CN113874693A - 载置台、检查装置和温度校正方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供载置台、检查装置和温度校正方法。载置台是载置被检查基片的载置台，具有多个温度传感器和电极焊盘。多个温度传感器分别测量载置台的多个部位的温度。电极焊盘与温度传感器分别连接，并设置于载置面。

Description

载置台、检查装置和温度校正方法

技术领域

本发明涉及载置台、检查装置和温度校正方法。

背景技术

作为用于进行形成有多个半导体器件的晶片之检查的检查装置的一例，能够举出检测器。检测器具有探针卡，该探针卡具有多个柱状接触端子即接触探针。在检测器中，通过使晶片与探针卡抵接，使各接触探针与半导体器件中的电极焊盘、焊料凸块接触。在检测器中，进而使电气(信号)从各接触探针流向与各电极焊盘、各焊料凸块连接的半导体器件的电路，由此检查该电路的导通状态等。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2012-231040号公报

发明内容

发明要解决的技术问题

本发明提供能够在真空吸附状态下容易地进行载置台的控制用温度传感器的校正的载置台、检查装置和温度校正方法。

用于解决技术问题的技术方案

本发明的一个方式的载置台是载置被检查基片的载置台，具有多个温度传感器和电极焊盘。多个温度传感器分别测量载置台的多个部位的温度。电极焊盘与温度传感器分别连接，并设置于载置面。

发明效果

依照本发明，能够在真空吸附状态下容易地进行载置台的控制用温度传感器的校正。

附图说明

图1是表示本发明的第一实施方式中的晶片检查装置的一例的图。

图2是沿着图1中的线II-II的截面图。

图3是表示本发明的第一实施方式中的卡盘顶部的结构的一例的图。

图4是沿着图3中的线III-III的截面图。

图5是表示第一实施方式中的输送台和测试器的结构的一例的图。

图6是表示输送台的结构的详细的一例的图。

图7是表示第一实施方式中的温度校正方法的一例的流程图。

具体实施方式

以下，基于附图，对公开的载置台、检查装置和温度校正方法的实施方式进行详细说明。此外，公开技术并不由以下的实施方式限定。

近年来，为了提高晶片的检查效率，开发了一种晶片检查装置，其具有多个探针卡，能够在利用输送台将晶片向一个探针卡输送的过程中利用其他探针卡对晶片的半导体器件进行检查。在该晶片检查装置中，在使各晶片与各探针卡接触时，在作为厚板部件的卡盘顶部载置晶片，通过对探针卡与卡盘顶部之间的空间进行抽真空，使晶片和卡盘顶部一起与探针卡抵接。在此，在使晶片与探针卡抵接时，卡盘顶部载置于输送台，输送台使卡盘顶部向探针卡移动。之后，卡盘顶部去往探针卡而被吸附，与输送台分离。

然而，近年来，进行晶片的检查时的检查条件复杂化，特别是在高温环境下、低温环境下进行许多检查。在该情况下，要求将卡盘顶部(载置台)的温度调节为进行检查的温度。卡盘顶部的温度的调节是基于由设置于卡盘顶部的温度控制用的温度传感器测量出的温度来进行的。温度控制用的温度传感器例如从一个月至每半年进行校正。温度控制用的温度传感器的校正例如可以考虑在大气开放状态下，通过在卡盘顶部配置校正用的板砖型的温度传感器(热电偶型)并利用人手进行测量来进行校正。但是，在大气开放状态下，与真空吸附状态不同，有时热(热量)从卡盘顶部散逸到大气，与真空吸附状态相比温度分布不同。此外，关于温度控制用的温度传感器的校正，例如提出了使用设置有测温电阻体的校正用晶片进行校正的方式。然而，在测量校正用晶片的测温电阻体的电阻值等的情况下，有时考虑布线的电阻值等，测量变得复杂。因此，人们期望一种能够在真空吸附状态下容易地进行控制用温度传感器的校正的载置台。

[第一实施方式]

[晶片检查装置10的结构]

图1是表示本发明的第一实施方式中的晶片检查装置的一例的图。另外，图2是沿着图1中的线II-II的截面图。图1和图2所示的晶片检查装置10具有检查室11。检查室11具有：进行晶片W的各半导体器件的电特性检查的检查区域12；进行晶片W相对于检查室11的送出送入的送出送入区域13；和设置在检查区域12与送出送入区域13之间的输送区域14。

在检查区域12配置有作为多个晶片检查用接口的测试器15，设置有多个与各测试器15对应的检查空间12a。具体而言，检查区域12具有由水平排列的多个测试器构成的测试器排的3层构造，与测试器排的每一排对应地配置1个测试器侧摄像机16。各测试器侧摄像机16沿着对应的测试器排水平地移动，确认位于构成测试器排的各测试器15的前面且后述的输送台18输送的晶片W等的位置、后述的卡盘顶部29的倾斜的程度。

送出送入区域13被划分为多个收纳空间17。在各收纳空间17配置有端口(port)17a、对准器17b、装载器17c和控制器17d。端口17a接收作为收纳多个晶片的容器的FOUP。对准器17b进行晶片的位置对准。在装载机17c中，送入并送出后述的探针卡19。控制器17d控制晶片检查装置10的各构成要素的动作。

在输送区域14，配置有不仅能够在该输送区域14移动，还能够向检查区域12、送出送入区域13移动的输送台18。输送台18与各测试器排对应地各设置1个，从送出送入区域13的端口17a接受晶片W并向各检查空间12a输送，另外，将半导体器件的电气特性的检查结束的晶片W从各检查空间12a输送到端口17a。

在该晶片检查装置10中，进行输送了各测试器15的晶片W的各半导体器件的电特性的检查。此时，在晶片检查装置10中，在输送台18向一个检查空间12a输送晶片W的期间，其他检查空间12a能够进行其他晶片W的各半导体器件的电特性的检查，因此能够提高晶片的检查效率。

在此，使用图3和图4，对作为载置台的卡盘顶部29进行说明。图3是表示本发明的第一实施方式中的卡盘顶部的结构的一例的图。另外，图4是沿着图3中的线III-III的截面图。如图3和图4所示，卡盘顶部29在载置面侧的内部具有多个温度传感器70和控制用温度传感器71。另外，卡盘顶部29在载置面具有与后述的探针卡19的接触探针25接触的多个电极焊盘72。

温度传感器70例如在卡盘顶部29的载置面，在覆盖200mm～300mm的晶片的范围内设置多个。温度传感器70的个数在图3的例子中为25个，但只要是能够以面来掌握载置面的温度分布的数量即可，可以小于25个，也可以为25个以上。温度传感器70的个数例如可以设为17个～1000个范围的任意数量。温度传感器70例如能够使用数字温度传感器。通过使用数字温度传感器，能够极力抑制布线电阻、噪声等的影响。温度传感器70例如在-55℃～+150℃的范围内具有±0.3℃(最大值)的精度。温度传感器70具有I²C、SMBus这样的接口，输出温度数据。另外，在图3和图4中，为了说明而将温度传感器70的大小记载得比实际大。温度传感器70的实际大小例如为2mm见方、厚度0.8mm左右，或者1.5mm×0.95mm、厚度0.5mm左右。

控制用温度传感器71是在由晶片检查装置10检查作为检查对象的晶片W的情况下，用于控制卡盘顶部29的温度的温度传感器。控制用温度传感器71例如是使用铂测温电阻体的温度传感器。晶片检查装置10测量控制用温度传感器71的电阻值，基于测量出的电阻值，计算卡盘顶部29的温度，由此测量温度。

电极焊盘72是针对各温度传感器70的电源供给和通信用的电极焊盘。电极焊盘72通过通孔(through hole)73与温度传感器70的对应的端子电连接。即，电极焊盘72是载置面的温度传感器70的端子，由温度传感器70测量出的温度的信号(温度数据)能够经由探针卡19被测试器15读取。

接着，使用图5和图6，对输送台和测试器的结构进行说明。图5是表示第一实施方式中的输送台和测试器的结构的一例的图。即，图5表示输送台18使卡盘顶部29与测试器15的探针卡19抵接的状态，主要用截面图表示检查空间12a的结构。另外，在图5的说明中，以不载置晶片W的状态进行说明。

在图5中，测试器15设置在固定于装置框架(未图示)的伸缩框架(pogo frame)20上。在伸缩框架20的下部安装有探针卡19。凸缘22以包围探针卡19的方式配置。

探针卡19具有：圆板状的主体24；配置于主体24的上表面的大致一面的多个电极(未图示)；和以从主体24的下表面向图中下方突出的方式配置的多个接触探针25(接触端子)。各电极与对应的各接触探针25连接。各接触探针25在卡盘顶部29与探针卡19抵接时，与形成于卡盘顶部29的载置面的电极焊盘72接触。另外，在晶片W载置于卡盘顶部29的情况下，各接触探针25与形成于晶片W的各半导体器件的电极焊盘、焊料凸块接触。

伸缩框架20具有：大致平板状的主体26；和多个作为贯通孔的伸缩块插嵌孔27，其贯穿地设置在该主体26的中央部附近，在各伸缩块插嵌孔27中插嵌有多个弹簧针(pogopin)排列地形成的伸缩块(pogo block)28。伸缩块28与测试器15所具有的检查电路(未图示)连接，并且与安装于伸缩框架20的探针卡19中的主体24的上表面的多个电极接触。伸缩块28与连接于该电极的探针卡19的各接触探针25电连接，使从多个温度传感器70输出的温度数据的信号经由各接触探针25向检查电路流动。另外，在将晶片W载置于卡盘顶部29的情况下，伸缩块28使电信号向探针卡19的各接触探针25流动，并且使从晶片W的各半导体器件的电路经由各接触探针25流动来的电信号向检查电路流动。

凸缘22具有上部凸缘22a和下部凸缘22b。另外，凸缘22在上部凸缘22a与下部凸缘22b之间具有圆筒状的波纹管23。上部凸缘22a与伸缩框架20卡合，使用密封件等进行密封。下部凸缘22b能够相对于伸缩框架20在上下方向上移动。

下部凸缘22b在卡盘顶部29抵接之前，因自重而向下方移动，使得下部凸缘22b的下表面位于比探针卡19的各接触探针25的前端靠下方处。波纹管23是金属制的曲折构造体，构成为能够在上下方向上伸缩。波纹管23的下端和上端分别与下部凸缘22b的上表面和上部凸缘22a的下表面紧贴。

伸缩框架20与测试器15的基体21之间的空间被密封部件30密封，通过将该空间抽真空以将基体21安装在伸缩框架20。伸缩框架20与探针卡19之间的空间也被密封部件31密封，通过将该空间抽真空以将探针卡19安装在伸缩框架20。

输送台18具有作为厚板部件的卡盘顶部29和对准器32。卡盘顶部29载置于对准器32，在卡盘顶部29的上表面，在检查时载置晶片W。卡盘顶部29被真空吸附于对准器32，晶片W被真空吸附于卡盘顶部29。因此，在输送台18移动时，能够防止晶片W相对于输送台18相对地移动。另外，卡盘顶部29、晶片W的保持方法不限于真空吸附，只要是能够防止卡盘顶部29、晶片W相对于对准器32的相对移动的方法即可，例如，也可以是利用电磁吸附、夹持进行的保持。另外，在卡盘顶部29的上表面的周缘部形成有台阶29a，在该台阶29a配置有密封部件33。

输送台18能够移动，因此能够使载置于卡盘顶部29上的晶片W向检查空间12a的探针卡19的下方移动而与探针卡19相对，并且能够使其向测试器15移动。另外，在卡盘顶部29的温度校正时，不载置晶片W，而使卡盘顶部29与探针卡19相对。空间S是卡盘顶部29与下部凸缘22b抵接、卡盘顶部29或晶片W与探针卡19抵接时形成的空间。即，空间S是卡盘顶部29、凸缘22、伸缩框架20和探针卡19所包围的空间，由波纹管23和密封部件33密封。在空间S中，该空间S经由真空管线26a被抽真空，由此卡盘顶部29被保持在探针卡19侧。在空间S中，卡盘顶部29或载置在卡盘顶部29的晶片W与探针卡19抵接。此时，卡盘顶部29的电极焊盘72与探针卡19的各接触探针25抵接。或者，晶片W的各半导体器件中的各电极焊盘、各焊料凸块与探针卡19的各接触探针25抵接。此外，在晶片检查装置10中，输送台18的移动由控制器17d控制，该控制器17d掌握输送台18的位置、移动量。

对准器32调整卡盘顶部29相对于探针卡19的相对位置和倾斜。在晶片检查装置10中，各检查空间12a的卡盘顶部29内置有加热器、致冷剂通路等调温机构(均未图示)，实现高温环境下、低温环境下的检查。因此，在高温环境下或低温环境下的检查中，对准器32调整由来自内置于卡盘顶部29的加热器的散热、向致冷剂通路的吸热引起的、探针卡19、卡盘顶部29的伴随变形的位置和倾斜。另外，作为温度范围，例如能够列举出130℃～﹣40℃的范围。

图6是表示输送台的详细结构的一例的图。另外，在图6中，为了容易理解，以透视对准器32的内部的状态进行描绘。另外，以卡盘顶部29与对准器32隔开间隔的状态进行描绘，将图中的左右方向设为X方向，将上下方向设为Z方向，将进深方向设为Y方向，将绕Z方向的轴的旋转方向设为θ方向。

如图6所示，对准器32具有板状部件的X基体34、X引导件35、X块36、Y基体37、Y引导件38、Y块39和Z基体40。X引导件35是在X基体34上在X方向上延伸的轨道状的引导件。X块36是与X引导件35卡合而能够在X方向上移动的多个块。Y基体37是由各X块36支承的板状部件。Y引导件38是在Y基体37上在Y方向上延伸的轨道状的引导件。Y块39是与Y引导件38卡合而能够在Y方向上移动的多个块。Z基体40是由各Y块39支承的板状部件。Y基体37通过各X块36在X方向上移动，而能够相对于X基体34在X方向上移动。另外，Z基体40通过各Y块39在Y方向上移动，能够相对于Y基体37、X基体34在Y方向上移动。

另外，在Z基体40的中心形成有Z块孔41，在该Z块孔41中游嵌有截面呈H形状的Z区块42。Z块42在内部具有凸缘状部43，凸缘状部43与沿Z方向延伸的滚珠丝杠44螺合。滚珠丝杠44利用从Z轴电机45经由驱动带46传递的旋转力而绕轴旋转，与旋转的滚珠丝杠44螺合的凸缘状部43沿Z方向移动。其结果，Z块42沿着未图示的引导件在Z方向上移动。在凸缘状部43的上表面配置有多个致动器47，各致动器47经由辊环48支承大致圆板状的卡盘基体49。辊环48具有未图示的θ方向的驱动机构，以卡盘基体49能够向θ方向旋转的方式支承卡盘基体49。配置的致动器47的数量只要是2个以上即可，例如，可以配置3个致动器47，或者也可以配置2个致动器47和1个高度固定支承部(未图示)。卡盘基体49利用未图示的构造而在θ方向上旋转。卡盘基体49具有由上表面的中心部分构成的卡盘顶部吸附面52，卡盘顶部29的底板53被真空吸附于卡盘顶部吸附面52。由此，将卡盘顶部29载置并安装于对准器32。另外，卡盘基体49具有配置在上表面的周缘部的多个高度传感器54和上端为半球状的定位销55。另一方面，卡盘顶部29具有：在下表面配置于与各高度传感器54相对的位置的多个检测用板56；和配置于与各定位销55相对的位置的多个定位块57。

各高度传感器54在将卡盘顶部29载置到对准器32时，测量卡盘顶部29与卡盘基体49(对准器32)的相对位置关系即从卡盘基体49的上表面至卡盘顶部29的下表面的距离。具体而言，高度传感器54测量从各个高度传感器54至对应的各检测用板56的距离(以下，称为“卡盘顶部高度”)。将测量出的各卡盘顶部高度存储在控制器17d的存储器等中。每个高度传感器54测量卡盘顶部高度。在此，在将卡盘顶部29载置到对准器32时，由于卡盘顶部吸附面52的倾斜等原因，有时卡盘顶部29与卡盘基体49并不一定完全平行。即，卡盘顶部29有时相对于卡盘基体49稍微倾斜，因此，例如，即使某个高度传感器54测量处的卡盘顶部高度为500μm，也存在其他某个高度传感器54测量出的卡盘顶部高度为550μm的情况。在晶片检查装置10中，将各高度传感器54测量出的卡盘顶部高度与各高度传感器54相关联地存储。

各定位块57的下端成形为圆锥状，与对应的定位销55的半球状的上端卡合。在晶片检查装置10中，各定位块57与对应的各定位销55卡合，由此规定卡盘顶部29相对于卡盘基体49(对准器32)的位置。

另外，对准器32具有用于确认探针卡19、伸缩框架20的倾斜程度的上方确认摄像机62。上方确认摄像机62安装于Z区块42。另外，在对准器32中，各致动器47将卡盘基体49升起，各促动器47的升起量能够单独地调整。即，对准器32通过使各致动器47的升起量不同，能够调整卡盘基体49的倾斜进而调整卡盘顶部29的倾斜。

[温度校正方法]

下面，对第一实施方式中的温度校正方法进行说明。图7是表示第一实施方式中的温度校正方法的一例的流程图。

晶片检查装置10使用输送台18从装载机17c向进行温度校正(校准)的检查空间12a输送探针卡19。晶片检查装置10使探针卡19从输送台18真空吸附到伸缩框架20(步骤S1)。

接着，晶片检查装置10使用输送台18对进行温度校正的检查空间12a输送卡盘顶部29。晶片检查装置10使用输送台18向探针卡19的下部输送卡盘顶部29。晶片检查装置10使卡盘顶部29上升，使卡盘顶部29的电极焊盘72与探针卡19的接触探针25抵接。另外，晶片检查装置10使卡盘顶部29真空吸附到探针卡19侧(步骤S2)。

晶片检查装置10使输送台18从检查空间12a避让，控制卡盘顶部29的未图示的调温机构(冷却装置)，将卡盘顶部29控制为成为温度校正的基准的第一温度(步骤S3)。晶片检查装置10进行控制，使得例如在第一温度为﹣40℃时，控制﹣45℃的致冷剂和卡盘顶部29内的加热器来维持﹣40℃。

测试器15获取在卡盘顶部29的各温度传感器70的配置部位测量出的温度数据(步骤S4)。测试器15基于获取到的温度数据来计算控制用温度传感器71的偏差量。即，测试器15测量卡盘顶部29的表面温度与控制用温度传感器71的相关性。测试器15例如在晶片检查装置10中的卡盘顶部29的设定温度为第一温度时，计算以由各温度传感器70测量出的温度为基础的载置面的温度分布的平均值与第一温度之差作为偏差量。测试器15基于计算出的偏差量，校正控制用温度传感器71(步骤S5)。晶片检查装置10在温度校正结束后，转移到作为检查对象的晶片W的检查。

这样，在第一实施方式中，能够在真空吸附状态下容易地进行载置台的控制用温度传感器的校正。另外，在第一实施方式中，在多测试头的晶片检查装置10中，能够不停止其他测试头(测试器15)地进行载置台的控制用温度传感器的校正。即，在第一实施方式中，能够缩短晶片检查装置10的待机时间(downtime)。另外，在第一实施方式中，由于能够在通常对准下实施温度校正，因此也可以不进行为了在卡盘顶部29上设置治具而打开检查室11的盖所导致的露点恢复等待。

[第二实施方式]

在第一实施方式中，使用晶片检查装置10的测试器15对卡盘顶部29的控制用温度传感器71进行了校正，但也可以代替测试器15而使用试验用的治具来校正控制用温度传感器71。该治具与测试器15同样地，基于由温度传感器70测量出的温度数据，例如计算控制用温度传感器71的偏差量。治具基于计算出的偏差量来校正控制用温度传感器71。另外，该治具与伸缩框架20等连接，使得能够在不将检查空间12a暴露于设置有晶片检查装置10的外部气氛的情况下经由接触探针25收发电信号。这样，在第二实施方式中，能够不使用测试器15而在真空吸附状态下容易地进行载置台的控制用温度传感器的校正。即，在第二实施方式中，例如能够同时进行测试器15的检查、维护和卡盘顶部29的控制用温度传感器71的校正。

以上，依照第一实施方式，载置台(卡盘顶部29)是载置被检查基片(晶片W)的载置台，具有多个温度传感器70和电极焊盘72。多个温度传感器70分别测量载置台的多个部位的温度。电极焊盘72分别与温度传感器70连接，设置于载置面。其结果，能够在真空吸附状态下容易地进行载置台的控制用温度传感器的校正。

另外，依照第一实施方式，温度传感器70配置在载置台(卡盘顶部29)的内部，与电极焊盘72电连接。其结果，能够经由探针卡19获取载置台的各部的温度数据。

另外，依照第一实施方式，电极焊盘72被设置成能够与探针卡19的探针接触。另外，由温度传感器70测量出的温度的信号能够经由探针卡19读取。其结果，能够在真空吸附状态下容易地进行载置台的控制用温度传感器的校正。

另外，依照第一实施方式，载置台(卡盘顶部29)还具有控制载置台的温度的控制用温度传感器71。控制用温度传感器71基于由多个温度传感器70分别测量出的温度被校正。其结果，能够缩短晶片检查装置10的待机时间。

另外，依照第一实施方式，载置台(卡盘顶部29)被真空吸附于支承探针卡19的伸缩框架20。另外，多个温度传感器70的测量在载置台与探针卡19之间的空间被抽真空的状态下进行。其结果，能够在真空吸附状态下容易地进行载置台的控制用温度传感器的校正。

另外，依照第一实施方式，检查装置(晶片检查装置10)是检查被检查基片(晶片W)的检查装置，具有载置被检查基片的载置台(卡盘顶部29)。载置台具有多个温度传感器70和电极焊盘72。多个温度传感器70分别测量载置台的多个部位的温度。电极焊盘72分别与温度传感器70连接，设置于载置面。其结果，能够在真空吸附状态下容易地进行载置台的控制用温度传感器的校正。

另外，依照第一实施方式，载置被检查基片的载置台(卡盘顶部29)的温度校正方法将载置台真空吸附到形成有与载置台接触的探针的探针卡19侧。另外，温度校正方法使用设置于载置台的分别测量载置台的多个部位的温度的多个温度传感器70，测量多个部位的温度。另外，温度校正方法基于测量出的多个部位的温度来校正控制载置台的温度的控制用温度传感器71。其结果，能够在真空吸附状态下容易地进行载置台的控制用温度传感器的校正。

本次公开的各实施方式在所有方面都是例示而不应认为是限制性的。上述的各实施方式在不脱离所附的权利要求及其主旨的情况下，可以以各种方式进行省略、替换、改变。

附图标记说明

10 晶片检查装置

15 测试器

18 输送台

19 探针卡

20 弹簧架

25 接触探针

29 卡盘顶部

32 对准器

70 温度传感器

71 控制用温度传感器

72 电极焊盘

73 通孔

W 晶片。

Claims (7)

1.一种载置被检查基片的载置台，其特征在于，包括：

多个温度传感器，其分别测量所述载置台的多个部位的温度；和

与所述温度传感器分别连接且设置于载置面的电极焊盘。

2.如权利要求1所述的载置台，其特征在于：

所述温度传感器配置在所述载置台的内部，与所述电极焊盘电连接。

3.如权利要求1或2所述的载置台，其特征在于：

所述电极焊盘被设置成能够与探针卡的探针接触，

由所述温度传感器测量出的温度的信号能够经由所述探针卡读取。

4.如权利要求1～3中任一项所述的载置台，其特征在于：

还包括控制所述载置台的温度的控制用温度传感器，

所述控制用温度传感器基于由所述多个温度传感器分别测量出的温度被校正。

5.如权利要求1～4中任一项所述的载置台，其特征在于：

所述载置台被真空吸附到支承探针卡的伸缩框架，

利用所述多个温度传感器的测量在所述载置台与所述探针卡之间的空间被抽真空的状态下进行。

6.一种检查被检查基片的检查装置，其特征在于，包括：

具有载置所述被检查基片的载置台，

所述载置台包括：

多个温度传感器，其分别测量所述载置台的多个部位的温度；和

与所述温度传感器分别连接并设置于载置面的电极焊盘。

7.一种载置被检查基片的载置台的温度校正方法，其特征在于，包括：

将所述载置台真空吸附到形成有与所述载置台接触的探针的探针卡侧的步骤；

使用设置于所述载置台的、分别测量所述载置台的多个部位的温度的多个温度传感器，测量所述多个部位的温度的步骤；和

基于测量出的所述多个部位的温度，校正控制所述载置台的温度的控制用温度传感器。

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