JPH07111995B2

JPH07111995B2 - プローブ装置

Info

Publication number: JPH07111995B2
Application number: JP63220623A
Authority: JP
Inventors: 栄次宮田; 功河野; 雅彦杉山
Original assignee: Tokyo Electron Ltd
Current assignee: Tokyo Electron Ltd
Priority date: 1987-09-02
Filing date: 1988-09-02
Publication date: 1995-11-29
Anticipated expiration: 2010-11-29
Also published as: JPH01157544A

Description

【発明の詳細な説明】〔発明の目的〕（産業上の利用分野）本発明はプローブ装置に関する。

（従来の技術）近年、コンピュータの演算速度を高速化する目的から、
低温で動作させる半導体チップ、例えばジョセフソン素
子の開発が盛んである。低温条件下における各半導体チ
ップパターンの特性試験は、個々の半導体チップをウエ
ハから切出すダイシング工程の後においてはテストコス
トが膨大になるため、ウエハの最終段階でテストされ
る。

このテストは、ウエハテスト形成工程とアセンブリ工程
との中間、すなわちパターンのエッチング及び保護膜の
コーティング等の前工程の後に各半導体チップパターン
ごとに電気的試験を行なう工程である。このウエハテス
トにおいては、不良半導体チップをウエハ段階で振り落
とすこと、及びテスト結果を前工程にフィードバックし
て製品の歩留り及び信頼性の向上を図ることを目的とし
ている。

このようなウエハテストシステムは、基本的にプローブ
装置（ウエハプローバ:Wafer Prober,とも言う）及びテ
スタの二つの装置で構成されている。両者はメジャリン
グラインにより接続され、プローブ針を半導体チップパ
ターンの電極パッドにそれぞれ接触させ、テストコント
ロールラインのテストスタート信号に対してテストコン
プリート信号及びフェル信号等がマシン及びテスタの間
で相互にやりとりされるようになっている。

特公昭59−50942号公報，実開昭61−97839号公報，並び
に実開昭61−88240号公報など多数に、それぞれプロー
ブ装置が記載されている。しかしながら、これらのプロ
ーブ装置は室温環境下で使用されるものであり、低温環
境下でウエハテストを実施するには不適当である。

実開昭59−35876号公報及び特願昭62−60581号明細書に
は、ウエハを載置する載置台（又はメインチャックとも
いう）をテスト時に冷却することができるプローブ装置
が記載されている。

（発明が解決しようとする課題）しかしながら、載置台のみを冷却した方式のプローブ装
置では、冷却された載置台からの放射冷却によって近傍
の空気が急激に冷され、空気中の水蒸気を結露状態に変
化させることになる。この結露した水滴は上記載置台の
表面全体に付着し、さらに冷えて霜状に凍結する。

この載置台に付着した霜状の膜は、ウエハを載置台に載
置しても所定の高さに載置されず、また、たとえ載置さ
れ、ウエハを検査したとしても、ウエハが載置面に凍り
ついて離脱困難になり、たとえ無理に離脱したとして
も、ウエハを破損させてしまう等の問題点が生じてい
る。

そこで、本発明の目的とするところは、上述した従来の
問題点を解決し、冷却された載置台近傍の気体が、載置
台からの放射冷却によって近傍の気体が冷却されても実
質的に結露を制せず、上記載置台に霜が付着凍結しない
プローブ装置を提供することにある。

〔発明の構成〕

（課題を解決するための手段）本発明の請求項１は、被検査体の電極部にプローブ針を
接触させて被検査体の電気的特性を検査する検査部およ
びこの検査部を冷却する冷却手段を備えたプローブ装置
において、少なくとも上記検査部の略気密に包囲して気
密包囲空間部を形成する包囲手段と、上記気密包囲空間
部に乾燥気体を供給する乾燥気体供給手段とを具備した
ことを特徴とする。

請求項２は、被検査体の電極部にプローブ針を接触させ
て被検査体の電気的特性を検査する検査部およびこの検
査部を冷却する冷却手段を備えたプローブ装置におい
て、前記被検査体を保持する保持体と、この保持体に保
持された上記被検査体の電極端子にプローブ針を接触さ
せて検査するテスタと、上記被検査体が保持される雰囲
気を陽厚にすると共に乾燥気体を循環させる手段とを具
備したことを特徴とする。

（作用）上記のように構成することにより、本発明は包囲手段で
プローブ装置を略気密に包囲して大気と遮断した空間部
を形成したのち、この空間部に乾燥気体供給手段を連通
させているので、この乾燥気体供給手段の駆動によって
乾燥気体が略気密な空間部に給気してプローブ装置を包
囲することになる。

従って、プローブ装置のこの冷却部に乾燥気体が取巻
き、湿気を含んだ気体が冷却部に近づけない作用を施し
ている。

（第１実施例）次に、本発明のプローブ装置を図面に用いて一実施例を
説明する。

上記乾燥気体が送流されている空間内でウエハに形成さ
れた半導体チップ（半導体素子、チップとも言う）の電
極パッドにプローブ針列をそれぞれ電気的に接触させて
通電し、テスタからのテスト信号を供給し、その応答毎
に電気的特性を測定する装置である。

上記プローブ装置の全体構成を大別すると、第１図に示
すように、ウエハにプローブ針を接触させてテスタ側に
通電するプローバ部（１）と、このプローバ部（１）を
包囲する包囲手段（２）と、この包囲手段（２）によっ
て生ずる空間部（３）に乾燥気体を供給する乾燥気体供
給手段（４）とから構成されている。

上記プローブ部（１）の主要部は被測定半導体ウエハ
（5a）をウエハカセット（５）から一枚づつ取出して載
置台（６）まで搬送するローダ部（７）と、上記載置台
（６）にウエハ（5a）を載置した状態で検査位置まで移
動する上記載置台と、移動例えば予め定められたプログ
ラムで上下左右移動させる駆動機構（８）と、ウエハ
（5a）を検査する検査部での載置台（６）のウエハ（5
a）にプローブカード（8a）のプローブ針（8b）に圧接
させて外部テスタ（図示せず）と導通するプローブカー
ド（8a）と、このプローブカード（8a）出力をテスタ
（図示せず）に接続して電気的特性を測定する手段とか
ら成り、防振部材例えばゴム部材及びキャスタを介して
床上に設置されている。

次に、第２図（ａ）を参照して、ウエはが載置される載
置台（６）上に設けられたチャックトップ（９）の熱交
換制御システムについて説明する。

上記チャックトップ（９）は、コントローラ（10）に接
続された温度センサ（9a）を具備し、このセンサ（9a）
による検出温度に基づきコントローラ（10）により素子
（11）への印加電流が制御されるようになっている。熱
交換ジャケット（12）内には流路（12a）が形成され、
この流路（12a）には管（13,14）が連通され、ポンプ
（13a）によりタンク内の不凍液（13b）が管（13），流
路（12a），管（14），タンク（13c）を強制循環される
ようになっている。不凍液（13b）として、例えば、エ
チレングリコール水溶液が用いられる。また、タンク
（13c）内の液（13b）にはヒータ（13d）が伝熱部（13
e）及び冷凍機（13f）の伝熱部（13g）がそれぞれ侵漬
され、液（13b）が加熱又は冷却されるようになってい
る。この場合に、温度センサ（9a）には、例えばサーミ
スタを採用し、不凍液（13b）の液温を制御することが
好ましい。すなわち、コントローラ（10）によりサーミ
スタ出力温度と予め設定された所定の温度（設定温度）
とが比較され、両者の温度差がゼロになるようにヒータ
（13d）及び冷凍機（13f）の電流値がそれぞれ制御され
るようになっている。

第２図（ｂ）に示すように、チャックトップ（９）及び
ジャケット（12）は互いに重ね合わされ複数個のボルト
（13h）により固定され、その周縁部がＯリング（13i）
によりシールされている。チャックトップ（９）の裏面
側には円環状の凹所（13j）が形成され、素子（13k）が
チャックトップ（９）及びジャケット（12a）の双方に
密着するように凹所（13j）に挿入されている。チャッ
クトップ（９）の厚さ方向に複数の通路（13l）が形成
され、通路（13l）により凹所（13j）側と上面側とが連
通するようになっている。また、チャックトップの凹所
（13j）、ジャケット（12）並びにＯリング（13i）によ
り囲まれた空間部（13m）に、真空ポンプ（図示せず）
に連通された排気管（13）の通路が開口している。すな
わち、排気管（13）を介して空間部（13m）内のエアが
排気されると、ウエハ（5a）がチャックトップ（９）の
上面に吸着されるようになっている。また、ピン（（3
p）がチャックトップ（９）の上面より上方へ突出する
ように、孔（13q）内に収納されている。このピン（13
p）の役割は、テスト完了後にウエハ（5a）を突上げて
チャックトップ（９）の上面から離脱させることにあ
る。

上記ローダ部（７）の内部構成は、第１図に戻って説明
する。上記ウエハ（5a）が収納されているウエハカセッ
ト（５）を、エレベーター付の台に載置したのち、ピン
セットと称する図示しない取出しアームがウエハカセッ
ト（５）内に挿入しウエハ（5a）を取出し、載置台
（６）上に載置する構成になっている。

上記プローブカード（８）の構成は、第６図に示すよう
にプローブ装置（１）の基台（13）上の側端から主柱を
立設し、この主柱にヘッドプレート（14）と称するプロ
ーブカード（8a）受台が横設する如く設けられ、このヘ
ッドプレート（14）の中央にプローブカード（8a）が載
置台（６）上のウエハ（図示せず）の上昇によって、ウ
エハの電極部（図示せず）とプローブカード（8a）のプ
ローブ針（8b）が当接し、外部テスタ（図示せず）と導
通し、ウエハを検査する構成になっている。

前記包囲手段（15）の構成は、外部と遮断して空間部
（３）を設けている。例えば、第１図に示すように、プ
ローブ装置（１）を包囲する如く設けた箱形状の筐体
（16）でプローブ装置（１）の外形を包囲されている。
この筐体（16）の上側にはプローブ装置（１）本体を操
作する操作部と、被検査体の出し入れ口（図示せず）が
気密に開閉自在に設けられている。また、この筐体（1
6）の上側には、略全域にわたって透明のプラスチック
部材が設けられ、プローブ装置（１）の動作が監視可能
に設けられている。さらに、プローブ装置（１）の近傍
に乾燥気体が給気する給気口（17）が設けられており、
一方この給気口（17）が設けられた側と対向側に排気口
（18）を設けた構成になっている。

前記乾燥気体供給手段（４）の内部構成は、上記包囲手
段（２）の筐体（16）の空間部（３）に乾燥気体が循環
して給気されるように設けられており、この乾燥気体を
発生させる乾燥手段として除湿機（19）が設けられてい
る。この除湿機（19）は、第３図に示すように、乾燥剤
筒（20）を有し、この乾燥剤筒（20）は、筐体（16）の
空間部（3,3a）から排気した湿気を含んだ水蒸気を乾燥
剤で抜取り、乾燥された気体に変換するものである。

この主の乾燥剤筒（20）に格納されている乾燥剤として
は、合成ゼオライト等の乾燥剤が用いられている。この
乾燥剤筒（20）の気体の給排経路は筐体（16）の空間部
（３）の湿気を含んだ気体が排気管（21）から排気され
た圧縮気体は、シャトル弁（22）を通り、乾燥剤筒（2
0）に均等に流れ、乾燥剤によって、圧縮気体中の水蒸
気を吸着し、超乾燥気体となってシャトル弁（22）を通
って給気管（24）から給気される。また、オリフィス弁
（23）を通って減圧された超乾燥気体の一部は、乾燥剤
筒（20a）に流れ、乾燥剤筒（20a）の乾燥剤の再生乾燥
に使用され、そして大気へ放出される。この乾燥と再生
工程は制御ボックス（図示せず）内のタイミングモータ
によって切換えが行なわれ、給気側に安定した超乾燥気
体を連続供給されるように構成されている。

次に作用について説明する。

包囲手段の筐体（16）でプローブ装置を略気密に包囲し
て大気と遮断した空間部（３）内が十分に乾燥された雰
囲気に到達すると、上記プローブ装置のスイッチをオン
にし、プログラムカードを本体の挿入部に挿入する。

これにより、プローブ装置のアクチュエータによりカセ
ットから一枚づつウエハが取り出され、載置台（６）に
搬送される。この搬送されたウエハは載置台に載置され
ると、アライメント機構によって設定位置にθ回転さ
れ、次いで載置台XYZ機構が駆動し、位置合わせがなさ
れる。その後、プローブカード（8a）の各プローブ針
（8b）がチップの電極パッドに接触される。

ここでテストスタート信号をプローバ部（１）からテス
タに向けて送ると、テスタの測定プログラムが走り、プ
ローブカード（8a）に接続されているメジャリングケー
ブルを通して、チップの測定の実行を行っている。

上述した状態で、先ず筐体（16）の空間部（３）を乾燥
気体に入替えるために乾燥気体供給手段（４）の除湿機
（19）の循環モータ（図示せず）に通電する。この除湿
機（19）の内部は、第２図で示すように、筐体（第１図
中16）の空間部（第１図中3,3a）から排気された湿度を
含む圧縮気体は、乾燥剤例えば、合成ゼオライトによっ
て湿度を吸収して、超乾燥気体となって、再び給気口
（17）から給気する。

この給気によって、筐体（16）の空間部（３）に超乾燥
気体が流速、例えば100ml/secで流込み数分後に超乾燥
気体の充満した空間部（３）が形成される。

従って、この超乾燥気体の充満した空間部（３）内に、
冷却された載置台（６）が存在しても、載置台の表面に
結露が発生せずウエハを検査可能な乾燥領域が形成され
ている。

上記領域下で、プローブ装置（１）の載置台（６）を冷
却させるために、専用の冷凍機（図示せず）に通電させ
ると。この通電により、冷却ジャケット（９）にチャッ
クトップの設定温度よりやや低い温度の冷却液を流す。
次いでヒータに通電して、温度を所定の温度まで微調整
して、所定の温度に維持するように駆動させる。

即ち、例えば第４図乃至第６図に示すように、空間部
（3,3a）内のエアを除湿機（19）に吸引排気し、気体に
含まれる湿分を除去し、乾燥する。この乾燥エアが、チ
ャックトップ（９）に直接吹付けられるように、空間部
（3,3a）に供給する。乾燥気体を、例えば、毎秒100ミ
リリットルの流速で連続的に供給し、空間部（3,3a）内
を乾燥エアで十分に満たす。例えば、空間部（3,3a）内
に供給されるエアの絶対湿度が、2.25g/m³を下回るよう
な状態とする。空間部（3,3a）を乾燥状態にした後に、
チャックトップ（９）をマイナス10℃に冷却する。

第４図に示すように、チャックトップ（９）を冷却する
場合は、熱交換素子（11）のネガティブ（Ｎ）側を正極
に、素子（11）のポジディプ（Ｐ）側を負極として通電
し、ペルティエ効果（Peltier effect）によりチャック
トップ（９）の側を吸熱させ、ジャケット（12）の側を
発熱させる。このとき、冷凍機（13f）を動作させ、液
（13b）を冷却し、これをジャケットの通路（13）に供
給し、素子（11）の発熱部を冷却する。ジャケットの通
路（13）には、チャックトップ（９）の設定温度よりや
や低い温度の冷却液を通流させる。

次いで、やや過冷気味のチャックトップ（９）を加熱し
て温度コントロールを微調整する。すなわち、第５図に
示すように、素子（11）のネガティブ側（Ｎ）を負極
に、素子（11）のポジティブ側（Ｐ）を正極として通電
し、ペルティエ効果によりチャックトップ（９）の側を
発熱させ、ジャケット（13）の側を吸熱させる。このと
き、ヒータ（13d）を動作させ、液（13b）を加熱し、こ
れをジャケット（13）の通路（13）に供給し、素子（1
1）の吸熱部を加熱する。

上記のように、チャックトップ（９）の上面が正確にマ
イナス10℃になるように温度コントロールする。

第１表により各温度における飽和水蒸気量（相対湿度10
0％）を示す。ここで、室温を20℃、テスト温度をマイ
ナス10℃と仮定すると、供給エアの絶対湿度を2.25g/m³
（マイナス10℃の飽和水蒸気量）未満とすれば、マイナ
ス10℃の条件下でもチャックトップ（９）に結露が生じ
なくなることが第１表から明らかである。従って、除湿
機（19）から空間部（3,3a）に絶対湿度2.25g/m³未満の
乾燥エアを、チャックトップ（９）に常時吹付けておけ
ば、マイナス10℃の条件下でもチャックトップ（９）に
結露が生じなくなる。因みに、下記（１）式を用いて、
マイナス10℃のテスト温度でチャックトップ（９）に結
露を生じなくなる乾燥エアの相対湿度θは13％となる。

したがって、相対湿度13％の20℃の乾燥気体を常に筐体
（16）の空間部に給気して、湿気を含んだ気体を載置台
（６）に触れないように給気している。

従って、プローブ装置（１）の冷却された載置台（６）
が乾燥気体内を駆動装置（８）でＸ軸,Y軸,Z軸を移動す
るように形成されている。

このように、乾燥気体中でウエハのテストが終了する
と、テスタ（図示せず）からプローパ部（１）にテスト
コンプリート信号が送られる。これに基づき、XYZステ
ージが動作し、次のチップにプローブ針（18b）の針合
わせが行われる。このテスタにより不良チップが発見さ
れた場合は、フエル信号がテスタからプローバ部（１）
に送れる。これに基づきインカ（図示せず）により不良
チップに液体インク等でマーキングされる。

以上の動作は自動的になされる。

上記実施例では、除湿機（19）からの流量気圧によって
空間部（３）を送流しているが第６図に示すように、乾
燥気体が強制的に吸い込まれるようにファン機構（24）
を給気口（17）側と対向した位置例えばローダ部側に設
けて循環作用をより効果的にさせるようにしても良い。

また、第７図に示すように、効率よく乾燥気体を用いる
ために空間部（27）を最小限にしても良い。

例えば、検査部（26）の空間部（27）とローダ部（28）
の空間部（29）の両方を合わせた空間部（30）に乾燥気
体供給手段を連通し、プローブカードの中心には円形状
の中空部が設けられており、この中空部から大気の空気
が入り込むので、ライトガイド（31）と称する遮断布膜
を設け上部からの空気流入を防いだ構成になっている。

また、この第１実施例では除湿のみに限定したが、プロ
ーバの熱源を冷却するために冷房機能を追加してプロー
バの空間部（３）の温度を下げても良い。

上記第１実施例では、乾燥気体供給手段として、除湿機
（19）を用いて給気管（24）を介在させて気密の空間部
を乾燥させたもので説明したが、第８図に示すように気
密空間（32）内に乾燥気体を供給する供給口（33）には
乾燥材（34）を設けたものがある。

上記プローブ装置（35）の気密な空間部（32）には、乾
燥気体を導入する導入部（36）と、導入された乾燥気体
がウエハ（37）近傍を通過して外部に流出させる流出部
（38）とが設けられている。

上記気密の空間部（31）、例えばプローブ装置（35）の
基台（39）上、及びローダ部（40）を包囲した空間部
（32）の側面、例えば第９図で示すように上記検査部
（41）の中心にもっとも近い部分の側面に導入部（36）
を設け、この内側面と対向した側面ではローダ部（40）
のカセット（42）にもっとも近い部分の側面に流出部
（第８図38）を設けている。

上記導入部（36）には、気体を取り込むようにファン
（42）が回転駆動されるようになっている。さらに、こ
のファン（42）の対向位置にはフィルタ、例えば乾燥剤
（34）を単一部品例えばカセット式に構成して、差し替
えるように設けられている。

上記乾燥剤（34）は空気中の水分を脱して乾燥気体を上
記気密空間（32）に送り込むと、同時に脱臭剤，殺菌剤
として負荷しても良い。

上記流出部（38）には、上記導入部（36）のファン（4
3）の回転により取り込まれる流量と略等しい流量で放
出させるファン（43）が設けられている。このファン
（43）は、上記気密空間（32）に逆流させない働きと同
時に、一定流量の循環でのウエハの検査を実行するよう
になっている。ここで上記カセット化された乾燥剤（3
4）は、設定された時期に自動的に交換する如くロータ
リ式の回転装置が設けられている。

上記第１実施例では、ウエハ製造工程において、このウ
エハに形成されたチップの検査について説明したが、こ
れに限定されることなく、例えばテレビ画面で有名な液
晶表示装置、プリント基板等の電気回路下で検査する場
合、これら被検査体等への霜の付着を防止することがで
きる除湿機能を有するプローブ装置である。

上記第１実施例での包囲手段は、載置台が平面方向に移
動される部分と、ローダ部の部分とを含むように包囲し
ても良く、さらにプローバの全体を包囲しても良い。

（第２実施例）次に第２の実施例を第10図，第11図により説明する。

プローブ装置は第10図に示すようにウエハカセット
（５）に所定の間隔を設けて被検査体例えば半導体ウエ
ハ（5a）を25枚設置する。このウエハ（5a）を収納した
カセット（５）をカセット収納部に搬入する。このカセ
ット（５）からウエハ（5a）を一枚づつ取出し、予備位
置決めステージに搬送する。この予備位置決めステージ
を回転させてウエハ（5a）のオリフラを基準に精度±１
゜位まで予備位置決めした後、ウエハ（5a）を載置台
（６）に搬送する。この載置台（６）に搬送されたウエ
ハ（5a）を正確に位置決めするために、CCDカメラを使
ったパターン認識機構やレーザを用いた認識機構が設置
されている。この位置決め後ウエハ（5a）上にプローブ
カード（8a）の接触端子であるプローブ例えばプローブ
針（8b）とソフトタッチし、自動的にウエハ（5a）の電
気的特性を測定する。このような連続自動測定機能をも
つプローブ装置により、ウエハ（5a）の検査において、
ウエハの品種により、ウエハ（5a）を冷却又は加熱して
検査する必要がある。この冷却及び加熱は、ウエハ（5
a）を載置した載置台即ち載置台（６）により行なう。
この載置台（６）は、載置面にバキューム孔（図示せ
ず）が設けられ、このバキューム孔は図示しない真空装
置にチューブ等を介して接続されているので、載置面に
おいてウエハを真空吸着可能とされている。又、第11図
のように上記載置台（６）の内部には、冷却ジャケット
（9b）が内蔵され、載置面の裏面のほぼ全体に接触する
ように敷設されている。この冷却ジャケット（9b）は、
均一な厚さの冷却液の通路であり、その厚み方向に均等
な幅で仕切る材質、例えばアルミニウム等の熱伝導性の
良好な金属からなるリブ（9d）により、蛇行した、ある
いは格子状等の流路を冷却ジャケット（9b）に形成して
冷却液を流すようになっている。このリブ（9d）によ
り、冷却液の冷却ジャケット（9b）内における流れを乱
すことを防止し、冷却液の液体損失を低減でき、容易に
大量の液を流すことができることから、熱交換効率をよ
り高くすることができる。上記冷却液としてはエチレン
グリコール水溶液などの不凍液が好適に使用される。こ
のほか液体窒素冷却，フロン冷却，そして望ましくはフ
ロン−不凍液の二元冷却を使用できる。また冷却ジャケ
ット（9b）としては、銅やその他の熱伝導率のよい材料
を使用する必要がある。

上記リブ（9d）の側面には、冷却液を冷却ジャケット
（9b）内に供給するための給液口もしくは排出するため
の排液口（9b₁）が設けられ、冷却ジャケット（9b）に
冷却した冷却液を供給するとともに、冷却液を環流させ
て冷却装置に戻す構成になっている。

上記冷却ジャケット（9b）の下側には、冷却ジャケット
（9b）と密着させて、載置台（６）のチャックトップ
（9c）全面に相当する広さの、面状発熱体等からなるヒ
ータ（9e）が敷設されている。ヒータ（9e）をこのよう
に冷却ジャケット（9b）の下側に形成したのは、冷却ジ
ャケット（9b）の下側にヒータ（9e）を設けると、ヒー
タ（9e）自身が断熱材の作用をはたしてしまい、冷却を
さまたげるからである。そして、ヒータ（9e）をこのよ
うな位置に設けても、上記リブ（9d）がヒータ（9e）の
熱を載置面にスムーズに伝導する。したがって、冷却中
に加温して温度の微調整制御を行なうことができるだけ
でなく、必要に応じて加熱する場合にも載置面の温度を
均一にすることができる。この構成により−55℃〜150
℃の温度範囲で使用できる。

上記のような載置台（６）のチャックトップ（9b）によ
り、ウエハ（5a）を冷却して検査する場合は、載置台
（６）の冷却による周辺空気の湿気からの結露や霜の発
生を防止可能なように構成されている。

この構成は第10図に示すように、上記載置台（６）を包
囲する如く外部と遮断して略気密の空間部（３）を設け
る。この空間部（３）の上面においてはプローブカード
（8a）が設けられていて、側面において、載置台（６）
の高さ位置とほぼ平行位置に乾燥エアを供給する給気口
（45）が設けられている。この給気口（45）は、エアの
流路となる供給用ダクト（46）を介して乾式の除湿機
（19）に接続されている。又、除湿機（19）とダクト
（46）の間には、微細な塵を除却するためにエアフィル
ター（47）が設けられている。さらに、上記空間部
（３）には供給された乾燥エアを排気する手段が設けら
れている。この排気手段として、空間部（３）の所望す
る位置には、外部と連流路となる開口、即ち、排気口
（48）が設けられていて、一部の乾燥気体がこの排気口
（48）から外部に排気され外部からこの排気口（48）を
介して、エアが流入しないように空間部（３）は陽圧に
なっている。又、他の乾燥エアにおいては、空間部
（３）の検査部の側面に設けられた循環口（49）が循環
用ダクト（50）を介して除湿機（19）に接続されてい
る。即ち、一部の乾燥気体は、除湿機（19）と空間部
（３）を隣接して設けられた各ドクト（46）（50）を介
して再循環するように構成されている。又、循環用ダク
ト（50）の所望の位置には、三方弁（51）が設けられて
いて、この三方弁（51）の１つは、外部空気を吸入可能
なように外部空気吸入口（52）となっている。

上記構成のプローブ装置における動作作用を説明する。

被検査体である半導体ウエハ（5a）をウエハカセット
（５）から図示しない搬送機構で搬送し、予備位置決め
後、載置台（６）に載置する。ここで、ウエハ（5a）を
吸着保持し、正確にアライメント後、プローブカード
（8a）のプローブ針（8b）にウエハ（5a）に形成された
チップの電極パッドに接触させて順次チップの電気特性
を検査する。この時、ウエハ（5a）の品種に対応して、
予め定められた温度に、ウエハ（5a）を冷却する必要が
ある。このウエハ（5a）の冷却は、載置台（６）を冷却
することにより行なう。即ち、先ず、冷却ジャケット
（9b）に載置面の設定温度よりもやや低い温度の冷却液
を流す。次いでヒータに通電して、温度を所定の温度ま
で微調整する。この温度制御は載置面の半導体ウエハ
（5a）の温度として測定できる位置に温度センサ、例え
ばサーミスタ（図示せず）を１ないし複数埋設し、この
サーミスタ出力温度を予め設定した温度（設定温度）と
比較し、差値が零となるようにヒータの電流値や不凍液
の温度制御を行ない、自動設定する。不凍液の温度制御
は冷凍液のON,OFF制御により所望値に設定できる。

上記のように、載置台（６）を冷却して、ウエハの電気
特性の検査中、空気に含まれる水蒸気による水滴の結露
の発生を防止するために乾燥気体を載置台（６）に吹き
つけておく。即ち、乾式の除湿機（19）の図示しない循
環ブロワーにより、除湿機（19）に空気を吸入すると共
に、その吸入した空気を、水の分子を吸着する吸着剤例
えば活性シリカゲルと合成ゼオライトの混合体により除
湿を行ない即ち、吸入された空気中に含まれている水の
分子を、まず活性シリカゲルの10〜25Åの細孔で吸着し
た後、合成ゼオライトの３〜９Åの細孔でわずかに残在
している水の分子を吸着して乾燥気体に変換し、この乾
燥気体を載置台（６）近傍に設けられた空間部（３）に
供給する。この乾燥気体の供給は、エアフィルター（4
7）により微細な塵を除却し、供給用ダクト（46）を介
して給気口（45）から載置台（６）の設けられた空間部
（３）に流量例えば500〜1500/min供給する。又、空
間部（３）において上記乾燥気体の供給と同時に乾燥気
体の循環及び排気を行なう。乾燥気体の循環は、除湿機
（19）に設けられた循環ブロワーにより、載置台（６）
の設けられた空間部（３）の循環口（49）から、循環用
ダクト（50）を介して乾燥気体を吸入することにより行
なう。この除湿機（19）による吸入量は、循環用ダクト
（50）の所望の位置に設けられた三方弁（51）を予め調
節して、空間部（３）の気体から例えば400〜1200/mi
n即ち、供給した乾燥気体の4/5程度を吸入し、残りの1/
5即ち100〜300/minを外部空気吸入口（52）から吸入
する。このことにより、除湿機（19）から空間部（３）
に供給した乾燥気体の内、約1/5即ち、100〜300/min
程度は、空間部（３）に設けられた排気口（48）等から
強制的に外部に排気される。上記のように、除湿機（1
9）から供給用ダクト（46）を介して空間部（３）へ乾
燥気体を供給し、この供給された気体の内約4/5のエア
を循環用ダクト（50）を介して除湿機（19）に循環し、
又、供給された気体の内約1/5の気体を空間部（３）に
設けられた排気口（48）等から排気するようにすると、
4/5の気体は除湿状態で乾式の除湿機（19）を循環する
ので、容易に除湿効果の向上が計れ、なおかつ、1/5気
体を空間部（３）の排気口（48）等から排気するので、
たとえ空間部（３）に隙間が開いていたとしても、その
隙間において、空間部（３）内部から外部に向けて乾燥
気体の排気効果が生じるため、隙間からの外部エアの進
入を防止可能となり、略気密状態の空間部（３）は、常
に安定した乾燥気体雰囲気を形成することが可能とな
る。ゆえに、空間部（３）内の載置台（６）を冷却して
も、近傍空気は一定状態を保ちながら乾燥しているの
で、水滴等の発生を防止でき、常に良好な状態で検査を
実行することが可能となる。

また、載置台が設けられた略気密空間に乾燥気体を予め
冷却した状態例えば室温以下に冷却して供給しても良
く、この場合、載置台（６）の冷却効果を低減させるこ
とがなく、載置台（６）の冷却が容易になる。さらに、
乾式除湿機とイオナイザを接続して、乾燥気体にイオン
化した例えば酸素を含ませると載置台（６）等に発生し
た静電気を除却でき、静電破壊による悪影響を防止でき
る。

さらに又、載置台（６）の設けられた空間部の乾燥気体
供給用給気口に、乾燥気体を拡散させるための拡散板例
えば多数の小孔が規則的に設けられた板状体を設け、こ
の板状体の小孔から乾燥気体を載置台に吹きつけるよう
にしても良い。

さらに又、空間部に設けられた乾燥気体の排気用の排気
口を、半導体ウエハの収納位置側に設けると、収納位置
も乾燥気体により乾燥状態とすることが可能となる。こ
の場合、乾燥気体を送流させるためウエハ収納位置の後
方に、乾燥気体排気口を設けることが望ましい。

さらに又、除湿機に気体を吸入する際に、吸入口位置に
エアフィルターを設けて塵等の微細なゴミの除湿機への
吸入を防止しても良い。

〔発明の効果〕

以上説明したように、請求項１に係る発明は、検査部を
冷却する冷却手段を備えたプローブ装置において、少な
くとも上記検査部の略気密に包囲して気密包囲空間部を
形成し、この気密包囲空間部に乾燥気体を供給するよう
にしたから、被検査体を載置する載置台を含む近傍が冷
却されても、その載置台近傍の気体が、載置台からの放
射冷却によって冷却されても結露を生ぜず、載置台に霜
が付着凍結することはなく、安定した確実な検査ができ
るという効果がある。

請求項２は、上記被検査体が保持される雰囲気を陽圧に
すると共に乾燥気体を循環させるようにしたから、外部
の空気が侵入することはなく、気密包囲空間部を常に安
定した乾燥気体雰囲気に形成することができ、常に良好
な雰囲気で検査できるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を説明するためのプローブ装
置全体説明図、第２図は第１図の乾燥気体の流れを説明
するための除湿機説明図、第３図は第１図の載置台を冷
却させる冷却部を説明するための経路説明図及びチャッ
クトップ説明図、第４図，第５図は第１図の載置台の頂
面に設けられたチャックトップの熱交換機構を説明する
ための熱交換ジャケット拡大説明図、第６図は第１図に
おける冷却気体を効率よく送流させるための構成を説明
する拡大説明図、第７図は第１図の本発明の他の実施例
を説明するためのプローブ装置全体説明図、第８図及び
第９図は第１図の装置におけるプローブ装置の側面に乾
燥材のみを設けた他の実施例を説明するための説明図、
第10図は第１図の装置における乾燥手段の配管経路が異
なった他の実施例を説明するための説明図、第11図は第
１図の装置に用いた載置台の他の実施例を説明するため
のチャックトップ説明図である。１……プローブ装置、２……包囲手段、 3,3a……空間部、４……乾燥気体供給手段、 19……除湿機、32……気密空間、 33……供給口、34……乾燥剤、 35……プローブ装置、36……導入部、 38……流出部、42,43……ファン、 45……給気口、46……供給ダクト、 47……エアフィルタ、48……排気口、 49……循環口、50……循環用ダクト、 51……三方弁、52……外部空気吸入口。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】被検査体の電極部にプローブ針を接触させ
て被検査体の電気的特性を検査する検査部およびこの検
査部を冷却する冷却手段を備えたプローブ装置におい
て、少なくとも上記検査部の略気密に包囲して気密包囲空間
部を形成する包囲手段と、上記気密包囲空間部に乾燥気
体を供給する乾燥気体供給手段とを具備したことを特徴
とするプローブ装置。
【請求項２】被検査体の電極部にプローブ針を接触させ
て被検査体の電気的特性を検査する検査部およびこの検
査部を冷却する冷却手段を備えたプローブ装置におい
て、前記被検査体を保持する保持体と、この保持体に保持さ
れた上記被検査体の電極端子にプローブ針を接触させて
検査するテスタと、上記被検査体が保持される雰囲気を
陽圧にすると共に乾燥気体を循環させる手段とを具備し
たことを特徴とするプローブ装置。
【請求項３】請求項２記載のプローブ装置において、乾
燥気体の一部を排気しながら、乾燥気体を循環させる手
段を具備したことを特徴とするプローブ装置。
【請求項４】請求項２記載のプローブ装置において、乾
燥気体の循環は、一部外部の空気をとり入れながら循環
させるように構成したことを特徴とするプローブ装置。