JP2017198640A - プローブカード - Google Patents

Abstract

【課題】 受光素子の低温検査用のプローブカードを提供することを目的とする。【解決手段】 検査対象物３の低温検査用のプローブカードであって、乾燥気体が供給される下部空間１０Ｄと、下部空間１０Ｄよりも低圧の上部空間１０Ｕを仕切る配線基板２０と、下部空間１０Ｄ内の検査対象物３に接触するコンタクトプローブ２１と、上部空間１０Ｕから検査対象物３に照射される検査光を透過する透光窓２０Ｗとを備え、透光窓２０Ｗが、配線基板２０よりも上部空間１０Ｕ側に配置され、検査対象物３に対向する配線基板２０上の凹部２０３を形成し、凹部２０３が、凹部２０３内の滞留気体を上部空間１０Ｕに排出する排気孔２３Ｈを有する。【選択図】 図５

Description

本発明は、プローブカードに係り、更に詳しくは、受光素子の低温検査に用いられるプローブカードの改良に関する。

プローブカードは、回路素子の検査に用いられる検査装置であり、例えば、半導体ウエハ上に形成された回路素子について電気的特性試験を行うことにより、ダイシングやパッケージング前に回路素子の良否を判定する半導体装置の検査工程において用いられる。

プローブカードは、プローブ装置に取り付けられる配線基板と、配線基板から下方に向かって突出し、検査対象物上の電極端子に接触する多数のコンタクトプローブとにより構成される。検査対象物は、プローブ装置のステージ上に載置され、当該ステージを上昇させることにより、コンタクトプローブを検査対象物の電極端子に接触させ、検査が行われる。このとき、検査対象物は、平行に配置されているプローブカード及びステージの隙間に配置された状態になっている。

検査対象物が受光素子であれば、電気的特性の検査中に検査対象物に検査光を照射して受光状態における動作を測定する必要がある。このため、受光素子検査用のプローブカードの配線基板には、検査対象物と対向する貫通穴が形成され、当該貫通穴を介して、検査中の検査対象物に対し検査光が照射される。

また、回路素子の低温検査において、結露を防止する方法が従来から知られている（例えば、特許文献１）。大気中において検査対象物を冷却すれば結露が発生する。このため、特許文献１には、プローブカードを仕切り板として用い、プローブカードの下方に外気から遮断された気密性空間を形成し、当該気密性空間内に検査対象物を配置するとともに、乾燥気体を供給することにより、結露を防止する低温検査方法が記載されている。

特公平７−１１１９９５号公報

このような従来技術により、受光素子の低温検査を行う場合、貫通穴が形成されたプローブカードを用いて、乾燥気体からなる雰囲気中の検査対象物を検査することになる。この場合、プローブカードの貫通穴を介して外気が流入し、検査対象物の周辺において結露が発生するという問題が生じる。

この様な結露を防止する方法として、気圧差を利用して外気の流入を防止することが考えられる。つまり、プローブカードよりも下側の空間の気圧を大気圧よりも高くすれば、貫通孔からの外気の流入を防止することができる。しかしながら、この方法を採用した場合、貫通穴を通って外部へ流出する乾燥気体の流れが生じる。この乾燥気体の流れは、検査対象物の近傍を通過するため、冷却された検査対象物の温度が上昇してしまうという問題が生じる。

そこで、温度上昇を防止しつつ結露も防止する方法として、プローブカードの配線基板に検査対象物と対向する透光窓を形成することが考えられる。貫通穴に代えて透光窓を設けることにより、検査対象物の温度を上昇させることなく外気の流入を防止し、かつ、検査光を照射することが可能になる。

ところが、この様な構成を採用した場合、透光窓に傷や埃が付けば、それらが受光素子の画素領域に映り込むことにより、正常な受光素子であるにもかかわらず異常であると判定され、電気的測定の検査を正しく行うことができないおそれがあった。この様な問題は、検査対象物から透光窓までの距離を長くすれば、光の回折現象により抑制することができる。

そこで、本願発明の発明者らは、検査対象物から配線基板までの距離に比べて、検査対象物から透光窓までの距離がより遠くなるように、配線基板に検査対象物と対向する凹部を形成し、当該凹部内に透光窓を配置したプローブカードを用いて受光素子の低温検査を行った。その結果、乾燥気体を供給しているにもかかわらず、−４０°Ｃに冷却された検査対象物の表面に霜が発生する現象が生じた。この現象は、乾燥気体が十分に回り込めず、凹部内に大気が滞留しているため、この滞留気体に含まれる水分が、検査対象物によって冷却され、凝結昇華したものであると考えられる。

本発明は、上記の事情に鑑みてなされたものであり、受光素子の低温検査用のプローブカードを提供することを目的とする。特に、受光素子の低温検査において、露又は霜の発生を防止することができるプローブカードを提供することを目的とする。

本発明の第１の態様によるプローブカードは、受光素子の低温検査用のプローブカードにおいて、乾燥気体が供給される第１空間、及び、前記第１空間よりも低圧の第２空間を仕切る配線基板と、前記第１空間内の前記受光素子に接触するコンタクトプローブと、前記第２空間から前記受光素子に照射される検査光を透過する透光窓とを備え、前記透光窓が、前記配線基板よりも前記第２空間側に配置され、前記受光素子に対向する前記配線基板上の凹部を形成し、前記凹部が、前記凹部内の滞留気体を前記第２空間に排出する排気孔を有する。

この様な構成を採用することにより、透光窓に付いた傷や埃が検査結果に影響を与えるのを抑制することができる。また、検査中に受光素子の表面又は周辺に露又は霜が発生するのを抑制することができる。

本発明の第２の態様によるプローブカードは、上記構成に加えて、前記排気孔が前記透光窓上に形成される。このような構成を採用することにより、透光窓の面積を減少させることなく、排気孔を設けることができる。

本発明の第３の態様によるプローブカードは、上記構成に加えて、前記排気孔が上記透光窓の周縁部に形成される。このような構成を採用することにより、排気孔が検査結果に影響を与えるのを抑制することができる。

本発明の第４の態様によるプローブカードは、上記構成に加えて、前記凹部が２以上の前記排気孔を有する。このような構成を採用することにより、凹部内の滞留気体を効率的に排気することができる。

本発明の第５の態様によるプローブカードは、上記構成に加えて、前記排気孔が前記透光窓の面積の３０％以下である。このような構成を採用することにより、検査対象物の温度に影響を与えるのを抑制することができる。

本発明の第６の態様によるプローブカードは、上記構成に加えて、前記配線基板が２．８Ｐａ以上の気圧差を有する前記第１空間及び前記第２空間を仕切り、前記排気孔の断面積が７ｍｍ^２以上である。

本発明の第７の態様によるプローブカードは、上記構成に加えて、前記透光窓が前記配線基板に対し着脱可能である。

本発明によれば、受光素子の低温検査用のプローブカードを提供することができる。特に、受光素子の低温検査において、露又は霜の発生を防止することができるプローブカードを提供することができる。

本実施の形態によるプローブカード２を含むプローブ装置１の一構成例を示した図である。 図１のプローブカード２の全体を示した概略図である。 プローブカード２の上面中央部を拡大して示した拡大平面図である。 プローブカード２の下面中央部を拡大して示した拡大底面図である。 図２のＡ−Ａ切断線によりプローブカード２を切断したときの断面図である。 図２のＢ−Ｂ切断線によりプローブカード２を切断したときの断面図である。 排気孔２３Ｈによる排気作用についての説明図である。 本実施の形態によるプローブカードの他の構成例を示した断面図である。

＜プローブ装置１の構成例＞
図１は、本実施の形態によるプローブカード２を含むプローブ装置１の一構成例を示した図である。このプローブ装置１は、受光素子の低温検査に好適な装置であり、乾燥気体からなる雰囲気中に検査対象物３を配置することにより、低温検査中に検査対象物３の表面又はその周辺に露又は霜が発生するのを抑制することができる。

プローブ装置１は、検査対象物３の電気的特性を検査する検査装置である。この検査は、プローブカード２を介して、検査対象物３の電極端子をテスター装置４に接続した状態で行われる。テスター装置４は、検査対象物３に試験信号を供給し、その応答信号を検出することにより、検査対象物３の電気的特性を測定する装置である。

プローブ装置１は、テスト光源１５及びテスターヘッド１６を収容する上部空間１０Ｕと、検査対象物３、ステージ１７及び駆動装置１８を収容する下部空間１０Ｄとを有する。プローブカード２は、上部空間１０Ｕ及び下部空間１０Ｄを仕切る仕切り板の一部として、上部空間１０Ｕ及び下部空間１０Ｄの境界に配置される。

プローブカード２は、配線基板２０上に多数のコンタクトプローブ２１を立設して構成され、コンタクトプローブ２１が下方を向き、配線基板２０が略水平となる状態で、プローブ装置１に対し着脱可能に取り付けられる。プローブカード２を下部筐体１１Ｄの天板１１０に取り付けることにより、天板１１０の開口部１１２が塞がれ、天板１１０及びプローブカード２が、上部空間１０Ｕ及び下部空間１０Ｄを仕切る仕切り板として機能する。

検査対象物３は、検査中に検査光が照射される回路素子であり、下部空間１０Ｄ内のステージ１７上に載置される。検査対象物３は、例えば、半導体ウエハの上面に多数の電極端子及び１又は２以上の画素領域が形成された受光素子であり、これらの電極端子にコンタクトプローブ２１を接触させることにより、プローブカード２が検査対象物３に対し電気的に接続される。

上部筐体１１Ｕは、下部筐体１１Ｄに対し開閉可能に取り付けられ、プローブカード２の交換時に開き、検査時に閉じることができる。上部空間１０Ｕは、下部筐体１１Ｄの天板１１０と、上部筐体１１Ｕとによって囲まれた上部筐体１１Ｕの内部空間であり、プローブ装置１の設置空間の雰囲気（以下、外気という）で満たされている。

下部筐体１１Ｄは、下部空間１０Ｄを形成する筐体である。下部筐体１１Ｄの天板１１０には、開口部１１２が設けられているが、この開口部１１２は、プローブカード２を取り付けることにより塞がれる。このため、下部空間１０Ｄは、僅かな隙間による連通を除き、外気から遮断されている。一方、下部筐体１１Ｄの側壁１１１には、給気口１１３が設けられ、給気口１１３から下部空間１０Ｄへ乾燥気体が供給される。このため、下部空間１０Ｄは外気よりも高い気圧に維持され、下部筐体１１Ｄの隙間からの外気の侵入が抑制され、下部空間１０Ｄは乾燥気体で満たされる。なお、下部空間１０Ｄの気圧は、乾燥気体を供給する流量により調整することができるが、圧力調整装置（不図示）を用いて下部空間１０Ｄの圧力を制御することもできる。

乾燥気体供給装置１２は、外気よりも水蒸気量の少ない乾燥気体を下部空間１０Ｄに供給する装置である。乾燥気体は、例えば、空気であってもよいし、あるいは、窒素などの不活性ガスであってもよい。乾燥気体供給装置１２は、外部タンク（不図示）内に貯蔵された乾燥気体を供給するものであってもよいし、大気中の水蒸気量を低減させて供給する装置であってもよい。さらに、下部空間１０Ｄ内の気体を取り出して水蒸気量を低減させ、再び下部空間１０Ｄに戻す循環型の装置であってもよい。

温度制御装置１３は、ステージ１７の温度調整を行う装置である。高温検査時には、ステージ１７を加熱することによって検査対象物３が加熱される。例えば、ステージ１７の内蔵ヒーターが用いられる。また、低温検査時には、ステージ１７を冷却することによって検査対象物３が冷却される。例えば、温度制御装置１３がコンプレッサを備え、当該コンプレッサによって冷却された冷媒をステージ１７内部に循環させることにより、ステージ１７が冷却される。

テスト光源１５は、検査中の検査対象物３に照射する検査光を生成する。テスト光源１５から出射された検査光は、テスターヘッド１６及びプローブカード２を透過して、検査対象物３に照射される。また、検査中におけるテスト光源１５の点灯及び消灯は、テスター装置４によって制御される。

テスターヘッド１６は、テスター装置４に接続された多数の信号端子により構成される。テスターヘッド１６をプローブカード２上に配置すれば、各信号端子がプローブカード２上の各外部端子に接触し、テスター装置４が、プローブカード２と電気的に接続される。

ステージ１７は、検査対象物３が載置される載置台であり、検査対象物３を固定するエアーチャック（不図示）を備えている。また、低温検査又は高温検査を行うための冷却手段及び加熱手段を備えている。

駆動装置１８は、ステージ１７を３次元方向に駆動する駆動装置である。ステージ１７が上昇することにより、コンタクトプローブ２１が検査対象物３の電極端子に接触する。また、ステージ１７が水平方向に移動することにより、プローブカード２及び検査対象物３間の位置合わせが行われ、互いに対応するコンタクトプローブ２１と電極端子とをそれぞれ接触させることができる。

このプローブ装置１は、低温検査時に、乾燥気体供給装置１２から乾燥気体が供給され、下部空間１０Ｄは、外気よりも水蒸気量の少ない乾燥気体で満たされる。このため、冷却された検査対象物３の表面又はその周辺に露や霜が発生するのを抑制することができる。

また、プローブ装置１は、上部空間１０Ｕにテスト光源１５を備えるとともに、上部空間１０Ｕ及び下部空間１０Ｄを仕切るプローブカード２がテスト光源１５からの検査光を透過するように構成される。このため、低温検査中の検査対象物３に対し、検査光を照射することができる。

なお、図１には、上部筐体１１Ｕを有するプローブ装置１を示したが、上部空間１０Ｕは大気で満たされているため、上部筐体１１Ｕを省略することもできる。この場合、上部空間１０Ｕは、天板１１０及びプローブカード２の上側に隣接する空間を指すものとする。

＜プローブカード２の構成例＞
図２〜図６は、図１のプローブカード２の詳細構成例を示した図である。図２は、プローブカード２の全体を示した概略図であり、図中の（ａ）がプローブカード２を上方向から見た平面図、（ｂ）が水平方向から見た側面図である。図３は、プローブカード２の上面中央部を拡大して示した拡大平面図であり、図４は、下面中央部を拡大して示した拡大底面図である。図５は、図２のＡ−Ａ切断線によりプローブカード２を切断したときの断面図であり、図６は、図２のＢ−Ｂ切断線によりプローブカード２を切断したときの断面図である。

プローブカード２は、配線基板２０、多数のコンタクトプローブ２１、補強板２２、透明板２３及び透明板フレーム２４により構成される。

配線基板２０は、略平板の回路基板、例えば、円板形状のＰＣＢ（プリント回路基板）であり、上面の周縁部には、テスター装置４との間で信号の入出力を行う多数の外部端子２０１が設けられている。また、配線基板２０の略中央には、貫通孔２０２が形成されている。

透光窓２０Ｗは、配線基板２０の貫通孔２０２に対応して設けられた透光性の窓部であり、透明板２３によって構成される。透光窓２０Ｗは、検査対象物３と対向して配置され、テスト光源１５から照射された検査光は、透光窓２０Ｗを透過し、検査対象物３上の画素領域に到達する。

コンタクトプローブ２１は、一端（針元部２１０）が配線基板２０に接続され、他端（針先部２１１）が検査対象物３に接触する電気的接触子であり、樹脂２１Ｒを用いて補強板２２に固定された固定部２１２を有する。固定部２１２は、針元部２１０及び針先部２１１間に位置し、針先部２１１に検査対象物３が接触することにより、固定部２１２よりも針先部２１１側が弾性変形する。つまり、固定部２１２を固定端とし、針先部２１１を自由端とするカンチレバー（片持ち梁）構造を有し、検査対象物３に対し弾性的に接触することができる。

補強板２２は、配線基板２０に取り付けられた金属ブロックである。配線基板２０に補強板２２を取り付けることにより、温度変化や外力によって生じる配線基板２０の歪みを抑制することができる。さらに、補強板２２上にコンタクトプローブ２１を固定することにより、良好なコンタクト特性を得ることができる。

補強板２２は、例えば、配線基板２０の貫通孔２０２内に配置されるフレーム部２２１と、配線基板２０の上面に沿って外方へ延びるフランジ部２２２とによって構成される。フレーム部２２１は、外周面が貫通孔２０２の内面と密着するように隣接し、両端が開放された中空部が配線基板２０を貫通する。フレーム部２２１の内面には上方を向いた段差部２２３が形成され、この段差部２２３に当接させることにより、透明板フレーム２４の位置決めが行われる。

透明板２３は、透光窓２０Ｗを構成する略平板状の透明性部材、例えばアクリル板であり、配線基板２０と略平行に配置される。透明板２３の下面は、配線基板２０の下面よりも上方に配置され、配線基板２０の下面には、貫通孔２０２に対応する凹部２０３が形成される。凹部空間２０４は、凹部２０３の内部空間であり、配線基板２０の下面に開口を有し、その天板が透明板２３からなる。つまり、透明板２３は、凹部空間２０４を挟んで検査対象物３と対向しており、検査対象物３から見て、配線基板２０よりも離れた位置に配置される。このため、透明板２３に傷や埃が付いた場合であっても、それらが検査対象物３の画素領域に映り込むのを抑制することができる。

透明板２３には、１又は２以上の排気孔２３Ｈが設けられている。排気孔２３Ｈは、透明板を貫通する小孔であり、上部空間１０Ｕ及び下部空間１０Ｄの気圧差を利用して、凹部空間２０４内の滞留気体を上部空間１０Ｕに排出する。このため、凹部空間２０４内も乾燥気体で満たすことができる。

透明板フレーム２４は、透明板２３を保持する枠体であり、透明板２３とともに、配線基板２０に対し着脱可能に取り付けられる。例えば、透明板フレーム２４は、取付ビス２４３を用いて補強板２２に取り付けられる。着脱可能な透光窓２０Ｗを備えることにより、低温検査以外、例えば、常温検査及び高温検査では、透光窓２０Ｗを取り外して使用することもできる。

透明板フレーム２４は、フレーム本体２４１及びホルダー２４２によって構成される。フレーム本体２４１は、例えば、金属製枠体であり、補強板２２の中空部内に配置される。フレーム本体２４１の中空部の内面には、上方を向いた段差部２４４が形成され、この段差部２４４と、ホルダー２４２の下端によって透明板２３の周縁部を挟持することにより、透明板２３が保持される。ホルダー２４２は、例えば、アクリル製枠体であり、フレーム本体２４１の中空部内に嵌入することにより、フレーム本体２４１に固定される。

＜排気孔２３Ｈの作用＞
図７は、排気孔２３Ｈによる排気作用についての説明図である。図７の（ａ）〜（ｃ）には、種々のプローブカードについて、その近傍を乾燥気体が循環する様子を示した図である。なお、図中の矢印は、雰囲気が移動する方向を示している。

図中の（ａ）には、比較例として、透光窓２０Ｗを有しないプローブカード２ａの近傍を乾燥気体が循環する様子が示されている。プローブカード２ａは、透光窓２０Ｗを備えていない。このため、配線基板２０は凹部２０３を有しておらず、配線基板２０の下面は略平面からなる。このため、乾燥気体は、プローブカード２ａと検査対象物３の間に形成される空間全体を容易に循環することができる。従って、冷却された検査対象物３をプローブカード２ａに近づけて行われる低温検査において、露や霜が発生することはない。

図中の（ｂ）には、比較例として、透光窓２０Ｗが設けられたプローブカード２ｂの近傍を乾燥気体が循環する様子が示されている。プローブカード２ｂは、透光窓２０Ｗに対応する凹部２０３が配線基板２０に形成されているが、透光窓２０Ｗに排気孔２３Ｈは設けられていない。このため、乾燥気体は、配線基板２０の下面と検査対象物３との間に形成される空間には容易に循環するが、凹部空間２０４にはほとんど入り込めず、凹部空間２０４には、乾燥気体ではない滞留気体が残る。

この滞留気体は、乾燥気体に比べて水蒸気量が多いため、低温検査時に露又は霜を生じさせる。つまり、低温検査時に、冷却された検査対象物３をプローブカード２ａに近づけると、凹部空間２０４の滞留気体が凝縮又は昇華し、検査対象物３の表面又は周辺に露又は霜を発生させる。

図中の（ｃ）には、本実施の形態によるプローブカード２の近傍を乾燥気体が循環する様子が示されている。（ｂ）の場合と同様、プローブカード２は透光窓２０Ｗを備え、透光窓２０Ｗに対応して、配線基板２０の下面に凹部２０３が形成されている。しかしながら、プローブカード２は、透光窓２０Ｗに排気孔２３Ｈが形成されているため、気圧差を利用して、下部空間１０Ｄから上部空間１０Ｕへの気流が形成される。このため、凹部空間２０４の滞留気体は排気孔２３Ｈから排気され、凹部空間２０４には、乾燥気体が入り込み、乾燥気体で満たされる。つまり、透光窓２０Ｗに排気孔２３Ｈを形成することにより、凹部空間２０４を乾燥気体でみたすことができる。従って、低温検査時に、検査対象物３の表面又は周辺に露又は霜が発生するのを抑制することができる。

＜排気孔２３Ｈの配置＞
排気孔２３Ｈは、検査対象物３の画素領域に写り込み、受光量に影響を与えるおそれがある。このため、上方から見て、排気孔２３Ｈは、検査対象物３の画素領域と重複しないように配置されていることが望ましい。また、画素領域から離れた位置に排気孔２３Ｈを配置するほど、受光量に与える影響も小さくすることができるから、できるだけ画素領域から離れた位置に排気孔２３Ｈを配置することがより望ましい。検査時の画素領域は透光窓２０Ｗの略中央に対応づけられるため、排気孔２３Ｈは、透光窓２０Ｗの周縁部、つまり、透明板２３の周縁部に配置することがより望ましい。さらに、透光窓２０Ｗが細長い形状である場合、長手方向の両端に相当する周縁部に排気孔２３Ｈを配置することが望ましい。

また、排気孔２３Ｈが透光窓２０Ｗの略中央に形成されている場合、凹部空間２０４の周縁部において滞留気体が排出できないおそれがある。このため、排気孔２３Ｈは、透光窓２０Ｗの周縁部に形成することが望ましい。

＜排気孔２３Ｈの数＞
透光窓２０Ｗに１つの排気孔２３Ｈのみを形成してもよいが、２以上の排気孔２３Ｈを形成することがより望ましい。排気孔２３Ｈの総面積が同一であれば、排気孔２３Ｈの数を増大することにより、各排気孔２３Ｈの大きさを小さくすることができる。小さな排気孔２３Ｈを形成することにより、検査対象物３の画素領域に写り込み、検査結果に影響を与えるのを抑制することができる。また、複数の排気孔２３Ｈを透過窓２０Ｗの周縁部に配置することにより、凹部空間２０４の周縁部における滞留気体をより効率的に排出することができる。

＜排気孔２３Ｈの大きさ＞
排気孔２３Ｈは、凹部空間２０４の滞留気体を排出することができればよく、過大な断面積を確保する必要はない。しかも、排気孔２３Ｈの断面積が大きすぎると、下部空間１０Ｄの気圧を顕著に低下させるおそれがあるとともに、排気孔２３Ｈから排出される流量が増え、検査対象物３の近傍を流れる乾燥気体の流量も増えることにより、検査対象物３の温度上昇を招く。このため、排気孔２３Ｈは、透光窓２０Ｗの面積の３０％以下であることが望ましく、１０％以下であることがより望ましい。

図８は、本実施の形態によるプローブカードの他の構成例を示した断面図であり、プローブカード２'の断面が示されている。プローブカード２'は、配線基板２０に２個の貫通孔３０２，３１２が形成されている。貫通孔３０２，３１２は、検査対象物３の受光領域に対応してそれぞれ形成される。また、貫通孔３０２，３１２は、配線基板３０の上面側に形成された共用空間３０５に連通する。さらに、配線基板２０の下面には、検査対象物３の電極端子に対応して多数のコンタクトプローブ２１が配設されている。

共用空間３０５は、配線基板２０、補強板３２及び透明板２３によって囲まれた空間であり、２つの貫通孔３０２，３１２を介して、下部空間１０Ｄと連通する。補強板３２は、貫通孔３０２，３１２を包含する領域を囲む金属フレームであり、配線基板３０の上面に取り付けられている。透明板２３は、補強板３２の上端に取り付けられ、補強板３２の上面開口を塞いでいる。

つまり、配線基板２０の下面には、貫通孔３０２，３１２にそれぞれ対応する２個の凹部３０３，３１３が形成されているが、これらの凹部３０３，３１３は、配線基板２０の上面側において連通している。その結果、１つの共用空間３０５と、２つの貫通孔３０２，３１２の内部空間とによって構成される１つの凹部空間２０４が形成される。

透明板２３の周縁部には、１又は２以上の排気孔２３Ｈが設けられ、気圧差を利用して、凹部空間２０４の排気を行うことができる。従って、凹部空間２０４の滞留気体により、低温検査時に露又は霜が発生するのを防止することができる。

＜実験例＞
次の表は、プローブカードの透光窓２０Ｗに形成される排気孔２３Ｈの総面積を異ならせた実験例１〜７について、低温検査を行った実験結果を示した表である。これらの実験例は、平面視したときの面積が８２２８ｍｍ^２、高さが１５ｍｍの凹部空間２０４を有するプローブカードを用いて行われた。また、上部空間１０Ｕ及び下部空間１０Ｄ間の気圧差が２．８Ｐａ、検査対象物３の温度が−４０°Ｃの条件下で行われた。また、いずれの実験例でも、１つの排気孔２３Ｈの内径は２ｍｍであり、排気孔２３Ｈの数を異ならせることにより、透明板２３に形成された排気孔２３Ｈの総面積を異ならせている。評価は、検査対象物３の表面に生じる霜を目視確認することによって行われた。

実験例１及び２では、検査対象物３の表面に多数の霜が付着していた。実験例３でも霜は付着したが、実験例１及び２と比較すれば少なかった。実験例４〜７では、霜の付着は全く発生していない。

実験例７における排気孔２３Ｈの総面積は、２５．１ｍｍ^２であり、透光窓２０Ｗの面積８２２８ｍｍ^２に比べて十分に小さい。この様な範囲においては、排気孔２３Ｈの総面積を大きくするほど霜の発生を効果的に抑制できることが上記実験の結果から分かる。また、実験例１〜７により、気圧差２．８Ｐａでは、７ｍｍ^２以上の排気孔２３Ｈを形成する必要があることが分かる。さらに、９．４ｍｍ^２以上の排気孔２３Ｈを形成することが望ましいことが分かる。

気圧差を増大すれば、排気孔２３Ｈからの排気流量が増大し、排気孔２３Ｈの総面積を増大した場合と同様、霜の発生を効果的に抑制できると考えられる。このため、気圧差２．８Ｐａ以上の条件下において、７ｍｍ^２以上の排気孔２３Ｈを形成することが望ましいことが分かる。

以上の説明により理解される通り、本実施の形態によるプローブカード２は、検査対象物３の低温検査用のプローブカードであって、乾燥気体が供給される下部空間１０Ｄ（第１空間）と、下部空間１０Ｄよりも低圧の上部空間１０Ｕ（第２空間）を仕切る配線基板２０と、下部空間１０Ｄ内の検査対象物３に接触するコンタクトプローブ２１と、上部空間１０Ｕから検査対象物３に照射される検査光を透過する透光窓２０Ｗとを備え、透光窓２０Ｗが、配線基板２０よりも上部空間１０Ｕ側に配置され、検査対象物３に対向する配線基板２０上の凹部２０３を形成し、凹部２０３が、凹部２０３内の滞留気体を上部空間１０Ｕに排出する排気孔２３Ｈを有する。

透光窓２０Ｗを配線基板２０よりも上部空間１０Ｕ側に配置し、凹部空間２０４を挟んで透光窓２０Ｗと検査対象物３を対向させることにより、配線基板２０から検査対象物３までの距離に比べて、透光窓２０Ｗから検査対象物３までの距離を長くすることができる。このため、透光窓２０Ｗに付いた傷や埃が、検査対象物３の画素領域に写り込み、検査結果に影響を与えるのを抑制することができる。

また、凹部２０３に排気孔２３Ｈを設けることにより、上部空間１０Ｕ及び下部空間１０Ｄの気圧差を利用して、凹部空間２０４の滞留気体を上部空間１０Ｕに排出し、凹部空間２０４を乾燥気体で満たすことができる。このため、低温検査時に露又は霜が発生するのを抑制することができる。

また、本実施の形態によるプローブカード２は、排気孔２３Ｈが透光窓２０Ｗ上に形成される。このような構成を採用することにより、透光窓２０Ｗの面積を減少させることなく、排気孔２３Ｈを設けることができる。

また、本実施の形態によるプローブカード２は、排気孔２３Ｈが透光窓２０Ｗの周縁部に形成される。このような構成を採用することにより、排気孔２３Ｈが、検査対象物３の画素領域に写り込み、検査結果に影響を与えるのを抑制することができる。

また、本実施の形態によるプローブカード２は、凹部２０３が２以上の排気孔２３Ｈを有する。このような構成を採用することにより、排気孔２３Ｈの大きさを抑制しつつ、排気孔２３Ｈの総面積を増大させることができる。このため、排気孔２３Ｈが、検査対象物３の画素領域に写り込み、検査結果に影響を与えるのを抑制することができる。

また、本実施の形態によるプローブカード２は、上記構成に加えて、前記排気孔が前記透光窓の面積の３０％以下である。このような構成を採用することにより、検査対象物の温度に影響を与えるのを抑制することができる。

また、本実施の形態によるプローブカード２は、配線基板２０が２．８Ｐａ以上の気圧差を有する上部空間１０Ｕ及び下部空間１０Ｄを仕切り、排気孔２３Ｈの断面積が７ｍｍ^２以上である。このような構成を採用することにより、低温検査時における露又は霜の発生を抑制することができる。

また、本実施の形態によるプローブカード２は、前記透光窓が前記配線基板に対し着脱可能である。このような構成を採用することにより、低温検査以外の場合、例えば、常温検査や高温検査では、透光窓を取り外してプローブカードを使用することができる。

なお、上記実施の形態では、透明板２３上に排気孔２３Ｈが形成されたプローブカードの例について説明したが、本発明は、この様な場合のみに限定されない。すなわち、排気孔２３Ｈは、凹部空間２０４内の滞留気体を排出することができればよく、例えば、透明板フレーム２４に排気孔２３Ｈを形成することもできる。

１ プローブ装置
２ プローブカード
３ 検査対象物
４ テスター装置
１０Ｄ 下部空間
１０Ｕ 上部空間
１１Ｄ 下部筐体
１１Ｕ 上部筐体
１１０ 天板
１１１ 側壁
１１２ 開口部
１１３ 給気口
１２ 乾燥気体供給装置
１３ 温度制御装置
１５ テスト光源
１６ テスターヘッド
１７ ステージ
１８ 駆動装置
２０ 配線基板
２０１ 外部端子
２０２ 貫通孔
２０３ 凹部
２０４ 凹部空間
２０Ｗ 透光窓
２１ コンタクトプローブ
２１０ 針元部
２１１ 針先部
２１２ 固定部
２１Ｒ 樹脂
２２ 補強板
２２１ フレーム部
２２２ フランジ部
２２３ 段差部
２３ 透明板
２３Ｈ 排気孔
２４ 透明板フレーム
２４１ フレーム本体
２４２ ホルダー
２４３ 取付ビス
２４４ 段差部

Claims (7)

1. 受光素子の低温検査用のプローブカードにおいて、
   乾燥気体が供給される第１空間、及び、前記第１空間よりも低圧の第２空間を仕切る配線基板と、
   前記第１空間内の前記受光素子に接触するコンタクトプローブと、
   前記第２空間から前記受光素子に照射される検査光を透過する透光窓とを備え、
   前記透光窓は、前記配線基板よりも前記第２空間側に配置され、前記受光素子に対向する前記配線基板上の凹部を形成し、
   前記凹部は、前記凹部内の滞留気体を前記第２空間に排出する排気孔を有することを特徴とするプローブカード。
2. 前記排気孔は、前記透光窓上に形成されることを特徴とする請求項１に記載のプローブカード。
3. 前記排気孔は、上記透光窓の周縁部に形成されることを特徴とする請求項１又は２に記載のプローブカード。
4. 前記凹部は、２以上の前記排気孔を有することを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載のプローブカード。
5. 前記排気孔は、前記透光窓の面積の３０％以下であることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載のプローブカード。
6. 前記配線基板が２．８Ｐａ以上の気圧差を有する前記第１空間及び前記第２空間を仕切り、
   前記排気孔の断面積が７ｍｍ^２以上であることを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載のプローブカード。
7. 前記透光窓は、前記配線基板に対し着脱可能であることを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載のプローブカード。

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