JP7012558B2 - 検査装置及び検査装置の動作方法 - Google Patents

Description

本発明は、検査装置及び検査装置の動作方法に関する。

従来、載置台の上に載置された被検査体を低温領域の所定温度に調整して、被検査体に電気的特性検査を行うプローバ室を備える検査装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。この検査装置では、プローバ室内で結露が生じないようにするため、ドライエアをプローバ室内へ常時供給すると共に、プローバ室内に設けられた露点計によりプローバ室内の露点を監視することで、プローバ室内を低温検査に適した露点に維持している。

特開２０１０－８７０９０号公報

しかしながら、上記の装置では、ドライエアをプローバ室内へ常時供給するため、ドライエアの消費量が多い。

そこで、本発明の一態様では、ドライエアの消費量を抑制することができる検査装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、本発明の一態様に係る検査装置は、被検査体に対して高温検査及び低温検査を実施できる検査装置であって、前記被検査体の検査を行う検査室と、前記検査室に第１バルブを介して接続され、前記検査室内にドライエアを供給するドライエア供給部と、前記検査室に第２バルブを介して接続され、前記検査室内の露点を測定する露点計と、前記ドライエア供給部と前記露点計とを第３バルブを介して接続するバイパス配管と、を有する。

開示の検査装置によれば、ドライエアの消費量を抑制することができる。

本発明の実施形態に係るプローバ装置の一例を示す概略図 常温・高温検査を実施するときのプローバ装置の状態の説明図 常温・高温検査から低温検査へ切り替えるときのプローバ装置の状態の説明図 低温検査を実施するときのプローバ装置の状態の説明図

以下、本発明を実施するための形態について図面を参照して説明する。なお、本明細書及び図面において、実質的に同一の構成については、同一の符号を付することにより重複した説明を省く。

〔プローバ装置〕
本発明の実施形態に係る検査装置についてプローバ装置を例に挙げて説明する。図１は、本発明の実施形態に係るプローバ装置の一例を示す概略図である。

本発明の実施形態に係るプローバ装置１は、図１に示されるように、検査室１０と、ドライエア供給部２０と、露点計３０と、バイパス配管４０と、制御装置１００と、を有する。

検査室１０は、内部に被検査体である半導体ウエハを収容して、半導体ウエハに対して電気的特性検査を実施するチャンバである。検査室１０は、気密を保持する構造を有する。電気的特性検査は、低温検査、常温検査及び高温検査を含む。低温検査とは、検査室１０内の温度を２０℃未満（例えば－６０℃や－７０℃といった低温）に調整して半導体ウエハの電気的特性を測定する検査を意味する。常温検査とは、検査室１０内の温度を２０℃以上５０℃未満の温度に調整して半導体ウエハの電気的特性を測定する検査を意味する。高温検査とは、検査室１０内の温度を５０℃以上に調整して半導体ウエハの電気的特性を測定する検査を意味する。

検査室１０内には、半導体ウエハを載置する載置台と、載置台の上方に配置され且つ複数のプローブを有するプローブカードと、載置台の上の半導体ウエハの複数の電極パッドと複数のプローブのアライメントを行うアライメント機構とが設けられている。検査室１０は、制御装置１００の制御下で、載置台とアライメント機構とが協働して、半導体ウエハの複数の電極パッドと、プローブカードの複数のプローブとのアライメントを行った後、半導体ウエハの各デバイスの電気的特性検査を行うように構成されている。

ドライエア供給部２０は、配管２２を介して検査室１０と接続されており、検査室１０内にドライエアを供給する。配管２２には、第１バルブであるバルブＶ１が介設されている。バルブＶ１は、例えばソレノイドバルブであり、制御装置１００によって開閉動作が制御される。例えば、バルブＶ１が開状態に制御されると、ドライエア供給部２０と検査室１０内とが連通し、ドライエア供給部２０から検査室１０内にドライエアが供給される。一方、バルブＶ１が閉状態に制御されると、ドライエア供給部２０と検査室１０内との連通が遮断され、ドライエア供給部２０から検査室１０内へのドライエアの供給が停止される。

露点計３０は、配管３２を介して検査室１０と接続されており、検査室１０内の露点を測定する。配管３２には、第２バルブであるバルブＶ２が介設されている。バルブＶ２は、例えばソレノイドバルブであり、制御装置１００によって開閉動作が制御される。例えば、バルブＶ２が開状態に制御されると、露点計３０と検査室１０内とが連通し、検査室１０内のガスが露点計３０に供給されるので、露点計３０により検査室１０内の露点が測定可能となる。一方、バルブＶ２が閉状態に制御されると、露点計３０と検査室１０内との連通が遮断され、検査室１０内から露点計３０へのガスの供給が停止される。露点計３０は、例えば静電容量式露点計、鏡面冷却式露点計であってよい。

バイパス配管４０は、検査室１０を経由せずにドライエア供給部２０と露点計３０とを直接的に接続するバイパスラインである。バイパス配管４０は、例えば配管２２及び配管３２よりも小さい径を有する。バイパス配管４０には、第３バルブであるバルブＶ３が介設されている。バルブＶ３は、例えばソレノイドバルブであり、制御装置１００によって開閉動作が制御される。例えば、バルブＶ３が開状態に制御されると、ドライエア供給部２０と露点計３０とが連通し、ドライエア供給部２０から検査室１０を経由せずにドライエアが露点計３０に供給される。一方、バルブＶ３が閉状態に制御されると、ドライエア供給部２０と露点計３０との連通が遮断され、ドライエア供給部２０から露点計３０へのドライエアの供給が停止される。

制御装置１００は、プローバ装置１の各部の動作を制御する。例えば、制御装置１００は、検査室１０内において半導体ウエハに対して実施する検査の種類（例えば低温検査、常温検査、高温検査）に応じてバルブＶ１，Ｖ２，Ｖ３の開閉動作を制御する。具体的には、例えば検査室１０内において半導体ウエハに対して常温検査又は高温検査を実施する場合、検査室１０内において結露が生じる恐れがない。よって、制御装置１００は、ドライエア供給部２０から検査室１０内にドライエアを供給することなく、ドライエア供給部２０からバイパス配管４０を介して露点計３０にドライエアを供給するように、バルブＶ１，Ｖ２，Ｖ３の開閉動作を制御する。また、例えば検査室１０内において半導体ウエハに対して常温検査又は高温検査を実施できる状態から低温検査を実施できる状態へ切り替える場合、検査室１０内に結露が生じない露点に安定化するまで検査室１０内にドライエアを供給し、検査室１０内の露点が安定化した後、検査室１０内に供給されたドライエアを検査室１０に接続された露点計３０に供給するように、バルブＶ１，Ｖ２，Ｖ３の開閉動作を制御する。また、例えば検査室１０内において半導体ウエハに対して低温検査を実施する場合、制御装置１００は、ドライエア供給部２０から検査室１０内を介して露点計３０にドライエアを供給するように、バルブＶ１，Ｖ２，Ｖ３の開閉動作を制御する。

なお、図１では、配管２２、配管３２及びバイパス配管４０にそれぞれバルブＶ１，Ｖ２，Ｖ３が介設されている場合を例に挙げて説明したが、例えばバルブＶ２，Ｖ３を１つのバルブで構成してもよい。２つのバルブを１つのバルブで構成する場合、例えば三方弁を用いることができる。

〔プローバ装置の動作〕
本発明の実施形態に係るプローバ装置１の動作の一例について説明する。以下に説明するプローバ装置１の動作は、制御装置１００によって制御される。

最初に、図２を参照して、外気露点が＋８．０℃の環境下、検査室１０内で常温検査又は高温検査を実施する場合について説明する。なお、ドライエア供給部２０から供給されるドライエアの露点は例えば－７５℃である。図２は、常温・高温検査を実施するときのプローバ装置１の状態の説明図である。

検査室１０内において半導体ウエハに対して常温検査又は高温検査を実施する場合、制御装置１００は、ドライエア供給部２０から検査室１０内にドライエアを供給することなく、ドライエア供給部２０からバイパス配管４０を介して露点計３０にドライエアを供給するように、バルブＶ１，Ｖ２，Ｖ３の開閉動作を制御する。本実施形態では、制御装置１００は、バルブＶ１を閉状態、バルブＶ２を閉状態、バルブＶ３を開状態に制御する。これにより、ドライエア供給部２０と検査室１０内との連通が遮断され、検査室１０内と露点計３０との連通が遮断され、ドライエア供給部２０と露点計３０とが連通する。その結果、ドライエア供給部２０から検査室１０内を経由せずにバイパス配管４０を介して露点計３０にドライエアが供給される（図２の矢印Ａ３を参照）。

このとき、バイパス配管４０の容量が検査室１０の容量と比較して小さいので、ドライエアの消費量を抑制できる。また、露点計３０にはドライエア供給部２０から低い露点（例えば－７５℃）のドライエアが供給され続けるので、露点計３０は乾燥状態を維持する。一方、検査室１０内にはドライエア供給部２０からドライエアが供給されないので、検査室１０内の露点は時間の経過と共に自然リーク等によって徐々に高くなり、外気露点に到達する場合がある。この場合であっても、常温検査又は高温検査を実施する際の検査室１０内の温度は外気露点よりも高いため、検査室１０内を結露させることなく検査を実施できる。

次に、図３及び図４を参照して、外気露点が＋８．０℃の環境下で、検査室１０内において半導体ウエハに対して常温検査又は高温検査を実施できる状態から低温検査を実施できる状態へ切り替える場合について説明する。なお、ドライエア供給部２０から供給されるドライエアの露点は例えば－７５℃である。図３は、常温・高温検査から低温検査へ切り替えるときのプローバ装置１の状態の説明図である。

検査室１０内において半導体ウエハに対して常温検査又は高温検査を実施できる状態から低温検査を実施できる状態へ切り替える場合、制御装置１００は、検査室１０内に結露が生じない露点に安定化するまで検査室１０内にドライエアを供給する。検査室１０内の露点が安定化した後、制御装置１００は、検査室１０内に供給されたドライエアを検査室１０に接続された露点計３０に供給するように、バルブＶ１，Ｖ２，Ｖ３の開閉動作を制御する。本実施形態では、まず、制御装置１００は、バルブＶ２を閉状態、バルブＶ３を開状態に維持した状態で、バルブＶ１を閉状態から開状態に切り替える。これにより、ドライエア供給部２０からバイパス配管４０を介して露点計３０にドライエアが供給された状態で（図３の矢印Ａ３を参照）、ドライエア供給部２０から検査室１０内にドライエアが供給される（図３の矢印Ａ１を参照）。次いで、検査室１０内の露点が安定化した後、制御装置１００は、バルブＶ２を開状態、バルブＶ３を閉状態に切り替える。これにより、ドライエア供給部２０から検査室１０内に供給されたドライエアが露点計３０に供給される（図４の矢印Ａ１，Ａ２を参照）。検査室１０内の露点が安定化したか否かについては、例えばバルブＶ１を閉状態から開状態に切り替えてから所定時間が経過したか否かに基づいて判断することができる。所定時間は、例えば予めバルブＶ１を閉状態から開状態に切り替えてからの経過時間と検査室１０内の露点との関係を算出しておくことで定めることができる。また、検査室１０内の露点が安定化したか否かについては、露点計３０とは別に検査室１０内の露点を測定可能な露点計を設け、この別に設けられた露点計により測定される露点に基づいて判断してもよい。

このように検査室１０内の露点が安定化した後に検査室１０内のドライエアが露点計３０に供給されるので、常温検査又は高温検査を実施できる状態から低温検査を実施できる状態へ切り替える際に露点計３０が結露することを抑制できる。

次に、図４を参照して、外気露点が＋８．０℃の環境下、検査室１０内で低温検査を実施する場合について説明する。なお、ドライエア供給部２０から供給されるドライエアの露点は例えば－７５℃である。図４は、低温検査を実施するときのプローバ装置１の状態の説明図である。

検査室１０内において半導体ウエハに対して低温検査を実施する場合、制御装置１００は、ドライエア供給部２０から検査室１０内を介して露点計３０にドライエアを供給するように、バルブＶ１，Ｖ２，Ｖ３の開閉動作を制御する。本実施形態では、制御装置１００は、バルブＶ１を開状態、バルブＶ２を開状態、バルブＶ３を閉状態に制御する。これにより、ドライエア供給部２０から検査室１０内にドライエアが供給され（図４の矢印Ａ１を参照）、検査室１０内のドライエアが露点計３０に供給される（図４の矢印Ａ２を参照）。そのため、露点計３０により検査室１０内の露点を測定できる。

ところで、露点計３０としては安価であり、サイズが小さいという理由から静電容量式露点計が用いられる場合が多い。しかしながら、静電容量式露点計はその測定原理に起因して水分が付着しやすく、離れにくい特性を有するため、高い露点（例えば＋２０℃）のガスを測定した後に低い露点（例えば－５０℃）のガスを測定する場合、正確な露点を測定できるようになるまで長い時間（例えば数日）を要する。

しかしながら、本発明の実施形態では、低温検査を実施する場合だけではなく、常温検査又は高温検査を実施する場合にも常に露点計３０には低い露点のドライエアが供給される。そのため、静電容量式露点計を用いた場合であっても、検査室１０内において半導体ウエハに対して常温検査又は高温検査を実施できる状態から低温検査を実施できる状態へ切り替えた後、短時間で低温検査を実施できる。

以上に説明したように、本発明の実施形態に係る検査装置は、露点計３０が、バルブＶ２が介設された配管３２を介して検査室１０に接続され、且つバルブＶ３が介設されたバイパス配管４０を介してドライエア供給部２０に接続されている。これにより、常温検査又は高温検査を実施する場合には常にバイパス配管４０を介して露点計３０にドライエアを供給することで露点計３０をスタンバイ状態とし、低温測定を実施する場合だけ検査室１０内にドライエアを供給できる。従来装置では、常温検査又は高温検査を実施する場合にもドライエアを検査室１０へ供給し、配管３２を介してドライエアを露点計３０に供給し露点計３０をスタンバイ状態にしていたため、大量のドライエアを消費していたが、本発明の実施形態に係る検査装置では、ドライエアの消費量を大幅に抑制できる。

以上、本発明を実施するための形態について説明したが、上記内容は、発明の内容を限定するものではなく、本発明の範囲内で種々の変形及び改良が可能である。

１ プローバ装置
１０ 検査室
２０ ドライエア供給部
２２ 配管
３０ 露点計
３２ 配管
４０ バイパス配管
１００ 制御装置
Ｖ１ バルブ
Ｖ２ バルブ
Ｖ３ バルブ

Claims (6)

1. 被検査体に対して高温検査及び低温検査を実施できる検査装置であって、
   前記被検査体の検査を行う検査室と、
   前記検査室に第１バルブを介して接続され、前記検査室内にドライエアを供給するドライエア供給部と、
   前記検査室に第２バルブを介して接続され、前記検査室内の露点を測定する露点計と、
   前記ドライエア供給部と前記露点計とを第３バルブを介して接続するバイパス配管と、
   を有する、
   検査装置。
2. 前記検査室において前記被検査体に対して実施する検査の種類に応じて前記第１バルブ、前記第２バルブ及び前記第３バルブの開閉動作を制御する制御装置を有する、
   請求項１に記載の検査装置。
3. 前記制御装置は、前記検査室において前記被検査体に対して高温検査を実施する場合、前記ドライエア供給部から前記検査室内にドライエアを供給することなく、前記ドライエア供給部から前記バイパス配管を介して前記露点計にドライエアを供給するように、前記第１バルブ、前記第２バルブ及び前記第３バルブの開閉動作を制御する、
   請求項２に記載の検査装置。
4. 前記制御装置は、前記検査室において前記被検査体に対して低温検査を実施する場合、前記ドライエア供給部から前記検査室内を介して前記露点計にドライエアを供給するように、前記第１バルブ、前記第２バルブ及び前記第３バルブの開閉動作を制御する、
   請求項２又は３に記載の検査装置。
5. 前記制御装置は、前記検査室において前記被検査体に対して高温検査を実施できる状態から低温検査を実施できる状態へ切り替える場合、前記検査室内に結露が生じない露点に安定化するまで前記検査室内にドライエアを供給し、前記検査室の露点が安定化した後に前記検査室内に供給された前記ドライエアを前記検査室に接続された露点計に供給するように、前記第１バルブ、前記第２バルブ及び前記第３バルブの開閉動作を制御する、
   請求項２乃至４のいずれか一項に記載の検査装置。
6. 被検査体の検査を行う検査室と、前記検査室に接続され、前記検査室内にドライエアを供給するドライエア供給部と、前記検査室に接続され、前記検査室内の露点を測定する露点計と、前記ドライエア供給部と前記露点計とを接続するバイパス配管と、を有する検査装置の動作方法であって、
   前記被検査体に対して高温検査を実施する場合、前記ドライエア供給部から前記検査室にドライエアを供給することなく、前記ドライエア供給部から前記バイパス配管を介して前記露点計にドライエアを供給し、
   前記被検査体に対して前記高温検査を実施する状態から低温検査を実施する状態へ切り替える場合、前記検査室内に結露が生じない露点に安定化するまで前記検査室内にドライエアを供給し、前記検査室の露点が安定化した後に前記検査室内に供給された前記ドライエアを前記検査室に接続された露点計に供給し、
   前記検査室において前記被検査体に対して前記低温検査を実施する場合、前記ドライエア供給部から前記検査室内を介して前記露点計にドライエアを供給する、
   検査装置の動作方法。

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