JP2021048246A - 検査システム及び検査方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】検査システムにおいて基板と流路との間の熱抵抗に応じた基板の温度調整を行うことを可能とする。【解決手段】第１温度に制御された第１熱媒体を供給する第１チラーユニットと、前記第１温度よりも低い第２温度に制御された第２熱媒体を供給する第２チラーユニットと、所望の混合比に前記第１熱媒体と前記第２熱媒体とを混合した熱媒体が供給される流路が設けられた載置台と、制御部とを有し、前記載置台に載置された基板に対して検査を行う検査システムであって、前記制御部は、前記流路の入口における前記熱媒体の温度と前記流路の出口における前記熱媒体の温度とを測定する工程と、前記入口及び出口における前記熱媒体の温度の差分と前記熱媒体の流量とに基づき、前記第１熱媒体と前記第２熱媒体との前記混合比を補正する工程と、を制御する、検査システムが提供される。【選択図】図７
Description
本開示は、検査システム及び検査方法に関する。
例えば、特許文献１には、プラズマエッチング装置の温度制御方法が開示されている。特許文献１では、下部電極に印加する高周波の電力値に基づいて，予め求めておいた熱量算出用の一次近似式から処理時にウェハに負荷される熱量Ｑを算出する。次に、熱量に基づいて、冷媒循環路の入口温度と出口温度との理論的な温度差である目標差分値ΔＴを算出する。そして、目標差分値ΔＴに基づいて温度制御を行う。
本開示は、基板と流路との間の熱抵抗に応じた基板の温度調整を行うことが可能な検査システムを提供する。
本開示の一の態様によれば、第１温度に制御された第１熱媒体を供給する第１チラーユニットと、前記第１温度よりも低い第２温度に制御された第２熱媒体を供給する第２チラーユニットと、所望の混合比に前記第１熱媒体と前記第２熱媒体とを混合した熱媒体が供給される流路が設けられた載置台と、制御部とを有し、前記載置台に載置された基板に対して検査を行う検査システムであって、前記制御部は、前記流路の入口における前記熱媒体の温度と前記流路の出口における前記熱媒体の温度とを測定する工程と、前記入口及び出口における前記熱媒体の温度の差分と前記熱媒体の流量とに基づき、前記第１熱媒体と前記第２熱媒体との前記混合比を補正する工程と、を制御する、検査システムが提供される。
本開示によれば、検査システムにおいて基板と流路との間の熱抵抗に応じた基板の温度調整を行うことが可能である。
以下、本開示を実施するための形態について図面を参照して説明する。なお、本明細書及び図面において、実質的に同一の構成については、同一の符号を付することにより重複した説明を省く。
＜検査システムの全体構成＞
図１は、本実施形態に係る検査システム１の概略構成を示す上面横断面図である。図２は、本実施形態に係る検査システム１の概略構成を示す正面縦断面図である。
図１は、本実施形態に係る検査システム１の概略構成を示す上面横断面図である。図２は、本実施形態に係る検査システム１の概略構成を示す正面縦断面図である。
基板の一例であるウェハＷごとに設定された設定温度に基づき電気的特性の検査を行う装置である検査システム１は、筐体１０を備える。筐体１０の内部は、搬入出領域１１、搬送領域１２、検査領域１３に分割されている。
搬入出領域１１は、検査前のウェハＷを検査システム１に搬入したり、検査後のウェハＷを検査システム１から搬出したりするための領域である。また、後述するプローブカード８０を検査システム１に搬入したり、検査システム１から搬出したりするための領域である。搬入出領域１１には、複数のウェハＷを収容したカセットＣを受け入れるポート２０、後述するプローブカード８０を収容するローダ２１が設けられている。また、搬入出領域１１には、検査システム１の各構成要素を制御する制御部２２が設けられている。
搬送領域１２は、搬入出領域１１と検査領域１３との間でウェハＷ等を運搬するための領域である。搬送領域１２には、ウェハＷ等を保持した状態で自在に移動可能な搬送装置３０が配置されている。この搬送装置３０は、搬入出領域１１のポート２０内のカセットＣと検査領域１３の後述する位置合わせ部５０との間で、ウェハＷの搬送を行う。また、搬送装置３０は、検査領域１３内の後述するポゴフレーム７０に固定されたプローブカード８０のうちメンテナンスを必要とするプローブカード８０を、搬入出領域１１のローダ２１へ搬送する。さらに、搬送装置３０は、新規又はメンテナンス済みのプローブカード８０をローダ２１から検査領域１３内の上記ポゴフレーム７０へ搬送する。
検査領域１３は、ウェハＷに形成された電子デバイスの電気的特性の検査が行われる領域である。検査領域１３には、検査部としてのテスタ４０が複数設けられている。具体的には、検査領域１３は、図２に示すように、鉛直方向に３つに分割され、各分割領域１３ａには、図２の水平方向に配列された４つのテスタ４０からなるテスタ列が設けられている。また、各分割領域１３ａには、１つの位置合わせ部５０と、１つのカメラ６０が設けられている。なお、テスタ４０、位置合わせ部５０、カメラ６０の数や配置は任意に選択できる。テスタ４０は、電気的特性検査用の電気信号をウェハＷとの間で送受するものである。
位置合わせ部５０は、チャックトップ５１、アライナ５３を備える。チャックトップ５１とアライナ５３の詳細については、後述する。位置合わせ部５０は、基板であるウェハＷを載置する。また、位置合わせ部５０は、当該載置されたウェハＷと、テスタ４０の下方に配設されるプローブカード８０との位置合わせを行う。位置合わせ部５０は、位置合わせを行うためにテスタ４０の下方の領域内を移動できるように設けられている。
カメラ６０は、当該テスタ４０の下方に配設されるプローブカード８０と、位置合わせ部５０に載置されたウェハＷと、の位置関係を撮像する。カメラ６０は、水平に移動して、当該カメラ６０が設けられた分割領域１３ａ内の各テスタ４０の前に位置するように設けられている。
本実施形態に係る検査システム１では、搬送装置３０が分割領域１３ａの複数のテスタ４０の中の一つのテスタ４０へ向けてウェハＷを搬送している間に、分割領域１３ａの他のテスタ４０は他のウェハＷに形成された電子デバイスの電気的特性の検査を行うことができる。
次に、図３及び図４を用いて、テスタ４０と位置合わせ部５０とそれらに関連する構成について詳細を説明する。図３は、本実施形態に係る検査システム１の検査領域１３の構成を示す正面縦断面図である。図４は、本実施形態に係る検査システム１のテスタ４０の詳細を示す部分拡大図である。
テスタ４０は、図３及び図４に示すように、テスタ４０の底部に水平に設けられたテスタマザーボード４１を有する。テスタマザーボード４１には、不図示の複数の検査回路基板が立設状態で装着されている。また、テスタマザーボード４１の底面には複数の電極が設けられている。
さらに、テスタ４０の下方には、ポゴフレーム７０とプローブカード８０とがそれぞれ１つずつ上側からこの順で設けられている。
テスタ４０の周囲において、各分割領域１３ａの上壁１０ａから複数の支持壁１０ｂが鉛直方向下方に延出して設けられている。そして、互いに対向する支持壁１０ｂの下部にポゴフレーム７０が取り付けられている。当該互いに対向する支持壁１０ｂ及び当該支持壁１０ｂ間に取り付けられているポゴフレーム７０により、各テスタ４０は支持されている。
ポゴフレーム７０は、プローブカード８０を支持すると共に、当該プローブカード８０とテスタ４０とを電気的に接続する。ポゴフレーム７０は、テスタ４０とプローブカード８０との間に位置するように配設されている。ポゴフレーム７０は、テスタ４０とプローブカード８０とを電気的に接続するポゴピンを有する。具体的には、ポゴフレーム７０は、多数のポゴピンを保持するポゴブロック７２と、このポゴブロック７２が挿嵌されることによりポゴピンが取り付けられる取付孔７３ａが形成されたフレーム本体部７３と、を有する。フレーム本体部７３は、高強度で剛性が高く、熱膨張係数が小さい材料、例えばＮｉＦｅ合金で形成される。なお、ＮｉＦｅ合金であれば、フレーム本体部７３の熱伝導性も高くすることができる。
ポゴフレーム７０の下面には、プローブカード８０が、所定の位置に位置合わせされた状態で真空吸着される。
また、ポゴフレーム７０の下面には、プローブカード８０の取り付け位置を囲むように、鉛直下方に延出するベローズ７４が取り付けられている。当該ベローズ７４により、プローブカード８０とウェハＷを含む密閉空間が形成される。当該密閉空間内では、後述するチャックトップ５１上のウェハＷがプローブカード８０の後述するプローブ８２に接触させた状態になっている。
また、バキューム機構（図示せず）によってポゴフレーム７０及びプローブカード８０に真空吸引力が作用する。当該真空吸引力により、ポゴフレーム７０の各ポゴピンの下端は、プローブカード８０の後述するカード本体８１における上面の対応する電極パッドに接触する。また、当該真空吸引力により、ポゴフレーム７０の各ポゴピンの上端は、テスタマザーボード４１の下面の対応する電極に接触する。
プローブカード８０は、円板状のカード本体８１と、カード本体８１の上面に設けられた複数の電極パッド（図示せず）と、カード本体８１の下面から下方へ向けて延びる複数の針状の端子であるプローブ８２とを有する。カード本体８１の上面に設けられた上述の複数の電極はそれぞれ対応するプローブ８２と電気的に接続されている。また、検査時には、プローブ８２はそれぞれ、ウェハＷに形成された電子デバイスにおける電極パッドや半田バンプと接触する。したがって、電気的特性検査時には、ポゴピン、カード本体８１の上面に設けられた電極及びプローブ８２を介して、テスタマザーボード４１とウェハＷ上の電子デバイスとの間で、検査に係る電気信号が送受される。
位置合わせ部５０は、チャックトップ５１と、アライナ５３と備える。チャックトップ５１は、アライナ５３に着脱可能に載置される。チャックトップ５１には、ウェハＷが載置される。また、チャックトップ５１は、当該載置されたウェハＷを吸着する。チャックトップ５１には、温度調整機構５２が設けられている。この温度調整機構５２は、電気的特性検査時にチャックトップ５１の温度調整を行う。温度調整機構５２により温度調整を行うことにより、チャックトップ５１に載置されたウェハＷの電気的特性検査時の温度を例えば−３０℃〜＋１３０℃に調整することができる。
また、アライナ５３は、チャックトップ５１を支持し、当該チャックトップ５１を図３及び図４の上下方向、紙面前後方向及び左右方向に移動させる。
この位置合わせ部５０により、チャックトップ５１上のウェハＷとプローブカード８０のプローブ８２とを接触させた状態に位置合わせする。また、当該位置合わせ後に、プローブカード８０とウェハＷを含む密閉空間を形成し、その密閉空間をバキューム機構（図示せず）により真空引きする。このときにアライナ５３を下方に移動させることにより、チャックトップ５１がアライナ５３から切り離され、ポゴフレーム７０側に吸着される。
＜チャックトップ＞
次に、本実施形態の係る検査システム１のチャックトップ５１について説明する。図５は、本実施形態に係る検査システム１のチャックトップ５１の詳細を示す断面図である。なお、図５は、ウェハＷがチャックトップ５１上に載置された状態の図である。
次に、本実施形態の係る検査システム１のチャックトップ５１について説明する。図５は、本実施形態に係る検査システム１のチャックトップ５１の詳細を示す断面図である。なお、図５は、ウェハＷがチャックトップ５１上に載置された状態の図である。
本実施形態に係る検査システム１のチャックトップ５１は、トッププレート５５、冷却ジャケット５６を備える。なお、本実施形態のチャックトップ５１の冷却ジャケット５６が、温度調整機構５２の一例である。
トッププレート５５は、ウェハＷが載置される部材である。トッププレート５５には、ウェハＷを吸着するための機構が設けられている。
冷却ジャケット５６は、ウェハＷの温度を調整するための部材である。冷却ジャケット５６の内部には、熱媒体ＨＭが流通する熱媒体流路５８が形成されている。熱媒体流路５８は、例えば、上面視で螺旋状に形成されている。なお、熱媒体流路５８の上面視形状は螺旋状に限らず、例えば、ジグザグ形状でもよい。熱媒体流路５８に導入された熱媒体は冷却ジャケット５６の外側に設けられた導入導出配管５８ａより、後述する高温用チラーユニットＣｈｉｌＨや低温用チラーユニットＣｈｉｌＬに接続される。なお、温度を調節するための部材として、別途ヒータを備えるようにしてもよい。熱媒体ＨＭは、ウェハＷの温度を調節ための媒体である。熱媒体ＨＭは、例えば、水、ブライン等である。熱媒体ＨＭは、ウェハＷを冷却するために用いてもよいし、ウェハＷを加熱するために用いてもよい。
ここで、本実施形態に係る検査システム１のチャックトップ５１について、熱的な関係について説明する。図６は、本実施形態に係る検査システム１のチャックトップ５１の熱的な関係を説明する図である。ウェハＷとトッププレート５５との間には、熱抵抗（以下、「熱抵抗Ｒ１」という。）がある。そのため、例えば、ウェハＷが発熱する場合には、ウェハＷの温度が、トッププレート５５の温度から乖離する。同様に、トッププレート５５と冷却ジャケット５６との間には、熱抵抗（以下、「熱抵抗Ｒ２」という。）がある。また、冷却ジャケット５６と熱媒体ＨＭとの間には、熱抵抗（以下、「熱抵抗Ｒ３」という。）がある。このように、チャックトップ５１を構成する部材の間には、熱抵抗Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３が存在する。
トッププレート５５と冷却ジャケット５６には、熱の発生源がないことから、熱媒体ＨＭの温度に追従して、トッププレート５５と冷却ジャケット５６の温度は変化する。そのことから、熱媒体ＨＭの温度を調整すれば、トッププレート５５と冷却ジャケット５６の温度を熱媒体ＨＭの温度に維持することができる。しかしながら、ウェハＷで発熱がある場合には、ウェハＷとトッププレート５５との間に熱抵抗Ｒ１があるため、ウェハＷとトッププレート５５との間に温度差（乖離）が生じる。したがって、熱媒体ＨＭの温度を制御しても、ウェハＷの温度が熱媒体ＨＭの温度より上昇し、トッププレート５５と冷却ジャケット５６を設定温度に維持していたとしても、ウェハＷの温度が設定温度より上昇していた。本実施形態の検査システム１においては、ウェハＷの発熱量Ｑｗを測定し、その発熱量Ｑｗに基づいて補正を行うことにより、ウェハＷとトッププレート５５との間に熱抵抗Ｒ１をキャンセルする。それにより、ウェハＷの温度が設定温度になるように温度の制御を行う。なお、チャックトップ５１は、載置台の一例である。
＜熱媒体の温度制御＞
次に、熱媒体ＨＭの温度制御について説明する。図７は、本実施形態に係る検査システム１の熱媒体ＨＭの流路を説明する図である。なお、以下の説明では、熱媒体ＨＭについて、温度や流路が異なる熱媒体について、それぞれ別の符号を割り当てて説明する。
次に、熱媒体ＨＭの温度制御について説明する。図７は、本実施形態に係る検査システム１の熱媒体ＨＭの流路を説明する図である。なお、以下の説明では、熱媒体ＨＭについて、温度や流路が異なる熱媒体について、それぞれ別の符号を割り当てて説明する。
本実施形態に係る検査システム１は、高温用チラーユニットＣｈｉｌＨ、低温用チラーユニットＣｈｉｌＬ、三方弁ＭＶ１、ＭＶ２、制御弁ＭＶ３、ＭＶ４を備える。
高温用チラーユニットＣｈｉｌＨは、温度Ｔｃｈの熱媒体ＨＭ（熱媒体ＨＭ１）を供給する。低温用チラーユニットＣｈｉｌＬは、温度Ｔｃｈより低い温度Ｔｃｌの熱媒体ＨＭ（熱媒体ＨＭ２）を供給する。なお、高温用チラーユニットＣｈｉｌＨは、第１温度に制御された第１熱媒体を供給する第１チラーユニットの一例であり、低温用チラーユニットＣｈｉｌＬは、第１温度よりも低い第２温度に制御された第２熱媒体を供給する第２チラーユニットの一例である。また、熱媒体ＨＭ１が第１熱媒体、熱媒体ＨＭ２が第２熱媒体の一例である。さらに、温度Ｔｃｈが第１温度、温度Ｔｃｌが第２温度の一例である。
三方弁ＭＶ１、ＭＶ２のそれぞれは、一つの流入口から流入した熱媒体ＨＭ１又は熱媒体ＨＭ２を、２つの流路に分配して流出させる弁である。三方弁ＭＶ１、ＭＶ２は、電動式又は空気式の駆動部を備える。当該駆動部は、外部からの制御信号により、三方弁ＭＶ１、ＭＶ２の開度を変化させる。当該開度が変化することにより、三方弁ＭＶ１、ＭＶ２に流入する熱媒体ＨＭ１、ＨＭ２を当該開度に応じて分配して２つの流路に流出させる。
制御弁ＭＶ３、ＭＶ４は、開閉弁であり、開度により流れる流量を制御する弁である。制御弁ＭＶ３、ＭＶ４は、例えば、ゲート弁、ボール弁等により構成される。制御弁ＭＶ３、ＭＶ４は、電動式又は空気式の駆動部を備える。当該駆動部は、外部からの制御信号により、制御弁ＭＶ３、ＭＶ４の開度を変化させる。当該開度が変化することにより、制御弁ＭＶ３、ＭＶ４のそれぞれから流出する熱媒体ＨＭ３１又は熱媒体ＨＭ３２を当該開度に応じた量流出させる。
また、本実施形態の検査システム１は、温度検出器１００、１０１、１０２、圧力検出器１１１、１１２を備える。
温度検出器１００、１０１、１０２は、温度を検出する機器であり、例えば、測温抵抗体、熱電対、サーミスタ等である。温度検出器１００は、チャックトップ５１のトッププレート５５に設けられ、トッププレート５５の温度を測定する。温度検出器１０１は、熱媒体ＨＭ３のチャックトップ５１に流入する流路に設けられ、チャックトップ５１に流入する熱媒体ＨＭ３の温度（入口温度）を測定する。温度検出器１０２は、熱媒体ＨＭ３のチャックトップ５１に流出する流路に設けられ、チャックトップ５１から排出される熱媒体ＨＭ３の温度（出口温度）を測定する。なお、温度検出器１０１と温度検出器１０２は、チャックトップ５１に流入する熱媒体ＨＭ３と流出する熱媒体ＨＭ３の温度差を測定することから、チャックトップ５１の近くに設けられることが望ましい。
圧力検出器１１１、１１２は、圧力を検出する機器である。圧力検出器１１１は、熱媒体ＨＭ３のチャックトップ５１に流入する流路に設けられ、チャックトップ５１に流入する熱媒体ＨＭ３の圧力（入口圧力）を測定する。圧力検出器１１２は、熱媒体ＨＭ３のチャックトップ５１に流出する流路に設けられ、チャックトップ５１から排出される熱媒体ＨＭ３の圧力（出口圧力）を測定する。なお、圧力検出器１１１と圧力検出器１１２は、チャックトップ５１に流入する熱媒体ＨＭ３と流出する熱媒体ＨＭ３の差圧を測定することから、チャックトップ５１の近くに設けられることが望ましい。
熱媒体ＨＭの流路について説明する。高温用チラーユニットＣｈｉｌＨから供給された温度Ｔｃｈの熱媒体ＨＭ１は、三方弁ＭＶ１に流入する。三方弁ＭＶ１では、制御信号に基づいて、流入した熱媒体ＨＭ１の一部の熱媒体ＨＭ１１を冷却ジャケット５６への流路に、残りの熱媒体ＨＭ１２を高温用チラーユニットＣｈｉｌＨに帰還する流路に分流する。このように、三方弁ＭＶ１は、流入した熱媒体ＨＭ１の一部を冷却ジャケット５６の流路に通流する。同様に、低温用チラーユニットＣｈｉｌＬから供給された温度Ｔｃｌの熱媒体ＨＭ２は、三方弁ＭＶ２に流入する。三方弁ＭＶ２では、制御信号に基づいて、流入した熱媒体ＨＭ２の一部の熱媒体ＨＭ２１を冷却ジャケット５６への流路に、残りの熱媒体ＨＭ２２を低温用チラーユニットＣｈｉｌＬに帰還する流路に分流する。このように、三方弁ＭＶ２は、流入した熱媒体ＨＭ２の一部を冷却ジャケット５６の流路に通流する。三方弁ＭＶ１と三方弁ＭＶ２の冷却ジャケット５６へ分流された熱媒体ＨＭ１１、ＨＭ２１は、途中で合流することにより混合される。当該分流された熱媒体ＨＭ１１と熱媒体ＨＭ２１が混合された熱媒体を熱媒体ＨＭ３という。高温用チラーユニットＣｈｉｌＨから三方弁ＭＶ１を介して供給される熱媒体ＨＭ１１と低温用チラーユニットＣｈｉｌＬから三方弁ＭＶ２を介して供給される熱媒体ＨＭ２１のそれぞれの温度と流量により、熱媒体ＨＭ３の温度Ｔ１が定まる。温度Ｔ１は、温度検出器１０１により測定する。また、熱媒体ＨＭ３の圧力Ｐ１を、圧力検出器１１１により測定する。
このように、熱媒体ＨＭ３の温度Ｔ１を動的に変化させるために、高温の熱媒体ＨＭ１１（熱媒体ＨＭ１）と低温の熱媒体ＨＭ２１（熱媒体ＨＭ２）との２系統の熱媒体ＨＭを混合させる。このように２系統の熱媒体ＨＭを混合させることにより、熱媒体ＨＭ３の温度を速く変化させて、所定の温度に安定させることができる。
熱媒体ＨＭ１１と熱媒体ＨＭ２１とが混合された熱媒体ＨＭ３は、冷却ジャケット５６を通過する。熱媒体ＨＭ３が冷却ジャケット５６を通過することにより、トッププレート５５を通して、ウェハＷが温度調整される。冷却ジャケット５６を流出した熱媒体ＨＭ３の温度Ｔ２と圧力Ｐ２をそれぞれ温度検出器１０２と圧力検出器１１２で測定する。そして、冷却ジャケット５６を流出した熱媒体ＨＭ３は、制御弁ＭＶ３と制御弁ＭＶ４に流入する。制御弁ＭＶ３は、三方弁ＭＶ１から冷却ジャケット５６に流出した熱媒体ＨＭ１１と同じ流量の熱媒体ＨＭ３１を高温用チラーユニットＣｈｉｌＨへ帰還する流路に流出する。制御弁ＭＶ３を流出した熱媒体ＨＭ３１は、三方弁ＭＶ１から高温用チラーユニットＣｈｉｌＨに帰還する熱媒体ＨＭ１２と混合され（熱媒体ＨＭ１Ｒ）、高温用チラーユニットＣｈｉｌＨに帰還する。制御弁ＭＶ４は、三方弁ＭＶ２から冷却ジャケット５６に流出した熱媒体ＨＭ２１と同じ流量の熱媒体ＨＭ３２を低温用チラーユニットＣｈｉｌＬへ帰還する流路に流出する。制御弁ＭＶ４を流出した熱媒体ＨＭ３２は、三方弁ＭＶ２から低温用チラーユニットＣｈｉｌＬに帰還する熱媒体ＨＭ２２と混合され（熱媒体ＨＭ２Ｒ）、低温用チラーユニットＣｈｉｌＬに帰還する。
なお、熱媒体ＨＭ３が所望の混合比に前記第１熱媒体と前記第２熱媒体とを混合した熱媒体の一例である。また、三方弁ＭＶ１（第１三方弁）及び三方弁ＭＶ２（第２三方弁）が第１チラーユニットの出口のバルブ及び第２チラーユニットの出口のバルブの一例である。
＜制御部＞
次に、温度制御を行う制御部２２について説明する。図８は、本実施形態に係る検査システム１の温度制御に関連する部分の機能ブロック図である。
次に、温度制御を行う制御部２２について説明する。図８は、本実施形態に係る検査システム１の温度制御に関連する部分の機能ブロック図である。
制御部２２は、全体制御部２０１、演算部２０２、弁制御部２０３、データ取得部２０４を備える。制御部２２は、プログラムが読み出し可能に記憶された記憶装置と、プログラムを実行するＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）等を備える。制御部２２は、コンピュータとして動作する。
全体制御部２０１は、制御部２２全体の制御を行う。
演算部２０２は、データ取得部２０４が取得したデータを用いて、後述する温度差や流量、発熱量、補正量、混合比、弁開度等を算出する演算を行う。
弁制御部２０３は、三方弁ＭＶ１、ＭＶ２、制御弁ＭＶ３、ＭＶ４に制御信号を送信することにより、各弁の開度等を制御する。それにより、各弁から流出する熱媒体ＨＭの量を制御する。
データ取得部２０４は、温度検出器１００、１０１、１０２と圧力検出器１１１、１１２からそれぞれ温度と圧力のデータを取得する。
＜ウェハの温度制御方法＞
次に、本実施形態に係る検査システム１の処理について説明する。図９は、本実施形態に係る検査システム１の処理を説明するフローチャートである。検査システム１は、以下のステップ（手順）に基づいて処理を行う。なお、本実施形態に係る検査システム１においては、図９の処理を行いながら、ウェハＷの電気的な試験等を行う。
次に、本実施形態に係る検査システム１の処理について説明する。図９は、本実施形態に係る検査システム１の処理を説明するフローチャートである。検査システム１は、以下のステップ（手順）に基づいて処理を行う。なお、本実施形態に係る検査システム１においては、図９の処理を行いながら、ウェハＷの電気的な試験等を行う。
（ステップＳ１０） 検査システム１の動作を開始する（例えば、検査処理が開始する、等。）と、制御部２２は、検査システム１の初期化を行う初期化処理を行う。初期化処理において、例えば、制御部２２の各機能部の初期化を行う。
（ステップＳ２０） データ取得部２０４は、温度検出器１０１から温度Ｔ１を取得する。また、データ取得部２０４は、温度検出器１０２から温度Ｔ２を取得する。演算部２０２は、数式１に基づいて、データ取得部２０４が取得した温度Ｔ１と温度Ｔ２との差分に基づいて温度差ΔＴを求める。なお、温度Ｔａは、ウェハＷが発熱していない場合の温度Ｔ１と温度Ｔ２の温度差である。この温度Ｔａは、温度検出器１０１と温度検出器１０２との間の配管抵抗による発熱等による温度上昇によるものである。
（ステップＳ３０） データ取得部２０４は、圧力検出器１１１から圧力Ｐ１を取得する。また、データ取得部２０４は、圧力検出器１１２から圧力Ｐ２を取得する。演算部２０２は、数式２に基づいて、データ取得部２０４が取得した圧力Ｐ１と圧力Ｐ２の圧力差ΔＰを求める。さらに、求めた圧力差ΔＰを用いて、数式３に基づいて、冷却ジャケット５６を流れた熱媒体ＨＭ（熱媒体ＨＭ３）の流量Ｑを求める。なお、Ｋ１は、冷却ジャケット５６の構造等から定まる定数である。
なお、本実施形態に係る検査システム１では、圧力差ΔＰから熱媒体ＨＭ（熱媒体ＨＭ３）の流量Ｑを求めているが、別の手段を用いて当該流量Ｑを求めてもよい。例えば、電磁流量計や羽根車式流量計、コリオリ式流量計、超音波流量計等の流量計を用いてもよい。また、熱媒体の流路内にオリフィス等を設けてその差圧から流量を測定してもよい。
（ステップＳ４０） 演算部２０２は、求めた温度差ΔＴと流量Ｑから、数式４に基づいて、ウェハＷの発熱量Ｑｗを推定する。なお、Ｋ２は、熱抵抗Ｒ１等から定まる定数である。
（ステップＳ５０） 演算部２０２は、求めたウェハＷの発熱量Ｑｗから、数式５に基づいて、ウェハＷの温度を制御するための補正値Ｔｃｏｒを求める。なお、Ｋ３は、熱抵抗Ｒ１等から定まる定数である。
前述のように、ウェハＷが発熱する場合には、ウェハＷとトッププレート５５との間の熱抵抗Ｒ１により、トッププレート５５の温度を、ウェハＷの目標温度Ｔｗにしたとしても、ウェハＷの温度は目標温度Ｔｗから乖離する。そこで、本実施形態に係る検査システム１においては、トッププレート５５の温度をウェハＷの目標温度Ｔｗから、補正値Ｔｃｏｒだけオフセットさせて制御を行う。すなわち、ウェハＷの温度を目標温度Ｔｗになるように制御する場合には、トッププレート５５の温度を数式６のように目標温度Ｔｔｐとする。トッププレート５５の温度を目標温度Ｔｔｐにする場合には、チャックトップ５１（冷却ジャケット５６）に供給される熱媒体ＨＭ３の温度を目標温度Ｔｔｐにする。
なお、目標温度Ｔｔｐについては、ウェハＷの発熱量Ｑｗに応じて変更するようにしてもよい。例えば、発熱量Ｑｗが小さいとき（発熱量Ｑｗが設定された閾値より小さいとき（閾値以下のとき））には、ウェハＷの目標温度Ｔｗとしてもよい。その場合には、発熱量Ｑｗが大きいとき（発熱量Ｑｗが設定された閾値より大きいとき（閾値以上のとき））には、上記補正値Ｔｃｏｒを用いて補正する。
（ステップＳ６０） 演算部２０２は、高温用チラーユニットＣｈｉｌＨが供給する熱媒体ＨＭ１（温度Ｔｃｈ）と低温用チラーユニットＣｈｉｌＬが供給する熱媒体ＨＭ２（温度Ｔｃｌ）との混合比Ｃｈｍを求める。演算部２０２は、熱媒体ＨＭ１と熱媒体ＨＭ２とを混合した熱媒体ＨＭ３が目標とする目標温度Ｔｔｐになるように数式７に基づいて混合比Ｃｈｍを求める。本実施形態に係る検査システム１では、混合比を熱媒体ＨＭ３の流量に対する熱媒体ＨＭ１の比として求めた。なお、高温用チラーユニットＣｈｉｌＨが供給する熱媒体ＨＭ（温度Ｔｃｈ）の混合する流量を流量Ｑｈ、低温用チラーユニットＣｈｉｌＬが供給する熱媒体ＨＭ（温度Ｔｃｌ）の混合する流量を流量Ｑｌとする。
このように温度Ｔ１と温度Ｔ２との差分と、流量Ｑとに基づきウェハＷの発熱量Ｑｗを求める。そして当該ウェハＷの発熱量Ｑｗに基づく補正値Ｔｃｏｒにより補正された目標温度Ｔｔｐから、混合比Ｃｈｍを求める。このように求めることにより、温度Ｔ１と温度Ｔ２との差分と、流量Ｑとに基づき混合比Ｃｈｍを補正することができる。
なお、本実施形態では、ウェハＷの発熱量Ｑｗを求めているが、温度Ｔ１と温度Ｔ２との差分と、流量Ｑとに基づいて混合比Ｃｈｍを補正してもよい。例えば、温度Ｔ１と温度Ｔ２との差分と流量Ｑとから、直接、混合比Ｃｈｍを補正できるテーブルを予め用意し、そのテーブルを用いて混合比Ｃｈｍを求めてもよい。
上記のように、制御部２２は、ステップＳ２０により、温度Ｔ１と温度Ｔ２とを測定する工程を制御する。また、制御部２２は、ステップＳ３０により、圧力Ｐ１と圧力Ｐ２とを測定する工程を制御する。さらに、制御部２２は、ステップＳ２０、Ｓ３０、Ｓ４０、Ｓ５０、Ｓ６０により、混合比Ｃｈｍを補正する工程を制御する。
（ステップＳ７０） 演算部２０２は、求めた混合比Ｃｈｍになるように、三方弁ＭＶ１と、三方弁ＭＶ２の弁開度を求める。そして、弁制御部２０３は、求めた弁開度を用いて、三方弁ＭＶ１、ＭＶ２の開度を制御する。また、それにあわせて、制御弁ＭＶ３、ＭＶ４の開度を制御する。
（ステップＳ８０） 制御部２２は、処理を終了するか判定を行う。処理を終了する場合（ステップＳ８０：ＹＥＳ）は、ステップＳ９０に進む。処理を終了しない場合（ステップＳ８０：ＮＯ）は、ステップＳ２０に戻って、ステップＳ２０からの処理を繰り返す。
（ステップＳ９０） 検査システム１を終了させるための処理を行う。
＜検査システムの動作＞
本実施形態に係る検査システム１を動作について説明する。図１０は、本実施形態に係る検査システム１を動作させたときの温度について説明する図である。図１１は、比較例の検査システムを動作させたときの温度について説明する図である。図１０、図１１は、ウェハＷの目標温度を８５℃とする場合について示している。図１０、図１１の横軸は、ウェハＷの発熱量Ｑｗ、縦軸はトッププレート５５、ウェハＷ、熱媒体ＨＭ３のそれぞれの温度を表している。
本実施形態に係る検査システム１を動作について説明する。図１０は、本実施形態に係る検査システム１を動作させたときの温度について説明する図である。図１１は、比較例の検査システムを動作させたときの温度について説明する図である。図１０、図１１は、ウェハＷの目標温度を８５℃とする場合について示している。図１０、図１１の横軸は、ウェハＷの発熱量Ｑｗ、縦軸はトッププレート５５、ウェハＷ、熱媒体ＨＭ３のそれぞれの温度を表している。
本実施形態に係る検査システム１では、図１０に示すように、検査対象であるウェハＷの発熱量Ｑｗに応じて、トッププレート５５の温度を調整する目標温度Ｔｔｐ（トッププレート設定温度）を補正する。具体的には、ウェハＷの発熱量Ｑｗが大きいほど、トッププレートの設定温度を低くしている。図１０の熱媒体温度は、熱媒体ＨＭ３の出口温度（温度Ｔ２）を表している。ウェハＷが発熱していない場合に、熱媒体温度は９０℃になっている。すなわち、数式１のＴａは５℃である。トッププレート設定温度はウェハＷの発熱量Ｑｗが大きくなると、低くなっている。これにより、熱媒体温度は、発熱量Ｑｗが大きくなると、低くなっている。それにより、ウェハＷの温度をウェハＷの発熱量Ｑｗによらず、一定になっている。
一方、比較例の検査システムでは、図１１に示すように、ウェハＷでの発熱量Ｑｗにかかわらず、トッププレート５５の温度を調整する目標温度Ｔｔｐ（トッププレート設定温度）を一定にしている。そのため、熱媒体温度は一定となる。なお、図１１の熱媒体温度は、熱媒体ＨＭ３の出口温度（温度Ｔ２）を表している。しかしながら、ウェハＷの温度は、ウェハＷの発熱量Ｑｗにより、トッププレート５５とウェハＷとの間で温度の乖離が起こり、ウェハＷの温度は高くなっている。このように、ウェハＷの発熱により、ウェハＷがトッププレート設定温度より高くなってしまいウェハＷの目標温度に制御することができない。
なお、温度検出器１０１は流路の入口における熱媒体の温度を測定するセンサの一例である。温度検出器１０２は流路の出口における熱媒体の温度を測定するセンサの一例である。また、圧力検出器１１１は流路の入口における熱媒体の圧力を測定するセンサの一例である。圧力検出器１１２は流路の出口における熱媒体の圧力を測定するセンサの一例である。
＜作用、効果＞
本実施形態に係る検査システム１は、ウェハＷ（基板）の発熱に応じて、トッププレート５５の温度を調整する目標温度を補正することから、ウェハＷ（基板）の発熱にかかわらず、基板ごとに設定された設定温度に基づき検査を行うことができる。このようにして、基板と流路との間の熱抵抗に応じた基板の温度調整を行うことが可能である。
本実施形態に係る検査システム１は、ウェハＷ（基板）の発熱に応じて、トッププレート５５の温度を調整する目標温度を補正することから、ウェハＷ（基板）の発熱にかかわらず、基板ごとに設定された設定温度に基づき検査を行うことができる。このようにして、基板と流路との間の熱抵抗に応じた基板の温度調整を行うことが可能である。
また、高温用チラーユニットＣｈｉｌＨと低温用チラーユニットＣｈｉｌＬから一定の温度の熱媒体を供給して、それらの熱媒体を混ぜ合わせることにより、冷却ジャケット５６の温度の調整を行っている。このように、熱媒体を混ぜ合わせることによって、動的に熱媒体ＨＭの温度を変化させることができる。また、熱媒体を混ぜ合わせることによって、応答を速く温度を変更することができる。温度を速く変更することにより、検査の時間を短縮することができる。
さらに、ウェハＷの発熱量Ｑｗを、熱媒体ＨＭの流路上の温度検出器、圧力検出器での測定結果を用いて算出することにより、ウェハＷの温度を直接測定しなくても、補正を行うことができる。例えば、検査中のウェハＷの温度を検出するためには、テスタ４０から情報を得る必要がある。その場合はテスタ４０に依存して処理を行わなければならない。本実施形態に係る検査システム１では、テスタ４０から情報得る必要がないことから、テスタ４０に依存せずに処理を行うことができる。
なお、本実施形態では、三方弁ＭＶ１、ＭＶ２を用いているが、当該三方弁を制御弁ＭＶ３、ＭＶ４と同様に開閉弁としてもよい。その場合には、当該三方弁ＭＶ１、ＭＶ２から、制御弁ＭＶ３、ＭＶ４の下流の合流点までの流路が不要となり、配管を簡略にすることができる。
＜変形例１＞
本実施形態に係る検査システム１の流路を変更した例を示す。図１２は、本実施形態に係る検査システムの変形例１の熱媒体の流路を説明する図である。
本実施形態に係る検査システム１の流路を変更した例を示す。図１２は、本実施形態に係る検査システムの変形例１の熱媒体の流路を説明する図である。
変形例１の熱媒体ＨＭの流路について説明する。高温用チラーユニットＣｈｉｌＨから供給された温度Ｔｃｈの熱媒体ＨＭ１は、熱交換器ＨＥＸ１に流入する。同様に、低温用チラーユニットＣｈｉｌＬから供給された温度Ｔｃｌの熱媒体ＨＭ２は、熱交換器ＨＥＸ１に流入する。また、熱媒体ＨＭ１と熱媒体ＨＭ２のそれぞれの流量は、制御弁ＭＶ５、ＭＶ６により制御されている。熱交換器ＨＥＸ１では、熱媒体ＨＭ１と熱媒体ＨＭ２との間で、熱交換が行われる。それにより、熱交換器ＨＥＸ１から流出した熱媒体ＨＭ１の温度は、熱交換器ＨＥＸ１への流入時と比較すると低下する。そして、熱媒体ＨＭ１と熱媒体ＨＭ２とのそれぞれの流量により、熱交換器ＨＥＸ１から流出した熱媒体ＨＭ１の温度を制御することができる。
前述のようにウェハＷが発熱する場合には、ウェハＷとトッププレート５５との間の熱抵抗Ｒ１により、トッププレート５５の温度を、ウェハＷの目標温度Ｔｗにしたとしても、ウェハＷの温度は目標温度Ｔｗから乖離する。そこで、本実施形態に係る検査システム１においては、トッププレート５５の温度をウェハＷの目標温度Ｔｗから、補正値Ｔｃｏｒだけオフセットさせて制御を行う。すなわち、ウェハＷの温度を目標温度Ｔｗになるように制御する場合には、トッププレート５５の温度を前述の数式６のように目標温度Ｔｔｐとする。トッププレート５５の温度を目標温度Ｔｔｐにする場合には、チャックトップ５１（冷却ジャケット５６）に供給される熱媒体ＨＭ３の温度を目標温度Ｔｔｐにする。このように、制御部２２は、目標温度を補正する工程と、を制御する。
変形例１の熱媒体ＨＭの流路を用いることによって、高温用チラーユニットＣｈｉｌＨと低温用チラーユニットＣｈｉｌＬのそれぞれから供給された熱媒体ＨＭ１、ＨＭ２を混合させることなく、ウェハＷの温度調整を行うことができる。それにより、例えば、高温用チラーユニットＣｈｉｌＨと低温用チラーユニットＣｈｉｌＬの熱媒体として別の熱媒体を用いることができる。
＜変形例２＞
本実施形態に係る検査システム１の流路を変更した例を示す。図１３は、本実施形態に係る検査システムの変形例２の熱媒体の流路を説明する図である。
本実施形態に係る検査システム１の流路を変更した例を示す。図１３は、本実施形態に係る検査システムの変形例２の熱媒体の流路を説明する図である。
変形例２の熱媒体ＨＭの流路について説明する。高温用チラーユニットＣｈｉｌＨから供給された温度Ｔｃｈの熱媒体ＨＭ１は、熱媒体ＨＭ１１と、熱媒体ＨＭ１２に分けられる。熱媒体ＨＭ１１は、熱交換器ＨＥＸ２に流入する。熱媒体ＨＭ１２は、三方弁ＭＶ７に流入する。同様に、低温用チラーユニットＣｈｉｌＬから供給された温度Ｔｃｌの熱媒体ＨＭ２は、熱媒体ＨＭ２１と、熱媒体ＨＭ２２に分けられる。熱媒体ＨＭ２１は、熱交換器ＨＥＸ２に流入する。熱媒体ＨＭ２２は、三方弁ＭＶ８に流入する。三方弁ＭＶ７、ＭＶ８の開度を制御することにより、熱媒体ＨＭ１１と熱媒体ＨＭ２１のそれぞれの流量は制御される。熱交換器ＨＥＸ２では、熱媒体ＨＭ１１と熱媒体ＨＭ２１との間で、熱交換が行われる。それにより、熱交換器ＨＥＸ２から流出した熱媒体ＨＭ１１の温度は、熱交換器ＨＥＸ２への流入時と比較すると低くなる。そして、熱媒体ＨＭ１１と熱媒体ＨＭ２１とのそれぞれの流量により、熱交換器ＨＥＸ２から流出した熱媒体ＨＭ１の温度を制御することができる。目標温度の補正については変形例１と同じである。
変形例２の熱媒体ＨＭの流路を用いることによって、高温用チラーユニットＣｈｉｌＨと低温用チラーユニットＣｈｉｌＬのそれぞれから供給された熱媒体ＨＭ１、ＨＭ２の流量をほぼ一定にすることができる。それにより、高温用チラーユニットＣｈｉｌＨと低温用チラーユニットＣｈｉｌＬの温度をより安定させることができる。
なお、変形例２において、三方弁ＭＶ７、ＭＶ８は、それぞれ高温用チラーユニットＣｈｉｌＨと低温用チラーユニットＣｈｉｌＬの熱媒体が帰還する流路に設けられているが、それぞれ設置する場所は、当該流路に限らない。例えば、三方弁ＭＶ７、ＭＶ８は、それぞれ高温用チラーユニットＣｈｉｌＨと低温用チラーユニットＣｈｉｌＬの熱媒体が供給される流路、すなわち、熱交換器ＨＥＸ２に流入側の流路、に設けられてよい。
今回開示された本実施形態に係る検査システム及び検査方法は、すべての点において例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。上記の実施形態は、添付の請求の範囲及びその主旨を逸脱することなく、様々な形態で変形及び改良が可能である。上記複数の実施形態に記載された事項は、矛盾しない範囲で他の構成も取り得ることができ、また、矛盾しない範囲で組み合わせることができる。
１ 検査システム
１０ 筐体
２２ 制御部
５２ 温度調整機構
５５ トッププレート
５６ 冷却ジャケット
５８ 熱媒体流路
６０ カメラ
１００ 温度検出器
１０１ 温度検出器
１０２ 温度検出器
１１１ 圧力検出器
１１２ 圧力検出器
２０２ 演算部
ＣｈｉｌＨ 高温用チラーユニット
ＣｈｉｌＬ 低温用チラーユニット
ＭＶ１ 三方弁
ＭＶ２ 三方弁
ＭＶ３ 制御弁
ＭＶ４ 制御弁
１０ 筐体
２２ 制御部
５２ 温度調整機構
５５ トッププレート
５６ 冷却ジャケット
５８ 熱媒体流路
６０ カメラ
１００ 温度検出器
１０１ 温度検出器
１０２ 温度検出器
１１１ 圧力検出器
１１２ 圧力検出器
２０２ 演算部
ＣｈｉｌＨ 高温用チラーユニット
ＣｈｉｌＬ 低温用チラーユニット
ＭＶ１ 三方弁
ＭＶ２ 三方弁
ＭＶ３ 制御弁
ＭＶ４ 制御弁
Claims (7)
- 第１温度に制御された第１熱媒体を供給する第１チラーユニットと、前記第１温度よりも低い第２温度に制御された第２熱媒体を供給する第２チラーユニットと、所望の混合比に前記第１熱媒体と前記第２熱媒体とを混合した熱媒体が供給される流路が設けられた載置台と、制御部とを有し、前記載置台に載置された基板に対して検査を行う検査システムであって、
前記制御部は、
前記流路の入口における前記熱媒体の温度と前記流路の出口における前記熱媒体の温度とを測定する工程と、
前記入口及び出口における前記熱媒体の温度の差分と前記熱媒体の流量とに基づき、前記第１熱媒体と前記第２熱媒体との前記混合比を補正する工程と、を制御する、
検査システム。 - 前記制御部は、
前記入口及び出口における前記熱媒体の温度の差分と前記熱媒体の流量とに基づき、前記基板の発熱量を算出する工程と、
前記発熱量に基づき、前記第１熱媒体と前記第２熱媒体との前記混合比を補正する工程と、を制御する、
請求項１に記載の検査システム。 - 前記制御部は、補正した前記混合比になるように、前記第１チラーユニットの出口のバルブの開度と、前記第２チラーユニットの出口のバルブの開度とを制御する、
請求項１又は請求項２に記載の検査システム。 - 前記制御部は、
前記流路の入口における前記熱媒体の圧力と、前記流路の出口における前記熱媒体の圧力とを測定する工程と、を制御し、
前記入口及び出口における前記熱媒体の圧力の差分から、前記熱媒体の流量を求める、
請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の検査システム。 - 前記第１チラーユニットの出口のバルブは、前記第１熱媒体が流入し、流入した前記第１熱媒体の一部を前記流路に通流する第１三方弁であり、
前記第２チラーユニットの出口のバルブは、前記第２熱媒体が流入し、流入した前記第２熱媒体の一部を前記流路に通流する第２三方弁である、
請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の検査システム。 - 第１温度に制御された第１熱媒体を供給する第１チラーユニットと、前記第１温度よりも低い第２温度に制御された第２熱媒体を供給する第２チラーユニットと、前記第１熱媒体と前記第２熱媒体との間で熱交換を行うことにより、所望の目標温度に低下した前記第１熱媒体が供給される流路が設けられた載置台と、制御部とを有し、前記載置台に載置された基板に対して検査を行う検査システムであって、
前記制御部は、
前記流路の入口における前記第１熱媒体の温度と前記流路の出口における前記第１熱媒体の温度とを測定する工程と、
前記入口及び出口における前記第１熱媒体の温度の差分と前記第１熱媒体の流量とに基づき、前記目標温度を補正する工程と、を制御する、
検査システム。 - 第１温度に制御された第１熱媒体を供給する第１チラーユニットと、前記第１温度よりも低い第２温度に制御された第２熱媒体を供給する第２チラーユニットと、所望の混合比に基づき前記第１熱媒体と前記第２熱媒体とを混合した熱媒体が供給される流路が設けられた載置台とを有し、前記載置台に載置された基板に対し検査を行う検査方法であって、
前記流路の入口における前記熱媒体の温度と前記流路の出口における前記熱媒体の温度とを測定する工程と、
前記入口及び出口における前記熱媒体の温度の差分と前記熱媒体の流量とに基づき、前記第１熱媒体と前記第２熱媒体との前記混合比を補正する工程と、を実行する検査方法。
Priority Applications (6)
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|---|---|---|---|
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