KR102090682B1 - 프로브 장치 - Google Patents

Abstract

대기 중에서 발생시킨 플라즈마를 이용하여 프로브의 클리닝을 실시할 때, 프로브의 배치 위치에서 플라즈마의 영향을 조정하는 것이 가능한 프로브 장치를 제공한다. 기판(W)에 형성된 피검사 디바이스에 프로브(31)를 접촉시켜 전기적 특성의 검사를 행하는 프로브 장치에 있어서, 프로브 카드(3)는 복수의 프로브(31)의 선단부를 돌출시킨 상태로 유지하고, 검사 대상의 기판(W)이 배치되는 배치대(2)는, 프로브 카드(3)에 유지된 프로브(31)에 대하여, 기판을 상대적으로 이동시키는 이동 기구를 구비한다. 플라즈마 공급부(6)는 이물을 제거하기 위하여 프로브(31)를 향해 클리닝용의 플라즈마를 공급하고, 전위 조절 부재(5)는 프로브(31)를 향해 플라즈마가 공급되는 위치에서 봤을 때, 프로브(31)의 배면측에 마련되어, 당해 프로브(31)의 전위를 조절한다.

Description

프로브 장치 {PROBE APPARATUS}

본 발명은 기판 표면에 형성된 피검사 디바이스의 전기적 특성의 검사를 행하는 프로브의 클리닝 기술에 관한 것이다.

반도체 장치의 제조 공정에 있어서는, 기판인 반도체 웨이퍼(이하, '웨이퍼'라고 함)의 표면에 IC(집적회로)를 형성한 후, IC칩이 분리되기 전인 웨이퍼의 상태로, 각 IC의 전기적 특성을 조사하는 프로브 테스트가 행해진다.

프로브 테스트는, 예를 들면 다수의 프로브가 마련된 프로브 카드를 이용하여 행해지고, 프로브 카드에 대하여 웨이퍼를 눌러 검사 대상의 IC의 전극 패드를 프로브와 접촉시키고, 검사용의 전기 신호를 입출력함으로써 행해진다.

이와 같이, 전극 패드와의 접촉 동작이 반복되는 프로브의 선단부에는 전극 패드를 구성하는 알루미늄 합금 등이 깎여 부착되기 때문에, 프로브와 전극 패드 간의 접촉 저항이 증대되어, 안정된 검사를 저해하는 경우가 있다.

따라서 종래에는, 프로브의 선단부를 연마 부재로 연마함으로써, 부착물을 제거하여 프로브의 재생을 행하고 있었다(예를 들면 특허 문헌 1).

그러나 연마 부재를 이용하여 물리적으로 부착물을 제거하는 재생법에 있어서는, 부착물의 제거를 확실하게 하기 위하여 프로브의 선단부의 일부까지 연마로 깎는 경우가 있어(오버 연마), 프로브의 손모(損耗)를 촉진시키는 요인도 되고 있다. 특히, 연마에 의한 재생은, 연마 부재의 연마면에 다수의 프로브를 눌러 동시에 연마를 행하는 점에서, 부착물의 부착량이 많지 않은 프로브까지도 연마에 의한 손모가 진행되어, 고가의 프로브 카드의 교체 주기가 짧아질 우려가 있다.

또한, 연마에 의해 깎인 부착물 또는 프로브의 구성 부재가 파티클이 되어, 웨이퍼의 오염원이 되는 문제도 발생한다.

여기서 특허 문헌 2에는, 대기 중에서 발생시킨 플라즈마를 프로브 바늘에 공급함으로써, 당해 프로브 바늘에 부착된 이물을 소각, 에칭하여 제거하는 기능을 구비한 반도체 검사 장치가 기재되어 있다.

일본특허공개공보 2008-014758호 : 단락 0005 일본특허공개공보 2002-176076호 : 단락 0017, 도 1

그러나 특허 문헌 2에는, 종래의 반도체 검사 장치와, 고주파 전력 등을 이용하여 플라즈마를 발생시키는 취지만이 기재된 플라즈마 조사 기기를 조합한 기술이 있을 뿐, 실제로 대기 중에서 발생시킨 플라즈마를 이용하여 프로브 바늘로부터 제거한 실험 결과 등은 전혀 나타나 있지 않다.

이 때문에, 대기 중에서 발생시킨 플라즈마를 이용한 프로브 바늘의 클리닝을 실현함에 있어서, 반도체 검사 장치측에 새롭게 필요한 기기 구성은 특허 문헌 2의 기재로부터는 도출할 수 없다.

본 발명은 이러한 사정에 기초하여 이루어진 것이며, 그 목적은, 대기 중에서 발생시킨 플라즈마를 이용하여 프로브의 클리닝을 실시할 시, 프로브의 배치 위치에서 플라즈마의 영향을 조정하는 것이 가능한 프로브 장치를 제공하는 것에 있다.

본 발명의 프로브 장치는, 기판 표면에 형성된 피검사 디바이스에 복수의 프로브를 접촉시켜, 상기 피검사 디바이스의 전기적 특성의 검사를 행하는 프로브 장치에 있어서,

상기 프로브의 선단부를 돌출시킨 상태에서, 이들 복수의 프로브를 유지한 프로브 카드와,

검사 대상의 기판이 배치되는 기판 배치면을 구비하고, 상기 프로브 카드에 유지된 프로브에 대하여 상기 배치면에 배치된 기판을 상대적으로 이동시키는 이동 기구에 접속된 배치대와,

상기 프로브에 부착된 이물을 제거하기 위하여 상기 프로브를 향해 클리닝용의 플라즈마를 공급하기 위한 플라즈마 공급부와,

상기 프로브를 향해 플라즈마가 공급되는 위치에서 봤을 때 상기 프로브의 배면측에 마련되어, 상기 프로브의 전위를 조절하기 위한 전위 조절 부재를 구비한 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따르면, 프로브 카드에 유지되고, 피검사 디바이스의 전기적 특성의 검사를 행하기 위한 복수의 프로브에 대하여 플라즈마를 이용하여 클리닝을 행함에 있어서, 플라즈마가 공급되는 위치에서 봤을 때 프로브의 배면측에 전위 조절 부재가 마련되어 있으므로, 클리닝에 적합한 전계를 형성할 수 있다.

도 1은 실시의 형태에 따른 프로브 장치의 종단 측면도이다.
도 2는 상기 프로브 장치에 마련되어 있는 프로브 카드의 종단 측면도이다.
도 3은 상기 프로브 카드의 사시도이다.
도 4는 상기 프로브 카드에 마련되어 있는 프로브 바늘에 클리닝용의 플라즈마를 공급하는 플라즈마 공급부의 종단 측면도이다.
도 5는 상기 플라즈마 공급부에 전력을 공급하는 전력 공급부의 블록도이다.
도 6은 FT-IR을 이용하여 프로브 바늘의 클리닝의 진행 상태를 파악하는 방법의 설명도이다.
도 7은 상기 클리닝의 진행에 수반하는 FT-IR 분석 결과의 변화를 나타내는 설명도이다.
도 8은 상기 프로브 바늘의 클리닝 시의 프로브 장치의 종단 측면도이다.
도 9는 클리닝 시의 프로브 바늘과 플라즈마 공급부를 나타내는 확대 사시도이다.
도 10은 상기 프로브 카드의 다른 구성예를 나타내는 종단 측면도이다.
도 11은 상기 프로브 카드의 또 다른 구성예를 나타내는 종단 측면도이다.
도 12는 실험 장치의 구성을 나타내는 설명도이다.
도 13은 실험 장치를 이용하여 클리닝을 행한 전후의 프로브 바늘의 선단부를 촬영한 전자현미경 사진이다.
도 14는 상기 실험 장치에 있어서, 스테이지와 시료 사이에 배치되는 지지 부재의 구성 재료를 변화시킨 각 실험예의 설명도이다.
도 15는 상기 각 실험예에 있어서, 플라즈마 공급부에 공급되는 전압의 파형을 나타내는 오실로스코프 화상이다.
도 16은 상기 플라즈마 공급부로부터 플라즈마가 공급된 시료의 표면의 촬상 결과이다.

먼저 도 1 등을 참조하여 실시의 형태에 따른 프로브 장치의 전체 구성에 대하여 설명한다.

도 1에 나타내는 바와 같이, 프로브 장치는 장치 본체를 구성하는 하우징(1)을 구비하고 있다. 이 하우징(1)의 저부의 기대(11) 상에는 Y 방향(도 1과 교차하는 방향)으로 연장되는 Y 레일(211)을 따라 이동 가능하게 구성된 Y 스테이지(21)와, X 방향(도 1을 향해 좌우 방향)으로 연장되는 X 레일(221)을 따라 이동 가능하게 구성된 X 스테이지(22)가 하단측으로부터 이 순서로 마련되어 있다.

예를 들면 Y 스테이지(21) 및 X 스테이지(22)에는 미도시의 볼 나사 기구가 병설되고, 엔코더가 탑재된 모터를 이용하여 볼 나사의 회전량을 조절함으로써, Y 스테이지(21)의 Y 방향의 정지 위치 및 X 스테이지(22)의 X 방향의 정지 위치를 정확하게 조정할 수 있다.

X 스테이지(22) 상에는, 신축 가능하게 구성된 신축축(231)에 지지되어, Z 방향(상하 방향)으로 승강 가능하게 구성된 Z 이동부(23)가 마련되어 있다. 또한 이 Z 이동부(23)의 상면측에는 Z 이동부(23) 상에서 Z축의 둘레로 회전 가능(θ 방향으로 이동 가능)하게 구성된 웨이퍼 척(2)이 마련되어 있다.

상술한 Y 스테이지(21), X 스테이지(22), 신축축(231)에 지지된 Z 이동부(23)는 본 실시의 형태의 이동 기구를 구성하고, 웨이퍼 척(2)을 X, Y, Z, θ의 각 방향으로 이동시킬 수 있다.

웨이퍼 척(2)의 상면은 검사 대상의 IC가 형성된 웨이퍼(W)를 배치하는 배치면으로 되어 있고, 웨이퍼(W)가 흡착 유지된다. 웨이퍼 척(2)은 본 실시의 형태의 배치대에 상당한다.

Y 스테이지(21), X 스테이지(22), Z 이동부(23)의 작용에 의해 웨이퍼 척(2)(배치면에 배치된 웨이퍼(W))이 이동하는 영역을 이동 영역이라 하면, 당해 이동 영역의 상방에는 프로브 카드(3)가 마련되어 있다. 프로브 카드(3)는 하우징(1)의 천판인 헤드 플레이트(12)에 착탈 가능하게 장착되어 있다.

프로브 카드(3)는 PCB(Printed circuit board)로서 구성되고, 그 상면측에는 미도시의 전극군이 형성되어 있다. 또한, 헤드 플레이트(12)의 상방에 배치된 테스트 헤드(4)와 프로브 카드(3)의 사이에는, 테스트 헤드(4)측의 단자와 기술한 전극군 간의 전기적 도통을 취하기 위한 중간 링(41)이 개재 마련되어 있다.

중간 링(41)은, 프로브 카드(3)의 전극군의 배치 위치에 대응하도록, 전극부인 포고 핀(411)이 다수 배치된 포고핀 유닛으로서 구성되어 있다. 중간 링(41)은 예를 들면 테스트 헤드(4)측에 고정되어 있다.

또한 테스트 헤드(4)는, 하우징(1)의 옆에 마련된 도시하지 않은 힌지 기구에 의해, 수평인 회전축의 둘레를 회전 가능하게 구성되어 있다. 이 구성에 의해, 테스트 헤드(4)는, 중간 링(41)을 수평으로 유지하여 각 포고 핀(411)을 프로브 카드(3)의 전극군에 접촉시킨 상태로 하는 측정 위치(도 1)와, 프로브 카드(3)로부터 중간 링(41)을 분리하고 그 저면을 상향으로 한 상태로 유지하는 퇴피 위치(미도시)와의 사이를 회전이동할 수 있다.

또한, 테스트 헤드(4)는 프로브 카드(3)를 통하여 취득한 IC의 전기적 특성을 나타내는 전기 신호를 검사 데이터로서 기억하는 데이터 기억부 및 검사 데이터에 기초하여 검사 대상의 IC의 전기적인 결함의 유무를 판정하는 판정부(모두 미도시)를 구비하고 있다.

프로브 카드(3)의 하면측에는, 상면측의 전극군에 대하여 각각, 전기적으로 접속된 프로브인 다수의 프로브 바늘(31)이 마련되어 있다. 도 2 및 도 3 등에 나타내는 바와 같이, 각 프로브 바늘(31)은 횡침 또는 캔틸레버 등으로 불리는 도전성 금속에 의해 구성되어 있다. 프로브 바늘(31)은 프로브 카드(3)의 중앙부에 형성된 직사각형 형상의 개구부(32)에, 선단부를 향해 기울기 하방을 향해 돌출되도록, 프로브 카드(3)의 하면측에 마련되어 있다.

또한 프로브는, 프로브 카드(3)의 하면으로부터 수직 하방을 향해 연장되는 수직침(후술하는 도 11에 나타내는 프로브 바늘(31a)) 또는 유연한 필름의 하면에 형성된 금 범프 전극 등에 의해 구성해도 된다.

또한 이 프로브 장치는, 웨이퍼(W)와 프로브 바늘(31)의 위치 조정을 행하기 위하여 프로브 바늘(31)의 바늘 끝을 촬상하는 제 1 촬상 수단과 웨이퍼(W) 상의 전극 패드를 촬상하는 제 2 촬상 수단을 구비하고 있다(모두 미도시).

이상에 설명한 구성을 구비하는 본 예의 프로브 장치는, 프로브 바늘(31)을 향해 대기압 하에서 플라즈마를 공급함으로써, 프로브 바늘(31)의 선단부에 부착된 부착물을 제거하기 위한 플라즈마 공급부를 구비한다.

이하, 도 4 및 도 5를 참조하여, 플라즈마 공급부의 구성에 대하여 설명한다.

도 4는 본 예의 플라즈마 공급부의 하나의 구성예인 플라즈마 노즐(6)의 종단 측면도를 나타내고 있다.

본 예의 플라즈마 노즐(6)은 유전체제의 관 형상 부재(61)와, 이 관 형상 부재(61) 내에 삽입된 전극봉(62)과, 관 형상 부재(61)의 외주면을 따라 마련된 박(箔) 형상 전극(63)을 구비하고, 전극봉(62)과 박 형상 전극(63)의 사이에 고주파 전력(예를 들면 후술하는 전력 공급부(7)로부터 공급되는 펄스 형상의 고주파 전력)을 인가함으로써, 관 형상 부재(61) 내에 공급된 플라즈마 형성용의 가스를 유전체 배리어 방전에 의해 플라즈마화할 수 있다.

관 형상 부재(61)는 글라스 또는 석영 등의 유전체에 의해 구성되는 외경이 수 밀리미터 ~ 수 센티미터, 길이가 수 센티미터 ~ 십수 센티미터 정도의 크기의 원형관이다. 또한, 관 형상 부재(61)의 관벽의 두께는 서브밀리미터 ~ 수 밀리미터 정도로 되어 있다.

전극봉(62)은 알루미늄 또는 구리 등의 금속에 의해 구성된, 예를 들면 둥근 봉 형상의 전극이다. 전극봉(62)의 직경은 전극봉(62)의 외주면과 관 형상 부재(61)의 내벽면과의 사이에, 서브밀리미터 ~ 수 밀리미터 정도의 간극을 형성하는 것이 가능한 치수로 되어 있다. 전극봉(62)의 길이는, 후술하는 노즐 헤드(64), 캡 부재(67)를 장착한 상태의 관 형상 부재(61)의 내부에 전극봉(62)을 수용 가능한 치수로 되어 있다.

예를 들면 전극봉(62)은, 관 형상 부재(61)의 일단(이하, '기단'이라고 함)측의 개구를 폐색하도록 마련된 금속제의 캡 부재(67)와 관 형상 부재(61)의 내주면을 따라 서로 간격을 두고 복수 마련된 작은 조각 형상의 서포트 부재(66)에 의해, 양 단부를 지지받고 있다.

서포트 부재(66)에는 유전 정접이 작은(전기적 손실이 작은) 폴리이미드 수지 등이 이용된다.

예를 들면 캡 부재(67) 및 서포트 부재(66)는 관 형상 부재(61)의 중심축에 대하여, 전극봉(62)의 중심축이 일치하도록 전극봉(62)을 유지한다. 그 결과, 전극봉(62)의 외주면과 관 형상 부재(61)의 내벽면과의 사이에는 횡단면이 원환 형상의 간극으로 이루어지는 유로가 형성된다.

박 형상 전극(63)은 알루미늄박 또는 구리박 등의 금속박에 의해 구성되고, 관 형상 부재(61)의 외주면을 전 둘레에 걸쳐 덮도록 배치된다. 박 형상 전극(63)은 도전성 그리스 등을 개재하여 관 형상 부재(61)의 외주면에 부착되어 있다.

예를 들면 박 형상 전극(63)은, 관 형상 부재(61)의 길이 방향을 따른 박 형상 전극(63)의 길이 치수를 변화시킴으로써, 박 형상 전극(63)의 면적을 변화시켜 관 형상 부재(61) 내에서 플라즈마가 형성되는 영역을 변화시킬 수 있다.

또한, 관 형상 부재(61)보다 짧은 길이 치수를 가지는 박 형상 전극(63)을 마련하는 경우에는, 박 형상 전극(63)이 관 형상 부재(61)의 외주면을 덮는 위치를 변화시켜, 플라즈마가 형성되는 영역으로부터 플라즈마 노즐(6)의 출구(노즐 헤드(64)를 마련하는 경우에는, 토출구(641))까지의 거리를 변화시킬 수도 있다.

이들 박 형상 전극(63)의 면적 및 박 형상 전극(63)의 배치 위치 중 적어도 일방을 변화시킴으로써, 플라즈마 노즐(6)로부터 공급되는 플라즈마의 밀도 등을 조정하는 것이 가능해진다.

기술한 바와 같이 관 형상 부재(61)의 기단측에는, 관 형상 부재(61)와 전극봉(62)의 간극을 폐색하고 또한 전극봉(62)의 기단부를 유지하는 캡 부재(67)가 마련되어 있다. 관 형상 부재(61)와 캡 부재(67)는, 관 형상 부재(61)의 기단부와 캡 부재(67)의 개구면에 나사를 형성하고 이들 나사를 나사 결합시킴으로써 접속해도 되며, 접착제를 이용하여 접속해도 된다.

또한 캡 부재(67)의 측면에는, 아르곤 가스(Ar) 또는 클린 드라이 에어(CDA) 등의 플라즈마 형성용의 가스를 공급하는 가스 공급 배관(65)이 접속되어 있다.

관 형상 부재(61)의 기단측과는 반대측의 단부(이하, '선단'이라고 함)에는, 관 형상 부재(61) 내에서 생성한 플라즈마를 프로브 바늘(31)을 향해 토출하는 노즐 헤드(64)가 마련되어 있다. 예를 들면 노즐 헤드(64)는 원추 형상으로 형성되고 내부가 비어있는 금속제의 부재이다. 그리고, 노즐 헤드(64)의 원추의 저면측의 개구 내에 관 형상 부재(61)의 선단부를 삽입함으로써, O-링(642)을 개재하여 관 형상 부재(61)에 노즐 헤드(64)를 접속, 고정하고 있다.

노즐 헤드(64)의 원추의 선단측에는 플라즈마를 토출하기 위한 토출구(641)가 형성되어 있다. 토출구(641)의 개구 면적은 관 형상 부재(61)와 전극봉(62) 사이의 간극의 횡단 면적보다 작게 형성되어 있다. 이 구성에 의해, 가스 공급 배관(65)으로부터의 플라즈마 형성용의 가스의 공급 압력에도 의하지만, 플라즈마 노즐(6)의 내압을 0.05 ~ 1 MPa(절대압)의 범위 내인 예를 들면 1 MPa(약 10 기압)의 고압 상태로 할 수 있다.

플라즈마 노즐(6)의 내압을 높게 함으로써, 라디칼 및 이온 밀도가 높은 플라즈마를 프로브 바늘(31)을 향해 강하게 공급할 수 있다.

상술한 구성을 구비하는 플라즈마 노즐(6)의 전극봉(62)과 박 형상 전극(63) 사이에 고주파 전력을 인가하면, 유전체제의 관 형상 부재(61)를 사이에 둔 유전체 배리어 방전에 의해, 관 형상 부재(61) 내를 흐르는 가스가 플라즈마화된다.

플라즈마 노즐(6) 내에 있어서는, 집중된 영역에 플라즈마가 발생하는 아크 방전 상태보다, 전극봉(62)과 박 형상 전극(63)이 대향하는 영역에 걸쳐 플라즈마가 발생하는 글로 방전 상태를 유지하는 것이 보다 많은 가스를 효율적으로 플라즈마화할 수 있다.

한편, 전극봉(62)과 박 형상 전극(63)과의 사이에서는, 글로 방전 상태와 비교하여, 아크 방전 상태가 부성 저항을 나타내므로, 통상의 고주파 전력을 인가한 것 만으로는 플라즈마 노즐(6) 내의 방전은 아크 상태로 이행되기 쉽다.

따라서 본 예의 플라즈마 노즐(6)에 공급하는 전력 공급부(7)는, 고주파 전력을 펄스파로서, 펄스의 피크 파워와 듀티비를 조정함으로써, 이온 충격이 높고(피크 파워에 의해 조정), 가스 온도가 낮아 아크 상태로 이행되기 어려운(듀티비에 의해 조정) 플라즈마를 형성하는 구성으로 되어 있다.

이하, 도 5를 참조하여 전력 공급부(7)의 구성예에 대하여 설명한다.

도 5에 나타내는 바와 같이, 전력 공급부(7)는 교류 전원(71)으로부터 펄스 형상의 고주파 전력을 얻는 펄스 발생부(72)를 구비하고 있다. 펄스 발생부(72)는, 부하측에 공급되는 고주파 전력의 역률을 개선하는 역률 개선 회로(721)와, 교류 전력으로부터 직류 전력을 얻는 정류 평활 회로(722)와, 직류 전력의 전압 조정을 행하는 고압 초퍼 회로(723)와, 직류 전력으로부터 원하는 듀티비의 펄스를 발생시키는 H 브리지 회로(724)와, 승압용의 트랜스 회로(725)를 구비하고 있다.

교류 전원(71)은, 예를 들면 상용 교류 전원을 이용하여, 50/60 Hz, 200 V의 교류 전력을 공급한다.

예를 들면 공지의 액티브 필터 방식의 역률 개선 회로(721)와 조합하여 마련된 정류 평활 회로(722)로부터는, 예를 들면 400 V의 직류 전력이 출력된다.

고압 초퍼 회로(723)는 정류 평활 회로(722)로부터 공급된 직류 전류를, 예를 들면 10 V ~ 400 V의 범위의 전압을 가지는 직류 전력으로 조정하고, 이에 의해 펄스의 피크 파워의 설정을 행한다.

H 브리지 회로(724)는, 페이즈 시프트 방식의 PWM(Pulse Width Modulation)에 의해, 고압 초퍼 회로(723)로부터 공급된 직류 전력으로부터 원하는 듀티비의 펄스를 생성한다.

그리고 트랜스 회로(725)에서 펄스 형상의 고주파 전력의 승압을 행하고, 예를 들면 최대 20 kV의 피크 파워를 가지는 펄스 형상의 고주파 전력이 플라즈마 노즐(6)에 인가된다.

이온 충격을 이용하는 관점에서는, 고주파 전력의 주파수는 5 MHz 이하가 바람직하다. 또한, 예를 들면 트랜스 회로(725)의 코어로서 페라이트를 이용하는 경우에는, 당해 주파수는 100 kHz 이하로 조정된다.

한편, 플라즈마 노즐(6)에서 방전을 계속하는 관점에서는, 펄스 간격이 10 밀리세컨드 이하이면 재착화 에너지를 필요로 하지 않고 방전을 계속할 수 있다.

이러한 관점에 입각하여, 예를 들면 10 ~ 20 kHz 정도의 주파수 범위에서 듀티비가 10 ~ 90 % 정도 범위의 펄스 형상의 고주파 전력을 공급함으로써, 플라즈마 노즐(6) 내에서 글로 방전 상태를 유지하면서, 이온 충격이 큰 플라즈마를 형성할 수 있다.

역률 개선 회로(721) 내의 액티브 필터의 듀티 제어, 고압 초퍼 회로(723)의 PWM 제어, H 브리지 회로(724)의 페이즈 시프트 제어는, 예를 들면 원 칩 마이크로컴퓨터(73)를 이용하여 펄스 발생부(72) 내에서 로컬로 제어된다.

이상에 설명한 플라즈마 노즐(6) 및 전력 공급부(7)는 본 예의 플라즈마 공급부를 구성하고 있다.

도 1의 설명으로 돌아오면, 플라즈마 노즐(6)은, 노즐 헤드(64)를 상방측을 향해(프로브 바늘(31)측을 향해) 노즐 지지부(232)를 개재하여 Z 이동부(23)에 접속되어 있다.

이와 같이 웨이퍼 척(2)에 병설된 플라즈마 노즐(6)은 이동 기구(Y 스테이지(21), X 스테이지(22), Z 이동부(23))를 이용하여 X, Y, Z의 각 방향으로 이동하고, 배치면의 측방 위치로부터 프로브 바늘(31)측을 향해 플라즈마를 토출하는 것이 가능해진다.

이상에 설명한 바와 같이, 본 예의 프로브 장치는, 이온 충격이 크고, 이온 및 라디칼 밀도가 높은 클리닝용 플라즈마를 대기압 하에 있는 하우징(1) 내에 공급하여 프로브 바늘(31)의 클리닝을 행하는 기능을 구비한다.

또한 본 예의 프로브 장치는, 프로브 바늘(31)측에 있어서도 플라즈마 노즐(6)로부터 공급된 플라즈마를 효과적으로 이용하여 클리닝을 진행시키기 위한 구성을 구비하고 있다.

즉, 도 1 및 도 2에 나타내는 바와 같이, 프로브 바늘(31)을 향해 플라즈마가 공급되는 위치(도 8에 나타내는 플라즈마 노즐(6)의 배치 위치 참조)에서 봤을 때, 프로브 바늘(31)의 배면측인 프로브 카드(3)의 상면측(플라즈마 노즐(6)에서 봤을 때 프로브 카드(3)의 이면측)에는, 플라즈마 노즐(6)로부터 공급된 플라즈마가 도달하는 위치에 있어서의 프로브 바늘(31)의 전위를 조절하기 위한 전위 조절 부재인 금속판(5)이 마련되어 있다.

예를 들면 금속판(5)은 구리판 또는 알루미늄판, 스테인리스 스틸판 등으로 구성되고, 당해 금속판(5)의 전위를 조절하는 가변의 직류 전원(53)을 개재하여 접지단에 접속되어 있다.

도 2에 나타내는 예에 있어서 금속판(5)은, 예를 들면 유전체제의 유지 부재(51)를 개재하여, 프로브 카드(3)의 이면으로부터 수 밀리미터 정도 뜬 높이 위치에 유지되어 있다. 또한, 플라즈마 전위 제어의 목적으로, 유지 부재(51)는 접속선(52)을 개재하여 프로브 카드(3)의 이면과 전기적으로 접속되어 있다.

플라즈마 노즐(6)로부터 플라즈마가 공급되는 프로브 바늘(31)의 배면측에 전위 조정된 금속판(5)을 마련함으로써, 프로브 바늘(31)의 주위에 형성되는 전계의 상태를 변화시키는 것이 가능해진다. 그 결과, 플라즈마 중의 이온에 작용하는 가속 전압을 조정하여, 부착물의 제거를 행할 시의 플라즈마의 작용을 변화시킬 수 있다(후술하는 실험예 2-1 ~ 2-3에 나타내는 실험 결과 참조).

직류 전원(53)으로부터 금속판(5)으로 인가하는 전압은, 플라즈마 노즐(6)로부터 공급된 플라즈마를 이용하여 프로브 바늘(31)에 부착된 부착물을 제거하는 것이 가능하며, 또한, 플라즈마가 프로브 바늘(31)의 본체에 주는 손상이 작은 전압을 사전의 예비 실험 등에 의해 결정하면 된다.

도 2에 나타내는 예에 있어서는, 직류 전원(53)의 음극측을 금속판(5)에 접속하고 있는데, 필요에 따라 양극측을 접속해도 된다(후술하는 도 11도 참조).

도 6은 플라즈마를 이용한 클리닝의 종점 검출의 방법의 일례를 나타내고 있다. 당해 예에 있어서는 FT-IR(Fourier Transform Infrared Spectroscopy) 검출기(8)를 이용하여 플라즈마(P)의 광을 검출한 결과에 기초하여, 부착물의 제거가 완료되었는지 여부의 판단을 행한다.

예를 들면 프로브 바늘(31)을 접촉시키는 IC측의 전극 패드가 알루미늄-마그네슘 합금인 경우에 대하여 생각하면, 전극 패드로부터 깎여 프로브 바늘(31)에 부착된 합금의 일부는 산화되어 산화 알루미늄 또는 산화 마그네슘이 된다.

이 때, 도 6에 나타내는 바와 같이 프로브 바늘(31)에 공급되는 플라즈마의 광을 FT-IR 검출기(8)에서 수광하고 분석하면, 도 7에 나타내는 바와 같이 산화 알루미늄 또는 산화 마그네슘에 대응하는 흡광도 피크가 관찰된다(도 7의 실선).

따라서, 플라즈마를 이용한 클리닝을 행하면서, 정해진 간격으로 FT-IR 검출기(8)에 의해 상기 플라즈마광의 흡광도 변화를 확인한다. 부착물에 대응하는 물질의 흡광도의 피크가 미리 설정된 임계치 이하가 된 타이밍에서 클리닝을 종료함으로써, 부착물을 확실히 제거하면서 플라즈마가 프로브 바늘(31)에 주는 손상을 최소한으로 억제하는 것이 가능한 타이밍을 특정할 수 있다.

이상에 설명한 구성을 구비하는 프로브 장치에는 제어부(9)가 마련되어 있다. 이 제어부(9)는 프로그램, 메모리, CPU로 이루어지는 데이터 처리부 등을 구비하고, 프로그램에는 제어부(9)로부터 프로브 장치의 각 부에 제어 신호를 보내고, 웨이퍼(W)의 검사 동작 및 프로브 바늘(31)의 클리닝 동작을 실행하기 위한 명령이 탑재되어 있다. 이 프로그램은 컴퓨터 기억 매체, 예를 들면 플렉시블 디스크, 컴팩트 디스크, MO(광자기 디스크) 등의 도시하지 않은 기억부에 저장되어 제어부(9)에 인스톨된다.

또한, 테스트 헤드(4)에 마련된 기술한 데이터 기억부 및 판정부도 제어부(9)의 일부를 구성하고 있다.

이상에 설명한 구성을 구비하는 프로브 장치의 작용에 대하여 설명한다.

먼저, 통상 시에 있어서의 웨이퍼(W)의 검사 동작에 대하여 설명한다.

우선, 도시하지 않은 외부의 반송 암에 의해 하우징(1) 내에 웨이퍼(W)를 반입하고, 웨이퍼 척(2) 상에 배치한다. 이어서 기술한 촬상 수단을 이용하여 컨택트 위치를 설정한다.

이 후, 웨이퍼 척(2)을 상승시켜, 웨이퍼(W) 상의 IC에 형성된 전극 패드에 프로브 바늘(31)을 접촉시키고, 테스트 헤드(4)로부터 중간 링(41), 프로브 카드(3) 및 프로브 바늘(31)을 개재하여 IC에 전기 신호를 공급하여, 전기적 특성의 검사를 행한다. 그리고 이동 기구를 이용하여 프로브 카드(3)에 대하여 웨이퍼 척(2)(웨이퍼(W))을 순차 이동시켜, 웨이퍼(W) 상에 다수 형성된 각 IC의 전극 패드에 대하여 동일한 동작을 반복하여 검사를 행한다.

이렇게 하여 웨이퍼(W) 상의 모든 IC에 대하여 검사가 종료되면, 웨이퍼 척(2)을 초기 위치로 이동시키고, 외부의 반송 암에 의해 검사 후의 웨이퍼(W)가 반출되는 한편, 다음 웨이퍼(W)가 웨이퍼 척(2) 상에 배치된다.

이어서, 프로브 바늘(31)의 클리닝 동작에 대하여 설명한다.

상술한 검사 동작을 다수의 웨이퍼(W)에 대하여 실행하면, 프로브 바늘(31)에는 IC의 전극 패드와의 접촉에 기인하는 부착물이 부착된다. 따라서, 예를 들면 미리 설정한 타이밍(미리 설정한 기간의 경과 타이밍 혹은 미리 설정한 매수의 웨이퍼(W)의 검사를 행한 후의 타이밍 등)에서, 다음의 웨이퍼(W)의 반입을 일단 정지하고, 프로브 바늘(31)의 클리닝 동작을 실행한다.

클리닝 동작에 있어서는, 웨이퍼 척(2)에 웨이퍼(W)가 반입되어 있지 않은 상태에서, 이동 기구를 이용하여 웨이퍼 척(2)의 측방에 병설된 플라즈마 노즐(6)을 클리닝 대상의 프로브 바늘(31)과 대향하는 위치로 이동시킨다(도 8 및 도 9). 플라즈마 노즐(6)은, 클리닝 대상의 프로브 바늘(31)과 선단의 노즐 헤드(64)와의 거리가, 예를 들면 수 밀리미터 ~ 수 센티미터 정도 떨어진 상태가 되는 위치에 배치된다.

그리고 가스 공급 배관(65)으로부터 플라즈마 노즐(6) 내에 플라즈마 형성용의 가스를 공급하고, 또한 전력 공급부(7)로부터 플라즈마 노즐(6)에 펄스 형상의 고주파 전력을 공급한다. 그 결과, 플라즈마 노즐(6) 내에서 유전체 배리어 방전이 발생하고, 가스가 플라즈마화된다. 이 때, 펄스 형상의 고주파 전력을 이용하여 플라즈마를 발생시킴으로써, 글로 방전 상태를 유지하면서 이온 충격이 큰 플라즈마를 형성할 수 있다.

플라즈마화된 가스는 노즐 헤드(64)의 토출구(641)를 거쳐 프로브 바늘(31)을 향해 토출되고, 당해 플라즈마가 프로브 바늘(31)의 부착물과 접촉함으로써 부착물이 제거된다. 클리닝은 1 개씩의 프로브 바늘(31)에 플라즈마를 공급해도 되고, 1 개의 플라즈마 노즐(6)로부터 복수 개의 프로브 바늘(31)에 플라즈마를 공급해도 된다.

플라즈마를 이용한 클리닝은, 연마 부재를 이용한 부착물의 제거와 비교하여, 파티클의 발생이 거의 없으므로, 하우징(1) 내의 기기를 청정한 상태로 유지할 수 있다. 또한, 클리닝 시에 발생한 부착물의 성분을 포함하는 가스는 미도시의 배기 기구를 이용하여 하우징(1)의 외부로 배출된다.

여기서 프로브 카드(3)에 있어서는, 플라즈마 노즐(6)에서 봤을 때 프로브 바늘(31)의 배면측에 직류 전원(53)에 의해 전위 조정된 금속판(5)이 마련되어 있다. 금속판(5)은 그 하방측에 배치된 프로브 바늘(31)의 주위에 전계를 형성하고, 플라즈마가 프로브 바늘(31)에 도달하는 위치의 전위를 조정할 수 있다. 그 결과, 플라즈마 중의 이온에 작용하는 가속 전압을 조정하여, 부착물의 제거에 적합한 상태로 프로브 바늘(31)에 플라즈마를 공급할 수 있다.

플라즈마에 의한 클리닝의 진행 상황은 FT-IR 검출기(8)에서 플라즈마의 광을 분석한 결과에 기초하여 파악할 수 있으므로, 부착물에 대응하는 흡광도 피크가 미리 설정한 임계치 이하가 된 시점에서 당해 프로브 바늘(31)에 대한 클리닝 동작을 종료한다(도 6 및 도 7).

FT-IR 검출기(8)를 이용하여 부착물의 제거 상태를 파악하면서 클리닝을 실행함으로써, 플라즈마에 의한 프로브 바늘(31)의 손상을 필요 최소한으로 억제할 수 있다. 또한, FT-IR 검출기(8)를 이용함으로써, 부착물에 의한 오염의 정도가 크지 않은 프로브 바늘(31)을 파악할 수도 있다. 이러한 프로브 바늘(31)에 대해서는, 단시간에 클리닝 작업을 종료하는 판단을 할 수 있다.

이렇게 하여, 이동 기구를 이용하여 플라즈마 노즐(6)을 이동시키면서 클리닝이 필요한 모든 프로브 바늘(31)에 대하여 상술한 클리닝 동작을 실시하면, 플라즈마 노즐(6)에 대한 가스의 공급 및 전력의 공급을 정지하고, 노즐 헤드(64)로부터의 플라즈마의 토출을 종료한다.

그리고 웨이퍼 척(2)을 초기 위치로 이동시켜, 검사 대상의 웨이퍼(W)의 반입을 기다린다.

본 실시의 형태에 따른 프로브 장치에 의하면 이하의 효과가 있다. 프로브 카드(3)에 유지되고, 피검사 디바이스인 IC의 전기적 특성의 검사를 행하기 위한 복수의 프로브 바늘(31)에 대하여 플라즈마를 이용하여 클리닝을 행함에 있어서, 플라즈마가 공급되는 위치에서 봤을 때 프로브 바늘(31)의 배면측에 전위 조절 부재가 마련되어 있다.

그 결과, 프로브 바늘(31)의 주위에 형성된 전계를 이용하여, 플라즈마 중의 이온에 작용하는 가속 전압을 조정하고, 프로브 바늘(31)에 부착된 부착물을 효과적으로 제거할 수 있다.

여기서, 프로브 바늘(31)의 전위를 조정하는 금속판(5)의 구성은 도 2를 이용하여 나타낸 예에 한정되지 않는다.

예를 들면 도 10에 나타내는 바와 같이, 금속판(5)을 유지하는 높이 위치(유지 위치)를 변화시키는 것이 가능한 유지 부재(51a)를 이용하여, 프로브 카드(3)의 이면으로부터 금속판(5)까지의 거리(즉, 프로브 바늘(31)로부터 금속판(5)까지의 거리)를 변화시킴으로써, 프로브 바늘(31)의 주위에 형성되는 전계의 상태를 변화시켜도 된다. 또한, 도 10에는 직류 전원(53)을 마련하지 않고 금속판(5)을 직접 접지단에 접속한 예를 나타냈지만, 도 2에 나타내는 예와 마찬가지로, 이들 사이에 가변의 직류 전원(53)을 마련해도 되는 것은 물론이다.

또한 도 11에는, 횡침형(캔틸레버형)의 프로브 바늘(31) 대신에, 포고핀형의 프로브 바늘(31a)을 구비한 프로브 카드(3a)의 예를 나타내고 있다. 이 타입의 프로브 카드(3a)는 개구부(32)가 마련되어 있지 않은 경우가 있다. 따라서, 프로브 바늘(31)의 상방측의 프로브 카드(3a) 내에 금속판(5)을 매립하는 구성으로 해도 된다.

또한, 본 도면 중에 병기하는 바와 같이, 금속판(5)의 전위 조정을 행하는 직류 전원(53)은 그 양극측을 금속판(5)에 접속하는 것도 가능하다.

이 외에, 플라즈마 공급부의 구성예는, 도 4 및 도 5를 이용하여 설명한 플라즈마 노즐(6)에 한정되지 않는다. 예를 들면, 평행 평판 전극의 사이에 플라즈마 형성용의 가스를 통류시키고, 이들 전극 간에 고주파 전력을 인가하여 플라즈마를 발생시키고, 노즐 등을 거쳐 플라즈마를 프로브 바늘(31)로 공급하는 구성으로 해도 된다.

<실험예>

(실험 1)

플라즈마 노즐(6)에서 발생시킨 플라즈마를 이용하여, 프로브 바늘(31)의 클리닝 실험을 행했다.

A. 실험 조건

(실험예 1)

도 12에 나타내는 바와 같이, 접지된 금속제(구리제)의 금속 스테이지(501)에 스테인리스제의 지지 부재(502)를 개재하여 시료(301)(본 실험에서는 프로브 바늘(31))를 배치했다. 그리고, 당해 프로브 바늘(31)에 대하여 도 4 및 도 5를 이용하여 설명한 플라즈마 노즐(6), 전력 공급부(7)를 이용하여 발생시킨 플라즈마를 공급하고, 클리닝 실험을 행했다.

플라즈마 발생용의 가스로서 유량 0.5 리터/분의 아르곤 가스를 공급하고, 전압 10 kV, 주파수 20 kHz, 듀티비 20%, 평균 300 W의 펄스 형상의 고주파 전력을 공급했다. 플라즈마의 공급 위치는 프로브 바늘(31)보다 2 mm 상방의 위치로 설정했다.

B. 실험 결과

클리닝 전후의 프로브 바늘(31)의 선단부를 전자현미경으로 촬영한 확대 사진을 도 13의 (a) 및 (b)에 나타낸다.

도 13의 (a)에 나타내는 바와 같이 프로브 바늘(31)의 선단부에 부착되어 있던 부착물이, 플라즈마를 이용한 클리닝에 의해 제거될 수 있는 것을 확인할 수 있었다(도 13의 (b)).

(실험 2)

시료(301)와 금속 스테이지(501)의 사이에 배치되는 지지 부재(502)의 재질을 다양하게 변경하여, 플라즈마가 공급되는 시료(301)의 표면에 주는 영향의 차이를 조사했다.

A. 실험 조건

(실험예 2-1)

금속 스테이지(501) 상에 두께가 10 mm인 스펀지를 지지 부재(502a)로서 배치하고, 당해 지지 부재(502a) 상에 시료(301)를 배치하여, 실험예 1과 동일한 조건으로 플라즈마를 발생시켜, 시료(301)의 표면에 공급했다(도 14의 (a)). 시료(301)는 실리콘 기판 상에 질화 티탄막, 텅스텐막, 산화 텅스텐막을 적층한 적층막을 이용했다. 또한 도 12에 나타내는 바와 같이, 전극봉(62)과 박 형상 전극(63) 사이에 인가되는 펄스 형상의 고주파 전력의 전류, 전압 파형을 오실로스코프(70)에 의해 측정했다. 또한, 금속 스테이지(501)와 시료(301) 간의 저항값도 측정했다.

(실험예 2-2)

두께 0.5 ~ 2 mm인 스테인레스 스틸판(지지 부재(502b))과 두께 0.5 mm인 구리판(지지 부재(502c))을 이 순으로 적층하여 지지 부재(502)를 구성한 점 이외에는, 실험예 2-1과 동일한 조건하에서 시료(301)로의 플라즈마 공급을 행했다(도 14의 (b)).

(실험예 2-3)

두께 3 ~ 10 mm인 알루미늄판을 지지 부재(502d)로 한 점 이외에는, 실험예 2-1과 동일한 조건하에서 시료(301)로의 플라즈마 공급을 행했다(도 14의 (c)).

B. 실험 결과

오실로스코프(70)로 측정한 실험예 2-1 ~ 2-3에 있어서의 전류, 전압 파형을 도 15의 (a) ~ (c)에 나타내고, 실험예 2-1, 2-3에 따른 시료(301) 표면의 확대 사진을 도 16의 (a) 및 (b)에 나타낸다.

실험예 2-1의 실험 결과에서, 금속 스테이지(501)와 시료(301) 간의 저항값은 수십 MΩ이 되었다. 플라즈마 노즐(6)에 펄스 형상의 고주파 전력을 인가한 바, 도 15의 (a)에 나타내는 바와 같이 전류, 전압이 흘러 플라즈마는 발생했지만, 시료(301)의 표면에는 플라즈마를 조사한 것에 수반하는 눈으로 확인 가능한 흔적은 대부분 나타나지 않았다.

실험예 2-2의 실험 결과에서, 금속 스테이지(501)와 시료(301) 간의 저항값은 수Ω ~ 수십Ω이 되었다. 플라즈마 노즐(6)에 펄스 형상의 고주파 전력을 인가한 바, 도 15의 (b)에 나타내는 바와 같이 전류, 전압이 흘러 플라즈마는 발생했다. 그리고, 시료(301)의 표면에는, 도 16의 (a)에 나타내는 바와 같이, 0.5 mm × 1.0 mm 정도의 플라즈마 흔적이 형성되었다.

실험예 2-3의 실험 결과에서, 금속 스테이지(501)와 시료(301) 간의 저항값은 수백 kΩ이 되었다. 플라즈마 노즐(6)에 펄스 형상의 고주파 전력을 인가한 바, 도 15의 (c)에 나타내는 바와 같이, 실험예 2-1, 2-2와 비교하여 전압은 오르지 않았다. 한편, 시료(301)의 표면에는, 도 16의 (b)에 나타내는 바와 같이, 직경 2 mm 정도의 원형의 플라즈마 흔적이 형성되었다.

이들 실험예 2-1 ~ 2-3의 결과에 따르면, 시료(301)(질화 티탄에 의해, 하면측에 대하여 절연되어 있음)가 배치되는 지지 부재(502)의 재질을 변경한 것에 의해, 시료(301)의 표면의 주위의 전계가 변화하여, 플라즈마 중의 이온에 작용하는 가속 전압을 조정할 수 있었다고 상정된다. 그 결과, 플라즈마에 의한 처리의 결과를 다양하게 변화시킬 수 있었다.

W : 웨이퍼
2 : 웨이퍼 척
3, 3a : 프로브 카드
31, 31a : 프로브 바늘
5 : 금속판
6 : 플라즈마 노즐
7 : 전력 공급부
9 : 제어부

Claims (12)

1. 기판 표면에 형성된 피검사 디바이스에 복수의 프로브를 접촉시켜, 상기 피검사 디바이스의 전기적 특성의 검사를 행하는 프로브 장치에 있어서,
   상기 프로브의 선단부를 돌출시킨 상태에서, 이들 복수의 프로브를 유지한 프로브 카드와,
   검사 대상의 기판이 배치되는 기판 배치면을 구비하고, 상기 프로브 카드에 유지된 프로브에 대하여 상기 배치면에 배치된 기판을 상대적으로 이동시키는 이동 기구에 접속된 배치대와,
   상기 프로브에 부착된 이물을 제거하기 위하여 상기 프로브를 향해 클리닝용의 플라즈마를 공급하기 위한 플라즈마 공급부와,
   상기 프로브를 향해 플라즈마가 공급되는 위치에서 봤을 때 상기 프로브의 배면 측에 마련되어, 상기 프로브의 전위를 조절하기 위한 전위 조절 부재를 구비하고,
   상기 전위 조절 부재는 접지단에 접속된 금속판이며,
   상기 플라즈마가 공급되는 위치에서 봤을 때 상기 프로브 카드의 이면측에는, 상기 금속판을 유지하고 또한 상기 금속판의 유지 위치를 변화시키는 것이 가능한 유지 부재가 마련되고,
   상기 유지 부재를 이용하여, 상기 프로브 카드의 이면으로부터 금속판까지의 거리를 변화시킴으로써 상기 프로브의 전위를 조절하는 것을 특징으로 하는 프로브 장치.
2. 삭제
3. 제 1 항에 있어서,
   상기 접지단과 금속판 사이에, 상기 금속판의 전위를 조절하는 직류 전원이 마련되어 있는 것을 특징으로 하는 프로브 장치.
4. 삭제
5. 삭제
6. 제 1 항 또는 제 3 항에 있어서,
   상기 플라즈마 공급부는 0.5 ~ 1 MPa의 범위 내의 내압을 이용하여 플라즈마를 토출하는 플라즈마 노즐을 구비하는 것을 특징으로 하는 프로브 장치.
7. 기판 표면에 형성된 피검사 디바이스에 복수의 프로브를 접촉시켜, 상기 피검사 디바이스의 전기적 특성의 검사를 행하는 프로브 장치에 있어서,
   상기 프로브의 선단부를 돌출시킨 상태에서, 이들 복수의 프로브를 유지한 프로브 카드와,
   검사 대상의 기판이 배치되는 기판 배치면을 구비하고, 상기 프로브 카드에 유지된 프로브에 대하여 상기 배치면에 배치된 기판을 상대적으로 이동시키는 이동 기구에 접속된 배치대와,
   상기 프로브에 부착된 이물을 제거하기 위하여 상기 프로브를 향해 클리닝용의 플라즈마를 공급하기 위한 플라즈마 공급부와,
   상기 프로브를 향해 플라즈마가 공급되는 위치에서 봤을 때 상기 프로브의 배면 측에 마련되어, 상기 프로브의 전위를 조절하기 위한 전위 조절 부재를 구비하고,
   상기 플라즈마 공급부는 플라즈마를 토출하는 플라즈마 노즐을 구비하고,
   상기 플라즈마 노즐은 유전체제의 관 형상 부재와, 상기 관 형상 부재 내에 삽입되고 또한 상기 관 형상 부재의 내벽면과의 사이에 간극을 형성하는 전극봉과, 상기 관 형상 부재의 기단측으로부터 상기 간극 내를 향해 플라즈마 형성용의 가스를 공급하는 가스 공급 배관과, 상기 관 형상 부재의 외면을 덮도록 마련된 박 형상 전극을 구비하고,
   상기 전극봉과 박 형상 전극 사이에 고주파 전력을 인가하면, 유전체 배리어 방전에 의해 상기 가스가 플라즈마화되는 것을 특징으로 하는 프로브 장치.
8. 제 7 항에 있어서,
   상기 플라즈마 노즐로부터 상기 프로브를 향해 플라즈마가 토출되는 상기 관 형상 부재의 선단에는, 상기 간극의 횡단 면적보다 개구 면적이 작은 토출구를 구비한 노즐 헤드가 마련되어 있는 것을 특징으로 하는 프로브 장치.
9. 제 7 항에 있어서,
   상기 플라즈마 노즐은, 상기 박 형상 전극에 의해 관 형상 부재의 외면을 덮는 위치와 상기 박 형상 전극이 관 형상 부재의 외면을 덮는 면적 중 적어도 일방을 변화시킴으로써, 상기 프로브를 향해 공급되는 플라즈마의 상태를 변화시키는 것이 가능한 것을 특징으로 하는 프로브 장치.
10. 제 7 항에 있어서,
    상기 플라즈마 공급부는 상기 전극봉과 박 형상 전극 사이에 펄스 형상의 고주파 전력을 인가하는 전력 공급부를 구비한 것을 특징으로 하는 프로브 장치.
11. 제 6 항에 있어서,
    상기 플라즈마 노즐은 상기 배치면의 측방 위치로부터 플라즈마를 토출하도록 상기 배치대에 병설되고, 상기 이동 기구를 이용하여 클리닝 대상의 프로브와 대향하는 위치로 이동하는 것을 특징으로 하는 프로브 장치.
12. 제 1 항 또는 제 3 항에 있어서,
    상기 클리닝용의 플라즈마의 광을 수광한 결과로부터 상기 프로브의 표면의 조성의 변화를 검출함으로써, 상기 클리닝의 진행 상태를 특정하는 것을 특징으로 하는 프로브 장치.

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