(57)【要約】【課題】被検査基板に形成されたデバイスの検査中に被検査基板から生じる熱を除去する技術を提供する。【解決手段】一つの例示的実施形態に係る基板保持台は、被検査基板に形成されたデバイスの検査に用いられる検査装置に設けられ被検査基板の保持に用いられる。基板保持台は、ステージと支持体とを備える。ステージは支持体によって支持され主面と主面の反対側にある裏面とを備える。主面にはデバイスの検査中おいて被検査基板が当接する。支持体は熱交換室を備える。熱交換室には裏面が露出され冷媒が充填される。裏面はデバイスの検査中において液体状の冷媒によって継続的に覆われる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
被検査基板に形成されたデバイスの検査に用いられる検査装置に設けられ該被検査基板の保持に用いられる基板保持台であって、
ステージと、
支持体と、
を備え、
前記ステージは、前記支持体によって支持され、主面と該主面の反対側にある裏面とを備え、
前記主面には、前記デバイスの検査中おいて前記被検査基板が当接し、
前記支持体は、熱交換室を備え、
前記熱交換室には、前記裏面が露出され、冷媒が充填され、
前記裏面は、前記デバイスの検査中において液体状の前記冷媒によって継続的に覆われ、
前記被検査基板からの発熱は、前記冷媒の潜熱により吸熱される、
基板保持台。
【請求項２】
前記支持体は、鉛直上方に向けて前記ステージ上に設けられ、
前記ステージは、前記デバイスの検査中において前記被検査基板が当該ステージに当接している場合に、鉛直上方に向けて該被検査基板上に配置される、
請求項１に記載の基板保持台。
【請求項３】
前記熱交換室に露出している前記裏面は、多孔質の部材を含む多孔質構造、複数のフィンを含むフィン構造、複数の凹部及び複数の凸部を含む凹凸構造、の何れかの構造を有する、
請求項１又は２に記載の基板保持台。
【請求項４】
加熱器を更に備え、
前記加熱器は、前記ステージの内部に設けられ、前記主面に沿って延びている、
請求項１〜３の何れか一項に記載の基板保持台。
【請求項５】
請求項１〜４の何れか一項に記載の基板保持台と、
前記基板保持台に保持される前記被検査基板に形成されたデバイスの検査に用いられるプローブカードと、
を備える、
検査装置。
【請求項６】
前記熱交換室を介した前記冷媒の循環に用いられる循環装置を更に備え、
前記循環装置は、チラー装置と、第１の冷媒流路及び第２の冷媒流路とを備え、
前記第１の冷媒流路は、前記チラー装置の出力端と前記熱交換室とを接続し、
前記第２の冷媒流路は、前記チラー装置の入力端と前記熱交換室とを接続する、
請求項５に記載の検査装置。
【請求項７】
前記循環装置は、凝縮器を更に備え、
前記凝縮器は、前記第２の冷媒流路に設けられる、
請求項６に記載の検査装置。
【請求項８】
冷却装置を更に備え、
前記支持体は、前記ステージと前記冷却装置との間に配置される、
請求項５に記載の検査装置。
【請求項９】
被検査基板に形成されたデバイスを検査する検査方法であって、
前記デバイスの検査に用いるステージ及び熱交換室を、鉛直上方に向けて、該ステージ、該熱交換室の順に配置し、
前記被検査基板を、前記ステージに保持し、
前記デバイスの検査を行い、
前記熱交換室には、液体状の冷媒が充填され、
前記ステージは、前記被検査基板が当接する主面と、該主面の反対側にあり前記熱交換室に露出する裏面とを有し、
前記裏面は、前記デバイスの検査中に、前記冷媒によって継続的に覆われ、
前記被検査基板からの発熱は、前記冷媒の潜熱により吸熱される、
検査方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示の例示的実施形態は、基板保持台、検査装置、及び、検査方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
基板上に形成された複数の半導体デバイスの検査中に基板を所望の温度に調整する技術が例えば特許文献１に開示されている。特許文献１に開示されている基板検査装置は、プローバを備える。プローバは、ステージ、テストヘッド、温度調整システム、調温流路を有する。ステージは、半導体デバイスが形成されたウエハを載置する。テストヘッドは、ステージに載置されたウエハの半導体デバイスの電気的特性を検査する。調温流路は、ステージを通過する。温度調整システムは、ステージの温度を調整する。温度調整システムは、高温チラー、低温チラー、及び混合バルブユニットを有する。高温チラーは、高温媒体を調温流路へ供給する。低温チラーは、低温媒体を調温流路へ供給する。混合バルブユニットは、調温流路へ供給される高温媒体及び低温媒体を混合する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１４−２０９５３６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本開示は、被検査基板に形成されたデバイスの検査中に被検査基板から生じる熱を除去する技術を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
一つの例示的実施形態において、基板保持台が提供される。基板保持台は、被検査基板に形成されたデバイスの検査に用いられる検査装置に設けられ被検査基板の保持に用いられる。基板保持台は、ステージと、支持体と、を備える。ステージは、支持体によって支持され、主面及び裏面を備える。主面には、デバイスの検査中おいて被検査基板が当接する。裏面は、主面の反対側にある。支持体は、熱交換室を備える。熱交換室には、裏面が露出され、冷媒が充填されている。裏面は、デバイスの検査中において液体状の冷媒によって継続的に覆われる。被検査基板からの発熱は、冷媒の潜熱により吸熱される。
【発明の効果】
【０００６】
本開示によれば、被検査基板に形成されたデバイスの検査中に被検査基板から生じる熱を除去する技術を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】図１は、一つの例示的実施形態に係る検査装置１を備える検査システム１００の構成の一例を模式的に示す図である。
【図２】図２は、図１に示す検査装置１の動作状態を例示する図である。
【図３】図３は、一つの例示的実施形態に係る方法ＭＴを示すフローチャートである。
【図４】図４は、図１に示す検査装置１の他の構成の一例を模式的に示す図である。
【図５】図５は、図１に示す検査装置１の他の構成の一例を模式的に示す図である。
【図６】図６は、加熱器ＨＴを備える場合の基板保持台２の構成の一例を模式的に示す図である。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
以下、種々の例示的実施形態について説明する。
一つの例示的実施形態において、基板保持台が提供される。基板保持台は、被検査基板に形成されたデバイスの検査に用いられる検査装置に設けられ被検査基板の保持に用いられる。基板保持台は、ステージと、支持体と、を備える。ステージは、支持体によって支持され、主面と主面の反対側にある裏面とを備える。主面には、デバイスの検査中おいて被検査基板が当接する。支持体は、熱交換室を備える。熱交換室には、裏面が露出され、冷媒が充填されている。裏面は、デバイスの検査中において液体状の冷媒によって継続的に覆われる。被検査基板からの発熱は、冷媒の潜熱により吸熱される。従って、デバイスの検査中に被検査基板に生じる熱は、主に冷媒の潜熱を用いて、冷媒に吸収され得る。
【０００９】
一つの例示的実施形態に係る基板保持台において、支持体は、鉛直上方に向けてステージ上に設けられる。ステージは、デバイスの検査中において被検査基板が当該ステージに当接している場合に、鉛直上方に向けて被検査基板上に配置される。従って、熱交換室の冷媒内において、被検査基板からの熱によって裏面の側に発生した複数の気泡は、鉛直上方に移動し得る。
【００１０】
一つの例示的実施形態に係る基板保持台において、熱交換室に露出している裏面は、多孔質の部材を含む多孔質構造、複数のフィンを含むフィン構造、複数の凹部及び複数の凸部を含む凹凸構造、の何れかの構造を有する。裏面が有する上記何れかの構造によって、冷媒は効率的に気化し、冷媒内に発生する気泡は、より細かなものとなり得る。
【００１１】
一つの例示的実施形態に係る基板保持台は、加熱器を更に備える。加熱器は、ステージの内部に設けられ、主面に沿って延びている。従って、デバイスの検査中に被検査基板が冷媒によって冷却され予め設定された基準温度を下回る場合でも、加熱器によって被検査基板の温度を基準温度まで昇温され得る。
【００１２】
一つの例示的実施形態において、検査装置が提供される。検査装置は、上記した何れかの基板保持台と、当該基板保持台に保持される被検査基板に形成されたデバイスの検査に用いられるプローブカードと、を備える。従って、検査装置は、デバイスの検査中に被検査基板に生じる熱を、主に冷媒の潜熱を用いて、冷媒に吸収させることができる。
【００１３】
一つの例示的実施形態に係る検査装置は、熱交換室を介した冷媒の循環に用いられる循環装置を更に備える。循環装置は、チラー装置と、第１の冷媒流路及び第２の冷媒流路とを備える。第１の冷媒流路は、チラー装置の出力端と熱交換室とを接続する。第２の冷媒流路は、チラー装置の入力端と熱交換室とを接続する。従って、検査装置が循環装置を備えることによって、熱交換室内の冷媒が、デバイスの検査中に継続的に循環するので、熱交換室には液体状の冷媒が継続的に供給され得る。
【００１４】
一つの例示的実施形態に係る検査装置において、循環装置は、凝縮器を更に備える。凝縮器は、第２の冷媒流路に設けられる。従って、凝縮器は、熱交換室から第２の冷媒流路を介して戻される冷媒に気泡が含まれる場合であっても、気泡を含まない液体状の冷媒をチラー装置に戻し得る。
【００１５】
一つの例示的実施形態に係る検査装置は、冷却装置を更に備える。支持体は、ステージと冷却装置との間に配置される。従って、検査装置が冷却装置を備えることによって、熱交換室の裏面は、液体状の冷媒によって継続的に覆われ得る。
【００１６】
一つの例示的実施形態において、被検査基板に形成されたデバイスを検査する検査方法が提供される。この検査方法は、デバイスの検査に用いるステージ及び熱交換室を、鉛直上方に向けて、ステージ、熱交換室の順に配置し、被検査基板を、ステージに保持し、デバイスの検査を行う。熱交換室には、液体状の冷媒が充填されている。ステージは、被検査基板が当接する主面と、主面の反対側にあり熱交換室に露出する裏面とを有する。裏面は、デバイスの検査中に、冷媒によって継続的に覆われる。被検査基板からの発熱は、冷媒の潜熱により吸熱される。従って、デバイスの検査中に被検査基板に発生する熱は、主に冷媒の潜熱を用いて、冷媒に吸収され得る。
【００１７】
以下、図面を参照して種々の例示的実施形態について詳細に説明する。なお、各図面において同一又は相当の部分に対しては同一の符号を附すこととする。
【００１８】
図１には、一つの例示的実施形態に係る検査システム１００の構成が示されている。検査システム１００は、検査装置１、制御装置Ｃｎｔを備える。検査装置１は、ウエハＷ（被検査基板の一例）の表面に形成された複数のデバイスＤＶの検査に用いられる。検査装置１は、基板保持台２、プローブカード３を備える。
【００１９】
基板保持台２は、ウエハＷの保持に用いられ、検査装置１に設けられる。基板保持台２は、ステージ２Ａ、支持体２Ｂを備える。
【００２０】
ステージ２Ａは、支持体２Ｂによって支持され、主面２Ａ１及び裏面２Ａ２を備える。主面２Ａ１には、デバイスＤＶの検査中おいてウエハＷが当接する。裏面２Ａ２は、主面２Ａ１の反対側にある。
【００２１】
支持体２Ｂは、熱交換室２Ｃを備える。支持体２Ｂは、鉛直上方ＤＲに向けてステージ２Ａ上に設けられる。ステージ２Ａは、デバイスＤＶの検査中においてウエハＷがステージ２Ａに当接している場合に、鉛直上方ＤＲに向けてウエハＷ上に配置される。
【００２２】
熱交換室２Ｃには、裏面２Ａ２が露出され、冷媒ＦＬが充填される。検査装置１は、デバイスＤＶの検査中にウエハＷに生じる熱を、主に冷媒ＦＬの潜熱を用いて、冷媒ＦＬに吸収させることができる。検査装置１において用いられる上記潜熱は、冷媒ＦＬが液体から気体に変化（相転移）する場合に必要な熱である。
【００２３】
図２に示すように、デバイスＤＶの検査中にウエハＷに生じた熱は、鉛直上方ＤＲに向いている方向ＭＤ１にウエハＷから移動し、ステージ２Ａを介して液体状の冷媒ＦＬに至る。冷媒ＦＬに至った熱によって、液体状の冷媒ＦＬ内における裏面２Ａ２の側において、複数の気泡ＡＢが発生し得る。気泡ＡＢは、冷媒ＦＬの気化によって生じる。
【００２４】
このように、ウエハＷに発生した熱は、潜熱として液体状の冷媒ＦＬ内に複数の気泡ＡＢを発生させ得る。ウエハＷに生じた熱は、潜熱として冷媒ＦＬ内に複数の気泡ＡＢを発生させることによって、冷媒ＦＬの温度上昇を抑制しつつ、冷媒ＦＬに吸収され得る。
【００２５】
デバイスＤＶの検査中には、鉛直上方ＤＲに向けて、ウエハＷ、ステージ２Ａ、熱交換室２Ｃが配置される。熱交換室２Ｃの冷媒ＦＬ内において、ウエハＷからの熱によって裏面２Ａ２の側に発生した複数の気泡ＡＢは、鉛直上方ＤＲに向いている方向ＭＤ２に移動し得る。このため、裏面２Ａ２は、デバイスＤＶの検査中において液体状の冷媒ＦＬによって継続的に覆われ得る。
【００２６】
従って、デバイスＤＶの検査中にウエハＷに発生した熱は、デバイスＤＶの検査中に継続的に、潜熱として液体状の冷媒ＦＬ内に複数の気泡ＡＢを発生させ得る。ウエハＷに生じた熱は、デバイスＤＶの検査中において、潜熱として冷媒ＦＬ内に複数の気泡ＡＢを継続的に発生させることによって、冷媒ＦＬの温度上昇を抑制しつつ、冷媒ＦＬに継続的に吸収され得る。これにより、近年のデバイスＤＶの検査中における発熱の増加傾向にも対応したウエハＷの温度制御が可能となる。
【００２７】
熱交換室２Ｃ内において、熱交換室２Ｃに露出しているステージ２Ａの裏面２Ａ２は、多孔質の部材を含む多孔質構造、複数のフィンを含むフィン構造、複数の凹部及び複数の凸部を含む凹凸構造、の何れかの構造を有する。裏面２Ａ２が有する上記何れかの構造によって、冷媒ＦＬは効率的に気化する。また、冷媒ＦＬ内に発生する気泡ＡＢは、より細かなものとなり得る。
【００２８】
冷媒ＦＬは、例えば水であり得るが、デバイスＤＶの検査中に生じる熱、及び、デバイスＤＶの検査中における予め設定されたウエハＷの温度、等によって、水以外の他の液体に代えられ得る。
【００２９】
図１に戻って説明する。プローブカード３は、複数のプローブ３Ａを備える。複数のプローブ３Ａは、デバイスＤＶの検査中に、基板保持台２に保持されたウエハＷに形成された複数のデバイスＤＶの各々の電極パッドと接触し得るように設けられている。
【００３０】
制御装置Ｃｎｔは、CPU、ROM、RAM等を備えたコンピュータ等である。制御装置Ｃｎｔは、RAM等のメモリに格納されたコンピュータプログラムをCPUに実行させることによって、検査システム１００を統括的に制御する。制御装置Ｃｎｔは、例えば、プローブカード３を用いて、ウエハＷに形成されたデバイスの検査を行う。
【００３１】
図３を参照して、一つの例示的実施形態に係る方法ＭＴを説明する。図３に示す方法ＭＴのフローチャートは、デバイスＤＶを検査する検査方法の一例である。
【００３２】
まず、工程ＳＴ１において、デバイスＤＶの検査に用いるステージ２Ａ及び熱交換室２Ｃを、鉛直上方ＤＲに向けて、ステージ２Ａ、熱交換室２Ｃの順に配置する（工程ＳＴ１）。熱交換室２Ｃには、液体状の冷媒ＦＬが充填されている。
【００３３】
工程ＳＴ２に引き続く工程ＳＴ２において、ウエハＷを、ステージ２Ａに保持する（工程ＳＴ２）。ウエハＷは、ステージ２Ａの主面２Ａ１に当接している。主面２Ａ１の反対側にある裏面２Ａ２は、熱交換室２Ｃに露出され、熱交換室２Ｃ内の冷媒ＦＬによって覆われている。
【００３４】
工程ＳＴ２に引き続く工程ＳＴ３において、デバイスＤＶの検査を行う（工程ＳＴ３）。
裏面２Ａ２は、デバイスＤＶの検査中に、冷媒ＦＬによって継続的に覆われる。
【００３５】
方法ＭＴによって、デバイスＤＶの検査中にウエハＷに生じる熱を、主に冷媒ＦＬの潜熱を用いて、冷媒ＦＬに吸収させることができる。より具体的に、デバイスＤＶの検査中にウエハＷに発生した熱は、デバイスＤＶの検査中に継続的に、潜熱として液体状の冷媒ＦＬ内に複数の気泡ＡＢを発生させ得る。ウエハＷに生じた熱は、デバイスＤＶの検査中において、潜熱として冷媒ＦＬ内に複数の気泡ＡＢを継続的に発生させることによって、冷媒ＦＬの温度上昇を抑制しつつ、冷媒ＦＬに継続的に吸収され得る。また、発生した気泡ＡＢは気体であるため、裏面２Ａ２に残留することなく上方に移動する。よって、ウエハＷに生じた熱は、冷媒ＦＬに継続的に吸収される。
【００３６】
図１に示す検査装置１は、図４に示す構成であり得る。図４に示す検査装置１は、図１に示す構成に加えて、循環装置４、第１の冷媒流路４Ｂ１、第２の冷媒流路４Ｂ２を更に備える。
【００３７】
循環装置４は、熱交換室２Ｃを介した冷媒ＦＬの循環に用いられる。循環装置４は、チラー装置４Ａ、第１の冷媒流路４Ｂ１、第２の冷媒流路４Ｂ２を備える。
【００３８】
第１の冷媒流路４Ｂ１は、チラー装置４Ａの出力端４Ａ１と熱交換室２Ｃとを接続する。第２の冷媒流路４Ｂ２は、チラー装置４Ａの入力端４Ａ２と熱交換室２Ｃとを接続する。
【００３９】
液体状の冷媒ＦＬは、チラー装置４Ａの出力端４Ａ１から送り出され、第１の冷媒流路４Ｂ１を介して熱交換室２Ｃに供給される。熱交換室２Ｃ内の冷媒ＦＬは、第２の冷媒流路４Ｂ２を介して、入力端４Ａ２からチラー装置４Ａに戻される。チラー装置４Ａは、熱交換室２Ｃから戻された冷媒ＦＬを冷却する。
【００４０】
検査装置１が循環装置４を備えることによって、熱交換室２Ｃ内の冷媒ＦＬが、デバイスＤＶの検査中に継続的に循環するので、熱交換室２Ｃには液体状の冷媒ＦＬが継続的に供給され得る。
【００４１】
従って、デバイスＤＶの検査が比較的に長時間に亘って行われる場合、ウエハＷから発生する単位時間あたりに発生する熱が比較的に多い場合、等、冷媒ＦＬに吸収させ得る熱の総量が比較的に多くなる場合があり得る。このような場合においても、循環装置４は、デバイスＤＶの検査中において、ウエハＷから発生する熱を、継続的に潜熱として冷媒ＦＬに吸収させることができる。
【００４２】
図４に示す循環装置４は、凝縮器４Ｃを更に備えてもよい。凝縮器４Ｃは、第２の冷媒流路４Ｂ２に設けられる。凝縮器４Ｃは、熱交換室２Ｃから第２の冷媒流路４Ｂ２を介して戻される冷媒ＦＬに気泡が含まれる場合であっても、気泡を含まない液体状の冷媒ＦＬをチラー装置４Ａに戻し得る。
【００４３】
図１に示す検査装置１は、図５に示す構成であり得る。図５に示す検査装置１は、図１に示す構成に加えて、冷却装置５を更に備える。図５に示す検査装置１の場合、支持体２Ｂは、ステージ２Ａと冷却装置５との間に配置される。
【００４４】
冷却装置５は、ヒートシンク等であり、熱交換室２Ｃ内の冷媒ＦＬに加えられる過剰な熱（冷媒ＦＬを全て気化させ得るような熱）を吸収するために用いられる。冷却装置５によって、気化した冷媒ＦＬを効率的に液体状に戻すことができるので、デバイスＤＶの検査中において、熱交換室２Ｃ内の冷媒ＦＬが全て気化されることなく、液体状の冷媒ＦＬが裏面２Ａ２を継続的に覆い得る。
【００４５】
検査装置１が冷却装置５を備えることによって、熱交換室２Ｃの裏面２Ａ２は、液体状の冷媒ＦＬによって継続的に覆われ得る。従って、デバイスＤＶの検査が比較的に長時間に亘って行われる場合、ウエハＷから発生する単位時間あたりに発生する熱が比較的に多い場合、等、冷媒ＦＬに吸収させ得る熱の総量が比較的に多くなる場合があり得る。このような場合においても、冷却装置５は、デバイスＤＶの検査中において、ウエハＷから発生する熱を、継続的に潜熱として冷媒ＦＬに吸収させることができる。
【００４６】
以上、種々の例示的実施形態について説明してきたが、上述した例示的実施形態に限定されることなく、様々な省略、置換、及び変更がなされてもよい。また、異なる例示的実施形態における要素を組み合わせて他の例示的実施形態を形成することが可能である。
【００４７】
例えば、基板保持台２は、図６に示す構成を有し得る。図６に示す基板保持台２のステージ２Ａは、加熱器ＨＴを備える。検査装置１は、加熱用電源ＨＰを備える。加熱器ＨＴは、加熱用電源ＨＰに接続され、加熱用電源ＨＰから供給される電力によって発熱される。加熱用電源ＨＰは、制御装置Ｃｎｔによって制御される。加熱器ＨＴは、ステージ２Ａの内部に設けられ、主面２Ａ１に沿って延びている。
【００４８】
デバイスＤＶの検査時にデバイスＤＶを有するウエハＷが主面２Ａ１に当接している場合に、加熱器ＨＴは、主面２Ａ１の上から見て、ウエハＷに重なるような形状及び位置に配置される。この場合、デバイスＤＶの検査中にウエハＷが冷媒ＦＬによって冷却されることによって予め設定された基準温度を下回る場合でも、加熱器ＨＴによってウエハＷの温度を、当該基準温度まで昇温させ得る。このように、冷媒ＦＬと共に加熱器ＨＴを用いることによって、デバイスＤＶの検査時においてウエハＷの温度の降温及び昇温が、自在に行え、幅広い範囲での温度調整が可能となる。
【００４９】
以上の説明から、本開示の種々の例示的実施形態は、説明の目的で本明細書で説明されており、本開示の範囲及び主旨から逸脱することなく種々の変更をなし得ることが、理解されるであろう。したがって、本明細書に開示した種々の例示的実施形態は限定することを意図しておらず、真の範囲と主旨は、添付の特許請求の範囲によって示される。
【符号の説明】
【００５０】
１…検査装置、１００…検査システム、２…基板保持台、２Ａ…ステージ、２Ａ１…主面、２Ａ２…裏面、２Ｂ…支持体、２Ｃ…熱交換室、３…プローブカード、３Ａ…プローブ、４…循環装置、４Ａ…チラー装置、４Ａ１…出力端、４Ａ２…入力端、４Ｂ１…第１の冷媒流路、４Ｂ２…第２の冷媒流路、４Ｃ…凝縮器、５…冷却装置、ＡＢ…気泡、Ｃｎｔ…制御装置、ＤＲ…鉛直上方、ＤＶ…デバイス、ＦＬ…冷媒、ＨＰ…加熱用電源、ＨＴ…加熱器、ＭＤ１…方向、ＭＤ２…方向、ＭＴ…方法、Ｗ…ウエハ。
【図１】
2020145260.tif 000003
【図２】
2020145260.tif 000004
【図３】
2020145260.tif 000005
【図４】
2020145260.tif 000006
【図５】
2020145260.tif 000007
【図６】
2020145260.tif 000008