KR102527533B1 - 검사 장치 - Google Patents

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고주 야마모토
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도쿄엘렉트론가부시키가이샤
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Abstract

일 실시형태의 검사 장치는, 피검사체에 대해 고온 검사 및 저온 검사를 실시할 수 있는 검사 장치로서, 상기 피검사체를 검사하는 검사실과, 제1 밸브를 통해 상기 검사실에 접속되어 드라이 에어를 상기 검사실 안으로 공급하는 드라이 에어 공급부와, 제2 밸브를 통해 상기 검사실에 접속되어 상기 검사실 내 이슬점을 측정하는 이슬점계와, 상기 드라이 에어 공급부와 상기 이슬점계를 제3 밸브를 통해 접속하는 바이패스 배관을 포함한다.

Description

검사 장치
본 발명은 검사 장치 및 검사 장치 동작 방법에 관한 것이다.
종래부터 거치대 상에 거치된 피검사체를 저온 영역의 소정 온도로 조정하여 피검사체에 전기적 특성 검사를 행하는 프로버(prober)실을 구비한 검사 장치가 알려져 있다(예를 들어, 특허문헌 1 참조). 이러한 검사 장치에서는, 프로버실 내에 결로(結露)가 발생하지 않도록 하기 위해, 드라이 에어(dry air)를 프로버실 내로 상시 공급하고 프로버실 내에 구비된 이슬점계에 의해 프로버실 내의 이슬점을 감시함으로써, 프로버실 안을 저온 검사에 적합한 이슬점으로 유지하고 있다.
일본국 공개특허공보 특개2010-87090호
그러나, 상기 장치에서는, 드라이 에어를 프로버실 내로 상시 공급하므로 드라이 에어의 소비량이 많다.
이에 본 발명의 일 양태에서는, 드라이 에어의 소비량을 억제할 수 있는 검사 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기 목적을 달성하기 위해, 본 발명의 일 양태에 따른 검사 장치는, 피검사체에 대해 고온 검사 및 저온 검사를 실시할 수 있는 검사 장치로서, 상기 피검사체를 검사하는 검사실과, 제1 밸브를 통해 상기 검사실에 접속되어 드라이 에어를 상기 검사실 안으로 공급하는 드라이 에어 공급부와, 제2 밸브를 통해 상기 검사실에 접속되어 상기 검사실 내 이슬점을 측정하는 이슬점계와, 상기 드라이 에어 공급부와 상기 이슬점계를 제3 밸브를 통해 접속하는 바이패스 배관을 포함한다.
개시된 검사 장치에 의하면, 드라이 에어의 소비량을 억제할 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시형태에 따른 프로버 장치의 일 예를 나타내는 개략도이다.
도 2는 상온·고온 검사를 실시할 때의 프로버 장치의 상태 설명도이다.
도 3은 상온·고온 검사로부터 저온 검사로 전환할 때의 프로버 장치의 상태 설명도이다.
도 4는 저온 검사를 실시할 때의 프로버 장치의 상태 설명도이다.
이하에서는, 도면을 참조하여 본 발명을 실시하기 위한 형태에 대해 설명한다. 한편, 본 명세서 및 도면에 있어 실질적으로 동일한 구성에 대해서는 동일한 부호를 붙임으로써 중복된 설명을 생략한다.
[프로버 장치]
본 발명의 실시형태에 따른 검사 장치에 대해, 프로버 장치를 예로 들어 설명한다. 도 1은 본 발명의 실시형태에 따른 프로버 장치의 일 예를 나타내는 개략도이다.
본 발명의 실시형태에 따른 프로버 장치(1)는, 도 1에 나타내는 바와 같이, 검사실(10), 드라이 에어 공급부(20), 이슬점계(30), 바이패스 배관(40), 제어 장치(100)를 구비한다.
검사실(10)은 내부에 피검사체인 반도체 웨이퍼를 수용하여, 반도체 웨이퍼에 대해 전기적 특성 검사를 실시하는 챔버이다. 검사실(10)은 기밀을 유지하는 구조를 갖는다. 전기적 특성 검사는 저온(低溫) 검사, 상온(常溫) 검사 및 고온(高溫) 검사를 포함한다. 저온 검사라 함은, 검사실(10) 내 온도를 20℃ 미만(예를 들어, -60℃, -70℃ 등과 같은 저온)로 조정하고서 반도체 웨이퍼의 전기적 특성을 측정하는 검사를 의미한다. 상온 검사라 함은, 검사실(10) 내 온도를 20℃ 이상 50℃ 미만의 온도로 조정하고서 반도체 웨이퍼의 전기적 특성을 측정하는 검사를 의미한다. 고온 검사라 함은, 검사실(10) 내 온도를 50℃ 이상으로 조정하고서 반도체 웨이퍼의 전기적 특성을 측정하는 검사를 의미한다.
검사실(10) 내에는, 반도체 웨이퍼를 거치하는 거치대와, 거치대 상방에 배치되며 복수 개의 프로브를 갖는 프로브 카드와, 거치대 위 반도체 웨이퍼의 복수 개의 전극 패드와 복수 개의 프로브의 얼라인먼트를 행하는 얼라인먼트 기구가 구비되어 있다. 검사실(10)은, 제어 장치(100)의 제어 하에, 거치대와 얼라인먼트 기구가 협동하여 반도체 웨이퍼의 복수 개의 전극 패드와 프로브 카드의 복수 개의 프로브의 얼라인먼트를 행한 후, 반도체 웨이퍼의 각 디바이스의 전기적 특성 검사를 하도록 구성되어 있다.
드라이 에어 공급부(20)는, 배관(22)을 통해 검사실(10)에 접속되어 있으며, 드라이 에어를 검사실(10) 안으로 공급한다. 배관(22)에는 제1 밸브인 밸브(V1)가 개설되어 있다. 밸브(V1)는, 예를 들어 솔레노이드 밸브이며, 제어 장치(100)에 의해 개폐 동작이 제어된다. 예를 들어, 밸브(V1)가 열림 상태로 제어되면, 드라이 에어 공급부(20)와 검사실(10) 안이 연통되어 드라이 에어가 드라이 에어 공급부(20)로부터 검사실(10) 안으로 공급된다. 한편, 밸브(1)가 닫힘 상태로 제어되면, 드라이 에어 공급부(20)와 검사실(10) 안의 연통이 차단되어 드라이 에어 공급부(20)로부터 검사실(10) 안으로의 드라이 에어 공급이 정지된다.
이슬점계(30)은, 배관(32)을 통해 검사실(10)에 접속되어 있으며, 검사실(10) 내의 이슬점을 측정한다. 배관(32)에는 제2 밸브인 밸브(V2)가 개설되어 있다. 밸브(V2)는, 예를 들어 솔레노이드 밸브이며, 제어 장치(100)에 의해 개폐 동작이 제어된다. 예를 들어, 밸브(V2)가 열림 상태로 제어되면, 이슬점계(30)와 검사실(10) 안이 연통되어 검사실(10) 내 가스가 이슬점계(30)로 공급되므로, 이슬점계(30)에 의해 검사실(10) 내 이슬점을 측정할 수 있게 된다. 한편, 밸브(V2)가 닫힘 상태로 제어되면, 이슬점계(30)와 검사실(10) 안의 연통이 차단되어 검사실(10) 안에서 이슬점계(30)로의 가스 공급이 정지된다. 이슬점계(30)는, 예를 들어, 정전 용량식 이슬점계, 경면 냉각식 이슬점계일 수 있다.
바이패스 배관(40)은 검사실(10)을 경유하지 않고서 드라이 에어 공급부(20)와 이슬점계(30)를 직접적으로 접속하는 바이패스 라인이다. 바이패스 배관(40)은, 예를 들어, 배관(22,32)보다 작은 직경을 가진다. 바이패스 배관(40)에는 제3 밸브인 밸브(V3)가 개설되어 있다. 밸브(V3)는, 예를 들어 솔레노이드 밸브이며, 제어 장치(100)에 의해 개폐 동작이 제어된다. 예를 들어, 밸브(V3)가 열림 상태로 제어되면, 드라이 에어 공급부(20)와 이슬점계(30)가 연통되어, 드라이 에어가 드라이 에어 공급부(20)로부터 검사실(10)을 경유하지 않고 이슬점계(30)로 공급된다. 한편, 밸브(V3)가 닫힘 상태로 제어되면, 드라이 에어 공급부(20)와 이슬점계(30)의 연통이 차단되어, 드라이 에어 공급부(20)로부터 이슬점계(30)로의 드라이 에어 공급이 정지된다.
제어 장치(100)는 프로버 장치(1) 각 부의 동작을 제어한다. 예를 들어, 제어 장치(100)는 검사실(10) 내에서 반도체 웨이퍼에 대해 실시하는 검사의 종류(예를 들어, 저온 검사, 상온 검사, 고온 검사)에 따라 밸브(V1,V2,V3)의 개폐 동작을 제어한다. 구체적으로는, 예를 들어, 검사실(10) 내에서 반도체 웨이퍼에 대해 상온 검사 또는 고온 검사를 실시하는 경우에는, 검사실(10) 내에 결로가 발생할 우려가 없다. 이에, 제어 장치(100)는, 드라이 에어를 드라이 에어 공급부(20)로부터 검사실(10) 내로 공급하지 않고, 드라이 에어를 드라이 에어 공급부(20)로부터 바이패스 배관(40)을 통해 이슬점계(30)로 공급하도록, 밸브(V1,V2,V3)의 개폐 동작을 제어한다. 또한, 예를 들어, 검사실(10) 내에서 반도체 웨이퍼에 대해 상온 검사 또는 고온 검사를 실시할 수 있는 상태로부터 저온 검사를 실시할 수 있는 상태로 전환하는 경우, 검사실(10) 내에서 결로가 발생하지 않는 이슬점으로 안정화될 때까지, 드라이 에어를 검사실(10) 안으로 공급하고, 검사실(10) 내의 이슬점이 안정화된 후에, 검사실(10) 안으로 공급되었던 드라이 에어를 검사실(10)에 접속된 이슬점계(30)로 공급하도록, 밸브(V1,V2,V3)의 개폐 동작을 제어한다. 또한, 예를 들어, 검사실(10) 내에서 반도체 웨이퍼에 대해 저온 검사를 실시하는 경우에는, 제어 장치(100)는, 드라이 에어를 드라이 에어 공급부(20)로부터 검사실(10) 안을 거쳐 이슬점계(30)로 공급하도록, 밸브(V1,V2,V3)의 개폐 동작을 제어한다.
한편, 도 1에서는, 배관(22,32) 및 바이패스 배관(40)에 각각 밸브(V1,V2,V3)가 개설되어 있는 경우를 예로 들어 설명하였으나, 예를 들어, 밸브(V2,V3)를 하나의 밸브로 구성할 수도 있다. 2개의 밸브를 하나의 밸브로 구성하는 경우에는, 예를 들어, 3방 밸브를 사용할 수 있다.
[프로버 장치의 동작]
본 발명의 실시형태에 따른 프로버 장치(1)의 동작의 일 예에 대해 설명한다. 이하에 설명하는 프로버 장치(1)의 동작은 제어 장치(100)에 의해 제어된다.
먼저, 도 2를 참조하여, 외기 이슬점이 +8.0℃인 환경 하에 검사실(10) 내에서 상온 검사 또는 고온 검사를 실시하는 경우에 대해 설명한다. 한편, 드라이 에어 공급부(20)로부터 공급되는 드라이 에어의 이슬점은, 예를 들어, -75℃이다. 도 2는 상온·고온 검사를 실시할 때의 프로버 장치(1)의 상태 설명도이다.
검사실(10) 내에서 반도체 웨이퍼에 대해 상온 검사 또는 고온 검사를 실시하는 경우, 제어 장치(100)는, 드라이 에어를 드라이 에어 공급부(20)로부터 검사실(10) 내로 공급하지 않고 드라이 에어를 드라이 에어 공급부(20)로부터 바이패스 배관(40)을 통해 이슬점계(30)로 공급하도록, 밸브(V1,V2,V3)의 개폐 동작을 제어한다. 본 실시형태에서는, 제어 장치(100)는, 밸브(V1)를 닫힘 상태, 밸브(V2)를 닫힘 상태, 밸브(V3)를 열림 상태로 각각 제어한다. 이로써, 드라이 에어 공급부(20)와 검사실(10) 안의 연통이 차단되고, 또한 검사실(10) 안과 이슬점계(30)의 연통이 차단되며, 드라이 에어 공급부(20)와 이슬점계(30)가 연통된다. 그 결과, 드라이 에어가 드라이 에어 공급부(20)로부터 검사실(10) 안을 경유하지 않고서 바이패스 배관(40)을 통해 이슬점계(30)로 공급된다(도 2의 화살표 A3 참조).
이 때, 바이패스 배관(40)의 용량이 검사실(10)의 용량에 비해 작으므로, 드라이 에어의 소비량을 억제할 수 있다. 또한, 이슬점계(30)에는, 드라이 에어 공급부(20)로부터 낮은 이슬점(예를 들어, -75℃)의 드라이 에어가 계속 공급되므로, 이슬점계(30)는 건조 상태를 유지한다. 한편, 검사실(10) 내에는 드라이 에어 공급부(20)로부터 드라이 에어가 공급되지 않으므로, 검사실(10) 내의 이슬점은 시간의 경과와 함께 자연 리크(leak) 등에 의해 서서히 높아져서 외기 이슬점에 도달하는 경우가 있다. 이 경우에도 상온 검사 또는 고온 검사를 실시할 때의 검사실(10) 내 온도는 외기 이슬점보다 높으므로, 검사실(10) 안을 결로시키지 않고서 검사를 실시할 수가 있다.
이어서, 도 3 및 도 4를 참조하여, 외기 이슬점이 +8.0℃의 환경 하에 검사실(10) 내에서 반도체 웨이퍼에 대해 상온 검사 또는 고온 검사를 실시할 수 있는 상태로부터 저온 검사를 실시할 수 있는 상태로 전환하는 경우에 대해 설명한다. 한편, 드라이 에어 공급부(20)로부터 공급되는 드라이 에어의 이슬점은, 예를 들어, -75℃이다. 도 3은 상온·고온 검사로부터 저온 검사로 전환할 때의 프로버 장치(1)의 상태 설명도이다.
검사실(10) 내에서 반도체 웨이퍼에 대해 상온 검사 또는 고온 검사를 실시할 수 있는 상태로부터 저온 검사를 실시할 수 있는 상태로 전환하는 경우, 제어 장치(100)는, 검사실(10) 내에 결로가 발생하지 않는 이슬점으로 안정화될 때까지, 드라이 에어를 검사실(10) 안으로 공급한다. 검사실(10) 내의 이슬점이 안정화된 후에, 제어 장치(100)는, 검사실(10) 안으로 공급되었던 드라이 에어를 검사실(10)에 접속된 이슬점계(30)로 공급하도록, 밸브(V1,V2,V3)의 개폐 동작을 제어한다. 본 실시형태에서는, 우선, 제어 장치(100)는, 밸브(V2)를 닫힘 상태, 밸브(V3)를 열림 상태로 유지한 상태에서, 밸브(V1)를 닫힘 상태로부터 열림 상태로 전환시킨다. 이로써, 드라이 에어가 드라이 에어 공급부(20)로부터 바이패스 배관(40)을 거쳐 이슬점계(30)로 공급된 상태(도 3의 화살표 A3 참조)에서, 드라이 에어가 드라이 에어 공급부(20)로부터 검사실(10) 안으로 공급된다(도 3의 화살표 A1 참조). 이어서, 검사실(10) 내의 이슬점이 안정화된 후에, 제어 장치(100)가 밸브(V2)를 열림 상태, 밸브(V3)를 닫힘 상태로 전환시킨다. 이로써, 드라이 에어 공급부(20)로부터 검사실(10)로 공급된 드라이 에어가 이슬점계(30)로 공급된다(도 4의 화살표 A1, A2 참조). 검사실(10) 내의 이슬점이 안정화되었는지 여부에 대해서는, 예를 들어, 밸브(V1)를 닫힘 상태에서 열림 상태로 전환시키고서 소정 시간이 경과했는지 여부에 따라 판단할 수 있다. 소정 시간은, 예를 들어, 밸브(V1)를 닫힘 상태에서 열림 상태로 전환하고서의 경과 시간과, 검사실(10) 내 이슬점과의 관계를 미리 산출해 둠으로써, 정할 수 있다. 또한, 검사실(10) 내의 이슬점이 안정화되었는지 여부에 대해서는, 이슬점계(30)와는 별도로 검사실(10) 내 이슬점을 측정할 수 있는 이슬점계를 설치하고, 이렇게 별도로 설치된 이슬점계에 의해 측정되는 이슬점에 기초하여 판단할 수도 있다.
이와 같이, 검사실(10) 내 이슬점이 안정화된 후에 검사실(10) 내의 드라이 에어가 이슬점계(30)로 공급되므로, 상온 검사 또는 고온 검사를 실시할 수 있는 상태로부터 저온 검사를 실시할 수 있는 상태로 전환시킬 때에 이슬점계(30)가 결로하는 것을 억제할 수 있다.
이어서, 도 4를 참조하여, 외기 이슬점이 +8.0℃의 환경 하에 검사실(10) 내에서 저온 검사를 실시하는 경우에 대해 설명한다. 한편, 드라이 에어 공급부(20)로부터 공급되는 드라이 에어의 이슬점은, 예를 들어, -75℃이다. 도 4는 저온 검사를 실시할 때의 프로버 장치(1)의 상태 설명도이다.
검사실(10) 내에서 반도체 웨이퍼에 대해 저온 검사를 실시하는 경우, 제어 장치(100)는, 드라이 에어를 드라이 에어 공급부(20)로부터 검사실(10) 안을 거쳐 이슬점계(30)로 공급하도록, 밸브(V1,V2,V3)의 개폐 동작을 제어한다. 본 실시형태에서, 제어 장치(100)는 밸브(V1)를 열림 상태로, 밸브(V2)를 열림 상태로, 밸브(V3)를 닫힘 상태로 제어한다. 이로써, 드라이 에어가 드라이 에어 공급부(20)로부터 검사실(10) 안으로 공급되며(도 4의 화살표 A1 참조), 검사실(10) 안의 드라이 에어가 이슬점계(30)로 공급된다(도 4의 화살표 A2 참조). 그리하여, 이슬점계(30)에 의해 검사실(10) 내 이슬점을 측정할 수 있다.
그런데, 이슬점계(30)로는, 가격이 저렴하며 크기가 작다는 점에서, 정전 용량식 이슬점계가 사용되는 경우가 많다. 그러나, 정전 용량식 이슬점계는, 그 측정 원리로 인해 수분이 부착되어 잘 안 떨어지는 특성을 가지므로, 높은 이슬점(예를 들어, +20℃)의 가스를 측정한 후에 낮은 이슬점(예를 들어, -50℃)의 가스를 측정하는 경우, 정확한 이슬점을 측정할 수 있게 될 때까지 긴 시간(예를 들어, 며칠)이 필요하다.
그러나, 본 발명의 실시형태에서는, 저온 검사를 실시하는 경우뿐 아니라, 상온 검사 또는 고온 검사를 실시하는 경우에도 이슬점계(30)에는 항상 낮은 이슬점의 드라이 에어가 공급된다. 따라서, 정전 용량식 이슬점계를 사용한 경우라도, 검사실(10) 내에서 반도체 웨이퍼에 대해 상온 검사 또는 고온 검사를 실시할 수 있는 상태로부터 저온 검사를 실시할 수 있는 상태로 전환시킨 후 단시간 만에 저온 검사를 실시할 수가 있다.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명의 실시형태에 따른 검사 장치에서는, 이슬점계(30)가 밸브(V2)가 개설된 배관(32)을 통해 검사실(10)에 접속되며, 또한 밸브(V3)가 개설된 바이패스 배관(40)을 통해 드라이 에어 공급부(20)에 접속되어 있다. 이로써, 상온 검사 또는 고온 검사를 실시하는 경우에는, 드라이 에어를 항상 바이패스 배관(40)을 통해 이슬점계(30)로 공급함으로써 이슬점계(30)를 대기 상태로 하고, 저온 검사를 실시하는 경우에만 드라이 에어를 검사실(10) 안으로 공급할 수 있다. 종래의 장치에서는, 상온 검사 또는 고온 검사를 실시하는 경우에도 드라이 에어를 검사실(10)로 공급하고, 배관(32)을 통해 드라이 에어를 이슬점계(30)로 공급하여 이슬점계(30)를 대기 상태로 하였으므로, 대량의 드라이 에어가 소비되었으나, 본 발명의 실시형태에 따른 검사 장치에서는 드라이 에어의 소비량을 크게 억제할 수가 있다.
이상에서 본 발명을 실시하기 위한 형태에 대해 설명하였으나, 상기 내용이 발명의 내용을 한정하는 것은 아니며, 본 발명의 범위 내에서 다양한 변형 및 개량이 가능하다.
본 국제출원은 2018년 2월 26일자로 출원된 일본국 특허출원 제2018-032363호에 기초하는 우선권을 주장하는 것으로서, 당해 출원의 전체 내용을 본 국제출원에 원용한다.
1 프로버 장치
10 검사실
20 드라이 에어 공급부
22 배관
30 이슬점계
32 배관
40 바이패스 배관
100 제어 장치
V1 밸브
V2 밸브
V3 밸브

Claims (6)

  1. 피검사체에 대해 고온 검사 및 저온 검사를 실시할 수 있는 검사 장치로서,
    상기 피검사체를 검사하는 검사실과,
    제1 밸브를 통해 상기 검사실에 접속되어 드라이 에어를 상기 검사실 안으로 공급하는 드라이 에어 공급부와,
    제2 밸브를 통해 상기 검사실에 접속되어 상기 검사실 내 이슬점을 측정하는 이슬점계와,
    상기 드라이 에어 공급부와 상기 이슬점계를 제3 밸브를 통해 접속하는 바이패스 배관과,
    상기 검사실에서 상기 피검사체에 대해 고온 검사를 실시하는 경우, 드라이 에어를 상기 드라이 에어 공급부로부터 상기 검사실 안으로 공급하지 않고, 드라이 에어를 상기 드라이 에어 공급부로부터 상기 바이패스 배관을 통해 상기 이슬점계로 공급하도록, 상기 제1 밸브, 상기 제2 밸브 및 상기 제3 밸브의 개폐 동작을 제어하는 제어 장치를 포함하는 검사 장치.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 피검사체에 대해 고온 검사 및 저온 검사를 실시할 수 있는 검사 장치로서,
    상기 피검사체를 검사하는 검사실과,
    제1 밸브를 통해 상기 검사실에 접속되어 드라이 에어를 상기 검사실 안으로 공급하는 드라이 에어 공급부와,
    제2 밸브를 통해 상기 검사실에 접속되어 상기 검사실 내 이슬점을 측정하는 이슬점계와,
    상기 드라이 에어 공급부와 상기 이슬점계를 제3 밸브를 통해 접속하는 바이패스 배관과,
    상기 검사실에서 상기 피검사체에 대해 저온 검사를 실시하는 경우, 드라이 에어를 상기 드라이 에어 공급부로부터 상기 검사실 안을 거쳐 상기 이슬점계로 공급하도록, 상기 제1 밸브, 상기 제2 밸브 및 상기 제3 밸브의 개폐 동작을 제어하는 제어 장치를 포함하는 검사 장치.
  5. 피검사체에 대해 고온 검사 및 저온 검사를 실시할 수 있는 검사 장치로서,
    상기 피검사체를 검사하는 검사실과,
    제1 밸브를 통해 상기 검사실에 접속되어 드라이 에어를 상기 검사실 안으로 공급하는 드라이 에어 공급부와,
    제2 밸브를 통해 상기 검사실에 접속되어 상기 검사실 내 이슬점을 측정하는 이슬점계와,
    상기 드라이 에어 공급부와 상기 이슬점계를 제3 밸브를 통해 접속하는 바이패스 배관과,
    상기 검사실에서 상기 피검사체에 대해 고온 검사를 실시할 수 있는 상태로부터 저온 검사를 실시할 수 있는 상태로 전환시키는 경우, 상기 검사실 내에 결로가 발생하지 않는 이슬점으로 안정화되기까지 드라이 에어를 상기 검사실 안으로 공급하고, 상기 검사실의 이슬점이 안정화된 후에 상기 검사실 안으로 공급되었던 상기 드라이 에어를 상기 검사실에 접속된 이슬점계로 공급하도록, 상기 제1 밸브, 상기 제2 밸브 및 상기 제3 밸브의 개폐 동작을 제어하는 제어 장치를 포함하는 검사 장치.
  6. 삭제
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