JP7042158B2 - 検査装置及び温度制御方法 - Google Patents
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Description
半導体製造プロセスでは、所定の回路パターンを持つ多数の電子デバイスが半導体ウェハ(以下、「ウェハ」ということがある。)上に形成される。形成された電子デバイスは、電気的特性等の検査が行われ、良品と不良品とに選別される。電子デバイスの検査は、例えば、各電子デバイスが分割される前のウェハの状態で、検査装置を用いて行われる。特許文献1の検査装置は、前述のように、半導体ウェハが載置される載置台と、載置台を加熱するヒータと、を有し、載置台には当該載置台を冷却する低温空気が供給されるガス流路が形成されている。
また、プローブカード11は、インターフェース12を介してテスタ4へ接続されている。各プローブ11aが基板Wの各電子デバイスの電極に接触する際、各プローブ11aは、テスタ4からインターフェース12を介して電子デバイスへ電力を供給し、または、電子デバイスからの信号をインターフェース12を介してテスタ4へ伝達する。
基板Wには、例えば、略円板状のシリコン基板等のウェハにエッチング処理や配線処理を施すことにより、図3に示すように、複数の電子デバイスDが互いに所定の間隔をおいて、表面に形成されている。電子デバイスDには、すなわち基板Wの表面には、電極Eが形成されており、該電極Eは当該電子デバイスDの内部の回路素子に電気的に接続されている。電極Eへ電圧を印加することにより、各電子デバイスDの内部の回路素子へ電流を流すことができる。
ステージ10は、図4に示すように、上部において、上方から順に、載置台30と、光照射機構40とを有する。載置台30は、その上面に基板Wが載置されるものである。光照射機構40は、載置台30の後述の蓋部材31に向けて光を照射することにより、基板Wを加熱し、該基板W上に形成された電子デバイスDを加熱する。
光照射機構40におけるLEDユニットUは、例えば、図5に示すように、基板W上に形成された電子デバイスD(図3参照)と同数で同様に配列された平面視正方形状のユニットU1と、その外周を覆う平面視非方形状のユニットU2とを有する。そして、LEDユニットUは、上述のユニットU1とユニットU2とでベース42の略全面を覆っている。これにより、LEDユニットUのLED41からの光で、少なくとも蓋部材31における基板Wが搭載される部分全体を照射することができる。
光照射機構40では、載置台30において基板Wが載置される蓋部材31に入射するLED光は、LEDユニットU単位で制御される。したがって、光照射機構40は、蓋部材31における任意の箇所へのみLED光を照射したり、また、照射する光の強度を任意の箇所と他の箇所とで異ならせたりすることができる。
検査装置1では、図6に示すように、各プローブ11aがインターフェース12に配置された複数の配線20によってテスタ4に接続される。そして、各配線20のうち、電子デバイスDにおける電位差生成回路(例えば、ダイオード)の2つの電極Eに接触する2つのプローブ11aとテスタ4を接続する2つの配線20のそれぞれに、リレー21が設けられる。
制御部13は、例えばコンピュータ等から構成され、プログラム格納部(図示せず)を有している。プログラム格納部には、検査装置1における電子デバイスDの温度制御処理等の各種処理を制御するプログラム等が格納されている。なお、上記プログラムは、例えばコンピュータ読み取り可能な記憶媒体に記録されていたものであって、その記憶媒体から制御部13にインストールされたものであってもよい。
温度算出部13cは、検査中、検査終了までの各時点において、温度情報取得部13bが取得した、検査対象の電子デバイスDの電位差生成回路の電位差の情報と、電位差生成回路の電位差の温度特性の情報とに基づいて、当該電子デバイスDの温度を算出する。検査終了までの各時点において算出された電子デバイスDの温度は検査毎に記憶部13aに記憶される。つまり、電子デバイスDの温度の推移は検査毎に記憶部13aに記憶される。
LED41による加熱で電子デバイスDを目標温度に温度調整することができる範囲は、LED41の最大出力やLED41の密度で決まるが、LED41として最大出力が小さいものや密度の低いLED41を用いる場合がある。この場合であっても、上述のように、過去の検査から推定された次の検査時の電力PEの推移に基づいて吸熱を制御することにより、LED41による加熱で電子デバイスDを目標温度に温度調整することができる。
QΔT,n=QL,n-QR,n+QE,n …(1)
QE,n=QΔT,n-QL,n+QR,n …(2)
したがって、吸熱制御部13eは、上記式(2)と、記憶部13aに記憶されているn回目の検査についての情報から、n回目の検査の各時点におけるテスタ4からの電力により電子デバイスDへ与えられる熱量QE,nを算出する。
まず、ローダ3のFOUPから基板Wが取り出されてステージ10に搬送され載置される。次いで、ステージ10が所定の位置に移動される。
そして、プローブ11aに検査用に信号が入力される。これにより、電子デバイスDの検査が開始される。この検査中、検査対象の電子デバイスDの電位差生成回路に生じる電位差の情報から当該電子デバイスDの温度が算出される。そして、加熱制御部13dは、上記温度に基づく閉ループ制御で、当該電子デバイスDに対応するLEDユニットUのLED41からの光出力の制御を行う。また、上記検査中、吸熱制御部13eは、前述した方法で、載置台30の冷媒流路32aを流れる冷媒の流量を制御する。
上述のような載置台30と光照射機構40を有するため、各LED41からのLED光を、冷媒等を透過させて載置台30の蓋部材31に到達させることができる。さらに、光照射機構40はLED41によって蓋部材31へ局所的にLED光を照射することができる。冷媒による吸熱を制御する構成を有していれば、LED光の制御によらずに冷媒による吸熱の制御のみで電子デバイスDの温度を制御することも考えられる。それに対し、本実施形態では、冷媒による吸熱だけでなくLED光の制御も行って電子デバイスDの温度を制御する。したがって、基板Wにおいて、検査対象の電子デバイスDのみの温度を制御しつつ他の電子デバイスDを冷却することができる。そのため、検査対象の電子デバイスDからの熱負荷が他の電子デバイスDへ与えられるのを抑制することができる。その結果、電子デバイスDへ所望の実装時電圧を印加させることができ、もって、実装時電圧の印加時に発生する不具合をパッケージング前に発見することができ、パッケージ後の歩留まりの低下を抑制してコスト高を招くのを防止することができる。
また、検査対象の電子デバイスDの温度を上述のように制御するため、最大出力の大きいLED41を用いたりLED41の密度を増やしたりする必要がない。最大出力の大きいLED41は高価であり、また、LED41の密度を増やすとコストが増加する。また、最大出力の大きいLED41を用いたりLED41の密度を増やしたりする場合は、LED41自体の冷却が必要となる。したがって、本実施形態では、コスト増を防ぐことができ、また、LED41の冷却を不要とすることも可能となる。さらに、LED41を冷却しない場合の当該LED41の故障率が低いため、検査装置1の信頼性を維持することができる。
さらに、本実施形態では、吸熱にかかる冷媒に水を用いて載置台30の蓋部材31にSiCを用いているため、温度応答特性が高い。
また、本実施形態では、電子デバイスDの検査に際し、当該電子デバイスDをチップに切り出す必要がなく、ウェハ単位で行うことができる。
13 制御部
13b 温度情報取得部
13c 温度算出部
13d 加熱制御部
13e 吸熱制御部
30 載置台
32a 冷媒流路
40 光照射機構
41 LED
W 基板
Claims (4)
- 電子デバイスを検査する検査装置であって、
前記電子デバイスが設けられた基板が載置されるものであり、前記基板の載置側と反対側が光透過部材で形成されると共に、光を透過可能な冷媒が流れる冷媒流路を内部に有する載置台と、
前記載置台における前記基板の載置側と反対側の面と対向するように配置され、前記基板を指向する複数のLEDを有する光照射機構と、
前記冷媒流路を流れる冷媒による吸熱と前記LEDからの光による加熱を制御し、検査対象の前記電子デバイスの温度を制御する制御部と、を備え、
前記制御部は、
検査対象の電子デバイスの温度の情報を取得する温度情報取得部と、
前記LEDからの光による検査対象の前記電子デバイスの加熱の制御を、現在の検査対象の前記電子デバイスの温度に基づく閉ループ制御で行う加熱制御部と、
過去の検査における前記電子デバイスの温度の推移に基づいて、次の検査時に前記電子デバイスに加えられる電力の推移を推定し、前記次の検査時における前記冷媒による検査対象の前記電子デバイスからの吸熱の制御を、前記推定された前記電力の推移に基づく開ループ制御で行う吸熱制御部と、を有する、検査装置。 - 前記吸熱制御部は、前記冷媒流路に通ずる冷媒配管に設けられた流量制御バルブの開度を制御して、前記冷媒流路を流れる前記冷媒の流量を調整し、前記吸熱を制御する、請求項1に記載の検査装置。
- 前記吸熱制御部は、過去の検査における前記電子デバイスの温度の推移に基づいて、逐次型最小二乗法を用いて、前記電力の推移を推定する、請求項1または2に記載の検査装置。
- 電子デバイスを検査する検査装置における温度制御方法であって、
前記検査装置は、
前記電子デバイスが設けられた基板が載置されるものであり、前記基板の載置側と反対側が光透過部材で形成されると共に、光を透過可能な冷媒が流通する冷媒流路を内部に有する載置台と、
前記載置台における前記基板の載置側と反対側の面と対向するように配置され、前記基板を指向する複数のLEDを有する光照射機構と、を備え、
当該温度制御方法は、
前記LEDからの光による検査対象の前記電子デバイスの加熱の制御を、現在の検査対象の前記電子デバイスの温度に基づく閉ループ制御で行う工程と、
過去の検査における前記電子デバイスの温度の推移に基づいて、次の検査時に前記電子デバイスに加えられる電力の推移を推定し、前記次の検査時における前記冷媒による検査対象の前記電子デバイスからの吸熱の制御を、前記推定された前記電力の推移に基づく開ループ制御で行う工程と、を有する、温度制御方法。
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