KR101370235B1 - Mounting device - Google Patents

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KR101370235B1
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히로시 야마다
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도쿄엘렉트론가부시키가이샤
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Abstract

탑재 장치에 있어서, 피처리체에 소정의 처리를 실시하기 위해 상기 피처리체를 탑재하는 탑재체와, 상기 탑재체를 거쳐서 상기 피처리체를 냉각하는 냉각 기구를 포함하고, 상기 냉각 기구는 상기 탑재체의 하면에 마련된 열교환기와, 상기 열교환기의 열 매체로부터 흡열하는 흡열부를 갖는 냉각 장치를 구비하고, 상기 냉각 장치는 상기 흡열부를 거쳐서 상기 열교환기에 고정되어 있는 탑재 장치를 제공한다.A mounting apparatus, comprising: a mounting body for mounting the target object to perform a predetermined treatment on the target object; and a cooling mechanism for cooling the target object via the mounting body, wherein the cooling mechanism is provided on the lower surface of the mounting body. It provides a heat exchanger and a cooling apparatus which has a heat absorption part which absorbs heat from the heat medium of the said heat exchanger, The said cooling device provides the mounting apparatus fixed to the heat exchanger via the said heat absorption part.

Description

탑재 장치{MOUNTING DEVICE}Payload device {MOUNTING DEVICE}

본 발명은 반도체 웨이퍼 등의 피처리체를 저온에서 처리할 때에, 피처리체를 소정의 온도로 냉각하는 냉각 기구를 구비한 탑재 장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는, 냉각 기구를 간소화해서 저비용화할 수 있는 탑재 장치에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a mounting apparatus having a cooling mechanism that cools a target object to a predetermined temperature when processing a target object such as a semiconductor wafer at a low temperature. More specifically, the cooling mechanism can be simplified and reduced in cost. It relates to a payload device.

종래에, 탑재 장치가 반도체 제조 분야에서 각종 처리 장치에 이용되고 있다. 여기서는 반도체 웨이퍼의 전기적 특성 검사를 실행하는 검사 장치에 이용되는 탑재 장치를 예로 들어 설명한다. Background Art Conventionally, mounting devices have been used in various processing devices in the semiconductor manufacturing field. Here, the mounting apparatus used for the inspection apparatus which performs the electrical characteristic inspection of a semiconductor wafer is demonstrated as an example.

종래의 검사 장치(E)는, 예를 들면, 도 4에 나타내는 바와 같이, 반도체 웨이퍼(W)를 반송하는 로더실(L)(loader chamber)과, 로더실(L)로부터 반송된 반도체 웨이퍼(W)의 전기적 특성 검사를 실행하는 프로버실(P)(pbober chamber)과, 제어 장치(도시하지 않음)를 구비하고, 제어 장치의 제어 하에서, 반도체 웨이퍼(W)를 로더실(L)로부터 프로버실(P)에 반송하고, 프로버실(P) 내에서 반도체 웨이퍼(W)의 전기적 특성 검사를 실행한 후, 반도체 웨이퍼(W)를 원위치로 되돌리도록 구성되어 있다. The conventional inspection apparatus E is, for example, as shown in FIG. 4, the loader chamber L (loader chamber) for conveying the semiconductor wafer W and the semiconductor wafer (referred to from the loader chamber L ( A probe chamber P (pbober chamber) for conducting the electrical characteristic inspection of W) and a control device (not shown) are provided, and the semiconductor wafer W is transferred from the loader chamber L under the control of the control device. It is configured to return the semiconductor wafer W to its original position after conveying it to the chamber P and performing electrical property inspection of the semiconductor wafer W in the probe chamber P.

프로버실(P)은 도 4에 나타내는 바와 같이, 반도체 웨이퍼(W)를 탑재하고 온도 조절 가능한 웨이퍼 척(1)과, 웨이퍼 척(1)을 X, Y방향으로 이동시키는 XY테이블(2)과, 이 XY테이블(2)을 통해 이동하는 웨이퍼 척(1)의 위쪽에 배치된 프로브 카드(3)와, 프로브 카드(3)의 복수의 프로브(3A)와 웨이퍼 척(1) 상의 반도체 웨이퍼(W)의 복수의 전극 패드를 정확하게 정렬하는 정렬 기구(4)를 구비하고 있다. As shown in FIG. 4, the prober P includes a wafer chuck 1 on which a semiconductor wafer W is mounted and temperature adjustable, an XY table 2 for moving the wafer chuck 1 in the X and Y directions; And a probe card 3 disposed above the wafer chuck 1 moving through the XY table 2, a plurality of probes 3A of the probe card 3, and a semiconductor wafer on the wafer chuck 1 ( An alignment mechanism 4 for accurately aligning the plurality of electrode pads of W) is provided.

또한, 도 4에 나타내는 바와 같이 프로버실(P)의 헤드 플레이트(5)에는 테스터의 테스트 헤드(T)가 선회 가능하게 배치되고, 테스트 헤드(T)와 프로브 카드(3)는 퍼포먼스 보드(도시하지 않음)를 거쳐서 전기적으로 접속되어 있다. 그리고, 웨이퍼 척(1) 상의 반도체 웨이퍼(W)의 검사 온도를, 예를 들면, 저온 영역 또는 고온 영역으로 설정하고, 테스터로부터의 신호를 테스트 헤드(T)를 거쳐서 프로브(3A)에 송신하는 반도체 웨이퍼(W)의 전기적 특성 검사를 실행한다. 4, the test head T of the tester is pivotally arranged on the head plate 5 of the prober chamber P, and the test head T and the probe card 3 are performance boards (not shown). Not connected). Then, the inspection temperature of the semiconductor wafer W on the wafer chuck 1 is set to, for example, a low temperature region or a high temperature region, and the signal from the tester is transmitted to the probe 3A via the test head T. The electrical characteristic inspection of the semiconductor wafer W is performed.

반도체 웨이퍼(W)의 저온 검사를 행하는 경우에는 일반적으로 도 5에 나타내는 바와 같이 웨이퍼 척(1)에 연결된 냉각 장치(6)에 의해서 냉매를 냉각하고, 그 냉매를 웨이퍼 척(1) 내의 냉매통로를 거쳐서 순환시켜 반도체 웨이퍼(W)를, 예를 들면, -수십℃의 저온 영역까지 냉각한다. 냉각 장치(6)로서는, 예를 들면, 본 출원인이 하기 특허 문헌에서 제안한 냉각 가열 장치가 있다. 이 냉각 가열 장치(6)는, 예를 들면, 도 5에 나타내는 바와 같이, 냉매를 저장하는 냉매 탱크(61)와, 웨이퍼 척(1)과 냉매 탱크(61)의 사이에서 냉매가 제 1 펌프(62A)를 통해 순환하는 제 1 냉매 순환로(62)와, 냉매 탱크(61)의 냉매가 제 2 펌프(63A)를 통해 순환하는 제 2 냉매 순환로(63)와, 냉매 탱크(61) 내의 냉매의 온도를 검출하는 온도 센서(61A)와, 온도 센서(61A)의 검출값에 따라 작동하는 온도 조절기(64)와, 온도 조절기(64)로부터의 신호에 따라 작동하는 열기관 구동용 인버터(이하, 간단히 "인버터"라 함)(65)와, 인버터(65)로부터의 신호에 따라 구동하는 스터링 열기관(Stirling engine)(66)(도 2 참조)을 구비하고, 스터링 열기관(66)에 의해서 제 2 냉매 순환로(63)를 통과하는 냉매를 가열 또는 냉각하도록 구성되어 있다. When the low temperature inspection of the semiconductor wafer W is performed, as shown in FIG. 5, the coolant is generally cooled by the cooling device 6 connected to the wafer chuck 1, and the coolant is passed through the coolant passage in the wafer chuck 1. The semiconductor wafer W is cooled to a low temperature region of, for example, several tens of degrees Celsius by circulating through. As the cooling apparatus 6, there exists the cooling heating apparatus which the applicant proposed by the following patent document, for example. For example, as shown in FIG. 5, the cooling heating device 6 includes a first pump for cooling the refrigerant between the refrigerant tank 61 storing the refrigerant and the wafer chuck 1 and the refrigerant tank 61. The first refrigerant circulation path 62 circulating through the 62A, the second refrigerant circulation path 63 in which the refrigerant in the refrigerant tank 61 circulates through the second pump 63A, and the refrigerant in the refrigerant tank 61. A temperature sensor 61A for detecting the temperature of the temperature, a temperature controller 64 operating in accordance with the detected value of the temperature sensor 61A, and a heat engine drive inverter operating in accordance with a signal from the temperature controller 64 (hereinafter, And a Stirling engine 66 (see FIG. 2) for driving in response to a signal from the inverter 65, the second being driven by the Stirling heat engine 66. It is comprised so that the refrigerant | coolant which passes through the refrigerant | coolant circulation path 63 may be heated or cooled.

냉각 가열 장치(6)를 이용해서 냉매를 냉각하는 경우에는 냉매 탱크(61) 내의 냉매가 제 1 펌프(62A)의 작용으로 제 1 냉매 순환로(62)와 웨이퍼 척(1)의 사이를 순환해서 웨이퍼 척(1)을 냉각한다. 그 동안에 냉매 탱크(61)로 되돌아간 냉매의 온도는 상승한다. 온도 센서(61A)가 냉매 탱크(61) 내의 냉매의 온도를 검출하고, 검출 신호를 온도 조절기(64)에 송신한다. 온도 조절기(64)에서는 미리 설정된 설정 온도와 검출 온도를 비교하고, 그 온도차에 따라 인버터(65)를 구동시킨다. 인버터(65)는 온도 조절기(64)로부터의 지령 신호에 따라 소정의 주파수로 스터링 열기관(66)을 구동한다. 스터링 열기관(66)은 제 2 펌프(63A)의 작용으로 제 2 냉매 순환로(63)를 순환하는 냉매를 열교환기(67)에 있어서 냉각한다. 이와 같이 도 5에 나타내는 냉각 가열 장치(6)는 밸브류를 사용하지 않고 배관 구조가 간소화되어 있기 때문에, 고장이 적고 소비 전력을 삭감할 수 있는 등의 이점이 있다. When cooling the refrigerant using the cooling heating device 6, the refrigerant in the refrigerant tank 61 circulates between the first refrigerant circulation path 62 and the wafer chuck 1 by the action of the first pump 62A. The wafer chuck 1 is cooled. In the meantime, the temperature of the refrigerant returned to the refrigerant tank 61 rises. The temperature sensor 61A detects the temperature of the coolant in the coolant tank 61 and transmits a detection signal to the temperature controller 64. The temperature controller 64 compares the preset set temperature with the detected temperature, and drives the inverter 65 according to the temperature difference. The inverter 65 drives the Stirling heat engine 66 at a predetermined frequency in accordance with the command signal from the temperature controller 64. The stirling heat engine 66 cools the refrigerant circulating in the second refrigerant circulation path 63 in the heat exchanger 67 under the action of the second pump 63A. Thus, since the piping structure of the cooling heating apparatus 6 shown in FIG. 5 is simplified without using valves, there are advantages such as fewer failures and reduced power consumption.

일본 특허 공개 공보 제2007-240035호Japanese Patent Laid-Open No. 2007-240035

그러나, 도 5에 나타내는 웨이퍼 척(1)의 냉각 가열 장치(6)를 이용하는 탑재 장치의 경우에는 냉매 탱크(61), 제 1 및 제 2 냉매 순환로(62, 63), 제 1 및 제 2 펌프(62A, 63A), 및 스터링 열기관(66) 등을 설치하기 위한 공간이 필요하고, 탑재 장치에 이용하는 냉각 장치로서 공간 절약화에는 문제가 있었다. However, in the case of the mounting apparatus using the cooling heating device 6 of the wafer chuck 1 shown in FIG. 5, the refrigerant tank 61, the first and second refrigerant circulation paths 62 and 63, and the first and second pumps are provided. Spaces for installing the 62A, 63A, the Stirling heat engine 66, and the like are required, and there is a problem in space saving as the cooling device used for the mounting apparatus.

본 발명은 상기 과제를 해결하기 위해 이루어진 것으로써, 탑재체 상에 탑재되는 반도체 웨이퍼 등의 피처리체를 냉각하는 냉각 기구의 공간 절약화 및 저비용화를 실현할 수 있는 탑재 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
This invention is made | formed in order to solve the said subject, Comprising: It aims at providing the mounting apparatus which can realize space saving and cost reduction of the cooling mechanism which cools the to-be-processed object, such as a semiconductor wafer mounted on a mounting body.

본 발명의 일 형태에 따르면, 탑재 장치에 있어서, 피처리체에 소정의 처리를 실시하기 위해 상기 피처리체를 탑재하는 탑재체와, 상기 탑재체를 거쳐서 상기 피처리체를 냉각하는 냉각 기구를 포함하고, 상기 냉각 기구는 상기 탑재체의 하면에 마련된 열교환기와, 상기 열교환기의 열 매체로부터 흡열하는 흡열부를 갖는 냉각 장치를 구비하고, 상기 냉각 장치는 상기 흡열부를 거쳐서 상기 열교환기에 고정되어 있는 것을 특징으로 하는 탑재 장치가 제공된다. According to one embodiment of the present invention, a mounting apparatus includes a mounting body on which the target object is mounted in order to perform a predetermined treatment on the target object, and a cooling mechanism for cooling the target object via the mounting body. The mechanism includes a cooling device having a heat exchanger provided on a lower surface of the mounting body and an endothermic portion that absorbs heat from the heat medium of the heat exchanger, and the cooling apparatus is fixed to the heat exchanger via the endothermic portion. Is provided.

바람직하게, 상기 냉각 장치는 스터링 쿨러로서 구성된다.Preferably the cooling device is configured as a Stirling cooler.

또한, 상기 열 매체가 금속으로 형성될 수 있다.In addition, the thermal medium may be formed of a metal.

상기 탑재 장치는 상기 탑재체를 외주연부에서 지지하는 지지체와, 상기 지지체를 승강시키는 승강 기구를 더 포함하는 것이 바람직하다. It is preferable that the mounting apparatus further includes a support for supporting the mounting body at an outer circumferential portion, and a lifting mechanism for lifting the support.

바람직하게, 상기 승강 기구는 실린더 기구로서 구성된다.Preferably, the lifting mechanism is configured as a cylinder mechanism.

또한, 상기 피처리체가 전기적 특성 검사를 받는 피검사체일 수 있다.
In addition, the object to be treated may be a subject under test for electrical properties.

본 발명에 따르면, 탑재체 상에 탑재되는 피처리체를 냉각하는 냉각 기구의 공간 절약화 및 저비용화를 실현할 수 있는 탑재 장치를 제공할 수 있다. According to the present invention, it is possible to provide a mounting apparatus capable of realizing space saving and low cost of a cooling mechanism for cooling an object to be mounted on a mounting body.

도 1은 본 발명의 탑재 장치의 일 실시형태를 나타내는 단면도이다.
도 2는 도 1에 나타내는 탑재 장치에 적용되는 냉각 장치를 나타내는 모식도이다.
도 3은 본 발명의 탑재 장치의 다른 실시형태를 나타내는 단면도이다.
도 4는 종래의 탑재 장치를 구비한 검사 장치의 내부 구조를 나타내는 도면이다.
도 5는 도 4에 나타내는 검사 장치에 이용되는 탑재 장치의 일예를 나타내는 구성도이다. BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS It is sectional drawing which shows one Embodiment of the mounting apparatus of this invention.
FIG. 2: is a schematic diagram which shows the cooling device applied to the mounting apparatus shown in FIG.
3 is a cross-sectional view showing another embodiment of the mounting apparatus of the present invention.
It is a figure which shows the internal structure of the inspection apparatus provided with the conventional mounting apparatus.
FIG. 5: is a block diagram which shows an example of the mounting apparatus used for the inspection apparatus shown in FIG.

이하, 도 1 내지 도 3에 나타내는 실시형태에 따라 본 발명을 설명한다. EMBODIMENT OF THE INVENTION Hereinafter, this invention is demonstrated according to embodiment shown to FIG.

본 실시형태의 탑재 장치(10)는, 예를 들면, 도 1에 나타내는 바와 같이, 반도체 웨이퍼(W)를 탑재하는 탑재체(웨이퍼 척)(11)와, 이 웨이퍼 척(11)을 거쳐서 반도체 웨이퍼(W)를 냉각하는 냉각 기구(12)와, 웨이퍼 척(11)을 외주연에서 지지하는 지지체(13)와, 지지체(13)를 기대(base)(14) 상에서 복수의 개소에서 승강 가능하게 지지하는 승강 기구(15)를 구비한다. 이 승강 기구(15)는, 예를 들면, 실린더 기구로 구성될 수 있지만, 이에 한정되지 않는다. 탑재 장치(10)는, 예를 들면, 반도체 웨이퍼(W)의 전기적 특성 검사를 실행하는 검사 장치에 적용하도록 구성되어 있다. For example, as shown in FIG. 1, the mounting apparatus 10 of the present embodiment passes through a mounting body (wafer chuck) 11 on which the semiconductor wafer W is mounted, and a semiconductor wafer via the wafer chuck 11. The cooling mechanism 12 for cooling (W), the support 13 for supporting the wafer chuck 11 at the outer circumference, and the support 13 can be lifted at a plurality of locations on the base 14. A lifting mechanism 15 for supporting is provided. The lifting mechanism 15 may be constituted by, for example, a cylinder mechanism, but is not limited thereto. The mounting apparatus 10 is comprised so that it may be applied to the inspection apparatus which performs the electrical characteristic inspection of the semiconductor wafer W, for example.

웨이퍼 척(11)의 위쪽에는 프로브 카드(20)가 마련되어 있다. 이 프로브 카드(20)는 카드 홀더(20A)를 거쳐서 검사 장치의 프로버실의 상면을 형성하는 헤드 플레이트(30)에 장착되어 있다. 프로버실(prober chamber) 내에는 정렬 기구(도시하지 않음)가 마련되고, 정렬 기구를 거쳐서 웨이퍼 척(11) 상의 반도체 웨이퍼(W)와 프로브 카드(20)의 프로브(21)의 정렬이 실행된다. The probe card 20 is provided above the wafer chuck 11. The probe card 20 is attached to the head plate 30 which forms the upper surface of the prober chamber of the inspection apparatus via the card holder 20A. An alignment mechanism (not shown) is provided in the probe chamber, and the semiconductor wafer W on the wafer chuck 11 and the probe 21 of the probe card 20 are executed through the alignment mechanism. .

반도체 웨이퍼(W)의 저온 검사를 실행하는 경우에는 웨이퍼 척(11)상의 반도체 웨이퍼(W)는 냉각 기구(12)에 의해서, 예를 들면, -수십℃의 저온 영역의 소정의 온도까지 냉각된다. 반도체 웨이퍼(W)가 냉각되는 동안에, 웨이퍼 척(11) 상의 반도체 웨이퍼(W)는 정렬 기구를 거쳐서 전극 패드와 프로브 카드(20)의 프로브(21)의 정렬이 실행되고, 그 후, 웨이퍼 척(11)이 승강 기구(15)를 통해 상승하고, 반도체 웨이퍼(W)의 복수의 전극 패드와 프로브 카드(20)의 모든 프로브(21)가 일괄해서 전기적으로 접촉하여 반도체 웨이퍼(W)에 형성된 복수의 디바이스의 전기적 특성 검사가 소정의 저온에서 실행된다. When the low temperature inspection of the semiconductor wafer W is executed, the semiconductor wafer W on the wafer chuck 11 is cooled by the cooling mechanism 12 to a predetermined temperature in a low temperature region of, for example, several tens of degrees Celsius. . While the semiconductor wafer W is cooled, the semiconductor wafer W on the wafer chuck 11 is aligned with the electrode pad and the probe 21 of the probe card 20 via an alignment mechanism, and thereafter, the wafer chuck 11 is lifted up through the lifting mechanism 15, and a plurality of electrode pads of the semiconductor wafer W and all the probes 21 of the probe card 20 are brought into electrical contact with each other to be formed on the semiconductor wafer W. The electrical property inspection of the plurality of devices is performed at a predetermined low temperature.

그리고, 냉각 기구(12)는 도 1에 나타내는 바와 같이, 웨이퍼 척(11)의 하면 중앙부에 마련된 열교환기(121)와, 열교환기(121)의 측면으로부터 내부에 삽입되는 흡열부(122A)를 갖는 냉각 장치(122)를 구비하고, 냉각 장치(122)는 흡열부(122A)를 거쳐서 열교환기(121)의 측면에 횡방향으로 고정되어 있다. 열교환기(121)는 열 매체(121A)와, 열 매체(121A)를 수납하는 하우징체(121B)를 갖고 있다. 열 매체(121A)는 열전도성이 우수한 금속 등으로 형성되고, 하우징체(121B)는 단열 재료로 형성되어 있다. 냉각 장치(122)는 도 1에 나타내는 바와 같이, 흡열부(122A)와, 흡열부(122A)의 횡방향으로 연장 설치된 구동부(122B)를 가지며, 흡열부(122A)와 구동부(122B)가 한 하우징 내에 일체로 마련 되어 있다. As shown in FIG. 1, the cooling mechanism 12 includes a heat exchanger 121 provided at the center of the lower surface of the wafer chuck 11 and a heat absorbing portion 122A inserted therein from the side surface of the heat exchanger 121. The cooling device 122 which has is provided, and the cooling device 122 is fixed to the side surface of the heat exchanger 121 transversely through the heat absorbing part 122A. The heat exchanger 121 has a heat medium 121A and a housing body 121B for storing the heat medium 121A. The thermal medium 121A is made of a metal having excellent thermal conductivity, and the housing body 121B is made of a heat insulating material. As shown in FIG. 1, the cooling device 122 has a heat absorbing portion 122A and a driving portion 122B extending in the lateral direction of the heat absorbing portion 122A, and the heat absorbing portion 122A and the driving portion 122B are provided. It is provided integrally in the housing.

다음으로, 냉각 장치(122)에 대해 도 2를 참조하면서 설명한다. 흡열부(122A)는 도 2에 나타낸 바와 같이, 제 1 실린더(122C)와, 제 1 실린더(122Ｃ) 내에 왕복 이동 가능하게 배치된 디스플레이서(displacer)(122D)와, 제 1 실린더(122C)의 외주면에 배치된 재생기(122E)와, 이들을 수납하는 제 1 하우징부(122F)를 갖고, 제 1 하우징부(122F) 내에는 작동 가스가 주입되어 있다. 구동부(122B)는 도 2에 나타낸 바와 같이, 제 1 실린더(122C)의 바로 아래에 배치된 제 2 실린더(122G)와, 제 2 실린더(122Ｇ) 내에 왕복 이동 가능하게 배치된 피스톤(122H)과, 피스톤(122H)을 왕복 이동시키는 구동 기구(122I)와, 이들을 수납하는 제 2 하우징부(122J)를 갖고, 제 2 하우징부(122J) 내에서 피스톤(122H)이 구동 기구(122I)를 통해 제 2 실린더(122Ｇ) 내에서 왕복 이동하도록 구성되어 있다. 제 1 하우징부(122F)와 제 2 하우징부(122J)는 하우징으로서 일체화되어 있다. 그리고, 제 1 하우징부(122F)와 제 2 하우징부(122J)는 제 2 실린더(122G)의 상측에서 구획되어 있다. 이 냉각 장치(122)에서는 제 1 실린더(122C)와 제 2 실린더(122G)는 동일 외경 및 동일 내경으로 형성되어 있다. 또한, 제 1 실린더(122C)와 제 2 실린더(122G)는 일체화된 것으로써, 흡열부(122A)의 하단부에 연통 구멍이 형성된 것이어도 좋다. Next, the cooling apparatus 122 is demonstrated, referring FIG. As shown in FIG. 2, the heat absorbing portion 122A includes a first cylinder 122C, a displacer 122D disposed reciprocally in the first cylinder 122C, and a first cylinder 122C. It has a regenerator 122E arrange | positioned on the outer peripheral surface of this, and the 1st housing part 122F which accommodates these, The working gas is inject | poured into the 1st housing part 122F. As shown in FIG. 2, the driving unit 122B includes a second cylinder 122G disposed directly below the first cylinder 122C, a piston 122H disposed reciprocally in the second cylinder 122 ', and And a drive mechanism 122I for reciprocating the piston 122H, and a second housing portion 122J for accommodating them, and the piston 122H passes through the drive mechanism 122I in the second housing portion 122J. It is comprised so that reciprocation may be performed in the 2nd cylinder 122Ｇ. The first housing part 122F and the second housing part 122J are integrated as a housing. The first housing part 122F and the second housing part 122J are partitioned from the upper side of the second cylinder 122G. In this cooling device 122, the 1st cylinder 122C and the 2nd cylinder 122G are formed in the same outer diameter and the same inner diameter. In addition, since the 1st cylinder 122C and the 2nd cylinder 122G are integrated, the communication hole may be formed in the lower end part of the heat absorption part 122A.

도 2에 나타내는 바와 같이, 하우징 내에서는 구동 기구(122I)가 구동하고, 피스톤(122H)이 제 2 실린더(122G)를 따라 왕복 이동하고, 그 위쪽의 디스플레이서(122D)가 제 1 실린더(122C) 내에서 피스톤(122H)과 일정한 위상차로 왕복 이동하는 동안에 작동 가스가 재생기(122E)를 거쳐서 화살표로 나타내는 방향으로 왕복 이동하고, 디스플레이서(122D)의 상하에 팽창 공간 및 압축 공간을 각각 형성한다. 팽창 공간에서는 작동 가스의 온도가 저하하여 외부로부터 열을 흡수하고, 압축 공간에서는 작동 가스의 온도가 상승하여 외부로 열을 방출한다. 팽창 공간에서는 흡열 핀(fin)을 통해 열을 흡수하고, 압축 공간에서는 방열 핀을 통해 열을 방출한다. As shown in FIG. 2, the drive mechanism 122I is driven in the housing, the piston 122H reciprocates along the second cylinder 122G, and the displacer 122D above it is the first cylinder 122C. During the reciprocating movement of the piston 122H with a constant phase difference within), the working gas reciprocates through the regenerator 122E in the direction indicated by the arrow, and forms an expansion space and a compression space above and below the displacer 122D, respectively. . In the expansion space, the temperature of the working gas decreases to absorb heat from the outside, and in the compression space, the temperature of the working gas rises to release heat to the outside. In the expansion space, heat is absorbed through the heat absorbing fin, and in the compression space, heat is released through the heat radiation fin.

따라서, 디스플레이서와 피스톤이 제 1 및 제 2 실린더 내에서 일정한 위상차를 갖고 왕복 이동하는 동안에, 작동 가스가 압축과 팽창을 반복하는 스터링 사이클이 실행되고, 흡열부(122A)의 선단부에서 열이 흡수되고, 디스플레이서(122D)와 피스톤(122H)의 사이에서 열이 방출된다. 흡열부(122A)는 도 1에 나타내는 바와 같이 열교환기(121) 내에 삽입되어 있기 때문에, 흡열부(122A)가 열 매체(121A)로부터 열을 흡수하고, 열 매체(121A)를 통해 웨이퍼 척(11)을 냉각하며, 이로써 웨이퍼 척(11) 상의 반도체 웨이퍼(W)를 냉각할 수 있다. Thus, while the displacer and the piston reciprocate with a constant phase difference in the first and second cylinders, a stiring cycle in which the working gas repeats compression and expansion is executed, and heat is absorbed at the tip of the endothermic portion 122A. The heat is released between the displacer 122D and the piston 122H. Since the heat absorbing portion 122A is inserted into the heat exchanger 121 as shown in FIG. 1, the heat absorbing portion 122A absorbs heat from the heat medium 121A and the wafer chuck (through the heat medium 121A). 11) to cool the semiconductor wafer W on the wafer chuck 11.

이와 같이, 본 실시형태에서 이용되는 냉각 기구(12)는 웨이퍼 척(11)의 하면에 바로 부착되어 있기 때문에, 종래와 같이 냉매를 이용하여 웨이퍼 척을 냉각하는 경우에 비해 냉매 탱크, 냉매의 순환 배관, 순환 펌프 등이 생략되고, 각각의 고유 설치 공간이 불필요하게 되어, 냉각 기구(12)의 구조를 매우 간소화할 수 있으며, 대폭적인 비용 삭감을 실현할 수 있다. As described above, since the cooling mechanism 12 used in the present embodiment is directly attached to the lower surface of the wafer chuck 11, the refrigerant tank and the refrigerant circulate as compared to the case where the wafer chuck is cooled using the refrigerant as in the related art. The piping, the circulation pump, and the like are omitted, and each unique installation space is unnecessary, so that the structure of the cooling mechanism 12 can be greatly simplified, and a significant cost reduction can be realized.

도 1에서는 냉각 장치(122)를 열교환기(121)의 측면에 횡방향으로 장착한 경우에 대해 설명했지만, 도 3에 나타내는 바와 같이 냉각 장치(122)를 열교환기(121)의 하면으로부터 종방향으로 장착할 수 있다. 이 경우에는 냉각 장치(122)와 웨이퍼 척(11)의 중심 축이 일치하기 때문에, 탑재 장치(10)가 수평 방향으로 이동할 때에 균형을 잃지 않고 이동할 수 있다. 또한, 냉각 장치(122)는 구동부(122B)가 승강 가이드(16)에 의해서 승강 가능하게 지지되어 있다. In FIG. 1, the case where the cooling device 122 is mounted on the side surface of the heat exchanger 121 in the lateral direction has been described. However, as shown in FIG. Can be mounted. In this case, since the center axes of the cooling device 122 and the wafer chuck 11 coincide, the mounting device 10 can move without losing balance when moving in the horizontal direction. In the cooling device 122, the driving unit 122B is supported by the lifting guide 16 to move up and down.

다음에, 동작에 대해 설명한다. 우선, 반도체 웨이퍼(W)의 전기적 특성 검사를 실행하는 경우에는 미리 탑재 장치(10)의 웨이퍼 척(11)을 냉각 기구(12)에 의해서 냉각한다. 이 때, 냉각 기구(12)에서는 도 2에 나타내는 바와 같이 냉각 장치(122)의 구동부(122B)에 있어서 구동 기구(122I)가 구동해서 피스톤(122H)을 제 2 실린더(122G)를 따라 왕복 이동시킨다. 피스톤(122H)이 왕복 이동하면, 흡열부(122A)에 있어서 디스플레이서(122D)가 피스톤(122H)과 일정한 위상차로 제 1 실린더(122C)를 따라 왕복 이동한다. 이 때, 디스플레이서(122D)의 상측에서는 작동 가스가 팽창하여 흡열 핀을 거쳐서 열교환기(121)의 열 매체(121A)로부터 열을 흡수한다. 한편, 디스플레이서(122D)와 피스톤(122H)의 사이에서는 작동 가스가 압축해서 온도가 상승하고 방열 핀을 통해 하우징 밖으로 열을 배출한다. 이 스터링 사이클을 일정한 주기로 반복하는 것에 의해 흡열부(122A)에서는 열교환기(121)의 열 매체(121A)로부터 서서히 열을 흡수하여 웨이퍼 척(11)을 냉각한다. 흡열부(122A)에서 흡수된 열은 디스플레이서(122D)와 피스톤(122H)의 사이의 작동 가스 압축 공간으로부터 방열 핀을 거쳐서 하우징 밖으로 방출된다. Next, the operation will be described. First, when the electrical characteristic inspection of the semiconductor wafer W is performed, the wafer chuck 11 of the mounting apparatus 10 is cooled by the cooling mechanism 12 in advance. At this time, in the cooling mechanism 12, as shown in FIG. 2, the drive mechanism 122I is driven in the drive part 122B of the cooling apparatus 122, and the piston 122H is reciprocated along the 2nd cylinder 122G. Let's do it. When the piston 122H reciprocates, the displacer 122D reciprocates along the first cylinder 122C at a constant phase difference with the piston 122H in the heat absorbing portion 122A. At this time, the working gas expands and absorbs heat from the heat medium 121A of the heat exchanger 121 through the heat absorbing fin at the upper side of the displacer 122D. On the other hand, between the displacer 122D and the piston 122H, the working gas is compressed to raise the temperature, and heat is discharged out of the housing through the heat radiation fins. By repeating this stiring cycle at a constant cycle, the heat absorbing portion 122A gradually absorbs heat from the heat medium 121A of the heat exchanger 121 to cool the wafer chuck 11. Heat absorbed by the heat absorbing portion 122A is discharged out of the housing via the heat dissipation fins from the working gas compression space between the displacer 122D and the piston 122H.

이와 같이, 웨이퍼 척(11)을 냉각 기구(12)를 통해 냉각하는 동안에, 웨이퍼 척(11) 상에 미리 정렬된 반도체 웨이퍼(W)를 탑재한다. 반도체 웨이퍼(W)는 정렬 기구를 통해 프로브 카드(20)에 대해 정렬된다. 그 후, 승강 기구(15)가 구동해서 웨이퍼 척(11)이 소정의 저온(예를 들면 -50℃)으로 냉각되어 상승하고, 반도체 웨이퍼(W)의 전극 패드와 프로브 카드(20)의 모든 프로브(21)가 전기적으로 접촉하며, 소정의 저온 검사가 실행된다. 반도체 웨이퍼(W)의 저온 검사 후에는 반도체 웨이퍼(W)는 웨이퍼 척(11)으로부터 원래의 장소로 되돌려지고, 다음의 반도체 웨이퍼(W)의 저온 검사가 실행된다. In this way, while cooling the wafer chuck 11 through the cooling mechanism 12, the semiconductor wafers W aligned in advance are mounted on the wafer chuck 11. The semiconductor wafer W is aligned with respect to the probe card 20 via an alignment mechanism. Thereafter, the elevating mechanism 15 is driven to cool the wafer chuck 11 to a predetermined low temperature (for example, -50 ° C) and ascend, so that all of the electrode pads of the semiconductor wafer W and the probe card 20 are raised. The probes 21 are in electrical contact with each other and a predetermined low temperature test is performed. After the low temperature inspection of the semiconductor wafer W, the semiconductor wafer W is returned to the original place from the wafer chuck 11 and the low temperature inspection of the next semiconductor wafer W is performed.

이상 설명한 바와 같이 본 실시형태에 따르면, 탑재 장치(10)에 부설된 냉각 기구(12)는 웨이퍼 척(11)의 하면에 마련된 열교환기(121)와, 열교환기(121)의 열 매체(121A)로부터 열을 흡수하는 흡열부(122A)를 갖는 냉각 장치(122)를 구비하고, 냉각 장치(122)는 흡열부(122A)를 거쳐서 열교환기(121)에 고정되어 있기 때문에, 종래와 같이 웨이퍼 척(11)을 냉각하는 냉매, 냉매 탱크, 냉매의 순환 배관 등을 필요로 하지 않고, 냉각 기구(12)의 구조가 매우 간소화되어, 냉각 기구(12)의 공간 절약을 실현할 수 있으며, 더 나아가서는 비용 절감을 실현할 수 있다. As described above, according to the present embodiment, the cooling mechanism 12 attached to the mounting apparatus 10 includes the heat exchanger 121 provided on the lower surface of the wafer chuck 11 and the thermal medium 121A of the heat exchanger 121. And a cooling device 122 having a heat absorbing portion 122A that absorbs heat from the wafer, and the cooling device 122 is fixed to the heat exchanger 121 via the heat absorbing portion 122A. The structure of the cooling mechanism 12 is greatly simplified without requiring a refrigerant for cooling the chuck 11, a refrigerant tank, a circulation pipe of the refrigerant, and the like, so that space saving of the cooling mechanism 12 can be realized. Can realize cost savings.

또한, 본 발명은 상기 실시형태로만 제한되는 것은 아니며, 필요에 따라 적절히 설계 변경할 수 있다. 상기 실시형태에서는 검사 장치에 이용하는 탑재 장치에 대해 설명했지만, 피처리체를 냉각하는 기능을 구비한 탑재 장치에 널리 적용할 수 있다. 또한, 열교환기(121)의 열 매체(121A)로서 금속을 이용하고 있지만, 금속 이외의 물질을 이용할 수도 있다. 또한, 냉각 장치(122)로서 이용되는 스터링 쿨러는 상기 실시형태에 제한되는 것은 아니고, 필요에 따라 그 구성요소를 적절히 설계 변경할 수 있다.
In addition, this invention is not limited only to the said embodiment, It can change a design suitably as needed. Although the said embodiment demonstrated the mounting apparatus used for a test | inspection apparatus, it is widely applicable to the mounting apparatus provided with the function to cool a to-be-processed object. In addition, although metal is used as the heat medium 121A of the heat exchanger 121, materials other than metal can also be used. In addition, the Stirling cooler used as the cooling apparatus 122 is not limited to the said embodiment, The component can be changed suitably as needed.

10 탑재 장치 11 웨이퍼 척(탑재체)
12 냉각 기구 13 지지체
15 승강 기구 121 열교환기
121A 열 매체 122 냉각 장치
122A 흡열부
W 반도체 웨이퍼(피처리체 또는 피검사체) 10 Mounting Device 11 Wafer Chuck (Mounting Body)
12 Cooling Mechanism 13 Support
15 Lift Mechanism 121 Heat Exchanger
121A thermal medium 122 cooling unit
122A endothermic section
W semiconductor wafer (object to be processed or inspected)

Claims (6)

탑재 장치에 있어서,
피처리체에 소정의 처리를 실시하기 위해 상기 피처리체를 탑재하는 탑재체와,
상기 탑재체를 거쳐서 상기 피처리체를 냉각하는 냉각 기구
를 포함하고,
상기 냉각 기구는 상기 탑재체의 하면에 마련된 열교환기와, 상기 열교환기 내에 삽입되어 상기 열교환기의 열 매체로부터 흡열하는 흡열부를 갖는 냉각 장치를 구비하고,
상기 냉각 장치는 상기 흡열부를 사이에 두고 상기 열교환기에 고정되어 있는 것을 특징으로 하는 탑재 장치.
In the mounting apparatus,
A payload which mounts the target object in order to perform a predetermined treatment on the target object;
Cooling mechanism for cooling the target object through the payload
Lt; / RTI >
The cooling mechanism includes a heat exchanger provided on a lower surface of the payload and a cooling device inserted into the heat exchanger to absorb heat from the heat medium of the heat exchanger.
And said cooling device is fixed to said heat exchanger with said heat absorbing portion therebetween.
제 1 항에 있어서,
상기 냉각 장치는 스터링 쿨러로서 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 탑재 장치.
The method of claim 1,
And said cooling device is configured as a Stirling cooler.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
상기 열 매체가 금속으로 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 탑재 장치.
3. The method according to claim 1 or 2,
And said heat medium is formed of a metal.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
상기 탑재체를 외주연부에서 지지하는 지지체와, 상기 지지체를 승강시키는 승강 기구를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 탑재 장치.
3. The method according to claim 1 or 2,
And a support for supporting the mounting body at an outer periphery and an elevating mechanism for elevating the support.
제 4 항에 있어서,
상기 승강 기구는 실린더 기구로서 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 탑재 장치.
5. The method of claim 4,
The lifting mechanism is configured as a cylinder mechanism.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
상기 피처리체가 전기적 특성 검사를 받는 피검사체인 것을 특징으로 하는 탑재 장치. 3. The method according to claim 1 or 2,
And the object under test is an object under test for electrical characteristics.
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