(57)【要約】      （修正有）【課題】電気的な接続を行うインターフェース部分における結露を確実に防止することのできる半導体検査システム及びインターフェース部の結露防止方法を提供する。【解決手段】被測定体にプローブ２０ｂを接触させて電気的導通を得るプローブ機構と、前記被測定体に検査信号を供給するとともに前記被測定体の出力信号を検出して検査を行うテスタと、前記プローブ２０ｂと前記テスタとを電気的に接続するインターフェース部４０と前記インターフェース部４０を気密に保持するための真空シール機構４５ａ，ｂと、前記インターフェース部４０内から排気して減圧雰囲気とするための排気機構４８ｂと、排気された前記インターフェース部４０内に流量制御器４６ｂで流量を制御し乾燥気体供給源４６ｃから乾燥気体を供給する。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
温度制御された被測定体にプローブを接触させて電気的導通を得るプローブ機構と、
前記被測定体に検査信号を供給するとともに前記被測定体の出力信号を検出して検査を行うテスタと、
前記プローブと前記テスタとを電気的に接続するインターフェース部と
前記インターフェース部を気密に保持するための真空シール機構と、
前記インターフェース部内から排気して減圧雰囲気とするための排気機構と、
排気された前記インターフェース部内に流量制御しつつ乾燥気体を供給する乾燥気体供給機構と、
を具備したことを特徴とする半導体検査システム。
【請求項２】
請求項１記載の半導体検査システムであって、
前記乾燥気体供給機構は、０．１ｌ／ｍｉｎ〜３ｌ／ｍｉｎの流量範囲で乾燥気体を供給する
ことを特徴とする半導体検査システム。
【請求項３】
請求項１又は２記載の半導体検査システムであって、
前記インターフェース部が、前記テスタのテストヘッドのマザーボードと、前記プローブ機構に固定されたプローブカードとによって挟まれた領域内に配設されている
ことを特徴とする半導体検査システム。
【請求項４】
請求項３記載の半導体検査システムであって、
前記インターフェース部に、前記プローブカードと前記マザーボードとを電気的に接続する複数のポゴピンが配設されている
ことを特徴とする半導体検査システム。
【請求項５】
請求項１〜４いずれか１項記載の半導体検査システムであって、
前記プローブ機構は、前記被測定体を載置する載置台と、前記載置台を移動させて前記プローブに接触させる駆動機構と
を具備したことを特徴とする半導体検査システム。
【請求項６】
温度制御された被測定体の電気的な検査を行う半導体検査システムに配設され、第１の基板と第２の基板との間に介在し、電気的接続手段で前記第１の基板と前記第２の基板とを電気的に接続するインターフェース部の結露防止方法であって、
前記電気的接続手段が配設された空間内を真空排気して減圧雰囲気に維持するとともに、前記空間内に乾燥気体を所定流量で導入することを特徴とするインターフェース部の結露防止方法。
【請求項７】
請求項６記載のインターフェース部の結露防止方法であって、
前記第１の基板がプローブカードであり、前記第２の基板がテスタのテストヘッドのマザーボードであることを特徴とするインターフェース部の結露防止方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体検査システム及びインターフェース部の結露防止方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体デバイスの製造工程では、半導体デバイスの電気的な検査、例えば半導体ウエハ上に形成された半導体デバイスの電気的な検査を行う際に、プローブ装置及びテスタを用いた半導体検査システムが使用されている。
【０００３】
上記したプローブ装置では、半導体ウエハ上の電極パッドに接触される多数のプローブが配設されたプローブカードを用いている。このプローブカードをプローブ装置のカードクランプ機構に装着するとともに、ウエハ載置台上に半導体ウエハを吸着保持し、駆動機構によってウエハ載置台を移動させることによって、プローブカードのプローブと、半導体ウエハに形成された被測定半導体デバイスの電極とを接触させて電気的な導通を得る。そして、プローブを介してテスタから被測定半導体デバイスに検査信号を供給し、被測定半導体デバイスからの信号を測定することによって被測定半導体デバイスの電気的な検査を行うようになっている（例えば、特許文献１参照。）。
【０００４】
上記構成の半導体検査システムでは、半導体ウエハ等を冷却又は加熱し、低温又は高温環境における被測定半導体デバイスの特性を検査することが行われている。このような場合、冷却された部分等に外気が触れると結露が発生し、電気的な測定に悪影響を与える可能性がある。このため、プローブ装置の筺体内に乾燥気体を供給することによって、結露が発生することを防止する技術が知られている（例えば、特許文献２参照。）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１０−８０７７５号公報
【特許文献２】特開平１１−２３８７６５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上記のように被測定対象の半導体ウエハ等の冷却等を行う半導体検査システムでは、プローブ装置に固定されたプローブカードとテスタとを電気的に接続するインターフェース部分等においても結露が発生することを防止する必要がある。
【０００７】
本発明は、上記従来の事情に対処してなされたものであり、電気的な接続を行うインターフェース部分における結露を確実に防止することのできる半導体検査システム及びインターフェース部の結露防止方法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】
【０００８】
本発明の半導体検査システムの一態様は、被測定体にプローブを接触させて電気的導通を得るプローブ機構と、前記被測定体に検査信号を供給するとともに前記被測定体の出力信号を検出して検査を行うテスタと、前記プローブと前記テスタとを電気的に接続するインターフェース部と前記インターフェース部を気密に保持するための真空シール機構と、前記インターフェース部内から排気して減圧雰囲気とするための排気機構と、排気された前記インターフェース部内に流量制御しつつ乾燥気体を供給する乾燥気体供給機構と、を具備したことを特徴とする。
【０００９】
本発明のインターフェース部の結露防止方法の一態様は、温度制御された被測定体の電気的な検査を行う半導体検査システムに配設され、第１の基板と第２の基板との間に介在し、電気的接続手段で前記第１の基板と前記第２の基板とを電気的に接続するインターフェース部の結露防止方法であって、前記電気的接続手段が配設された空間内を真空排気して減圧雰囲気に維持するとともに、前記空間内に乾燥気体を所定流量で導入することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、電気的な接続を行うインターフェース部分における結露を確実に防止することのできる半導体検査システム及びインターフェース部の結露防止方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の一実施形態に係る半導体検査システムの構成を模式的に示す図。
【図２】図１のプローブ装置のインターフェース部の構成を模式的に示す図。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、本発明の一実施形態を、図面を参照して説明する。
【００１３】
図１は、本発明を半導体ウエハに形成された半導体デバイスの検査を行う半導体検査システム１に適用した一実施形態の概略構成を模式的に示すものである。図１に示すように、半導体検査システム１は、プローブ装置２と、テスタ３とを具備している。
【００１４】
上記プローブ装置２は、筺体２ａを具備しており、この筺体２ａ内には、半導体ウエハＷを載置して吸着保持するためのウエハ載置台１０が配設されている。このウエハ載置台１０は、駆動機構１１を具備しており、ｘ、ｙ、ｚ、及びθ方向に移動可能とされている。また、ウエハ載置台１０は、温調機構を具備しており、ウエハ載置台１０上に吸着保持された半導体ウエハＷを所定温度、例えば−３０℃程度の低温に冷却することができるようになっている。
【００１５】
ウエハ載置台１０の上方に位置する筺体２ａには、円形の開口部が設けられており、この円形の開口部の周縁部に沿ってインサートリング１２が配設されている。このインサートリング１２には、カードクランプ機構１３が設けられており、このカードクランプ機構１３によって、プローブカード２０が、着脱自在に保持されている。
【００１６】
図２に示すように、プローブカード２０は、配線基板２０ａ及びこの配線基板２０ａと電気的に接続された複数のプローブ２０ｂ等から構成されており、プローブカード２０のプローブ２０ｂは、半導体ウエハＷ上に形成された半導体デバイスの電極に対応して配設されている。
【００１７】
図１に示すように、ウエハ載置台１０の側方には、プローブの先端部を研磨するための針研盤１４と、上方に向けて配置され上部の画像を撮像可能とされたカメラ１５が配設されている。このカメラ１５は、例えばＣＣＤカメラ等からなり、プローブカード２０のプローブ等を撮像してプローブとの位置合わせを行うためのものである。
【００１８】
プローブカード２０の上方には、テスタ３に接続されたテストヘッド３０が配設されている。また、プローブカード２０とテストヘッド３０との間には、インターフェース部４０が配設されており、プローブカード２０とテストヘッド３０とは、このインターフェース部４０を介して電気的に接続されている。インターフェース部４０の詳細な構成については後述する。
【００１９】
上記テスタ３は、半導体ウエハＷに形成された半導体デバイスに検査用の信号を送るとともに、この検査用の信号に応じて半導体デバイスから出力される信号を検出して半導体デバイスの状態を検査するためのである。このテスタ３と半導体ウエハＷに形成された半導体デバイスとは、上述したプローブカード２０、インターフェース部４０、テストヘッド３０を介して電気的に接続される。
【００２０】
半導体検査システム１は、ＣＰＵ等を備えた制御部６０を具備しており、この制御部６０によって、その動作が統括的に制御される。また、制御部６０は、操作部６１と、記憶部６２とを具備している。
【００２１】
操作部６１は、工程管理者が半導体検査システム１を管理するためにコマンドの入力操作を行うキーボードや、半導体検査システム１の稼働状況を可視化して表示するディスプレイ等から構成されている。
【００２２】
記憶部６２には、半導体検査システム１で実行される各種動作を制御部６０の制御にて実現するための制御プログラム（ソフトウエア）や検査条件データ等が記憶されたレシピが格納されている。そして、必要に応じて、操作部６１からの指示等にて任意のレシピを記憶部６２から呼び出して制御部６０に実行させることで、制御部６０の制御下で、半導体検査システム１での各種動作が行われる。また、制御プログラムや処理条件データ等のレシピは、コンピュータで読取り可能なコンピュータ記録媒体（例えば、ハードディスク、ＣＤ、フレキシブルディスク、半導体メモリ等）などに格納された状態のものを利用したり、或いは、他の装置から、例えば専用回線を介して随時伝送させてオンラインで利用したりすることも可能である。
【００２３】
次に、図２を参照してインターフェース部４０の詳細な構成について説明する。図２に示すように、インターフェース部４０は、プローブ装置２のカードクランプ機構１３によって保持されたプローブカード（第１の基板）２０と、テストヘッド３０のマザーボード（第２の基板）３１との間に介在するように配設されている。インターフェース部４０には、マザーボード３１と当接されるように枠状のベースフレーム４１が配設されている。また、マザーボード３１には、モジュールボード３２が配設されている。
【００２４】
ベースフレーム４１の内部には、電気的接続手段としての複数のポゴピン（スプリングピン）４３を具備するポゴブロック４４が配設されている。そして、これらのポゴピン４３によって、プローブカード２０とマザーボード３１とが電気的に接続されている。なお、図２では、模式的に幾つかのポゴピン４３を図示してあるが、実際には全体で例えば数千本のポゴピン４３が配設されている。
【００２５】
マザーボード３１とベースフレーム４１との間には、Ｏリング等からなる真空シール機構４５ａが配設されており、マザーボード３１とベースフレーム４１との間が気密に閉塞されている。また。ベースフレーム４１とプローブカード２０との間には、Ｏリング等からなる真空シール機構４５ｂが配設されており、ベースフレーム４１とプローブカード２０との間が気密に閉塞されている。
【００２６】
上記のように、インターフェース部４０では、上下方向に積層されるように配置された各部材、すなわち、マザーボード３１、ベースフレーム４１、プローブカード２０の間に、夫々Ｏリング等からなる真空シール機構４５ａ，４５ｂが配設されており、これらのマザーボード３１、ベースフレーム４１、プローブカード２０によって囲まれた空間４９内が気密に閉塞された状態となっている。
【００２７】
ベースフレーム４１には、乾燥気体導入路４６が配設されており、この乾燥気体導入路４６には、乾燥気体導入配管４６ａの一端が接続されている。また、乾燥気体導入配管４６ａには、流量制御器４６ｂが介挿されており、乾燥気体導入配管４６ａの他端は、乾燥気体供給源４６ｃに接続されている。
【００２８】
さらに、ベースフレーム４１には、真空排気路４８が配設されており、この真空排気路４８には、真空排気配管４８ａの一端が接続されている。真空排気配管４８ａの他端には、真空ポンプ等からなる真空排気機構４８ｂが接続されている。
【００２９】
そして、マザーボード３１、ベースフレーム４１、プローブカード２０によって囲まれた空間４９内から、真空排気機構４８ｂ、真空排気配管４８ａ、真空排気路４８によって真空排気することにより、この空間４９内を所定の減圧雰囲気、例えば、大気圧より１０ｋＰａ〜１００ｋＰａ程度（本実施形態では、３５ｋＰａ〜５５ｋＰａ程度）圧力の低い減圧雰囲気とする。これによって、多数のポゴピン４３におけるマザーボード３１及びプローブカード２０に対する接触圧を確保できるとともに、ある程度空間４９内における結露を防止する効果を得ることができる。
【００３０】
また、本実施形態では、上記のように空間４９内を減圧雰囲気とするとともに、乾燥気体供給源４６ｃからは、流量制御器４６ｂ、乾燥気体導入配管４６ａ及び乾燥気体導入路４６を介して所定の乾燥気体、例えば乾燥空気（ドライエアー）を空間４９内に供給する。この乾燥気体の供給は、流量制御器４６ｂによって所定流量、例えば、０．１ｌ／ｍｉｎ〜３ｌ／ｍｉｎ、好ましくは、０．１ｌ／ｍｉｎ〜１ｌ／ｍｉｎに流量制御した状態で行う。
【００３１】
上記のように、本実施形態では、空間４９内を所定の減圧雰囲気に維持するとともに、管理された流量の乾燥気体を空間４９内に導入する。これによって、空間４９内の環境露点を下げながら減圧雰囲気を維持し、結露を防止することができる。
【００３２】
ここで例えば、仮に空間４９内を減圧するのみで乾燥気体を導入しない場合、環境露点が十分に低下せず、空間４９内で結露が発生する場合がある。また、外部から空間４９内に周囲の空気が侵入した場合は特に結露が発生する可能性が高くなる。これに対して、上述したとおり、本実施形態によれば、周囲の環境雰囲気の影響を受けることなく空間４９内の環境露点を下げることができ、空間４９内における結露の発生を確実に防止することができる。
【００３３】
以上のように構成された半導体検査システム１を用いて、半導体ウエハＷに形成された半導体デバイスの電気的な検査を行う際には、半導体ウエハＷをプローブ装置２のウエハ載置台１０上に載置し、吸着保持する。この時、ウエハ載置台１０は、半導体ウエハＷの検査を行う所望の検査温度、例えば−３０℃程度の低温に予め冷却されている。
【００３４】
また、インターフェース部４０においては、空間４９内を真空排気して所定の減圧雰囲気、例えば、大気圧より１０ｋＰａ〜１００ｋＰａ程度（本実施形態では、３５ｋＰａ〜５５ｋＰａ程度）圧力の低い減圧雰囲気とするとともに、空間４９内に、乾燥気体、例えば乾燥空気（ドライエアー）を所定流量、例えば、０．１ｌ／ｍｉｎ〜３ｌ／ｍｉｎ、好ましくは、０．１ｌ／ｍｉｎ〜１ｌ／ｍｉｎに流量制御した状態で供給し、この状態を維持する。これによって、インターフェース部４０内において結露が発生することを確実に防止する。
【００３５】
そして、駆動機構１１によってウエハ載置台１０とともに半導体ウエハＷを移動させ、半導体ウエハＷの各電極を、プローブカード２０の対応するプローブ２０ｂに接触させることによって電気的な導通を得、テストヘッド３０に接続されたテスタ３によって半導体デバイスの電気的特性の良否を検査する。
【００３６】
以上本発明を実施形態について説明したが、本発明は上述した実施形態に限定されるものではなく、各種の変形が可能であることは勿論である。例えば、上記実施形態では、インターフェース部４０内に電気的接続手段として複数のポゴピン４３を配設した場合について説明したが、ポゴピン４３以外の電気的接続手段を用いてもよい。
【符号の説明】
【００３７】
１…半導体検査システム、２…プローブ装置、２ａ…筺体、３…テスタ、１０…ウエハ載置台、１１…駆動機構、１２…インサートリング、１３…カードクランプ機構、１４…針研盤、１５…カメラ、２０…プローブカード、２０ａ…配線基板、２０ｂ…プローブ、３０…テストヘッド、３１…マザーボード、４０…インターフェース部、４１…ベースフレーム、４３…ポゴピン、４４…ポゴブロック、４５ａ，４５ｂ…真空シール機構、４６…乾燥気体導入路、４６ａ…乾燥気体導入配管、４６ｂ…流量制御器、４６ｃ…乾燥気体供給源、４８…真空排気路、４８ａ…真空排気配管、４８ｂ…真空排気機構、４９…空間、６０…制御部、６１…操作部、６２…記憶部。
【図１】
2014011373.tif 000003
【図２】
2014011373.tif 000004