KR102411561B1 - 온도 측정 부재, 검사 장치 및 온도 측정 방법 - Google Patents

온도 측정 부재, 검사 장치 및 온도 측정 방법 Download PDF

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Abstract

검사 장치 내에 있어서의 온도 조절 대상에 대한 온도 조절의 정확성의 확인 등을 목적으로 한 온도 측정을 안전하고 단시간에 가능하게 한다.
피검사체를 검사하는 검사 장치 내에 있어서 상기 피검사체의 온도 또는 당해 피검사체가 적재되는 적재대의 온도를 측정하는 온도 측정 부재이며, 상기 검사 장치에서의 전기적 특성 검사에 사용되는 프로브 카드의 장착 위치에 장착되어, 상기 프로브 카드와 대략 동일 형상의 본체와, 당해 온도 측정 부재가 상기 장착 위치에 장착된 상태에서 상기 본체로부터 상기 적재대측으로 연장되도록 형성된 프로브와, 상기 프로브의 선단에 마련되어 측온 대상인 상기 피검사체 또는 상기 적재대의 온도를 측정하는 온도 센서를 갖고, 상기 온도 센서는, 상기 전기적 특성 검사에 있어서 상기 프로브 카드를 통하여 상기 피검사체에 대해 전기 신호를 보내고 받는 검사부와의 사이에서, 측온에 관한 전기 신호를 보내고 받고, 측온 결과를 당해 검사부에 송신한다.

Description

온도 측정 부재, 검사 장치 및 온도 측정 방법{TEMPERATURE MEASUREMENT MEMBER, INSPECTION APPARATUS, AND TEMPERATURE MEASUREMENT METHOD}
본 개시는, 온도 측정 부재, 검사 장치 및 온도 측정 방법에 관한 것이다.
특허문헌 1에는, 웨이퍼 검사 장치를 사용하여 웨이퍼의 전기적 특성 검사를 행할 때에, 단시간에 프로브 카드를 프리히트하는 것이 개시되어 있다. 더욱 상세하게는, 특허문헌 1에서는, 웨이퍼 검사 장치가, 전기적 특성 검사를 행하는 검사실을 구비하고, 검사실이, 복수의 프로브를 갖는 프로브 카드와, 상기 복수의 프로브를 주위로부터 둘러싸는 시일재와, 웨이퍼를 들어 올려서 시일 부재에 웨이퍼를 접촉시키는 온도 조절 가능한 승강체와, 웨이퍼, 시일 부재 및 프로브 카드로 형성되는 밀폐 공간을 진공화하는 배기 기구를 구비한다. 그리고, 특허문헌 1의 프리히트 방법은, 승강체를 통하여 웨이퍼를 들어 올려서 웨이퍼를 시일 부재에 접촉시키는 공정과, 배기 기구를 통하여 상기 밀폐 공간을 감압하여 웨이퍼를 프로브 카드에 흡착시키는 공정과, 승강체를 하강시킨 후에 다시 상승시켜 웨이퍼의 상면과 복수의 프로브를 접촉시킨 후, 프로브 카드를 승강체에 의해 프리히트하는 공정을 갖고 있다.
일본 특허 공개 제2016-66818호 공보
본 개시에 관한 기술은, 검사 장치 내에 있어서의 온도 조절 대상에 대한 온도 조절의 정확성의 확인 등을 목적으로 한 온도 측정을 안전하고 단시간에 가능하게 한다.
본 개시의 일 형태는, 피검사체를 검사하는 검사 장치 내에 있어서 상기 피검사체의 온도 또는 당해 피검사체가 적재되는 적재대의 온도를 측정하는 온도 측정 부재이며, 상기 검사 장치에서의 전기적 특성 검사에 사용되는 프로브 카드의 장착 위치에 장착되고, 상기 프로브 카드와 대략 동일 형상의 본체와, 당해 온도 측정 부재가 상기 장착 위치에 장착된 상태에서 상기 본체로부터 상기 적재대측으로 연장되도록 형성된 프로브와, 상기 프로브의 선단에 마련되어 측온 대상인 상기 피검사체 또는 상기 적재대의 온도를 측정하는 온도 센서를 갖고, 상기 온도 센서는, 상기 전기적 특성 검사에 있어서 상기 프로브 카드를 통하여 상기 피검사체에 대해 전기 신호를 보내고 받는 검사부와의 사이에서, 측온에 관한 전기 신호를 보내고 받고, 측온 결과를 당해 검사부에 송신한다.
본 개시에 의하면, 검사 장치 내에 있어서의 온도 조절 대상에 대한 온도 조절의 정확성의 확인 등을 목적으로 한 온도 측정을 안전하고 단시간에 행할 수 있다.
도 1은 본 실시 형태에 관한 검사 장치의 구성의 개략을 나타내는 상면 횡단면도이다.
도 2는 본 실시 형태에 관한 검사 장치의 구성의 개략을 나타내는 정면 종단면도이다.
도 3은 각 분할 영역 내의 구성을 나타내는 정면 종단면도이다.
도 4는 도 3의 부분 확대도이다.
도 5는 프로브 카드형 온도 측정 부재의 일례를 나타내는 평면도이다.
도 6은 프로브 카드형 온도 측정 부재의 일례를 설명하기 위한 부분 확대 측면도이다.
도 7은 프로브형 온도 측정 부재가 갖는 프로브의 일례를 설명하기 위한 측면도이다.
도 8은 프로브형 온도 측정 부재가 갖는 프로브의 일례를 설명하기 위한 평면도이다.
도 9는 프로브 카드형 온도 측정 부재가 갖는 스토퍼의 일례를 설명하기 위한 부분 확대 측면도이다.
반도체 제조 프로세스에서는, 소정의 회로 패턴을 갖는 다수의 전자 디바이스가 반도체 웨이퍼(이하, 「웨이퍼」라고 함) 상에 형성된다. 형성된 전자 디바이스는, 전기적 특성 등의 검사가 행해져, 양품과 불량품으로 선별된다. 전자 디바이스의 검사는, 예를 들어 각 전자 디바이스가 분할되기 전의 웨이퍼 상태에서, 검사 장치를 이용하여 행하여진다.
프로버 등이라 칭해지는 전자 디바이스의 검사 장치에는, 다수의 단자로서의 프로브를 갖는 프로브 카드가 마련되어 있다. 또한, 검사 장치는, 위치 정렬부와 검사부를 갖는다. 위치 정렬부는, 프로브 카드에 마련된 각 프로브를, 웨이퍼 상의 전자 디바이스의 전극에 위치 정렬하여 접촉시킨다. 검사부는, 전기적 특성 검사를 위한 전기 신호를, 프로브를 통하여, 전자 디바이스와의 사이에서 보내고 받는다. 이 검사부가 검출하는 전자 디바이스로부터의 전기 신호에 기초하여, 당해 전자 디바이스가 불량품인지 여부가 판단된다.
또한, 근년의 검사 장치에서는, 고온이나 저온에서의 전자 디바이스의 전기적 특성 검사를 행할 수 있도록, 웨이퍼를 온도 조절하는 수단이 마련되어 있는 경우도 있다. 특허문헌 1에서는, 웨이퍼를 들어 올리는 승강체가 온도 조절 가능하게 되어 있어, 이 승강체에 의해 웨이퍼를 가열하고 있다.
상술한 바와 같이, 웨이퍼를 온도 조절하는 경우, 그 온도 조절이 정확하게 행해지고 있는지를 확인할 필요가 있다. 또한, 웨이퍼의 온도 조절을, 특허문헌 1의 승강체와 같이 온도 조절되는 부재를 통해 행하는 경우에 있어서, 당해 부재의 온도 조절이 정확하게 행해지고 있는지를 확인할 필요가 있다.
이와 같이 온도 조절 대상이 정확하게 온도 조절되어 있는지 여부 등을 확인하기 위해서, 온도 조절된 상태인 온도 조절 대상의 온도 측정이 정기적으로 행하여진다. 이 온도 측정은, 예를 들어 유저가, 수작업으로, 상술한 검사부나 프로브 카드를 일단 분리한 후, 열전대 온도계를 사용하여 행한다. 그러나, 이 온도 측정 방법은 수고를 필요로 하여 장시간을 요한다. 또한, 고온으로 온도 조절되는 경우, 상술한 온도 측정 방법에서는 유저에게 화상의 위험이 있다. 또한, 저온으로 온도 조절되는 경우, 장치 내에 결로가 생기는 것을 방지하기 위한 대책이 필요하고, 그를 위한 작업에 시간을 요하므로, 추가의 장시간을 요한다.
그래서, 본 개시에 관한 기술은, 검사 장치 내에 있어서 온도 조절 대상에 대한 온도 조절이 정확하게 행해지고 있는지의 확인 등을 목적으로 한 온도 측정을 안전하고 단시간에 가능하게 한다.
이하, 본 실시 형태에 관한 온도 측정 부재, 검사 장치 및 온도 측정 방법에 대해, 도면을 참조하면서 설명한다. 또한, 본 명세서 및 도면에 있어서, 실질적으로 동일한 기능 구성을 갖는 요소에 대해서는, 동일한 번호를 부여함으로써 중복 설명을 생략한다.
도 1 및 도 2는 각각, 본 실시 형태에 관한 검사 장치의 구성의 개략을 나타내는 상면 횡단면도 및 정면 종단면도이다.
도 1 및 도 2에 도시한 바와 같이, 검사 장치(1)는, 하우징(10)을 갖고, 해당 하우징(10)에는, 반출입 영역(11), 반송 영역(12), 검사 영역(13)이 마련되어 있다. 반출입 영역(11)은, 검사 장치(1)에 대해, 피검사체로서의 웨이퍼 W의 반출입이나, 후술하는 프로브 카드 및 프로브 카드형 온도 측정 부재 등의 반출입이 행해지는 영역이다. 반송 영역(12)은, 반출입 영역(11)과 검사 영역(13)을 접속하는 영역이다. 또한, 검사 영역(13)은, 웨이퍼 W에 형성된 전자 디바이스의 전기적 특성의 검사가 행해지는 영역이다.
반출입 영역(11)에는, 복수의 웨이퍼 W를 수용한 카세트 C를 수용하는 포트(20), 프로브 카드나 프로브 카드형 온도 측정 부재 등을 수용하는 로더(21), 검사 장치(1)의 각 구성 요소를 제어하는 제어부(22)가 마련되어 있다.
제어부(22)는, 예를 들어 CPU나 메모리 등을 구비한 컴퓨터에 의해 구성되고, 프로그램 저장부(도시하지 않음)를 갖고 있다. 프로그램 저장부에는, 검사 장치(1)에 있어서의 각종 처리를 제어하는 프로그램이 저장되어 있다. 또한, 상기 프로그램은, 컴퓨터에 판독 가능한 기억 매체에 기록되어 있던 것이며, 당해 기억 매체로부터 제어부(22)에 인스톨된 것이어도 된다.
반송 영역(12)에는, 웨이퍼 W 등을 보유 지지한 상태에서 자유롭게 이동 가능한 반송 장치(30)가 배치되어 있다. 이 반송 장치(30)는, 반출입 영역(11)의 포트(20) 내의 카세트 C와, 검사 영역(13) 사이에서 웨이퍼 W의 반송을 행한다. 또한, 반송 장치(30)는, 검사 영역(13) 내의 후술하는 포고 프레임에 고정된 프로브 카드 중 유지 보수를 필요로 하는 것을 반출입 영역(11)의 로더(21)로 반송한다. 또한, 반송 장치(30)는, 신규 또는 유지 보수 완료된 프로브 카드를 로더(21)로부터 검사 영역(13) 내의 상기 포고 프레임으로 반송한다. 추가로 또한, 반송 장치(30)는, 프로브 카드형 온도 측정 부재를, 로더(21)로부터 검사 영역(13) 내의 포고 프레임으로 반송하거나, 포고 프레임으로부터 로더(21)로 반송하거나 한다.
검사 영역(13)은, 검사부로서의 테스터(40)가 복수 마련되어 있다. 구체적으로는, 검사 영역(13)은, 도 2에 도시한 바와 같이, 연직 방향으로 셋으로 분할되고, 각 분할 영역(13a)에는, 수평 방향(도면의 X 방향)으로 배열된 4개의 테스터(40)로 이루어지는 테스터 열이 마련되어 있다. 또한, 각 분할 영역(13a)에는, 하나의 위치 정렬부(50)와, 하나의 카메라(60)가 마련되어 있다. 또한, 테스터(40), 위치 정렬부(50), 카메라(60)의 수나 배치는 임의로 선택할 수 있다.
테스터(40)는, 전기적 특성 검사용의 전기 신호를, 프로브 카드 등을 통하여, 웨이퍼 W에 대해 보내고 받는 것이다. 이 테스터(40)는, 본 실시 형태에서는, 또한, 후술하는 프로브 카드형 온도 측정 부재에 마련된 온도 센서와의 사이에서, 측온에 관한 전기 신호를 보내고 받는다.
위치 정렬부(50)는, 웨이퍼 W가 적재되고, 당해 적재된 웨이퍼 W와, 테스터(40)의 하방에 배치되는 프로브 카드의 위치 정렬을 행하는 것이며, 테스터(40) 하방의 영역 내를 이동 가능하게 마련되어 있다.
카메라(60)는, 수평으로 이동하고, 당해 카메라(60)가 마련된 분할 영역(13a) 내의 각 테스터(40)의 앞에 위치하여, 당해 테스터(40)의 하방에 배치되는 프로브 카드와, 위치 정렬부(50)에 적재된 웨이퍼 W의 위치 관계를 촬상한다.
이 검사 장치(1)에서는, 반송 장치(30)가 하나의 테스터(40)를 향하여 웨이퍼 W를 반송하고 있는 동안에, 다른 테스터(40)는 다른 웨이퍼 W에 형성된 전자 디바이스의 전기적 특성의 검사를 행할 수 있다.
계속해서, 도 3 및 도 4를 사용하여, 테스터(40)와 위치 정렬부(50)에 영향을 미치는 구성에 대해 설명한다. 도 3는, 각 분할 영역(13a) 내의 구성을 나타내는 정면 종단면도이다. 도 4는, 도 3의 부분 확대도이다.
테스터(40)는, 도 3 및 도 4에 도시한 바와 같이, 수평으로 마련된 테스터 마더보드(41)를 저부에 갖는다. 테스터 마더보드(41)에는, 도시하지 않은 복수의 검사 회로 기판이 세워 설치된 상태로 장착되어 있다. 또한, 테스터 마더보드(41)의 저면에는 복수의 전극이 마련되어 있다.
테스터(40)의 하방에는, 전기적 특성 검사 시에 있어서, 포고 프레임(70)과 프로브 카드(80)가 상측으로부터 이 순서로 마련된다.
테스터(40)의 주위에 있어서, 각 분할 영역(13a)을 형성하는 상벽(10a)으로부터 복수의 지지벽(10b)이 연직 방향의 하방으로 연장되어 있다. 그리고, 서로 대향하는 지지벽(10b)의 하부에 포고 프레임(70)이 장착되어 있고, 이들 서로 대향하는 지지벽(10b) 및 당해 지지벽(10b)간에 장착되어 있는 포고 프레임(70)에 의해, 각 테스터(40)는 지지되어 있다.
포고 프레임(70)은, 전기적 특성 검사 시에 있어서, 프로브 카드(80)를 지지함과 함께, 당해 프로브 카드(80)와 테스터(40)를 전기적으로 접속하는 것이며, 테스터(40)와 프로브 카드(80) 사이에 위치하도록 배치되어 있다. 이 포고 프레임(70)은, 다수의 포고 핀(71)을 보유 지지하는 포고 블록(72)과, 이 포고 블록(72)이 끼움됨으로써 포고 핀(71)이 장착되는 장착 구멍(73a)이 형성된 프레임 본체부(73)를 갖는다.
포고 프레임(70)의 하면에는, 프로브 카드(80)가, 소정의 위치에 위치 정렬된 상태에서 진공 흡착된다.
또한, 포고 프레임(70)의 하면에는, 프로브 카드(80)의 장착 위치를 둘러싸도록, 연직 하방으로 연장되는 벨로우즈(74)가 장착되어 있다. 벨로우즈(74)는, 예를 들어 전기적 특성 검사 시에 있어서, 후술하는 척 톱 상의 웨이퍼 W를 프로브 카드(80)의 후술하는 프로브에 접촉시킨 상태에서, 프로브 카드(80)와 웨이퍼 W를 포함하는 밀폐 공간을 형성하기 위한 것이다. 이 벨로우즈(74)는, 척 톱의 동작 확인을 위한 온도 측정 시에 있어서, 프로브 카드형 온도 측정 부재를 포함하는 밀폐 공간을 형성할 수 있다.
또한, 포고 프레임(70)의 각 포고 핀(71)은, 배큠 기구(도시하지 않음)에 의해 포고 프레임(70)이나 프로브 카드(80) 등에 작용하는 진공 흡인력에 의해, 그 하단이 프로브 카드(80)의 후술하는 카드 본체(81)에 있어서의, 상면의 대응하는 전극 패드에 접촉한다. 또한, 상기 진공 흡인력에 의해, 각 포고 핀(71)의 상단이, 테스터 마더보드(41) 하면의 대응하는 전극에 압박된다.
프로브 카드(80)는, 원판형의 카드 본체(81)와, 카드 본체(81)의 상면에 마련된 복수의 전극 패드(도시하지 않음)와, 카드 본체(81)의 하면으로부터 하방을 향하여 연장되는 복수의 침형 단자인 프로브(82)를 갖는다. 카드 본체(81)의 상면에 마련된 상술한 복수의 전극은 각각 대응하는 프로브(82)와 전기적으로 접속되어 있다. 또한, 검사 시에는, 프로브(82)는 각각 웨이퍼 W에 형성된 전자 디바이스에 있어서의 전극 패드나 땜납 범프와 접촉한다. 따라서, 전기적 특성 검사 시에는, 포고 핀(71), 카드 본체(81)의 상면에 마련된 전극 및 프로브(82)를 통하여, 테스터 마더보드(41)와 웨이퍼 W 상의 전자 디바이스 사이에서, 검사에 관한 전기 신호가 보내고 받아진다.
위치 정렬부(50)는, 웨이퍼 W가 적재됨과 함께 해당 적재된 웨이퍼 W를 흡착하는 적재부로서의 척 톱(51)과, 얼라이너(53)를 갖는다.
척 톱(51)에는, 온도 조절 기구(52)가 매설되어 있다. 이 온도 조절 기구(52)는, 전기적 특성 검사 시에 척 톱(51)의 온도 조절을 행함으로써, 척 톱(51)에 적재된 웨이퍼 W의 전기적 특성 검사 시의 온도를 예를 들어 -30℃ 내지 +130℃로 조절할 수 있다.
얼라이너(53)는, 척 톱(51)을 지지해 해당 척 톱(51)을 상하 방향(도면의 Z 방향), 전후 방향(도면의 Y 방향) 및 좌우 방향(도면의 X 방향)으로 이동시키는 것이다.
이 위치 정렬부(50)에 의한 위치 정렬에 의해 척 톱(51) 상의 웨이퍼 W와 프로브 카드(80)의 프로브(82)를 접촉시킨 상태에서, 프로브 카드(80)와 웨이퍼 W를 포함하는 밀폐 공간을 형성하고, 그 밀폐 공간을 배큠 기구(도시하지 않음)에 의해 진공화한다. 이 때에 얼라이너(53)를 하방으로 이동시킴으로써, 척 톱(51)이 얼라이너(53)로부터 분리되어, 포고 프레임(70)측에 흡착된다.
또한, 위치 정렬부(50)의 얼라이너(53)는, 프로브 카드(80) 및 프로브 카드형 온도 측정 부재를 진공 흡착에 의해 장착할 때에, 이들 프로브 카드(80) 및 프로브 카드형 온도 측정 부재를, 반송 장치(30)와의 사이에서 전달하거나, 전후 방향 및 좌우 방향으로 이동시키거나 할 수 있다.
본 실시 형태에서는, 이 얼라이너(53)와 반송 장치(30)가 반송부로서 기능한다.
상술한 바와 같이 구성되는 검사 장치(1)에서는, 온도 조절 기구(52)에 의한 척 톱(51)의 온도 조절이 정확하게 행해지고 있는지 여부의 확인 등 때문에, 이하에 설명하는 프로브 카드형 온도 측정 부재에 의해, 척 톱(51)의 온도 측정이 행하여진다.
도 5 및 도 6은, 프로브 카드형 온도 측정 부재의 일례를 나타내는 평면도 및 부분 확대 측면도, 도 7 및 도 8은, 프로브형 온도 측정 부재가 갖는 프로브를 설명하기 위한 확대 측면도 및 평면도, 도 9는, 후술하는 스토퍼를 설명하기 위한 측면도이다.
도 5 및 도 6에 도시하는 프로브 카드형 온도 측정 부재(90)는, 프로브 카드(80)의 장착 위치에 장착되어 사용된다. 이 프로브 카드형 온도 측정 부재(90)는, 본체(91)와, 프로브(92)와, 온도 센서로서의 디지털 온도 센서(93)와, 스토퍼(94)를 갖는다.
본체(91)는, 프로브 카드(80)와 대략 동일 형상으로 형성되고, 구체적으로는 프로브 카드(80)의 카드 본체(81)와 대략 동일 형상의 원 형상으로 형성된다. 또한, 본체(91)의 형상은, 프로브 카드형 온도 측정 부재(90)가 프로브 카드(80)의 장착 위치에 장착 가능함과 함께 반송 장치(30)에 의해 반송 가능한 형상이면 되고, 프로브 카드(80)의 카드 본체(81)의 형상과 완전히 동일하거나 상이해도 된다. 또한, 본체(91)의 재료에는, 프로브 카드(80)의 카드 본체(81)와 동일한 재료를 사용할 수 있다.
프로브(92)는, 프로브 카드형 온도 측정 부재(90)가 프로브 카드(80)의 장착 위치에 장착된 상태에서 본체(91)로부터 척 톱(51)으로 향하는 방향(도 6의 하측 방향)으로 연장되도록, 침형으로 형성되어 있다.
이 프로브(92)의 선단에 마련된 디지털 온도 센서(93)는, 척 톱(51)의 온도를 측정하는 것이며, 측온 결과를 디지털 신호로서 출력한다.
또한, 프로브(92)는, 가요성을 갖도록 구성되어 있고, 본 예에서는, 도 7에 도시하는 바와 같이, 판 스프링 부재(92a)와 플렉시블 프린트 기판(이하, FPC 기판)(92b)을 접합하여 이루어진다.
또한, 프로브(92)는, 도 8에 도시하는 바와 같이, 디지털 온도 센서(93)와 전기적으로 접속되는 배선 패턴(92c)을 갖는다. 구체적으로는, 프로브(92)의 FPC 기판(92b)에 상기 배선 패턴(92c)이 형성되어 있다. 배선 패턴(92c)의 디지털 온도 센서(93)와 반대측의 단부는 각각 본체(91)의 프로브(92)측의 면(상면)과는 반대측에 마련된 전극 패드(도시하지 않음)와 전기적으로 접속되어 있다. 디지털 온도 센서(93)에 의한 척 톱(51)의 온도 측정 시에는, 포고 핀(71), 본체(91)의 상면에 마련된 전극 패드 및 프로브(92)의 배선 패턴(92c)을 통하여, 테스터(40)와 디지털 온도 센서(93) 사이에서, 측온에 관한 전기 신호가 보내고 받아진다.
스토퍼(94)는, 척 톱(51)과 본체(91)의 거리를 일정 이상으로 유지하기 위한 것이다. 이 스토퍼(94)에 의해, 도 9에 도시하는 바와 같이, 디지털 온도 센서(93)와 척 톱(51)이 접촉한 상태에서도, 척 톱(51)과 본체(91)의 거리가 일정 이상이 되기 때문에, 프로브(92)가 크게 휘어서 파손되는 것을 방지할 수 있다.
또한, 스토퍼(94)의 척 톱(51)측 단부(도 6의 하단)는, 디지털 온도 센서(93)와 척 톱(51)이 접촉하지 않는 상태에 있어서, 디지털 온도 센서(93)의 척 톱(51)측 단부(도 6의 하단)보다, 본체(91)측(도 6의 상측)에 위치한다. 따라서, 스토퍼(94)가, 디지털 온도 센서(93)와 척 톱(51)의 접촉을 방해할 일이 없다.
다음에 검사 장치(1)를 사용한 검사 처리의 일례에 대해 설명한다. 또한, 이하의 설명에서는, 웨이퍼 W가 적재되지 않은 척 톱(51)이, 모든 테스터(40)에 대해, 즉, 모든 포고 프레임(70)에 대해 장착된 상태로부터, 검사 처리가 개시되는 것으로 한다.
(사전 온도 조절)
전기적 특성 검사 시는, 먼저, 전기적 특성 검사에 앞서, 프로브 카드(80)의 온도 조절이 행하여진다. 구체적으로는, 웨이퍼 W가 적재되어 있지 않고 포고 프레임(70)에 흡착된 척 톱(51)이, 전기적 특성 검사 시의 웨이퍼 W의 설정 온도에 대응하는 온도(이하, 척 톱 설정 온도)로 조절된다. 이 온도 조절된 척 톱(51)으로부터의 열의 공급 또는 당해 척 톱(51)에 의한 흡열에 의해, 프로브 카드(80)의 사전 온도 조절이 행하여진다. 이 온도 조절 완료 후, 척 톱(51)의 흡착은 해제되어, 얼라이너(53) 상에 적재된다.
(위치 정렬)
프로브 카드(80)의 사전 온도 조절 후, 검사 대상인 웨이퍼 W와 프로브 카드(80)의 위치 정렬이 행하여진다. 구체적으로는, 반송 장치(30) 등에 의해, 반출입 영역(11)의 포트(20) 내의 카세트 C로부터 웨이퍼 W가 취출되어, 검사 영역(13) 내에 반입되고, 얼라이너(53) 상의 척 톱(51)에 적재된다. 이어서, 얼라이너(53) 및 카메라(60) 등이 제어되어, 척 톱(51) 상의 웨이퍼 W와 프로브 카드(80)의 수평 방향에 관한 위치 정렬이 행하여진다. 계속해서, 프로브 카드(80)의 프로브(82)와 웨이퍼 W에 형성된 전자 디바이스의 전극이 접촉할 때까지 척 톱(51)이 상승된다. 그 후, 프로브(82)와 상기 전극이 접촉한 상태에서, 배큠 기구(도시하지 않음) 등이 제어됨과 함께 얼라이너(53)가 하강하여, 이에 따라, 척 톱(51)이 얼라이너(53)로부터 분리되어, 포고 프레임(70)에 흡착된다.
또한, 프로브(82)와 전자 디바이스의 전극을 접촉시키기 전에, 온도 조절 기구(52)가 제어되어, 전기적 특성 검사 시의 웨이퍼 W의 설정 온도로, 웨이퍼 W가 온도 조절된다.
(검사)
그리고, 테스터(40)로부터 포고 핀(71) 등을 통하여 프로브(82)에 전기적 특성 검사용의 전기 신호가 입력되어, 전자 디바이스의 전기적 특성 검사가 개시된다. 검사 중에는, 온도 조절 기구(52)가 제어되어, 척 톱(51)에 적재된 웨이퍼 W의 온도가, 소정의 설정 온도로 조절된다.
전기적 특성 검사가 완료되면, 얼라이너(53)나 반송 장치(30) 등이 제어되고, 웨이퍼 W는, 척 톱(51)과 함께 얼라이너(53)에 전달되어, 척 톱(51) 상으로부터 반송 장치(30)에 의해, 포트(20) 내의 카세트 C로 복귀된다.
그리고, 다음 검사 대상인 웨이퍼 W가 카세트 C로부터 취출되어, 상술한 위치 정렬의 공정과 검사의 공정이 행하여진다. 웨이퍼 W의 설정 온도가 변경된 경우는, 필요에 따라, 위치 정렬의 공정 전에 상술한 사전 온도 조절 공정이 행하여진다.
또한, 하나의 테스터(40)에서의 검사 중, 얼라이너(53)에 의해, 다른 테스터(40)로의 웨이퍼 W의 반송이나 다른 테스터(40)로부터의 웨이퍼 W의 회수가 행하여진다.
계속해서, 검사 장치(1)에 있어서, 온도 조절의 정확성의 확인 등을 위하여 행해지는, 척 톱(51)의 측온 처리의 일례에 대해 설명한다.
(프로브 카드(80)의 분리)
본 실시 형태에 따른 척 톱(51)의 측온은, 프로브 카드(80)의 장착 위치에 장착된 상술한 프로브 카드형 온도 측정 부재(90)를 사용하여 행해지는 바, 먼저, 프로브 카드(80)의 분리가 행하여진다. 구체적으로는, 검사 종료 후에, 검사 대상인 웨이퍼 W가 포트(20) 내의 카세트 C로 복귀되었을 때에, 다음 검사 대상인 웨이퍼 W가 취출되는 것은 아니고, 프로브 카드(80)의 장착 및 분리용 지그(도시하지 않음)가, 반송 장치(30)에 의해 로더(21)로부터 취출된다. 그리고, 상기 장착 및 분리용 지그(이하, 「지그」라고 생략함)가, 반송 장치(30)에 의해 검사 영역(13) 내에 반입되어, 척 톱(51) 상에 적재된다. 이어서, 상기 지그가 탑재된 척 톱(51)이, 얼라이너(53)에 의해, 수평 방향에 관한 소정의 위치로 이동된 후, 상승된다. 그 후, 배큠 기구(도시하지 않음)가 제어되어, 프로브 카드(80)의 흡착이 해제되어, 당해 프로브 카드(80)가 척 톱(51) 상의 상기 지그에 적재된다. 그리고, 프로브 카드(80)가 상기 지그와 함께, 얼라이너(53) 및 반송 장치(30)에 의해, 로더(21)로 반출된다.
(프로브 카드형 온도 측정 부재(90)의 장착)
이어서, 프로브 카드형 온도 측정 부재(90)가, 프로브 카드(80)가 분리된 상태의 상기 장착 위치에 장착된다. 구체적으로는, 프로브 카드형 온도 측정 부재(90)가, 당해 부재(90)의 장착 및 분리용 지그(도시하지 않음)에 적재된 상태에서, 반송 장치(30)에 의해 로더(21)로부터 취출된다. 그리고, 상기 장착 및 분리용 지그(이하, 「지그」라고 생략함)가, 반송 장치(30)에 의해 검사 영역(13) 내에 반입되어, 척 톱(51) 상에 적재된다. 이어서, 상기 지그가 탑재된 척 톱(51)이, 얼라이너(53)에 의해, 수평 방향으로 관련 소정의 위치로 이동된 후, 상승된다. 그 후, 배큠 기구(도시하지 않음)가 제어되어, 상기 지그 상의 프로브 카드형 온도 측정 부재(90)가 포고 프레임(70)에 흡착된다. 이에 의해, 프로브 카드형 온도 측정 부재(90)가, 프로브 카드(80)의 장착 위치에 장착된다. 그 후, 프로브 카드형 온도 측정 부재(90)가 적재되지 않은 상기 지그가, 얼라이너(53) 및 반송 장치(30)에 의해, 로더(21)로 반출된다. 또한, 프로브 카드형 온도 측정 부재(90)의 장착 및 분리용 지그에는, 프로브 카드(80)의 장착 및 분리용 지그와 동일한 것을 사용할 수 있다.
(척 톱(51)의 온도 조절)
다음에, 척 톱(51)이, 온도 조절 기구(52)에 의해 소정의 온도로 조절된다. 구체적으로는, 먼저, 척 톱(51)이, 얼라이너(53)에 의해, 프로브 카드형 온도 측정 부재(90)에 대해, 수평 방향에 대해 위치 정렬된 후, 상승된다. 그 후, 배큠 기구(도시하지 않음)가 제어됨과 함께 얼라이너(53)가 하강하고, 이에 의해, 척 톱(51)이 얼라이너(53)로부터 분리되어, 포고 프레임(70)에 흡착된다. 이 척 톱(51)의 흡착 공정 전후 또는 흡착 공정과 평행하여, 척 톱(51)이 온도 조절 기구(52)에 의해 소정의 온도로 조절된다.
(척 톱(51)의 온도 측정)
계속해서, 온도 조절된 척 톱(51)의 온도가, 디지털 온도 센서(93)에 의해 측정된다. 구체적으로는, 배큠 기구(도시하지 않음)에 의한 진공 흡인력이 증가되어, 척 톱(51)의 위치가 상승하고, 이에 의해, 프로브 카드형 온도 측정 부재(90)의 프로브(92)의 선단에 마련된 디지털 온도 센서(93)가 척 톱(51)에 접촉한다. 또한, 포고 프레임(70)에 척 톱(51)을 흡착시킬 때에 디지털 온도 센서(93)가 척 톱(51)에 접촉하도록 해도 된다.
이 디지털 온도 센서(93)의 척 톱(51)에 대한 접촉 후, 테스터(40)로부터 디지털 온도 센서(93)에 전력이 공급된다. 또한, 테스터(40)가 검사 대상으로 하는 전자 디바이스의 수와 디지털 온도 센서(93)의 수는 상이하고, 테스터(40)의 하면에는 당해 테스터(40)가 검사 대상으로 하는 전자 디바이스의 수만큼 전극이 마련되어 있다. 그 때문에, 온도 측정 시에, 상기 전극 중 디지털 온도 센서(93)에 대응하는 부분에만 테스터(40)로부터의 전력이 공급된다. 테스터(40)의 하면 전극에 공급된 전력은, 포고 핀(71) 및 프로브 카드형 온도 측정 부재(90)의 프로브(92)의 배선 패턴(92c)을 통하여 디지털 온도 센서(93)에 공급된다.
테스터(40)로부터 디지털 온도 센서(93)로 전력이 공급되면, 디지털 온도 센서(93)에 의해 척 톱(51)의 온도가 척 톱(51)에 의한 흡열에 의해, 측정된다. 측정 결과는, 디지털 신호로, 디지털 온도 센서(93)로부터 배선 패턴(92c) 등을 통하여 테스터(40)로 송출된다.
이 측정 결과는, 예를 들어 제어부(22)의 제어에 기초하는 온도 조절 기구(52)에 의한 온도 조절의 교정에 사용된다. 또한, 상기 측정 결과의 데이터에 기초하여, 테스터(40)나 제어부(22)가, 당해 데이터의 분석이나, 당해 데이터에 기초하는 고장 예지를 행하도록 해도 된다.
또한, 측정 결과는, 제어부(22)의 표시부에 표시되도록 해도 된다.
(프로브 카드형 온도 측정 부재(90)의 분리 및 프로브 카드(80)의 장착)
척 톱(51)의 온도 측정 후, 프로브 카드형 온도 측정 부재(90)의 분리가, 전술한 프로브 카드(80)의 분리와 마찬가지로 행해지고, 프로브 카드(80)의 장착이, 전술한 프로브 카드형 온도 측정 부재(90)의 장착과 마찬가지로 행하여진다. 그 후, 당해 프로브 카드(80)를 사용한 검사가 재개된다.
이상과 같이, 본 실시 형태에서는, 프로브 카드형 온도 측정 부재(90)의 본체(91)가 프로브 카드(80)의 카드 본체(81)와 동일 형상이며, 결국은, 프로브 카드형 온도 측정 부재(90)와 프로브 카드(80)는 동일 형상이다. 그 때문에, 프로브 카드형 온도 측정 부재(90)를, 프로브 카드(80)와 마찬가지로 반송 장치(30)에 의해 반송하여 프로브 카드(80)의 장착 위치에 장착할 수 있다. 또한, 프로브 카드형 온도 측정 부재(90)는, 프로브 카드(80)의 장착 위치에 장착된 상태에서, 디지털 온도 센서(93)에 의해 척 톱(51)의 온도를 측정할 수 있다. 또한, 디지털 온도 센서(93)는, 전기적 특성 검사에 사용되는 테스터(40)로부터 전력이 공급되어, 즉, 테스터(40)에 의해 구동되어, 측온 결과를 당해 테스터(40)에 출력한다. 따라서, 본 실시 형태에 따르면, 척 톱(51)의 측온 시에, 유저에 의한 온도 센서의 설치 작업이나 테스터(40)의 분리 작업 등이 불필요하다. 그 때문에, 척 톱(51)의 온도 조절의 정확성을 확인하는 것 등을 목적으로 한, 당해 척 톱(51)의 온도 측정을, 안전하고 단시간에 행할 수 있다.
또한, 본 실시 형태와 달리, 척 톱(51)의 온도 측정을 위하여 테스터(40)를 분리하는 경우, 당해 테스터(40)에 의한 전기적 특성 검사뿐만 아니라, 당해 테스터(40)와 동일 분할 영역(13a)에 존재하는 다른 테스터(40)에 의한 전기적 특성 검사는 중단된다. 그것에 비하여, 본 실시 형태에서는, 척 톱(51)의 온도 측정 시에, 테스터(40)를 분리할 필요가 없기 때문에, 전기적 특성 검사의 스루풋을 향상시킬 수 있다.
또한, 본 실시 형태에서는, 디지털 온도 센서(93)를 사용하고 있어, 척 톱(51)의 측온 결과가 디지털 신호로 출력된다. 따라서, 온도 센서가 아날로그 온도 센서의 경우에 비하여, 온도 센서와 테스터(40) 사이의 배선 패턴에 의한 노이즈의 영향이나 테스터(40) 내에서의 노이즈의 영향이 없는, 보다 정확한 측온 결과를 얻을 수 있다.
또한, 본 실시 형태에서는, 프로브(92)가 가요성을 갖기 때문에, 척 톱(51)이 포고 프레임(70)에 흡착된 상태에서의 본체(91)에 대한 척 톱(51)의 높이가 변동되어도, 프로브(92)와 척 톱(51)을 물리적으로 접촉시킬 수 있다. 바꾸어 말하면, 프로브(92)가 가요성을 갖기 때문에, 당해 프로브(92)와 척 톱(51)의 물리적 접촉이 확보되어 있다.
또한, 물리적 접촉을 확보하기 위해서, 프로브(92)가 가요성을 갖는 것 대신에, 프로브(92)가 피에조 소자 등에 의해 신장 가능하게 구성되어 있어도 된다.
이상의 설명에서는, 온도 조절된 상태의 척 톱(51)의 온도를 프로브 카드형 온도 측정 부재(90)로 측정하는 것으로 했지만, 온도 조절된 상태의 웨이퍼 W 온도를 프로브 카드형 온도 측정 부재(90)로 측정하게 해도 된다. 웨이퍼 W의 온도 조절의 정확성 등을 확인하는 것을 목적으로 한, 웨이퍼 W의 온도 측정 시에는, 당해 웨이퍼 W로서 베어 웨이퍼를 사용해도 된다.
또한, 척 톱(51)과 웨이퍼 W의 양쪽 온도를 측정하는 경우, 프로브 카드형 온도 측정 부재(90)를 척 톱(51)용과 웨이퍼 W용으로 따로따로 마련하는 것이 바람직하다. 왜냐하면, 척 톱(51)과 웨이퍼 W에서 프로브 카드형 온도 측정 부재(90)를 공통되는 것으로 하면, 척 톱(51)과 웨이퍼 W에서는 높이 방향의 위치가 상이하므로, 웨이퍼 W의 측온 시와 척 톱(51)의 측온 시에 프로브(92)의 휨이 상이해지기 때문이다.
이상의 설명에서는, 온도 센서로서, 디지털 온도 센서(93)를 사용하고 있었다. 그러나, 온도 센서는, 이 예에 한정되지 않고, 예를 들어 아날로그 온도 센서(백금 측온 저항체를 갖는 것 등)여도 된다. 또한, 상술한 예에서는, 온도 센서는, 측온 대상의 척 톱(51)에 접촉하여 온도를 측정하고 있었지만, 즉, 접촉형의 것이었지만, 광학식 온도 센서 등의 비접촉형의 것이어도 된다.
금회 개시된 실시 형태는 모든 점에서 예시이며, 제한적인 것은 아니라고 생각되어야 한다. 상기 실시 형태는, 첨부의 청구범위 및 그의 주지를 일탈하지 않고, 다양한 형태로 생략, 치환, 변경되어도 된다.
또한, 이하와 같은 구성도 본 개시의 기술적 범위에 속한다.
(1) 피검사체를 검사하는 검사 장치 내에 있어서 상기 피검사체의 온도 또는 당해 피검사체가 적재되는 적재대의 온도를 측정하는 온도 측정 부재이며,
상기 검사 장치에서의 전기적 특성 검사에 사용되는 프로브 카드의 장착 위치에 장착되고,
상기 프로브 카드와 대략 동일 형상의 본체와,
당해 온도 측정 부재가 상기 장착 위치에 장착된 상태에서 상기 본체로부터 상기 적재대측으로 연장되도록 형성된 프로브와,
상기 프로브의 선단에 마련되어 측온 대상인 상기 피검사체 또는 상기 적재대의 온도를 측정하는 온도 센서를 갖고,
상기 온도 센서는, 상기 전기적 특성 검사에 있어서 상기 프로브 카드를 통하여 상기 피검사체에 대해 전기 신호를 보내고 받는 검사부와의 사이에서, 측온에 관한 전기 신호를 보내고 받고, 측온 결과를 당해 검사부로 송신하는, 온도 측정 부재.
상기 (1)에 의하면, 피검사체나 적재대의 측온 시에, 유저에 의한 온도 센서의 설치 작업이나 검사부의 분리 작업 등이 불필요하다. 그 때문에, 온도 조절의 정확성 등을 확인하는 것 등을 목적으로 한, 피검사체나 적재대의 온도 측정을, 안전하고 단시간에 행할 수 있다.
(2) 상기 온도 센서는, 상기 측온 결과를 디지털 신호로서 송신하는 디지털 온도 센서인, 상기 (1)에 기재된 온도 측정 부재.
상기 (2)에 의하면, 보다 정확한 측온 결과를 얻을 수 있다.
(3) 상기 프로브는, 가요성을 갖는 상기 (1) 또는 (2)에 기재된 온도 측정 부재.
상기 (3)에 의하면, 프로브와 측온 대상의 물리적 접촉을 확보할 수 있다.
(4) 상기 프로브에는, 상기 검사부와 상기 온도 센서를 전기적으로 접속하는 배선 패턴이 형성되어 있는, 상기 (1) 내지 (3)의 어느 하나에 기재된 온도 측정 부재.
(5) 측온 대상인 상기 피검사체 또는 상기 적재대와 상기 본체 사이의 거리를 일정 이상으로 유지하는 스토퍼를 갖는 상기 (1) 내지 (4)의 어느 하나에 기재된 온도 측정 부재.
상기 (5)에 의하면, 프로브가 크게 휘어서 파손되는 것을 방지할 수 있다.
(6) 상기 (1) 내지 (5)의 어느 하나에 기재된 온도 측정 부재와,
상기 프로브 카드와 상기 온도 측정 부재를, 상기 장착 위치에 반송하는 반송부를 갖는 검사 장치.
(7) 피검사체를 검사하는 검사 장치 내에 있어서 상기 피검사체의 온도 또는 당해 피검사체가 적재되는 적재대의 온도를 측정하는 온도 측정 방법이며,
상기 검사 장치는,
전기적 특성 검사에 사용되는 프로브 카드와,
상기 프로브 카드의 장착 위치에 장착됨과 함께, 상기 프로브 카드와 대략 동일 형상의 본체와, 상기 본체로부터 상기 적재대측으로 연장되는 프로브와, 상기 프로브의 선단에 마련된 온도 센서를 갖는 온도 측정 부재와,
상기 프로브 카드와 상기 온도 측정 부재를 반송하는 반송부를 구비하고,
당해 온도 측정 방법은,
상기 프로브 카드가 분리된 상태의 상기 장착 위치에, 상기 반송부에 의해 상기 온도 측정 부재를 반송하고, 장착하는 공정과,
상기 전기적 특성 검사에 있어서 상기 프로브 카드를 통하여 상기 피검사체에 대해 전기 신호를 보내고 받는 검사부로부터 상기 온도 센서에 전력을 공급하고, 당해 온도 센서로 측온 대상인 상기 피검사체 또는 상기 적재대의 온도를 측정하고, 측온 결과를 상기 온도 센서로부터 상기 검사부로 송신하는 공정과,
상기 온도 측정 부재를 분리하고, 상기 반송부에서 반출하는 공정을 갖는 온도 측정 방법.

Claims (7)

  1. 피검사체를 검사하는 검사 장치 내에 있어서 상기 피검사체의 온도 또는 당해 피검사체가 적재되는 적재대의 온도를 측정하는 온도 측정 부재이며,
    상기 검사 장치에서의 전기적 특성 검사에 사용되는 프로브 카드의 장착 위치에 장착되고,
    상기 프로브 카드와 동일 형상의 본체와,
    당해 온도 측정 부재가 상기 장착 위치에 장착된 상태에서 상기 본체로부터 상기 적재대측으로 연장되도록 형성된 프로브와,
    상기 프로브의 선단에 마련되어 측온 대상인 상기 피검사체 또는 상기 적재대의 온도를 측정하는 온도 센서를 포함하고,
    상기 프로브는, 판 스프링 부재로 가요성을 갖도록 구성되고,
    상기 온도 센서는, 상기 전기적 특성 검사에 있어서 상기 프로브 카드를 통하여 상기 피검사체에 대해 전기 신호를 보내고 받는 검사부와의 사이에서, 측온에 관한 전기 신호를 보내고 받고, 측온 결과를 당해 검사부로 송신하는, 온도 측정 부재.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 온도 센서는, 상기 측온 결과를 디지털 신호로서 송신하는 디지털 온도 센서인, 온도 측정 부재.
  3. 삭제
  4. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 프로브에는, 상기 검사부와 상기 온도 센서를 전기적으로 접속하는 배선 패턴이 형성되어 있는, 온도 측정 부재.
  5. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    측온 대상인 상기 피검사체 또는 상기 적재대와 상기 본체 사이의 거리를 일정 이상으로 유지하는 스토퍼를 포함하는, 온도 측정 부재.
  6. 제1항 또는 제2항에 기재된 온도 측정 부재와,
    상기 프로브 카드와 상기 온도 측정 부재를, 상기 장착 위치에 반송하는 반송부를 포함하는, 검사 장치.
  7. 피검사체를 검사하는 검사 장치 내에 있어서 상기 피검사체의 온도 또는 당해 피검사체가 적재되는 적재대의 온도를 측정하는 온도 측정 방법이며,
    상기 검사 장치는,
    전기적 특성 검사에 사용되는 프로브 카드와,
    상기 프로브 카드의 장착 위치에 장착됨과 함께, 상기 프로브 카드와 동일 형상의 본체와, 상기 본체로부터 상기 적재대측으로 연장되는 프로브와, 상기 프로브의 선단에 마련된 온도 센서를 갖고, 상기 프로브는, 판 스프링 부재로 가요성을 갖도록 구성되는 온도 측정 부재와,
    상기 프로브 카드와 상기 온도 측정 부재를 반송하는 반송부를 포함하고,
    당해 온도 측정 방법은,
    상기 프로브 카드가 분리된 상태의 상기 장착 위치에, 상기 반송부에 의해 상기 온도 측정 부재를 반송하고, 장착하는 공정과,
    상기 전기적 특성 검사에 있어서 상기 프로브 카드를 통하여 상기 피검사체에 대해 전기 신호를 보내고 받는 검사부로부터 상기 온도 센서에 전력을 공급하고, 당해 온도 센서로 측온 대상인 상기 피검사체 또는 상기 적재대의 온도를 측정하고, 측온 결과를 상기 온도 센서로부터 상기 검사부로 송신하는 공정과,
    상기 온도 측정 부재를 분리하고, 상기 반송부에서 반출하는 공정을 포함하는, 온도 측정 방법.
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