JP7500312B2 - 検査装置及び検査装置の制御方法 - Google Patents

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Description

本開示は、検査装置及び検査装置の制御方法に関する。
電子デバイスが形成されたウエハや電子デバイスが配置されたキャリアを載置台に載置して、電子デバイスに対し、テスターからプローブ等を介して電流を供給することで、電子デバイスの電気的特性を検査する検査装置が知られている。載置台内の冷却機構や加熱機構によって、電子デバイスの温度が制御される。
特許文献１には、被検査体に設けられた電子デバイスに接触端子を電気的に接触させて当該電子デバイスを検査する検査装置であって、光を透過可能な冷媒が流通する冷媒流路を内部に有すると共に、前記被検査体が載置されるものであり、前記被検査体の載置側と反対側が光透過部材で形成された載置台と、前記載置台における前記被検査体の載置側と反対側の面と対向するように配置され、前記被検査体を指向する複数のＬＥＤを有する光照射機構と、前記冷媒による吸熱と前記ＬＥＤからの光による加熱を制御し、検査対象の前記電子デバイスの温度を制御する制御部と、を備え、前記制御部は、少なくとも測定された前記検査対象の前記電子デバイスの温度に基づいて、前記ＬＥＤからの光出力を制御し、前記ＬＥＤの光出力に基づき、前記冷媒による吸熱を制御することを特徴とする検査装置が開示されている。
特開２０１９－１５３７１７号公報
ところで、電子デバイスの検査の際、電子デバイスに電流が供給されることで電子デバイスが発熱する。電子デバイスの発熱は、電子デバイスの外周方向への熱逃げにより、中心側が高温となり、外周側が低温となる熱分布が生じる。
一の側面では、本開示は、被検査体の温度の均一性を向上させる検査装置及び検査装置の制御方法を提供する。
上記課題を解決するために、一の態様によれば、被検査体を有する基板を載置するステージと、前記被検査体に電流を供給するプローブを有するプローブカードと、光を照射して前記基板を加熱する光照射機構と、前記光照射機構を制御する制御部と、を備え、前記制御部は、前記光照射機構からの光により、前記被検査体を均一に加熱する第１の照射工程と、前記光照射機構からの光により、前記被検査体を含む中央部よりも外周部の加熱量を大きくする第２の照射工程への切替工程と、を有する、検査装置が提供される。
一の側面によれば、被検査体の温度の均一性を向上させる検査装置及び検査装置の制御方法を提供することができる。
本実施形態に係る検査装置の構成を説明する断面模式図。 本実施形態に係る検査装置におけるウエハの温度調整機構を説明する断面模式図の一例。 本実施形態に係る検査装置において、ステージに載置されたウエハの温度制御を説明するフローチャートの一例。 第１照射工程における温度調整機構の動作を説明する断面模式図の一例。 第１照射工程における光を照射するＬＥＤ区画の一例を説明する平面視図の一例。 第２照射工程における温度調整機構の動作を説明する断面模式図の一例。 第２照射工程における光を照射するＬＥＤ区画の一例を説明する平面視図の一例。
以下、図面を参照して本開示を実施するための形態について説明する。各図面において、同一構成部分には同一符号を付し、重複した説明を省略する場合がある。
＜検査装置＞
本実施形態に係るステージ（載置台）１１を備える検査装置１０について、図１を用いて説明する。図１は、本実施形態に係る検査装置１０の構成を説明する断面模式図の一例である。
検査装置１０は、ウエハ（基板）Ｗに形成された複数の電子デバイス（被検査体）の各々の電気的特性の検査を行う装置である。なお、被検査体を有する基板は、ウエハＷに限られるものではなく、電子デバイスが配置されたキャリア、ガラス基板、チップ単体などを含む。検査装置１０は、ウエハＷを載置するステージ１１を収容する収容室１２と、収容室１２に隣接して配置されるローダ１３と、収容室１２を覆うように配置されるテスター１４と、を備える。
収容室１２は、内部が空洞の筐体形状を有する。収容室１２の内部には、ウエハＷを載置するステージ１１と、ステージ１１に対向するように配置されるプローブカード１５と、が収容される。プローブカード１５は、ウエハＷの各電子デバイスの電極に対応して設けられた電極パッドや半田バンプに対応して配置された多数の針状のプローブ（接触端子）１６を有する。
ステージ１１は、ウエハＷをステージ１１へ固定する固定機構（図示せず）を有する。これにより、ステージ１１に対するウエハＷの相対位置の位置ずれを防止する。また、収容室１２には、ステージ１１を水平方向及び上下方向に移動させる移動機構（図示せず）が設けられるこれにより、プローブカード１５及びウエハＷの相対位置を調整して各電子デバイスの電極に対応して設けられた電極パッドや半田バンプをプローブカード１５の各プローブ１６へ接触させる。
ローダ１３は、搬送容器であるＦＯＵＰ（図示せず）から電子デバイスが配置されたウエハＷを取り出して収容室１２の内部のステージ１１へ載置し、また、検査が行われたウエハＷをステージ１１から除去してＦＯＵＰへ収容する。
プローブカード１５は、インターフェース１７を介してテスター１４へ接続され、各プローブ１６がウエハＷの各電子デバイスの電極に対応して設けられた電極パッドや半田バンプに接触する際、各プローブ１６はテスター１４からインターフェース１７を介して電子デバイスへ電力を供給し、若しくは、電子デバイスからの信号をインターフェース１７を介してテスター１４へ伝達する。
テスター１４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（図示しない）を有し、テストボードは電子デバイスからの信号に基づいて電子デバイスの良否を判断するテスターコンピュータ１８に接続される。テスター１４では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。
制御部１９は、ステージ１１の動作を制御する。制御部１９は、ステージ１１の移動機構（図示せず）を制御して、ステージ１１を水平方向及び上下方向に移動させる。また、制御部１９は、配線２０でステージ１１と接続される。制御部１９は、配線２０を介して、後述する光照射機構４０の動作を制御する。また、制御部１９は、テスター１４と通信可能に接続され、テスター１４の情報が制御部１９に入力される。
冷媒供給装置２１は、往き配管２２及び戻り配管２３を介して、ステージ１１の冷媒流路３１と接続され、冷媒供給装置２１とステージ１１の冷媒流路３１との間で冷媒を循環させることができる。制御部１９は、冷媒供給装置２１を制御して、冷媒供給装置２１から冷媒流路３１に供給される冷媒の温度、流量等を制御する。
なお、制御部１９及び冷媒供給装置２１は、ローダ１３内に設けられるものとして図示しているが、これに限られるものではなく、その他の位置に設けられていてもよい。
検査装置１０では、電子デバイスの電気的特性の検査を行う際、テスターコンピュータ１８が電子デバイスと各プローブ１６を介して接続されたテストボードへデータを送信し、さらに、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テストボードからの電気信号に基づいて判定する。
次に、本実施形態に係る検査装置１０におけるウエハＷの温度調整機構について、図２を用いて説明する。図２は、本実施形態に係る検査装置１０におけるウエハＷの温度調整機構を説明する断面模式図の一例である。なお、図２において、冷媒の流れを白抜き矢印で示す。また、図２（及び後述する図４、図６）において、光照射機構４０から照射される光を実線矢印で示す。
ステージ１１は、載置部３０と、光照射機構４０と、を有する。
載置部３０は、電子デバイスが形成されるウエハＷが載置される。載置部３０は、光照射機構４０から照射された光を透過する透光性部材で形成される。これにより、光照射機構４０から照射された光は、載置部３０を透過してウエハＷの裏面に照射される。また、ステージ１１には、冷媒流路（冷却部）３１が形成される。冷媒流路３１には、往き配管２２（図１参照）を介して、冷媒供給装置２１（図１参照）から冷媒が供給される。冷媒流路３１を流れた冷媒は、戻り配管２３（図１参照）を介して、冷媒供給装置２１に戻される。冷媒としては、例えば、無色であって光が透過可能な液体である水やガルデン（登録商標）が用いられる。
光照射機構４０は、光を照射する複数のＬＥＤ４１を備える。ＬＥＤ４１は、平面視して、所定の領域ごとに区画（後述する図５，７参照）される。制御部１９は、区画されたＬＥＤ４１ごとに点灯及びその光量を制御することができる。なお、光照射機構４０は、光源としてＬＥＤ４１を用いるものとして説明するが、光源の種類はこれに限定されるものではない。
光照射機構４０から放射された光は、透光性部材で形成される載置部３０及び冷媒流路３１を流れる冷媒を透過して、ウエハＷの裏面に照射される。これにより、光が照射されたウエハＷが昇温して、電子デバイスが昇温される。なお、載置部３０の上面（ウエハＷの載置面）に光吸収部材を有していてもよい。この構成の場合、光照射機構４０から放射された光は、光吸収部材に照射され、光吸収部材が昇温する。そして、光吸収部材からウエハＷに伝熱することで、ウエハＷに形成される電子デバイスが昇温される。また、光照射機構４０は、ＬＥＤ４１を点灯させる区画を制御することにより、光照射機構４０によって昇温されるウエハＷの領域を制御することができる。
プローブ１６は、電子デバイスの電極と接触する。テスター１４（図１参照）は、プローブ１６を介して電子デバイスの電極に電圧を印加することにより、電子デバイスの内部の回路へ電流を流すことができる。
図３は、本実施形態に係る検査装置１０において、ステージ１１に載置されたウエハＷの温度制御を説明するフローチャートの一例である。
ステップＳ１０１において、制御部１９は、第１照射工程を行う。第１照射工程は、電子デバイス５００の検査を開始する前の状態、換言すれば、プローブ１６を介して電子デバイス５００に電流を供給する前の状態において実行される。
ここで、図４及び図５を用いて、第１照射工程についてさらに説明する。図４は、第１照射工程における温度調整機構の動作を説明する断面模式図の一例である。図５は、第１照射工程における光を照射するＬＥＤ区画の一例を説明する平面視図の一例である。また、図４（及び後述する図６）において、検査対象の電子デバイス５００の位置を破線で示す。また、図５（及び後述する図７）において、平面視した際の検査対象の電子デバイス５００の位置をドットの網掛けを付して示す。なお、検査対象の電子デバイス５００は、１つのチップを検査する構成であってもよく、複数のチップを同時に検査する構成であってもよい。
図５に示すように、光照射機構４０は、所定の領域ごとに区画されたＬＥＤアレイ４００を有する。各ＬＥＤアレイ４００には、複数のＬＥＤ４１（図４参照）が設けられている。制御部１９は、ＬＥＤアレイ４００ごとにＬＥＤ４１の点灯・光量を制御することができる。
第１照射工程では、制御部１９は、検査対象の電子デバイス５００の位置を含んだ領域４０１内のＬＥＤアレイ４００を点灯させ、検査対象の電子デバイス５００に均一に光を照射する。なお、図５において、光を照射するＬＥＤアレイ４００の領域４０１にハッチングを付して示す。また、図４において、光照射機構４０から照射される光を実線矢印で示す。
これにより、検査対象の電子デバイス５００は、光照射機構４０によって均一に加熱される。また、載置部３０の冷媒流路３１には、冷媒が通流している。また、白抜き矢印で示すように、電子デバイス５００の熱は、電子デバイス５００から載置部３０へ均一に吸熱される。これにより、検査対象の電子デバイス５００の温度の面内均一性を確保することができる。なお、制御部１９は、ステージ１１に設けられた複数の温度センサ（図示せず）の検出値に基づいて、各ＬＥＤアレイ４００の光量をフィードバック制御してもよい。
ステップＳ１０２において、テスター１４は、プローブ１６を介して電子デバイス５００に電流を流し、電子デバイス５００の検査を開始する。ここで、制御部１９は、電子デバイス５００の発熱を検知すると、光照射機構４０の制御をステップＳ１０１に示す第１照射工程からステップＳ１０３に示す第２照射工程に切り替える。
ここで、制御部１９は、光照射機構４０を制御する内部変数に基づいて、電子デバイス５００の発熱を検知する。例えば、制御部１９は、ステージ１１に設けられた複数の温度センサ（図示せず）の検出値に基づいて各ＬＥＤアレイ４００の光量をフィードバック制御する。制御部１９は、このフィードバック量（内部変数）に基づいて、電子デバイス５００の発熱を検知する。
また、制御部１９は、テスター１４から電子デバイス５００の検査を開始したことを示す信号（トリガー信号）を取得する。換言すれば、制御部１９は、テスター１４から電子デバイス５００に電力供給を開始したことを示す信号をテスター１４から取得する。制御部１９は、取得した信号に基づいて、電子デバイス５００の発熱を検知する構成であってもよい。
また、制御部１９は、テスター１４から電子デバイス５００に供給する電力の情報（パワー情報）をテスター１４から取得する。制御部１９は、取得した情報に基づいて、電子デバイス５００の発熱を検知する構成であってもよい。
ステップＳ１０３において、制御部１９は、第２照射工程を行う。第２照射工程は、電子デバイス５００の検査時の状態、換言すれば、プローブ１６を介して電子デバイス５００に電流が供給されている状態において実行される。
ここで、図６及び図７を用いて、第２照射工程についてさらに説明する。図６は、第２照射工程における温度調整機構の動作を説明する断面模式図の一例である。図７は、第２照射工程における光を照射するＬＥＤ区画の一例を説明する平面視図の一例である。
図６及び図７に示すように、第２照射工程では、制御部１９は、検査対象の電子デバイス５００の外周側に光を照射するように、領域４０２内のＬＥＤアレイ４００を点灯させ、検査対象の電子デバイス５００の外周部に光を照射する。なお、図７において、光を照射するＬＥＤアレイ４００の領域４０２にハッチングを付して示す。また、図６において、光照射機構４０から照射される光を実線矢印で示す。
ここで、検査対象の電子デバイス５００は、テスター１４からプローブ１６を介して電流が供給されることにより、電子デバイス５００が発熱する。電子デバイス５００の熱は、電子デバイス５００の外周部においては、周囲に伝熱（放熱）する。一方、電子デバイス５００の中央部に熱籠り部５１０（図６参照）が形成される。
第２照射工程では、検査対象の電子デバイス５００の外周部に光を照射する。なお、電子デバイス５００の外周部に光照射機構４０の光を照射して電子デバイス５００の外周部を昇温させてもよく、電子デバイス５００よりも外側に光照射機構４０の光を照射して電子デバイス５００の外周部に伝熱（図６の破線矢印参照）させることにより電子デバイス５００の外周部を昇温してもよい。
これにより、電子デバイス５００は、電子デバイス５００の発熱（電子デバイス５００の中央部の熱籠り）と、光照射機構４０による光照射加熱（電子デバイス５００の外周部の加熱）によって、均一に加熱される。また、白抜き矢印で示すように、電子デバイス５００の熱は、電子デバイス５００から載置部３０へ均一に吸熱される。これにより、検査対象の電子デバイス５００の温度の面内均一性を確保することができる。
なお、図３に示すフローチャートにおいて、光照射機構４０の制御を第１照射工程から第２照射工程に切り替えるタイミングは、検査対象の電子デバイス５００への電力供給を開始した後に（検査対象の電子デバイス５００の発熱を検知した後に）行うものとして説明したが、これに限られるものではない。検査対象の電子デバイス５００への電力供給を開始する前に、事前に光照射機構４０の制御を第１照射工程から第２照射工程に切り替え、その後に検査対象の電子デバイス５００への電力供給を開始してもよい。即ち、図３のステップＳ１０２とステップＳ１０３の順番を入れ替えてもよい。
以上、本実施形態に係る検査装置１０によれば、検査対象の電子デバイスの温度の面内均一性を向上させることができる。即ち、電子デバイス５００の発熱前は、検査対象の電子デバイス５００の位置を含んだ領域４０１内のＬＥＤアレイ４００を点灯させ、検査対象の電子デバイス５００に均一に光を照射することで、電子デバイス５００の温度の面内均一に制御することができる。また、電子デバイス５００の発熱中は、検査対象の電子デバイス５００の外周側に光を照射するように領域４０２内のＬＥＤアレイ４００を点灯させ、検査対象の電子デバイス５００の外周側に光を照射する。これにより、電子デバイス５００の発熱及び光照射機構４０による光照射加熱によって、検査対象の電子デバイス５００を加熱する。これにより、電子デバイス５００の温度の面内均一に制御することができる。
また、第２照射工程において、検査対象の電子デバイス５００の外周側に光を照射する領域４０２内のＬＥＤ４１を点灯させ、検査対象の電子デバイス５００の中央部に光を照射するＬＥＤ４１を消灯させることができるので、光照射機構４０の消費電力を削減することができる。
以上、検査装置１０について説明したが、本開示は上記実施形態等に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本開示の要旨の範囲内において、種々の変形、改良が可能である。
第２照射工程において、制御部１９は、枠状の領域４０２よりも内側のＬＥＤアレイ４００を消灯させる、換言すれば、電子デバイス５００の中央部に光を照射するＬＥＤアレイ４００を消灯させるものとして説明したが、これに限られるものではない。制御部１９は、検査対象の電子デバイス５００の中央部に光を照射するＬＥＤアレイ４００の光量が、検査対象の電子デバイス５００の外周側に光を照射するＬＥＤアレイ４００の光量よりも少なくなるように光照射機構４０の光量分布を制御してよい。
また、検査装置１０は、電子デバイスの発熱の有無によって、第１照射工程（均一照射）と第２照射工程（外周照射）とを切り替えるものとして説明したが、光照射機構４０の制御はこれに限られるものではない。電子デバイスの発熱量に応じて、第１照射工程（均一照射）と第２照射工程（外周照射）を切り替える構成であってもよい。例えば、電子デバイスの発熱量が所定の閾値未満の場合第１照射工程（均一照射）を行い、電子デバイスの発熱量が所定の閾値以上の場合第２照射工程（外周照射）を行う構成であってもよい。
また、電子デバイスの検査において、第１照射工程（均一照射）と第２照射工程（外周照射）を複数回繰り返す構成であってもよい。また、検査内容に応じて領域４０２を切り替えてもよい。
また、光照射機構４０は、ウエハＷの裏面側から光を照射するものとして説明したがこれに限られるものではない。光照射機構４０は、ウエハＷの表面側から光を照射する構成であってもよい。
Ｗ ウエハ
１０ 検査装置
１１ ステージ
１４ テスター
１５ プローブカード
１６ プローブ
１９ 制御部
２０ 配線
２１ 冷媒供給装置
２２ 往き配管
２３ 戻り配管
３０ 載置部
３１ 冷媒流路
４０ 光照射機構
４１ ＬＥＤ（光源）
４００ ＬＥＤアレイ
４０１ 領域
４０２ 領域
５００ 電子デバイス（被検査体）
５１０ 熱籠り部

Claims (7)

  1. 被検査体を有する基板を載置するステージと、
    前記被検査体に電流を供給するプローブを有するプローブカードと、
    光を照射して前記基板を加熱する光照射機構と、
    前記光照射機構を制御する制御部と、を備え、
    前記制御部は、
    前記光照射機構からの光により、前記被検査体を均一に加熱する第１の照射工程と、
    前記光照射機構からの光により、前記被検査体を含む中央部よりも外周部の加熱量を大きくする第２の照射工程への切替工程と、を有する、検査装置。
  2. 前記制御部は、
    前記被検査体の発熱に基づいて、前記第１の照射工程を前記第２の照射工程に切り替える、
    請求項１に記載の検査装置。
  3. 前記制御部は、
    前記光照射機構の制御の内部変数に基づいて、前記第１の照射工程を前記第２の照射工程に切り替える、
    請求項１に記載の検査装置。
  4. 前記プローブカードと接続され、前記被検査体を検査するテスターを備え、
    前記制御部は、
    前記テスターからの前記被検査体の検査の開始を示す信号に基づいて、前記第１の照射工程を前記第２の照射工程に切り替える、
    請求項１に記載の検査装置。
  5. 前記プローブカードと接続され、前記被検査体を検査するテスターを備え、
    前記制御部は、
    前記テスターから前記被検査体に供給される電流情報に基づいて、前記第１の照射工程を前記第２の照射工程に切り替える、
    請求項１に記載の検査装置。
  6. 前記光照射機構は、区画された複数の光源を有し、
    前記制御部は、区画された複数の前記光源毎に点灯及び／または光量を制御する、
    請求項１乃至請求項５のいずれか１項に記載の検査装置。
  7. 被検査体を有する基板を載置するステージと、前記被検査体に電流を供給するプローブを有するプローブカードと、光を照射して前記基板を加熱する光照射機構と、前記光照射機構を制御する制御部と、を備える検査装置の制御方法であって、
    前記制御部は、
    前記光照射機構からの光により、前記被検査体を均一に加熱する第１の照射工程と、
    前記光照射機構からの光により、前記被検査体を含む中央部よりも外周部の加熱量を大きくする第２の照射工程への切替工程と、を有する、検査装置の制御方法。
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