JPH0671037B2 - Continuous wafer cooling device - Google Patents

Continuous wafer cooling device

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JPH0671037B2
JPH0671037B2 JP2260054A JP26005490A JPH0671037B2 JP H0671037 B2 JPH0671037 B2 JP H0671037B2 JP 2260054 A JP2260054 A JP 2260054A JP 26005490 A JP26005490 A JP 26005490A JP H0671037 B2 JPH0671037 B2 JP H0671037B2
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semiconductor wafer
chamber
mounting table
wafer
cooling device
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秀有 堀之内
勉 上野
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Nagase and Co Ltd
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Nagase and Co Ltd
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Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] 本発明は半導体素子の極低温における諸特性の測定をウ
エハ状態でかつ連続して行なうことができる連続式ウエ
ハ冷却装置に関する。
Description: TECHNICAL FIELD The present invention relates to a continuous wafer cooling device capable of continuously measuring various characteristics of a semiconductor element at a cryogenic temperature in a wafer state.

[従来の技術及び発明が解決しようとする課題] 近年、コンピュータの高速化等の要求から、低温で動作
する半導体材料・素子の開発が盛んであり、そのために
は、素子の低温試験を行なうことが必要である。
[Problems to be Solved by Conventional Techniques and Inventions] In recent years, semiconductor materials and devices that operate at low temperatures have been actively developed due to demands for high-speed computers and the like. is necessary.

しかるに、従来はウエハ状に形成された個々のチップを
切り出し、各チップ毎にテストリードを付け保護手段を
施した後に冷却し、電気的特性テストを行なう方法が採
られていた。しかしながら、かかる方法では、素子の切
り出し等に多くの手間がかかり、多大な労力及び時間を
費やさなければならなかった。
However, conventionally, a method has been adopted in which individual chips formed in a wafer shape are cut out, a test lead is attached to each chip, a protective means is provided, and then the chip is cooled to conduct an electrical characteristic test. However, in such a method, it takes a lot of time and labor to cut out the element and the like, and a great deal of labor and time must be spent.

このような事情に鑑み、最近、プローブを備え、ウエハ
状態で低温における素子の諸特性を測定することができ
る装置が開発されている。
In view of such circumstances, recently, an apparatus having a probe and capable of measuring various characteristics of an element at a low temperature in a wafer state has been developed.

しかし、このような装置であっても、素子の取り替えを
行なう毎に冷却・昇温工程を繰り返し行なわなければな
らず、連続して多種類の素子の特性測定を行なう場合に
は、多大な時間を要するという欠点があった。
However, even with such an apparatus, it is necessary to repeat the cooling / heating process every time the element is replaced, and it takes a lot of time to measure the characteristics of many kinds of elements continuously. There was a drawback that it required.

また、冷凍機本体の振動によりウエハ載置台も微振動す
る場合があり、安定した測定ができない場合もあった。
Further, the wafer mounting table may vibrate slightly due to the vibration of the refrigerator body, and stable measurement may not be possible in some cases.

本発明は上記した課題を解消するためになされたもので
あり、半導体素子の評価及び試験をウエハ状態で連続し
てかつ安定して行なうことができる連続式ウエハ冷却装
置を提供することを目的とする。
The present invention has been made to solve the above problems, and an object of the present invention is to provide a continuous wafer cooling device capable of continuously and stably performing semiconductor element evaluation and test in a wafer state. To do.

[課題を解決するための手段] 上記目的を達成するため、本発明の連続式ウエハ冷却装
置は、試験すべき半導体ウエハの載置台を内蔵し、プロ
ーバにより該半導体ウエハの電気的特性を測定する連続
式ウエハ冷却装置において、半導体ウエハ出入れ口を有
する予備室と、該出入れ口から挿入された半導体ウエハ
を保持し、該半導体ウエハを搬送可能なアームを有する
アクチュエータと、任意の不動部に対しベローズを介し
て連結された固定ロッドに支持されると共に冷却ヘッド
上方に配設される基台と、半導体ウエハ載置部を有する
と共に該基台上に配設される下プレートと、クランプ部
を有すると共に、任意の不動部に対しベローズを介して
上下動可能に連結配設された可動ロッドに支持され、搬
送されてきた半導体ウエハをクランプ部によりアーム上
から前記下プレートの載置部に載置可能な上プレート
と、を有する半導体ウエハ載置台と、該半導体ウエハ載
置台が収容されると共に、該予備室とゲートバルブを介
して隣接して設けられた測定室と、該測定室内に冷却ヘ
ッドが臨んで配設される冷凍機と、該冷凍機の冷却ヘッ
ドと半導体ウエハ載置台とを接続する伝熱体である銅編
み線と、前記予備室と測定室を真空とすることができる
真空装置と、を有し、測定室を常時真空に維持すること
により、半導体ウエハの低温試験を連続して行ない得る
ように設けたことを特徴とする。
[Means for Solving the Problems] In order to achieve the above object, a continuous wafer cooling device of the present invention has a built-in mounting base for a semiconductor wafer to be tested, and measures the electrical characteristics of the semiconductor wafer by a prober. In a continuous wafer cooling device, a preliminary chamber having a semiconductor wafer loading / unloading port, an actuator having an arm capable of holding the semiconductor wafer inserted from the loading / unloading port and transporting the semiconductor wafer, and an arbitrary immovable part On the other hand, a base supported by a fixed rod connected through a bellows and arranged above the cooling head, a lower plate having a semiconductor wafer mounting portion and arranged on the base, and a clamp portion. In addition, the semiconductor wafer, which is carried and is supported by a movable rod that is connected to an arbitrary immovable part via a bellows so as to be movable up and down, is clamped. A semiconductor wafer mounting table having an upper plate that can be mounted on the mounting portion of the lower plate from above the arm, the semiconductor wafer mounting table is accommodated, and the semiconductor wafer mounting table is adjacent to the preliminary chamber via a gate valve. A measurement chamber provided with a refrigerator, a refrigerator in which a cooling head faces the measurement chamber, and a copper braiding wire that is a heat transfer member that connects the cooling head of the refrigerator and the semiconductor wafer mounting table, A vacuum device capable of evacuating the preliminary chamber and the measurement chamber, and provided so that the low temperature test of the semiconductor wafer can be continuously performed by keeping the measurement chamber constantly in vacuum. And

[実施例] 以下、図面に示した本発明の一実施例に基づきさらに詳
細に説明する。
[Embodiment] Hereinafter, an embodiment of the present invention shown in the drawings will be described in more detail.

図において、1は本実施例の冷却装置を示し、予備室
2、測定室4、冷凍機7等を有して構成される。
In the figure, reference numeral 1 denotes a cooling device of this embodiment, which is configured to include a preparatory chamber 2, a measurement chamber 4, a refrigerator 7, and the like.

予備室2は、半導体ウエハの出入れ口が形成されている
と共に、半導体ウエハ搬送用のアームが該予備室2内を
移動可能に配設され、かつ密閉空間を形成し得るように
構成されていれば特に限定されるものではない。
The preliminary chamber 2 is formed with a semiconductor wafer loading / unloading port, a semiconductor wafer transfer arm is movably disposed in the preliminary chamber 2, and a closed space can be formed. If not, it is not particularly limited.

本実施例では、第3図(a)〜(d)に示すように、二
つの筒状体を用い、一方の筒状体20の周壁部に他方の筒
状体21を溶接等により気密に連結して略T字形に形成し
た。この場合、一体成形によりT字形の予備室2として
もよいことはもちろんである。
In this embodiment, as shown in FIGS. 3A to 3D, two tubular bodies are used, and the other tubular body 21 is hermetically sealed to the peripheral wall portion of one tubular body 20 by welding or the like. They were connected and formed into a substantially T shape. In this case, it goes without saying that the T-shaped auxiliary chamber 2 may be integrally formed.

一方の筒状体20の一端開口部は半導体ウエハ出入れ口と
して機能し、この出入れ口に対し蓋体22が第1図の点線
で示したようにエアシリンダ(図示せず)等により上下
に摺動可能に、あるいは螺子等により取り外し可能に取
付けられ、該出入れ口を開閉する。なお、筒状体20の他
端開口部は円板23により閉塞されている。24は該一方の
筒状体20の周壁部に、他方の筒状体21に対向させて開口
した開口部20aに突設したアクチュエータ連結部であ
る。25は内部状態確認用の観察窓であり、該一方の筒状
体20の周壁上部付近に設けられている。また周壁下部付
近には任意の不動部に固定するための取付け突片26が設
けられている。
The one end opening of the one cylindrical body 20 functions as a semiconductor wafer loading / unloading port, and the lid 22 is vertically moved with respect to this loading / unloading port by an air cylinder (not shown) as shown by the dotted line in FIG. It is slidably attached to or detachable from with a screw or the like to open or close the inlet / outlet port. The other end opening of the tubular body 20 is closed by a disc 23. Reference numeral 24 denotes an actuator connecting portion which is provided on the peripheral wall portion of the one cylindrical body 20 so as to project from an opening 20a opened so as to face the other cylindrical body 21. Reference numeral 25 denotes an observation window for confirming the internal state, which is provided near the upper portion of the peripheral wall of the one tubular body 20. Further, a mounting protrusion 26 for fixing to an immovable portion is provided near the lower portion of the peripheral wall.

他方の筒状体21の後端開口部にはその周部にフランジ21
aが設けられており、後述するゲートバルブ5に連結可
能に形成されている。
At the rear end opening of the other tubular body 21, a flange 21 is
a is provided so that it can be connected to a gate valve 5 described later.

アクチュエータ3は、第1図に示すように、シリンダ3
1、ロッド32及び該ロッド32の先端部に取付けられた半
導体ウエハ保持用アーム33を有し、該ロッド32に組み込
まれた磁石を利用して該ロッド32を摺動させる構造のも
のである。そして、ロッド32及びアーム33を筒状体20の
周壁に設けた開口部20aに挿通して該筒状体20内に臨ま
せ、シリンダ31の先端部を上記連結部24に気密に接続す
ることにより本装置1の所定位置に配設されるものであ
る。
The actuator 3 is, as shown in FIG. 1, a cylinder 3
1, a structure having a rod 32 and a semiconductor wafer holding arm 33 attached to the tip of the rod 32, and sliding the rod 32 using a magnet incorporated in the rod 32. Then, the rod 32 and the arm 33 are inserted through the opening 20a provided in the peripheral wall of the tubular body 20 to face the inside of the tubular body 20, and the tip end of the cylinder 31 is airtightly connected to the connecting portion 24. It is arranged at a predetermined position of the device 1.

測定室4は、第1図及び第2図に示すように、例えば略
箱状に形成されて上記予備室2に隣接して配設される。
また、該予備室2の第2の筒状体21の後端開口部と対面
する位置には、同径の筒状ポート41が突設形成され、そ
の周部にはフランジ41aが設けられている。なお、この
測定室4は、後述する冷凍機7等が配設される機械室8
に対して隔壁6により仕切られている。
As shown in FIGS. 1 and 2, the measurement chamber 4 is formed in, for example, a substantially box shape and is arranged adjacent to the preliminary chamber 2.
Further, a cylindrical port 41 of the same diameter is formed in a protruding manner at a position of the auxiliary chamber 2 facing the rear end opening of the second cylindrical body 21, and a flange 41a is provided on the peripheral portion thereof. There is. The measurement room 4 is a machine room 8 in which a refrigerator 7 described later and the like are installed.
On the other hand, it is partitioned by a partition wall 6.

ゲートバルブ5は、第4図に示すように、2つのフラン
ジ51,51と、該フランジ51,51間の中空部51aを仕切る仕
切り板52と、該仕切り板52を作動させる駆動部53とを有
して構成される。そして、上記予備室2の他方の筒状体
21のフランジ21aと測定室4の筒状ポート41のフランジ4
1aとの間に固定配設されている。
As shown in FIG. 4, the gate valve 5 includes two flanges 51, 51, a partition plate 52 for partitioning a hollow portion 51a between the flanges 51, 51, and a drive unit 53 for operating the partition plate 52. Configured to have. And the other tubular body of the preliminary chamber 2
Flange 21a of 21 and flange 4 of cylindrical port 41 of measurement chamber 4
It is fixedly arranged between 1a and 1a.

冷凍機7は、冷却ヘッド7aと圧縮機(図示せず)とから
構成され、30〜300K程度の温度範囲で動作する能力を有
する極低温冷凍機であれば特に限定されるものではな
い。
The refrigerator 7 is composed of a cooling head 7a and a compressor (not shown), and is not particularly limited as long as it is a cryogenic refrigerator having an ability to operate in a temperature range of about 30 to 300K.

この冷凍機7は、上記測定室4とその下方に設けた機械
室8とを仕切る隔壁6に形成された取付け孔(図示せ
ず)に、冷却ヘッド7aを該取付け孔から測定室4内部に
臨ませて固定配設されている。
In this refrigerator 7, a cooling head 7a is provided inside the measurement chamber 4 through a mounting hole (not shown) formed in a partition wall 6 which partitions the measurement chamber 4 and a machine chamber 8 provided below the measurement chamber 4. It is fixedly arranged so as to face it.

測定室4内において冷却ヘッド7aの上方には、半導体ウ
エハを載置するための半導体ウエハ載置台10が配設され
ている。この載置台10は第5図に示すように、それぞれ
銅板より形成される、基台101、該基台101上部に載置さ
れた断面略コ字状の下プレート102及び略中央部に所定
径の窓部103aが開設された上プレート103とを有してな
る。
A semiconductor wafer mounting table 10 for mounting a semiconductor wafer is arranged above the cooling head 7a in the measurement chamber 4. As shown in FIG. 5, the mounting table 10 is composed of a copper plate, a base 101, a lower plate 102 having a substantially U-shaped cross-section mounted on the upper part of the base 101, and a predetermined diameter at a substantially central portion. And an upper plate 103 having a window portion 103a formed therein.

基台101は、任意の不動部、例えば機械室8内に突設し
た固定シャフト17の固定部17aに連結された4本の固定
ロッド104により支持されている。なお、第1図におい
て、符号11は冷凍機7の周囲に装填されると共に、一端
部が冷凍機7のフランジ7bに固着されているベローズで
あり、このベローズ11の他端部を固定シャフト17の固定
部17aと連結することにより、冷凍機7の振動を吸収し
得るように構成されている。
The base 101 is supported by an arbitrary immovable portion, for example, four fixing rods 104 connected to a fixing portion 17a of a fixed shaft 17 that is provided so as to project in the machine room 8. In FIG. 1, reference numeral 11 is a bellows that is loaded around the refrigerator 7 and has one end fixed to the flange 7b of the refrigerator 7. The other end of the bellows 11 is fixed shaft 17 The vibration of the refrigerator 7 can be absorbed by being connected to the fixed portion 17a.

105は可動ロッドであり、モータ17cによって駆動せしめ
られる駆動ロッド17dに連結されている。そして、この
可動ロッド105は、上プレート103と連結され、該上プレ
ート103を上下動可能に支持している。なお、モータ17c
は、固定シャフト17の一端部に連結した底板部材17b上
に配設されている。
Reference numeral 105 denotes a movable rod, which is connected to a drive rod 17d driven by a motor 17c. The movable rod 105 is connected to the upper plate 103 and supports the upper plate 103 so as to be vertically movable. The motor 17c
Is disposed on the bottom plate member 17b connected to one end of the fixed shaft 17.

12は該可動ロッド105に周設されたベローズであり、一
端部が該可動ロッド105に突設したフランジ105aに、他
端部が上記固定シャフト17の固定部17aに固着されて配
設され、上記ベローズ11と同様、冷凍機7の振動吸収を
行なう。
Reference numeral 12 is a bellows provided around the movable rod 105, one end of which is provided on a flange 105a projecting from the movable rod 105, and the other end of which is fixedly attached to the fixed portion 17a of the fixed shaft 17, Like the bellows 11, the vibration of the refrigerator 7 is absorbed.

また、第5図に示したように、上プレート103の両側部
付近には下方に突設されたクランプ部103aが設けられて
おり、下プレート102には、該クランプ103aに対応する
位置に該クランプ受部102aが形成されている。102bは該
下プレート102上面に固着された絶縁用板部材であり、
半導体ウエハ載置部として機能する。
Further, as shown in FIG. 5, clamp portions 103a projecting downward are provided near both sides of the upper plate 103, and the lower plate 102 is provided at a position corresponding to the clamp 103a. A clamp receiving portion 102a is formed. 102b is an insulating plate member fixed to the upper surface of the lower plate 102,
It functions as a semiconductor wafer mounting part.

107は銅編み線であり、伝熱体としての機能を果たす。
この銅編み線107はウエハ載置台10全体を均一に冷却す
るために、冷却ヘッド7aと下プレート102、下プレート1
02と上プレート103の各部材のそれぞれに各端部が固着
されて複数本配設されている。この銅編み線107は、ま
た、上記ベローズ11,12と共に冷凍機7の振動吸収を行
なうという機能も果たす。
107 is a copper braiding wire, and functions as a heat transfer body.
The copper braided wire 107 is used to uniformly cool the entire wafer mounting table 10 by the cooling head 7a, the lower plate 102, and the lower plate 1.
Each end of each member of 02 and the upper plate 103 is fixed and a plurality of members are arranged. The copper braided wire 107 also functions to absorb the vibration of the refrigerator 7 together with the bellows 11 and 12.

第1図及び第2図において模式的に示した符号13は、4
本の固定ロッド104のうち測定室4内に臨んでいる部分
の周囲に掛け渡し巻回した表面に金属薄膜層が形成され
てなるシート状シールド部材であり、冷却効率を上げる
ために配設される。このシート状シールド部材13として
は、例えばデュポン社製のカプトン(商標名)等のアル
ミ蒸着シートを用いることができる。なお、巻回する際
には、載置台10の半導体ウエハが挿入される部分及びプ
ローバ針が挿入される上プレート103の窓部103aが開口
するように巻回することはもちろんである。
Reference numeral 13 schematically shown in FIGS. 1 and 2 is 4
A sheet-shaped shield member in which a metal thin film layer is formed on the surface of the fixed rod 104 of the book, which is wound around the portion facing the measurement chamber 4 and wound, and is arranged to improve cooling efficiency. It As the sheet-like shield member 13, for example, an aluminum vapor-deposited sheet such as Kapton (trade name) manufactured by DuPont can be used. It should be noted that, of course, the winding is performed so that the portion of the mounting table 10 into which the semiconductor wafer is inserted and the window portion 103a of the upper plate 103 into which the prober needle is inserted are opened.

測定室4には、上記した冷却ヘッド7a及び載置台10の
他、プローバ(図示せず)が配設されている。このプロ
ーバは従来公知のものでよく、例えば、可動アームによ
りX-Y-Z方向に移動可能なステージと、該ステージに取
付けられたプローブ針とを有して構成されるものを用い
ることができる。すなわち、測定の際には待機位置から
XまたはY方向に移動して、ウエハ載置台10の直上位
置、すなわち、上記した上プレート103の窓部103aの上
方に至った後、Z方向すなわち上下方向に移動してプロ
ーブ針が該窓部103aから挿入せしめられ、半導体ウエハ
と接触し、その電気的特性を測定する構成のものであ
る。
In the measurement chamber 4, in addition to the cooling head 7a and the mounting table 10 described above, a prober (not shown) is arranged. This prober may be a conventionally known one, and for example, a prober having a stage movable in the XYZ directions by a movable arm and a probe needle attached to the stage can be used. That is, at the time of measurement, after moving from the standby position in the X or Y direction to a position directly above the wafer mounting table 10, that is, above the window portion 103a of the above-described upper plate 103, the Z direction, that is, the vertical direction. The probe needle is moved to the position of the window portion 103a to be inserted into the window portion 103a, and the probe needle is brought into contact with the semiconductor wafer to measure its electrical characteristics.

機械室8には、冷凍機7の他に2つの真空装置が配設さ
れている。一方はロータリーポンプ14であり、図示しな
い配管により予備室2と測定室4のそれぞれに連通さ
れ、各室2,4を大気圧から所定の真空度にするために配
設される。
In the machine room 8, two vacuum devices are arranged in addition to the refrigerator 7. One is a rotary pump 14, which is connected to each of the preliminary chamber 2 and the measurement chamber 4 by a pipe (not shown), and is arranged to bring the chambers 2 and 4 from atmospheric pressure to a predetermined vacuum degree.

他方はターボポンプ15であり、ロータリーポンプ14によ
り所定の真空度となった測定室4内を測定に適したさら
に高い真空度とするために配設される。このターボポン
プ15は、配管部15aの中途にゲートバルブ16が配設され
ており、該ゲートバルブ16を開閉することにより、測定
室4内を真空引きできるものである。なお、このターボ
ポンプ15は配管部15a先端に突設したフランジ(図示せ
ず)が、隔壁6に形成した取付け孔(図示せず)に固定
せしめられて配設されている。
The other is a turbo pump 15, which is arranged in order to make the inside of the measuring chamber 4, which has been brought to a predetermined vacuum degree by the rotary pump 14, to a higher vacuum degree suitable for measurement. In this turbo pump 15, a gate valve 16 is arranged in the middle of the piping portion 15a, and the inside of the measurement chamber 4 can be evacuated by opening and closing the gate valve 16. The turbo pump 15 is provided with a flange (not shown) protruding from the end of the pipe portion 15a fixed to a mounting hole (not shown) formed in the partition wall 6.

本実施例の連続式ウエハ冷却装置1は次のように使用さ
れる。
The continuous wafer cooling device 1 of this embodiment is used as follows.

まず、蓋体22を第1図に示すように上方に摺動させて開
放し、ウエハ出入れ口から試験すべき半導体ウエハAを
アクチュエータ3のアーム33にセットする。次に、蓋体
22を閉め、ロータリーポンプ14を作動させ、予備室2及
び測定室4内を所定の真空度にする。そして、エクチュ
エータ3を作動させ、ロッド32を伸張させてアーム33を
載置台10の下プレート102上方まで移動させる。このと
き、予めゲートバルブ5は開状態にしておく。
First, the lid 22 is slid upward and opened as shown in FIG. 1, and the semiconductor wafer A to be tested is set on the arm 33 of the actuator 3 from the wafer loading / unloading port. Next, the lid
22 is closed and the rotary pump 14 is operated to bring the interiors of the preliminary chamber 2 and the measurement chamber 4 to a predetermined degree of vacuum. Then, the actuator 3 is operated, the rod 32 is extended, and the arm 33 is moved to above the lower plate 102 of the mounting table 10. At this time, the gate valve 5 is opened in advance.

載置台10の下プレート102上方までアーム33を移動させ
た後、可動ロッド105を駆動して上プレート103のクラン
プ部103aにより該アーム33上から半導体ウエハAをすく
い上げるように持ち上げる。そして、アーム33を載置台
10の下プレート102上方から予備室2側に後退移動さ
せ、ウエハ出入れ口付近の原位置に待機させる。一方、
上プレート103は半導体ウエハAをすくい上げた後下降
し、該半導体ウエハAを下プレート102の絶縁用板部材1
02b上に載置する。
After moving the arm 33 above the lower plate 102 of the mounting table 10, the movable rod 105 is driven to lift the semiconductor wafer A from above the arm 33 by the clamp portion 103a of the upper plate 103. Then, mount the arm 33 on the mounting table.
10 is moved backward from above the lower plate 102 to the side of the auxiliary chamber 2, and is made to stand by at the original position near the wafer loading / unloading port. on the other hand,
The upper plate 103 scoops up the semiconductor wafer A and then descends, and the semiconductor wafer A is lowered to the insulating plate member 1 of the lower plate 102.
Place it on 02b.

しかる後、ゲートバルブ5を閉成方向に作動し、予備室
2と測定室3とを仕切り板52により仕切る。そして、タ
ーボポンプ15を作動させて、測定室4内を測定に適した
高い真空状態にする。なお、冷凍機7は上記した動作を
行なう前にあらかじめ作動させておく。
Thereafter, the gate valve 5 is operated in the closing direction, and the preparatory chamber 2 and the measuring chamber 3 are partitioned by the partition plate 52. Then, the turbo pump 15 is operated to bring the inside of the measurement chamber 4 into a high vacuum state suitable for measurement. In addition, the refrigerator 7 is operated in advance before performing the above-described operation.

測定室4内が所定の温度に達した後、プローバのステー
ジを例えばY方向に移動させ、プローブ針が半導体ウエ
ハAの直上位置となるようにする。次に、該ステージを
Z方向に移動させ、プローブ針を上プレート103の窓部1
03aから挿入して半導体ウエハAに当接し、該半導体ウ
エハAの電気的特性を測定する。
After the temperature inside the measurement chamber 4 reaches a predetermined temperature, the stage of the prober is moved in the Y direction, for example, so that the probe needle is located directly above the semiconductor wafer A. Next, the stage is moved in the Z direction and the probe needle is moved to the window portion 1 of the upper plate 103.
It is inserted from 03a and brought into contact with the semiconductor wafer A, and the electrical characteristics of the semiconductor wafer A are measured.

このとき、本実施例においては載置台10を支持する固定
ロッド104及び可動ロッド105がベローズ11,12を介して
配設されているため、冷凍機7の振動を緩和することが
でき、正確な測定が行なわれる。また、銅編み線107に
より冷却ヘッド7と載置台10の所定個所とが連結されて
いるため、半導体ウエハA全体を均一に冷凍することが
できると共に、該銅編み線107によっても振動吸収が行
なわれる。さらに、シート状シールド部材13が配設され
ているため、従来と比較して冷却時間を短縮することが
できる。
At this time, in the present embodiment, since the fixed rod 104 and the movable rod 105 that support the mounting table 10 are arranged via the bellows 11 and 12, it is possible to reduce the vibration of the refrigerator 7 and to accurately The measurement is taken. Further, since the cooling head 7 and the predetermined portion of the mounting table 10 are connected by the copper braid 107, the entire semiconductor wafer A can be frozen uniformly, and the copper braid 107 also absorbs vibration. Be done. Further, since the sheet-shaped shield member 13 is provided, the cooling time can be shortened as compared with the conventional case.

測定後は、ゲートバルブ5の仕切り板52を開方向に移動
させると共に、上記アクチュエータ3を作動させアーム
33を載置台10まで再び前進移動させる。そして、上プレ
ート103のクランプ部103aによって持ち上げられている
半導体ウエハAを該アーム33上に載せ、ロッド32を後退
させて該アーム33を原位置まで復帰させる。と同時に、
ゲートバルブ5を閉成動作する。
After the measurement, the partition plate 52 of the gate valve 5 is moved in the opening direction and the actuator 3 is operated to move the arm.
33 is moved forward to the mounting table 10 again. Then, the semiconductor wafer A lifted by the clamp portion 103a of the upper plate 103 is placed on the arm 33, and the rod 32 is retracted to return the arm 33 to the original position. At the same time
The gate valve 5 is closed.

アーム33が原位置に復帰した後、蓋体22を開け、測定済
の半導体ウエハAを取り出し、次の試験すべき半導体ウ
エハAをアーム33上に載せて、上記した動作を繰り返
す。
After the arm 33 returns to the original position, the lid 22 is opened, the measured semiconductor wafer A is taken out, the next semiconductor wafer A to be tested is placed on the arm 33, and the above operation is repeated.

測定室4と予備室2とはゲートバルブ5により仕切られ
ているので、半導体ウエハAの交換により、予備室2内
が大気圧になっても、測定室4内は、常時、真空状態に
維持されており、載置台10も低温状態に維持されてい
る。
Since the measurement chamber 4 and the preliminary chamber 2 are partitioned by the gate valve 5, even if the inside of the preliminary chamber 2 becomes atmospheric pressure due to the exchange of the semiconductor wafer A, the inside of the measurement chamber 4 is always maintained in a vacuum state. The mounting table 10 is also maintained at a low temperature.

[発明の効果] 本発明の連続式ウエハ冷却装置によれば、測定室内を常
に真空状態に、また、載置台を低温状態に維持しておく
ことができる構造であるため、従来のように、冷却・昇
温工程を繰り返す必要がなく、連続測定する際の測定時
間を従来と比較して著しく短縮することができる。
[Advantages of the Invention] According to the continuous wafer cooling device of the present invention, since the measurement chamber is always kept in a vacuum state and the mounting table is kept in a low temperature state, Since it is not necessary to repeat the cooling / heating process, the measurement time for continuous measurement can be significantly shortened as compared with the conventional method.

また、測定室内における半導体ウエハ載置台を、ベロー
ズを介して支持すると共に、冷凍機に対して銅編み線に
より連結したため、効率のよい冷却を行なうことができ
る。また、冷凍機の振動を吸収することができるため、
半導体ウエハの電気的特性を正確に測定することができ
る。
Further, since the semiconductor wafer mounting table in the measurement chamber is supported via the bellows and is connected to the refrigerator by the copper braiding wire, efficient cooling can be performed. Also, because it is possible to absorb the vibration of the refrigerator,
The electrical characteristics of the semiconductor wafer can be accurately measured.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

第1図は本発明の連続式ウエハ冷却装置の一実施例を模
式的に示した縦断面図である。第2図は第1図II-II線
矢視図である。第3図は予備室の構造を示す図であり、
(a)は平面図、(b)は背面図、(c)は側面図、
(d)は正面図、である。第4図はゲートバルブを示す
斜視図である。第5図は半導体ウエハ載置台及び冷却ヘ
ッドの配設関係を示す斜視図である。 1……連続式ウエハ冷却装置 2……予備室 3……アクチュエータ 4……測定室 5,16……ゲートバルブ 6……隔壁 7……冷凍機 8……機械室 10……半導体ウエハ載置台 11,12……ベローズ 13……シート状シールド部材 14……ロータリーポンプ 15……ターボポンプ 17……固定シャフト
FIG. 1 is a vertical sectional view schematically showing an embodiment of a continuous type wafer cooling device of the present invention. FIG. 2 is a view taken along the line II-II in FIG. FIG. 3 is a view showing the structure of the preliminary chamber,
(A) is a plan view, (b) is a rear view, (c) is a side view,
(D) is a front view. FIG. 4 is a perspective view showing a gate valve. FIG. 5 is a perspective view showing the arrangement relationship between the semiconductor wafer mounting table and the cooling head. 1 …… Continuous wafer cooling device 2 …… Spare room 3 …… Actuator 4 …… Measuring room 5,16 …… Gate valve 6 …… Differential partition 7 …… Refrigerator 8 …… Machine room 10 …… Semiconductor wafer mounting table 11,12 …… Bellows 13 …… Sheet-shaped shield member 14 …… Rotary pump 15 …… Turbo pump 17 …… Fixed shaft

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】試験すべき半導体ウエハの載置台を内蔵
し、プローバにより該半導体ウエハの電気的特性を測定
する連続式ウエハ冷却装置において、 半導体ウエハ出入れ口を有する予備室と、該出入れ口か
ら挿入された半導体ウエハを保持し、該半導体ウエハを
搬送可能なアームを有するアクチュエータと、 任意の不動部に対しベローズを介して連結された固定ロ
ッドに支持されると共に冷却ヘッド上方に配設される基
台と、半導体ウエハ載置部を有すると共に該基台上に配
設される下プレートと、クランプ部を有すると共に、任
意の不動部に対しベローズを介して上下動可能に連結配
設された可動ロッドに支持され、搬送されてきた半導体
ウエハをクランプ部によりアーム上から前記下プレート
の載置部に載置可能な上プレートと、を有する半導体ウ
エハ載置台と、 該半導体ウエハ載置台が収容されると共に、該予備室と
ゲートバルブを介して隣接して設けられた測定室と、 該測定室内に冷却ヘッドが臨んで配設される冷凍機と、 該冷凍機の冷却ヘッドと半導体ウエハ載置台とを接続す
る伝熱体である銅編み線と、 前記予備室と測定室を真空とすることができる真空装置
と、 を有し、測定室を常時真空に維持することにより、半導
体ウエハの低温試験を連続して行ない得るように設けた
ことを特徴とする連続式ウエハ冷却装置。
1. A continuous wafer cooling device having a mounting table for a semiconductor wafer to be tested built therein and measuring the electrical characteristics of the semiconductor wafer by a prober, the auxiliary chamber having a semiconductor wafer loading / unloading port, and the loading / unloading chamber. An actuator having an arm capable of holding the semiconductor wafer inserted through the mouth and carrying the semiconductor wafer, and a fixed rod connected to an arbitrary immovable portion through a bellows are supported and arranged above the cooling head. And a lower plate which has a semiconductor wafer mounting portion and is arranged on the base, and a clamp portion, which is connected to an arbitrary immovable portion through a bellows so as to be vertically movable. An upper plate that is supported by the movable rod that has been transferred and that can carry the transferred semiconductor wafer from the upper part of the arm to the mounting part of the lower plate by a clamp part. A semiconductor wafer mounting table, a measurement chamber that accommodates the semiconductor wafer mounting table and is provided adjacent to the preliminary chamber via a gate valve, and a refrigeration in which a cooling head faces the measurement chamber. Machine, a copper braiding wire that is a heat transfer body that connects the cooling head of the refrigerator and the semiconductor wafer mounting table, and a vacuum device that can evacuate the preliminary chamber and the measurement chamber. A continuous-type wafer cooling device, which is provided so that a low-temperature test of semiconductor wafers can be continuously performed by constantly maintaining a vacuum chamber.
【請求項2】表面に金属薄膜層が形成されてなるシート
状シールド部材を、少なくとも前記固定ロッド間に掛け
渡し巻回することにより、前記冷却ヘッドを取り囲むよ
うに配設してなる請求項1記載の連続式ウエハ冷却装
置。
2. A sheet-shaped shield member having a metal thin film layer formed on the surface thereof is wound around at least the fixed rods and wound around the fixed rod so as to surround the cooling head. The continuous wafer cooling device described.
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