JP2008311492A - Prober and method of controlling temperature of wafer chuck of prober - Google Patents

Prober and method of controlling temperature of wafer chuck of prober Download PDF

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a prober which can be adapted to various inspection conditions and the consumption power of which is reduced, and a method of controlling the temperature of a wafer chuck of the prober. <P>SOLUTION: A prober comprising a wafer chuck and a control unit comprises a cooling means for cooling the surface of the wafer chuck and a heating means for heating the surface of the wafer chuck. When the temperature of the surface of the wafer chuck is lowered, a chiller mechanism is operated so that the temperature is set to a chiller target temperature C lower than a target temperature T and the heating means is operated so as to control the temperature to the target temperature T. When the temperature of the surface of the wafer chuck is controlled to be the target temperature, the control unit detects the change of the surface temperature of the wafer chuck, calculates a variation width, compares the calculated variation width with a difference between the target temperature T and the chiller target temperature C, and changes the chiller target temperature C based on comparison results. <P>COPYRIGHT: (C)2009,JPO&INPIT

Description

本発明は、半導体ウエハ上に形成された複数の半導体チップ(ダイ)の電気的な検査を行うためにダイの電極をテスタに接続するプローバおよびそのウエハチャックの温度制御方法に関し、特にウエハを保持するウエハチャックの表面を加熱及び冷却して高温及び低温環極で検査が行えるプローバおよびそのウエハチャックの温度制御方法に関する。   The present invention relates to a prober for connecting a die electrode to a tester for electrical inspection of a plurality of semiconductor chips (dies) formed on a semiconductor wafer, and a method for controlling the temperature of the wafer chuck, and more particularly to holding a wafer. The present invention relates to a prober capable of performing inspection with a high temperature and a low temperature ring pole by heating and cooling the surface of the wafer chuck and a temperature control method for the wafer chuck.

半導体製造工程では、薄い円板状の半導体ウエハに各種の処理を施して、半導体装置(デバイス)をそれぞれ有する複数のチップ(ダイ)を形成する。各チップは電気的特性が検査され、その後ダイサーで切り離なされた後、リードフレームなどに固定されて組み立てられる。上記の電気的特性の検査は、プローバとテスタで構成されるウエハテストシステムにより行われる。プローバは、ウエハをステージに固定し、各チップの電極パッドにプローブを接触させる。テスタは、プローブに接続される端子から、電源および各種の試験信号を供給し、チップの電極に出力される信号をテスタで解析して正常に動作するかを確認する。   In the semiconductor manufacturing process, various processes are performed on a thin disk-shaped semiconductor wafer to form a plurality of chips (dies) each having a semiconductor device (device). Each chip is inspected for electrical characteristics, then separated by a dicer, and then fixed to a lead frame and assembled. The inspection of the electrical characteristics is performed by a wafer test system composed of a prober and a tester. The prober fixes the wafer to the stage and brings the probe into contact with the electrode pad of each chip. The tester supplies power and various test signals from the terminals connected to the probe, and analyzes the signals output to the electrodes of the chip with the tester to check whether it operates normally.

半導体装置は広い用途に使用されており、−60°Cのような低温環境や、200°Cのような高温環境でも使用される半導体装置(デバイス)もあり、プローバにはこのような環境での検査が行えることが要求される。そこで、プローバにおいてウエハを保持するウエハチャックのウエハ載置面の下に、例えば、加熱機構(ヒータ)、冷却機構(チラー機構)などのウエハチャックの表面の温度を変えるウエハ温度調整機構を設けて、ウエハチャックの上に保持されたウエハを加熱又は冷却することが行われる。   Semiconductor devices are used in a wide range of applications, and there are also semiconductor devices (devices) that are used in low temperature environments such as -60 ° C and high temperature environments such as 200 ° C. It is required that the inspection can be performed. Therefore, a wafer temperature adjusting mechanism for changing the surface temperature of the wafer chuck, such as a heating mechanism (heater) and a cooling mechanism (chiller mechanism), is provided below the wafer placement surface of the wafer chuck that holds the wafer in the prober. The wafer held on the wafer chuck is heated or cooled.

図1は、ヒータとチラー機構で構成されるウエハ温度調整機構を有するプローバを備えるウエハテストシステムの概略構成を示す図である。プローバは、ウエハWを保持するウエハチャック11と、検査する半導体チップの電極配置に合わせて作られたプローブ18を有するプローブカード17と、制御部16と、を有する。ウエハチャック11内には、冷却液経路12及びヒータ13が設けられる。冷却液経路12には冷却液源14から経路15を介して冷却液が流され、ウエハWを保持するウエハチャック11の表面を冷却する。また、ヒータ13は発熱してウエハWを保持するウエハチャック11の表面を加熱する。制御部16は、ウエハチャック11の表面の近くに設けられた温度センサ19の検出した温度に基づいて、冷却液源14及びヒータ13を制御して、ウエハチャック11の表面が所望の温度になるようにする。なお、ここでは、ウエハチャック11の表面に近い側にヒータ13を設け、その下に冷却液経路12を設ける例を示したが、冷却液経路12を上にその下にヒータ13を設ける場合もある。プローバは、この他にも、ウエハチャック11のX、Y及びZ方向の3軸移動・回転機構、ウエハ上に形成されたダイの配列方向を検出するアライメント用カメラと、プローブの位置を検出する針位置検出カメラと、それらを収容する筐体などが設けられ、上記のプローブカード17は、筐体に設けられたカードホルダに取り付けられる。このような構成要素は本発明に直接関係しないので、ここでは図示を省略している。   FIG. 1 is a diagram showing a schematic configuration of a wafer test system including a prober having a wafer temperature adjusting mechanism including a heater and a chiller mechanism. The prober includes a wafer chuck 11 for holding the wafer W, a probe card 17 having a probe 18 made in accordance with the electrode arrangement of a semiconductor chip to be inspected, and a control unit 16. A coolant path 12 and a heater 13 are provided in the wafer chuck 11. A cooling liquid flows from the cooling liquid source 14 to the cooling liquid path 12 via the path 15 to cool the surface of the wafer chuck 11 that holds the wafer W. The heater 13 generates heat to heat the surface of the wafer chuck 11 that holds the wafer W. The controller 16 controls the coolant source 14 and the heater 13 based on the temperature detected by the temperature sensor 19 provided near the surface of the wafer chuck 11, so that the surface of the wafer chuck 11 reaches a desired temperature. Like that. In this example, the heater 13 is provided on the side close to the surface of the wafer chuck 11 and the coolant path 12 is provided below the heater 13. However, the heater 13 may be provided below the coolant path 12. is there. In addition to this, the prober detects a position of the probe, and a triaxial movement / rotation mechanism of the wafer chuck 11 in the X, Y, and Z directions, an alignment camera that detects the arrangement direction of the dies formed on the wafer, and the probe. A needle position detection camera and a housing for housing them are provided, and the probe card 17 is attached to a card holder provided in the housing. Since such components are not directly related to the present invention, illustration is omitted here.

テスタは、テスタ本体21と、テスタ本体21の端子とプローブカード17の端子を電気的に接続するコネクション部22と、を有する。コネクション部22は、バネを使用した接続端子機構、いわゆるスプリングピン構造を有する。プローバは、ウエハテストにおいてテスタと連携して測定を行うが、その電源系や機構部分はテスタ本体及びテストヘッドとは独立した装置である。   The tester includes a tester body 21 and a connection portion 22 that electrically connects the terminals of the tester body 21 and the terminals of the probe card 17. The connection part 22 has a connection terminal mechanism using a spring, a so-called spring pin structure. A prober performs measurement in cooperation with a tester in a wafer test, and its power supply system and mechanism are independent from the tester body and the test head.

ウエハチャック11内には、他にもウエハWを真空吸着するための真空経路などが設けられ、ウエハチャック11内における冷却液経路12、ヒータ13及び真空経路の配置については各種の変形例がある。   In addition, a vacuum path or the like for vacuum-sucking the wafer W is provided in the wafer chuck 11, and there are various modified examples of the arrangement of the coolant path 12, the heater 13, and the vacuum path in the wafer chuck 11. .

ウエハを所定の温度にして検査を行う場合、ウエハWをウエハチャック11に保持した状態で、制御部16は温度センサ19の検出した温度に基づいてウエハチャックのヒータ及びチラー機構を制御し、ウエハチャック11が所定の温度になるようにする。ウエハチャック11は、アルミニューム、銅などの金属や、熱伝導性の良好なセラミックなどの材料で作られている。   When the wafer is inspected at a predetermined temperature, the controller 16 controls the wafer chuck heater and the chiller mechanism based on the temperature detected by the temperature sensor 19 while holding the wafer W on the wafer chuck 11. The chuck 11 is set to a predetermined temperature. The wafer chuck 11 is made of a material such as a metal such as aluminum or copper or a ceramic having good thermal conductivity.

以上説明したプローバ及びウエハテストシステムの構成は、例えば特許文献1などに、またヒータおよび冷却液経路を有するウエハチャックの構造については特許文献2などに記載されており、広く知られているので、ここではこれ以上の説明を省略する。また、特許文献3は、ウエハチャックのチラー機構を記載している。   The configuration of the prober and wafer test system described above is described in, for example, Patent Document 1 and the like, and the structure of a wafer chuck having a heater and a coolant path is described in Patent Document 2 and the like, and is widely known. Here, further explanation is omitted. Patent Document 3 describes a chiller mechanism of a wafer chuck.

図2は、チラー機構の構成を示す図である。図2に示すように、ポンプ32は、タンク31内に保持された低温の冷却液を、経路33、ウエハチャック11内の冷却液経路、経路34、タンク31の順に循環させ、ウエハチャック11を冷却する。ここでは、冷却液が、ポンプ32、経路33、ウエハチャック11内の冷却液経路、経路34およびタンク31の順に循環するラインを、ウエハチャック冷却経路と称する。タンク31は、ほぼ密閉された断熱構造を有し、タンク31の上部と外部をつなぐ空気経路35が設けられているので、タンク31の上部の空間は大気開放されている。従って、経路34はタンク31の大気開放部分に接続され、循環した冷却液はタンク31の大気開放部分に出力され、タンク31内に回収される。なお、ウエハチャック11にはヒータも設けられているが、ここでは図示を省略しており、これは以下の図でも同様である。   FIG. 2 is a diagram illustrating a configuration of the chiller mechanism. As shown in FIG. 2, the pump 32 circulates the low-temperature coolant held in the tank 31 in order of the path 33, the coolant path in the wafer chuck 11, the path 34, and the tank 31. Cooling. Here, a line in which the coolant circulates in the order of the pump 32, the path 33, the coolant path in the wafer chuck 11, the path 34, and the tank 31 is referred to as a wafer chuck cooling path. The tank 31 has a substantially hermetically sealed heat insulating structure and is provided with an air path 35 that connects the upper portion of the tank 31 and the outside, so that the space above the tank 31 is open to the atmosphere. Accordingly, the path 34 is connected to the air release portion of the tank 31, and the circulated coolant is output to the air release portion of the tank 31 and collected in the tank 31. The wafer chuck 11 is also provided with a heater, but the illustration is omitted here, and this is the same in the following drawings.

タンク31内の冷却液は、ポンプ41により、経路43、冷却器45、流量調整弁42、経路44、タンク31の順に循環され、冷却器45で冷却されてタンク31に戻る。流量調整弁42により循環する冷却液の量を調整することにより、タンク31内に保持される冷却液の温度が調整される。ここでは、冷却液が、ポンプ41、経路43、冷却器45、流量調整弁42、経路44およびタンク31の順に循環するラインを、冷却液冷却経路と称する。   The coolant in the tank 31 is circulated in the order of the path 43, the cooler 45, the flow rate adjusting valve 42, the path 44, and the tank 31 by the pump 41, cooled by the cooler 45, and returned to the tank 31. By adjusting the amount of the coolant circulated by the flow rate adjustment valve 42, the temperature of the coolant held in the tank 31 is adjusted. Here, the line through which the coolant circulates in the order of the pump 41, the path 43, the cooler 45, the flow rate adjustment valve 42, the path 44, and the tank 31 is referred to as a coolant cooling path.

冷却器45には、圧縮機(コンプレッサ)51、経路53、凝縮機55、経路54、膨張弁52、冷却器45の順に代替フロンが循環する循環ラインにより代替フロンが供給されて蒸発することにより、冷却器45を冷却する。冷却器45で気化した代替フロンは、圧縮機51で圧縮された後、凝縮機55で冷却されて液化し、膨張弁52を経て冷却器45で蒸発する。膨張弁52は、キャピラリ(毛細管)チューブの場合もある。凝縮機55は、ファン56により空冷されるが、水冷の場合もある。   The refrigerant 45 is supplied with a substitute CFC through a circulation line in which the CFC circulates in the order of the compressor (compressor) 51, the path 53, the condenser 55, the path 54, the expansion valve 52, and the cooler 45, and is evaporated. The cooler 45 is cooled. The alternative chlorofluorocarbon vaporized by the cooler 45 is compressed by the compressor 51, cooled by the condenser 55 and liquefied, and evaporates by the cooler 45 through the expansion valve 52. The expansion valve 52 may be a capillary (capillary) tube. The condenser 55 is air-cooled by the fan 56, but may be water-cooled.

ウエハチャック11を冷却する場合、温度が低いほど周囲との温度差が大きくなり、冷却液の温度が上昇するので、その分チラー機構で消費するエネルギーが増加する。   When the wafer chuck 11 is cooled, the lower the temperature, the larger the temperature difference from the surroundings, and the temperature of the coolant rises, so that the energy consumed by the chiller mechanism increases accordingly.

ウエハを所定の温度にして検査を行う場合、ウエハWをウエハチャック11に保持した状態で、制御部16は温度センサ19の検出した温度に基づいてウエハの冷却及び加熱機構を制御し、ウエハチャック11が所定の温度になるようにする。ウエハチャック11は、アルミニューム、銅などの金属や、熱伝導性の良好なセラミックなどの材料で作られている。   When the wafer is inspected at a predetermined temperature, the control unit 16 controls the cooling and heating mechanism of the wafer based on the temperature detected by the temperature sensor 19 while holding the wafer W on the wafer chuck 11, and the wafer chuck 11 is set to a predetermined temperature. The wafer chuck 11 is made of a material such as a metal such as aluminum or copper or a ceramic having good thermal conductivity.

以上説明したプローバ及びウエハテストシステムの構成は、広く知られているので、ここではこれ以上の説明を省略する。   Since the configuration of the prober and wafer test system described above is widely known, further description is omitted here.

高温又は低温で検査を行う場合、ウエハチャック11の部分のみが高温又は低温に保持されるので、周囲との温度差のためにウエハチャック11の温度が変化する。また、上記のように検査に伴うチップの発熱のためにウエハチャック11の温度が変化する。そこで、制御部16は温度センサ19の検出する温度に応じてチラー機構やヒータなどの加熱機構を制御するが、正確な温度制御を行うにはそれらの応答性能(レスポンス)が問題になる。例えば、温度センサ19が目標温度からのずれを検出して直ぐに温度ずれを補正するようにチラー機構や加熱機構を制御しても、レスポンスが遅いと、補正されるまでには長い時間を要するために、その間に温度ずれが大きくなり目標温度に正確に制御することができないという問題を生じる。   When the inspection is performed at a high temperature or a low temperature, only the portion of the wafer chuck 11 is held at a high temperature or a low temperature, so that the temperature of the wafer chuck 11 changes due to a temperature difference from the surroundings. Further, as described above, the temperature of the wafer chuck 11 changes due to the heat generated by the chips accompanying the inspection. Therefore, the control unit 16 controls a heating mechanism such as a chiller mechanism or a heater according to the temperature detected by the temperature sensor 19, but in order to perform accurate temperature control, their response performance (response) becomes a problem. For example, even if the chiller mechanism or the heating mechanism is controlled so that the temperature sensor 19 detects the deviation from the target temperature and immediately corrects the temperature deviation, if the response is slow, it takes a long time to be corrected. In addition, the temperature deviation becomes large during that time, and there is a problem that the target temperature cannot be accurately controlled.

一般に、ヒータは電流を増加させると直ぐに発熱するので比較的レスポンスが速いが、チラー機構は冷却液源14内の冷却液の温度を変化させるのに時間を要する上、温度が変化された冷却液が経路15を通って冷却液経路12内を循環してウエハチャック11を冷却するので、レスポンスが非常に遅い。   In general, the heater generates heat immediately when the current is increased, so that the response is relatively fast. However, the chiller mechanism requires time to change the temperature of the cooling liquid in the cooling liquid source 14 and the cooling liquid whose temperature has been changed. Circulates in the coolant path 12 through the path 15 to cool the wafer chuck 11, so the response is very slow.

そこで、低温条件で検査を行う時には、ウエハチャック11を目標温度より低いチラー目標温度になるようにチラー機構を一定の条件で動作させた上で、ヒータを発熱させて目標温度になるように制御している。ウエハチャックの温度変化に対しては、ヒータの発熱量を変化させて目標温度になるように調整する。目標温度とチラー目標温度の差が下側の調整範囲である。高温条件で検査を行う時には、チラー機構を動作させず、ヒータのみを動作させて目標温度になるように調整を行う。   Therefore, when inspection is performed under a low temperature condition, the chiller mechanism is operated under a certain condition so that the wafer chuck 11 has a chiller target temperature lower than the target temperature, and then the heater is heated so as to generate the target temperature. is doing. For the temperature change of the wafer chuck, the amount of heat generated by the heater is changed so as to reach the target temperature. The difference between the target temperature and the chiller target temperature is the lower adjustment range. When the inspection is performed under a high temperature condition, the chiller mechanism is not operated, and only the heater is operated to adjust the target temperature.

図3は、上記のように、ウエハチャック11を目標温度Tより低いチラー目標温度Cになるようにチラー機構を動作させた上で、ヒータを発熱させて目標温度になるように制御する場合の温度変化例を示す図である。目標温度Tが室温より低い場合には、目標温度Tより低温のチラー目標温度Cを決定し、チラー機構だけを動作させた場合にはウエハチャックがチラー目標温度Cになるようにチラー機構を制御する。その上で、ウエハチャック11の温度が目標温度Tになるように、ヒータをオン・オフ動作させる。上記のように、ヒータのオン・オフ動作による加熱動作の制御は比較的レスポンス時間が短いがそれでもある程度の時間遅れがあるため、ウエハチャックの温度は図3に示すように変動する。   FIG. 3 shows a case where the wafer chuck 11 is operated so that the chiller mechanism is operated so that the chiller target temperature C is lower than the target temperature T, and then the heater is heated so as to reach the target temperature. It is a figure which shows the example of a temperature change. When the target temperature T is lower than the room temperature, the chiller target temperature C lower than the target temperature T is determined. When only the chiller mechanism is operated, the chiller mechanism is controlled so that the wafer chuck becomes the chiller target temperature C. To do. Then, the heater is turned on / off so that the temperature of the wafer chuck 11 becomes the target temperature T. As described above, the control of the heating operation by the heater on / off operation has a relatively short response time but still has a certain time delay, so the temperature of the wafer chuck varies as shown in FIG.

特開2001−210683号公報(全体)JP 2001-210683 A (Overall) 特開2002−124558号公報(全体)JP 2002-124558 A (Overall) 特開2003−148852号公報(全体)JP 2003-148852 A (Overall)

上記のように、低温条件で検査を行う時には、チラー機構とヒータを併用して温度制御を行うが、このような制御はエネルギー消費の点からは非効率な制御である。すなわち、チラー機構により目標温度とチラー目標温度の差だけさらに温度を低下させる分とヒータが、チラー目標温度から目標温度まで温度を上昇させる分は、本来不要なエネルギ消費である。   As described above, when the inspection is performed under a low temperature condition, the temperature control is performed by using the chiller mechanism and the heater together. However, such control is inefficient from the viewpoint of energy consumption. That is, the amount of temperature that is further lowered by the difference between the target temperature and the target temperature of the chiller by the chiller mechanism and the amount that the heater increases the temperature from the chiller target temperature to the target temperature are essentially unnecessary energy consumption.

従来、プローバなどの半導体製造装置は性能優先であったが、近年プローバにおいても消費電力の低下が求められるようになってきた。   Conventionally, a semiconductor manufacturing apparatus such as a prober has been given priority to performance. However, in recent years, a prober is also required to reduce power consumption.

本発明は、各種の検査条件に対応可能で、消費電力を低減したプローバおよびプローバのウエハチャックの温度制御方法を実現することを目的とする。   SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to realize a prober and a prober wafer chuck temperature control method that can cope with various inspection conditions and reduce power consumption.

上記目的を実現するため、本発明のプローバおよびプローバのウエハチャックの温度制御方法は、ウエハチャックを低温にする制御を開始する時点では、チラー目標温度を従来と同様に決定し、実際に温度制御を行っている際のウエハチャックの温度変化を検出し、その変動幅に応じてチラー目標温度を変化させることを特徴とする。具体的には、ウエハチャックの温度変化の変動幅が目標温度とチラー目標温度の差より十分に小さい場合には、チラー目標温度を増加する。   In order to achieve the above object, the prober and prober wafer chuck temperature control method according to the present invention determines the chiller target temperature in the same manner as in the prior art at the time of starting the control to lower the wafer chuck temperature, and actually controls the temperature. It is characterized in that a change in the temperature of the wafer chuck during the process is detected and the chiller target temperature is changed in accordance with the fluctuation range. Specifically, when the fluctuation range of the temperature change of the wafer chuck is sufficiently smaller than the difference between the target temperature and the chiller target temperature, the chiller target temperature is increased.

すなわち、本発明のプローバは、ウエハを保持するウエハチャックと、各部を制御する制御部と、を備え、ウエハ上に形成された複数の半導体装置をテスタで検査をするために、前記テスタの各端子を前記半導体装置の電極に接続するプローバであって、前記ウエハを保持する前記ウエハチャックの表面を冷却する冷却手段と、前記ウエハを保持する前記ウエハチャックの表面を加熱する加熱手段と、を備え、前記制御部は、前記ウエハを保持する前記ウエハチャックの表面を低温にする時には、前記ウエハチャックの表面を目標温度より低温のチラー目標温度にするように前記冷却手段を動作させると共に、前記加熱手段を動作させて前記目標温度になるように制御するプローバにおいて、前記制御部は、前記ウエハチャックを前記目標温度になるようにする制御が行われている時に、前記ウエハチャックの表面温度の変化を検出して変動幅を算出し、算出した変動幅を、前記目標温度と前記チラー目標温度の差と比較し、比較結果に基づいて前記チラー目標温度を変化させることを特徴とする。   That is, the prober of the present invention includes a wafer chuck that holds a wafer and a control unit that controls each part, and in order to inspect a plurality of semiconductor devices formed on the wafer with a tester, A prober for connecting a terminal to an electrode of the semiconductor device, a cooling means for cooling the surface of the wafer chuck holding the wafer, and a heating means for heating the surface of the wafer chuck holding the wafer. And when the surface of the wafer chuck holding the wafer is cooled, the control unit operates the cooling means to bring the surface of the wafer chuck to a chiller target temperature lower than a target temperature, and In a prober for controlling the wafer chuck to operate at a target temperature by operating a heating means, the control unit controls the wafer chuck to the target temperature. When the control is performed, a change in the surface temperature of the wafer chuck is detected to calculate a fluctuation range, and the calculated fluctuation range is compared with a difference between the target temperature and the chiller target temperature. The chiller target temperature is changed based on the comparison result.

また、本発明のプローバのウエハチャックの温度制御方法は、ウエハチャックの表面を低温にする時には、冷却手段により、前記ウエハチャックの表面を目標温度より低温のチラー目標温度にするように制御すると共に、加熱手段により前記目標温度になるように制御するプローバのウエハチャックの温度制御方法において、前記ウエハチャックを前記目標温度になるようにする制御が行われている時に、前記ウエハチャックの表面温度の変化を検出し、検出した表面温度の変化から変動幅を算出し、算出した変動幅を、前記目標温度と前記チラー目標温度の差と比較し、比較結果に基づいて前記チラー目標温度を変化させることを特徴とする。   According to the prober temperature control method of the prober of the present invention, when the surface of the wafer chuck is lowered, the cooling means controls the surface of the wafer chuck to a chiller target temperature lower than the target temperature. In the prober wafer chuck temperature control method for controlling the wafer chuck to reach the target temperature by the heating means, the surface temperature of the wafer chuck is controlled when the wafer chuck is controlled to reach the target temperature. Change is detected, a fluctuation range is calculated from the detected change in the surface temperature, the calculated fluctuation range is compared with a difference between the target temperature and the chiller target temperature, and the chiller target temperature is changed based on the comparison result. It is characterized by that.

上記比較は、変動幅の、目標温度とチラー目標温度の差に対する比率を算出し、算出した比率が所定値より小さいかを判定することにより行わる。そして、変動幅が小さい時にチラー目標温度を所定温度増加する。   The comparison is performed by calculating a ratio of the fluctuation range to the difference between the target temperature and the chiller target temperature, and determining whether the calculated ratio is smaller than a predetermined value. When the fluctuation range is small, the chiller target temperature is increased by a predetermined temperature.

上記のようなウエハチャックの温度制御を行う場合、ウエハチャックの温度は、目標温度、室温、ウエハの種類、搭載されたデバイスの特性など各種の要因に影響されるため、変動幅は一定しない。プローバには、どのような場合でも目標温度での検査が行えることが要求される。チラー目標温度と目標温度の差が変動幅より小さい場合、ウエハチャックを目標温度にすることが不可能であるという事態が生じるが、プローバにはこのような事態が生じないようにすることが要求される。そのため、チラー目標温度と目標温度の差を十分に小さくすることはできない。   When the temperature control of the wafer chuck as described above is performed, the fluctuation range is not constant because the temperature of the wafer chuck is affected by various factors such as the target temperature, room temperature, wafer type, and characteristics of the mounted device. The prober is required to be able to inspect at the target temperature in any case. If the difference between the chiller target temperature and the target temperature is smaller than the fluctuation range, it may be impossible to bring the wafer chuck to the target temperature, but the prober is required to avoid such a situation. Is done. Therefore, the difference between the chiller target temperature and the target temperature cannot be made sufficiently small.

上記のように、変動幅に影響する要因は各種あるが、実際に温度制御した時の変動幅がこれらの要因の総合的な結果である。本発明はこの点に着目して、実際に温度制御した時の変動幅を求め、変動幅を目標温度とチラー目標温度の差と比較し、比較結果に基づいてチラー目標温度を最適な値になるように変化させる。これにより、温度変化の変動幅が大きい場合にも対処可能で、かつチラー目標温度を目標温度に近づけられる場合にはそのサを小さくするので消費電力を低減することが可能である。   As described above, there are various factors that affect the fluctuation range, but the fluctuation range when the temperature is actually controlled is a comprehensive result of these factors. Focusing on this point, the present invention obtains the fluctuation range when the temperature is actually controlled, compares the fluctuation range with the difference between the target temperature and the chiller target temperature, and sets the chiller target temperature to the optimum value based on the comparison result. Change to be. As a result, even when the fluctuation range of the temperature change is large, it is possible to cope with it, and when the chiller target temperature can be brought close to the target temperature, the power is reduced because the size is reduced.

半導体製造工程のプローブ検査では、同種のウエハが同一の温度条件で連続して測定される場合がある。このような場合には、検査するウエハを交換しても類似の変動幅になることが予測されるので、前のウエハを検査した時のチラー目標温度を利用することが可能である。   In probe inspection in a semiconductor manufacturing process, the same type of wafer may be continuously measured under the same temperature condition. In such a case, even if the wafer to be inspected is replaced, it is predicted that a similar fluctuation range will be obtained. Therefore, it is possible to use the chiller target temperature when the previous wafer is inspected.

本発明によれば、制御シーケンスを変更するだけで、各種の検査条件に対応可能でかつ消費電力を低減したプローバおよびプローバのウエハチャックの温度制御方法が実現できる。   According to the present invention, it is possible to realize a prober and a prober wafer chuck temperature control method that can cope with various inspection conditions and reduce power consumption by simply changing the control sequence.

以下本発明の実施例のプローバを説明するが、実施例のプローバのハードウエア構成は、図1および図2で説明した従来のプローバと同じであり、低温条件での制御部16の制御シーケンスのみが異なる。   The prober of the embodiment of the present invention will be described below. The hardware configuration of the prober of the embodiment is the same as that of the conventional prober described with reference to FIGS. 1 and 2, and only the control sequence of the control unit 16 under low temperature conditions. Is different.

図4は、本発明による低温時のウエハチャックの温度制御を説明する図である。ウエハチャック11を低温の目標温度Tにする場合には、従来と同様にチラー目標温度C1を決定し、従来と同様の方法でウエハチャック11を目標温度Tにする制御を実行する。当然のことながら、ウエハチャック11が目標温度Tに対して所定範囲内になった段階で検査が開始される。制御部16は、検査と並行して温度センサ19の出力を読み取り、ウエハチャック11の表面付近の温度を検出する。   FIG. 4 is a view for explaining temperature control of the wafer chuck at a low temperature according to the present invention. When the wafer chuck 11 is set to the low target temperature T, the chiller target temperature C1 is determined in the same manner as in the prior art, and control for setting the wafer chuck 11 to the target temperature T is executed in the same manner as in the prior art. As a matter of course, the inspection is started when the wafer chuck 11 is within a predetermined range with respect to the target temperature T. In parallel with the inspection, the control unit 16 reads the output of the temperature sensor 19 and detects the temperature near the surface of the wafer chuck 11.

ウエハチャック11の表面付近の温度が、図4の(A)に示すように、比較的小さな変動幅で変化した時には、チラー目標温度をC1から、目標温度Tに近いC2に上昇させる。また、ウエハチャック11の表面付近の温度が、図4の(B)に示すように、変動幅が大きい時には、チラー目標温度をC1のまま維持する。   As shown in FIG. 4A, when the temperature near the surface of the wafer chuck 11 changes with a relatively small fluctuation range, the chiller target temperature is increased from C1 to C2 close to the target temperature T. When the temperature near the surface of the wafer chuck 11 has a large fluctuation range as shown in FIG. 4B, the chiller target temperature is maintained at C1.

図5は、実施例のプローバにおける低温時のウエハチャックの温度制御シーケンスを示すフローチャートである。   FIG. 5 is a flowchart showing a temperature control sequence of the wafer chuck at a low temperature in the prober of the embodiment.

ステップ101では、従来と同様に目標温度Tに応じてチラー目標温度C1を決定する。   In step 101, the chiller target temperature C1 is determined according to the target temperature T as in the conventional case.

ステップ102では、従来と同様にウエハチャック11を目標温度Tにするように、ヒータ13およびチラー機構を制御する。もしウエハチャック11が目標温度Tに対して所定範囲内になった時には検査を開始する。   In step 102, the heater 13 and the chiller mechanism are controlled so as to bring the wafer chuck 11 to the target temperature T as in the conventional case. If the wafer chuck 11 is within a predetermined range with respect to the target temperature T, the inspection is started.

ステップ103では、温度センサ19の出力するウエハチャック11の温度を検出して、その変動幅を算出する。   In step 103, the temperature of the wafer chuck 11 output from the temperature sensor 19 is detected, and the fluctuation range is calculated.

ステップ104では、算出した変動幅の、目標温度Tとチラー目標温度Cの差T−Cに対する比率Rを算出する。   In step 104, the ratio R of the calculated fluctuation range to the difference TC between the target temperature T and the chiller target temperature C is calculated.

ステップ105では、比率Rが、TRより小さいかを判定する。Tは例えば0.7程度の値である。RがTRより小さければステップ106に進み、そうでなければステップ102に戻る。   In step 105, it is determined whether the ratio R is smaller than TR. T is a value of about 0.7, for example. If R is smaller than TR, the process proceeds to step 106; otherwise, the process returns to step 102.

ステップ106では、チラー目標温度CをΔ(T−C)だけ上昇させる。ここでΔは例えば0.1乃至0.2の値である。ステップ106の後、ステップ102に戻る。   In step 106, the chiller target temperature C is increased by Δ (TC). Here, Δ is a value of 0.1 to 0.2, for example. After step 106, the process returns to step 102.

図5に示した動作を繰り返すことにより、ウエハチャックの温度の変動幅が小さい場合には、チラー目標温度が目標温度に近くなる。これにより、消費電力(消費エネルギー)が低減される。   By repeating the operation shown in FIG. 5, the chiller target temperature becomes close to the target temperature when the fluctuation range of the temperature of the wafer chuck is small. Thereby, power consumption (energy consumption) is reduced.

以上本発明の実施例を説明したが、各種の変形例が可能であるのはいうまでもない。例えば、図5のフローチャートに示した以外の制御方法も可能である。また、ウエハチャックを加熱する加熱機構と、冷却するチラー機構と、を有する構成であれば、どのような構成にも本発明を適用することができる。   Although the embodiments of the present invention have been described above, it goes without saying that various modifications are possible. For example, control methods other than those shown in the flowchart of FIG. 5 are possible. In addition, the present invention can be applied to any configuration as long as it has a heating mechanism for heating the wafer chuck and a chiller mechanism for cooling the wafer chuck.

本発明は、ウエハチャックの加熱機構とチラー機構を有するプローバであれば、どのようなものにも適用可能である。   The present invention can be applied to any prober having a wafer chuck heating mechanism and a chiller mechanism.

ウエハ温度調整機構を有するプローバを備えるウエハテストシステムの概略構成を示す図である。It is a figure which shows schematic structure of a wafer test system provided with the prober which has a wafer temperature adjustment mechanism. チラー機構の構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of a chiller mechanism. ウエハチャックの加熱機構とチラー機構の両方を利用して低温にする従来の制御を説明する図である。It is a figure explaining the conventional control which makes low temperature using both the heating mechanism and chiller mechanism of a wafer chuck. 本発明の実施例の温度制御を説明する図である。It is a figure explaining the temperature control of the Example of this invention. 本発明の実施例の温度制御動作を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the temperature control operation | movement of the Example of this invention.

符号の説明Explanation of symbols

11 ウエハチャック
12 冷却液経路
13、13A、13B ヒータ
14 冷却液源
16 制御部
19、19A、19B 温度センサ
W ウエハ
DESCRIPTION OF SYMBOLS 11 Wafer chuck 12 Coolant liquid path | route 13, 13A, 13B Heater 14 Coolant source 16 Control part 19, 19A, 19B Temperature sensor W Wafer

Claims (4)

ウエハを保持するウエハチャックと、
各部を制御する制御部と、を備え、ウエハ上に形成された複数の半導体装置をテスタで検査をするために、前記テスタの各端子を前記半導体装置の電極に接続するプローバであって、
前記ウエハを保持する前記ウエハチャックの表面を冷却する冷却手段と、
前記ウエハを保持する前記ウエハチャックの表面を加熱する加熱手段と、を備え、
前記制御部は、前記ウエハを保持する前記ウエハチャックの表面を低温にする時には、前記ウエハチャックの表面を目標温度より低温のチラー目標温度にするように前記冷却手段を動作させると共に、前記加熱手段を動作させて前記目標温度になるように制御するプローバにおいて、
前記制御部は、前記ウエハチャックを前記目標温度になるようにする制御が行われている時に、前記ウエハチャックの表面温度の変化を検出して変動幅を算出し、算出した変動幅を、前記目標温度と前記チラー目標温度の差と比較し、比較結果に基づいて前記チラー目標温度を変化させることを特徴とするプローバ。
A wafer chuck for holding the wafer;
A prober for connecting each terminal of the tester to an electrode of the semiconductor device in order to inspect the plurality of semiconductor devices formed on the wafer with a tester.
Cooling means for cooling the surface of the wafer chuck for holding the wafer;
Heating means for heating the surface of the wafer chuck for holding the wafer,
The control unit operates the cooling unit to lower the surface of the wafer chuck holding the wafer to a chiller target temperature lower than a target temperature, and to operate the heating unit. In a prober that controls the target temperature to operate by operating
When the control is performed so that the wafer chuck reaches the target temperature, the control unit detects a change in the surface temperature of the wafer chuck and calculates a fluctuation range. A prober characterized by comparing a target temperature and a difference between the chiller target temperature and changing the chiller target temperature based on a comparison result.
前記制御部は、前記変動幅の、前記目標温度と前記チラー目標温度の差に対する比率を算出し、算出した比率が所定値より小さい時に、前記チラー目標温度を所定温度増加する請求項1に記載のプローバ。   The control unit calculates a ratio of the fluctuation range to a difference between the target temperature and the chiller target temperature, and increases the chiller target temperature by a predetermined temperature when the calculated ratio is smaller than a predetermined value. Prober. ウエハチャックの表面を低温にする時には、冷却手段により、前記ウエハチャックの表面を目標温度より低温のチラー目標温度にするように制御すると共に、加熱手段により前記目標温度になるように制御するプローバのウエハチャックの温度制御方法において、
前記ウエハチャックを前記目標温度になるようにする制御が行われている時に、前記ウエハチャックの表面温度の変化を検出し、
検出した表面温度の変化から変動幅を算出し、
算出した変動幅を、前記目標温度と前記チラー目標温度の差と比較し、
比較結果に基づいて前記チラー目標温度を変化させることを特徴とするプローバのウエハチャックの温度制御方法。
When the surface of the wafer chuck is lowered, the prober is controlled so that the surface of the wafer chuck is set to a chiller target temperature lower than the target temperature by the cooling means, and the target temperature is controlled by the heating means. In the wafer chuck temperature control method,
When control is performed to bring the wafer chuck to the target temperature, a change in the surface temperature of the wafer chuck is detected,
Calculate the fluctuation range from the detected surface temperature change,
Compare the calculated fluctuation range with the difference between the target temperature and the chiller target temperature,
A prober wafer chuck temperature control method, wherein the chiller target temperature is changed based on a comparison result.
前記比較では、前記変動幅の、前記目標温度と前記チラー目標温度の差に対する比率を算出し、算出した比率が所定値より小さいかを判定し、
小さい時に、前記チラー目標温度を所定温度増加する請求項3に記載のプローバのウエハチャックの温度制御方法。
In the comparison, a ratio of the fluctuation range to a difference between the target temperature and the chiller target temperature is calculated, and it is determined whether the calculated ratio is smaller than a predetermined value.
4. The prober wafer chuck temperature control method according to claim 3, wherein when the temperature is small, the chiller target temperature is increased by a predetermined temperature.
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101949009A (en) * 2010-09-07 2011-01-19 理想能源设备(上海)有限公司 Temperature control method of plasma chemical vapor deposition base
JP2012043916A (en) * 2010-08-18 2012-03-01 Mitsubishi Electric Corp Semiconductor wafer cooling apparatus
KR101177112B1 (en) 2010-05-14 2012-08-27 유니셈(주) Electric Chiller apparatus and Method for controlling temperature in the same

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH07115058A (en) * 1993-10-18 1995-05-02 Dainippon Screen Mfg Co Ltd Board cooling device
JP3188363B2 (en) * 1994-01-21 2001-07-16 エフエスアイ・インターナショナル・インコーポレーテッド Temperature controller using circulating coolant and temperature control method therefor
JP2001210683A (en) * 2000-01-25 2001-08-03 Tokyo Seimitsu Co Ltd Chucking mechanism of prober
JP2002124558A (en) * 2000-10-16 2002-04-26 Sumitomo Heavy Ind Ltd Cooling/heating plate for wafer chuck and wafer chuck
JP2003148852A (en) * 2001-11-09 2003-05-21 Sumitomo Heavy Ind Ltd Temperature control device for chuck, and temperature control method for chuck
JP2007134545A (en) * 2005-11-11 2007-05-31 Tokyo Seimitsu Co Ltd Prober

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH07115058A (en) * 1993-10-18 1995-05-02 Dainippon Screen Mfg Co Ltd Board cooling device
JP3188363B2 (en) * 1994-01-21 2001-07-16 エフエスアイ・インターナショナル・インコーポレーテッド Temperature controller using circulating coolant and temperature control method therefor
JP2001210683A (en) * 2000-01-25 2001-08-03 Tokyo Seimitsu Co Ltd Chucking mechanism of prober
JP2002124558A (en) * 2000-10-16 2002-04-26 Sumitomo Heavy Ind Ltd Cooling/heating plate for wafer chuck and wafer chuck
JP2003148852A (en) * 2001-11-09 2003-05-21 Sumitomo Heavy Ind Ltd Temperature control device for chuck, and temperature control method for chuck
JP2007134545A (en) * 2005-11-11 2007-05-31 Tokyo Seimitsu Co Ltd Prober

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101177112B1 (en) 2010-05-14 2012-08-27 유니셈(주) Electric Chiller apparatus and Method for controlling temperature in the same
JP2012043916A (en) * 2010-08-18 2012-03-01 Mitsubishi Electric Corp Semiconductor wafer cooling apparatus
CN101949009A (en) * 2010-09-07 2011-01-19 理想能源设备(上海)有限公司 Temperature control method of plasma chemical vapor deposition base

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