え部の構成を示す断面図である。 本発明の実施の形態１に係るコンタクトプローブの構成および動作を説明するための図である。 本発明の実施の形態１に係るコンタクトプローブの構成および動作を説明するための図である。 本発明の実施の形態１に係るコンタクトプローブの構成および動作を説明するための図である。 本発明の実施の形態１に係る検査治具と切替え部との固定方法を示す図である。 本発明の実施の形態１の第１変形例に係る検査治具の構成を示す平面図である。 本発明の実施の形態１の第２変形例に係る検査治具の構成を示す断面図である。 本発明の実施の形態１の第３変形例に係る切替え部の構成を示す断面図である。 本発明の実施の形態２に係る切替え部の構成を示す断面図である。 本発明の実施の形態３に係る接続部および切替え部の構成を示す断面図である。

以下、本発明の実施の形態について図面に基づいて説明する。

＜実施の形態１＞
＜チャックステージ検査装置の構成＞
図１は、本発明の実施の形態１に係るチャックステージ検査装置１の構成の一例を概略的に示す図である。図１では、チャックステージ検査装置１を用いてチャックステージ３の載置面３ａを検査する際の正面図を示しており、チャックステージ検査装置１がチャックステージ３の載置面３ａに載置されている。

チャックステージ検査装置１を用いてチャックステージ３の載置面３ａを検査する際には、チャックステージ検査装置１を載置面３ａに載置し、チャックステージ検査装置１が備える複数の抵抗体１９のそれぞれとチャックステージ３との接触抵抗を計測する。そして、この接触抵抗の計測結果に基づいてチャックステージ３の載置面３ａにおける異常の有無を検査する。このような載置面３ａの検査は、半導体ウエハを載置面３ａに載置して半導体装置の電気的な評価を行う前に行われる。

図１に示されるように、チャックステージ検査装置１は、検査治具７、複数のコンタクトプローブ１０、切替え部５、複数の固定具９、計測部４、および信号線６ａを備える。

検査治具７は、複数の抵抗体１９を有しており、チャックステージ３の載置面３ａに載置され、載置面３ａの検査の際のインターフェースとなる。複数のコンタクトプローブ１０は、複数の抵抗体１９と電気的にそれぞれ接続されており、複数の抵抗体１９と切替え部５とを電気的に接続する接続部として機能する。切替え部５は、複数のコンタクトプローブ１０をそれぞれ介して、検査治具７に設けられた複数の抵抗体１９と電気的に接続するように配置されており、複数の抵抗体１９のそれぞれと計測部４との電気的な接続の切替えを行う。複数の固定具９は、切替え部５と検査治具７とを複数のコンタクトプローブ１０を介して電気的に接続した状態で固定する。

計測部４は、切替え部５の切替え制御を行い、複数のコンタクトプローブ１０を介して複数の抵抗体１９に電流をそれぞれ印加して、複数の抵抗体１９のそれぞれとチャックステージ３との接触抵抗を計測する。信号線６ａは、計測部４とチャックステージ３とを電気的に接続する。以下、チャックステージ検査装置１の各構成要素について詳細に説明する。

＜検査治具の構成＞
以下、検査治具７の構成について説明する。図２は、本発明の実施の形態１に係る検査治具７の構成の一例を概略的に示す平面図である。図３は、図２に示される矢視Ａ−Ａにおける断面図である。検査治具７は、複数の抵抗体１９のそれぞれとチャックステージ３の載置面３ａとの接触抵抗を計測するための治具である。

図２，３に示されるように、検査治具７は、基体として板状の絶縁材からなる絶縁板２０と、絶縁板２０において厚さ方向（図中のＺ軸方向）に貫通する複数の貫通孔２１にそれぞれ嵌合して配置される複数の抵抗体１９とを有する。

本実施の形態では、検査治具７の外周形状は、半導体装置の評価時にチャックステージ３の載置面３ａに載置される半導体ウエハと同一の円形となっているが、これに限るものではない。また、本実施の形態では、検査治具７が載置面３ａに載置されたときの平面視における複数の抵抗体１９の位置および形状は、評価時に載置面３ａに載置される半導体ウエハが有する複数の半導体装置の位置および形状とそれぞれ同一となるようになっている。

図２の例では、一つの検査治具７に平面視において四角形状の３２個の抵抗体１９が設置されているがこれに限るものでない。評価時にチャックステージ３の載置面３ａに載置される半導体ウエハを想定して、当該半導体ウエハが有する半導体装置の個数、位置および形状に応じて、設置する抵抗体１９の個数、位置および形状を変更してもよい。これにより、載置面３ａにおける各半導体装置に対応する領域をそれぞれ検査することができる。なお抵抗体１９の個数、位置、および形状のそれぞれは、半導体ウエハが有する半導体装置のものと必ずしも対応させる必要はない。

検査治具７の基体となる絶縁板２０は、導電性を有さない、樹脂材のような絶縁材（例えば、ＰＰＳのようなエンジニアリングプラスチック）で作製される。絶縁板２０が樹脂材からなる場合には、成形加工にて作製が可能である。抵抗体１９が設置される貫通孔２１は、絶縁板２０の成形時に同時に作製してもよいが、絶縁板２０がＰＰＳのような機械加工が可能な硬さを有す材料からなる場合には、絶縁板２０を成形後に機械加工にて貫通孔２１を形成してもよい。本実施の形態では、貫通孔２１の形状は、その内壁が貫通方向と平行な四角柱状となっている。

抵抗体１９は、抵抗体１９とチャックステージ３との接触抵抗を検査するための負荷であるため、例えば銅ニッケル合金のような電気抵抗材料にて作製される。本実施の形態では、抵抗体１９は貫通孔２１と同様の四角柱状となっており、嵌め合いにより貫通孔２１に設置される。平面視における抵抗体１９の形状は半導体装置の形状と対応した四角形となっている。

本実施の形態では、取り付け状態時の抵抗体１９は、図１，３に示されるように、検査治具７の下面（チャックステージ３に載置されたときに載置面３ａ側となる面）において凸状となっている。つまり、絶縁板２０の一面から抵抗体１９の一部が突出するように抵抗体１９が絶縁板２０に取り付けられている。これにより、抵抗体１９とチャックステージの載置面３ａとの接触をより確実にすることができる。また、取り付け状態時の抵抗体１９は、検査治具７の上面（コンタクトプローブ１０側の面）においても凸状となっている。このように取り付け状態時の抵抗体１９は検査治具７の上面および下面で凸状となっていることから、抵抗体１９の上面および下面を研磨等によって改質し易くなっている。なお、取り付け状態時の抵抗体１９は、検査治具７の上面および下面の少なくとも一方において面一となっていてもよい。また、取り付け状態時の抵抗体１９は、検査治具７の上面においては、凹状となっていてもよい。

ここで、チャックステージ３は、通常の半導体ウエハの評価において、評価対象である半導体ウエハを接触した状態で固定する台座であり、半導体ウエハを固定する手段として真空吸着の機能を有する。チャックステージ３の載置面３ａには吸着溝が形成されており、当該吸着溝の一部の底面には真空吸着のための吸着孔が設けられ、半導体ウエハを真空吸着により固定することができる。チャックステージ検査装置１によるチャックステージ３の載置面３ａの検査の際には、半導体ウエハに代わり検査治具７が吸着されて載置面３ａ上に固定される。

上記のように、チャックステージ３では、通常、載置面３ａ上に半導体ウエハが設置されて、当該半導体ウエハを吸着して固定することを想定している。半導体ウエハは、多少の撓みをもって載置面３ａに密着して固定される。一方、載置面３ａに検査治具７を設置して固定する場合には、検査治具７は、樹脂製の薄板である絶縁板２０に抵抗体１９が配置されて構成されているため、半導体ウエハのような撓みはあまり生じない。したがって、検査治具７と載置面３ａとの密着を阻害する吸着漏れが検査治具７の外周部で生じうる。

そこで、このような吸着漏れを抑制するために、本実施の形態に係る検査治具７は、図１，３に示されるように、その下面の外周近傍の全周囲に沿って設けられる第１枠部２２を有する。第１枠部２２は、柔軟性を有す薄厚の素材からなる。第１枠部２２の素材としては、例えばフッ素樹脂からなるシールテープ材が望ましいが、これに限るものではない。

上述のように、本実施の形態では、抵抗体１９は、検査治具７の下面において凸状となっていることから、検査治具７を載置面３ａに載置した際には、絶縁板２０と載置面３ａとの間にわずかな空間が生じるが、第１枠部２２が設けられているため吸着漏れを抑制することができる。

また、本実施の形態では、検査治具７の上面の外周近傍の全周囲に沿って金属材である第２枠部２３を設けている。これにより、検査治具７と載置面３ａとの接触圧が均等化するように検査治具７に荷重を付与することができ、検査治具７の吸着漏れをさらに抑制することができる。

複数の抵抗体１９のそれぞれとチャックステージ３との接触抵抗を計測する際、検査治具７に対して、外部から接続するためのひとつの電極は、検査治具７に貫通して設けた抵抗体１９の上面と電気的に接続されるコンタクトプローブ１０である。そしてもう一方の電極は、抵抗体１９の下面と接触するチャックステージ３の載置面３ａである。

複数の抵抗体１９と電気的にそれぞれ接続された複数のコンタクトプローブ１０は、切替え部５と電気的に接続されており、切替え部５は計測部４と電気的に接続されている。チャックステージ３の載置面３ａは、チャックステージ３の例えば側面に設けられた外部接続端子８につないだ信号線６ａを介して、計測部４と電気的に接続される。なお、外部接続端子８は、通常の半導体ウエハの評価においても必要なため従来の半導体評価装置に設置されており、新たに設けるものではなく、既存のものに信号線６ａをつなぎ込むことになる。

＜切替え部の構成＞
以下、切替え部５の構成について説明する。図４は、本発明の実施の形態１に係る切替え部５の構成の一例を概略的に示す断面図である。図１では切替え部５が筐体に収められた態様にて示したが、図４では簡略化のため筐体の図示は省略し内部構成について説明する。図４は、図３に対応する断面図であって、図３に示される４つの抵抗体１９上での断面図を示している。

図４に示されるように、切替え部５は、複数のプローブソケット１６、複数のリレー１７、複数の信号線６ｂ、および取付板１８を備える。取付板１８には、複数のプローブソケット１６が取り付けられている。プローブソケット１６には、コンタクトプローブ１０が着脱可能な状態として取り付けられる。プローブソケット１６を用いてコンタクトプローブ１０を設置することによって、コンタクトプローブ１０の交換が容易となる。複数のプローブソケット１６は、複数のリレー１７と電気的にそれぞれ接続される。本実施の形態では、抵抗体１９とコンタクトプローブ１０とリレー１７とは、一対一対一で対応し、いわば一組として構成されているが、それに限るものではなく、例えば、一つの抵抗体１９に対し、複数のコンタクトプローブ１０およびリレー１７が対応しても良い。

複数のリレー１７は、それぞれ接続された複数の抵抗体１９と計測部４との電気的な接続を切り替えるためのスイッチである。複数のリレー１７は、計測部４に複数の信号線６ｂをそれぞれ介して接続され、計測部４において複数のリレー１７それぞれの切り替えが制御される。

＜コンタクトプローブの構成および動作＞
以下、コンタクトプローブ１０の構成および動作について説明する。図５〜７は本発明の実施の形態１に係るコンタクトプローブ１０の構成および動作の一例を説明するための図である。コンタクトプローブ１０は、抵抗体１９と切替え部５とを電気的に接続する接続部として機能する。図５〜７に示されるように、コンタクトプローブ１０は、基体設置部１４、先端部１２、押し込み部１３、および電気的接続部１５を備える。

基体設置部１４は、コンタクトプローブ１０の基台として設けられており、プローブソケット１６と接続される。先端部１２は、検査治具７に設けられた抵抗体１９の表面と機械的かつ電気的に接触するコンタクト部１１を有する。押し込み部１３は、基体設置部１４の内部に組み込まれたスプリング等のばね部材を介して、コンタクト部１１が抵抗体１９と接触するときに摺動が可能となっている。電気的接続部１５は、押し込み部１３および先端部１２と電気的に通じており、外部への出力端として機能する。

コンタクトプローブ１０は導電性を有しており、例えば、銅、タングステン、またはレニウムタングステンなどの金属材料からなるが、これらに限るものではない。特にコンタクト部１１には、導電性および耐久性の向上等の観点から、上記とは別の部材、例えば金、パラジウム、タンタル、またはプラチナ等を被覆してもよい。

図５に示される初期状態から、コンタクトプローブ１０を検査治具７に設けた抵抗体１９側（図中のＺ軸下方）に下降させると、図６に示されるように、コンタクト部１１と抵抗体１９とが接触する。その後、コンタクトプローブ１０をさらに下降させると、図７に示されるように、押し込み部１３がばね部材を介して基体設置部１４内に押し込まれるため、コンタクト部１１と抵抗体１９との接触がより確実なものになる。

本実施の形態では、コンタクトプローブ１０が図７に示される状態で挟持されるように、検査治具７と切替え部５とを固定具９によって固定する。図８は、本発明の実施の形態１に係る検査治具７と切替え部５との固定方法を示す図である。図８では、簡略化のため、検査治具７における第１枠部２２および第２枠部２３の図示を省略している。

図８に示されるように、固定具９の形状は例えばコの字状であってその一端が、検査治具７の一部の端面に設けられた凹部に差込まれ、他端が、切替え部５の側面に設けられた凹部に差込まれることによって、検査治具７と切替え部５とが固定される。固定具９は形状変化の少ない剛体であり、例えば鉄等の金属で作製されるがこれに限るものではない。

図１では、検査治具７および切替え部５の両サイドに２個の固定具９を示したが、より安定させるには、３個以上の固定具９で固定するのがよい。固定具９を用いることによって、容易かつ安定的に、検査治具７と切替え部５との間隔、つまりはコンタクトプローブ１０の押し込み量を規定でき、接触抵抗を安定化できる。なお、検査治具７と切替え部５とは、固定具９でなくねじ止めによって、コンタクトプローブ１０を挟持した状態で固定されてもよい。検査治具７と切替え部５とをねじ止めによって固定する場合でも、固定具９で固定する場合と同様、検査治具７と切替え部５とが着脱し易い。

また、上記では、コンタクトプローブ１０がＺ軸方向に摺動性を有するスプリング式のものである場合について説明したが、これに限るものではない。例えば、コンタクトプローブ１０は、カンチレバー式のものであってもよい。また、コンタクトプローブ１０がＺ軸方向に摺動性を有するものである場合には、スプリング式に限らず、積層プローブまたはワイヤープローブ等であってもよい。

＜計測部について＞
計測部４は、切替え部５に設置された複数のリレー１７を用いて、複数の抵抗体１９それぞれとの電気的な接続の切替え制御を行い、かつ複数のコンタクトプローブ１０を介して複数の抵抗体１９に電流をそれぞれ印加して、複数の抵抗体１９のそれぞれとチャックステージ３との接触抵抗を計測する。この接触抵抗の計測結果は、計測部４に表示器を設けて表示してもよいし、外部のＰＣ等へ送信して一括してデータ管理してもよい。なお、計測部４は、検査治具７に均等な荷重を付与できるような位置に設置するのがよい。

＜チャックステージ検査方法＞
以下では、実施の形態１に係るチャックステージ検査装置１を用いたチャックステージ検査方法について説明する。まず、複数のコンタクトプローブ１０と複数の抵抗体１９とがそれぞれ接触するように、検査治具７と切替え部５とを固定具９を用いて固定する。その後、チャックステージ検査装置１を、検査治具７が有する複数の抵抗体１９の下面（つまりコンタクトプローブ１０とは反対側の面）がチャックステージ３の載置面３ａと接するように設置する。そして、検査治具７を、チャックステージ３の吸着機構を利用して、真空吸着にて固定することによって、チャックステージ検査装置１の位置を固定する。

次に、所望の接触抵抗に関する検査を、複数のリレー１７それぞれの接続を切り替えることによって、複数の抵抗体１９それぞれにおいて実施する。検査治具７に設置した全ての抵抗体１９に対してチャックステージとの接触抵抗を計測後、チャックステージ検査装置１をチャックステージ３から離間する。そして計測した接触抵抗の値に異常がなければ、つまり計測したすべての接触抵抗の値が規定された範囲（規格値）内にあれば、チャックステージ３の載置面３ａは正常であるとして、電気的特性の評価を実施する半導体ウエハを載置面３ａに載置し、半導体装置の評価を実施する。一方、計測した接触抵抗の値に異常があった場合は、異常の原因を調査する。異常の原因を除去した後に、半導体装置の電気的特性の評価を実施する。異常の原因が異物であれば、エアブロー等により載置面３ａの清掃を行う。

複数の抵抗体１９のそれぞれにおける接触抵抗を計測する前に、抵抗体１９の抵抗成分バラツキと、抵抗体１９と計測部４との間の抵抗成分のバラツキ（つまり、コンタクトプローブ１０、リレー１７、および信号線６ｂ等の抵抗成分のバラツキ）とを補正するキャリブレーションを行う。また、複数の抵抗体１９のそれぞれと載置面３ａとの接触抵抗に基づいて、載置面３ａの異常の有無の判定を行う際の判定規格値は、複数の抵抗体１９に対して一律に設定してもよいし、複数の抵抗体１９毎に設定してもよい。複数の抵抗体１９毎に判定規格値を設定することによって、判定規格値を厳しく設定することが可能となり、載置面３ａの異常の検出精度を向上することができる。また、複数の抵抗体１９のそれぞれとチャックステージ３との接触抵抗の計測結果を計測毎に記憶しておき、接触抵抗値の計測の際に過去に計測した接触抵抗値と比較することによっても、載置面３ａの異常の検出精度を向上することができる。また、これにより、接触抵抗値の傾向管理も可能となり、載置面３ａの予防保全としての管理も行うことができる。

以上のように、本実施の形態に係るチャックステージ検査装置１によれば、本装置をチャックステージ３の載置面３ａに載せるだけで、載置面３ａを容易に検査でき、管理可能である。また、切替え部５の電気的な接続の切り替えで、検査領域を変更するため、短時間で検査を行うことができる。

また、複数の抵抗体１９のそれぞれに対して、抵抗体１９から計測部４までの経路抵抗を一定に保つように設定することができるので、チャックステージ３の載置面３ａと複数の抵抗体１９のそれぞれとの接触抵抗を精度よく計測することができる。また、半導体評価装置に新たにアルゴリズムを導入する必要がなく、本装置のみで載置面３ａの検査を完結することができる。

＜実施の形態１の各種変形例＞
以下では、実施の形態１の各種変形例について説明する。

＜実施の形態１の第１変形例＞
図９は、本発明の実施の形態１の第１変形例に係るチャックステージ検査装置が備える検査治具７Ａの構成の一例を概略的に示す平面図である。図９に示されるように、本変形例では、検査治具７Ａが有する貫通孔２１ａは、絶縁板２０の厚さ方向に貫通する円柱形状となっており、貫通孔２１ａに嵌合される抵抗体１９ａも同様に円柱形状となっている。なお、本変形例に係るチャックステージ検査装置における貫通孔２１ａおよび抵抗体１９ａの形状以外の構成は、実施の形態１に係るチャックステージ検査装置１と同様であるので、図示および詳細な説明は省略する。

本変形例に係るチャックステージ検査装置が備える検査治具７Ａにおける抵抗体１９ａは円柱形状であることから、抵抗体１９ａを筒状（線状）の電気抵抗材料をカットするという比較的容易な方法によって作製することができる。また、貫通孔２１ａが円柱形状であることから、四角柱状の場合と比較して検査治具７に貫通孔２１ａを形成し易く、貫通孔２１ａに抵抗体１９ａを嵌合し易い。

＜実施の形態１の第２変形例＞
図１０は、本発明の実施の形態１の第２変形例に係るチャックステージ検査装置が備える検査治具７Ｂの構成の一例を概略的に示す断面図である。図１０は、実施の形態１で示した図３の断面図と対応している。図１０に示されるように、本変形例では、検査治具７Ｂが有する貫通孔２１ｂは、絶縁板２０の厚さ方向に貫通し、下面側の開口が狭いテーパー状となっており、貫通孔２１ｂに嵌合される抵抗体１９ｂも同様にテーパー状となっている。なお、本変形例に係るチャックステージ検査装置における貫通孔２１ｂの形状および抵抗体１９ｂの形状以外の構成は、実施の形態１に係るチャックステージ検査装置１と同様であるので、図示および詳細な説明は省略する。

本変形例に係るチャックステージ検査装置が備える検査治具７Ｂにおける貫通孔２１ａおよび抵抗体１９ｂは下面側の開口が狭いテーパー状となっていることから、抵抗体１９ｂが下側に抜け落ちにくくすることができる。

＜実施の形態１の第３変形例＞
図１１は、本発明の実施の形態１の第３変形例に係るチャックステージ検査装置が備える切替え部５Ａの構成の一例を概略的に示す断面図である。図４に示される実施の形態１に係るチャックステージ検査装置１が備える切替え部５においては、複数のプローブソケット１６と複数のリレー１７とがそれぞれ直接接続されており、複数のリレー１７と計測部４とが複数の信号線６ｂによってそれぞれ接続されていた。本変形例においては、図１１に示されるように、複数のリレー１７が計測部４の下部と電気的に接続されて設置されており、複数の信号線６ｃのそれぞれを介して複数のプローブソケット１６と複数のリレー１７とが接続されている。なお、本変形例に係るチャックステージ検査装置における切替え部５Ａ以外の構成は、実施の形態１に係るチャックステージ検査装置１と同様であるので、図示および詳細な説明は省略する。

本変形例では、切替え部５Ａの構成を上記のような構成にすることにより、例えばプローブソケット１６の交換が必要となった際、リレー１７の交換は不要であるため、コストを低減することができる。

＜実施の形態２＞
図１２は、本発明の実施の形態２に係るチャックステージ検査装置が備える切替え部５Ｂの構成の一例を概略的に示す断面図である。上記の各例では、抵抗体１９とコンタクトプローブ１０とリレー１７とは一対一対一で対応していた。本変形例では、図１２に示されるように、一つの抵抗体１９に対して複数のコンタクトプローブ１０（図１２の例では三つ）が接触している。また、一つの抵抗体１９と接触する複数のコンタクトプローブ１０に対して、一つのリレー１７が複数の信号線６ｃのそれぞれを介して接続されている。なお、本実施の形態に係るチャックステージ検査装置における切替え部５Ｂ以外の構成は、実施の形態１に係るチャックステージ検査装置１と同様であるので、図示および詳細な説明は省略する。

一つの抵抗体１９に対して一つのコンタクトプローブ１０が接触する場合には、コンタクトプローブ１０に不具合が生じた際には、チャックステージ３に実際には異常が無いにも関わらず、検査異常と判断されるおそれがある。一方、本実施の形態のように、複数のコンタクトプローブ１０を一つの抵抗体１９に接触させる場合には、一つの抵抗体１９と接触する複数のコンタクトプローブ１０のうち、何れかのコンタクトプローブ１０に不具合が生じても、他のコンタクトプローブ１０に不具合が無ければ、誤った検査判断を抑制することができる。また、不具合によるコンタクトプローブ１０の交換の頻度を下げることができる。

なお、抵抗体１９とコンタクトプローブ１０とリレー１７が一対一対一、または一対多対一で接続される例を示したが、これに限るものではなく、一つの抵抗体１９に対して複数のコンタクトプローブ１０が接触しており、一つの抵抗体１９と接触する複数のコンタクトプローブ１０に対して複数のリレー１７をそれぞれ接続してもよい。このように一対多対多で接続することによって、一つの抵抗体１９に対する複数のリレー１７のうち、何れかのリレー１７に不具合が生じても、他のリレー１７に不具合がなければ、誤った検査判断を抑制することができる。

＜実施の形態３＞
図１３は、本発明の実施の形態３に係るチャックステージ検査装置における複数の抵抗体１９と複数のリレー１７とを接続する接続部、および切替え部５Ｃの構成の一例を概略的に示す図である。上記の各例では、複数のコンタクトプローブ１０が複数の抵抗体１９と切替え部とを接続する接続部として機能していたが、接続部の構成はこれに限られない。図１３に示されるように、本実施の形態では、複数のコンタクトプローブ１０にかえて、複数のケーブル配線２４が、複数の抵抗体１９と切替え部５Ｃとを接続する接続部として機能する。このため、切替え部５Ｃは、上記の各例での切替え部のように、取付板１８、プローブソケット１６、および信号線６ｂ，６ｃを備えていない。なお、本実施の形態に係るチャックステージ検査装置における接続部および切替え部５Ｃ以外の構成は、実施の形態１に係るチャックステージ検査装置１と同様であるので、図示および詳細な説明は省略する。

ケーブル配線２４としては、絶縁被覆された電線を用いる。ノイズの重畳を抑制するために、シールドケーブルを用いてもよい。ケーブル配線２４と抵抗体１９とは、例えば、ねじ止め、または半田接続によって接続されるが、これらに限るものではない。ケーブル配線２４と抵抗体１９とをねじ止めによって接続する場合には、これらを確実に接続することができ、着脱することも可能となる。また、ケーブル配線２４と抵抗体１９とを半田接続によって接続する場合には、これらを低抵抗で確実に接続することができる。

本実施の形態では、コンタクトプローブ１０ではなくケーブル配線２４を用いることから、コストを低減することができる。また、接続部と抵抗体１９との間の接触抵抗を低減することができる。

以上の実施の形態では、いずれもチャックステージ３の載置面３ａが外部接続端子８につないだ信号線６ａを介して計測部４と電気的に接続された構成（図１）である。言い換えると、検査回路として外部接続端子８および信号線６ａを使用する構成であるが、外部接続端子８および信号線６ａを用いずに、チャックステージ３の載置面３ａが複数の抵抗体１９を介して計測部４と電気的に接続されることも可能である。例えば、２箇所の抵抗体１９を計測部４につなげるように、切替部５のリレー１７を制御することによって検査回路を形成する。この場合、１回の測定では直列接続された接触抵抗を検査することになるが、検査回路を形成する抵抗体１９の組合せを変更することで、個々の接触抵抗を求めることができる。

なお、本発明は、その発明の範囲内において、各実施の形態を自由に組み合わせたり、各実施の形態を適宜、変形、省略したりすることが可能である。

１ チャックステージ検査装置、３ チャックステージ、３ａ 載置面、４ 計測部、５，５Ａ，５Ｂ，５Ｃ 切替え部、６ａ，６ｂ，６ｃ 信号線、７，７Ａ，７Ｂ 検査治具、８ 外部接続端子、９ 固定具、１０ コンタクトプローブ、１１ コンタクト部、１２ 先端部、１３ 押し込み部、１４ 基体設置部、１５ 電気的接続部、１６ プローブソケット、１７ リレー、１８ 取付板、１９，１９ａ，１９ｂ 抵抗体、２０ 絶縁板、２１，２１ａ，２１ｂ 貫通孔、２２ 第１枠部、２３ 第２枠部、２４ ケーブル配線。

Claims (21)

1. 半導体評価装置が有するチャックステージにおける、半導体ウエハが載置される載置面を検査するチャックステージ検査装置であって、
   板状の絶縁材からなる絶縁板と、前記絶縁板において厚さ方向に貫通する複数の貫通孔にそれぞれ嵌合された複数の抵抗体とを有し、前記載置面の検査の際に前記複数の抵抗体が前記載置面と接触するように前記載置面に載置される検査治具と、
   前記複数の抵抗体のそれぞれと前記チャックステージとの接触抵抗を計測する計測部と、
   前記複数の抵抗体と電気的に接続するように配置され、前記複数の抵抗体のそれぞれと前記計測部との電気的な接続の切替えを行う切替え部と
   を備える、チャックステージ検査装置。
2. 請求項１に記載のチャックステージ検査装置であって、
   前記複数の抵抗体における前記載置面との接触面とは反対側の面と電気的にそれぞれ接触する複数の接続部を備え、
   前記切替え部は、前記複数の接続部を介して前記複数の抵抗体と電気的にそれぞれ接続され、前記切替えを行う複数のリレーを有し、
   前記計測部は、前記切替え部の前記切替えを制御し、前記複数の接続部をそれぞれ介して前記接触抵抗を計測する、チャックステージ検査装置。
3. 請求項２に記載のチャックステージ検査装置であって、
   前記複数の抵抗体のそれぞれには複数の前記接続部が接触しており、
   前記複数の抵抗体のそれぞれと接触する複数の前記接続部に、一つの前記リレーが接続される、チャックステージ検査装置。
4. 請求項２に記載のチャックステージ検査装置であって、
   前記複数の抵抗体のそれぞれには複数の前記接続部が接触しており、
   前記複数の抵抗体のそれぞれと接触する複数の前記接続部に、複数の前記リレーがそれぞれ接続される、チャックステージ検査装置。
5. 請求項２から請求項４のいずれか一項に記載のチャックステージ検査装置であって、
   前記接続部はケーブル配線である、チャックステージ検査装置。
6. 請求項５に記載のチャックステージ検査装置であって、
   前記ケーブル配線は前記抵抗体にねじ止めされている、チャックステージ検査装置。
7. 請求項５に記載のチャックステージ検査装置であって、
   前記ケーブル配線は前記抵抗体に半田接続されている、チャックステージ検査装置。
8. 請求項２から請求項４のいずれか一項に記載のチャックステージ検査装置であって、
   前記接続部はコンタクトプローブである、チャックステージ検査装置。
9. 請求項８に記載のチャックステージ検査装置であって、
   前記前記検査治具と前記切替え部とは、前記コンタクトプローブを挟持した状態でねじ止めされている、チャックステージ検査装置。
10. 請求項８に記載のチャックステージ検査装置であって、
    前記検査治具および前記切替え部のそれぞれと嵌合し、前記検査治具と前記切替え部とを前記コンタクトプローブを挟持した状態で固定する複数の固定具をさらに備える、チャックステージ検査装置。
11. 請求項１から請求項１０のいずれか一項に記載のチャックステージ検査装置であって、
    前記複数の抵抗体のそれぞれは、前記検査治具における前記載置面側となる面において凸状となっている、チャックステージ検査装置。
12. 請求項２から請求項１０のいずれか一項に記載のチャックステージ検査装置であって、
    前記複数の抵抗体のそれぞれは、前記検査治具における前記接続部側となる面において凸状となっている、チャックステージ検査装置。
13. 請求項２から請求項１０のいずれか一項に記載のチャックステージ検査装置であって、
    前記複数の抵抗体のそれぞれは、前記検査治具における前記載置面側となる面と前記接続部側となる面とにおいて凸状となっている、チャックステージ検査装置。
14. 請求項１から請求項１３のいずれか一項に記載のチャックステージ検査装置であって、
    前記検査治具が前記載置面に載置されたときの平面視における前記複数の抵抗体の位置および形状は、それぞれ、評価の際に前記載置面に載置される前記半導体ウエハが有する複数の半導体装置の位置および形状と同一である、チャックステージ検査装置。
15. 請求項１から請求項１３のいずれか一項に記載のチャックステージ検査装置であって、
    平面視における前記複数の抵抗体それぞれの形状は四角形である、チャックステージ検査装置。
16. 請求項１から請求項１３のいずれか一項に記載のチャックステージ検査装置であって、
    平面視における前記複数の抵抗体それぞれの形状は円形である、チャックステージ検査装置。
17. 請求項１から請求項１６のいずれか一項に記載のチャックステージ検査装置であって、
    前記絶縁板における前記載置面側となる面の外周近傍に設けられた柔軟性を有する薄厚の第１枠部と、
    前記絶縁板における前記接続部側となる面の外周近傍に設けられた前記検査治具に荷重を付与する第２枠部と
    をさらに備える、チャックステージ検査装置。
18. 請求項１から請求項１７のいずれか一項に記載のチャックステージ検査装置を用いたチャックステージ検査方法であって、
    （ａ）前記チャックステージ検査装置を用いて、前記複数の抵抗体のそれぞれと前記チャックステージとの接触抵抗を計測する工程と、
    （ｂ）前記工程（ａ）での前記接触抵抗の計測結果に基づいて、前記載置面の異常の有無を検査する工程と、を備え、
    前記工程（ａ），（ｂ）を、前記半導体ウエハが前記載置面に載置される前に行う、チャックステージ検査方法。
19. 請求項１８に記載のチャックステージ検査方法であって、
    前記工程（ａ）の前に、
    （ｃ）前記複数の抵抗体の抵抗値のバラツキと、前記複数の抵抗体と前記計測部との間の抵抗値のバラツキとを補正する工程をさらに備える、チャックステージ検査方法。
20. 請求項１８または請求項１９に記載のチャックステージ検査方法であって、
    前記工程（ｂ）において、前記工程（ａ）での前記接触抵抗の計測結果と、前記複数の抵抗体のそれぞれに対して予め設定された判定規格値とを比較し、その比較結果に基づいて前記載置面の異常の有無を検査する、チャックステージ検査方法。
21. 請求項１８から請求項２０のいずれか一項に記載のチャックステージ検査方法であって、
    前記工程（ａ）と前記工程（ｂ）との間に、
    （ｄ）前記工程（ａ）での前記接触抵抗の計測結果を記憶する工程と、
    （ｅ）前記工程（ａ）での前記接触抵抗の計測結果と、以前の前記工程（ｄ）で記憶された以前の前記接触抵抗の計測結果とを比較する工程をさらに備え、
    前記工程（ｂ）において、前記工程（ｅ）での比較結果に基づいて前記載置面の異常の有無を検査する、チャックステージ検査方法。

Images