(57)【要約】【課題】本発明はプローブ針をウェーハ等の被検査物に接続して検査を行なう半導体検査装置に関し、プローブ針及び被検査物に対する酸化を確実に防止できると共に検査の信頼性の向上を図ることを課題とする。【解決手段】検査時にプローブ針１を電極パッド５に接続して電気的検査を行なう半導体検査装置において、プローブ針１と電極パッド５とが接続される領域Ａにおける酸素濃度を検出する酸素濃度センサ３０Ａと、プローブ針１の酸化を防止する酸化防止ガス２０をプローブ針１（領域Ａ）に向け供給するガス供給手段（ガス供給装置１５，電磁弁１６，ノズル１７）と、酸素濃度センサ３０Ａからの信号に基づき領域Ａの酸素濃度が所定濃度を超えたとき、制御装置１８によりガス供給手段を駆動してプローブ針１に酸化防止ガスを供給する構成とする。【選択図】　　　図１
2004111442.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
検査時にプローブ針を被検査物に接続して電気的検査を行なう半導体検査装置において、
前記被検査物が載置されるステージを駆動することにより、前記被検査物を前記プローブ針に接続させるステージ駆動手段と、
前記プローブ針の酸化を防止する酸化防止ガスを、前記プローブ針に向け供給するガス供給手段と、
前記駆動手段からの信号に基づき、少なくとも前記被検査物が前記プローブ針に接続するとき、前記ガス供給手段を駆動して前記プローブ針に酸化防止ガスを供給する制御手段と
を設けたことを特徴とする半導体検査装置。
【請求項２】
検査時にプローブ針を被検査物に接続して電気的検査を行なう半導体検査装置において、
前記被検査物が前記プローブ針と接続させる領域における酸素濃度を検出する酸素濃度検出手段と、
前記プローブ針の酸化を防止する酸化防止ガスを、前記プローブ針に向け供給するガス供給手段と、
前記酸素濃度検出手段からの信号に基づき、前記領域の酸素濃度が前記プローブ針を酸化させる濃度を超えたとき、前記ガス供給手段を駆動して前記プローブ針に酸化防止ガスを供給する制御手段と
を設けたことを特徴とする半導体検査装置。
【請求項３】
検査時にプローブ針を被検査物に接続して電気的検査を行なう半導体検査装置において、
前記プローブ針の酸化を防止する酸化防止ガスを、前記プローブ針に向け供給するガス供給手段と、
前記被検査物が前記プローブ針と接続させる領域における前記酸化防止ガス濃度を検出するガス濃度検出手段と、
前記ガス濃度検出手段からの信号に基づき、前記領域の酸化防止ガス濃度が前記プローブ針の酸化防止を図りうる濃度より低下したとき、前記ガス供給手段を駆動して前記プローブ針に酸化防止ガスを供給する制御手段と
を設けたことを特徴とする半導体検査装置。
【請求項４】
請求項１乃至３のいずれかに記載の半導体検査装置において、
前記制御手段は、
前記検査時中においては、前記ガス供給手段によるプローブ針に向けた酸化防止ガスの供給を停止することを特徴とする半導体検査装置。
【請求項５】
検査時において、検査台に装着された被検査物にプローブ針を接続して電気的検査を行なう半導体検査装置において、
前記プローブ針の酸化を防止する酸化防止ガスを、前記検査台から前記プローブ針に向け供給する構成としたことを特徴とする半導体検査装置。
【請求項６】
請求項５記載の半導体検査装置において、
前記検査台に前記被検査物を加熱或いは冷却する温度調整機を設けると共に、該検査台内に前記酸化防止ガスが循環する通路を設け、
前記温度調整機により前記被検査物と共に前記酸化防止ガスが加熱されるよう構成したことを特徴とするものである。
【請求項７】
請求項５または６記載の半導体検査装置において、
前記検査台に設けられる前記酸化防止ガスの噴出し孔を、前記検査台の前記被検査物の装着位置を囲繞する位置に設けたことを特徴とする半導体検査装置。
【請求項８】
請求項５乃至７のいずれかに記載の半導体検査装置において、
前記検査台から前記プローブ針に向けた前記酸化防止ガスの供給を制御する制御手段を設け、少なくとも前記検査時中においては、前記制御手段により前記プローブ針に向けた酸化防止ガスの供給を停止することを特徴とする半導体検査装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は半導体検査装置に係り、特にプローブ針をウェーハ等の被検査物に接続して検査を行なう半導体検査装置に関する。
【０００２】
一般に、半導体装置の検査工程では、プローブカードを用いて被検査部材（例えば半導体ウェーハ等）の検査が行なわれる。プローブカードは、基台に複数のプローブ針が配設された構成とされており、また各プローブ針は被検査部材の検査を行なうテスターに接続されている。
【０００３】
検査時において、プローブカードのプローブ針は、被検査部材の電極に当接することにより電気的接続される。テスターは、被に対してプローブ針を介して検査信号を供給し、また被検査部材からプローブ針を介して返信される信号に基づき被検査部材の検査を行なう。
【０００４】
従って、信頼性の高い半導体検査を行なうためには、プローブ針を被検査部材の電極に確実に電気的に接続する必要がある。
【０００５】
【従来の技術】
通常、プローブ針を用いて半導体ウェーハ等の被検査物に対して検査を実施する半導体検査装置は、一般雰囲気の環境下、すなわち酸素の含有率が約２０数％の環境下で使用される。このため、半導体検査装置に設けられるプローブ針の表面、及び被検査物であるウェーハの電極表面には、使用する金属材料によっては容易にその表面が酸化する。
【０００６】
例えば、半導体回路素子の動作試験を実施する半導体検査装置の場合、ウェーハ上に構成されている電極パッドの材質は一般的にアルミニウム若しくはアルミニウムに銅等を混入したものが用いられている。また、半導体検査装置に設けられるプローブ針は、一般的にタングステン若しくはタングステンレニュムであり、共、常温でも容易に酸化する金属である。従って、プローブ針及び電極パッドの表面は、容易に酸化してしまう。
【０００７】
図１は、プローブ針１の表面に表面酸化物７が形成された状態を、また図２はウェーハ４の電極パッド５上に表面酸化物９が形成された状態を示している。このように、表面酸化物７が形成されたプローブ針１を表面酸化物９が形成された電極パッド５に接続しようとした場合、通常表面酸化物７，９は絶縁性を有しているため、この表面酸化物７，９を突き破って、プローブ針１と電極パッド５の真面同士を接触させる必要がある。
【０００８】
このように、表面酸化物７，９を突き破ってプローブ針１を電極パッド５に電気的に接続するには、プローブ針１を電極パッド５に押し当てる際の接触圧Ｆ（図２に矢印で示す）を高める必要がある。しかしながら、この接触圧Ｆを上げると、プローブ針１が電極パッド５に与える応力が大きくなり、接続時に電極パッド５に発生する接触痕６が大きく深くなってしまう。
【０００９】
このように、接触痕６が大きく深くなると、この電極パッド５を有したウェーハから切り出された半導体チップをパッケージなどに封入する場合、ワイヤーボンディング工程でワイヤーと電極パッド５との接触性が悪くなり、製造不良となる障害が知られている。また、接触圧Ｆを上げると電極パッド５にその応力が印加されるため、この電極パッド５パッドの下層に回路部や配線層が存在する場合には、接触圧Ｆによる応力に起因して回路部が破壊されたり、配線が分断される障害が発生するおそれがある。
【００１０】
これを防止する手段として、半導体検査装置内に研磨シートを設け、プローブ針１に付着した表面酸化物７をこの研磨シートにより除去するものもある。しかしながら、研磨してもプローブ針１には研磨直後から酸化が発生してしまい、頻繁に研磨を実施することが必要となる。また、この研磨の度に半導体検査装置を停止させる必要が生じ、検査効率も低下してしまう。
【００１１】
そこで上記の問題点を解決するため、例えば特許文献１に開示されているように、プローブ針１及び電極パッド５に酸化を防止する酸化防止ガス（例えば、不活性ガス等）を供給し、これによりプローブ針１及び電極パッド５に表面酸化物７，９を発生させないようにした半導体検査装置が提案されている。
【００１２】
【特許文献１】
特開平１１−１４８９４７号公報（第００３３段落〜第００３４段落、図１１，図１２参照）
【００１３】
【発明が解決しようとする課題】
上記の特許文献１に開示された技術では、密閉された環境下で常時酸化防止ガスをプローブ針の先端に吹き付ける事で酸化を防止する構成とされている。しかしながら、検査時を含めプローブ針に対し常時酸化防止ガスを供給する方法では、検査時にウェーハの温度保証を行なう場合、特に高温における試験を実施する場合には、酸化防止ガスがウェーハにも吹き付けられてしまう。
【００１４】
このため、ウェーハが酸化防止ガスにより冷却されてしまい、被検査部材となるウェーハの検査温度の保証を維持することが困難となる。このようにウェーハの検査温度の保証ができない場合、検査の信頼性が著しく低下してしまう。
【００１５】
また、不活性ガスよりなる酸化防止ガスは高価なガスであるが、特許文献１に開示された技術のように常時プローブ針に供給し、またその流量制御を行なうことができない構成では、プローブ針に対する酸化のおそれが低いとき（例えば、酸素濃度が低い環境下における検査時等）においても、常時一定流量の酸化防止ガスが供給されるため、検査のランニングコストが高くなるという問題点がある。
【００１６】
本発明は上記の点に鑑みてなされたものであり、プローブ針及び被検査物に対する酸化を確実に防止できると共に検査の信頼性の向上を図り得る半導体検査装置を提供することを目的とする。
【００１７】
【課題を解決するための手段】
上記の課題を解決するために本発明では、次に述べる各手段を講じたことを特徴とするものである。
【００１８】
請求項１記載の発明は、
検査時にプローブ針を被検査物に接続して電気的検査を行なう半導体検査装置において、
前記被検査物が載置されるステージを駆動することにより、前記被検査物を前記プローブ針に接続させるステージ駆動手段と、
前記プローブ針の酸化を防止する酸化防止ガスを、前記プローブ針に向け供給するガス供給手段と、
前記駆動手段からの信号に基づき、少なくとも前記被検査物が前記プローブ針に接続するとき、前記ガス供給手段を駆動して前記プローブ針に酸化防止ガスを供給する制御手段とを設けたことを特徴とするものである。
【００１９】
上記発明によれば、駆動手段からの信号に基づき制御手段は、被検査物とプローブ針との間に摩擦熱が発生する接続時にプローブ針に酸化防止ガスを供給する。接続時は摩擦熱によりプローブ針は酸化し易い状態となるが、酸化防止ガスが供給されることによりプローブ針の酸化は防止される。これにより、プローブ針と被検査物との電気的接続を確実に行なうことが可能となり、よって半導体検査装置による検査の信頼性を高めることができる。
【００２０】
また、請求項２記載の発明は、
検査時にプローブ針を被検査物に接続して電気的検査を行なう半導体検査装置において、
前記被検査物が前記プローブ針と接続させる領域における酸素濃度を検出する酸素濃度検出手段と、
前記プローブ針の酸化を防止する酸化防止ガスを、前記プローブ針に向け供給するガス供給手段と、
前記酸素濃度検出手段からの信号に基づき、前記領域の酸素濃度が前記プローブ針を酸化させる濃度を超えたとき、前記ガス供給手段を駆動して前記プローブ針に酸化防止ガスを供給する制御手段とを設けたことを特徴とするものである。
【００２１】
上記発明によれば、酸素濃度検出手段からの信号に基づき制御手段は、被検査物とプローブ針とが接続される領域の酸素濃度がプローブ針を酸化させる濃度を超えたとき、プローブ針に酸化防止ガスを供給する。よって、前記領域における酸素濃度は低下し、プローブ針の酸化は防止される。
【００２２】
これにより、プローブ針と被検査物との電気的接続を確実に行なうことが可能となり、よって半導体検査装置による検査の信頼性を高めることができる。また、環境がプローブ針に酸化が発生するおそのある状態となったときのみ酸化防止ガスを供給する構成であるため、高価な酸化防止ガスの消費量が低減され、検査に要するランニングコストの低減を図ることができる。
【００２３】
また、請求項３記載の発明は、
検査時にプローブ針を被検査物に接続して電気的検査を行なう半導体検査装置において、
前記プローブ針の酸化を防止する酸化防止ガスを、前記プローブ針に向け供給するガス供給手段と、
前記被検査物が前記プローブ針と接続させる領域における前記酸化防止ガス濃度を検出するガス濃度検出手段と、
前記ガス濃度検出手段からの信号に基づき、前記領域の酸化防止ガス濃度が前記プローブ針の酸化防止を図りうる濃度より低下したとき、前記ガス供給手段を駆動して前記プローブ針に酸化防止ガスを供給する制御手段とを設けたことを特徴とするものである。
【００２４】
上記発明によれば、ガス濃度検出手段からの信号に基づき制御手段は、被検査物とプローブ針とが接続される領域の酸化防止ガス濃度がプローブ針の酸化防止を図りうる濃度を超えたとき、プローブ針に酸化防止ガスを供給する。これにより、前記領域における酸化防止ガス濃度は上昇しプローブ針の酸化は防止される。これにより、プローブ針と被検査物との電気的接続を確実に行なうことが可能となり、よって半導体検査装置による検査の信頼性を高めることができる。
【００２５】
また、請求項４記載の発明は、
請求項１乃至３のいずれかに記載の半導体検査装置において、
前記制御手段は、
前記検査時中においては、前記ガス供給手段によるプローブ針に向けた酸化防止ガスの供給を停止することを特徴とするものである。
【００２６】
上記発明によれば、検査時中においてはプローブ針に向けた酸化防止ガスの供給が停止されるため、プローブ針と被検査物との接続位置が酸化防止ガスにより冷却されることを防止できる。これにより、安定した温度環境下で検査を行なうことが可能となり、検査の信頼性を高めることができる。また、酸化防止ガスの消費量を低減することができ、検査コストの低減を図ることができる。
【００２７】
また、請求項５記載の発明は、
検査時において、検査台に装着された被検査物にプローブ針を接続して電気的検査を行なう半導体検査装置において、
前記プローブ針の酸化を防止する酸化防止ガスを、前記検査台から前記プローブ針に向け供給する構成としたことを特徴とするものである。
【００２８】
上記発明によれば、酸化防止ガスが検査台からプローブ針に向け供給されるため、被検査物とプローブ針との接続位置に極めて近接した位置から酸化防止ガスを供給することができ、よって確実にプローブ針の酸化防止を図ることができる。
また、請求項６記載の発明は、
請求項５記載の半導体検査装置において、
前記検査台に前記被検査物を加熱或いは冷却する温度調整機を設けると共に、該検査台内に前記酸化防止ガスが循環する通路を設け、
前記温度調整機により前記被検査物と共に前記酸化防止ガスが加熱されるよう構成したことを特徴とするものである。
【００２９】
上記発明によれば、酸化防止ガスは温度調整機により被検査物と共に加熱或いは冷却されるため、プローブ針に向け供給された際に酸化防止ガスの温度は被検査物の温度と等しくなっている。これにより、酸化防止ガスをプローブ針に向け供給しても被検査物とプローブ針との接続位置の温度が変化することはない。よって、酸化防止ガスを供給した状態のままで被検査物に対する検査を行なうことが可能となり、プローブ針に酸化が発生することをより確実に防止することができる。
【００３０】
また、請求項７記載の発明は、
請求項５または６記載の半導体検査装置において、
前記検査台に設けられる前記酸化防止ガスの噴出し孔を、前記検査台の前記被検査物の装着位置を囲繞する位置に設けたことを特徴とするものである。
【００３１】
上記発明によれば、酸化防止ガスは被検査物の装着位置を囲繞する位置から噴出されるため、被検査物の回りに酸化防止ガスによるカーテンが形成され、その内部（被検査物とプローブ針との接続位置）に酸素が侵入することができなくなる。これにより、プローブ針に酸化が発生することをより確実に防止することができる。
【００３２】
また、請求項８記載の発明は、
請求項５乃至７のいずれかに記載の半導体検査装置において、
前記検査台から前記プローブ針に向けた前記酸化防止ガスの供給を制御する制御手段を設け、少なくとも前記検査時中においては、前記制御手段により前記プローブ針に向けた酸化防止ガスの供給を停止することを特徴とするものである。
【００３３】
上記発明によれば、少なくとも検査時中においてはプローブ針に向けた酸化防止ガスの供給が停止されるため、プローブ針と被検査物との接続位置が酸化防止ガスにより冷却されることを防止できる。これにより、安定した温度環境下で検査を行なうことが可能となり、検査の信頼性を高めることができる。また、酸化防止ガスの消費量を低減することができ、検査コストの低減を図ることができる。
【００３４】
【発明の実施の形態】
次に、本発明の実施の形態について図面と共に説明する。
【００３５】
図３は、本発明の第１実施例である半導体検査装置１０Ａの構成図である。この半導体検査装置１０Ａは、プローブ針１を用いて被検査物となるウェーハ４に対して所定の検査を実施するものである。
【００３６】
プローブカード２は、中央形成された開口部８の回りに複数のプローブ針１を設けた構成とされている。この各プローブ針１は、図示しないテスターに電気的に接続されている。よって、プローブ針１をウェーハ４の電極パッド５に接続することにより、プローブカード２を介してウェーハ４はテスターに電気的に接続され、ウェーハ４はテスターにより所定の電気的検査が行なわれる。
【００３７】
半導体検査装置１０Ａは、大略するとハウジング１１，ステージ１３Ａ，ステージ駆動装置１４，ガス供給装置１５，及び制御装置１８等により構成されている。ハウジング１１はプローブカード２が装着されるプローブカード装着部１２を有しており、このプローブカード装着部１２に装着されたプローブカード２を挟んで２上部空間室１９Ａと下部空間室１９Ｂに画成されている。
【００３８】
上部空間室１９Ａは、側部にノズル１７が設けられている。このノズル１７はガス供給装置１５に接続されており、またガス供給装置１５とノズル１７との間には電磁弁１６が配設されている。
【００３９】
ガス供給装置１５は、酸化防止ガス２０をノズル１７に向け供給する装置である。このガス供給装置１５から供給された酸化防止ガス２０は、電磁弁１６により流量を制御された上でノズル１７から上部空間室１９Ａに噴出される。また、電磁弁１６は制御装置１８に接続されており、この制御装置１８により電磁弁１６はその開弁度を制御される構成とされている。即ち、上部空間室１９Ａ内に噴射される酸化防止ガス２０の噴出量は、制御装置１８により制御することができる。
【００４０】
ここで、酸化防止ガス２０とは、プローブ針１及び電極パッド５を酸化させないガスである。この酸化防止ガス２０としては、例えばアルゴンガス，ヘリウムガス，窒素ガス等の不活性ガスを用いることができる。
【００４１】
一方、下部空間室１９Ｂは、ステージ１３Ａ及びステージ駆動装置１４が配設されている。ステージ１３Ａはウェーハ４を載置するものであり、その内部にはウェーハ４を吸着するためのチャック機構が設けられている。このステージ１３Ａは、ステージ駆動装置１４に取り付けられている。
【００４２】
ステージ駆動装置１４は、ステージ１３Ａを三次元的（Ｘ，Ｙ，Ｚ方向）に移動可能な構成とされている。これにより、ステージ駆動装置１４は、ステージ１３Ａに搭載されたウェーハ４（電極パッド５）をプローブ針１と接続する位置（検査位置）まで搬送する。即ち、プローブカード２に設けられたプローブ針１と、ウェーハ４に形成された電極パッド５の電気的な接続は、ステージ駆動装置１４が駆動しウェーハ４を検査位置まで移動させるすることにより行なわれる。このステージ駆動装置１４は制御装置１８に接続されており、制御装置１８により駆動制御される構成とされている。
【００４３】
上記構成とされた半導体検査装置１０Ａは、制御装置１８により電磁弁１６が開弁された際、ガス供給装置１５からノズル１７を介して上部空間室１９Ａ内に酸化防止ガス２０が噴出される。この酸化防止ガス２０は、プローブカード２に形成されている開口部８を通り、プローブ針１と電極パッド５が接続される領域（図中、矢印Ａで示す領域）に供給される。これにより、プローブ針１及び電極パッド５の表面に酸化が発生することを防止することができる。
【００４４】
また、前記したように制御装置１８はステージ駆動装置１４と接続されており、このステージ駆動装置１４からウェーハ４の位置情報が送信される構成とされている。制御装置１８は、このステージ駆動装置１４から送信される位置情報に基づき電磁弁１６の開閉制御、換言すればプローブ針１と電極パッド５が接続される領域Ａに対する酸化防止ガス２０の供給量の制御を行なう。以下、図４を参照しつつ、制御装置１８が実施する酸化防止ガス２０の供給量制御処理について説明する。
【００４５】
図４に示す酸化防止ガス２０の供給量制御処理は、半導体検査装置１０Ａが起動すると同時に開始される。ステップ１０（図では、ステップをＳと略称している）では、制御装置１８はガス供給装置１５を起動する。これにより、ガス供給装置１５から酸化防止ガス２０が電磁弁１６に向け供給される。
【００４６】
続くステップ１１では、制御装置１８は電磁弁１６を開弁する。これにより、ガス供給装置１５から供給される酸化防止ガス２０は、電磁弁１６を通りノズル１７から上部空間室１９Ａに噴出される。上部空間室１９Ａに噴出された酸化防止ガス２０は、プローブカード２の開口部８を通りプローブ針１と電極パッド５が接続される領域Ａに進行し、これによりプローブ針１及び電極パッド５の表面に酸化物が発生することが防止される。
【００４７】
上記のように、酸化防止ガス２０が上記の領域Ａに供給されている状態において、図示しない別の試験制御処理に基づきウェーハ４に対する検査処理が開始される。ウェーハ４に対する検査処理が開始されると、ステージ駆動装置１４が起動し、ウェーハ４はプローブ針１と電極パッド５とが接続される検査位置まで移動される。この際、ウェーハ４の移動位置を示す位置信号は、ステージ駆動装置１４から制御装置１８に向け送信される。
【００４８】
ステップ１２では、このステージ駆動装置１４から送信される位置情報に基づき、制御装置１８はプローブ針１が電極パッド５と接続される検査位置までウェーハ４が移動したかどうかを判断する。このステップ１２で、ウェーハ４が検査位置まで移動していないと判断された場合、電磁弁１６の開弁状態を維持する。
【００４９】
一方、ステップ１２で、ウェーハ４が検査位置まで移動したと判断されると、処理はステップ１３に進み、制御装置１８は電磁弁１６を閉弁する。これにより、プローブ針１と電極パッド５が接続される領域Ａ（検査位置を含む）に対する酸化防止ガス２０の供給は停止される。この酸化防止ガス２０の供給が停止された状態において、ウェーハ４に対してテスターを用いた電気的な検査処理が実施さる（ステップ１４）。
【００５０】
このように本実施例では、プローブ針１と電極パッド５が接続されウェーハ４に対して検査処理が実施される検査時中は、プローブ針１に向けた酸化防止ガス２０の供給が停止される。即ち、プローブ針１と電極パッド５との接続位置に、酸化防止ガス２０が供給されない状態とすることができる。
【００５１】
これにより、プローブ針１と電極パッド５との接続位置が、酸化防止ガス２０により冷却されることを防止できる。ウェーハ４の特性は温度変化により変化する場合があり、また検査処理の中にはウェーハ４を所定温度まで加熱し、この加熱状態を維持して検査を行なうものがある。よって、酸化防止ガス２０が供給されたままで検査処理を行なった場合、酸化防止ガス２０が冷却風として機能してしまい、精度の高い検査を行なうことができないおそれがある。
【００５２】
しかしながら、本実施例のように、プローブ針１と電極パッド５が接続される検査時において酸化防止ガス２０の供給を停止することにより、安定した温度環境下で検査を行なうことが可能となり、検査の信頼性を高めることができる。また、常時酸化防止ガス２０を噴出したままとする構成に比べ、酸化防止ガス２０の消費量を低減することができ、検査コストの低減を図ることができる。
【００５３】
ステップガス供給装置１５では、ウェーハ４の検査が終了したかどうかを判断する。ウェーハ４の検査が終了するまで、酸化防止ガス２０の供給停止状態は維持される。
【００５４】
一方、ステップ１５でウェーハ４の検査が終了したと判断されると、処理はステップ１６に進んで、制御装置１８は電磁弁１６を開弁する。これにより、酸化防止ガス２０は再びプローブ針１と電極パッド５が接続される領域Ａに供給され、よってプローブ針１及び電極パッド５に表面酸化膜が形成されることが防止される。
【００５５】
続くステップ１７では、半導体検査装置１０Ａにおいて検査予定であった全てのウェーハ４に対する検査が終了したかどうかを判断する。全てのウェーハ４に対する検査が終了していない場合、処理は再びステップ１０に戻り、上記した処理を繰り返し実施する。一方、全てのウェーハ４に対する検査が終了したと判断すると、制御装置１８はガス供給装置１５を停止させる（ステップ１８）。
【００５６】
上記したように本実施例に係る半導体検査装置１０Ａによれば、プローブ針１及び電極パッド５に表面酸化物が形成されることを防止できる。これにより、プローブ針１と電極パッド５との電気的接続を確実に行なえると共に、接続時に電極パッド５に接続痕が発生することを防止できる。これについて、図５を用いて説明する。
【００５７】
図６（Ａ）は、プローブ針１の表面に表面酸化物７が形成され、また電極パッド５の表面に電極パッド５が形成されている時における接続痕の発生を示している。また、図６（Ｂ）は、本実施例において発生する接続痕を示している。
【００５８】
図６（Ａ）に示す表面酸化物７，９が形成されている場合では、プローブ針１と電極パッド５を電極パッド５と電気的に接続するには、絶縁材である表面酸化物７，９を突き破ってプローブ針１を電極パッド５に接続する必要がある。このため、接続時にプローブ針１を電極パッド５に押し当てる接触圧Ｆ１を高める必要がある。しかしながら、この接触圧Ｆ１を上げると、プローブ針１が電極パッド５に与える応力が大きくなり、接触痕（図中、矢印Ｗ１で示す）及び接触痕もぐり（図中、矢印Ｈ１で示す）が大きく深くなってしまう。
【００５９】
このように、接触圧Ｆ１を高め接触痕等が大きく深くなると、ワイヤーボンディング工程でワイヤーと電極パッド５との接触性が悪くなったり、また電極パッド５パッドの下層に位置する回路部が破壊されたり、配線が分断される障害が発生するおそれがあることは前述した通りある。
【００６０】
しかしながら、本実施例では酸化防止ガス２０を供給することにより、プローブ針１及び電極パッド５に表面酸化物７，９が形成されることはなく、仮に形成されていてもその厚さは極めて薄い。よって、低い接触圧Ｆ２（Ｆ２＜Ｆ１）でプローブ針１と電極パッド５とを接続することができ、また接続により発生する接触痕Ｗ２及び接触痕もぐりＨ２も、表面酸化物７，９が存在しているときに比べて小さくなる（Ｗ２＜Ｗ１，Ｈ２＜Ｈ１）。従って、ワイヤーボンディング工程でワイヤーと電極パッド５との接触性を良好とすることができ、また電極パッド５パッドの下層に位置する回路部が破壊されたり配線が分断される等の障害が発生することを確実に防止することができる。
【００６１】
次に、図６を参照しつつ、上記した酸化防止ガス２０の供給量制御処理の変形例について説明する。本変形例に係る酸化防止ガス２０の供給量制御処理は、図４に示した第１実施例による酸化防止ガス２０の供給量制御処理と略同一の処理を行なう構成とされている。
【００６２】
しかしながら、図４に示す第１実施例ではステップ１１，１６で電磁弁１６を開弁しているのに対し、図５に示す変形例ではステップ２１，２６において電磁弁１６を閉弁する構成としている。また、図４に示す第１実施例ではステップ１３で電磁弁１６を閉弁しているのに対し、図５に示す変形例ではステップ２３において電磁弁１６を開弁する構成としている。この各ステップにおいて、第１実施例と変形例は相違している。
【００６３】
図５に示す本変形例の処理を実施することにより、酸化防止ガス２０はプローブ針１と電極パッド５とが接続される検査時のみ供給され、他の時は電磁弁１６が閉弁されて酸化防止ガス２０はプローブ針１及び電極パッド５に供給されない構成となる。
【００６４】
ところで、プローブ針１と電極パッド５とが接続される際、両者の間には摩擦熱が発生することが知られている。この摩擦熱の温度は、場合によっては３００℃以上となることもあり、この熱によりプローブ針１及び電極パッド５は酸化しやすくなる。即ち、検査時において摩擦熱が発生した場合、この摩擦熱によってもプローブ針１及び電極パッド５に酸化が発生してしまう。
【００６５】
しかしながら、本変形例のようにプローブ針１及び電極パッド５との接続時（検査時）に、酸化防止ガス２０をプローブ針１と電極パッド５とが接続される領域Ａに向け供給する構成とすることにより、プローブ針１及び電極パッド５に表面酸化物７，９が発生することを防止することができる。これにより、プローブ針１と電極パッド５との電気的接続を確実に行なうことが可能となり、よって半導体検査装置１０Ａによる検査の信頼性を高めることができる。
尚、第１実施例で説明したように、酸化防止ガス２０の供給により領域Ａの温度が低下することが予想されるため、本変形例は温度に影響を受けることが少ない検査に適した処理である。
【００６６】
続いて、本発明の第２実施例について説明する。
図７は、本発明の第２実施例である半導体検査装置１０Ｂを示している。尚、図７において、図３に示した第１実施例に係る半導体検査装置１０Ａの構成と同一の構成については、同一符号を付してその説明を省略する。
【００６７】
第２実施例である半導体検査装置１０Ｂは、その殆どの構成が第１実施例に係る半導体検査装置１０Ａ（図３参照）と同一であり、異なる点はプローブ針１の近傍域に酸素濃度センサ３０Ａを設けた点である。
【００６８】
酸素濃度センサ３０Ａは、本実施例ではプローブカード装着部１２に一体的に取り付けられており、プローブ針１と電極パッド５とが接続される領域Ａの酸素濃度を検出しうる構成とされている。この酸素濃度センサ３０Ａで測定された領域Ａの酸素濃度を示す酸素濃度信号は、制御装置１８に送信される構成とされている。
【００６９】
続いて、図８を参照しつつ、第２実施例において制御装置１８が実施する酸化防止ガス２０の供給量制御処理について説明する。
図８に示す酸化防止ガス２０の供給量制御処理も、半導体検査装置１０Ｂが起動すると同時に開始される。ステップ３０では、制御装置１８はガス供給装置１５を起動する。これにより、ガス供給装置１５から酸化防止ガス２０が電磁弁１６に向け供給される。
【００７０】
続くステップ３１では、制御装置１８は酸素濃度センサ３０Ａから供給される酸素濃度信号より、プローブ針１と電極パッド５とが接続される領域Ａの酸素濃度が所定値以上であるかどうかを判断する。ここで、所定値とは、プローブ針１及び電極パッド５が酸化しない状態を維持できる酸素濃度をいう。よって、領域Ａの酸素濃度がこの所定値以上となると、プローブ針１及び電極パッド５に表面酸化物７，９が形成されるおそれがある。
【００７１】
ステップ３１で、プローブ針１と電極パッド５とが接続される領域Ａの酸素濃度が所定値以上であると判断されると、処理はステップ３２に進み、制御装置１８は電磁弁１６を開弁する。これにより、ガス供給装置１５から供給される酸化防止ガス２０は、電磁弁１６を通りノズル１７から上部空間室１９Ａに噴出される。上部空間室１９Ａに噴出された酸化防止ガス２０は、プローブカード２の開口部８を通りプローブ針１と電極パッド５が接続される領域Ａに進行し、領域Ａにおける酸化防止ガス２０の濃度は上昇し、相対的に酸素濃度は低下する。これにより、プローブ針１及び電極パッド５の表面に酸化物が発生することが防止される。
【００７２】
一方、ステップ３１で、プローブ針１と電極パッド５とが接続される領域Ａの酸素濃度が所定値未満であると判断されると、処理はステップ３３に進み、制御装置１８は電磁弁１６を閉弁する。これにより、プローブ針１と電極パッド５とが接続される領域Ａに対する酸化防止ガス２０の供給は停止される。
【００７３】
前記したように、所定値とはプローブ針１及び電極パッド５が酸化しない状態を維持できる酸素濃度であるため、領域Ａの酸素濃度が所定値未満である場合には、プローブ針１及び電極パッド５に表面酸化物７，９が酸化するおそれがない状態である。よって本実施例では、このようにプローブ針１及び電極パッド５が酸化おそれがない状態では、酸化防止ガス２０の供給を停止する構成とした。
【００７４】
これにより、プローブ針１及び電極パッド５に表面酸化物７，９が発生することを抑制しつつ、酸化防止ガス２０の使用量を低減することができる。よって、本実施例によればプローブ針１及び電極パッド５に表面酸化物７，９が発生しないことにより検査の信頼性を高めることができると共に、高価な酸化防止ガス２０の消費量が低減されるため、検査のランニングコストを低減することができる．
ステップ３４では、半導体検査装置１０Ｂにおいて検査予定であった全てのウェーハ４に対する検査が終了したかどうかを判断する。全てのウェーハ４に対する検査が終了していない場合、処理は再びステップ３０に戻り、上記した処理を繰り返し実施する。一方、全てのウェーハ４に対する検査が終了したと判断すると、制御装置１８はガス供給装置１５を停止させる（ステップ３５）。
【００７５】
続いて、本発明の第３実施例について説明する。
本実施例に係る半導体検査装置は、図７に示した本発明の第２実施例である半導体検査装置１０Ｂと略同一構成とされており、第２実施例で配設されていた酸素濃度センサ３０Ａが、本実施例ではガス濃度センサ３０Ｂに変わった点でのみ相違している。
【００７６】
ガス濃度センサ３０Ｂは、プローブカード装着部１２に一体的に取り付けられており、プローブ針１と電極パッド５とが接続される領域Ａの酸化防止ガス２０の濃度（以下、ガス濃度という）を検出しうる構成とされている。このガス濃度センサ３０Ｂで測定された領域Ａのガス濃度を示すガス濃度信号は、制御装置１８に送信される構成とされている。
【００７７】
続いて、図９を参照しつつ、第３実施例において制御装置１８が実施する酸化防止ガス２０の供給量制御処理について説明する。
図９に示す酸化防止ガス２０の供給量制御処理も、半導体検査装置１０Ｂが起動すると同時に開始される。ステップ４０では、制御装置１８はガス供給装置１５を起動する。これにより、ガス供給装置１５から酸化防止ガス２０が電磁弁１６に向け供給される。
【００７８】
続くステップ４１では、制御装置１８はガス濃度センサ３０Ｂから供給されるガス濃度信号より、プローブ針１と電極パッド５とが接続される領域Ａのガス濃度が所定値以下であるかどうかを判断する。ここで、所定値とは、プローブ針１及び電極パッド５が酸化しない状態を維持できる酸化防止ガス２０の濃度をいう。よって、領域Ａのガス濃度がこの所定値以下となると、プローブ針１及び電極パッド５に表面酸化物７，９が形成されるおそれがある。
【００７９】
ステップ４１で、プローブ針１と電極パッド５とが接続される領域Ａのガス濃度が所定値以下であると判断されると、処理はステップ４２に進み、制御装置１８は電磁弁１６を開弁する。これにより、ガス供給装置１５から供給される酸化防止ガス２０は、電磁弁１６を通りノズル１７から上部空間室１９Ａに噴出される。
【００８０】
上部空間室１９Ａに噴出された酸化防止ガス２０は、プローブカード２の開口部８を通りプローブ針１と電極パッド５が接続される領域Ａに進行し、領域Ａにおける酸化防止ガス２０の濃度は上昇し、相対的に酸素濃度は低下する。これにより、プローブ針１及び電極パッド５の表面に酸化物が発生することが防止される。
【００８１】
一方、ステップ４１で、プローブ針１と電極パッド５とが接続される領域Ａのガス濃度が所定値を超えていると判断されると、処理はステップ４３に進み、制御装置１８は電磁弁１６を閉弁する。これにより、プローブ針１と電極パッド５とが接続される領域Ａに対する酸化防止ガス２０の供給は停止される。
【００８２】
本実施例では、ステップ４０〜４３の処理が終了すると、続いてステップ４４〜５０の処理が実施されるが、このステップ４４〜５０は図５を用いて説明した第１実施例における供給量制御処理のステップ２２〜２８の処理と同一である。よって、このステップ４４〜５０の説明は省略するもとする。
【００８３】
上記のように本実施例においても、第２実施例と同様にプローブ針１及び電極パッド５が酸化おそれがない状態では、酸化防止ガス２０の供給が停止されるため、プローブ針１及び電極パッド５に表面酸化物７，９が発生することを抑制しつつ、酸化防止ガス２０の使用量を低減することができる。
【００８４】
よって、プローブ針１及び電極パッド５に表面酸化物７，９が発生しないことにより検査の信頼性を高めることができると共に、高価な酸化防止ガス２０の消費量が低減されるため、検査のランニングコストを低減することができる．また、ステップ４４〜４８の処理により、検査時に領域Ａが酸化防止ガス２０により冷却されることを防止できる。
【００８５】
続いて、本発明の第４実施例について説明する。
図１０は、本発明の第４実施例である半導体検査装置１０Ｃを示している。尚、図１０において、図３に示した第１実施例に係る半導体検査装置１０Ａの構成と同一の構成については、同一符号を付してその説明を省略する。
【００８６】
前記した各実施例では、ガス供給装置１５から供給される酸化防止ガス２０をノズル１７から上部空間室１９Ａに噴出し、これによりプローブ針１と電極パッド５とが接続される領域Ａに酸化防止ガス２０を供給する構成としていた。これに対して本実施例では、ステージ１３Ｂ（検査台）からプローブ針１に向け供給するよう構成したものである。
【００８７】
尚、制御装置１８が実施する制御動作については、前記した各実施例で説明したと同様の制御動作（図４，図５，図８，図９参照）をそのまま適用することができるため、ここでは制御動作についての説明は省略するものとする。
【００８８】
ステージ１３Ｂは、図１０に加えて図１１に示すように、電極パッド５が装着される装着面に複数の噴出し孔２３が形成されている。この噴出し孔２３は、ステージ１３Ｂ内に形成された内部配管２２、及びこの内部配管２２に接続された配管２６により電磁弁１６に接続されている。よって、ガス供給装置１５から供給される酸化防止ガス２０は、電磁弁１６が開弁することにより配管２６，内部配管２２を通り噴出し孔２３から噴出される。また、この複数の噴出し孔２３は、図１１（Ａ）に示すように、ウェーハ４をチャックするチャック機構２１を囲繞するよう配設されている。
【００８９】
本実施例のように、酸化防止ガス２０をステージ１３Ｂから噴出す構成とすることにより、プローブ針１と電極パッド５とが接続される領域Ａに極めて近接した位置から酸化防止ガス２０を供給することができる。これにより、酸化防止ガス２０をプローブ針１及び電極パッド５に直接的に供給できるため、プローブ針１及び電極パッド５の酸化防止を確実に図ることができる。
【００９０】
また、酸化防止ガス２０が領域Ａに近接した位置から供給可能となることにより、ハウジング１１内における酸化防止ガス２０の領域Ａまでの流路が短縮され、よって酸化防止ガス２０の効率的利用を図ることができる。これにより、酸化防止ガス２０の消費量を低減することができ、酸化防止ガス２０Ｃのランニングコストを低減することができる。
【００９１】
また、酸化防止ガス２０の噴出し孔２３がウェーハ４の装着位置を囲繞するよう形成されているため、酸化防止ガス２０を噴出した際にウェーハ４の回りに酸化防止ガス２０によるカーテンが形成される（図１１（Ｂ）参照）。これにより、この酸化防止ガス２０によるカーテンの内部には、酸素が侵入することができなくなる。プローブ針１と電極パッド５との接続位置は、このカーテンの内部に位置するため、よってプローブ針１及び電極パッド５に酸化が発生することをより確実に防止することができる。
【００９２】
図１２は、上記した第３実施例で用いているステージ１３Ｂの変形例であるステージ１３Ｃを示している。このステージ１３Ｃは、内部にウェーハ４を加熱するための冷却或いは加熱を行なう装置（本実施例ではヒータ装置２４）が設けられた構成とされている。
【００９３】
本変形例では、内部配管２２をヒータ装置２４を取り巻くよう螺旋状に配設し、酸化防止ガス２０がヒータ装置２４を回りを循環して噴出し孔２３に到るよう構成している。これにより、内部配管２２内を通過する過程において、酸化防止ガス２０はヒータ装置２４により加熱される。
【００９４】
このように本実施例では、ヒータ装置２４はウェーハ４を加熱すると共に、内部配管２２内を通過する酸化防止ガス２０をも加熱する。このように、ヒータ装置２４がウェーハ４と内部配管２２を同時に加熱することにより、電磁弁１６が開弁し領域Ａに向け供給された酸化防止ガス２０の温度は、ウェーハ４の温度と等しくなる。
【００９５】
これにより、プローブ針１及び電極パッド５に向け、酸化防止ガス２０を検査時に供給してもウェーハ４の温度が変化することはない。よって、酸化防止ガス２０を供給したままの状態で、ウェーハ４に対して検査を行なうことが可能となる。これにより、酸化防止ガス２０を領域Ａに向け常時供給することが可能となり、プローブ針１及び電極パッド５に酸化が発生することをより確実に防止することができる。
【００９６】
【発明の効果】
上述の如く本発明によれば、次に述べる種々の効果を実現することができる。
【００９７】
請求項１記載の発明によれば、摩擦熱が発生する接続時にプローブ針に酸化防止ガスが供給されるため、プローブ針の酸化を効率的に防止することができる。これにより、プローブ針と被検査物との電気的接続を確実に行なうことが可能となり、よって半導体検査装置による検査の信頼性を高めることができる。
【００９８】
また、請求項２及び請求項３記載の発明によれば、プローブ針に酸化が発生することを防止することができ、よってプローブ針と被検査物との電気的接続を確実に行なうことが可能となる。また、環境がプローブ針に酸化が発生するおそのある状態となったときにのみ、酸化防止ガスがプローブ針に向け供給する構成であるため、高価な酸化防止ガスの消費量が低減され、検査に要するランニングコストの低減を図ることができる。
【００９９】
また、請求項４及び請求項８記載の発明によれば、検査時中においてはプローブ針に向けた酸化防止ガスの供給が停止されるため、プローブ針と被検査物との接続位置が酸化防止ガスにより冷却されることを防止できる。これにより、安定した温度環境下で検査を行なうことが可能となり、検査の信頼性を高めることができる。また、酸化防止ガスの消費量を低減することができ、検査コストの低減を図ることができる。
【０１００】
また、請求項５記載の発明によれば、酸化防止ガスが検査台からプローブ針に向け供給されるため、被検査物とプローブ針との接続位置に極めて近接した位置から酸化防止ガスを供給することができ、よって確実にプローブ針の酸化防止を図ることができる。
また、請求項６記載の発明によれば、酸化防止ガスをプローブ針に向け供給しても被検査物とプローブ針との接続位置の温度が変化することはなく、よって酸化防止ガスを供給した状態のままで被検査物に対する検査を行なうことが可能となり、プローブ針に酸化が発生することをより確実に防止することができる。
【０１０１】
また、請求項７記載の発明によれば被検査物の回りに酸化防止ガスによるカーテンが形成され、被検査物とプローブ針との接続位置に酸素が侵入することができなくなるため、プローブ針に酸化が発生することをより確実に防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】従来の半導体検査装置で発生する問題点を説明するための図である。
【図２】従来の半導体検査装置で発生する問題点を説明するための図である。
【図３】本発明の第１実施例である半導体検査装置を示す構成図である。
【図４】本発明の第１実施例である半導体検査装置で実施される酸化防止ガスの供給量制御処理を示すフローチャートである。
【図５】本発明の第１実施例である酸化防止ガスの供給量制御処理の変形例を示すフローチャートである。
【図６】本発明の効果を従来と比較しつつ説明するための図である。
【図７】本発明の第２実施例である半導体検査装置を示す構成図である。
【図８】本発明の第２実施例である半導体検査装置で実施される酸化防止ガスの供給量制御処理を示すフローチャートである。
【図９】本発明の第３実施例である半導体検査装置で実施される酸化防止ガスの供給量制御処理を示すフローチャートである。
【図１０】本発明の第４実施例である半導体検査装置を示す構成図である。
【図１１】本発明の第４実施例である半導体検査装置に設けられるステージを拡大して示す図である。
【図１２】図１１に示すステージの変形例を示す図である。
【符号の説明】
１　プローブ針
２　プローブカード
４　ウェーハ
５　電極パッド
７　表面酸化物
１０Ａ〜１０Ｃ　半導体検査装置
１３Ａ〜１３Ｃ　ステージ
１４　ステージ駆動装置
１５　ガス供給装置
１６　電磁弁
１７　ノズル
１８　制御装置
１９　上部空間室
２０　酸化防止ガス
２１　チャック機構
２２　内部配管
２３　噴出し孔
２４　ヒータ装置
３０Ａ　酸素濃度センサ
３０Ｂ　ガス濃度センサ
【図１】
2004111442.tif 000003
【図２】
2004111442.tif 000004
【図３】
2004111442.tif 000005
【図４】
2004111442.tif 000006
【図５】
2004111442.tif 000007
【図６】
2004111442.tif 000008
【図７】
2004111442.tif 000009
【図８】
2004111442.tif 000010
【図９】
2004111442.tif 000011
【図１０】
2004111442.tif 000012
【図１１】
2004111442.tif 000013
【図１２】
2004111442.tif 000014