JP2008016487A - Substrate temperature controller, and semiconductor inspection apparatus - Google Patents

Substrate temperature controller, and semiconductor inspection apparatus Download PDF

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知 近藤
Rei Kobayashi
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a substrate temperature controller for controlling the temperature of a substrate stably by suppressing electrostatic charging of the substrate, and to provide a semiconductor inspection apparatus employing that controller. <P>SOLUTION: The substrate temperature controller comprises a base for holding a substrate, a means for heating the holding base, and a cooling means employed together with the heating means for controlling the temperature of the holding base by circulating refrigerant containing cooled fluorine based liquid through the holding base. An agent for relaxing electrostatic charging is added to the refrigerant. <P>COPYRIGHT: (C)2008,JPO&INPIT

Description

本発明は、基板温度を制御する基板温度制御装置と、当該基板温度制御装置を用いた半導体検査装置に関する。   The present invention relates to a substrate temperature control device for controlling a substrate temperature, and a semiconductor inspection apparatus using the substrate temperature control device.

近年の半導体装置の小型化・高性能化に伴い、例えば半導体装置の検査は、ウェハレベルで実施されることが多くなってきている。また、上記の検査にあたっては基板温度を正確に制御する必要があるため、加熱手段と冷却手段とを組み合わせて基板の温度制御を行うことが一般的である。   With recent miniaturization and higher performance of semiconductor devices, for example, inspection of semiconductor devices is often performed at the wafer level. In addition, since it is necessary to accurately control the substrate temperature in the above inspection, it is common to control the temperature of the substrate by combining a heating unit and a cooling unit.

例えば、上記の基板の温度制御のためには、基板を保持する保持台と、保持台を加熱する加熱手段、保持台を冷却する冷却手段とが用いられ、保持台の加熱と冷却が制御されることにより、基板温度が所望の値に制御される。例えば、保持台の冷却手段としては、保持台に冷媒を循環させるチラーが用いられる。   For example, in order to control the temperature of the substrate, a holding table that holds the substrate, a heating unit that heats the holding table, and a cooling unit that cools the holding table are used to control heating and cooling of the holding table. Thus, the substrate temperature is controlled to a desired value. For example, as a cooling means for the holding table, a chiller that circulates a refrigerant through the holding table is used.

また、上記の保持台は半導体装置の電気的な試験を行うにあたって、電気的に隔絶された構成とされる必要がある。このため、保持台に循環される冷媒は、実質的な絶縁材料(高抵抗材料)、例えばフッ素系の液体であることが好ましい(特許文献1参照)。
特開平成7−235588号広報
In addition, the holding table needs to be electrically isolated when performing an electrical test of the semiconductor device. For this reason, it is preferable that the refrigerant | coolant circulated to a holding stand is a substantially insulating material (high resistance material), for example, a fluorine-type liquid (refer patent document 1).
Japanese Laid-Open Patent Publication No. 7-235588

しかし、循環させる冷媒を絶縁材料とした場合には、冷媒を循環させるにあたって静電気によって保持台(基板)が帯電してしまい、半導体装置の電気的な試験に影響を与えてしまう懸念が生じていた。   However, when the refrigerant to be circulated is made of an insulating material, there is a concern that the holding table (substrate) is charged by static electricity when the refrigerant is circulated, affecting the electrical test of the semiconductor device. .

そこで、本発明では、上記の問題を解決した、新規で有用な基板温度制御装置と、当該基板温度制御装置を用いた半導体検査装置を提供することを統括的課題としている。   In view of the above, the present invention has a general object to provide a new and useful substrate temperature control apparatus that solves the above-described problems and a semiconductor inspection apparatus that uses the substrate temperature control apparatus.

本発明の具体的な課題は、基板の帯電を抑制して、安定に基板の温度を制御することが可能な基板温度制御装置と、当該基板温度制御装置を用いた半導体検査装置を提供することである。   A specific problem of the present invention is to provide a substrate temperature control device capable of stably controlling the substrate temperature by suppressing the charging of the substrate, and a semiconductor inspection device using the substrate temperature control device. It is.

本発明の第1の観点では、上記の課題を、基板を保持する保持台と、前記保持台を加熱する加熱手段と、前記加熱手段とともに用いられることで前記保持台の温度を制御する、前記保持台に冷却されたフッ素系の液体を含む冷媒を循環させる冷却手段と、を有する基板温度制御装置であって、前記冷媒には帯電緩和剤が添加されていることを特徴とする基板温度制御装置により、解決する。   In a first aspect of the present invention, the above-described problem is solved by controlling the temperature of the holding table by using the holding table that holds the substrate, a heating unit that heats the holding table, and the heating unit. A substrate temperature control device comprising: a cooling means for circulating a refrigerant containing a fluorinated liquid cooled in a holding table, wherein a charge relaxation agent is added to the refrigerant; It is solved by the device.

本発明によれば、基板の帯電を抑制して、安定に基板の温度を制御することが可能となる。   According to the present invention, it is possible to stably control the temperature of the substrate while suppressing charging of the substrate.

また、前記冷却手段は、前記冷媒が内部に流れる流路を有し、当該流路はフッ素系材料により形成される部分を含むと、当該保持台を周囲から電気的に隔絶することが容易となる。   Further, the cooling means has a flow path through which the refrigerant flows, and when the flow path includes a portion formed of a fluorine-based material, it is easy to electrically isolate the holding base from the surroundings. Become.

また、前記冷却手段は、前記冷媒を冷却する冷凍機を有し、前記冷凍機は前記冷媒を0℃未満に冷却すると、効率よく基板の温度制御を行うことができる。   Further, the cooling means includes a refrigerator that cools the refrigerant, and the refrigerator can efficiently control the temperature of the substrate when the refrigerant is cooled to less than 0 ° C.

また、前記帯電緩和剤の凝固点は、−100℃以下であることが好ましい。   The freezing point of the charge relaxation agent is preferably −100 ° C. or lower.

また、前記帯電緩和剤は、前記冷媒に対して0.1体積%乃至5体積%添加されると、冷媒の絶縁性を維持しつつ、効率的に帯電を抑制することができる。   In addition, when the charge relaxation agent is added in an amount of 0.1% by volume to 5% by volume with respect to the refrigerant, the charging can be efficiently suppressed while maintaining the insulation of the refrigerant.

また、前記帯電緩和剤はアルコールを含んでいてもよい。   The charge relaxation agent may contain alcohol.

また、本発明の第2の観点では、上記の課題を、上記の基板温度制御装置を用いた、半導体検査装置により、解決する。   Moreover, in the 2nd viewpoint of this invention, said subject is solved by the semiconductor inspection apparatus using said board | substrate temperature control apparatus.

本発明によれば、基板の帯電を抑制して、安定に基板の温度を制御して半導体装置の検査を実施することが可能となる。   According to the present invention, it becomes possible to inspect a semiconductor device by suppressing the charging of the substrate and stably controlling the temperature of the substrate.

本発明によれば、基板の帯電を抑制して、安定に基板の温度を制御することが可能な基板温度制御装置と、当該基板温度制御装置を用いた半導体検査装置を提供することが可能となる。   According to the present invention, it is possible to provide a substrate temperature control device capable of stably controlling the temperature of the substrate by suppressing the charging of the substrate, and a semiconductor inspection device using the substrate temperature control device. Become.

本発明に係る基板温度制御装置は、基板を保持する保持台と、前記保持台を加熱する加熱手段と、前記加熱手段とともに用いられることで前記保持台の温度を制御する、前記保持台に冷却されたフッ素系の液体を含む冷媒を循環させる冷却手段と、を有する基板温度制御装置であって、前記冷媒には帯電緩和剤が添加されていることを特徴としている。   The substrate temperature control apparatus according to the present invention is used with a holding table that holds a substrate, a heating unit that heats the holding table, and the heating unit, and controls the temperature of the holding table. And a cooling means for circulating the refrigerant containing the fluorinated liquid, wherein a charge relaxation agent is added to the refrigerant.

従来の基板温度制御装置(半導体検査装置)では、冷媒にフッ素系の液体を含む絶縁材料(高抵抗材料)を用いて温度制御を行っていたため、静電気によって保持台(基板)が帯電してしまう場合があった。そこで、本発明では、上記の冷媒に、帯電緩和剤(液体)を添加して用いることにより、基板の帯電を効果的に抑制することを可能としている。   In a conventional substrate temperature control device (semiconductor inspection device), temperature control is performed using an insulating material (high resistance material) containing a fluorinated liquid as a coolant, so that the holding table (substrate) is charged by static electricity. There was a case. Therefore, in the present invention, it is possible to effectively suppress the charging of the substrate by using a charge relaxation agent (liquid) added to the above-described refrigerant.

また、半導体装置の電気特性の検査においては、半導体デバイスが形成された半導体基板が、−55℃程度乃至+150℃に制御されることが一般的である。上記の温度制御に対応するためには、前記冷媒は前記冷却手段によって0℃未満の低温にされることが好ましい。   In the inspection of the electrical characteristics of a semiconductor device, the semiconductor substrate on which a semiconductor device is formed is generally controlled at about −55 ° C. to + 150 ° C. In order to deal with the above temperature control, it is preferable that the refrigerant is cooled to a temperature lower than 0 ° C. by the cooling means.

この場合、フッ素系の液体は凝固点が低く、低温でも粘性が低下しないために冷媒として好適であるが、一方で、帯電緩和剤についても低温で凝固せずに十分に帯電緩和剤の効果を得られることが好ましい。また、帯電緩和剤の凝固点が低いと、前記冷凍機による冷媒の冷却温度の下限を低くすることが可能となり、基板の温度制御の制御性が良好となる効果を奏する。   In this case, the fluorinated liquid has a low freezing point and does not decrease in viscosity even at a low temperature, so that it is suitable as a refrigerant. On the other hand, the charge relaxation agent does not solidify at a low temperature and sufficiently obtains the effect of a charge relaxation agent. It is preferred that Further, when the freezing point of the charge relaxation agent is low, the lower limit of the cooling temperature of the refrigerant by the refrigerator can be lowered, and the controllability of the temperature control of the substrate is improved.

次に、上記の基板温度制御装置(半導体検査装置)の具体的な構成の一例について、図面に基づき、以下に説明する。   Next, an example of a specific configuration of the substrate temperature control apparatus (semiconductor inspection apparatus) will be described below with reference to the drawings.

図1は、本発明の実施例に1による基板温度制御装置100の構成を模式的に示した図である。図1を参照するに、本実施例による基板温度制御装置100は、基板Wを保持する保持台201を有する基板保持手段200と、冷媒を循環させて基板Wを冷却する、冷凍機304を有する冷却手段300と、基板温度制御装置の動作を制御する制御回路401を有する制御手段400と、を含む構成となっている。   FIG. 1 is a diagram schematically showing a configuration of a substrate temperature control apparatus 100 according to an embodiment 1 of the present invention. Referring to FIG. 1, a substrate temperature control apparatus 100 according to this embodiment includes a substrate holding unit 200 having a holding table 201 that holds a substrate W, and a refrigerator 304 that circulates a coolant to cool the substrate W. The cooling unit 300 and a control unit 400 having a control circuit 401 for controlling the operation of the substrate temperature control apparatus are included.

まず、基板保持手段200の構成についてみると、基板保持手段200は、処理室(チャンバ)200Aの内部に、半導体デバイスが形成された基板(ウェハ)Wを保持する保持台201が設置された構造になっている。また、保持台201には、保持台201(基板W)を加熱するための、例えばヒータなどよりなる加熱手段202が設置されている。   First, regarding the configuration of the substrate holding means 200, the substrate holding means 200 has a structure in which a holding table 201 for holding a substrate (wafer) W on which a semiconductor device is formed is installed inside a processing chamber (chamber) 200A. It has become. Further, the holding table 201 is provided with a heating unit 202 made of, for example, a heater for heating the holding table 201 (substrate W).

さらに、保持台201には、内部を冷媒が循環する流路204が埋設されている。流路204には、冷却手段300によって冷却された冷媒が流れて保持台201(基板W)が冷却される。   Further, a channel 204 through which the refrigerant circulates is embedded in the holding table 201. The coolant cooled by the cooling means 300 flows through the flow path 204, and the holding table 201 (substrate W) is cooled.

また、保持台201には、例えば熱電対よりなる温度検出手段203が埋設され、保持台201の温度検出が可能となっている。後述する制御手段400は、温度検出手段203によって検出される温度に対応して加熱手段202と冷却手段300を制御し、保持台201に保持される基板Wの温度を制御する。   In addition, a temperature detection means 203 made of, for example, a thermocouple is embedded in the holding table 201 so that the temperature of the holding table 201 can be detected. The control unit 400 described later controls the heating unit 202 and the cooling unit 300 in accordance with the temperature detected by the temperature detection unit 203, and controls the temperature of the substrate W held on the holding table 201.

次に、冷却手段300についてみると、冷却手段300は、冷媒を冷却する冷凍機304と、冷媒を保持台201(流路204)に循環させる流路(配管)309、310を有している。   Next, regarding the cooling means 300, the cooling means 300 includes a refrigerator 304 that cools the refrigerant, and flow paths (piping) 309 and 310 that circulate the refrigerant to the holding base 201 (flow path 204). .

冷凍機304によって冷却された冷媒は、一旦低温タンク301に保持される。低温タンク301に保持された冷媒302は、ポンプ306によって流路309を介して保持台201(流路204)に供給され、保持台の冷却が行われる。流路204を通過した冷媒302は、流路310を介して低温タンク301に環流される構造になっている。   The refrigerant cooled by the refrigerator 304 is once held in the low temperature tank 301. The refrigerant 302 held in the low temperature tank 301 is supplied to the holding table 201 (channel 204) by the pump 306 via the channel 309, and the holding table is cooled. The refrigerant 302 that has passed through the flow path 204 is recirculated to the low temperature tank 301 via the flow path 310.

また、低温タンク301内部に保持される冷媒302は、流路309から分岐する流路303によって、冷凍機304に供給される。冷凍機304の熱交換部305で冷却された冷媒は、再び低温タンク301に戻される構造となっている。   In addition, the refrigerant 302 held in the low temperature tank 301 is supplied to the refrigerator 304 through the flow path 303 branched from the flow path 309. The refrigerant cooled by the heat exchanging unit 305 of the refrigerator 304 is returned to the low temperature tank 301 again.

また、冷凍機304で冷却される冷媒の流量は、流量調整弁307で調整される。すなわち、保持台201に供給される冷媒の温度は、流量調整弁307の開度によって制御される。この場合、流量調整弁307の開度は、低温タンク301に設置された、例えば熱電対よりなる温度検出手段311に対応して、後述する制御手段400によって制御される。   Further, the flow rate of the refrigerant cooled by the refrigerator 304 is adjusted by the flow rate adjustment valve 307. That is, the temperature of the refrigerant supplied to the holding table 201 is controlled by the opening degree of the flow rate adjustment valve 307. In this case, the opening degree of the flow rate adjustment valve 307 is controlled by the control means 400 described later corresponding to the temperature detection means 311 made of, for example, a thermocouple installed in the low temperature tank 301.

また、流路309には、圧力開放弁308が設置され、流路309が所定の圧力以上になった場合に圧力を開放して、危険防止措置がとられる構造になっている。   In addition, a pressure release valve 308 is installed in the flow path 309, and when the flow path 309 becomes a predetermined pressure or higher, the pressure is released and a risk prevention measure is taken.

また、低温タンク301には、レベルセンサ(水位センサ)312が設置されており、冷媒のレベルが低下すると予備タンク313から冷媒302がポンプ315によって補充される構造になっている。また、予備タンク313にもレベルセンサ314が設置されており、冷媒の補充の要否が確認可能になっている。   Further, the low temperature tank 301 is provided with a level sensor (water level sensor) 312 so that the refrigerant 302 is replenished by the pump 315 from the reserve tank 313 when the refrigerant level decreases. Further, a level sensor 314 is also installed in the spare tank 313, so that it is possible to confirm whether or not the refrigerant needs to be replenished.

上記の冷凍機304、低温タンク301、予備タンク313、ポンプ306、315などは、例えば金属材料よりなる筐体300Aに収納された構造になっている。上記の冷却手段300は、例えばチラーと呼ばれる場合がある。   The refrigerator 304, the low temperature tank 301, the reserve tank 313, the pumps 306, 315, and the like have a structure housed in a housing 300A made of, for example, a metal material. The cooling means 300 may be called a chiller, for example.

次に、制御手段400についてみると、制御手段400は、内部に制御回路401を有している。制御回路401は、基板保持手段200、冷却手段300を動作させて基板温度制御を行う。具体的には、基板保持手段200側では、加熱手段202、温度検知手段203が制御回路401に接続される(これらの配線は図示を省略)。また、冷却手段300側では、冷凍機304、流量調整弁307、温度検知手段311、ポンプ306、315、レベルセンサ312、314などが制御回路401に接続される(これらの配線は図示を省略)。   Next, regarding the control means 400, the control means 400 has a control circuit 401 therein. The control circuit 401 controls the substrate temperature by operating the substrate holding unit 200 and the cooling unit 300. Specifically, on the substrate holding means 200 side, the heating means 202 and the temperature detection means 203 are connected to the control circuit 401 (these wirings are not shown). On the cooling means 300 side, a refrigerator 304, a flow rate adjustment valve 307, a temperature detection means 311, pumps 306 and 315, level sensors 312 and 314, etc. are connected to the control circuit 401 (these wirings are not shown). .

上記の制御手段400(制御回路401)による基板Wの温度制御は、以下のように行われる。まず、保持台201の温度が、温度検知手段203によって検知され、さらに、低温タンク301に保持された冷媒302の温度が、温度検知手段302によって検知される。   The temperature control of the substrate W by the control means 400 (control circuit 401) is performed as follows. First, the temperature of the holding table 201 is detected by the temperature detecting unit 203, and further, the temperature of the refrigerant 302 held in the low temperature tank 301 is detected by the temperature detecting unit 302.

そこで、制御手段400は、保持台201の温度と低温タンク301内の冷媒302の温度に対応して、加熱手段202と冷却手段300を制御する。具体的には、加熱手段202による保持台201の加熱量(例えば加熱手段202がヒータの場合はヒータ電力)と、冷凍機304による冷媒の冷却量(流量調整弁307の開度)が適宜制御される。この結果、基板Wの温度が所望の温度、例えば半導体装置の電気特性の検査に必要な所望の温度に制御される。   Therefore, the control unit 400 controls the heating unit 202 and the cooling unit 300 in accordance with the temperature of the holding table 201 and the temperature of the refrigerant 302 in the low temperature tank 301. Specifically, the heating amount of the holding table 201 by the heating unit 202 (for example, heater power when the heating unit 202 is a heater) and the cooling amount of the refrigerant by the refrigerator 304 (the opening degree of the flow rate adjustment valve 307) are appropriately controlled. Is done. As a result, the temperature of the substrate W is controlled to a desired temperature, for example, a desired temperature necessary for inspection of electrical characteristics of the semiconductor device.

例えば、一般的な半導体装置の電気特性の試験の場合、半導体デバイスが形成された半導体基板(例えば300mmウェハ)は、−55℃程度乃至+150℃に制御される。この場合、冷凍機304では、上記の基板温度の制御に対応して冷媒を冷却することになる。例えば、冷媒の温度は、冷媒の循環において最も温度が低くなる冷凍機304の出口近傍において、−90℃乃至−70℃程度にされる。   For example, in the case of a test of electrical characteristics of a general semiconductor device, a semiconductor substrate (for example, a 300 mm wafer) on which a semiconductor device is formed is controlled to about −55 ° C. to + 150 ° C. In this case, the refrigerator 304 cools the refrigerant corresponding to the control of the substrate temperature. For example, the temperature of the refrigerant is set to about −90 ° C. to −70 ° C. in the vicinity of the outlet of the refrigerator 304 where the temperature is lowest in the circulation of the refrigerant.

上記の冷媒としては、凝固点が低く、低温でも粘性が低下しないフッ素系の液体を用いることが好ましい。また、フッ素系の液体は電気的な抵抗値が大きく、実質的な絶縁材料であるため、電気特性の試験が実施されるための保持台201を、周囲(例えば接地された処理室200Aなど)から電気的に隔絶するのに好適である。   As the refrigerant, it is preferable to use a fluorine-based liquid that has a low freezing point and does not decrease in viscosity even at low temperatures. In addition, since the fluorine-based liquid has a large electrical resistance value and is a substantially insulating material, the holding table 201 for performing the electrical property test is surrounded by a surrounding (for example, a grounded processing chamber 200A). It is suitable for electrical isolation from.

しかし一方で、上記のフッ素系の液体は、循環に伴って帯電が生じやすい問題を有していた。例えば、冷媒の循環に伴って保持台201や基板Wが帯電すると、電気特性の試験の精度が低下し、正確な試験を実施することが困難なる懸念があった。   However, on the other hand, the above-mentioned fluorinated liquid has a problem that charging easily occurs with circulation. For example, when the holding table 201 or the substrate W is charged as the refrigerant circulates, there is a concern that the accuracy of the electrical property test is lowered and it is difficult to perform an accurate test.

例えば、上記の冷媒との摩擦による帯電は、冷媒と流路309、310の間で生じる場合がある。流路309、310は、保持台201に接続されるため、少なくとも一部(例えば保持台201と接続される側)が、絶縁材料(高抵抗材料)により形成されていることが好ましい。   For example, charging due to friction with the refrigerant may occur between the refrigerant and the flow paths 309 and 310. Since the flow paths 309 and 310 are connected to the holding table 201, it is preferable that at least a part (for example, the side connected to the holding table 201) is formed of an insulating material (high resistance material).

例えば、当該絶縁材料としては、フッ素系材料(例えばPTFEなど)を用いることができる。このように、流路309、310の少なくとも一部がフッ素系材料より形成されると、保持台201が流路309、310を介して接地されることがなく、電気特性の試験を行う場合に好適である。   For example, as the insulating material, a fluorine-based material (eg, PTFE) can be used. As described above, when at least a part of the flow paths 309 and 310 are formed of a fluorine-based material, the holding table 201 is not grounded via the flow paths 309 and 310, and the electrical characteristics are tested. Is preferred.

上記の構成において、フッ素材料よりなる流路309、310を、フッ素系の液体よりなる冷媒が循環すると、流路(冷媒)が摩擦によって容易に帯電してしまい、帯電の問題を助長してしまうことになる。   In the above configuration, if a refrigerant made of a fluorine-based liquid circulates in the flow paths 309 and 310 made of a fluorine material, the flow path (refrigerant) is easily charged by friction, which promotes a charging problem. It will be.

そこで、上記の冷媒302には、冷媒の帯電を緩和する帯電緩和剤(帯電緩和液体)が添加されている。このため、本実施例による基板温度制御装置100では、保持台201や基板Wの帯電を抑制しつつ、安定に基板の温度制御を行うことが可能となっている。このため、例えば半導体装置の電気特性の試験において、良好な精度で試験を行うことが可能になる。   Therefore, a charge relaxation agent (charging relaxation liquid) that relaxes the charging of the refrigerant is added to the refrigerant 302 described above. For this reason, in the substrate temperature control apparatus 100 according to the present embodiment, it is possible to stably control the temperature of the substrate while suppressing the charging of the holding table 201 and the substrate W. For this reason, for example, in the test of the electrical characteristics of the semiconductor device, the test can be performed with good accuracy.

また、冷媒が低温に冷却されて用いられるため、帯電緩和剤についても上記の冷媒の温度に対応して凝固点が低いことが好ましい。帯電緩和剤の凝固点が低いと、低温においても凝固することなく帯電緩和の効果を得ることができる。   In addition, since the refrigerant is used after being cooled to a low temperature, it is preferable that the freezing agent also has a low freezing point corresponding to the temperature of the refrigerant. When the freezing point of the charge relaxation agent is low, the effect of charge relaxation can be obtained without solidifying even at a low temperature.

例えば、先に説明した冷凍機304の出口近傍の冷媒の温度(−90℃乃至−70℃程度)に対応して、帯電緩和剤の凝固点は−100℃以であることが好ましい。帯電緩和剤の凝固点が低いと、冷凍機304による冷媒の冷却温度の下限を低くすることが可能となり、基板Wの温度制御の制御性が良好となる効果を奏する。   For example, it is preferable that the freezing point of the charge relaxation agent is −100 ° C. or less corresponding to the temperature of the refrigerant in the vicinity of the outlet of the refrigerator 304 described above (about −90 ° C. to −70 ° C.). If the freezing point of the charge relaxation agent is low, the lower limit of the cooling temperature of the refrigerant by the refrigerator 304 can be lowered, and the controllability of the temperature control of the substrate W is improved.

また、上記の帯電緩和剤としては、例えば、凝固点が低く、フッ素系の液体とよく馴染むために、アルコール(例えばエタノール、メタノールなど)を含むものであることが好ましいが、これに限定されるものではない。例えば、凝固点が比較的低い酢酸などの弱酸の液体も帯電緩和剤として用いることが可能である。   In addition, as the above-described charge relaxation agent, for example, it is preferable to include an alcohol (for example, ethanol, methanol, etc.) in order to have a low freezing point and to be well adapted to a fluorinated liquid, but is not limited thereto. . For example, a weak acid liquid such as acetic acid having a relatively low freezing point can be used as the charge relaxation agent.

また、前記帯電緩和剤は、添加量が多すぎると冷媒の抵抗値が低下して絶縁性が失われてしまう。また、添加量が少なすぎると帯電の緩和効果が小さくなってしまう。したがって、冷媒の絶縁性を良好に維持しつつ、効率的に帯電を抑制するためには、冷媒に対して帯電緩和剤を、0.1体積%乃至5体積%添加することが好ましい。   Further, if the charge relaxation agent is added in an excessive amount, the resistance value of the refrigerant is lowered and the insulating property is lost. On the other hand, if the addition amount is too small, the charge mitigating effect is reduced. Therefore, in order to efficiently suppress charging while maintaining good insulation of the refrigerant, it is preferable to add a charge relaxation agent to the refrigerant in an amount of 0.1% to 5% by volume.

次に、上記の帯電緩和剤の帯電緩和効果を調べた結果について、図2、図3に基づき、説明する。   Next, the results of examining the charge relaxation effect of the charge relaxation agent will be described with reference to FIGS.

図2は、上記の基板温度制御装置100において、冷媒に帯電緩和剤を入れずに基板Wの温度制御を行った場合の保持台201の電圧の変化を示した図である。ただし、上記の評価において、保持台201の温度(温度検知手段203によって検出される温度)は25℃となるように制御した。   FIG. 2 is a diagram showing a change in the voltage of the holding table 201 when the temperature of the substrate W is controlled in the substrate temperature control apparatus 100 without adding a charge relaxation agent to the refrigerant. However, in the above evaluation, the temperature of the holding table 201 (temperature detected by the temperature detecting means 203) was controlled to be 25 ° C.

この場合、冷媒温度(温度検知手段311によって検出される温度)は18℃、冷凍機304の入り口近傍の温度は18℃乃至20℃、冷凍機304の出口近傍の温度は−75℃乃至−80℃であった。また、冷媒として、H−ガルデンZT85(AUSIMONT社製、H−ガルデンは登録商標)を、3500cc用いた。   In this case, the refrigerant temperature (temperature detected by the temperature detecting means 311) is 18 ° C., the temperature near the inlet of the refrigerator 304 is 18 ° C. to 20 ° C., and the temperature near the outlet of the refrigerator 304 is −75 ° C. to −80. ° C. Further, 3500 cc of H-Galden ZT85 (manufactured by AUSIMONT, H-Galden is a registered trademark) was used as a refrigerant.

図2を参照するに、保持台201の電位は温度制御開始直後から下がりはじめていることがわかる。また、温度制御開始後150秒経過後には電圧が−900Vとなっており、帯電が進行している様子が明らかとなった。   Referring to FIG. 2, it can be seen that the potential of the holding table 201 starts to decrease immediately after the start of the temperature control. Further, after 150 seconds from the start of the temperature control, the voltage became −900 V, and it became clear that charging was progressing.

一方、図3は、図2の評価の直後に、上記冷媒に帯電緩和剤としてエタノールを10cc添加して、図2の場合と同様に温度制御を行った場合の保持台201の電圧の変化を示した図である。   On the other hand, FIG. 3 shows the change in the voltage of the holding table 201 when 10 cc of ethanol is added as a charge relaxation agent to the refrigerant immediately after the evaluation of FIG. 2 and the temperature control is performed in the same manner as in FIG. FIG.

なお、保持台201の温度、冷媒温度、冷凍機304の入り口近傍の温度、冷凍機304の出口近傍の温度は、それぞれ図2の場合と同じとした。   Note that the temperature of the holding table 201, the refrigerant temperature, the temperature near the inlet of the refrigerator 304, and the temperature near the outlet of the refrigerator 304 were the same as in FIG.

図3を参照するに、保持台201の電位は、温度制御開始直後から0Vに近づく方向に変化し、帯電が緩和されていることがわかる。すなわち、エタノールの添加によって、摩擦による帯電が緩和され、基板Wの帯電を抑制しつつ、安定に基板Wの温度制御を行うことが可能であることが確認された。   Referring to FIG. 3, it can be seen that the potential of the holding table 201 changes in a direction approaching 0 V immediately after the start of temperature control, and charging is relaxed. That is, it was confirmed that by adding ethanol, charging due to friction is alleviated, and it is possible to stably control the temperature of the substrate W while suppressing charging of the substrate W.

また、図4は、実施例1による基板温度制御装置を用いた半導体検査装置100Aの構成を模式的に示した図である。ただし、先に説明した部分には同一の符号を付し、説明を省略する。   FIG. 4 is a diagram schematically showing a configuration of a semiconductor inspection apparatus 100A using the substrate temperature control apparatus according to the first embodiment. However, the parts described above are denoted by the same reference numerals, and description thereof is omitted.

図4を参照するに、本実施例による半導体検査装置100Aは、半導体装置の電気特性を試験するための試験部500を有している。試験部500は、内部にテスタ501を有し、テスタ501と基板W上に形成された半導体デバイスとは、ピン502Aを有するコンタクト部502によって電気的に接続される構成になっている。   Referring to FIG. 4, the semiconductor inspection apparatus 100A according to the present embodiment has a test unit 500 for testing the electrical characteristics of the semiconductor device. The test unit 500 includes a tester 501 inside, and the tester 501 and a semiconductor device formed on the substrate W are electrically connected by a contact unit 502 having a pin 502A.

本実施例による半導体試験装置によれば、基板Wの帯電を抑制するととともに、安定に基板Wの温度を制御し、良好な精度で半導体装置の電気特性の試験を行うことが可能になる。   According to the semiconductor test apparatus according to the present embodiment, it is possible to suppress the charging of the substrate W, stably control the temperature of the substrate W, and test the electrical characteristics of the semiconductor device with good accuracy.

また、上記の実施例1、実施例2では、帯電緩和剤として、アルコール(例えばエタノール、メタノールなど)、弱酸の液体(例えば酢酸など)を例示したが、帯電緩和剤はこれに限定されるものではない。   In Examples 1 and 2 described above, alcohol (eg, ethanol, methanol, etc.) and weak acid liquid (eg, acetic acid, etc.) are exemplified as the charge relaxation agent. However, the charge relaxation agent is not limited to this. is not.

以上、本発明を好ましい実施例について説明したが、本発明は上記の特定の実施例に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載した要旨内において様々な変形・変更が可能である。   Although the present invention has been described with reference to the preferred embodiments, the present invention is not limited to the specific embodiments described above, and various modifications and changes can be made within the scope described in the claims.

本発明によれば、冷媒による冷却構造を有する基板保持台の帯電を抑制して、安定に基板の温度を制御することが可能な基板温度制御装置と、当該基板温度制御装置を用いた半導体検査装置を提供することが可能となる。   According to the present invention, the substrate temperature control device capable of stably controlling the temperature of the substrate by suppressing the charging of the substrate holding table having the cooling structure by the refrigerant, and the semiconductor inspection using the substrate temperature control device An apparatus can be provided.

実施例1による基板温度制御装置を模式的に示す図である。It is a figure which shows typically the substrate temperature control apparatus by Example 1. FIG. 図1の基板温度制御装置での帯電状態を示す図(その1)である。FIG. 3 is a first diagram illustrating a charging state in the substrate temperature control apparatus of FIG. 1. 図1の基板温度制御装置での帯電状態を示す図(その2)である。FIG. 3 is a second diagram illustrating a charging state in the substrate temperature control apparatus of FIG. 1. 実施例2による半導体テスト装置を模式的に示す図である。It is a figure which shows the semiconductor test apparatus by Example 2 typically.

符号の説明Explanation of symbols

100 基板温度制御装置
100A 半導体検査装置
200 基板保持部
200A 処理室
201 保持台
202 加熱手段
203 温度検知手段
204 流路
300 冷却手段
301 低温タンク
302 冷媒
303,309,310 流路
304 冷凍機
305 熱交換部
306,315 ポンプ
307 流量調整弁
308 圧力開放弁
311 温度検知手段
312,314 レベルセンサ
313 予備タンク
400 制御手段
400 制御回路
500 試験部
501 テスタ
502 コンタクト部
503 ピン
DESCRIPTION OF SYMBOLS 100 Substrate temperature control apparatus 100A Semiconductor inspection apparatus 200 Substrate holding part 200A Processing chamber 201 Holding stand 202 Heating means 203 Temperature detection means 204 Flow path 300 Cooling means 301 Low temperature tank 302 Refrigerant 303, 309, 310 Flow path 304 Refrigerator 305 Heat exchange Sections 306 and 315 Pump 307 Flow rate adjustment valve 308 Pressure release valve 311 Temperature detection means 312 and 314 Level sensor 313 Spare tank 400 Control means 400 Control circuit 500 Test section 501 Tester 502 Contact section 503 Pin

Claims (7)

基板を保持する保持台と、
前記保持台を加熱する加熱手段と、
前記加熱手段とともに用いられることで前記保持台の温度を制御する、前記保持台に冷却されたフッ素系の液体を含む冷媒を循環させる冷却手段と、を有する基板温度制御装置であって、
前記冷媒には帯電緩和剤が添加されていることを特徴とする基板温度制御装置。
A holding table for holding a substrate;
Heating means for heating the holding table;
A substrate temperature control apparatus comprising: a cooling means for controlling a temperature of the holding table by being used together with the heating means; and a cooling means for circulating a refrigerant containing a fluorinated liquid cooled in the holding table,
A substrate temperature control apparatus, wherein a charge relaxation agent is added to the refrigerant.
前記冷却手段は、前記冷媒が内部に流れる流路を有し、当該流路はフッ素系材料により形成される部分を含むことを特徴とする請求項1記載の基板温度制御装置。   2. The substrate temperature control apparatus according to claim 1, wherein the cooling means includes a flow path through which the refrigerant flows, and the flow path includes a portion formed of a fluorine-based material. 前記冷却手段は、前記冷媒を冷却する冷凍機を有し、前記冷凍機は前記冷媒を0℃未満に冷却することを特徴とする請求項1または2記載の基板温度制御装置。   The substrate temperature control apparatus according to claim 1, wherein the cooling unit includes a refrigerator that cools the refrigerant, and the refrigerator cools the refrigerant to less than 0 ° C. 3. 前記帯電緩和剤の凝固点は、−100℃以下であることを特徴とする請求項3記載の基板温度制御装置。   4. The substrate temperature control apparatus according to claim 3, wherein the freezing point of the charge relaxation agent is −100 ° C. or lower. 前記帯電緩和剤は、前記冷媒に対して0.1体積%乃至5体積%添加されることを特徴とする請求項1乃至4のいずれか1項記載の基板温度制御装置。   5. The substrate temperature control apparatus according to claim 1, wherein the charge relaxation agent is added in an amount of 0.1% to 5% by volume with respect to the refrigerant. 前記帯電緩和剤はアルコールを含むことを特徴とする請求項1乃至5のいずれか1項記載の基板温度制御装置。   The substrate temperature control apparatus according to claim 1, wherein the charge relaxation agent includes alcohol. 請求項1乃至6のいずれか1項記載の基板温度制御装置を用いた、半導体検査装置。
A semiconductor inspection apparatus using the substrate temperature control apparatus according to claim 1.
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