本開示は、基板載置機構、検査装置、および検査方法に関する。This disclosure relates to a substrate mounting mechanism, an inspection device, and an inspection method.
半導体製造プロセスでは、電子デバイスが形成された基板を載置台に載置した状態で、電子デバイスの電気的特性等の検査を行う検査装置が用いられる。特許文献１には、被検査対象の基板が載置される載置台を、基板載置面が径方向に複数の領域に区画され、複数の領域それぞれにヒータが設けられた構成とした検査装置が開示されている。そして、特許文献１の検査装置は、基板載置面における複数の領域のうちの最中心の領域について、設定温度になるようにフィードバック制御を行い、かつ、基板載置面における複数の領域のうちの最中心の領域より外側の領域について、径方向内側に隣接する領域との温度差が予め設定された値になるようにフィードバック制御を行う制御部を有している。In the semiconductor manufacturing process, an inspection device is used to inspect the electrical characteristics of electronic devices mounted on a mounting table. Patent Document 1 discloses an inspection device in which the mounting table on which the substrate to be inspected is placed is divided into multiple regions along the radial direction, with a heater provided in each of the multiple regions. The inspection device in Patent Document 1 also has a control unit that performs feedback control to ensure that the most central region of the multiple regions on the substrate mounting surface reaches a set temperature, and also performs feedback control to ensure that the temperature difference between the regions outside the most central region and the adjacent regions radially inward reaches a preset value.
また、特許文献２には、同様の検査装置において、加熱手段に複数のＬＥＤを用い、複数ゾーンの温度制御を行う技術が開示されている。Patent document 2 also discloses a technology for similar inspection equipment that uses multiple LEDs as heating means to control the temperature of multiple zones.
本開示は、基板に形成された複数の電子デバイスを検査する際の電子デバイスの温度制御を短時間でかつ簡易に行うことができる基板載置機構、検査装置、および検査方法を提供する。This disclosure provides a substrate mounting mechanism, an inspection apparatus, and an inspection method that enable quick and easy temperature control of electronic devices when inspecting multiple electronic devices formed on a substrate.
本開示の一態様に係る載置機構は、基板に設けられた複数の電子デバイスを順次検査する検査装置において基板を載置する基板載置機構であって、複数の電子デバイスが設けられた基板を載置するステージと、前記ステージ上の前記基板における前記電子デバイスの温度を制御する温度制御部と、を備え、前記ステージは、前記基板の載置面を有するトッププレートと、前記トッププレートを加熱する、複数の加熱ゾーンに分割された加熱部と、前記トッププレートに設けられた複数の温度センサと、を有し、前記温度制御部は、検査中の電子デバイスの温度を制御する第１温度制御器と、前記検査中の電子デバイスの次またはそれ以降に検査される電子デバイスの温度を制御する第２温度制御器と、を有するとともに、前記複数の加熱ゾーンから検査中の電子デバイスに対応する１または複数の前記加熱ゾーンを選択し、かつ、前記複数の温度センサから、前記検査中の電子デバイスに対応する温度センサを選択し、前記複数の加熱ゾーンから前記検査中の電子デバイスの次またはそれ以降に検査される電子デバイスに対応する１または複数の前記加熱ゾーンを選択し、かつ、前記複数の温度センサから、前記次またはそれ以降に検査される電子デバイスに対応する温度センサを選択し、前記第１温度制御器は、前記検査中の電子デバイスに対応するように選択された、１または複数の前記加熱ゾーンの出力を、前記検査中の電子デバイスに対応するように選択された温度センサの検出値に基づいて制御して前記検査中の電子デバイスの温度を制御し、前記第２温度制御器は、前記検査中の電子デバイスの次またはそれ以降に検査される電子デバイスに対応するように選択された、１または複数の前記加熱ゾーンの出力を、前記次またはそれ以降に検査される電子デバイスに対応するように選択された温度センサの検出値に基づいて制御して前記検査中の電子デバイスの次またはそれ以降に検査される電子デバイスの温度を制御する。 A mounting mechanism according to one aspect of the present disclosure is a substrate mounting mechanism for mounting a substrate in an inspection apparatus that sequentially inspects a plurality of electronic devices provided on the substrate, the mounting mechanism comprising: a stage for mounting a substrate having a plurality of electronic devices provided thereon; and a temperature control unit for controlling the temperature of the electronic devices on the substrate on the stage, wherein the stage has a top plate having a mounting surface for the substrate, a heating unit divided into a plurality of heating zones that heats the top plate, and a plurality of temperature sensors provided on the top plate, the temperature control unithaving a first temperature controller that controls the temperature of the electronic device under inspection and a second temperature controller that controls the temperature of an electronic device to be inspected next to or after the electronic device under inspection, and the temperature control unit selects one or more heating zones corresponding to the electronic device under inspection from the plurality of heating zones, and selects a temperature sensor from the plurality of temperature sensors that corresponds to the electronic device under inspection, One or more heating zones are selected from the plurality of heating zones corresponding to electronic devices to be tested after or after the electronic device under test, and a temperature sensor is selected from the plurality of temperature sensors corresponding to the next or subsequent electronic device to be tested, the first temperature controller controls the output of the one or more heating zones selected to correspond to the electronic device under test based on the detection value of the temperature sensor selected to correspond to the electronic device under test, thereby controlling the temperature of the electronic device under test, and the second temperature controller controls the output of the one or more heating zones selected to correspond to electronic devices to be tested after or after the electronic device under test based on the detection value of the temperature sensor selected to correspond to the next or subsequent electronic device to be tested, thereby controlling the temperature of the electronic device to be tested after or after the electronic device under test .
本開示によれば、基板に形成された複数の電子デバイスを検査する際の電子デバイスの温度制御を短時間でかつ簡易に行うことができる基板載置機構、検査装置、および検査方法が提供される。This disclosure provides a substrate mounting mechanism, an inspection apparatus, and an inspection method that can quickly and easily control the temperature of electronic devices when inspecting multiple electronic devices formed on a substrate.
以下、添付図面を参照して、実施形態について説明する。The following describes the embodiments with reference to the attached drawings.
＜検査装置＞
最初に、一実施形態に係る検査装置について説明する。
図１は一実施形態に係る検査装置の概略構成を示す斜視図、図２は図１の検査装置の一部を断面で示す正面図である。 <Inspection equipment>
First, an inspection device according to an embodiment will be described.
FIG. 1 is a perspective view showing a schematic configuration of an inspection device according to an embodiment, and FIG. 2 is a front view showing a cross section of a part of the inspection device of FIG.
図１および図２に示すように、検査装置１は、基板としてのウエハＷに形成された複数の電子デバイスそれぞれの電気的特性の検査を行うものであり、検査部２と、ローダ３と、テスタ４とを備える。As shown in Figures 1 and 2, the inspection device 1 inspects the electrical characteristics of each of multiple electronic devices formed on a wafer W as a substrate, and includes an inspection unit 2, a loader 3, and a tester 4.
検査部２は、内部が空洞の筐体１１を有し、筐体１１内には検査対象のウエハＷを載置するステージ２０を有する。ステージ２０は、ウエハＷを載置する載置面を有し、ウエハＷを吸着固定するトッププレート２１と、トッププレート２１の加熱を行う加熱部２４と、トッププレート２１の冷却を行う冷却部２５と、トッププレート２１に設けられた複数の温度センサ２６とを有する。ステージ２０は、移動機構１６により水平方向および鉛直方向に移動自在に構成されている。加熱部２４および冷却部２５は温度制御部２３により制御され、ステージ２０と、温度制御部２３とで基板載置機構１０が構成される。基板載置機構１０の詳細は後述する。The inspection unit 2 has a hollow housing 11, which houses a stage 20 on which the wafer W to be inspected is placed. The stage 20 has a mounting surface on which the wafer W is placed, and includes a top plate 21 that suction-fixes the wafer W, a heating unit 24 that heats the top plate 21, a cooling unit 25 that cools the top plate 21, and multiple temperature sensors 26 provided on the top plate 21. The stage 20 is configured to be freely movable in horizontal and vertical directions by a movement mechanism 16. The heating unit 24 and cooling unit 25 are controlled by a temperature control unit 23, and the stage 20 and temperature control unit 23 together constitute the substrate mounting mechanism 10. Details of the substrate mounting mechanism 10 will be described later.
検査部２におけるステージ２０の上方には、該ステージ２０に対向するようにプローブカード１２が配置される。プローブカード１２は接触子である複数のプローブ１２ａを有する。また、プローブカード１２は、インターフェース１３を介してテスタ４へ接続されている。各プローブ１２ａがウエハＷの各電子デバイスの電極に接触する際、各プローブ１２ａは、テスタ４からインターフェース１３を介して電子デバイスへ電力を供給し、または、電子デバイスからの信号をインターフェース１３を介してテスタ４へ伝達する。したがって、インターフェース１３およびプローブ１２ａは、電子デバイスに電力（パワー）を供給する供給部材として機能する。A probe card 12 is placed above the stage 20 in the inspection unit 2, facing the stage 20. The probe card 12 has multiple probes 12a, which are contactors. The probe card 12 is also connected to the tester 4 via an interface 13. When each probe 12a contacts an electrode of each electronic device on the wafer W, the probe 12a supplies power from the tester 4 to the electronic device via the interface 13, or transmits a signal from the electronic device to the tester 4 via the interface 13. Therefore, the interface 13 and the probes 12a function as a supply member that supplies power to the electronic device.
ローダ３は、筐体１４を有し、筐体１４内にウエハＷが収容された搬送容器であるＦＯＵＰ（図示せず）が配置されている。また、ローダ３は搬送装置（図示せず）を有し、搬送装置によりＦＯＵＰに収容されているウエハＷを取り出して検査部２のステージ２０へ搬送する。また、搬送装置により電気的特性の検査が終了したステージ２０上のウエハＷを搬送し、ＦＯＵＰへ収容する。The loader 3 has a housing 14, and a FOUP (not shown), which is a transfer container that stores wafers W, is located inside the housing 14. The loader 3 also has a transfer device (not shown), which removes the wafers W stored in the FOUP and transfers them to the stage 20 of the inspection unit 2. The transfer device also transfers the wafers W on the stage 20 after their electrical characteristics have been inspected, and stores them in the FOUP.
また、ローダ３の筐体１４内には、検査対象の電子デバイスの温度制御等の各種制御を行う制御部１５が設けられている。In addition, a control unit 15 is provided within the housing 14 of the loader 3, which performs various controls, such as temperature control, on the electronic device being tested.
制御部１５は、コンピュータからなり、検査装置１の各構成部を制御する主制御部を有しており、主制御部により検査装置の各構成部の動作を制御する。また、制御部１５は、入力装置、出力装置、表示装置、記憶装置を有している。主制御部による各構成部の制御は、記憶装置に内蔵された記憶媒体（ハードディスク、光デスク、半導体メモリ等）に記憶された制御プログラムである処理レシピにより実行される。また、制御部１５は温度制御部２３を制御する。なお、制御部１５の配置位置は筐体１４内に限らず、例えば検査部２の筐体１１内に設けられてもよい。The control unit 15 is made up of a computer and has a main control unit that controls each component of the inspection device 1, and the main control unit controls the operation of each component of the inspection device. The control unit 15 also has an input device, an output device, a display device, and a storage device. The control of each component by the main control unit is carried out by a processing recipe, which is a control program stored in a storage medium (hard disk, optical disk, semiconductor memory, etc.) built into the storage device. The control unit 15 also controls the temperature control unit 23. The location of the control unit 15 is not limited to within the housing 14, and it may be provided, for example, within the housing 11 of the inspection unit 2.
検査部２の筐体１１には、制御部１５の一部を構成するユーザインターフェース部１８が設けられている。ユーザインターフェース部１８は、ユーザ向けに情報を表示したりユーザが指示を入力したりするためのものであり、例えば、タッチパネルやキーボード等の入力部と液晶ディスプレイ等の表示部とからなる。The housing 11 of the inspection unit 2 is provided with a user interface unit 18, which forms part of the control unit 15. The user interface unit 18 is used to display information to the user and allow the user to input instructions, and consists of, for example, an input unit such as a touch panel or keyboard, and a display unit such as an LCD display.
テスタ４は、電子デバイスが搭載されるマザーボードの回路構成の一部を再現するテストボード（図示省略）を有する。テストボードは、検査対象の電子デバイスからの信号に基づいて、該電子デバイスの良否を判断するテスタコンピュータ１７に接続される。テスタ４では、上記テストボードを取り替えることにより、複数種のマザーボードの回路構成を再現することができる。Tester 4 has a test board (not shown) that reproduces part of the circuit configuration of the motherboard on which the electronic device is mounted. The test board is connected to a tester computer 17, which determines the quality of the electronic device based on signals from the electronic device being tested. By changing the test board, tester 4 can reproduce the circuit configurations of multiple types of motherboards.
なお、プローブカード１２、インターフェース１３、テスタ４は、検査機構を構成する。The probe card 12, interface 13, and tester 4 constitute the inspection mechanism.
電子デバイスの電気的特性の検査の際、テスタコンピュータ１７が、電子デバイスと各プローブ１２ａを介して接続されたテストボードへデータを送信する。そして、テスタコンピュータ１７が、送信されたデータが当該テストボードによって正しく処理されたか否かを当該テストボードからの電気信号に基づいて判定する。When testing the electrical characteristics of an electronic device, the tester computer 17 transmits data to the test board connected to the electronic device via each probe 12a. The tester computer 17 then determines whether the transmitted data was correctly processed by the test board based on the electrical signals from the test board.
検査対象基板であるウエハＷは、例えば、図３に示すように、略円板状のシリコン基板にエッチング処理や配線処理を施すことによりその表面に互いに所定の間隔をおいて形成された、複数の電子デバイスＤを有している。電子デバイスＤの表面には、電極Ｅが形成されており、該電極Ｅは当該電子デバイスＤの内部の回路素子に電気的に接続されている。電極Ｅへ電圧を印加することにより、各電子デバイスＤの内部の回路素子へ電流を流すことができる。The wafer W, which is the substrate to be inspected, has multiple electronic devices D formed at predetermined intervals on the surface of a substantially circular silicon substrate by etching and wiring processes, as shown in Figure 3. Electrodes E are formed on the surface of the electronic devices D, and these electrodes E are electrically connected to the circuit elements inside the electronic devices D. By applying a voltage to the electrodes E, a current can be passed through the circuit elements inside each electronic device D.
＜基板載置機構＞
次に、基板載置機構１０について詳細に説明する。
図４は基板載置機構１０の一例を示す断面図である。基板載置機構１０は、上述したように、ステージ２０と、温度制御部２３とを有する。 <Substrate placement mechanism>
Next, the substrate mounting mechanism 10 will be described in detail.
4 is a cross-sectional view showing an example of the substrate mounting mechanism 10. As described above, the substrate mounting mechanism 10 includes the stage 20 and the temperature control unit 23.
ステージ２０は、上述したように、トッププレート２１と、加熱部２４と、冷却部２５と、複数の温度センサ２６とを有する。図４では、トッププレート２１の下に加熱部２４が設けられ、加熱部２４の下に冷却部２５が設けられているが、加熱部２４と冷却部２５は逆であってもよい。As described above, the stage 20 has a top plate 21, a heating unit 24, a cooling unit 25, and multiple temperature sensors 26. In FIG. 4, the heating unit 24 is provided below the top plate 21, and the cooling unit 25 is provided below the heating unit 24, but the heating unit 24 and the cooling unit 25 may be reversed.
トッププレート２１は、例えばウエハＷに対応して円板状をなし、Ｃｕ、Ａｌ、ＳｉＣ、ＡｌＮ、カーボンファイバーのような熱伝導率が高い材料で形成されている。トッププレート２１が熱伝導率の高い材料で形成されることにより、温調精度および効率を高めることができる。The top plate 21 is, for example, disk-shaped to correspond to the wafer W, and is made of a material with high thermal conductivity, such as Cu, Al, SiC, AlN, or carbon fiber. By making the top plate 21 out of a material with high thermal conductivity, temperature control accuracy and efficiency can be improved.
加熱部２４は加熱源３１が内蔵された板状体であり、加熱源３１によりトッププレート２１を加熱するようになっている。加熱部２４は、複数（３以上）の加熱ゾーン３２に分割され、加熱源３１も各加熱ゾーン３２に対応して分割されており、複数の加熱ゾーン３２がそれぞれ独立して加熱可能に構成されている。複数の加熱ゾーン３２は、複数の温度センサ２６のそれぞれに対応して設けられている。The heating unit 24 is a plate-shaped body incorporating a heating source 31, which heats the top plate 21. The heating unit 24 is divided into multiple (three or more) heating zones 32, and the heating source 31 is also divided to correspond to each heating zone 32, so that each of the multiple heating zones 32 can be heated independently. The multiple heating zones 32 are provided corresponding to each of the multiple temperature sensors 26.
加熱源３１としては、例えば、図５に示すように、特定パターンに形成された抵抗ヒータを用いることができる。抵抗ヒータとしては、ポリマー上に銅箔をスクリーン印刷し、それを特定形状にエッチングしたものを用いることができる。The heat source 31 can be, for example, a resistive heater formed in a specific pattern, as shown in Figure 5. A resistive heater can be made by screen-printing copper foil on a polymer and then etching it into a specific shape.
冷却部２５は内部に冷却媒体流路３５が形成された板状体であり、冷却媒体流路３５に冷却媒体供給源３６から冷却水等の冷却媒体が循環供給されるように構成されている。The cooling unit 25 is a plate-shaped body with a cooling medium flow path 35 formed inside, and is configured so that a cooling medium such as cooling water is circulated and supplied to the cooling medium flow path 35 from a cooling medium supply source 36.
複数の温度センサ２６は、トッププレート２１の内部に設けられており、トッププレート２１に形成された穴に嵌め込まれている。温度センサ２６としては、例えばＲＴＤ（測温抵抗体）センサを用いることができる。温度センサ２６として、熱電対やダイオード、トランジスタ等を使ったＰＮジャンクション等の他のものを用いてもよい。複数の温度センサ２６は、位置決めユニットに装着された状態で、一括して測定位置に配置するようにしてもよい。位置決めユニットはフレキシブル基板により構成することができる。Multiple temperature sensors 26 are provided inside the top plate 21 and fitted into holes formed in the top plate 21. For example, an RTD (resistance temperature detector) sensor can be used as the temperature sensor 26. Other types of temperature sensors, such as thermocouples, diodes, or PN junctions using transistors, can also be used as the temperature sensor 26. The multiple temperature sensors 26 may be mounted on a positioning unit and positioned collectively at the measurement position. The positioning unit can be constructed from a flexible substrate.
温度制御部２３は、トッププレート２１に載置されたウエハＷの電子デバイスＤの温度を制御するものであり、主制御部４１と、センサ選択部４２と、加熱選択部４３とを有する。Thetemperature control unit 23 controls the temperature of the electronic device D on the wafer W placed on the top plate 21 , and includes a main control unit 41 , a sensor selection unit 42 , and a heating selection unit 43 .
主制御部４１は、制御部１５からの指令に基づいて、センサ選択部４２にセンサ選択信号を与え、加熱選択部４３に、選択された温度センサ２６に対応する加熱ゾーン３２を選択する信号を与える。また、主制御部４１は、第１温度制御器４５ａおよび第２温度制御器４５ｂを有しており、これらは温度センサ２６からの信号に基づいて電源５０から加熱部２４の加熱ゾーン３２に出力される電圧を制御する。第１温度制御器４５ａおよび第２温度制御器４５ｂは、特に限定されないが、ＰＩＤ制御器を好適に用いることができる。また、主制御部４１は、冷却部２５に供給する冷却媒体の供給量や温度等を制御するようになっている。Based on instructions from the control unit 15, the main control unit 41 provides a sensor selection signal to the sensor selection unit 42 and a signal to the heating selection unit 43 to select the heating zone 32 corresponding to the selected temperature sensor 26. The main control unit 41 also has a first temperature controller 45a and a second temperature controller 45b, which control the voltage output from the power supply 50 to the heating zone 32 of the heating unit 24 based on the signal from the temperature sensor 26. The first temperature controller 45a and the second temperature controller 45b are not particularly limited, but a PID controller can be suitably used. The main control unit 41 also controls the amount and temperature of the cooling medium supplied to the cooling unit 25.
センサ選択部４２は、センサ選択信号に基づいて複数の温度センサ２６のうち検査中の電子デバイスＤ（第１の電子デバイス）に最も近いもの、およびその次またはそれ以降に検査する電子デバイスＤ（第２の電子デバイス）に最も近いものを選択し、これら選択された２つの温度センサ２６から、それぞれ第１温度制御器４５ａおよび第２温度制御器４５ｂに検出信号を送る。Based on the sensor selection signal, the sensor selection unit 42 selects from the multiple temperature sensors 26 the one closest to the electronic device D (first electronic device) being inspected and the one closest to the next or subsequent electronic device D (second electronic device) to be inspected, and sends detection signals from these two selected temperature sensors 26 to the first temperature controller 45a and the second temperature controller 45b, respectively.
加熱選択部４３は、第１温度制御器４５ａおよび第２温度制御器４５ｂから出力された制御電圧を印加する加熱ゾーン３２を選択する。この選択は、上述したように主制御部４１からの選択信号に基づいて行われる。加熱選択部４３により選択された１または複数の加熱ゾーン３２の加熱源３１に第１温度制御器４５ａから制御された電圧が印加され、検査中の第１の電子デバイスの温度が所望の温度に制御される。また、加熱選択部４３により選択された１または複数の加熱ゾーン３２の加熱源３１に第２温度制御器４５ｂから制御された電圧が印加され、その次またはそれ以降に検査される第２の電子デバイスの温度が所望の温度に制御される。The heating selection unit 43 selects the heating zones 32 to which the control voltages output from the first temperature controller 45a and the second temperature controller 45b are applied. This selection is made based on the selection signal from the main control unit 41, as described above. A voltage controlled by the first temperature controller 45a is applied to the heating source 31 of one or more heating zones 32 selected by the heating selection unit 43, and the temperature of the first electronic device being tested is controlled to the desired temperature. Furthermore, a voltage controlled by the second temperature controller 45b is applied to the heating source 31 of one or more heating zones 32 selected by the heating selection unit 43, and the temperature of the second electronic device to be tested next or thereafter is controlled to the desired temperature.
対象となる電子デバイスＤが２つの加熱ゾーン３２の境界に位置しているような場合は、複数の加熱ゾーン３２の加熱源３１に電圧を印加することが好ましく、このとき電子デバイスＤの位置に応じて複数の加熱ゾーン３２のパワー（電圧）を配分することが好ましい。また、その次またはそれ以降に測定される電子デバイスＤが同じ加熱ゾーンに対応する場合は、第２温度制御器４５ｂにより、さらに次の電子デバイスＤに対応する加熱ゾーン３２の温度制御をしてもよい。If the electronic device D to be measured is located on the boundary between two heating zones 32, it is preferable to apply voltage to the heating sources 31 of multiple heating zones 32, and it is preferable to distribute the power (voltage) of the multiple heating zones 32 according to the position of the electronic device D. Furthermore, if the next or subsequent electronic device D to be measured corresponds to the same heating zone, the second temperature controller 45b may control the temperature of the heating zone 32 corresponding to the next electronic device D.
図６は、複数の加熱ゾーンに分割された加熱部２４と、主制御部４１の第１温度制御器４５ａおよび第２温度制御器４５ｂと、加熱選択部４３の具体的な回路構成の一例を示す回路図である。本例では、加熱部２４は、加熱源３１を有する複数の加熱ゾーン３２１～、３２２、３２３、・・・・、３２ｆを有する。加熱選択部４３は、複数の加熱ゾーン３２１～３２ｆにそれぞれ接続される複数の第１ソリッドステートリレー（ＳＤ）４６１１～４６１ｆと、同様に複数の加熱ゾーン３２１～３２ｆにそれぞれ接続される複数の第２ソリッドステートリレー（ＳＤ）４６２１～４６２ｆとを有する。第１温度制御器４５ａは、第１ソリッドステートリレー（ＳＤ）４６１１～４６１ｆに接続されており、第２温度制御器４５ｂは、第２ソリッドステートリレー（ＳＤ）４６２１～４６２ｆに接続されている。そして、第１ソリッドステートリレー（ＳＤ）４６１１～４６１ｆの１または複数をオンにすることにより、加熱ゾーン３２１～３２ｆのうち第１温度制御器４５ａからの制御電圧が印加されるものが選択される。また、第２ソリッドステートリレー（ＳＤ）４６２１～４６２ｆの１または複数をオンにすることにより、加熱ゾーン３２１～３２ｆのうち第２温度制御器４５ｂからの制御電圧が印加されるものが選択される。 6 is a circuit diagram showing an example of a specific circuit configuration of the heating unit 24 divided into multiple heating zones, the first temperature controller 45a and the second temperature controller 45b of the main control unit 41, and the heating selection unit 43. In this example, the heating unit 24 has multiple heating zones 321to32f each having a heat source 31. The heating selection unit 43 has multiple first solid-state relays (SDs) 4611 to 46 1f connected to the multiple heating zones 321 to 32f , respectively, and multiple second solid-state relays (SDs) 4621 to 46 2f similarly connected to the multiple heating zones 321 to 32f , respectively. The first temperature controller 45a is connected to first solid-state relays (SD)46-11 to46-1f , and the second temperature controller 45b is connected to second solid-state relays (SD)46-21 to46-2f . By turning on one or more of the first solid-state relays (SD)46-11 to46-1f , one of the heating zones32-1 to 32-f to which a control voltage from the first temperature controller 45a is applied is selected. By turning on one or more of the second solid-state relays (SD)46-21 to46-2f , one of the heating zones32-1 to 32-f to which a control voltage from the second temperature controller 45b is applied is selected.
加熱選択部４３がこのように複数のソリッドステートリレーで構成されている場合、加熱選択部４３を加熱部２４の直下に配置することにより、ソリッドステートリレーから加熱ゾーン３２の加熱源３１までの配線を最小にすることができる。When the heating selection unit 43 is composed of multiple solid-state relays in this manner, the wiring from the solid-state relays to the heat source 31 in the heating zone 32 can be minimized by placing the heating selection unit 43 directly below the heating unit 24.
なお、ソリッドステートリレーはスイッチング素子の一例であり、スイッチング素子としては、ソリッドステートリレーに限らず、例えばスイッチングトランジスタ等であってもよい。Note that a solid-state relay is an example of a switching element, and switching elements are not limited to solid-state relays and may also be, for example, switching transistors.
図７は、ステージに設けられた複数の温度センサと、複数の加熱ゾーンとの関係の一例を示す図である。本例では、加熱部２４が１６個の加熱ゾーン３２１～３２１６を有する。加熱ゾーン３２１～３２１２が外周側で加熱ゾーン３２１３～３２１６が中心側である。トッププレート２１には、これらの加熱ゾーン３２１～３２１６に対応して１６個の温度センサ２６１～２６１６が設けられている。 7 is a diagram showing an example of the relationship between the multiple temperature sensors provided on the stage and the multiple heating zones. In this example, the heating unit 24 has 16 heating zones32-1 to32-16 . Heating zones32-1 to32-12 are on the outer periphery, and heating zones32-13 to32-16 are on the central side. The top plate 21 is provided with 16 temperature sensors26-1 to26-16 corresponding to these heating zones32-1 to32-16 .
例えば、図７中、電子デバイスＤ１が検査中で、電子デバイスＤ２が次に検査するものである場合、以下のように制御される。すなわち、電子デバイスＤ１に対応する加熱ゾーン３２１３が温度センサ２６１３の検出値に基づいて第１温度制御器４５ａにより温度制御され、電子デバイスＤ２に対応する加熱ゾーン３２４の検出値に基づいて第２温度制御器４５ｂにより制御される。 7, when the electronic deviceD1 is currently being tested and the electronic deviceD2 is to be tested next, the temperature of the heating zone32-13 corresponding to the electronic deviceD1 is controlled by the first temperature controller 45a based on the detected value of the temperature sensor26-13 , and the temperature of the heating zone32-4 corresponding to the electronic deviceD2 is controlled by the second temperature controller 45b based on the detected value.
＜検査装置による検査処理＞
次に、検査装置１を用いたウエハＷに対する検査処理の一例について説明する。
まず、ローダ３のＦＯＵＰから搬送装置によりウエハＷを取り出してステージ２０に搬送し、載置する。次いで、ステージ２０を所定の位置に移動する。 <Inspection processing by inspection device>
Next, an example of an inspection process for the wafer W using the inspection device 1 will be described.
First, the wafer W is taken out of the FOUP of the loader 3 by the transfer device, and transferred to and placed on the stage 20. Next, the stage 20 is moved to a predetermined position.
この状態で、ステージ２０の上方に設けられているプローブ１２ａと、ウエハＷの検査対象の電子デバイスＤの電極Ｅとを接触させることにより検査が開始される。検査する際には電子デバイスＤを動作環境での動作保証のため、検査中の電子デバイスＤを温度制御する。検査は、複数の電子デバイスＤに対し連続して行われる。In this state, inspection begins by bringing the probes 12a located above the stage 20 into contact with the electrodes E of the electronic devices D to be inspected on the wafer W. During inspection, the temperature of the electronic devices D being inspected is controlled to ensure proper operation in the operating environment. Inspection is performed continuously on multiple electronic devices D.
このときの温度制御は、冷却部２５を流れる冷却媒体の流量等を調整してステージ２０のベース温度を調整した上で、加熱部２４による加熱を制御することにより行われる。加熱部２４による検査中の電子デバイスＤの温度制御は、複数配置された温度センサ２６の中で、検査中の電子デバイスＤに最も近い温度センサ２６の信号を用いて行われる。そして、検査中の電子デバイスＤに対応する１または複数の加熱ゾーン３２の加熱源３１に第１温度制御器４５ａから制御された電圧が印加されることにより、検査中の電子デバイスを温度制御する。Temperature control at this time is performed by adjusting the base temperature of the stage 20 by adjusting the flow rate of the cooling medium flowing through the cooling unit 25, and then controlling heating by the heating unit 24. Temperature control of the electronic device D under test by the heating unit 24 is performed using the signal from the temperature sensor 26 closest to the electronic device D under test among multiple temperature sensors 26. Then, the temperature of the electronic device under test is controlled by applying a controlled voltage from the first temperature controller 45a to the heat source 31 of one or more heating zones 32 corresponding to the electronic device D under test.
近時、半導体デバイスは高速化、高集積化が要求されており、それにともない検査の際の温度制御も高い精度が要求されている。この要求に対して、本実施形態では、複数の温度センサ２６を配置し、検査する電子デバイスに最も近い温度センサ２６の信号を用いて温度制御する。Recently, semiconductor devices have been required to be faster and more highly integrated, which has led to a corresponding demand for more accurate temperature control during testing. In response to this demand, this embodiment provides multiple temperature sensors 26, and controls the temperature using the signal from the temperature sensor 26 closest to the electronic device being tested.
その次以降の電子デバイスに対しても最も近い温度センサ２６の信号を用いて温度制御することにより高精度の温度制御を行うことができる。この場合、加熱部２４の温度制御は１ゾーンであっても高精度の温度制御を実現することができる。High-precision temperature control can be achieved for subsequent electronic devices by controlling the temperature using the signal from the closest temperature sensor 26. In this case, high-precision temperature control can be achieved even with a single zone for the heating unit 24.
しかし、電子デバイスＤが高発熱デバイスである場合、温度制御に発熱が影響し、ヒータ印加電圧を減少させるため、加熱部２４の温度制御が１ゾーンの場合、次のデバイス温度の低下が生じ、リカバリーの待ち時間によりスループットが低下することがある。However, if the electronic device D is a high-heat-generating device, the heat generated will affect the temperature control, reducing the heater applied voltage. Therefore, if the temperature control of the heating unit 24 is in one zone, the temperature of the next device will drop, and the recovery wait time may reduce throughput.
この点について以下に説明する。
複数の電子デバイスＤの高温での検査を図８に示すようにシリアルに行う場合、次に検査する電子デバイスＤは従前に検査した電子デバイスＤの熱の影響により温度が上昇している。このため、次の電子デバイスＤの温度制御の際の昇温量はわずかであり、加熱部２４の温度制御が１ゾーンでも温度制御のための待ち時間はほとんど生じない。しかし、ランダムに検査する場合は、図９に示すように、検査中の電子デバイスＤ１と、次に検査する電子デバイスＤ２とが離れている場合もある。このような場合、電子デバイスＤ２は電子デバイスＤ１の発熱の影響をほとんど受けないため、加熱部２４の温度制御が１ゾーンでは、電子デバイスＤ２の温度を制御する際の温度上昇幅が大きくなって、温度制御の時間が長くなってしまう。このため、検査のスループットが低下してしまう。 This point will be explained below.
When multiple electronic devices D are serially inspected at high temperatures as shown in FIG. 8 , the temperature of the next electronic device D to be inspected rises due to the heat of the previously inspected electronic device D. Therefore, the temperature rise during temperature control of the next electronic device D is slight, and even if the temperature control of the heating unit 24 is in one zone, there is almost no waiting time for temperature control. However, when inspecting randomly, as shown in FIG. 9 , the electronic deviceD1 being inspected and the electronic deviceD2 to be inspected next may be far apart. In such a case, since the electronic deviceD2 is hardly affected by the heat generatedby the electronic deviceD1 , if the temperature control of the heating unit 24 is in one zone, the temperature rise during temperature control of the electronic device D2 becomes large, and the temperature control time becomes long. This reduces the throughput of the inspection.
そこで、本実施形態では、加熱部２４を複数の加熱ゾーン３２に分割し、検査中の電子デバイスＤに対応する１または複数の加熱ゾーン３２の出力を第１温度制御器４５ａで制御し、その次またはそれ以降に検査される電子デバイスＤに対応する１または複数の加熱ゾーン３２の出力を第２温度制御器４５ｂで制御する。より具体的には、第１温度制御器４５ａは、検査中の電子デバイスＤに対応する（最も近い）温度センサ２６の検出値に基づいて、対応する１または複数の加熱ゾーン３２の加熱源３１の出力を制御し、検査中の電子デバイスＤの温度を制御する。第２温度制御器４５ｂは、その次またはそれ以降に検査される電子デバイスＤに対応する（最も近い）温度センサの検出値に基づいて、対応する１または複数の加熱ゾーン３２の加熱源３１の出力を制御し、その次またはそれ以降に検査される電子デバイスＤの温度を制御する。 Therefore, in this embodiment, the heating unit 24 is divided into a plurality of heating zones 32, and the first temperature controller 45a controls the output of one or more heating zones 32 corresponding to the electronic device D under test, andthe second temperature controller 45b controls the output of one or more heating zones 32 corresponding to the next or subsequent electronic device D to be tested. More specifically, the first temperature controller 45a controls the output of the heating source 31 of the corresponding one or more heating zones 32 based on the detection value of the temperature sensor 26 corresponding to (closest to) the electronic device D under test, thereby controlling the temperature of the electronic device D under test. The second temperature controller 45b controls the output of the heating source 31 of the corresponding one or more heating zones 32 based on the detection value of the temperature sensor corresponding to (closest to) the next or subsequent electronic device D to be tested, thereby controlling the temperature of the next or subsequent electronic device D to be tested.
例えば、上述の図７に示すように、検査中の電子デバイスＤ１に対応する加熱ゾーン３２１３が温度センサ２６１３の検出値に基づいて第１温度制御器４５ａにより温度制御され、次に検査される電子デバイスＤ２に対応する加熱ゾーン３２４の検出値に基づいて第２温度制御器４５ｂにより制御される。また、その次またはそれ以降に測定する電子デバイスＤが同じ加熱ゾーンに対応する場合は、さらに次の電子デバイスＤに対応する加熱ゾーン３２の温度制御を行うことにより、同様の効果を得ることができる。これにより、次またはそれ以降に検査する電子デバイスが検査中の電子デバイスと離れていても、短時間で温度制御することができる。 7, the temperature of the heating zone32-13 corresponding to the electronic deviceD1 under test is controlled by the first temperature controller 45a based on the detection value of the temperature sensor26-13 , and the temperature of the heating zone32-4 corresponding to the electronic deviceD2 to be tested next is controlled by the second temperature controller 45b based on the detection value of the temperature sensor 26-13. Furthermore, if the next or subsequent electronic device D to be measured corresponds to the same heating zone, the same effect can be obtained by further controlling the temperature of the heating zone 32 corresponding to the next electronic device D. This allows temperature control in a short time even if the next or subsequent electronic device to be tested is far from the electronic device under test.
一方、加熱部を複数の加熱ゾーンに分割することは特許文献１、２にも記載されている。しかし、特許文献１、２では、複数の加熱ゾーンの温度をそれぞれに対応する温度制御器により制御しており、制御系が複雑となりコストも高くなる。Meanwhile, dividing the heating section into multiple heating zones is also described in Patent Documents 1 and 2. However, in Patent Documents 1 and 2, the temperatures of the multiple heating zones are controlled by corresponding temperature controllers, which complicates the control system and increases costs.
これに対して、本実施形態では、検査中の電子デバイスの温度制御と、その次またはそれ以降の電子デバイスの温度制御を行えばよいので、加熱ゾーンごとに温度制御器を設ける必要がない。すなわち、本実施形態では、検査中の電子デバイスＤの温度制御を行う第１温度制御器４５ａと、その次またはそれ以降に検査される第２の電子デバイスの温度制御を行う第２温度制御器４５ｂを用い、加熱選択部４３でこれらにより制御される加熱ゾーン３２を選択する。このため、特許文献１、２の技術よりも制御系を簡易にすることができ、コストの上昇を抑えることができる。In contrast, in this embodiment, it is only necessary to control the temperature of the electronic device being inspected and the next or subsequent electronic devices, so there is no need to provide a temperature controller for each heating zone. That is, in this embodiment, a first temperature controller 45a controls the temperature of the electronic device D being inspected, and a second temperature controller 45b controls the temperature of the second electronic device to be inspected next or subsequent, and the heating selection unit 43 selects the heating zone 32 to be controlled by these. This makes it possible to simplify the control system compared to the technologies of Patent Documents 1 and 2, and to prevent costs from increasing.
また、特許文献２は、加熱部として複数のＬＥＤを有するユニットを複数配置したものを用い、これら複数のユニットを温度制御することにより、熱抵抗および熱容量を最小にして高速高精度での温度制御を実現するものであり、高価な高パワー密度の電子デバイスの検査に適している。これに対して、本実施形態では加熱部２４の加熱源３１として抵抗ヒータを用いた例を示しており、抵抗ヒータを用いて上述のような温度制御を行う構成を採ることにより、より安価な中程度のパワー密度の電子デバイスに対して、ランダムな検査に対する温度制御を短時間でかつ簡易に低コストで行うことができる。Patent Document 2 also uses an arrangement of multiple units each having multiple LEDs as the heating section, and by controlling the temperature of these multiple units, minimizes thermal resistance and heat capacity, achieving high-speed, high-precision temperature control, making it suitable for testing expensive, high-power density electronic devices. In contrast, this embodiment shows an example in which a resistance heater is used as the heat source 31 of the heating section 24, and by adopting a configuration in which the resistance heater is used to perform the temperature control described above, temperature control for random testing of cheaper, medium-power density electronic devices can be performed quickly, easily, and at low cost.
＜他の適用＞
以上、実施形態について説明したが、今回開示された実施形態は、全ての点において例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。上記の実施形態は、添付の特許請求の範囲およびその主旨を逸脱することなく、様々な形態で省略、置換、変更されてもよい。 <Other applications>
Although the embodiments have been described above, the disclosed embodiments should be considered to be illustrative and not restrictive in all respects. The above embodiments may be omitted, substituted, or modified in various ways without departing from the scope and spirit of the appended claims.
例えば、上記実施形態では、検査中の電子デバイスに対応する１または複数の加熱ゾーンを制御する第１温度制御器と、その次またはそれ以降に検査される電子デバイスに対応する１または複数の加熱ゾーンの温度を制御する第２温度制御器とを用いた例を示した。しかし、これに限らず、さらにそれ以降に検査される電子デバイスに対応する１または複数の加熱ゾーンの温度を制御する第３温度制御器を設けてもよい。これにより、より検査中の電子デバイスの次以降のより多くの電子デバイスの温度制御を行うことができ、制御時間をより短縮できるとともに温度制御の精度を高めることができる。第３温度制御器としてもＰＩＤ制御器を好適に用いることができる。第３温度制御器は複数であってもよい。ただし、第１温度制御器、第２温度制御器、第３温度制御器の合計数は加熱ゾーンの数よりも少ないことが必要である。For example, in the above embodiment, an example was shown using a first temperature controller that controls one or more heating zones corresponding to the electronic device being tested, and a second temperature controller that controls the temperature of one or more heating zones corresponding to the next or subsequent electronic device to be tested. However, this is not limited to this, and a third temperature controller may also be provided that controls the temperature of one or more heating zones corresponding to subsequent electronic devices to be tested. This allows temperature control of more electronic devices after the electronic device being tested, further shortening the control time and improving the accuracy of temperature control. A PID controller can also be suitably used as the third temperature controller. There may be multiple third temperature controllers. However, the total number of first, second, and third temperature controllers must be less than the number of heating zones.
また、上記実施形態では、加熱部の加熱源として抵抗ヒータを用いた例を示したが、これに限らずＬＥＤ等の他の加熱源であってもよい。さらに、基板はウエハに限らず、複数の電子デバイスが形成されているものであればよい。In addition, in the above embodiment, a resistance heater is used as the heat source for the heating unit, but this is not limited to this and other heat sources such as LEDs may also be used. Furthermore, the substrate is not limited to a wafer, and may be any substrate on which multiple electronic devices are formed.
１；検査装置
２；検査部
３；ローダ
４；テスタ
１０；基板載置機構
１２；プローブカード
１２ａ；プローブ
１３；インターフェース
１５；制御部
１６；移動機構
２０；ステージ
２１；トッププレート
２３；温度制御部
２４；加熱部
２５；冷却部
２６；温度センサ
３１；加熱源
３２；加熱ゾーン
４１；主制御部
４２；センサ選択部
４３；加熱選択部
４５ａ；第１温度制御器
４５ｂ；第２温度制御器
５０；電源
４６１１～４６１ｆ、４６２１～４６２ｆ；ソリッドステートリレー（スイッチング素子）
Ｄ、Ｄ１，Ｄ２；電子デバイス
Ｗ；ウエハ（基板） 1; Inspection device 2; Inspection unit 3; Loader 4; Tester 10; Substrate mounting mechanism 12; Probe card 12a; Probe 13; Interface 15; Control unit 16; Movement mechanism 20; Stage 21; Top plate 23; Temperature control unit 24; Heating unit 25; Cooling unit 26; Temperature sensor 31; Heat source 32; Heating zone 41; Main control unit 42; Sensor selection unit 43; Heating selection unit 45a; First temperature controller 45b; Second temperature controller 50; Power supply4611 to461f ,4621 to462f ; Solid state relay (switching element)
D,D1 ,D2 : Electronic device W: Wafer (substrate)
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