JP2014190801A - Semiconductor device temperature controller - Google Patents

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実 藤島
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To control a temperature of a semiconductor device as a test object accurately.SOLUTION: A semiconductor device temperature controller (10A) which controls a heat source (20A) to set a desired temperature of a semiconductor device formed on a semiconductor wafer (30) as a test object comprises: a probe (11) configured to be able to contact a temperature measurement device (31) formed on the semiconductor wafer; an electric characteristics measurement unit (12) measuring the electric characteristics of the temperature measurement device via the probe with the semiconductor wafer being heated by the heat source or being cooled; a heat source control unit (16A) receiving a measurement result obtained by the electric characteristics measurement unit and a target value, and controlling the heat source so as to cause the measurement result obtained by the electric characteristics measurement unit to coincide with the target value. The target value is determined based on a measurement result of the electric characteristics of a temperature measurement device (31') formed on a reference semiconductor wafer (30') placed in a thermostat bath (40) whose temperature is maintained in a desired temperature.

Description

本発明は、半導体デバイスの温度制御装置に関し、特に半導体ウェハに形成された半導体デバイスを所望の温度に設定する半導体デバイス温度制御装置に関する。   The present invention relates to a temperature control device for a semiconductor device, and more particularly to a semiconductor device temperature control device for setting a semiconductor device formed on a semiconductor wafer to a desired temperature.

半導体デバイスのパッケージング前にウェハレベルで半導体デバイスの検査を行うことがある。従来、ウェハレベルの半導体デバイスの温度特性の検査をする場合、チャックで半導体ウェハを固定し、チャック内部の熱源によって半導体ウェハ全体を所望の温度に加熱または冷却している(例えば、特許文献1を参照)。   A semiconductor device may be inspected at the wafer level before packaging the semiconductor device. Conventionally, when inspecting temperature characteristics of a semiconductor device at a wafer level, the semiconductor wafer is fixed by a chuck, and the entire semiconductor wafer is heated or cooled to a desired temperature by a heat source inside the chuck (for example, see Patent Document 1). reference).

特開2007−201484号公報JP 2007-201484 A

半導体ウェハが室温環境に晒された状態でチャックを介して加熱または冷却された場合、半導体ウェハ表面から開放空間へ吸放熱が起こるため、半導体ウェハに形成された半導体デバイスの温度を正確に制御することが困難である。   When a semiconductor wafer is heated or cooled via a chuck while exposed to a room temperature environment, heat is absorbed and released from the surface of the semiconductor wafer to the open space, so the temperature of the semiconductor device formed on the semiconductor wafer is accurately controlled. Is difficult.

接触型の温度センサーで半導体デバイスの温度を測定することが考えられるが、センサーを通じて熱が逃げるなどしてデバイスとセンサーの接触箇所で温度差が生じるため、半導体デバイスの温度を正確に知ることが困難である。   Although it is conceivable to measure the temperature of a semiconductor device with a contact-type temperature sensor, a temperature difference occurs at the contact point between the device and the sensor due to heat escaping through the sensor, so it is possible to know the temperature of the semiconductor device accurately. Have difficulty.

また、放射温度計などの非接触型の温度センサーを用いることも考えられるが、これらは一般に測定精度が低いという問題がある。また、温度測定のために被測定物に黒体塗料を塗る必要があるため、検査対象のデバイスの代わりに参照用のデバイスを用意してその温度を測定する必要があり、検査対象のデバイスの温度が正確にわからない。   Further, it is conceivable to use a non-contact type temperature sensor such as a radiation thermometer, but these generally have a problem that the measurement accuracy is low. Also, because it is necessary to apply black body paint to the object to be measured for temperature measurement, it is necessary to prepare a reference device instead of the device to be inspected and measure its temperature. I don't know the exact temperature.

上記問題に鑑み、本発明は、検査対象の半導体デバイスの温度を正確に制御することを課題とする。   In view of the above problems, an object of the present invention is to accurately control the temperature of a semiconductor device to be inspected.

本発明の一局面に従った半導体デバイス温度制御装置は、熱源を制御して、検査対象の半導体ウェハに形成された半導体デバイスを所望の温度に設定する半導体デバイス温度制御装置であって、前記半導体ウェハに形成された温度計測用デバイスに接触可能に構成されたプローブと、前記熱源により前記半導体ウェハが加熱または冷却されている状態で、前記プローブを介して前記温度計測用デバイスの電気特性を計測する電気特性計測部と、前記電気特性計測部による計測結果と目標値とを受け、前記電気特性計測部による計測結果が前記目標値に一致するように前記熱源を制御する熱源制御部とを備え、前記目標値が、前記所望の温度に維持された恒温槽内に置かれた参照用の半導体ウェハに形成された温度計測用デバイスの電気特性の計測結果に基づいて決定されるものである。   A semiconductor device temperature control apparatus according to an aspect of the present invention is a semiconductor device temperature control apparatus that controls a heat source to set a semiconductor device formed on a semiconductor wafer to be inspected to a desired temperature. A probe configured to be able to contact a temperature measuring device formed on the wafer, and measuring the electrical characteristics of the temperature measuring device through the probe in a state where the semiconductor wafer is heated or cooled by the heat source. And a heat source control unit that receives the measurement result and the target value by the electric characteristic measurement unit and controls the heat source so that the measurement result by the electric characteristic measurement unit matches the target value. The target value is an electrical characteristic of a temperature measuring device formed on a reference semiconductor wafer placed in a thermostatic chamber maintained at the desired temperature. It is to be determined on the basis of the measurement results.

これによると、検査対象の半導体デバイスの電気特性が、恒温槽内に置かれた参照用の半導体ウェハに形成された温度計測用デバイスの電気特性の計測結果と同じになるように熱源が制御される。よって、検査対象の半導体ウェハに形成された半導体デバイスの温度を、恒温槽の設定温度と同等に高精度に制御することができる。   According to this, the heat source is controlled so that the electrical characteristics of the semiconductor device to be inspected are the same as the measurement results of the electrical characteristics of the temperature measuring device formed on the reference semiconductor wafer placed in the thermostat. The Therefore, the temperature of the semiconductor device formed on the semiconductor wafer to be inspected can be controlled with high accuracy equivalent to the set temperature of the thermostat.

上記の半導体デバイス温度制御装置は、さらに、前記参照用の半導体ウェハに形成された温度計測用デバイスの電気特性を計測するもう一つの電気特性計測部を備えていてもよい。この場合、前記熱源制御部が、前記目標値として、前記もう一つの電気特性計測部による計測結果を受けながら前記熱源を制御する。   The semiconductor device temperature control apparatus may further include another electrical property measurement unit that measures electrical properties of the temperature measurement device formed on the reference semiconductor wafer. In this case, the heat source control unit controls the heat source while receiving the measurement result by the another electrical characteristic measurement unit as the target value.

あるいは、上記の半導体デバイス温度制御装置は、さらに、前記恒温槽の温度と前記参照用の半導体ウェハに形成された温度計測用デバイスの電気特性の計測結果とが対応づけられた制御情報を保持する記憶部を備えていてもよい。この場合、前記熱源制御部が、前記制御情報を参照して前記目標値を取得して前記熱源を制御する。   Alternatively, the semiconductor device temperature control apparatus further holds control information in which the temperature of the thermostatic chamber is associated with the measurement result of the electrical characteristics of the temperature measurement device formed on the reference semiconductor wafer. A storage unit may be provided. In this case, the heat source control unit acquires the target value with reference to the control information and controls the heat source.

前記温度計測用デバイスは、例えば、ダイオードである。   The temperature measuring device is, for example, a diode.

本発明によると、半導体ウェハに形成された半導体デバイスの温度を高精度に制御することができる。   According to the present invention, the temperature of a semiconductor device formed on a semiconductor wafer can be controlled with high accuracy.

第1の実施形態に係る半導体デバイス温度制御装置の構成図1 is a configuration diagram of a semiconductor device temperature control apparatus according to a first embodiment. 第1の実施形態の変形例に係る半導体デバイス温度制御装置の構成図Configuration diagram of a semiconductor device temperature control apparatus according to a modification of the first embodiment 第2の実施形態に係る半導体デバイス温度制御装置の構成図The block diagram of the semiconductor device temperature control apparatus which concerns on 2nd Embodiment 第2の実施形態に係る半導体デバイス温度制御装置で用いられる制御情報を生成するシステムの構成図The block diagram of the system which produces | generates the control information used with the semiconductor device temperature control apparatus which concerns on 2nd Embodiment

以下、図面を参照しながら本発明を実施するための形態について説明する。なお、本発明は、以下の実施形態に限定されるものではない。   DESCRIPTION OF EMBODIMENTS Hereinafter, embodiments for carrying out the present invention will be described with reference to the drawings. In addition, this invention is not limited to the following embodiment.

≪第1の実施形態≫
図1は、第1の実施形態に係る半導体デバイス温度制御装置の構成を示す。本実施形態に係る半導体デバイス温度制御装置10Aは、熱源20Aを制御して検査対象の半導体ウェハ30に形成された半導体デバイスを所望の温度に設定するものであり、電気特性計測部12,14、および熱源制御部16Aを備えている。
<< First Embodiment >>
FIG. 1 shows a configuration of a semiconductor device temperature control apparatus according to the first embodiment. The semiconductor device temperature control apparatus 10A according to the present embodiment controls the heat source 20A to set a semiconductor device formed on the semiconductor wafer 30 to be inspected to a desired temperature. The electrical characteristic measuring units 12, 14, And a heat source controller 16A.

半導体ウェハ30は、チャンバーなどの密閉容器に収容することなく室温環境に晒された状態で図示しないステージ上に電極側を上にして置かれ、チャック22によって固定される。静電チャック、真空チャック、ポーラスチャックなどを用いて半導体ウェハ30を吸着してチャック22上に固定してもよいし、メカニカルチャックなどを用いて半導体ウェハ30をチャック22上に機械的に固定してもよい。   The semiconductor wafer 30 is placed in a state not exposed in a room temperature environment without being housed in a sealed container such as a chamber and placed on a stage (not shown) with the electrode side facing up, and is fixed by the chuck 22. The semiconductor wafer 30 may be attracted and fixed on the chuck 22 using an electrostatic chuck, vacuum chuck, porous chuck, or the like, or the semiconductor wafer 30 may be mechanically fixed on the chuck 22 using a mechanical chuck or the like. May be.

チャック22の内部または下部に熱源20Aが配置されている。後述するように、熱源20Aは熱源制御部16Aによって加熱または冷却動作が制御される。熱源20Aがチャック22を加熱または冷却することで、チャックプレート表面が均一の温度に設定できるようになっている。熱源20Aは、例えば、セラミックヒーターなどのヒーターユニットである。さらに、熱源20Aは、空気冷却やガス冷却などの冷却ユニットを備えていてもよい。   A heat source 20 </ b> A is disposed inside or below the chuck 22. As will be described later, the heating or cooling operation of the heat source 20A is controlled by the heat source controller 16A. The heat source 20A heats or cools the chuck 22, whereby the surface of the chuck plate can be set to a uniform temperature. The heat source 20A is a heater unit such as a ceramic heater, for example. Furthermore, the heat source 20A may include a cooling unit such as air cooling or gas cooling.

半導体ウェハ30の下面とチャックプレート表面とは密着しており、熱源20Aによってチャックプレート表面が均一の温度に設定されることによって半導体ウェハ30も全体が均一な温度に設定されるようになっている。   The lower surface of the semiconductor wafer 30 and the chuck plate surface are in close contact with each other, and the entire surface of the semiconductor wafer 30 is also set to a uniform temperature by setting the chuck plate surface to a uniform temperature by the heat source 20A. .

上記のようにチャック22に固定され、さらに所望の温度に設定された状態の半導体ウェハ30の表面に図示しないプローブカードを接触させて半導体ウェハ30に形成された半導体デバイスの検査が行われる。   As described above, the semiconductor device formed on the semiconductor wafer 30 is inspected by bringing a probe card (not shown) into contact with the surface of the semiconductor wafer 30 fixed to the chuck 22 and set to a desired temperature.

半導体ウェハ30にはさまざまな半導体素子や集積回路が形成されている。そのうちの一つに、温度計測用デバイスとしてのダイオード31がある。一般に、ダイオードは、温度が高くなると順方向電圧が小さくなるといった温度依存性を有する。したがって、ダイオード31を温度計測用デバイスとして用いるのが適当である。   Various semiconductor elements and integrated circuits are formed on the semiconductor wafer 30. One of them is a diode 31 as a temperature measuring device. In general, the diode has a temperature dependency such that the forward voltage decreases as the temperature increases. Therefore, it is appropriate to use the diode 31 as a temperature measuring device.

電気特性計測部12,14は、計測対象の素子に対して定電流を供給しながら当該素子の電圧を計測する、または、定電圧を供給しながら当該素子に流れる電流を計測する計測機器である。電気特性計測部12,14として、例えば、ソース・メジャーメント・ユニットを用いることができる。   The electrical characteristic measuring units 12 and 14 are measuring devices that measure a voltage of the element while supplying a constant current to the element to be measured, or measure a current flowing through the element while supplying a constant voltage. . For example, a source measurement unit can be used as the electrical property measuring units 12 and 14.

電気特性計測部12は、熱源20Aにより加熱または冷却された状態の半導体ウェハ30のダイオード31の電気特性(電圧または電流)を計測する。半導体デバイス温度制御装置10Aは、ダイオード31のアノードおよびカソードのそれぞれに接触可能に構成されたプローブ11を備えている。電気特性計測部12は、プローブ11を介してダイオード31に定電流または定電圧を供給しながらダイオード31の電圧または電流を計測する。   The electrical property measurement unit 12 measures electrical properties (voltage or current) of the diode 31 of the semiconductor wafer 30 that is heated or cooled by the heat source 20A. The semiconductor device temperature control apparatus 10 </ b> A includes a probe 11 configured to be able to contact each of an anode and a cathode of a diode 31. The electrical characteristic measurement unit 12 measures the voltage or current of the diode 31 while supplying a constant current or constant voltage to the diode 31 via the probe 11.

一方、恒温槽40内に参照用の半導体ウェハ30’が置かれている。半導体ウェハ30’に形成された半導体デバイスは、検査対象の半導体ウェハ30に形成された半導体デバイスと同じ温度特性および電気特性を有するものである。   On the other hand, a semiconductor wafer 30 ′ for reference is placed in the constant temperature bath 40. The semiconductor device formed on the semiconductor wafer 30 ′ has the same temperature characteristics and electrical characteristics as the semiconductor device formed on the semiconductor wafer 30 to be inspected.

恒温槽40は、断熱構造を有し、外気温にかかわらず内部を均一に長時間一定温度に維持することができる恒温恒温槽である。温度コントローラ42に所望の温度を指示することで、恒温槽40の内部温度がその温度に設定され維持される。半導体ウェハ30’を十分に長い期間、恒温槽40内に密閉することにより、半導体ウェハ30’は全体が恒温槽40の内部温度とほぼ同じ温度に均一に保たれる。   The thermostatic bath 40 is a thermostatic bath having a heat insulating structure and capable of maintaining the inside uniformly at a constant temperature for a long time regardless of the outside air temperature. By instructing the temperature controller 42 to a desired temperature, the internal temperature of the thermostatic chamber 40 is set and maintained at that temperature. By sealing the semiconductor wafer 30 ′ in the thermostat 40 for a sufficiently long period, the entire semiconductor wafer 30 ′ is kept uniformly at substantially the same temperature as the internal temperature of the thermostat 40.

温度設定範囲は個々の装置によって異なるが、高温タイプのものだと概ね室温〜百数十℃であり、冷却ユニットを備えた低温タイプのものだと概ねマイナス数十℃〜百数十℃である。   Although the temperature setting range varies depending on the individual device, it is generally from room temperature to hundreds of degrees Celsius for high-temperature types, and from minus tens to hundreds of degrees Celsius for low-temperature types equipped with a cooling unit. .

電気特性計測部14は、恒温槽40内で一定温度に維持された状態の半導体ウェハ30’のダイオード31’の電気特性を計測する。恒温槽40内ではプローブが使用できないため、半導体ウェハ30’の表面の電極に計測用の信号線がボンディングされている。電気特性計測部14は、当該信号線を介してダイオード31’に定電流または定電圧を供給しながらダイオード31’の電圧または電流を計測する。   The electrical characteristic measuring unit 14 measures the electrical characteristics of the diode 31 ′ of the semiconductor wafer 30 ′ maintained at a constant temperature in the constant temperature bath 40. Since a probe cannot be used in the thermostat 40, a measurement signal line is bonded to an electrode on the surface of the semiconductor wafer 30 '. The electrical characteristic measurement unit 14 measures the voltage or current of the diode 31 'while supplying a constant current or voltage to the diode 31' via the signal line.

熱源制御部16Aは、電気特性計測部12,14からそれぞれ計測結果を受け、これらに基づいて熱源20Aを制御する。より詳細には、熱源制御部16Aは、電気特性計測部12の計測結果と電気特性計測部14の計測結果とを比較し、両者の誤差に応じた制御量で熱源20Aを制御する。すなわち、熱源制御部16Aは、電気特性計測部14の計測結果を目標値として、電気特性計測部12の計測結果が当該目標値に一致するように熱源20Aの加熱または冷却動作を制御する。   The heat source control unit 16A receives the measurement results from the electrical characteristic measurement units 12 and 14 and controls the heat source 20A based on these results. More specifically, the heat source control unit 16A compares the measurement result of the electrical property measurement unit 12 and the measurement result of the electrical property measurement unit 14, and controls the heat source 20A with a control amount corresponding to the error between the two. That is, the heat source control unit 16A controls the heating or cooling operation of the heat source 20A so that the measurement result of the electrical characteristic measurement unit 12 matches the target value with the measurement result of the electrical characteristic measurement unit 14 as a target value.

例えば、電気特性計測部12,14が計測結果としてそれぞれアナログ信号を出力する場合、熱源制御部16Aはアナログ比較器で実現することができる。   For example, when the electrical characteristic measurement units 12 and 14 output analog signals as measurement results, the heat source control unit 16A can be realized by an analog comparator.

あるいは、電気特性計測部12,14が計測結果としてそれぞれデジタル値を出力する場合、または、電気特性計測部12,14が計測結果としてそれぞれ出力するアナログ信号を図示しないAD変換器で適当なサンプリング周波数でデジタル値に変換する場合、熱源制御部16Aはデジタル信号プロセッサで実現することができる。   Alternatively, when the electrical characteristic measuring units 12 and 14 each output a digital value as a measurement result, or an analog signal output by each of the electrical characteristic measuring units 12 and 14 as a measurement result is appropriately sampled by an AD converter (not shown). In the case of converting to a digital value, the heat source control unit 16A can be realized by a digital signal processor.

以上のように、本実施形態によると、検査対象の半導体ウェハ30のダイオード31の電気特性が、恒温槽40内で正確に所望の温度となっている参照用の半導体ウェハ30’のダイオード31’の電気特性と同じになるように熱源20Aが制御される。ダイオード31,31’の電気特性が同じということは、半導体ウェハ30,30’のそれぞれに形成された半導体デバイスの温度が同じであるとみなすことができる。すなわち、検査対象の半導体ウェハ30に形成された半導体デバイスの現在の温度は恒温槽40に設定した温度に等しいとみなすことができる。したがって、検査対象の半導体ウェハ30に形成された半導体デバイスの温度が恒温槽40の設定温度と同等に高精度に制御可能となる。   As described above, according to the present embodiment, the diode 31 ′ of the reference semiconductor wafer 30 ′ in which the electrical characteristics of the diode 31 of the semiconductor wafer 30 to be inspected are exactly the desired temperature in the thermostatic chamber 40. The heat source 20A is controlled so as to have the same electrical characteristics. That the electrical characteristics of the diodes 31 and 31 'are the same can be considered that the temperatures of the semiconductor devices formed on the semiconductor wafers 30 and 30' are the same. That is, it can be considered that the current temperature of the semiconductor device formed on the semiconductor wafer 30 to be inspected is equal to the temperature set in the thermostat 40. Therefore, the temperature of the semiconductor device formed on the semiconductor wafer 30 to be inspected can be controlled with high accuracy equivalent to the set temperature of the constant temperature bath 40.

なお、熱源20Aを、半導体ウェハ30の上部から半導体ウェハ30を加熱または冷却する熱源に置き換えてもよい。図2は、変形例に係る半導体デバイス温度制御装置の構成を示す。熱源20Bは、例えば、半導体ウェハ30の上部から半導体ウェハ30の表面に向けて熱風または冷風100を吹き付けるサーモストリーマである。あるいは、熱源20Bとして赤外線などの熱線を照射するヒーターを用いることができる。   Note that the heat source 20 </ b> A may be replaced with a heat source that heats or cools the semiconductor wafer 30 from above the semiconductor wafer 30. FIG. 2 shows a configuration of a semiconductor device temperature control apparatus according to a modification. The heat source 20 </ b> B is, for example, a thermostreamer that blows hot air or cold air 100 toward the surface of the semiconductor wafer 30 from the top of the semiconductor wafer 30. Or the heater which irradiates heat rays, such as infrared rays, can be used as the heat source 20B.

また、熱源20A,20Bを併用して半導体ウェハ30を上部と下部から同時に加熱または冷却するようにしてもよい。   Further, the semiconductor wafer 30 may be simultaneously heated or cooled from the upper part and the lower part by using the heat sources 20A and 20B together.

≪第2の実施形態≫
図3は、第2の実施形態に係る半導体デバイス温度制御装置の構成を示す。本実施形態に係る半導体デバイス温度制御装置10Bは、熱源20Aを制御して検査対象の半導体ウェハ30に形成された半導体デバイスを所望の温度に設定するものであり、電気特性計測部12、熱源制御部16B、および記憶部18を備えている。以下、第1の実施形態と異なる点についてのみ説明する。
<< Second Embodiment >>
FIG. 3 shows the configuration of the semiconductor device temperature control apparatus according to the second embodiment. The semiconductor device temperature control apparatus 10B according to the present embodiment controls the heat source 20A to set the semiconductor device formed on the semiconductor wafer 30 to be inspected to a desired temperature. The electrical characteristic measurement unit 12, the heat source control A unit 16B and a storage unit 18 are provided. Only differences from the first embodiment will be described below.

記憶部18は、検査対象の半導体ウェハ30に形成された半導体デバイスに対して設定したい温度とその温度におけるダイオード31の電気特性との対応関係を表す制御情報を保持している。記憶部18は、RAM、フラッシュメモリ、ハードディスク装置などで実現することができる。   The storage unit 18 holds control information representing the correspondence between the temperature desired to be set for the semiconductor device formed on the semiconductor wafer 30 to be inspected and the electrical characteristics of the diode 31 at that temperature. The storage unit 18 can be realized by a RAM, a flash memory, a hard disk device, or the like.

熱源制御部16Bは、電気特性計測部12から計測結果を受けるとともに、記憶部18に保持されている制御情報を参照して目標値を取得する。そして、熱源制御部16Bは、電気特性計測部12の計測結果が当該目標値に一致するように熱源20Aの加熱または冷却動作を制御する。   The heat source control unit 16 </ b> B receives the measurement result from the electrical property measurement unit 12 and acquires the target value with reference to the control information held in the storage unit 18. Then, the heat source control unit 16B controls the heating or cooling operation of the heat source 20A so that the measurement result of the electrical characteristic measurement unit 12 matches the target value.

図4は、本実施形態に係る半導体デバイス温度制御装置10Bで用いられる制御情報を生成するシステムの構成を示す。当該システムにおいて、電気特性計測部14は、恒温槽40内に置かれた参照用の半導体ウェハ30’のダイオード31’の電気特性を計測する。上述したように、恒温槽40の内部は、温度コントローラ42で指示した通りの温度に設定され維持される。そこで、恒温槽40の温度をさまざまに変えて、各温度におけるダイオード31’の電気特性をあらかじめ計測しておく。こうして計測された電気特性と各温度との対応関係から上述の制御情報が生成される。   FIG. 4 shows a configuration of a system that generates control information used in the semiconductor device temperature control apparatus 10B according to the present embodiment. In the system, the electrical property measurement unit 14 measures electrical properties of the diode 31 ′ of the reference semiconductor wafer 30 ′ placed in the thermostatic chamber 40. As described above, the inside of the thermostatic chamber 40 is set and maintained at a temperature as instructed by the temperature controller 42. Therefore, the electrical characteristics of the diode 31 ′ at each temperature are measured in advance by changing the temperature of the thermostatic chamber 40 in various ways. The above control information is generated from the correspondence relationship between the measured electrical characteristics and each temperature.

以上のように、本実施形態によると、恒温槽40および参照用の半導体ウェハ30’を用意することなく、半導体ウェハ30’についてあらかじめ計測した結果を用いて検査対象の半導体ウェハ30に形成された半導体デバイスの温度制御を高精度に行うことができる。これにより、装置構成が簡略化される。また、複数の制御情報を使い分けることで、さまざまなタイプの半導体ウェハに形成されたさまざまな半導体デバイスについて高精度な温度制御を行うことができる。   As described above, according to the present embodiment, the constant temperature bath 40 and the reference semiconductor wafer 30 ′ are not prepared, and the semiconductor wafer 30 ′ is formed on the semiconductor wafer 30 to be inspected using the results measured in advance. The temperature control of the semiconductor device can be performed with high accuracy. Thereby, the apparatus configuration is simplified. In addition, by using a plurality of control information, high-precision temperature control can be performed for various semiconductor devices formed on various types of semiconductor wafers.

なお、本実施形態に係る半導体デバイス温度制御装置10Bについても、熱源20Aを、図2に示したような熱源20Bに置き換える、あるいは併用するように変形することが可能である。   Note that the semiconductor device temperature control apparatus 10B according to the present embodiment can be modified so that the heat source 20A is replaced with or used together with the heat source 20B as shown in FIG.

また、上記の各実施形態および変形例に係る半導体デバイス温度制御装置10A,10Bを半導体検査装置に組み込んで、検査時に半導体デバイスを高精度に温度制御することも可能である。   In addition, the semiconductor device temperature control apparatuses 10A and 10B according to the above embodiments and modifications can be incorporated in a semiconductor inspection apparatus, and the temperature of the semiconductor device can be controlled with high accuracy during inspection.

本発明に係る半導体デバイス温度制御装置は、検査対象の半導体デバイスの温度を正確に制御することができるため、ウェハレベルの半導体デバイスの検査を行う半導体検査装置に有用である。   The semiconductor device temperature control apparatus according to the present invention can accurately control the temperature of a semiconductor device to be inspected, and thus is useful for a semiconductor inspection apparatus that inspects a wafer level semiconductor device.

10A,10B 半導体デバイス温度制御装置
12 電気特性計測部
14 電気特性計測部(もう一つの電気特性計測部)
16A,16B 熱源制御部
18 記憶部
20A,20B 熱源
30 半導体ウェハ(検査対象の半導体ウェハ)
30’ 半導体ウェハ(参照用の半導体ウェハ)
31 ダイオード(検査対象の半導体ウェハに形成された温度計測用デバイス)
31’ ダイオード(参照用の半導体ウェハに形成された温度計測用デバイス)
10A, 10B Semiconductor device temperature control device 12 Electrical characteristic measurement unit 14 Electrical characteristic measurement unit (another electrical characteristic measurement unit)
16A, 16B Heat source control unit 18 Storage unit 20A, 20B Heat source 30 Semiconductor wafer (semiconductor wafer to be inspected)
30 'semiconductor wafer (semiconductor wafer for reference)
31 Diode (temperature measurement device formed on the semiconductor wafer to be inspected)
31 'diode (temperature measurement device formed on a reference semiconductor wafer)

Claims (4)

熱源を制御して、検査対象の半導体ウェハに形成された半導体デバイスを所望の温度に設定する半導体デバイス温度制御装置であって、
前記半導体ウェハに形成された温度計測用デバイスに接触可能に構成されたプローブと、
前記熱源により前記半導体ウェハが加熱または冷却されている状態で、前記プローブを介して前記温度計測用デバイスの電気特性を計測する電気特性計測部と、
前記電気特性計測部による計測結果と目標値とを受け、前記電気特性計測部による計測結果が前記目標値に一致するように前記熱源を制御する熱源制御部とを備え、
前記目標値が、前記所望の温度に維持された恒温槽内に置かれた参照用の半導体ウェハに形成された温度計測用デバイスの電気特性の計測結果に基づいて決定されるものである
ことを特徴とする半導体デバイス温度制御装置。
A semiconductor device temperature control apparatus for controlling a heat source to set a semiconductor device formed on a semiconductor wafer to be inspected to a desired temperature,
A probe configured to be able to contact a temperature measuring device formed on the semiconductor wafer;
An electrical property measurement unit that measures electrical properties of the temperature measurement device via the probe in a state where the semiconductor wafer is heated or cooled by the heat source;
A heat source control unit that receives the measurement result and the target value by the electric characteristic measurement unit, and controls the heat source so that the measurement result by the electric characteristic measurement unit matches the target value;
The target value is determined based on a measurement result of electrical characteristics of a temperature measurement device formed on a reference semiconductor wafer placed in a thermostatic chamber maintained at the desired temperature. A semiconductor device temperature control apparatus.
前記参照用の半導体ウェハに形成された温度計測用デバイスの電気特性を計測するもう一つの電気特性計測部を備え、
前記熱源制御部が、前記目標値として、前記もう一つの電気特性計測部による計測結果を受けながら前記熱源を制御する、請求項1に記載の半導体デバイス温度制御装置。
Comprising another electrical property measuring unit for measuring electrical properties of the temperature measuring device formed on the reference semiconductor wafer;
The semiconductor device temperature control apparatus according to claim 1, wherein the heat source control unit controls the heat source while receiving a measurement result by the another electrical characteristic measurement unit as the target value.
前記恒温槽の温度と前記参照用の半導体ウェハに形成された温度計測用デバイスの電気特性の計測結果とが対応づけられた制御情報を保持する記憶部を備え、
前記熱源制御部が、前記制御情報を参照して前記目標値を取得して前記熱源を制御する、請求項1に記載の半導体デバイス温度制御装置。
A storage unit that holds control information in which the temperature of the thermostat and the measurement result of the electrical characteristics of the temperature measurement device formed on the reference semiconductor wafer are associated;
The semiconductor device temperature control apparatus according to claim 1, wherein the heat source control unit acquires the target value with reference to the control information and controls the heat source.
前記温度計測用デバイスがダイオードである、請求項1から3のいずれか一つに記載の半導体デバイス温度制御装置。   The semiconductor device temperature control apparatus according to claim 1, wherein the temperature measuring device is a diode.
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