KR20220083587A - 가열 장치 및 led의 제어 방법 - Google Patents

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Abstract

LED로부터의 광으로 가열 대상체를 가열하는 가열 장치에 있어서, LED의 이용 효율을 장기간에 걸쳐서 향상시킨다.
가열 장치로서, LED를 갖고, 상기 LED로부터의 광으로 가열 대상체를 가열하는 가열 기구와, 상기 LED에 공급되는 전력을 제어하는 것이며, 가열 대상체의 온도 조정 시는, 상기 LED에 공급되는 전력을, 그 전류가 허용 전류 Imax를 초과하지 않는 범위에서 제어하는 LED 제어부와, 상기 허용 전류 Imax를 보정하는 보정부와, 상기 LED의 전압을 측정하는 전압 측정부를 구비하고, 상기 허용 전류 Imax는, 미리 취득된 상기 LED의 전류-광 출력 특성에 있어서의, 전류에 대해서 광 출력이 선형으로 변화하는 전류대에서 설정되고, 상기 보정부는, 상기 LED에 보정용으로 상기 허용 전류 Imax를 공급한 후에 추정용 전류 Ie를 공급했을 때의, 상기 전압 측정부에 의한 측정 결과에 근거하여, 상기 허용 전류 Imax를 공급했을 때의 상기 LED의 접합 온도 Tjm를 추정하고, 추정된 상기 허용 전류 Imax를 공급했을 때의 상기 LED의 접합 온도 Tjm가, 상기 허용 전류 Imax에 대응하는 허용 접합 온도 Tmax를 초과하는 경우, 상기 허용 전류 Imax를 보정한다.

Description

가열 장치 및 LED의 제어 방법{HEATING DEVICE AND LED CONTROL METHOD}
본 개시는 가열 장치 및 LED의 제어 방법에 관한 것이다.
특허문헌 1에는, 기판에 매트릭스 형상으로 마련된 복수의 피검사 칩의 전기적 특성을 테스터에 의해 차례로 검사하기 위한 프로버가 개시되어 있다. 이 프로버는, 기판을 탑재하는 탑재대와, 복수의 피검사 칩의 전극 패드에 차례로 접촉시키는 접촉자와, 탑재대의 탑재면과는 반대측에 있어서, 복수의 피검사 칩이 각각 위치하는 복수의 영역을 서로 독립하여 가열하도록 마련되고 각각 1개 또는 복수의 LED로 이루어지는 복수의 LED 유닛을 구비한다. 또, 이 프로버는, 피검사 칩의 검사 시에 있어서, 복수의 LED 유닛 내에, 당해 검사가 행해지는 피검사 칩의 영역 및 해당 영역의 주변 영역 중, 적어도 당해 검사가 행해지는 피검사 칩의 영역에 대응하는 영역의 LED 유닛을 구동하도록 제어 신호를 출력하는 제어부를 구비하고 있다.
[특허문헌 1] 일본특허공개 제2019－102645호 공보
본 개시에 관한 기술은, LED로부터의 광으로 가열 대상체를 가열하는 가열 장치에 있어서, LED의 이용 효율을 장기간에 걸쳐서 향상시킨다.
본 개시의 한 태양은, 가열 장치로서, LED를 갖고, 상기 LED로부터의 광으로 가열 대상체를 가열하는 가열 기구와, 상기 LED에 공급되는 전력을 제어하는 것이며, 가열 대상체의 온도 조정 시에는, 상기 LED에 공급되는 전력을, 그 전류가 허용 전류 Imax를 초과하지 않는 범위에서 제어하는 LED 제어부와, 상기 허용 전류 Imax를 보정하는 보정부와, 상기 LED의 전압을 측정하는 전압 측정부를 구비하고, 상기 허용 전류 Imax는, 미리 취득된 상기 LED의 전류-광 출력 특성에 있어서의, 전류에 대해서 광 출력이 선형으로 변화하는 전류대에서 설정되고, 상기 보정부는, 상기 LED에 보정용으로 상기 허용 전류 Imax를 공급한 후에 추정용 전류 Ie를 공급했을 때의, 상기 전압 측정부에 의한 측정 결과에 근거하여, 상기 허용 전류 Imax를 공급했을 때의 상기 LED의 접합 온도 Tjm를 추정하고, 추정된 상기 허용 전류 Imax를 공급했을 때의 상기 LED의 접합 온도 Tjm가, 상기 허용 전류 Imax에 대응하는 허용 접합 온도 Tmax를 초과하는 경우, 상기 허용 전류 Imax를 보정한다.
본 개시에 의하면, LED로부터의 광으로 가열 대상체를 가열하는 가열 장치에 있어서, LED의 이용 효율을 장기간에 걸쳐서 향상시킬 수 있다.
도 1은 본 실시형태에 따른 가열 장치를 갖는, 검사 시스템으로서의 프로버의 구성의 개략을 나타내는 사시도이다.
도 2는 본 실시형태에 따른 가열 장치를 갖는, 검사 시스템으로서의 프로버의 구성의 개략을 나타내는 정면도이다.
도 3은 웨이퍼의 구성을 개략적으로 나타내는 평면도이다.
도 4는 스테이지 및 LED 제어부의 구성을 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 5는 광 조사 기구의 구성을 개략적으로 나타내는 평면도이다.
도 6은 LED 유닛 내에 있어서의 LED의 접속 형태의 일례를 나타내는 도면이다.
도 7은 도 1의 프로버에 있어서의 전자 디바이스의 온도 측정용 회로의 구성을 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 8은 LED(141)에 공급되는 직류 전력의 허용 전류 Imax의 설정 및 보정에 관한 주 제어부(200)의 기능 블록도이다.
도 9는 LED 유닛 U에 공급되는 직류 전력의 전류와 당해 LED 유닛 U의 광 출력(강도)의 관계를 나타내는 도면이다.
도 10은 본 보정 방법의 일례를 나타내는 흐름도이다.
반도체 제조 프로세스에서는, 반도체 웨이퍼(이하, 「웨이퍼」라고 함) 등의 기판 상에 소정의 회로 패턴을 갖는 다수의 전자 디바이스가 형성된다. 형성된 전자 디바이스는, 전기적 특성 등의 검사가 행해지고, 양품과 불량품으로 선별된다. 전자 디바이스의 검사는, 예를 들면, 각 전자 디바이스가 분할되기 전의 기판 상태에서, 검사 시스템을 이용하여 행해진다.
프로버 등으로 칭해지는 검사 시스템(이하, 「프로버」라고 함)은, 다수의 프로브를 갖는 프로브 카드와, 기판이 탑재되는 탑재대를 구비한다. 검사시, 프로버에서는, 프로브 카드의 각 프로브가 전자 디바이스의 각 전극에 접촉되고, 그 상태에서, 프로브 카드의 상부에 마련된 테스터로부터 각 프로브를 거쳐 당해 전자 디바이스에 전기 신호가 공급된다. 그리고, 각 프로브를 거쳐 전자 디바이스로부터 테스터가 수신한 전기 신호에 근거하여, 당해 전자 디바이스가 불량품인지 여부가 선별된다.
이런 종류의 프로버에는, 전자 디바이스의 전기적 특성을 검사할 때, 탑재대내에 마련된 가열 장치나 냉각 장치에 의해, 당해 탑재대의 온도가 제어되고, 기판이 소망의 온도로 조정된다. 또, 프로버에는, 가열 장치로서 LED(발광 다이오드)로부터의 광으로 가열하는 것을 이용하는 경우가 있다(특허문헌 1 참조).
그런데, LED로부터의 광으로 기판을 소망의 온도로 조절하는 구성에 있어서, LED에 공급하는 전류에 제한치를 마련하지 않는 경우, 광 출력을 한없이 크게 할 수 있기 때문에, 기판의 온도가 소망의 온도로부터 저하했을 때에 고속으로 소망의 온도로 되돌릴 수 있는 등, 프로버로서의 성능은 향상한다. 그러나, LED에 대한 전류에 제한치를 마련하지 않는 경우, 큰 전류를 흘린 결과, LED의 온도가 상승하고, 이것에 의해 LED의 PN 접합부의 온도 즉 접합 온도도 상승하고, PN 접합부에 있어서의 전자와 홀의 재결합 효율이 저하하여, 발광 효율이 떨어지는 일이 있다. 이 상태가 되면, 이른바 정(正)의 피드백이 걸리고, 열 폭주가 발생한다. 즉, LED의 온도 상승→발광 효율의 저하→높은 광 출력으로 하기 위해 전류 증가→LED의 추가 온도 상승이라는 루프에 빠진다.
그 때문에, 종래, LED에 대한 전류에 제한치가 마련되어 있다. 그러나, 이 제한치는, 통상, 일정하다. 또, 열 폭주가 생기는 전류가 LED간에 다르기 때문에, 상술한 제한치는, 통상, 낮게 설정되어 있다. 상기 제한치가 모든 LED에 대하여 낮은 값으로 일정하면, LED의 성능을 최대한으로 발휘할 수가 없다. 한편, 열 폭주가 생기는 전류는, LED간 차이가 없다고 해도, 시간 경과에 따라 변화한다. 그 때문에, LED의 성능을 최대한 이용하기 위해 상기 제한치를 높은 값으로 일정하게 하면, 장기간 경과했을 때에 열 폭주가 생길 우려가 있다.
상술한 점은, LED로부터의 광으로 가열하는 가열 장치를 갖는 시스템이면, 프로버 이외에도 마찬가지이다.
그래서, 본 개시에 따른 기술은, LED로부터의 광으로 가열 대상체를 가열하는 가열 장치에 있어서, LED의 성능을 장기간에 걸쳐 최대한 이용한다.
이하, 본 실시형태에 따른 탑재대, 가열 장치 및 제어 방법에 대해, 도면을 참조하면서 설명한다. 또, 본 명세서 및 도면에 있어서, 실질적으로 동일한 기능 구성을 갖는 요소에 대해서는, 동일한 부호를 붙이는 것으로 중복 설명을 생략한다.
도 1 및 도 2는 각각, 본 실시형태에 따른 가열 장치를 갖는, 검사 시스템으로서의 프로버(1)의 구성의 개략을 나타내는 사시도 및 정면도이다. 도 2에서는, 도 1의 프로버(1)의 후술하는 수용실(2)과 로더(3)가 내장하는 구성 요소를 나타내기 위해, 그 일부가 단면으로 도시되어 있다.
도 1 및 도 2의 프로버(1)는, 기판이며 검사 대상체 또한 가열 대상체인 웨이퍼 W의 전기적 특성의 검사를 행하는 것이며, 구체적으로는, 웨이퍼 W에 형성된 복수의 전자 디바이스(후술하는 도 3의 부호 D 참조) 각각의 전기적 특성의 검사를 행하는 것이다. 이 프로버(1)는, 검사 시에 웨이퍼 W를 수용하는 수용실(2)과, 수용실(2)에 인접하여 배치되는 로더(3)와, 수용실(2)의 윗쪽을 덮도록 배치되는 테스터(4)를 구비한다.
수용실(2)은, 내부가 공동(空洞)의 케이스이며, 웨이퍼 W가 탑재되는 스테이지(10)를 갖는다. 스테이지(10)는, 당해 스테이지(10)에 대한 웨이퍼 W의 위치가 어긋나지 않도록 웨이퍼 W를 흡착 유지한다. 또, 스테이지(10)에는, 당해 스테이지(10)를 수평 방향 및 연직 방향으로 이동시키는 이동 기구(11)가 마련되어 있다. 이동 기구(11)는, 그 상부에 스테이지(10)가 배치되는 스텐레스 등의 금속 재료로 이루어지는 기대(11a)를 갖고, 도시는 생략하지만, 기대(11a)를 이동시키기 위한 가이드 레일이나, 볼 나사, 모터 등을 갖는다. 이 이동 기구(11)에 의해, 후술하는 프로브 카드(12)와 웨이퍼 W의 상대 위치를 조정하여 웨이퍼 W의 표면의 소망의 전극을 프로브 카드(12)의 프로브(12a)와 접촉시킬 수 있다.
수용실(2)에 있어서의 스테이지(10)의 윗쪽에는, 스테이지(10)에 대향하도록, 접촉 단자로서의 프로브(12a)를 다수 갖는 프로브 카드(12)가 배치된다. 프로브 카드(12)는, 인터페이스(13)를 거쳐 테스터(4)에 접속되어 있다. 각 프로브(12a)는, 전기 특성의 검사 시에, 웨이퍼 W의 각 전자 디바이스의 전극에 접촉하고, 테스터(4)로부터의 전력을 인터페이스(13)를 거쳐 전자 디바이스에 공급하고, 또한, 전자 디바이스로부터의 신호를 인터페이스(13)를 거쳐 테스터(4)에 전달한다.
로더(3)는, 웨이퍼 W가 수용된 반송 용기인 FOUP(도시하지 않음)가 배치되어 있다. 또, 로더(3)는, 웨이퍼 W를 반송하는 반송 기구(도시하지 않음)를 갖는다. 반송 기구는, FOUP에 수용되어 있는 웨이퍼 W를 취출하여 수용실(2)의 스테이지(10)에 반송한다. 또, 반송 기구는, 전자 디바이스의 전기적 특성의 검사가 종료한 웨이퍼 W를 스테이지(10)로부터 받아, FOUP에 수용한다.
또한, 로더(3)는, 각 전자 디바이스에 있어서의 전위차 생성 회로(도시하지 않음)에 있어서의 전위차를 측정하는 전위차 측정 유닛(14)을 갖는다. 상기 전위차 생성 회로는, 예를 들면, 다이오드, 트랜지스터 또는 저항이다. 전위차 측정 유닛(14)은, 배선(15)을 거쳐 인터페이스(13)에 접속되고, 상기 전위차 생성 회로에 대응하는 2개의 전극에 접촉하는 2개의 프로브(12a)간의 전위차를 취득하고, 취득한 전위차를 후술하는 제어부(16)에 전달한다. 인터페이스(13)에 있어서의 각 프로브(12a) 및 배선(15)의 접속 구조에 대해서는 후술한다.
또한, 로더(3)는, 검사 대상의 전자 디바이스의 온도 제어 등의 각종 제어를 행하는 제어부(16)를 갖고, 제어부(16)는, 주 제어부(200)와, 온도 제어부(210)를 갖는다.
주 제어부(200)는, 예를 들면 CPU나 메모리 등을 구비한 컴퓨터에 의해 구성되고, 프로그램 저장부(도시하지 않음)를 갖고 있다. 프로그램 저장부에는, 전기적 특성 검사 시의 프로버(1)의 각 구성부의 동작(구체적으로는 스테이지(10)의 이동 기구(11)의 동작 등)을 제어하는 프로그램이 저장되어 있다. 또, 프로그램 저장부에는, 후술하는 LED(141)에 공급하는 전력의 허용 전류 Imax를 설정하는 프로그램이나, 허용 전류 Imax를 보정하는 프로그램이 저장되어 있다. 또 상기 프로그램은, 컴퓨터에 판독 가능한 기억 매체에 기록되어 있던 것으로서, 당해 기억 매체로부터 주 제어부(200)에 설치된 것이어도 좋다. 프로그램의 일부 또는 전부는 전용 하드웨어(회로 기판)로 실현되어도 좋다.
온도 제어부(210)는, 후술하는 광 조사 기구(140)의 LED(141)를 제어하고 당해 LED(141)로부터의 광에 의한 가열을 제어하는 LED 제어부(211)와, 후술하는 냉매 유로 R에의 냉매의 유량을 조정하는 유량 조정 밸브(162)를 제어하는 냉각 제어부(212)를 갖는다.
또, 제어부(16)나 전위차 측정 유닛(14)은 수용실(2) 내에 마련되어도 좋고, 또, 전위차 측정 유닛(14)은, 프로브 카드(12)에 마련되어도 좋다.
테스터(4)는, 전자 디바이스가 탑재되는 메인보드의 회로 구성의 일부를 재현하는 테스트 보드(도시 생략)를 갖는다. 테스트 보드는, 전자 디바이스로부터의 신호에 근거하여, 해당 전자 디바이스의 양품 여부를 판단하는 테스터 컴퓨터(17)에 접속된다. 테스터(4)에서는, 상기 테스트 보드를 바꾸는 것에 의해, 복수 종류의 메인보드의 회로 구성을 재현할 수 있다.
또한, 프로버(1)는, 사용자 전용으로 정보를 표시하거나 사용자가 지시를 입력하거나 하기 위한 사용자 인터페이스부(18)를 구비한다. 사용자 인터페이스부(18)는, 예를 들면, 터치 패널이나 키보드 등의 입력부와 액정 디스플레이 등의 표시부로 이루어진다.
상술한 각 구성 요소를 갖는 프로버(1)에서는, 전자 디바이스의 전기적 특성의 검사 시, 테스터 컴퓨터(17)가, 전자 디바이스와 각 프로브(12a)를 거쳐 접속된 테스트 보드에 데이터를 송신한다. 그리고, 테스터 컴퓨터(17)가, 송신된 데이터가 당해 테스트 보드에 의해 올바르게 처리됐는지 여부를 당해 테스트 보드로부터의 전기 신호에 근거하여 판정한다.
다음에, 상술한 프로버(1)에 있어서 검사되는 웨이퍼 W에 대해 도 3을 이용하여 설명한다. 도 3은, 웨이퍼 W의 구성을 개략적으로 나타내는 평면도이다.
웨이퍼 W에는, 대략 원판 형상의 실리콘 기판에 에칭 처리나 배선 처리를 실시하는 것에 의해, 도 3에 나타내는 바와 같이, 복수의 전자 디바이스 D가 서로 소정의 간격을 두고, 표면에 형성되어 있다. 전자 디바이스 D 즉 웨이퍼 W의 표면에는, 전극 E가 형성되어 있고, 해당 전극 E는 당해 전자 디바이스 D의 내부의 회로 소자에 전기적으로 접속되어 있다. 전극 E에 전압을 인가하는 것에 의해, 각 전자 디바이스 D의 내부의 회로 소자에 전류를 흘릴 수 있다. 또 전자 디바이스 D의 크기는, 예를 들면, 평면으로 보아 10mm~30mm각이다.
다음에, 스테이지(10) 및 LED 제어부(211)의 구성에 대하여 도 4~도 6을 이용하여 설명한다. 도 4는 스테이지(10) 및 LED 제어부(211)의 구성을 개략적으로 나타내는 도면이며, 스테이지(10)에 대해서는 단면으로 나타내고 있다. 도 5는 후술하는 광 조사 기구(140)의 구성을 개략적으로 나타내는 평면도이다. 도 6은, 후술하는 LED 유닛 U 내에 있어서의 LED(141)의 접속 형태의 일례를 나타내는 도면이다. 도 7은, 프로버(1)에 있어서의 전자 디바이스 D의 온도 측정용 회로의 구성을 개략적으로 나타내는 도면이다.
스테이지(10)는, 도 4에 나타내는 바와 같이, 천판부로서의 탑 플레이트(120)를 포함하는 복수의 기능부가 적층되어 이루어진다. 스테이지(10)는, 당해 스테이지(10)를 수평 방향 및 연직 방향으로 이동시키는 이동 기구(11)(도 2 참조) 상에, 열 절연 부재(도시하지 않음)를 거쳐 탑재된다. 열 절연 부재는, 스테이지(10)와 이동 기구(11)를 열적으로 절연하기 위한 것이다.
스테이지(10)는, 윗쪽부터 순서대로, 탑 플레이트(120)와, 유로 형성 부재(130)와, 가열 기구로서의 광 조사 기구(140)를 갖는다.
탑 플레이트(120)는, 웨이퍼 W가 탑재되는 부재이다. 탑 플레이트(120)는, 바꾸어 말하면, 그 표면(120a)이, 웨이퍼 W가 탑재되는 기판 탑재면으로서의 웨이퍼 탑재면으로 되는 부재이다. 또 이하에서는, 스테이지(10)의 상면이기도 한 탑 플레이트(120)의 표면(120a)을 웨이퍼 탑재면(120a)이라고 기재하는 일이 있다.
탑 플레이트(120)는, 예를 들면 원판 형상으로 형성되어 있다. 또, 탑 플레이트(120)는, 예를 들면 SiC(Silicon Carbide)로 형성된다. SiC는, 비열이 작고 열전도율이 높다. 또, SiC는, 광 조사 기구(140)의 후술하는 LED(141)로부터의 광의 흡수 효율이 높다. 따라서, 탑 플레이트(120)를 SiC로 형성하는 것에 의해, 광 조사 기구(140)로부터의 광에 의한 탑 플레이트(120)의 가열이나 후술하는 냉매 유로 R를 흐르는 냉매에 의한 탑 플레이트(120)의 냉각을 효율적으로 행할 수 있고, 탑 플레이트(120)에 탑재된 웨이퍼 W를 효율 좋게 가열하거나 냉각하거나 할 수가 있다.
또, 탑 플레이트(120)의 웨이퍼 탑재면(120a)에는, 웨이퍼 W를 흡착하기 위한 흡착 구멍(도시하지 않음)이 형성되어 있다. 또, 탑 플레이트(120)에는, 복수의 온도 센서(121)가 평면으로 보아 서로 이간한 위치에 매설되어 있다.
유로 형성 부재(130)는, 탑 플레이트(120)와 광 조사 기구(140) 사이에 개재하도록 탑 플레이트(120)의 이면에 접합되고, 탑 플레이트(120)와의 사이에 냉매가 흐르는 냉매 유로 R를 형성하는 부재이며, 탑 플레이트(120)와 대략 동일한 지름의 원판 형상으로 형성되어 있다. 또, 유로 형성 부재(130)의 재료로는, 광(구체적으로는 후술하는 LED(141)로부터의 광)을 투과 가능한 재료(예를 들면 유리)가 이용된다.
이 유로 형성 부재(130)가 장착되는 탑 플레이트(120)의 이면(120b)에는, 홈이 형성되어 있고, 해당 홈이, 유로 형성 부재(130)에 덮여 냉매 유로 R를 형성한다. 프로버(1)에서는, 냉매 유로 R를 흐르는 냉매로 탑 플레이트(120)를 냉각하는 것에 의해, 탑 플레이트(120) 상 즉 스테이지(10) 상에 탑재된 웨이퍼 W를 냉각하고, 구체적으로는, 웨이퍼 W에 형성된 전자 디바이스를 냉각한다.
또, 냉매 유로 R와 연통하는 공급구(122)와 배출구(123)가, 탑 플레이트(120)에 형성되어 있다. 공급구(122)에는, 냉매 유로 R에 냉매를 공급하는 공급관(160)이 접속되어 있고, 배출구(123)에는, 냉매 유로 R로부터 냉매를 배출하는 배출관(161)이 접속되어 있다. 공급관(160)에는, 냉매 유로 R에 공급하는 냉매의 유량을 조정하는 유량 조정 밸브(162)나, 냉매를 저장해 냉매의 온도를 조정하는 칠러 유닛(도시하지 않음), 펌프(도시하지 않음)가 마련되어 있다.
냉매 유로 R를 흐르는 냉매로서는, 광(구체적으로는 후술하는 LED(141)로부터의 광)을 투과 가능한 재료(예를 들면 물)가 이용되고, 상기 펌프에 의해 칠러 유닛으로부터 공급관(160)을 거쳐 냉매 유로 R에 공급된다.
또, 냉매 유로 R에는, 전자 디바이스 D(도 3 참조)의 시험 온도 또는 목표 온도에 대응한 온도의 냉매가 공급된다. 냉매의 온도는, 온도 제어부(210)의 냉각 제어부(212)의 제어 하에, 상술한 칠러 유닛에 의해 조정된다.
또 냉매의 유량을 조정하는 유량 조정 밸브(162) 등의 동작은 온도 제어부(210)의 냉각 제어부(212)에 의해 제어된다.
광 조사 기구(140)는, 웨이퍼 W를 지향하는 LED(141)를 복수 갖고, 이들 LED(141)로부터의 광으로, 웨이퍼 W를 가열한다. 이 광 조사 기구(140)는, 탑 플레이트(120)의 웨이퍼 탑재면(120a)에 탑재된 웨이퍼 W와 유로 형성 부재(130)를 거쳐 대향하도록 배치되어 있다.
광 조사 기구(140)는, 구체적으로는, 복수의 LED(141)가 유닛화된 LED 유닛 U를 복수 가짐과 동시에, 이들 LED 유닛 U가 탑재되는 베이스(142)를 갖는다. 광 조사 기구(140)에 있어서의 LED 유닛 U는, 예를 들면, 도 5에 나타내는 바와 같이, 웨이퍼 W 상에 형성된 전자 디바이스 D(도 3 참조)와 동일한 수로 마찬가지로 배열된 평면으로 보아 정사각형 형상의 유닛 U1과, 그 외주를 덮는 평면으로 보아 정사각형이 아닌 형상의 유닛 U2를 갖는다. 유닛 U1 및 유닛 U2에 의해 베이스(142)의 대략 전면이 덮여 있다. 이것에 의해, LED 유닛 U의 LED(141)로부터의 광을, 적어도, 탑 플레이트(120)에 있어서의 웨이퍼 W가 탑재되는 부분 전체에, 조사할 수 있다.
각 LED(141)는, 웨이퍼 W를 향해 광(예를 들면 적외광)을 조사한다. LED(141)로부터 출사된 광(이하, 「LED 광」이라고 생략하는 일이 있음)은, 광 투과 부재로 이루어지는 스테이지(10)의 유로 형성 부재(130)를 통과한다. 유로 형성 부재(130)를 통과한 광은, 스테이지(10)의 냉매 유로 R를 흐르는, 광을 투과 가능한 냉매를 통과하고, 탑 플레이트(120)에 입사되고 흡수된다.
베이스(142)는, 평면으로 보아, 탑 플레이트(120)와 대략 동일 지름의 원판 형상으로 형성되어 있다. 또, 베이스(142)는, 도 4에 나타내는 바와 같이, 그 표면에 볼록부(142a)가 형성되어 있고, 볼록부(142a) 내에, LED(141)가 탑재된다. 볼록부(142a) 내를 LED 광을 투과 가능한 재료로 충전해도 좋다.
또한, 베이스(142)는, 볼록부(142a)보다 이면측의 부분에, LED(141)를 냉각하기 위한 냉매로서의 냉각수가 흐르는 냉각수로(142b)가 형성되어 있다. 베이스(142)는 예를 들면 Al 등의 금속제 재료에 의해 형성된다.
광 조사 기구(140)에서는, 웨이퍼 W가 탑재되는 탑 플레이트(120)에 입사되는 LED 광이, LED 유닛 U 단위로 제어된다. 그 때문에, 광 조사 기구(140)는, 탑 플레이트(120)에 있어서의 임의의 개소에만 LED 광을 조사하거나, 또한, 조사하는 광의 강도를 임의의 개소와 다른 개소에서 다르게 하거나 할 수 있다. 따라서, 광 조사 기구(140)에 의해, 탑 플레이트(120)에 탑재된 웨이퍼 W를 국소적으로 가열하거나, 웨이퍼 W에 있어서의 가열 정도를 국소적으로 바꾸거나 할 수 있다. LED 유닛 U 단위로의 LED 광의 제어는 LED 제어부(211)에 의해 행해진다.
또한, 광 조사 기구(140)에서는, 각 LED 유닛 U 내에 있어서, 복수의 LED(141)는 도 6에 나타내듯이 직렬 접속되어 있다. 또한, 각 LED 유닛 U에는, LED(141) 전압을 측정하는 전압 측정부로서의 전압 측정 회로 M이 마련되어 있다. 전압 측정 회로 M는, 예를 들면 LED 유닛 U 내에 있어서의 특정의 하나의 LED(141)의 전압을 측정한다. 또, 이하에서는, 각 LED 유닛 U에 마련된 복수의 LED(141) 중 전압 측정 회로 M에 의해 전압이 측정되는 특정의 하나의 LED(141)를 대표 LED(141)라고 하는 일이 있다. 전압 측정 회로 M에 의한 측정 결과는 주 제어부(200)에 출력된다.
프로버(1)에서는, 광 조사 기구(140)로부터의 광에 의한 가열과 냉매 유로 R를 흐르는 냉매에 의한 흡열에 의해, 스테이지(10) 상의 웨이퍼 W에 형성된 검사 대상의 전자 디바이스 D의 온도를 목표 온도로 일정하게 되도록 제어한다. 이 온도 제어를 위해, 프로버(1)에서는, 전자 디바이스 D의 온도를 측정하고 있다.
프로버(1)에서는, 도 7에 나타내는 바와 같이, 각 프로브(12a)가 인터페이스(13)에 배치된 복수의 배선(19)에 의해 테스터(4)에 접속된다. 또, 각 배선(19) 중, 전자 디바이스 D에 있어서의 전위차 생성 회로(예를 들면, 다이오드)의 2개의 전극 E에 접촉하는 2개의 프로브(12a)와 테스터(4)를 접속하는 2개의 배선(19)의 각각에, 릴레이(20)가 마련된다.
각 릴레이(20)는, 각 전극 E의 전위를 테스터(4) 및 전위차 측정 유닛(14)의 어느 하나로 바꾸어 전달 가능하게 구성되어 있다. 각 릴레이(20)는, 예를 들면, 전자 디바이스 D의 전기적 특성의 검사를 행할 때, 각 전극 E에 실장시 전압이 인가되고 나서, 미리 정해진 타이밍에서 각 전극 E의 전위를 전위차 측정 유닛(14)에 전달한다. 상기 전위차 생성 회로에서는, 전류를 흘렸을 때에 생기는 전위차가 온도에 따라 다르다. 따라서, 전자 디바이스 D의 전위차 생성 회로의 전위차, 즉, 전위차 생성 회로의 2개의 전극 E(프로브(12a)) 간의 전위차에 근거하여, 전자 디바이스 D의 온도를 검사 중에 있어서 실시간으로 측정할 수 있다. 프로버(1)에서는, 전위차 측정 유닛(14)이 각 릴레이(20)로부터 전달된 각 전극 E의 전위에 근거하여 전자 디바이스 D의 전위차 생성 회로의 전위차를 취득하고, 또한, 취득한 전위차를 제어부(16)에 전달한다. 제어부(16)의 주 제어부(200)나 온도 제어부(210)는, 전달된 전위차와, 전위차 생성 회로의 전위차의 온도 특성에 근거하여, 전자 디바이스 D의 온도를 산출, 즉 측정한다.
또 전자 디바이스 D의 온도의 측정 방법은, 상술한 방법으로 한정되지 않고, 전자 디바이스 D의 온도가 측정 가능하면 다른 방법이어도 괜찮다.
프로버(1)에서는, 냉각 제어부(212)의 제어 하에, 시험 온도(또는 목표 온도)에 대응하는 온도의 냉매로 탑 플레이트(120)를 냉각한다. 그것과 함께, LED 제어부(211)가, 전자 디바이스 D의 온도의 측정 결과에 근거하여, 전자 디바이스 D의 온도가 시험 온도(또는 목표 온도)가 되도록, LED(141)에 공급하는 전력(구체적으로는 그 전류)을 제어하고, LED(141)의 발광 강도를 제어한다.
LED 제어부(211)는, 도 4에 나타내는 바와 같이, 전력 공급부(211a)와, 전류 조정 회로(211b)와, 처리부(211c)를 갖는다.
전력 공급부(211a)는 LED(141)에 공급되는 직류 전력을 출력한다.
전류 조정 회로(211b)는, 각 LED(141)에 공급되는 직류 전력의 전류를 조정한다. 전류 조정 회로(211b)는, 예를 들면, 각 LED(141)에 공급되는 직류 전력의 전류를 LED 유닛 U 단위로 조정한다.
처리부(211c)는, 예를 들면 CPU나 메모리 등을 구비한 컴퓨터에 의해 구성되고, 프로그램 저장부(도시하지 않음)를 갖고 있다. 프로그램 저장부에는, 전력 공급부(211a) 및 전류 조정 회로(211b)를 제어하는 프로그램이 저장되어 있다. 또 상기 프로그램은, 컴퓨터에 판독 가능한 기억 매체에 기록되고 있던 것으로서, 당해 기억 매체로부터 처리부(211c)에 설치된 것이어도 좋다. 프로그램의 일부 또는 전부는 전용 하드웨어(회로 기판)로 실현되어도 좋다.
전자 디바이스 D의 전기적 특성 검사 시에, 당해 전자 디바이스 D의 온도를 조정할 때, LED 제어부(211)는, 당해 전자 디바이스 D의 온도의 측정 결과에 근거하여, 당해 전자 디바이스 D가 목표 온도가 되도록, 당해 전자 디바이스 D에 대응하는 LED(141)에 공급되는 전력을, 그 전류가 허용 전류 Imax를 초과하지 않는 범위에서 제어한다. 구체적으로는, 전자 디바이스 D의 전기적 특성 검사 시에, 처리부(211c)가, 당해 전자 디바이스 D의 온도의 측정 결과에 근거하여, 당해 전자 디바이스 D가 목표 온도로 되도록, 당해 전자 디바이스 D에 대응하는 LED(141)에 공급되는 직류 전력의 전류를, 허용 전류 Imax를 초과하지 않는 범위에서 결정한다. 그리고, 전류 조정 회로(211b)가, 검사 대상의 전자 디바이스 D에 대응하는 LED(141)에 공급되는 직류 전력의 전류가, 처리부(211c)가 결정된 전류로 되도록 조정한다.
상술한 허용 전류 Imax는, 후술하는 바와 같이, 대응하는 LED(141)에 실제로 전력을 공급했을 때의 광 출력 결과에 근거하여 미리 설정되고, 또한, LED(141) 상태에 따라 보정된다. 허용 전류 Imax의 설정 방법 및 보정 방법에 대해서는 후술한다.
다음에, 프로버(1)를 이용한 웨이퍼 W에 대한 처리의 일례에 대해 설명한다.
우선, 웨이퍼 W가, 로더(3)의 FOUP로부터 취출되어, 스테이지(10)를 향해 반송되고, 탑 플레이트(120)의 웨이퍼 탑재면(120a) 상에 탑재된다. 그 다음에, 스테이지(10)가, 미리 정해진 위치에 이동된다.
계속해서, 광 조사 기구(140)의 모든 LED(141)가 점등된다. 그리고, 탑 플레이트(120)의 온도 센서(121)로부터 취득되는 정보에 근거하여, 탑 플레이트(120)의 온도가 면 내에서 균일하게 되도록, LED 제어부(211)에 의한 LED(141)로부터의 광 출력의 조정과, 냉각 제어부(212)에 의한 냉매 유로 R내를 흐르는 냉매의 유량의 조정이 행해진다.
그 후, 스테이지(10)가 이동되고, 스테이지(10)의 윗쪽에 마련되어 있는 각 프로브(12a)와, 웨이퍼 W의 검사 대상의 전자 디바이스 D의 전극 E가 접촉한다.
이 상태에서, 전위차 측정 유닛(14)에 의해, 검사 대상의 전자 디바이스 D에 있어서의 상술한 전위차 생성 회로의 전위차가 취득된다. 그리고, 면 내에서 균일하다고 여겨진 탑 플레이트(120)의 온도가 검사 대상의 전자 디바이스 D의 온도와 대략 일치하는 것으로서, 상기 전위차의 교정애 행해지고, 즉, 상기 전위차의 온도 특성의 정보가 보정된다.
그 후, 각 프로브(12a)에 검사용 신호가 입력된다. 이것에 의해, 전자 디바이스 D의 검사가 개시된다.
또 상기 검사 중, 검사 대상의 전자 디바이스 D의 전위차 생성 회로에 생기는 전위차의 정보에 근거하여, 당해 전자 디바이스 D의 온도가 측정된다. 그리고, LED 제어부(211)가, 상술한 바와 같이, 당해 전자 디바이스 D가 시험 온도 또는 목표 온도가 되도록, 당해 전자 디바이스 D에 대응하는 LED(141)에 공급되는 직류 전력을, 그 전류가 허용 전류 Imax를 초과하지 않는 범위에서 제어한다. 또, 상기 검사 중, 냉매 유로 R 내의 냉매의 온도 및 유량은, 예를 들면, 검사 대상의 전자 디바이스 D의 시험 온도에 따른 값으로, 일정하게 여겨진다.
이후, 상술한 전위차 생성 회로의 전위차의 교정과 검사의 공정은, 모든 전자 디바이스 D에 대해 완료할 때까지, 반복하여 행해진다.
모든 전자 디바이스 D의 검사가 완료하면, 웨이퍼 W는 로더(3)의 FOUP에 되돌려지고, 다음의 웨이퍼 W가 스테이지(10)에 반송되고, 이후, 상술한 공정이, 모든 웨이퍼 W에 대한 검사가 완료할 때까지 실행된다.
계속해서, LED(141)에 공급되는 직류 전력의 허용 전류 Imax에 대해 설명한다.
본 실시형태에 있어서, 상기 허용 전류 Imax는, LED(141)마다 미리 설정되고, 그 후, LED(141)마다 보정된다. 구체적으로는, 상기 허용 전류 Imax는, LED 유닛 U마다 미리 설정되고, 그 후, LED 유닛 U마다 보정된다.
도 8은, LED(141)에 공급되는 직류 전력의 허용 전류 Imax의 설정 및 보정에 관한 주 제어부(200)의 기능 블록도이다. 도 9는, LED 유닛 U에 공급되는 직류 전력의 전류와 당해 LED 유닛 U의 광 출력(강도)의 관계를 나타내는 도면이다.
주 제어부(200)는, 도 8에 나타내는 바와 같이, CPU 등의 프로세서가 프로그램 저장부에 저장된 프로그램을 판독하여 실행하는 것에 의해, 취득부(201), 설정부(202) 및 보정부(203)로서 기능한다.
취득부(201)는, 장치 시작 시 등에 미리, 허용 전류 Imax의 설정 대상의 LED(141)에 직류 전력을 공급시키고 실제로 당해 LED(141)를 발광시키고, 당해LED(141)의 전류-광 출력 특성을 취득한다.
구체적으로는, 취득부(201)는, LED 제어부(211)를 제어하고, 허용 전류 Imax의 설정 대상의 LED 유닛 U에 직류 전력을 공급시키고 실제로 당해 LED 유닛 U를 발광시켜, 도 9에 나타내는 바와 같은 당해 LED 유닛 U의 전류-광 출력 특성을 취득한다. 또 LED 유닛 U의 광 출력은, 탑 플레이트(120)에 있어서의, 당해 LED 유닛 U로부터의 LED 광에 의해 가열되는 부분의 온도와 상관이 있는 것이 알려져 있다. 따라서, 취득부(201)는, LED 유닛 U의 광 출력에 대해서는, 대응하는 탑 플레이트(120)의 온도 센서(121)에 의한 측정 결과와, 기억부(도시하지 않음)에 기억된, 탑 플레이트(120)의 온도와 광 출력의 강도의 상관 관계의 정보로부터 산출하여 취득한다.
설정부(202)는, 장치 시작 시 등에 미리, 취득부(201)에 의해 취득된, 허용 전류 Imax의 설정 대상의 LED(141)의 전류-광 출력 특성에 근거하여, 당해 LED(141)에 대해 허용 전류 Imax를 설정한다. 이 때, 설정부(202)는, 취득된 당해 LED(141)의 전류-광 출력 특성에 있어서 전류에 대해서 광 출력이 선형으로 변화하는 전류대로부터 설정된다.
구체적으로는, 설정부(202)는, 취득부(201)에 의해 취득된, 허용 전류 Imax의 설정 대상의 LED 유닛 U의 전류-광 출력 특성에 근거하여, 당해 LED 유닛 U에 대해 허용 전류 Imax를 설정한다. 이 때, 설정부(202)는, 취득된 당해 LED 유닛 U의 전류-광 출력 특성에 있어서 전류에 대해서 광 출력이 선형으로 변화하는 전류대 B(도 9 참조)로부터, 허용 전류 Imax를 설정한다. 설정부(202)는, 예를 들면, 전류대 B에 포함되는 전류 중 최대인 것을, 허용 전류 Imax로 결정한다.
전류에 대해서 광 출력이 선형으로 변화하는 전류대 B의 전류의 직류 전력이면, LED(141)를 효율적으로 구동시킬 수가 있고, LED(141)에 공급해도 당해 LED(141)에 열 폭주는 생기지 않는다.
보정부(203)는, 허용 전류 Imax의 보정 대상의 LED(141)에 대해, 당해 LED(141) 상태에 따라, 허용 전류 Imax를 보정한다.
보정 시, 보정부(203)는, 보정 대상의 LED(141)에 상태 판정을 위해 허용 전류 Imax를 공급시킨 후에, 당해 LED(141)에 추정용 전류 Ie를 공급시킨다. 또, 보정부(203)는, 그 때의 LED(141)의 전압의 측정 결과에 근거하여, 허용 전류 Imax를 공급했을 때의 당해 LED(141)의 접합 온도 Tjm를 추정한다.
여기서, LED(141)의 접합 온도 Tj의 추정 방법에 대해 설명한다.
LED(141)를 흐르는 전류 I는, 당해 전류 I의 직류 전력을 공급했을 때에 LED(141)에 걸리는 전압 V를 이용하여 이하의 식 (1)로 나타내어진다.
I=IS(eqV/nkTj－1) … (1) Is：역포화 전류
n：이상 인자 q：전기소량
k：볼츠만 정수
LED(141)의 접합 온도 Tj가 극단적으로 낮기도 하고 높기도 하고 하지 않으면, eqV/nkTj≫1로 되기 때문에, 식 (1)은 이하와 같이 근사할 수 있다.
I=Is·eqV/nkTj …(1)＇
이 식 (1)＇을 변형하고, LED(141)의 전압 V에 대해 풀면 이하의 식 (2)로 된다.
V=(nkTj/q)(lnI－lnIS) … (2)
그리고, LED(141)에 전류 I1의 직류 전력을 공급했을 때의 LED(141)의 전압 V1과 LED(141)에 전류 I2의 전력을 공급했을 때의 LED(141)의 전압 V2의 차 Δ(=V1－V2)는, 식 (2)로부터, 식 (3)과 같이 나타내어진다.
ΔV=(nkTj/q)lnN … (3) N：전류 I2에 대한 전류 I1의 비(=I1/I2)
따라서, 이상 인자 n 및 접합 온도 Tj는 이하의 식 (4), (5)로 나타내어진다. n=ΔVq/lnNkTj … (4)
Tj=ΔVq/lnNkn … (5)
그래서, 보정부(203)는, 우선 장치 시작 시 등에 미리, 기지의 접합 온도 Tj(예를 들면 실온)에서, 2개의 크기의 전류 I1, I2의 직류 전력을 LED(141)에 공급시킨다. 그리고, 보정부(203)는, 전류 I1 시의 LED(141)의 전압 V1 및 전류 I2 시의 LED(141)의 전압 V2의 측정 결과에 근거하여, 식 (4)을 이용하여, 이상 인자 n를 산출해둔다.
또, 보정부(203)는, 보정시에는, 보정 대상의 LED(141)에 상태 판정을 위해 허용 전류 Imax의 직류 전력을 공급시킨 후에, 당해 LED(141)에, 추정용 전류 Ie로서 2개의 크기의 전류 I1, I2의 직류 전력을 공급시킨다. 그리고, 보정부(203)는, 전류 I1 시의 LED(141)의 전압 V1 및 전류 I2 시의 LED(141)의 전압 V2의 측정 결과와, 미리 산출한 이상 인자 n에 근거하여, 식 (5)를 이용하여, 허용 전류 Imax의 직류 전력을 공급했을 때의, 보정 대상의 LED(141)의 접합 온도 Tjm를 산출, 즉 추정한다.
또, 상태 판정을 위한 허용 전류 Imax의 직류 전력의 공급은, 접합 온도 Tj의 온도가 안정되는(것으로 추정되는) 소정 시간에 걸쳐 행해진다. 그에 대해, 추정용 전류 Ie의 직류 전력의 공급이나 이상 인자 n를 산출하기 위한 직류 전력의 공급을 하는 시간은, 상기 소정 시간보다 짧다.
상술한 바와 같이 하여 보정 대상의 LED(141)에 대해 추정된, 허용 전류 Imax를 공급했을 때의 접합 온도 Tjm가, 허용 전류 Imax에 대응하는 허용 접합 온도 Tmax를 초과하는 경우, 이하의 것이 추측된다. 즉, 보정 대상의 LED(141)에 열화 등이 생겨 발광 효율이 떨어지고 있고, 허용 전류 Imax의 직류 전력을 당해 LED(141)에 공급했을 때에, 당해 LED(141)에 열 폭주가 생길 우려가 있는 것이 추측된다.
그래서, 보정부(203)는, 상기 접합 온도 Tjm가 상기 허용 접합 온도 Tmax를 초과하는 경우, 허용 전류 Imax를 보정한다. 예를 들면, 보정부(203)는, 보정 대상의 LED(141)에 대해, 상기 추정된 접합 온도 Tjm와 허용 접합 온도 Tmax의 차분에 근거하여, 허용 전류 Imax가 저하하도록 당해 허용 전류 Imax를 보정한다.
상술한 바와 같이, 허용 전류 Imax는, 구체적으로는 LED 유닛 U마다 보정된다. 그 때문에, 보정부(203)는, 구체적으로는, 허용 전류 Imax의 보정 대상의 LED 유닛 U에 대해, 당해 LED 유닛 U 상태에 따라, 허용 전류 Imax를 보정한다.
보다 구체적으로는, 보정부(203)는, LED 제어부(211)를 제어하고, 보정 대상의 LED 유닛 U에 상태 판정을 위해 허용 전류 Imax의 전력을 공급시킨 후에, 당해 LED 유닛 U에 추정용 전류 Ie의 직류 전력을 공급시킨다. 또, 보정부(203)는, 그 때에 보정 대상의 LED 유닛 U의 전압 측정 회로 M에서 측정된 대표 LED(141)의 전압에 근거하여, 당해 LED 유닛 U에 대해, 허용 전류 Imax를 공급했을 때의 LED(141)의 접합 온도 Tjm를 추정한다.
이 추정을 위해, 보정부(203)는, 우선 장치 시작 시 등에 미리, 기지의 접합 온도 Tj(예를 들면 실온)로, LED 제어부(211)를 제어하고, 2개의 크기의 전류 I1, I2의 직류 전력을 보정 대상의 LED 유닛 U에 공급시킨다. 그리고, 보정부(203)는, 보정 대상의 LED 유닛 U에 있어서의 전류 I1 시의 LED(141)의 전압 V1 및 전류 I2 시의 LED(141)의 전압 V2의 측정 결과에 근거하여, 식 (4)을 이용하여, 이상 인자 n를 산출한다.
또, 보정부(203)는, 보정시에는, LED 제어부(211)를 제어하고, 보정 대상의 LED 유닛 U에 상태 판정을 위해 허용 전류 Imax의 직류 전력을 공급시킨 후에, 당해 LED 유닛 U에, 추정용 전류 Ie로서 2개의 크기의 전류 I1, I2의 직류 전력을 공급시킨다. 그리고, 보정부(203)는, 보정 대상의 LED 유닛 U에 대해, 전류 I1 시의 대표 LED(141)의 전압 V1 및 전류 I2 시의 대표 LED(141)의 전압 V2의 측정 결과와, 미리 산출한 이상 인자 n에 근거하여, 식 (5)을 이용하여 이하를 산출한다. 즉, 보정부(203)는, 허용 전류 Imax의 직류 전력을 공급했을 때의, LED(141)의 접합 온도 Tjm를 산출, 즉 추정한다.
이 보정 대상의 LED 유닛 U에 대해 추정된, 허용 전류 Imax를 공급했을 때의 접합 온도 Tjm가, 허용 전류 Imax에 대응하는 허용 접합 온도 Tmax를 초과하는 경우, 보정부(203)는, 허용 전류 Imax를 보정한다. 예를 들면, 보정부(203)는, 보정 대상의 LED 유닛 U에 대해, 상기 추정된 접합 온도 Tjm와 허용 접합 온도 Tmax의 차분에 근거하여, 허용 전류 Imax가 저하하도록 당해 허용 전류 Imax를 보정한다.
계속해서, 허용 전류 Imax의 보정 방법의 일례에 대해 설명한다. 도 10은, 본 보정 방법의 일례를 나타내는 흐름도이다.
본 보정 방법은, 도 10에 나타내는 바와 같이, 허용 전류 Imax를 보정하는 공정(단계 S2)의 전에, 허용 전류 Imax(의 초기치)의 결정 등을 행하는 준비 공정(단계 S1)을 포함한다.
장치 시작 시 등에 행해지는 준비 공정에서는, 취득부(201)가, 각 LED 유닛 U의 전류-광 출력 특성을 취득한다(단계 S11).
구체적으로는, 취득부(201)가, LED 유닛 U마다 이하의 처리를 행한다. 즉, 취득부(201)가, LED 제어부(211)를 제어하고, 서로 전류가 다른 복수의 직류 전력 각각을 하나의 LED 유닛 U에 공급시키고, 당해 하나의 LED 유닛 U를 소정 시간 발광시켜, 탑 플레이트(120)를 온도가 안정될 때까지 가열한다. 또, 취득부(201)가, 상기 하나의 LED 유닛 U에 공급한 직류 전력의 전류(값)마다, 당해 하나의 LED 유닛 U에 대응하는 온도 센서(121)에 의한 탑 플레이트(120)의 온도의 측정 결과를 취득한다. 그리고, 취득부(201)가, 상기 하나의 LED 유닛 U에 대해, 직류 전력의 전류마다 취득한 탑 플레이트(120)의 온도의 측정 결과와, 기억부(도시하지 않음)에 기억된, 탑 플레이트(120)의 온도와 광 출력의 상관 관계의 정보로부터, 전류-광 출력 특성을 취득한다.
또한, 준비 공정에서는, 설정부(202)가, 각 LED 유닛 U에 대해 LED(141)의 허용 전류 Imax를 설정한다(단계 S12).
구체적으로는, 설정부(202)가, LED 유닛 U마다 이하의 처리를 행한다. 즉, 설정부(202)가, 하나의 LED 유닛 U에 대해, 단계 S1에서 취득된 전류-광 출력 특성에 있어서 전류에 대해서 광 출력이 선형으로 변화하는 전류대 B를 추출한다. 그리고, 설정부(202)가, 상기 하나의 LED 유닛 U에 대해, 전류대 B에 포함되는 최대 전류를, 허용 전류 Imax(의 초기치)로 결정한다.
또한, 준비 공정에서는, 허용 전류 Imax의 보정용으로, 보정부(203)가, 각 LED 유닛 U에 대해 이상 인자 n를 산출한다(단계 S13).
구체적으로는, 보정부(203)가, LED 유닛마다 이하의 처리를 행한다. 즉, 보정부(203)가, LED 제어부(211)를 제어하고, 하나의 LED 유닛 U의 대표 LED(141)의 접합 온도 Tj가 실온으로 안정되어 있는 상태에서, 2개의 크기의 전류 I1, I2의 직류 전력 각각을 당해 하나의 LED 유닛 U에 단시간 공급시킨다. 「단시간」이란, 직류 전력의 공급에 의해 대표 LED(141)의 접합 온도 Tj에 변화가 생기지 않는 시간(예를 들면 수백μ초)이다. 그리고, 보정부(203)가, 상기 하나의 LED 유닛 U에 대해, 전압 측정 회로 M에서 측정된, 전류 I1 시의 대표 LED(141)의 전압 V1 및 전류 I2 시의 대표 LED(141)의 전압 V2에 근거하여, 상술한 식 (4)을 이용하여, 이상 인자 n를 산출한다.
또, 준비 공정에서는, 허용 전류 Imax의 보정용으로, 보정부(203)가, 각 LED 유닛 U에 대해, LED(141)에 있어서의 접합 온도와 전류의 관계식을 취득한다(단계 S14).
구체적으로는, 보정부(203)가, LED 유닛마다 이하의 처리를 행한다. 즉, 보정부(203)가, LED 제어부(211)를 제어하고, 하나의 LED 유닛 U에 식 취득용 전류 Ig의 직류 전력을 소정 시간(예를 들면 몇 초) 공급시켜, 대표 LED(141)의 접합 온도 Tj를 안정시킨다. 이어서, 보정부(203)는, LED 제어부(211)를 제어하고, 상기 하나의 LED 유닛 U에 대해, 식 취득용 전류 Ig의 직류 전력의 공급을 정지시킨 후, 대표 LED(141)의 접합 온도 Tj가 저하하기 전에, 추정용 전류 Ie로서 전류 I1, I2의 직류 전력 각각을 단시간(예를 들면 수백μ초) 공급시킨다. 그리고, 보정부(203)는, 상기 하나의 LED 유닛 U에 대해, 전압 측정 회로 M에서 측정된, 전류 I1 시의 대표 LED(141)의 전압 V1 및 전류 I2 시의 대표 LED(141)의 전압 V2와, 단계 S3에서 산출한 이상 인자 n에 근거하여, 식 (5)을 이용하여, 식 취득용 전류 Ig를 공급했을 때의 대표 LED(141)의 접합 온도 Tj를 산출한다. 이상을, 예를 들면 단계 S2에서 결정한 허용 전류 Imax와 영의 사이에서 선택되는, 복수의 식 취득용 전류 Ig에 대해 반복함으로써, 보정부(203)는, 하나의 LED 유닛 U에 대해, 대표 LED(141)에 있어서의 접합 온도 Tj와 전류 I의 관계식을 취득한다. 상기 관계식은 예를 들면 이하의 식 (6)으로 나타내어진다.
I=aTj＋b … (6) a, b：정수
또한, 준비 공정에서는, 허용 전류 Imax의 보정용으로, 보정부(203)가, 각 LED 유닛 U에 대해, LED(141)의 허용 전류 Imax에 대응하는 허용 접합 온도 T max를 취득한다(단계 S15).
구체적으로는, 보정부(203)가, 예를 들면, 각 LED 유닛 U에 대해, 단계 S12에서 설정한 LED(141)의 허용 전류 Imax와, 단계 S14에서 취득한 대표 LED(141)에 있어서의 접합 온도와 전류의 관계식에 근거하여, 대표 LED(141)의 허용 접합 온도 Tmax를 산출하여 취득한다. 또, 실제로 허용 전류 Imax를 각 LED 유닛 U에 공급고, 그 때의 접합 온도 Tj의 추정 결과를 허용 접합 온도 Tmax라고 해도 좋다.
단계 S2의 보정 공정은, 예를 들면 휴지 중(구체적으로는 웨이퍼 W의 교체 중이나 유지 중)에 행해진다. 또, 단계 S2의 보정 공정은, 검사 대상의 전자 디바이스 D마다 행해져도 좋고, 하나의 전자 디바이스 D에 대한 전기 특성 검사 중에 행해져도 좋다.
보정 공정에서는, 보정부(203)가, 보정용으로 허용 전류 Imax의 직류 전력을 공급시키고, 그 때의, 보정 대상의 LED 유닛 U의 LED(141)의 접합 온도 Tjm를 추정한다(단계 S21).
구체적으로는, 보정부(203)가, LED 제어부(211)를 제어하고, 보정 대상의 LED 유닛 U에 허용 전류 Imax의 직류 전력을 소정 시간(예를 들면 몇 초) 공급시키고, 대표 LED(141)의 접합 온도 Tjm를 안정시킨다. 그 다음에, 보정부(203)는, LED 제어부(211)를 제어하고, 보정 대상의 LED 유닛 U에 대해, 허용 전류 Imax의 직류 전력의 공급을 정지시킨 후, 대표 LED(141)의 접합 온도 Tjm가 저하하기 전에, 추정용 전류 Ie로서 전류 I1, I2의 직류 전력 각각을 단시간(예를 들면 수백μ초) 공급시킨다. 그리고, 보정부(203)는, 보정 대상의 LED 유닛 U에 대해, 전압 측정 회로 M에서 측정된, 전류 I1 시의 대표 LED(141)의 전압 V1 및 전류 I2 시의 대표 LED(141)의 전압 V2와, 미리 산출한 이상 인자 n에 근거하여, 상술한 식 (5)를 이용하여, 허용 전류 Imax의 직류 전력의 공급 시의 대표 LED(141)의 접합 온도 Tjm를 산출, 즉 추정한다.
또, 보정 공정에서는, 보정부(203)가, 단계 S21에서 추정된 접합 온도 Tjm가, 단계 S15에서 취득된 허용 접합 온도 Tmax를 초과하는지 여부를 판정한다(단계 S22).
판정의 결과, 초과하지 않은 경우('아니오'인 경우)는, 허용 전류 Imax의 보정이 행해지지 않고 보정 공정은 종료한다. 초과하고 있는 경우('예'인 경우)는, 보정부(203)가, 보정 대상의 LED 유닛 U에 대해, 허용 전류 Imax를 보정한다(단계 S23). 구체적으로는, 보정부(203)가, 보정 후의 허용 전류 Imaxnew를 예를 들면 이하의 식 (7)에 근거하여 산출한다.
Imaxnew=a(Tmax－Tj)＋Imaxold … (7)
Imaxnew：보정 후의 허용 전류
Imaxold：보정용 허용 전류
a：식 (6)의 정수
이상과 같이, 본 실시형태에서는, LED(141)에 대한 허용 전류 Imax(의 초기치)는, 미리 취득된 당해 LED(141)의 전류-광 출력 특성에 있어서의, 전류에 대해서 광 출력이 선형으로 변화하는 전류대 B로부터 설정된다. 그 때문에, 본 실시형태에 의하면, LED(141)에 대한 허용 전류 Imax의 초기치를, 당해 LED(141)에 열 폭주가 생기지 않는 범위에서 최대한 크게 할 수 있다. 즉, LED(141)의 성능을 최대한으로 발휘할 수 있다.
또, 본 실시형태에서는, LED(141)에 보정용으로 허용 전류 Imax의 직류 전력을 공급한 후에 추정용 전류 Ie의 직류 전력을 공급했을 때의, LED(141)의 전압의 측정 결과에 근거하여, 허용 전류 Imax를 공급했을 때의 LED(141)의 접합 온도 Tjm이 추정된다. 그리고, 추정된 상기 접합 온도 Tjm가, 허용 전류 Imax에 대응하는 허용 접합 온도 Tmax를 초과하는 경우에는, 즉, 보정 대상의 LED(141)의 상태가 변화하고 열화 등이 생길 있을 우려가 있는 경우에는, 허용 전류 Imax가 보정된다. 그 때문에, 본 실시형태에 의하면, LED(141)에 열화 등이 생겼을 때에 당해 LED(141)에 열 폭주가 생기는 것을 억제할 수 있다.
따라서, 본 실시형태에 의하면, LED(141)의 이용 효율을 장기간에 걸쳐서 향상시킬 수 있다.
이상의 예에서는, 취득부(201)가, 프로버(1) 내에서 실제로 LED(141)에 직류 전력을 공급하고 당해 LED(141)를 발광시켜, 당해 LED(141)의 전류-광 출력 특성을 취득하고 있었다. 이것을 대신하여, 프로버(1)에 LED(141)를 편입하기 전에, 프로버(1)의 외부에서 당해 LED(141)에 직류 전력을 공급하고, 당해 LED(141)의 전류-광 출력 특성을 취득하도록 해도 좋다.
또, 이상의 예에서는, 설정부(202)가, LED(141)의 전류-광 출력 특성에 근거하여, 허용 전류 Imax를 설정하고 있었다. 이것을 대신하여, LED(141)의 전류-광 출력 특성을 사용자 인터페이스부(18)의 표시부에 표시시키고, 표시 내용을 본 프로버(1)의 사용자로부터의 입력에 근거하여, 허용 전류 Imax를 설정해도 좋다.
이상의 예에서는, 각 LED 유닛 U에 있어서, 대표 LED(141)의 수, 즉 전압 측정 회로 M이 마련되어 있는 LED(141)의 수는 1개였지만 복수여도 좋다. 대표 LED(141)가 복수인 경우, 보정부(203)는, 예를 들면, 보정 대상의 LED 유닛 U에 대해, 전압 측정 회로 M에 의한 대표 LED(141) 각각의 전압의 측정 결과의 평균치에 근거하여, 허용 전류 Imax를 공급했을 때의 LED(141)의 접합 온도 Tjm를 추정한다. 이것에 의해, 상기 접합 온도 Tjm의 추정 등에 즈음하여, 개개의 LED(141)의 격차를 흡수할 수 있다.
또, 이상의 예에서는, 전압 측정 회로 M는, 단일의 LED(141)의 애노드·캐소드 간 전압을 측정하고 있었다. 전압 측정 회로 M는, 이것에 한정되지 않고, 복수의 LED(141)가 직렬로 접속되는 LED 세트의 애노드·캐소드 간 전압을 접속하는 것이어도 좋다. 이 경우, 예를 들면, 전압 측정 회로 M에 의해 측정된 전압을 상기 LED 세트를 구성하는 LED(141)의 수로 나눈 값에 근거하여, 보정부(203)가, 허용 전류 Imax를 공급했을 때의 LED(141)의 접합 온도 Tjm를 추정한다. 이 경우도, 상기 접합 온도 Tjm의 추정 등에 즈음하여, 개개의 LED(141)의 격차를 흡수할 수 있다.
또, 이상의 예에서는, 각 LED 유닛 U가 갖는 LED(141)는, 복수였지만, 1개라도 좋다.
또 본 개시에 따른 가열 장치는, LED(141)로부터의 광으로 가열 대상의 온도 조정을 행하는 시스템이면, 프로버 이외에도 적용할 수 있다.
금회 개시된 실시형태는 모든 점에서 예시로서 제한적인 것은 아니라고 생각되어야 하는 것이다. 상기의 실시형태는, 첨부의 청구의 범위 및 그 주지를 일탈하는 일 없이, 여러가지 형태로 생략, 치환, 변경되어도 좋다.
140 : 광 조사 기구
141 : LED
203 : 보정부
211 : LED 제어부
B : 전류대
D : 전자 디바이스
M : 전압 측정 회로
W : 웨이퍼

Claims (6)

  1. LED를 갖고, 상기 LED로부터의 광으로 가열 대상체를 가열하는 가열 기구와,
    상기 LED에 공급되는 전력을 제어하는 것이며, 가열 대상체의 온도 조정 시는, 상기 LED에 공급되는 전력을, 그 전류가 허용 전류 Imax를 초과하지 않는 범위에서 제어하는 LED 제어부와,
    상기 허용 전류 Imax를 보정하는 보정부와,
    상기 LED의 전압을 측정하는 전압 측정부를 구비하고,
    상기 허용 전류 Imax는, 미리 취득된 상기 LED의 전류-광 출력 특성에 있어서의, 전류에 대해서 광 출력이 선형으로 변화하는 전류대에서 설정되고,
    상기 보정부는,
    상기 LED에 보정용으로 상기 허용 전류 Imax를 공급한 후에 추정용 전류 Ie를 공급했을 때의, 상기 전압 측정부에 의한 측정 결과에 근거하여, 상기 허용 전류 Imax를 공급했을 때의 상기 LED의 접합 온도 Tjm를 추정하고,
    추정된 상기 허용 전류 Imax를 공급했을 때의 상기 LED의 접합 온도 Tjm가, 상기 허용 전류 Imax에 대응하는 허용 접합 온도 Tmax를 초과하는 경우, 상기 허용 전류 Imax를 보정하는
    가열 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 LED에 전력을 공급하여 실제로 당해 LED를 발광시키고, 상기 LED의 전류-광 출력 특성을 취득하는 취득부와,
    취득된 상기 LED의 전류-광 출력 특성에 근거하여 상기 허용 전류 Imax를 설정하는 설정부를 더 구비하는
    가열 장치.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 보정부는, 상기 추정된 상기 허용 전류 Imax를 공급했을 때의 상기 LED의 접합 온도 Tjm와 상기 허용 접합 온도 Tmax의 차분에 근거하여, 상기 허용 전류 Imax를 보정하는
    가열 장치.
  4. 가열 대상체를 광으로 가열하기 위한 LED의 제어 방법으로서,
    상기 LED에 공급되는 전력을, 그 전류가 허용 전류 Imax를 초과하지 않는 범위에서 제어하는 공정과,
    상기 허용 전류 Imax를 보정하는 공정을 포함하고,
    상기 허용 전류 Imax는, 미리 취득된 상기 LED의 전류-광 출력 특성에 있어서의, 전류에 대해서 광 출력이 선형으로 변화하는 전류대에서 설정되고,
    상기 보정하는 공정은,
    상기 LED에 보정용으로 상기 허용 전류 Imax를 공급한 후에 추정용 전류 Ie를 공급했을 때의, 상기 LED의 전압의 측정 결과에 근거하여, 상기 허용 전류 Imax를 공급했을 때의 상기 LED의 접합 온도 Tjm를 추정하고,
    추정된 상기 허용 전류 Imax를 공급했을 때의 상기 LED의 접합 온도 Tjm가, 상기 허용 전류 Imax에 대응하는 허용 접합 온도 Tmax를 초과하는 경우, 상기 허용 전류 Imax를 보정하는
    제어 방법.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 LED에 전력을 공급하여 실제로 당해 LED를 발광시키고, 상기 LED의 전류-광 출력 특성을 취득하는 공정과,
    취득된 상기 LED의 전류-광 출력 특성에 근거하여 상기 허용 전류 Imax를 설정하는 공정을 더 포함하는
    제어 방법.
  6. 제 4 항 또는 제 5 항에 있어서,
    상기 보정하는 공정은, 상기 추정된 상기 허용 전류 Imax를 공급했을 때의 상기 LED의 접합 온도 Tjm와 상기 허용 접합 온도 Tmax의 차분에 근거하여, 상기 허용 전류 Imax를 보정하는
    제어 방법.
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