JP2008300757A - 半導体素子の測定装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】 半導体素子の高温時における電気的特性を正確に測定する。
【解決手段】 測定装置は、半導体素子を有する測定対象を保持する保持装置と、保持装置に保持された測定対象に対向配置され、半導体素子の電気的特性を測定する測定機器を内蔵し、前記測定機器が半導体素子に電気的に接続される測定ヘッドと、前記測定ヘッド内に設けられており、前記測定機器に向けて開口する送風口を有する第1送風ダクトと、前記第1送風ダクトに接続されており、前記第1送風ダクトを通じて前記測定機器に冷却風を送風する送風装置を備えている。
【選択図】図1
【解決手段】 測定装置は、半導体素子を有する測定対象を保持する保持装置と、保持装置に保持された測定対象に対向配置され、半導体素子の電気的特性を測定する測定機器を内蔵し、前記測定機器が半導体素子に電気的に接続される測定ヘッドと、前記測定ヘッド内に設けられており、前記測定機器に向けて開口する送風口を有する第1送風ダクトと、前記第1送風ダクトに接続されており、前記第1送風ダクトを通じて前記測定機器に冷却風を送風する送風装置を備えている。
【選択図】図1
Description
本発明は、半導体素子の電気的特性を測定する技術に関する。特に、半導体素子の高温時における電気的特性を測定する技術に関する。
特許文献1に、半導体素子の電気的特性を測定する測定装置が記載されている。特許文献1に記載の測定装置は、半導体ウエハや集積回路チップ等の半導体素子を有する測定対象に対向配置される測定ヘッドを備えている。測定ヘッドには、半導体素子に所定の電気信号を与えるとともにそれに対する半導体素子の応答を計測することによって、半導体素子の電気的特性を測定する各種の測定機器が内蔵されている。この測定装置では、測定ヘッドを測定対象に対向配置し、測定ヘッドに内蔵された測定機器を半導体素子に電気的に接続した状態で、半導体素子の電気的特性の測定が行われる。
半導体素子の電気的特性は、半導体素子が高温の状況下でも使用されることを考慮し、半導体素子を高温に加熱した状態でも測定する必要がある。半導体素子の高温時における電気的特性を測定する場合、半導体素子を有する測定対象を高温に加熱した状態で測定を行うことになるが、加熱された測定対象からの熱によって測定ヘッドが加熱されてしまい、半導体素子の電気的特性を正しく測定できないことがある。特に、測定ヘッドに内蔵された測定機器は、プローブなどの測定対象との接続経路を経由して、測定対象からの熱が伝わりやすく加熱されやすい。
特許文献1の測定装置では、測定ヘッドに電気ケーブルを案内するダクトを通じて、測定ヘッド内に冷却風を送風できるようになっている。しかしながら、測定ヘッドに冷却風を単に送風するだけでは、加熱されやすい測定機器の温度上昇を抑制できず、半導体素子の高温時における電気的特性を正しく測定できないことがある。
本発明は、上記の問題を解決する。本発明は、半導体素子の高温時における電気的特性を正しく測定するための技術を提供する。
特許文献1の測定装置では、測定ヘッドに電気ケーブルを案内するダクトを通じて、測定ヘッド内に冷却風を送風できるようになっている。しかしながら、測定ヘッドに冷却風を単に送風するだけでは、加熱されやすい測定機器の温度上昇を抑制できず、半導体素子の高温時における電気的特性を正しく測定できないことがある。
本発明は、上記の問題を解決する。本発明は、半導体素子の高温時における電気的特性を正しく測定するための技術を提供する。
本発明は、半導体素子の電気的特性を測定する測定装置に具現化することができる。この測定装置は、半導体素子を有する測定対象を保持する保持装置と、保持装置に保持された測定対象に対向配置され、半導体素子の電気的特性を測定する測定機器を内蔵し、前記測定機器が半導体素子に電気的に接続される測定ヘッドと、前記測定ヘッド内に設けられており、前記測定機器に向けて開口する送風口を有する第1送風ダクトと、前記第1送風ダクトに接続されており、前記第1送風ダクトを通じて前記測定機器に冷却風を送風する送風装置を備えている。
なお、ここでいう冷却風とは、測定機器を冷却するために送風される気体を意味しており、冷却された気体に限定されるものではない。冷却風には、室温のままで送られる気体も含まれる。
なお、ここでいう冷却風とは、測定機器を冷却するために送風される気体を意味しており、冷却された気体に限定されるものではない。冷却風には、室温のままで送られる気体も含まれる。
この測定装置では、第1送風ダクトを通じて、測定機器を冷却するための冷却風を測定機器へ直接的に送風することができる。それにより、加熱されやすい測定機器の温度上昇を効果的に抑制することができる。
この測定装置によれば、半導体素子の高温時における電気的特性を、測定機器の温度上昇を防止しながら、正確に測定することができる。
この測定装置によれば、半導体素子の高温時における電気的特性を、測定機器の温度上昇を防止しながら、正確に測定することができる。
上記した測定装置は、前記測定機器の温度を測定する第1温度センサをさらに備えることが好ましい。この場合、前記送風装置は、第1温度センサによる測定温度に基づいて、第1送風ダクトへ送風する空気の風量と温度の少なくとも一方を調節することが好ましい。
この測定装置によると、測定機器の実際の温度に応じて、測定機器に送風する冷却風の流量や温度を調節することができる。それにより、測定機器の温度上昇を確実に抑制するとともに、測定機器の温度を所定の範囲に維持することも可能となる。
この測定装置によると、測定機器の実際の温度に応じて、測定機器に送風する冷却風の流量や温度を調節することができる。それにより、測定機器の温度上昇を確実に抑制するとともに、測定機器の温度を所定の範囲に維持することも可能となる。
上記した測定装置は、前記測定ヘッド内に設けられているとともに前記測定機器が存在しない位置に向けて開口する送風口を有する第2送風ダクトをさらに備えることが好ましい。この場合、前記送風装置は、前記第2送風ダクトにも接続されており、前記第2送風ダクトを通じて前記測定ヘッド内に送風することが好ましい。
高温時における電気的特性の測定時には、加熱された測定対象との接続経路を通じて測定機器が加熱されるだけでなく、測定対象からの輻射熱によって測定ヘッド自体も加熱され、測定ヘッド内の温度が過剰に上昇することがある。このとき、第1送風ダクトによって測定機器を冷却するだけでは、加熱ヘッドの冷却が十分となることがある。また、測定機器のみを冷却する場合では、周囲との温度差によって測定機器に結露が生じるおそれもある。
それに対して、この測定装置では、測定ヘッドに第2送風ダクトが設けられている。それにより、測定ヘッド内に冷却風を効果的に導入することによって、測定ヘッド内の温度上昇についても確実に防止することができる。
高温時における電気的特性の測定時には、加熱された測定対象との接続経路を通じて測定機器が加熱されるだけでなく、測定対象からの輻射熱によって測定ヘッド自体も加熱され、測定ヘッド内の温度が過剰に上昇することがある。このとき、第1送風ダクトによって測定機器を冷却するだけでは、加熱ヘッドの冷却が十分となることがある。また、測定機器のみを冷却する場合では、周囲との温度差によって測定機器に結露が生じるおそれもある。
それに対して、この測定装置では、測定ヘッドに第2送風ダクトが設けられている。それにより、測定ヘッド内に冷却風を効果的に導入することによって、測定ヘッド内の温度上昇についても確実に防止することができる。
上記した測定装置は、前記測定ヘッド内の気温を測定する第2温度センサをさらに備えることが好ましい。この場合、前記送風装置は、第2温度センサによる測定温度に基づいて、第2送風ダクトへ送風する空気の風量と温度の少なくとも一方を調節することが好ましい。
この測定装置によると、測定ヘッド内の実際の温度に応じて、測定ヘッド内に送風する冷却風の流量や温度を調節することができる。それにより、測定ヘッド内の温度上昇を確実に抑制するとともに、測定ヘッド内の温度を所定の範囲に維持することも可能となる。
この測定装置によると、測定ヘッド内の実際の温度に応じて、測定ヘッド内に送風する冷却風の流量や温度を調節することができる。それにより、測定ヘッド内の温度上昇を確実に抑制するとともに、測定ヘッド内の温度を所定の範囲に維持することも可能となる。
上記した測定装置において、前記測定ヘッドが、プローブを有するプローブカードが脱着可能であり、プローブカードを介在させて半導体素子と接続される場合、前記第1送風ダクトと前記第2送風ダクトの少なくとも一方には、前記プローブカードに向けて開口している送風口がさらに形成されていることが好ましい。
測定ヘッドがプローブカードを利用するものである場合、加熱された測定対象からの熱によってプローブカードが加熱され、加熱されたプローブカードからの熱によって測定ヘッドが加熱される。そのことから、プローブカードの温度上昇を防止することができれば、加熱ヘッドの温度上昇を未然に防止することも可能となる。
この測定装置では、プローブカードに向けて開口する送風口が形成されており、プローブカードに冷却風を送風することによって、プローブカードの温度上昇を抑制することができる。それにより、加熱ヘッドの温度上昇を効果的に抑制することができる。
測定ヘッドがプローブカードを利用するものである場合、加熱された測定対象からの熱によってプローブカードが加熱され、加熱されたプローブカードからの熱によって測定ヘッドが加熱される。そのことから、プローブカードの温度上昇を防止することができれば、加熱ヘッドの温度上昇を未然に防止することも可能となる。
この測定装置では、プローブカードに向けて開口する送風口が形成されており、プローブカードに冷却風を送風することによって、プローブカードの温度上昇を抑制することができる。それにより、加熱ヘッドの温度上昇を効果的に抑制することができる。
本発明によって、半導体素子の高温時における電気的特性を正確に測定することが可能となる。また、従来の装置では困難とされるような非常に高い温度状況下における電気的特性についても、比較的に高い精度で測定することが可能となる。
最初に、本発明を実施する好適な実施形態を列記する。
(形態1) 測定装置は、半導体ウエハに形成された半導体素子の電気的特性を測定することができる。
(形態2) 保持装置は、半導体素子を有する半導体ウエハを相対変位可能に保持するとともに、保持した半導体ウエハを加熱するヒータを備えている。
(形態3) 送風装置は、第1送風ダクトへの送風量を調節するための弁と、第2送風ダクトへの送風量を調節するための弁を備えている。
(形態4) 送風装置は、第1送風ダクト及び第2送風ダクトへ送風する空気を冷却する冷却器を備えている。
(形態1) 測定装置は、半導体ウエハに形成された半導体素子の電気的特性を測定することができる。
(形態2) 保持装置は、半導体素子を有する半導体ウエハを相対変位可能に保持するとともに、保持した半導体ウエハを加熱するヒータを備えている。
(形態3) 送風装置は、第1送風ダクトへの送風量を調節するための弁と、第2送風ダクトへの送風量を調節するための弁を備えている。
(形態4) 送風装置は、第1送風ダクト及び第2送風ダクトへ送風する空気を冷却する冷却器を備えている。
本発明を実施した実施例について図面を参照しながら説明する。図1は、本実施例の測定装置10の構成を示している。測定装置10は、半導体ウエハ100に形成された複数の半導体素子(図示省略)の電気的特性を測定する装置であり、いわゆるプローバと呼ばれる測定装置に類するものである。測定装置10は、半導体ウエハ100を加熱し、半導体素子の高温時における電気的特性を測定可能となっている。
図1に示すように、測定装置10は、半導体素子が形成された半導体ウエハ100を保持する保持装置12と、保持装置12に保持された半導体ウエハ100に対向配置される測定ヘッド14と、測定ヘッド14内に冷却風を送風する送風装置16と、測定装置10の動作を制御する制御装置18と、プローブカード90を備えている。
図1に示すように、測定装置10は、半導体素子が形成された半導体ウエハ100を保持する保持装置12と、保持装置12に保持された半導体ウエハ100に対向配置される測定ヘッド14と、測定ヘッド14内に冷却風を送風する送風装置16と、測定装置10の動作を制御する制御装置18と、プローブカード90を備えている。
プローブカード90は、基板92と、基板92の一方の表面に設けられている電極パッド94と、基板92の他方の表面に設けられているプローブ96を備えている。電極パッド94とプローブ96は、基板92に形成された電気回路を介して、電気的に接続されている。プローブカード90は、測定する半導体素子の構造に応じて用意されるものであり、詳しくは、測定する半導体素子の電極パッドの配列等に応じてプローブ96が配設されたものである。プローブカード90の電極パッド94は、後述する測定ヘッド14のプローブピン(ポゴピン)48と接触するように配設されている。
保持装置12は、基台22と、その表面24aに半導体ウエハ100を載置するウエハチャック24を備えている。ウエハチャック24は、基台22に対して3軸方向に移動可能及び回転可能に設けられている。ウエハチャック24の表面24aには、載置された半導体ウエハ100を吸着固定するための吸気口(図示省略)が複数形成されている。また、ウエハチャック24は、半導体ウエハ100を加熱するためのヒータ26を内蔵しており、載置された半導体ウエハ100を加熱することができる。保持装置12の基台22は、プローブカード90を支持している支持部(図示省略)を有しており、プローブカード90を支持している。
保持装置12は、基台22に対してウエハチャック24を相対変位させることにより、半導体ウエハ100に複数形成された半導体素子のうちの一つ(又は複数)を、プローブカード90のプローブ96に選択的に接触させることができる。また、保持装置12は、半導体素子の高温時における電気的特性を測定する際に、半導体ウエハ100を指定された温度(例えば150℃−200℃)まで加熱することができる。保持装置12は、制御装置18からの指令に従って、ウエハチャック24の移動及び半導体ウエハ100の加熱を行う。
保持装置12は、基台22に対してウエハチャック24を相対変位させることにより、半導体ウエハ100に複数形成された半導体素子のうちの一つ(又は複数)を、プローブカード90のプローブ96に選択的に接触させることができる。また、保持装置12は、半導体素子の高温時における電気的特性を測定する際に、半導体ウエハ100を指定された温度(例えば150℃−200℃)まで加熱することができる。保持装置12は、制御装置18からの指令に従って、ウエハチャック24の移動及び半導体ウエハ100の加熱を行う。
測定ヘッド14は、ハウジング40と、半導体素子の電気的特性を測定する各種の測定機器42と、測定機器42電気的に接続されているプローブピン(ポゴピン)48を備えている。測定機器42はハウジング40に内蔵されており、プローブピン48は外部に突出している。測定ヘッド14は、保持装置12に対して相対変位可能であり、プローブピン48をプローブカード90の電極パッド94に接触/離反させる。測定ヘッド14の測定機器42は、プローブピン48を介してプローブカード90のプローブ96と電気的に接続される。測定機器42は、制御装置18からの指令に従って、半導体ウエハ100の半導体素子に所定の電気信号(例えば電圧)を入力し、その応答(例えば電流)を計測する。測定機器42による測定結果は、制御装置18に入力される。制御装置18は、測定機器42による測定結果に基づいて、半導体素子の電気的特性(例えば絶縁不良の有無)等を判定する。
図1に示すように、測定ヘッド14には、第1送風ダクト44と第2送風ダクト46が設けられている。
第1送風ダクト44は、複数の送風口44aを有している。第1送風ダクト44の送風口44aは、測定機器42の近傍で測定機器42に向けて開口している。それにより、第1送風ダクト44を通じて冷却風を送風したときに、多くの冷却風が測定機器42に直接的に当たり、測定機器42を十分に冷却できるようになっている。
第2送風ダクト46は、複数の送風口46a、46bを有している。第2送風ダクト46の一部の送風口46aは、測定機器42に対して第1送風ダクト44の送風口44aよりも離れた位置で、測定機器42が存在しない位置に向けて開口している。それにより、第2送風ダクト46を通じて送風した冷却風を送風したときに、測定機器42を過剰に冷却することなく、測定ヘッド14のハウジング40内の気温を十分に低下させることができるようになっている。また、第2送風ダクト46の他の一部の送風口46bは、測定ヘッド14の外部に通じており、測定ヘッド14に取り付けられたプローブカード90に向けて開口している。それにより、第2送風ダクト46を通じて冷却風を送風したときに、冷却風をプローブカード90にも当てることによって、プローブカード90を効果的に冷却できるようになっている。なお、プローブカード90を冷却するための送風口46bは、第2送風ダクト46に代えて第1送風ダクト44に設けることもできるし、両方の送風ダクト44、46に設けることもできる。
第1送風ダクト44は、複数の送風口44aを有している。第1送風ダクト44の送風口44aは、測定機器42の近傍で測定機器42に向けて開口している。それにより、第1送風ダクト44を通じて冷却風を送風したときに、多くの冷却風が測定機器42に直接的に当たり、測定機器42を十分に冷却できるようになっている。
第2送風ダクト46は、複数の送風口46a、46bを有している。第2送風ダクト46の一部の送風口46aは、測定機器42に対して第1送風ダクト44の送風口44aよりも離れた位置で、測定機器42が存在しない位置に向けて開口している。それにより、第2送風ダクト46を通じて送風した冷却風を送風したときに、測定機器42を過剰に冷却することなく、測定ヘッド14のハウジング40内の気温を十分に低下させることができるようになっている。また、第2送風ダクト46の他の一部の送風口46bは、測定ヘッド14の外部に通じており、測定ヘッド14に取り付けられたプローブカード90に向けて開口している。それにより、第2送風ダクト46を通じて冷却風を送風したときに、冷却風をプローブカード90にも当てることによって、プローブカード90を効果的に冷却できるようになっている。なお、プローブカード90を冷却するための送風口46bは、第2送風ダクト46に代えて第1送風ダクト44に設けることもできるし、両方の送風ダクト44、46に設けることもできる。
測定ヘッド14には、第1温度センサ54と第2温度センサ56が設けられている。第1温度センサ54は、ハウジング40の内部で測定機器42に接触するように設けられており、測定機器42の温度を測定できるようになっている。第2温度センサ56は、ハウジング40の内部で測定機器42から比較的に離れた位置に設けられており、測定ヘッド14内の気温を測定できるようになっている。第1温度センサ54と第2温度センサ56による測定温度は、制御装置18に入力されるようになっている。
送風装置16は、第1送風ダクト44と第2送風ダクト46に接続されており、第1送風ダクト44と第2送風ダクト46に冷却風を送風する。送風装置16は、第1送風ダクト44と第2送風ダクト46に向けて外気を送風するファン61と、ファン61による送風を冷却する冷却器62と、第1送風ダクト44に送風する風量を調節する第1調節弁64と、第2送風ダクト46に送風する風量を調節する第2調節弁66を備えている。送風装置16は、ファン61と冷却器62と第1調節弁64と第2調節弁66の動作を制御することにより、第1送風ダクト44に送風する冷却風Aの流量及び温度と第2送風ダクト46に送風する冷却風Bの流量及び温度を調節することができる。第1送風ダクト44に送風する冷却風Aと第2送風ダクト46に送風する冷却風Bの流量及び温度は、第1温度センサ54と第2温度センサ56による測定温度に基づいて制御装置18が決定し、制御装置18から送風装置16に動作指令が与えられる。
以上の構成により、本実施例の測定装置10は、測定ヘッド14に設けられた測定機器42をプローブカード90を介して半導体ウエハ100に形成された半導体素子に電気的に接続し、半導体ウエハ100に形成された半導体素子の電気的特性を測定することができる。測定装置10は、保持装置12のウエハチャック24を移動させ、半導体ウエハ100に形成された複数の半導体素子を測定機器42に順に接続していくことにより、半導体ウエハ100に形成されたそれぞれの半導体素子の電気的特性を測定することができる。そして、保持装置12のヒータ26によって半導体ウエハ100を加熱することにより、半導体素子の高温時における電気的特性(以下、単に高温特性という)を測定することができる。
高温特性の測定では、半導体ウエハ100を比較的に高温(およそ150℃−200℃)まで加熱する。半導体ウエハ100を加熱すると、加熱された半導体ウエハ100からの熱によってプローブカード90が加熱され、加熱されたプローブカード90からの熱によって測定ヘッド14が加熱される。測定ヘッド14が加熱され、測定機器42の温度が上昇してしまうと、測定機器42の計測値に誤差が生じやすく、半導体素子を正しく測定できないことがある。
上記の問題に対して、本実施例の測定装置10では、送風装置16から測定ヘッド14内に冷却風を送風し、測定機器42の温度上昇が防止されるようになっている。特に、高温特性の測定では、プローブカード90からの輻射熱によってハウジング40内の気温が上昇するとともに、プローブピン48を伝う熱によって測定機器42が直接的に加熱される。この場合、ハウジング40内に冷却風を単に導入するだけでは、測定機器42の温度上昇を十分に抑制することは困難である。その一方において、測定機器42のみを重点的に冷却するだけでは、ハウジング40内の温度上昇が避けられず、測定機器42以外の機器が熱による損傷を受けることもある。また、測定機器42のみを冷却すると、周囲との温度差に起因して測定機器42に結露が生じることもある。そのことから、測定装置10では、主に測定機器42を冷却するための第1送風ダクト44と、主にハウジング40内の気温を低下させるための第2送風ダクト46が個別に設けられている。そして、測定装置10は、第1送風ダクト44と第2送風ダクト46に送風する冷却風A、Bの風量や温度を、第1温度センサ54及び第2温度センサ56による測定温度に基づいて調節することができる。
上記の問題に対して、本実施例の測定装置10では、送風装置16から測定ヘッド14内に冷却風を送風し、測定機器42の温度上昇が防止されるようになっている。特に、高温特性の測定では、プローブカード90からの輻射熱によってハウジング40内の気温が上昇するとともに、プローブピン48を伝う熱によって測定機器42が直接的に加熱される。この場合、ハウジング40内に冷却風を単に導入するだけでは、測定機器42の温度上昇を十分に抑制することは困難である。その一方において、測定機器42のみを重点的に冷却するだけでは、ハウジング40内の温度上昇が避けられず、測定機器42以外の機器が熱による損傷を受けることもある。また、測定機器42のみを冷却すると、周囲との温度差に起因して測定機器42に結露が生じることもある。そのことから、測定装置10では、主に測定機器42を冷却するための第1送風ダクト44と、主にハウジング40内の気温を低下させるための第2送風ダクト46が個別に設けられている。そして、測定装置10は、第1送風ダクト44と第2送風ダクト46に送風する冷却風A、Bの風量や温度を、第1温度センサ54及び第2温度センサ56による測定温度に基づいて調節することができる。
図2は、高温特定の測定時において測定ヘッド14を冷却(除熱)する動作の流れを示すフローチャートである。図2に示すフロー沿って、各ダクトダクト44、46に送風する冷却風の風量及び温度を決定する処理などについて詳しく説明する。
ステップS2において、制御装置18は、高温特性の測定を開始したときに、続くステップS4以降の測定ヘッド14を冷却する動作を開始する。
ステップS2において、制御装置18は、高温特性の測定を開始したときに、続くステップS4以降の測定ヘッド14を冷却する動作を開始する。
ステップS4では、制御装置18が、第1温度センサ54による測定温度Taを入力する。第1温度センサ54による測定温度Taは、測定機器42の温度を示している。本実施例では測定機器42に複数の第1温度センサ54が設けられているので、制御装置18には複数の第1温度センサ54による複数の測定温度Taが入力される。制御装置18は、入力した複数の測定温度Taのなかで最も高温なものを選択し、以降の処理に使用する。
ステップS6では、制御装置18が、第2温度センサ56による測定温度Tbを入力する。第2温度センサ56による測定温度Tbは、測定ヘッド14のハウジング40内の気温を示している。本実施例では測定ヘッド14のハウジング40内に複数の第2温度センサ56が設けられているので、制御装置18には複数の第2温度センサ56による複数の測定温度Tbが入力される。制御装置18は、入力した複数の測定温度Tbのなかで最も高温なものを選択し、以降の処理に使用する。
ステップS6では、制御装置18が、第2温度センサ56による測定温度Tbを入力する。第2温度センサ56による測定温度Tbは、測定ヘッド14のハウジング40内の気温を示している。本実施例では測定ヘッド14のハウジング40内に複数の第2温度センサ56が設けられているので、制御装置18には複数の第2温度センサ56による複数の測定温度Tbが入力される。制御装置18は、入力した複数の測定温度Tbのなかで最も高温なものを選択し、以降の処理に使用する。
ステップS8では、制御装置18が、入力した第1温度センサ54による測定温度Taに基づいて、第1送風ダクト44に送風すべき送風量Fa(以下、第1送風量Faという)を決定する。詳しくは、第1温度センサ54による測定温度Taと予め教示された基準温度TSとの温度差dTa=Ta−TS(以下、第1温度差dTaという)に基づいて、制御装置18は第1送風量Faを決定する。図3は、第1温度差dTaと第1送風量Faとの関係を示している。図3に示すように、制御装置18は、第1温度差dTaが大きいほど、第1送風量Faを大きな値に決定する。なお、第1温度差dTaが負の値となった場合、即ち、第1温度センサ54による測定温度Taが基準温度TSよりも低い場合、制御装置18は第1送風量Faをゼロと決定する。
ステップS10では、制御装置18が、入力した第2温度センサ56による測定温度Tbに基づいて、第2送風ダクト46に送風すべき送風量Fb(以下、第2送風量Fbという)を決定する。詳しくは、第2温度センサ56による測定温度Tbと予め教示された基準温度TSとの温度差dTb=Tb−TS(以下、第2温度差dTbという)に基づいて、制御装置18は第2送風量Fbを決定する。図4は、第2温度差dTbと第2送風量Fbとの関係を示している。図3に示すように、制御装置18は、第2温度差dTbが大きいほど、第2送風量Fbを大きな値に決定する。なお、第2温度差dTbが負の値となった場合、即ち、第2温度センサ56による測定温度Tbが基準温度TSよりも低い場合、制御装置18は第2送風量Fbをゼロと決定する。
ステップS12では、制御装置18が、ステップS8で決定した第1送風量FaとステップS10で決定した第2送風量Fbに基づいて、必要とされるファン61の回転数R(以下、ファン回転数という)を決定する。詳しくは、第1送風量Faと第2送風量Fbの合計送風量Fa+Fbに基づいて、制御装置18はファン回転数Rを決定する。図5は、合計送風量Fa+Fbとファン回転数Rとの関係を示している。図5に示すように、制御装置18は、合計送風量Fa+Fbが大きいほど、ファン回転数Rを大きく決定する。なお、図5に示す関係は、ファン61による送風量が合計送風量Fa+Fb以上となるように、実験等によって予め定められたものである。
ステップS14では、制御装置18が、ステップS12で決定したファン回転数Rに基づいて、必要とされる冷却器62の出力CPを決定する。図6は、ファン回転数Rと冷却器62の出力CPの関係を示している。図6に示すように、制御装置18は、ファン回転数Rが大きいほど、冷却器62の出力CPを大きく決定する。それにより、合計送風量Fa+Fbが大きい場合には、冷却器62の出力CPを大きくすることによって、ファン61から送風される多量の空気を確実に冷却できるようにする。また、ファン回転数Rが所定の閾値R1以上の場合は、ファン回転数Rが所定の閾値R1未満の場合よりも、ファン回転数Rに対する冷却器62の出力CPの比の値CP/Rが大きくなっている(図6においてグラフの傾きが大きい)。それにより、ファン回転数Rが所定の閾値R1以上の場合は、ファン61からの送風をより低い温度まで冷却できるようにする。このことは、第1温度センサ54や第2温度センサ56による測定温度が顕著に高い時に、測定ヘッド14に送風する冷却風A、Bの温度をより低下させることを意味する。即ち、ファン回転数Rは、第1温度センサ54や第2温度センサ56による測定温度が高いほど、大きな値に決定されている。そのことから、ファン回転数Rが所定の閾値R1以上に決定されている場合は、測定機器42や測定ヘッド14のハウジング40内の温度が顕著に高いと判断することができる。
ステップS16では、送風装置16の第1流量調節弁64及び第2流量調節弁66の開度の調節が行われる。制御装置18は、ステップS8で決定した第1送風量Fa及びステップS10で決定した第2送風量Fbに基づいて、送風装置16に動作指令を与える。送風装置16は、制御装置18からの動作指令を受けて、第1流量調節弁64及び第2流量調節弁66の開度をそれぞれ調節する。
ステップS18では、送風装置16のファン61の回転数の調節が行われる。制御装置18は、ステップS12で決定したファン回転数Rに基づいて、送風装置16に動作指令を与える。送風装置16は、制御装置18からの動作指令を受けて、ファン61の回転数を指令されたファン回転数Rに調節する。
ステップS20では、送風装置16の冷却器62の出力の調節が行われる。制御装置18は、ステップS14で決定した冷却器62の出力CPに基づいて、送風装置16に動作指令を与える。送風装置16は、制御装置18からの動作指令を受けて、その出力がCPとなるように冷却器62の動作を調節する。
ステップS22では、制御装置18が、高温特性の測定が終了したのか否かを判断する。高温特性の測定が終了していなければ(ステップS22でNO)、ステップS4の処理に戻って上記した各ステップを再度実行していく。高温特性の測定が終了していれば(ステップS22でNO)、測定ヘッド14の冷却動作を終了する。
ステップS18では、送風装置16のファン61の回転数の調節が行われる。制御装置18は、ステップS12で決定したファン回転数Rに基づいて、送風装置16に動作指令を与える。送風装置16は、制御装置18からの動作指令を受けて、ファン61の回転数を指令されたファン回転数Rに調節する。
ステップS20では、送風装置16の冷却器62の出力の調節が行われる。制御装置18は、ステップS14で決定した冷却器62の出力CPに基づいて、送風装置16に動作指令を与える。送風装置16は、制御装置18からの動作指令を受けて、その出力がCPとなるように冷却器62の動作を調節する。
ステップS22では、制御装置18が、高温特性の測定が終了したのか否かを判断する。高温特性の測定が終了していなければ(ステップS22でNO)、ステップS4の処理に戻って上記した各ステップを再度実行していく。高温特性の測定が終了していれば(ステップS22でNO)、測定ヘッド14の冷却動作を終了する。
以上のように、測定装置10は、高温特性の測定時に、送風装置16から測定ヘッド14に冷却風A、Bを送風し、測定ヘッド14の温度上昇を防止する。特に、プローブピン48からの伝熱によって測定機器42が高温になっている場合には、第1送風ダクト44に多くの冷却風Aを送風することによって、測定機器42を速やかに冷却する。また、プローブカード90からの輻射熱によって測定ヘッド14内の気温が上昇している場合には、第2送風ダクト46に多くの冷却風Bを送風することによって、ハウジング40内の気温を速やかに低下させる。第2送風ダクト46に送風された冷却風Bの一部は、送風口46bを通じてプローブカード90に送風される。それにより、プローブカード90を冷却することもできる。本実施例の測定装置10によると、測定ヘッド14の温度、特に、測定機器42の温度が上昇することを防止し、半導体素子の高温特性を正確に測定することができる。
以上、本発明の具体例を詳細に説明したが、これらは例示にすぎず、特許請求の範囲を限定するものではない。特許請求の範囲に記載の技術には、以上に例示した具体例を様々に変形、変更したものが含まれる。
本明細書または図面に説明した技術要素は、単独であるいは各種の組み合わせによって技術的有用性を発揮するものであり、出願時の請求項に記載の組み合わせに限定されるものではない。また、本明細書または図面に例示した技術は複数目的を同時に達成するものであり、そのうちの一つの目的を達成すること自体で技術的有用性を持つものである。
本明細書または図面に説明した技術要素は、単独であるいは各種の組み合わせによって技術的有用性を発揮するものであり、出願時の請求項に記載の組み合わせに限定されるものではない。また、本明細書または図面に例示した技術は複数目的を同時に達成するものであり、そのうちの一つの目的を達成すること自体で技術的有用性を持つものである。
10:半導体素子の電気的特性を測定する測定装置
12:保持装置
14:測定ヘッド
16:送風装置
18:制御装置
22:保持装置の基台
24:ウエハチャック
26:ヒータ
40:測定ヘッドのハウジング
42:測定機器
44:第1送風ダクト
44a:第1送風ダクトの送風口
46:第2送風ダクト
46a、46b:第2送風ダクトの送風口
48:電極パッド
54:第1温度センサ
56:第2温度センサ
61:ファン
62:冷却器
64:第1調節弁
66:第2調節弁
90:プローブカード
92:プローブカードの基板
94:プローブカードの電極パッド
96:プローブピン
12:保持装置
14:測定ヘッド
16:送風装置
18:制御装置
22:保持装置の基台
24:ウエハチャック
26:ヒータ
40:測定ヘッドのハウジング
42:測定機器
44:第1送風ダクト
44a:第1送風ダクトの送風口
46:第2送風ダクト
46a、46b:第2送風ダクトの送風口
48:電極パッド
54:第1温度センサ
56:第2温度センサ
61:ファン
62:冷却器
64:第1調節弁
66:第2調節弁
90:プローブカード
92:プローブカードの基板
94:プローブカードの電極パッド
96:プローブピン
Claims (6)
- 半導体素子の電気的特性を測定する測定装置であって、
半導体素子を有する測定対象を保持する保持装置と、
保持装置に保持された測定対象に対向配置され、半導体素子の電気的特性を測定する測定機器を内蔵し、前記測定機器が半導体素子に電気的に接続される測定ヘッドと、
前記測定ヘッド内に設けられており、前記測定機器に向けて開口する送風口を有する第1送風ダクトと、
前記第1送風ダクトに接続されており、前記第1送風ダクトを通じて前記測定機器に冷却風を送風する送風装置と、
を備える測定装置。 - 前記測定機器の温度を測定する第1温度センサをさらに備え、
前記送風装置は、第1温度センサによる測定温度に基づいて、第1送風ダクトへ送風する冷却風の風量と温度の少なくとも一方を調節することを特徴とする請求項1に記載の測定装置。 - 前記測定ヘッド内に設けられており、前記測定機器が存在しない位置に向けて開口する送風口を有する第2送風ダクトをさらに備え、
前記送風装置は、前記第2送風ダクトにも接続されており、前記第2送風ダクトを通じて前記測定ヘッド内に冷却風を送風することを特徴とする請求項1又は2に記載の測定装置。 - 前記測定ヘッド内の気温を測定する第2温度センサをさらに備え、
前記送風装置は、第2温度センサによる測定温度に基づいて、第2送風ダクトへ送風する冷却風の風量と温度の少なくとも一方を調節することを特徴とする請求項3に記載の測定装置。 - 前記測定ヘッドは、プローブを有するプローブカードが脱着可能であり、プローブカードを介在させて半導体素子と接続され、
前記第1送風ダクトと前記第2送風ダクトの少なくとも一方には、前記プローブカードに向けて開口している送風口がさらに形成されていることを特徴とする請求項3又は4に記載の測定装置。 - 前記送風装置は、前記測定ヘッドの外部に配置されることを特徴とする請求項1から5のいずれかに記載の測定装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2007147644A JP2008300757A (ja) | 2007-06-04 | 2007-06-04 | 半導体素子の測定装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP2007147644A JP2008300757A (ja) | 2007-06-04 | 2007-06-04 | 半導体素子の測定装置 |
Publications (1)
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JP2008300757A true JP2008300757A (ja) | 2008-12-11 |
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ID=40173946
Family Applications (1)
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Country Status (1)
Country | Link |
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JP (1) | JP2008300757A (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2013156084A (ja) * | 2012-01-27 | 2013-08-15 | Tokyo Electron Ltd | 電子デバイス試験システム |
-
2007
- 2007-06-04 JP JP2007147644A patent/JP2008300757A/ja active Pending
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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JP2013156084A (ja) * | 2012-01-27 | 2013-08-15 | Tokyo Electron Ltd | 電子デバイス試験システム |
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