JP6299137B2

JP6299137B2 - 検査用治具

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Publication number: JP6299137B2
Application number: JP2013212517A
Authority: JP
Inventors: 友希吉村; 高橋　栄喜; 栄喜高橋
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 2013-10-10
Filing date: 2013-10-10
Publication date: 2018-03-28
Anticipated expiration: 2033-10-10
Also published as: JP2015075413A

Description

本発明は、検査用治具に関するものである。

半導体センサ等の被検査体は、温度によって出力値が変化するため、製造管理・品質保証上、検査時に温度管理する必要がある。このため、検査時に温度の調整が必要となる被検査体を保持する検査用治具に関する技術として、下記特許文献１に開示される温度校正装置が知られている。この温度校正装置は、検査時に被検査体である半導体ウェハが載置されて加熱される載置台とプローブ装置とを備えている。また、温度校正装置は、被処理ウェハを有する温度検査治具を備えており、被処理ウェハは、被検査体である半導体ウェハと同じ形状に形成されている。この被処理ウェハ上には、測温抵抗体とこの測温抵抗体に電気的に接続される一対のコンタクトパッドとが複数個所形成されている。

そして、半導体ウェハを検査する前に、加熱された載置台上に温度検査治具を保持して被処理ウェハのコンタクトパッドにプローブ装置の対応するプローブを接触させることで、各測温抵抗体の抵抗値が測定される。この測定結果に基づいて被処理ウェハの温度が測定され、この測定温度が所定の温度になるように温度調整がなされる。このように温度調整がなされた載置台上に被検査体である半導体ウェハを載置することで、半導体ウェハの温度を所定値に保った状態で所定の検査を実施することができる。

特開２０１２−２３１０４０号公報

ところで、例えば、半導体センサ等では、検査時に測定された温度を、製品としての出力値の補正等に用いる場合がある。このような被検査体の検査時では、より精度の高い温度測定が求められる。

しかしながら、上述のように被検査体の代わりに被処理ウェハの温度を測定する構成では、事前に測定された被処理ウェハの温度測定値が以降に検査される被検査体の温度測定値とみなされることから、被検査体そのものの温度を測定しないために温度測定値の精度が悪くなる。特に、周囲環境に応じて実際の被検査体の温度が変化してもその温度変化が温度測定値に反映できないため、さらに温度測定値の精度が悪くなってしまう。

上記目的を達成するため、特許請求の範囲の請求項１に記載の発明は、出力値の検査時に温度が測定される複数の圧力センサ（１）を保持する検査用治具（２０）であって、前記圧力センサが保持される金属製のベース（２１）と、前記ベースに組み付けられて当該ベースの温度を測定するための１つの温度測定手段（３０，４０）と、を備え、前記ベースには長穴状の開口（２２）が中央に形成され、前記温度測定手段は、温度に応じて抵抗値が変化する抵抗体（３１，４１）と、前記抵抗体の抵抗値を測定するために当該抵抗体に電気的に接続される配線部（３２，４２）と、を有し、前記抵抗体は、前記ベースに接触するように配置され、良品と判断された圧力センサのＲＯＭに測定結果に基づく補正情報が書き込まれることを特徴とする。
なお、特許請求の範囲および上記手段の括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示すものである。

本発明は、上述した課題を解決するためになされたものであり、その目的とするところは、検査時に保持する被検査体の温度を精度良く測定可能な検査用治具を提供することにある。

上記目的を達成するため、特許請求の範囲の請求項１に記載の発明は、検査時に温度が測定される被検査体（１）を保持する検査用治具（２０）であって、前記被検査体が保持される金属製のベース（２１）と、前記ベースに組み付けられて当該ベースの温度を測定するための温度測定手段（３０，４０）と、を備え、前記温度測定手段は、温度に応じて抵抗値が変化する抵抗体（３１，４１）と、前記抵抗体の抵抗値を測定するために当該抵抗体に電気的に接続される配線部（３２，４２）と、を有し、前記抵抗体は、前記ベースに接触するように配置されることを特徴とする。
なお、特許請求の範囲および上記手段の括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示すものである。

請求項１の発明では、圧力センサが保持される金属製のベースとこのベースに組み付けられて当該ベースの温度を測定するための温度測定手段とが設けられている。そして、温度測定手段は、温度に応じて抵抗値が変化する抵抗体と当該抵抗体に電気的に接続される配線部とを有し、抵抗体がベースに接触するように配置されている。

圧力センサが金属製のベースに保持されていることから圧力センサとベースとは同じ温度となるため、ベースの温度を温度測定手段を用いて測定することで、圧力センサの温度を正確に測定することができる。特に、ベースに組み付けられた温度測定手段を用いるため、圧力センサの電気的特性を検査するためのプローブユニットに配線部に接触するプローブを別途設けることで、このプローブを用いてベースの温度も圧力センサの電気的特性の検査と同時に測定できる。これにより、圧力センサの温度を容易に測定することができる。

第１実施形態に係る検査用治具に圧力センサが保持された状態を示す上面図である。図１の検査用治具を側面から見た側面図である。検査装置の恒温槽内におけるプローブユニットと検査用治具との位置関係を説明する説明図である。圧力センサの各電気的特性検査を説明するための検査工程図である。第２実施形態に係る検査用治具の温度測定部を示す斜視図である。図５の温度測定部の断面図である。

［第１実施形態］
以下、本発明に係る検査用治具を具現化した第１実施形態について、図面を参照して説明する。図１は第１実施形態に係る検査用治具２０に圧力センサ１が保持された状態を示す上面図である。図２は、図１の検査用治具２０を側面から見た側面図である。なお、図１および図２では、便宜上、圧力センサ１が１つだけ保持された状態を示している。

図１および図２に示す検査用治具２０は、検査時に温度の調整が必要となる被検査体を保持する治具である。本実施形態では、被検査体として、温度測定機能を兼ね備える半導体圧力センサ（以下、単に圧力センサ１という）が採用されている。

圧力センサ１は、外周の一部にねじ溝が形成された有底中空状の金属製ステム２と外形が六角形とされるハウジング３とが組み付けられて外郭が構成されている。そして、圧力センサ１は、被検出対象である圧力媒体の圧力に応じて変形するダイアフラムが、ハウジング３により覆われるステム２の部位に形成されている。

この圧力センサ１は、ダイアフラムの変形に応じた信号を出力する検出部と、この検出部からの信号を処理して圧力媒体の圧力に応じた信号を出力する回路部と、を備えている。また、圧力センサ１は、回路部からの信号を外部に出力するための外部端子４を備えており、この外部端子４は、ハウジング３の上面に露出するように配置されている（図１参照）。

このように構成される圧力センサ１は、所定の検査装置１０を用いて、その電気的特性が検査される。具体的には、高温時、低温時、室温時の圧力センサ１の出力値がそれぞれ測定されて、各温度での出力値が規定範囲内であれば、良品と判断される。そして、検査時に測定された出力値とその検査時の温度との関係から求められる出力値を補正するための情報（以下、補正情報ともいう）が、その検査された圧力センサ１のＲＯＭ等に書き込まれる。

上述のように圧力センサ１のＲＯＭ等に書き込まれる補正情報がその圧力センサ１の測定精度に起因するため、上記検査時において、圧力センサ１の出力値を高精度に測定することはもちろんのこと、この測定時における圧力センサ１の温度を高精度に測定する必要がある。従来、圧力センサ１の測定時の温度として圧力センサ１の温度を昇降する恒温槽の温度を採用していたが、この温度はあくまで恒温槽内の温度または単なる目標設定温度であり、実際の圧力センサ１の温度と乖離する可能性がある。

そこで、本発明に係る検査装置１０では、出力値を測定する際の圧力センサ１の温度を高精度に測定するため、複数の圧力センサ１を保持する保持機能と保持する圧力センサ１に対する温度測定機能とを兼ね備えた検査用治具２０が採用されている。

まず、検査用治具２０について説明する。
図１および図２に示すように、検査用治具２０は、８個の圧力センサ１を保持可能な金属製のベース２１と、ベース２１の温度を測定する温度測定手段として機能する温度測定部３０と、を備えている。ベース２１は、周温の変化に対する温度追従性が高いステンレス鋼等の金属により略平板状に構成されている。これにより、ベース２１の温度は保持する圧力センサ１の温度とほぼ等しくなることから、ベース２１の温度を測定することで圧力センサ１の温度を測定することができる。

このベース２１には、温度追従性の向上および軽量化を図るための長穴状の開口２２が中央に形成されるとともに、この開口２２の周囲に圧力センサ１を所定の位置に保持するためのザグリ部（段付き貫通孔）２３が８個形成されている。ザグリ部２３は、ステム２のねじ溝部分が貫通しハウジング３の下面外縁が当接することでハウジング３の上部がベース２１の表面から突出するように形成されている（図２参照）。

温度測定部３０は、サーミスタ３１と配線部３２とを備えている。サーミスタ３１は、例えば、ＮＴＣサーミスタとして構成されており、ベース２１の外縁と開口２２の内縁との中間部位近傍の温度を測定するためにこの部位に組み付けられている。配線部３２は、ベース２１に締結等により固定される基台３３と、この基台３３の上面に配置される一対の温度測定用端子３４とを備えている。

温度測定用端子３４には、サーミスタ３１の配線が半田付されて電気的に接続されている。温度測定用端子３４は、その頂部のベース２１からの高さがザグリ部２３に挿入した圧力センサ１の外部端子４の高さに等しくなるように配置されている。

このように構成される温度測定部３０において、温度測定用端子３４を介してサーミスタ３１の抵抗値を測定することで、ベース２１の温度、すなわち、各圧力センサ１の温度を測定することができる。

次に、検査装置１０について、図３を用いて説明する。なお、図３は、検査装置１０の恒温槽内におけるプローブユニット１１と検査用治具２０との位置関係を説明する説明図である。なお、図３では、便宜上、１組の検査用プローブ１２として、複数のプローブのうち２本のプローブのみを図示している。

図３に示す検査装置１０は、圧力センサ１の電気的特性等を検査するとともにこの検査結果に応じた補正情報を圧力センサ１のＲＯＭ等に書き込むように構成されている。この検査装置１０は、槽内部の温度を調整して所定の温度に保持可能な恒温槽と、槽内部に配置された圧力センサ１の電気的特性や温度を測定するためのプローブユニット１１と、を備えている。

恒温槽は、検査用治具２０を所定の温度に維持したまま収容可能な形状に形成されており、槽内部に収容された検査用治具２０がプローブユニット１１に対して所定の位置に保持されるように支持部等（図示略）が配置されている。

プローブユニット１１は、８組の検査用プローブ１２と、温度測定用プローブ１３とを備えている。プローブユニット１１は、槽内部に収容された各圧力センサ１および検査用治具２０に対して、検査用プローブ１２を各圧力センサ１の外部端子４に接触させるとともに、温度測定用プローブ１３を温度測定部３０の温度測定用端子３４に接触させるように、各プローブを移動可能に構成されている。

次に、検査装置１０を用いた圧力センサ１の電気的特性検査について、図４を参照して説明する。なお、図４は、圧力センサ１の各電気的特性検査を説明するための検査工程図である。また、以下の説明において、恒温槽の槽内部の温度に関し、高温状態は、例えば１００℃〜１０５℃程度に相当し、低温状態は、例えば、−３５℃〜−３０℃程度に相当し、室温状態は、例えば、２５℃±５℃程度に相当する。

まず、製造された８つの圧力センサ１をベース２１のザグリ部２３に挿入した状態で検査用治具２０に保持させ、このように各圧力センサ１を保持した状態の検査用治具２０を検査装置１０における恒温槽の槽内部に収容する。その後、検査装置１０に対し所定の初期設定を実施する（図４のＳ１０１）。ここで、所定の初期設定とは、例えば、槽内の昇温（２５℃→１００℃）や、昇温前のオフセット値（Ｄｚ），感度（Ｄｋ）等の調整およびＲＯＭ書き込み、昇温後のオフセット温特値（Ｄｔ），オフセット値（Ｄｚ）等の調整およびＲＯＭ書き込みなどである。

続いて、恒温槽の槽内部が高温状態で高温特性検査が実施される（Ｓ１０３）。この検査では、検査用プローブ１２を各圧力センサ１の外部端子４に接触させることで、各圧力センサ１の高温状態での電気的特性（オフセット値Ｖｈ等）がそれぞれ測定され、この測定時の各圧力センサ１の温度Ｔｈが温度測定用プローブ１３を温度測定部３０の温度測定用端子３４に接触させることで測定される。

その後、恒温槽の槽内部が高温状態から低温状態に降温（１００℃→−３０℃）されて、この低温状態にて各プローブ１２，１３を対応する端子に接触させて低温特性検査が実施される（Ｓ１０５）。これにより、各圧力センサ１の低温状態での電気的特性（オフセット値Ｖｌ等）が検査用プローブ１２を利用してそれぞれ測定され、この測定時の各圧力センサ１の温度Ｔｌが温度測定用プローブ１３を利用して測定される。

その後、恒温槽の槽内部が低温状態から室温状態に昇温（―３０℃→２５℃）されて、この室温状態にて各プローブ１２，１３を対応する端子に接触させて室温特性検査が実施される（Ｓ１０７）。これにより、各圧力センサ１の室温状態での電気的特性（オフセット値Ｖｍ等）が検査用プローブ１２を利用してそれぞれ測定され、この測定時の各圧力センサ１の温度Ｔｍが温度測定用プローブ１３を利用して測定される。

このように、高温特性、低温特性および室温特性が検査されると、各測定結果に基づいて良否が判定され、良品と判断された圧力センサ１のＲＯＭ等にその測定結果に基づく上記補正情報がＲＯＭ等に書き込まれて、電気的特性検査が終了する。そして、次の被検査体の各圧力センサ１が保持された他の検査用治具２０が検査装置１０における恒温槽の槽内部に収容されて、上述した電気的特性検査が再び実施される。

以上説明したように、本実施形態に係る検査用治具２０では、被検査体である圧力センサ１が保持される金属製のベース２１とこのベース２１に組み付けられて当該ベース２１の温度を測定するための温度測定部３０とが設けられている。そして、温度測定部３０は、温度に応じて抵抗値が変化するサーミスタ３１と当該サーミスタ３１に電気的に接続される配線部３２とを有し、サーミスタ３１がベース２１の温度を測定可能に当該ベース２１に接触するように配置されている。

圧力センサ１が金属製のベース２１に保持されていることから圧力センサ１とベース２１とはほぼ同じ温度となるため、ベース２１の温度を温度測定部３０を用いて測定することで、圧力センサ１の温度を正確に測定することができる。特に、ベース２１に組み付けられた温度測定部３０を用いるため、圧力センサ１の電気的特性を検査するためのプローブユニット１１に配線部３２に接触する温度測定用プローブ１３を検査用プローブ１２に対して別途設けることで、この温度測定用プローブ１３を用いてベース２１の温度も圧力センサ１の電気的特性の検査と同時に測定できる。これにより、圧力センサ１の温度を容易に測定することができる。

特に、サーミスタ３１は、ベース２１に組み付けられて温度測定用端子３４に半田付けされる構成であるため、取り外しが容易であり、異なる種類のサーミスタに切り替える等の場合でも容易に交換することができる。

［第２実施形態］
次に、本発明の第２実施形態に係る検査用治具について、図５および図６を用いて説明する。図５は、第２実施形態に係る検査用治具２０の温度測定部４０を示す斜視図である。図６は、図５の温度測定部４０の断面図である。
本第２実施形態では、温度測定部３０に代えて温度測定部４０を採用する点が主に上記第１実施形態と異なる。このため、第１実施形態の検査用治具と実質的に同様の構成部分には同一符号を付して説明を省略する。

本実施形態に係る検査用治具２０は、上述したベース２１に当該ベース２１の温度を測定するための温度測定部４０が取り付けられて構成されている。
図５および図６に示すように、温度測定部４０は、抵抗体４１および配線部４２と、モールド樹脂等からなる封止部材４３とを備えている。この温度測定部４０は、抵抗体４１の露出面４１ａおよび配線部４２のパッド４２ａを除き抵抗体４１および配線部４２が封止部材４３により封止されることで一体化されている。

抵抗体４１は、その下面が露出面４１ａとして封止部材４３の下面から露出しており、温度測定部４０がベース２１に取り付けられる際に露出面４１ａがベース２１に面接触するように配置されている。

配線部４２は、一端が抵抗体４１に接続され、他端が封止部材４３の上面から露出してパッド４２ａとして機能するように配置されている。特に、パッド４２ａは、ベース２１からの高さがザグリ部２３に挿入した圧力センサ１の外部端子４の高さに等しくなるように配置されている。なお、パッド４２ａは、「配線部の露出面」の一例に相当し得る。

このように温度測定部４０を構成しても、上記第１実施形態における温度測定部３０と同様に、ベース２１の温度を温度測定部４０を用いて測定することで、圧力センサ１の温度を正確に測定することができる。

特に、露出面４１ａおよびパッド４２ａを除き抵抗体４１および配線部４２が封止部材４３により封止されているため、抵抗体４１や配線部４２に対する恒温槽内の温度の影響等が確実に防止されて、抵抗体４１や配線部４２の破損等を好適に抑制することができる。

なお、本発明は上記各実施形態および変形例に限定されるものではなく、例えば、以下のように具体化してもよい。
（１）本発明に係る検査用治具２０の保持対象となる被検査体として、上述した圧力センサ１が採用されることに限らず、検査時に温度を測定する必要がある被検査体であれば、採用することができる。

（２）検査用治具２０のベース２１は、中央に長穴状の開口２２が形成される略平板状のステンレス鋼等の金属部材により形成されることに限らず、温度追従性が高い材料等を用いて他の形状に形成することもできる。また、ベース２１は、８つの被検査体（圧力センサ１）を保持可能に形成されることに限らす、検査環境に応じて７つ以下または９つ以上の被検査体を保持可能に形成されてもよい。

（３）ベース２１に組み付けられる温度測定手段は、上述した温度測定部３０や温度測定部４０のように構成されることに限らず、ベース２１に取り付けられてこのベース２１の温度に応じて抵抗値が変化する抵抗体とこの抵抗体に電気的に接続される配線部とを有するように構成されてもよい。また、温度測定手段は、ベース２１の温度に応じて抵抗値が変化する抵抗体に代えて、ベース２１の温度に応じて物理量が変化する素子等を有するように構成されてもよい。

１…圧力センサ（被検査体）
１０…検査装置
２０…検査用治具
２１…ベース
３０…温度測定部（温度測定手段）
３１…サーミスタ（抵抗体）
３２…配線部
４０…温度測定部（温度測定手段）
４１…抵抗体４１ａ…露出面
４２…配線部４２ａ…パッド（露出面）
４３…封止部材

Claims

出力値の検査時に温度が測定される複数の圧力センサ（１）を保持する検査用治具（２０）であって、
前記圧力センサが保持される金属製のベース（２１）と、
前記ベースに組み付けられて当該ベースの温度を測定するための１つの温度測定手段（３０，４０）と、を備え、
前記ベースには長穴状の開口（２２）が中央に形成され、
前記温度測定手段は、
温度に応じて抵抗値が変化する抵抗体（３１，４１）と、
前記抵抗体の抵抗値を測定するために当該抵抗体に電気的に接続される配線部（３２，４２）と、を有し、
前記抵抗体は、前記ベースに接触するように配置され、
良品と判断された圧力センサのＲＯＭに測定結果に基づく補正情報が書き込まれることを特徴とする検査用治具。
前記温度測定手段（４０）は、前記抵抗体の露出面（４１ａ）および前記配線部の露出面（４２ａ）を除き前記抵抗体および前記配線部が封止部材（４３）により封止されて一体化され、
前記抵抗体の露出面は、前記ベースに接触し、
前記配線部の露出面は、パッドとして形成されることを特徴とする請求項１に記載の検査用治具。