JP7336256B2 - 載置台及び載置台の作製方法 - Google Patents

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Description

本開示は、載置台及び載置台の作製方法に関する。
特許文献１には、電子デバイスが形成された基板が載置されるステージが開示されている。特許文献１に開示のステージは、円板状のステージ蓋と、内部に冷媒溝が形成された冷却ユニットと、を有し、ステージ蓋が、Ｏリングを介して冷却ユニットに当接し、上記冷媒溝はステージ蓋に覆われて冷媒流路を形成し、Ｏリングが冷媒を冷媒流路に密封している。そして、これらステージ蓋と冷却ユニットを介してウェハに対向するように、多数のＬＥＤを有する光照射機構が設けられ、また、冷却ユニットと冷媒が光を透過可能であるため、ＬＥＤからの光が冷却機構等を透過してステージ蓋に到達する。さらに、光照射機構が、ＬＥＤからの光をステージ蓋へ局所的に照射可能である。これらの構成により、特許文献１に開示のステージは、冷却機構でステージ蓋を全体的に冷却しつつ、ステージ蓋へ局所的に光を照射し加熱し、もって、所望の電子デバイスのみの温度を制御しつつ他の電子デバイスを冷却する。
特開２０１８－１５１３６９号公報
本開示にかかる技術は、載置台内に設けられた冷媒流路を流れる冷媒により検査対象体を冷却すると共に冷媒流路を構成する部材及び冷媒を透過した光で検査対象体を加熱する載置台であって、広い温度範囲で適用可能なものを提供する。
本開示の一態様は、プローブカードのプローブが、検査対象体に形成された電子デバイスの電極に接触され、前記プローブを介して前記電子デバイスからテスタが受信した電気信号に基づいて、前記電子デバイスの電気的特性検査を行う検査装置に搭載され、前記検査対象体が載置される載置台であって、表面に前記検査対象体が載置される天板部と、前記天板部の裏面に取り付けられ、前記天板部との間に光を透過可能な冷媒が流れる冷媒流路を形成する流路形成部材と、前記天板部に載置された前記検査対象体と前記流路形成部材を介して対向するように配置され、当該検査対象体を指向する複数のＬＥＤを有する光照射機構とを有し、前記流路形成部材は、光を透過可能なガラスからなり、前記天板部はシリコンからなり、前記光照射機構は、スペーサを介して、前記流路形成部材の裏面に接合され、前記スペーサにより形成された前記ＬＥＤの搭載空間は、光を透過可能な材料で充填され、当該載置台が中空部分がないように形成されている。
本開示によれば、載置台内に設けられた冷媒流路を流れる冷媒により検査対象体を冷却すると共に冷媒流路を構成する部材及び冷媒を透過した光で検査対象体を加熱する載置台であって、広い温度範囲で適用可能なものを提供することができる。
本実施形態にかかる載置台としてのステージを有するプローバの構成の概略を示す斜視図である。 本実施形態にかかる載置台としてのステージを有するプローバの構成の概略を示す正面図である。 検査対象体であるウェハの構成を概略的に示す平面図である。 ステージの構成を概略的に示す断面図である。 光照射機構の構成を概略的に示す平面図である。 図１の検査装置におけるウェハの温度測定用の回路の構成を概略的に示す図である。 トッププレートの他の例の構成を概略的に示す断面図である。 図７のトッププレートを構成する各層を示すためにトッププレートを層毎に分割して示す断面図である。
半導体製造プロセスでは、半導体ウェハ（以下、「ウェハ」という。）上に所定の回路パターンを持つ多数の電子デバイスが形成される。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。
プローバ等と称される検査装置（以下、「プローバ」という。）は、多数のプローブを有するプローブカードと、ウェハが載置されるステージと、を備える。検査の際、プローバでは、プローブカードの各プローブが電子デバイスの各電極に接触され、その状態で、プローブカードの上部に設けられたテスタから各プローブを介して当該電子デバイスに電気信号が供給される。そして、各プローブを介して電子デバイスからテスタが受信した電気信号に基づいて、当該電子デバイスが不良品か否か選別される。
この種のプローバには、電子デバイスの電気的特性を検査する際、当該電子デバイスの実装環境を再現するために、ステージ内に設けられた、抵抗発熱体を有するヒータや、冷媒が流れる流路によって、当該ステージの温度が制御され、ウェハの温度が制御される。
ところで、近年、電子デバイスは高速化や微細化が進み、集積度が高くなり、動作時の発熱量が非常に増大している。そのため、ウェハにおいて、一の電子デバイスの検査中に、隣接する他の電子デバイスに熱負荷が与えられてしまい、当該他の電子デバイスに不具合を生じさせる恐れがある。
この問題に関連し、特許文献１は以下のステージを開示している。前述のように、特許文献１に開示のステージは、円板状のステージ蓋と、内部に冷媒溝が形成された冷却ユニットと、を有し、ステージ蓋が、Ｏリングを介して冷却ユニットに当接し、上記冷媒溝はステージ蓋に覆われて冷媒流路を形成し、Ｏリングが冷媒を冷媒流路に密封している。そして、これらステージ蓋と冷却ユニットを介してウェハに対向するように、多数のＬＥＤを有する光照射機構が設けられ、また、冷却ユニットと冷媒が光を透過可能であるため、ＬＥＤからの光が冷却機構等を透過してステージ蓋に到達する。さらに、光照射機構が、ＬＥＤからの光をステージ蓋へ局所的に照射可能である。これらの構成により、特許文献１に開示のステージは、冷却機構でステージ蓋を全体的に冷却しつつ、ステージ蓋へ局所的に光を照射し加熱し、もって、所望の電子デバイスのみの温度を制御しつつ他の電子デバイスを冷却する。
従来、ステージ蓋の材料には、ＬＥＤからの光による加熱の容易性等を考慮し熱伝導率の高いＳｉＣが用いられ、冷却ユニットの材料には、安価な透明部材であるガラスが用いられている。
ステージ蓋の材料であるＳｉＣの熱膨張率と、冷却ユニットの材料であるガラスの熱膨張率とは、広い検査温度範囲でステージとして適用可能とするためには、同程度であることが好ましい。しかし、ガラスの熱膨張率をＳｉＣと同程度にするために、ガラスへの添加物の量や種類を調整すると、当該ガラスが、ＬＥＤからの光に対して不透明になってしまう。また、ＳｉＣの熱膨張率を変えることは難しい。
したがって、ＬＥＤからの光に対する透明性を維持するため、冷却ユニットの材料として、ステージ蓋の材料であるＳｉＣと熱膨張率が異なるガラスが従来用いられている。
この熱膨張率の差を吸収しながら、ステージと冷却ユニットとの間に形成される冷媒流路に冷媒を密閉するためには、特許文献１と同様に、ステージと冷却ユニットとをＯリングを介して当接させる方法が考えられる。しかし、Ｏリングで密閉するためには、Ｏリングを変形させステージ及び冷却ユニットに密着させるのに１ｔ程度の圧縮力をＯリングに加える必要がある。このような大きな圧縮力を加えるには、当該圧縮力に耐えられるように、ガラスからなる冷却ユニットの厚さを例えば３０ｍｍ以上にする必要がある。しかし、ガラスからなる冷却ユニットの厚みが大きいと、ステージが大型化、高重量化し、ステージの駆動系に支障を来すおそれがあり、また、ＬＥＤからの光による加熱効率が低下してしまうおそれがある。さらに、Ｏリングを用いる場合、強い力で当該Ｏリングを圧縮するために、ステージと冷却ユニットとを多数の保持ねじでとめる必要があり、ねじによる接合部分が破損し易いこと等、信頼性の面で改善の余地がある。
また、上述の熱膨張率の差を吸収しながら上述の冷媒流路に冷媒を密閉するための他の方法としては、ステージと冷却ユニットとをエポキシ樹脂により接合する方法が考えられる。しかし、ステージ蓋と冷却ユニットの材料であるＳｉＣとガラスの熱膨張率の差が異なる場合、ある基準の温度から例えば３５℃以内でなければ、エポキシ樹脂による接合が破断されてしまう。ある基準の温度とは、エポキシ樹脂による接合のために当該エポキシ樹脂を加熱した際の当該エポキシの温度である。そのため、膨張率の差がある場合、このエポキシ樹脂を用いる方法は、広い温度範囲で電気的特性検査を行うプローバに適用することができない。
そこで、本開示にかかる技術は、ステージ内に設けられた冷媒流路を流れる冷媒により検査対象体を冷却すると共に冷媒流路を構成する部材及び冷媒を透過した光で検査対象体を加熱するステージであって、広い温度範囲で適用可能なステージを提供する。
以下、本実施形態にかかる載置台及び載置台の作製方法について、図面を参照しながら説明する。なお、本明細書及び図面において、実質的に同一の機能構成を有する要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略する。
図１及び図２はそれぞれ、本実施形態にかかる載置台としてのステージを有するプローバ１の構成の概略を示す斜視図及び正面図である。図２では、図１のプローバ１の後述の収容室とローダが内蔵する構成要素を示すため、その一部が断面で示されている。
図１及び図２のプローバ１は、検査対象体としてのウェハＷに形成された複数の電子デバイス（後述の図３の符号Ｄ参照）それぞれの電気的特性の検査を行うものである。このプローバ１は、検査時にウェハＷを収容する収容室２と、収容室２に隣接して配置されるローダ３と、収容室を覆うように配置されるテスタ４とを備える。
収容室２は、内部が空洞の筐体であり、ウェハＷが載置される載置台としてのステージ１０を有する。ステージ１０は、当該ステージ１０に対するウェハＷの位置がずれないようにウェハＷを吸着保持する。また、ステージ１０には、当該ステージ１０を水平方向及び鉛直方向に移動させる移動機構１１が設けられている。移動機構１１は、その上部にステージ１０が配設されるステンレス等の金属材料からなる基台１１ａを有し、図示は省略するが、基台１１ａを移動させるためのガイドレールや、ボールねじ、モータ等を有する。この移動機構１１により、後述のプローブカード１２とウェハＷの相対位置を調整してウェハＷの表面の電極をプローブカード１２のプローブ１２ａと接触させることができる。
収容室２における該ステージ１０の上方には、該ステージ１０に対向するようにプローブカード１２が配置される。プローブカード１２は、インターフェース１３を介してテスタ４へ接続されている。各プローブ１２ａは、電気特性検査時にウェハＷの各電子デバイスの電極に接触し、テスタ４からの電力をインターフェース１３を介して電子デバイスへ供給し、且つ、電子デバイスからの信号をインターフェース１３を介してテスタ４へ伝達する。
ローダ３は、搬送容器であるＦＯＵＰ（図示せず）に収容されているウェハＷを取り出して収容室２のステージ１０へ搬送する。また、ローダ３は、電子デバイスの電気的特性の検査が終了したウェハＷをステージ１０から受け取り、ＦＯＵＰへ収容する。
さらに、ローダ３は、検査対象の電子デバイスの温度制御等の各種制御を行う制御部１４を有する。ベースユニット等とも称される制御部１４は、例えばＣＰＵやメモリ等を備えたコンピュータにより構成され、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、プローバ１における各種処理を制御するプログラムが格納されている。なお、上記プログラムは、コンピュータに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、当該記憶媒体から制御部１４にインストールされたものであってもよい。プログラムの一部または全ては専用ハードウェア（回路基板）で実現してもよい。
また、ローダ３は、各電子デバイスにおける電位差生成回路（図示せず）における電位差を測定する電位差測定ユニット１５を有する。上記電位差生成回路は、例えば、ダイオード、トランジスタまたは抵抗である。電位差測定ユニット１５は、配線１６を介してインターフェース１３に接続され、上記電位差生成回路に対応する２つの電極へ接触する２つのプローブ１２ａ間の電位差を取得し、取得した電位差を制御部１４へ伝達する。インターフェース１３における各プローブ１２ａ及び配線１６の接続構造については後述する。制御部１４は配線１７を介してステージ１０へ接続され、後述の光照射機構１４０や後述の冷媒流路１３１への冷媒の流量を調整する流量制御バルブを制御する。なお、制御部１４や電位差測定ユニット１５は収容室２に設けられてもよく、また、電位差測定ユニット１５は、プローブカード１２に設けられてもよい。
テスタ４は、電子デバイスが搭載されるマザーボードの回路構成の一部を再現するテストボード（図示省略）を有する。テストボードは、電子デバイスからの信号に基づいて、該電子デバイスの良否を判断するテスタコンピュータ１８に接続される。テスタ４では、上記テストボードを取り替えることにより、複数種のマザーボードの回路構成を再現することができる。
さらに、プローバ１は、ユーザ向けに情報を表示したりユーザが指示を入力したりするためのユーザインターフェース部１９を備える。ユーザインターフェース部１９は、例えば、タッチパネルやキーボード等の入力部と液晶ディスプレイ等の表示部とからなる。
上述の各構成要素を有するプローバ１では、電子デバイスの電気的特性の検査の際、テスタコンピュータ１８が、電子デバイスと各プローブ１２ａを介して接続されたテストボードへデータを送信する。そして、テスタコンピュータ１８が、送信されたデータが当該テストボードによって正しく処理されたか否かを当該テストボードからの電気信号に基づいて判定する。
次に、上述のプローバ１の検査対象であるウェハＷについて図３を用いて説明する。図３は、ウェハＷの構成を概略的に示す平面図である。
ウェハＷには、略円板状のシリコン基板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すなわちウェハ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。
次に、ステージ１０の構成について図４及び図５を用いて説明する。図４はステージ１０の構成を概略的に示す断面図であり、図５は後述の光照射機構１４０の構成を概略的に示す平面図である。
ステージ１０は、図４に示すように、天板部としてのトッププレート１２０を含む複数の機能部が積層されてなる。ステージ１０は、当該ステージ１０を水平方向及び鉛直方向に移動させる移動機構１１（図２参照）上に、熱絶縁部材１１０を介して載置される。熱絶縁部材１１０は、ステージ１０と移動機構１１とを熱的に絶縁するためのものであり、例えば熱伝導率及び熱膨張率の低いコーディエライトの焼結体等からなる。移動機構１１の基台１１ａも熱絶縁部材１１０も中実体である。
ステージ１０は、上方から順に、トッププレート１２０と、流路形成部材１３０と、光照射機構１４０とを有する。そして、ステージ１０は、光照射機構１４０の下方から、言い換えると、光照射機構１４０の裏面側から、熱絶縁部材１１０を介して移動機構１１に支持される。
トッププレート１２０は、その表面１２０ａにウェハが載置される部材である。トッププレート１２０は、言い換えると、その表面１２０ａが、ウェハＷが載置される基板載置面としてのウェハ載置面となる部材である。なお、以下では、ステージ１０の上面でもあるトッププレート１２０の表面１２０ａをウェハ載置面１２０ａと記載することがある。
トッププレート１２０は、例えば円板状に形成されている。そして、トッププレート１２０は、Ｓｉ（シリコン）から形成される。Ｓｉは、比熱が小さく熱伝導率が高い。したがって、トッププレート１２０をＳｉで形成することにより、当該トッププレート１２０の加熱や冷却を行う際に当該トッププレート１２０に載置されたウェハＷを効率良く加熱したり冷却したりすることができ、且つ、光照射機構１４０からの光により効率的にトッププレート１２０すなわちウェハＷを加熱することができる。また、Ｓｉはヤング率が３００ＧＰａと高い。したがって、トッププレート１２０をＳｉで形成することにより、トッププレート１２０に割れ等が生じるのを防止することができる。さらに、Ｓｉは、後述のように流路形成部材１３０に用いられるガラスと熱膨張率が略同一である。この効果については後述する。トッププレート１２０は、具体的には、Ｓｉ単結晶基板を加工して作製される。
なお、トッププレート１２０の表面１２０ａには、ウェハＷを吸着するための吸着穴（図示せず）が形成されている。また、トッププレート１２０には、複数の温度センサ１２１が平面視において互いに離間した位置に埋設されている。
流路形成部材１３０は、トッププレート１２０の裏面１２０ｂに取り付けられ、トッププレート１２０との間に冷媒が流れる冷媒流路１３１を形成する部材であり、トッププレート１２０と略同径の円板状に形成されている。
流路形成部材１３０の表面には、溝が形成されており、該溝が、トッププレート１２０に覆われて冷媒流路１３１を形成する。プローバ１では、冷媒流路１３１を流れる冷媒でステージ１０上に載置されたウェハＷを冷却することによって、当該ウェハＷに形成された電子デバイスを冷却する。
また、流路形成部材１３０の側部には、冷媒流路１３１と連通する供給口１３２と排出口１３３とが形成されている。供給口１３２には、冷媒流路１３１に冷媒を供給する供給管１６０が接続されており、排出口１３３には、冷媒流路１３１から冷媒を排出する排出管１６１が接続されている。供給管１６０には、冷媒流路１３１に供給する冷媒の流量を制御する流量制御バルブ１６２が設けられている。
冷媒流路１３１を流れる冷媒としては、例えば、光が透過可能なフッ素系不活性液体（フロリナート（登録商標）、ノベック（登録商標）等）が用いられ、プローバ１の外部に設けられたポンプ（図示省略）によって供給管１６０を介して冷媒流路１３１へ供給される。なお、冷媒の流量を調整する流量制御バルブ１６２等の動作は制御部１４により制御される。
上述のような構成を有する流路形成部材１３０の材料には、光を透過するガラスが用いられ、より具体的には、光を透過しＳｉと略同一の熱膨張率を有するガラス、例えばシリコンとの接着性が優れているホウケイ酸ガラスが用いられる。なお、「Ｓｉと同等の熱膨張率を有する」とは、電気的特性検査が行われる温度範囲において、Ｓｉの熱膨張率との差が±２０％の範囲内であることを意味する。また、「電気的特性検査が行われる温度範囲」とは、例えば－４０℃～１２５℃である。
流路形成部材１３０とトッププレート１２０との接合を、冷媒流路１３１に冷媒を密封可能に行う方法としては、例えば、陽極接合が用いられる。ただし、流路形成部材１３０とトッププレート１２０とをエポキシ樹脂により接合するようにしてもよい。
光照射機構１４０は、トッププレート１２０の表面１２０ａに載置されたウェハＷと流路形成部材１３０を介して対向するように配置されている。
この光照射機構１４０は、ウェハＷを指向する複数のＬＥＤ１４１を有する。具体的には、光照射機構１４０は、複数のＬＥＤ１４１がユニット化されたＬＥＤユニットＵを複数有すると共に、これらＬＥＤユニットＵが表面に搭載されるベース１４２を有する。光照射機構１４０におけるＬＥＤユニットＵは、例えば、図５に示すように、ウェハ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正方形状のユニットＵ２とでベース１４２の略全面を覆っている。これにより、ＬＥＤユニットＵのＬＥＤ１４１からの光で、少なくともトッププレート１２０におけるウェハＷが搭載される部分全体を照射することができる。
各ＬＥＤ１４１は、ウェハＷに向けて光を照射する。本例では、各ＬＥＤ１４１は近赤外光を出射する。ＬＥＤ１４１から出射された光（以下、「ＬＥＤ光」と省略することがある。）は、光透過部材からなるステージ１０の流路形成部材１３０を通過する。流路形成部材１３０を通過した光は、ステージ１０の冷媒流路１３１を流れる、光を透過可能な冷媒を通過し、トッププレート１２０に入射する。
ベース１４２は、トッププレート１２０と略同径の円板状に形成され、その内部には、ＬＥＤ１４１を冷却するための冷媒が流れる冷媒流路（図示せず）が形成されている。ベース１４２は例えばＡｌ等の金属製材料により形成される。
また、光照射機構１４０は、図４に示すように、スペーサ１４３を介して、流路形成部材１３０の裏面に接合されている。具体的には、例えば、ベース１４２の表面の周縁部と流路形成部材１３０の裏面の周縁部とが、平面視円環状のスペーサ１４３を介して接合されている。上述のスペーサ１４３により、ベース１４２と流路形成部材１３０との間に空間が形成され、この空間が、ＬＥＤ１４１が搭載されるＬＥＤ搭載空間Ｓを形成する。ＬＥＤ搭載空間Ｓは、光透過性樹脂１４４等のＬＥＤ光を透過可能な材料で充填されている。つまり、ステージ１０は中空部分がないように形成されている。
光照射機構１４０では、ウェハＷが載置されるトッププレート１２０に入射されるＬＥＤ光が、ＬＥＤユニットＵ単位で制御される。そのため、光照射機構１４０は、トッププレート１２０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。したがって、光照射機構１４０によって、トッププレート１２０に載置されたウェハＷを局所的に加熱したり、ウェハＷにおける加熱度合を局所的に変えたりすることができる。
プローバ１では、光照射機構１４０からの光による加熱と冷媒流路１３１を流れる冷媒による吸熱とにより、ステージ１０上のウェハＷに形成された検査対象の電子デバイスＤの温度を目標温度で一定になるように制御する。この温度制御のために、プローバ１では、電子デバイスＤの温度を測定している。
図６は、プローバ１における電子デバイスＤの温度測定用の回路の構成を概略的に示す図である。
プローバ１では、図６に示すように、各プローブ１２ａがインターフェース１３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。また、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１２ａ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。
各リレー２１は、各電極Ｅの電位をテスタ４及び電位差測定ユニット１５のいずれかへ切り替えて伝達可能に構成されている。各リレー２１は、例えば、電子デバイスＤの電気的特性の検査を行う際、各電極Ｅへ実装時電圧が印加されてから、予め定められたタイミングで各電極Ｅの電位を電位差測定ユニット１５へ伝達する。上記電位差生成回路では、電流を流した際に生じる電位差が温度によって異なる。したがって、電子デバイスＤの電位差生成回路の電位差、すなわち、電位差生成回路の２つの電極Ｅ（プローブ１２ａ）間の電位差に基づいて、電子デバイスＤの温度を検査中においてリアルタイムに測定することができる。プローバ１では、電位差測定ユニット１５が各リレー２１から伝達された各電極Ｅの電位に基づいて電子デバイスＤの電位差生成回路の電位差を取得し、さらに、取得した電位差を制御部１４へ伝達する。制御部１４は、伝達された電位差と、電位差生成回路の電位差の温度特性とに基づいて、電子デバイスＤの温度を測定する。
なお、電子デバイスＤの温度の測定方法は、上述に限られず、電子デバイスＤの温度が測定可能であれば他の方法であってもよい。
次に、プローバ１を用いたウェハＷに対する検査処理の一例について説明する。
まず、ウェハＷが、ローダ３のＦＯＵＰから取り出されて、ステージ１０に向けて搬送され、トッププレート１２０のウェハ載置面１２０ａ上に載置される。次いで、ステージ１０が、予め定められた位置に移動される。
そして、光照射機構１４０の全てのＬＥＤ１４１が点灯され、トッププレート１２０の温度センサ１２１から取得される情報に基づいて、トッププレート１２０の温度が面内で均一になるように、ＬＥＤ１４１からの光出力と、冷媒流路１３１内を流れる冷媒の流量とが調整される。
その後、ステージ１０が移動され、ステージ１０の上方に設けられているプローブ１２ａと、ウェハＷの検査対象の電子デバイスＤの電極Ｅとが接触させられる。
この状態で、電位差測定ユニット１５により、検査対象の電子デバイスＤにおける前述の電位差生成回路の電位差が取得される。そして、面内で均一とされたトッププレート１２０の温度が検査対象の電子デバイスＤの温度と略一致するものとして、上記電位差の校正が行われ、すなわち、上記電位差の温度特性の情報が補正される。
その後、プローブ１２ａに検査用の信号が入力される。これにより、電子デバイスＤの検査が開始される。なお、上記検査中、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に基づいて、例えば、当該電子デバイスＤの温度が試験温度または目標温度になるように、当該デバイスに対応するＬＥＤユニットＵのＬＥＤ１４１からの光出力すなわちＬＥＤ１４１の印加電圧が制御される。また、冷媒流路１３１内の冷媒の温度及び流量は、例えば、検査対象の電子デバイスＤの試験温度または目標温度に応じた値で、一定とされる。
以後、電子デバイスＤにおける電位差生成回路の電位差の校正とその後の工程は、全ての電子デバイスＤの検査が完了するまで繰り返される。
続いて、ステージ１０の作製方法について説明する。
ステージ１０の作製方法は、トッププレート１２０、流路形成部材１３０及び光照射機構１４０を作製する部材作成工程と、隣接する各部材を接合する接合工程とを含む。以下、上記部材作成工程と、接合工程とを具体的に説明する。
上記部材作成工程は、（Ａ１）トッププレート作製工程、（Ａ２）流路形成部材作製工程、（Ａ３）光照射機構作製工程、を含む。
（Ａ１）トッププレート作製工程
この工程では、Ｓｉインゴットを切り出して形成されるＳｉ単結晶基板に、ウェハ吸着のための吸着穴の形成等が行われ、トッププレート１２０が作製される。
（Ａ２）流路形成部材作製工程
この工程では、例えば、耐熱性が高く熱膨張率の低いホウケイ酸ガラスの平板に、冷媒流路１３１となる冷媒溝が機械加工等により形成され、供給口１３２と排出口１３３が機械加工等により形成され、流路形成部材１３０が作製される。
（Ａ３）光照射機構作製工程
この工程では、ＬＥＤユニットＵの作製や、予め流路が形成されたベース１４２への上記ＬＥＤユニットＵの実装が行われ、光照射機構１４０が作製される。
また、上述の接合工程は、（Ｂ１）トッププレート１２０と流路形成部材１３０とを接合する工程、（Ｂ２）流路形成部材１３０と光照射機構１４０とを接合する工程、（Ｂ３）光照射機構１４０と熱絶縁部材１１０とを接合する工程、を含む。
（Ｂ１）トッププレート１２０と流路形成部材１３０とを接合する工程
この工程では、例えば、トッププレート１２０の裏面１２０ｂと流路形成部材１３０の表面の端部とが陽極接合により接合される。陽極接合では、トッププレート１２０と流路形成部材１３０とが重ねられた状態で加熱されると共に、Ｓｉ製のトッププレート１２０を陽極、ガラス製の流路形成部材１３０を陰極として電圧が印加される。これにより、流路形成部材１３０中の陽イオンを陽極側に強制的に拡散させることによって、ガラスとＳｉとを化学反応させて結合させる。
（Ｂ２）流路形成部材１３０と光照射機構１４０とを接合する工程
この工程では、例えば、流路形成部材１３０の裏面の周縁部と平面視円環状のスペーサ１４３の表面との接合、光照射機構１４０のベース１４２の表面の周縁部とスペーサ１４３の裏面との接合が行われる。これらの接合は、例えば紫外線硬化型樹脂等を用いて行われる。また、上記接合後、例えば、スペーサ１４３の側部に設けられている貫通孔から、ＬＥＤ搭載空間Ｓに光透過性樹脂１４４が充填される。充填後、必要に応じて、スペーサ１４３の上記貫通孔が塞がれる。
（Ｂ３）光照射機構１４０と熱絶縁部材１１０との接合
この工程では、例えば、光照射機構１４０のベース１４２の裏面と、コーディエライトの焼結体製の熱絶縁部材１１０の表面との接合が行われる。この接合は、例えば、Ａｌ合金をロウ材に用いたロウ付けにより行われる。
以上のように、本実施形態では、ステージ１０が、表面にウェハＷが載置されるトッププレート１２０と、トッププレート１２０の裏面１２０ｂに取り付けられ、トッププレート１２０との間に光を透過可能な冷媒が流れる冷媒流路１３１を形成する流路形成部材１３０と、トッププレート１２０に載置されたウェハＷと流路形成部材１３０を挟んで対向するように配置され、ウェハＷを指向する複数のＬＥＤ１４１を有する光照射機構１４０とを有する。したがって、ステージ１０は、冷媒流路１３１を流れる冷媒によりトッププレート１２０全体を冷却しつつ、トッププレート１２０へ局所的にＬＥＤ光を照射し加熱し、もって、所望の電子デバイスＤのみの温度を制御しつつ他の電子デバイスを冷却することができる。そして、ステージ１０では、流路形成部材１３０がガラスから形成され、トッププレート１２０がガラスと熱膨張率の差が小さいシリコンから形成されている。そのため、トッププレート１２０と流路形成部材１３０との接合部分に生じる、熱膨張または熱収縮による応力が小さい。したがって、ステージ１０は、広い検査温度範囲で使用することができる。また、流路形成部材１３０をガラス、トッププレート１２０をＳｉでそれぞれ形成しているため、流路形成部材１３０とトッププレート１２０との接合に、陽極接合による接合を用いることができる。陽極接合による接合部分は、当該接合部分に生じる応力に対する耐性が、エポキシ樹脂による接合等に比べて高い。したがって、ステージ１０は、より広い検査温度範囲まで適用し得る。また、接合部分にＯリングを用いる必要が無いため、信頼性も高い。
さらに、Ｓｉはヤング率が高いため薄くても剛性が得られるので、Ｓｉを用いたトッププレート１２０を薄くすることができる。したがって、トッププレート１２０を薄くしてトッププレート１２０の熱容量を抑えることができる。そのため、ＬＥＤ光によるトッププレート１２０の加熱や冷媒流路１３１を流れる冷媒によるトッププレート１２０の冷却で、トッププレート１２０の温度を高速に変化させることができる。
さらにまた、Ｓｉは体積比熱が低いため、この点においても、トッププレート１２０にＳｉを用いることで、トッププレート１２０の熱容量を抑えることができる。
また、Ｓｉは熱伝導率が高いため、トッププレート１２０にＳｉを用いることで、ステージ１０を用いたウェハＷの加熱及び冷却を面内で均一且つ高速に行うことができる。
さらに、本実施形態では、トッププレート１２０がＳｉ単結晶基板により構成されているため、そのウェハ載置面１２０ａを平坦にすることができる。したがって、ウェハＷとトッププレート１２０との間の熱抵抗を低減させることができるため、ステージ１０を用いたウェハＷの冷却、加熱を高速で行うことができる。
また、本実施形態では、トッププレート１２０がＳｉから形成されるため、ウェハＷがＳｉ基板から構成される場合には、トッププレート１２０とウェハＷとで熱膨張率に差がない。そのため、電気的特性検査時等に、ウェハＷが熱膨張や熱収縮したときに、ウェハＷとトッププレート１２０が擦れて傷等が生じることがない。
なお、特許文献１に開示のステージでは、本実施形態と異なり、ＬＥＤ搭載空間は光透過性樹脂で充填されておらず、冷媒溝が形成された冷却ユニットが支持される。したがって、特許文献１に開示のステージでは、検査時にプローブを押し付ける力は、ＳｉＣ製のステージ蓋とガラス製の冷却ユニットで受けている。
それに対し、本実施形態では、ＬＥＤ搭載空間Ｓが光透過性樹脂１４４で充填され、ステージ１０は光照射機構１４０の下方から支持される。したがって、ステージ１０では、検査時にプローブ１２ａを押し付ける力は、トッププレート１２０と流路形成部材１３０だけで受けるわけでなく、ステージ全体で受ける。したがって、ＳｉＣよりもヤング率が低いＳｉをトッププレート１２０の材料に用いトッププレート１２０を薄くしても、プローブ１２ａを押し付ける力によりトッププレート１２０が変形することがない。
次に、図７及び図８を用いて、トッププレートの他の例を説明する。図７はトッププレートの他の例の構成を概略的に示す断面図である。図８は、図７のトッププレートを構成する各層を示すためにトッププレートを層毎に分割して示す断面図である。
図７のトッププレート２００は、上方から順に、天井層２１０と電磁シールド層２２０とが積層されてなる。天井層２１０と電磁シールド層は共にＳｉ単結晶基板により構成されている。
天井層２１０は、表面にウェハＷが載置される層である。この天井層２１０は、Ｓｉ単結晶基板により構成され、図８に示すように、Ｓｉ酸化膜２１１が裏面に形成されている。
電磁シールド層２２０は、天井層２１０の裏面側に設けられ、光照射機構１４０で生じる電磁波を、天井層２１０に載置されたウェハから遮断する。電磁シールド層２２０は、具体的には、光照射機構１４０のＬＥＤ１４１の近くに実装される当該ＬＥＤ１４１を駆動する駆動回路で生じる電磁波を、天井層２１０に載置されたウェハＷから遮断する。
この電磁シールド層２２０は、高濃度に不純物が添加され導電率が高いＳｉ単結晶基板により構成され、その表面にＳｉ酸化膜２２１が形成され側面に電極２２２が形成されている。電磁シールド層２２０は、電極２２２を介して接地電位あるいはインピーダンスの低い電位に接続される。
このトッププレート２００の作製は例えば以下のように行われる。
まず、天井層２１０と電磁シールド層２２０が作製される。具体的には、Ｓｉインゴットを切り出して形成されるＳｉ単結晶基板の、天井層２１０の裏面に相当する面に、熱酸化処理によってＳｉ酸化膜２１１が形成され、天井層２１０が作製される。また、高濃度に不純物が添加されたＳｉインゴットを切り出して形成されるＳｉ単結晶基板の表面に、熱酸化処理によってＳｉ酸化膜２２１が形成される。それと共に、上記Ｓｉ単結晶基板の側面に、メタライズ処理によって電極２２２が形成される。これにより、電磁シールド層２２０が作製される。
次いで、天井層２１０と電磁シールド層２２０とが接合され、トッププレート２００が作製される。具体的には、Ｓｉ酸化膜２１１及びＳｉ酸化膜２２１を介した天井層２１０と電磁シールド層２２０との接合が行われ、トッププレート２００が作製される。Ｓｉ酸化膜２１１、２２１を介した接合には、例えばプラズマ活性化低温接合が用いられる。このプラズマ活性化低温接合では、常温下でのプラズマ処理によりＳｉ酸化膜２１１、２２１の接合面を活性化させた後、Ｓｉ酸化膜２１１、２２１同士を密着させる。その後、１０００℃未満の低温（例えば２００℃）で熱処理することにより、Ｓｉ酸化膜２１１、２２１を介して天井層２１０と電磁シールド層２２０とが接合される。
なお、プラズマ化低温接合の代わりに、イオンビーム等を用いて接合面を活性化させる常温接合を行うようにしてもよい。
また、上述のプラズマ化低温接合や常温接合を行うために十分な平坦度をＳｉ酸化膜２１１、２２１の接合面が有していない場合は、Ｓｉ酸化膜２１１、２２１の接合面の平坦化処理を事前に行うようにしてもよい。なお、Ｓｉ酸化膜２１１、２２１は、前述のように、半導体製造プロセスに用いられる熱酸化処理により形成されているため、基本的には、高い平坦性を有する。
上述のトッププレート２００は、電磁シールド層２２０を有しているため、光照射機構１４０で生じた電磁波が天井層２１０を透過し、天井層２１０上のウェハＷに形成された電子デバイスの電気的特性検査に影響を及ぼすのを防ぐことができる。
なお、この例では、電磁シールド層２２０と天井層２１０とは別々に設けられていたが、天井層２１０を、高濃度に不純物が添加され導電率が高いＳｉ単結晶基板により構成し、天井層２１０が電磁シールド層２２０を兼ねるようにしてもよい。これにより、光照射機構１４０で生じた電磁波がステージ１０のウェハ載置面１２０ａ側から出射されるのを防ぎつつ、トッププレート全体の熱容量を抑えることができる。
今回開示された実施形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。上記の実施形態は、添付の請求の範囲及びその主旨を逸脱することなく、様々な形態で省略、置換、変更されてもよい。
例えば、以上の例では、流路形成部材の表面に冷媒溝が形成され当該冷媒溝をトッププレートで覆うことで冷媒流路が形成されていた。これに代えて、トッププレートの裏面に冷媒溝が形成され当該冷媒溝を平板状の流路形成部材で覆うことで冷媒流路が形成されるようにしてもよい。
また、以上の例では、トッププレートは、Ｓｉ単結晶基板から作製されていたが、Ｓｉ多結晶基板から作製されていてもよい。Ｓｉ単結晶基板およびＳｉ多結晶基板は、半導体産業の応用分野の大きさから安価で入手することができる。
なお、以下のような構成も本開示の技術的範囲に属する。
（１）検査対象体が載置される載置台であって、
表面に前記検査対象体が載置される天板部と、
前記天板部の裏面に取り付けられ、前記天板部との間に光を透過可能な冷媒が流れる冷媒流路を形成する流路形成部材と、
前記天板部に載置された前記検査対象体と前記流路形成部材を介して対向するように配置され、当該検査対象体を指向する複数のＬＥＤを有する光照射機構とを有し、
前記流路形成部材は、光を透過可能なガラスからなり、
前記天板部はシリコンからなる、載置台。
前記（１）によれば、冷媒流路を流れる冷媒により天板部全体を冷却しつつ、天板部へ局所的にＬＥＤ光を照射し加熱し、もって、検査対象体における所望の部分のみの温度を制御しつつ他の部分を冷却することができる。また、前記（１）では、流路形成部材がガラスから形成され、天板部がガラスと熱膨張率の差が小さいシリコンから形成されている。そのため、天板部と流路形成部材との接合部分に生じる、熱膨張または熱収縮による応力が小さい。したがって、前記（１）にかかる載置台は、広い検査温度範囲で使用することができる。また、流路形成部材をガラス、天板部をシリコンでそれぞれ形成しているため、流路形成部材と天板部との接合に、陽極接合による接合を用いることができる。陽極接合による接合部分は、当該接合部分に生じる応力に対する耐性が、エポキシ樹脂による接合等に比べて高い。したがって、前記（１）にかかる載置台は、より広い検査温度範囲まで適用し得る。
（２）前記ガラスはホウケイ酸ガラスである、前記（１）に記載の載置台。
（３）前記流路形成部材は、前記天板部の裏面に、陽極接合により接合されている、前記（１）または（２）に記載の載置台。
（４）前記光照射機構の前記ＬＥＤの搭載空間は光を透過可能な材料で充填されている、前記（１）～（３）のいずれか１に記載の載置台。
（５）当該載置台は、前記光照射機構の裏面側から支持される、前記（４）に記載の載置台。
（６）前記天板部は、
表面に前記検査対象体が載置される天井層と、
前記天井層の裏面側に設けられ、前記光照射機構で生じる電磁波を、前記天井層に載置された検査対象体から遮断する電磁シールド層と、を有する、前記（１）～（５）のいずれか１に記載の載置台。
（７）検査対象体が載置される載置台であって、
前記載置台は、表面に前記検査対象体が載置される天板部と、
前記天板部の裏面に取り付けられ、前記天板部との間に光を透過可能な冷媒が流れる冷媒流路を形成する流路形成部材と、
前記天板部に載置された前記検査対象体と前記流路形成部材を介して対向するように配置され、当該検査対象体を指向する複数のＬＥＤを有する光照射機構とを有し、
当該作製方法は、
光を透過可能なガラスを用いて前記流路形成部材を形成する工程と、
シリコンを用いて前記天板部を形成する工程と、
前記流路形成部材と前記天板部とを陽極接合により接合する工程と、を含む、載置台の作製方法。
１０ ステージ
１２０、２００ トッププレート
１３０ 流路形成部材
１３１ 冷媒流路
１４０ 光照射機構
１４１ ＬＥＤ
Ｗ ウェハ

Claims (5)

  1. プローブカードのプローブが、検査対象体に形成された電子デバイスの電極に接触され、前記プローブを介して前記電子デバイスからテスタが受信した電気信号に基づいて、前記電子デバイスの電気的特性検査を行う検査装置に搭載され、前記検査対象体が載置される載置台であって、
    表面に前記検査対象体が載置される天板部と、
    前記天板部の裏面に取り付けられ、前記天板部との間に光を透過可能な冷媒が流れる冷媒流路を形成する流路形成部材と、
    前記天板部に載置された前記検査対象体と前記流路形成部材を介して対向するように配置され、当該検査対象体を指向する複数のＬＥＤを有する光照射機構とを有し、
    前記流路形成部材は、光を透過可能なガラスからなり、
    前記天板部はシリコンからなり、
    前記光照射機構は、スペーサを介して、前記流路形成部材の裏面に接合され、
    前記スペーサにより形成された前記ＬＥＤの搭載空間は、光を透過可能な材料で充填され、当該載置台が中空部分がないように形成されている、載置台。
  2. 前記ガラスはホウケイ酸ガラスである、請求項１に記載の載置台。
  3. 前記流路形成部材は、前記天板部の裏面に、陽極接合により接合されている、請求項１または２に記載の載置台。
  4. 当該載置台は、前記光照射機構の裏面側から支持される、請求項１～３のいずれか１項に記載の載置台。
  5. 前記天板部は、
    表面に前記検査対象体が載置される天井層と、
    前記天井層の裏面側に設けられ、前記光照射機構で生じる電磁波を、前記天井層に載置された検査対象体から遮断する電磁シールド層と、を有する、請求項１～４のいずれか１項に記載の載置台。
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