KR20200094770A - 검사 장치 - Google Patents
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Abstract
피검사체에 형성된 촬상 디바이스에 광을 입사시키면서, 해당 촬상 디바이스의 배선층에 접촉 단자를 전기적으로 접촉시켜서, 해당 촬상 디바이스를 검사하는 검사 장치로서, 촬상 디바이스는, 배선층이 마련된 측과는 반대측의 면인 이면으로부터 광이 입사되는 것이고, 당해 검사 장치는, 촬상 디바이스의 이면과 대향하는 형태로 피검사체가 탑재되는, 광 투과 부재로 형성된 탑재대와, 탑재대를 사이에 두고 피검사체에 대향하도록 배치되고, 피검사체를 지향하는 복수의 LED를 갖는 광 조사 기구를 구비한다.
Description
(관련 출원의 상호 참조)
본원은, 2017년 12월 13일에 일본에 출원된 특허출원 2017-239050호에 기초하고, 우선권을 주장하여, 그 내용을 여기에 원용한다.
본 발명은, 촬상 디바이스에 광을 입사시키면서, 해당 촬상 디바이스에 접촉 단자를 전기적으로 접촉시켜서, 해당 촬상 디바이스를 검사하는 검사 장치에 관한 것이다.
반도체 제조 프로세스에서는, 반도체 웨이퍼 상에 소정의 회로 패턴을 가지는 다수의 반도체 디바이스가 형성된다. 형성된 반도체 디바이스는, 전기적 특성 등의 검사가 행해져, 우량품과 불량품으로 선별된다. 반도체 디바이스의 검사는, 예를 들면, 각 반도체 디바이스가 분할되기 전의 반도체 웨이퍼 상태에서, 프로버 등이라고 칭해지는 검사 장치를 이용해서 행해진다. 검사 장치는, 다수의 프로브침을 갖는 프로브 카드가 반도체 웨이퍼의 상방 즉 반도체 디바이스의 상방에 마련되어 있고, 검사 시에는, 프로브 카드와 반도체 디바이스가 가까워진다. 이어서, 프로버는, 반도체 디바이스의 각 전극에 프로브침이 접촉한 상태에서, 프로브 카드의 상부에 마련된 테스트 헤드로부터 각 프로브침을 통해서 당해 반도체 디바이스에 전기 신호를 공급한다. 그리고, 각 프로브침을 통해서 반도체 디바이스로부터 테스트 헤드가 수신한 전기 신호에 기초해서, 당해 반도체 디바이스가 불량품인지 여부가 선별된다.
반도체 디바이스가 CMOS 센서 등의 촬상 디바이스인 경우는, 다른 일반적인 반도체 디바이스와는 상이하게, 촬상 디바이스에 광을 조사하면서 검사가 행해진다(특허문헌 1 참조).
특허문헌 1의 검사 장치는, 검사 중에 촬상 디바이스에 광을 조사하기 위해서, 할로겐 램프로 이루어지는 광원을 가지는 광원부가, 테스트 헤드의 상방에 설치되어 있다. 한편, 특허문헌 1의 검사 장치에는, 테스트 헤드의 상방에 위치하는 광원으로부터 해당 테스트 헤드의 하방에 위치하는 촬상 디바이스에, 해당 광원으로부터의 광을 유도하기 위한 광학계가 마련되어 있다. 또한, 특허문헌 1의 검사 장치의 프로브 카드에는 촬상 디바이스에 대응하는 위치에 개구부가 형성되어 있고, 해당 개구부의 주위에 프로브침이 배열되어 있다.
그런데, 촬상 디바이스에 대한 광의 조사 조건(광량 등)은, 단일이 아니라, 예를 들면 검사 대상에 따라서 상이하다. 또한, 특허문헌 1의 검사 장치와 같이 할로겐 램프를 광원으로 하는 경우, 광의 조사 조건으로서의 광량의 제어는, 할로겐 램프에 인가하는 전압을 조절하는 것에 의해 행할 수 있지만, 광량이 안정되기까지 시간을 필요로 한다. 따라서, 특허문헌 1의 검사 장치와 같이 할로겐 램프를 광원으로 하는 경우, 광의 조사 조건의 제어는 광학계로 행할 필요가 있기 때문에, 광학계가 복잡하고 고가가 된다. 또한, 특허문헌 1과 같이 테스트 헤드의 상방에 광원을 마련하는 경우, 전술한 바와 같이, 프로브 카드에 개구부를 형성할 필요가 있고, 개구부를 형성하지 않는 경우에 비해서, 프로브 카드에 형성할 수 있는 프로브침의 수가 제한되어 버리고, 그 결과, 검사 시간이 장기화되어 버린다. 특히, 촬상 디바이스에 메모리가 탑재되는 등을 하여 프로브침을 접촉시켜야 할 전극의 수가 늘어난 경우는, 검사 시간이 더 장기화된다.
또, 근년, 촬상 디바이스로서, 배선층이 형성된 표면측과는 반대측의 이면측으로부터 입사된 광을 수광하는 이면 조사형의 것이 개발되고 있다. 그러나, 프로브침이 검사 대상의 촬상 디바이스의 상방에 위치하는 검사 장치에서는, 특허문헌 1과 같이, 광원이 테스트 헤드의 상방에 마련되는 경우, 즉, 검사 대상의 촬상 디바이스에 상방으로부터 광이 조사되는 경우, 전술의 이면 조사형의 촬상 디바이스를 검사할 수 없다.
본 발명은, 상기 사정을 감안하여 이루어진 것으로, 이면 조사형의 촬상 디바이스를 검사하는 것이 가능한 검사 장치로서, 복잡한 광학계가 불필요하고, 또한, 단시간에 검사가 가능한 것을 제공한다.
상기 과제를 해결하는 본 발명의 일 태양은, 피검사체에 형성된 촬상 디바이스에 광을 입사시키면서, 해당 촬상 디바이스의 배선층에 접촉 단자를 전기적으로 접촉시켜서, 해당 촬상 디바이스를 검사하는 검사 장치로서, 상기 촬상 디바이스는, 상기 배선층이 마련된 측과는 반대측의 면인 이면으로부터 광이 입사되는 것이고, 당해 검사 장치는, 상기 촬상 디바이스의 이면과 대향하는 형태로 상기 피검사체가 탑재되는, 광 투과 부재로 형성된 탑재대와, 상기 탑재대를 사이에 두고 상기 피검사체에 대향하도록 배치되고, 상기 피검사체를 지향하는 복수의 LED를 갖는 광 조사 기구를 구비한다.
본 발명의 검사 장치에 의하면, 촬상 디바이스의 이면과 대향하는 형태로 피검사체가 탑재되는 탑재대가 광 투과 부재로 형성되어 있고, 탑재대를 사이에 두고 피검사체에 대향하도록 배치된 광 조사 기구로부터 광을 조사하는 구성을 채용하고 있기 때문에, 피검사체에 형성된 이면 조사형의 촬상 디바이스를 검사할 수 있다. 또한, 상기 구성을 채용하고 있기 때문에, 상기 접촉 단자의 수가 제한되지 않으므로, 단시간에 검사를 행할 수 있다. 또, 광 조사 기구의 광원이 복수의 LED로 이루어지기 때문에, 복잡한 광학계가 불필요하다.
본 발명의 일 태양에 의하면, 복잡한 광학계가 불필요한 구성이어서, 이면 조사형의 촬상 디바이스를 단시간에 검사할 수 있다.
도 1은 이면 조사형 촬상 디바이스가 형성된 피검사체의 구성을 개략적으로 나타내는 평면도이다.
도 2는 이면 조사형 촬상 디바이스의 구성을 개략적으로 나타내는 단면도이다.
도 3은 본 발명의 제 1 실시형태에 따른 검사 장치의 구성의 개략을 나타내는 사시도이다.
도 4는 본 발명의 제 1 실시형태에 따른 검사 장치의 구성의 개략을 나타내는 정면도이다.
도 5는 스테이지의 구성을 개략적으로 나타내는 단면도이다.
도 6은 광 조사 기구의 구성을 개략적으로 나타내는 상면도이다.
도 7은 광 조사 기구의 LED 유닛의 구성을 개략적으로 나타내는 상면도이다.
도 8은 상부 덮개의 구성을 개략적으로 나타내는 상면도이다.
도 9는 바닥 구비 부재의 구성을 개략적으로 나타내는 상면도이다.
도 10은 도 3의 검사 장치에 있어서의 웨이퍼의 온도 측정용의 회로의 구성을 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 11은 본 발명의 제 2 실시형태에 따른 상부 덮개의 구성을 개략적으로 나타내는 상면도이다.
도 12는 본 발명의 제 3 실시형태에 따른 스테이지의 구성을 개략적으로 나타내는 단면도이다.
도 2는 이면 조사형 촬상 디바이스의 구성을 개략적으로 나타내는 단면도이다.
도 3은 본 발명의 제 1 실시형태에 따른 검사 장치의 구성의 개략을 나타내는 사시도이다.
도 4는 본 발명의 제 1 실시형태에 따른 검사 장치의 구성의 개략을 나타내는 정면도이다.
도 5는 스테이지의 구성을 개략적으로 나타내는 단면도이다.
도 6은 광 조사 기구의 구성을 개략적으로 나타내는 상면도이다.
도 7은 광 조사 기구의 LED 유닛의 구성을 개략적으로 나타내는 상면도이다.
도 8은 상부 덮개의 구성을 개략적으로 나타내는 상면도이다.
도 9는 바닥 구비 부재의 구성을 개략적으로 나타내는 상면도이다.
도 10은 도 3의 검사 장치에 있어서의 웨이퍼의 온도 측정용의 회로의 구성을 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 11은 본 발명의 제 2 실시형태에 따른 상부 덮개의 구성을 개략적으로 나타내는 상면도이다.
도 12는 본 발명의 제 3 실시형태에 따른 스테이지의 구성을 개략적으로 나타내는 단면도이다.
이하, 본 발명의 실시형태에 대해서, 도면을 참조하면서 설명한다. 한편, 본 명세서 및 도면에 있어서, 실질적으로 동일한 기능 구성을 갖는 요소에 있어서는, 동일한 부호를 붙이는 것에 의해 중복 설명을 생략한다.
본 발명의 실시형태에 따른 검사 장치는, 이면 조사형 촬상 디바이스를 검사하는 것이기 때문에, 우선, 이면 조사형 촬상 디바이스에 대해서 설명한다.
도 1은, 이면 조사형 촬상 디바이스가 형성된 피검사체로서의 반도체 웨이퍼(이하, 「웨이퍼」라고 한다)의 구성을 개략적으로 나타내는 평면도이고, 도 2는, 이면 조사형 촬상 디바이스의 구성을 개략적으로 나타내는 단면도이다.
도 1에 나타내는 바와 같이, 이면 조사형 촬상 디바이스(D)는, 대략 원판상의 웨이퍼(W)에 복수 형성되어 있다.
이면 조사형 촬상 디바이스(D)는, 고체 촬상 소자이고, 도 2에 나타내는 바와 같이, 포토다이오드인 광전 변환부(PD)와, 복수의 배선(PLa)을 포함하는 배선층(PL)을 갖는다. 또한, 이면 조사형 촬상 디바이스(D)는, 배선층(PL)측을 웨이퍼(W)의 표면측으로 했을 때에, 웨이퍼(W)의 이면측으로부터 입사된 광을 온칩(on-chip) 렌즈(L) 및 컬러 필터(F)를 통해서 광전 변환부(PD)에서 수광한다. 컬러 필터(F)는 적색 컬러 필터(FR), 청색 컬러 필터(FB) 및 녹색 컬러 필터(FG)로 이루어진다.
또한, 이면 조사형 촬상 디바이스(D)의 표면(Da) 즉 웨이퍼(W)의 표면에는, 전극(E)이 형성되어 있고, 해당 전극(E)은 배선층(PL)의 배선(PLa)에 전기적으로 접속되어 있다. 배선(PLa)은, 이면 조사형 촬상 디바이스(D)의 내부의 회로 소자에 전기 신호를 입력하거나, 동일 회로 소자로부터의 전기 신호를 이면 조사형 촬상 디바이스(D)의 외부에 출력하거나 하기 위한 것이다.
(제 1 실시형태)
계속해서, 본 발명의 제 1 실시형태에 따른 검사 장치에 대해서 설명한다.
도 3 및 도 4는 각각, 본 발명의 제 1 실시형태에 따른 검사 장치로서의 프로버(1)의 구성의 개략을 나타내는 사시도 및 정면도이다. 도 4에서는, 도 3의 프로버(1)의 후술의 수용실과 로더가 내장하는 구성 요소를 나타내기 위해, 그 일부가 단면으로 나타나 있다.
프로버(1)는, 피검사체로서의 웨이퍼(W)에 형성된 복수의 이면 조사형 촬상 디바이스(D)(이하, 촬상 디바이스(D)로 생략하는 경우가 있다) 각각의 전기적 특성의 검사를 행하는 것이다. 프로버(1)는, 도 3 및 도 4에 나타내는 바와 같이, 수용실(2)과, 수용실(2)에 인접해 배치되는 로더(3)와, 수용실을 덮도록 배치되는 테스터(4)를 구비한다.
수용실(2)은, 내부가 공동(空洞)인 하우징이고, 웨이퍼(W)가 탑재되는 스테이지(10)를 갖는다. 스테이지(10)는, 해당 스테이지(10)에 대한 웨이퍼(W)의 위치가 어긋나지 않도록 웨이퍼(W)를 흡착 유지한다. 한편, 스테이지(10)는, 수평 방향 및 연직 방향으로 이동 자유롭게 구성되어 있고, 후술의 프로브 카드(11)와 웨이퍼(W)의 상대 위치를 조정해서 웨이퍼(W)의 표면의 전극(E)을 프로브 카드(11)의 프로브(11a)와 접촉시킬 수 있다.
또한, 수용실(2)에 있어서의 해당 스테이지(10)의 상방에는, 해당 스테이지(10)에 대향하도록 프로브 카드(11)가 배치된다. 프로브 카드(11)는, 웨이퍼(W)의 표면의 전극(E)에 대응하도록 형성된 다수의 침 형상의 프로브(11a)를 갖는다. 프로브(11a)는, 본 발명의 접촉 단자의 일례이다.
프로브 카드(11)는, 인터페이스(12)를 통해서 테스터(4)에 접속되어 있다. 각 프로브(11a)가 웨이퍼(W)의 각 촬상 디바이스(D)의 전극(E)에 접촉할 때, 각 프로브(11a)는, 테스터(4)로부터 인터페이스(12)를 통해서 촬상 디바이스(D)에 전력을 공급하거나, 또는, 촬상 디바이스(D)로부터의 신호를 인터페이스(12)를 통해서 테스터(4)에 전달한다.
로더(3)는, 반송 용기인 FOUP(도시 생략)에 수용되어 있는 웨이퍼(W)를 취출해서 수용실(2)의 스테이지(10)에 반송한다. 또한, 로더(3)는, 촬상 디바이스(D)의 전기적 특성의 검사가 종료된 웨이퍼(W)를 스테이지(10)로부터 수취하고, FOUP에 수용한다.
로더(3)는, 전원 등을 제어하는 콘트롤러로서의 베이스 유닛(13)과, 각 이면 조사형 촬상 디바이스(D)에 있어서의 전위차 생성 회로(도시 생략)에 있어서의 전위차를 측정하는 전위차 측정 유닛(14)을 갖는다. 상기 전위차 생성 회로는, 예를 들면, 다이오드, 트랜지스터 또는 저항이다. 전위차 측정 유닛(14)은, 배선(15)을 통해서 인터페이스(12)에 접속되고, 상기 전위차 생성 회로에 대응하는 2개의 전극(E)에 접촉하는 2개의 프로브(11a) 사이의 전위차를 취득하고, 취득한 전위차를 베이스 유닛(13)에 전달한다. 인터페이스(12)에 있어서의 각 프로브(11a) 및 배선(15)의 접속 구조에 대해서는 후술한다. 베이스 유닛(13)은 배선(16)을 통해서 스테이지(10)에 접속되고, 후술의 광 조사 기구(40)에 의한 조사 동작이나 후술의 탑재대(30)에 대한 냉매 통류 동작을 제어한다. 한편, 베이스 유닛(13)이나 전위차 측정 유닛(14)은 수용실(2)에 마련되어도 되고, 또한, 전위차 측정 유닛(14)은, 프로브 카드(11)에 마련되어도 된다. 베이스 유닛(13)은, 배선(17)을 통해서 후술의 테스터 컴퓨터(18)에 접속되어 있고, 테스터 컴퓨터(18)로부터의 입력 신호에 기초해서, 후술의 광 조사 기구(40)를 제어한다.
테스터(4)는, 촬상 디바이스(D)가 탑재되는 머더 보드의 회로 구성의 일부를 재현하는 테스트 보드(도시 생략)를 갖는다. 테스트 보드는, 촬상 디바이스(D)로부터의 신호에 기초해서 해당 촬상 디바이스(D)의 양부를 판단하는 테스터 컴퓨터(18)에 접속된다. 테스터(4)에서는, 상기 테스트 보드를 교환하는 것에 의해, 복수종의 머더 보드의 회로 구성을 재현할 수 있다.
또, 프로버(1)는, 유저 인터페이스부(19)를 구비한다. 유저 인터페이스부(19)는, 유저를 위해 정보를 표시하거나 유저가 지시를 입력하거나 하기 위한 것이고, 예를 들면, 터치 패널이나 키보드 등을 갖는 표시 패널로 이루어진다.
전술의 각 부를 갖는 프로버(1)에서는, 촬상 디바이스(D)의 전기적 특성의 검사 시에, 테스터 컴퓨터(18)가, 촬상 디바이스(D)와 각 프로브(11a)를 통해서 접속된 테스트 보드에 데이터를 송신한다. 그리고, 테스터 컴퓨터(18)가, 송신된 데이터가 당해 테스트 보드에 의해서 올바르게 처리되었는 여부를 당해 테스트 보드로부터의 전기 신호에 기초해서 판정한다.
다음으로, 스테이지(10)의 구성에 대해서 설명한다. 도 5는 스테이지(10)의 구성을 개략적으로 나타내는 단면도이다.
스테이지(10)는, 도 5에 나타내는 바와 같이, 상방부터 차례로, 탑재대(30)와, 광 조사 기구(40)를 갖는다.
탑재대(30)는, 촬상 디바이스(D)의 이면과 대향하는 형태로 웨이퍼(W)가 탑재되는 것이다. 탑재대(30)는, 제 1 부재로서의 상부 덮개(31)를 웨이퍼(W)측에, 제 2 부재로서의 바닥 구비 부재(32)를 광 조사 기구(40)측에 갖고, 상부 덮개(31)와 바닥 구비 부재(32)는 모두 광 투과 부재로 이루어진다. 상부 덮개(31)와 바닥 구비 부재(32)는 O링(33)을 통해서 맞닿는다. 바닥 구비 부재(32)와 상부 덮개(31)에 의해 형성되는 후술의 냉매 유로(32a)는 O링(33)에 의해 밀봉된다.
광 조사 기구(40)는, 탑재대(30)를 사이에 두고 해당 탑재대(30) 상에 탑재된 웨이퍼(W)에 대향하도록 배치되어 있고, 웨이퍼(W)를 지향하는 복수의 LED(41)를 갖는다.
또한, 광 조사 기구(40)는, LED(41)로부터의 광을 평행광으로 하는 콜리메이터(collimator) 부재(42)와, LED(41)가 탑재되는 베이스(43)를 갖는다.
콜리메이터 부재(42)는, 예를 들면, 주위가 흑체(黑體)로 덮여진 관통 구멍을 갖는 평판상 부재나, 볼 렌즈, 비구형 렌즈와 같은 렌즈 부재로 이루어진다.
베이스(43)는, 그 내부에, LED(41)를 냉각하기 위한 물이 통류하는 물 유로(43a)가 형성되어 있다.
광 조사 기구(40)의 LED(41)로부터 출사된 광은, 콜리메이터 부재(42)에 의해 평행광으로 되고, 광 투과 부재로 이루어지는 바닥 구비 부재(32)를 통과한다. 바닥 구비 부재를 통과한 광은, 후술의 냉매 유로(32a)를 흐르는, 광을 투과 가능한 액체로 이루어지는 냉매를 통과하고, 광 투과 부재로 이루어지는 상부 덮개(31)를 통과하여, 촬상 디바이스(D)의 이면에 입사된다.
계속해서, 광 조사 기구(40)의 구성에 대해서 설명한다. 도 6은, 광 조사 기구(40)의 구성을 개략적으로 나타내는 상면도이고, 콜리메이터 부재(42)의 도시를 생략하고 있다. 도 7은 광 조사 기구(40)가 갖는 후술의 LED 유닛(U)의 상면도이다.
도 6에 나타내는 바와 같이, 광 조사 기구(40)는, 웨이퍼(W) 상에 형성된 촬상 디바이스(D)(도 1 참조)와 동일 수의 LED 유닛(U)을 갖고, 도 7에 나타내는 바와 같이, 각 LED 유닛(U)은 복수의 LED(41)를 갖는다.
또한, LED 유닛(U)의 LED(41)는, 서로 상이한 파장의 광을 출사하는 것을 포함한다. 예를 들면, LED(41)에는, 적색 LED(41R), 청색 LED(41B)와, 녹색 LED(41G)가 포함된다. 적색 LED(41R), 청색 LED(41B)와, 녹색 LED(41G)는 교대로 배치되도록 배선 패턴(P) 상에 탑재된다. 각 LED(41)는, 예를 들면 색마다 따로따로 제어된다.
또한, 적색 LED(41R)는, 당해 LED(41R)로부터의 광이 촬상 디바이스(D)의 적색 컬러 필터(FR)가 배치된 광전 변환부(PD) 전부에 수광되도록 배치된다. 마찬가지로, 청색 LED(41B)는, 당해 LED(41B)로부터의 광이 촬상 디바이스(D)의 청색 컬러 필터(FB)가 배치된 광전 변환부(PD) 전부에 수광되도록 배치되고, 녹색 LED(41G)는, 당해 LED(41G)로부터의 광이 촬상 디바이스(D)의 녹색 컬러 필터(FG)가 배치된 광전 변환부(PD) 전부에 수광되도록 배치된다.
한편, 적색 LED(41R)는, 당해 LED(41R)로부터의 광이 촬상 디바이스(D)의 모든 광전 변환부(PD)에 수광되도록 배치되어도 된다. 마찬가지로, 청색 LED(41B)는, 당해 청색 LED(41B)로부터의 광이 촬상 디바이스(D)의 모든 광전 변환부(PD)에 수광되도록 배치되어도 되고, 녹색 LED(41G)는, 당해 녹색 LED(41G)로부터의 광이 촬상 디바이스(D)의 모든 광전 변환부(PD)에 수광되도록 배치되어도 된다.
적색 LED(41R)의 상방 즉 당해 LED(41R)와 탑재대(30) 사이에는, 해당 적색 LED(41R)의 파장 영역에 포함되는 당해 파장 영역보다도 좁은 파장 영역의 광을 투과하는 적색 투과 필터(44R)가 마련되어 있다. 또한, 청색 LED(41B)의 상방에는, 해당 청색 LED(41B)의 파장 영역에 포함되는 당해 파장 영역보다도 좁은 파장 영역의 광을 투과하는 청색 투과 필터(44B)가 마련되고, 녹색 LED(41G)의 상방에는, 해당 녹색 LED(41G)의 파장 영역에 포함되는 당해 파장 영역보다도 좁은 파장 영역의 광을 투과하는 녹색 투과 필터(44G)가 마련되어 있다.
적색 투과 필터(44R), 청색 투과 필터(44B), 녹색 투과 필터(44G)는, 예를 들면, 유리막 상에 두께를 제어한 유전체막이 형성된 것이어도 되고, 전압을 가했을 때에 굴절률이 변화되는 막에 의해 구성해도 된다.
한편, LED 유닛(U)에 있어서, LED(41)는, 평판상의 기재(45)의 표면에 형성된 배선 패턴(46) 상에 탑재된다. 기재(45)는, 예를 들면, 구리 등의 금속제의 평판의 표면에 산화 타이타늄막 등의 절연막이 형성된 것이고, 배선 패턴(46)은 예를 들면 구리 재료로 형성된다.
다음으로, 탑재대(30)의 구성에 대해서 설명한다. 도 8은 탑재대(30)의 상부 덮개(31)의 상면도이고, 도 9는 바닥 구비 부재(32)의 상면도이다.
상부 덮개(31)는, 도 8에 나타내는 바와 같이, 원판상으로 형성되어 있고, 그 상면 즉 표면에는, 웨이퍼(W)를 흡착하기 위한 흡착 구멍(31a)이 형성되어 있다. 흡착 구멍(31a)은, 상부 덮개(31)의 측방에 형성된 흡인 구멍(도시 생략)에 연통되어 있다. 해당 흡인 구멍으로부터 펌프(도시 생략)에 의해 흡인함으로써, 상부 덮개(31) 즉 탑재대(30)에 웨이퍼(W)를 흡착할 수 있다. 한편, 흡착 구멍(31a)은, 상부 덮개(31) 상에 웨이퍼(W)가 탑재되었을 때에 해당 흡착 구멍(31a)의 상방에 촬상 디바이스(D)가 위치하지 않는 영역에 형성된다.
바닥 구비 부재(32)는, 도 9에 나타내는 바와 같이, 상부 덮개(31)와 마찬가지로 원판상으로 형성되어 있고, 그 상면에는, 탑재대(30)의 내부에 냉매를 흘리기 위한 홈이 형성되어 있고, 해당 홈은, 상부 덮개(31)로 덮여져서 냉매 유로(32a)를 형성한다. 한편, 상기 홈은, 냉매 공급 유로(32b)와 냉매 귀환 유로(32c)가 직경 방향을 따라 교대로 되도록 형성되어 있다. 이에 의해, 탑재대(30)에 온도 경사도가 생기는 것을 막을 수 있다.
상부 덮개(31)와 바닥 구비 부재(32)에 의해 형성되는 냉매 유로(32a)를 흐르는 냉매로서는, 예를 들면, 무색이고 광이 투과 가능한 액체인 물이나 갈덴(등록상표)이 이용되고, 프로버(1)의 외부에 마련된 펌프(도시 생략)에 의해서 냉매 유로(32a)에 공급된다. 펌프 및 탑재대(30)의 사이에는 유량 제어 밸브 등이 마련되어 있고, 냉매 유로(32a)에 공급되는 냉매의 유량이나 온도가 제어 가능하게 되어 있다. 유량 제어 밸브 등의 동작은 베이스 유닛(13)에 의해 제어된다.
또한, 냉매 유로(32a)를 흐르는 냉매에 의해, 상부 덮개(31) 즉 탑재대(30)에 탑재된 웨이퍼(W)의 온도를 조절하기 위해, 상부 덮개(31)는 웨이퍼(W)보다도 열전도율이 높은 광 투과 재료로 형성되고, 바닥 구비 부재(32)는 웨이퍼(W)보다도 열전도율이 작은 광 투과 재료로 형성되어 있다. 구체적으로는, 예를 들면, 상부 덮개(31)는, 사파이어, 질화 갈륨 또는 탄화 규소로 이루어지고, 바닥 구비 부재(32)는, 석영, 폴리카보네이트, 폴리염화바이닐, 아크릴 수지 또는 유리로 이루어진다.
전술한 바와 같이, 프로버(1)에서는, 냉매 유로(32a)를 흐르는 냉매에 의해, 탑재대(30)에 탑재된 웨이퍼(W)의 온도를 제어한다. 이 온도 제어를 위해서, 프로버(1)에서는, 웨이퍼(W)의 온도를 측정하고 있다.
도 10은, 프로버(1)에 있어서의 웨이퍼(W)의 온도 측정용의 회로의 구성을 개략적으로 나타내는 도면이다.
프로버(1)에서는, 도 10에 나타내는 바와 같이, 각 프로브(11a)가 인터페이스(12)에 배치된 복수의 배선(20)에 의해서 테스터(4)에 접속되지만, 각 배선(20) 중, 촬상 디바이스(D)에 있어서의 전위차 생성 회로(예를 들면, 다이오드)의 2개의 전극(E)에 접촉하는 2개의 프로브(11a)와 테스터(4)를 접속하는 2개의 배선(20)의 각각에, 릴레이(21)가 마련된다.
각 릴레이(21)는, 각 전극(E)의 전위를 테스터(4) 및 전위차 측정 유닛(14) 중 어느 하나로 전환해서 전달 가능하게 구성되고, 예를 들면, 촬상 디바이스(D)의 전기적 특성의 검사를 행할 때, 각 전극(E)에 실장 시 전압이 인가되고 나서 소정의 타이밍에 각 전극(E)의 전위를 전위차 측정 유닛(14)에 전달한다. 상기 전위차 생성 회로에서는 소정의 전류를 흘렸을 때에 생기는 전위차가 온도에 따라서 상이한 것이 알려져 있다. 따라서, 촬상 디바이스(D)의 전위차 생성 회로의 전위차, 즉, 전위차 생성 회로의 2개의 전극(E)(프로브(11a)) 사이의 전위차에 기초해서, 촬상 디바이스(D)의 온도를 검사 중에 있어서 실시간으로 측정할 수 있다. 프로버(1)에서는, 전위차 측정 유닛(14)이 각 릴레이(21)로부터 전달된 각 전극(E)의 전위에 기초해서 촬상 디바이스(D)의 전위차 생성 회로의 전위차를 취득하고, 또, 취득한 전위차를 베이스 유닛(13)에 전달한다. 베이스 유닛(13)은, 전달된 전위차와, 전위차 생성 회로의 전위차의 온도 특성에 기초해서, 촬상 디바이스(D)의 온도를 측정한다. 또, 베이스 유닛(13)은, 측정된 촬상 디바이스(D)의 온도에 기초해서, 냉매 유로(32a)를 흐르는 냉매의 온도나 유량 등의 냉매의 조건을 조정해서, 웨이퍼(W)의 온도를 제어하여, 검사 대상의 촬상 디바이스(D)의 온도를 원하는 값으로 제어한다. 즉, 베이스 유닛(13)은 본 발명에 따른 온도 제어부로서 기능한다.
한편, 촬상 디바이스(D)의 온도의 측정 방법은, 전술에 한정되지 않고, 촬상 디바이스(D)의 온도가 측정 가능하면 다른 방법이어도 된다.
다음으로, 프로버(1)를 이용한 웨이퍼(W)에 대한 검사 처리의 일례에 대해서 설명한다.
우선, 로더(3)의 FOUP로부터 웨이퍼(W)가 취출되어서 스테이지(10)에 반송된다. 스테이지(10)에는, 웨이퍼(W)는, 이면 조사형 촬상 디바이스(D)의 이면이 스테이지(10)측이 되도록 탑재된다.
이어서, 스테이지(10)가 이동되고, 스테이지(10)의 상방에 마련되어 있는 프로브(11a)와 웨이퍼(W)의 전극(E)이 접촉한다.
그리고, 광 조사 기구(40)로부터 광이 조사됨과 아울러, 프로브(11a)에 검사용으로 신호가 입력된다. 이에 의해, 이면 조사형 촬상 디바이스(D)의 검사를 행한다. 한편, 상기 검사 중, 당해 촬상 디바이스(D)의 전위차 생성 회로에 생기는 전위차가 전위차 측정 유닛(14)에 의해 측정되고, 베이스 유닛(13)에 의해 상기 전위차에 기초해서 촬상 디바이스(D)의 온도가 측정됨과 아울러 측정된 전위차에 기초해서 냉매 유로(32a)를 흐르는 냉매의 조건이 조정되어, 촬상 디바이스(D)의 온도가 원하는 값으로 제어된다.
이후, 모든 이면 조사형 촬상 디바이스(D)의 검사가 완료될 때까지 전술의 처리가 반복된다.
본 실시형태에 의하면, 이면 조사형 촬상 디바이스(D)의 이면과 대향하는 형태로 웨이퍼(W)가 탑재되는 탑재대(30)가 광 투과 부재로 형성되어 있고, 탑재대(30)를 사이에 두고 웨이퍼(W)에 대향하도록 배치된 광 조사 기구(40)로부터 광을 조사하는 구성을 채용하고 있기 때문에, 이면 조사형 촬상 디바이스(D)를 검사할 수 있다. 또한, 상기 구성을 채용하고 있기 때문에, 프로브(11a)의 수가 제한되지 않으므로, 단시간에 검사를 행할 수 있다. 또, 광 조사 기구(40)의 광원이 복수의 LED(41)로 이루어지기 때문에, 해당 LED(41)에 인가하는 전압 등을 변화시키는 것에 의해 광 조사 기구(40)에 의한 광 조사 조건을 조정하는 것이 가능하고 조정 직후부터 광량 등이 안정된 광을 출력할 수 있으므로, 프로버(1)에는 복잡한 광학계가 불필요하다.
또한, 본 실시형태에서는, LED(41)로부터의 광 투과 가능한 냉매가 통류하는 냉매 유로(32a)를 탑재대(30)가 갖고, 베이스 유닛(13)에 의해서 냉매의 온도 등의 냉매의 조건을 조절하여 촬상 디바이스(D)의 온도 즉 웨이퍼(W)의 온도를 제어하기 때문에, 검사 중의 촬상 디바이스(D)의 온도를 원하는 온도로 할 수 있다.
또, 본 실시형태에 의하면, 촬상 디바이스(D)가 형성된 웨이퍼(W)와 맞닿는 상부 덮개(31)를 웨이퍼(W)보다 높은 열전도율을 갖는 재료로 형성하고, 바닥 구비 부재(32)를 웨이퍼(W)보다 낮은 열전도율을 갖는 재료로 형성하고 있기 때문에, 웨이퍼(W)의 온도를 면내에서 균일하게 할 수 있다. 웨이퍼(W)의 온도가 면내에서 균일하지 않은 경우는, 웨이퍼(W) 면내에 있어서의 검사 대상의 촬상 디바이스(D)의 위치에 따라서, 냉매의 조건을 보정해야 하지만, 웨이퍼(W)의 온도가 면내에서 균일하면 전술과 같은 보정은 불필요하기 때문에, 웨이퍼(W)의 온도 제어를 간단하게 행할 수 있다.
또한, 탑재대(30)를 구성하는 상부 덮개(31) 및 바닥 구비 부재(32)를 전술과 같은 재료로 형성하고 있기 때문에, 탑재대(30) 전체의 열용량이 작으므로, 탑재대(30)에 통류하는 냉매의 조건을 조절하고 나서 탑재대(30)의 온도가 변화될 때까지의 응답성을 빠르게 할 수 있다.
나아가 또한, 본 실시형태에 의하면, 광 조사 기구(40)가 콜리메이터 부재(42)를 갖기 때문에, LED(41)로부터의 광을 평행광으로 해서 촬상 디바이스(D)에 입사시킬 수 있다. 통상의 표면 조사형의 프로브 장치에 있어서는 금속 배선이 센서면 위에 배치되어 있기 때문에 그림자부가 생기지 않도록 광 조사 기구를 기울일 필요가 있지만, 기울이는 것에 의해 수광할 수 있는 광량이 감소하기 때문에, 정밀도 좋게 검사를 실시하기 위해서는 그때마다 감소 상태를 측정할 필요가 있었다.
이면 조사형의 프로브 장치에 있어서도 평행광을 이용하지 않는 광 조사 기구를 사용한 경우에는 각 필터간에 배치된 금속 실드에 광이 흡수되어 버려 센서에 도달하는 광량이 불명확해진다. 그 때문에, 정밀도 좋게 검사를 실시하기 위해서는 필터간에 배치된 금속 실드의 영향을 그때마다 조사할 필요가 있다. 그에 비해서, 본 실시형태에서는, 광 조사 기구로부터 평행광을 조사하고 있기 때문에, 금속 실드의 영향을 억제할 수 있어, 검사 효율 향상이 도모된다.
또한, 본 실시형태에 의하면, 광 조사 기구(40)가, 특정의 파장의 광을 출사하는 LED(41)를 갖는다. 구체적으로는, 광 조사 기구(40)가, 적색광을 출사하는 LED(41R)나, 청색광을 출사하는 LED(41B), 녹색광을 출사하는 LED(41G)를 갖는다. 따라서, 본 실시형태에서는, 검사 파장을 특정의 파장으로 할 수 있고, 특정의 파장에 대한 촬상 디바이스(D)의 성능을 검사할 수 있다.
나아가 또한, 본 실시형태에 의하면, LED(41)로부터 출사된 광 중 소정의 파장을 갖는 광만을 투과하는 필터가 마련되어 있다. 구체적으로는, 적색 LED(41R), 청색 LED(41B), 녹색 LED(41G)에 대해서 각각, 적색 투과 필터(44R), 청색 투과 필터(44B), 녹색 투과 필터(44G)가 마련되어 있다. 따라서, LED(41)로부터 출사된 광보다 파장 대역이 좁혀진 광에 대한 촬상 디바이스(D)의 성능을 검사할 수 있다.
한편, 본 실시형태에서는, 광 조사 기구(40)가 적색광 등의 가시광을 조사하고 있었지만, 예를 들면 촬상 디바이스(D)가 적외선용의 것인 경우에는, 광 조사 기구(40)가 적외선 등의 가시광이 아닌 광을 조사하도록 해도 된다.
(제 2 실시형태)
도 11은, 본 발명의 제 2 실시형태에 따른 상부 덮개(31)의 구성을 개략적으로 나타내는 상면도이다.
본 실시형태의 상부 덮개(31)에는, 도 11에 나타내는 바와 같이, 흡착 구멍(31a)에 더해서, 열저항 저감 유체 공급부로서의 분출 구멍(31b)이 마련되어 있고, 해당 분출 구멍(31b)으로부터 헬륨 가스나 수소 가스 등의 분자량이 작은 가스가 분출된다. 분출된 가스는, 웨이퍼(W)와 탑재대(30) 사이에 공급된다. 웨이퍼(W)의 탑재대(30)와의 접촉면은 온 칩 렌즈(L)가 형성되어 있기 때문에 요철 형상을 갖는다. 따라서, 웨이퍼(W)와 탑재대(30) 사이에는 극간이 형성된다. 이 극간을, 분자량이 작고 열전도율이 높은 가스로 충전함으로써, 웨이퍼(W)와 탑재대(30) 사이의 열저항을 저감시킬 수 있고, 이에 의해, 웨이퍼(W)의 온도를 면내에서 보다 균일하게 할 수 있다.
한편, 상기 분출 구멍(31b)은, 상부 덮개(31)의 측방에 형성된 공급 구멍(도시 생략)에 연통되어 있다. 해당 공급 구멍으로부터 공급된 가스가 상기 분출 구멍(31b)으로부터 분출된다. 분출 구멍(31b)도, 상부 덮개(31) 상에 웨이퍼(W)가 탑재되었을 때에 해당 분출 구멍(31b)의 상방에 촬상 디바이스(D)가 위치하지 않는 영역에 형성된다.
(제 3 실시형태)
도 12는, 본 발명의 제 3 실시형태에 따른 스테이지(10)의 구성을 개략적으로 나타내는 단면도이다.
본 실시형태의 스테이지(10)는, 도 12에 나타내는 바와 같이, 탑재대(30)에 대한 광 조사 기구(40)로부터의 광의 각도 즉 탑재대(30) 상의 웨이퍼(W)에 대한 광 조사 기구(40)로부터의 광의 각도를 조정하는 각도 조정 기구(50)를 갖는다. 각도 조정 기구(50)는, 예를 들면, 광 조사 기구(40)의 일단의 하부를 지지하는 피에조 소자(51)와, 광 조사 기구(40)의 타단의 하부를 지지하는 다른 피에조 소자(52)를 갖고, 피에조 소자(51, 52)가 서로 독립해서 제어 가능하게 구성되어 있다. 이 각도 조정 기구(50)를 마련하는 것에 의해, 촬상 디바이스(D)의 지향성의 검사, 바꾸어 말하면, 촬상 디바이스(D)의 광 입사각 의존성의 검사를 할 수 있다.
한편, 이상의 설명에서는, 촬상 디바이스(D)의 온도의 제어를, 탑재대(30)에 통류시키는 냉매의 조건을 조절함으로써 행하고 있었다. 그러나, 촬상 디바이스(D)의 온도의 제어 방법은, 이 방법으로 한정되지 않는다. 예를 들면, 광 조사 기구(40)에 가열용의 LED를 마련하고 해당 가열용의 LED로부터 출사한 광으로 촬상 디바이스(D)를 가열하도록 구성하고, 탑재대(30)에 통류시키는 조건은 일정하게 해 두면서, 상기 가열용의 LED로부터 출사하는 광의 강도를 조절하는 것에 의해, 촬상 디바이스(D)의 온도를 제어하도록 해도 된다.
또한, 이상의 설명에서는, 검사 중의 촬상 디바이스(D)의 온도를 측정하고 있었지만, 웨이퍼(W)를 균일하게 가열하고 있기 때문에, 검사 중이 아닌 촬상 디바이스(D)의 온도를 측정하도록 해도 된다. 또한, 웨이퍼(W)에 있어서의 촬상 디바이스(D)의 형성 영역 외의 온도를 측정하도록 해도 된다.
이상, 본 발명의 실시형태에 대해서 설명했지만, 본 발명은 이러한 예로 한정되지 않는다. 당업자라면, 청구의 범위에 기재된 기술적 사상의 범주 내에 있어서, 각종의 변경예 또는 수정예에 도달할 수 있는 것은 분명하고, 그들에 대해서도 당연하게 본 발명의 기술적 범위에 속하는 것으로 이해된다.
1: 프로버
2: 수용실
3: 로더
4: 테스터
10: 스테이지
11: 프로브 카드
11a: 프로브
12: 인터페이스
13: 베이스 유닛
14: 전위차 측정 유닛
18: 테스터 컴퓨터
19: 유저 인터페이스부
30: 탑재대
31: 상부 덮개
31a: 흡착 구멍
31b: 분출 구멍
32: 바닥 구비 부재
32a: 냉매 유로
40: 광 조사 기구
41: LED
42: 콜리메이터 부재
44B: 청색 투과 필터
44G: 녹색 투과 필터
44R: 적색 투과 필터
50: 각도 조정 기구
D: 이면 조사형 촬상 디바이스
Da: 표면
E: 전극
F: 컬러 필터
L: 온 칩 렌즈
PD: 광전 변환부
PL: 배선층
W: 웨이퍼
2: 수용실
3: 로더
4: 테스터
10: 스테이지
11: 프로브 카드
11a: 프로브
12: 인터페이스
13: 베이스 유닛
14: 전위차 측정 유닛
18: 테스터 컴퓨터
19: 유저 인터페이스부
30: 탑재대
31: 상부 덮개
31a: 흡착 구멍
31b: 분출 구멍
32: 바닥 구비 부재
32a: 냉매 유로
40: 광 조사 기구
41: LED
42: 콜리메이터 부재
44B: 청색 투과 필터
44G: 녹색 투과 필터
44R: 적색 투과 필터
50: 각도 조정 기구
D: 이면 조사형 촬상 디바이스
Da: 표면
E: 전극
F: 컬러 필터
L: 온 칩 렌즈
PD: 광전 변환부
PL: 배선층
W: 웨이퍼
Claims (10)
- 피검사체에 형성된 촬상 디바이스에 광을 입사시키면서, 해당 촬상 디바이스의 배선층에 접촉 단자를 전기적으로 접촉시켜서, 해당 촬상 디바이스를 검사하는 검사 장치로서,
상기 촬상 디바이스는, 상기 배선층이 마련된 측과는 반대측의 면인 이면으로부터 광이 입사되는 것이고,
당해 검사 장치는,
상기 촬상 디바이스의 이면과 대향하는 형태로 상기 피검사체가 탑재되는, 광 투과 부재로 형성된 탑재대와,
상기 탑재대를 사이에 두고 상기 피검사체에 대향하도록 배치되고, 상기 피검사체를 지향하는 복수의 LED를 갖는 광 조사 기구를 구비한다. - 제 1 항에 있어서,
상기 탑재대는, 상기 LED로부터의 광을 투과 가능한 냉매가 통류하는 냉매 유로를 갖고,
당해 검사 장치는, 상기 냉매의 조건을 조절해서, 상기 탑재대 상의 상기 피검사체의 온도를 제어하는 온도 제어부를 구비하는
검사 장치. - 제 2 항에 있어서,
상기 탑재대는, 상기 피검사체측에 제 1 부재를, 상기 광 조사 부재측에 제 2 부재를 갖고, 상기 제 1 부재와 상기 제 2 부재에 의해 상기 냉매의 유로가 형성되고,
상기 제 1 부재는, 상기 피검사체보다 열전도율이 높고, 상기 제 2 부재는, 상기 피검사체보다 열전도율이 낮은
검사 장치. - 제 3 항에 있어서,
상기 제 1 부재는, 사파이어, 질화 갈륨 또는 탄화 규소로 이루어지는
검사 장치. - 제 3 항에 있어서,
상기 제 2 부재는, 석영, 폴리카보네이트, 폴리염화바이닐, 아크릴 수지 또는 유리로 이루어지는
검사 장치. - 제 2 항에 있어서,
상기 탑재대와 상기 피검사체 사이에, 해당 탑재대와 해당 피검사체 사이의 열저항을 저감시키는 유체를 공급하는 열저항 저감 유체 공급부를 구비하는
검사 장치. - 제 1 항에 있어서,
상기 광 조사 기구는, 상기 LED로부터의 광을 평행광으로 하는 콜리메이터(collimator) 부재를 갖고, 상기 평행광을 상기 피검사체에 조사하는
검사 장치. - 제 1 항에 있어서,
상기 탑재대에 대한 상기 광 조사 기구의 각도를 조정하는 각도 조정 기구를 갖는
검사 장치. - 제 1 항에 있어서,
상기 복수의 LED는, 서로 상이한 파장의 광을 출사하는 LED를 포함하는
검사 장치. - 제 1 항에 있어서,
상기 광 조사 기구는, 상기 LED로부터 출사된 광 중 소정의 파장을 갖는 광만을 투과하는 필터를 통해서, 상기 피검사체에 조사하는
검사 장치.
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