JP2012231040A - 温度校正装置及び温度校正方法 - Google Patents

Abstract

【課題】熱処理機構上の被検査体を所定の温度に調節した状態で、当該被検査体にプローブを接触させて被検査体の電気的特性の検査を行うプローブ装置において、前記熱処理機構の温度を適切に校正する。
【解決手段】温度校正装置の温度検査治具１０は、載置台上に載置される被処理ウェハ７０と、被処理ウェハ７０上に設けられ、温度変化に応じて抵抗値が変化する４つの測温抵抗体７１と、被処理ウェハ７０上に設けられ、測温抵抗体７１と電気的に接続され、且つ被処理ウェハ７０の温度計測時にプローブが接触する８つのコンタクトパッド７２とを有している。温度校正装置の制御部では、コンタクトパッド７２とプローブを介して測定される測温抵抗体７１の抵抗値に基づいて被処理ウェハ７０の温度を計測し、さらに当該計測された被処理ウェハ７０の温度に基づいて載置台の温度を調節する。
【選択図】図３

Description

本発明は、熱処理機構上の被検査体を所定の温度に調節した状態で、当該被検査体にプローブを接触させて被検査体の電気的特性の検査を行うプローブ装置に対し、前記熱処理機構の温度を校正するための温度校正装置、及び当該温度校正装置を用いた温度校正方法に関する。なお、ここで言う校正とは、熱処理機構の温度を計測し、当該熱処理機構の温度を所望の値に調節することを意味する。

半導体ウェハ（以下、「ウェハ」という。）上に形成されたＩＣ、ＬＳＩなどのデバイスの電気的特性の検査は、例えばプローブカードと、ウェハを保持する載置台などを有するプローブ装置を用いて行われる。プローブカードは、通常ウェハ上のデバイスの電極パッドに接触させる複数のプローブと、これらプローブを下面で支持するコンタクタと、コンタクタの上面側に設けられ、各プローブに検査用の電気信号を送る回路基板などを備えている。また、載置台の内部には、例えばウェハを所定の温度に調節するためのヒータが設けられている。そして、載置台上のウェハを所定の温度に調節し、各プローブをウェハの各電極パッドに接触させた状態で、回路基板から各プローブに電気信号を送ることにより、ウェハ上のデバイスの検査が行われている。所定の温度帯域において、デバイスが適正に動作するかを確認する為である。

このようなデバイスの電気的特性の検査を適切に行うためには、上述した載置台上のウェハの温度調節が適切に行われる必要がある。そこで、従来より、デバイスの電気的特性を検査するための特性測定用プローブと、デバイスの温度を測定するための温度測定用プローブとを備えたプローブカードを用いることが提案されている。そして、検査時に、特性測定用プローブをウェハ上に接触させると共に、温度測定用プローブをウェハ上に接触させる。そうすると、ウェハ上に形成されたデバイスの電気的特性の検査を行いつつ、当該デバイスの温度が測定される。そして、この測定された温度に基づいて、載置台（ヒータ）の温度が調節される（特許文献１）。

特開２００３−２７３１７６号公報

ところで、近年、デバイスのパターンの微細化が進んでいるため、電極パッドが微細化し、また電極パッドの間隔が狭くなっている。さらにウェハ自体も大型化しているため、ウェハ上に形成される電極パッドの数が非常に増加している。これに伴い、プローブカードにも非常に多数の特性測定用プローブを設ける必要がある。このような状況の下では、プローブカードに余剰スペースが小さいため、上述した特許文献１のようにプローブカードにさらに温度測定用プローブを設けるのは、現実には困難な場合がある。

また、上述した特許文献１の方法を用いた場合、デバイスの電気的特性の検査と温度測定を同時に行うので、当該検査時間が長くなる場合がある。すなわち、温度測定の結果に基づいて載置台の温度調節を行い、当該温度調節された載置台上でデバイスの検査を行う場合、載置台の温度調節を行う時間だけ、デバイスの電気的特性の検査を行う時間が長くなってしまう。

本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、熱処理機構上の被検査体を所定の温度に調節した状態で、当該被検査体にプローブを接触させて被検査体の電気的特性の検査を行うプローブ装置において、前記熱処理機構の温度を適切に校正することを目的とする。

前記の目的を達成するため、本発明は、熱処理機構上の被検査体を所定の温度に調節した状態で、当該被検査体にプローブを接触させて被検査体の電気的特性の検査を行うプローブ装置に対し、前記熱処理機構の温度を校正するための温度校正装置であって、前記熱処理機構上に載置される基板と、前記基板上に設けられ、温度変化に応じて抵抗値が変化する複数の測温抵抗体と、前記プローブを介して測定される前記測温抵抗体の抵抗値に基づいて、前記基板の温度を計測する制御部と、を有することを特徴としている。なお、前記制御部は、前記計測された基板の温度に基づいて前記熱処理機構の温度を調節してもよい。

本発明によれば、先ず、熱処理機構上に載置された基板上のコンタクトパッドにプローブを接触させ、当該コンタクトパッドとプローブを介して測温抵抗体の抵抗値を測定する。次に、測定された測温抵抗体の抵抗値に基づいて、基板の温度を計測する。そして、計測された基板の温度に基づいて、熱処理機構の温度を調節できる。このように、本発明によれば、熱処理機構上の基板の温度を適切に計測して、熱処理機構の温度をフィードバック制御することができる。そして、フィードバック制御された熱処理機構によって被検査体の温度を適切に調節できるので、当該被検査体の電気的特性の検査も適切に行うことができる。また、かかる場合、電気的特性が検査される被検査体とは別の基板を用いて熱処理機構の温度を調節するので、被検査体の検査と熱処理機構の温度調節を別工程で行うことができる。したがって、被検査体の検査時間を従来よりも短縮することができる。しかも、従来のように既存のプローブ装置の構成を変更することなく、すなわち、既存のプローブを用いて基板の温度を計測できる。このため、従来のようにプローブ装置にさらに別のプローブを設ける必要がなく、例えば近年のデバイスパターンの微細化にも本発明は対応できる。

複数の前記測温抵抗体でホイートストンブリッジ回路を形成し、前記制御部は、前記ホイートストンブリッジ回路が平衡状態となるように、前記熱処理機構の温度を調節してもよい。なお、ホイートストンブリッジ回路が平衡状態になるとは、当該ホイートストンブリッジ回路の中点間の電位差がゼロになる状態をいい、すなわちホイートストンブリッジ回路のオフセット電圧がゼロになる状態をいう。

前記制御部は、前記ホイートストンブリッジ回路における電流値が所定の値になるように、前記熱処理機構の温度を調節してもよい。

前記ホイートストンブリッジ回路は複数形成され、前記制御部は、複数の前記ホイートストンブリッジ回路における電流値が等しくなるように、前記熱処理機構の温度を調節してもよい。

前記制御部は、前記基板の所定の領域毎に、当該基板の温度を計測して前記熱処理機構の温度を調節してもよい。

前記制御部は、前記基板全体の温度を計測して、前記熱処理機構の温度を調節してもよい。

前記熱処理機構は、複数の領域に区画され、当該領域毎に温度調節可能であってもよい。

前記温度校正装置は、前記基板上に設けられ、前記測温抵抗体と電気的に接続され、且つ前記基板の温度計測時に前記プローブが接触する複数のコンタクトパッドを有し、前記測温抵抗体の抵抗値は、前記コンタクトパッドと前記プローブを介して測定されてもよい。

前記コンタクトパッドは、前記被検査体の電気的特性の検査時に前記プローブが当該被検査体に接触する位置に配置されていてもよい。

前記コンタクトパッドは、前記プローブが接触することによって前記測温抵抗体が温度変化の影響を受けない位置に配置されていてもよい。

別な観点による本発明は、熱処理機構上の被検査体を所定の温度に調節した状態で、当該被検査体にプローブを接触させて被検査体の電気的特性の検査を行うプローブ装置に対し、温度校正装置を用いて前記熱処理機構の温度を校正する温度校正方法であって、前記熱処理機構上に載置される基板と、前記基板上に設けられ、温度変化に応じて抵抗値が変化する複数の測温抵抗体と、から構成される前記温度校正装置を用いて、前記プローブを介して前記測温抵抗体の抵抗値を測定する第１の工程と、前記測定された測温抵抗体の抵抗値に基づいて前記基板の温度を計測する第２の工程と、を行うことを特徴としている。

前記温度校正方法は、前記計測された基板の温度に基づいて、前記熱処理機構の温度を調節する第３の工程を有していてもよい。

複数の前記測温抵抗体でホイートストンブリッジ回路を形成し、前記第３の工程において、前記ホイートストンブリッジ回路が平衡状態となるように、前記熱処理機構の温度を調節してもよい。

前記第３の工程において、前記ホイートストンブリッジ回路における電流値が所定の値になるように、前記熱処理機構の温度を調節してもよい。

前記ホイートストンブリッジ回路は複数形成され、前記第３の工程において、複数の前記ホイートストンブリッジ回路における電流値が等しくなるように、前記熱処理機構の温度を調節してもよい。

前記第１の工程、前記第２の工程及び前記第３の工程は、前記基板の所定の領域毎に行われてもよい。

前記第１の工程、前記第２の工程及び前記第３の工程は、前記基板全体で一括して行われてもよい。

前記熱処理機構は、複数の領域に区画され、当該領域毎に温度調節可能であり、前記第３の工程において、前記領域毎に前記熱処理機構の温度を調節してもよい。

前記温度校正装置は、前記基板上に設けられ、前記測温抵抗体と電気的に接続され、且つ前記基板の温度計測時に前記プローブが接触する複数のコンタクトパッドを有し、前記第１の工程において、前記熱処理機構上に載置された基板上のコンタクトパッドに前記プローブを接触させ、当該コンタクトパッドとプローブを介して前記測温抵抗体の抵抗値を測定してもよい。

前記コンタクトパッドは、前記被検査体の電気的特性の検査時に前記プローブが当該被検査体に接触する位置に配置されていてもよい。

前記コンタクトパッドは、前記プローブが接触することによって前記測温抵抗体が温度変化の影響を受けない位置に配置されていてもよい。

本発明によれば、被検査体の電気的特性の検査を行うプローブ装置において、熱処理機構の温度を適切に校正することができる。

本実施の形態にかかる温度校正装置とプローブ装置の構成の概略を示す説明図である。 載置台の構成の概略を示す平面図である。 温度検査治具の構成の概略を示す平面図である。 温度検査治具の構成の概略を示す側面図である。 他の実施の形態にかかる温度検査治具の構成の概略を示す平面図である。 ホイートストンブリッジ回路の構成の概略を示す説明図である。 他の実施の形態にかかる温度検査治具の構成の概略を示す平面図である。 他の実施の形態にかかるホイートストンブリッジ回路の配置を示す説明図である。 他の実施の形態にかかる温度検査治具の構成の概略を示す平面図である。 他の実施の形態にかかる温度検査治具の構成の概略を示す平面図である。 他の実施の形態にかかる温度検査治具の構成の概略を示す側面図である。

以下、本発明の実施の形態について説明する。図１は、本実施の形態にかかる温度校正装置１と、当該温度校正装置１が適用されるプローブ装置２の構成の概略を示す説明図である。温度校正装置１は、プローブ装置２に対して後述する熱処理機構としての載置台２１の温度の調節を行い、当該載置台２１上に載置される温度検査治具１０を有している。また、プローブ装置２は、載置台２１上の被検査体としてのウェハＷを所定の温度に調節した状態で、当該ウェハＷ上のデバイスの電気的特性の検査を行う。

プローブ装置２は、例えばプローブカード２０と、温度検査治具１０又はウェハＷを吸着保持する載置台２１と、載置台２１を移動させる移動機構２２と、テスタ２３などを備えている。

プローブカード２０は、例えば複数のプローブ３０と、当該プローブ３０を下面で支持するプローブ支持板３１と、プローブ支持板３１の上面側に取り付けられたプリント配線基板３２を備えている。

複数のプローブ３０は、温度検査治具１０の後述するコンタクトパッド７２に対応（対向）して配置されている。プローブ３０は、種々の形状を取り得るが、本実施の形態では、例えばプローブ支持板３１に片持ち支持されたカンチレバー形状を有している。また、プローブ３０には、例えばニッケル、Ｎｉ−Ｃｏ合金やＮｉ−Ｍｎ合金等の合金、Ｗ、Ｐｄ、ＢｅＣｕ合金、Ａｕ合金などが用いられる。さらに、プローブ３０は、それらの基材の表面に、貴金属めっき材、或いはそれらの貴金属めっき材の合金、その他の金属めっき材がめっきされていてもよい。

プローブ支持板３１は、例えば方形の板状に形成されている。また、プローブ支持板３１は、低熱膨張材料、例えばセラミックスにより形成されている。

プリント配線基板３２は、テスタ２３に電気的に接続されている。プリント配線基板３２の内部には、テスタ２３からの検査用の電気信号が流れる配線が形成され、プリント配線基板３２の下面には、その配線の複数の端子３３が形成されている。

載置台２１は、水平な上面を有する略円盤状に形成されている。載置台２１の上面には、温度検査治具１０又はウェハＷを吸着するための吸引口（図示せず）が設けられている。この吸引口からの吸引によって、温度検査治具１０又はウェハＷが吸着保持される。

載置台２１は、図２に示すように複数、例えば４つの熱処理領域Ｒ_１、Ｒ_２、Ｒ_３、Ｒ_４に区画されている。載置台２１は、例えば平面視において４等分に区画されている。すなわち、熱処理領域Ｒ_１、Ｒ_２、Ｒ_３、Ｒ_４は、それぞれ中心角が９０度の扇形状を有している。

載置台２１の各熱処理領域Ｒ_１〜Ｒ_４には、電気供給により発熱するヒータ４０が個別に内蔵され、各熱処理領域Ｒ_１〜Ｒ_４毎に加熱できる。各熱処理領域Ｒ_１〜Ｒ_４のヒータ４０の発熱量は、後述する制御部１００により調節されている。制御部１００は、ヒータ４０の発熱量を調節して、各熱処理領域Ｒ_１〜Ｒ_４の温度を所定の温度に制御できる。

移動機構２２は、例えば載置台２１を鉛直方向に昇降させるシリンダなどの昇降駆動部５０と、昇降駆動部５０を水平方向の直交する２方向（Ｘ方向とＹ方向）に移動させる水平駆動部５１を備えている。これにより、載置台２１に保持された温度検査治具１０又はウェハＷを三次元移動させ、当該温度検査治具１０のコンタクトパッド７２又はウェハＷ上の各電極パッド（図示せず）に対して、上方にある特定のプローブ３０を接触させることができる。

次に、温度校正装置１の構成について説明する。温度校正装置１は、図１に示したように載置台２１上に載置される温度検査治具１０を有している。温度検査治具１０は、図３に示すように基板としての被処理ウェハ７０を有している。被処理ウェハ７０は、ウェハＷと同一材料、例えばシリコンで構成され、ウェハＷと同一の平面形状を有している。なお、正確な温度を測定する為、被処理ウェハ７０は実際のウェハＷと同一であることが望ましいが、これに限られず、形状、材質等が異なっていても構わない。

被処理ウェハ７０上には、複数、例えば４つの測温抵抗体７１、複数、例えば８つのコンタクトパッド７２、及び測温抵抗体７１とコンタクトパッド７２を電気的に接続する配線７３が形成されている。これら測温抵抗体７１、コンタクトパッド７２、配線７３は、例えば被処理ウェハ７０にフォトリソグラフィー処理を行うことによって一括して形成される。なお、被処理ウェハ７０が導体である場合には、これらの素子が形成される前に、表面に十分な絶縁加工を行えばよい。

測温抵抗体７１は、温度変化に対して抵抗値が変化する抵抗体であり、例えばＲＴＤ（Ｒｅｓｉｓｔａｎｃｅ Ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ Ｄｅｔｅｃｔｏｒ）やサーミスタなどが用いられる。測温抵抗体７１は、被処理ウェハ７０の温度の測定点に配置されている。なお、測温抵抗体７１の配置や数は、本実施の形態に限定されず任意に設定することができる。

コンタクトパッド７２には、図４に示すように載置台２１の温度調節時にプローブ３０が接触する。コンタクトパッド７２には、導電性を有する材料、例えばアルミニウムが用いられる。図３に示すようにコンタクトパッド７２は、一の測温抵抗体７１に対して２つ設けられている。すなわち、測温抵抗体７１の抵抗値はいわゆる２線接続式で測定される。そして、一のコンタクトパッド７２は正極として機能し、他のコンタクトパッド７２は負極として機能する。

なお、配線７３には、コンタクトパッド７２と同様に、例えばアルミニウムが用いられる。

また、温度校正装置１は、図１に示すようにプローブ装置２の外部に設けられた制御部１００を有している。制御部１００は、例えばコンピュータであって、例えばプロセッサ、メモリ、アンプ、スイッチなどを備えた計測回路を有している。この計測回路によって、制御部１００は、測温抵抗体７１の抵抗値等を計測することができる。また、制御部１００は、プログラム格納部（図示せず）を有している。プログラム格納部には、例えば測温抵抗体７１の抵抗値に基づいて、載置台２１の温度（ヒータ４０の発熱量）を調節するプログラムが格納されている。なお、前記プログラムは、例えばコンピュータ読み取り可能なハードディスク（ＨＤ）、フレキシブルディスク（ＦＤ）、コンパクトディスク（ＣＤ）、マグネットオプティカルデスク（ＭＯ）、メモリーカードなどのコンピュータに読み取り可能な記憶媒体に記録されていたものであって、その記憶媒体から制御部１００にインストールされたものであってもよい。また、プローブ装置２自体が、載置台２１の温度を調節する温度調節機構を有している場合は、制御部１００は、計測した温度に基づいて、温度調節機構を制御するものであってもよい。プローブ装置２の有する機能に応じて、適宜対応すればよい。

次に、以上のように構成された温度校正装置１を用いて、プローブ装置２の載置台２１の温度を調節する方法について説明する。

先ず、温度検査治具１０が、プローブ装置２に搬入され、載置台２１上に吸着保持される。このとき、載置台２１の各熱処理領域Ｒ_１〜Ｒ_４は、制御部１００によって予め定められた初期温度に調節されている。そして、載置台２１上に載置された温度検査治具１０の被処理ウェハ７０に加熱処理を行い、当該被処理ウェハ７０の温度調節が行われる。

その後、移動機構２２によって載置台２１が水平方向に移動して、温度検査治具１０の位置が調整される。続いて、載置台２１が上昇して、温度検査治具１０のコンタクトパッド７２にプローブカード２０の各プローブ３０が接触する。このとき、プローブ３０は、被処理ウェハ７０のすべてのコンタクトパッド７２に接触する。そして、コンタクトパッド７２からプローブ３０を介して制御部１００に、すべての測温抵抗体７１の抵抗値の測定結果が出力される。

次に、制御部１００において、測定された測温抵抗体７１の抵抗値に基づいて、被処理ウェハ７０の温度を計測する。本実施の形態では、被処理ウェハ７０の温度が一括して測定される。このとき、被処理ウェハ７０の温度の面内分布は、プローブ装置２が有するマッピング機能によって可視化されていてもよい。そして、計測された被処理ウェハ７０の温度に基づいて、当該被処理ウェハ７０の温度が所定の温度になるように、載置台２１の温度を調節する。このとき、制御部１００は、載置台２１の温度を熱処理領域Ｒ_１〜Ｒ_４毎に調節する。

以上のように載置台２１の温度が調節されると、温度検査治具１０がプローブ装置２から搬出される。こうして、載置台２１の温度が調節される。

なお、１回の温度調節ですべての測温抵抗体７１の抵抗値（被処理ウェハ７０の温度）を所定の値にできない場合は、複数回の温度調節を行う。すなわち、被処理ウェハ７０の加熱処理、測温抵抗体７１の抵抗値の測定、及び載置台２１の温度調節が繰り返し行われ、被処理ウェハ７０が所定の温度で均一に加熱処理される。

以上の実施の形態によれば、載置台２１上に載置された被処理ウェハ７０上のコンタクトパッド７２にプローブ３０を接触させることで、測温抵抗体７１の抵抗値を測定し、さらに被処理ウェハ７０の温度を計測できる。そして、計測された被処理ウェハ７０の温度に基づいて、載置台２１の温度を調節することができる。このように、本実施の形態によれば、載置台２１上の被処理ウェハ７０の温度を適切に計測して、載置台２１の温度をフィードバック制御することができる。そして、フィードバック制御された載置台２１によってウェハＷの温度を適切に調節できるので、当該ウェハＷのデバイスの電気的特性の検査も適切に行うことができる。

また、かかる場合、電気的特性が検査されるウェハＷとは別の被処理ウェハ７０を用いて載置台２１の温度を調節するので、ウェハＷの検査と載置台２１の温度調節を別工程で行うことができる。したがって、ウェハＷの検査時間を短縮することができる。

また、既存のプローブ装置２の構成を変更することなく、すなわち、既存のプローブ３０を用いて被処理ウェハ７０の温度を計測できる。このため、プローブカード２０にさらに別のプローブを設ける必要がなく、例えば近年のデバイスパターンの微細化にも本実施の形態は対応できる。

また、被処理ウェハ７０上の測温抵抗体７１の抵抗値を一括して測定し、当該被処理ウェハ７０全体の温度を計測している。したがって、載置台２１の温度を効率よく調節することができる。

さらに、載置台２１は複数の熱処理領域Ｒ_１〜Ｒ_４に区画され、各熱処理領域Ｒ_１〜Ｒ_４に個別にヒータ４０が内蔵されている。このため、各熱処理領域Ｒ_１〜Ｒ_４毎に温度を調節することができ、載置台２１の温度調節をより厳密に行うことができる。

なお、以上の実施の形態では、測温抵抗体７１の抵抗値を測定するに際し、コンタクトパッド７２にプローブ３０を接触させていたが、測温抵抗体７１に直接プローブ３０を接触させてもよい。

以上の実施の形態では、被処理ウェハ７０上の測温抵抗体７１の抵抗値を一括して測定していたが、被処理ウェハ７０の所定の領域毎に測温抵抗体７１の抵抗値を測定してもよい。すなわち、プローブ装置２において、載置台２１上のウェハＷをプローブカード２０に対して移動させ、熱処理領域Ｒ_１〜Ｒ_４に測定する。かかる場合、プローブ装置２の機能を活かしつつ、測温抵抗体７１の抵抗値を適切に計測することができる。

以上の実施の形態では、一の測温抵抗体７１に対して２つのコンタクトパッド７２を接続し、いわゆる２線接続式で測温抵抗体７１の抵抗値を測定していたが、２線接続式に代えて４線接続式を用いてもよい。かかる場合、一の測温抵抗体７１に対して４つのコンタクトパッド７２が接続される。そして、４線接続式を用いた場合、測温抵抗体７１の抵抗値をより正確に測定することができる。

以上の実施の形態の温度検査治具１０において、図５に示すように被処理ウェハ７０上には、複数のホイートストンブリッジ回路１１０が形成されていてもよい。本実施の形態では、複数のホイートストンブリッジ回路１１０は、被処理ウェハ７０のほぼ全面に亘って千鳥状に配置されている。各ホイートストンブリッジ回路１１０は、図５及び図６に示すように上述した４つの測温抵抗体７１と４つのコンタクトパッド７２とが配線７３で電気的に接続された構成を有している。

図６に示すように４つのコンタクトパッド７２はホイートストンブリッジ回路１１０における頂点部に配置されている。そして、直列する２つの測温抵抗体７１、７１の両端部に設けられた一対のコンタクトパッド７２ａ、７２ａは、ホイートストンブリッジ回路１１０に電圧を印加するために用いられる。また、直列する２つの測温抵抗体７１、７１の中間点に設けられた一対のコンタクトパッド７２ｂ、７２ｂは、当該コンタクトパッド７２ｂ、７２ｂ間の電圧を測定するために用いられる。すなわち、コンタクトパッド７２ｂ、７２ｂは、ホイートストンブリッジ回路１１０におけるオフセット電圧を測定するために用いられる。なお、図６中の矢印は、ホイートストンブリッジ回路１１０に電圧を印加した際の電流を示している。

かかる場合、加熱処理された被処理ウェハ７０に対して、当該被処理ウェハ７０上のコンタクトパッド７２ａ、７２ａにプローブ３０を介して所定の電圧が印加される。続いて、コンタクトパッド７２ｂ、７２ｂからプローブ３０を介して制御部１００に、測定結果の信号が出力される。こうして制御部１００では、ホイートストンブリッジ回路１１０のオフセット電圧（コンタクトパッド７２ｂ、７２ｂ間の電圧）が測定される。そして、制御部１００では、複数のホイートストンブリッジ回路１１０のオフセット電圧がゼロになるように、載置台２１の温度の調節が行われる。すなわち、制御部１００は、複数のホイートストンブリッジ回路１１０のオフセット電圧がゼロになるように、載置台２１の温度を熱処理領域Ｒ_１〜Ｒ_４毎に調節する。

なお、ホイートストンブリッジ回路１１０のオフセット電圧がゼロになるとは、当該ホイートストンブリッジ回路１１０における４つの測温抵抗体７１の抵抗値が等しくなるということである。すなわち、ホイートストンブリッジ回路１１０が設けられた被処理ウェハ７０の温度が均一になるということである。したがって、すべてのホイートストンブリッジ回路１１０のオフセット電圧がゼロになると、被処理ウェハ７０全体で温度が均一になる。

本実施の形態によれば、被処理ウェハ７０上に形成されたホイートストンブリッジ回路１１０が平衡状態となるように、すなわち、ホイートストンブリッジ回路１１０におけるオフセット電圧がゼロになるように、載置台２１の温度が調節される。かかる場合、オフセット電圧がゼロになるので、ホイートストンブリッジ回路１１０における４つの測温抵抗体７１の抵抗値、すなわちこれら測温抵抗体７１で計測される被処理ウェハ７０の温度が等しくなる。しかも、被処理ウェハ７０上のすべてのホイートストンブリッジ回路１１０におけるオフセット電圧がゼロになるので、これらのホイートストンブリッジ回路１１０における被処理ウェハ７０の温度が等しくなる。したがって、本実施の形態によれば、被処理ウェハ７０を水平面内で均一に加熱処理するように、載置台２１の温度を適切に調節することができる。換言すれば、本実施の形態は、載置台２１の温度調節に際し、被処理ウェハ７０の温度の面内均一性が確保できればよく、絶対的な温度調節が不要な場合に特に有用である。また、ヒータ４０の設定出力は、本来、信用するに値するものであるが、時間の経過に伴って、出力値のばらつく個体が出てくることは実際の現場ではよくあることである。このような場合は、面内の均一性が確保された時点で、温度調節が十分になされたとみなすことができる。

また、ホイートストンブリッジ回路１１０は４つの測温抵抗体７１を備えているため、従来の方法を用いると、４箇所の温度が計測される。そうすると、これら４つのパラメータを用いて載置台２１の温度が調節されることになる。これに対して、本実施の形態によれば、載置台１２の温度を調節するために用いるパラメータは、ホイートストンブリッジ回路１１０のオフセット電圧の１つのみである。このように本実施の形態によればパラメータ数が少ないため、簡易な制御で載置台２１の温度を調節することができる。したがって、載置台２１のヒータ４０にかかる負荷を小さくできると共に、載置台２１の温度調節を短時間で行うことができる。

さらに、上記実施の形態では、１つの測温抵抗体７１に対して２つのコンタクトパッド７２（２本の配線７３）が設けられている。これに対して、ホイートストンブリッジ回路１１０では、４つの測温抵抗体７１に対して４つのコンタクトパッド７２（４本の配線７３）が設けられている。したがって、本実施の形態のようにホイートストンブリッジ回路１１０を用いた場合、コンタクトパッド７２の数や配線７３の本数を減少させることができる。

以上の実施の形態では、載置台２１の温度調節を行うパラメータとして、ホイートストンブリッジ回路１１０におけるオフセット電圧が用いられていたが、このオフセット電圧に加えて、ホイートストンブリッジ回路１１０における電流値を用いてもよい。

かかる場合、プローブ装置２において、載置台２１上に載置された温度検査治具１０に加熱処理を行った後、当該温度検査治具１０におけるホイートストンブリッジ回路１１０のオフセット電圧に加えて、当該ホイートストンブリッジ回路１１０の電流値が測定される。そして、制御部１００では、すべてのホイートストンブリッジ回路１１０のオフセット電圧がゼロになると共に、ホイートストンブリッジ７１の電流値が所定の値になり、且つすべてのホイートストンブリッジ回路１１０における電流値が等しくなるように、載置台２１の温度が調節される。

本実施の形態によれば、被処理ウェハ７０上のすべてのホイートストンブリッジ回路１１０における測温抵抗体７１の抵抗値を等しく所定の値にすることができる。したがって、被処理ウェハ７０を所定の温度で均一に熱処理するように、載置台２１の温度を調節することができる。かかる場合でも、載置台２１の温度を調節するためのパラメータは、ホイートストンブリッジ回路１１０のオフセット電圧と電流値の２つであるため、従来よりも簡易な制御で載置台２１の温度を調節することができる。

なお、以上の実施の形態において、制御部１００には、例えばホイートストンブリッジ回路１１０における電流値と被処理ウェハ７０の温度との関係を示すテーブル（図示せず）が記録されていてもよい。かかる場合、制御部１００では、測定されたホイートストンブリッジ回路１１０の電流値に基づき、上記テーブルを用いて、被処理ウェハ７０の温度が計測される。これにより、加熱処理後の被処理ウェハ７０の絶対温度を把握することができる。

以上の実施の形態では、被処理ウェハ７０上において、複数のホイートストンブリッジ回路１１０は千鳥状に配置されていたが、当該複数のホイートストンブリッジ回路１１０の配置はこれに限定されない。例えば図７に示すように被処理ウェハ７０上において、複数のホイートストンブリッジ回路１１０は格子状に配置されていてもよい。また、例えば図８に示すように複数のホイートストンブリッジ回路１１０が連続して配置され、図９に示すように被処理ウェハ７０上において、これら複数のホイートストンブリッジ回路１１０が蛇行して配置されていてもよい。いずれの場合においても、ホイートストンブリッジ回路１１０のオフセット電圧、あるいはオフセット電圧及び電流値に基づいて、被処理ウェハ７０を均一に加熱処理するように、載置台２１の温度を調節することができる。

以上の実施の形態では、被処理ウェハ７０上に複数のホイートストンブリッジ回路１１０が設けられていていたが、例えば図１０に示すようにこれらホイートストンブリッジ回路１１０を一体にした回路１２０を形成してもよい。回路１２０は、複数の測温抵抗体７１と複数のコンタクトパッド７２が格子状に配置された構成を有している。すなわち、回路１２０において、複数の測温抵抗体７１は並列に配置されている。かかる場合、回路１２０の頂点部における一対のコンタクトパッド７２ａ、７２ａは、回路１２０に電圧を印加するために用いられる。

かかる場合、加熱処理後の被処理ウェハ７０に対して、当該被処理ウェハ７０上のコンタクトパッド７２ａ、７２ａにプローブ３０を介して所定の電圧が印加される。続いて、他のコンタクトパッド７２からプローブ３０を介して制御部１００に、測定結果の信号が出力される。こうして制御部１００では、各測温抵抗体７１の抵抗値を測定することができ、当該測定された抵抗値に基づいて載置台２１の温度を調節することができる。

また、上記実施の形態のように１つの測温抵抗体７１に対して２つのコンタクトパッド７２（２本の配線７３）が設けられている場合に比べて、コンタクトパッド７２の数や配線７３の本数を減少させることができる。

なお、以上の実施の形態では、回路１２０には複数の測温抵抗体７１が並列に配置されていたが、直列に配置してもよい。かかる場合でも、載置台２１の温度を調節できると共に、コンタクトパッド７２の数や配線７３の本数を減少させることができる。

以上の実施の形態では、コンタクトパッド７２はプローブ３０が接触するのに必要十分な大きさで形成されていたが、コンタクトパッド７２に代えて、図１１に示すように被処理ウェハ７０上には汎用性のある大きさのコンタクトパッド１３０が設けられていてもよい。コンタクトパッド１３０は、一の測温抵抗体７１に対して２つ接続されている。すなわち、測温抵抗体７１の抵抗値はいわゆる２線接続式で測定される。そして、一のコンタクトパッド１３０は正極として機能し、他のコンタクトパッド１３０は負極として機能する。

例えばコンタクトパッド１３０は、ウェハＷ上のデバイスの電気的特性の検査時にプローブ３０が実際に接触する位置に設けられている。このプローブ３０が接触する位置は、例えば測温抵抗体７１から水平方向に２ｍｍ離間した位置であり、この配置は実際のデバイスにおける電気的可動部とパッドとの位置関係と同一である。かかる場合、実際のウェハＷの検査環境と同様の環境で、被処理ウェハ７０の温度を計測することができるので、載置台２１の温度調節をより実際に近い状態で行うことができる。

また、例えばコンタクトパッド１３０は、当該コンタクトパッド１３０にプローブ３０が接触することによって、測温抵抗体７１が温度変化の影響を受けない位置に設けられている。このプローブ３０が接触する位置は、被処理ウェハ７０の材料や加熱処理温度等に応じて設定される。例えば被処理ウェハ７０には径３００ｍｍのシリコンが用いられ、当該被処理ウェハ７０の加熱処理温度が１５０℃の場合、測温抵抗体７１が温度変化の影響を受けないようにプローブ３０が接触する位置は、測温抵抗体７１から水平方向に２０ｍｍ離間した位置である。このため、コンタクトパッド１３０は、少なくとも測温抵抗体７１から２０ｍｍ以上の範囲で拡がっている。かかる場合、コンタクトパッド１３０にプローブ３０が接触した際に、測温抵抗体７１が温度変化の影響を受けない、すなわち被処理ウェハ７０の温度が低下しない。したがって、被処理ウェハ７０の温度を正確に計測することができる。

以上のように、本実施の形態によれば、コンタクトパッド１３０が汎用性のある大きさで形成されているので、種々の条件に対応して被処理ウェハ７０の温度を適切に計測することができる。なお、コンタクトパッド１３０の形状や配置は、図１１に示した例に限定されず、任意に変更できる、

以上の実施の形態では、載置台２１は、４つの熱処理領域Ｒ_１〜Ｒ_４に区画されていたが、その数は任意に選択できる。また、載置台２１の熱処理領域Ｒ_１〜Ｒ_４の形状も任意に選択できる。

以上、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施の形態について説明したが、本発明はかかる例に限定されない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された思想の範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。本発明はこの例に限らず種々の態様を採りうるものである。本発明は、基板がウェハ以外のＦＰＤ（フラットパネルディスプレイ）、フォトマスク用のマスクレチクルなどの他の基板である場合にも適用できる。

１ 温度校正装置
２ プローブ装置
１０ 温度検査治具
２０ プローブカード
２１ 載置台
３０ プローブ
４０ ヒータ
７０ 被処理ウェハ
７１ 測温抵抗体
７２ コンタクトパッド
１００ 制御部
１１０ ホイートストンブリッジ
１３０ コンタクトパッド
Ｒ_１〜Ｒ_４ 熱処理領域
Ｗ ウェハ

Claims (22)

1. 熱処理機構上の被検査体を所定の温度に調節した状態で、当該被検査体にプローブを接触させて被検査体の電気的特性の検査を行うプローブ装置に対し、前記熱処理機構の温度を校正するための温度校正装置であって、
   前記熱処理機構上に載置される基板と、
   前記基板上に設けられ、温度変化に応じて抵抗値が変化する複数の測温抵抗体と、
   前記プローブを介して測定される前記測温抵抗体の抵抗値に基づいて、前記基板の温度を計測する制御部と、を有することを特徴とする、温度校正装置。
2. 前記制御部は、前記計測された基板の温度に基づいて前記熱処理機構の温度を調節することを特徴とする、請求項１に記載の温度校正装置。
3. 複数の前記測温抵抗体でホイートストンブリッジ回路を形成し、
   前記制御部は、前記ホイートストンブリッジ回路が平衡状態となるように、前記熱処理機構の温度を調節することを特徴とする、請求項２に記載の温度校正装置。
4. 前記制御部は、前記ホイートストンブリッジ回路における電流値が所定の値になるように、前記熱処理機構の温度を調節することを特徴とする、請求項３に記載の温度校正装置。
5. 前記ホイートストンブリッジ回路は複数形成され、
   前記制御部は、複数の前記ホイートストンブリッジ回路における電流値が等しくなるように、前記熱処理機構の温度を調節することを特徴とする、請求項３又は４に記載の温度校正装置。
6. 前記制御部は、前記基板の所定の領域毎に、当該基板の温度を計測して前記熱処理機構の温度を調節することを特徴とする、請求項２〜５のいずれかに記載の温度校正装置。
7. 前記制御部は、前記基板全体の温度を計測して、前記熱処理機構の温度を調節することを特徴とする、請求項２〜５のいずれかに記載の温度校正装置。
8. 前記熱処理機構は、複数の領域に区画され、当該領域毎に温度調節可能であることを特徴とする、請求項２〜７のいずれかに記載の温度校正装置。
9. 前記基板上に設けられ、前記測温抵抗体と電気的に接続され、且つ前記基板の温度計測時に前記プローブが接触する複数のコンタクトパッドを有し、
   前記測温抵抗体の抵抗値は、前記コンタクトパッドと前記プローブを介して測定されることを特徴とする、請求項１〜８のいずれかに記載の温度校正装置。
10. 前記コンタクトパッドは、前記被検査体の電気的特性の検査時に前記プローブが当該被検査体に接触する位置に配置されていることを特徴とする、請求項９に記載の温度校正装置。
11. 前記コンタクトパッドは、前記プローブが接触することによって前記測温抵抗体が温度変化の影響を受けない位置に配置されていることを特徴とする、請求項９に記載の温度校正装置。
12. 熱処理機構上の被検査体を所定の温度に調節した状態で、当該被検査体にプローブを接触させて被検査体の電気的特性の検査を行うプローブ装置に対し、温度校正装置を用いて前記熱処理機構の温度を校正する温度校正方法であって、
    前記熱処理機構上に載置される基板と、
    前記基板上に設けられ、温度変化に応じて抵抗値が変化する複数の測温抵抗体と、から構成される前記温度校正装置を用いて、
    前記プローブを介して前記測温抵抗体の抵抗値を測定する第１の工程と、
    前記測定された測温抵抗体の抵抗値に基づいて前記基板の温度を計測する第２の工程と、を行うことを特徴とする、温度校正方法。
13. 前記計測された基板の温度に基づいて、前記熱処理機構の温度を調節する第３の工程を有することを特徴とする、請求項１２に記載の温度校正方法。
14. 複数の前記測温抵抗体でホイートストンブリッジ回路を形成し、
    前記第３の工程において、前記ホイートストンブリッジ回路が平衡状態となるように、前記熱処理機構の温度を調節することを特徴とする、請求項１３に記載の温度校正方法。
15. 前記第３の工程において、前記ホイートストンブリッジ回路における電流値が所定の値になるように、前記熱処理機構の温度を調節することを特徴とする、請求項１４に記載の温度校正方法。
16. 前記ホイートストンブリッジ回路は複数形成され、
    前記第３の工程において、複数の前記ホイートストンブリッジ回路における電流値が等しくなるように、前記熱処理機構の温度を調節することを特徴とする、請求項１４又は１５に記載の温度校正方法。
17. 前記第１の工程、前記第２の工程及び前記第３の工程は、前記基板の所定の領域毎に行われることを特徴とする、請求項１３〜１６のいずれかに記載の温度校正方法。
18. 前記第１の工程、前記第２の工程及び前記第３の工程は、前記基板全体で一括して行われることを特徴とする、請求項１３〜１６のいずれかに記載の温度校正方法。
19. 前記熱処理機構は、複数の領域に区画され、当該領域毎に温度調節可能であり、
    前記第３の工程において、前記領域毎に前記熱処理機構の温度を調節することを特徴とする、請求項１３〜１８のいずれかに記載の温度校正方法。
20. 前記温度校正装置は、前記基板上に設けられ、前記測温抵抗体と電気的に接続され、且つ前記基板の温度計測時に前記プローブが接触する複数のコンタクトパッドを有し、
    前記第１の工程において、前記熱処理機構上に載置された基板上のコンタクトパッドに前記プローブを接触させ、当該コンタクトパッドとプローブを介して前記測温抵抗体の抵抗値を測定することを特徴とする、請求項１１〜１９のいずれかに記載の温度校正方法。
21. 前記コンタクトパッドは、前記被検査体の電気的特性の検査時に前記プローブが当該被検査体に接触する位置に配置されていることを特徴とする、請求項２０に記載の温度校正方法。
22. 前記コンタクトパッドは、前記プローブが接触することによって前記測温抵抗体が温度変化の影響を受けない位置に配置されていることを特徴とする、請求項２０に記載の温度校正方法。

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