CN114594809B - 检查装置的控制方法和检查装置 - Google Patents

检查装置的控制方法和检查装置 Download PDF

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Abstract

本发明提供提高被检查体的温度控制性的检查装置的检查方法和检查装置。检查装置的控制方法中，上述检查装置包括：载置被检查体的卡盘；对上述被检查体供给电功率而对上述被检查体进行检查的测试器；和控制上述卡盘的温度的控制部，在上述检查装置的控制方法中，在不能进行上述被检查体的实际温度的反馈时，基于上述被检查体的发热量，推算上述卡盘的温度与上述被检查体的温度的温度差，基于上述被检查体的目标温度和上述温度差，修正上述卡盘的目标温度，基于修正后的上述卡盘的目标温度和上述卡盘的实际温度，控制上述卡盘的温度。

Description

检查装置的控制方法和检查装置
技术领域
本发明涉及检查装置的控制方法和检查装置。
背景技术
已知有检查装置，其将形成有电子器件的晶片或配置有电子器件的载体载置在载置台，从测试器经由探针等对电子器件供给电流，由此对电子器件的电特性进行检查。利用载置台内的冷却结构或加热机构控制电子器件的温度。
在专利文献1中公开有具有温度检测部的检测器，该温度检测部使探针接触与被检查芯片中的温度测量用的元件连接的电极焊垫，基于与温度测量用的元件的各电极对应的电极焊垫间的电位差，检测被检查芯片的温度。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2019-102645号公报
发明内容
发明要解决的技术问题
但是，由于与测试流程相配合，总是使用温度测量用的元件检测电子器件的温度是困难的。另外，在电子器件的发热量较大的情况下，电子器件与载置台的温度差变大，用设置于载置台的温度传感器控制电子器件的温度是困难的。
在一个方面，本发明提供提高被检查体的温度控制性的检查装置的检查方法和检查装置。
用于解决技术问题的技术方案
为了解决上述技术问题，依照一个方式，提供一种检查装置的控制方法，其中，上述检查装置包括：载置被检查体的卡盘；对上述被检查体供给电功率而对上述被检查体进行检查的测试器；和控制上述卡盘的温度的控制部，在上述检查装置的控制方法中，在不能进行上述被检查体的实际温度的反馈时，基于上述被检查体的发热量，推算上述卡盘的温度与上述被检查体的温度的温度差，基于上述被检查体的目标温度和上述温度差，修正上述卡盘的目标温度，基于修正后的上述卡盘的目标温度和上述卡盘的实际温度，控制上述卡盘的温度。
发明效果
依照一个方面，能够提供使被检查体的温度的均匀性提高的检查装置和检查装置的控制方法。
附图说明
图1是说明本实施方式的检查装置的结构的截面示意图。
图2是说明卡盘的温度控制的框图的一例。
图3是说明温度推算部的框图的一例。
图4是说明参数的调整方法的图表的一例。
图5是说明参数的调整方法的图的一例。
图6是说明浪费时间补偿部的框图的一例。
图7是表示电子器件的温度和卡盘的温度的时间变化的图表的一例。
图8是说明参数的结构的框图的一例。
图9是表示电子器件的温度和卡盘的温度的时间变化的图表的另一例。
附图标记说明
W晶片
10检查装置
11卡盘
11c温度传感器
11d温度控制器
14测试器
14a电功率供给部
14b温度检测部
14c元件
15探针卡
16探针
17接口
18测试计算机
20控制部
21目标温度生成部(器件目标温度生成部)
22温度差推算部
23减法器(实际温度差计算部)
24浪费时间补偿部
25选择器
26减法器(卡盘目标温度生成部)
27模型跟踪控制器
28减法器(实际温度差计算部)
29参数生成部。
具体实施方式
以下，参照附图，对用于实施本发明的方式进行说明。各附图中，存在对相同构成部分标注相同的附图标记，并省略重复的说明的情况。
<检查装置>
关于本实施方式的检查装置10，使用图1进行说明。图1是说明本实施方式的检查装置10的结构的截面示意图的一例。
检查装置10是进行在晶片(基片)W形成的多个电子器件(被检查体，DUT：DeviceUnder Test)各自的电特性的检查的装置。此外，具有被检查体的基片不限于晶片W，也包括配置有电子器件的载体、玻璃基片、芯片单体等。检查装置10具有：收纳室12，其收纳载置晶片W的卡盘11；与收纳室12相邻地配置的装载机13；和以覆盖收纳室12的方式配置的测试器14。
收纳室12具有内部为空的壳体形状。在收纳室12的内部收纳有载置晶片W的卡盘11、和以与卡盘11相对的方式配置的探针卡15。探针卡15具有与晶片W的各电子器件的电极对应地设置的电极焊垫、与焊料凸块对应地配置的大量针状的探针(接触端子)16。
卡盘11具有将晶片W固定到卡盘11的固定机构(未图示)。由此，防止晶片W相对卡盘11的相对位置的错位。另外，在收纳室12中，设置有使卡盘11在水平方向和上下方向上移动的移动机构(未图示)。由此，调整探针卡15和晶片W的相对位置，使与各电子器件的电极对应地设置的电极焊垫、焊料凸块向探针卡15的各探针16接触。另外，在卡盘11设置有温度传感器11c。另外，在卡盘11具有加热器、冷却器等温度控制器11d。由温度传感器11c检测出的卡盘11的温度的信息被发送到控制部20。温度控制器11d由控制部20控制。
装载机13从作为输送容器的FOUP(未图示)取出配置有电子器件的晶片W并将其载置到收纳室12的内部的卡盘11，此外，将已进行了检查的晶片W从卡盘11除去并收纳到FOUP。
探针卡15经由接口17连接到测试器14，各探针16在接触到与晶片W的各电子器件的电极对应地设置的电极焊垫、焊料凸块时，各探针16从测试器14经由接口17向电子器件供给电功率，或者，将来自电子器件的信号经由接口17向测试器14传递。
测试器14具有再现搭载电子器件的母板的电路结构的一部分的测试板(未图示)，测试板与基于来自电子器件的信号判断电子器件的好坏的测试计算机18连接。在测试器14中，通过更换测试板，能够再现多种母板的电路结构。
测试器14具有经由探针16对电子器件供给电功率的电功率供给部14a。测试器14将对电子器件供给的电功率的信息发送到控制部20。
测试器14具有检测电子器件的温度的温度检测部14b。在晶片W设置有温度测量用的元件14c。温度测量用的元件14c例如为二极管等根据温度的不同而电位差产生变化的元件。温度检测部14b经由探针16测量元件14c的两端子间的电位差，并基于电位差检测元件14c的温度。测试器14将由元件14c检测出的电子器件的温度的信息发送到控制部20。
控制部20通过控制卡盘11的温度控制器11d，控制卡盘11的温度。
接着，使用图2，对控制部20进行说明。图2是说明卡盘11的温度控制的框图的一例。
控制部20具有目标温度生成部21、温度差推算部22、浪费时间补偿部24、选择器25和模型跟踪控制器27。在此，对控制部20输入由温度传感器11c检测出的卡盘11的实际温度(卡盘温度Tchuck)。另外，对控制部20输入由温度检测部14b检测出的作为检查对象的电子器件(DUT)的实际温度(DUT温度TDUT)。但是，DUT温度TDUT是不能通过测试流程获取的温度。另外，对控制部20输入与从电功率供给部14a供给到作为检查对象的电子器件的电功率有关的信息。在此，能够基于所供给的电功率，推算作为检查对象的电子器件的发热量(DUT发热量HDUT)。在图2的例子中，以将DUT发热量HDUT输入控制部20的构成进行说明。
对控制部20输入电子器件的设定温度。例如，从测试计算机18对控制部20输入设定温度。另外，对控制部20输入切换信号。切换信号是表示是否为能够获取DUT温度TDUT的测试流程的信号。例如，从测试计算机18对控制部20输入切换信号。
目标温度生成部(器件目标温度生成部)21生成电子器件的目标温度T0。具体而言，从测试计算机18对目标温度生成部21输入电子器件的设定温度。另外，目标温度生成部21具有将设定温度与目标温度T0的时间变化相关联的参照模型。目标温度生成部21基于输入的电子器件的设定温度和参照模型，生成电子器件的目标温度T0。
温度差推算部22推算电子器件与卡盘11的温度差的推算值(温度差推算值ΔT1)。具体而言，温度差推算部22基于DUT发热量HDUT，推算电子器件与卡盘11的温度差推算值ΔT1。
图3是说明温度差推算部22的框图的一例。如图3的(a)所示，温度差推算部22可以是将DUT发热量乘以参数(稳态增益)K来推算温度差推算值ΔT1的构成。另外，如图3的(b)所示，温度差推算部22可以为利用一阶延迟函数推算温度差推算值ΔT1的构成。即，参数除了稳态增益K以外还指定了时间常数1/a。通过使用一阶延迟，能够实现考虑了温度变化的动态特性的控制。
图4是说明参数的调整方法的图表的一例。在此，稳态增益K取决于卡盘11上的电子器件的位置。另外，图4的横轴表示与电子器件的中心的距离，纵轴表示参数K。
在此，由于电子器件发热而产生的温度变化，大致与从电子器件的中心起的距离成反比例。因此，将卡盘11内的温度传感器11c的位置与检查对象的电子器件的中心的距离设为r，参数K能够用下式表示：K＝a/r+b。其中，a、b为装置所固有的参数。另外，在距离r较小的范围(r<rc)中，能够用K＝a/rc+b式表示。
图5是说明参数K的调整方法的图的一例。图4所示的方法中，稳态增益K作为利用距离r推算的结果进行了说明，但如图5所示，也可以按各(每一个)电子器件的位置预先设定参数K1、K2、K3、……。由此，能够提高利用温度差推算部22推算的温度差推算值ΔT1的推算精度。
返回图2，减法器(实际温度差计算部)23计算电子器件与卡盘11的温度差(温度差实测值ΔT2)。具体而言，减法器23计算电子器件的实际温度(DUT温度TDUT)与卡盘11的实际温度(卡盘温度Tchuck)的温度差实测值ΔT2。
浪费时间补偿部24推算对温度差实测值ΔT2进行了浪费时间补偿的电子器件与卡盘11的温度差(温度差补偿值ΔT2a)。
图6是说明浪费时间补偿部24的框图的一例。图6所示的浪费时间补偿部24与通常的史密斯补偿器是相同的。通过进行史密斯补偿，能够用推算值补偿从干扰被输入直至进行产生响应为止的期间的温度差ΔT。
浪费时间补偿部24具有温度差推算部241、延迟处理部242、减法器243和加法器244。温度差推算部241基于DUT发热量HDUT，推算电子器件与卡盘11的温度差。延迟处理部242将由温度差推算部241推算出的电子器件与卡盘11的温度差延迟n步骤后输出。减法器243计算温度差实测值ΔT2与延迟处理部242的输出值之差。加法器244计算温度差推算部241的输出值与减法器243的输出值之和，作为温度差补偿值ΔT2a输出。
依照这样的构成，在从对电子器件开始电源供给起至n步骤的期间，由于延迟而温度差实测值ΔT2没有变化。因此，浪费时间补偿部24将温度差推算部241的温度差推算值作为温度差补偿值ΔT2a输出。而且，当电子器件的温度成为稳定状态时，由减法器243进行减法运算的延迟处理部242的输出值与由加法器244进行加法运算的温度差推算部241的输出值相抵消。因此，浪费时间补偿部24将温度差实测值ΔT2作为温度差补偿值ΔT2a输出。
返回图2，选择器25被输入温度差推算部22的温度差推算值ΔT1和浪费时间补偿部24的温度差补偿值ΔT2a，将任意一值输出。选择器25被输入切换信号。在能够利用温度检测部14b检测DUT温度的情况下，选择器25输出浪费时间补偿部24的温度差补偿值ΔT2a。另一方面，在不能利用温度检测部14b检测DUT温度的情况下，选择器25输出温度差推算部22的温度差推算值ΔT1。
返回图2，减法器(卡盘目标温度生成部)26从电子器件的目标温度T0减去电子器件与卡盘11的温度差(ΔT1或者ΔT2a)，由此计算卡盘11的目标温度。
模型跟踪控制器27基于卡盘11的目标温度(减法器26的输出值)和卡盘11的实际温度(卡盘温度Tchuck)，对卡盘11的温度控制器11d进行模型跟踪控制。
接着，使用图7，对使用本实施方式的检查装置10的电子器件的温度控制进行说明。图7是表示电子器件的温度TDUT和卡盘11的温度Tchuck的时间变化的图表的一例。此外，在图7的图表中，用虚线表示电子器件的温度TDUT，用实线表示卡盘11的温度Tchuck。
首先，卡盘11和电子器件被升温至设定温度。之后，对电子器件供给电功率(S101～S103)并进行检查。
步骤S101是由于与测试流程相配合，使用温度测量用的元件14c测量电子器件的温度困难(不能反馈)的检查。在该情况下，控制部20利用温度差推算部22根据DUT发热量HDUT推算温度差推算值ΔT1，使用温度差推算值ΔT1控制卡盘11的温度。此外，参数K使用预先设定的值。因此，DUT温度TDUT有可能相对于设定温度稍微发生偏差。
步骤S102是由于与测试流程相配合，使用温度测量用的元件14c能够测量电子器件的温度(能反馈)的检查。在该情况下，控制部20推算由浪费时间补偿部24对温度差实测值ΔT2进行了浪费时间补偿的温度差补偿值ΔT2a，使用温度差补偿值ΔT2a控制卡盘11的温度。在此，由于基于电子器件的实际温度(DUT温度TDUT)控制卡盘11的温度，因此能够适当地控制电子器件的温度。
另外，在步骤S102时进行参数K的调整。图8是说明参数K的调整的框图的一例。控制部20还具有减法器(实际温度差计算部)28和参数生成部29。减法器28计算电子器件与卡盘11的温度差。具体而言，减法器28计算电子器件的实际温度(DUT温度TDUT)与卡盘11的实际温度(卡盘温度Tchuck)的温度差实测值ΔT2。参数生成部29基于DUT温度TDUT与由减法器28计算出的温度差实测值ΔT2，计算(调整)参数K。由参数生成部29调整后的参数K被输出到温度差推算部22(参照图2)。温度差推算部22的参数K被更新。
返回图7，步骤S103是由于与测试流程相配合，使用温度测量用的元件14c测量电子器件的温度困难(不能反馈)的检查。在该情况下，控制部20利用温度差推算部22根据DUT发热量HDUT推算温度差推算值ΔT1，控制卡盘11的温度。另外，参数K使用在步骤S102时由参数生成部29调整后的值。因此，能够适当地控制电子器件的温度。
图9是表示电子器件的温度TDUT和卡盘11的温度Tchuck的时间变化的图表的另一例。
图9的(a)是表示进行了控制以使得卡盘11的温度成为一定的情况下电子器件的温度TDUT和卡盘11的温度Tchuck的图表。在检查时对电子器件供给电功率，右侧电子器件发热，电子器件的温度TDUT上升。
对此，图9的(b)是表示进行了本实施方式的控制的情况下电子器件的温度TDUT和卡盘11的温度Tchuck的图表。基于电子器件的DUT发热量HDUT使卡盘11的温度降低，由此能够进行控制以使得电子器件的温度TDUT成为一定的。
以上，对检查装置10进行了说明，但本发明不限于上述实施方式等，在权利要求所记载的本发明的主旨的范围内，能够进行各种变形、改良。

Claims (6)

1.一种检查装置的控制方法，其特征在于：
所述检查装置包括：
载置形成有多个被检查体的基片的卡盘；
对所述被检查体供给电功率而对所述被检查体进行检查的测试器；和
控制所述卡盘的温度的控制部，
所述控制方法包括：
第一步骤，表示是否能够获取所述被检查体的实际温度的信号被输入所述控制部，在不能进行所述被检查体的实际温度的反馈时，使用根据所述被检查体的发热量推算的温度差推算值控制所述卡盘的温度；
第二步骤，在能够进行所述被检查体的实际温度的反馈时，基于所述被检查体的实际温度和所述卡盘的实际温度，计算所述卡盘的温度与所述被检查体的温度的温度差，基于所述被检查体的目标温度和所述温度差，修正所述卡盘的目标温度，基于修正后的所述卡盘的目标温度和所述卡盘的实际温度，控制所述卡盘的温度；以及
第三步骤，在能够进行所述被检查体的实际温度的反馈时，基于所述卡盘的实际温度与所述被检查体的实际温度的温度差、以及所述被检查体的发热量，更新表示所述发热量与所述温度差的对应关系的参数，
在所述第一步骤中，进行以下处理：
基于所述被检查体的发热量和所述参数，推算所述卡盘的温度与所述被检查体的温度的温度差，得到温度差推算值的处理；
基于所述被检查体的目标温度和所述温度差推算值，修正所述卡盘的目标温度的处理；以及
基于修正后的所述卡盘的目标温度和所述卡盘的实际温度，控制所述卡盘的温度的处理。
2.如权利要求1所述的检查装置的控制方法，其特征在于：
所述参数为所述发热量与所述温度差的增益系数。
3.如权利要求1所述的检查装置的控制方法，其特征在于：
所述参数为所述发热量与所述温度差的一阶延迟函数的系数。
4.如权利要求2或3所述的检查装置的控制方法，其特征在于：
所述参数由检测所述卡盘的温度的传感器与所述被检查体的中心的距离的函数定义。
5.如权利要求2或3所述的检查装置的控制方法，其特征在于：
所述参数按每一个所述被检查体的位置定义。
6.一种检查装置，其特征在于，包括：
载置形成有多个被检查体的基片的卡盘；
对所述被检查体供给电功率而对所述被检查体进行检查的测试器；和
控制所述卡盘的温度的控制部，
所述控制部构成为能够执行：
第一步骤，表示是否能够获取所述被检查体的实际温度的信号被输入所述控制部，在不能进行所述被检查体的实际温度的反馈时，使用根据所述被检查体的发热量推算的温度差推算值控制所述卡盘的温度；
第二步骤，在能够进行所述被检查体的实际温度的反馈时，基于所述被检查体的实际温度和所述卡盘的实际温度，计算所述卡盘的温度与所述被检查体的温度的温度差，基于所述被检查体的目标温度和所述温度差，修正所述卡盘的目标温度，基于修正后的所述卡盘的目标温度和所述卡盘的实际温度，控制所述卡盘的温度；以及
第三步骤，在能够进行所述被检查体的实际温度的反馈时，基于所述卡盘的实际温度与所述被检查体的实际温度的温度差、以及所述被检查体的发热量，更新表示所述发热量与所述温度差的对应关系的参数，
在所述第一步骤中，进行以下处理：
基于所述被检查体的发热量和所述参数，推算所述卡盘的温度与所述被检查体的温度的温度差，得到温度差推算值的处理；
基于所述被检查体的目标温度和所述温度差推算值，修正所述卡盘的目标温度的处理；以及
基于修正后的所述卡盘的目标温度和所述卡盘的实际温度，控制所述卡盘的温度的处理。
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