JP7455015B2 - 検査装置 - Google Patents

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Description

本開示は、検査装置に関する。
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が開示されている。
特開２０１８－１５１３６９号公報
ところで、特許文献１では、検査中の電子デバイスの発熱に対し、電子デバイスを載置するステージ側から光を照射して温度調整を行っている。また、電子デバイスの温度調整に際して、温度調整の応答性の向上が求められている。
一の側面では、本開示は、基板の温度調整の応答性を向上する検査装置を提供する。
上記課題を解決するために、一の態様によれば、基板を載置するステージと、前記ステージに載置された前記基板を冷却する冷却部と、前記基板と接触して電力を供給するプローブを有するプローブカードと、前記基板の載置面とは反対の面に光を照射する光照射機構と、前記光照射機構を制御する制御部と、を備え、前記基板は、前記プローブから電力を供給されるデバイスを有し、前記制御部は、前記デバイスの外周部に照射される光量が前記デバイスの内周部に照射される光量よりも強くなるように、前記光照射機構の光量分布を制御する、検査装置が提供される。
一の側面によれば、基板の温度調整の応答性を向上する検査装置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の一例。 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けるウエハの温度調整を説明する断面模式図の一例。 ウエハの発熱領域における発熱量を説明するグラフの一例。 ＬＥＤアレイを照射面側から見た模式図の一例。 本実施形態に係る検査装置におけるウエハの温度調整を説明する断面模式図の一例。
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（被検査体）Ｗに形成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装置である。なお、被検査体は、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２３で光照射機構２０と接続される。制御部１９は、配線２３を介して、後述する光照射機構２０の動作を制御する。
冷媒供給装置３１は、往き配管３２及び戻り配管３３を介して、ステージ１１の冷媒流路３０と接続され、冷媒供給装置３１とステージ１１の冷媒流路３０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３１を制御して、冷媒供給装置３１から冷媒流路３０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３１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。
＜ウエハの温度調整機構＞
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。
ステージ１１は、電子デバイスが形成されるウエハＷが載置される。ステージ１１には、冷媒流路（冷却部）３０が形成される。冷媒流路３０には、往き配管３２（図１参照）を介して、冷媒供給装置３１（図１参照）から冷媒が供給される。冷媒流路３０を流れた冷媒は、戻り配管３３（図１参照）を介して、冷媒供給装置３１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。
プローブカード１５には、ウエハＷの上面（ウエハＷの載置面とは反対の面）からウエハＷの電子デバイスに光を照射して加熱する光照射機構２０を有している。光照射機構２０は、ＬＥＤアレイ２１と、ＬＥＤ制御ボード２２と、を有する。ＬＥＤアレイ２１は、ＬＥＤ制御ボード２２によって点灯及び光量が制御される。また、ＬＥＤアレイ２１は、プローブ１６が接続される電子デバイス（検査中の電子デバイス）に向かって傾斜して、ＬＥＤ制御ボード２２に支持されている。また、ＬＥＤアレイ２１には、ＬＥＤ光の指向性を制御するレンズ（図示せず）が設けられ、検査中の電子デバイスに向けてＬＥＤ光を照射することができるようになっている。ＬＥＤ制御ボード２２は、ＬＥＤアレイ２１を支持し、プローブカード１５に懸架される。ＬＥＤ制御ボード２２は、配線２３（図１参照）を介して、制御部１９（図１参照）と接続される。
図３は、本実施形態に係る検査装置１０におけるウエハＷの温度調整を説明する断面模式図の一例である。
電子デバイスの検査時において、プローブ１６を介してテスター１４からウエハＷの電子デバイスに電力が供給される。これにより、ウエハＷの電子デバイスが発熱する。図３において、発熱領域４０として示す。また、制御部１９は、光照射機構２０を制御する。図３において、光照射機構２０から照射される光２５を二点鎖線で図示する。光照射機構２０から放射された光は、ウエハＷの上面から発熱領域４０に照射される。また、冷媒流路３０には、冷媒が供給される。これにより、発熱領域４０の熱は、白抜き矢印に示すように、ステージ１１を介して、冷媒流路３０の冷媒に吸熱される。
図４は、ウエハＷの発熱領域４０における発熱量を説明するグラフの一例である。図４において、縦軸は、発熱量を示し、横軸は時間を示す。電子デバイスの検査時において、検査内容に応じてプローブ１６からウエハＷの電子デバイスに供給される電力が変化する。このため、電子デバイス自身の発熱量１０１は時間変化する。
制御部１９は、電子デバイス自身の発熱量１０１の時間変化に応じて、光照射機構２０の光量の時間変化を制御する。具体的には、電力供給による電子デバイス自身の発熱量１１１と光照射機構２０による発熱量１１２との和である総デバイス発熱量１０２が一定となるように制御する。
本実施形態に係る検査装置１０によれば、ウエハＷの上面から光を照射することにより、電子デバイスを直接加熱することができる。これにより、電子デバイスの温度調整の応答性を向上させることができる。
また、本実施形態に係る検査装置１０によれば、電子デバイスの検査時における供給電力が変化することにより、電子デバイスの発熱量が変化する場合においても、光照射機構２０による電子デバイスの加熱量を制御することにより、総発熱量を一定にすることができる。この際、冷媒流路３０は、一定の吸熱ができるように制御される。これにより、電子デバイスの検査時における電子デバイスの温度を一定に保つことができる。
また、光照射機構２０をウエハＷの上面側から光を照射する構成とすることにより、ステージ１１における冷媒流路３０の設計自由度が向上する。これにより、マイクロチャネル構造、ヒートパイプ構造などの高吸熱効率の冷却機構を組み込むことが容易となる。
図５は、ＬＥＤアレイ２１を照射面側から見た模式図の一例である。ＬＥＤアレイ２１は、プローブ１６（図２参照）の外周に囲むように配置される。ＬＥＤアレイ２１は、例えば、検査対象の電子デバイスの外周側に照射するＬＥＤアレイ群２５１、検査対象の電子デバイスの中間（外周部と中央部の中間）に照射するＬＥＤアレイ群２５２、検査対象の電子デバイスの中央部（内周側）に照射するＬＥＤアレイ群２５３を有する。制御部１９は、ＬＥＤの配置位置に従い、各ＬＥＤの光量を制御することで、ウエハＷに照射される光の光量分布を調整することができる。例えば、制御部１９は、ＬＥＤアレイ群２５１～２５３ごとに光量を調整することができる。換言すれば、電子デバイスに照射する光照射機構２０の光量分布を制御することができるように構成されている。なお、図５において、ＬＥＤアレイ２１は、中央部から外周側に向かって３列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い。また、３つのＬＥＤアレイ群ごとに光量を制御するものとして説明したが、ＬＥＤアレイ群の配置は、これに限られるものではない。
電子デバイスの検査時において、プローブ１６から出力が供給されることにより、電子デバイスが発熱する。ここで、電子デバイスのチップの外周部の熱は周囲に放熱される。一方、電子デバイスのチップの中央部には熱籠りが発生する。このため、電子デバイス内において、不均一な熱分布（温度分布）が生じる。
図６は、本実施形態に係る検査装置１０におけるウエハＷの温度調整を説明する断面模式図の一例である。
制御部１９は、電子デバイスの熱分布に基づいて、光照射機構２０の光量分布２６を制御する。なお、図６では、光照射機構２０の光量分布２６を模式的に示す。例えば、電子デバイスの外周側に照射するＬＥＤアレイ群２５１の光量が内周側に照射するＬＥＤアレイ群２５３の光量よりも強くなるように制御する。これにより、電子デバイスの面方向に対する熱分布を均一化させることができる。
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。
検査装置１０の被検査体は、複数の電子デバイスが形成されたウエハＷを例に説明したがこれに限られるものではない。検査装置１０の被検査体は、複数の電子デバイス２５が配置されたキャリアＣであってもよい。
光照射機構２０は、光源としてＬＥＤを用いるものとして説明したがこれに限られるものではなく、ランプ等であってもよい。
１０ 検査装置
１１ ステージ
１２ 収容室
１３ ローダ
１４ テスター
１５ プローブカード
１６ プローブ
１９ 制御部
２０ 光照射機構
２１ ＬＥＤアレイ（光源）
２２ ＬＥＤ制御ボード
３０ 冷媒流路（冷却部）
Ｗ ウエハ（基板）

Claims (7)

  1. 基板を載置するステージと、
    前記ステージに載置された前記基板を冷却する冷却部と、
    前記基板と接触して電力を供給するプローブを有するプローブカードと、
    前記基板の載置面とは反対の面に光を照射する光照射機構と、
    前記光照射機構を制御する制御部と、を備え、
    前記基板は、前記プローブから電力を供給されるデバイスを有し、
    前記制御部は、
    前記デバイスの外周部に照射される光量が前記デバイスの内周部に照射される光量よりも強くなるように、前記光照射機構の光量分布を制御する、
    検査装置。
  2. 基板を載置するステージと、
    前記ステージに載置された前記基板を冷却する冷却部と、
    前記基板と接触して電力を供給するプローブを有するプローブカードと、
    前記基板の載置面とは反対の面に光を照射する光照射機構と、
    前記光照射機構を制御する制御部と、を備え、
    前記光照射機構は、複数の光源を有し、
    複数の前記光源は、前記プローブの外周に配置され、
    前記制御部は、複数の前記光源の配置位置に従い、複数の前記光源のそれぞれの光量を制御し、前記光照射機構の光量分布を制御する、
    検査装置。
  3. 複数の前記光源は、前記プローブの外周に径方向に複数列配置され、
    前記制御部は、複数列の前記光源のうち、内周側の光源群と外周側の光源群とに分けて
    それぞれの前記光源群の光量を制御し、前記光照射機構の光量分布を制御する、
    請求項２に記載の検査装置。
  4. 前記制御部は、
    電力供給による前記基板の発熱量に基づいて、前記光照射機構の光量を制御する、
    請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載の検査装置。
  5. 前記制御部は、
    電力供給による前記基板の発熱量の時間変化に基づいて、前記光照射機構の光量の時間
    変化を制御する、
    請求項４に記載の検査装置。
  6. 前記制御部は、
    電力供給による前記基板の発熱量と、前記光照射機構から照射された光による前記基板
    の発熱量との和に基づいて、前記光照射機構の光量又は前記光照射機構の光量の時間変化
    を制御する、
    請求項５に記載の検査装置。
  7. 前記制御部は、
    前記基板の熱分布に基づいて、前記光照射機構の光量分布を制御する、
    請求項１乃至請求項６のいずれか１項に記載の検査装置。
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