電気被検体の電気検査のための検査装置

著者らは特許

G01R1/04 - ハウジング;支持部材,端子装置
G01R31/28 - 電子回路の試験,例.シグナルトレーサーによるもの(待機作動中または遊休時間中のコンピュータの検査G06F11/22)

の所有者の特許 JP2016528487:

ファインメタル ゲーエムベーハー

 

本発明は、電気被検体の電気的接触コンタクトのための少なくとも一つの検査コンタクト部を支持している検査ヘッドを備えた、電気被検体、とりわけウエハを電気検査するための検査装置に関する。これに関し、ガス、とりわけ保護ガスをコンタクト領域に吐出するための少なくとも一つの排気口が、検査ヘッドの壁に設けられている。
【選択図】 図1

 

 

本発明は、電気被検体の電気的接触コンタクトのための少なくとも一つの検査コンタクト部を支持している検査ヘッドを備えた、電気被検体、とりわけウエハを電気検査するための検査装置に関する。
冒頭に挙げた種類の検査装置は、例えばウエハとして又はウエハ上に形成された電気回路として存在する電気被検体の電気検査に用いられる。検査を実施するため、検査コンタクト部を被検体と接触コンタクトする。検査コンタクト部は、例えば屈曲針として形成されている。この場合、屈曲針の一方の端部が被検体の接触コンタクトに用いられる。これに対して反対側の端部は検査装置のコンタクト機構の端子コンタクト面と電気的に結合可能であるか又は電気的に結合している。検査装置は、多数の検査コンタクト部を備えていることが好ましい。
検査中、検査コンタクト部は例えば被検体の検査コンタクト面と接触コンタクトする。つまり検査装置は、被検体が検査コンタクト面を備えているのと同数以上の検査コンタクト部を備えているのが好ましい。被検体つまりウエハ上に形成された検査コンタクト面は、導電性の、とりわけ金属性の材料、例えばアルミニウム、銅、又はその類似物から成ることが好ましい。しかしながらこのような材料は、空気に触れるとその表面で酸化物層を形成する。検査コンタクト部を用いて電気検査を実施するには、最初にこの酸化物層を除去しなければならない。したがって検査コンタクト部は、機械的に強く負荷をかけられ、かつ磨滅し、この磨滅は検査コンタクト部の耐用期間を明らかに短縮させる。
現況技術からは、例えば文献DE102005035031A1が知られている。この文献は、ウエハの多数の半導体集積回路を検査するための装置を示しており、これに関してはウエハ表面に掃気ガスを導入するために、少なくとも一つの別個に形成されたノズルが設けられている。
したがって本発明の課題は、検査コンタクト部の耐用期間を延ばし、加えて被検体と検査コンタクト部の間のコンタクト信頼性をさらに改善する検査装置を提案することである。
本発明によれば、これは請求項1の特徴を有する検査装置によって達成される。これに関しては、ガス、とりわけ保護ガスをコンタクト領域に吐出するための少なくとも一つの排気口が、検査ヘッドの壁に設けられている。コンタクト領域では、検査コンタクト部により被検体が接触コンタクトされる。つまりコンタクト領域は、検査コンタクト部が被検体と接触コンタクトする領域を正確に又は少なくとも含むことが好ましい。
排気口は、例えば排気流路の構成要素であり、又は排気流路によって形成されている。排気口が複数の場合、各々の排気口に別個の排気流路が割り当てられているのが好ましい。排気流路は排気口を形成するために、検査ヘッド、とりわけ検査ヘッドのガイドプレートを少なくとも部分的に、とりわけ完全に貫いている。これに関し特に好ましいのは、排気流路がガイドプレートの材料に直接的に形成されるか、又はこの材料から作り出されることである。したがって本発明による排気口は、特に簡単なやり方で実現することができる。つまり総括すると、もともと存在している部材、つまり検査ヘッド又はガイドプレートを、コンタクト領域にガスを導入するために使用する。追加的なノズル要素又はその類似物は必要ない。
コンタクト領域にガスを吐出することにより、被検体の腐食又は酸化を軽減させることができ、したがって検査コンタクト面をクリーニングする際、検査コンタクト部には機械的にあまり負荷がかからない。これに基づいて汚れが減少し、この汚れの減少は他方ではまた検査装置のクリーニングの間隔を広げることを可能にする。加えてこのガスにより、とりわけ検査コンタクト部の電気被検体と接触コンタクトする側で、検査コンタクト部の腐食又は酸化が明らかに減少する。したがって総括すると、検査コンタクト部の比較的長い耐用期間が達成される。加えて検査コンタクト部と被検体の間の電気的接触コンタクトのコンタクト信頼性が改善される。
ガスは例えば、検査装置、とりわけ少なくとも一つの検査コンタクト部及び/又は電気被検体の掃気及び/又は冷却になることができる。こうすることで既に腐食及び/又は酸化を軽減させることができる。なぜなら腐食及び/又は酸化が通常は温度に関係するからである。とりわけ、掃気又は冷却にはガスとして空気を使用する。このような手順では、ガスは、例えば温度調節装置によるガスの温度調節によって達成される特定の温度を有することが好ましい。
さらなる保護作用が達成されるべき場合、ガスとして保護ガスが考慮され得る。保護ガスとして原理的には、腐食又は酸化を減少させるか又は−コンタクト領域での濃度が十分であれば−完全に阻止できるあらゆるガスを使用することができる。好ましいのは、保護ガスとして不活性ガス、例えば窒素又は希ガスを使用することである。
ガスをコンタクト領域に吐出する排気口は、検査ヘッドの壁に形成されている。これは、ガスが排気口を通ってコンタクト領域に出ていく前に、検査ヘッドを少なくとも部分的に貫流することを意味する。排気口のこの配置は、ガスを高精度で配量及び/又は位置決めし得るという利点を有している。つまり、一つの排気口又は場合によっては複数の排気口の適切な配置により、コンタクト領域内で、ガスの所望の濃度及び/又は所望の流速を的確に調整することができる。複数の排気口を設けることが好ましい。複数の検査コンタクト部が設けられている場合、少なくともいくつかの検査コンタクト部のコンタクト領域、とりわけすべての検査コンタクト部のコンタクト領域で、ガスの所望の濃度及び/又はガスの流速を、他の検査コンタクト部のコンタクト領域とは独立して調整することができる。
より正確に言えば、検査コンタクト部は例えば検査ヘッド内で支持されており、検査ヘッドはとりわけ検査装置のコンタクト機構と被検体の間に配置されている。この場合、検査コンタクト部は、例えば被検体の電気的接触コンタクトを実施するために、検査コンタクト部の一方の側ではコンタクト機構の端子コンタクト面と結合可能であり、かつ検査コンタクト部のもう一方の反対の側では被検体、とりわけ被検体の検査コンタクト面と接触コンタクトすることができる。それゆえ電気検査中には、検査コンタクト部を介して被検体とコンタクト機構の間の、とりわけ被検体の検査コンタクト面とコンタクト機構の端子コンタクト面の間の電気的結合が確立される。ガスは排気口を通って好ましくは被検体の方向に吐出される。このため、排気口が形成された壁は被検体に面していることができる。前述のやり方で、被検体の領域、つまりコンタクト領域内での直接的なガス供給が可能になる。
本発明の有利な一形態では、検査装置が、端子コンタクト面を有するコンタクト機構を備えており、端子コンタクト面は、検査コンタクト部の被検体に面していない側と電気的に結合可能であるか又は電気的に結合している。コンタクト機構は、検査装置の各々の検査コンタクト部のために別個の端子コンタクト面を有することが好ましい。既に上で詳述したように、検査コンタクト部は一方の側では被検体と接触コンタクトすることができる。検査コンタクト部のもう一方の、つまり被検体に面していない側は、その検査コンタクト部に割り当てられたコンタクト機構の端子コンタクト面と電気的に結合可能であるか又は電気的に結合している。
結合可能である場合には、例えば、端子コンタクト面と検査コンタクト部の間の接触コンタクトは被検体の電気検査中に提供される。つまりこの場合、電気的結合は永続的ではなく、検査中だけ一時的に存在すればよい。もちろんその代わりに端子コンタクト面と検査コンタクト部の間の永続的な電気的結合を提供することもできる。
本発明の好ましい一形態では、コンタクト機構及び検査ヘッドは、検査カード、とりわけバーチカル型検査カードの一部である。この検査カードは、例えば取替可能に検査装置内に配置されている。好ましいのは、バーチカル型検査カードの構成要素として存在している検査ヘッドが、ガイドプレート及びガイドプレートから離隔した保持プレートを備えており、ガイドプレート及び保持プレートがそれぞれ少なくとも部分的に、とりわけ完全に、検査コンタクト部により、検査コンタクト部の軸方向に貫かれていることである。これによりガイドプレート及び保持プレートにより、一つ以上の検査コンタクト部の垂直方向でのガイドが実現されている。
本発明のさらなる一形態では、壁が、検査ヘッドのガイドプレートの一部であり、ガイドプレートには少なくとも一つのガイド孔が設けられており、ガイド孔内では検査コンタクト部が支持されている。壁は、とりわけガイドプレートの被検体に面した側、つまり表面に相当する。それゆえガイドプレートは、コンタクト機構と被検体の間に存在することが好ましい。検査コンタクト部はガイド孔内に配置されており、とりわけ縦方向に変位可能に配置されている。このためにガイド孔は、ガイドプレート、したがって壁を貫いている。
ガイドプレートは、検査装置の少なくとも一つの検査コンタクト部、とりわけ多数の検査コンタクト部をガイド又は支持する働きをもつ。それゆえガイドプレートは、検査コンタクト部が確実に被検体と電気的接触コンタクトできるように、つまり電気検査中に被検体の検査コンタクト面とコンタクトしているように、検査コンタクト部を配置している。ガイドプレートは、コンタクト領域の領域内に設けられているか又はコンタクト領域をコンタクト機構の方向で画定していることが好ましい。
本発明の一変形形態では、排気口を形成している排気流路がガイドプレートを貫いている。既に説明したようにガイドプレートは、被検体の電気検査中に少なくとも一つの検査コンタクト部を確実に配置する働きをもつ。それゆえガイドプレートと被検体の間には僅かな間隔しか設けられないことが好ましく、この場合、例えばガイドプレートがコンタクト領域を画定している。つまり、ガイドプレートに排気口を配置することにより、ガスを電気被検体のすぐ近くに、とりわけコンタクト領域に直接的に吐出することができる。排気口は、排気流路によって構成されているか又は排気流路の一部である。とりわけ、排気口は排気流路の被検体に面した端部である。排気流路はガイドプレートを好ましくは完全に貫いている。特に好ましいのは、排気流路がガイドプレートの材料に直接的に形成されているか又はこの材料に嵌め込まれていることである。
本発明のさらなる一形態では、検査ヘッド内に、排気口と流体連通しているチャンバが設けられている。このチャンバは、少なくとも一つの排気口にガスを供給する働きをする。好ましいのは、検査ヘッド内に複数の排気口が設けられており、これらの排気口のうち少なくとも二つ、とりわけすべてがチャンバと流体連通していることである。検査ヘッド内にチャンバがただ一つだけ存在していることが好ましく、これに加えてこのチャンバが検査ヘッドのすべての排気口と流体連通していることが特に好ましい。チャンバは、排気口より大きな断面を有することが好ましい。特に好ましいのは、チャンバと排気口の間の流体連通が排気流路を介して存在していることである。
さらに、チャンバを少なくとも一つの検査コンタクト部によって貫くことができる。これは、検査コンタクト部の少なくとも一領域が、チャンバ内に存在しているか又はチャンバの一方の端部からチャンバの反対側の端部へと延びていることを意味する。検査コンタクト部が屈曲針として実施されている場合、検査コンタクト部の屈曲領域がチャンバ内に存在することが好ましい。屈曲領域では、検査コンタクト部の長さ変更のために、検査コンタクト部の縦方向中心軸に対して径方向に検査コンタクト部が変形する。この屈曲針は、屈曲針が軸方向での十分に強い負荷で折り曲げられ、つまり少なくとも部分的に径方向に変形し、これにより屈曲針の長さ変更が実現されるように形成されている。したがってチャンバは、検査コンタクト部の所望の長さ変更に対応する検査コンタクト部の変形が可能であるように設計されるのが好ましい。
本発明のさらなる一形態では、チャンバが少なくとも部分的に、ガイドプレートによって画定されている。とりわけこれは被検体の方向で提供されている。こうすることで、比較的単純な検査ヘッドの構造でチャンバを実現することができる。
本発明の好ましい一形態では、排気口が、チャンバを介してガス供給管と流体連通している。排気口はチャンバを介してガスを供給される。複数の排気口が設けられている場合、チャンバは、ガス供給管を介してチャンバに導入されたガスを複数の排気口に均一に分配する働きをする。チャンバは、ガスの流動方向に関して排気口より大きな断面を有することが好ましく、それゆえチャンバを、その中に導入されたガスのための安定化チャンバとして用いることができる。それゆえ総括すると、ガス供給管と排気口の間の流体連通は、チャンバ及び排気流路を介して存在することが好ましい。
本発明のさらなる一形態では、端子コンタクト面が、コンタクト機構のコンタクト部間隔変換器に割り当てられている。それゆえコンタクト機構は、「スペーストランスフォーマ」とも呼び得るコンタクト部間隔変換器を備えている。コンタクト部間隔変換器は、端子コンタクト面の電気的コンタクトを簡単に可能にする働きをする。このためにコンタクト部間隔変換器は、互いに対して第1の間隔をあけて存在する複数の端子コンタクト面を有している。
各々の端子コンタクト面とコンタクト部間隔変換器の一つの端子が電気的に結合されており、これに対応して複数のこれらの端子が存在している。この場合、端子は互いに対して第2の間隔をあけてコンタクト部間隔変換器に配置されており、この第2の間隔は第1の間隔より大きい。例えば、被検体に垂直に立っている仮想直線に対して端子コンタクト面は径方向の内側にあるように配置されており、その一方で端子は径方向の外側にあるように設けられている。
本発明の好ましい一形態では、ガス供給管が、コンタクト機構を通って、とりわけコンタクト部間隔変換器を通って延びている。ガス供給管のこのような配置では、ガス供給管の特に簡単で柔軟な敷設が可能である。例えばモジュール式のシステムを実現することができ、このシステムではガス供給管は、コンタクト機構内に設けられた第1の領域と、検査ヘッド内に存在する第2の領域に区分けされている。電気検査を実施するには、両方の領域が相互に一直線に並ぶように、検査ヘッドをコンタクト機構に対して配置し、これによりガス供給管の両方の領域の間の耐密性の流体連通が確立される。これに対応して検査装置のこのような一形態では、検査ヘッドの取替えが、ガス供給管に関する特別な措置を必ずしも行わなくても可能である。
本発明のさらなる一形態では、ガス供給管が、検査ヘッドの側壁を通って、又はコンタクト機構に面した保持プレートを通って、チャンバに通じることができる。したがって例えば検査ヘッドは、側壁によって互いから離隔しているガイドプレート及び保持プレートを備えている。とりわけ、ガイドプレートと、保持プレートと、側壁とによって一緒にチャンバを画定しているか又は取り囲んでいる。
この場合、ガス供給管は様々なやり方でチャンバに通じることができる。第1の形式ではガス供給管は側壁を貫いているか、又はチャンバに通じている側壁の貫通口に接続されている。ガス供給管がコンタクト機構を通って延びている場合に実現されるのが好ましい第2の形式ではガス供給管は検査ヘッドの保持プレートを通って延びているか、又は保持プレートの貫通口に接続されている。これに関し、保持プレートはコンタクト機構に面しており、とりわけ保持プレートはコンタクト機構に当接している。つまり、検査ヘッドの保持プレート内に、ガス供給管の上で既に説明した第2の領域を形成することができる。
本発明のさらなる一形態では、排気流路が、ガイドプレートに垂直に立っているか又はガイドプレートに対して角度をつけた縦方向中心軸を有している。縦方向中心軸は、排気流路の縦方向の延びに沿って、排気流路の中心点を規定している。縦方向中心軸は、排気流路の全長にわたって真っ直ぐであることが好ましい。なぜなら排気流路内での圧力損失をできるだけ少なく保てるからである。その代わりに、少なくとも部分的に湾曲した排気流路の縦方向中心軸ももちろん実現可能である。この場合、排気流路の縦方向中心軸は、ガイドプレートに垂直に、又はガイドプレートに対して若しくはガイドプレートの最大の延び方向に対して平行な仮想平面に垂直に立つことができる。この場合、排気流路の縦方向中心軸は、例えば検査コンタクト部のための少なくとも一つのガイド孔の縦方向中心軸に平行に存在している。
もちろんその代わりに排気流路の縦方向中心軸が、ガイドプレート又は仮想平面に対して角度をつけていてもよく、つまりガイドプレート又は仮想平面と、90°未満であるが0°超の角度を挟むことができる。言い換えると、縦方向中心軸は、ガイドプレート又は仮想平面の法線方向に対して0°超であるが90°未満の角度を有している。縦方向中心軸がガイドプレートに垂直に立っている最初に挙げた事例では、上で定義した角度は90°又は0°である。とりわけ、コンタクト領域内でガスの所望の濃度及び/又は所望の流速が達成されるように、角度が選択される。
本発明のさらなる一形態では、排気流路が、その縦方向中心軸に沿って一定の貫流断面積を有している。それゆえ排気流路は、例えば一定の直径を有する穿孔として存在しており、この穿孔は、とりわけガイドプレートを排気流路の縦方向中心軸の方向に完全に貫いている。
しかしながらその代わりに排気流路が、その縦方向中心軸に沿って大きく又は小さくなる貫流断面積を有することもできる。その際、貫流断面積が大きく又は小さくなることは、被検体の方向に、つまりコンタクト機構に面していない側でもたらされる。例えば、貫流断面積が大きく又は小さくなることは縦方向中心軸に沿って連続的にもたらされ、したがって排気流路の漏斗状の形状が生じている。貫流断面積が大きくなる場合には、排気流路はディフューザとして存在し、ディフューザ内ではガスの流速は低下し、その一方で貫流断面積が小さくなる場合には、排気流路はノズルとして形成されており、ノズル内ではガスの流速は流動方向に増していく。
本発明の一変形形態では、排気口及び/又は排気流路は、断面で見ると矩形、円形、又はオーバル形である。基本的に、排気口及び排気流路の断面形状は任意に選択することができる。この断面とは、排気流路の縦方向中心軸に垂直に、排気口又は排気流路を通る切断面のことである。例えば、排気口又は排気流路の断面は矩形であり、その際、排気口/排気流路は、とりわけ正方形又はスリット状若しくは縦方向スリット状である。その代わりに排気口又は排気流路は、例えば円形であることができる。この場合には排気口/排気流路は、とりわけ穿孔として、例えば一定の直径を有する穿孔として又は段のある穿孔として存在している。
もちろんオーバル形又はスタジアム形の排気口も存在することができ、このスタジアム形とは、二つの互いに平行な真っ直ぐの線が、線の端部でそれぞれ一つの半円を介して相互に結合されている断面形状のことである。排気流路もこのように形成することができる。複数の排気口又は排気流路が設けられている場合、これらの排気口又は排気流路は、少なくとも一部で異なる断面形状を有することができるか、さもなければ同じ断面形状を有することができる。
本発明のさらなる有利な一形態では、ガイド孔が検査領域に割り当てられており、この検査領域では、検査ヘッドの被検体に面した側で検査コンタクト部がガイド孔から突き出ている。つまり検査領域とは、検査ヘッドのうち、一つ以上のガイド孔が形成されている領域のことである。ガイド孔内に検査コンタクト部が配置されている場合、検査コンタクト部は、この検査領域内で、検査コンタクト部が被検体の方向に延びているか又は被検体の方に向いているように検査ヘッドから突き出ている。
検査領域は、例えば検査領域に割り当てられているすべてのガイド孔の包囲として、又はすべてのガイド孔を包囲する線として理解することができる。この包囲はとりわけ、少なくとも一つのガイド孔を仮想の弾性テープによって囲むことにより確定することができ、この場合は仮想の弾性テープが包囲に沿って延びている。したがって検査領域に一つのガイド孔しか割り当てられていない場合、検査領域は、被検体に面した側ではこのガイド孔の出口に相当する。仮想の弾性テープは、検査領域のすべての側でガイド孔に密着していることが好ましい。
もちろん検査ヘッドに複数の検査領域を設けることができ、この検査領域にはそれぞれ少なくとも一つの検査コンタクト部が割り当てられている。これはとりわけ、検査装置による検査工程中に複数の被検体を検査又はテストするべき場合に有利である。つまり、各々の被検体にこのような検査領域が割り当てられていることが好ましい。それゆえ複数の検査領域を有する検査ヘッドの一実施形態は、マルチDUT検査ヘッドと呼ばれる(DUT:「device under test」又は被検体)。ただしこれに関して注意すべきは、検査中に各々の検査領域に被検体が割り当てられていなくてももちろんかまわないということである。検査領域は、被検体の存在に対応して、アクティブに切り替えられるか又は非アクティブ化されるのが好ましい。
このことは、それぞれの検査領域に割り当てられた少なくとも一つの排気口に関しても、意味に即して当てはめることができる。例えば、検査領域がアクティブであり、つまり被検体の検査のために利用される場合にのみ、排気口をガスの吐出に使用する。
本発明の例示的な一形態では、検査領域又は各々の検査領域に複数のガイド孔が割り当てられている。これに加え、ガイド孔の各々に一つの検査コンタクト部が割り当てられているのが好ましい。この場合、被検体の多数の検査コンタクト面に同時にコンタクトすることができる。
本発明の好ましい一形態では、複数のガイド孔が閉じた線に沿って配置されている。この閉じた線は、実質的に任意の形状を有することができる。線に沿って配置されたガイド孔は、互いから特定の間隔をあけて設けられており、その際、線に沿った間隔は少なくとも一部の区間で一定であることができ、又は少なくとも一部の区間で異なっていることができる。とりわけ、線に沿って互いに直接隣接しているガイド孔間の間隔は一定である。
これに関し、検査領域を複数のガイド孔により、少なくとも一部の区間で画定するか又はそれどころか囲むことができる。つまり、検査領域の外側の境界線は、とりわけ上述のように、検査領域に割り当てられた、とりわけ検査領域の周りに配置されたガイド孔によって定義される。例えば複数のガイド孔が矩形の配置、円形の配置、又はオーバル形の配置で設けられる。これはとりわけ、複数のガイド孔の縦方向中心軸と一平面、とりわけ検査領域にある一平面との交点が、これらの交点を仮想の直線で結ぶと矩形、円形、又はオーバル形になるように配置されているということである。
本発明のさらなる有利な一形態では、検査ヘッドに複数の検査領域が設けられている。これらの検査領域は、例えばそれぞれ上記の実施形態に基づいて形成することができ、したがってとりわけ複数の検査領域の各々が、複数のガイド孔によって画定されているか又は囲まれている。その際、ガイド孔は任意の配置で、例えば矩形の配置、円形の配置、又はその他の配置で存在することができる。
本発明の特に有利な一形態では、検査領域が少なくとも部分的には複数の排気口によって囲まれている。排気口により検査領域を囲むことにより、一種の気流カーテンを生成することができ、この気流カーテンにより、外部環境に存在する外気からのコンタクト領域の特に効率的な遮蔽が実現される。
本発明の好ましい一変形形態では、排気口を通って吐出されたガスが、外気に対してコンタクト領域を少なくとも部分的に画定し、とりわけ包囲するガスカーテンを形成するように、一つ以上の排気口が配置されている。外気とは、とりわけ検査装置の外部環境における大気のことであり、この大気は例えば周囲空気の形態で、及び室温で存在している。コンタクト領域を外気の影響から保護するためにガスカーテンが形成されるべきである。その際、もちろんコンタクト領域が周方向に見て又は上から見て完全にガスカーテンによって取り囲まれるように、一つ以上のガスカーテンが形成される場合が特に好ましい。
それに加えて又はその代わりに、排気口を複数のガイド孔の間に配置し、とりわけこれらのガイド孔によって少なくとも部分的に囲むことができる。このような配置の場合、排気口は、例えば検査領域のほぼ中心又は正確に中心に配置されている。複数の検査領域が設けられている場合、各々の検査領域が、このような排気口を、とりわけ中心部の排気口を備えることができる。排気口のこのような配置により、排気口から出て外に向かうガスの流れを達成することができ、これにより検査領域又はコンタクト領域は全般的に、ガスの流れによって貫流される。
さらに、複数の検査領域、とりわけすべての検査領域に、それぞれ一つの中心部に配置された排気口を割り当て、かつ検査領域の少なくとも一部、とりわけすべての検査領域を一緒に複数の排気口によって囲むことができる。これにより、上記の実施形態に基づく利点が組み合わされる。それぞれ検査領域内に配置された排気口により、ガスによるコンタクト領域の一定の貫流が実現される。ただし同時に、検査領域のうち複数の排気口によって一緒に囲まれている部分は、気流カーテンによって外部環境の外気の影響から保護される。「中心部」という概念は、必ずしも検査領域内で排気口が正確に中心に配置されているということではなく、そのような配置が意図され得るにすぎない。むしろ排気口は、第一にはただ単に検査領域内に存在していればよく、ただし好ましくは検査領域の境界線に対して間隔をあけて存在するべきである。
最後に、排気口の上流にガスの加熱又は冷却のための温度調節機構を設けることができる。温度調節機構は、ガスの流動方向に対して排気口の上流に設けられており、したがってガスを、排気口を出ていく前に加熱又は冷却によって特定の温度にすることができる。とりわけ、ガスにより検査装置つまり検査ヘッド及び/又は被検体を強く冷却しすぎることなく被検体の高温テストを行えるように、ガスが加熱される。とりわけ、ガスは温度調節機構により、検査ヘッド及び/又は被検体の温度に相当するか又は少なくともほぼ相当する温度にされる。
もちろん本発明は、電気被検体、とりわけウエハを電気検査するための検査装置の稼働方法にも傾注している。検査装置は、被検体の電気的接触コンタクトのための少なくとも一つの検査コンタクト部を支持している検査ヘッドを備えている。この検査装置は、少なくとも一つの排気口を通ってガスがコンタクト領域に吐出され、この排気口が検査ヘッドの壁に形成されていることを特色とする。言い換えると、検査ヘッドの壁に、ガスをコンタクト領域に吐出するための少なくとも一つの排気口が設けられている。これに関しガスの吐出は、少なくとも電気的接触コンタクト中に提供されている。ただし、電気的接触コンタクトの前及び/又は後のある程度の期間も行われることが特に有利である。
このような手順又は検査装置のこのような形態の利点については既に論じた。もちろん、上記の実施形態に基づく検査装置及び方法をさらに発展させることができ、その点では上記の実施形態を参照されたい。
以下では、図面に示した例示的実施形態に基づき、本発明を制限することなく本発明をより詳しく説明する。
電気被検体を電気検査するための検査装置の概略断面図であって、ガスを吐出するための少なくとも一つの排気口が設けられている。 検査装置の一領域の断面図であって、様々な断面形状の排気口が示されている。 排気口及び複数のガイド孔の第1の配置形式を示す図である。 複数の排気口が設けられた第2の配置形式を示す図である。 第3の配置形式を示す図である。 第4の実施形式を示す図である。 第5の実施形式を示す図である。 第6の配置形式を示す図である。
図1は、ここでは示唆しているだけの被検体2を電気検査するための検査装置1の概略断面図を示している。検査装置1は、例えばここでは図示されていない検査機械(「プローバ」とも言う)を備えており、この検査機械にコンタクト機構3が嵌め込まれている。コンタクト機構3は、詳しくは図示されていない引出し構造により、検査機械に嵌め込まれることが好ましい。コンタクト機構3は、好ましくは検査カードとして、とりわけバーチカル型検査カードとして形成されている。これに関しコンタクト機構は検査ヘッド4を備えており、検査ヘッド内では、被検体2を電気的接触コンタクトするための少なくとも一つの検査コンタクト部5が支持されている。ここで図示した例示的実施形態では、このような検査コンタクト部5が多数設けられている。検査コンタクト部5は、例えば検査平面6に対して実質的に垂直に立っている縦方向の延びを有している。
検査コンタクト部5は、例えば検査針として、とりわけ屈曲針として形成されている。この検査コンタクト部は、例えば屈曲領域内で少したわんでおり(ここでは図示されていない)、したがって直線の形状から外れている。このように形成された検査コンタクト部5は、検査コンタクト部4が被検体2の電気的接触コンタクトのために被検体に対して押しやられると、検査コンタクト部の屈曲領域でのたわみにより、少しバネ圧縮することができる。こうすることで、とりわけ複数の検査コンタクト部5が設けられている場合、接触コンタクト中に不ぞろいな間隔を補うことができ、したがってコンタクトの非常に高い確実性を保証することができる。
検査コンタクト部5又は各々の検査コンタクト部5は、被検体2の電気的接触コンタクトを実施するために、検査コンタクト部の一方の側7でコンタクト機構3の端子コンタクト面8と結合可能であるか又は結合しており、かつ検査コンタクト部のもう一方の側9で被検体2と接触コンタクトすることができる。ここでは単に具体例として、検査コンタクト部5の一つに対してこれを示唆している。つまり検査コンタクト部5は、その被検体5に面していない側7で端子コンタクト面8と電気的に結合可能であるか又は電気的に結合している。その際、電気的に結合可能であるとはとりわけ一時的な電気的結合のことであり、電気的に結合しているとは永続的な電気的結合のことである。
端子コンタクト面8は、例えばコンタクト機構3のコンタクト部間隔変換器10に割り当てられている。コンタクト部間隔変換器10は、検査コンタクト部5又は端子コンタクト面8と、検査装置1のここでは図示されていない評価ユニットとの確実な電気的結合に役立つ。このためにとりわけ、各々の検査コンタクト部5に端子11が割り当てられており、これらの端子のうちここでは単に具体例として二つを示している。端子11は、コンタクト部間隔変換器10の縦方向中心軸12に対し、検査コンタクト部5より径方向のさらに外側にあるように配置されるのが好ましい。例えばコンタクト部間隔変換器10は円形に形成されているか又は実質的に円形の外周を有している。
検査装置1による被検体2の接触コンタクトが、周囲条件下で、とりわけ周囲空気の影響下で実施される場合、被検体2及び/又は検査コンタクト部5が腐食する可能性がある。これを回避するため、少なくとも一つの排気口13を通してガスをコンタクト領域14に吐出することができる。その際、ガスの吐出は、少なくとも被検体2の電気的接触コンタクト中に、ただし好ましくはこれに加えて接触コンタクトの前及び/又は後の特定の期間中に行われる。
少なくとも一つの排気口13−ここに示した実施形態では多数の排気口13が設けられている−は、検査ヘッド4の壁15に形成されている。こうすることで、ガスが的確にコンタクト領域14に吐出されることを保証している。この壁15は、被検体2又は検査平面6に面していることが好ましい。コンタクト領域14とは少なくとも、電気的接触コンタクト中に少なくとも一つの検査コンタクト部5が被検体2と接触コンタクトする領域のことである。
検査ヘッド4は、好ましくはコンタクト機構3又はコンタクト部間隔変換器10から離隔しているガイドプレート16を備えている。ここで図示した例示的実施形態では、壁15がガイドプレート16に接して存在している。排気口13は検査ヘッド4又はガイドプレート16内の排気流路13'によって形成されている。各々の排気口13に対して別個の排気流路13'が存在している。この排気流路13'は、ガイドプレート16の材料に好ましくは直接的に作製されている。
ガイドプレート16には少なくとも一つのガイド孔17が形成されており、このガイド孔内では少なくとも一つの検査コンタクト部5が支持されている。好ましいのは、各々の検査コンタクト部5にこのようなガイド孔17が割り当てられていることであり、このガイド孔17は、検査コンタクト部5の縦方向での移動及び回転運動だけを許容することが特に好ましい。
検査ヘッド4は、さらに保持プレート18及び側壁19を備えている。これに関しガイドプレート16は、側壁19により保持プレート18に対して保持されている。この場合ガイドプレート16は、ガイドプレート16と、保持プレート18と、側壁19とがチャンバ20を画定するか又は取り囲むように、保持プレート18から離隔している。このチャンバ20は、少なくとも一つの検査コンタクト部5によって完全に貫かれている。つまり検査コンタクト部5は、保持プレート18からガイドプレート16まで延びているか、又はガイドプレート内に配置されたガイド孔17を通って被検体2の方向に抜けている。これに関し検査コンタクト部5は、例えば保持プレート18内では固定されており、その一方で検査コンタクト部はガイドプレート16内では上述のように支持されている。もちろんその代わりに検査コンタクト部を、保持プレート18内で可動に、とりわけ縦方向に変位可能に支持することができる。検査コンタクト部5の言及した屈曲領域又はたわみは、チャンバ20内に存在しているのが好ましい。
検査装置1のここで図示した実施形態では、少なくとも一つの排気口13がチャンバ20と流体連通しており、とりわけ排気口13はチャンバ20から出ているか又はチャンバに通じている。排気口13は、チャンバ20を介してガス供給管21及び/又は22と流体連通している。通常は、ガス供給管21及び22のうちの一つだけが設けられている。しかしながら検査装置1の特殊な一形態では、両方のガス供給管21及び22をそれぞれ説明した形態で実現することもできる。
ガス供給管21は、側壁19を通ってチャンバに通じている。ガスは、ガス供給管21を通って矢印23の方向にチャンバ20に導入され得る。これに対しガス供給管22は保持プレート18を通って延びており、つまりこの保持プレートを貫いてチャンバ20に通じている。ガスは、ガス供給管22を通って矢印24の方向にチャンバ20に導入され得る。ここで単に例示的に示唆しているように、ガス供給管22はコンタクト機構3の少なくとも一領域、とりわけコンタクト部間隔変換器10を貫いている。もちろんガス供給管22は、コンタクト機構3又はコンタクト部間隔変換器10内で任意の軌道を取ることができ、つまりとりわけ、コンタクト機構3内で(縦方向中心軸12に対して)径方向の外側に向かって敷設されていてもよい。こうすることで、ガス供給管22のガス供給源への簡単な接続を実現することができる。
図2は、検査装置1の一領域の断面を示しており、ここでは排気口13の様々な断面形状を示している。四つの異なる断面形状を示している。これに関しては左から右へと第1の断面形状、第2の断面形状、第3の断面形状、及び第4の断面形状が描かれている。四つの様々な排気口13の縦方向中心軸25がそれぞれ示唆されている。第1、第2、及び第4の断面形状はそれぞれ、ガイドプレート16又は壁15に垂直に立っている縦方向中心軸25を有している。とりわけ、これらの断面形状のそれぞれの縦方向中心軸25は、被検体2が電気的接触コンタクトのために配置される検査平面6と直角に交わっている。
ただし縦方向中心軸25が、ガイドプレート16、壁15、又は検査平面6に対して角度をつけていてもよい。ここではこれを第3の断面形状に対して示している。この断面形状の縦方向中心軸25は、前述の要素に垂直には立っておらず、つまり前述の要素と90°未満であるが0°超の角度を挟んでいることがはっきりと認識できる。
排気口13又は様々な断面形状は、そのそれぞれの縦方向中心軸25に沿って一定の貫流断面積を、又は大きく若しくは小さくなる貫流断面積を有することができる。第1の断面形状は、検査平面6又は被検体2の方向に小さくなる貫流断面積を有している。それゆえ第1の断面形状はノズル状に形成されている。第2の断面形状に関しては一定の貫流断面積を示しており、第3の断面形状に関しても同様である。第4の断面形状の貫流断面積は、検査平面6又は被検体2の方向に大きくなっており、それゆえ対応する排気口13のディフューザ形状が存在している。
ガスは、排気口13を通ってチャンバ20から矢印26に沿って被検体2の方向に、つまりコンタクト領域14に吐出することができる。排気口13は断面で見ると基本的に任意に形成することができる。例えば排気口13は、矩形、とりわけスリット状、円形、又はオーバル形である。スタジアム形の形態でもよい。
図3〜図8に基づき、少なくとも一つの排気口13に関する異なる配置形式を図解する。これに関し図3は第1の配置形式を示しており、第1の配置形式では、多数のガイド孔17(そのうちの数個だけに具体例として符号をつけている)が検査領域27に割り当てられているか又はこの検査領域を定義している。検査領域27は、例えばこの検査領域に割り当てられたすべてのガイド孔17の包囲28によって定義される。つまり、ここで図示した配置形式では、検査領域27が複数のガイド孔17によって囲まれている。検査領域27内では、この検査領域に割り当てられた検査コンタクト部5が、検査ヘッド4の被検体2に面した側で、割り当てられたガイド孔17から突き出ている。
ガイド孔17は、ここでは矩形の配置で設けられており、したがって検査領域27も矩形である。第1の配置形式では、排気口13がただ一つだけ設けられており、この排気口は検査領域27の好ましくは中心部に配置されている。それゆえ排気口13は複数のガイド孔17によって囲まれている。排気口13のこのような配置により、排気口13から外部環境の方向へのガスの一定の流れを生成することができ、したがってガイド孔17を通って突き出ている検査コンタクト部5は常にガス流によって周りを掃気されている。
図4は第2の配置形式を示している。ここでも、上記の実施形態に基づいて複数のガイド孔17によって定義された検査領域27が存在している。ただしこの場合は第1の配置形式とは異なり、検査領域27の外側に配置された少なくとも一つの排気口13が設けられていることが明らかである。ここで図示した例示的実施形態では、四つの排気口13が実現されており、これらの排気口はそれぞれ矩形に形成されており、かつ検査領域27をほぼ完全に包み込んでいる。それゆえ検査領域27は、一つ以上の排気口13によって少なくとも部分的に、とりわけ大部分で囲まれている。このために排気口13の長さはそれぞれ少なくとも、検査領域27のうちその排気口に面した辺にわたって延びているのが好ましい。しかしながら排気口13は、検査領域27のその排気口に面した辺より大きいことが好ましい。
図5は第3の配置形式を示している。この配置形式は、基本的には第2の配置形式に似ており、それゆえ上記の実施形態を参照されたい。ここでは違いは検査領域の各々の正面に、複数の、つまり少なくとも二つの排気口13が設けられており、これらの排気口がそれぞれ検査領域27の辺の長さの一部にわたって延びていることにある。
図6は第4の配置形式を示している。これについてもまずは上記の実施形態を参照されたい。この場合には上述の配置形式とは異なり、検査領域27を囲んでいる多数の排気口13が存在している。これらの排気口13は、断面で見ると円形であることが好ましい。
図7から第5の配置形式が分かる。この配置形式は第4の配置形式に似ており、それゆえ第4の配置形式に関係づけられる。ただしここでは複数の検査領域27が設けられており、これらの検査領域は、ここでは第4の配置形式に倣って配置された排気口13によって一緒に囲まれている。しかしながらその代わりに、例えば第2又は第3の配置形式に基づく配置も考えられる。いずれにせよ排気口13は、複数の検査領域27が共有する辺の長さ以上の長さに沿って存在している。
図8は、第1の配置形式と第5の配置形式を特に好ましいやり方で相互に組み合わせた第6の配置形式を示している。上記の実施形態を参照されたい。すなわち、それぞれ中心部に配置された排気口13が割り当てられた複数の検査領域27が存在している。同時に検査領域27は複数の排気口13によって一緒に囲まれている。検査領域27を囲んでいる排気口は、もちろんすべての上述の配置形式に基づいて、とりわけ第2、第3、又は第4の配置形式に倣って配置することができる。




  1. 電気被検体(2)の電気的接触コンタクトのための少なくとも一つの検査コンタクト部(5)を支持している検査ヘッド(4)を備えた、前記被検体(2)、とりわけウエハを電気検査するための検査装置(1)において、ガス、とりわけ保護ガスをコンタクト領域(14)に吐出するための少なくとも一つの排気口(13)が、前記検査ヘッド(4)の壁(15)に設けられていることを特徴とする検査装置。

  2. 前記検査装置(1)が、端子コンタクト面(8)を有するコンタクト機構(3)を備えており、前記端子コンタクト面が、前記検査コンタクト部(5)の前記被検体(2)に面していない側(7)と電気的に結合可能であるか又は電気的に結合していることを特徴とする請求項1に記載の検査装置。

  3. 前記コンタクト機構(3)及び前記検査ヘッド(4)が、検査カード、とりわけバーチカル型検査カードの一部であることを特徴とする請求項1又は2に記載の検査装置。

  4. 前記壁(15)が、前記検査ヘッド(4)のガイドプレート(16)の一部であり、前記ガイドプレートには少なくとも一つのガイド孔(17)が設けられており、前記ガイド孔内では前記検査コンタクト部(5)が支持されていることを特徴とする請求項1から3のいずれか一項に記載の検査装置。

  5. 前記排気口(13)を形成している排気流路(13')が前記ガイドプレート(16)を貫いていることを特徴とする請求項1から4のいずれか一項に記載の検査装置。

  6. 前記検査ヘッド(4)内に、前記排気口(13)と流体連通しているチャンバ(20)が設けられていることを特徴とする請求項1から5のいずれか一項に記載の検査装置。

  7. 前記チャンバ(20)が前記少なくとも一つの検査コンタクト部(5)によって貫かれていることを特徴とする請求項1から6のいずれか一項に記載の検査装置。

  8. 前記チャンバ(20)が少なくとも部分的に、前記ガイドプレート(16)によって画定されていることを特徴とする請求項1から7のいずれか一項に記載の検査装置。

  9. 前記排気口(13)が、前記チャンバ(20)を介して保護ガス供給管(21、22)と流体連通していることを特徴とする請求項1から8のいずれか一項に記載の検査装置。

  10. 前記端子コンタクト面(8)が、前記コンタクト機構(3)のコンタクト部間隔変換器(10)に割り当てられていることを特徴とする請求項1から9のいずれか一項に記載の検査装置。

  11. 前記保護ガス供給管(21、22)が、前記コンタクト機構(3)を通って、とりわけ前記コンタクト部間隔変換器(10)を通って延びていることを特徴とする請求項1から10のいずれか一項に記載の検査装置。

  12. 前記保護ガス供給管(21、22)が、前記検査ヘッド(4)の側壁(19)を通って、又は前記コンタクト機構(3)に面した保持プレート(18)を通って、前記チャンバ(20)に通じていることを特徴とする請求項1から11のいずれか一項に記載の検査装置。

  13. 前記排気流路(13')が、前記ガイドプレート(16)に垂直に立っているか又は前記ガイドプレートに対して角度をつけた縦方向中心軸(25)を有することを特徴とする請求項1から12のいずれか一項に記載の検査装置。

  14. 前記排気流路(13')が、その縦方向中心軸(25)に沿って一定の貫流断面積を有することを特徴とする請求項1から13のいずれか一項に記載の検査装置。

  15. 前記排気流路(13')が、その縦方向中心軸(25)に沿って大きく又は小さくなる貫流断面積を有することを特徴とする請求項1から14のいずれか一項に記載の検査装置。

  16. 前記排気口(13)及び/又は前記排気流路(13')が、断面で見ると矩形、円形、又はオーバル形であることを特徴とする請求項1から15のいずれか一項に記載の検査装置。

  17. 前記ガイド孔(17)が検査領域(27)に割り当てられており、前記検査領域では、前記検査ヘッド(4)の前記被検体(2)に面した側で前記検査コンタクト部(5)が前記ガイド孔(17)から突き出ていることを特徴とする請求項1から16のいずれか一項に記載の検査装置。

  18. 前記検査領域(27)に複数のガイド孔(17)が割り当てられていることを特徴とする請求項1から17のいずれか一項に記載の検査装置。

  19. 前記複数のガイド孔(17)が閉じた線に沿って配置されていることを特徴とする請求項1から18のいずれか一項に記載の検査装置。

  20. 前記検査ヘッド(4)に複数の検査領域(27)が設けられていることを特徴とする請求項1から19のいずれか一項に記載の検査装置。

  21. 前記検査領域が少なくとも部分的には一つ以上の前記排気口(13)によって囲まれていることを特徴とする請求項1から20のいずれか一項に記載の検査装置。

  22. 一つ以上の前記排気口(13)を通って吐出された前記ガスが、外気に対して前記コンタクト領域(14)を少なくとも部分的に画定し、とりわけ包囲するガスカーテンを形成するように、一つ以上の前記排気口(13)が配置されていることを特徴とする請求項1から21のいずれか一項に記載の検査装置。

  23. 前記排気口(13)が複数のガイド孔(17)の間に配置されており、とりわけ前記ガイド孔によって少なくとも部分的に囲まれていることを特徴とする請求項1から22のいずれか一項に記載の検査装置。

  24. 複数の検査領域(27)、とりわけすべての検査領域(27)に、それぞれ一つの中心部に配置された排気口(13)が割り当てられており、かつ前記検査領域(27)の少なくとも一部、とりわけすべての検査領域(27)が一緒に複数の排気口(13)によって囲まれていることを特徴とする請求項1から23のいずれか一項に記載の検査装置。

  25. 前記排気口(13)の上流での前記保護ガスの加熱又は冷却のための温度調節機構を特徴とする請求項1から24のいずれか一項に記載の検査装置。

 

 

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