TW202229900A - 檢查裝置之控制方法及檢查裝置 - Google Patents

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TW202229900A TW110144141A TW110144141A TW202229900A TW 202229900 A TW202229900 A TW 202229900A TW 110144141 A TW110144141 A TW 110144141A TW 110144141 A TW110144141 A TW 110144141A TW 202229900 A TW202229900 A TW 202229900A
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阿川裕晃
小林將人
河西繁
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日商東京威力科創股份有限公司
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Abstract

提供一種會提升被檢查體之溫度控制性的檢查裝置之檢查方法及檢查 裝置。
一種檢查裝置之控制方法，係具備載置被檢查體之吸盤、將電力供應至該被檢查體來檢查該被檢查體之測試器、以及控制該吸盤的溫度之控制部的檢查裝置之控制方法，該檢查裝置之控制方法在該被檢查體之實際溫度無法反饋的情況，會基於該被檢查體之發熱量來推測該吸盤之溫度及該被檢查體之溫度的溫度差，並基於該被檢查體之目標溫度及該溫度差來修正該吸盤之目標溫度，基於修正後該吸盤之目標溫度及該吸盤之實際溫度來控制該吸盤之溫度。

Description

檢查裝置之控制方法及檢查裝置
本揭示係關於一種檢查裝置之控制方法及檢查裝置。
已知有一種檢查裝置，會將形成有電子元件之晶圓或配置有電子元件之載體載置於載置台，並從測試器透過探針等來對電子元件供應電流，以檢查電子元件的電性特性。藉由載置台內之冷卻機構或加熱機構，便能控制電子元件的溫度。
專利文獻1中揭示一種針測器係具備溫度檢出部，會讓探針接觸至被檢查晶片中與溫度測定用單元相連接的電極襯墊，基於溫度測定用單元之各電極所對應的電極襯墊間之電位差，來檢出被檢查晶片之溫度。
(專利文獻1)日本特開2019-102645號公報
然而，因與測試流程兼容，故要使用溫度測定用單元來常時性地檢出電子元件之溫度乃有所困難。又，在電子元件的發熱量較大的情況，電子元件與載置台之溫度差會變大，使得要以載置台所設置之溫度感應器來控制電子元件的溫度便有所困難。
一面向中，本揭示係提供一種會提升被檢查體之溫度控制性的檢查裝置之檢查方法及檢查裝置。
為解決上述問題，依一樣態係提供一種檢查裝置之控制方法，係具備載置被檢查體之吸盤、將電力供應至該被檢查體來檢查該被檢查體之測試器、以及控制該吸盤的溫度之控制部的檢查裝置之控制方法，該檢查裝置之控制方法在該被檢查體之實際溫度無法反饋的情況，會基於該被檢查體之發熱量來推測該吸盤之溫度及該被檢查體之溫度的溫度差，並基於該被檢查體之目標溫度及該溫度差來修正該吸盤之目標溫度，基於修正後該吸盤之目標溫度及該吸盤之實際溫度來控制該吸盤之溫度。
依一面向，便可提供一種會提升被檢查體之溫度均勻性的檢查裝置及檢查裝置之檢查方法。
W:晶圓
10:檢查裝置
11:吸盤
11c:溫度感應器
11d:溫度控制器
14:測試器
14a:電力供應部
14b:溫度檢出部
14c:單元
15:探針卡
16:探針
17:介面
18:控制器電腦
20:控制部
21:目標溫度產生部(元件目標溫度產生部)
22:溫度差推測部
23:減算器(實際溫度差算出部)
24:無用時間補償部
25:選擇器
26:減算器(吸盤目標溫度產生部)
27:模式追蹤控制器
28:減算器(實際溫度差算出部)
29:參數產生部
圖1係說明本實施形態相關之檢查裝置的結構之剖面概略圖。
圖2係說明吸盤之溫度控制的方塊圖一例。
圖3係說明溫度推測部之方塊圖一例。
圖4係說明參數的調整方法之圖表一例。
圖5係說明參數的調整方法之圖式一例。
圖6係說明無用時間補償部之方塊圖一例。
圖7係顯示電子元件之溫度及吸盤之溫度的時間變化之圖表一例。
圖8係說明參數的結構之方塊圖一例。
圖9係顯示電子元件之溫度及吸盤之溫度的時間變化之圖表其他一例。
以下便參照圖式，就用以實施本揭示之形態來加以說明。各圖式中，會對同一結構部分賦予相同符號，並有省略重複說明的情況。
<檢查裝置>
使用圖1，就本實施形態相關之檢查裝置10來加以說明。圖1係說明本實施形態相關之檢查裝置10的結構之剖面概略圖一例。
檢查裝置10係會進行晶圓(基板)W所形成之複數電子元件(被檢查體、DUT；Device Under Test)的各種電性特性檢查之裝置。另外，具有被檢查體之基板不限於晶圓，亦包含配置有電子元件之載體、玻璃基板、晶片單體等。檢查裝置10係具備收納會載置晶圓W之吸盤11的收納室12、鄰接配置於收納室112之裝載器13、覆蓋收納室12般所配置之測試器14。
收納室12係具有內部空洞的框形狀。收納室12內部係收納有載置晶圓W之吸盤11、對向於吸盤11般所配置之探針卡15。探針卡15係具有會對應於晶圓W之各電子元件的電極所對應設置之電極襯墊或焊料襯墊來配置之多數針狀探針(接觸端子)16。
吸盤11係具有將晶圓W朝吸盤11固定之固定機構(未圖示)。藉此，便能防止晶圓W相對於吸盤11之相對位置的位移。又，收納室12係設有會將吸盤11移動於水平方向及上下方向之移動機構(未圖示)。藉此，便能調整探針卡15及晶圓W的相對位置來使各電子元件之電極所對應設置的電極襯墊或焊料襯墊朝探針卡12之各探針16接觸。又，吸盤11係設有溫度感應器11c。又，吸盤 11係具備加熱器、冷卻器等溫度控制器11d。溫度感應器11c所檢出之吸盤11的溫度資訊會被傳送至控制部20。溫度控制部11d會藉由控制部20來被加以控制。
裝載器13會從搬送容器之FOUP(未圖示)取出配置有電子元件之晶圓W並朝收納室12內部之吸盤11載置，又，將進行檢查後的晶圓W從吸盤11去除並朝FOUP收納。
探針卡15係透過介面17朝測試器14連接。在各探針16接觸至對應於晶圓W之各電子元件的電極所配置的電極襯墊或焊料襯墊之際，各探針16會從測試器14透過介面17將電力朝電子元件供應，或者是，將來自電子元件的訊號透過介面17朝測試器14傳遞。
測試器14具有會再現搭載有電子元件之母板的電路結構一部分之測試板(未圖示)，測試板會連接至能基於來自電子元件的訊號來判斷電子元件之良窳的測試器電腦18。測試器14能藉由替換測試板，來再現複數種類之母板的電路結構。
測試器14具有會透過探針16來將電力供應至電子元件的電力供應部14a。測試器14會將供應至電子元件的電力資訊傳送至控制部20。
測試器14係具有會檢出電子元件之溫度的溫度檢出部14b。晶圓W會設有溫度測定用之單元14c。溫度測定用之單元14c例如為二極體等，係會對應溫度而使電位差改變的單元。溫度檢出部14c會透過探針16來測定單元14c之兩端子間的電位差，並基於電位差來檢出單元14c之溫度。測試器14會將單元14c所檢出之電子元件的溫度資訊傳送至控制部20。
控制部20係藉由控制吸盤11之溫度控制器11d來控制吸盤11之溫度。
接著，使用圖2，就控制部20來加以說明。圖2係說明吸盤11之溫度控制的方塊圖一例。
控制部20係具有目標溫度產生部21、溫度差推測部22、無用時間補償部24、選擇器25、模式追蹤控制器27。於是，控制部20會被輸入溫度感應器11c所檢出之吸盤11的實際溫度(吸盤溫度Tchuck)。又，控制部20會被輸入溫度檢出部14b所檢出的檢查對象之電子元件(DUT)的實際溫度(DUT溫度TDUT)。然而，DUT溫度TDUT係以測試流程所無法取得的溫度。又，控制部20會被輸入從電力供應部14a供應至檢查對象之電子元件的電力相關之資訊。於是，便能基於所供應的電力來推測檢查對象之電子元件的發熱量(DUT發熱量HDUT)。圖2的範例中，係說明DUT發熱量HDUT會被輸入至控制部20。
控制部20會被輸入電子元件的設定溫度。例如，會從測試器電腦18將設定溫度輸入至控制部20。又，控制部20會被輸入切換訊號。切換訊號係顯示是否為可取得DUT溫度TDUT之測試流程的訊號。例如，會從測試器電腦18將切換訊號輸入至控制部20。
目標溫度產生部(元件目標溫度產生部)21會產生電子元件的目標溫度T0。具體而言，目標溫度產生部21會從測試器電腦18被輸入電子元件的設定溫度。又，目標溫度產生部21係具有會對應於設定溫度、目標溫度T0的時間變化之參照模式。目標溫度產生部21會基於所輸入之電子元件的設定溫度及參照模式而產生電子元件的目標溫度T0。
溫度差推測部22會推測電子元件及吸盤11之溫度差的推測值(溫度差推測值△T1)。具體而言，溫度差推測部22會基於DUT發熱量HDUT來推測電子元件及吸盤11之溫度差推測值△T1。
圖3係說明溫度差推測部22之方塊圖一例。如圖3(a)所示，溫度差推測部22可構成為會將DUT發熱量乘上參數(穩態增益，Steady gain)K來推測溫度差推測值△T1。又，如圖3(b)所示，溫度差推測部22亦可構成為以一階遲滯函數來推測溫度差推測值△T1。亦即，參數是除了Steady gain K以外，尚指定時間常數1/a。藉由使用一階遲滯，便可為考量到溫度變化的動態特性之控制。
圖4係說明參數的調整方法之圖表一例。此處，Steady gain K係關係到吸盤11上之電子元件的位置。又，圖4之橫軸係表示至電子元件的中心之距離，縱軸係表示參數K。
於是，因電子元件發熱所產生之溫度變化會大致反比於至電子元件的中心之距離。從而，將吸盤11內之溫度感應器11c的位置與檢查對象之電子元件的中心之距離作為r，則參數K便可以K=a/r+b之算式來加以表示。
圖5係說明參數K之調整方法的圖式一例。圖4所示之方法中，係說明Steady gain K由距離r來加以推測，但如圖5所示，亦可依各電子元件之位置來預先設定參數K1、K2、K3...。藉此，便可提升溫度差推測部22所推測之溫度差推測值△T1的推測精度。
回到圖2，減算器(實際溫度差算出部)23會算出電子元件與吸盤11之溫度差(溫度差實測值△T2)。具體而言，減算器23會算出電子元件之實際溫度(DUT溫度TDUT)與吸盤11之實際溫度(吸盤溫度Tchuck)的溫度差實測值△T2。
無用時間補償部24會推測將溫度差實測值△T2作無用時間補償後的電子元件與吸盤11之溫度差(溫度差補償值△T2a)。
圖6係說明無用時間補償部24之方塊圖一例。圖6所示之無用時間補償部24與一般的史密斯(Smith)補償器相同。藉由進行史密斯補償，便能以推 測值來補償被輸入外在因素至應答為止期間的溫度差△T。
無用時間補償部24係具有溫度差推測部241、遲滯處理部242、減算器243、加算器244。溫度差推測部241會基於DUT發熱量HDUT來推測電子元件及吸盤11之溫度差。遲滯處理部242會將溫度差推測部241所推測之電子元件及吸盤11之溫度差以n步驟遲滯來加以輸出。減算器243會算出溫度差實測值△T2與遲滯處理部242之輸出值的差。加算器244會算出溫度差推測部241的輸出值與減算器243的輸出值的和，並作為溫度差補償值△T2a來加以輸出。
藉由此般結構，從對電子元件開始電源供應起的n步驟期間，會因延滯使得溫度差實測值△T2沒有變化。因此，無用時間補償部24會將溫度差推測部241的溫度差推測值作為溫度差補償值△T2a來加以輸出。然後，電子元件的溫度成為穩定狀態後，減算器243所減算之延滯處理部242的輸出值與加算器244所加算之溫度差推測部241之輸出值會相互抵消。因此，無用時間補償部24會將溫度差實測值△T2作為溫度差補償值△T2a來加以輸出。
回到圖2，選擇器25會被輸入溫度差推測部22的溫度差推測值△T1、無用時間補償部24的溫度差補償值△T2a，並輸出任一方的數值。選擇器25會被輸入切換訊號。在可以溫度檢出部14b來檢出DUT溫度的情況，選擇器25會輸出無用時間補償部24的溫度差補償值△T2a。另一方面，在不可以溫度檢出部14b來檢出DUT溫度的情況，選擇器25會輸出溫度差推測部22的溫度差推測值△T1。
回到圖2，減算器(吸盤目標溫度產生部)26會藉由從電子元件的目標溫度T0減去電子元件與吸盤11之溫度差(△T1或△T2)來算出吸盤11的目標溫度。
模式追蹤控制器27會基於吸盤11的目標溫度(減算器26的輸出值)與吸盤11的實際溫度(吸盤溫度Tchuck)來模式追蹤控制吸盤11的溫度控制器11d。
接著，使用圖7，就使用本實施形態相關之檢查裝置10的電子元件之溫度控制來加以說明。圖7係顯示電子元件之溫度TDUT及吸盤11之溫度Tchuck的時間變化之圖表一例。另外，圖7之圖表中，係以虛線來表示電子元件的溫度TDUT，以實線來表示吸盤11的溫度Tchuck。
首先，吸盤11及電子元件會被升溫至設定溫度。之後，會將電力供應至電子元件(S101~S103)來進行檢查。
步驟S101係因與測試流程兼容而難以使用溫度測定用之單元11c來檢出電子元件之溫度的檢查(無法反饋)。此情況，控制部20會以溫度差推測部22從DUT發熱量HDUT來推測溫度差推測值△T1，並使用溫度差推測值△T1來控制吸盤11溫度。又，參數K係使用預先設定的數值。因此，DUT溫度TDUT會相對於設定溫度而有產生些微差異之虞。
步驟S102因與測試流程兼容而可以使用溫度測定用之單元11c來檢出電子元件之溫度的檢查(可以反饋)。此情況，控制部20會以無用時間補償部24來推測將溫度差實測值△T2作無用時間補償後的溫度差補償值△T2a，並使用溫度差補償值△T2a來控制吸盤11溫度。於是，由於是基於電子元件的實際溫度(DUT溫度TDUT)來控制吸盤11的溫度，故能適當地控制電子元件的溫度。
又，在步驟S102時，會進行參數K的調整。圖8係說明參數K的調整之方塊圖一例。控制部20會進一步具備減算器(實際溫度差算出部)28、參數產生部29。減算器28會算出電子元件與吸盤11之溫度差。具體而言，減算器28係會算出電子元件之實際溫度(DUT溫度TDUT)及吸盤11之實際溫度(吸盤溫度T chuck)之溫度差實測值△T2。參數產生部29會基於DUT溫度TDUT及減算器28所算出之溫度差實測值△T2來算出(調整)參數K。以參數產生部29來調整後的參數K會被輸出至溫度差推測部22(參照圖2)。使得溫度差推測部22之參數被加以更新。
回到圖7，步驟S103係因與測試流程兼容而難以使用溫度測定用之單元11c來檢出電子元件之溫度的檢查(無法反饋)。此情況，會以溫度差推測部22從DUT發熱量HDUT來推測溫度差推測值△T1，以控制吸盤11溫度。又，參數K係使用在步驟S102時以參數產生部29所調整後的數值。因此，可適當地控制電子元件的溫度。
圖9係顯示電子元件之溫度TDUT及吸盤11之溫度Tchuck的時間變化之圖表其他一例。
圖9(a)係顯示將吸盤11之溫度控制為固定的情況之電子元件的溫度TDUT及吸盤11之溫度Tchuck的圖表。檢查時，藉由將電力供應至電子元件來使電子元件發熱，使得電子元件之溫度TDUT上升。
相對於此，圖9(b)係顯示進行了本實施形態之控制情況的電子元件之溫度TDUT及吸盤11之溫度Tchuck的圖表。藉由基於電子元件之DUT發熱量HDUT來讓吸盤11之溫度下降，便可將電子元件之溫度TDUT控制為固定。
以上，雖已就檢查裝置10來加以說明，但本揭示不限於上述實施形態等，在申請專利範圍所記載之本揭示的要旨範圍內，可進行各種變形、改良。
11:吸盤
20:控制部
21:目標溫度產生部(元件目標溫度產生部)
22:溫度差推測部
23:減算器(實際溫度差算出部)
24:無用時間補償部
25:選擇器
26:減算器(吸盤目標溫度產生部)
27:模式追蹤控制器

Claims (8)

  1. 一種檢查裝置之控制方法，係具備載置被檢查體之吸盤、將電力供應至該被檢查體來檢查該被檢查體之測試器、以及控制該吸盤的溫度之控制部的檢查裝置之控制方法；
    該檢查裝置之控制方法在該被檢查體之實際溫度無法反饋的情況，會基於該被檢查體之發熱量來推測該吸盤之溫度及該被檢查體之溫度的溫度差；
    基於該被檢查體之目標溫度及該溫度差來修正該吸盤之目標溫度；
    基於修正後該吸盤之目標溫度及該吸盤之實際溫度來控制該吸盤之溫度。
  2. 如申請專利範圍第1項之檢查裝置之控制方法，其在可反饋該被檢查體之實際溫度的情況，係基於該被檢查體的實際溫度及該吸盤的實際溫度溫度，來算出該吸盤的溫度與該笨檢查體的溫度之溫度差；
    基於該被檢查體之目標溫度及該溫度差來修正該吸盤之目標溫度；
    基於修正後該吸盤之目標溫度及該吸盤之實際溫度來控制該吸盤之溫度。
  3. 如申請專利範圍第2項之檢查裝置之控制方法，其在可反饋該被檢查體之實際溫度的情況，係基於該吸盤的實際溫度與該被檢查體的實際溫度之溫度差，以及該被檢查體的發熱量，來更新表示該發熱量及該溫度差之對應的參數。
  4. 如申請專利範圍第3項之檢查裝置之控制方法，其中該參數為該發熱量及該溫度差之增益(gain)係數。
  5. 如申請專利範圍第3項之檢查裝置之控制方法，其中該參數係該發熱量與該溫度差的一階遲滯函數之係數。
  6. 如申請專利範圍第3至5項任一項之檢查裝置之控制方法，其中該參數係以檢出該吸盤之溫度的感應器與該被檢查體之中心的距離之函數來加以定義。
  7. 如申請專利範圍第3至5項任一項之檢查裝置之控制方法，其中該參數係依各該檢查體的位置來加以定義。
  8. 一種檢查裝置，係具備：
    吸盤，係載置被檢查體；
    測試器，係將電力供應至該被檢查體來檢查該被檢查體；以及
    控制部，係控制該吸盤的溫度；
    該控制部在該被檢查體之實際溫度無法反饋的情況，會基於該被檢查體之發熱量來推測該吸盤之溫度及該被檢查體之溫度的溫度差；
    基於該被檢查體之目標溫度及該溫度差來修正該吸盤之目標溫度；
    基於修正後該吸盤之目標溫度及該吸盤之實際溫度來控制該吸盤之溫度。
TW110144141A 2020-12-07 2021-11-26 檢查裝置之控制方法及檢查裝置 TW202229900A (zh)

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