JP3294174B2 - Temperature measurement device for wafer holder and wafer storage chamber - Google Patents

Temperature measurement device for wafer holder and wafer storage chamber

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JP3294174B2
JP3294174B2 JP31891897A JP31891897A JP3294174B2 JP 3294174 B2 JP3294174 B2 JP 3294174B2 JP 31891897 A JP31891897 A JP 31891897A JP 31891897 A JP31891897 A JP 31891897A JP 3294174 B2 JP3294174 B2 JP 3294174B2
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wafer holder
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Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、ウエハ保持体の温
度測定装置及びウエハ収納室に関し、更に詳しくは信頼
性試験装置に適用されるウエハ保持体の温度測定装置及
びウエハ収納室に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a wafer holder temperature measuring apparatus and a wafer storage chamber, and more particularly to a wafer holder temperature measuring apparatus and a wafer storage chamber applied to a reliability test apparatus.

【0002】[0002]

【従来の技術】半導体検査工程では半導体ウエハ(以
下、「ウエハ」と称す。)の表面に多数形成された半導
体素子(以下、「チップ」と称す。)についてウエハ状
態のまま個々のチップについて電気的特性検査を行い、
電気的特性に欠陥のないチップをスクリーニングするよ
うにしている。スクリーニングされた良品チップは組立
工程で合成樹脂またはセラミックによってパッケージし
ている。また、信頼性試験工程ではパッケージ製品に温
度的、電気的ストレスを加えてチップの潜在的欠陥等を
顕在化させ、不良品を除去するようにしている。
2. Description of the Related Art In a semiconductor inspection process, a large number of semiconductor elements (hereinafter, referred to as "chips") formed on a surface of a semiconductor wafer (hereinafter, referred to as "wafer") are electrically connected to individual chips in a wafer state. Characteristic inspection,
Chips that have no defect in electrical characteristics are screened. The screened good chips are packaged with synthetic resin or ceramic in the assembly process. In the reliability test step, a potential defect or the like of a chip is exposed by applying a thermal or electrical stress to a package product, and a defective product is removed.

【0003】一方、電気製品の小型化、高機能化に伴っ
てチップが小型化、高集積化している。しかも、最近で
は、半導体製品の更なる小型化のための実装技術が種々
開発され、特に、チップをパッケージ化せず、いわゆる
ベアチップのまま実装する技術が開発されている。ベア
チップを市場に出すためには品質保証されたベアチップ
が要求される。品質保証されたベアチップを市場に出す
には信頼性試験を行わなくてはならない。信頼性試験に
プローブ装置を用いることもできる。しかし、プローブ
装置の場合にはウエハを一枚ずつしか検査できず、しか
も一枚のウエハの信頼性試験に多大な時間を要するた
め、プローブ装置を信頼性試験に用いるにはコスト的に
問題がある。また、従来のバーンイン装置を用いてベア
チップを検査するには、ベアチップとソケットとの電気
的接続等の種々の難しい点を解決しなくてならず、しか
も小さなベアチップを取り扱うため、取り扱いが極めて
煩雑になり検査コストの上昇を招く虞がある。
[0003] On the other hand, chips are becoming smaller and more highly integrated with the miniaturization and higher functionality of electric products. In addition, recently, various mounting techniques for further miniaturizing semiconductor products have been developed, and in particular, a technique for mounting a chip as a bare chip without packaging the chip has been developed. To put bare chips on the market, bare chips that are guaranteed in quality are required. In order to bring a quality-assured bare chip to market, a reliability test must be performed. A probe device can be used for the reliability test. However, in the case of the probe device, only one wafer can be inspected at a time, and the reliability test of one wafer requires a great deal of time. is there. In addition, in order to inspect bare chips using a conventional burn-in apparatus, it is necessary to solve various difficult points such as electrical connection between the bare chips and the socket, and since handling small bare chips, handling becomes extremely complicated. This may lead to an increase in inspection cost.

【0004】そこで、ウエハ状態のまま検査できる信頼
性試験装置が望まれる。信頼性試験装置の場合には複数
枚のウエハを同時に信頼性試験を行えるため、検査コス
トを格段に低減することができる。そこで、このような
信頼性試験技術が例えば特開平7−231019号公
報、特開平8−5666号公報及び特開平8−3400
30号公報において提案されている。特に、前二者の公
報には信頼性試験時にウエハとプローブシート等のコン
タクタとを熱的影響を受けることなく確実に一括接触さ
せる技術が提案されている。このようにウエハ状態で信
頼性試験を行う場合には、高温下でウエハとコンタクタ
とを精度良く一括接触させることが検査の信頼性を確保
するための基本的で極めて重要である。また、恒温槽内
でウエハを効率良く検査温度まで昇温し、その検査温度
を如何に精度良く保持するかも、ウエハとコンタクタの
一括接触と同様に極めて重要な技術である。
[0004] Therefore, a reliability test apparatus capable of performing inspection in a wafer state is desired. In the case of a reliability test apparatus, since a reliability test can be performed on a plurality of wafers simultaneously, the inspection cost can be significantly reduced. Therefore, such a reliability test technique is disclosed in, for example, Japanese Patent Application Laid-Open Nos. 7-231019, 8-56666, and 8-3400.
No. 30 proposes this. In particular, the former two publications propose a technique in which a wafer and a contactor such as a probe sheet are surely brought into contact at one time without being thermally affected during a reliability test. When the reliability test is performed in a wafer state as described above, it is fundamental and extremely important to ensure that the wafer and the contactor are brought into contact with each other accurately at a high temperature with high accuracy. It is also extremely important to raise the temperature of the wafer to the inspection temperature efficiently in the constant temperature bath and to maintain the inspection temperature with high accuracy, as in the case of batch contact between the wafer and the contactor.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
信頼性試験の場合には、ウエハとコンタクタとの一括接
触技術については種々提案されているが、検査時の恒温
槽内の温度管理に関する技術については未だに不十分
で、検査時のウエハ温度を正確に測定することが難し
く、それだけ検査の信頼性が低下するという課題があっ
た。
However, in the case of the conventional reliability test, various techniques for contacting the wafer and the contactor at a time have been proposed. However, there is still a problem that it is difficult to accurately measure the wafer temperature during the inspection, and the reliability of the inspection is reduced accordingly.

【0006】本発明は、上記課題を解決するためになさ
れたもので、信頼性試験時にウエハの温度を精度良く測
定することができ、ひいては検査に信頼性を高めること
ができるウエハ保持体の温度測定装置を提供することを
目的としている。また、本発明は、上記ウエハ保持体の
温度測定装置と併せて信頼性試験に好適なウエハ収納室
を提供することを目的としている。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above-mentioned problems, and it is possible to accurately measure the temperature of a wafer at the time of a reliability test, and thereby to increase the temperature of the wafer holder which can improve the reliability of the inspection. It is intended to provide a measuring device. Another object of the present invention is to provide a wafer storage chamber suitable for a reliability test in combination with the above-mentioned wafer holder temperature measuring device.

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段】本発明の請求項1に記載
のウエハ保持体の温度測定装置は、半導体ウエハを保持
したウエハ保持体と温度制御体とを接触させ、上記温度
制御体により上記半導体ウエハを所定の検査温度に制御
する際に、上記ウエハ保持体の温度を測定する装置であ
って、上記ウエハ保持体にその裏面から表面近傍に達す
る凹部を少なくとも一箇所に設ける一方、上記凹部に嵌
入可能な温度センサを上記温度制御体の上記ウエハ保持
体とは反対側に設けると共に上記温度センサを弾性部材
により支持し、検査時に上記温度センサの先端を上記凹
部に弾接させることを特徴とするものである。
According to a first aspect of the present invention, there is provided an apparatus for measuring the temperature of a wafer holder, the method comprising: bringing a wafer holder holding a semiconductor wafer into contact with a temperature controller; An apparatus for measuring the temperature of said wafer holder when controlling a semiconductor wafer to a predetermined inspection temperature, wherein said wafer holder is provided with at least one recess extending from the back surface to the vicinity of the front surface , A temperature sensor that can be fitted into the temperature control body is provided on the opposite side of the temperature control body from the wafer holding body, and the temperature sensor is supported by an elastic member, and a tip of the temperature sensor is elastically contacted with the concave portion during inspection. It is assumed that.

【0008】また、本発明の請求項2に記載のウエハ保
持体の温度測定装置は、コンタクタと協働してこのコン
タクタと一括接触した状態の半導体ウエハを保持したウ
エハ保持体と温度制御体とを接触させ、上記温度制御体
により上記半導体ウエハを所定の検査温度に制御する際
に、上記ウエハ保持体の温度を測定する装置であって、
上記ウエハ保持体にその裏面から表面近傍に達する凹部
を少なくとも一箇所に設ける一方、上記凹部に嵌入可能
な温度センサを上記温度制御体の上記ウエハ保持体とは
反対側に設けると共に上記温度センサを弾性部材により
支持し、検査時に上記温度センサの先端を上記凹部に弾
接させることを特徴とするものである。
According to a second aspect of the present invention, there is provided an apparatus for measuring a temperature of a wafer holder, comprising: a wafer holder holding a semiconductor wafer in a collective contact with the contactor in cooperation with a contactor; When the semiconductor wafer is controlled to a predetermined inspection temperature by the temperature controller, a device for measuring the temperature of the wafer holder,
While providing at least one location recess to reach the vicinity of the surface from the back surface to the wafer holder, the temperature sensor with the temperature sensor can be fitted into the concave portion and the wafer holder of the temperature control body provided on the opposite side The temperature sensor is supported by an elastic member, and the tip of the temperature sensor is elastically contacted with the recess at the time of inspection.

【0009】また、本発明の請求項3に記載のウエハ保
持体の温度測定装置は、請求項1または請求項2に記載
の発明において、上記弾性部材としてバネを設けたこと
を特徴とするものである。
According to a third aspect of the present invention, there is provided an apparatus for measuring a temperature of a wafer holder according to the first or second aspect, wherein a spring is provided as the elastic member. It is.

【0010】また、本発明の請求項4に記載のウエハ保
持体の温度測定装置は、請求項1〜請求項3のいずれか
1項に記載の発明において、上記温度制御体に上記ウエ
ハ保持体が存在するか否かを検出する位置検出センサを
設けたことを特徴とするものである。
According to a fourth aspect of the present invention, there is provided an apparatus for measuring a temperature of a wafer holder according to any one of the first to third aspects. Is provided with a position detection sensor for detecting whether or not there exists.

【0011】また、本発明の請求項5に記載のウエハ収
納室は、コンタクタと協働してこのコンタクタと一括接
触した状態の半導体ウエハを保持したウエハ保持体を所
定の検査温度に制御する温度制御体と、この温度制御体
の周囲に立設され且つ上記コンタクタの外部端子と接触
する複数の中継端子とを備え、上記各外部端子と各中継
端子とが全て接触し、上記半導体ウエハに形成された全
半導体素子を半導体ウエハ状態のまま検査するウエハ収
納室であって、上記ウエハ保持体にその裏面から表面近
傍に達する凹部を少なくとも一箇所に設ける一方、上記
凹部に嵌入可能な温度センサを上記温度制御体の上記ウ
エハ保持体とは反対側に設けると共に上記温度センサを
弾性部材により支持し、検査時に上記温度センサの先端
を上記凹部に弾接させることを特徴とするものである。
The wafer storage chamber according to claim 5 of the present invention cooperates with the contactor to control the temperature of the wafer holder holding the semiconductor wafer in a state of contacting with the contactor at a predetermined inspection temperature. A control body, and a plurality of relay terminals that stand upright around the temperature control body and contact the external terminals of the contactor. The external terminals and the relay terminals are all in contact with each other and formed on the semiconductor wafer. a wafer storage chamber for inspecting leave all semiconductor devices a semiconductor wafer while being, while providing at least one location recess to reach the vicinity of the surface from the back surface to the wafer holder, the temperature sensor can be fitted into the recess The temperature controller is provided on the side opposite to the wafer holder, and the temperature sensor is supported by an elastic member. It is characterized in that to.

【0012】また、本発明の請求項6に記載のウエハ収
納室は、請求項5に記載の発明において、上記弾性部材
としてバネを設けたことを特徴とするものである。
A wafer storage chamber according to a sixth aspect of the present invention is the wafer storage chamber according to the fifth aspect, wherein a spring is provided as the elastic member.

【0013】また、本発明の請求項7に記載のウエハ収
納室は、請求項5または請求項6に記載の発明におい
て、上記温度制御体に上記ウエハ保持体が存在するか否
かを検出する位置検出センサを設けたことを特徴とする
ものである。
According to a seventh aspect of the present invention, in the wafer storage chamber according to the fifth or sixth aspect of the present invention, it is detected whether or not the wafer holder is present in the temperature controller. A position detection sensor is provided.

【0014】[0014]

【発明の実施の形態】以下、図1〜図10に示す実施形
態に基づいて本発明を説明する。本発明のウエハ保持体
の温度測定装置の一実施形態を本発明のウエハ収納室に
一実施形態と共に説明する。本実施形態のウエハ収納室
1は、図1に示すように、全体として偏平な矩形状に形
成されている。このウエハ収納室1は、例えば図示しな
いラック状に形成された信頼性試験用の筐体内に水平状
態のまま多数列多数行に装着して用いられる。そして、
信頼性試験を行う時にはウエハはウエハ保持体(以下、
「ウエハチャック」と称す。)2を介してコンタクタ3
と一体化した状態で各ウエハ収納室1内に装着するよう
にしてある。ウエハとコンタクタ3が一体化した状態と
は、ウエハ全面に形成された多数のチップそれぞれの検
査用電極(以下、「電極パッド」と称す。)とこれらの
電極パッドに対応してコンタクタ3に設けられた検査用
端子(以下、「電極パッド」と称す。)3Aとがそれぞ
れ一括して接触し、導通可能になった状態をいう。尚、
ウエハ、ウエハチャック2及びコンタクタ3が一体化し
たものを以下では便宜上シェル4と称して説明する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The present invention will be described below with reference to the embodiments shown in FIGS. One embodiment of the wafer holder temperature measuring device of the present invention will be described together with one embodiment of the wafer storage chamber of the present invention. As shown in FIG. 1, the wafer storage chamber 1 of the present embodiment is formed in a flat rectangular shape as a whole. The wafer storage chamber 1 is used, for example, mounted in a large number of rows and a plurality of rows in a horizontal state in a reliability test case formed in a rack shape (not shown). And
When performing a reliability test, the wafer is held in a wafer holder
It is called "wafer chuck". ) 2 via contactor 3
Each of the wafer storage chambers 1 is mounted in an integrated state. The state where the wafer and the contactor 3 are integrated means that the test electrodes (hereinafter, referred to as “electrode pads”) of a large number of chips formed on the entire surface of the wafer and the contactors 3 are provided corresponding to these electrode pads. The test terminals (hereinafter, referred to as “electrode pads”) 3 </ b> A collectively come into contact with each other and become conductive. still,
An integrated wafer, wafer chuck 2 and contactor 3 will be referred to as a shell 4 hereinafter for convenience.

【0015】上記ウエハ収納室1について説明すると、
このウエハ収納室1は、図1に示すように、温度制御室
1Aと、温度制御室1Aに隣接するコネクタ室1Bとか
らなり、両者1A、1Bは断熱壁(図示せず)によって
遮断され、断熱壁によりコネクタ室1Bが極力昇温しな
いようにしてある。この温度制御室1A内では後述する
ようにウエハWの温度を検査温度に制御すると共に、ウ
エハWの周囲の温度が極力上昇しないようにしてある。
The wafer storage chamber 1 will be described.
As shown in FIG. 1, the wafer storage chamber 1 includes a temperature control chamber 1A and a connector chamber 1B adjacent to the temperature control chamber 1A, and both of them are shut off by a heat insulating wall (not shown). The heat insulation wall prevents the temperature of the connector chamber 1B from rising as much as possible. In the temperature control chamber 1A, the temperature of the wafer W is controlled to the inspection temperature as described later, and the temperature around the wafer W is prevented from rising as much as possible.

【0016】さて、上記温度制御室1A内の基台5の四
隅にはシリンダ機構6が配設され、各シリンダ機構6の
シリンダロッド上端はそれぞれ基台5の上方には配設さ
れた押圧板7の四隅に連結されている。この押圧板7の
裏面には図示しないクランプ機構が配設され、このクラ
ンプ機構を介してシェル4を受け取るようにしてある。
また、コネクタ室1B内にはテスタ(図示せず)と接続
するためのコネクタ及び配線基板が配設されている。
At the four corners of the base 5 in the temperature control chamber 1A, cylinder mechanisms 6 are provided, and the upper ends of the cylinder rods of the cylinder mechanisms 6 are respectively provided with pressing plates provided above the base 5. 7 are connected to the four corners. A clamp mechanism (not shown) is provided on the back surface of the pressing plate 7, and receives the shell 4 via the clamp mechanism.
In the connector room 1B, a connector and a wiring board for connecting to a tester (not shown) are provided.

【0017】また、図2に示すように基台5と押圧板7
の間にはベースプレート8が基台5に対して平行に配設
され、このベースプレート8の略中央に円形状の孔8A
が形成されている。この孔8Aの内側にはこの孔8Aよ
りやや小径に形成された温度制御体がボトムジャケット
9として基台5上に配設され、その上面がベースプレー
ト8上面と略同一高さになっている。また、図1、図2
に示すようにベースプレート8にはボトムジャケット9
を囲む多数(例えば、2000〜3000本)の中継端
子であるポゴピン10がリング状に複数列に渡って立設
されている。これらのポゴピン10はコンタクタ3の電
極パッド3Aの周囲にリング状に配置された多数の外部
端子(以下、「接続パッド」と称す。)3Bに対応して
設けられ、接触時に接続パッド3Bと電気的に導通可能
になっている。従って、図示しない搬送機構を介して搬
送されて来たシェル4を温度制御室1A内のクランプ機
構を介して受け取ると、シリンダ機構6が駆動して押圧
板7を介してシェル4が下降しボトムジャケット9に達
すると、ウエハチャック2が裏面でボトムジャケット9
の上面と接触すると共にコンタクタ3の接続パッド3B
がポゴピン10と電気的に接触する。この状態でボトム
ジャケット9によってウエハチャック2の温度を制御
し、ひいてはウエハWの温度を所定の検査温度(例え
ば、110℃)に制御する。
As shown in FIG. 2, the base 5 and the pressing plate 7
A base plate 8 is disposed in parallel with the base 5, and a circular hole 8 A is formed substantially in the center of the base plate 8.
Are formed. Inside the hole 8A, a temperature controller having a slightly smaller diameter than the hole 8A is disposed on the base 5 as a bottom jacket 9, and its upper surface is substantially flush with the upper surface of the base plate 8. 1 and 2
As shown in FIG.
(For example, 2000 to 3000) of pogo pins 10 as ring terminals are arranged in a plurality of rows in a ring shape. These pogo pins 10 are provided corresponding to a large number of external terminals (hereinafter, referred to as “connection pads”) 3B arranged in a ring around the electrode pads 3A of the contactor 3, and are electrically connected to the connection pads 3B at the time of contact. Is electrically conductive. Therefore, when the shell 4 conveyed via the not-shown conveyance mechanism is received via the clamp mechanism in the temperature control chamber 1A, the cylinder mechanism 6 is driven to lower the shell 4 via the pressing plate 7, and the bottom When the wafer reaches the jacket 9, the wafer chuck 2 is placed on the back side of the bottom jacket 9
Contact pads 3B of the contactor 3
Are in electrical contact with the pogo pins 10. In this state, the temperature of the wafer chuck 2 is controlled by the bottom jacket 9 and the temperature of the wafer W is controlled to a predetermined inspection temperature (for example, 110 ° C.).

【0018】上記ウエハチャック2は、図3(a)、
(b)に示すように、円盤状に形成されたチャック本体
21を主体とし、チャック本体21がウエハWを保持し
た状態でコンタクタ3と一体化するように構成されてい
る。チャック本体21内には同図の(b)に示すように
ガス流路21Aが形成されている。そして、ガス流路2
1Aの入口(本体周面に開口している)にはガス供給管
22が接続されていると共にその出口(本体周面の入口
に隣接して開口している)にはガス排出管23が接続さ
れ、両配管22、23を介して所定のガス(化学的に不
活性なガス、例えば窒素ガス)を給排するようにしてあ
る。
The wafer chuck 2 is shown in FIG.
As shown in (b), the main body is a chuck body 21 formed in a disk shape, and the chuck body 21 is configured to be integrated with the contactor 3 while holding the wafer W. A gas passage 21A is formed in the chuck body 21 as shown in FIG. And gas flow path 2
A gas supply pipe 22 is connected to the inlet of 1A (opened on the peripheral surface of the main body), and a gas discharge pipe 23 is connected to the outlet (opened adjacent to the inlet on the peripheral surface of the main body). A predetermined gas (a chemically inert gas, for example, a nitrogen gas) is supplied and discharged through the two pipes 22 and 23.

【0019】また、図3の(a)、(b)に示すように
上記チャック本体21の上面には複数のリング状溝21
B、21Cが同心円状に形成され(同図では2本のリン
グ状溝のみを示してある)、これらのリング状溝21
B、21Cにはガス流路21Aに連通する開口部21E
が複数箇所に形成されている。また、チャック本体21
上面の外周近傍にはシリコンゴム等の柔軟性に富んだ弾
性部材からなるシールリング24が取り付けられ、ウエ
ハチャック2とコンタクタ3とが一体化した時にシール
リング24で内部の気密を保持するようにしてある。従
って、コンタクタ3とウエハチャック2が重なり、ガス
供給管22及びガス排出管23を介して両者2、3間を
不活性ガスによる減圧状態にすると、両者2、3が一体
化して外れなくなる。また、両配管22、23には同図
に(c)に示す弁機構22A、23Aが内蔵され、窒素
ガスを供給し、真空排気を行ってウエハチャック2とコ
ンタクタ3間を減圧状態にした後、各ガス給排管22、
23からガス配管あるいは真空排気管(共に図示せず)
を外すと、弁機構22A、23Aのバネが作動し、弁が
同図に示す位置から右方へ移動して出入口を遮断して空
気の流入を防止し、内部の減圧状態を保持するようにな
っている。
As shown in FIGS. 3A and 3B, a plurality of ring-shaped grooves 21 are formed on the upper surface of the chuck body 21.
B and 21C are formed concentrically (only two ring grooves are shown in the figure), and these ring grooves 21 are formed.
B and 21C have openings 21E communicating with the gas flow path 21A.
Are formed at a plurality of locations. Also, the chuck body 21
A seal ring 24 made of a highly flexible elastic member such as silicon rubber is attached near the outer periphery of the upper surface. When the wafer chuck 2 and the contactor 3 are integrated, the seal ring 24 keeps the inside airtight. It is. Therefore, when the contactor 3 and the wafer chuck 2 overlap and the pressure between the two 2 and 3 is reduced by the inert gas via the gas supply pipe 22 and the gas discharge pipe 23, the two 2 and 3 are integrated and do not come off. Also, both pipes 22 and 23 are provided with built-in valve mechanisms 22A and 23A shown in (c) in the figure, and after supplying nitrogen gas and evacuating to reduce the pressure between the wafer chuck 2 and the contactor 3, , Each gas supply and exhaust pipe 22,
From 23, gas pipe or vacuum exhaust pipe (both not shown)
When the valve is removed, the springs of the valve mechanisms 22A and 23A operate, the valve moves to the right from the position shown in the same figure, shuts off the entrance and exit, prevents the inflow of air, and maintains the internal depressurized state. Has become.

【0020】上記ウエハチャック2とコンタクタ3は上
述のように一体化した状態では、図4に示すようにウエ
ハチャック2で保持されたウエハWの全ての電極パッド
Pとコンタクタ3の電極パッド3Aとが一括して接触
し、導通可能な状態になっている。ウエハWとコンタク
タ3とを一括接触させる場合には、例えば本出願人が特
願平8−297463号明細書において既に提案したウ
エハと接触子の位置合わせ装置(アライメント装置)を
用いることができる。このアライメント装置を用いてウ
エハWの電極パッドPとコンタクタ3の電極パッド3A
とをアライメントして両者を一括接触させた状態で、ウ
エハチャック2、ウエハW及びコンタクタ3をシェル4
として一体化する。シェル4として一体化する前に図3
の(b)で示すようにアライメント装置本体内のメイン
チャック11のスリーピン11Aを利用してウエハチャ
ック2上でウエハWを授受する。
In the state where the wafer chuck 2 and the contactor 3 are integrated as described above, all the electrode pads P of the wafer W held by the wafer chuck 2 and the electrode pads 3A of the contactor 3, as shown in FIG. Are brought into contact all at once and are in a conductive state. When the wafer W and the contactor 3 are brought into contact at once, for example, a wafer and contact positioning device (alignment device) already proposed by the present applicant in Japanese Patent Application No. 8-297463 can be used. Using this alignment apparatus, the electrode pad P of the wafer W and the electrode pad 3A of the contactor 3 are used.
And the wafer chuck 2, the wafer W and the contactor 3 are shell 4
And integrated. Before integration as shell 4 FIG.
As shown in (b), the wafer W is transferred on the wafer chuck 2 using the three pins 11A of the main chuck 11 in the alignment apparatus main body.

【0021】従って、図3の(a)、(b)に示すよう
に上記ウエハチャック2にはスリーピン用の貫通孔21
Dがリング状溝21B、21Cの間の3箇所に設けられ
ている。この貫通孔21Dはスリーピン4の外径よりも
大きく形成され、この貫通孔21Dには同図の(b)、
(d)に示すように先端が閉じた円筒状のシリコンゴム
膜25が配置され、その基端部が例えばアルミニウム製
のパッキング26を介してチャック本体21の裏面側に
形成された凹部に対してネジ止めされている。また、パ
ッキング26の外周にはOリング27が装着され、シリ
コンゴム膜25及びOリング27によりウエハチャック
2とコンタクタ3との間の気密を保持し、両者2、3間
の減圧状態を維持するようにしてある。また、スリーピ
ン11Aの先端はシリコンゴム膜25を傷つけないよう
にやや太くしかも丸く形成されている。従って、メイン
チャック11に載置されたウエハチャック2上でウエハ
Wを授受する時には、メインチャック11のスリーピン
11Aが上昇してウエハチャック2の貫通孔21Dに嵌
入し、その後スリーピン11Aがシリコンゴム膜25を
伸ばしながらチャック本体21の上面から同図の(b)
の一点鎖線で示すように突出してもウエハチャック2と
コンタクタ3間の減圧状態を保持する。
Therefore, as shown in FIGS. 3A and 3B, the through hole 21 for three pins is formed in the wafer chuck 2.
D are provided at three places between the ring-shaped grooves 21B and 21C. This through hole 21D is formed to be larger than the outer diameter of the three pin 4, and this through hole 21D has
As shown in (d), a cylindrical silicon rubber film 25 having a closed end is disposed, and its base end is formed in a concave portion formed on the back surface side of the chuck body 21 via a packing 26 made of, for example, aluminum. Screwed. Further, an O-ring 27 is mounted on the outer periphery of the packing 26, the airtightness between the wafer chuck 2 and the contactor 3 is maintained by the silicon rubber film 25 and the O-ring 27, and a reduced pressure state between the two 2 and 3 is maintained. It is like that. The tip of the three pin 11A is formed slightly thick and round so as not to damage the silicon rubber film 25. Therefore, when a wafer W is transferred on the wafer chuck 2 placed on the main chuck 11, the three pins 11A of the main chuck 11 are raised and fitted into the through holes 21D of the wafer chuck 2, and thereafter the three pins 11A are (B) of FIG.
Even if it protrudes as shown by the one-dot chain line, the reduced pressure state between the wafer chuck 2 and the contactor 3 is maintained.

【0022】また、上記コンタクタ3は、例えば図2及
び図4(a)、(b)に示すように、シリコンゴムシー
ト31Aに導電体31Bがマトリックス状に配置された
異方性導電シート31と、この異方性導電シート31の
各導電体31Bと確実に接触する電極パッド3A、この
電極パッド3Aに対応して形成された接続パッド3B及
びこれらの両電極パッドを接続する多層構造の配線32
Bを有する配線基板32とからなり、これら両者31、
32は一体物として形成されている。そして、コンタク
タ3とウエハWが一体化した状態で、チップTの各電極
パッドPと配線基板32の電極パッド3Aは異方性導電
シート31の導電体31Bを介して互いに導通するよう
になっている。また、配線基板32はウエハWと熱膨張
率が略等しい材料(例えば石英ガラス等のセラミック)
によって形成され、その内部の配線32Bは例えばアル
ミニウム等の導電性に優れた材料によって形成されてい
る。また、導電体31Bは金属微粒子で、コンタクタ3
がウエハWと圧接した時にシリコンゴムシート31Aの
圧縮により金属粒子が互いに接触して導通可能な状態に
なるようにしてある。チップTの電極パッドPと配線基
板32の電極パッド3Aが異方性導電シート31の各導
電体31Bと確実に接触するためには、導電体31Bは
及びの条件を満たすように配置され、異方性導電シ
ート31がウエハW及び配線基板32とランダムに接触
しても図4の(b)に示すように導電体31Bが確実に
チップTの電極パッドP及びコンタクタ3の電極パッド
3Aと確実に接触する必要がある。 隣合う導電体31Bの間隔Aは、図4の(c)に示す
ように電極パッドP、3Aの直径Dよりも小さいこと。 隣合う電極パッドP、3Aの間隔Bは、図4の(d)
に示すように導電体31Bの直径dより大きいこと。
Further, as shown in FIGS. 2, 4 (a) and 4 (b), the contactor 3 comprises an anisotropic conductive sheet 31 in which conductors 31B are arranged in a matrix on a silicon rubber sheet 31A. An electrode pad 3A which surely comes into contact with each conductor 31B of the anisotropic conductive sheet 31, a connection pad 3B formed corresponding to the electrode pad 3A, and a multi-layered wiring 32 connecting these two electrode pads.
B, and both of them,
32 is formed as an integral body. Then, in a state where the contactor 3 and the wafer W are integrated, the electrode pads P of the chip T and the electrode pads 3A of the wiring board 32 are electrically connected to each other via the conductor 31B of the anisotropic conductive sheet 31. I have. The wiring substrate 32 is made of a material having a thermal expansion coefficient substantially equal to that of the wafer W (for example, ceramic such as quartz glass).
The internal wiring 32B is made of a material having excellent conductivity such as aluminum. The conductor 31B is a metal fine particle, and the contactor 3
When the silicon rubber sheet 31A is pressed against the wafer W, the metal particles come into contact with each other due to the compression of the silicon rubber sheet 31A so as to be in a conductive state. In order to ensure that the electrode pads P of the chip T and the electrode pads 3A of the wiring board 32 are in contact with the conductors 31B of the anisotropic conductive sheet 31, the conductors 31B are arranged so as to satisfy the following conditions. Even if the anisotropic conductive sheet 31 comes into random contact with the wafer W and the wiring board 32, the conductor 31B surely contacts the electrode pad P of the chip T and the electrode pad 3A of the contactor 3, as shown in FIG. Need to contact The distance A between the adjacent conductors 31B must be smaller than the diameter D of the electrode pads P and 3A as shown in FIG. The interval B between the adjacent electrode pads P and 3A is as shown in FIG.
As shown in FIG.

【0023】上記シェル4の温度を制御するボトムジャ
ケット9は、図5に示すように、ウエハチャック2と同
様に表面に同心円状に形成された複数のリング状溝9A
と、その内部に形成された排気通路(図示せず)と、こ
の排気通路とリング状溝9Aとを連結する複数の孔とを
有し、ボトムジャケット9上にシェル4が載置された状
態で排気通路を介して図示しない真空排気装置により真
空排気すると、リング状溝9Aによってシェル4を真空
吸着するようにしてある。また、ボトムジャケット9
は、例えば図6に示すように、面ヒータ91及び第1冷
却ジャケット92を内蔵し、ボトムジャケット9上に載
置されたシェル4を所定の検査温度に制御するようにし
てある。そして、面ヒータ91はボトムジャケット9の
表面側に配置され、第1冷却ジャケット92は面ヒータ
91の下方に配置されている。また、面ヒータ91と第
1冷却ジャケット92の間には例えば四フッ化エチレン
樹脂等の断熱性に優れた熱抵抗シート93が介在してい
る。熱抵抗シート93は第1冷却ジャケット92を面ヒ
ータ91から熱的に遮断することにより第1冷却ジャケ
ット92の過熱状態を防止すると共に面ヒータ91の過
度な温度上昇を防止し、シェル4を最適な温度で検査温
度を保持するようにしている。つまり、第1冷却ジャケ
ット92の内部には図6に示すように全面に行き渡る冷
媒流路92Aが形成され、この冷媒流路92Aを冷媒
(本実施例では冷却水)が流れており、この冷却水が面
ヒータ91による加熱により冷却ジャケット92内で沸
騰し、冷媒としての機能を果たさなくなる虞がある。そ
のため、熱抵抗シート93により面ヒータ91からの熱
流を遮断し、冷媒流路内の冷却水を70〜80℃に保持
し、常に最適な冷却能力を発揮できるようにしてある。
このように面ヒータ91と第1冷却ジャケット92を最
適な温度に制御することによりシェル4を常に110℃
に保持することができる。
As shown in FIG. 5, the bottom jacket 9 for controlling the temperature of the shell 4 has a plurality of ring-shaped grooves 9A formed concentrically on the surface similarly to the wafer chuck 2.
And an exhaust passage (not shown) formed therein, and a plurality of holes for connecting the exhaust passage and the ring-shaped groove 9A, and the shell 4 is placed on the bottom jacket 9. When vacuum evacuation is performed by a vacuum evacuation device (not shown) through an evacuation passage, the shell 4 is vacuum-adsorbed by the ring-shaped groove 9A. Also, the bottom jacket 9
For example, as shown in FIG. 6, a surface heater 91 and a first cooling jacket 92 are built in, and the shell 4 mounted on the bottom jacket 9 is controlled to a predetermined inspection temperature. The surface heater 91 is arranged on the front side of the bottom jacket 9, and the first cooling jacket 92 is arranged below the surface heater 91. Further, a heat resistance sheet 93 having excellent heat insulating properties such as, for example, ethylene tetrafluoride resin is interposed between the surface heater 91 and the first cooling jacket 92. The thermal resistance sheet 93 prevents the first cooling jacket 92 from being overheated by thermally insulating the first cooling jacket 92 from the surface heater 91, and also prevents an excessive rise in temperature of the surface heater 91, and optimizes the shell 4. The inspection temperature is maintained at a suitable temperature. That is, as shown in FIG. 6, a coolant flow path 92 </ b> A extending over the entire surface is formed inside the first cooling jacket 92, and a coolant (cooling water in this embodiment) flows through the coolant flow path 92 </ b> A. Water may boil in the cooling jacket 92 due to heating by the surface heater 91, and may not function as a refrigerant. Therefore, the heat flow from the surface heater 91 is shut off by the heat resistance sheet 93, the cooling water in the refrigerant flow path is maintained at 70 to 80 ° C., and the optimum cooling capacity can be always exerted.
By controlling the surface heater 91 and the first cooling jacket 92 to the optimum temperature in this way, the shell 4 is always kept at 110 ° C.
Can be held.

【0024】また、第1冷却ジャケット92は単にボト
ムジャケット9の温度制御を良好にするばかりでなく、
第1冷却ジャケット92の周囲の温度上昇を抑制する働
きをも有している。また、図2、図7に示すように上記
押圧板7の裏面には第2冷却ジャケット(以下、「トッ
プジャケット」と称す。)12が配設され、このトップ
ジャケット12は内部の冷媒流路12Aを流れる冷却水
によって押圧板7で保持したコンタクタ3を冷却すると
共にこれらの周囲の温度上昇を抑制する働きを有してい
る。従って、温度制御室1A内ではボトムジャケット9
によってウエハチャック2の温度を制御すると共に、第
1冷却ジャケット92、トップジャケット12によって
その周囲の温度上昇を抑制し、温度制御室1Aからの熱
放射を極力抑制するようにしてある。
The first cooling jacket 92 not only improves the temperature control of the bottom jacket 9 but also improves the temperature.
It also has a function of suppressing a rise in temperature around the first cooling jacket 92. As shown in FIGS. 2 and 7, a second cooling jacket (hereinafter, referred to as "top jacket") 12 is provided on the back surface of the pressing plate 7, and the top jacket 12 is provided with an internal refrigerant flow path. It has a function of cooling the contactor 3 held by the pressing plate 7 with the cooling water flowing through 12A and suppressing an increase in the temperature around these contactors. Therefore, in the temperature control chamber 1A, the bottom jacket 9
In addition to controlling the temperature of the wafer chuck 2, the first cooling jacket 92 and the top jacket 12 suppress a rise in the temperature of the surroundings, thereby suppressing heat radiation from the temperature control chamber 1A as much as possible.

【0025】また、上記面ヒータ91及び第1冷却ジャ
ケット92及びトップジャケット12はウエハ温度制御
装置13の制御下でそれぞれの役割を果たしている。そ
こで、次にウエハ温度制御装置13について図7を参照
しながら説明する。このウエハ温度制御装置13は、同
図に示すように、面ヒータ91の温度を制御するヒータ
温度制御装置14と、第1冷却ジャケット92及びトッ
プジャケット12へ供給する冷却水の温度を制御する冷
媒温度制御装置15とからなっている。
The surface heater 91, the first cooling jacket 92, and the top jacket 12 play respective roles under the control of the wafer temperature controller 13. Therefore, the wafer temperature control device 13 will be described next with reference to FIG. The wafer temperature control device 13 includes a heater temperature control device 14 for controlling the temperature of the surface heater 91 and a refrigerant for controlling the temperature of the cooling water supplied to the first cooling jacket 92 and the top jacket 12, as shown in FIG. And a temperature control device 15.

【0026】上記ヒータ温度制御装置14は、図7に示
すように、ウエハチャック2の温度を測定する温度測定
装置141と、この温度測定装置141による検出信号
と予め設定された目標値(例えば110℃)との偏差に
基づいてPID制御信号を送信する第1PID調節計1
42と、この第1PID調節計142のPID制御信号
に基づいて動作するリレー143、このリレー143の
動作に基づいて面ヒータ92の温度を制御するヒータ電
源144を備え、温度センサ141の検出信号と目標値
との偏差に応じてウエハチャック2の温度を迅速に目標
値まで加熱して安定した検査温度を保持するようにして
ある。そして、ウエハチャック2の測定温度と目標値
(110℃)間の間に偏差があると、その偏差量に応じ
て第1PID調節計142がPID制御信号をリレー1
43へ送信し、リレー143を介してヒータ電源144
をPID制御して面ヒータ92を迅速且つ安定的に目標
値と一致させるようにしてある。
As shown in FIG. 7, the heater temperature control device 14 includes a temperature measurement device 141 for measuring the temperature of the wafer chuck 2, a detection signal from the temperature measurement device 141, and a preset target value (for example, 110 C)), the first PID controller 1 that transmits a PID control signal based on a deviation from
42, a relay 143 that operates based on the PID control signal of the first PID controller 142, and a heater power supply 144 that controls the temperature of the surface heater 92 based on the operation of the relay 143. In accordance with the deviation from the target value, the temperature of the wafer chuck 2 is quickly heated to the target value to maintain a stable inspection temperature. When there is a deviation between the measured temperature of the wafer chuck 2 and the target value (110 ° C.), the first PID controller 142 sends a PID control signal to the relay 1 according to the deviation.
43 to the heater power supply 144 via the relay 143.
Is controlled by PID so that the surface heater 92 quickly and stably matches the target value.

【0027】また、上記冷媒温度制御装置15は、図7
に示すように、第1冷却ジャケット92及びトップジャ
ケット12用の冷却水を貯留する水槽151と、この水
槽151内の冷却水中に挿入された冷媒配管152Aを
有するを冷却器152と、水槽151内の水温を測定す
る温度センサ153と、この温度センサ153による検
出信号と予め設定された目標値との偏差に即して冷却器
152をPID制御する第2PID調節計154とを備
え、温度センサ153の検出信号と目標値との偏差に応
じて水温を迅速に目標値まで冷却して安定した水温を保
持するようにしてある。また、水槽151と第1冷却ジ
ャケット92及びトップジャケット12の冷媒流路92
A、12Aの出入口はそれぞれ往路配管155A(図5
では実線で示してある。)及び復路配管155B(図5
では破線で示してある。)を介して接続され、これらの
両配管155A、155Bを介して冷却水が水槽151
と第1冷却ジャケット92及びトップジャケット12と
の間を循環するようにしてある。往路配管155Aは途
中で二方向に分岐し、一方が第1冷却ジャケット92の
冷媒流路92Aの入口に接続され、他方がトップジャケ
ット12の冷媒流路12Aの入口に接続されている。そ
して、往路配管155Aの分岐点の水槽151寄りにポ
ンプ156が配設され、このポンプ156によって冷却
水を循環させ、往路及び復路それぞれの冷却水の流量を
流量計157によって測定するようにしてある。そし
て、水槽151内の冷却水の測定温度と目標値(例え
ば、40℃)間の間に偏差があると、その偏差量に応じ
て第2PID調節計154がPID制御信号を冷却器1
52へ送信し、冷却器152をPID制御して冷媒配管
152Aにおける冷媒流量を調節して水槽151の水温
を迅速且つ安定的に目標値と一致させるようにしてあ
る。このように冷媒温度制御装置15によって冷却水の
温度を最適制御することにより、第1冷却ジャケット9
2ではボトムジャケット9を冷却すると共にその周囲を
冷却し、トップジャケット12ではコンタクタ3を冷却
すると共にその周囲を冷却し、温度制御室1A内の温度
上昇を抑制するようにしてある。また、冷却器152の
冷媒としては、例えばエチレングリコール、水等が用い
られる。尚、図7において、155Cは帰還配管、15
8A、158B、158Cはバルブであり、第1冷却ジ
ャケット92及びトップジャケット12へ冷却水を供給
しない時にはバルブ158A、158Bを閉じ、バルブ
158Cを開くことで冷却水が水槽151へ戻るように
してある。
Further, the refrigerant temperature control device 15 is provided as shown in FIG.
As shown in FIG. 5, a water tank 151 for storing cooling water for the first cooling jacket 92 and the top jacket 12, a cooler 152 having a refrigerant pipe 152 </ b> A inserted into the cooling water in the water tank 151, and a water tank 151. And a second PID controller 154 for performing PID control of the cooler 152 in accordance with a deviation between a detection signal from the temperature sensor 153 and a preset target value. The water temperature is rapidly cooled to the target value in accordance with the deviation between the detection signal and the target value to maintain a stable water temperature. Further, the water tank 151, the first cooling jacket 92, and the refrigerant flow path 92 of the top jacket 12.
A and 12A are respectively provided with an outgoing pipe 155A (FIG. 5).
Is shown by a solid line. ) And the return pipe 155B (FIG. 5).
Are indicated by broken lines. ), And the cooling water is supplied to the water tank 151 through these two pipes 155A and 155B.
And between the first cooling jacket 92 and the top jacket 12. The outgoing pipe 155A branches in two directions on the way, one of which is connected to the inlet of the coolant channel 92A of the first cooling jacket 92, and the other is connected to the inlet of the coolant channel 12A of the top jacket 12. A pump 156 is arranged near the water tank 151 at the branch point of the forward pipe 155A, and the pump 156 circulates the cooling water, and the flow rate of the cooling water in each of the forward path and the return path is measured by the flow meter 157. . When there is a deviation between the measured temperature of the cooling water in the water tank 151 and a target value (for example, 40 ° C.), the second PID controller 154 sends a PID control signal to the cooler 1 according to the deviation.
52, and the PID control of the cooler 152 is performed to adjust the flow rate of the refrigerant in the refrigerant pipe 152A so that the water temperature of the water tank 151 quickly and stably matches the target value. As described above, by optimally controlling the temperature of the cooling water by the refrigerant temperature control device 15, the first cooling jacket 9
2 cools the bottom jacket 9 and its surroundings, and the top jacket 12 cools the contactor 3 and its surroundings, thereby suppressing the temperature rise in the temperature control chamber 1A. In addition, as the refrigerant of the cooler 152, for example, ethylene glycol, water, or the like is used. In FIG. 7, 155C is a return pipe, and 15
Reference numerals 8A, 158B and 158C denote valves. When cooling water is not supplied to the first cooling jacket 92 and the top jacket 12, the valves 158A and 158B are closed and the valve 158C is opened so that the cooling water returns to the water tank 151. .

【0028】ところで、本発明では、ウエハチャック2
の温度測定装置141に特別の工夫を施し、ウエハチャ
ック2を介してウエハWの温度を精度良く測定すること
で、ウエハ温度制御装置13の制御精度を高め、ウエハ
Wの信頼性試験の信頼性を高めている。そこで、本発明
のウエハチャックの温度測定装置の一実施形態について
図8の(a)、(b)を参照しながら説明する。本実施
形態の温度測定装置141は、同図に示すように、ウエ
ハチャック2の温度を検出する棒状の温度センサ141
Aと、この温度センサ141Aの基端部に形成されたフ
ランジ状のピストン部141Bを収納するシリンダ14
1Cと、このシリンダ141C内に弾装されて温度セン
サ141Aを常に上方へ付勢するバネ141Dとを備
え、基台5上の3箇所に立設されている。そして、3本
の温度センサ141Aは、図5及び図8の(a)、
(b)に示すように、ボトムジャケット9の中心から外
周近傍までの間に径方向に等間隔を空けて設けられた3
箇所の貫通孔9Bに嵌入している。この温度センサ14
1Aは、例えば先端の閉じたステンレス製のパイプ内に
熱電対を挿入して構成されている。尚、図8の(a)、
(b)ではウエハチャック2に中心に配置された温度測
定装置141のみ全体を図示し、他は温度センサ141
Aの先端部のみ図示してある。
In the present invention, the wafer chuck 2
The temperature measuring device 141 is specially designed to accurately measure the temperature of the wafer W via the wafer chuck 2 so that the control accuracy of the wafer temperature control device 13 is improved, and the reliability of the reliability test of the wafer W is improved. Is increasing. Therefore, an embodiment of the wafer chuck temperature measuring device according to the present invention will be described with reference to FIGS. As shown in the figure, a temperature measuring device 141 of the present embodiment has a rod-shaped temperature sensor 141 for detecting the temperature of the wafer chuck 2.
A and a cylinder 14 for accommodating a flange-shaped piston portion 141B formed at a base end of the temperature sensor 141A.
1C, and a spring 141D that is elastically mounted in the cylinder 141C and constantly urges the temperature sensor 141A upward, and is provided upright at three places on the base 5. And, the three temperature sensors 141A are shown in FIGS.
As shown in (b), three radially spaced intervals are provided between the center of the bottom jacket 9 and the vicinity of the outer periphery.
It is fitted into the through hole 9B at the location. This temperature sensor 14
1A is configured by inserting a thermocouple into a stainless steel pipe having a closed end, for example. In addition, (a) of FIG.
In FIG. 2B, only the temperature measuring device 141 disposed at the center of the wafer chuck 2 is shown in its entirety, and the other temperature measuring devices 141 are shown.
Only the tip of A is shown.

【0029】また、上記ウエハチャック2の裏面には貫
通孔9Bに対応する凹部2Aが径方向に3箇所形成され
ている。この凹部2Aはウエハチャック2の裏面から表
面近傍に達する深さに形成され、検査時に温度センサ1
41Aが凹部2Aの最奥部に弾接し、ウエハWに極力近
い位置でウエハチャック2の温度を測定し、ウエハWの
実際温度に極めて近い温度を把握できるようにしてあ
る。この凹部2Aの最奥部からウエハチャック表面まで
の肉厚tは例えば1mmに設定されている。また、ウエ
ハチャック2には熱伝導率に優れた材料、例えばアルミ
ニウム等の金属が用いられ、ウエハ表面から奥部2Aま
での温度勾配が極力小さくなるようにしてある。従っ
て、シェル4が押圧板7を介してボトムジャケット9上
に押圧されると、後述のようにシェル4がボトムジャケ
ット9と密着し、その状態でボトムジャケット9が下降
すると、3本の温度センサ141Aの先端がそれぞれボ
トムジャケット9の表面から突出してウエハチャック2
の凹部2Aに嵌入し、引き続きボトムジャケット9が下
降すると温度センサ141Aの先端はそれぞれ凹部2A
の最奥部にバネ141Dを介して弾接して密着し、ウエ
ハチャック2のウエハWに最も近い位置でウエハチャッ
ク2の温度を測定し、ひいてはウエハWの実際温度に略
等しい温度を把握することができる。尚、この温度セン
サ141Aはバネ141Dを介して例えば15mmの範
囲で昇降するようにしてある。
On the back surface of the wafer chuck 2, three concave portions 2A corresponding to the through holes 9B are formed in the radial direction. The concave portion 2A is formed to a depth reaching the vicinity of the front surface from the back surface of the wafer chuck 2, and the temperature sensor 1A is used for inspection.
41A resiliently contacts the innermost portion of the concave portion 2A, measures the temperature of the wafer chuck 2 at a position as close as possible to the wafer W, and can grasp a temperature very close to the actual temperature of the wafer W. The thickness t from the innermost portion of the recess 2A to the surface of the wafer chuck is set to, for example, 1 mm. Further, a material having excellent thermal conductivity, for example, a metal such as aluminum is used for the wafer chuck 2 so that the temperature gradient from the wafer surface to the inner part 2A is minimized. Accordingly, when the shell 4 is pressed onto the bottom jacket 9 via the pressing plate 7, the shell 4 comes into close contact with the bottom jacket 9 as described later, and when the bottom jacket 9 is lowered in this state, three temperature sensors are used. The tips of the wafer chucks 141A project from the surface of the bottom jacket 9 respectively.
When the bottom jacket 9 descends continuously, the tip of the temperature sensor 141A is inserted into the recess 2A.
And elastically contact the innermost part via a spring 141D to measure the temperature of the wafer chuck 2 at a position closest to the wafer W of the wafer chuck 2 and thereby grasp the temperature substantially equal to the actual temperature of the wafer W. Can be. The temperature sensor 141A moves up and down within a range of, for example, 15 mm via a spring 141D.

【0030】また、図8の(c)で拡大して示すように
上記シリンダ141Cの内周面には平面構造がコ字状の
位置検出センサ141Eが配設され、温度センサ141
Aがバネ141Dに抗して矢印方向に下降する際、温度
センサ141Aに取り付けられたシャッター141Fが
位置検出センサ141Eの光線を遮ることにより温度セ
ンサ141Aの高さを検出するようにしてある。つま
り、この位置検出センサ141Eによって温度センサ1
41Aの高さを検出することで、ボトムジャケット9上
にシェル4が載置されているか否かを検出するようにし
てある。
As shown in an enlarged manner in FIG. 8C, a position detecting sensor 141E having a U-shaped plane structure is provided on the inner peripheral surface of the cylinder 141C, and the temperature sensor 141 is provided.
When A descends in the direction of the arrow against the spring 141D , the shutter 141F attached to the temperature sensor 141A detects the height of the temperature sensor 141A by blocking the light beam of the position detection sensor 141E. That is, the position sensor 141E allows the temperature sensor 1
By detecting the height of 41A, whether or not the shell 4 is placed on the bottom jacket 9 is detected.

【0031】また、図8の(a)、(b)に示すように
ボトムジャケット9にはジャケット接合装置16が設け
られ、このジャケット接合装置16によりシェル4とボ
トムジャケット9とを確実に接合するようにしてある。
このジャケット接合装置16は、同図の(a)に示すよ
うに、基台5とボトムジャケット9を連結、支持する複
数の長ボルト161と、これらの長ボルト161をそれ
ぞれ囲みボトムジャケット9を弾力的に支持するバネ1
62とを備えている。これを更に詳述すると、基台5に
は複数の長ボルト161に対応する複数の貫通孔5Aが
ガイド孔として周方向等間隔に形成され、これらの貫通
孔5Aを長ボルト161が貫通すると共に各長ボルト1
61の頭部161Bが基台5の裏面側で係止するように
してある。また、ボトムジャケット9の裏面外周縁部に
は複数の長ボルト161が嵌入する凹部が周方向等間隔
に形成され、更に各凹部の中央にはそれぞれ貫通孔が形
成されている。また、長ボルト161の先端には雌ネジ
部161Aが形成され、この先端部がボトムジャケット
9の凹部に嵌入し、ボトムジャケット9の表面から貫通
孔に挿入されたネジ163が雌ネジ部161Aと螺合し
ている。従って、長ボルト161はボトムジャケット9
から垂下し、頭部が基台5の裏面で係止した状態になっ
ている。
As shown in FIGS. 8A and 8B, a jacket joining device 16 is provided on the bottom jacket 9, and the shell 4 and the bottom jacket 9 are securely joined by the jacket joining device 16. It is like that.
The jacket joining device 16 includes a plurality of long bolts 161 for connecting and supporting the base 5 and the bottom jacket 9 as shown in FIG. Spring 1 to support
62. More specifically, a plurality of through holes 5A corresponding to the plurality of long bolts 161 are formed in the base 5 at equal intervals in the circumferential direction as guide holes, and the long bolt 161 passes through these through holes 5A. Each long bolt 1
The head 161 </ b> B of the base 61 is locked on the back side of the base 5. In addition, recesses into which a plurality of long bolts 161 are fitted are formed at equal intervals in the circumferential direction on the outer peripheral edge of the back surface of the bottom jacket 9, and a through hole is formed at the center of each recess. A female screw part 161A is formed at the tip of the long bolt 161. This tip part fits into the recess of the bottom jacket 9, and the screw 163 inserted into the through hole from the surface of the bottom jacket 9 and the female screw part 161A. It is screwed. Therefore, the long bolt 161 is connected to the bottom jacket 9.
And the head is locked on the back surface of the base 5.

【0032】従って、前述したように押圧板7を介して
シェル4が下降してシェル4がボトムジャケット9に達
した時、仮にシェル4がボトムジャケット9の表面に対
して多少傾斜していても、シェル4が下降するに連れて
各バネ162が徐々に圧縮されてボトムジャケット9が
シェル4によって矯正され、シェル4に対してボトムジ
ャケット9が全面で密着した状態で弾力的に接合し、シ
ェル4が水平になってコンタクタ3の全ての電極パッド
3Aとポゴピン10が一括して均等に接触するようにな
っている。バネ162の伸縮範囲は、接合時にボトムジ
ャケット9が例えば10mmの範囲で昇降できるように
設定してある。また、接合時に、上述の温度測定装置1
4のバネ141Dは15mmの範囲で伸縮するようにし
てあるため、バネ141Dの伸縮範囲はバネ162に対
して5mmの余裕があるため、接合時に仮にボトムジャ
ケット9が10mm下降しても温度センサ141Aは常
にウエハチャック2の凹部2Aに対して弾力的に接触す
ることができる。
Therefore, as described above, when the shell 4 descends via the pressing plate 7 and reaches the bottom jacket 9, even if the shell 4 is slightly inclined with respect to the surface of the bottom jacket 9, As the shell 4 descends, the springs 162 are gradually compressed, the bottom jacket 9 is corrected by the shell 4, and the bottom jacket 9 is elastically joined to the shell 4 in a state where the bottom jacket 9 is in close contact with the entire surface. 4 is horizontal, so that all the electrode pads 3A of the contactor 3 and the pogo pins 10 are uniformly and uniformly contacted. The expansion and contraction range of the spring 162 is set so that the bottom jacket 9 can be moved up and down within a range of, for example, 10 mm at the time of joining. Also, at the time of joining, the above-described temperature measuring device 1
The spring 141D of No. 4 expands and contracts in a range of 15 mm, so the expansion and contraction range of the spring 141D has a margin of 5 mm with respect to the spring 162. Therefore, even if the bottom jacket 9 lowers by 10 mm at the time of joining, the temperature sensor 141A Can always elastically contact the concave portion 2A of the wafer chuck 2.

【0033】また、図9の(a)に示すように上記ボト
ムジャケット9を囲むベースプレート8上にはポゴピン
ブロック17が配設され、このポゴピンブロック17に
ポゴピン10が植設されている。そこで、このポゴピン
ブロック17について詳述する。このポゴピンブロック
17は、例えば図9の(a)に示すように、ボトムジャ
ケット9が臨む孔17Aの中心から放射状に4分割され
た構造で、各部位はそれぞれブロックエレメント171
として形成されている。そして、隣合うブロックエレメ
ント171間には例えば1mmの隙間δが形成され、各
隙間δで各ブロックエレメント171の熱膨張を吸収す
るようにしてある。このようにポゴピンブロック17を
4分割することにより、各ブロックエレメント171の
熱膨張による寸法変化を小さくし、図9の(b)に示す
ように信頼性試験時にブロックエレメント171が熱膨
張しても、ポゴピン10は例えば実線位置から一点鎖線
位置まで移動するに過ぎず、コンタクタ3の接続パッド
3Bから外れることなく確実に接触するようにしてあ
る。仮に、ポゴピンブロック17’が図10の(a)に
示すように一体物のブロックから形成されている場合に
は、ポゴピンブロック17’がブロックエレメント17
1の4倍の大きさであるため、ポゴピンブロック17’
の熱膨張による寸法変化が大きく、同図の(b)に示す
ようにポゴピン10は実線位置から一点鎖線位置まで移
動しコンタクタ3の接続パッド3Bから外れ、検査の信
頼性を低下させる虞がある。例えば、図9の(a)に示
すポゴピンブロック17が、縦310mm、横310m
m、厚さ30mmの場合には、外側のポゴピン10で図
9の(b)におけるズレ量は300μmであったが、図
10の(a)に示す一体物のポゴピンブロック17’の
場合には図9の(a)に示すポゴピンブロック17と同
じ大きさであっても図10の(b)におけるズレ量は6
00μmであった。従って、ポゴピンブロック17を4
分割することで、ポゴピン10のズレ量を半減すること
ができ、それだけポゴピン10がコンタクタ3の接続パ
ッド3Bとの確実に接触して接触が安定して検査の信頼
性を高めることができる。このポゴピンブロック17は
例えばガラス繊維入りポリイミド樹脂、ポリアミドイミ
ド樹脂等の合成樹脂によって矩形状に形成され、熱膨張
率が極力コンタクタ3と近いものが好ましい。
As shown in FIG. 9A, a pogo pin block 17 is disposed on the base plate 8 surrounding the bottom jacket 9, and the pogo pin 10 is planted in the pogo pin block 17. Therefore, the pogo pin block 17 will be described in detail. The pogo pin block 17 has a structure radially divided into four parts from the center of a hole 17A facing the bottom jacket 9 as shown in FIG. 9A, for example.
It is formed as. A gap δ of, for example, 1 mm is formed between adjacent block elements 171 so that each gap δ absorbs the thermal expansion of each block element 171. By dividing the pogo pin block 17 into four parts in this manner, the dimensional change due to the thermal expansion of each block element 171 is reduced, and even if the block element 171 thermally expands during the reliability test as shown in FIG. The pogo pin 10 merely moves from, for example, the position indicated by the solid line to the position indicated by the alternate long and short dash line, and is surely in contact with the contact pad 3B without coming off the connection pad 3B. If the pogo pin block 17 ′ is formed from an integral block as shown in FIG. 10A, the pogo pin block 17 ′ is
Since the size is four times larger than 1, the pogo pin block 17 ′
The dimensional change due to thermal expansion is large, and the pogo pin 10 moves from the solid line position to the one-dot chain line position as shown in FIG. . For example, a pogo pin block 17 shown in FIG.
In the case of m and the thickness of 30 mm, the displacement of the outer pogo pin 10 in FIG. 9B was 300 μm, but in the case of the integral pogo pin block 17 ′ shown in FIG. Even if it is the same size as the pogo pin block 17 shown in FIG. 9A, the displacement amount in FIG.
It was 00 μm. Therefore, the pogo pin block 17 is
By dividing, the displacement amount of the pogo pin 10 can be halved, and the pogo pin 10 surely comes into contact with the connection pad 3B of the contactor 3 so that the contact is stable and the reliability of the inspection can be improved. The pogo pin block 17 is preferably formed in a rectangular shape with a synthetic resin such as a polyimide resin containing glass fiber or a polyamideimide resin, and has a coefficient of thermal expansion as close as possible to that of the contactor 3.

【0034】また、上記ブロックエレメント171の隅
角部にはガイド孔171Aが形成され、このガイド孔1
71Aとこのガイド孔171Aに対応して形成された基
台5のガイド孔(図示せず)とを基準にしてブロックエ
レメント171を所定の取付位置へ位置決めするように
してある。更に、ブロックエレメント171には複数の
ネジ等の締結部材用の締結用孔171Bが形成され、こ
れらの締結用孔171Bに対応して形成された基台5の
締結用ネジ孔とを基準にしてブロックエレメント171
を所定の取付位置へ締結固定するようにしてある。従っ
て、ブロックエレメント171及び基台5それぞれのガ
イド孔171Aにガイドピン(図示せず)を通した後、
ブロックエレメント171と基台5を締結部材によって
締結することで、ブロックエレメント171を所定の取
付位置へ正確に固定することができる。ブロックエレメ
ント171の締結用孔はブロックエレメント171の熱
膨張による寸法変化を吸収する余裕代がある。
A guide hole 171A is formed at a corner of the block element 171.
The block element 171 is positioned at a predetermined mounting position with reference to 71A and a guide hole (not shown) of the base 5 formed corresponding to the guide hole 171A. Further, a plurality of fastening holes 171B for fastening members such as screws are formed in the block element 171. The fastening holes 171B are formed on the base 5 corresponding to the fastening holes 171B with reference to the fastening screw holes. Block element 171
At a predetermined mounting position. Therefore, after passing the guide pin (not shown) through the guide hole 171A of each of the block element 171 and the base 5,
By fastening the block element 171 and the base 5 with a fastening member, the block element 171 can be accurately fixed to a predetermined mounting position. The fastening hole of the block element 171 has room for absorbing a dimensional change due to thermal expansion of the block element 171.

【0035】次いで、動作について説明する。図1で示
すようにウエハ収納室1内へシェル4を装着する前に、
まずアライメント装置を用いてウエハチャック2、ウエ
ハW及びコンタクタ3をシェル4として一体化する。そ
れには図3の(b)に示すようにアライメント装置のメ
インチャック11上にウエハチャック2を載置する。メ
インチャック11上にウエハチャック2を載置した後、
ウエハWをウエハチャック2上へ搬送すると、この時点
でメインチャック11ではスリーピン11Aが上昇し、
ウエハチャック2の貫通孔21D内に嵌入し、図3の
(b)に一点鎖線で示すようにシリコンゴム膜25を伸
ばしながらウエハチャック2表面から突出してウエハW
を待機している。その後、ウエハチャック2においてウ
エハWを受け取るとスリーピン11Aはメインチャック
11内へ後退して元の位置へ戻り、ウエハWをウエハチ
ャック2上へ載置する。この動作と並行してコンタクタ
3をメインチャック11の上方の所定位置に配置する。
次いで、ウエハWの電極パッドPとコンタクタ3の電極
パッド3Aとをそれぞれ図示しないCCDカメラ等の撮
像素子で読み取り、ウエハWの電極パッドPの中から代
表的な電極パッドPの位置座標を求めると共に、これら
の電極パッドPに対応するコンタクタ3の電極パッド3
Aの位置座標を求めた後、これらの座標値に基づいてメ
インチャック11がX、Y及びθ方向に移動して両者
P、3Aのアライメント動作を行い、アライメント後、
メインチャック2が上昇して全電極パッドPとこれらに
対応する電極パッド3Aとを一括接触させる。
Next, the operation will be described. Before mounting the shell 4 into the wafer storage chamber 1 as shown in FIG.
First, the wafer chuck 2, the wafer W, and the contactor 3 are integrated as a shell 4 using an alignment device. To do this, the wafer chuck 2 is placed on the main chuck 11 of the alignment device as shown in FIG. After placing the wafer chuck 2 on the main chuck 11,
When the wafer W is transferred onto the wafer chuck 2, the three pins 11A of the main chuck 11 rise at this point,
The wafer W is inserted into the through hole 21D of the wafer chuck 2 and protrudes from the surface of the wafer chuck 2 while extending the silicon rubber film 25 as shown by a dashed line in FIG.
Waiting for you. Thereafter, when the wafer W is received by the wafer chuck 2, the three pins 11 </ b> A retreat into the main chuck 11, return to the original position, and place the wafer W on the wafer chuck 2. In parallel with this operation, the contactor 3 is arranged at a predetermined position above the main chuck 11.
Then, the electrode pad P of the wafer W and the electrode pad 3A of the contactor 3 are read by an image pickup device such as a CCD camera (not shown), and the position coordinates of the representative electrode pad P among the electrode pads P of the wafer W are obtained. , Electrode pads 3 of contactor 3 corresponding to these electrode pads P
After obtaining the position coordinates of A, the main chuck 11 moves in the X, Y, and θ directions based on these coordinate values to perform the alignment operation of both P and 3A.
The main chuck 2 is raised to bring all the electrode pads P into contact with the corresponding electrode pads 3A at once.

【0036】この時点で、例えば既にウエハチャック2
はガス給排管22、23を介して窒素ガス置換及び真空
排気が可能な状態になっている。そこで、ガス供給管2
2から窒素ガスを供給しウエハチャック2とコンタクタ
3間の空気を窒素置換する。次いで、窒素ガス供給源を
ガス供給管22から外すと、ガス供給管22の弁機構2
2A、23Aが作動してガス流路21Aを閉じる。一
方、ガス排気管23から真空引きするとガス流路21
A、ウエハチャック2の表面のリング状溝21B、21
Cを介してウエハチャック2とコンタクタ3との間の窒
素ガスを真空排気し、ウエハWの電極パッドPとコンタ
クタ3の電極パッド3Aとが図4に示すように一括して
接触し、コンタクタ3によって全てのチップをウエハ状
態のまま一括検査できる状態のシェル4になる。電極パ
ッドPの高さにバラツキがあっても異方性導電シート3
1によってバラツキを吸収することができる。このよう
にウエハチャック2とコンタクタ3間を減圧状態にして
も、減圧空間はウエハチャック2の周囲がシールリング
24によって外部から遮断され、また、スリーピン用の
貫通孔21Dはシリコンゴム膜25によって外部から遮
断されているため、減圧状態を確実に保持することがで
きる。
At this point, for example, the wafer chuck 2
Is in a state where nitrogen gas replacement and vacuum exhaust can be performed via gas supply / discharge pipes 22 and 23. Therefore, the gas supply pipe 2
2 supplies nitrogen gas from the wafer chuck 2 and replaces air between the wafer chuck 2 and the contactor 3 with nitrogen. Next, when the nitrogen gas supply source is removed from the gas supply pipe 22, the valve mechanism 2 of the gas supply pipe 22 is removed.
2A and 23A operate to close the gas passage 21A. On the other hand, when vacuum is drawn from the gas exhaust pipe 23,
A, ring-shaped grooves 21B, 21 on the surface of wafer chuck 2
C, the nitrogen gas between the wafer chuck 2 and the contactor 3 is evacuated to vacuum, and the electrode pad P of the wafer W and the electrode pad 3A of the contactor 3 come into contact at once as shown in FIG. As a result, the shell 4 becomes a state in which all chips can be inspected collectively in a wafer state. Even if the height of the electrode pad P varies, the anisotropic conductive sheet 3
1 can absorb variations. Even when the pressure between the wafer chuck 2 and the contactor 3 is reduced as described above, the depressurized space is isolated from the outside by the seal ring 24 around the wafer chuck 2, and the three-pin through-hole 21 D is formed by the silicon rubber film 25. , It is possible to reliably maintain the reduced pressure state.

【0037】その後、図示しない搬送機構を介してアラ
イメント装置からシェル4を搬出し、図1に示すように
ウエハ収納室1まで搬送し、ウエハ収納室1内へシェル
4を搬入する。ウエハ収納室1内ではクランプ機構によ
りシェル4をクランプした後、4箇所のシリンダ機構6
が駆動し、押圧板7を介してシェル4をボトムジャケッ
ト9まで押し下げる。押圧板7が下降しボトムジャケッ
ト9に達した時点で、万一各シリンダ機構6によって押
圧板7を水平に下降させることができず、シェル4とボ
トムジャケット9の間に多少の傾斜があっても、シェル
4がボトムジャケット9と接合する際に、ジャケット接
合装置16の複数のバネ162によりその傾斜を吸収し
つつシェル4とボトムジャケット9が密着し、弾力的に
接合する。そして、押圧板7が下降端に達すると、シェ
ル4のウエハチャック2とボトムジャケット9は均一に
密着すると共にシェル4のコンタクタ3の全ての接続パ
ッド3Bは対応するポゴピン10と電気的に一括して均
一に接触し、ウエハWの全てのチップをウエハ状態のま
ま一括して信頼性試験できる導通可能な状態になる。
Thereafter, the shell 4 is unloaded from the alignment device via a transfer mechanism (not shown), transferred to the wafer storage chamber 1 as shown in FIG. After the shell 4 is clamped in the wafer storage chamber 1 by the clamp mechanism, four cylinder mechanisms 6 are provided.
Is driven to push down the shell 4 to the bottom jacket 9 via the pressing plate 7. When the pressing plate 7 descends and reaches the bottom jacket 9, the pressing plate 7 cannot be lowered horizontally by each cylinder mechanism 6, and there is a slight inclination between the shell 4 and the bottom jacket 9. Also, when the shell 4 is joined to the bottom jacket 9, the shell 4 and the bottom jacket 9 come into close contact with each other while absorbing the inclination by the plurality of springs 162 of the jacket joining device 16, and are elastically joined. Then, when the pressing plate 7 reaches the lower end, the wafer chuck 2 of the shell 4 and the bottom jacket 9 are uniformly in close contact with each other, and all the connection pads 3B of the contactor 3 of the shell 4 are collectively and electrically connected to the corresponding pogo pins 10. , And all the chips on the wafer W are brought into a conductive state in which a reliability test can be performed collectively in the wafer state.

【0038】一方、ジャケット接合装置16を介してウ
エハチャック2に対してボトムジャケット9が接合する
過程で、ウエハチャック2がボトムジャケット9が接合
し、この状態でジャケット接合装置16のバネ162の
弾力に抗してボトムジャケット9が更に下降すると、温
度測定装置141の温度センサ141Aがボトムジャケ
ット9の表面から徐々に突き出てウエハチャック2の裏
面の凹部2A内に嵌入する。そして、ボトムジャケット
9が下降端に達する前に、温度センサ141Aが凹部2
Aの最奥部に接触してバネ141Dが圧縮することで温
度センサ141Dの先端が凹部2Aの最奥部に弾力的に
接触し、ウエハWとは1mmだけ離れた位置でウエハチ
ャック2の温度を測定できる状態になる。しかも、位置
検出センサ141Eによって温度センサ141Aの位置
を検出することで、シェル4がボトムジャケット9上に
存在するか否かを確実に検出することができる。
On the other hand, in the process of joining the bottom jacket 9 to the wafer chuck 2 via the jacket joining device 16, the wafer chuck 2 joins the bottom jacket 9, and in this state, the elasticity of the spring 162 of the jacket joining device 16. When the bottom jacket 9 is further lowered against the pressure, the temperature sensor 141A of the temperature measuring device 141 gradually protrudes from the surface of the bottom jacket 9 and fits into the recess 2A on the back surface of the wafer chuck 2. Before the bottom jacket 9 reaches the lower end, the temperature sensor 141A
When the spring 141D is compressed by contacting the innermost portion of the recess A, the tip of the temperature sensor 141D elastically contacts the innermost portion of the concave portion 2A, and the temperature of the wafer chuck 2 at a position separated from the wafer W by 1 mm. Can be measured. Moreover, by detecting the position of the temperature sensor 141A by the position detection sensor 141E, it is possible to reliably detect whether or not the shell 4 exists on the bottom jacket 9.

【0039】次いで、信頼性試験を開始すると、ウエハ
温度制御装置13が作動してウエハWを検査温度(11
0℃)まで加熱し、その温度を検査温度に制御する。こ
の際、ヒータ温度制御装置14ではヒータ電源144が
ONになって面ヒータ91を介してウエハチャック2を
裏面から加熱する。すると、温度測定装置141の温度
センサ141Aでウエハチャック2の温度を測定し、そ
の検出信号をPID調節計142へ送信する。PID調
節計142では目標値(検査温度)との偏差に応じて制
御信号をリレー143へ送信すると、リレー143を介
してヒータ電源144をPID制御し、偏差に応じた電
力をヒータ電源144から面ヒータ91に印加し、面ヒ
ータ91を介してウエハチャック2の温度を短時間で検
査温度まで高める。一方、冷媒温度制御装置15ではバ
ルブ158A、158Bが開くと共にポンプ156が駆
動し、水槽151内の冷却水を往路配管155Aを介し
てボトムジャケット9の第1冷却ジャケット92及びト
ップジャケット12へ供給する。冷却水はそれぞれの冷
媒流路92A、12Aを通って復路配管155Bを経由
して水槽151へ戻り、冷却水の循環を開始し、ボトム
ジャケット9及びトップジャケット12をそれぞれ冷却
する。
Next, when the reliability test is started, the wafer temperature control device 13 operates to bring the wafer W into the inspection temperature (11).
(0 ° C.), and the temperature is controlled to the inspection temperature. At this time, in the heater temperature controller 14, the heater power supply 144 is turned on, and the wafer chuck 2 is heated from the back surface via the surface heater 91. Then, the temperature of the wafer chuck 2 is measured by the temperature sensor 141A of the temperature measuring device 141, and the detection signal is transmitted to the PID controller 142. When the PID controller 142 sends a control signal to the relay 143 in accordance with the deviation from the target value (inspection temperature), the PID controller 142 controls the heater power supply 144 via the relay 143, and outputs power corresponding to the deviation from the heater power supply 144 to the surface. The temperature is applied to the heater 91 to increase the temperature of the wafer chuck 2 to the inspection temperature in a short time via the surface heater 91. On the other hand, in the refrigerant temperature control device 15, the valves 158A and 158B are opened and the pump 156 is driven to supply the cooling water in the water tank 151 to the first cooling jacket 92 and the top jacket 12 of the bottom jacket 9 via the outward pipe 155A. . The cooling water returns to the water tank 151 via the return pipes 155B through the respective coolant flow paths 92A and 12A, starts circulation of the cooling water, and cools the bottom jacket 9 and the top jacket 12, respectively.

【0040】ウエハチャック2が検査温度に達すると、
温度センサ141Aの検出信号に基づいてPID調節計
142が作動してヒータ電源144をPID制御し、そ
の供給電力を略一定の状態にしてウエハチャック2を検
査温度に保持する。この間、ボトムジャケット9及びト
ップジャケット12を冷却水により冷却するが、冷却水
の温度は面ヒータ91の熱を吸収して昇温する。しか
し、面ヒータ91と第1冷却ジャケット92間には熱抵
抗シート93が介在しているため、面ヒータ91から第
1冷却ジャケット92への熱流の多くは熱抵抗シート9
3によって遮断され、冷却水の過度な温度上昇を防止
し、冷媒流路92Aでの冷却水の沸騰を防止し、ボトム
ジャケット9を効率良く冷却する。しかし、ウエハチャ
ック2が検査温度に達すると、ボトムジャケット9及び
トップジャケット12から水槽151へ戻る冷却水の温
度は70〜80℃前後に達している。そのため、水槽1
51内の冷却水を冷却器152によって常に冷却効率の
良い温度(例えば、40℃)まで冷却している。冷却水
の温度は常に温度センサ153によって検出され、検出
信号をPID調節計154へ送信することで、冷却器1
52をPID制御して常に冷媒の流量を調節し、水槽1
51内の冷却水が常に一定の温度に保持されている。そ
の結果、第1冷却ジャケット92によってボトムジャケ
ット9の周囲の温度上昇を抑制すると共に、トップジャ
ケット12によってコンタクタ3の温度上昇及びその周
囲の温度上昇を抑制し、ひいては温度制御室1A内の温
度上昇を抑制し、ひいてはウエハ収納室1周囲への熱放
散を抑制している。
When the wafer chuck 2 reaches the inspection temperature,
The PID controller 142 operates based on the detection signal of the temperature sensor 141A to perform PID control of the heater power supply 144, and keeps the supplied power substantially constant to keep the wafer chuck 2 at the inspection temperature. During this time, the bottom jacket 9 and the top jacket 12 are cooled by the cooling water, and the temperature of the cooling water rises by absorbing the heat of the surface heater 91. However, since the heat resistance sheet 93 is interposed between the surface heater 91 and the first cooling jacket 92, most of the heat flow from the surface heater 91 to the first cooling jacket 92 is
3 to prevent an excessive rise in the temperature of the cooling water, prevent the boiling of the cooling water in the coolant passage 92A, and efficiently cool the bottom jacket 9. However, when the wafer chuck 2 reaches the inspection temperature, the temperature of the cooling water returning from the bottom jacket 9 and the top jacket 12 to the water tank 151 has reached about 70 to 80 ° C. Therefore, water tank 1
The cooling water in the cooling water 51 is constantly cooled to a temperature (for example, 40 ° C.) with good cooling efficiency by the cooler 152. The temperature of the cooling water is always detected by the temperature sensor 153, and a detection signal is transmitted to the PID controller 154, so that the cooling device 1
52 by PID control to constantly adjust the flow rate of the refrigerant,
The cooling water in 51 is always kept at a constant temperature. As a result, the temperature rise around the bottom jacket 9 is suppressed by the first cooling jacket 92, and the temperature rise of the contactor 3 and the temperature around the contactor 3 are suppressed by the top jacket 12, thereby increasing the temperature inside the temperature control chamber 1A. And thus heat dissipation to the periphery of the wafer storage chamber 1 is suppressed.

【0041】また、温度制御室1A内の昇温によりポゴ
ピンブロック17が熱膨張する。ところが、ポゴピンブ
ロック17は4枚のブロックエレメント171に分割さ
れているため、各ブロックエレメント171はポゴピン
ブロック17が分割されていない場合と比較して熱膨張
による寸法変化が格段に小さい。従って、ポゴピンブロ
ック17に植設されたポゴピン10はコンタクタ3の接
続パッド3Bと安定且つ確実に接触している。しかも各
ブロックエレメント171間には1mmの間隔があるた
め、これらの隙間δで各ブロックエレメント171の熱
膨張を吸収することができる。
The pogo pin block 17 thermally expands due to the temperature rise in the temperature control chamber 1A. However, since the pogo pin block 17 is divided into four block elements 171, the dimensional change due to thermal expansion of each block element 171 due to thermal expansion is significantly smaller than when the pogo pin block 17 is not divided. Therefore, the pogo pins 10 implanted in the pogo pin block 17 are in stable and reliable contact with the connection pads 3B of the contactor 3. In addition, since there is an interval of 1 mm between each block element 171, the thermal expansion of each block element 171 can be absorbed by these gaps δ.

【0042】ウエハ温度制御装置13の制御下でウエハ
Wが検査温度に達したら、図2に示すようにドライバか
らコネクタ、ポゴピン10、コンタクタ3を介してウエ
ハWへテスト信号S1を送信すると、ウエハWから検査
結果信号S2を逆の経路を辿ってテスタへ送信し、ウエ
ハ状態のまま全チップについて信頼性試験を行うことが
できる。
When the wafer W reaches the inspection temperature under the control of the wafer temperature controller 13, a test signal S1 is transmitted from the driver to the wafer W via the connector, the pogo pins 10, and the contactor 3 as shown in FIG. The inspection result signal S2 is transmitted from W to the tester along the reverse path, and the reliability test can be performed on all the chips in the wafer state.

【0043】以上説明したように本実施形態によれば、
コンタクタ3と協働してこのコンタクタ3と一括接触し
た状態のウエハWを保持したウエハチャック2をボトム
ジャケット9上に載置し、ボトムジャケット9によりウ
エハWを所定の検査温度(110℃)に制御する際に用
いられる温度測定装置141の場合には、ウエハチャッ
ク2にその裏面から表面近傍に達する凹部2Aを3箇所
に設けると共にボトムジャケット9に凹部2Aに対応す
る貫通孔9Bを設け、且つ貫通孔9Bから凹部2Aに嵌
入可能な温度センサ141Aをボトムジャケット9下方
の基台5に設けると共に温度センサ141Aバネ141
Dにより支持し、信頼性試験時に温度センサ141Aの
先端を凹部2Aに弾接させるようにしたため、信頼性試
験中は温度センサ141AによってウエハWに最も近い
位置でウエハチャック2の温度を測定することができ、
ひいてはウエハWの温度を精度良く測定することがで
き、信頼性試験の検査精度を高めることができる。
As described above, according to this embodiment,
In cooperation with the contactor 3, the wafer chuck 2 holding the wafer W in contact with the contactor 3 at a time is placed on the bottom jacket 9, and the wafer W is brought to a predetermined inspection temperature (110 ° C.) by the bottom jacket 9. In the case of the temperature measuring device 141 used for control, the wafer chuck 2 is provided with three concave portions 2A reaching from the back surface to the vicinity of the front surface, and the bottom jacket 9 is provided with through holes 9B corresponding to the concave portions 2A, and A temperature sensor 141A that can be fitted into the recess 2A from the through hole 9B is provided on the base 5 below the bottom jacket 9, and a temperature sensor 141A spring 141 is provided.
The temperature sensor 141A measures the temperature of the wafer chuck 2 at a position closest to the wafer W during the reliability test, because the temperature sensor 141A supports the tip of the temperature sensor 141A during the reliability test. Can be
As a result, the temperature of the wafer W can be accurately measured, and the inspection accuracy of the reliability test can be improved.

【0044】また、本実施形態によれば、ウエハ収納室
1内に上述の温度測定装置141を設けたため、ウエハ
収納室1内で信頼性試験を行う場合に、温度センサ14
1AによってウエハWに最も近い位置でウエハチャック
2の温度を測定することができ、ひいてはウエハWの温
度を精度良く測定することができ、信頼性試験の検査精
度を高めることができる。
Further, according to the present embodiment, since the above-described temperature measuring device 141 is provided in the wafer storage chamber 1, when the reliability test is performed in the wafer storage chamber 1, the temperature sensor 14 is used.
The temperature of the wafer chuck 2 can be measured at the position closest to the wafer W by 1A, and the temperature of the wafer W can be measured with high accuracy, and the inspection accuracy of the reliability test can be improved.

【0045】更に、本実施形態能よれば、ボトムジャケ
ット9上にウエハチャック2(本実施形態ではシェル
4)が存在するか否かを検出する位置検出センサ141
Eを設けたため、ボトムジャケット9上にシェル4が装
着されているか否かを確実に知ることができ、過誤なく
ウエハwの温度を測定することができる。
Further, according to the present embodiment, the position detecting sensor 141 for detecting whether or not the wafer chuck 2 (the shell 4 in this embodiment) exists on the bottom jacket 9.
Since E is provided, whether or not the shell 4 is mounted on the bottom jacket 9 can be known with certainty, and the temperature of the wafer w can be measured without error.

【0046】尚、上記実施形態では、温度制御体をボト
ムジャケット9としてウエハ収納室1内の基台5に設置
したものについて説明したが、温度制御体をトップジャ
ケットとしてウエハ収納室1内の上面側に設けたもので
あっても良い。また、上記実施形態ではウエハ収納室1
を水平に配置して使用した場合について説明したが、ウ
エハ収納室1を垂直に立てて使用するようにしても良
い。従って、ウエハ収納室1内の温度制御体とウエハ保
持体の位置関係は相対的に変わり、これら両者の相対的
な位置関係によって温度測定装置の温度センサは上方向
あるいは横方向からウエハ保持体に対して弾力的に接触
することになり、これらの何れの場合であっても本発明
に包含されることになる。
In the above-described embodiment, the temperature control body is installed on the base 5 in the wafer storage chamber 1 as the bottom jacket 9. However, the temperature control body is used as the top jacket and the upper surface in the wafer storage chamber 1 is used. It may be provided on the side. In the above embodiment, the wafer storage chamber 1
Has been described in the case where the wafer storage chamber 1 is used horizontally, but the wafer storage chamber 1 may be used upright. Therefore, the positional relationship between the temperature controller and the wafer holder in the wafer storage chamber 1 changes relatively, and the temperature sensor of the temperature measuring device moves from the top or the side to the wafer holder according to the relative positional relationship between the two. Therefore, any of these cases is included in the present invention.

【0047】[0047]

【発明の効果】本発明の請求項1及び請求項3に記載の
発明によれば、検査時にウエハの温度を精度良くに測定
することができ、ひいては検査に信頼性を高めることが
できるウエハチャックの温度測定装置を提供することが
できる。
According to the first and third aspects of the present invention, the wafer temperature can be accurately measured at the time of inspection, and the reliability of inspection can be improved. Can be provided.

【0048】また、本発明の請求項2及び請求項3に記
載の発明によれば、信頼性試験時にウエハの温度を精度
良くに測定することができ、ひいては検査に信頼性を高
めることができるウエハ保持体の温度測定装置を提供す
ることができる。
According to the second and third aspects of the present invention, it is possible to accurately measure the temperature of a wafer at the time of a reliability test, thereby improving the reliability of the inspection. A temperature measurement device for a wafer holder can be provided.

【0049】また、本発明の請求項5及び請求項6に記
載の発明によれば、信頼性試験時にウエハの温度を精度
良くに測定することができ、ひいては検査に信頼性を高
めることができるウエハ収納室を提供することができ
る。
According to the fifth and sixth aspects of the present invention, the temperature of the wafer can be accurately measured at the time of the reliability test, and the reliability of the inspection can be improved. A wafer storage chamber can be provided.

【0050】また、本発明の請求項4及び請求項7に記
載の発明によれば、温度制御体上にウエハ保持体が装着
されているか否かを確実に知ることができ、過誤なく半
導体ウエハの温度を測定することができるウエハ保持体
の温度制御装置及びウエハ収納室を提供することができ
る。
According to the fourth and seventh aspects of the present invention, whether or not the wafer holder is mounted on the temperature controller can be reliably determined, and the semiconductor wafer can be detected without error. And a wafer storage chamber capable of measuring the temperature of the wafer holder.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明のウエハ収納室の一実施形態であるウエ
ハ収納室へシェルを収納する状態を示す斜視図である。
FIG. 1 is a perspective view showing a state in which a shell is stored in a wafer storage chamber, which is one embodiment of the wafer storage chamber of the present invention.

【図2】図1に示すウエハ収納室を用いて信頼性試験を
行う時の信号の授受を説明するための分解斜視図であ
る。
FIG. 2 is an exploded perspective view for explaining signal transmission and reception when a reliability test is performed using the wafer storage chamber shown in FIG.

【図3】図1に示すウエハチャックを示す図で、(a)
はその斜視図、(b)はその要部断面図、(c)はガス
給排管の弁機構を示す断面図、(d)は(b)に示す要
部に用いられるシール部材を示す斜視図である。
FIG. 3 is a view showing the wafer chuck shown in FIG. 1;
Is a perspective view thereof, (b) is a cross-sectional view of a main part thereof, (c) is a cross-sectional view showing a valve mechanism of a gas supply / discharge pipe, and (d) is a perspective view of a seal member used for a main part shown in (b). FIG.

【図4】図1に示すウエハとコンタクタとが一括接触し
た状態を示す図で、(a)はチップとコンタクタの異方
性導電シートの関係を示す平面図、(b)は(a)の断
面図、(c)及び(d)はそれぞれ電極パッドと異方性
導電シートの導電体との関係を示す平面図である。
4A and 4B are diagrams showing a state in which the wafer and the contactor shown in FIG. 1 are brought into collective contact, wherein FIG. 4A is a plan view showing a relationship between a chip and an anisotropic conductive sheet of the contactor, and FIG. Sectional views, (c) and (d) are plan views showing the relationship between the electrode pad and the conductor of the anisotropic conductive sheet, respectively.

【図5】図2に示すボトムジャケットを取り出して示す
斜視図である。
FIG. 5 is a perspective view showing the bottom jacket shown in FIG. 2;

【図6】図5に示すボトムジャケットの断面図である。FIG. 6 is a sectional view of the bottom jacket shown in FIG. 5;

【図7】図1に示すウエハ収納室の温度制御装置を示す
ブロック図である。
FIG. 7 is a block diagram illustrating a temperature control device of the wafer storage chamber illustrated in FIG. 1;

【図8】図2に示すボトムジャケットのジャケット接合
装置及びウエハ温度測定装置を模式的に示す断面図で、
(a)はシェルを装着する前の状態を示す図、(b)は
シェルを装着した後の状態を示す図、(c)は温度セン
サと位置検出センサの関係を示す拡大図である。
FIG. 8 is a cross-sectional view schematically showing a bottom-jacket bonding apparatus and a wafer temperature measuring apparatus shown in FIG. 2;
(A) is a diagram showing a state before a shell is mounted, (b) is a diagram showing a state after a shell is mounted, and (c) is an enlarged view showing a relationship between a temperature sensor and a position detection sensor.

【図9】図1に示すポゴピンブロックを示す図で、
(a)はポゴピンが立設されたポゴピンブロックを示す
斜視図、(b)は(a)のポゴピンとコンタクタが接触
する時の熱的影響を示す模式図である。
FIG. 9 is a view showing the pogo pin block shown in FIG. 1;
(A) is a perspective view showing a pogo pin block on which pogo pins are erected, and (b) is a schematic view showing a thermal effect when the pogo pin and the contactor of (a) come into contact with each other.

【図10】図9に示すポゴピンブロックと比較するため
の他のポゴピンブロックを示す図で、(a)はポゴピン
が立設されたポゴピンブロックを示す斜視図、(b)は
(a)のポゴピンとコンタクタが接触する時の熱的影響
を示す模式図である。
10A and 10B are views showing another pogo pin block for comparison with the pogo pin block shown in FIG. 9, wherein FIG. 10A is a perspective view showing a pogo pin block on which pogo pins are erected, and FIG. 10B is a view showing the pogo pin of FIG. It is a schematic diagram which shows the thermal effect when a contactor contacts.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 ウエハ収納室 2 ウエハチャック(ウエハ保持体) 2A 凹部 3 コンタクタ 3A 電極パッド 3B 接続パッド(外部端子) 4 シェル 5 基台 9 ボトムジャケット(温度制御体) 9B 貫通孔 10 ポゴピン(中継端子) 17 ポゴピンブロック 141 温度測定装置 141A 温度センサ 141E 位置検出センサ 141D バネ(弾性部材) W ウエハ T チップ REFERENCE SIGNS LIST 1 wafer storage chamber 2 wafer chuck (wafer holding body) 2A recess 3 contactor 3A electrode pad 3B connection pad (external terminal) 4 shell 5 base 9 bottom jacket (temperature control body) 9B through hole 10 pogo pin (relay terminal) 17 pogo pin Block 141 Temperature measuring device 141A Temperature sensor 141E Position detection sensor 141D Spring (elastic member) W Wafer T Chip

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平8−162508(JP,A) 特開 平7−263526(JP,A) 特開 平8−340030(JP,A) 特開 平7−74218(JP,A) 特開 平4−196245(JP,A) 特開 昭64−153833(JP,A) 特開 昭63−226936(JP,A) 特開 平4−354127(JP,A) 特開 昭60−245776(JP,A) 実開 昭64−21379(JP,U) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H01L 21/66 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuation of the front page (56) References JP-A-8-162508 (JP, A) JP-A-7-263526 (JP, A) JP-A-8-340030 (JP, A) JP-A-7-263 74218 (JP, A) JP-A-4-196245 (JP, A) JP-A-64-153833 (JP, A) JP-A-63-226936 (JP, A) JP-A-4-354127 (JP, A) JP-A-60-245776 (JP, A) JP-A-64-21379 (JP, U) (58) Fields investigated (Int. Cl. 7 , DB name) H01L 21/66

Claims (7)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 半導体ウエハを保持したウエハ保持体と
温度制御体とを接触させ、上記温度制御体により上記半
導体ウエハを所定の検査温度に制御する際に、上記ウエ
ハ保持体の温度を測定する装置であって、上記ウエハ保
持体にその裏面から表面近傍に達する凹部を少なくとも
一箇所に設ける一方、上記凹部に嵌入可能な温度センサ
を上記温度制御体の上記ウエハ保持体とは反対側に設け
ると共に上記温度センサを弾性部材により支持し、検査
時に上記温度センサの先端を上記凹部に弾接させること
を特徴とするウエハ保持体の温度測定装置。
A temperature controller that contacts the wafer holder holding the semiconductor wafer and measures the temperature of the wafer holder when the temperature controller controls the semiconductor wafer to a predetermined inspection temperature. an apparatus, the wafer holder to provide a recess that reaches the vicinity of the surface from the back surface in at least one place one, provided on the opposite side of the temperature sensor can be fitted into the concave portion and the wafer holder of the temperature control body A temperature measuring device for a wafer holder, wherein the temperature sensor is supported by an elastic member, and a tip of the temperature sensor is elastically contacted with the recess at the time of inspection.
【請求項2】 コンタクタと協働してこのコンタクタと
一括接触した状態の半導体ウエハを保持したウエハ保持
体と温度制御体とを接触させ、上記温度制御体により上
記半導体ウエハを所定の検査温度に制御する際に、上記
ウエハ保持体の温度を測定する装置であって、上記ウエ
ハ保持体にその裏面から表面近傍に達する凹部を少なく
とも一箇所に設ける一方、上記凹部に嵌入可能な温度セ
ンサを上記温度制御体の上記ウエハ保持体とは反対側に
設けると共に上記温度センサを弾性部材により支持し、
検査時に上記温度センサの先端を上記凹部に弾接させる
ことを特徴とするウエハ保持体の温度測定装置。
And a temperature controller that cooperates with the contactor to hold the semiconductor wafer in contact with the contactor at a time, and that the semiconductor wafer is brought to a predetermined inspection temperature by the temperature controller. when controlling, the a wafer holder apparatus for measuring the temperature of, while providing at least one location recess to reach the vicinity of the surface from the back surface to the wafer holder, the temperature sensor can be fitted into the recess The temperature controller is provided on the opposite side of the wafer holder and the temperature sensor is supported by an elastic member,
A temperature measuring device for a wafer holder, wherein a tip of the temperature sensor is elastically contacted with the recess at the time of inspection.
【請求項3】 上記弾性部材としてバネを設けたことを
特徴とする請求項1または請求項2に記載のウエハ保持
体の温度測定装置。
3. The temperature measuring apparatus for a wafer holder according to claim 1, wherein a spring is provided as the elastic member.
【請求項4】 上記温度制御体に上記ウエハ保持体が存
在するか否かを検出する位置検出センサを設けたことを
特徴とする請求項1〜請求項3のいずれか1項に記載の
ウエハ保持体の温度測定装置。
4. The wafer according to claim 1, further comprising a position detection sensor for detecting whether or not the wafer holder exists in the temperature controller. Temperature measurement device for holder.
【請求項5】 コンタクタと協働してこのコンタクタと
一括接触した状態の半導体ウエハを保持したウエハ保持
体を所定の検査温度に制御する温度制御体と、この温度
制御体の周囲に立設され且つ上記コンタクタの外部端子
と接触する複数の中継端子とを備え、上記各外部端子と
各中継端子とが全て接触し、上記半導体ウエハに形成さ
れた全半導体素子を半導体ウエハ状態のまま検査するウ
エハ収納室であって、上記ウエハ保持体にその裏面から
表面近傍に達する凹部を少なくとも一箇所に設ける
方、上記凹部に嵌入可能な温度センサを上記温度制御体
の上記ウエハ保持体とは反対側に設けると共に上記温度
センサを弾性部材により支持し、検査時に上記温度セン
サの先端を上記凹部に弾接させることを特徴とするウエ
ハ収納室。
5. A temperature controller which cooperates with a contactor to control a wafer holder holding a semiconductor wafer in a state of being brought into collective contact with the contactor to a predetermined inspection temperature, and is provided upright around the temperature controller. A plurality of relay terminals for contacting the external terminals of the contactor; a wafer for inspecting all the semiconductor elements formed on the semiconductor wafer in a semiconductor wafer state; a storage chamber, one provided at least one location recess to reach the vicinity of the surface from the back surface to the wafer holder
On the other hand, a temperature sensor that can be fitted into the concave portion is provided on the opposite side of the temperature controller from the wafer holder, and the temperature sensor is supported by an elastic member. A wafer accommodating chamber characterized by being made to work.
【請求項6】 上記弾性部材としてバネを設けたことを
特徴とする請求項5に記載のウエハ収納室。
6. The wafer storage chamber according to claim 5, wherein a spring is provided as the elastic member.
【請求項7】 上記温度制御体に上記ウエハ保持体が存
在するか否かを検出する位置検出センサを設けたことを
特徴とする請求項5または請求項6に記載のウエハ収納
7. The wafer storage according to claim 5, wherein a position detection sensor for detecting whether or not the wafer holder is present is provided in the temperature controller.
Room .
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