(57)【要約】  【課題】  プローブ針の周辺のガス雰囲気を酸化防止ガスで維持できるとともに、プローブカードのリピータビリティに優れ、メンテナンスが容易な検査装置を提供する。  【解決手段】  ウェハ状態の被検査体の表面上に形成された電極パッドと、プローブカード１１に取り付けられたプローブ針１２の先端を接触させて、被検査体の電気的な検査を行なう検査装置であって、プローブカード１１を支持するカード支持部１３に、カード支持部１３にプローブカード１１が支持された状態のプローブ針１２の先端に、プローブ針の先端の酸化を防止する酸化防止ガスを供給する通気孔１６が設けられている。【選択図】  図１
2014007348.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ウェハ状態の被検査体の表面上に形成された電極パッドと、プローブカードに取り付けられたプローブ針の先端を接触させて、前記被検査体の電気的な検査を行なう検査装置であって、
前記プローブカードを支持するカード支持部に、前記カード支持部に前記プローブカードが支持された状態の前記プローブ針の先端に、前記プローブ針の先端の酸化を防止する酸化防止ガスを供給する通気孔が設けられていることを特徴とする検査装置。
【請求項２】
前記通気孔の出口が、前記カード支持部の前記プローブ針が位置する側に露出した面に形成され、
前記プローブカードが前記カード支持部に支持された状態で、前記酸化防止ガスが、前記通気孔の出口から前記プローブ針の先端に向けて噴出されることを特徴とする請求項１に記載の検査装置。
【請求項３】
前記カード支持部が、検査装置筐体の天板に着脱自在な構造を有し、前記天板に装着された状態で、前記天板と当接する当接面を有し、
前記当接面内に１または複数の第１の溝が形成され、前記当接面が前記天板に当接した状態で、前記第１の溝が前記通気孔の一部を構成することを特徴とする請求項１または２に記載の検査装置。
【請求項４】
前記カード支持部が、前記プローブカードを支持している状態で前記プローブカードと当接する支持面を有し、
前記支持面内に１または複数の第２の溝が形成され、前記プローブカードが前記支持面に当接した状態で、前記第２の溝が前記通気孔の一部を構成することを特徴とする請求項１〜３の何れか１項に記載の検査装置。
【請求項５】
前記通気孔の出口が、前記カード支持部の前記プローブ針が位置する側の空間に露出した面に複数形成されていることを特徴とする請求項１〜４の何れか１項に記載の検査装置。
【請求項６】
前記プローブカードが前記カード支持部に支持された状態で、前記通気孔の出口が、前記プローブ針を環状に取り囲むように配置されていることを特徴とする請求項５に記載の検査装置。
【請求項７】
前記通気孔の入口が複数設けられ、前記酸化防止ガスが夫々の前記入口から前記通気孔内に流入することを特徴とする請求項１〜６の何れか１項に記載の検査装置。
【請求項８】
相互に連通していない複数の前記通気孔が複数系統に分離して設けられ、前記系統毎に、前記通気孔が少なくとも１つの入口と少なくとも１つの出口を有することを特徴とする請求項１〜７の何れか１項に記載の検査装置。
【請求項９】
前記通気孔の入口から前記通気孔内への前記酸化防止ガスの供給を、前記系統単位で個別に行うことを特徴とする請求項８に記載の検査装置。
【請求項１０】
前記カード支持部が、検査装置筐体の天板に着脱自在な構造を有し、
前記天板に前記酸化防止ガスの通気路が設けられ、
前記カード支持部が前記天板に装着された状態で、前記通気路から前記カード支持部に設けられた前記通気孔の入口を介して、前記通気孔内への前記酸化防止ガスが供給されることを特徴とする請求項１〜９の何れか１項に検査装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ウェハ状態の被検査体の表面上に形成された電極パッドとプローブカードに取り付けられたプローブ針の先端を接触させて前記被検査体の電気的な検査を行なう検査装置に関し、特に、半導体ウェハのプロービング試験を行う検査装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
ウェハ状態にある半導体チップを検査するための治具として、プローブカードを用いたウェハテストは、集積回路上に形成された電極パッドにプローブ針を接触させることにより行われる。
【０００３】
従来技術において、半導体ウェハのプロービング試験を行なう検査装置のシステム構成を図１０に示す。図１０において、検査装置３０は、噴出ノズル３１、プローブ針３２が取り付けられたカンチレバー型のプローブカード３３、半導体ウェハ３４を固定するウェハステージ３５、及び、筐体３６を備え、プローブ針３２を介してチップ上の電極パッドに入力するための電気信号を生成し、且つ、斯かる電極パッドに出力される出力信号を分析してチップの良否を判定する信号処理部３７を備える。
【０００４】
ここで、噴出ノズル３１により、酸化防止ガス（例えば、窒素ガス等の不活性ガス）をプローブ針３２に吹き付けることで、プローブ針３２の酸化を防いでいる。
【０００５】
このように、従来の検査装置では、噴射ノズルを介し、プローブ針に向かって酸化防止ガスを吹き付けることで、プローブ針先の酸化を防止している（例えば、下記の特許文献１を参照）。
【０００６】
更に、下記の特許文献２に示す半導体試験装置では、噴射ノズルを用いた上で、更にウェハステージ全体を筐体で囲い、斯かる筐体内に酸化防止ガスを注入することでパージガス雰囲気を維持し、プローブ針先の酸化を防止している。
【０００７】
一方、このような噴射ノズルを用いる構成は、中央部に開口部を持たない垂直型プローブカードでは利用が困難である。下記の特許文献３では、プローブカードの上部基板と下部基板の間に中空部が設けられ、酸化防止ガスを通過させるための孔を上部基板と下部基板に設けることで、垂直型プローブカードに対しても、斯かる噴射ノズルの利用を可能としている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開平７−２７３１５７号公報
【特許文献２】特開２００１−７１６４号公報
【特許文献３】特開平１１−２１８５４８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
上述した通り、噴射ノズルをプローブ針上部に取り付ける場合、針上部に開口部が無いプローブカード、或いは、開口部上部に部品が実装されているプローブカードでは、酸化防止ガスの吹き付けが事実上不可能であるという問題があった。垂直型プローブカードを用いる場合、例えば特許文献３に記載されているように、プローブカードの構造を工夫し、特殊な構造のプローブカードを用いる必要がある。
【００１０】
更に、プローブ針の針建て面積の拡大に伴い、斯かる噴射ノズルも複数経路を必要とし、針全部に対して均等な吹き付けが困難となっていた。
【００１１】
また、噴射ノズルの配置によっては、例えば特許文献１に示すノズル配置の場合、プローブ針の針長によってはノズルを設置できるクリアランスが不足し、吹き付けが困難となる虞があった。
【００１２】
更に、特許文献１〜３では、噴射ノズルとプローブカードが物理的に接続されているか、または、物理的に接続されていなくてもプローブカードの交換の度にノズルの位置調整が必要な構造となっており、リピータビリティに不安を残していた。
【００１３】
また、プローブカードチェンジャ機能を備えた検査装置では、プローブカードを交換する前に噴射ノズルを取り外す必要があり、場合によっては噴射ノズルによって当該機能が使えないこともあり得る。
【００１４】
また、プローブ針を電極パッドに接触させた際に生じるダストについては考慮されておらず、酸化防止ガスの吹き出しだけであるためダストが舞う虞があり、特に半導体イメージセンサ等のセンシングデバイスでは運用が困難であった。
【００１５】
本発明は、上述の問題に鑑みてなされたものであり、その目的は、プローブ針の周辺のガス雰囲気を酸化防止ガスで維持できるとともに、プローブカードのリピータビリティに優れ、メンテナンスが容易な検査装置を提供する点にある。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
上記目的を達成するため、本発明は、ウェハ状態の被検査体の表面上に形成された電極パッドと、プローブカードに取り付けられたプローブ針の先端を接触させて、前記被検査体の電気的な検査を行なう検査装置であって、前記プローブカードを支持するカード支持部に、前記カード支持部に前記プローブカードが支持された状態の前記プローブ針の先端に、前記プローブ針の先端の酸化を防止する酸化防止ガスを供給する通気孔が設けられていることを第１の特徴とする検査装置を提供する。
【００１７】
更に、上記第１の特徴の検査装置において、前記通気孔の出口が、前記カード支持部の前記プローブ針が位置する側に露出した面に形成され、前記プローブカードが前記カード支持部に支持された状態で、前記酸化防止ガスが、前記通気孔の出口から前記プローブ針の先端に向けて噴出されることが好ましい。
【００１８】
更に、上記第１の特徴の検査装置において、前記カード支持部が、検査装置筐体の天板に着脱自在な構造を有し、前記天板に装着された状態で、前記天板と当接する当接面を有し、前記当接面内に１または複数の第１の溝が形成され、前記当接面が前記天板に当接した状態で、前記第１の溝が前記通気孔の一部を構成することが好ましい。
【００１９】
更に、上記第１の特徴の検査装置において、前記カード支持部が、前記プローブカードを支持している状態で前記プローブカードと当接する支持面を有し、前記支持面内に１または複数の第２の溝が形成され、前記プローブカードが前記支持面に当接した状態で、前記第２の溝が前記通気孔の一部を構成することが好ましい。
【００２０】
更に、上記第１の特徴の検査装置は、前記通気孔の出口が、前記カード支持部の前記プローブ針が位置する側の空間に露出した面に複数形成されていることを第２の特徴とする。
【００２１】
更に、上記第２の特徴の検査装置において、前記プローブカードが前記カード支持部に支持された状態で、前記通気孔の出口が、前記プローブ針を環状に取り囲むように配置されていることが好ましい。
【００２２】
更に、上記第１または第２の特徴の検査装置において、前記通気孔の入口が複数設けられ、前記酸化防止ガスが夫々の前記入口から前記通気孔内に流入することが好ましい。
【００２３】
更に、上記第１または第２の特徴の検査装置は、相互に連通していない複数の前記通気孔が複数系統に分離して設けられ、前記系統毎に、前記通気孔が少なくとも１つの入口と少なくとも１つの出口を有することを第３の特徴とする。
【００２４】
更に、上記第３の特徴の検査装置において、前記通気孔の入口から前記通気孔内への前記酸化防止ガスの供給を、前記系統単位で個別に行うことが好ましい。
【００２５】
更に、上記第１乃至第３の何れかの特徴の検査装置において、前記カード支持部が、検査装置筐体の天板に着脱自在な構造を有し、前記天板に前記酸化防止ガスの通気路が設けられ、前記カード支持部が前記天板に装着された状態で、前記通気路から前記カード支持部に設けられた前記通気孔の入口を介して、前記通気孔内への前記酸化防止ガスが供給されることが好ましい。
【発明の効果】
【００２６】
上記特徴の検査装置は、プローブカードを支持するカード支持部に、プローブ針の先端に向けて酸化防止ガスを供給する通気孔が設けられているため、カード支持部にプローブカードが支持されている状態では、通気孔の出口とプローブ針の先端との相対的な位置関係が固定されるため、針上部に開口部が有るプローブカード、針上部に開口部が無いプローブカード、開口部上部に部品が実装されているプローブカード、或いは、垂直型プローブカード等、プローブカードの構造を問わず、更に、検査途中またはその前後に関係なく、または、ウェハステージの位置に関係なく、常に、プローブ針の先端に向けて酸化防止ガスを安定して供給することができる。
【００２７】
当該通気孔がカード支持部に設けられていることで、従来の検査装置のように、酸化防止ガスの噴射ノズルを、プローブ針の周辺に別途設置する必要がないため、噴射ノズルの設置位置に対する制約がなくなり、当該制約に起因して酸化防止ガスの供給が困難になるという問題もなくなる。更に、プローブカードに対して特別な構造を追加する必要がないため、既存のプローブカードを使用できる。従って、比較的安価に、上記特徴の検査装置を実現できる。
【００２８】
また、当該通気孔がカード支持部に設けられていることで、リピータビリティも良好に確保される。
【００２９】
特に、通気孔の出口を複数設け、更に、プローブ針を環状に取り囲むように配置することにより、プローブ針の先端の周辺に均一に酸化防止ガスを供給することができ、プローブ針の先端の酸化防止を効率的に行える。
【００３０】
更に、相互に連通していない複数の通気孔を複数系統に分離して設けることで、系統毎に酸化防止ガスの供給を制御することで、ウェハ状態の被検査体の表面に付着したダストを酸化防止ガスによって除去することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】本発明の第１実施形態に係る検査装置の構成例を模式的に示す図
【図２】図１に示す検査装置のカード支持部に形成された通気孔の詳細な構造を模式的に示す平面図
【図３】図１に示す検査装置のカード支持部に形成された通気孔の詳細な構造を模式的に示す３つの異なる断面における断面図
【図４】図１に示す検査装置において酸化防止ガスの供給効果の検証結果を示す図
【図５】図１に示す検査装置の４つの系統に分離して設けられ酸化防止ガスの供給路の酸化防止ガスの供給制御の状態を説明する第１の図
【図６】図１に示す検査装置の４つの系統に分離して設けられ酸化防止ガスの供給路の酸化防止ガスの供給制御の状態を説明する第２の図
【図７】図１に示す検査装置の４つの系統に分離して設けられ酸化防止ガスの供給路の酸化防止ガスの供給制御の状態を説明する第３の図
【図８】本発明の第２実施形態に係る検査装置の構成例を模式的に示す図
【図９】図１または図８に示す検査装置のカード支持部に形成された通気孔の他の構造を模式的に示す図
【図１０】従来の検査装置の構成例を模式的に示す図
【発明を実施するための形態】
【００３２】
以下において、本発明の検査装置（以下、適宜「本検査装置」と称す）の実施形態につき図面を参照して説明する。
【００３３】
［第１実施形態］
図１は、本検査装置の第１実施形態における構成例を模式的に示す断面図である。尚、図１は、模式図であり、要部を強調表示しているため、各部の寸法比は、実際の本検査装置と必ずしも同じではない。
【００３４】
図１に示すように、本検査装置１は、筐体１０、プローブカード１１、プローブカード１１を取り付けるカード支持部１３、複数の被検査体がマトリクス状に配置され形成されている半導体ウェハ１４を載置して支持する可動ステージ１５、プローブカード１１に取り付けられたプローブ針１２の先端に向けて酸化防止ガスを噴射するノズル１６、及び、外部から酸化防止ガスを受け付けてノズル１６に供給する給気ライン１７，１８を備えて構成される。
【００３５】
本実施形態では、プローブカード１１は、プローブ針１２がプローブカード１１の板面から垂直に下方に向けて突出し、プローブ針１２の先端が集合する場所に開口部のない円盤状の垂直型プローブカードである。そのため、筐体１０内は、プローブカード１１を取り付けたカード支持部１３が筐体１０の天板１０ａに装着された状態で、ノズル１６を除いて密封構造となっている。尚、天板１０ａは中央に開口部を有し、当該開口部の外周部分に、カード支持部１３を固定するクランプリング１０ｂが設けられている。
【００３６】
また、プローブカード１１及びカード支持部１３が筐体１０に装着された状態で、プローブカード１１の上面に設けられた接続端子に接触するポゴピンリング３、及び、ポゴピンリング３を介してプローブ針１２と電気信号の授受を行うテストヘッド４が、プローブカード１１の上方に配置されている。尚、テストヘッド４は、テスト装置（図示せず）と接続している。テスト装置は、被検査体の電極パッドに入力する電気信号を生成するとともに、電極パッドから出力された電気信号を受信し、当該受信した電気信号を分析して、被検査体の良否を判定する。また、本実施形態では、テスト装置５は、可動ステージ１５の位置決め及び移動の制御を行う。
【００３７】
本実施形態では、カード支持部１３に、プローブ針１２を取り囲むように複数のノズル１６が形成されている。図２及び図３（ａ）〜図３（ｃ）を参照して、カード支持部１３に形成されるノズル１６の構造について詳細に説明する。図２は、カード支持部１３の上面視の平面図で、破線は、後述する第１のノズル１６ａの貫通孔部分を示している。図３（ａ）は、図２のＡ−Ａ’線で示す第１のノズル１６ａを通過する断面の様子を、図３（ｂ）は、図２のＢ−Ｂ’線で示す後述する第２のノズル１６ｂを通過する断面の様子を、図３（ｃ）は、図２のＣ−Ｃ’線で示す後述する注入口１６ｄを通過する断面の様子を、夫々示している。尚、図３（ａ）〜図３（ｃ）の各断面図では、カード支持部１３にプローブカード１１が取り付けられ、カード支持部１３が筐体１０の天板１０ａの中央部分に装着され、更に、ポゴピンリング３のポゴピンが、プローブカード１１の上面に設けられた接続端子に接触している状態を図示している。また、図２及び図３（ａ）〜図３（ｃ）の各図は、模式図であり、要部を強調表示しているため、各部の寸法比及び細かな形状は、実際の本検査装置のカード支持部１３と必ずしも同じではない。また、外周が円形のプローブカード１１の使用を想定して説明する。
【００３８】
カード支持部１３は、内側にプローブカード１１を収容する円形の開口部を有する円環状の第１円環部１３ａと、第１円環部１３ａより内径及び外径が小さい第２円環部１３ｂが、同軸上に上下に重なって一体化した基本構造となっている。第１円環部１３ａの開口部内の第２円環部１３ｂの上面（支持面）が、プローブカード１１の下面の外周部と、絶縁シート１９を介して当接して、プローブカード１１を下から支持する構造となっている。また、第１円環部１３ａの第２円環部１３ｂの外周端より外側に張り出したフランジ部分には、切り欠き１３ｃが設けられており、当該切り欠き１３ｃを通して、クランプリング１０ｂに設けられた突起（図示せず）がカード支持部１３のフランジ部分と嵌合し、クランプリング１０ｂが回転することで、カード支持部１３のフランジ部分が天板１０ａに向けて押圧され、カード支持部１３が固定される構造となっている。尚、当該カード支持部１３を天板１０ａに固定するクランプ構造は、特定の構造に限定されるものではなく、また、本発明の本旨ではないので、詳細な説明は省略する。
【００３９】
ノズル１６は、２種類のノズル１６ａ，１６ｂが、下側の第２円環部１３ｂに形成されている。更に、ノズル１６は、４つの系統に分割され、円環状のカード支持部１３の中心に対して中心角９０°の４つの領域の夫々に１つ系統が割り当てられている。図２に示すように、系統毎に、上側の第１円環部１３ａに、同一系統内のノズル１６ａ，１６ｂの各入口を連結する円弧状の通気路１６ｃが設けられ、各通気路１６ｃの中央に、給気ライン１７から酸化防止ガスの注入を受け付ける注入口１６ｄが１つ設けられている。図２及び図３（ａ）〜図３（ｃ）に示すように、各通気路１６ｃは、上部が開口した溝状（第１の溝に相当）に形成されているが、カード支持部１３が筐体１０の天板１０ａに装着され、第１円環部１３ａの上面（当接面）が、天板１０ａの下面とガス漏れ防止部材２０を介して当接している状態において、通気路１６ｃの上部は、ガス漏れ防止部材２０によって塞がれ、通気孔として機能するようになっている。４つの円弧状の通気路１６ｃは、夫々隣接する通気路１６ｃ間に隔壁が設けられ、相互に独立して注入口１６ｄから流入する酸化防止ガスをノズル１６ａ，１６ｂに送出する。図３（ｃ）に示すように、ガス漏れ防止部材２０は、注入口１６ｄに当たる箇所が開口している。ノズル１６ａ，１６ｂと通気路１６ｃと注入口１６ｄによって、プローブ針１２の先端に酸化防止ガスを供給する通気孔がカード支持部１３に構成される。尚、注入口１６ｄは、必ずしも各通気路１６ｃの中央に設ける必要はなく、１つの通気路１６ｃに、複数の注入口１６ｄを設けても構わない。
【００４０】
本実施形態では、第１のノズル１６ａは、図２及び図３（ａ）に示すように、第１円環部１３ａの開口部内の第２円環部１３ｂの上面（支持面）に、円環状のカード支持部１３の中心から放射線状に形成された上部が開口した溝（第２の溝に相当）と、当該溝から放射線状に第１円環部１３ａの下方領域を外側に向けて延伸して通気路１６ｃの底部と接続するトンネル状の貫通孔とで構成される。プローブカード１１がカード支持部１３に取り付けられ、第２円環部１３ｂの上面（支持面）が、絶縁シート１９を介してプローブカード１１の下面の外周部と当接している状態では、当該上面（支持面）に形成されたノズル１６ａの溝部分は、絶縁シート１９及びプローブカード１１によって上部が覆われるため、通気孔として機能するようになっている。第１のノズル１６ａの出口は、筐体１０内に露出した第２円環部１３ｂの内側端面の上部に形成される。また、第２のノズル１６ｂは、図２及び図３（ｂ）に示すように、通気路１６ｃの底部から、円環状のカード支持部１３の中心に向けて斜め下向きに形成された貫通孔により構成される。第２のノズル１６ｂの出口は、筐体１０内に露出した第２円環部１３ｂの下面に形成される。
【００４１】
尚、図２に示す例では、１つの通気路１６ｃに、第１のノズル１６ａが４本、第２のノズル１６ｂが８本、夫々接続しているが、ノズル１６ａ，１６ｂの各個数は、図２に示す実施例に限定されるものではない。
【００４２】
本実施形態では、給気ライン１７，１８の内の下流側の給気ライン１７が、天板１０ａ内に形成された４本の通気路１７によって構成されている。各通気路１７は、出口１７ａと主路１７ｂと入口１７ｃで構成され、４つの出口１７ａが、天板１０ａの開口部の外周部分に形成され、４つの注入口１６ｄと、ガス漏れ防止部材２０の開口部を介して夫々接続する。各通気路１７の入口１７ｃは、天板１０ａの端部上面に設けられている。各通気路１７の主路１７ｂは、出口１７ａと入口１７ｃ間を連通する貫通孔で、天板１０ａの内部を、出口１７ａから入口１７ｃに向けて天板１０ａの下面と平行に延伸して形成されている。入口１７ｃの位置は、テストヘッド４がポゴピンリング３を介してプローブカード１１に接続した状態で、上流側の給気ライン１８の下流側の端部を、各通気路１７の入口１７ｃと接続するクリアランスが確保される限りにおいて、天板１０ａの上面或いは端面の何処に設けられていても構わない。一例として、上述のクリアランスが確保される限りにおいて、出口１７ａと入口１７ｃが上下に重なった天板１０ａを垂直に貫通する貫通孔として形成されても構わない。このように、給気ライン１７を天板１０ａ内に形成することで、カード支持部１３を筐体１０の天板１０ａに装着するだけで、カード支持部１３に設けたノズル１６と給気ライン１７が自動的に連通するため、給気ライン１７をノズル１６の注入口１６ｄに手動で接続する操作が不要となる。
【００４３】
本実施形態では、下流側の給気ライン１７と同様に、上流側の給気ライン１８も４系統に分割して設けられ、各系統の給気ライン１８の上流側の端部が、夫々、筐体１０の外部に設置された酸化防止ガスの供給源（図示せず）に接続している。各系統の給気ライン１８には図示しない開閉弁或いは流量調整弁が介装され、系統別に酸化防止ガスの供給量を調整可能に構成されている。酸化防止ガスは、窒素等の不活性ガス或いは還元性ガスを使用し、酸化防止ガスの供給源は、酸化防止ガスを充填したガスボンベや空気から窒素を生成する酸化防止ガス生成装置等の形態が想定される。
【００４４】
上述のようにノズル１６をカード支持部１３に形成することで、カード支持部１３にプローブカード１１が支持され、カード支持部１３が筐体１０の天板１０ａに装着された状態では、ノズル１６の酸化防止ガスの噴出位置及び噴出方向と、プローブ針１２の先端の位置との間の相対的な関係が固定されるため、プローブカード１１を交換する毎に、ノズル１６の噴出位置及び噴出方向を調整する必要がなく、また、使用するプローブカードの種類や構造に関係なく、更に、検査途中またはその前後に関係なく、または、可動ステージ１５の位置に関係なく、常に、プローブ針の先端に向けて酸化防止ガスを安定して供給することができる。これにより、プローブ針１２の先端が酸化して、電極パッドとの間の接触抵抗が高くなって、被検査体の電気的な検査が正常に行えなくなる等の問題を未然に解消することができる。
【００４５】
図４に、プローブ針１２の先端に酸化防止ガスを供給することの効果を検証した実験結果を示す。検証実験では、酸化防止ガスとして窒素ガスを用い、窒素ガスを供給する場合としない場合の２通りにつき、半導体ウェハ１４上の被検査体（半導体チップ）を順次交代させながら、プローブ針１２の先端と被検査体の電極パッド間の接触を２０００回繰り返し、１回毎のプローブ針１２の先端と電極パッド間の接触抵抗を測定した。上記２通りのケースにつき、夫々２０回毎の接触抵抗の平均値を順次求め、最初の２０回の平均値を１として、接触回数の増加とともに、２０回毎の接触抵抗の平均値の増加係数を求め、図４に示している。図４より明らかなように、窒素ガスの供給が無い場合は、プローブ針１２の先端と被検査体の電極パッド間の接触回数が増加するに従い、接触抵抗が増加しているが、窒素ガスの供給が有る場合は、接触回数が増加しても、接触抵抗が略初期の接触抵抗から変化しないことが分かる。
【００４６】
本実施形態では、上述の如く、酸化防止ガスの供給源から、カード支持部１３に形成されたノズル１６ａ，１６ｂに至る酸化防止ガスの供給路は、４つの系統に分離して設けられている。次に、当該４系統に分離した酸化防止ガスの供給路における酸化防止ガスの供給制御について、図５〜図７を参照して説明する。
【００４７】
図５は、プロービング試験完了後の半導体ウェハ１４の表面の状態であり、半導体ウェハ１４上にダスト２０が散在している状態を模式的に示している。プローブ針１２の先端が被検査体の電極パッドに接触することで、電極パッドを構成する金属材料（アルミニウム等）の削り屑がダストとして発生する可能性がある。尚、図５及び図６では、ダスト２０は誇張して大きめに図示されている。
【００４８】
ダスト２０を取り除く場合、例えば、図６に示すように、４系統の酸化防止ガスの供給路の内の１系統からのガス供給を停止し、残りの３系統のノズル１６から酸化防止ガスを半導体ウェハ１４上に噴出する。これにより、半導体ウェハ１４上のダスト２０が、ガス供給が停止しているノズル１６が配置されている方向（図６中の矢印Ａの示す方向）に向けて押し出され、半導体ウェハ１４上から除去される。
【００４９】
図６に示す状態（ダスト除去状態）では、プローブ針１２の先端が被検査体の電極パッドに接触していないが、プローブ針１２の先端を半導体ウェハ１４の表面に近接させることで、酸化防止ガスを半導体ウェハ１４上に噴出することができる。
【００５０】
半導体ウェハ１４上のダスト２０が除去されると、図７に示すように、４系統の酸化防止ガスの供給路の全てのノズル１６から酸化防止ガスを半導体ウェハ１４上に噴出して、プローブ針１２の先端が被検査体の電極パッドに接触させ、プロービング試験を開始する。尚、図６及び図７に示す細い矢印は、ノズル１６から酸化防止ガスが噴出している様子を模式的に示している。
【００５１】
以上のように、酸化防止ガスの供給路を複数系統に分離して、各系統のノズル１６の位置を、プローブ針１２の先端が集合する領域を取り囲むように環状に配置し、更に、系統毎にノズル１６の配置を寄せ合せることで、一部の系統からのガス供給を停止するだけで、半導体ウェハ１４上の酸化防止ガスの全体としての噴出方向を制御することが可能となる。この結果、半導体ウェハ１４上に散在しているダストを効率的に除去することが可能となる。尚、本実施形態では、複数系統の酸化防止ガスの供給路の流量制御は、上述のテスト装置により行う場合を想定するが、別の制御装置により行うようにしても構わない。
【００５２】
更に、図６に示すダスト除去状態において、酸化防止ガスの供給を停止する系統を切り替えながら、つまり、図６中の矢印Ａの向きを回転させながら、ダスト２０の除去を行うようにしてもよい。また、図６に示すダスト除去状態において、停止していない各系統の酸化防止ガスの供給流量を、図７に示すプロービング試験開始後の流量より大きく設定して、ダスト２０の除去能力を増加させてもよい。更に、酸化防止ガスの供給路の系統数は４に限定されるものではなく、２系統、３系統、或いは、５系統以上であってもよい。また、ダスト除去状態において酸化防止ガスの供給を停止する系統数も１に限定されるものではなく、ダスト除去状態において酸化防止ガスの供給を行う系統が１以上であればよい。
【００５３】
上述のように、プロービング試験を開始する前に、半導体ウェハ１４上のダスト２０を除去することで、プロービング試験での被検査体の電気的な検査において、当該ダスト２０に起因する検査不良による歩留まり低下を防止できる。特に、被検査体が、ＣＣＤセンサやＣＭＯＳセンサ等の半導体イメージセンサでは、表面に付着したダスト等によって光の入射が妨げられることから、ダストに起因する検査不良が特に問題となるところ、上述のダスト除去処理による改善効果が顕著となる。
【００５４】
［第２実施形態］
図８は、本検査装置の第２実施形態における構成例を模式的に示す断面図である。尚、図８は、模式図であり、要部を強調表示しているため、各部の寸法比は、実際の本検査装置と必ずしも同じではない。また、第１実施形態と同じ構成要素には同じ符号を付して説明する。
【００５５】
図８に示すように、本検査装置２は、第１実施形態の本検査装置１と同様に、筐体１０内に、プローブカード１１、プローブカード１１を取り付けるカード支持部１３、複数の被検査体がマトリクス状に配置され形成されている半導体ウェハ１４を載置して支持する可動ステージ１５、プローブカード１１に取り付けられたプローブ針１２の先端に向けて酸化防止ガスを噴射するノズル１６、及び、外部から酸化防止ガスを受け付けてノズル１６に供給する給気ライン１７，１８を備えて構成される。
【００５６】
本実施形態では、プローブカード１１は、開口部１１ａを有し、プローブ針１２が開口部１１ａの外周部から斜め下方に向けて延出するカンチレバー型のプローブカードである。このため、筐体１０内の空間Ｓ１は、開口部１１ａを介してポゴピンリング３及びテストヘッド４に囲まれたプローブカード１１上部の空間Ｓ２と連通している。ポゴピンリング３の下端部と上端部にはポゴピンが配置されているため、ポゴピン間の隙間を介して、空間Ｓ２は外部空間と連通するため、空間Ｓ２には外部から酸化性ガス（酸素）を含む空気が侵入し、逆に、空間Ｓ２内の酸化防止ガスが外部に漏れ出る可能性がある。また、プローブ針１２の先端は、空間Ｓ１内に位置するが、空間Ｓ１と空間Ｓ２が開口部１１ａを介して連通するため、プローブ針１２の先端の雰囲気中の酸化防止ガスの濃度が低下し、酸化性ガス濃度が高くなる虞がある。そこで、本実施形態では、空間Ｓ２を外部空間から遮断するために、ポゴピンリング３及びテストヘッド４の内側に気密な素材からなる側壁部２１ａと蓋部２１ｂで構成される遮蔽体２１を形成し、遮蔽体２１によって空間Ｓ２を密封している。側壁部２１ａの下端部はプローブカード１１の開口部１１ａの外周部の上面に密接し、側壁部２１ａの上端部は蓋部２１ｂの外周端に密接している。
【００５７】
本実施形態では、プローブカード１１が開口部１１ａを有するカンチレバー型のプローブカードである点、及び、プローブカード１１上部の空間Ｓ２を密封する遮蔽体２１を設けている点以外、カード支持部１３及び給気ライン１７，１８の構造等も含め、第１実施形態と同じであるので、重複する説明は割愛する。
【００５８】
更に、ポゴピンリング３、テストヘッド４、及び、テスト装置についても、空間Ｓ２を密封する遮蔽体が設けられている点以外は、第１実施形態と同じであるので、重複する説明は割愛する。
【００５９】
［別実施形態］
〈１〉上記各実施形態では、カード支持部１３の第２円環部１３ｂに２種類のノズル１６ａ，１６ｂを設ける場合を説明したが、２種類のノズル１６ａ，１６ｂは何れか一方だけを設けるようにしても構わない。
【００６０】
また、第２のノズル１６ｂを貫通孔の勾配の異なる複数種形成し、勾配の異なる第２のノズル１６ｂを環状に分散して配置するようにしても構わない。
【００６１】
更に、上記各実施形態では、第１のノズル１６ａの一部を、第２円環部１３ｂの上面（支持面）に形成した溝で形成する場合を説明したが、第１のノズル１６ａを、図９（ａ）に示すように、第２円環部１３ｂの内側端面から、通気路１６ｃの底部に向けて貫通する上部が開口していない貫通孔で形成するようにしても構わない。逆に、第１のノズル１６ａの全部を、図９（ｂ）に示すように、上部が開口した溝（第２の溝に相当）で形成してもよい。後者の場合、図３（ａ）に示す第１のノズル１６ａのトンネル状の貫通孔の上側の第１円環部１３ａは存在せず、当該貫通孔部分も上部が開口した溝となり、空隙ができる。このため、図３（ａ）に示す第１のノズル１６ａのトンネル状の貫通孔の上側の第１円環部１３ａの部位は、ガス漏れ防止部材２０の当該部位に相当する部分を下方に向けて突出させ、当該突出部分によって塞ぐようにするのが好ましい。尚、図９（ａ）及び図９（ｂ）は、図３（ａ）と同様に、図２のＡ−Ａ’線で示す第１のノズル１６ａを通過する断面の様子を示す断面図である。
【００６２】
更に、注入口１６ｄ以外の通気路１６ｃについても、例えば、図９（ａ）に示すように、ガス漏れ防止部材２０の当該部位に相当する部分を下方に向けて突出させ、当該突出部分を通気路１６ｃの上部に嵌合させて、通気路１６ｃの上部をより強固に塞ぐのも好ましい。
【００６３】
更に、上記各実施形態では、通気路１６ｃを上部が開口した溝状に形成する場合を説明したが、通気路１６ｃを上部が開口していないトンネル状の貫通孔として形成してもよい。この場合、ガス漏れ防止部材２０を、注入口１６ｄを除く第１円環部１３ａの上面（当接面）の全面に設ける必要はなく、代わりに、注入口１６ｄの周囲を囲むようにＯリング等の封止部材を利用して構わない。
【００６４】
更に、ノズル１６ａ，１６ｂ、通気路１６ｃ、及び、注入口１６ｄの断面形状や上面視形状は、図２に例示した形状に限定されるものではない。
【００６５】
〈２〉上記各実施形態では、カード支持部１３は、第１円環部１３ａと第２円環部１３ｂが同軸上に上下に重なって一体化した基本構造となっているが、第１円環部１３ａと第２円環部１３ｂが夫々別体で形成されたものを最終的に積層して一体化した構造と、第１円環部１３ａと第２円環部１３ｂを最初から一体物として形成した構造の何れでもよい。つまり、第１円環部１３ａと第２円環部１３ｂは、カード支持部１３の構造を説明するために、便宜的に設定したものである。
【００６６】
〈３〉上記各実施形態では、ノズル１６の注入口１６ｄを第１円環部１３ａの上面（当接面）に設け、下流側の給気ライン１７を天板１０ａ内に形成する場合を説明したが、下流側の給気ライン１７を天板１０ａ内に形成せずに、例えば、筐体１０内に配設するようにしてもよい。この場合、図示は省略するが、通気路１６ｃと連通する注入口１６ｄを、例えば、下側の第２円環部１３ｂの筐体１０内に露出した面内に設け、当該注入口１６ｄに、筐体１０内に配設した給気ライン１７を接続する。
【００６７】
〈４〉上記各実施形態において、筐体１０内の可動ステージ１５より下方に、半導体ウェハ１４上に付着していたダストが除去された後に、当該ダストを含むガスを吸引して、筐体１０外に排出する排気手段を設けるのも好ましい。これにより、半導体ウェハ１４上から除去されたダストが当該排気手段の吸引口に向けて移動することで、当該ダストが筐体１０内を対流して再度半導体ウェハ１４上に付着するのを防止できる。
【００６８】
更に、上記排気手段に加えて、筐体１０内に下向きの気流を発生する送風手段を設けるのも好ましい。これにより、半導体ウェハ１４上から除去されたダストが筐体１０内を対流して再度半導体ウェハ１４上に付着するのをより効率的に防止できる。
【００６９】
更に、上記排気手段に、上記ダストをフィルタ膜等で捕獲した後のガスを排出するフィルタ手段を設けるのも好ましい。これにより、筐体１０外にダストが排出されるのを防止でき、本検査装置１，２が設置されている室内の雰囲気中のクリーン度（単位体積当たりのダスト数の少なさ）を一定レベルに維持することができる。
【００７０】
〈５〉上記各実施形態において、給気ライン１８が、金属製或いは樹脂製の配管を用いて構成される場合、金属製配管の錆や樹脂製配管の劣化により、給気ライン１８内でダストが発生する可能性があり、また、図示しない酸化防止ガスの供給源でダストが発生する可能性もある。そこで、給気ライン１７，１８の何れかに、当該ダストを除去するためのフィルタ装置を介装するのも好ましい。これにより、給気ライン１７，１８及びノズル１６を介して、半導体ウェハ１４上にダストを含む酸化防止ガスが供給されるのが防止され、当該ダストに起因する検査不良による歩留まり低下を防止できる。特に、被検査体が、ＣＣＤセンサやＣＭＯＳセンサ等の半導体イメージセンサでは、表面に付着したダスト等によって光の入射が妨げられることから、ダストに起因する検査不良が特に問題となるところ、上述のフィルタ装置によるダスト除去の改善効果が顕著となる。
【００７１】
〈６〉上記各実施形態では、酸化防止ガスの供給源から、カード支持部１３に形成されたノズル１６に至る酸化防止ガスの供給路は、複数の系統に分離して設けられている場合を説明したが、当該酸化防止ガスの供給路を複数の系統に分離しない実施の形態も可能である。この場合、半導体ウェハ１４上に散在しているダストを除去する機構を別途設けるようにしてもよい。
【００７２】
〈７〉更に、上記各実施形態では、プローブカード１１が、ポゴピンリング３及びテストヘッド４を介して、テスト装置に接続される場合を、一例として説明したが、テストヘッド４を介さずに、ポゴピンリング３或いは他の形式のコネクタを介して、テスト装置に接続される構成であっても構わない。
【産業上の利用可能性】
【００７３】
本発明は、プローブカードを使用してウェハ状態の被検査体の電気的な検査を行なう検査装置、特に、半導体ウェハのプロービング試験を行う検査装置に利用可能である。
【符号の説明】
【００７４】
１，２：  検査装置
３：      ポゴピンリング
４：      テストヘッド
１０：    筐体
１０ａ：  筐体の天板
１０ｂ：  クランプリング
１１：    プローブカード
１１ａ：  プローブカードの開口部
１２：    プローブ針
１３：    カード支持部
１３ａ：  第１円環部
１３ｂ：  第２円環部
１３ｃ：  切り欠き
１４：    半導体ウェハ
１５：    可動ステージ
１６：    ノズル
１６ａ：  第１のノズル
１６ｂ：  第２のノズル
１６ｃ：  通気路
１６ｄ：  注入口
１７：    下流側の給気ライン（天板内の通気路）
１７ａ：  天板内の通気路の出口
１７ｂ：  天板内の通気路の主路
１７ｃ：  天板内の通気路の入口
１８：    上流側の給気ライン
１９：    絶縁シート
２０：    ガス漏れ防止部材
２１：    遮蔽体
２１ａ：  遮蔽体の側壁部
２１ｂ：  遮蔽体の蓋部
Ｓ１：    筐体内の空間
Ｓ２：    プローブカード上部の空間
３０：    従来の検査装置
３１：    噴出ノズル
３２：    プローブ針
３３：    プローブカード
３４：    半導体ウェハ
３５：    ウェハステージ
３６：    筐体
３７：    信号処理部
【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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