JP2024043947A - 測温用基板の校正方法、基板測温システム及び測温用基板 - Google Patents

Abstract

【課題】測温用基板による測温の効率を向上させる。【解決手段】複数の測温抵抗体を備え、前記複数の測温抵抗体の各々に対応して電極が配置される測温用基板の校正方法は、少なくとも１つの前記測温抵抗体に対応する電極に針状体を接触させる工程と、前記測温用基板を絶縁性冷媒に液浸する工程と、前記針状体によって前記電極を介して前記測温抵抗体の電気抵抗値を測定する工程と、前記絶縁性冷媒の温度を測定する工程と、前記測定された電気抵抗値を、前記測定された絶縁性冷媒の温度に換算するための補正値を取得する工程と、を有する。【選択図】図５

Description

本開示は、測温用基板の校正方法、基板測温システム及び測温用基板に関する。

製品用ウエハに形成された複数の半導体デバイスの検査を行うための基板検査装置として、プローバが知られている。プローバは、複数の針状接触端子であるコンタクトプローブを有するプローブカードを備え、載置台に載置された製品用ウエハをプローブカードへ接近させることにより、各コンタクトプローブを半導体デバイスの電極パッドや半田バンプと接触させる。プローバでは、さらに、各コンタクトプローブから半導体デバイスの電気回路へ電気を流すことによって該電気回路の導通状態等を検査する。

近年、半導体デバイスの検査を行う際の検査条件が複雑化し、特に、高温環境下や低温環境下における半導体デバイスの検査を行うことが求められる。このような高温環境や低温環境は、プローバにおいて、製品用ウエハを載置する載置台のペルチェ素子やヒータによる温度調整によって実現される。そして、製品用ウエハの代わりに測温用ウエハ（例えば、非特許文献１参照）を載置台に載置して載置台の温度を測定することにより、所望の高温環境や低温環境が実現できるか否かの確認、すなわち、載置台の温度調整能力の確認が行われる。

KLA Corporation、"Process ProbeTM 1530/1535"、［online］、［令和４年８月１２日検索］、インターネット＜URL：https://www.kla.com/products/chip-manufacturing/in-situ-process-management＞

本開示に係る技術は、測温用基板による測温の効率を向上させる。

本開示に係る技術の一態様は、複数の測温抵抗体を備え、前記複数の測温抵抗体の各々に対応して電極が配置される測温用基板の校正方法であって、少なくとも１つの前記測温抵抗体に対応する電極に針状体を接触させる工程と、前記測温用基板を絶縁性冷媒に液浸する工程と、前記針状体によって前記電極を介して前記測温抵抗体の電気抵抗値を測定する工程と、前記絶縁性冷媒の温度を測定する工程と、前記測定された電気抵抗値を、前記測定された絶縁性冷媒の温度に換算するための補正値を取得する工程と、を有する。

本開示に係る技術によれば、測温用基板による測温の効率を向上させることができる。

本開示に係る技術の一実施の形態としての測温用ウエハの構成を概略的に示す平面図である。 製品用ウエハに形成された半導体デバイスの検査を行うための基板検査装置の一例の構成を概略的に示す正面図である。 製品用ウエハに形成された半導体デバイスの検査を行うための基板検査装置の変形例の構成を概略的に示す正面図である。 測温用ウエハの各パターンの補正値を取得する基板検査装置の一例の構成を概略的に示す正面図である。 図４の基板検査装置を用いる補正値校正作業の一例を説明するための工程図である。 図４の基板検査装置を用いる補正値校正作業の変形例を説明するための工程図である。 測温用ウエハの各パターンの補正値を取得する基板検査装置の変形例の構成を概略的に示す正面図である。 図２の基板検査装置を用いる補正値校正作業を説明するための図である。 本開示に係る技術の一実施の形態としての測温用ウエハの変形例の構成を概略的に示す平面図である。 図９の測温用ウエハにおけるヒータの配置の変形例を説明するための図である。

上述した非特許文献１の技術に係る測温用ウエハでは、複数の測温センサが当該測温ウエハ上に分散して配置されるが、各測温センサの出力を取り出すために、各測温センサから配線が取り回される。したがって、この測温用ウエハには多数の配線が付随するため、取り扱いが容易ではなく、測温用ウエハの取り扱いは作業者による手作業で行う必要がある。

また、各配線の熱容量が大きくなると、載置台からの熱エネルギーが各配線へ逃げてしまい、実際の検査環境を再現できなくなるため、多くの熱エネルギーが逃げ込まないように各配線は非常に細く形成される。その反面、各配線が断線し易くなるため、各配線の断線の発生の有無の確認も兼ねて測温用ウエハの校正作業の頻度を高くする必要がある。この測温用ウエハの校正作業は、測温用ウエハの温度を制御可能な校正装置にて行われる。

しかしながら、上述したように、測温用ウエハの取り扱いは作業者による手作業で行う必要があるため、測温用ウエハの校正作業も非常に手間を要する。すなわち、非特許文献１の技術に係る測温用ウエハを用いる場合、非常に手間を要する校正作業を頻繁に行う必要があり、その都度、当該測温用ウエハを用いた載置台の温度調整能力の確認を行うことができなくなる。したがって、当該測温用ウエハによる測温の効率は低くなる。

これに対応して、本開示に係る技術は、測温用基板の校正作業を行う際、複数の測温抵抗体を備え、複数の測温抵抗体の各々に対応して電極が配置される測温用基板を用い、測温抵抗体に対応する電極に針状体を接触させる。さらに、測温用基板を絶縁性冷媒に液浸させ、針状体から電極を介して測温抵抗体に通電して測温抵抗体の電気抵抗値を測定し、且つ絶縁性冷媒の温度を測定する。その後、測定された電気抵抗値を測定された絶縁性冷媒の温度に換算するための補正値を取得する。

以下、図面を参照して本開示に係る技術の一実施の形態を説明する。図１は、本開示に係る技術の一実施の形態としての測温用ウエハＴＷ（測温用基板）の構成を概略的に示す平面図である。

図１において、測温用ウエハＴＷは、半導体ウエハである製品用ウエハ（製品用基板）と略同形状の円板状基板からなり、製品用ウエハの各半導体デバイスが形成される位置のそれぞれに対応して測温抵抗体からなる複数のパターン１０が形成される。パターン１０の測温抵抗体は、温度によって電気抵抗値が変化する金属又は金属酸化物からなり、本実施の形態では、一例として、白金が用いられる。各パターン１０は測温用ウエハＴＷの表面に設けられてもよく、若しくは、測温用ウエハＴＷに埋設されてもよい。

また、測温用ウエハＴＷにおいて、各パターン１０の両端には電極パッド１１ａ，１１ｂが配置される。電極パッド１１ａ，１１ｂは測温用ウエハＴＷの表面に設けられ、後述するプローブカード２０のコンタクトプローブ２２と接触する。

図２は、製品用ウエハＷに形成された半導体デバイスの検査を行うための基板検査装置１２の構成を概略的に示す正面図である。図２では、基板検査装置１２の内部構造を示すために一部が断面図として示される。

図２において、基板検査装置１２は、ローダ部１３と、検査部１４と、装置コントローラ１５とを有する。基板検査装置１２は、装置コントローラ１５の制御の下、ローダ部１３から検査部１４へ製品用ウエハＷを搬送し、製品用ウエハＷに形成された複数の半導体デバイスであるＤＵＴ（Device Under Test）の検査を行う。具体的に、基板検査装置１２は、各ＤＵＴの電気回路へ電気を流すことによって該電気回路の導通状態等を検査する。

ローダ部１３は、カセット収納部１６と、ウエハ搬送機構（不図示）とを有する。カセット収納部１６は、製品用ウエハＷを収容したカセットＣを収納する。カセットＣは、例えばＦＯＵＰ（Front Opening Unify Pod）である。ウエハ搬送機構は、カセット収納部１６に収納されたカセットＣと、検査部１４に設けられた後述のステージ１７との間で製品用ウエハＷを搬送する。

検査部１４は、ローダ部１３に隣接して配置される。検査部１４は、ステージ１７と、昇降機構１８と、ＸＹ駆動機構１９と、プローブカード２０と、アライメント機構２１とを有する。

ステージ１７（載置部材）は、真空チャックや静電チャック等の基板吸着機構を有し、さらに、ペルチェ素子やヒータ等の温度調整機構（不図示）を有する。また、ステージ１７は上面に製品用ウエハＷを載置し、基板吸着機構によって製品用ウエハＷを吸着するとともに、温度調整機構によって当該ステージ１７の温度を調整することにより、伝熱によって製品用ウエハＷの温度を調整する。

昇降機構１８は、ステージ１７の下部に設けられてステージ１７を昇降（図中のＺ方向に移動）させる。ＸＹ駆動機構１９は、昇降機構１８の下部に設けられ且つ検査部１４の底部に固定され、ステージ１７及び昇降機構１８を二軸方向（図中のＸ方向及びＹ方向）に移動させる。

プローブカード２０はステージ１７の上方に配置される。プローブカード２０のステージ１７側には、複数の針状体であるコンタクトプローブ２２が形成される。また、プローブカード２０は、ヘッドプレート２３に着脱可能に取り付けられている。プローブカード２０には、テストヘッド２４を介してテスタ（不図示）が接続される。

アライメント機構２１は、カメラ２５と、ガイドレール２６と、メインブリッジ２７と、光源２８とを有する。カメラ２５は、例えば、ＣＣＤカメラやＣＭＯＳカメラであり、メインブリッジ２７の中央に下向きに取り付けられ、ステージ１７や製品用ウエハＷを撮像する。

ガイドレール２６は、メインブリッジ２７を水平方向（図中のＹ方向）に移動可能に支持する。メインブリッジ２７は、左右一対のガイドレール２６によって支持され、ガイドレール２６に沿って水平方向（図中のＹ方向）に移動する。カメラ２５は、メインブリッジ２７の移動によって待機位置とプローブカード２０の中心の真下（以下、「プローブセンタ」という。）との間を移動する。

後述のアライメントを行う際、カメラ２５は、プローブセンタに位置し、ＸＹ方向に移動するステージ１７に載置された製品用ウエハＷの各ＤＵＴの電極パッドを上方から撮像する。この撮像された画像により、各ＤＵＴの電極パッドの位置が把握される。なお、撮像された画像は表示装置２９に表示される。また、光源２８は、メインブリッジ２７の下部に設けられ、ステージ１７に光を照射し、カメラ２５による各電極パッドの撮像を補助する。

基板検査装置１２において、製品用ウエハＷのＤＵＴの検査を行う際、検査部１４では、まず、ステージ１７に載置された製品用ウエハＷをステージ１７に吸着させ、製品用ウエハＷを載置するステージ１７の温度を所望の温度に調整する。次いで、把握された各ＤＵＴの電極パッドの位置に基づいて、アライメント機構２１がＸＹ駆動機構１９と協働して、プローブカード２０の各コンタクトプローブ２２と、製品用ウエハＷの各ＤＵＴの電極パッドとを正対させるアライメントを行う。

次いで、昇降機構１８がステージ１７を上昇させて、プローブカード２０の各コンタクトプローブ２２を対応する各ＤＵＴの電極パッドに接触させる。その後、装置コントローラ１５は、テスタからテストヘッド２４及びプローブカード２０の各コンタクトプローブ２２を介して、各ＤＵＴの電気回路へ電気を流すことによって該電気回路の導通状態等を検査する。

装置コントローラ１５は、ステージ１７の下方に設けられ、基板検査装置１２の全体の動作を制御する。装置コントローラ１５に設けられたＣＰＵは、ＲＯＭ、ＲＡＭ等のメモリに格納された品種パラメータに従って、所望の検査を実行する。なお、品種パラメータは、ハードディスクやＲＯＭ、ＲＡＭ以外の半導体メモリに記憶されてもよい。また、品種パラメータは、コンピュータにより読み取り可能な、ＣＤ－ＲＯＭ、ＤＶＤ等の記録媒体に記録された状態で所定位置に挿入され、読み出されるようにしてもよい。

また、基板検査装置１２では、上述した製品用ウエハＷのＤＵＴの検査の他に、ステージ１７の温度調整機構の温度調整能力の確認と調整（以下、まとめて「ステージ校正作業」という。）が行われる。ステージ校正作業では、測温用ウエハＴＷを用い、ステージ１７の温度調整機構によって測温用ウエハＴＷの各パターン１０の温度を所望の温度、例えば、検査温度に調整可能か否かが確認される。すなわち、測温用ウエハＴＷの各パターン１０の温度が測定される。

ステージ校正作業を行う際には、ヘッドプレート２３へプローブカード２０の代わりに後述の測温用プローブカード３２が装着され、製品用ウエハＷの代わりに図１の測温用ウエハＴＷが用いられる。測温用プローブカード３２は、基本的にプローブカード２０と同様の構成を有し、測温用ウエハＴＷの各パターン１０の電極パッド１１ａ，１１ｂに接触する複数の測温用コンタクトプローブ３３を有する。

基板検査装置１２において、ステージ校正作業を行う際、検査部１４では、まず、ステージ１７に載置された測温用ウエハＴＷをステージ１７に吸着させ、測温用ウエハＴＷを載置するステージ１７の温度を検査温度に調整する。次いで、カメラ２５による撮像によって各パターン１０の電極パッド１１ａ，１１ｂの位置を把握する。そして、把握された電極パッド１１ａ，１１ｂの位置に基づいて、アライメント機構２１がＸＹ駆動機構１９と協働して、測温用プローブカード３２の各測温用コンタクトプローブ３３と、各パターン１０の電極パッド１１ａ，１１ｂとを正対させるアライメントを行う。

次いで、昇降機構１８がステージ１７を上昇させて、測温用プローブカード３２の各測温用コンタクトプローブ３３を対応する各パターン１０の電極パッド１１ａ，１１ｂに接触させる。その後、装置コントローラ１５は、テスタからテストヘッド２４及び測温用プローブカード３２の各測温用コンタクトプローブ３３を介して、各パターン１０へ電気を流すことによって各パターン１０の電気抵抗値を測定する。測定された電気抵抗値は後述する各パターン１０の補正値に基づき、テスタや装置コントローラ１５によって温度に換算される。これにより、ステージ１７の温度調整機構が測温用ウエハＴＷの各パターン１０の温度を検査温度に調整できているか否かが確認される。そして、各パターン１０の温度を検査温度に調整できていない場合、換算された温度とステージ１７に内蔵された温度センサによって測定された温度（検査温度）との差分を補正値として記録し、その後の測温用ウエハＴＷを用いた温度測定に記録された補正値が反映されてステージ１７の温度の調整が行われる。

なお、プローブカード２０を測温用プローブカード３２に交換した場合、テストヘッド２４に接続されるテスタも測温用プローブカード用のテスタに交換する必要がある。しかしながら、測温用プローブカード３２に、バッテリと近距離無線通信、例えば、Bluetooth（登録商標）を行う無線通信部を搭載することが考えられる。この場合、テストヘッド２４に接続されるテスタとは別のテスタに各パターン１０の電気抵抗値の測定結果を送信して別のテスタで温度換算を行う。これにより、ステージ校正作業を行う際にテストヘッド２４に接続されるテスタを交換する必要を無くすことができ、基板検査装置１２におけるステージ校正作業の効率を向上させることができる。

ところで、上述したステージ校正作業では、プローブカード２０を測温用プローブカード３２に交換する必要があるが、この交換作業を作業者の手作業で行うと、ステージ校正作業の効率を低下させるおそれがある。そこで、基板検査装置１２の変形例では、測温用プローブカード３２をヘッドプレート２３ではなく、他の構成部品に装着し、プローブカード２０の測温用プローブカード３２への交換を行うこと無くステージ校正作業を行う。

図３は、図２の基板検査装置１２の変形例としての基板検査装置３０の構成を概略的に示す正面図である。図３でも、基板検査装置３０の内部構造を示すために一部が断面図として示される。また、基板検査装置３０の構成は、基本的に基板検査装置１２の構成と同じであるため、以下、基板検査装置１２と異なる構成や動作についてのみ説明する。

図３において、基板検査装置３０では、メインブリッジ２７の中央へカメラ２５の代わりにカードベース３１が取り付けられ、カードベース３１の下面には、ステージ１７と対向するように、測温用プローブカード３２が装着される。

カードベース３１に装着された測温用プローブカード３２によってステージ校正作業を行う際、まず、測温用ウエハＴＷを吸着するステージ１７の温度を検査温度に調整する。その後、カードベース３１に配置されたカメラ（不図示）が測温用ウエハＴＷの各パターン１０の電極パッド１１ａ，１１ｂを上方から撮像する。この撮像された画像により、各パターン１０の電極パッド１１ａ，１１ｂの位置が把握される。

次いで、把握された各パターン１０の電極パッド１１ａ，１１ｂの位置に基づいて、アライメント機構２１がＸＹ駆動機構１９と協働して、各測温用コンタクトプローブ３３と、測温用ウエハＴＷの各パターン１０の電極パッド１１ａ，１１ｂとを正対させる。その後、昇降機構１８がステージ１７を上昇させて、測温用プローブカード３２の各測温用コンタクトプローブ３３を対応する各パターン１０の電極パッド１１ａ，１１ｂに接触させて各パターン１０の電気抵抗値を測定する。

また、図３の基板検査装置３０は、測温用プローブカード３２用の搬送ロボット３４を備えてもよい。搬送ロボット３４は、移動可能な本体３５と、多関節のアーム３６と、アーム３６の先端に取り付けられたカードベース３７とを有する。カードベース３７の下面には、測温用プローブカード３２が装着される。

搬送ロボット３４によってステージ校正作業を行う際、まず、測温用ウエハＴＷを吸着するステージ１７の温度を検査温度に調整する。その後、搬送ロボット３４は、カードベース３７に配置されたカメラ（不図示）によって測温用ウエハＴＷの各パターン１０の電極パッド１１ａ，１１ｂを上方から撮像する。搬送ロボット３４は、この撮像された画像により、各パターン１０の電極パッド１１ａ，１１ｂの位置を把握する。

次いで、搬送ロボット３４は、把握された各パターン１０の電極パッド１１ａ，１１ｂの位置に基づいて、アーム３６を動かし、各測温用コンタクトプローブ３３と、測温用ウエハＴＷの各パターン１０の電極パッド１１ａ，１１ｂとを正対させる。さらに、アーム３６がカードベース３７を下方に移動させるとともに、昇降機構１８がステージ１７を上昇させて、測温用プローブカード３２の各測温用コンタクトプローブ３３を対応する各パターン１０の電極パッド１１ａ，１１ｂに接触させる。そして、各パターン１０の電気抵抗値を測定する。

なお、搬送ロボット３４によってステージ校正作業を行う際には、ヘッドプレート２３を上方へ跳ね上げて検査部１４のステージ１７を露出させる。これにより、搬送ロボット３４のカードベース３７に装着された測温用プローブカード３２を、ヘッドプレート２３に装着されたプローブカード２０と干渉させること無く、ステージ１７に吸着された測温用ウエハＴＷに到達させることができる。

図３の基板検査装置３０では、ステージ校正作業を行う際に、ヘッドプレート２３に装着されたプローブカード２０を測温用プローブカード３２に交換する必要がない。したがって、ステージ校正作業の効率を向上させることができる。

ところで、上述したように、測温用ウエハＴＷの各パターン１０は白金からなるため、白金の温度抵抗特性に基づいて、測定された測温用ウエハＴＷの各パターン１０の電気抵抗値を温度に換算すれば、各パターン１０の温度が得られると考えられる。しかしながら、測定された電気抵抗値には、当該パターン１０の電気抵抗だけで無く各電極パッド１１ａ，１１ｂの電気抵抗も影響する。したがって、測定された電気抵抗値を白金の温度抵抗特性に基づいて温度に換算しただけでは、各パターン１０の実際の温度を正確に得ることはできない。そこで、測温用ウエハＴＷでは、各パターン１０について、測定された電気抵抗値を実際の温度に換算するための補正値が取得される。そして、測温用ウエハＴＷを繰り返して使用する間に、各パターン１０と各電極パッド１１ａ，１１ｂの接続状態の変化等の経年変化が発生する。したがって、以前に取得された補正値を用い続けると、測定された電気抵抗値から正しい実際の温度への換算が困難となることがある。そこで、測温用ウエハＴＷでは、定期的に補正値を取得し直す。本実施の形態では、このような測温用ウエハＴＷの各パターン１０の補正値の再取得を「補正値校正作業」と称する。

図４は、測温用ウエハＴＷの各パターン１０の補正値を取得する基板検査装置３８（校正装置）の構成を概略的に示す正面図である。図４でも、基板検査装置３８の内部構造を示すために一部が断面図として示される。また、基板検査装置３８の構成は、基本的に基板検査装置１２の構成と同じであるため、以下、基板検査装置１２と異なる構成や動作についてのみ説明する。

図４において、基板検査装置３８では、カセットＣに測温用ウエハＴＷが収容され、ヘッドプレート２３へプローブカード２０の代わりに測温用プローブカード３２が装着され、検査部１４はステージ１７の代わりに校正用ステージ３９を有する。校正用ステージ３９は略円板状の載置台であり、ステージ１７と同様に、ペルチェ素子やヒータ等の温度調整機構（不図示）を有し、さらに、周縁に沿って配置された上下方向（図中のＺ方向）に伸縮自在なベローズ４０を有する。また、基板検査装置３８は、情報通信網、例えば、インターネット４１を介して外部の情報処理装置、例えば、サーバ４２と通信可能に構成される。

図５は、図４の基板検査装置３８を用いる補正値校正作業を説明するための工程図である。まず、基板検査装置３８において、カメラ２５が、プローブセンタに位置する校正用ステージ３９に載置された測温用ウエハＴＷの各パターン１０の電極パッド１１ａ，１１ｂを上方から撮像する。この撮像された画像により、各パターン１０の電極パッド１１ａ，１１ｂの位置が把握される。

次いで、把握された各パターン１０の電極パッド１１ａ，１１ｂの位置に基づいて、アライメント機構２１がＸＹ駆動機構１９と協働して、各測温用コンタクトプローブ３３と、各パターン１０の電極パッド１１ａ，１１ｂとを正対させる（図５（Ａ））。その後、昇降機構１８がステージ１７を上昇させて、測温用プローブカード３２の各測温用コンタクトプローブ３３を対応する各パターン１０の電極パッド１１ａ，１１ｂに接触させる（図５（Ｂ））。

次いで、ベローズ４０を図中上方へ伸長させる。このとき、測温用ウエハＴＷよりもベローズ４０の上端が十分高くなるように、ベローズ４０を伸長させる（図５（Ｃ））。その後、校正用ステージ３９に設けられた冷媒供給口（不図示）から絶縁性冷媒４３、例えば、ＨＦＥ（ハイドロフルオロエーテル）がベローズ４０で囲われた空間（以下、「冷媒用空間」という。）に供給され、校正用ステージ３９に載置された測温用ウエハＴＷを絶縁性冷媒４３に液浸させる（図５（Ｄ））。

ここで、冷媒用空間に供給された絶縁性冷媒４３は、冷媒用空間と外部のチラー（温度調整装置）との間で循環され、当該チラーによって所望の温度に調温される。なお、このチラーは、循環する絶縁性冷媒４３を加熱するだけでなく、冷却することもできる。そして、校正用ステージ３９は、温度調整機構により、当該校正用ステージ３９の温度を調整して、冷媒用空間の絶縁性冷媒４３の温度を所望の温度に維持する。測温用ウエハＴＷの温度と絶縁性冷媒４３の温度（所望の温度）の差分は、時間が経過するにつれて、測温用ウエハＴＷと絶縁性冷媒４３との熱交換によってほぼ無くなる。これにより、測温用ウエハＴＷの温度が所望の温度に調整される。

なお、本実施の形態では、測温用ウエハＴＷに配線が付随せず、冷媒用空間を漂う配線が存在しないため、冷媒用空間に撹拌装置や対流装置（いずれも不図示）を容易に配置することができる。これにより、冷媒用空間において絶縁性冷媒４３を撹拌又は対流することができるため、絶縁性冷媒４３の温度の均一性を高めることができる。

また、絶縁性冷媒４３の温度は、基板検査装置３８が備える高精度温度センサ４４によって測定される。絶縁性冷媒４３の温度が安定した後、測温用プローブカード３２の各測温用コンタクトプローブ３３を介して、各パターン１０へ電気を流すことによって各パターン１０の電気抵抗値を測定する。このとき、複数のパターン１０の電気抵抗値を測定してもよく、若しくは、１つのパターン１０の電気抵抗値のみを測定してもよい。

その後、テスタや装置コントローラ１５が、各パターン１０について、測定された電気抵抗値を高精度温度センサ４４によって測定された絶縁性冷媒４３の温度に換算するための補正値を取得する。次いで、取得された補正値を、当該補正値を取得する際に用いられた電気抵抗値が測定されたパターン１０と関連付けて、サーバ４２のメモリ（記憶装置）に記憶させる。例えば、取得された補正値を対応するパターン１０の識別番号と関連付けて記憶させる。その後、補正値校正作業を終了する。

このように、本実施の形態では、再取得された各パターン１０の補正値が、基板検査装置３８とは異なるサーバ４２のメモリに記憶され、サーバ４２はインターネット４１に接続される。したがって、基板検査装置１２や基板検査装置３０がインターネット４１に接続すれば、サーバ４２のメモリに記憶されている再取得された各パターン１０の補正値を利用することができる。例えば、基板検査装置１２や基板検査装置３０がステージ校正作業を行う際、カメラによる撮像によって読み取った測温用ウエハＴＷの各パターン１０の識別番号をインターネット４１を介してサーバ４２へ送信する。サーバ４２は、受信した各パターン１０の識別番号に関連する補正値を基板検査装置１２や基板検査装置３０へ送信する。送信された各パターン１０の補正値を受け取った基板検査装置１２や基板検査装置３０の装置コントローラ１５やテスタは、該受け取った補正値を用いて測定された各パターン１０の電気抵抗値を温度に換算する。これにより、基板検査装置１２や基板検査装置３０は、設置場所にかかわらず、補正値校正作業によって再取得された各パターン１０の補正値を用いてステージ１７の温度調整機構の温度調整能力を正確に確認することができる。

また、上述したように、基板検査装置３８の構成は、基本的に基板検査装置１２の構成と同じであるため、複数の基板検査装置１２で構成される製品用ウエハＷの検査ラインに容易に設置することができる。これにより、当該検査ラインで、各基板検査装置１２のステージ校正作業だけでなく、測温用ウエハＴＷの補正値校正作業も行うことができるため、作業効率を向上させることができる。

さらに、例えば、基板検査装置１２の客先への出荷前に、基板検査装置１２の製造元において基板検査装置３８を用いて測温用ウエハＴＷの各パターン１０の補正値を取得し、該取得された補正値をサーバ４２のメモリに記憶することが考えられる。この場合、客先では、サーバ４２のメモリに記憶された補正値を利用することにより、基板検査装置１２を客先で設置した後に各パターン１０の補正値を取得する必要を無くすことができる。これにより、客先において基板検査装置１２を早く稼働状態に移行させることができる。

なお、本実施の形態では、基板検査装置１２又は基板検査装置３０と、基板検査装置３８と、サーバ４２は、インターネット４１を介して互いに通信可能に接続される。したがって、これらは、測温用ウエハＴＷによる測温（ステージ１７の温度調整機構の温度調整能力の評価）を行うための、基板測温システムを構成しているとも言える。

また、基板検査装置３８では、ベローズ４０を備える校正用ステージ３９を用いたが、校正用ステージ３９の代わりに側壁４５を備える校正用ステージ４６を用いてもよい（図６（Ａ））。校正用ステージ４６も略円板状の載置台であり、ステージ１７と同様に、ペルチェ素子やヒータ等の温度調整機構（不図示）を有する。側壁４５は、校正用ステージ４６の周縁に沿って立設された壁部であり、側壁４５で囲われた空間（以下、「冷媒用空間」という。）に絶縁性冷媒４３が供給される。

校正用ステージ４６を用いる場合、まず、測温用プローブカード３２の各測温用コンタクトプローブ３３と、測温用ウエハＴＷの各パターン１０の電極パッド１１ａ，１１ｂとを正対させるアライメントを行う（図６（Ａ））。

その後、各測温用コンタクトプローブ３３を対応する各パターン１０の電極パッド１１ａ，１１ｂに接触させ、冷媒用空間に絶縁性冷媒４３を供給して校正用ステージ４６に載置された測温用ウエハＴＷを絶縁性冷媒４３に液浸させる（図６（Ｂ））。ここで、校正用ステージ３９を用いる場合と同様の方法で絶縁性冷媒４３の温度を所望の温度に維持し、測温用ウエハＴＷの温度を所望の温度に調整する。

このときも、絶縁性冷媒４３の温度は、基板検査装置３８が備える高精度温度センサ４４によって測定され、さらに、各パターン１０の電気抵抗値が測定される。その後、各パターン１０について、測定された電気抵抗値を測定された絶縁性冷媒４３の温度に換算するための補正値が取得される。

なお、校正用ステージ４６への測温用ウエハＴＷの受け渡しは、測温用ウエハＴＷが側壁４５と干渉しないように、ピン４７によって測温用ウエハＴＷがリフトされた状態で行われる（図６（Ｃ））。

上述した基板検査装置３８は、基板検査装置１２と同じ検査ラインに設置することを想定していたため、その構成は基本的に基板検査装置１２の構成と同じである。しかしながら、基板検査装置１２と同じ検査ラインに設置することを想定しない場合、補正値校正作業を行う基板検査装置をより簡素に構成してもよい。

例えば、図７（Ａ）に示すように、基板検査装置４８が、測温用ウエハＴＷを載置するステージ４９と、該ステージ４９の上方に配置される検査部５０とによって構成されてもよい。このとき、ステージ４９は上面に凹状の窪み５１を有し、窪み５１の底に測温用ウエハＴＷが配置される。

ステージ４９は、ステージ１７と同様に、ペルチェ素子やヒータ等の温度調整機構（不図示）を有する。検査部５０は、ステージ４９の窪み５１と対向するように配置されたベースメンバ５２と、該ベースメンバ５２の下面に設けられたカードベース５３と、カードベース５３の下面に装着された測温用プローブカード３２とを有する。さらに、検査部５０は、窪み５１の底の測温用ウエハＴＷと測温用プローブカード３２の間へ進退自在なカメラ５４を有する。

検査部５０において、ベースメンバ５２は二軸方向（図中のＸ方向及びＹ方向）に移動可能に構成され、カードベース５３は上下方向（図中のＺ方向）に移動可能に構成される。なお、基板検査装置３８と同様に、基板検査装置４８も、インターネット４１を介して外部のサーバ４２と通信可能に構成される。

基板検査装置４８において、補正値校正作業を行う場合、まず、カメラ５４によって測温用ウエハＴＷを上方から撮像することにより、各パターン１０の電極パッド１１ａ，１１ｂの位置が把握される。

次いで、カメラ５４が窪み５１の底の測温用ウエハＴＷと測温用プローブカード３２の間から退出する。その後、把握された各パターン１０の電極パッド１１ａ，１１ｂの位置に基づいて、測温用プローブカード３２の各測温用コンタクトプローブ３３と、各パターン１０の電極パッド１１ａ，１１ｂとを正対させるように、ベースメンバ５２が二軸方向に移動する。

その後、カードベース５３が下方に移動して、測温用プローブカード３２の各測温用コンタクトプローブ３３を対応する各パターン１０の電極パッド１１ａ，１１ｂに接触させる。

次いで、ステージ４９に設けられた冷媒供給口（不図示）から絶縁性冷媒４３が窪み５１に供給され、窪み５１の底に配置された測温用ウエハＴＷを絶縁性冷媒４３に液浸させる（図７（Ｂ））。窪み５１に供給された絶縁性冷媒４３は外部のチラーとの間で循環されて所望の温度に調温される。そして、ステージ４９は、温度調整機構により、当該ステージ４９の温度を調整して、窪み５１の絶縁性冷媒４３の温度を所望の温度に維持する。これにより、測温用ウエハＴＷの温度が所望の温度に調整される。

また、絶縁性冷媒４３の温度は、基板検査装置４８が備える高精度温度センサ５５によって測定され、さらに、各パターン１０の電気抵抗値が測定される。その後、各パターン１０について、測定された電気抵抗値を測定された絶縁性冷媒４３の温度に換算するための補正値が取得される。取得された補正値は、当該補正値を取得する際に用いられた電気抵抗値が測定されたパターン１０と関連付けられて、サーバ４２のメモリに記憶される。

本実施の形態によれば、ステージ校正作業に測温用ウエハＴＷを用い、測温用プローブカード３２の各測温用コンタクトプローブ３３を各パターン１０の電極パッド１１ａ，１１ｂに接触させて各パターン１０の電気抵抗値を測定する。すなわち、ステージ校正作業に、多数の配線が付随する測温用ウエハを用いる必要が無くなるため、測温用ウエハの取り扱いに作業者の手作業が不要となる。例えば、ローダ部１３のウエハ搬送機構によって測温用ウエハＴＷをカセットＣとステージ１７の間で搬送できるようになるため、ステージ校正作業の効率が向上する。

また、本実施の形態では、測温用ウエハＴＷを用いることにより、配線の断線の発生の有無の確認が不要となるため、配線の断線の発生の有無の確認のために校正作業の頻度を高くする必要を無くすことができる。また、基板検査装置３８においても、ローダ部１３のウエハ搬送機構によって測温用ウエハＴＷをカセットＣと校正用ステージ３９の間で搬送できるようになるため、補正値校正作業の効率が向上する。

また、本実施の形態では、補正値校正作業において、測温用ウエハＴＷを絶縁性冷媒４３に液浸させるため、測温用ウエハＴＷが大気に触れず、測温用ウエハＴＷから熱が大気へ放出されるのを抑制することができる。その結果、補正値校正作業中の測温用ウエハＴＷの温度調整も容易に行うことができる。これにより、補正値校正作業の効率をさらに向上させることができる。

すなわち、本実施の形態では、ステージ校正作業の効率と補正値校正作業の効率のいずれもが向上するため、測温用ウエハＴＷによる測温の効率を向上させることができる。

なお、上述した基板検査装置１２では、ステージ校正作業を行うためのプローブカード２０の測温用プローブカード３２への交換作業を作業者の手作業で行うことを前提としていた。しかしながら、測温用プローブカード３２の形態をプローブカード２０と同様の形態にすれば、基板検査装置１２が備えるプローブカード搬送機構（不図示）、例えば、ＳＡＣＣ（Semi Automatic Probe Card Changer）によって測温用プローブカード３２の搬送やヘッドプレート２３への装着を行うことができる。これにより、基板検査装置１２におけるステージ校正作業の効率をさらに向上させることができる。

以上、本開示の好ましい実施の形態について説明したが、本開示は上述した実施の形態に限定されず、その要旨の範囲内で種々の変形及び変更が可能である。

例えば、上述した本実施の形態では、補正値校正作業において、測温用ウエハＴＷの温度を所望の温度に調整するために、測温用ウエハＴＷを所望の温度に調温された絶縁性冷媒４３に液浸させる。しかしながら、補正値校正作業における測温用ウエハＴＷの温度の調整方法はこれに限られず、測温用ウエハＴＷを絶縁性冷媒４３に液浸させずに、測温用ウエハＴＷの温度を所望の温度に調整してもよい。

例えば、基板検査装置１２を用い、ヘッドプレート２３へ測温用プローブカード３２を装着し、ステージ１７に測温用ウエハＴＷを載置してステージ１７の温度調整機構によって測温用ウエハＴＷの温度を所望の温度に調整してもよい。この場合、図８に示すように、ステージ１７の温度が高精度温度センサ４４によって測定され、測定されたパターン１０の電気抵抗値を測定されたステージ１７の温度に換算するための補正値が取得される。但し、この場合には、上述したように、測温用ウエハＴＷから熱が大気へ放出されるため、測温用ウエハＴＷの温度の調整に時間を要する等の不利益もある。しかしながら、製品用ウエハＷの半導体デバイスの検査を行う一般的な基板検査装置１２に高精度温度センサ４４を加えるだけで補正値校正作業を行うことができるようになる。したがって、補正値校正作業に特化したために特殊な構成を有する基板検査装置３８や基板検査装置４８を用いる必要を無くすことができるという利益がある。

また、近年の半導体デバイス、例えば、ＧＰＵ（Graphics Processing Unit）やＣＰＵ（Central Processing Unit）は集積度が特に高く発熱量が増加しているため、半導体デバイスの検査において当該半導体デバイスの発熱の影響も考慮する必要がある。さらには、ステージ校正作業においても、半導体デバイスの発熱がステージ１７の温度調整能力に与える影響を考慮する必要がある。そこで、ＧＰＵやＣＰＵが形成される製品用ウエハＷの検査を行う基板検査装置では、測温用ウエハＴＷの代わりに、図９に示す、測温用ウエハＴＷ１を用いてステージ校正作業を行う。

図９に示すように、測温用ウエハＴＷ１は、測温用ウエハＴＷと基本的に同じ構成を有するが、複数のパターン１０の各々に対応してヒータ５６（発熱体）が配置される。すなわち、パターン１０とヒータ５６が一対一の組をなし、ヒータ５６は対応するパターン１０に隣接するように配置される。このパターン１０とヒータ５６の組がＧＰＵやＣＰＵを模する。また、ヒータ５６は、例えば、タングステン等の金属、ニッケル・クロム合金、炭化ケイ素（ＳｉＣ）やカーボンからなり、測温用ウエハＴＷ１の表面に設けられてもよく、若しくは、測温用ウエハＴＷ１に埋設されてもよい。

また、測温用ウエハＴＷ１において、各ヒータ５６の両端には電極パッド５７ａ，５７ｂ（他の電極）が配置される。電極パッド５７ａ，５７ｂは測温用ウエハＴＷ１の表面に設けられる。ステージ校正作業を行う際、測温用プローブカード３２の各測温用コンタクトプローブ３３は、或るパターン１０の電極パッド１１ａ，１１ｂだけでなく、当該パターン１０に対応するヒータ５６の電極パッド５７ａ，５７ｂにも接触する。そして、ヒータ５６へ電気を供給することにより、当該ヒータ５６を発熱させて半導体デバイスの発熱を再現する。

これにより、ステージ校正作業において、半導体デバイスの発熱がステージ１７の温度調整能力に与える影響を考慮することができる。なお、製品用ウエハＷに多数のＧＰＵやＣＰＵが形成されていても、複数のＧＰＵやＣＰＵがまとめて検査されることはなく、通常、ＧＰＵやＣＰＵは１つずつ検査される。したがって、測温用ウエハＴＷ１を用いるステージ校正作業では、或る１つのパターン１０の電気抵抗値が測定され、対応するヒータ５６のみが発熱させられる。但し、複数のＧＰＵやＣＰＵがまとめて検査される場合には、測温用ウエハＴＷ１を用いるステージ校正作業においても、複数のパターン１０の電気抵抗値が測定され、対応する各ヒータ５６が発熱させられる。

また、各パターン１０に対応して配置されるヒータ５６は１つに限られず、例えば、発熱量がより大きいＧＰＵやＣＰＵを模するために、１つのパターン１０に複数、例えば、２つのヒータ５６を配置してもよい（図１０）。

また、上述した補正値校正作業では、測定されたパターン１０の電気抵抗値をそのまま実際の温度に換算するための補正値が取得された。しかしながら、測定されたパターン１０の電気抵抗値から白金の温度抵抗特性に基づいて換算された温度を、実際の温度に換算するための補正値が取得されてもよい。

さらに、上述した補正値校正作業では、測温用プローブカード３２の各測温用コンタクトプローブ３３を対応する各パターン１０の電極パッド１１ａ，１１ｂに接触させた後に、測温用ウエハＴＷを絶縁性冷媒４３に液浸させた。しかしながら、測温用ウエハＴＷを絶縁性冷媒４３に液浸させた後に、各測温用コンタクトプローブ３３を対応する各電極パッド１１ａ，１１ｂに接触させてもよい。

なお、本実施の形態では、本開示に係る技術を製品用ウエハＷの検査を１枚ずつ行う枚葉型の基板検査装置に適用する場合について説明した。しかしながら、本開示に係る技術は、複数の検査室（セル）を備え、各検査室にて製品用ウエハＷを検査することにより、複数の製品用ウエハＷの検査を同時に行うことができる多段マルチセル構造の基板検査装置に適用してもよい。

ＴＷ，ＴＷ１ 測温用ウエハ
１０ パターン
１１ａ，１１ｂ 電極パッド
３８，４８ 基板検査装置
３２ 測温用プローブカード３２
３３ 測温用コンタクトプローブ３３
４３ 絶縁性冷媒

Claims (14)

1. 複数の測温抵抗体を備え、前記複数の測温抵抗体の各々に対応して電極が配置される測温用基板の校正方法であって、
   少なくとも１つの前記測温抵抗体に対応する電極に針状体を接触させる工程と、
   前記測温用基板を絶縁性冷媒に液浸する工程と、
   前記針状体によって前記電極を介して前記測温抵抗体の電気抵抗値を測定する工程と、
   前記絶縁性冷媒の温度を測定する工程と、
   前記測定された電気抵抗値を、前記測定された絶縁性冷媒の温度に換算するための補正値を取得する工程と、を有する測温用基板の校正方法。
2. 前記絶縁性冷媒の温度を調整することにより、前記絶縁性冷媒に液浸する前記測温用基板の温度を所望の温度に調整する、請求項１に記載の測温用基板の校正方法。
3. 前記電極に針状体を接触させた後に、前記測温用基板を絶縁性冷媒に液浸する、請求項１に記載の測温用基板の校正方法。
4. 前記取得された補正値を、前記電気抵抗値が測定された測温抵抗体と関連付けて、記憶装置に記憶させる、請求項１に記載の測温用基板の校正方法。
5. 前記絶縁性冷媒の温度が安定した後に前記測温抵抗体の電気抵抗値を測定する、請求項１に記載の測温用基板の校正方法。
6. 前記絶縁性冷媒を外部の温度調整装置との間で循環させる、請求項１に記載の測温用基板の校正方法。
7. 前記絶縁性冷媒を撹拌又は対流させる、請求項１に記載の測温用基板の校正方法。
8. 前記測温抵抗体は、温度によって前記電気抵抗値が変化する金属又は金属酸化物からなる、請求項１に記載の測温用基板の校正方法。
9. 複数の測温抵抗体を備え、前記複数の測温抵抗体の各々に対応して電極が配置される測温用基板の校正方法であって、
   前記測温用基板を温度が調整可能な載置部材に載置する工程と、
   少なくとも１つの前記測温抵抗体に対応する電極に針状体を接触させる工程と、
   前記針状体によって前記電極を介して前記測温抵抗体の電気抵抗値を測定する工程と、
   前記載置部材の温度を測定する工程と、
   前記測定された電気抵抗値を、前記測定された載置部材の温度に換算するための補正値を取得する工程と、を有する測温用基板の校正方法。
10. 複数の測温抵抗体及び各前記測温抵抗体に対応する電極を備える測温用基板の各前記測温抵抗体の電気抵抗値を実際の各前記測温抵抗体の温度に換算するための補正値を取得する校正装置と、記憶装置と、製品用基板に形成された半導体デバイスの検査を行う検査装置と、を備える基板測温システムであって、
    前記校正装置、前記記憶装置及び前記検査装置は互いに情報通信網を介して通信可能に接続され、
    前記校正装置は、前記取得された補正値を、前記電気抵抗値が測定された測温抵抗体と関連付けて、前記情報通信網を介して前記記憶装置に記憶させ、
    前記検査装置は、前記製品用基板を載置して前記製品用基板の温度が調整可能な載置部材を有し、前記測温用基板を用いて前記載置部材の温度調整能力を確認する際に、前記記憶装置から前記情報通信網を介して前記補正値を受け取り、該受け取った補正値を用いて各前記測温抵抗体の電気抵抗値に基づき、各前記測温抵抗体の温度を測定する基板測温システム。
11. 複数の測温抵抗体を備え、前記複数の測温抵抗体の各々に対応して電極が配置される測温用基板であって、
    前記複数の測温抵抗体の各々に対応して発熱体が配置される、測温用基板。
12. １つの前記測温抵抗体に対応して複数の前記発熱体が配置される、請求項１１記載の測温用基板。
13. 各前記発熱体の各々に対応して他の電極が配置され、
    針状体が前記電極及び前記他の電極に接触することにより、各前記測温抵抗体及び各前記発熱体へ電気が供給される、請求項１１記載の測温用基板。
14. 前記測温抵抗体及び当該測温抵抗体に対応して配置される前記発熱体は、
    半導体ウエハに形成されるＧＰＵ又はＣＰＵを模する、請求項１１記載の測温用基板。

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