JP4988459B2 - Constant temperature test equipment for testing and semiconductor wafer performance testing equipment - Google Patents
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Description
本発明は、試験用恒温装置に関し、さらに詳細には、回路が形成された半導体ウエハの性能試験等に使用される試験用恒温装置、及び当該試験用恒温装置を備えた半導体ウエハの性能試験装置に関するものである。 The present invention relates to a test thermostat, and more specifically, a test thermostat used for performance test of a semiconductor wafer on which a circuit is formed, and a semiconductor wafer performance test apparatus including the test thermostat. It is about.
携帯電話やパソコン等に代表される電子機器が広く普及している。これらの電子機器は、近年、多様な用途や多様な環境で使用される。そのため電子機器そのものや、これらの部品たる集積回路等の環境から受ける影響を試験する必要がある。これらの電子部品等を高温環境や低温環境に晒すための装置として、試験用恒温装置が用いられている。 Electronic devices such as mobile phones and personal computers are widely used. These electronic devices are used in various applications and various environments in recent years. Therefore, it is necessary to test the influence received from the environment of the electronic device itself and the integrated circuit as these components. As a device for exposing these electronic components and the like to a high-temperature environment and a low-temperature environment, a thermostat for testing is used.
一般的な試験用恒温装置の構成は図9に示すとおりである。図9に示す試験用恒温装置51は、試料配置部52と電気ヒータ55を備える。試料配置部52は円柱形状を有し、その頂面が試料載置面57を構成している。さらに試料配置部52の内部には熱媒体が導入されるキャビティ58が形成されている。電気ヒータ55は試料載置面57の温度を上昇させるためのものであり、試料配置部52の底面に接触している。そして、電気ヒータ55の制御と、キャビティ58内へ熱媒体を導入する動作とを併用し、試料載置面57の温度を所望の温度に維持する。例えば試料載置面57の温度を低温にしたい場合には、キャビティ58に低温の流体を導入する。このようにして、試料載置面57に載置または固定された電子部品等を高温環境や低温環境に晒すことが可能となる。
The configuration of a general test thermostat is as shown in FIG. The
試験用恒温装置を備えた試験装置としては、特許文献1や特許文献2に開示された構造のものが知られている。特許文献1,2に開示された試験装置は、ウエハプローバと称される装置であり、サーマルプレートや高低温チャックと称される試験用恒温装置を備え、当試験用恒温装置に半導体ウエハを載置または固定して試験を行うものである。
試験用恒温装置は、集積回路等を試料載置面に載せて集積回路等の温度を変化させ、所定の試験を行うために用いられるものであるが、近年の集積回路等に対する試験条件は過酷であり、試験用恒温装置には相当の温度調整幅が要求される。
例えばマイナス65度(摂氏)程度の低温から300度(摂氏)程度の高温まで繰り返し温度を変化させる様な場合もある。
The test thermostat is used to perform a predetermined test by placing the integrated circuit on the sample mounting surface and changing the temperature of the integrated circuit, etc. However, the recent test conditions for the integrated circuit are severe. Therefore, a considerable temperature adjustment range is required for the test thermostat.
For example, the temperature may be repeatedly changed from a low temperature of about minus 65 degrees (Celsius) to a high temperature of about 300 degrees (Celsius).
この様に近年の試験用恒温装置は、極低温から高温まで温度を変化させることができる能力が要求されるが、このような極低温状態や高温状態に温度調節すると、試験用恒温装置の試料配置部が撓むという問題が生じた。すなわち試験用恒温装置を極低温状態や高温状態に温度調節すると、試験用恒温装置の試料配置部が反ったり凹んだり捩じれる場合がある。
そこで本発明は、この問題に注目し、極低温や高温に温度調節しても試料配置部の撓み等が少ない試験用恒温装置を提供することを目的とするものである。
As described above, recent test thermostats are required to have the ability to change the temperature from a very low temperature to a high temperature. However, if the temperature is adjusted to such a low temperature or high temperature, a sample of the test thermostat is used. There arises a problem that the arrangement portion is bent. That is, when the temperature of the test thermostat is adjusted to a very low temperature or a high temperature, the sample placement portion of the test thermostat may warp, dent, or twist.
Therefore, the present invention pays attention to this problem, and an object of the present invention is to provide a test thermostatic device in which the sample placement portion is less bent even if the temperature is adjusted to a very low temperature or a high temperature.
本発明者らは、上記した課題を解決するために試料配置部が撓む原因について調査した。試料配置部が撓む原因は、もちろん熱による膨張や収縮によるものであるが、試料配置部が撓むのは、試料配置部の他の部材との固定部が、膨張や収縮を吸収できないためであると判明した。
すなわち試験用恒温装置は、半導体ウエハの性能試験装置に組み込まれて使用されるから、試験用恒温装置は性能試験装置内の所定の位置に固定される。そして試験用恒温装置は、前記した様に激しい温度変化にさらされて膨張したり収縮したりする。
これに対して性能試験装置側は、常温に近い状態であるから、試験用恒温装置の固定位置は変位しない(動かない)。
そのため熱による膨張収縮の逃げ場がなく、試験用恒温装置が反ったり凹んだり捩じれるという事態となる。
In order to solve the above-described problems, the present inventors have investigated the cause of bending of the sample placement portion. The reason why the sample placement part bends is of course due to expansion and contraction due to heat, but the reason why the sample placement part bends is that the fixing part with other members of the sample placement part cannot absorb expansion and contraction. It turned out.
That is, since the test thermostat is used by being incorporated in the semiconductor wafer performance test apparatus, the test thermostat is fixed at a predetermined position in the performance test apparatus. As described above, the test thermostatic device expands or contracts by being exposed to a severe temperature change.
On the other hand, since the performance test apparatus side is in a state close to room temperature, the fixed position of the test thermostat does not move (does not move).
Therefore, there is no escape space for expansion and contraction due to heat, and the test thermostat is warped, dented or twisted.
これらの知見に基づいて完成された発明は、試料配置部と、当該試料配置部を支える架台とを有し、前記試料配置部を温度調整することにより試料配置部に配された試料の温度調整が可能な試験用恒温装置であって、前記試料配置部が、試料を配置可能な試料配置面と当該試料配置面に対して対向する対向面とを有するものであり、前記架台が、前記対向面に対して接続される接続部を有し、当該接続部は、前記試料配置部の素材と熱膨張率が同一の素材によって構成されており、接続部と試料配置部は複数の軸状締結要素を介して接続され、軸状締結要素の一つは試料配置部の外接円の中心に配され、他の複数の軸状締結要素は前記外接円と同心で前記外接円よりも小さい円をピッチ円Aとする周上にあり、ピッチ円A上に設けられた軸状締結要素は等間隔に配置されており、ピッチ円Aの直径は、試料配置部の外接円の直径の3分の1以下であることを特徴とする試験用恒温装置である。 The invention completed based on these findings has a sample placement section and a gantry supporting the sample placement section, and the temperature of the sample placed in the sample placement section is adjusted by adjusting the temperature of the sample placement section. The sample placement unit has a sample placement surface on which a sample can be placed and a facing surface facing the sample placement surface, and the gantry includes the facing A connecting portion connected to the surface, the connecting portion is made of a material having the same coefficient of thermal expansion as the material of the sample placement portion, and the connection portion and the sample placement portion are connected to each other by a plurality of shafts. One of the axial fastening elements is arranged at the center of the circumscribed circle of the sample placement portion, and the other plurality of axial fastening elements are concentric with the circumscribed circle and smaller than the circumscribed circle. Axis on the circumference of the pitch circle A and provided on the pitch circle A Forming elements are arranged at equal intervals, the diameter of the pitch circle A is a test for thermostat, characterized in that less than one third of the diameter of the circumscribed circle of the sample placement part.
上記した構成要素の中で軸状締結要素とは例えばネジや鋲等である。
本発明の試験用恒温装置では、試料配置部が温度変化する部位である。本発明では、試験用恒温装置は、架台の接続部が試料配置部と接している。接続部は複数の軸状締結要素を介して試料配置部と接合されているが、両者の接合位置は、試料配置部の外接円の中心に配され、他の複数の軸状締結要素は前記外接円と同心の円をピッチ円Aとする周上にある。
ここで接続部は試料配置部から熱伝導を受けて温度変化するが、試験用恒温装置で採用する接続部は、試料配置部の素材と熱膨張率が同一の素材によって構成されているから、それぞれの軸上締結要素が設けられた位置における接続部の変位と、試験用恒温装置側のそれとは等しい。すなわち試料配置部は温度変化によって膨張・収縮するが、試料配置部の中心を原点すると、各部は中心から半径方向に変位することとなる。本発明では、軸状締結要素の一つが外接円の中心に配されているから、この点を原点とすると、他の軸状締結要素(周囲に設けられた軸状締結要素)の位置は原点を中心として半径方向に変位する。
接続部についても同様であり、軸状締結要素の一つを原点として、他の軸状締結要素(周囲に設けられた軸状締結要素)の位置は原点を中心として半径方向に変位する。
そして接続部は、前記した様に試料配置部の素材と熱膨張率が同一の素材によって構成されているから、周囲に設けられた軸状締結要素の部位の変位量は試験用恒温装置と等しい。そのため軸状締結要素に熱による応力が発生せず、試験用恒温装置に無理な力が掛からない。
さらに本発明では、周囲の軸状締結要素が同一ピッチ円上に配置されているので、各軸状締結要素の位置の変位量も同一であり、バランスが良いから試験用恒温装置はさらに歪みにくい。
また軸状締結要素が配置されるピッチ円は、試料配置部の外接円よりも小さく、かつピッチ円の直径が試料配置部の外接円の直径の3分の1以下であるので、試料配置部から架台側に移行する熱量が小さく、他の部位の熱変形も小さい。さらに試料配置部から架台側に移行する熱量が小さいので、熱の無駄が少ない。
Among the above-described components, the shaft-like fastening element is, for example, a screw or a hook.
In the test thermostat of the present invention, the sample placement part is a part where the temperature changes. In the present invention, in the test thermostat, the connection part of the gantry is in contact with the sample placement part. The connecting portion is joined to the sample placement portion via a plurality of shaft-like fastening elements, but the joining position of both is arranged at the center of the circumscribed circle of the sample placement portion, and the other plurality of shaft-like fastening elements are A circle that is concentric with the circumscribed circle is on the circumference with the pitch circle A.
Here, the connection part changes its temperature by receiving heat conduction from the sample placement part, but the connection part adopted in the test thermostat is composed of the same material as the material of the sample placement part. The displacement of the connecting portion at the position where each on-axis fastening element is provided is equal to that on the testing thermostat side. That is, the sample placement part expands and contracts due to temperature changes, but when the center of the sample placement part is the origin, each part is displaced in the radial direction from the center. In the present invention, since one of the shaft-shaped fastening elements is arranged at the center of the circumscribed circle, when this point is taken as the origin, the position of the other shaft-shaped fastening element (the shaft-shaped fastening element provided around) is the origin. Is displaced in the radial direction around the center.
The same applies to the connecting portion, with one of the shaft-like fastening elements as the origin, and the positions of the other shaft-like fastening elements (shaft-like fastening elements provided around) are displaced in the radial direction around the origin.
And since the connection part is comprised with the raw material with the same thermal expansion coefficient as the material of a sample arrangement part as mentioned above, the displacement amount of the site | part of the axial fastening element provided in the circumference is equal to the thermostat for a test. . Therefore, no stress due to heat is generated in the shaft-like fastening element, and no excessive force is applied to the test thermostat.
Further, in the present invention, since the surrounding shaft-like fastening elements are arranged on the same pitch circle, the displacement amount of the position of each shaft-like fastening element is also the same, and since the balance is good, the test thermostat is further less distorted. .
The pitch circle axial fastening element is arranged, rather smaller than the circumscribed circle of the sample placement section, and the diameter of the pitch circle is less than one third of the diameter of the circumscribed circle of the sample placement part, a sample arrangement The amount of heat transferred from the part to the gantry side is small, and the thermal deformation of other parts is also small. Furthermore, since the amount of heat transferred from the sample placement portion to the gantry side is small, there is little waste of heat.
請求項2に記載の発明は、架台の接続部の外接円が、試料配置部の外接円よりも小さいことを特徴とする請求項1に記載の試験用恒温装置である。
The invention described in
本発明で採用する架台の接続部は、その外接円が、試料配置部の外接円よりも小さい。そのため試料配置部から架台側に移行する熱量が小さく、他の部位の熱変形も小さい。さらに試料配置部から架台側に移行する熱量が小さいので、熱の無駄が少ない。 The circumscribed circle of the connecting portion of the gantry employed in the present invention is smaller than the circumscribed circle of the sample placement portion. Therefore, the amount of heat transferred from the sample placement part to the gantry side is small, and the thermal deformation of other parts is also small. Furthermore, since the amount of heat transferred from the sample placement portion to the gantry side is small, there is little waste of heat.
請求項3に記載の発明は、架台は台座部を有し、当該台座部が、試料配置部の対向面に対向しており、前記台座部を試料配置部の対向面に投影して形成される投影領域を想定したとき前記対向面と重なる領域が、前記対向面よりも小さいことを特徴とする請求項1または2に記載の試験用恒温装置である。 According to a third aspect of the present invention, the gantry has a pedestal portion, and the pedestal portion is opposed to the facing surface of the sample placement portion, and the pedestal portion is projected onto the facing surface of the sample placement portion. 3. The test thermostat according to claim 1, wherein a region overlapping with the facing surface is assumed to be smaller than the facing surface when a projection region is assumed.
本発明の試験用恒温装置は、試料配置部からの熱輻射による架台の変形を防止するものである。すなわち本発明の試験用恒温装置では、架台の台座部は、試料配置部の対向面に対向する面積が小さい。そのため架台が受ける輻射熱が少なく、架台の変形が小さい。また試料配置部から架台側に移行する熱量が小さいので、熱の無駄が少ない。 The thermostat for testing of the present invention prevents the gantry from being deformed by heat radiation from the sample placement section. That is, in the test thermostat of the present invention, the pedestal portion of the gantry has a small area facing the facing surface of the sample placement portion. Therefore, the radiant heat received by the gantry is small, and the deformation of the gantry is small. Further, since the amount of heat transferred from the sample placement portion to the gantry side is small, there is little waste of heat.
請求項4に記載の発明は、架台が、接続部と、所定の設置面に対して固定される台座部と、前記接続部および台座部の中間に位置する中間部とを有し、当該中間部の熱伝導率が、接続部の熱伝導率よりも低いことを特徴とする請求項1乃至3のいずれかに記載の試験用恒温装置である。 According to a fourth aspect of the present invention, the gantry includes a connection portion, a pedestal portion that is fixed to a predetermined installation surface, and an intermediate portion that is located between the connection portion and the pedestal portion. 4. The constant temperature test apparatus according to claim 1, wherein the thermal conductivity of the part is lower than the thermal conductivity of the connection part. 5.
本発明では、架台は、その中間部に熱伝導率が低い部材を持つ。そのため接続部が受けた熱が台座部側に伝導しにくく、架台の変形が小さい。また試料配置部から架台側に移行する熱量が小さいので、熱の無駄が少ない。 In this invention, a mount has a member with low heat conductivity in the intermediate part. Therefore, the heat received by the connecting portion is difficult to conduct to the pedestal portion side, and the deformation of the gantry is small. Further, since the amount of heat transferred from the sample placement portion to the gantry side is small, there is little waste of heat.
請求項5に記載の発明は、接続部と中間部とは所定のピッチ円B上に配された軸状締結要素によって接続され、中間部と台座部はピッチ円C上に配された軸状締結要素によって接続され、前記ピッチ円Bとピッチ円Cは中心及び直径が同一であり、接続部と中間部とを接続する軸状締結要素と中間部と台座部とを接続する軸状締結要素は周方向に離れた位置にあることを特徴とする請求項4に記載の試験用恒温装置である。 In the invention according to claim 5, the connecting portion and the intermediate portion are connected by a shaft-like fastening element arranged on a predetermined pitch circle B, and the intermediate portion and the pedestal portion are arranged in a shaft shape arranged on the pitch circle C. The pitch circle B and the pitch circle C are connected by a fastening element, and the center and the diameter of the pitch circle B and the pitch circle C are the same, and the shaft-like fastening element that connects the connecting portion and the intermediate portion, and the shaft-like fastening element that connects the intermediate portion and the pedestal portion The thermostat for testing according to claim 4, wherein is at a position separated in the circumferential direction.
本発明の試験用恒温装置では、接続部と中間部とを固定する締結要素のピッチ円直径と中間部と台座部とを固定する締結要素のピッチ円直径が同一であるから、バランスがよい。また接続部と中間部とを接続する軸状締結要素と中間部と台座部とを接続する軸状締結要素は周方向に離れた位置にあるから、接続部や中間部の厚さが過度に厚くならない。 In the test thermostat of the present invention, the pitch circle diameter of the fastening element that fixes the connecting portion and the intermediate portion and the pitch circle diameter of the fastening element that fixes the intermediate portion and the pedestal portion are the same. In addition, since the shaft-like fastening element that connects the connecting portion and the intermediate portion and the shaft-like fastening element that connects the intermediate portion and the pedestal portion are located in the circumferential direction, the thickness of the connecting portion and the intermediate portion is excessive. It will not be thick.
請求項6に記載の発明は、試料配置部は内部に流体が通過する流路を有するものであり、当該流路は試料配置部を架台に固定する軸状締結要素を迂回して設けられていることを特徴とする請求項1乃至5のいずれかに記載の試験用恒温装置である。
In the invention described in
本発明では、試料配置部内の流路が軸状締結要素を迂回して設けられているので、軸状締結要素や軸状要素の取付け部が流体(熱媒体)の流れを阻害しない。そのため試料配置部内の流路抵抗の増大や、流体(熱媒体)の淀みによる温度ばらつきが生じない。 In the present invention, since the flow path in the sample placement portion is provided around the shaft-like fastening element, the shaft-like fastening element and the attachment portion of the shaft-like element do not hinder the flow of the fluid (heat medium). Therefore, there is no increase in flow path resistance in the sample placement portion and temperature variation due to fluid (heat medium) stagnation.
また請求項7に記載の発明は、請求項1乃至6のいずれかに記載の試験用恒温装置を備えていることを特徴とする半導体ウエハの性能試験装置である。 According to a seventh aspect of the present invention, there is provided a semiconductor wafer performance testing apparatus comprising the test thermostat according to any one of the first to sixth aspects.
本発明の試験用恒温装置によれば、試験中における試料配置部の撓みや歪みが小さく、試料を所望の試験環境におくことができる。 According to the test thermostat of the present invention, the sample placement portion during the test is less bent and distorted, and the sample can be placed in a desired test environment.
本発明の試験装置についても同様であり、試験用恒温装置の撓みや歪みが小さいので、電子部品等の試験をより高精度に行うことができる。 The same applies to the test apparatus of the present invention. Since the test thermostatic apparatus is less bent and distorted, it is possible to test electronic components and the like with higher accuracy.
以下、本発明の実施形態について説明する。図1は、本発明の実施形態に係る試験用恒温装置の正面図である。図2は、図1の試験用恒温装置の分解斜視図である。図3は、図1の試験用恒温装置のA−A断面図である。図4は、図1の試験用恒温装置のB−B断面図である。図5は、図1の試験用恒温装置のC−C断面図である。図6は、図1の試験用恒温装置のD−D断面図である。図7は、図1の試験用恒温装置のE−E断面図である。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described. FIG. 1 is a front view of a test thermostat according to an embodiment of the present invention. FIG. 2 is an exploded perspective view of the test thermostat of FIG. FIG. 3 is a cross-sectional view of the test thermostat of FIG. 1 taken along the line AA. 4 is a BB cross-sectional view of the test thermostat of FIG. FIG. 5 is a cross-sectional view taken along the line CC of the test thermostat of FIG. 6 is a DD cross-sectional view of the test thermostat of FIG. 7 is an EE cross-sectional view of the test thermostat of FIG.
図に示す試験用恒温装置1はウエハプローバに内蔵されるものであり、試料配置部2と、架台3とからなる。
試料配置部2は銅合金その他の金属製であり、その形状は二段の高さの低い円柱形状である。すなわち試料配置部2は大円部5と小円部6によって構成されている。試料配置部2の頂面は、被試験物たる半導体ウエハ(試料)等が載置される試料載置面7を構成している。
試料配置部2の大円部5の裏面側は試料配置面7に対して対向する対向面9である。
The test thermostat 1 shown in the figure is built in a wafer prober and comprises a
The
The back side of the great circle portion 5 of the
図3に示す様に、試料配置部2の内部には流路8が形成されている。また試料配置部2の側面には、流路8に連通する二つの開口11、12が設けられている。すなわち開口11、12は試料配置部内部の流路8にエアー(熱媒体)を流すためのものであり、開口11が導入口、開口12が出口として機能する。開口11には図示しない熱媒体導入手段が接続されており、熱媒体導入手段によって開口11へエアー(熱媒体)が送られる。
As shown in FIG. 3, a
試料配置部2の内部に設けられた流路8は、開口11、12を連通するものであってかつ試料配置部2の全域に渡って均等に分布するものである。本実施形態では、S字状のカーブを繰り返すものであるが、らせん状の流路であってもよい。
本実施形態では、後記する様に試料配置部2がネジ(軸状締結要素)20,21によって架台3に固定されるが、流路8は、ネジ(軸状締結要素)20,21の部位を迂回して設けられている。すなわち流路8は、ネジ(軸状締結要素)の周辺でゆるやかなカーブを描き、ネジ(軸状締結要素)の部位を迂回している。
そのため流路にネジ(軸状締結要素)20,21が露出せず、ネジ(軸状締結要素)20,21は、エアー(熱媒体)の流れを妨げない。
The
In the present embodiment, as will be described later, the
Therefore, the screws (axial fastening elements) 20 and 21 are not exposed in the flow path, and the screws (axial fastening elements) 20 and 21 do not hinder the flow of air (heat medium).
試料配置部2の小円部6には電気ヒータ(図示せず)が取り付けられている。試験用恒温装置1においては、電気ヒータの発熱と、流路8に導入されたエアー(熱媒体)の冷熱によって試料配置部2表面の試料載置面7の温度が調節される。
An electric heater (not shown) is attached to the
架台3は、図1,2の様に接続部15と中間部16及び台座部17によって構成されている。
接続部15は円板状である。接続部15の直径は、前記した試料配置部2よりも小さく、試料配置部2の2分の1以下である。接続部15の好ましい直径は、試料配置部2の3分の1程度である。
接続部15の材質は、前記した試料配置部2と同一であり、接続部15の熱膨張率は試料配置部2と同一である。
As shown in FIGS. 1 and 2, the
The
The material of the
中間部16についても形状は円板状である。中間部16の直径は、接続部15よりもさらに小さく、接続部15の2分の1以下である。接続部15の好ましい直径は、接続部15の3分の1程度である。
中間部16の材質は、前記した試料配置部2とは異なる。中間部16に要求される性質は、断熱性に優れることである。
The shape of the
The material of the
台座部17は形状が三角形の板である。台座部17に要求される性能は剛性であり、鋼等の金属で製作することが望ましい。台座部17の外接円26の直径は、前記した試料配置部2と略等しい。
The
次に各部材の組み立て構造について説明する。
本実施形態の試験用恒温装置1は、架台3の上に試料配置部2が取り付けられたものであり、さらに架台3は、台座部17、中間部16及び接続部15が順次積み重ねられたものである。架台3の中心と、試料配置部2の中心は一致する。すなわち試料配置部2の外接円の中心と、接続部15の外接円の中心と、中間部16の外接円の中心と、台座部17の外接円26の中心が一致する。なお本実施形態では、試料配置部2、接続部15及び中間部16がいずれも円形であるから外接円の中心は、円の中心と一致することとなる。
Next, the assembly structure of each member will be described.
The constant temperature test apparatus 1 of the present embodiment is one in which the
そして上記した各部材は、ネジ(軸状締結要素)によって結合されている。すなわち台座部17の中心と、中間部16の中心と、接続部15の中心及び試料配置部2の中心を一本のネジ20が貫いている。
また試料配置部2の対向面9と接続部15の間は、3本のネジ21が貫いている。接続部15と中間部16との間は、3本のネジ22が貫いている。さらに中間部16と台座部17との間は、3本のネジ23が貫いている。
And each above-mentioned member is couple | bonded by the screw | thread (shaft fastening element). That is, a
In addition, three
架台3の全てを貫き、試料配置部2に至る一本のネジ20は、台座部17の外接円26の中心と、中間部16の外接円の中心と、接続部15の外接円の中心を貫き、先端が試料配置部2の外接円の中心と係合している。
また他のネジ21,22,23は、いずれも各部材の中心を中心とするピッチ円上にある。従って各ネジ21,22,23は、いずれも同心であり、その中心は、中心を貫くネジ20である。ピッチ円上の3本のネジはいずれも等間隔に設けられている。すなわち3本のネジは、120度間隔に設けられている。
A
The other screws 21, 22, and 23 are all on a pitch circle centered on the center of each member. Accordingly, the
各ネジのピッチ円直径の関係を見ると、図3,4の様に試料配置部2と接続部15の間のネジ21のピッチ円Aの直径は、試料配置部2の外接円の直径の3分の1以下である。
接続部15と中間部16との間のネジ22のピッチ円Bの直径は、図5の様にピッチ円Aの直径よりも小さい。
また中間部16と台座部17との間のネジ23のピッチ円Cの直径は、図6の様にピッチ円Bの直径と同一である。
ただし接続部15と中間部16との間のネジ22の位置と中間部16と台座部17との間のネジ23の位置は、周方向にずれている。具体的には、両者は60度ずれている。
なおピッチ円Cの直径とピッチ円Bの直径とは必ずしも同一である必要はない。
Looking at the relationship of the pitch circle diameter of each screw, the diameter of the pitch circle A of the
The diameter of the pitch circle B of the
The diameter of the pitch circle C of the
However, the position of the
Note that the diameter of the pitch circle C and the diameter of the pitch circle B are not necessarily the same.
本実施形態の試験用恒温装置1は、試料配置部2に試料を載せ、試料配置部2の表面温度を図示しない電気ヒータと、流路8に流すエアー(熱媒体)によって調節するものである。具体的には、電気ヒータによって試料配置部2の表面温度を摂氏300度程度とすることができ、さらに流路8にエアー(熱媒体)を流すことによってマイナス65度程度の低温にすることもできる。この様に試料配置部2の温度を変化させると、試料配置部2が熱膨張したり熱収縮し、各部が変位する。
The test thermostat 1 of the present embodiment places a sample on the
しかしながら本実施形態の試験用恒温装置1は、各部が変位するものの、反ったり歪むという変化は起きない。
すなわち本実施形態では、試料配置部2と直接的に接しているのは接続部15であり、試料配置部2と接続部15は、中心のネジ20と周囲のピッチ円A上のネジ21とで結合されている。
ここで本実施形態では、試料配置部2と接続部15が同一の材質であり、且つ両者は密に接していて両者の温度差が小さいことから、ピッチ円A上のネジ21の部位における変位は、試料配置部2と接続部15の間で大差ない。また試料配置部2と接続部15は、その他の部位でも両者の伸び量や縮み量は同一である。そのため試料配置部2と接続部15接触面やネジ21に応力はかからず、試料配置部2が反ったり凹むという現象が起こらない。
However, in the test thermostat 1 of this embodiment, although each part is displaced, a change such as warping or distortion does not occur.
That is, in this embodiment, the
Here, in this embodiment, since the
また接続部15の大きさは小さく、試料配置部2と接続部15の接触面の面積が小さいので、試料配置部2から接続部15に移行する熱量は少ない。
さらに接続部15と台座部17の間に介在された中間部16は、断熱性が高いので、熱は台座部17側に移行しにくい。そのため台座部17自体の熱変形も少ない。
Moreover, since the size of the
Furthermore, since the
本実施形態では、台座部17の形状を敢えて円形とせず、三角形を採用している。
この理由は、試料配置部2の背面(対向面)から受ける熱輻射を極力小さくするためである。
すなわち試料配置部2は上面の試料載置面7を高温又は低温にするものであるが、試料配置面に対して対向する対向面9についても相当の高温又は低温となる。一方、台座部17は試料配置部2の対向面9と対向するので、試料配置部2から熱輻射を受ける。その結果、台座部17の温度が変化し、熱応力によって歪む懸念がある。
そこで本実施形態では、台座部17に肉盗み部を設けて全形状を三角形に成形した。本実施形態では、台座部17を試料配置部2の対向面に投影して形成される投影領域を想定したとき対向面9と重なる領域が、対向面9よりも小さいものとなっている。
そのため台座部17が受ける輻射熱が軽減され、熱応力による歪みが減少する。また熱の無駄な逃げが減少するので、熱効率も向上する。
本実施形態では、台座部17の形状として三角形を採用したが、剛性を満足するのであれば、他の多角形や星型の様な異形であってもよい。
In the present embodiment, the shape of the
The reason for this is to minimize the heat radiation received from the back surface (opposite surface) of the
That is, the
Therefore, in the present embodiment, a meat stealing portion is provided in the
Therefore, the radiant heat received by the
In the present embodiment, a triangle is adopted as the shape of the
次に、試験装置について説明する。図8は、本発明の実施形態に係る半導体ウエハの性能試験装置の斜視図である。図8に示すように、本実施形態の半導体ウエハの性能試験装置(以下 単に試験装置)30は、二つの装置に大きく分かれている。すなわち試験装置30は、試験用恒温装置1が内蔵された試験部33と、気体供給装置(熱媒体導入手段)25に分かれており、両者の間が往き側渡り配管27と戻り側渡り配管28とによって配管結合されている。気体供給装置25は、空気を冷却する装置であり、内部に冷却装置が内蔵されている。試験部33はウエハプローバに属するものである。
Next, the test apparatus will be described. FIG. 8 is a perspective view of a semiconductor wafer performance test apparatus according to an embodiment of the present invention. As shown in FIG. 8, a semiconductor wafer performance test apparatus (hereinafter simply referred to as a test apparatus) 30 of the present embodiment is largely divided into two apparatuses. That is, the
試験用恒温装置1は、気体供給装置(熱媒体導入手段)25から独立した筐体32に収納されている。試験部33の筐体32内には2つの配管があり、当該配管により往き側渡り配管27と開口11、並びに、戻り側渡り配管28と開口12とがそれぞれ接続されている。その結果、気体供給装置25から開口11を経由して流路8(図3)へ冷却空気が導入される。そして、試料配置部2の底面に設けられた電気ヒータ(図示せず)の発熱と、流路8に導入された冷却空気の冷熱によって、試料載置面7の温度が調節される。試料載置面7の温度については、少なくともマイナス65℃〜プラス300℃の範囲に調節可能となるように、流路8に導入される冷却空気の温度や導入流量、並びに電気ヒータの出力が調節される。
The test thermostat 1 is housed in a
試験用恒温装置1はX−Yテーブル35に載置されており、図示しないモータによってX−Yに移動可能である。 The test thermostat 1 is mounted on an XY table 35 and can be moved to XY by a motor (not shown).
本実施形態では流路8に導入される熱媒体が冷却空気であるが、熱媒体は流体であれば特に限定はなく、冷熱と温熱のいずれを伴う流体でもよい。
In this embodiment, the heat medium introduced into the
1 試験用恒温装置
2 試料配置部
3 架台
6 小円部
7 試料載置面
8 流路
9 対向面
15 接続部
16 中間部
17 台座部
20,21,22,23 ネジ(軸状締結要素)
30 半導体ウエハの性能試験装置
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1
30 Semiconductor wafer performance test equipment
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