(57)【要約】【課題】  被測定物への振動を抑えつつ、その温度を調整できるようにしたプローバ及び温度調整装置を提供する。【解決手段】  チャックステージ１０によって支持されたウエーハＷに探針を接触させてその電気的特性を測定するプローバ１００であって、熱伝導性を有し、かつチャックステージ１０によって支持されたウエーハＷを含む空間Ｓの周囲に配置された液体循環路３０と、液体循環路３０に接続して当該液体循環路３０内に温度調整された液体を循環させる循環装置４０と、を有する。液体循環路３０内を流れる液体と空間Ｓとの間、及び空間ＳとウエーハＷ等との間でそれぞれ熱交換が可能であり、液体の温度を任意の温度に設定することで、上記空間Ｓの温度及びウエーハＷ等の温度を間接的に調整することが可能である。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
支持手段によって支持された被測定物に探針を接触させてその電気的特性を測定するプローバであって、
熱伝導性を有し、かつ前記支持手段によって支持された前記被測定物を含む空間の周囲に配置された循環路と、
前記循環路に接続して当該循環路内に温度調整された液体を送出する液体送出手段と、を有することを特徴とするプローバ。
【請求項２】
前記循環路は、前記空間の上面とその側面の少なくとも一部とをそれぞれ覆うように配置されていることを特徴とする請求項１に記載のプローバ。
【請求項３】
前記空間に前記支持手段が含まれていることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のプローバ。
【請求項４】
前記空間に前記探針が含まれていることを特徴とする請求項２又は請求項３に記載のプローバ。
【請求項５】
支持手段によって支持された被測定物に探針を接触させてその電気的特性を測定するプローバに着脱可能に取り付けられる温度調整装置であって、
熱伝導性を有し、かつ前記支持手段によって支持された前記被測定物を含む空間の周囲に配置される循環路と、
前記循環路に接続して当該循環路内に温度調整された液体を送出する液体送出手段と、を有することを特徴とする温度調整装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、プローバ及び温度調整装置に関し、特に、被測定物への振動を抑えつつ、その温度を調整できるようにしたものである。
【背景技術】
【０００２】
この種の従来の技術としては、例えば特許文献１に開示されたものがある。即ち、この特許文献１にあっては、半導体ＩＣチップやＬＣＤ（液晶表示体）等の被検査物の微細な電極にプローブ針を接触させて回路試験等の電気的なテストを行うためのプローバが開示されており、かかるプローバにあっては、チャック台の被検査物を保持する面（一面）に環状の管路を備え、この管路内に冷却材を流通させるようになっていた。
【特許文献１】特開２００３−１９４８７５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
確かに、特許文献１に開示されたプローバによれば、管路内に冷却材を流通させることで、このチャック台の被検査物を保持する面と、当該面上に設置された被検査物とを冷却することが可能である。
しかしながら、チャック台の被検査物を保持する面は、通常、被検査物よりもやや大きい程度であり、スペースの都合上から管路内部の容積を大きく確保することは難しい。このため、特許文献１に開示されたような従来のプローバにおいて、被検査物を急速に冷却する場合には、管路内を流れる冷却材の流量を大きくせざるを得ないことが想定される。
【０００４】
また、従来のプローバでは、管路はチャック台に直接設けられているので、管路内を流れる冷却材の流速を大きくすると、管路からチャック台に振動が伝わってしまう可能性がある。
ここで、被検査物である半導体ＩＣチップやＬＣＤの微細化が今後さらに進むと、これらの各電極とプローブ針との位置合わせもより高精度となり、チャック台がわずかに振動しただけでも、被検査物の各電極上からプローブ針が離れてしまうおそれがある。
【０００５】
本発明は、このような解決すべき問題に着目してなされたものであって、被測定物への振動を抑えつつ、その温度を調整できるようにしたプローバ及び温度調整装置の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
〔発明１〕  上記目的を達成するために、発明１のプローバは、支持手段によって支持された被測定物に探針を接触させてその電気的特性を測定するプローバであって、熱伝導性を有し、かつ前記支持手段によって支持された前記被測定物を含む空間の周囲に配置された循環路と、前記循環路に接続して当該循環路内に温度調整された液体を送出する液体送出手段と、を有することを特徴とするものである。
【０００７】
このような構成であれば、循環路内を流れる液体と空間との間、及び空間と被測定物との間でそれぞれ熱交換が可能であり、液体の温度を任意の温度に設定することで、上記空間及び被測定物の温度を間接的に調整することが可能である。また、循環路と被測定物との間は空間で仕切られているので、液体の流れによって循環路が振動しているような場合でも、循環路から被測定物への振動の伝達を抑えることができる。
【０００８】
〔発明２〕  発明２のプローバは、発明１のプローバにおいて、前記循環路は、前記空間の上面とその側面の少なくとも一部とをそれぞれ覆うように配置されていることを特徴とするものである。
このような構成であれば、被測定物を含む空間をその上方及び側方から温めたり、冷やしたりすることができるので、上記空間及び被測定物に対する温度調整を効率良く行うことができる。
【０００９】
〔発明３〕  発明３のプローバは、発明１又は発明２のプローバにおいて、前記空間に前記支持手段が含まれていることを特徴とするものである。
このような構成であれば、被測定物に直接触れる支持手段を被測定物と同じように温めたり、冷やしたりすることができるので、被測定物に対する温度調整をさらに効率良く行うことができる。
【００１０】
〔発明４〕  発明４のプローバは、発明２又は発明３のプローバにおいて、前記空間に前記探針が含まれていることを特徴とするものである。
このような構成であれば、探針を被測定物と同じように温めたり、冷やしたりすることができるので、被測定物と探針との位置合わせ精度向上に効果的である。
【００１１】
〔発明５〕  発明５の温度調整装置は、支持手段によって支持された被測定物に探針を接触させてその電気的特性を測定するプローバに着脱可能に取り付けられる温度調整装置であって、熱伝導性を有し、かつ前記支持手段によって支持された前記被測定物を含む空間の周囲に配置される循環路と、前記循環路に接続して当該循環路内に温度調整された液体を送出する液体送出手段と、を有することを特徴とするものである。
【００１２】
このような構成であれば、温度調整装置をプローバに取り付けた状態で、液体と被測定物との間での熱交換が可能であり、循環路内を流れる液体の温度を任意の温度に設定することで、上記空間及び被測定物の温度を調整することが可能である。また、循環路と被測定物との間は空間で仕切られているので、液体の流れによって循環路が振動しているような場合でも、循環路から被測定物への振動の伝達を抑えることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
（１）第１実施形態
図１は、本発明の実施の形態に係るプローバ１００の構成例を示す概念図である。このプローバ１００は、ウエーハＷに作り込まれたＩＣチップの電気的特性を検査するための（即ち、プローブ検査を実行するための）検査装置である。図１に示すように、このプローバ１００は、ウエーハＷを載置するためのチャックステージ１０と、プローブカード２０と、液体循環路３０と、循環装置４０と、筐体５０と、を含んだ構成となっている。
チャックステージ１０は例えば金属製であり、そのウエーハ載置面には吸着用の孔部が複数個設けられている。また、プローブカード２０は、その基体がプリント基板からなり、そのウエーハＷと向かい合う面には複数本のプローブピンを備えている。これらのプローブピンの配置は、検査対象であるＩＣチップのパッド電極の配置にそれぞれ対応している。
また、液体循環路３０は、例えばステンレス等の熱伝導性を有する部材で構成されており、その内部はオイル、水又はエタノール等の液体を流すことが可能な構造となっている。図１に示すように、この液体循環路３０は、チャックステージ１０と、ウエーハＷと、プローブカード２０とを含む空間Ｓを囲むように配置されている。
【００１４】
図２は、第１実施形態に係る液体循環路３０の一例を示す図である。図２に示すように、液体循環路３０は例えば細い管部材からなる。この管部材からなる液体循環路３０は、チャックステージと、ウエーハと、プローブカードとを含む空間Ｓの周囲（四方の側面）に沿ってとぐろを巻いており、その一端３１は空間Ｓの上側に、その他端３３は下側にそれぞれ延びている。図１に示すように、この液体循環路３０の両端に循環装置４０が接続されている。
【００１５】
循環装置４０は、温度調整された液体を液体循環路３０内に送り出す機能を備えたものであり、図示しないポンプと、熱交換器とを含んだ構成となっている。このプローバ１００では、この循環装置４０と液体循環路３０とで温度調整装置を構成しており、液体循環路３０はプローバ１００の筐体５０に対して着脱可能となっている。また、循環装置４０は筐体５０から離れた位置に配置されており、この循環装置４０内のポンプの振動が筐体５０に伝わらないようになっている。
【００１６】
ところで、このプローバ１００は、ウエーハＷを高温、常温又は低温の環境下に置き、その環境温度でＩＣチップの電気的特性を検査することが可能である。それぞれ例を挙げながら説明する。
例えば、ＩＣチップを７０〜８０［℃］程度の高温で検査する場合には、循環装置４０内に流す液体にオイルを選択する。循環装置４０内では熱交換器によってオイルの温度を７０〜８０［℃］程度に調整し、温度調整したオイルを循環装置４０内のポンプによって液体循環路３０内に連続的に送り出す。オイルの加熱は熱交換器のヒータで行う。これにより、液体循環路３０内には７０〜８０［℃］程度のオイルが連続的に流れ、液体循環路３０によってその周囲を囲まれた空間Ｓも、７０〜８０［℃］程度まで温められる。そして、この空間Ｓを介してチャックステージ１０と、ウエーハＷと、プローブカード２０も７０〜８０［℃］程度まで温められる。この状態（即ち、７０〜８０［℃］程度のオイルが連続的に流れる状態）を維持し、ウエーハＷとプローブカード２０等の温度が安定した後で、これらの位置合わせを行い、その後、検査を開始する。
【００１７】
また、ＩＣチップを２５［℃］付近の常温で検査する場合には、循環装置４０内に流す液体に水を選択する。循環装置４０内では熱交換器によって水の温度を２５［℃］程度に調整し、温度調整した水を循環装置４０内のポンプによって液体循環路３０内に連続的に送り出す。これにより、液体循環路３０内には２５［℃］程度の水が連続的に流れ、上記空間Ｓ及び、チャックステージ１０と、ウエーハＷと、プローブカード２０とが全体的に２５［℃］付近に維持される。そして、この状態（即ち、２５［℃］程度の水が連続的に流れる状態）を維持し、ウエーハＷとプローブカード２０等の温度が安定した後で、これらの位置合わせを行い、その後、検査を開始する。
【００１８】
プローブ検査を実行している間は、プローブカード２０やウエーハＷ内のＩＣチップに電気信号が流れる。また、チャックステージ１０は水平方向及び垂直方向に機械的に動くので、チャックステージ１０と、ウエーハＷ及びプローブカード２０からは熱が発生する。従って、常温で検査する場合には、一般に、温度は２５［℃］よりも高くなり勝ちである。しかしながら、このプローバ１００では、空間Ｓの周囲に配置された液体循環路３０内に２５［℃］程度の水が連続的に流れるので、このような意図しない温度上昇を防ぐことができる。
【００１９】
さらに、ＩＣチップを−１０〜０［℃］程度の低温で検査する場合には、循環装置４０内に流す液体にエタノール等の、少なくとも水より融点が低い液体を選択する。循環装置４０内では熱交換器によってエタノールの温度を−１０〜０［℃］程度に調整し、温度調整したエタノールを循環装置４０内のポンプによって液体循環路３０内に連続的に送り出す。熱交換器でのエタノールの冷却は例えば液体フロン等による。これにより、液体循環路３０内には−１０〜０［℃］程度のエタノールが連続的に流れ、上記空間Ｓ及び、チャックステージ１０と、ウエーハＷと、プローブカード２０とが全体的に−１０〜０［℃］程度まで冷やされる。そして、この状態（即ち、−１０〜０［℃］程度のエタノールが連続的に流れる状態）を維持し、ウエーハＷとプローブカード２０等の温度が安定した後で、これらの位置合わせを行い、その後、検査を開始する。
【００２０】
このように、本発明の実施の形態に係るプローバ１００によれば、液体循環路３０内を流れる液体と空間Ｓとの間、及び空間ＳとウエーハＷ等との間でそれぞれ熱交換が可能であり、液体の温度を任意の温度に設定することで、空間Ｓの温度と、ウエーハＷ等の温度とを間接的に調整することが可能である。また、液体循環路３０とウエーハＷとの間は空間Ｓで仕切られているので、液体の流れによって液体循環路３０が振動しているような場合でも、液体循環路３０からウエーハＷへの振動の伝達を抑えることができる。
【００２１】
ウエーハＷへの振動を抑えつつ、その温度を調整することができるので、ＩＣチップが今後さらに微細化した場合でも、そのプローブ検査に対応することが可能である。
また、このプローバ１００によれば、液体循環路３０内の容積を大きくすることが容易であり、液体循環路３０内に液体を多く貯めることができるので、流速を比較的緩やかにすることが可能である。従って、振動の発生自体が少ない。さらに、流速が緩やかな場合には、ポンプの動力を小さくすることができるので、ポンプに起因する高周波ノイズの発生も少ない。
【００２２】
また、このプローバ１００によれば、液体循環路３０内に高温度に調整されたオイルを流すことでウエーハＷを加熱することができるので、チャックステージ１０の内部に必ずしもヒータを備える必要はない。チャックステージ１０の内部にヒータが無い場合には、このヒータに起因する高周波は発生しないので、測定時の高周波ノイズを軽減することができ、プローブ検査の信頼性をさらに高めることが可能である。
【００２３】
さらに、上記の（循環装置４０と液体循環路３０とからなる）温度調整装置は、液体循環路３０はプローバ１００の筐体５０に対して着脱可能である。従って、この温度調整装置を、従来からある既存のプローバ１００に対して、いわゆる「後付け」することも可能である。例えば、図５に示すように、プローバ１００では、その液体循環路３０が筐体５０に対して上方向に着脱可能となっている。
【００２４】
この第１実施形態では、チャックステージ１０が本発明の「支持手段」に対応し、ウエーハＷが本発明の「被測定物」に対応している。また、プローブカード２０の探針が本発明の「探針」に対応し、液体循環路３０が本発明の「循環路」に対応している。さらに、循環装置４０が本発明の「液体送出手段」に対応している。
なお、上記のプローバ１００、又は温度調整装置では、高温（オイル）用、常温（水）用及び低温（エタノール）用にそれぞれ液体循環路３０を用意し、これらの液体循環路３０を単独で又は任意に組み合わせて上記空間Ｓの周囲に配置することが可能である。例えば、１台のプローバ１００の空間Ｓの周囲に高温用の液体循環路３０と常温用の液体循環路３０とをそれぞれ配置することで、高温での検査と、常温での検査とをそれぞれ別々に行うことが可能である。
【００２５】
（２）第２実施形態
図３は、本発明の第２実施形態に係る液体循環路６０の一例を示す図である。この第２実施形態では、プローバ１００を構成する液体循環路の形状が、第１実施形態とは異なっている。
【００２６】
即ち、図３に示すように、管部材からなる液体循環路６０は、チャックステージと、ウエーハと、プローブカードとを含む空間Ｓの周囲（四方の側面）に沿って配置されているだけでなく、この空間Ｓの上側にもその上面に沿って折り返しながら配置されている。図３において、上面に沿って配置された管部材６０ａと、空間Ｓの周囲に沿って配置された管部材６０ｂは、連続した一本の管部材で構成されており、その連続した管部材の一端６１は空間Ｓの上側に、その他端６３は空間Ｓの下側にそれぞれ延びている。
【００２７】
オイル、水又はエタノール等の液体は、液体循環路６０の一端６１から入って最初は空間Ｓの上面に沿って流れ、その後、空間Ｓの周囲に沿って流れ、その後、液体循環路６０の他端６３から出てくるようになっている。
このような構成であれば、上記空間Ｓをその周囲からだけでなく、その上方からも温めたり、又は冷やしたりすることができるので、上記空間Ｓや、この空間Ｓに含まれるウエーハＷ等の温度調整を効率良く行うことができる。この第２実施形態では、液体循環路６０が本発明の「循環路」に対応している。
【００２８】
（３）第３実施形態
図４は、本発明の第３実施形態に係る液体循環路９０の一例を示す図である。この第３実施形態では、プローバ１００を構成する液体循環路の形状が、第１，第２実施形態とは異なっている。
【００２９】
即ち、図４に示すように、液体循環路９０は一方向に延びる管ではなく、内側面９０ａと外側面９０ｂとに挟まれた板状の空間Ｓとなっており、これら内側面９０ａ及び外側面９０ｂに沿って、液体循環路９０の上側からその下側に液体を流すようになっている。図４に示すように、この液体循環路９０は、上記空間Ｓの周囲（四方の側面）と上面とに沿って配置されている。また、この液体循環路９０にはその内部を仕切る仕切り板が無い。図４に示すように、この液体循環路９０の上側には液体の流入口９１が、その下側に液体の流出口９３がそれぞれ設けられている。
【００３０】
このような構成であれば、第１、第２実施形態と同様に、液体循環路９０内を流れる液体と空間Ｓとの間、及び空間ＳとウエーハＷ等との間でそれぞれ熱交換が可能であり、液体の温度を任意の温度に設定することで、空間Ｓの温度と、ウエーハＷ等の温度とを間接的に調整することが可能である。また、液体循環路９０とウエーハＷとの間は空間Ｓで仕切られているので、液体の流れによって液体循環路９０が振動しているような場合でも、液体循環路９０からウエーハＷへの振動の伝達を抑えることができる。この第３実施形態では、液体循環路９０が本発明の「循環路」に対応している。
【００３１】
なお、図６に示すように、上記空間Ｓの側面に沿う液体循環路９０の一部にウエーハＷを出し入れするための扉９５を設けても良い。図示しないが、第１，第２実施形態で説明した液体循環路についても同様である。このような構成であれば、ウエーハＷの出し入れに伴う手間を軽減することができ、プローブ検査をより円滑に行うことが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】実施の形態に係るプローバ１００の構成例を示す概念図。
【図２】第１実施形態に係る液体循環路３０の一例を示す図。
【図３】第２実施形態に係る液体循環路６０の一例を示す図。
【図４】第３実施形態に係る液体循環路９０の一例を示す図。
【図５】液体循環路３０の着脱の一例を示す図。
【図６】ウエーハＷを出し入れするための扉９５の一例を示す図。
【符号の説明】
【００３３】
１０  チャックステージ、２０  プローブカード、３０，６０，９０  液体循環路、３１，６１，９１  （液体が流入する）一端、３３，６３，９３  （液体が流出する）他端、４０  循環装置、５０  筐体、６０ａ  （上面に沿って配置された）管部材、６０ｂ  空間Ｓの周囲に沿って配置された管部材、９０ａ  内側面、９０ｂ  外側面、９５  扉、１００，２００，３００  プローバ
【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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