JP2649836B2 - 温調方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の目的〕 （産業上の利用分野） 本発明は、半導体集積回路を製造する場合にどにおい
て半導体ウエハを載置する載置台の温調方法に関する。

（従来の技術） 半導体集積回路の製造は、半導体ウエハに複数の処理
を施すことにより、上記ウエハ表面に微細パターンが形
成される。この微細パターンが形成されたウエハは検査
工程で検査され、不良品を半導体チップ単位で廃除して
いる。このような検査工程では、上記ウエハを低温に設
定して検査することがある。これは、コンピュータの計
算速度を速めるために低温下で半導体素子が使用される
場合があるため、この使用条件に適用させる如くウエハ
を冷却して検査する。このようにウエハを冷却した状態
で電気特性の検査を行なう技術は、例えば特公昭62−36
378号公報等に開示されている。

このようにウエハを冷却させるためには、一般に、ウ
エハを載置する載置台に温調流体例えば温調液を供給す
ることにより行なわれている。これは、熱交換が行なわ
れるタンク内に上記温調液例えば冷却液を循環させて冷
却し、この冷却された冷却液は、上記載置台へ供給駆動
する手段例えばポンプにより流導管を介してウエハの載
置台に供給され、この載置台を冷却した後、再び上記タ
ンク内に液送される。このように冷却液をタンクと載置
台の間でポンプにより循環させることにより、上記載置
台の冷却が行なわれている。この載置台を十分に且つ精
度良く冷却するためには、大量の冷却液を載置台に供給
させる必要がある。しかし、上記冷却液を液送する流導
管の長さ及び径による流体抵抗や、この流導管の途中に
設けられている継手による流体抵抗の制約のために、上
記ポンプの圧力を上昇させて冷却液の液送量を増すのが
一般的となっていた。

（発明が解決しようとする課題） しかしながら上記従来の技術では、載置台へ大量の冷
却液を供給するために、ポンプの圧力を上昇させてい
る。この圧力を上昇させると流導管内の冷却液圧力が大
気圧に対して上昇し、これにより上記流導管等の配管の
破裂や継手等からの液もれを生ずる恐れがあり、ポンプ
の圧力を上昇させることも制約があった。このため、上
記載置台に大量の冷却液を供給することができず、十分
且つ精度良く冷却することが困難となる場合があった。

本発明は上記点に対処してなされたもので、配管の破
裂や流体のもれがなく、且つ被温調体に大量の温調流体
を供給することによる高精度な温調制御を可能とする温
調方法を提供しようとするものである。

〔発明の構成〕

（課題を解決するための手段） 本発明の請求項１に記載の温調方法は、温調機構と半
導体ウエハを載置する載置台との間に配管を設けると共
に、上記載置台内部には上記配管に接続された流路を設
け、上記温調機構、上記配管及び上記流路を介して温調
流体を循環させて上記載置台の温度を調節するに際し、
上記載置台へ温調流体が流入する側の配管に配設された
第１ポンプにより上記載置台内の流路へ温調流体を供給
すると共に上記載置台から温調流体が流出する側の配管
に配設された第２ポンプにより上記載置台内の流路へ供
給される温調流体を吸引して上記配管内の温調流体の昇
圧を防止しながら上記温調流体を循環させて上記載置台
の温度を調節することを特徴とするものである。

また、請求項２に記載の温調方法は、請求項１に記載
の発明において、上記載置台は、上記半導体ウエハの電
気的検査を行なう検査装置の載置台であることを特徴と
するものである。

また、請求項３に記載の温調方法は、請求項１または
請求項２に記載の発明において、上記温調機構が冷却機
構であり、上記温調流体が冷却液であることを特徴とす
るものである。

（作用効果） 本発明の請求項１に記載の発明によれば、温調機構と
半導体ウエハを載置する載置台との間で配管を介して温
調流体を循環させて上記載置台の温度を調節する際に、
温調流体の流入側の配管に配設された第１ポンプが駆動
して載置台内部の流路へ温調流体を供給すると共に温調
流体の流出側に配設された第２ポンプが駆動して載置台
内部の流路から温調流体を吸引することにより、流入側
の配管内での温調流体の昇圧を防止して大気圧に対して
配管内の温調流体を高圧状態にすることなく配管内を循
環させ、載置台を効率良く温度調節することができる。

このように温調流体を循環させる際に温調流体を供給
すると同時にその液体を吸引するようにしたため、温調
流体を大気圧に対して高圧状態で供給する必要がなく、
温調流体の圧力による配管の破裂や流体の漏れがなく、
且つ載置台に大量の温調流体を供給することによる高精
度な温調制御を可能とする温調方法を提供することがで
きる。

また、請求項２に記載の発明によれば、請求項１に記
載の発明において、上記載置台は、上記半導体ウエハの
電気的検査を行なう検査装置の載置台であるため、半導
体ウエハの電気的検査を行なう際に、温調機構と載置台
間の配管が例えばフレキシブル配管であっても温調流体
をフレキシブル配管を破裂させることなく循環させ、載
置台を介して半導体ウエハの温度を高精度に制御できる
温調方法を提供することができる。

また、請求項３に記載の発明によれば、請求項１また
は請求項２に記載の発明において、上記温調機構が冷却
機構であり、上記温調流体が冷却液であるため、温調機
構と載置台の間を冷却液が効率良く循環して載置台を効
率良く冷却し、載置台を介して半導体ウエハを迅速に低
い温度に設定して低温検査を行う温調方法を提供するこ
とができる。

（実施例） 以下、本発明方法を半導体ウエハを検査する検査装置
に適用した一実施例につき、図面を参照して説明する。

まず、検査装置の構成を説明する。

被検査体例えば半導体ウエハ（１）をチップ単位で電
気的な特性を検査する検査装置（２）が構成されてい
る。この検査装置（２）には、Ｘ・Ｙ・Ｚ・θに移動及
び回転可能な被温調体である載置台（３）が設けられて
いる。この載置台（３）の上面に上記ウエハ（１）を載
置し保持することにより、一体的にウエハ（１）をＸ・
Ｙ・Ｚ・θ移動及び回転が可能とされている。また、こ
の載置台（３）の上方には、上記ウエハ（１）の電極
（図示せず）に接触して電気的な特性を検査するための
探針（４）を備えたプローブカード（５）が設けられて
おり、このプローブカード（５）の探針（４）に、載置
台（３）の上昇によりウエハ（１）を接触させること
で、検査を可能としている。このようにウエハ（１）を
検査するに際しては、上記ウエハ（１）を温調した状態
で検査されることがある。例えば完成品ICの使用条件に
適応させる如く上記ウエハ（１）を冷却して、同条件で
検査を行なう。このウエハ（１）を冷却する手段として
は、冷却液循環路に設けられた載置台（３）に、上記温
調流体例えば冷却液循環路を介して冷却液例えば不凍液
を液送することにより載置台（３）を冷却し、間接的に
ウエハ（１）の冷却を行なう構造となっている。この
時、不凍液は、エチレングリコール水溶液を用いる場合
が多い。この冷却手段を具体的に説明すると、上記載置
台（３）内に流路（６）が貫設され、この流路（６）の
入力側には流導管（7a）、出力側には流導管（7b）が接
続している。これら流導管（7a）（7b）は、上記載置台
（３）がＸ・Ｙ・Ｚ・θ方向等に移動するため、フレキ
シブルな蛇腹状に形成されている。このため、後述する
温調機構と接続するため継手（8a）（8b）が設けられて
いる。このような継手（8a）（8b）に接続され、上記載
置台（３）を冷却する冷却液の熱交換即ち冷却を行なう
温調機構例えば冷却機構（９）が設けられている。この
冷却機構（９）は、冷却液を溜めるタンク（11）と、こ
のタンク（11）内の冷却液（10）を所定温度に熱交換即
ち冷却する、上記冷却液（10）内に浸漬された冷却コイ
ル（エバポレータ）（12）と、この冷却コイル（12）に
連設し冷却コイル（12）の冷却を行なう冷凍機（13）と
から構成されている。また、上記タンク（11）内の底部
付近まで一端が延び、他端が上記継手（8a）に接続した
液送管（14a）が設けられ、更に、上記タンク（11）内
上部に一端が配置され、他端が上記継手（8b）に接続し
た液送管（14b）が設けられている。これら、液送管（1
4a），流導管（7a），載置台（３），流導管（7b），液
送管（14b）により、上記タンク（11）からの冷却液循
環路が構成されている。この冷却液循環路に介在した、
上記載置台（３）へ冷却液（10）を供給駆動する手段例
えば第１のポンプ（15）が設けられている。更に、上記
冷却液循環路に介在した、上記載置台（３）から冷却液
（10）を吸引駆動する手段例えば第２のポンプ（16）が
設けられている。この第１及び第２のポンプ（15）（1
6）により、上記冷却液循環路内で冷却液（10）を循環
駆動する構造となっている。このようにして冷却機構
（９）を備えた検査装置（２）が構成されている。

次に、上述した検査装置（２）の動作作用及び被温調
体である載置台（３）の温調方法例えば冷却方法を説明
する。

まず、図示しないハンドリングアーム等の搬送機構に
より被検査体である半導体ウエハ（１）を、XYステージ
機能を有する載置台（３）上に搬送し、載置する。そし
て、位置合わせ等の処理を終えた後、上記載置台（３）
を上昇させて、ウエハ（１）表面に形成されている所望
する半導体チップの電極に、プローブカード（５）の探
針（４）を接触させて電気的な特性を検査する。この検
査に際しては、完成品ICの使用条件に適用させる如く、
低温下で実行する。即ち、上記ウエハ（１）を低温状態
に設定した載置台（３）により間接的に冷却して検査が
行なわれる。

この被温調体である載置台（３）の冷却方法は、タン
ク（11）内に貯留されて冷却された冷却液（10）を載置
台（３）に液送し循環させることにより冷却される。即
ち、上記タンク（11）内で、冷凍機（13）に連設した冷
却コイル（12）により、冷却液（10）を低温例えば−15
〜−25℃に冷却し、この冷却された冷却液（10）をポン
プ（15）（16）の駆動により液送管（14a）及び流導管
（7a）を介して上記載置台（３）に供給する。そして、
この載置台（３）内の流路（６）を流通し、この流通に
より熱交換されて載置台（３）の温度を−10〜０℃程度
に設定する。この時、より効率良く熱交換させるため
に、上記載置台（３）内の流路（６）を蛇行させて長く
することが好ましい。そして、熱交換された冷却液（1
0）は、流導管（7b）及び液送管（14b）を介して上記タ
ンク（11）内に戻される。このように冷却液を循環させ
るが、この循環はポンプ（15）（16）により行なわれ
る。即ち、上記ポンプ（15）により冷却液（10）がタン
ク（11）から載置台（３）へ液送供給され、ポンプ（1
6）により冷却液（10）が載置台（３）からタンク（1
1）に吸引される。ここで、上記冷却液（10）を循環さ
せる手段として上記液送供給させるポンプ（15）のみで
も、上記冷却液（10）の循環は可能であるが、外気に対
して冷却液循環路内の液圧が上昇してしまう。この液圧
が上昇すると、配管の破裂や継手（8a）（8b）からの液
もれ等が発生する恐れがある。そのために、上記液圧を
上昇させずに液量を増やすことが必要となる。そこで、
上記冷却液（10）を吸引駆動するポンプ（16）を設けて
いる。このため、上記ポンプ（15）で圧力を加えて冷却
液（10）を載置台（３）に供給しても、この載置台
（３）に供給された冷却液（10）は、上記ポンプ（16）
により吸引され、液圧が低下する。このポンプ（15）及
びポンプ16）を同一のものを使用することで、上記載置
台（３）及び各配管内において液圧が大気圧に対して上
昇することはなく、上記配管の破裂や継手（8a）（8b）
等からの液もれを防止することができる。そのため、冷
却液循環路により多くの冷却液（10）を流すことが可能
となり、上記載置台（３）を精度良く安定した冷却が可
能となる。

このように、より多くの冷却液（10）を、液送管（14
a）及び流導管（7a）を介して載置台（３）に供給し、
そして、流導管（7b）及び液送管（14b）を介してタン
ク（11）に循環させて冷却を行ない、載置台（３）に載
置されたウエハ（１）が低温下で検査される。

上記実施例では、被温調体として検査装置の載置台を
例に上げて説明したが、装置台へ温調流体が流入する側
の配管に配設された第１ポンプにより載置台内の流路へ
温調流体を供給すると共に載置台から温調流体が流出す
る側の配管に配設された第２ポンプにより載置台内の流
路へ供給される温調流体を吸引して配管内の温調流体の
昇圧を防止しながら温調流体を循環させて載置台の温度
を調節する温調方法であれば本発明に含まれる。

また、上記実施例では、被温調流体を冷却する例を説
明したが、加熱や常温温調でも同様な効果が得られる。
更に、温調流体としてエチレングリコール水溶液である
冷却液を例に挙げて説明したが、これに限定されるもの
ではない。

以上述べたようにこの実施例によれば、温調機構及び
被温調体間で温調流体を循環させて被温調体を温調する
に際し、上記被温調体へ温調流体を供給駆動する手段
と、被温調体から温調流体を吸引駆動する手段により、
上記温調流体を循環させて被温調体の温調を行なうこと
により、上記被温調体内及びこの被温調体に温調流体を
循環させる配管内に大量の温調流体を流しても、温調流
体を供給駆動する手段及び吸引駆動する手段により上記
温調流体の圧力が大気圧に対して上昇することはなく、
上記配管の破裂や継手等からの流体のもれを防止するこ
とができる。この温調流体の圧力上昇をなくしたため
に、大量の温調流体を被温調体に供給することができ、
十分な熱交換を実行することが可能となる。そのため、
被温調体を高精度で温調制御することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明方法の一実施例を説明するための温調手
段を備えた検査装置の構成図である。 ３……載置台、９……冷却機構 10……冷却液、11……タンク 15……第１のポンプ、16……第２のポンプ

フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭63−124416（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−69230（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−117442（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−213677（ＪＰ，Ａ) 実開 昭58−95048（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭60−19977（ＪＰ，Ｕ)

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】温調機構と半導体ウエハを載置する載置台
   との間に配管を設けると共に、上記載置台内部には上記
   配管に接続された流路を設け、上記温調機構、上記配管
   及び上記流路を介して温調流体を循環させて上記載置台
   の温度を調節するに際し、上記載置台へ温調流体が流入
   する側の配管に配設された第１ポンプにより上記載置台
   内の流路へ温調流体を供給すると共に上記載置台から温
   調流体が流出する側の配管に配設された第２ポンプによ
   り上記載置台内の流路へ供給される温調流体を吸引して
   上記配管内の温調流体の昇圧を防止しながら上記温調流
   体を循環させて上記載置台の温度を調節することを特徴
   とする温調方法。
2. 【請求項２】上記載置台は、上記半導体ウエハの電気的
   検査を行なう検査装置の載置台であることを特徴とする
   請求項１に記載の温調方法。
3. 【請求項３】上記温調機構が冷却機構であり、上記温調
   流体が冷却液であることを特徴とする請求項１または請
   求項２に記載の温調方法。