(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
半導体ウェハを保持する保持機構を有する試料室と、
前記試料室の温度を変える温度変化部と、
乾燥した空気を蓄積した後に前記試料室に導入して、前記試料室を乾燥させる乾燥部であって、
乾燥した空気が外部から取り込まれて蓄積される乾燥室と、
外部と前記乾燥室とを連通する外部ドライエア取込み用配管と、
前記外部ドライエア取込み用配管を開閉する第１ダンパと、
前記試料室と前記乾燥室とを連通する乾燥室内ドライエア取込み用配管と、
前記乾燥室内ドライエア取込み用配管を開閉する第２ダンパと、
を有する、前記乾燥部と、
を備える、
冷熱衝撃試験装置。
【請求項２】
前記乾燥部は、前記半導体ウェハが低温から常温に復帰する際に、前記試料室を乾燥させる、
請求項１に記載の冷熱衝撃試験装置。
【請求項３】
前記温度変化部は、前記半導体ウェハが低温で試験される際に、前記試料室の温度を下げ、
前記乾燥部は、前記半導体ウェハが低温から常温に復帰する際に、前記試料室の温度を低温から常温に戻すとともに、前記試料室を乾燥させる、
請求項２に記載の冷熱衝撃試験装置。
【請求項４】
前記乾燥部は、前記半導体ウェハが高温から常温に復帰する際に、前記試料室を乾燥させる、
請求項１に記載の冷熱衝撃試験装置。
【請求項５】
前記温度変化部は、前記半導体ウェハが高温で試験される際に、前記試料室の温度を上げ、
前記乾燥部は、前記半導体ウェハが高温から常温に復帰する際に、前記試料室の温度を高温から常温に戻すとともに、前記試料室を乾燥させる、
請求項４に記載の冷熱衝撃試験装置。
【請求項６】
前記温度変化部は、
前記試料室の空気が取り込まれて冷却される冷却室と、
前記試料室と前記冷却室とを連通する第１連通路と、
前記第１連通路を開閉する第１開閉部と、
前記試料室の空気が取り込まれて加熱される加熱室と、
前記試料室と前記加熱室とを連通する第２連通路と、
前記第２連通路を開閉する第２開閉部と、
を有する、
請求項１に記載の冷熱衝撃試験装置。
【請求項７】
前記温度変化部は、前記半導体ウェハが低温で試験される際に、前記第１開閉部が前記第１連通路を第１期間開いた後に前記第１連通路を閉じ、前記第２開閉部が前記第２連通路を閉じている、
請求項６に記載の冷熱衝撃試験装置。
【請求項８】
前記温度変化部は、前記半導体ウェハが高温で試験される際に、前記第２開閉部が前記第２連通路を第２期間開いた後に前記第２連通路を閉じ、前記第１開閉部が前記第１連通路を閉じている、
請求項６に記載の冷熱衝撃試験装置。
【請求項９】
前記乾燥部は、前記半導体ウェハが低温から常温に復帰する際に、前記第１ダンパが前記外部ドライエア取込み用配管を閉じるとともに、前記第２ダンパが前記乾燥室内ドライエア取込み用配管を開く、
請求項１に記載の冷熱衝撃試験装置。
【請求項１０】
前記温度変化部は、前記試料室の空気を冷却し、
外部から前記乾燥室に取り込まれた乾燥した空気の露点は、前記温度変化部が冷却する空気の温度である冷却温度よりも低い、
請求項１又は９に記載の冷熱衝撃試験装置。
【請求項１１】
前記試料室を囲んでおり、発塵性の少ない材料で形成されている試料室壁をさらに備えた、
請求項１から１０のいずれか１項に記載の冷熱衝撃試験装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、冷熱衝撃試験装置の検査方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、パッケージングされる前の半導体ウェハに対して、その載置されたステージが加熱されて冷熱衝撃試験が行われる技術が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
また、半導体ウェハがダイシングされた後のチップに対して、冷却ヘッドが当接されるとともに、ドライエア発生器が発生したドライエアを用いてチップの表面が乾燥される技術が提案されている（例えば、特許文献２参照）。
【特許文献１】特開平７−２０１５０（第１−４頁、第１−７図）
【特許文献２】特開平７−２０９３７３（第１−５頁、第１−７図）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献２の技術に示されるように、半導体ウェハがダイシングされた後のチップに冷却ヘッドが当接される場合、チップの温度を略均一に変えることができる。また、チップの表面が乾燥される場合、乾燥される対象の面積が小さいので、ドライエア発生器が発生したドライエアを用いて乾燥することができる。これらにより、冷熱衝撃試験の信憑性を向上することができる。しかし、半導体ウェハから切り出されるチップの数だけ冷熱衝撃試験が行われる傾向があり、冷熱衝撃試験の生産性が不十分な傾向にある。
【０００５】
一方、特許文献１の技術に示されるように、ステージを介した熱伝達で半導体ウェハが加熱される場合、冷熱衝撃試験の生産性を向上することはできるが、半導体ウェハを略均一に加熱又は冷却することが困難になる傾向にある。また、半導体ウェハの表面が乾燥される場合、乾燥される対象の面積が大きいので、ドライエア発生器が発生したドライエアを用いて乾燥することが困難になる傾向にあり、半導体ウェハの表面に結露が発生する傾向にある。これらにより、冷熱衝撃試験の信憑性が不十分な傾向にある。
【０００６】
このように、冷熱衝撃試験の信憑性を向上させれば冷熱衝撃試験の生産性が不十分になる傾向にあり、冷熱衝撃試験の生産性を向上させれば冷熱衝撃試験の信憑性が不十分になる傾向にある。すなわち、冷熱衝撃試験の生産性及び信憑性を同時に向上することが困難な傾向にある。
【０００７】
本発明の目的は、冷熱衝撃試験の生産性及び信憑性を同時に向上することができる冷熱衝撃試験装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明に係る冷熱衝撃試験装置は、試料室と、温度変化部と、乾燥部とを備える。試料室は、保持機構を有する。保持機構は、半導体ウェハを保持する。温度変化部は、試料室の温度を変える。乾燥部は、乾燥した空気を蓄積した後に試料室に導入して、試料室を乾燥させる。乾燥部は、乾燥した空気が外部から取り込まれて蓄積される乾燥室と、外部と前記乾燥室とを連通する外部ドライエア取込み用配管と、外部ドライエア取込み用配管を開閉する第１ダンパと、試料室と乾燥室とを連通する乾燥室内ドライエア取込み用配管と、乾燥室内ドライエア取込み用配管を開閉する第２ダンパと、を有する、
【０００９】
この冷熱衝撃試験装置では、温度変化部は、試料室の温度を変える。これにより、半導体ウェハを略均一に加熱又は冷却した状態で冷熱衝撃試験を行うことができる。
【００１０】
また、乾燥部は、乾燥した空気を蓄積した後に試料室に導入して、試料室を乾燥させる。これにより、半導体ウェハが低温から常温に復帰する際に、半導体ウェハの表面を短時間で乾燥することができるので、半導体ウェハの表面に結露が発生することを低減できる。
【００１１】
このように、半導体ウェハを略均一に加熱又は冷却した状態で冷熱衝撃試験を行うことができ、半導体ウェハの表面に結露が発生することを低減できる。このため、冷熱衝撃試験の生産性及び信憑性を同時に向上することができる。
【発明の効果】
【００２０】
本発明に係る冷熱衝撃試験装置では、半導体ウェハを略均一に加熱又は冷却した状態で冷熱衝撃試験を行うことができ、半導体ウェハの表面に結露が発生することを低減できる。このため、冷熱衝撃試験の生産性及び信憑性を同時に向上することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
本発明の実施形態に係る冷熱衝撃試験装置の断面図を図１〜図４に示す。
【００２４】
（冷熱衝撃試験装置の概略構成）
冷熱衝撃試験装置１は、主として、試料室１０，冷却部３０，加熱部２０及び乾燥部４０を備える。
【００２５】
試料室１０は、試料室壁１９と仕切り壁６９とに囲まれて形成されている。試料室１０は、半導体ウェハＷｆのメタルキャリアＭｃが置かれるのに十分な広さを有している。ここで、メタルキャリアＭｃは、１枚又は複数の半導体ウェハＷｆを保持する機構である。メタルキャリアＭｃは、半導体ウェハＷｆを保持した際に、半導体ウェハＷｆの近傍をその平面方向に空気が通過しやすい形状をしている。また、試料室壁１９と仕切り壁６９とは、ステンレススチールなどの発塵性の少ない材料で形成されている。
【００２６】
また、試料室１０は、冷却部３０及び加熱部２０に隣接している。冷却部３０は、冷却した空気を試料室１０へ供給することができるように構成されている。加熱部２０は、加熱した空気を試料室１０へ供給することができるように構成されている。
【００２７】
そして、乾燥部４０の後述する乾燥室４１と試料室１０とは、第１配管４６や第２配管４７を介して開閉可能に接続されている。乾燥部４０は、第１配管４６を介してドライエアを乾燥室４１から試料室１０へ供給することができるように構成されており、第２配管４７を介して試料室１０の空気を乾燥室４１へ取り込むことができるように構成されている。
【００２８】
（冷熱衝撃試験装置の概略動作）
準備工程（図１参照）では、半導体ウェハＷｆを保持するメタルキャリアＭｃが試料室１０に置かれる。冷却部３０は、あらかじめ試料室１０から取り込んだ空気を冷却する。加熱部２０は、あらかじめ試料室１０から取り込んだ空気を加熱する。乾燥部４０は、ドライエアを外部から取り込んで乾燥室４１に蓄積する。
【００２９】
低温試験工程（図２参照）では、冷却部３０は、冷却した空気を試料室１０へ供給する。これにより、冷却された空気が半導体ウェハＷｆの近傍をその平面方向に通過し、半導体ウェハＷｆが略均一に冷却される。一方、加熱部２０は、あらかじめ試料室１０から取り込んだ空気を加熱する。乾燥部４０は、ドライエアを外部から取り込んで乾燥室４１に蓄積する。
【００３０】
第１常温復帰・乾燥工程（図３参照）では、冷却部３０は、冷却した空気を試料室１０へ供給することを止める。そして、乾燥部４０は、あらかじめ乾燥室４１に蓄積したドライエアを試料室１０へ供給する。これにより、ドライエアが半導体ウェハＷｆの近傍をその平面方向に通過し、半導体ウェハＷｆの表面が乾燥する。一方、加熱部２０は、あらかじめ試料室１０から取り込んだ空気を加熱する。
【００３１】
高温試験工程（図４参照）では、加熱部２０は、加熱した空気を試料室１０へ供給する。これにより、加熱された空気が半導体ウェハＷｆの近傍をその平面方向に通過し、半導体ウェハＷｆが略均一に加熱される。一方、冷却部３０は、あらかじめ試料室１０から取り込んだ空気を冷却する。乾燥部４０は、ドライエアを外部から取り込んで乾燥室４１に蓄積する。
【００３２】
第２常温復帰・乾燥工程（図３参照）では、加熱部２０は、加熱した空気を試料室１０へ供給することを止める。そして、乾燥部４０は、あらかじめ乾燥室４１に蓄積したドライエアを試料室１０へ供給する。これにより、ドライエアが半導体ウェハＷｆの近傍をその平面方向に通過し、半導体ウェハＷｆの表面が乾燥する。一方、冷却部３０は、あらかじめ試料室１０から取り込んだ空気を冷却する。
【００３３】
冷熱衝撃試験装置１は、このような低温試験工程〜第２常温復帰・乾燥工程を指定されたサイクルだけ繰り返して冷熱衝撃試験を行う。
【００３４】
（冷却部の詳細構成）
冷却部３０は、主として、冷却室３１，クーラ３２，遠心ファン３３，吹き出し側低温ダンパ３４，吸い込み側低温ダンパ３５，吹き出し側第１連通路３６，吸い込み側第１連通路３７及び貯冷器３８を備える。
【００３５】
冷却室３１は、冷却室壁３９と仕切り壁６９とに囲まれて形成されている。冷却室壁３９には、遠心ファン３３が設けられている。遠心ファン３３は、その回転軸を延長した直線である回転軸直線ＲＡ１の方向に空気を吸い込み、半径方向外側（遠心方向）へ空気を送り出すように構成されている。この遠心ファン３３の回転軸直線ＲＡ１の上には、貯冷器３８及びクーラ３２が設置されている。これにより、遠心ファン３３に吸い込まれる空気は、貯冷器３８やクーラ３２を通過する際に、貯冷器３８やクーラ３２と熱交換を行い冷却されるようになっている。なお、回転軸直線ＲＡ１の上には、貯冷器３８やクーラ３２に付着した霜を加熱して除去するように、除霜ヒータ８１がさらに設けられている。
【００３６】
また、仕切り壁６９には、冷却室３１と試料室１０とが隣接している部分が開口されて、吹き出し側第１連通路３６及び吸い込み側第１連通路３７が形成されている。吹き出し側第１連通路３６及び吸い込み側第１連通路３７は、いずれも、冷却室３１と試料室１０とを連通している。そして、吹き出し側第１連通路３６は、吸い込み側第１連通路３７よりも遠心ファン３３の近くに設けられている。これにより、遠心ファン３３から送り出された空気が吹き出し側第１連通路３６を介して試料室１０へ供給され、試料室１０の空気が吸い込み側第１連通路３７を介して冷却室３１に吸い込まれるようになっている。
【００３７】
さらに、吹き出し側第１連通路３６には、吹き出し側低温ダンパ３４が設けられている。これにより、吹き出し側低温ダンパ３４は、吹き出し側第１連通路３６を開閉するようになっている。また、吸い込み側第１連通路３７には、吸い込み側低温ダンパ３５が設けられている。これにより、吸い込み側低温ダンパ３５は、吸い込み側第１連通路３７を開閉するようになっている。
【００３８】
（冷却部の詳細動作）
準備工程（図１参照）では、吹き出し側低温ダンパ３４が吹き出し側第１連通路３６を開き、吸い込み側低温ダンパ３５が吸い込み側第１連通路３７を開く。これにより、試料室１０の空気が冷却室３１に取り込まれる。次に、吹き出し側低温ダンパ３４が吹き出し側第１連通路３６を閉じ、吸い込み側低温ダンパ３５が吸い込み側第１連通路３７を閉じる。そして、遠心ファン３３が稼働を開始する。これにより、冷却室３１に取り込まれた空気は、図１に白抜き矢印で示すように、貯冷器３８やクーラ３２を通過して冷却された後に、遠心ファン３３により吸い込まれるとともに半径方向外側（遠心方向）へ送り出されて、冷却室３１を循環する。これにより、冷却室３１に取り込まれた空気は十分に冷却される。
【００３９】
低温試験工程（図２参照）では、吹き出し側低温ダンパ３４が吹き出し側第１連通路３６を第１期間だけ開き、吸い込み側低温ダンパ３５が吸い込み側第１連通路３７を第１期間だけ開く。これにより、冷却室３１で冷却された空気は、図２に白抜き矢印で示すように、吹き出し側第１連通路３６を介して、試料室１０へ吹き出される。そして、試料室１０へ吹き出された空気は、吸い込み側第１連通路３７を介して、冷却室３１へ吸い込まれる。冷却室３１へ吸い込まれた空気は、貯冷器３８やクーラ３２を通過して冷却された後に、遠心ファン３３により吸い込まれるとともに半径方向外側（遠心方向）へ送り出されて、冷却室３１及び試料室１０を循環する。これにより、十分に冷却された空気が試料室１０に送り込まれる。
【００４０】
第１常温復帰・乾燥工程（図３参照）では、吹き出し側低温ダンパ３４が吹き出し側第１連通路３６を閉じ、吸い込み側低温ダンパ３５が吸い込み側第１連通路３７を閉じる。これにより、低温試験工程で冷却室３１に取り込まれた空気は、図３に白抜き矢印で示すように、貯冷器３８やクーラ３２を通過して冷却された後に、遠心ファン３３により吸い込まれるとともに半径方向外側（遠心方向）へ送り出されて、冷却室３１を再び循環するようになる。これにより、冷却室３１に取り込まれた空気は十分に冷却される。
【００４１】
高温試験工程（図４参照）や第２常温復帰・乾燥工程（図３参照）では、吹き出し側低温ダンパ３４が吹き出し側第１連通路３６を閉じており、吸い込み側低温ダンパ３５が吸い込み側第１連通路３７を閉じている。これにより、冷却室３１の空気は、図３又は図４に白抜き矢印で示すように、貯冷器３８やクーラ３２を通過して冷却された後に、遠心ファン３３により吸い込まれるとともに半径方向外側（遠心方向）へ送り出されて、冷却室３１を引き続き循環している。これにより、冷却室３１に取り込まれた空気は十分に冷却されている。
【００４２】
（加熱部の詳細構成）
加熱部２０は、主として、加熱室２１，加熱ヒータ２２，遠心ファン２３，吹き出し側高温ダンパ２４，吸い込み側高温ダンパ２５，吹き出し側第２連通路２６及び吸い込み側第２連通路２７を備える。
【００４３】
加熱室２１は、加熱室壁２９と仕切り壁６９とに囲まれて形成されている。加熱室壁２９には、遠心ファン２３が設けられている。遠心ファン２３は、その回転軸を延長した直線である回転軸直線ＲＡ２の方向から空気を吸い込み、半径方向外側（遠心方向）へ空気を送り出すように構成されている。この遠心ファン２３の回転軸直線ＲＡ２の上には、加熱ヒータ２２が設置されている。これにより、遠心ファン２３に吸い込まれる空気は、加熱ヒータ２２を通過する際に、加熱ヒータ２２に加熱されるようになっている。
【００４４】
また、仕切り壁６９には、加熱室２１が試料室１０に隣接した部分が開口されて、吹き出し側第２連通路２６及び吸い込み側第２連通路２７が形成されている。吹き出し側第２連通路２６及び吸い込み側第２連通路２７は、いずれも、加熱室２１と試料室１０とを連通している。そして、吹き出し側第２連通路２６は、吸い込み側第２連通路２７よりも遠心ファン２３の近くに設けられている。これにより、遠心ファン２３から送り出された空気が吹き出し側第２連通路２６を介して試料室１０へ供給され、試料室１０の空気が吸い込み側第２連通路２７を介して加熱室２１に吸い込まれるようになっている。
【００４５】
さらに、吹き出し側第２連通路２６には、吹き出し側高温ダンパ２４が設けられている。これにより、吹き出し側高温ダンパ２４は、吹き出し側第２連通路２６を開閉するようになっている。また、吸い込み側第２連通路２７には、吸い込み側高温ダンパ２５が設けられている。これにより、吸い込み側高温ダンパ２５は、吸い込み側第２連通路２７を開閉するようになっている。
【００４６】
（加熱部の詳細動作）
準備工程（図１参照）では、吹き出し側高温ダンパ２４が吹き出し側第２連通路２６を第２期間だけ開き、吸い込み側高温ダンパ２５が吸い込み側第２連通路２７を第２期間だけ開く。これにより、試料室１０の空気が加熱室２１に取り込まれる。次に、吹き出し側高温ダンパ２４が吹き出し側第２連通路２６を閉じ、吸い込み側高温ダンパ２５が吸い込み側第２連通路２７を閉じる。そして、遠心ファン２３が稼働を開始する。これにより、加熱室２１に取り込まれた空気は、図１に白抜き矢印で示すように、加熱ヒータ２２を通過して加熱された後に、遠心ファン２３により吸い込まれるとともに半径方向外側（遠心方向）へ送り出されて、加熱室２１を循環する。これにより、加熱室２１に取り込まれた空気は十分に加熱される。
【００４７】
低温試験工程（図２参照）や第１常温復帰・乾燥工程（図３参照）では、吹き出し側高温ダンパ２４が吹き出し側第２連通路２６を閉じており、吸い込み側高温ダンパ２５が吸い込み側第２連通路２７を閉じている。これにより、加熱室２１の空気は、図２又は図３に白抜き矢印で示すように、加熱ヒータ２２を通過して加熱された後に、遠心ファン２３により吸い込まれるとともに半径方向外側（遠心方向）へ送り出されて、加熱室２１を引き続き循環している。これにより、加熱室２１に取り込まれた空気は十分に加熱されている。
【００４８】
高温試験工程（図４参照）では、吹き出し側高温ダンパ２４が吹き出し側第２連通路２６を開き、吸い込み側高温ダンパ２５が吸い込み側第２連通路２７を開く。これにより、加熱室２１で加熱された空気は、図４に白抜き矢印で示すように、吹き出し側第２連通路２６を介して、試料室１０へ吹き出される。そして、試料室１０へ吹き出された空気は、吸い込み側第２連通路２７を介して、加熱室２１へ吸い込まれる。加熱室２１へ吸い込まれた空気は、加熱ヒータ２２を通過して加熱された後に、遠心ファン２３により吸い込まれるとともに半径方向外側（遠心方向）へ送り出されて、加熱室２１及び試料室１０を循環する。これにより、十分に加熱された空気が試料室１０に送り込まれる。
【００４９】
第２常温復帰・乾燥工程（図３参照）では、吹き出し側高温ダンパ２４が吹き出し側第２連通路２６を閉じ、吸い込み側高温ダンパ２５が吸い込み側第２連通路２７を閉じる。これにより、高温試験工程で加熱室２１に取り込まれた空気は、図３に白抜き矢印で示すように、加熱ヒータ２２を通過して加熱された後に、遠心ファン２３により吸い込まれるとともに半径方向外側（遠心方向）へ送り出されて、加熱室２１を再び循環するようになる。これにより、加熱室２１に取り込まれた空気は十分に加熱される。
【００５０】
（乾燥部の詳細構成）
乾燥部４０は、主として、乾燥室４１，送風ファン４３，吹き出し側常温ダンパ４４，吸い込み側常温ダンパ４５，第１配管４６，第２配管４７，ドライエアダンパ４８，第３配管４９，加熱ヒータ５１及びクーラ５２を備える。
【００５１】
乾燥室４１は、略直方体形状の乾燥室壁５３に囲まれて形成されている。この乾燥室壁５３には、乾燥室４１の内部から外部へと貫通するように第１配管４６及び第２配管４７が設けられている。第１配管４６は、試料室壁１９をさらに貫通しており、乾燥室４１と試料室１０とを連通している。第２配管４７は、第１配管４６が試料室壁１９を貫通している部分と反対側において試料室壁１９をさらに貫通しており、乾燥室４１と試料室１０とを連通している。
【００５２】
また、第１配管４６には、吹き出し側常温ダンパ４４が設けられている。これにより、吹き出し側常温ダンパ４４は、第１配管４６を開閉するようになっている。第２配管４７には、吸い込み側常温ダンパ４５が設けられている。これにより、吸い込み側常温ダンパ４５は、第２配管４７を開閉するようになっている。
【００５３】
さらに、乾燥室４１には、送風ファン４３が設けられている。送風ファン４３は、その回転軸を延長した直線である回転軸直線ＲＡ３に沿って近づく一方向から空気を吸い込み、回転軸直線ＲＡ３に沿って遠ざかる他の方向へ空気を送り出すように構成されている。これにより、送風ファン４３から送り出された空気が第１配管４６を介して試料室１０へ吹き出され、試料室１０の空気が第２配管４７を介して乾燥室４１に吸い込まれるようになっている。
【００５４】
そして、第２配管４７と送風ファン４３との間には、クーラ５２及び加熱ヒータ５１が設けられている。これにより、第２配管４７から送風ファン４３へ向かう空気は、クーラ５２を通過する際に、クーラ５２により冷却されるようになっている。あるいは、第２配管４７から送風ファン４３へ向かう空気は、加熱ヒータ５１を通過する際に、加熱ヒータ５１により加熱されるようになっている。
【００５５】
一方、乾燥室４１の外部には、ドライエア配管６２が設けられている。ドライエア配管６２には、ドライエアが常時供給されている。ここで、ドライエアの露点は、冷却温度よりも低い。冷却温度は、冷却部３０が冷却する空気の温度である。このドライエア配管６２には、開閉弁６１を介して第３配管４９が接続されている。第３配管４９は、ドライエア配管６２の内側と試料室１０とを連通している。この第３配管４９にはドライエアダンパ４８が設けられている。これにより、ドライエアダンパ４８は、第３配管４９を開閉するようになっている。
【００５６】
（乾燥部の詳細動作）
準備工程（図１参照）では、吹き出し側常温ダンパ４４が第１配管４６を閉じ、吸い込み側常温ダンパ４５が第２配管４７を閉じ、開閉弁６１がドライエア配管６２と第３配管４９との間を開く。そして、ドライエアダンパ４８が第３配管４９を開く。これにより、ドライエアが、第３配管４９を介してドライエア配管６２から乾燥室４１に取り込まれる。そして、送風ファン４３が稼働を開始する。これにより、乾燥室４１にドライエアが蓄積されるとともに、第１配管４６にもドライエアが蓄積される。
【００５７】
低温試験工程（図２参照）及び高温試験工程（図４参照）では、吹き出し側常温ダンパ４４が第１配管４６を閉じており、吸い込み側常温ダンパ４５が第２配管４７を閉じており、開閉弁６１がドライエア配管６２と第３配管４９との間を開いており、ドライエアダンパ４８が第３配管４９を開いている。そして、送風ファン４３が稼働している。これにより、乾燥室４１にドライエアが蓄積されているとともに、第１配管４６にもドライエアが蓄積されている。
【００５８】
第１常温復帰・乾燥工程（図３参照）では、吹き出し側常温ダンパ４４が第１配管４６を開き、吸い込み側常温ダンパ４５が第２配管４７を開き、開閉弁６１がドライエア配管６２と第３配管４９との間を閉じ、ドライエアダンパ４８が第３配管４９を閉じる。そして、送風ファン４３が稼働している。これにより、ドライエアが第１配管４６を介して乾燥室４１から試料室１０に取り込まれるので、短時間で半導体ウェハＷｆが乾燥する。また、低温になっている試料室１０の空気が第２配管４７と加熱ヒータ５１とを介して乾燥室４１へ送り出されるので、試料室１０の空気が加熱ヒータ５１により加熱され低温から常温に復帰する。
【００５９】
第２常温復帰・乾燥工程（図３参照）では、吹き出し側常温ダンパ４４が第１配管４６を開き、吸い込み側常温ダンパ４５が第２配管４７を開き、開閉弁６１がドライエア配管６２と第３配管４９との間を閉じ、ドライエアダンパ４８が第３配管４９を閉じる。そして、送風ファン４３が稼働している。これにより、ドライエアが第１配管４６を介して乾燥室４１から試料室１０に取り込まれるとともに、高温になっている試料室１０の空気が第２配管４７とクーラ５２とを介して乾燥室４１へ送り出されるので、試料室１０の空気がクーラ５２により冷却され高温から常温に復帰する。
【００６０】
（冷熱衝撃試験装置を用いた半導体装置の製造工程）
冷熱衝撃試験装置を用いた半導体装置の製造工程を、図５に示すフローチャートを用いて説明する。
【００６１】
ステップＳ１０では、ウェハプロセスが行われる。すなわち、半導体ウェハＷｆに素子が形成される。
【００６２】
ステップＳ２０では、冷熱衝撃試験プロセスが行われる。すなわち、冷熱衝撃試験装置１を用いて、冷熱衝撃試験プロセスが行われる。
【００６３】
ステップＳ３０では、プロービングプロセスが行われる。すなわち、半導体ウェハＷｆの素子に対して、電気的特性が検査される。ここで、不良チップにマーキングがされ、後述のアッセンブリプロセスの対象から除外される。
【００６４】
ステップＳ４０では、アッセンブリプロセスが行われる。すなわち、半導体ウェハＷｆがダイシングされてチップが切り出される。そして、そのチップがパッケージングされて半導体装置（図示せず）が形成される。
【００６５】
ステップＳ５０では、選別テストプロセスが行われる。すなわち、半導体装置が所定の機能を示すか否かが試験され、半導体装置の不良品が選別されるとともに除去される。
【００６６】
ステップＳ６０では、出荷が行われる。すなわち、半導体装置が梱包されて出荷される。
【００６７】
ここで、プロービングプロセスＳ３０では、冷熱衝撃試験プロセスＳ２０で冷熱衝撃試験が行われた後の半導体ウェハＷｆの素子に対して、電気的特性が検査されている。これにより、アッセンブリプロセスＳ４０においてパッケージングされる前に不良チップが除去されるので、半導体装置の製造コストは低減される。
【００６８】
（冷熱衝撃試験プロセスの処理手順）
冷熱衝撃試験プロセスの処理手順を、図６に示すフローチャートを用いて説明する。
【００６９】
ステップＳ２１では、準備工程が実施される。すなわち、半導体ウェハＷｆを保持するメタルキャリアＭｃが試料室１０に置かれる。吹き出し側低温ダンパ３４が吹き出し側第１連通路３６を開き、吸い込み側低温ダンパ３５が吸い込み側第１連通路３７を開く。これにより、試料室１０の空気が冷却室３１に取り込まれる。次に、吹き出し側低温ダンパ３４が吹き出し側第１連通路３６を閉じ、吸い込み側低温ダンパ３５が吸い込み側第１連通路３７を閉じる。そして、遠心ファン３３が稼働を開始する。これにより、冷却室３１に取り込まれた空気は、図１に白抜き矢印で示すように、貯冷器３８やクーラ３２を通過して冷却された後に、遠心ファン３３により吸い込まれるとともに半径方向外側（遠心方向）へ送り出されて、冷却室３１を循環する。これにより、冷却室３１に取り込まれた空気は十分に冷却される。
【００７０】
また、吹き出し側高温ダンパ２４が吹き出し側第２連通路２６を開き、吸い込み側高温ダンパ２５が吸い込み側第２連通路２７を開く。これにより、試料室１０の空気が加熱室２１に取り込まれる。次に、吹き出し側高温ダンパ２４が吹き出し側第２連通路２６を閉じ、吸い込み側高温ダンパ２５が吸い込み側第２連通路２７を閉じる。そして、遠心ファン２３が稼働を開始する。これにより、加熱室２１に取り込まれた空気は、図１に白抜き矢印で示すように、加熱ヒータ２２を通過して加熱された後に、遠心ファン２３により吸い込まれるとともに半径方向外側（遠心方向）へ送り出されて、加熱室２１を循環する。これにより、加熱室２１に取り込まれた空気は十分に加熱される。
【００７１】
一方、吹き出し側常温ダンパ４４が第１配管４６を閉じ、吸い込み側常温ダンパ４５が第２配管４７を閉じ、開閉弁６１がドライエア配管６２と第３配管４９との間を開く。そして、ドライエアダンパ４８が第３配管４９を開く。これにより、ドライエアが、ドライエア配管６２から第３配管４９を介して乾燥室４１に取り込まれる。そして、送風ファン４３が稼働を開始する。これにより、乾燥室４１にドライエアが蓄積されるとともに、第１配管４６にもドライエアが蓄積される。
【００７２】
ステップＳ２２では、低温試験が実施される。すなわち、吹き出し側低温ダンパ３４が吹き出し側第１連通路３６を開き、吸い込み側低温ダンパ３５が吸い込み側第１連通路３７を開く。これにより、冷却室３１で冷却された空気は、図２に白抜き矢印で示すように、吹き出し側第１連通路３６を介して、試料室１０へ吹き出される。そして、試料室１０へ吹き出された空気は、吸い込み側第１連通路３７を介して、冷却室３１へ吸い込まれる。冷却室３１へ吸い込まれた空気は、貯冷器３８やクーラ３２を通過して冷却された後に、遠心ファン３３により吸い込まれるとともに半径方向外側（遠心方向）へ送り出されて、冷却室３１及び試料室１０を循環する。これにより、十分に冷却された空気が試料室１０に送り込まれる。このため、冷却された空気が半導体ウェハＷｆの近傍をその平面方向に通過し、半導体ウェハＷｆが略均一に冷却される。
【００７３】
また、吹き出し側高温ダンパ２４が吹き出し側第２連通路２６を閉じており、吸い込み側高温ダンパ２５が吸い込み側第２連通路２７を閉じている。これにより、加熱室２１の空気は、図２又は図３に白抜き矢印で示すように、加熱ヒータ２２を通過して加熱された後に、遠心ファン２３により吸い込まれるとともに半径方向外側（遠心方向）へ送り出されて、加熱室２１を引き続き循環している。これにより、加熱室２１に取り込まれた空気は十分に加熱されている。
【００７４】
一方、吹き出し側常温ダンパ４４が第１配管４６を閉じており、吸い込み側常温ダンパ４５が第２配管４７を閉じており、開閉弁６１がドライエア配管６２と第３配管４９との間を開いており、ドライエアダンパ４８が第３配管４９を開いている。そして、送風ファン４３が稼働している。これにより、乾燥室４１にドライエアが蓄積されているとともに、第１配管４６にもドライエアが蓄積されている。
【００７５】
ステップＳ２３では、第１常温復帰・乾燥工程が実施される。すなわち、吹き出し側低温ダンパ３４が吹き出し側第１連通路３６を閉じ、吸い込み側低温ダンパ３５が吸い込み側第１連通路３７を閉じる。これにより、低温試験工程で冷却室３１に取り込まれた空気は、図３に白抜き矢印で示すように、貯冷器３８やクーラ３２を通過して冷却された後に、遠心ファン３３により吸い込まれるとともに半径方向外側（遠心方向）へ送り出されて、冷却室３１を再び循環するようになる。これにより、冷却室３１に取り込まれた空気は十分に冷却される。
【００７６】
また、吹き出し側高温ダンパ２４が吹き出し側第２連通路２６を閉じており、吸い込み側高温ダンパ２５が吸い込み側第２連通路２７を閉じている。これにより、加熱室２１の空気は、図２又は図３に白抜き矢印で示すように、加熱ヒータ２２を通過して加熱された後に、遠心ファン２３により吸い込まれるとともに半径方向外側（遠心方向）へ送り出されて、加熱室２１を引き続き循環している。これにより、加熱室２１に取り込まれた空気は十分に加熱されている。
【００７７】
一方、吹き出し側常温ダンパ４４が第１配管４６を開き、吸い込み側常温ダンパ４５が第２配管４７を開き、開閉弁６１がドライエア配管６２と第３配管４９との間を閉じ、ドライエアダンパ４８が第３配管４９を閉じる。そして、送風ファン４３が稼働している。これにより、ドライエアが第１配管４６を介して乾燥室４１から試料室１０に取り込まれるので、ドライエアが半導体ウェハＷｆの近傍をその平面方向に通過し、半導体ウェハＷｆの表面が短時間で乾燥する。また、低温になっている試料室１０の空気が第２配管４７と加熱ヒータ５１とを介して乾燥室４１へ送り出されるので、試料室１０の空気が加熱ヒータ５１により加熱され低温から常温に復帰する。
【００７８】
ステップＳ２４では、高温試験工程が行われる。すなわち、吹き出し側低温ダンパ３４が吹き出し側第１連通路３６を閉じており、吸い込み側低温ダンパ３５が吸い込み側第１連通路３７を閉じている。これにより、冷却室３１の空気は、図４に白抜き矢印で示すように、貯冷器３８やクーラ３２を通過して冷却された後に、遠心ファン３３により吸い込まれるとともに半径方向外側（遠心方向）へ送り出されて、冷却室３１を引き続き循環している。これにより、冷却室３１に取り込まれた空気は十分に冷却されている。
【００７９】
また、吹き出し側高温ダンパ２４が吹き出し側第２連通路２６を開き、吸い込み側高温ダンパ２５が吸い込み側第２連通路２７を開く。これにより、加熱室２１で加熱された空気は、図４に白抜き矢印で示すように、吹き出し側第２連通路２６を介して、試料室１０へ吹き出される。そして、試料室１０へ吹き出された空気は、吸い込み側第２連通路２７を介して、加熱室２１へ吸い込まれる。加熱室２１へ吸い込まれた空気は、加熱ヒータ２２を通過して加熱された後に、遠心ファン２３により吸い込まれるとともに半径方向外側（遠心方向）へ送り出されて、加熱室２１及び試料室１０を循環する。これにより、十分に加熱された空気が試料室１０に送り込まれる。このため、加熱された空気が半導体ウェハＷｆの近傍をその平面方向に通過し、半導体ウェハＷｆが略均一に加熱される。
【００８０】
一方、吹き出し側常温ダンパ４４が第１配管４６を閉じており、吸い込み側常温ダンパ４５が第２配管４７を閉じており、開閉弁６１がドライエア配管６２と第３配管４９との間を開いており、ドライエアダンパ４８が第３配管４９を開いている。そして、送風ファン４３が稼働している。これにより、乾燥室４１にドライエアが蓄積されているとともに、第１配管４６にもドライエアが蓄積されている。
【００８１】
ステップＳ２５では、第２常温復帰・乾燥工程が実施される。すなわち、吹き出し側低温ダンパ３４が吹き出し側第１連通路３６を閉じており、吸い込み側低温ダンパ３５が吸い込み側第１連通路３７を閉じている。これにより、冷却室３１の空気は、図３に白抜き矢印で示すように、貯冷器３８やクーラ３２を通過して冷却された後に、遠心ファン３３により吸い込まれるとともに半径方向外側（遠心方向）へ送り出されて、冷却室３１を引き続き循環している。これにより、冷却室３１に取り込まれた空気は十分に冷却されている。
【００８２】
また、吹き出し側高温ダンパ２４が吹き出し側第２連通路２６を閉じ、吸い込み側高温ダンパ２５が吸い込み側第２連通路２７を閉じる。これにより、高温試験工程で加熱室２１に取り込まれた空気は、図３に白抜き矢印で示すように、加熱ヒータ２２を通過して加熱された後に、遠心ファン２３により吸い込まれるとともに半径方向外側（遠心方向）へ送り出されて、加熱室２１を再び循環するようになる。これにより、加熱室２１に取り込まれた空気は十分に加熱される。
【００８３】
一方、吹き出し側常温ダンパ４４が第１配管４６を開き、吸い込み側常温ダンパ４５が第２配管４７を開き、開閉弁６１がドライエア配管６２と第３配管４９との間を閉じ、ドライエアダンパ４８が第３配管４９を閉じる。そして、送風ファン４３が稼働している。これにより、ドライエアが第１配管４６を介して乾燥室４１から試料室１０に取り込まれる。このため、ドライエアが半導体ウェハＷｆの近傍をその平面方向に通過し、半導体ウェハＷｆの表面が短時間で乾燥する。また、高温になっている試料室１０の空気が第２配管４７とクーラ５２とを介して乾燥室４１へ送り出されるので、試料室１０の空気がクーラ５２により冷却され高温から常温に復帰する。
【００８４】
ステップＳ２６では、指定されたサイクルだけ繰り返されたか否かが判断される。すなわち、ＣＰＵ（図示せず）は、メモリ（図示せず）に一時的に記憶された現在のサイクルの回数に１を加える。そして、ＣＰＵは、指定されたサイクルの情報を参照し、指定されたサイクルの回数と現在のサイクルの回数とを比較する。現在のサイクルの回数が指定されたサイクルの回数よりも少ないと判断される場合に、指定されたサイクルだけ繰り返されていないと判断され、ステップＳ２２へ進められる。現在のサイクルの回数が指定されたサイクルの回数以上であると判断される場合に、指定されたサイクルだけ繰り返されていると判断され、処理が終了される。
【００８５】
（冷熱衝撃試験装置に関する特徴）
（１）
ここでは、冷却部３０は、試料室１０の温度を下げる。これにより、半導体ウェハＷｆを略均一に冷却した状態で冷熱衝撃試験が行われる。あるいは、加熱部２０は、試料室１０の温度を上げる。これにより、半導体ウェハＷｆを略均一に加熱した状態で冷熱衝撃試験が行われる。
【００８６】
また、乾燥部４０は、乾燥した空気を蓄積した後に試料室１０に導入して、試料室１０を乾燥させる。これにより、半導体ウェハＷｆが低温から常温に復帰する際に、半導体ウェハＷｆの表面が短時間で乾燥するので、半導体ウェハＷｆの表面に結露が発生することが低減される。
【００８７】
このように、半導体ウェハＷｆを略均一に加熱又は冷却した状態で冷熱衝撃試験が行われ、半導体ウェハＷｆの表面に結露が発生することが低減される。このため、冷熱衝撃試験の生産性及び信憑性は同時に向上する。
【００８８】
（２）
ここでは、吹き出し側低温ダンパ３４は、吹き出し側第１連通路３６を開閉する。吸い込み側低温ダンパ３５は、吸い込み側第１連通路３７を開閉する。これらにより、冷却室３１において空気があらかじめ冷却されるようになる。
【００８９】
また、吹き出し側高温ダンパ２４は、吹き出し側第２連通路２６を開閉する。吸い込み側高温ダンパ２５は、吸い込み側第２連通路２７を開閉する。これらにより、加熱室２１において空気があらかじめ加熱されるようになる。
【００９０】
これらの結果、冷却室３１の空気や加熱室２１の空気が供給されることにより、短時間で試料室１０の温度が変わるので、冷熱衝撃試験の生産性はさらに向上する。
【００９１】
（３）
ここでは、冷却部３０は、半導体ウェハＷｆが低温で試験される際に、吹き出し側低温ダンパ３４が吹き出し側第１連通路３６を第１期間開いた後に吹き出し側第１連通路３６を閉じ、吸い込み側低温ダンパ３５が吸い込み側第１連通路３７を第１期間開いた後に吸い込み側第１連通路３７を閉じている。また、加熱部２０は、吹き出し側高温ダンパ２４が吹き出し側第２連通路２６を閉じており、吸い込み側高温ダンパ２５が吸い込み側第２連通路２７を閉じている。これらにより、半導体ウェハＷｆを略均一に冷却した状態で冷熱衝撃試験は行われる。
【００９２】
（４）
ここでは、加熱部２０は、半導体ウェハＷｆが高温で試験される際に、吹き出し側高温ダンパ２４が吹き出し側第２連通路２６を第２期間開いた後に吹き出し側第２連通路２６を閉じ、吸い込み側高温ダンパ２５が吸い込み側第２連通路２７を第２期間開いた後に吸い込み側第２連通路２７を閉じている。また、冷却部３０は、吹き出し側低温ダンパ３４が吹き出し側第１連通路３６を閉じており、吸い込み側高温ダンパ２５が吸い込み側第２連通路２７を閉じている。これにより、半導体ウェハＷｆを略均一に加熱した状態で冷熱衝撃試験は行われる。
【００９３】
（５）
ここでは、ドライエアダンパ４８は、第３配管４９を開閉する。これにより、あらかじめ、試料室１０から乾燥室４１に取り込まれた空気が排出されるとともに、乾燥した空気が乾燥室４１に取り込まれて蓄積される。
【００９４】
また、吹き出し側常温ダンパ４４は、第１配管４６を開閉する。吸い込み側常温ダンパ４５は、第２配管４７を開閉する。これにより、乾燥室４１に蓄積された乾燥した空気が試料室１０に送り込まれ、試料室１０の空気が乾燥室４１に取り込まれる。これらの結果、短時間で試料室１０が乾燥して半導体ウェハＷｆの表面が乾燥するので、冷熱衝撃試験の信憑性はさらに向上する。
【００９５】
（６）
ここでは、乾燥部４０は、半導体ウェハＷｆが低温から常温に復帰する際に、ドライエアダンパ４８が第３配管４９を閉じるとともに、吹き出し側常温ダンパ４４が第１配管４６を開き、吸い込み側常温ダンパ４５が第２配管４７を開く。これにより、ドライエアが第１配管４６を介して乾燥室４１から試料室１０に取り込まれる。すなわち、半導体ウェハＷｆの表面に結露が発生しやすいタイミングで試料室１０が乾燥されるので、試料室１０は効果的に乾燥される。
【００９６】
（７）
ここでは、外部から乾燥室４１に取り込まれた乾燥した空気の露点は、冷却温度よりも低い。これにより、ドライエアが乾燥室４１から試料室１０に送り込まれれば、試料室１０において半導体ウェハＷｆの表面に結露が発生することは抑制される。
【００９７】
（８）
ここでは、試料室壁１９及び仕切り壁６９は、発塵性の少ない材料で形成されている。これにより、半導体ウェハＷｆに塵が付着することは低減されている。このため、ウォーターマークの発生は防止される。
【００９８】
（本発明の実施形態の変形例）
（Ａ）本発明の実施形態では、「冷熱衝撃試験」の用語が用いられる代わりに「温度サイクル試験」の用語が用いられてもよい。
【００９９】
（Ｂ）図５に示すフローチャートにおいて、半導体ウェハＷｆの素子の信頼性試験は、冷熱衝撃試験プロセスＳ２０の前後において行われてもよいし、選別テストプロセスＳ５０の後に行われてもよい。ここで、信頼性試験とは、素子の電気的特性の信頼を試す試験から冷熱衝撃試験を除いたものである。
【０１００】
（Ｃ）冷熱衝撃試験装置１ａでは、低温試験工程及び高温試験工程のいずれかにおいて、図７に示すように、ドライエアダンパ４８ａが閉じられてもよい。さらにこのとき、開閉弁６１がドライエア配管６２と第３配管４９との間を閉じてもよい。
【０１０１】
この場合でも、低温試験工程及び高温試験工程のいずれかにおいて、ドライエアダンパ４８ａが開かれれば、乾燥した空気が乾燥室４１に取り込まれて蓄積される。
【０１０２】
（Ｄ）試料室壁１９と仕切り壁６９とが発塵性の少ない材料で形成されるかわりに、図８に示すように、半導体ウェハの製造工程において、冷熱衝撃試験プロセスＳ２０の後に洗浄プロセスＳ１８０が行われてもよい。すなわち、洗浄プロセスＳ１８０では、半導体ウェハに付着した塵が洗浄される。これにより、半導体ウェハに付着した塵は除去される。このため、ウォーターマークの発生は防止される。
【０１０３】
（Ｅ）加熱部２０と冷却部３０とは、別々に構成される代わりに、温度変化部（図示せず）として一体になっていてもよい。すなわち、温度変化部では、温度変化室に熱交換器（図示せず）が設置され、熱交換器により温度変化室の空気が加熱又は冷却されるようになっていてもよい。
【図面の簡単な説明】
【０１０４】
【図１】本発明の実施形態に係る冷熱衝撃試験装置の断面図。
【図２】本発明の実施形態に係る冷熱衝撃試験装置の断面図。
【図３】本発明の実施形態に係る冷熱衝撃試験装置の断面図。
【図４】本発明の実施形態に係る冷熱衝撃試験装置の断面図。
【図５】半導体装置の製造工程を示すフローチャート。
【図６】冷熱衝撃試験プロセスの処理手順を示すフローチャート。
【図７】本発明の実施形態の変形例に係る冷熱衝撃試験装置の断面図。
【図８】半導体装置の製造工程を示すフローチャート（変形例）。
【符号の説明】
【０１０５】
１，１ａ  冷熱衝撃試験装置
１０  試料室
１９  試料室壁
２０  加熱部
２１  加熱室
２４  吹き出し側高温ダンパ
２５  吸い込み側高温ダンパ
２６  吹き出し側第２連通路
２７  吸い込み側第２連通路
３０  冷却部
３１  冷却室
３４  吹き出し側低温ダンパ
３５  吸い込み側低温ダンパ
３６  吹き出し側第１連通路
３７  吸い込み側第１連通路
４０  乾燥部
４１  乾燥室
４４  吹き出し側常温ダンパ
４５  吸い込み側常温ダンパ
４６  第１配管
４７  第２配管
４８  ドライエアダンパ
４９  第３配管
【図１】
0004690153.tif 000002
【図２】
0004690153.tif 000003
【図３】
0004690153.tif 000004
【図４】
0004690153.tif 000005
【図５】
0004690153.tif 000006
【図６】
0004690153.tif 000007
【図７】
0004690153.tif 000008
【図８】
0004690153.tif 000009