(57)【要約】【課題】コスト高を抑制することができる電子デバイス検査装置を提供する。【解決手段】プローバ１０はキャリアＣやウエハＷを載置するステージ１１を備え、該ステージ１１は、キャリアＣが載置されるステージ蓋２７と、該ステージ蓋２７と当接する冷却ユニット２９と、ステージ蓋２７及び冷却ユニット２９を介してキャリアＣに対向するように配置されるＬＥＤ照射ユニット３０とを備え、ステージ蓋２７及び冷却ユニット２９は光透過部材からなり、冷却ユニット２９の冷媒流路２８を光が透過可能な冷媒が流れ、ＬＥＤ照射ユニット３０はキャリアＣを指向する多数のＬＥＤ３２を有し、キャリアＣは略円板状のガラス基板２４からなり、複数の電子デバイス２５が互いに所定の間隔をおいて表面に配置されている。【選択図】図４
2018151369.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被検査体が載置される冷却機構と、
該冷却機構を介して前記被検査体に対向するように配置される光照射機構とを備え、
前記冷却機構は光透過部材からなり、内部を光が透過可能な冷媒が流れ、
前記光照射機構は前記被検査体を指向する多数のＬＥＤを有することを特徴とする載置台。
【請求項２】
前記被検査体は複数の電子デバイスが配置されたガラス基板からなることを特徴とする請求項１記載の載置台。
【請求項３】
前記被検査体は複数の電子デバイスが形成された半導体ウエハからなることを特徴とする請求項１記載の載置台。
【請求項４】
前記光透過部材は、ポリカーボネイト、石英、ポリ塩化ビニル、アクリル樹脂又はガラスからなることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の載置台。
【請求項５】
各前記ＬＥＤは近赤外線光を照射することを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の載置台。
【請求項６】
被検査体に配置又は形成された電子デバイスを検査する電子デバイス検査装置であって、
前記被検査体を載置する載置台と、
前記載置された被検査体の前記電子デバイスへ電気的に接触する接触端子とを備え、
前記載置台は、
被検査体が載置される冷却機構と、
該冷却機構を介して前記被検査体に対向するように配置される光照射機構とを有し、
前記冷却機構は光透過部材からなり、内部を光が透過可能な冷媒が流れ、
前記光照射機構は前記被検査体を指向する多数のＬＥＤを有することを特徴とする電子デバイス検査装置。
【請求項７】
前記被検査体は複数の電子デバイスが配置されたガラス基板からなり、
前記電子デバイスの電位差生成回路の電位差を測定する測定部をさらに備えることを特徴とする請求項６記載の電子デバイス検査装置。
【請求項８】
前記被検査体は複数の電子デバイスが形成された半導体ウエハからなり、各前記電子デバイスの脇には電位差生成回路が形成され、
前記電位差生成回路の電位差を測定する測定部をさらに備えることを特徴とする請求項６記載の電子デバイス検査装置。
【請求項９】
前記電位差生成回路は、ダイオード、トランジスタ又は抵抗からなることを特徴とする請求項７又は８記載の電子デバイス検査装置。
【請求項１０】
前記電子デバイスの熱が伝達される伝熱部材の温度を測定する温度センサをさらに備え、
前記温度センサによって測定された温度に基づいて前記電子デバイスの温度を推定することを特徴とする請求項６記載の電子デバイス検査装置。
【請求項１１】
前記光照射機構から照射される光の熱量を入力とし、前記温度センサよって測定された温度を出力とする動的システムの内部状態を推定するオブザーバが構築され、
前記オブザーバにより、前記電子デバイスの温度が前記動的システムの内部状態として推定されることを特徴とする請求項１０記載の電子デバイス検査装置。
【請求項１２】
前記被検査体は複数の電子デバイスが形成された半導体ウエハからなり、各前記電子デバイスの脇には発振回路が形成され、
前記発振回路が発振する周波数を測定する測定部をさらに備えることを特徴とする請求項６記載の電子デバイス検査装置。
【請求項１３】
前記発振回路は、リングオシレータからなることを特徴とする請求項１２記載の電子デバイス検査装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子デバイスが形成された基板又は配置されたキャリアを載置する載置台及び該載置台を備える電子デバイス検査装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
電子デバイスの製造工程において欠陥等を発見するために、基板としての半導体ウエハ（以下、単に「ウエハ」という。）に形成された電子デバイスや、ウエハから切り出され板状のキャリアに配置された電子デバイスを検査するための電子デバイス検査装置であるプローバが開発されている。
【０００３】
プローバは、多数のピン状のプローブを有するプローブカードと、ウエハやキャリアを載置するステージと、ＩＣテスターとを備え、プローブカードの各プローブを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させ、電子デバイスからの信号をＩＣテスターへ伝達させて電子デバイスの電気的特性を検査する（例えば、特許文献１参照。）。このプローバでは、電子デバイスの電気的特性を検査する際、当該電子デバイスの実装環境を再現するために、ステージ内の冷媒流路やヒータによってウエハの温度が制御される。
【０００４】
ところで、近年、電子デバイスは高速化や微細化が進み、集積度が高くなり、動作時の発熱量が非常に増大しているため、ウエハやキャリアにおいて一の電子デバイスの検査中に隣接する他の電子デバイスに熱負荷を与えて他の電子デバイスに不具合を生じさせるおそれがある。この場合、検査中の電子デバイスの温度を冷媒流路やヒータで制御し、他の電子デバイスへ熱負荷がかかるのを抑制するのが好ましい。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平７―２９７２４２号公報
【発明の概要】
【０００６】
しかしながら、冷媒流路やヒータの小型化は困難であり、ステージ内に冷媒流路やヒータは局所的に配置するのは困難である。すなわち、ステージ内の冷媒流路やヒータはウエハの温度を全体的に制御することができるものの、ウエハの温度を局所的、例えば、検査中の電子デバイスの近傍のみに限って制御することは不可能である。そこで、検査中の電子デバイスへ実装環境において印加されるべき比較的高い実装時電圧を印加することなく、隣接する他の電子デバイスへ熱負荷が与えられるのを避けているが、その結果、実装時電圧の印加時に発生する不具合を電子デバイスのパッケージング前に発見することができず、パッケージの歩留まりを低下させ、コスト高を招くという問題が生じている。
【０００７】
本発明の目的は、コスト高を抑制することができる載置台及び電子デバイス検査装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成するために、本発明の載置台は、被検査体が載置される冷却機構と、該冷却機構を介して前記被検査体に対向するように配置される光照射機構とを備え、前記冷却機構は光透過部材からなり、内部を光が透過可能な冷媒が流れ、前記光照射機構は前記被検査体を指向する多数のＬＥＤを有することを特徴とする。
【０００９】
上記目的を達成するために、本発明の電子デバイス検査装置は、被検査体に配置又は形成された電子デバイスを検査する電子デバイス検査装置であって、前記被検査体を載置する載置台と、前記載置された被検査体の前記電子デバイスへ電気的に接触する接触端子とを備え、前記載置台は、被検査体が載置される冷却機構と、該冷却機構を介して前記被検査体に対向するように配置される光照射機構とを有し、前記冷却機構は光透過部材からなり、内部を光が透過可能な冷媒が流れ、前記光照射機構は前記被検査体を指向する多数のＬＥＤを有することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、多数のＬＥＤを有する光照射機構が内部を冷媒が流れる冷却機構を介して被検査体に対向するように配置されるが、冷却機構は光透過部材からなり、冷媒も光が透過可能であるため、ＬＥＤからの光が冷却機構や冷媒を透過して被検査体へ到達することができる。さらに、光照射機構は各ＬＥＤによって局所的に被検査体へ光を照射することができる。これにより、冷却機構によって被検査体を全体的に冷却しつつ、被検査体へ局所的に光を照射することができ、もって、被検査体における所望の電子デバイスのみを加熱することができる。すなわち、被検査体において、所望の電子デバイスのみの温度を制御しつつ他の電子デバイスを冷却することができ、所望の電子デバイスからの熱負荷が他の電子デバイスへ与えられるのを抑制することができる。その結果、所望の電子デバイスへ実装環境において印加されるべき比較的高い実装時電圧を印加させることができ、もって、実装時電圧の印加時に発生する不具合をパッケージング前に発見することができ、パッケージの歩留まりの低下を抑制してコスト高を招くのを防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係る電子デバイス検査装置としてのプローバの構成を概略的に説明するための斜視図である。
【図２】本実施の形態に係る電子デバイス検査装置としてのプローバの構成を概略的に説明するための正面図である。
【図３】図１のプローバにおいて電子デバイスの検査の際に用いられるキャリアの構成を概略的に示す図であり、図３（Ａ）は平面図であり、図３（Ｂ）は側面図である。
【図４】図１におけるステージの上部構成を概略的に示す断面図である。
【図５】図４におけるＬＥＤ照射ユニットの構成を概略的に示す平面図である。
【図６】本実施の形態における各電子デバイスの温度測定用の回路の構成を概略的に示す図である。
【図７】本発明の第２の実施の形態において電子デバイスの検査の際に用いられるウエハの構成を概略的に示す図であり、図７（Ａ）は平面図であり、図７（Ｂ）は側面図である。
【図８】本実施の形態におけるステージへのウエハＷの載置の様子を説明するための断面図である。
【図９】本実施の形態における各電子デバイスの温度測定用の回路の構成を概略的に示す図である。
【図１０】本発明の第３の実施の形態における各電子デバイスの温度測定用の回路の構成を概略的に示す図である。
【図１１】ポゴピンの温度に基づいて電子デバイスの温度を測定するためのオブザーバの構成を示す図である。
【図１２】本発明の第２の実施の形態において各電子デバイスに対応して形成される発振回路を説明するための拡大平面図である。
【図１３】本発明の第２の実施の形態における各電子デバイスの温度測定用の回路の変形例の構成を概略的に示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明する。
【００１３】
まず、本発明の第１の実施の形態について説明する。
【００１４】
図１は、本発明の第１の実施の形態に係る電子デバイス検査装置としてのプローバの構成を概略的に説明するための斜視図であり、図２は、同正面図である。図２は部分的に断面図として描かれて内蔵される構成要素が概略的に示される。
【００１５】
図１及び図２において、プローバ１０は、キャリアＣ（被検査体）を載置するステージ１１（載置台）を収容する収容室１２と、該収容室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、キャリアＣに配置された複数の電子デバイスの各々の電気的特性の検査を行う。収容室１２は内部が空洞の筐体形状を呈し、当該内部には上述したステージ１１の他に、該ステージ１１に対向するようにプローブカード１５が配置される。プローブカード１５はキャリアＣ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１６（接触端子）を有する。
【００１６】
キャリアＣはステージ１１に対する相対位置がずれないように該ステージ１１へ固定される。ステージ１１は水平方向及び上下方向に関して移動可能であり、プローブカード１５及びキャリアＣ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（図示しない）から電子デバイスが配置されたキャリアＣ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、検査が行われたキャリアＣをステージ１１から除去してＦＯＵＰへ収容する。
【００１７】
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がキャリアＣ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。
【００１８】
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。
【００１９】
ローダ１３は、電源等を制御するコントローラとしてのベースユニット１９と、各電子デバイスにおける電位差生成回路（図示しない）、例えば、ダイオード、トランジスタ又は抵抗における電位差を測定する電位差測定ユニット２０（測定部）とを有する。電位差測定ユニット２０は配線２１を介してインターフェース１７に接続され、電位差生成回路の各電極に対応する２つの電極パッドへ接触する２つのプローブ１６間の電位差を取得し、取得した電位差をベースユニット１９へ伝達する。インターフェース１７における各プローブ１６及び配線２１の接続構造については、図６を用いて後述する。ベースユニット１９は配線２２を介してステージ１１へ接続され、後述のＬＥＤ照射ユニット３０等の動作を制御する。なお、ベースユニット１９や電位差測定ユニット２０は収容室１２に設けられてもよく、さらに、電位差測定ユニット２０はプローブカード１５へ設けられてもよい。
【００２０】
また、プローバ１０はユーザインターフェース部２３を備え、ユーザインターフェース部２３は表示パネル、例えば、タッチパネルやキーボード等からなり、ユーザはユーザインターフェース部２３において各種情報や指示を入力する。
【００２１】
プローバ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。
【００２２】
図３は、図１のプローバにおいて電子デバイスの検査の際に用いられるキャリアの構成を概略的に示す図であり、図３（Ａ）は平面図であり、図３（Ｂ）は側面図である。
【００２３】
図３（Ａ）及び図３（Ｂ）において、キャリアＣは略円板状のガラス基板２４からなり、半導体デバイスから切り出（ダイシング）された複数の電子デバイス２５が互いに所定の間隔をおいて表面に配置されている。また、キャリアＣでは、各電子デバイス２５の複数の電極に対応して複数の電極パッド２６が設けられ、各電極パッド２６へ電圧を印加することにより、各電子デバイス２５の内部の回路へ電流を流すことができる。なお、キャリアＣのガラス基板２４の形状は略円板状に限られず、ステージ１１に載置可能であれば、例えば、略矩形状であってもよい。また、キャリアＣはガラス基板２４以外の光透過部材によって構成されてもよい。
【００２４】
図４は、図１におけるステージの上部構成を概略的に示す断面図である。
【００２５】
図４において、ステージ１１は、上部において、上方から順に配置される、円板状のステージ蓋２７と、内部に冷媒溝が形成された冷却ユニット２９（冷却機構）と、ＬＥＤ照射ユニット３０（光照射機構）とを有する。ステージ蓋２７はＯリング３１を介して冷却ユニット２９に当接し、冷媒溝はステージ蓋２７に覆われて冷媒流路２８を形成する。Ｏリング３１は冷媒を冷媒流路２８に密封する。
【００２６】
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、プローバ１０の外部に設けられたポンプ（図示しない）によって冷媒流路２８へ供給される。ポンプ及びステージ１１の間には流量制御バルブ等が設けられ、冷媒流路２８へ供給される冷媒の流量を制御する。流量制御バルブ等の動作はベースユニット１９によって制御される。また、ステージ蓋２７及び冷却ユニット２９はいずれも光透過部材である、例えば、ポリカーボネイト、石英、ポリ塩化ビニル、アクリル樹脂又はガラスからなる。
【００２７】
ステージ１１において、キャリアＣはステージ蓋２７の上面に載置され、ＬＥＤ照射ユニット３０はステージ蓋２７及び冷却ユニット２９を介して載置されたキャリアＣに対向する。ＬＥＤ照射ユニット３０は上面に配置されてキャリアＣを指向する多数のＬＥＤ３２を有する。多数のＬＥＤ３２は後述するように複数の群に仕分けされる。
【００２８】
図５は、図４におけるＬＥＤ照射ユニットの構成を概略的に示す平面図である。
【００２９】
図５において、各ＬＥＤ３２は、例えば、１９個の正六角形状の区画３３に仕分けされ、さらに各区画３３において、各ＬＥＤ３２は、例えば、６つのＬＥＤ群３３ａ〜３３ｆに仕分けされる。すなわち、ＬＥＤ照射ユニット３０は、１１４個のＬＥＤ群３３ａ〜３３ｆを有する。各ＬＥＤ３２はＬＥＤ光、例えば、近赤外線光をキャリアＣに向けて照射するが、各ＬＥＤ３２の照射・非照射は各ＬＥＤ群３３ａ〜３３ｆ単位で制御される。したがって、ＬＥＤ照射ユニット３０は、キャリアＣの裏面における任意の箇所へＬＥＤ光を照射することができる。なお、図５において各ＬＥＤ３２は図示が省略され、各ＬＥＤ群３３ａ〜３３ｆの仕分け線のみが示される。
【００３０】
プローバ１０では、各電子デバイス２５の電気的特性の検査を行う際、必要に応じて冷媒流路２８へ冷媒を流し、各ＬＥＤ群３３ａ〜３３ｆからキャリアＣへＬＥＤ光を照射する。例えば、高温環境（約８５℃）で使用される電子デバイス２５の電気的特性の検査を行う場合、所望の電子デバイス２５へ向けて各ＬＥＤ群３３ａ〜３３ｆのいずれかからＬＥＤ光を照射するとともに、冷媒流路２８へ冷媒を流す。このとき、ＬＥＤ光は冷却ユニット２９、冷媒、ステージ蓋２７及びキャリアＣのガラス基板２４を透過するが、冷却ユニット２９、冷媒、ステージ蓋２７及びガラス基板２４のいずれも光を透過可能であるため、ＬＥＤ光はほぼ減衰すること無く所望の電子デバイス２５へ到達し、所望の電子デバイス２５のみを加熱して高温環境を再現する。一方、所望の電子デバイス２５に隣接する他の電子デバイス２５は冷媒流路２８を流れる冷媒によって冷却される。これにより、所望の電子デバイス２５の温度がＬＥＤ光による加熱や実装時電圧の印加によって上昇しても、所望の電子デバイス２５からの熱負荷が他の電子デバイス２５へ与えられることが無い。特に、キャリアＣのガラス基板２４は熱伝達率が低いため、所望の電子デバイス２５からの熱負荷が他の電子デバイス２５へ与えられるのを確実に抑制する。
【００３１】
また、室温環境（約２５℃）で使用される電子デバイス２５の電気的特性の検査を行う場合、所望の電子デバイス２５へ向けて各ＬＥＤ群３３ａ〜３３ｆのいずれかからＬＥＤ光を照射するとともに、冷媒流路２８へ冷媒を流すが、所望の電子デバイス２５へ向けて照射されるＬＥＤ光の強さを、高温環境で使用される電子デバイス２５の電気的特性の検査を行う場合のＬＥＤ光の強さよりも弱くする。
【００３２】
さらに、低温環境で使用される電子デバイス２５の電気的特性の検査を行う場合、冷媒流路２８へ冷媒を流すとともに、ＬＥＤ照射ユニット３０からキャリアＣへ向けてＬＥＤ光を照射しない。このとき、実装時電圧の印加によって所望の電子デバイス２５の温度が上昇しても直ちに冷媒によって冷却され、さらに、所望の電子デバイス２５に隣接する他の電子デバイス２５は冷媒流路２８を流れる冷媒によって冷却され続けるため、他の電子デバイス２５は所望の電子デバイス２５から熱を奪う。これにより、所望の電子デバイス２５の温度を低温に維持することができる。
【００３３】
プローバ１０において電子デバイス２５の電気的特性の検査を行う際、実装環境を精度よく再現するためには、所望の電子デバイス２５の温度をリアルタイムで測定できるのが好ましいが、本実施の形態では、これに対応して、所望の電子デバイス２５の温度を電位差測定ユニット２０を用いて測定する。
【００３４】
図６は、本実施の形態における電位差測定ユニットによる各電子デバイスの温度測定用の回路の構成を概略的に示す図である。
【００３５】
図６において、各プローブ１６はインターフェース１７に配置された複数の配線３４によってテスター１４へ接続されるが、各配線３４のうち、電子デバイス２５における電位差生成回路（例えば、ダイオード）の各電極に対応する２つの電極パッド２６に接触する２つのプローブ１６とテスター１４を接続する２つの配線３４の各々にリレー３５が設けられる。各リレー３５は、各電極パッド２６の電位をテスター１４及び電位差測定ユニット２０のいずれかへ切り替えて伝達可能に構成され、例えば、電子デバイス２５の電気的特性の検査を行う際、各電極パッド２６へ実装時電圧が印加されてから所定のタイミングで各電極パッド２６の電位を電位差測定ユニット２０へ伝達する。ここで、ダイオード、トランジスタや抵抗等の電位差生成回路では所定の電流を流した際に生じる電位差が温度によって異なることが知られている。したがって、電子デバイス２５の電位差生成回路の電位差、すなわち、電位差生成回路の各電極に対応する２つの電極パッド２６（プローブ１６）間の電位差に基づいて電子デバイス２５の温度を検査中においてリアルタイムに測定することができる。プローバ１０では、電位差測定ユニット２０が各リレー３５から伝達された各電極パッド２６の電位に基づいて電子デバイス２５の電位差生成回路の電位差を取得し、さらに、取得した電位差をベースユニット１９へ伝達する。ベースユニット１９は、伝達された電位差と、電位差生成回路の電位差の温度特性とに基づいて、電子デバイス２５の温度を測定する。さらに、ベースユニット１９は、測定された電子デバイス２５の温度に基づいて冷媒流路２８を流れる冷媒の流量やＬＥＤ照射ユニット３０における各ＬＥＤ群３３ａ〜３３ｆから照射されるＬＥＤ光の強さを調整して検査中の電子デバイス２５の温度を所望の値に制御する。
【００３６】
プローバ１０によれば、多数のＬＥＤ３２を有するＬＥＤ照射ユニット３０が、冷却ユニット２９及びステージ蓋２７を介してキャリアＣに対向するように配置されるが、冷却ユニット２９及びステージ蓋２７は光透過部材からなり、冷却ユニット２９の冷媒流路２８を流れる冷媒も光が透過可能であるため、各ＬＥＤ３２からのＬＥＤ光は冷却ユニット２９やステージ蓋２７を透過してキャリアＣに到達することができる。さらに、ＬＥＤ照射ユニット３０は各ＬＥＤ群３３ａ〜３３ｆによってキャリアＣへ局所的にＬＥＤ光を照射することができる。これにより、冷却ユニット２９によってキャリアＣを全体的に冷却しつつ、キャリアＣへ局所的にＬＥＤ光を照射することができ、もって、検査中の電子デバイス２５のみを加熱することができる。すなわち、キャリアＣにおいて、検査中の電子デバイス２５のみの温度を制御しつつ他の電子デバイス２５を冷却することができ、検査中の電子デバイス２５からの熱負荷が他の電子デバイス２５へ与えられるのを抑制することができる。その結果、所望の電子デバイス２５へ実装時電圧を印加させることができ、もって、実装時電圧の印加時に発生する不具合をパッケージング前に発見することができ、パッケージの歩留まりの低下を抑制してコスト高を招くのを防止することができる。
【００３７】
また、上述したプローバ１０では、キャリアＣがガラス基板２４からなるが、ガラス基板２４は熱伝達率が低い。したがって、所望の電子デバイス２５からの熱負荷が他の電子デバイス２５へ与えられるのを確実に抑制することができる。
【００３８】
さらに、上述したプローバ１０では、ステージ蓋２７、冷却ユニット２９や冷媒が各ＬＥＤ３２からのＬＥＤ光を透過させ、さらに、ガラス基板２４も各ＬＥＤ３２からのＬＥＤ光を透過させるため、各ＬＥＤ３２からのＬＥＤ光による所望の電子デバイス２５の加熱の効率を向上することができる。
【００３９】
上述したプローバ１０は、所望の電子デバイス２５の電位差生成回路の電位差を測定する電位差測定ユニット２０を備えるので、測定された電位差に基づいて検査中の電子デバイス２５の温度をリアルタイムで測定することができ、もって、測定された電子デバイス２５の温度を用いたフィードバック制御を行うことにより、電子デバイス２５の検査中に実装環境を精度よく再現することができる。
【００４０】
また、上述したプローバ１０では、ステージ蓋２７及び冷却ユニット２９がいずれもポリカーボネイト、石英、ポリ塩化ビニル、アクリル樹脂又はガラスからなるが、これらは加工や成型が容易であるため、プローバ１０の製造コストを低減させることができる。
【００４１】
次に、本発明の第２の実施の形態について説明する。
【００４２】
本発明の第２の実施の形態は、その構成、作用が上述した第１の実施の形態と基本的に同じであり、キャリアの代わりに複数の電子デバイスが形成されたウエハを用いる点のみが異なるので、重複した構成、作用については説明を省略し、以下に異なる構成、作用についての説明を行う。
【００４３】
図７は、本発明の第２の実施の形態において電子デバイスの検査の際に用いられるウエハの構成を概略的に示す図であり、図７（Ａ）は平面図であり、図７（Ｂ）は側面図である。
【００４４】
図７（Ａ）及び図７（Ｂ）において、ウエハＷ（被検査体）は略円板状のシリコン基板３６からなり、当該ウエハＷに施されたエッチング処理や配線処理を経て複数の電子デバイス３７が互いに所定の間隔をおいて表面に形成されている。また、ウエハＷでは、各電子デバイス３７の脇に電位差生成回路３８、例えば、ダイオード、トランジスタ又は抵抗が形成されている。各電位差生成回路３８は各電子デバイス３７と同時に形成されるため、各電子デバイス３７の回路と同等の品質を有している。さらに、ウエハＷでは、各電子デバイス３７の電極に対応して複数の半田バンプ３９が設けられ、各電位差生成回路３８の電極に対応して２つの半田バンプ４０が設けられ、各半田バンプ３９，４０へ電圧を印加することにより、各電子デバイス３７の内部の回路や電位差生成回路３８へ電流を流すことができる。
【００４５】
図８は、本実施の形態におけるステージへのウエハＷの載置の様子を説明するための断面図である。
【００４６】
本実施の形態でも、プローバ１０では、各電子デバイス３７の電気的特性の検査を行う際、必要に応じて冷媒流路２８へ冷媒を流し、ＬＥＤ照射ユニット３０の各ＬＥＤ群３３ａ〜３３ｆからウエハＷへＬＥＤ光を照射する。但し、ウエハＷのシリコン基板３６はＬＥＤ光を透過させないため、本実施の形態では、ＬＥＤ光によって所望の電子デバイス３７を加熱することは困難であるが、冷却ユニット２９、冷媒及びステージ蓋２７のいずれも光を透過可能であるため、ＬＥＤ照射ユニット３０から照射されたＬＥＤ光はほぼ減衰すること無くウエハＷへ到達する。したがって、ＬＥＤ光によってウエハＷを効率良く加熱することができる。また、ウエハＷはステージ蓋２７を挟んで冷媒流路２８を流れる冷媒に隣接し、さらに、冷媒はＬＥＤ光を透過させるため、ＬＥＤ光によって加熱されず、温度が上昇することがない。したがって、冷媒によってウエハＷを効率良く冷却することができる。すなわち、本実施の形態では、各電子デバイス３７の電気的特性の検査を行う際、ウエハＷの温度を高い応答性で制御することができる。
【００４７】
図９は、本実施の形態における各電子デバイスの温度測定用の回路の構成を概略的に示す図である。
【００４８】
図９において、各半田バンプ３９に接触する各プローブ１６はインターフェース１７に配置された複数の配線３４によってテスター１４へ接続されるが、各半田バンプ４０に接触する各プローブ１６はインターフェース１７において配線２１へ接続され、該配線２１は電位差測定ユニット２０へ接続される。
【００４９】
プローバ１０において電子デバイス３７の電気的特性の検査を行う際、各半田バンプ３９へ実装時電圧を印加するとともに、所定の電圧を各半田バンプ４０へ印加する。このとき、電位差生成回路３８は各半田バンプ４０から印加された所定の電圧に応じて電位差を生じさせるが、当該電位差は、上述したように、電位差生成回路３８の温度によって異なる。したがって、電位差生成回路３８の各電極に対応する各半田バンプ４０間の電位差に基づいて電位差生成回路３８の温度を測定することができる。また、電位差生成回路３８は電子デバイス３７に隣接して形成されるため、電位差生成回路３８の温度はほぼ電子デバイス３７の温度と見なすことができる。すなわち、各半田バンプ４０間の電位差に基づいて電子デバイス３７の温度を測定することができる。
【００５０】
プローバ１０では、電位差測定ユニット２０が各配線２１を介して電位差生成回路３８の電位差を取得し、さらに、取得した電位差をベースユニット１９へ伝達する。ベースユニット１９は、伝達された電位差と、電位差生成回路３８の電位差の温度特性とに基づいて、電子デバイス３７の温度を測定する。さらに、ベースユニット１９は、測定された電子デバイス３７の温度を用いたフィードバック制御を行い、冷媒流路２８を流れる冷媒の流量やＬＥＤ照射ユニット３０における各ＬＥＤ群３３ａ〜３３ｆから照射されるＬＥＤ光の強さを調整して電子デバイス３７の温度を所望の値に制御する。これにより、電子デバイス３７の検査中に実装環境を精度よく再現することができる。
【００５１】
本実施の形態では、ウエハＷにおいて、各電子デバイス３７の脇に電位差生成回路３８が形成されたが、電位差生成回路３８の代わりに、温度に応じて発振する周波数が変化する発振回路４７を形成してもよい（図１２）。発振回路４７としては、例えば、鎖状に連結された奇数個のＮＯＴゲート（インバータ）からなるリングオシレータ回路が用いられる。
【００５２】
リングオシレータ回路では、最終段のＮＯＴゲートの出力が初段のＮＯＴゲートへ入力されるが、各ＮＯＴゲートは所定の遅延時間を有するため、初段のＮＯＴゲートへの入力から積算された遅延時間後に最終段のＮＯＴゲートが初段のＮＯＴゲートへの入力の論理否定を出力し、当該論理否定が再び初段のＮＯＴゲートへ入力される。リングオシレータ回路では、この過程が繰り返されて所定の周波数が発振される。また、各ＮＯＴゲートの所定の遅延時間は温度に応じて変化するため、結果として、リングオシレータ回路が発振する周波数は温度に応じて変化する。
【００５３】
ここで、発振回路４７が発振する周波数は、発振回路４７に接続される端子４８へ伝達される。また、図１３に示すように、端子４８には配線４９を介して周波数カウンタ５０が接続され、周波数カウンタ５０は発振回路４７が発振する周波数を測定し、測定された周波数をベースユニット１９へ伝達する。ベースユニット１９は、予め発振回路４７が発振する周波数及び温度の関係（発振回路４７の周波数特性）を格納する。したがって、測定された発振回路４７が発振する周波数と、発振回路４７の周波数特性とに基づいて発振回路４７の温度を測定することができる。また、発振回路４７も、電位差生成回路３８と同様に、電子デバイス３７に隣接して形成されるため、発振回路４７の温度はほぼ電子デバイス３７の温度と見なすことができる。すなわち、発振回路４７が発振する周波数に基づいて電子デバイス３７の温度を測定することができる。特に、リングオシレータ回路は信頼性が高く、安価であり、動作が高速であることから、発振回路４７としてリングオシレータ回路を用いることにより、信頼性の高い電子デバイス３７の温度の測定を迅速且つ安価に実現することができる。
【００５４】
次に、本発明の第３の実施の形態について説明する。
【００５５】
本発明の第３の実施の形態は、その構成、作用が上述した第１の実施の形態や第２の実施の形態と基本的に同じであり、電子デバイス２５の温度の測定方法のみが異なるので、重複した構成、作用については説明を省略し、以下に異なる構成、作用についての説明を行う。
【００５６】
第２の実施の形態では、各電子デバイス３７の脇に形成された電位差生成回路３８へ所定の電圧を印加することにより、電子デバイス３７の温度を測定したが、電位差生成回路３８は微細な回路であるため、電圧印加によって破損するおそれがある。ところで、電位差生成回路３８は電子デバイス３７の一部としても機能する場合があるため、電子デバイス３７をパッケージする前に電位差生成回路３８が電圧印加によって破損する機会を減らすことが好ましい。さらに、第１の実施の形態における電子デバイス２５のように、電子デバイスにおいて電位差生成回路が形成されない場合もある。これに対応して、本実施の形態では、電位差生成回路を用いること無く、電子デバイスの温度を測定する。
【００５７】
図１０は、本実施の形態における各電子デバイスの温度測定用の回路の構成を概略的に示す図である。
【００５８】
図１０において、インターフェース１７はテスター１４と各プローブ１６を接続する、複数の棒状部材が束ねられたポゴピン４１（伝熱部材）を有し、該ポゴピン４１には温度センサー４２が取り付けられる。温度センサー４２は配線４３によってベースユニット４４に接続され、ベースユニット４４はポゴピン４１の温度を測定する。ここで、電子デバイス２５へ実装時電圧が印加されて電気的特性の検査が行われると、電子デバイス２５の熱が各プローブ１６からポゴピン４１へ伝達される。したがって、電子デバイス２５の温度はポゴピン４１の温度と一定の関係を有する。そこで、図１１に示すような、ＬＥＤ照射ユニット３０から照射されるＬＥＤ光の熱量を入力ｕ（ｔ）とし、ポゴピン４１の温度を出力ｙ（ｔ）とする動的システム４５としての電子デバイス２５の温度を測定するための制御モデルである状態観測器（オブザーバ）４６をベースユニット４４に構築し、動的システム４５の内部状態、すなわち、電子デバイス２５の温度を推定する。オブザーバ４６におけるシステム行列Ａ、ｂ、ｃ、ｈは、例えば、キャリアＣへ電子デバイス２５と似た熱容量や熱抵抗を有するチップを実装し、実装されたチップの温度を測定することによって同定される。
【００５９】
本実施の形態では、オブザーバ４６を用い、ＬＥＤ光の熱量やポゴピン４１の温度に基づいて電子デバイス２５の温度を検査中においてリアルタイムに測定することができる。ベースユニット４４は、測定された電子デバイス２５の温度に基づいて冷媒流路２８を流れる冷媒の流量やＬＥＤ照射ユニット３０における各ＬＥＤ群３３ａ〜３３ｆから照射されるＬＥＤ光の強さを調整して検査中の電子デバイス２５の温度を所望の値に制御する。これにより、電子デバイス２５の検査中に実装環境を精度よく再現することができる。また、電子デバイス２５の温度を測定するために、電子デバイス２５の脇に形成された電位差生成回路３８を用いる必要が無いため、電子デバイス２５をパッケージする前に電位差生成回路３８が破損するのを防止することができ、もって、パッケージの歩留まりの低下を防止することができる。
【００６０】
なお、本実施の形態では、温度センサー４２をポゴピン４１へ取り付けたが、該温度センサー４２を電子デバイス２５の熱が伝達されるプローブ１６や配線（伝熱部材）へ取り付けてもよい。この場合も、ＬＥＤ光の熱量を入力ｕ（ｔ）とし、プローブ１６や配線の温度を出力ｙ（ｔ）とするオブザーバをベースユニット４４に構築し、当該オブザーバにより、ＬＥＤ光の熱量及びプローブ１６や配線の温度に基づいて電子デバイス２５の温度を測定することができる。
【００６１】
以上、本発明について、上記各実施の形態を用いて説明したが、本発明は上記各実施の形態に限定されるものではない。
【００６２】
例えば、ステージ１１では、ステージ蓋２７が光透過部材で構成されたが、光透過部材以外の部材であって、熱伝達率の高い部材、例えば、Ａｌ、Ｃｕ等の金属、ＳｉＣ等のセラミック、若しくは金属とセラミックの複合材によってステージ蓋２７を構成してもよい。この場合、ステージ蓋２７はＬＥＤ光を透過させないが、ＬＥＤ照射ユニット３０が照射したＬＥＤ光は冷却ユニット２９及び冷媒を透過するため、ＬＥＤ光はほぼ減衰すること無くステージ蓋２７へ到達する。したがって、ＬＥＤ光によってステージ蓋２７を効率良く加熱することができ、もって、ステージ蓋２７に載置されるウエハＷも効率良く加熱することができる。また、ステージ蓋２７を石英で構成した場合、石英はさほど剛性が高くないために割れ等が生じるおそれがあるが、ステージ蓋２７を金属によって構成することにより、ステージ蓋２７の剛性を向上させることができ、もって、ステージ蓋２７において割れ等が生じるのを防止することができる。特に、ステージ蓋２７の材料では、高剛性を確保するためにヤング率が高く、且つ熱伝導率の高いという物性が要求されることから、ＣｕやＳｉＣとダイアモンドの複合材（例えば、THERMADITE（登録商標）100-60（II-VI M Cubed Technologies Inc. 社製））を好適に用いることができ、これにより、薄くて熱伝導率の高いステージ蓋２７を実現することができる。
【００６３】
さらに、ステージ１１の冷媒流路２８へ供給される冷媒の流量を調節することにより、電子デバイス２５，３７の温度の制御範囲を高温側、若しくは低温側へ変更することができる。例えば、電子デバイス２５，３７の温度の制御範囲を高温側へ変更する場合、冷媒流路２８へ供給される冷媒の流量を減少させる。電子デバイス２５，３７の温度の制御範囲を低温側へ変更する場合、冷媒流路２８へ供給される冷媒の流量を増加させる。また、ステージ蓋２７における冷媒流路２８側の面（冷媒接触面）形状を複数のフィンが配置されるフィン形状にし、若しくは、ステージ蓋２７の冷媒接触面の表面粗さを調整することにより、電子デバイス２５，３７と冷媒の間の伝熱量を調整することができる。したがって、ステージ蓋２７の冷媒接触面の形状変更によっても電子デバイス２５，３７の温度の制御範囲を変更することができる。
【００６４】
上述した各実施の形態では、各電子デバイス２５（３７）をウエハＷやキャリアＣの枚葉毎に検査するプローバ１０のステージ１１に本発明が適用される場合について説明したが、多数の検査室（セル）を備える多室型電子デバイス検査装置において各検査室へプローブカードとともに配置されるステージへ本発明を適用してもよい。
【符号の説明】
【００６５】
Ｃ  キャリア
Ｗ  ウエハ
１０  プローバ
１１  ステージ
１５  プローブカード
１６  プローブ
２０  電位差測定ユニット
２４  ガラス基板
２５，３７  電子デバイス
２６  電極パッド
２７  ステージ蓋
２８  冷媒流路
２９  冷却ユニット
３０  ＬＥＤ照射ユニット
３２  ＬＥＤ
３３ａ〜３３ｆ  ＬＥＤ群
３５  リレー
３６  シリコン基板
３８  電位差生成回路
３９，４０  半田バンプ  
４７  発振回路
５０  周波数カウンタ
【図１】
2018151369.tif 000003
【図２】
2018151369.tif 000004
【図３】
2018151369.tif 000005
【図４】
2018151369.tif 000006
【図５】
2018151369.tif 000007
【図６】
2018151369.tif 000008
【図７】
2018151369.tif 000009
【図８】
2018151369.tif 000010
【図９】
2018151369.tif 000011
【図１０】
2018151369.tif 000012
【図１１】
2018151369.tif 000013
【図１２】
2018151369.tif 000014
【図１３】
2018151369.tif 000015