KR102571606B1 - 적재대 및 검사 장치 - Google Patents

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도쿄엘렉트론가부시키가이샤
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Abstract

피검사체가 적재되는 적재대와 피검사체의 접촉 열저항을 저감할 수 있는 기술을 제공한다.
검사 장치의 프로브 카드의 접촉 단자가 하중을 걸어서 압박되는 전자 디바이스를 갖는 피검사체가 적재되는 적재대이며, 제1 냉매 유로가 형성된 제1 냉각 플레이트와, 상기 제1 냉각 플레이트에 탑재되어, 상기 피검사체를 가열하는 가열원과, 상기 가열원 상에 마련되어, 상기 가열원이 출력하는 광을 투과하는 투과 부재와, 상기 투과 부재 상에 마련되어, 상기 피검사체를 진공 흡착하는 적재면과, 제2 냉매 유로를 갖는 제2 냉각 플레이트이며, 세라믹스로 구성되고, 상기 적재면에 경면 연마 가공이 실시된 제2 냉각 플레이트를 포함하는, 적재대가 제공된다.

Description

적재대 및 검사 장치{STAGE AND INSPECTION APPARATUS}
본 개시는, 적재대 및 검사 장치에 관한 것이다.
특허문헌 1은, 세라믹스에 의해 형성된 톱 플레이트와, 톱 플레이트와 일체화한 냉각 재킷 및 면 히터를 갖는 온도 조절체와, 온도 조절체와 단열 링을 통해서 일체화한 단열 플레이트와, 이들의 외주면에 장착되는 보온용 플레이트 링을 포함하는 적재 장치를 개시하고 있다. 보온용 플레이트 링의 양면은 경면상으로 형성되어, 톱 플레이트나 면 히터 등으로부터의 방사열을 반사하기 쉽게 함과 함께 보온용 플레이트 링의 외면으로부터 열방사량을 억제하도록 되어 있다.
일본 특허 공개 제2008-066692호 공보
본 개시는, 피검사체가 적재되는 적재대와 피검사체의 접촉 열저항을 저감할 수 있는 기술을 제공한다.
본 개시의 일 양태에 의하면, 검사 장치의 프로브 카드의 접촉 단자가 하중을 걸어서 압박되는 전자 디바이스를 갖는 피검사체가 적재되는 적재대이며, 제1 냉매 유로가 형성된 제1 냉각 플레이트와, 상기 제1 냉각 플레이트에 탑재되어, 상기 피검사체를 가열하는 가열원과, 상기 가열원 상에 마련되어, 상기 가열원이 출력하는 광을 투과하는 투과 부재와, 상기 투과 부재 상에 마련되어, 상기 피검사체를 진공 흡착하는 적재면과, 제2 냉매 유로를 갖는 제2 냉각 플레이트이며, 세라믹스로 구성되고, 상기 적재면에 경면 연마 가공이 실시된 제2 냉각 플레이트를 포함하는, 적재대가 제공된다.
일 측면에 의하면, 피검사체가 적재되는 적재대와 피검사체의 접촉 열저항을 저감할 수 있다.
도 1은 검사 장치(1)의 구성예를 도시하는 도면이다.
도 2는 도 1의 검사 장치(1)의 평면도이다.
도 3은 도 1의 검사 장치(1)의 웨이퍼 반송 기구의 구성예를 도시하는 도면이다.
도 4는 실시 형태의 적재대(100)의 구성의 일례를 도시하는 단면도이다.
도 5는 SiC 플레이트의 가공 예에서의 표면의 화상과 표면 조도의 분포를 도시하는 도면이다.
도 6은 실시 형태의 변형예의 적재대(100M)의 구성의 일례를 도시하는 단면도이다.
이하, 본 개시를 실시하기 위한 형태에 대해서 도면을 참조하여 설명한다. 또한, 본 명세서 및 도면에 있어서, 실질적으로 동일한 구성에 대해서는, 동일한 번호를 부여함으로써 중복된 설명을 생략하는 경우가 있다. 이하에서는 도면 중에 있어서의 상하 방향 또는 상하 관계를 사용해서 설명하는데, 보편적인 상하 방향 또는 상하 관계를 나타내는 것은 아니다.
<실시 형태>
도 1로부터 도 3을 참조하여, 검사 장치(1)에 대해서 설명한다. 도 1은, 검사 장치(1)의 구성예를 도시하는 도면이다. 도 2는, 도 1의 검사 장치(1)의 평면도이다. 도 3은, 도 1의 검사 장치(1)의 웨이퍼 반송 기구의 구성예를 도시하는 도면이다.
검사 장치(1)는, 로더부(10)와, 검사부(20)와, 장치 컨트롤러(30)를 갖는다. 검사 장치(1)는, 장치 컨트롤러(30)의 제어 하에, 로더부(10)로부터 검사부(20)에 피검사체인 반도체 웨이퍼(이하, 「웨이퍼(W)」라고 칭함)를 반송하여, 웨이퍼(W)에 형성된 전자 디바이스에 전기 신호를 부여해서 다양한 전기 특성을 검사한다. 이러한 검사에서는, 웨이퍼(W)에 형성된 전자 디바이스는, 피검사 디바이스(DUT: Device Under Test)이다.
로더부(10)는, 로드 포트(11)와, 얼라이너(12)와, 웨이퍼 반송 기구(13)를 갖는다.
로드 포트(11)는, 웨이퍼(W)를 수용한 카세트(C)를 적재한다. 카세트(C)는, 예를 들어 FOUP(Front Opening Unified Pod)이다.
얼라이너(12)는, 웨이퍼(W)에 형성된 오리엔테이션 플랫(orientation flat), 노치 등의 절결을 기준으로 해서, 웨이퍼(W)의 위치 정렬을 행한다.
웨이퍼 반송 기구(13)는, 로드 포트(11)에 적재된 카세트(C)와, 얼라이너(12)와, 후술하는 검사부(20)에 마련된 적재대(100)와의 사이에서 웨이퍼(W)를 반송한다. 웨이퍼 반송 기구(13)는, 암 유닛(131)과, 회전 구동 기구(132)와, 상하 구동 기구(133)를 갖는다.
암 유닛(131)은, 상하 2단으로 마련되어, 독립적으로 수평 방향으로 이동 가능한 암(131a, 131b)을 갖는다. 각 암(131a, 131b)은, 웨이퍼(W)를 보유 지지한다.
회전 구동 기구(132)는, 암 유닛(131)의 하부에 마련되어 있어, 암 유닛(131)을 회전 구동시킨다. 회전 구동 기구(132)는, 예를 들어 스테핑 모터를 포함한다.
상하 구동 기구(133)는, 회전 구동 기구(132)의 하부에 마련되어 있어, 암 유닛(131) 및 회전 구동 기구(132)를 상하 구동시킨다. 상하 구동 기구(133)는, 예를 들어 스테핑 모터를 포함한다. 또한, 웨이퍼 반송 기구(13)는, 도 3에 도시되는 형태에 한정되지 않고, 예를 들어 다관절 암, 상하 구동 기구 등을 갖는 형태이어도 된다.
로더부(10)에서는, 먼저, 웨이퍼 반송 기구(13)는, 카세트(C)에 수용된 웨이퍼(W)를 얼라이너(12)에 반송한다. 계속해서, 얼라이너(12)는, 웨이퍼(W)의 위치 정렬을 행한다. 계속해서, 웨이퍼 반송 기구(13)는, 위치 정렬된 웨이퍼(W)를 얼라이너(12)로부터 검사부(20)에 마련된 적재대(100)에 반송한다.
검사부(20)는, 로더부(10)에 인접해서 배치되어 있다. 검사부(20)는, 적재대(100)와, 승강 기구(22)와, XY 스테이지(23)와, 프로브 카드(24)와, 얼라인먼트 기구(25)와, 펌프(26)와, 온도 센서(27)와, 온도 컨트롤러(28)를 갖는다.
적재대(100)는, 상면에 웨이퍼(W)를 적재한다. 적재대(100)는, 예를 들어 진공 척이나 정전 척을 포함한다. 적재대(100)는, 냉매 유로를 갖고, 냉매 유로에는 펌프(26)로부터 물이나 갈덴(등록 상표) 등의 냉매가 공급된다. 이에 의해, 적재대(100)가 냉각된다.
승강 기구(22)는, 적재대(100)의 하부에 마련되어 있어, 적재대(100)를 XY 스테이지(23)에 대하여 승강시킨다. 승강 기구(22)는, 예를 들어 스테핑 모터를 포함한다.
XY 스테이지(23)는, 승강 기구(22)의 하부에 마련되어 있어, 적재대(100) 및 승강 기구(22)를 2축 방향(도면 중의 X 방향 및 Y 방향)으로 이동시킨다. XY 스테이지(23)는, 검사부(20)의 저부에 고정되어 있다. XY 스테이지(23)는, 예를 들어 스테핑 모터를 포함한다.
프로브 카드(24)는, 적재대(100)의 상방에 배치되어 있다. 프로브 카드(24)의 적재대(100)측에는, 복수의 프로브(24a)가 형성되어 있다. 프로브 카드(24)는, 헤드 플레이트(24b)에 착탈 가능하게 설치되어 있다. 프로브 카드(24)에는, 테스트 헤드(T)를 통해서 테스터(도시하지 않음)가 접속되어 있다.
얼라인먼트 기구(25)는, 카메라(25a)와, 가이드 레일(25b)과, 얼라인먼트 브리지(25c)와, 광원(25d)을 갖는다. 카메라(25a)는, 얼라인먼트 브리지(25c)의 중앙에 하향으로 설치되어 있어, 적재대(100), 웨이퍼(W) 등을 촬상한다. 카메라(25a)는, 예를 들어 CCD 카메라나 CMOS 카메라이다. 가이드 레일(25b)은, 얼라인먼트 브리지(25c)를 수평 방향(도면 중의 Y 방향)으로 이동 가능하게 지지한다. 얼라인먼트 브리지(25c)는, 좌우 한 쌍의 가이드 레일(25b)에 의해 지지되어 있어, 가이드 레일(25b)을 따라 수평 방향(도면 중의 Y 방향)으로 이동한다. 이에 의해, 카메라(25a)는, 얼라인먼트 브리지(25c)를 통해서, 대기 위치와 프로브 카드(24)의 중심의 바로 아래(이하, 「프로브 센터」라고 함)의 사이를 이동한다. 프로브 센터에 위치하는 카메라(25a)는, 얼라인먼트 시, 적재대(100)가 XY 방향으로 이동하는 동안에 적재대(100) 상의 웨이퍼(W)의 전극 패드를 상방으로부터 촬상하여, 화상 처리해서 표시 장치(40)에 촬상 화상을 표시한다. 광원(25d)은, 얼라인먼트 브리지(25c)의 하부에 마련되어, 적재대(100)에 광을 조사한다. 광원(25d)은, 예를 들어 다수의 발광 다이오드(LED: Light Emitting Diode)를 배열한 LED 광원이며, 카메라(25a)로 웨이퍼(W)의 촬영을 행할 때 광을 조사한다. 광원(25d)은, 촬영 시의 조명으로서 사용된다.
얼라인먼트 기구(25)는, 웨이퍼(W)의 XY 방향의 얼라인먼트가 완료되면, 카메라(25a)를 대기 위치로 이동한다. 카메라(25a)가 대기 위치에 있을 때는, 카메라(25a)는 프로브 카드(24)의 바로 아래에는 존재하지 않고, Y 방향으로 오프셋하고 있다. 이 상태에서 승강 기구(22)가 적재대(100)를 XY 스테이지(23)에 대하여 상승시키면, 복수의 프로브(24a)가 적재대(100) 상의 웨이퍼(W)의 전극 패드에 접촉하여, 웨이퍼(W)의 전자 디바이스의 전기 특성의 검사를 행할 수 있는 상태로 된다. 프로브(24a)는 접촉 단자의 일례이다.
펌프(26)는, 예를 들어 냉매를 압송하는 기계식의 펌프이다. 펌프(26)로부터 출력되는 냉매를 적재대(100) 내의 냉매 유로와의 사이에서 순환시킨다. 냉매는, 예를 들어 무색이고 광이 투과 가능한 액체인 물이나 갈덴(등록 상표)이다.
온도 센서(27)는, 적재대(100)의 온도를 검출한다. 온도 센서(27)는, 예를 들어 적재대(100) 내에 매립된 열전쌍이다.
온도 컨트롤러(28)는, 적재대(100)의 하방에 마련되어 있다. 온도 컨트롤러(28)는 예를 들어 컴퓨터이다. 온도 컨트롤러(28)는, 온도 센서(27)에 의해 적재대(100)의 온도를 검출하는 스텝과, 온도 센서(27)가 검출한 적재대(100)의 온도에 기초하여, 적재대(100)의 LED 모듈의 점등 제어 및 펌프(26)의 구동 제어를 행하는 스텝을 갖는 온도 제어 방법을 실행한다.
웨이퍼(W)의 전자 디바이스의 전기 특성의 검사를 행할 때는, 프로브(24a)와 웨이퍼(W)의 전극 패드의 전기적인 접촉을 확실한 것으로 하기 위해서, 승강 기구(22)로 웨이퍼(W)를 상측에 압박한 상태로 한다. 즉, 웨이퍼(W)의 전극 패드에 대하여 하중을 걸어서 프로브(24a)를 압박한 상태로 한다. 이때는, 프로브(24a) 1개당 약 1g 내지 약 5g의 하중이 걸리는 경우가 있다.
예를 들어, 웨이퍼(W)에 포함되는 30mm 정사각형(평면으로 보아 세로 30mm×가로 30mm)의 1개의 전자 디바이스에 대해서 검사를 행할 때, 프로브(24a) 1개당 약 1g 내지 약 5g의 하중이 걸리면, 프로브(24a) 및 전극 패드의 수가 많으면, 웨이퍼(W)에 약 100kg 내지 수백kg 이상의 하중이 걸리는 경우가 있다.
이 때문에, 적재대(100)에는, 상술한 바와 같은 하중에 견딜 수 있는 높은 강성을 갖고, 내하중이 커서, 변형에 의한 변위가 적을 것이 요구된다.
또한, 전기 특성의 검사 시에는, 1개의 전자 디바이스(DUT)의 발열량이 일례로서 약 100W 내지 수백W 이상으로 되는 경우가 있다. 이 때문에, 적재대(100)에는, 전자 디바이스의 온도를 검사에 있어서의 설정 온도에 대한 소정의 온도 범위 내(예를 들어 ±3℃ 이내)로 조절하기 위한 냉각(흡열) 구조 및 가열 구조를 가질 것이 요구된다. 발열량이 큰 전자 디바이스를 설정 온도에 대한 소정의 온도 범위 내로 유지하기 위해서는, 흡열 및 가열을 고속으로 행할 수 있을 것이 필요해서, 적재대(100)에는, 열용량이 작으면서 또한 열전도율이 높을 것이 요구된다. 근년은 전자 디바이스의 발열량이 증가 경향에 있기 때문에, 특히 흡열량의 증대에 대한 요구가 증가하고 있다.
이하, 이들 요구에 대응한 실시 형태의 적재대(100)의 상세에 대해서 설명한다.
도 4는, 실시 형태의 적재대(100)의 구성의 일례를 도시하는 단면도이다. 적재대(100)는, 베이스 플레이트(110), 제어 기판(115), 미들 플레이트(120), LED 모듈(130), 유리판(150), 톱 플레이트(160), 파이프(171), 접속부(172), 파이프(173) 및 O링(174)을 포함한다.
이하에서는, 도면 중에 있어서의 상하 방향을 사용해서 설명한다. 또한, 평면으로 본다는 것은 상방으로부터 하방을 평면적으로 보는 것을 말한다.
베이스 플레이트(110)는, 적재대(100)의 베이스(기대)가 되는 평면으로 보아 원형의 부재이며, 일례로서, 알루미나(Al2O3) 등의 세라믹제이다. 베이스 플레이트(110)는, 원반상의 기부(111)와, 외주를 따라 상방으로 돌출된 외주벽부(112)와, 기부(111)의 상면으로부터 돌출되는 보유 지지부(113)를 갖는다.
외주벽부(112)의 상단은, 미들 플레이트(120)의 하면에 고정되고, 보유 지지부(113)는, 제어 기판(115) 및 미들 플레이트(120)를 보유 지지한다. 베이스 플레이트(110) 상에 미들 플레이트(120)가 고정된 상태에서, 기부(111)와, 외주벽부(112)와, 미들 플레이트(120)로 둘러싸인 공간은 폐쇄된다. 이 공간에는 제어 기판(115)이 배치된다.
제어 기판(115)은, LED 모듈(130)의 점등 제어 등을 행하는 마이크로컴퓨터 등(도시를 생략)이 실장되는 배선 기판이다. 제어 기판(115)은, 도시하지 않은 배선 등을 통해서 온도 컨트롤러(28)(도 1 참조)에 접속되어 있다.
미들 플레이트(120)는, 베이스 플레이트(110) 상에 배치되는 평면으로 보아 원형의 부재이며, 일례로서 구리(Cu)제이다. 일례로서, 미들 플레이트(120)는, 나사 고정 등으로 베이스 플레이트(110) 상에 고정된다. 미들 플레이트(120)는, 제1 냉각 플레이트의 일례이다.
미들 플레이트(120)는, 원반상의 기부(121)와, 외주를 따라 상측으로 돌출된 외주벽부(122)와, 냉매 유로(123)를 갖는다. 냉매 유로(123)는, 제1 냉매 유로의 일례이다. 또한, 미들 플레이트(120)에는, 제어 기판(115)과 LED 모듈(130)을 접속하는 배선을 통과시키는 관통 구멍(도시하지 않음)이 마련되어 있다. 이 관통 구멍은, 미들 플레이트(120)의 상면과 하면을 연결하도록 관통하고 있다.
기부(121)의 상면에는, 복수의 LED 모듈(130)이 실장된다. 또한, 외주벽부(122)의 상단은, 유리판(150)에 접착제 등에 의해 고정되어 있다.
기부(121)의 상측 공간은, LED 모듈(130)의 실장부이다. 기부(121)에 대한 외주벽부(122)의 높이는, LED 모듈(130)의 높이보다도 높기 때문에, 기부(121)에 실장되는 LED 모듈(130)과 유리판(150)의 사이에는, 공간이 있다.
냉매 유로(123)는, 도 4에는 일부만을 도시하지만, LED 모듈(130)을 냉각하기 위해서, 실제로는 기부(121)의 내부에서, 평면으로 보아 기부(121)의 대략 전체에 걸치도록 마련되어 있다. 냉매 유로(123)에는, 파이프(171)를 통해서 화살표로 나타낸 바와 같이 냉매(180A)가 공급된다. 냉매(180A)로서는, 예를 들어 물이나 갈덴(등록 상표)을 사용하면 되고, 펌프(26)(도 1 참조)로 냉매 유로에 공급하면 된다.
각 LED 모듈(130)은, 복수의 LED(130A)와, 각 LED(130A)에 설치되는 렌즈(135)를 갖는다. LED 모듈(130)은 가열원의 일례이며, LED(130A)는 발광 소자의 일례이다. LED(130A)로서는, 근적외선 광을 출력하는 것을 사용하면 된다. 각 LED(130A)의 광출력부에는 렌즈(135)가 설치되어 있다. 렌즈(135)는, LED(130A)로부터 출력되는 광의 지향성을 조절하여, 광의 분산을 억제해서 조사 범위를 좁히기 위해서 마련되어 있다. 렌즈(135)는, 일례로서, 유리제 또는 수지제이다.
LED 모듈(130)은, 톱 플레이트(160) 상에 적재되는 웨이퍼(W)를 가열해서 웨이퍼(W)의 온도를 조절하기 위해 마련되어 있다. LED 모듈(130)의 각 LED(130A)로부터 출력되는 광(근적외선 광)은, 유리판(150)을 투과해서 톱 플레이트(160)에 흡수되어, 톱 플레이트(160)를 가열한다. 그 결과, 톱 플레이트(160)의 상면에 적재되는 웨이퍼(W)를 가열할 수 있다.
유리판(150)은, 투과 부재의 일례이며, 미들 플레이트(120)의 외주벽부(122) 상에 마련되어 있고, 외주벽부(122)의 상단에 접착제 등에 의해 고정되어 있다. 유리판(150)과 LED 모듈(130)의 사이는, 공간으로 되어 있다. 유리판(150)은, 원반상의 기부(151)와, 기부(151)로부터 평면으로 보아 돌출된 돌출부(152)를 갖는다. 유리판(150) 상에는, 톱 플레이트(160)가 배치된다. 유리판(150)과 톱 플레이트(160)는 접착되어 있다.
유리판(150) 상에 톱 플레이트(160)가 배치되면, 기부(151)는, 톱 플레이트(160)의 하면측에 마련되는 홈(161A)에 밑에서부터 덮개를 덮는 것이 되고, 돌출부(152)는, 톱 플레이트(160)의 하면측에 마련되는 홈(162A)에 밑에서부터 덮개를 덮는 것이 된다. 이에 의해, 홈(161A 및 162A)은 냉매 유로가 된다.
돌출부(152)의 하면에는 고무제의 O링(174)을 개재시켜 접속부(172)가 나사 고정 등에 의해 고정되어 있다. 돌출부(152)는, 접속부(172) 내의 냉매 유로(172A)에 연통하는 관통 구멍(152A)을 갖는다. 관통 구멍(152A)은, 톱 플레이트(160)의 홈(162A)에 연통하고 있다.
유리판(150)은, LED 모듈(130)로부터 출력되는 광을 효율적으로 톱 플레이트(160)에 유도하기 위해서 투명하다. 또한, 유리판(150)으로서는, 웨이퍼(W)의 발열이나 LED 모듈(130)의 근적외선 광의 열에 견딜 수 있도록, 내열 유리를 사용하면 되고, 일례로서, TEMPAX Float(등록 상표)을 사용할 수 있다.
또한, 실시 형태에서는, 투과 부재의 일례로서 유리판(150)을 사용하는 형태에 대해서 설명하지만, 유리판(150) 대신에 투명한 수지판을 사용해도 된다. 투명한 수지판으로서는, 예를 들어 아크릴제 또는 폴리카르보네이트제 수지판을 사용할 수 있다.
톱 플레이트(160)는, 평면으로 보아 유리판(150)과 동일한 형상을 하고 있고, 적재면(160A)과, 원반상의 기부(161)와, 기부(161)로부터 평면으로 보아 돌출된 돌출부(162)와, 진공 척(163)을 갖는다. 톱 플레이트(160)는, 제2 냉각 플레이트의 일례이다. 적재면(160A)은, 톱 플레이트(160)의 상면이며, 웨이퍼(W)가 적재되는 면이다. 여기에서는 우선, 톱 플레이트(160)의 형상적인 구성이나 기능에 대해서 설명하고, 소재나 두께에 대해서는 후술한다.
톱 플레이트(160)는, 기부(161)의 하면측에 홈(161A)을 갖고, 돌출부(162)의 하면측에 홈(162A)을 갖는다. 홈(161A 및 162A)은, 기부(161) 및 돌출부(162)의 하면으로부터 상측으로 오목해지도록 형성되어 있다. 홈(161A 및 162A)은, 하면측으로부터 유리판(150)에 의해 덮개가 덮힘으로써, 냉매 유로가 된다. 홈(161A 및 162A)은 제2 냉매 유로의 일례이다.
홈(161A)은, 평면으로 보아 기부(161) 전체에 소정의 패턴(예를 들어 와권상의 패턴)으로 형성되어 있고, 도 4에 단면을 나타내는 복수의 홈(161A)은, 모두 서로 연통함과 함께, 돌출부(162)에 마련된 홈(162A)에 연통하고 있다.
이 때문에, 냉매(180B)는, 화살표로 나타낸 바와 같이, 파이프(173)로부터 접속부(172)의 냉매 유로(172A)와, 유리판(150)의 관통 구멍(152A)을 거쳐서 홈(162A)에 유입되고, 홈(162A)으로부터 홈(161A)에 유입되고, 홈(162A)과 마찬가지의 배출용 홈(도시하지 않음)을 거쳐서 적재대(100)의 외부로 배출된다.
냉매(180B)로서는, 예를 들어 무색이고 광이 투과 가능한 액체인 물이나 갈덴(등록 상표)이 사용되며, 검사 장치(1)(도 1 내지 도 3 참조)의 외부에 마련된 펌프(도시 생략)에 의해 냉매 유로에 공급된다.
홈(161A 및 162A)에 의해 실현되는 냉매 유로의 하면은 유리판(150)이기 때문에, 냉매(180B)는, LED 모듈(130)로부터 출력된 광의 광로를 통과하게 된다. 이 때문에, 냉매(180A)로서는 투명한 냉매가 바람직하다. 냉매(180A)에 의한 광의 감쇠를 적게 하여, LED 모듈(130)로부터 출력된 광이 조금이라도 많이 톱 플레이트(160)에 도달하도록 해서, 가열 효율을 향상시키기 위함이다.
진공 척(163)은, 적재면(160A)에 마련되어 있다. 도 4에서 진공 척(163)으로서 나타내는 복수의 홈은, 진공 배관(도시하지 않음)을 통해서 진공 펌프(도시하지 않음)에 접속되어 있다. 진공 펌프를 구동함으로써, 진공 척(163)으로 웨이퍼(W)를 적재면(160A)에 흡착시킬 수 있다.
또한, 톱 플레이트(160)는, 상술한 구성 요소 이외에, 웨이퍼(W)의 온도를 측정하기 위한 온도 센서(27)(도 1 참조)용 배선을 통과시키는 통로(도시하지 않음)를 갖는다. 이러한 통로는, 기부(161) 및 돌출부(162)의 내부에서, 홈(161A 및 162A)이나 진공 척(163)에 접속되는 진공 배관(도시하지 않음)을 피해서 마련되어 있다.
이러한 적재대(100)를 포함하는 검사 장치(1)에 있어서, 예를 들어 웨이퍼(W)에 복수 형성되어 있는 전자 디바이스 중 1개를 검사 대상으로서 선택해서 전기적 특성의 검사를 행하는 경우에는, 다음과 같이 하면 된다. 진공 척(163)으로 웨이퍼(W)를 적재면(160A)에 흡착시킨 상태에서, 승강 기구(22)로 웨이퍼(W)를 상측으로 이동시켜, 웨이퍼(W)의 전극 패드에 대하여 하중을 걸어서 프로브(24a)를 압박한 상태로 한다. 그리고, 검사 대상이 되는 전자 디바이스의 바로 아래에 위치하는 LED 모듈(130)로부터 광을 바로 위를 향하게 해서 출력함과 함께, 홈(161A 및 162A)으로 구성되는 냉매 유로에 냉매(180B)를 흐르게 한다. 또한, 이때, LED 모듈(130)을 냉각하기 위해서 냉매 유로(123)에 냉매(180A)를 흐르게 한다.
검사 대상의 전자 디바이스의 온도가 검사에서의 설정 온도로 되도록, LED 모듈(130)로부터 출력되는 광에 의해 톱 플레이트(160) 중 검사 대상이 되는 전자 디바이스 하에 위치하는 부분이 가열되고, 그 결과, 검사 대상이 되는 전자 디바이스가 가열된다. 또한, 전자 디바이스에 전류를 흘림으로써 전자 디바이스 자체가 발열하기 때문에, 전자 디바이스의 온도가 설정 온도보다도 높아진 경우에는, LED 모듈(130)을 소등함과 함께 냉매(180B)를 공급해서 흡열하여, 전자 디바이스의 온도를 저하시킨다.
또한, 전자 디바이스의 온도가 설정 온도보다도 낮아진 경우에는, LED 모듈(130)을 점등함과 함께, 냉매(180B)의 공급을 정지하고 가열하여, 전자 디바이스의 온도를 상승시키면 된다. 이러한 LED 모듈(130)의 점등 및 소등의 제어와, 냉매(180B)의 공급량의 제어를 고속으로 행함으로써, 검사 대상의 전자 디바이스의 온도가 검사에서의 설정 온도에 대한 소정의 온도 범위 내(예를 들어 ±3℃ 이내)로 되도록 조절한다.
이어서, 톱 플레이트(160)의 소재나 두께에 대해서 설명한다. 톱 플레이트(160)는 세라믹스로 구성된다. 톱 플레이트(160)를 구성하는 세라믹스는, 일례로서 탄화규소(SiC)제, 탄화규소(SiC)와 규소(Si)의 복합 재료제, 또는 질화알루미늄(AlN)제 등이다. 여기에서는 세라믹스가 탄화규소(SiC)제인 형태에 대해서 설명한다.
톱 플레이트(160)로서 상술한 바와 같은 세라믹스를 사용하는 것은, 구리나 알루미늄 등의 금속제로 하는 경우보다도 높은 강성을 얻기 위해서, 및 높은 열전도율을 얻기 위함이다. 고강성으로 하는 것은, 전기 특성의 검사 시에 있어서의 하중에 견딜 수 있는 구성(내하중에서 유리한 구성)으로 하기 위함이다. 또한, 고열전도율로 하는 것은, 전기 특성의 검사 시에 있어서의 고속으로의 웨이퍼(W)의 가열과, 웨이퍼(W)로부터의 흡열에 대응 가능한 구성으로 하기 위함이다.
톱 플레이트(160)의 두께는, 일례로서 3mm 내지 10mm이다. 톱 플레이트(160)의 두께는, 홈(161A 및 162A)이 형성되어 있지 않은 부분의 두께이다. 톱 플레이트(160)는, 열용량이 작은 구성을 실현하기 위해서, 두께를 얇게 하고 있다. 열용량이 작으면 LED 모듈(130)에 의한 가열로 톱 플레이트(160)의 온도를 상승시키기 쉽고, 냉매(180B)의 통류에 의해 톱 플레이트(160)의 온도를 저하시키기 쉬워지기 때문이며, 전기 특성의 검사 시에 있어서의 고속으로의 웨이퍼(W)의 가열과 웨이퍼(W)로부터의 흡열에 대응 가능한 구성으로 하기 위함이다.
이와 같이, 냉각용 홈(161A 및 162A), 진공 척(163), 및 온도 센서용 배선을 통과시키는 통로를 갖는 입체 구조로, 두께가 얇은 톱 플레이트(160)는, 제조 난이도가 상당히 높은 부재이다.
또한, 톱 플레이트(160)의 적재면(160A)에는 경면 연마 가공이 실시되어 있으며, 적재면(160A)의 표면 조도의 최대 높이(Rmax)(maximum peak to valley roughness height)는, 일례로서 0.025㎛ 내지 0.2㎛이다. 경면 연마 가공은, 예를 들어 연마 입자를 포함하는 슬러리(현탁액)를 사용해서 연마 장치로 톱 플레이트(160)의 적재면(160A)을 연마함으로써 실현된다.
상술한 바와 같은 입체 구조를 갖고, 두께가 얇은 톱 플레이트(160)는, 알루미늄이나 구리 등의 금속에서는 내하중이 부족한 것을 하중 해석에 의해 알고 있다. 또한, 경면 연마 가공에 의해 적재면(160A)의 최대 높이(Rmax)가 일례로서 0.025㎛ 내지 0.2㎛라는 레벨의 평면도를 고정밀도로 내는 것은, 고강성이면서 또한 내하중에서 유리한 세라믹스이기 때문에 실현할 수 있었던 것이다.
경면 연마 가공은, 적재면(160A)을 평탄하게 해서, 톱 플레이트(160)와 웨이퍼(W)의 적재면(160A) 및 웨이퍼(W)의 하면을 통한 접촉 열저항을 작게 하기 위해서 실시하고 있다. 그 때문에, 웨이퍼(W)가 적재되는 적재면(160A)의 최대 높이(Rmax)가 이러한 범위에 들어가도록 하고 있다. 접촉 열저항이란, 온도가 다른 2개의 물체(여기서는 톱 플레이트(160)와 웨이퍼(W))를 접촉시켰을 때, 2개의 물체의 표면 온도의 차(ΔT)를 열류량(Q)으로 제산해서 얻어지는 저항값이다.
전기 특성의 검사 시에는 적재면(160A)에 웨이퍼(W)가 적재되어, 웨이퍼(W)의 가열과, 웨이퍼(W)로부터의 흡열을 고속으로 행하기 위해서, 적재면(160A) 및 웨이퍼(W)의 하면을 통한 톱 플레이트(160)와 웨이퍼(W)의 접촉 열저항을 작게 함으로써, 톱 플레이트(160)와 웨이퍼(W)의 사이에서 열의 전달을 행하기 쉽게 하고 있다.
톱 플레이트(160)와 웨이퍼(W)의 접촉 열저항이 크면, 검사 대상의 전자 디바이스의 발열량이 큰 경우에, 흡열에 의한 냉각이 따라가지 못하여, 전자 디바이스의 온도가 너무 상승해서 소정의 온도 범위 내로 조정할 수 없게 된다. 또한, 이것과는 반대로, 톱 플레이트(160)와 웨이퍼(W)의 접촉 열저항이 크면, 검사 대상의 전자 디바이스를 급속하게 가열하고 싶을 경우에, 톱 플레이트(160)로부터 웨이퍼(W)에의 열전달이 지연되어, 전자 디바이스의 온도가 너무 낮아서 소정의 온도 범위 내로 조정할 수 없게 된다. 이러한 사태를 억제하기 위해서, 적재면(160A)에 경면 연마 가공을 실시하여, 톱 플레이트(160)와 웨이퍼(W)의 접촉 열저항을 작게 하고 있다.
발열량이 예를 들어 약 100W 내지 수백W 이상으로 되는 웨이퍼(W)의 온도를 고속으로 제어하기 위해서는, 가열과 흡열을 고속으로 전환하는 경우가 있기 때문에, 톱 플레이트(160)와 웨이퍼(W)의 접촉 열저항이 작은 것은, 매우 의미가 있다. 이러한 관점에서 톱 플레이트(160)의 적재면(160A)에 경면 연마 가공을 실시하여, 적재면(160A)의 최대 높이(Rmax)를 일례로서 0.025㎛ 내지 0.2㎛로 설정한다. 웨이퍼(W)의 하면은, 예를 들어 최대 높이가 0.025㎛ 내지 0.2㎛ 정도로 충분히 평탄하기 때문에, 적재면(160A)에 경면 연마 가공을 실시하기로 하였다.
톱 플레이트(160)의 적재면(160A)과, 웨이퍼(W)의 하면이 접촉하는 부분의 면적이 클수록 톱 플레이트(160)와 웨이퍼(W)의 접촉 열저항은 작아진다. 적재면(160A)의 최대 높이(Rmax)가 일례로서 0.025㎛ 내지 0.2㎛라는 작은 값의 범위 내에 있으면, 접촉 부분의 면적이 커져, 적재면(160A)과 웨이퍼(W)의 하면의 사이의 공간 간극이 줄어들어, 충분히 작은 접촉 열저항이 얻어진다. 또한, 접촉 부분의 면적이 커지면, 진공 척(163)에 의한 흡착력이 강해지므로, 고하중이 걸렸을 때의 전자 디바이스의 전극 패드에 대한 프로브(24a)의 어긋남(콘택트 어긋남)이 생기기 어려워진다.
여기서, 적재면(160A)의 최대 높이(Rmax)의 하한값 및 상한값을 각각 상술한 바와 같은 값으로 설정하기 전에, 다음과 같은 시뮬레이션을 행하였다.
먼저, 톱 플레이트(160)의 적재면(160A)의 최대 높이(Rmax)에 대해서, 시뮬레이션으로 검토를 행하였다.
톱 플레이트(160)의 경면 연마 가공이 실시된 적재면(160A)의 최대 높이(Rmax)의 목표값을 0.12㎛ 이하로 설정하고, 최대 높이(Rmax)가 0.12㎛인 경우에 있어서의 접촉 열저항을 구하였다. 시뮬레이션의 조건으로서, 톱 플레이트(160)의 열전도율을 540W/mK, 웨이퍼(W)의 하면의 최대 높이(Rmax)를 0.1㎛, 전자 디바이스의 사이즈를 30mm×30mm, 웨이퍼(W)의 열전도율을 157W/mK, 웨이퍼(W)에 걸리는 하중을 300kgf로 하였다.
그 결과, 경면 연마 가공이 실시된 적재면(160A)을 갖는 톱 플레이트(160)와 웨이퍼(W)의 접촉 열저항은 0.024℃/W이었다. 이것은, 톱 플레이트(160)에 100W의 열량을 가했을 경우에 있어서의 톱 플레이트(160)와 웨이퍼(W)의 온도 차(ΔT)가 2.4℃로 되는 것을 나타내고 있으며, 양호한 결과이다.
또한, 비교용으로, 경면 연마 가공을 실시하지 않은 상면을 갖는 톱 플레이트를 사용한 시뮬레이션을 행하여, 다음과 같은 조건으로 설정하였다. 비교용의 톱 플레이트의 상면의 최대 높이(Rmax)를 0.8㎛, 비교용 톱 플레이트의 열전도율을 540W/mK, 웨이퍼(W)의 하면의 최대 높이(Rmax)를 0.2㎛, 전자 디바이스의 사이즈를 30mm×30mm, 웨이퍼(W)의 열전도율을 157W/mK, 웨이퍼(W)에 걸리는 하중을 300kgf로 하였다.
그 결과, 비교용 톱 플레이트와 웨이퍼(W)의 접촉 열저항은 0.095℃/W이었다. 이것은, 비교용 톱 플레이트에 100W의 열량을 가했을 경우에 있어서의 비교용 톱 플레이트와 웨이퍼(W)의 온도 차(ΔT)가 9.5℃로 되는 것을 나타내고 있으며, 웨이퍼(W)의 가열 및 흡열을 제어하는 것이 곤란한 레벨의 값이다.
이상과 같은 시뮬레이션으로부터, 비교용 톱 플레이트를 사용하는 경우에 비하여, 경면 연마 가공이 실시된 적재면(160A)을 갖는 톱 플레이트(160)를 사용하면, 접촉 열저항이 약 1/4로 되는 것을 알았다. 이 결과로부터, 톱 플레이트(160)와 웨이퍼(W)의 접촉 열저항의 목표값을 0.03℃/W 이하로 설정하였다. 그리고, 다음과 같은 실험을 행하였다.
도 5는, SiC 플레이트의 가공 예에서의 표면의 화상과 표면 조도의 분포(단면 곡선)를 도시하는 도면이다.
도 5의 (A)에는, 연삭 가공을 행한 SiC 플레이트의 표면을 전자 현미경으로 50배의 배율로 촬영한 화상을 나타내고, 도 5의 (B)에는, 연삭 가공을 행한 SiC 플레이트의 표면의 표면 조도의 분포(단면 곡선)를 나타낸다. 연삭 가공은, 연삭 숫돌을 사용한 연삭반으로 행한 것이다. 도 5의 (A)에 도시하는 바와 같이 표면은 거칠고, 도 5의 (B)에 도시하는 바와 같이 최대 높이(Rmax)(가장 높은 산과 가장 낮은 골짜기의 차)는, 양 화살표로 나타낸 바와 같이 1.94㎛이었다.
또한, 도 5의 (C)에는, 경면 연마 가공을 행한 SiC 플레이트의 표면을 전자 현미경으로 100배의 배율로 촬영한 화상을 나타내고, 도 5의 (D)에는, 경면 연마 가공을 행한 SiC 플레이트의 표면 조도의 분포(단면 곡선)를 나타낸다. 도 5의 (C)에 도시하는 바와 같이 표면은 매우 평탄하고, 입계에 의한 오목부가 보이고 있다. 또한, 도 5의 (D)에 도시하는 바와 같이, 최대 높이(Rmax)는 약 수십nm의 레벨로, 0.1㎛ 이하의 값이 얻어졌다. 또한, 경면 연마 가공을 행한 표면에서의 최대 높이(Rmax)의 계측에서는, SiC의 입계에 의한 오목부는 제외하였다.
이와 같이, SiC 플레이트에 경면 연마 가공을 행하면 0.1㎛ 이하의 최대 높이(Rmax)가 얻어지므로, 톱 플레이트(160)의 적재면(160A)의 최대 높이(Rmax)의 하한값을 0.025㎛로 하였다.
또한, 톱 플레이트(160)의 적재면(160A)의 최대 높이(Rmax)의 상한값에 대해서는, 다음과 같이 결정하였다. 톱 플레이트(160)와 웨이퍼(W)의 접촉 열저항이 목표 범위의 상한인 0.03℃/W인 경우에는, 톱 플레이트(160)에 100W의 열량을 가했을 경우에 있어서의 톱 플레이트(160)와 웨이퍼(W)의 온도 차(ΔT)(이 경우에는 톱 플레이트(160)의 온도쪽이 웨이퍼(W)의 온도보다도 높아짐으로 인한 온도 차(ΔT))는 3℃이다.
웨이퍼(W)의 하면의 최대 높이(Rmax)가 0.1㎛이고, 톱 플레이트(160)의 적재면(160A)의 최대 높이(Rmax)가 0.1㎛인 경우에는, 웨이퍼(W)와 톱 플레이트(160)의 사이에 개재하는 기체(공기)의 열전도율을 0.01W/mK로서 계산하면, 접촉 열저항은 0.020℃/W이었다. 또한, 전자 디바이스와 프로브(24a)가 접촉하는 면적을 30mm×30mm로 하고, 전자 디바이스에 걸리는 하중을 300kg으로 해서 계산을 행하였다.
또한, 웨이퍼(W)의 하면의 최대 높이(Rmax)가 0.1㎛이고, 톱 플레이트(160)의 적재면(160A)의 최대 높이(Rmax)가 0.2㎛인 경우에는, 웨이퍼(W)와 톱 플레이트(160)의 사이에 개재하는 기체(공기)의 열전도율을 0.01W/mK로서 계산하면, 접촉 열저항은 0.029℃/W이었다. 전자 디바이스와 프로브(24a)가 접촉하는 면적을 30mm×30mm로 하고, 전자 디바이스에 걸리는 하중을 300kg으로 해서 계산을 행하였다.
이와 같이, 톱 플레이트(160)의 적재면(160A)의 최대 높이(Rmax)를 0.2㎛로 한 경우에, 접촉 열저항이 대략 0.03℃/W가 되었다. 이 때문에, 톱 플레이트(160)의 적재면(160A)의 최대 높이(Rmax)의 상한값을 0.2㎛로 하였다.
이상과 같이, 적재대(100)는, 세라믹스제이기 때문에 고강성이고, 경면 연마 가공이 실시된 적재면(160A)을 갖는 톱 플레이트(160)를 포함하므로, 적재면(160A) 및 웨이퍼(W)의 하면을 통한 톱 플레이트(160)와 웨이퍼(W)의 접촉 열저항은 저감되어 있다. 톱 플레이트(160)와 웨이퍼(W)의 접촉 열저항이 저감되는 것은, 적재대(100)와 웨이퍼(W)의 접촉 열저항은 저감되는 것이다.
따라서, 실시 형태에 따르면, 적재대(100)와 웨이퍼(W)의 접촉 열저항을 저감할 수 있는 적재대(100) 및 검사 장치(1)를 제공할 수 있다. 또한, 적재대(100)와 웨이퍼(W)의 접촉 열저항이 낮기 때문에, 웨이퍼(W)의 가열과, 웨이퍼(W)로부터의 흡열을 고속으로 행할 수 있어, 고스루풋에서의 검사가 가능해진다.
또한, 톱 플레이트(160)는, 세라믹스제로 고강성이기 때문에, 열용량을 작게 하기 위해서 얇게 해도 경면 연마 가공에서 양호한 평면도가 얻어진다. 또한, 세라믹스제 톱 플레이트(160)는, 금속제인 경우에 비하여, 내하중에서 유리하다.
또한, 톱 플레이트(160)는, 진공 척(163)으로 웨이퍼(W)를 진공 흡착하므로, 적재면(160A)에 경면 연마 가공을 실시해서 톱 플레이트(160)와 웨이퍼(W)의 접촉 열저항이 저하되면(공간 간극이 적어지면), 톱 플레이트(160)와 웨이퍼(W)의 흡착력이 보다 강력해진다. 그 결과, 고하중이 걸렸을 때의 전자 디바이스의 전극 패드에 대한 프로브(24a)의 어긋남(콘택트 어긋남)이 생기기 어려워진다.
또한, 적재면의 최대 높이(Rmax)는, 0.025㎛ 내지 0.2㎛이므로, 톱 플레이트(160)와 웨이퍼(W)의 접촉 열저항이 0.020℃/W 내지 약 0.03℃/W가 되어, 웨이퍼(W)의 가열과, 웨이퍼(W)로부터의 흡열을 고속으로 행할 수 있는 구성을 갖는 적재대(100)를 제공할 수 있다.
또한, 톱 플레이트(160)의 두께는, 3mm 내지 10mm이므로, 톱 플레이트(160)의 강성의 확보와 열용량의 저하를 양립한 적재대(100)를 제공할 수 있다.
또한, 톱 플레이트(160)를 구성하는 세라믹스는, 일례로서 탄화규소(SiC)제, 탄화규소(SiC)와 규소(Si)의 복합 재료제, 또는 질화알루미늄(AlN)제 등이기 때문에, 금속보다도 고강성이며, 경면 연마 가공에 적합한 적재면(160A)을 갖는 톱 플레이트(160)를 포함하는 적재대(100)를 제공할 수 있다.
또한, 이상에서는, 복수의 전자 디바이스가 형성된 웨이퍼(W)를 톱 플레이트(160)에 적재하는 형태에 대해서 설명했지만, 다이싱에 의해 개편화한 복수의 전자 디바이스를 소정의 기판 상에 배치한 상태에서, 톱 플레이트(160)의 적재면(160A)에 적재해도 된다.
또한, 이상에서는, 베이스 플레이트(110)의 기부(111), 미들 플레이트(120)의 기부(121), 유리판(150)의 기부(151), 및 톱 플레이트(160)의 기부(161)가 원반상인 형태에 대해서 설명하였다. 그러나, 기부(111, 121, 151 및 161)는, 평면으로 보아 직사각 형상의 판상 부재이어도 된다. 이 경우에는, 미들 플레이트(120)의 외주벽부(122)는, 평면으로 보아 직사각 형상의 벽부가 된다.
또한, 이상에서는, 톱 플레이트(160)가 기부(161) 및 돌출부(162)의 하면측에 홈(161A 및 162A)을 각각 갖고, 하면측으로부터 유리판(150)에 의해 덮개를 덮음으로써 냉매 유로가 얻어지는 구성에 대해서 설명하였다. 그러나, 톱 플레이트(160)는, 홈(161A 및 162A) 대신에 톱 플레이트(160)의 내부에 마련되는 냉매 유로를 갖고 있어도 된다. 이러한 냉매 유로는, 톱 플레이트(160)의 상하 방향(두께 방향)에 있어서, 하면과 상면의 사이에 위치하는 것이다.
또한, 이상에서는, 적재대(100)가, 톱 플레이트(160) 상에 적재되는 웨이퍼(W)를 가열하기 위한 가열원으로서 LED 모듈(130)을 포함하는 형태에 대해서 설명했지만, 가열원은, LED 모듈(130) 이외의 히터 등이어도 된다.
도 6은, 실시 형태의 변형예의 적재대(100M)의 구성의 일례를 도시하는 단면도이다. 적재대(100M)는, 실시 형태의 적재대(100)(도 4 참조)의 톱 플레이트(160)의 하면에, 흑색 코팅(195)을 실시한 것이다.
흑색 코팅(195)은, 흡열 막의 일례이며, 톱 플레이트(160)의 기부(161)의 홈(161A) 내와, 유리판(150)에 접하는 부분에 실시되어 있다. 흑색 코팅(195)은, LED 모듈(130)로부터 출력되어, 유리판(150)을 투과한 광을 톱 플레이트(160)의 하면에서 보다 효율적으로 흡수하여, 톱 플레이트(160)를 보다 효율적으로 가열하기 위해서 마련되어 있다. 이러한 흑색 코팅(195)을 실시하면, 보다 효율적으로 웨이퍼(W)의 전자 디바이스를 가열할 수 있다.
흑색 코팅(195)으로서는, 내수성 및 내열성을 갖는 흑색의 세라믹 분말을 포함하는 수성 도료나 불소 수지 코팅 등을 실시하면 된다. 흑색 코팅(195)을 실시한 톱 플레이트(160)를 유리판(150) 상에 접착하면 된다.
이상과 같이, 실시 형태의 변형예에 의하면, 톱 플레이트(160)의 하면에 흑색 코팅(195)을 실시함으로써, 하중에 의한 변위를 억제할 수 있는 것에 더하여, 톱 플레이트(160)에서 보다 효율적으로 흡수해서 가열 효율을 향상시킬 수 있는 적재대(100M)를 제공할 수 있다.
또한, 실시 형태의 변형예에서는, 흡열 막의 일례로서의 흑색 코팅(195)을 톱 플레이트(160)의 하면에 실시하는 형태에 대해서 설명했지만, 톱 플레이트(160)의 흡열량을 증대시킬 수 있는 막이라면, 흑색 코팅(195)에 한정되는 것은 아니다. 색은 흑색 이외(예를 들어 진한 그레이 등)이어도 되고, 흡열 막의 재료는 상술한 것 이외이어도 된다.
이상, 본 개시에 따른 적재대 및 검사 장치의 실시 형태에 대해서 설명했지만, 본 개시는 상기 실시 형태 등에 한정되지 않는다. 특허 청구 범위에 기재된 범주 내에서, 각종 변경, 수정, 치환, 부가, 삭제 및 조합이 가능하다. 그것들에 대해서도 당연히 본 개시의 기술적 범위에 속한다.

Claims (7)

  1. 검사 장치의 프로브 카드의 접촉 단자가 하중을 걸어서 압박되는 전자 디바이스를 포함하는 피검사체가 적재되는 적재대이며,
    제1 냉매 유로가 형성된 제1 냉각 플레이트와,
    상기 제1 냉각 플레이트에 탑재되어, 상기 피검사체를 가열하는 가열원과,
    상기 가열원 상에 마련되어, 상기 가열원이 출력하는 광을 투과하는 투과 부재와,
    상기 투과 부재 상에 마련되어, 상기 피검사체를 진공 흡착하는 적재면과, 제2 냉매 유로를 포함하는 제2 냉각 플레이트이며, 세라믹스로 구성되고, 상기 적재면에 경면 연마 가공이 실시된 제2 냉각 플레이트를
    포함하는, 적재대.
  2. 제1항에 있어서, 상기 제2 냉각 플레이트의 상기 적재면의 최대 높이(Rmax)는, 0.025㎛ 내지 0.2㎛인, 적재대.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 제2 냉각 플레이트의 두께는, 3mm 내지 10mm인, 적재대.
  4. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 제2 냉매 유로는, 상기 제2 냉각 플레이트의 하면 또는 내부에 형성되어 있는, 적재대.
  5. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 제2 냉각 플레이트를 구성하는 세라믹스는, 탄화규소제, 탄화규소와 규소의 복합 재료제, 또는 질화알루미늄제인, 적재대.
  6. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 제2 냉각 플레이트의 하면에 마련되는 흡열 막을 더 포함하는, 적재대.
  7. 피검사체에 프로브 카드의 접촉 단자를 하중을 걸어서 압박하여, 상기 피검사체의 전자 디바이스를 검사하는 검사 장치이며,
    상기 피검사체가 적재되는 적재대를 포함하고,
    상기 적재대는,
    제1 냉매 유로가 형성된 제1 냉각 플레이트와,
    상기 제1 냉각 플레이트에 탑재되어, 상기 피검사체를 가열하는 가열원과,
    상기 가열원 상에 마련되어, 상기 가열원이 출력하는 광을 투과하는 투과 부재와,
    상기 투과 부재 상에 마련되어, 상기 피검사체를 진공 흡착하는 적재면과, 제2 냉매 유로를 포함하는 제2 냉각 플레이트이며, 세라믹스로 구성되고, 상기 적재면에 경면 연마 가공이 실시된 제2 냉각 플레이트를
    포함하는 검사 장치.
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Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111223786B (zh) * 2018-11-27 2023-10-27 东京毅力科创株式会社 检查装置系统
JP7398935B2 (ja) * 2019-11-25 2023-12-15 東京エレクトロン株式会社 載置台、及び、検査装置
US11262401B2 (en) * 2020-04-22 2022-03-01 Mpi Corporation Wafer probe station
JP7474678B2 (ja) * 2020-10-28 2024-04-25 東京エレクトロン株式会社 載置台、検査装置及び検査方法
CN114361093B (zh) * 2022-03-11 2022-05-27 立川(深圳)智能科技设备有限公司 一种晶圆上下料及预定位装置

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20090045829A1 (en) 2005-08-04 2009-02-19 Sumitomo Electric Industries, Ltd. Wafer holder for wafer prober and wafer prober equipped with same
JP2019106491A (ja) 2017-12-13 2019-06-27 東京エレクトロン株式会社 検査装置

Family Cites Families (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH06112302A (ja) * 1992-09-25 1994-04-22 Kobe Steel Ltd プラズマ処理装置及びその取扱方法
JP2001267403A (ja) * 2000-03-21 2001-09-28 Nhk Spring Co Ltd 半導体ウェハの加熱／冷却装置
JP4344835B2 (ja) * 2002-10-24 2009-10-14 東京エレクトロン株式会社 枚葉式の処理装置
JP4049172B2 (ja) * 2005-07-13 2008-02-20 住友電気工業株式会社 ウェハプローバ用ウェハ保持体およびそれを搭載したウェハプローバ
JP2007042908A (ja) * 2005-08-04 2007-02-15 Sumitomo Electric Ind Ltd ウェハ保持体およびそれを搭載したウェハプローバ
JP4497103B2 (ja) * 2006-02-21 2010-07-07 住友電気工業株式会社 ウェハ保持体およびそれを搭載したヒータユニット、ウェハプローバ
JP4950688B2 (ja) * 2006-03-13 2012-06-13 東京エレクトロン株式会社 載置装置
JP5500421B2 (ja) 2009-12-14 2014-05-21 住友電気工業株式会社 ウェハ保持体およびそれを搭載したウェハプローバ
JP6003060B2 (ja) * 2012-01-06 2016-10-05 住友電気工業株式会社 ウエハプローバ用ウエハ保持体
US20180061684A1 (en) * 2016-08-26 2018-03-01 Applied Materials, Inc. Optical heating of light absorbing objects in substrate support
JP6994313B2 (ja) 2016-11-29 2022-01-14 東京エレクトロン株式会社 載置台及び電子デバイス検査装置
CN109983350B (zh) 2016-11-29 2022-02-22 东京毅力科创株式会社 载置台和电子器件测试装置

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20090045829A1 (en) 2005-08-04 2009-02-19 Sumitomo Electric Industries, Ltd. Wafer holder for wafer prober and wafer prober equipped with same
JP2019106491A (ja) 2017-12-13 2019-06-27 東京エレクトロン株式会社 検査装置

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