特開 2024-102559 プローバ

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2024102559

(43)【公開日】2024-07-31

(54)【発明の名称】プローバ

(51)【国際特許分類】

   H01L 21/66 20060101AFI20240724BHJP

【ＦＩ】

H01L21/66 B

【審査請求】未請求

【請求項の数】4

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023006536

(22)【出願日】2023-01-19

(71)【出願人】

【識別番号】000151494

【氏名又は名称】株式会社東京精密

(74)【代理人】

【識別番号】110003535

【氏名又は名称】スプリング弁理士法人

(72)【発明者】

【氏名】細川 仁志

【テーマコード（参考）】

4M106

【Ｆターム（参考）】

4M106AA01

4M106BA01

4M106DD03

4M106DD10

4M106DD22

4M106DD23

4M106DH45

4M106DJ02

4M106DJ07

(57)【要約】

【課題】ローダ部内を介さない経路で、冷却用エアを各測定部に供給できるプローバを提供する。
【解決手段】プローバ１０は、ウェーハＷの搬送ユニット２２を有するローダ部１１４と、複数の測定部３０を有し、複数の測定部３０の各々に配置されたテスタ４３と複数の測定部に設けられたプロービングエリア５０とを有する、プローバ本体１１２と、を備える。ローダ部１１４とプローバ本体１１２とは間隙Ｓをあけて配置され、複数の測定部３０は、各々にローダ部１１４との間に隔壁７０を有する。隔壁７０には、テスタ４３の各々に冷却用エアを供給するための吸気口７１と、ローダ部１１４から測定部３０内に搬送物を受け渡すための受け渡し口７２とが形成される。
【選択図】図１１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

ウェーハの搬送機構を有するローダ部と、
複数の測定部を有し、前記複数の測定部の各々に配置されたテスタと前記複数の測定部に設けられたプロービングエリアとを有する、プローバ本体と、
を備えるプローバであって、
前記ローダ部と前記プローバ本体とは間隙をあけて配置され、
前記複数の測定部は、各々に前記ローダ部との間に隔壁を有し、
前記隔壁には、前記テスタに冷却用エアを供給するための吸気口と、前記ローダ部から前記測定部内に搬送物を受け渡すための受け渡し口とが形成される、
プローバ。

【請求項2】

前記プローバ本体は、前記テスタを通過した前記冷却用エアを、前記ローダ部と反対側に排気する排気口を備える、請求項１に記載のプローバ。

【請求項3】

前記隔壁は、前記受け渡し口を開閉する開閉機構を備える、請求項１又は２に記載のプローバ。

【請求項4】

前記テスタは、前記吸気口の側に前記冷却用エアを吸気するファンを備える、請求項１又は２に記載のプローバ。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、ウェーハ上に形成された複数の半導体装置（チップ）の電気的特性の検査を行うプローバに関し、特に、複数の測定部を有するマルチプローバに関する。

【背景技術】

【0002】

半導体製造工程は、多数の工程を有し、品質保証及び歩留まりの向上のために、各種の製造工程で各種の検査が行われる。例えば、ウェーハ上に半導体装置を含む複数のチップが形成された段階で、各チップの電極パッドは、テスタに接続され、テスタから電源及びテスト信号が供給される。そして、各チップ上に形成された半導体装置から出力される信号は、テスタによって測定される。これにより、半導体装置が正常に動作するかを電気的に検査される（ウェーハレベル検査）。

【0003】

ウェーハレベル検査は、ウェーハ上の各チップの電極パッドにプローブを接触させるプローバを使用して行われる。プローブはテスタの端子に電気的に接続され、テスタからプローブを介して各チップに電源及びテスト信号が供給され、各チップからの出力信号をプローブを介してテスタで検出して正常に動作するかを測定する。

【0004】

このウェーハレベル検査において、設置面積の増加や装置コストの増加を抑えつつスループットを向上させるため、複数の測定部を備えるプローバ本体と、ローダ部とを備えるプローバ（マルチプローバ）が提案されている。例えば、特許文献１には、プローバ本体内に複数の測定部が多段状に積層され、ウェーハレベル検査を各測定部に設けられたテスタにより行うマルチプローバが開示されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【特許文献1】特開２０１９－１４９４４７号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

マルチプローバでは、テスタを冷却するため冷却用に露点の高い外気（冷却用エア）を各測定部に循環させる必要がある。常温から高温状態でウェーハレベル検査を行う場合、各測定部内の温度を所定の検査温度範囲内に維持するために、一般的に、ローダ部内から各測定部に冷却用エアが供給され、テスタを冷却した後、冷却用エアは各測定部の外部に排気される。

【0007】

一方、低温状態でウェーハレベル検査を行う場合、結露を抑制するためにプローバ本体の内部及びローダ部の内部を低露点を有するドライエア（結露防止用エア）で満たしている。そのため、ドライエアで満たされたローダ部内を介さない経路で冷却用エアを各測定部に供給し、テスタを冷却した後の冷却用エアを各測定部から排気することが望ましい。

【0008】

ローダ部内を介さない経路で冷却用エアを各測定部に供給ためには、冷却用エア専用の経路をローダ部側又はプローバ本体側に設けることが考えられる。しかし、冷却用エアが漏出することを抑制するために冷却用エア専用の経路をローダ部に対して気密に構成する（シールを設ける）ことが必要となり、その分だけプローバが大型化するという問題がある。

【0009】

本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、ローダ部内を介さない経路で、冷却用エアを各測定部に供給できるプローバを提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0010】

第１態様のプローバは、ウェーハの搬送機構を有するローダ部と、複数の測定部を有し、複数の測定部の各々に配置されたテスタと複数の測定部に設けられたプロービングエリアとを有する、プローバ本体と、を備え、ローダ部とプローバ本体とは間隙をあけて配置され、複数の測定部は、各々にローダ部との間に隔壁を有し、隔壁には、テスタに冷却用エアを供給するための吸気口と、ローダ部から測定部内に搬送物を受け渡すための受け渡し口とが形成される。

【0011】

第２態様のプローバにおいて、プローバ本体は、テスタを通過した冷却用エアを、ローダ部と反対側に排気する排気口を備える。

【0012】

第３態様のプローバにおいて、隔壁は、受け渡し口を開閉する開閉機構を備える。

【0013】

第４態様のプローバにおいて、テスタは、吸気口の側に冷却用エアを吸気するファンを備える。

【発明の効果】

【0014】

本発明によれば、ローダ部内を介さない経路で、冷却用エアを各測定部に供給することが可能になる。

【図面の簡単な説明】

【0015】

【図1】実施形態に係るプローバを、ローダ部側から見た外観斜視図である。

【図2】プローバの平面図である。

【図3】プローバ本体の内部構造を示す図（正面図）である。

【図4】測定部の構成を示す図である。

【図5】プローバ全体での冷却用エアの経路の概要を示す図である。

【図6】プローバ本体をローダ部側から見た外観斜視図である。

【図7】隔壁を、ローダ部の側から見た図である。

【図8】隔壁を、測定部の内側から見た図である。

【図9】プローバ本体のメンテナンスエリア側の側面を示す図である。

【図10】テスタの外観斜視図である。

【図11】測定部内における冷却用エアの経路を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0016】

以下、添付図面に従って本発明の好ましい実施の形態について説明する。

【0017】

［プローバ］
まず、本実施形態に係るプローバ（マルチプローバ）の一例について説明する。図１は、プローバ１００をローダ部１１４の側から見た外観斜視図である。図２は、図１に示すプローバ１００の平面図である。なお、図中のＸＹＺ軸は互いに直交する軸であり、ＸＹ軸が水平方向に平行な軸であり、Ｚ軸が水平方向に直交する軸である。

【0018】

図１及び図２に示すように、本実施形態に係るプローバ１００は、ローダ部１１４とプローバ本体１１２とを備える。ローダ部１１４は、検査するウェーハＷ（図４参照）を供給及び回収する。プローバ本体１１２は、ローダ部１１４に隣接して配置され、複数の測定部３０を有する。

【0019】

また、詳しくは後述するが、本実施形態に係るプローバ１００は、テスタ４３を冷却する冷却用エアの吸気経路として、プローバ本体１１２とローダ部１１４との間に間隙Ｓが設けられる。

【0020】

ローダ部１１４から各測定部３０にウェーハＷ（検査対象）が供給されると、各測定部３０でそれぞれウェーハＷの各チップの電気的特性の検査（ウェーハレベル検査）が行われる。そして、各測定部３０で検査されたウェーハＷはローダ部１１４により回収される。なお、プローバ１００は、操作パネル１２１、及び、各部を制御する制御装置（不図示）等も備える。

【0021】

ローダ部１１４は、ロードポート１１８と搬送ユニット１２２（本発明の搬送機構の一例）とを有する。ロードポート１１８にはウェーハカセット１２０及びプローブカードカセット１２３が載置される。搬送ユニット１２２（図２参照）は、プローバ本体１１２の各測定部３０とウェーハカセット１２０との間でウェーハＷを搬送し、更に、各測定部３０とプローブカードカセット１２３との間でプローブカード４２（図３及び図４参照）を搬送する。なお、プローブカード４２はカードホルダ（不図示）に載置された状態で搬送ユニット１２２により搬送される。以下、ウェーハＷ及びプローブカード４２を搬送物と総称する。

【0022】

搬送ユニット１２２は、図示しない搬送ユニット駆動機構を備え、Ｘ、Ｚ方向に移動可能に構成されるとともに、θ方向（Ｚ方向周り）に回転可能に構成されている。また、搬送ユニット１２２は、搬送アーム１２４を備えており、上記搬送ユニット駆動機構により搬送アーム１２４を前後に伸縮させることが可能である。搬送アーム１２４の上面部には図示しない吸着パッドが設けられており、搬送アーム１２４は、この吸着パッドで搬送物の裏面を真空吸着して搬送物を保持する。これにより、搬送物は、ロードポート１１８から搬送ユニット１２２の搬送アーム１２４によって取り出され、その上面に保持された状態でプローバ本体１１２の各測定部３０に搬送される。また、検査の終了した場合、搬送物は逆の経路で各測定部３０から取り出される。

【0023】

図３は、図１のプローバ本体１１２の内部構造を正面側（ローダ部１１４の側）から見た図である。図３に示すように、プローバ本体１１２は、複数の測定部３０が多段状に積層された階層構造（多段構造）を有しており、各測定部３０はＸ方向及びＺ方向に沿って２次元的に配列されている。本実施形態では、一例として、Ｘ方向に４つの測定部３０がＺ方向に３段積み重ねられている。

【0024】

プローバ本体１１２は、複数の測定部３０をそれぞれ区画する筐体を備える。筐体は、複数のフレームを格子状に組み合わせた格子形状を有している。

【0025】

次に、図４を用いて測定部の構成について説明する。各測定部３０は、基本的に同一の構成を有する。図４に示すように、各測定部３０は、ヘッドプレート４４と、テスタ４３と、プローブカード４２と、テスタ４３とプローブカード４２との間に介在するポゴフレーム４１とを備える。

【0026】

テスタ４３は、図示しないテスタ保持部によりヘッドプレート４４の上方に支持されている。テスタ４３は、プローブカード４２のプローブ６６に電気的に接続され、電気的検査のために各チップに電源及びテスト信号を供給するとともに、各チップからの出力信号を検出して正常に動作するかを測定する。

【0027】

ヘッドプレート４４は、プローバ本体１１２の筐体に支持されており、ポゴフレーム４１の平面形状に対応した円形状の開口からなるポゴフレーム取付部５３を有する。ポゴフレーム取付部５３は位置決めピン６３を有しており、ポゴフレーム４１は位置決めピン６３により位置決めされた状態でポゴフレーム取付部５３に固定される。ポゴフレーム４１の固定方法としては特に限定されるものでないが、例えば、図示しない吸引手段により、ポゴフレーム４１をポゴフレーム取付部５３の支持面（吸着面）に真空吸着させることにより固定する方法が好適である。なお、真空吸着以外の固定手段として、例えばネジ等の機械的な固定手段を用いてもよい。

【0028】

ポゴフレーム４１は、テスタ４３の下面（ポゴフレーム４１に対向する面）に形成される各端子とプローブカード４２の上面（ポゴフレーム４１に対向する面）に形成される各端子とを電気的に接続する多数のポゴピン（不図示）を備えている。また、ポゴフレーム４１の上面（テスタ４３に対向する面）及び下面（プローブカード４２に対向する面）の外周部には、それぞれリング状のシール部材６０、６２が形成されている。そして、図示しない吸引手段により、テスタ４３とポゴフレーム４１とシール部材６０で囲まれた空間、及びプローブカード４２とポゴフレーム４１とシール部材６２で囲まれた空間が減圧されることにより、テスタ４３、ポゴフレーム４１、及びプローブカード４２が一体化される（図４参照）。

【0029】

プローブカード４２は、ウェーハＷの各チップの電極に対応した多数のプローブ６６を有する。各プローブ６６は、プローブカード４２の下面（ウェーハチャック１５０に対向する面）から下方に向けて突出して形成されており、プローブカード４２の上面（ポゴフレーム４１に対向する面）に設けられる各端子に電気的に接続されている。したがって、テスタ４３、ポゴフレーム４１、及びプローブカード４２が一体化されると、各プローブ６６は、ポゴフレーム４１を介してテスタ４３の各端子に電気的に接続される。なお、本例のプローブカード４２は、検査するウェーハＷの全チップの電極に対応した多数のプローブ６６を備えており、各測定部３０ではウェーハチャック１５０に保持されたウェーハＷ上の全チップの同時検査が行われる。

【0030】

ウェーハチャック１５０は、真空吸着等によりウェーハＷを吸着して固定する。ウェーハチャック１５０は、後述するアライメント装置１３に着脱自在に支持され、アライメント装置１３によってＸ、Ｙ、Ｚ、θ方向に移動可能となっている。また、ウェーハチャック１５０の上面（ウェーハ載置面）の外周部にはリング状のシール部材６４が設けられている。そして、図示しない吸引手段により、プローブカード４２とウェーハチャック１５０とシール部材６４で囲まれた空間が減圧されることにより、ウェーハチャック１５０がプローブカード４２に向かって引き寄せられる。これにより、プローブカード４２の各プローブ６６がウェーハＷの各チップの電極パッドに接触して検査を開始可能な状態となる。

【0031】

ウェーハチャック１５０の内部には、チップを高温状態（例えば、最高で１５０℃）、又は低温状態（例えば最低で－４０℃）で電気的特性検査が行えるように、加熱／冷却源としての加熱冷却機構（不図示）が設けられている。加熱冷却機構としては、公知の適宜の加熱器／冷却器が採用できるものであり、例えば、面ヒータの加熱層と冷却流体の通路を設けた冷却層との二重層構造にしたものや、熱伝導体内に加熱ヒータを巻き付けた冷却管を埋設した一層構造の加熱／冷却装置など、様々のものが考えられる。また、電気加熱ではなく、熱流体を循環させるものでもよく、またペルチエ素子を使用してもよい。

【0032】

プローバ本体１１２はさらに、ウェーハチャック１５０を着脱自在に支持するアライメント装置１３を備えている。アライメント装置１３は、それぞれの段毎に設けられており、図示しないアライメント装置駆動機構によって、各階層（各段）に配置された複数の測定部３０間で相互に移動可能に構成されている。すなわち、アライメント装置１３は、同一の階層（段）に配置される複数（本例では４つ）の測定部３０間で共有されており、同一の階層に配置された複数の測定部３０間を相互に移動する。

【0033】

また、アライメント装置１３は、各測定部３０に移動すると図示しない位置決め固定装置に固定され、上述したアライメント装置駆動機構によりウェーハチャック１５０をＸ、Ｙ、Ｚ、θ方向に移動させて、ウェーハチャック１５０に保持されたウェーハＷとプローブカード４２との相対的な位置合わせを行う。なお、図示は省略したが、アライメント装置１３は、ウェーハチャック１５０に保持したウェーハＷのチップの電極とプローブ６６との相対的な位置関係を検出するために、針位置検出カメラと、ウェーハアライメントカメラとを備えている。

【0034】

なお、アライメント装置１３は、真空吸着等によりウェーハチャック１５０を吸着して固定するが、ウェーハチャック１５０を固定できるものであれば、真空吸着以外の固定手段でもよく、例えば機械的手段等で固定するようにしてもよい。また、アライメント装置１３には、ウェーハチャック１５０との相対的な位置関係が常に一定となるように位置決め部材（不図示）が設けられている。

【0035】

次に、プローバ１００を用いた検査方法の概要について説明する。プローバ１００を用いて検査が行われる場合、ローダ部１１４において、ウェーハカセット１２０内からウェーハＷを搬送アーム１２４によって取り出し、搬送アーム１２４の上面に保持された状態でプローバ本体１１２の各測定部３０にウェーハＷを搬送する。

【0036】

一方、プローバ本体１１２では、各階層（各段）ごとに設けられたアライメント装置１３が所定の測定部３０に移動し、アライメント装置１３の上面にウェーハチャック１５０を位置決めして吸着により固定する。

【0037】

続いて、アライメント装置１３は、ウェーハチャック１５０を所定の受渡し位置に移動させる。そして、ローダ部１１４の搬送ユニット１２２からウェーハＷが受け渡されると、そのウェーハＷはウェーハチャック１５０の上面に保持される。

【0038】

次に、アライメント装置１３は、ウェーハＷを保持したウェーハチャック１５０を所定のアライメント位置に移動させ、図示しない針位置検出カメラ及びウェーハアライメントカメラにより、ウェーハチャック１５０に保持されたウェーハＷのチップの電極とプローブ６６との相対的な位置関係を検出し、検出した位置関係に基づいて、ウェーハチャック１５０をＸ、Ｙ、Ｚ、θ方向に移動させて、ウェーハチャック１５０に保持されたウェーハＷとプローブカード４２との相対的な位置合わせを行う。

【0039】

この位置合わせが行われた後、アライメント装置１３は、ウェーハチャック１５０を所定の測定位置（プローブカード４２に対向する位置）に移動させ、ウェーハチャック１５０を所定の高さ（具体的には、ウェーハチャック１５０の上面に形成されるシール部材６４がプローブカード４２の下面（ウェーハチャック１５０に対向する面）に接触する高さ）となるまでウェーハチャック１５０を上昇させる。

【0040】

このとき、シール部材６４がプローブカード４２の下面に接触する前（すなわち、プローブカード４２とウェーハチャック１５０とシール部材６４とで囲まれた空間が密閉空間となる前）に、図示しない吸引手段による吸引が開始されていることが好ましい。これにより、ウェーハチャック１５０を上昇させても、吸引手段による吸引が行われた状態となっているので、上記空間の圧縮による反力の影響を防止することが可能となる。なお、シール部材６４がプローブカード４２の下面に接触するのと同時に吸引手段による吸引を開始するようにしてもよい。

【0041】

その後、アライメント装置１３は、ウェーハチャック１５０の固定を解除する。これにより、ウェーハチャック１５０は、アライメント装置１３から離脱する。そして、吸引手段による吸引によって、プローブカード４２とウェーハチャック１５０とシール部材６４とで囲まれた空間が減圧されることにより、ウェーハチャック１５０はプローブカード４２に向かって引き寄せられ、プローブカード４２とウェーハチャック１５０は密着状態となり、プローブカード４２の各プローブ６６は均一な接触圧でウェーハＷの各チップの電極パッドに接触する。

【0042】

これにより、図４に示すように、測定部３０は、テスタ４３、ポゴフレーム４１、プローブカード４２、及びウェーハチャック１５０が一体化された状態となり、ウェーハレベル検査を開始可能な状態となる。

【0043】

その後、テスタ４３からウェーハＷの各チップに電源及びテスト信号が供給され、チップから出力される信号を検出して電気的な動作検査が行われる。

【0044】

以下、他の測定部３０についても、同様の手順で、ウェーハチャック１５０上にウェーハＷを供給し、各測定部３０においてアライメント動作及びコンタクト動作が完了した後、ウェーハＷの各チップの同時検査が順次行われる。すなわち、各測定部３０では、テスタ４３からウェーハＷの各チップに電源及びテスト信号が供給され、チップから出力される信号を検出して電気的な動作検査が行われる。

【0045】

各測定部３０において検査が完了した場合には、アライメント装置１３を各測定部３０に順次移動させて検査済ウェーハＷが保持されるウェーハチャック１５０を回収する。

【0046】

つまり、検査が終了した測定部３０にアライメント装置１３が移動すると、アライメント装置１３はその上面がウェーハチャック１５０に当接する位置まで上昇する。これにより、プローブカード４２とウェーハチャック１５０とシール部材６４で囲まれた空間の減圧が解除される。そして、アライメント装置１３は、その上面にウェーハチャック１５０を位置決めして固定する。

【0047】

更にアライメント装置１３は、ウェーハチャック１５０を所定の受け渡し位置にウェーハチャック１５０を移動させ、ウェーハチャック１５０から検査済ウェーハＷの固定を解除し、検査済ウェーハＷを搬送ユニット１２２に受け渡す。搬送ユニット１２２に受け渡された検査済ウェーハＷは、搬送アーム１２４に保持され、ローダ部１１４に配置されるウェーハカセット１２０に戻される。

【0048】

なお、図３に示す構成では、各測定部３０に対してそれぞれ１つずつウェーハチャック１５０が割り当てられているが、ウェーハチャック１５０は複数の測定部３０間で共有されていてもよい。この場合、アライメント装置１３は、ウェーハチャック１５０を共有する複数の測定部３０間でウェーハチャック１５０を相互に移動させる。

【0049】

プローブカード４２はウェーハＷの種類に応じて設けられており、必要に応じて不図示の制御装置の制御に従って適宜交換される。プローブカード４２を交換する際には、まず、ポゴフレーム４１とプローブカード４２との間の固定を解除し、搬送ユニット１２２にプローブカード４２を受け渡す。搬送ユニット１２２に受け渡されたプローブカード４２は搬送アーム１２４によってローダ部１１４に配置されるプローブカードカセット１２３に戻される。続いて、プローブカード４２をローダ部１１４に戻す場合とは逆の手順で新たなプローブカード４２を測定部３０に搬送する。

【0050】

［冷却用エアの経路の概要］
次に、プローバ１００におけるテスタ４３の冷却用エアの経路について説明する。上記のように、プローバ１００ではプローバ本体１１２は複数の測定部３０を有し、各測定部３０において並列的にウェーハレベル検査が行われる。各測定部３０内の温度を所定の検査温度範囲内に維持するために、各測定部３０のテスタ４３で発生した熱を除去するように冷却用エアを各測定部３０内に循環させる必要がある。

【0051】

特に、低温状態でウェーハレベル検査を行う場合、結露を抑制するためにプローバ本体１１２及びローダ部１１４を、比較的低露点を有するドライエアで満たしている。そのため、ドライエアで満たされたローダ部１１４内を介さない経路で冷却用エアを各測定部３０に供給し、テスタ４３を冷却した後の冷却用エアを各測定部３０から排気することが望ましい。

【0052】

そこで、本実施形態では、ローダ部１１４の内部を介さないで冷却用エアを各測定部３０に供給及び排気できるように経路を工夫している。まず、図５を用いて、本実施形態に係るプローバ１００全体での冷却用エアの経路の概要について説明する。

【0053】

図５は、Ｚ方向上側からプローバ１００の内部を見た場合の冷却用エアの経路の概要を示す図である。図５において、冷却用エアの経路を太い点線の矢印Ａで示す。図５に示すように、プローバ本体１１２とローダ部１１４とは間隙Ｓをあけて隣接して配置される。好ましくは、間隙Ｓの幅は、１０ｍｍ～２０ｍｍである。

【0054】

プローバ本体１１２の各測定部３０はその内部にテスタ４３を有する。プローバ本体１１２の４つの側面のうち、ローダ部１１４に対向する側面（後述の側面１１２Ａ）には、各テスタ４３に対応する位置に吸気口７１が設けられる。吸気口７１の大きさはテスタ４３の発熱量を考慮して適宜決定されるが、できるだけ大きくすることが好ましい。

【0055】

更に、プローバ本体１１２の４つの側面のうち、ローダ部１１４とは反対側にある側面（後述の側面１１２Ｂ）には、各テスタ４３に対応する位置に排気口７３が設けられる。

【0056】

プローバ本体１１２とローダ部１１４とは間隙Ｓだけ離隔しているため、矢印Ａで示すように、間隙Ｓ及び吸気口７１を介してテスタ４３を冷却するための冷却用エアを各測定部３０に供給することができる。これにより、ローダ部１１４の内部を介さずに冷却用エアを測定部３０内に供給することが可能となる。

【0057】

更に、矢印Ａで示すように、吸気口７１から供給された冷却用エアはテスタ４３内を通過して、排気口７３から排出される。ここで、図５に示すように、プローバ本体１１２において吸気口７１が設けられる側面は、排気口７３が設けられる側面とは異なる。これにより、排気された冷却用エアによって吸気口近傍の冷却用エアの温度が上昇して、各テスタ４３の冷却効率が落ちることを抑制することが可能となる。

【0058】

また、図５に示すように、プローバ本体１１２において冷却用エアの経路上にファン４７を設けてもよい。吸気口７１から排気口７３まで冷却用エアをファン４７によって強制的に循環させることができるため、冷却効率を向上させることが可能となる。

【0059】

［冷却用エアの経路に関連する具体的構成］
以下、プローバ１００の外部から冷却用エアを取り込む吸気口７１から、冷却用エアをプローバ１００の外部に排気する排気口７３までの経路に関連する具体的構成について順に説明する。

【0060】

まず、冷却用エアの吸気口７１について説明する。図６は、図１に示すプローバ１００からローダ部１１４を除去して、プローバ本体１１２だけをローダ部１１４の側から見た外観斜視図である。

【0061】

図６に示すように、プローバ本体１１２の外形は略直方体であり、プローバ本体１１２の筐体は、Ｚ方向に平行に（略垂直に）立設された４つの側面を有する。以下、プローバ本体１１２の４つの側面のうち、ローダ部１１４に対向する側面を側面１１２Ａと称し、ローダ部１１４とは反対側に設けられた側面を側面１１２Ｂと称し、側面１１２Ａと側面１１２Ｂとの間に設けられた２つの側面をそれぞれ側面１１２Ｃ及び側面１１２Ｄと称する。

【0062】

なお、プローバ本体１１２から見てローダ部１１４とは反対側には一般的にはメンテナンスエリアが設けられているため、側面１１２Ｂをメンテナンスエリア側の側面と称することもある。

【0063】

ローダ部１１４に対向する側面１１２Ａは、測定部３０毎に区画された隔壁７０（ローダ部１１４の側の隔壁７０）を有する。本例の場合、プローバ本体１１２は１２つの測定部３０を有するため、側面１１２Ａは、１２つの測定部３０に対応して１２つの隔壁７０を有する。

【0064】

隔壁７０は、ローダ部１１４及び外部環境から各測定部３０の内部を隔離又は概略隔離するものである。隔壁７０は、例えば、１０ｍｍ～３０ｍｍの厚さを有する金属製である。なお、この例示は隔壁７０の材料及び厚さを限定する趣旨ではない。

【0065】

各隔壁７０には、吸気口７１と、受け渡し口７２とが形成されている。吸気口７１は、テスタ４３を冷却する冷却用エアを外部環境から測定部３０内に供給するための開口である。好ましくは、吸気口７１は、Ｘ方向及びＹ方向において、測定部３０内のテスタ４３に対応する位置に設けられる。これにより、冷却用エアを効果的に測定部３０内に供給することができる。

【0066】

受け渡し口７２は、搬送物をローダ部１１４とプローバ本体１１２との間で受け渡しするための開口である。受け渡し口７２の形状は、一般的には、略板状の搬送物の外形に合わせた長方形である。好ましくは、受け渡し口７２は、Ｘ方向及びＺ方向において、測定部３０内のポゴフレーム４１及びウェーハチャック１５０等に対応する位置に設けられる。これにより、搬送物をスムーズにローダ部１１４とプローバ本体１１２との間で受け渡しすることができる。

【0067】

なお、好ましくは、受け渡し口７２とローダ部１１４との間を、トンネル状の通路９２を介して連通する（図１１参照）。これにより、プローバ本体１１２とローダ部１１４とが間隙Ｓだけ離隔していても、外部環境から冷却用エアがプローバ本体１１２の内部に入り込むことを抑制することができる。

【0068】

以下、各測定部３０の隔壁７０の構成についてより詳しく説明する。図７は、図６における１つの測定部３０の隔壁７０を、ローダ部１１４の側から、つまり、測定部３０の外側から見た図である。

【0069】

図７に示すように、吸気口７１からは、測定部３０内に設けられたテスタ４３及びファン４７（図６参照）を視認することができる。また、受け渡し口７２からは、測定部３０内に設けられたポゴフレーム４１及びウェーハチャック１５０等の一部を視認することができる。なお、吸気口７１及び受け渡し口７２の形状の理解を容易にするため、図７において測定部３０内の構造物を破線で示している。

【0070】

図８は隔壁７０を測定部３０の内側から見た図である。図８に示すように、測定部３０内には、受け渡し口７２を開閉するシャッタ８０が設けられる。シャッタ８０は本発明の開閉機構の一例である。図８の符号８Ａは、受け渡し口７２が開放されている状態を示し、図８の符号８Ｂは、受け渡し口７２が閉鎖された状態を示す。

【0071】

シャッタ８０は、遮蔽板８１と、一対のガイドレール８２と、エアシリンダ８３とを備える。遮蔽板８１の大きさは、受け渡し口７２を確実に覆うことができるように、受け渡し口７２より大きいことが好ましい。遮蔽板８１の形状は特に限定されない。本実施形態では、例として遮蔽板８１は台形形状である。

【0072】

一対のガイドレール８２は長方形の受け渡し口７２の長手方向の両側に設けられ、遮蔽板８１は一対のガイドレール８２に沿って上下方向（Ｚ方向）に移動可能である。

【0073】

エアシリンダ８３は上下方向（Ｚ方向）に伸縮自在に構成される。エアシリンダ８３の伸縮方向の両端のうち、一端は遮蔽板８１に連結され、他端は測定部３０の底部に連結される。受け渡し口７２を介して搬送物を測定部３０内に供給する場合、不図示の制御装置の制御によってエアシリンダ８３の長さは収縮され、遮蔽板８１を受け渡し口７２より下の位置に移動させる。これにより、受け渡し口７２が開放された状態になる。

【0074】

好ましくは、受け渡し口７２を介して搬送物を供給する場合以外は、不図示の制御装置の制御によってエアシリンダ８３の長さは伸長され、遮蔽板８１を受け渡し口７２を完全に覆う位置に移動させる。これにより、受け渡し口７２が閉鎖された状態になる。なお、シャッタ８０の構造を例示したが、受け渡し口７２を開閉できればその構造は限定されない。

【0075】

搬送物の受け渡し時以外ではシャッタ８０により受け渡し口７２を閉鎖することにより、ローダ部１１４の側から測定部３０のプロービングエリア５０（図４参照）へ比較的露点の高いドライエアが流入することを防止することができる。なお、プロービングエリア５０は、ヘッドプレート４４の下側に配置された空間部であり、当該空間部にはプローブカード４２及びウェーハチャック１５０が配置される。すなわち、プロービングエリア５０には、プローブカード４２のプローブ６６とウェーハＷの各チップの電極パッドとが接触する部分が含まれる。

【0076】

次に、冷却用エアの排気口７３について説明する。図９は、プローバ本体１１２のメンテナンスエリア側（ローダ部１１４とは反対側）の側面１１２Ｂを示す図である。

【0077】

図９に示すように、メンテナンスエリア側の側面１１２Ｂは、測定部３０毎に区画された、板状のパネル７４を有する。本例の場合、プローバ本体１１２は１２つの測定部３０を有するため、側面１１２Ｂは、１２つの測定部３０に対応して１２つのパネル７４を有する。パネル７４は、例えば、１０ｍｍ～３０ｍｍの厚さを有する金属製である。なお、この例示はパネル７４の材料及び厚さを限定する趣旨ではない。

【0078】

各パネル７４には、排気口７３と、メンテナンス用開口（不図示）とが形成されている。好ましくは、排気口７３は、Ｘ方向及びＺ方向において、測定部３０内のテスタ４３に対応する位置に設けられる。これにより、冷却用エアを効果的にテスタ４３から排気することができる。

【0079】

また、好ましくは、異物の侵入防止のために、排気口７３には金属製の網７５が嵌め込まれている。また、例えば、網７５の下端には一対のヒンジ７６が設けられ、網７５を排気口７３から容易に外すことが可能である。

【0080】

不図示のメンテナンス用開口は、例えば、排気口７３の下側に設けられる。好ましくは、メンテナンス用開口は、測定部３０内においてヘッドプレート４４の下側に配置された機器に操作者がアクセス可能な位置に設けられる。更に、メンテナンス用開口の上には、メンテナンス用開口を閉鎖するカバー板７８が設けられている。カバー板７８の上端には一対のヒンジ７７が設けられ、カバー板７８をメンテナンス用開口から容易に外すことが可能である。

【0081】

必要に応じて網７５及びカバー板７８を排気口７３及びメンテナンス用開口から外すことが可能であるため、測定部３０内においてヘッドプレート４４の上側及び下側に設けられた各機器のメンテナンス等を操作者が容易に行うことができる。

【0082】

続いて、各測定部３０内に設けられたテスタ４３について説明する。図１０は、テスタ４３の外観斜視図である。図１０の符号１０Ａはローダ部１１４の側から見たテスタ４３の外観斜視図であり、図１０の符号１０Ｂはローダ部１１４とは反対側のメンテナンスエリア側から見たテスタ４３の外観斜視図である。図１０において、太い点線の矢印Ｂは冷却用エアの経路を示す。

【0083】

図１０に示すように、テスタ４３は、全体として概略直方体の形状であり、テスタ４３の筐体は、Ｚ方向に平行に（略垂直に）立設された４つの側面４３Ａから４３Ｄと、ＸＹ平面に平行な上面４３Ｅと、ＸＹ平面に平行な下面４３Ｆと、を有する。以下、テスタ４３の４つの側面のうち、ローダ部１１４に対向する側面を側面４３Ａと称し、ローダ部１１４とは反対側（メンテナンスエリア側）に設けられた側面を側面４３Ｂと称し、側面４３Ａと側面４３Ｂとの間に設けられた２つの側面をそれぞれ側面４３Ｃ及び側面４３Ｄと称する。

【0084】

図１０の符号１０Ａに示すように、テスタ４３のローダ部１１４に対向する側面４３Ａは１以上の開口９０を有し、間隙Ｓ及び吸気口７１を介してプローバ本体１１２内に吸入された冷却用エアは、開口９０からテスタ４３内に供給される。そのため、ローダ部１１４の側から冷却用エアを供給するための冷却用エア専用の経路を設ける必要はない。

【0085】

好ましくは、開口９０の近傍に既述のファン４７が設けられる（ファン４７について図５及び図１１参照）。これにより、効率的に冷却用エアを吸気口７１から取り込み、テスタ４３内で循環させることができるため、テスタ４３の冷却効率を向上させることが可能になる。

【0086】

更に、図１０の符号１０Ｂに示すように、テスタ４３のメンテナンスエリア側の側面４３Ｂは１以上の開口９１を有し、テスタ４３内を通過した冷却用エアは、開口９１及び排気口７３を介してテスタ４３内からプローバ本体１１２の外に排気される。

【0087】

また、好ましくは、側面４３Ｃ、４３Ｄ、上面４３Ｅ及び下面４３Ｆは開口を有さない。これにより、テスタ４３の外に冷却用エアが逃げることを抑制しつつ、開口９０から供給された冷却用エアは、矢印Ｂに示すように、略筒状（略角管状）に形成されたテスタ４３の筐体内を通過して、開口９１から排気される。延いてはテスタ４３を効率的に冷却することができる。また、ヘッドプレート４４の下側にあるプロービングエリア５０にテスタ４３から冷却用エアが漏洩することを抑制することができるため、プロービングエリア５０内の温度を所定の検査温度範囲内に安定的に維持することができる。

【0088】

特に、低温状態でのウェーハレベル検査において、結露を抑制するためにプロービングエリア５０（及びローダ部１１４の内部）をドライエアで満たしている場合、テスタ４３からプロービングエリア５０への冷却用エアの漏洩を抑制できることの利点は大きい。

【0089】

また、略筒状のテスタ４３の筐体内に冷却用エアを通過させるため、プローバ本体１１２内に冷却用エア専用の経路を設ける必要はない。つまり、ローダ部１１４の側にもプローバ本体１１２の側にも冷却用エア専用の経路を設ける必要はないため、その分だけプローバ１００のコスト及びサイズを低減することができる。

【0090】

［発明の効果］
以下、図１１を用いて、１つの測定部３０内での冷却用エアの経路に即して包括して本実施形態の効果について説明する。図１１は、図１におけるプローバ１００の断面線１１－１１に沿った断面図であり、３段積みで構成されるプローバ本体１１２の最上段の測定部３０の断面図のみを示す。図１１において、太い点線の矢印Ｃは冷却用エアの経路を示す。

【0091】

図１１の矢印Ｃで示すように、ローダ部１１４の内部を介さずに、プローバ本体１１２とローダ部１１４との間隙Ｓ及び吸気口７１を介して、外部環境から測定部３０内に冷却用エアが供給される。低温状態でのウェーハレベル検査において、結露を抑制するためにドライエアでローダ部１１４を満たしている場合に、この利点は顕著な効果を奏する。

【0092】

また、プローバ本体１１２とローダ部１１４との間隙Ｓから冷却用エアを測定部３０内に吸気させることで、プローバ本体１１２とローダ部１１４との間隙Ｓにおける冷却用エアが流動的となる。冷却用エアがプローバ本体１１２とローダ部１１４と間に滞留しなくなるため、結露が発生することを抑制できる。低温状態でのウェーハレベル検査において、この利点は顕著な効果を奏する。

【0093】

矢印Ｃで示すように、テスタ４３内の冷却用エアの経路上にファン４７を備える。ファン４７を駆動することにより、間隙Ｓからテスタ４３の内部に冷却用エアを積極的に取り込むことができ、さらに取り込まれたエアを排気口７３に導くことができる。これにより、冷却効率を向上させることができる。好ましくは、ファン４７はローダ部１１４の側に設けられる。これにより、吸気口７１から冷却用エアの供給を促進させる。

【0094】

図１１に示すように、プローバ本体１１２とローダ部１１４とは間隙Ｓだけ離隔しているが、ローダ部１１４に対向する側面１１２Ａの大部分は隔壁７０により覆われている。そのため、プローバ本体１１２とローダ部１１４とが間隙Ｓだけ離隔していても、外部環境から冷却用エアが間隙Ｓを介してプローバ本体１１２のプロービングエリア５０に入り込むことを抑制することができる。

【0095】

更に、隔壁７０に設けられた受け渡し口７２とローダ部１１４との間は、トンネル状の通路９２によって連通されている。プローバ本体１１２とローダ部１１４との間の搬送物（ウェーハＷ及びプローブカード４２）の受け渡しは、トンネル状の通路９２及び受け渡し口７２を介して行われるので、プロービングエリア５０内に冷却用エアが入り込むことを抑制できる。

【0096】

更に、受け渡し口７２を開閉するシャッタ８０が設けられている。搬送物の受け渡し時以外ではシャッタ８０により受け渡し口７２を閉鎖することにより、ローダ部１１４の側から測定部３０のプロービングエリア５０へ比較的露点の高いドライエアが流入することを防止することができる。

【0097】

また、図１１の矢印Ｃに示すように、吸気口７１から供給された冷却用エアは略筒状のテスタ４３の筐体内を通過し、排気口７３までほぼ直線経路でテスタ４３を冷却した後、排出される。従って、テスタ４３の冷却を効率的に行うことができる。

【0098】

テスタ４３の開口９０から供給された冷却用エアは略筒状のテスタ４３の筐体内を通過してテスタ４３の開口９１から排気されるため、プロービングエリア５０にテスタ４３内から冷却用エアが漏洩することを抑制することができる。延いては、プロービングエリア５０内の温度を所定の検査温度範囲内に安定的に維持することができる。

【0099】

また、略筒状のテスタ４３の筐体内を冷却用エアが通過するため、プローバ本体１１２内に冷却用エア専用の経路を設ける必要はない。つまり、ローダ部１１４の側にもプローバ本体１１２の側にも冷却用エア専用の経路を設ける必要はないため、その分だけプローバ１００のコスト及びプローバ本体１１２のスペースを低減することができる。

【0100】

吸気口７１はプローバ本体１１２のローダ部１１４の側の側面１１２Ａ（各測定部３０の隔壁７０）に設けられ、排気口７３は、プローバ本体１１２のローダ部１１４とは反対側の側面１１２Ｂ（各測定部３０のパネル７４）に設けられる。そのため、吸気口７１近傍の冷却用エアの温度が排気口７３から排気された冷却用エアによって上昇することを抑制することができる。延いては、冷却効率の低下を抑制することができる。

【0101】

［その他］
本実施形態では、受け渡し口７２を開閉するシャッタ８０が測定部３０内に設けられるが、シャッタ８０は測定部３０の外に設けられてもよい。

【0102】

以上、本発明に係るプローバについて詳細に説明したが、本発明は、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、いくつかの改良又は変形を行ってもよいのはもちろんである。

【符号の説明】

【0103】

１３ アライメント装置、３０ 測定部、４１ ポゴフレーム、４２ プローブカード、４３ テスタ、４３Ａ，４３Ｂ，４３Ｃ，４３Ｄ 側面、４３Ｅ 上面、４３Ｆ 下面、４４ ヘッドプレート、４７ ファン、５０ プロービングエリア、５３ ポゴフレーム取付部、６０，６２，６４ シール部材、６６ プローブ、７０ 隔壁、７１ 吸気口、７２ 受け渡し口、７３ 排気口、７４ パネル、７５ 網、７６，７７ ヒンジ、７８ カバー板、８０ シャッタ、８１ 遮蔽板、８２ ガイドレール、８３ エアシリンダ、９０，９１ 開口、９２ 通路、１００ プローバ、１１２ プローバ本体、１１２Ａ，１１２Ｂ，１１２Ｃ，１１２Ｄ 側面、１１４ ローダ部、１１６ 測定部、１１８ ロードポート、１２０ ウェーハカセット、１２１ 操作パネル、１２２ 搬送ユニット、１２３ プローブカードカセット、１２４ 搬送アーム、１５０ ウェーハチャック、Ａ，Ｂ，Ｃ 矢印、Ｓ 間隙、Ｗ ウェーハ

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】