JP7616877B2 - Probing Equipment - Google Patents
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Description
本開示は、半導体ウェハの検査に用いられるプロービング装置に関する。 This disclosure relates to a probing device used to inspect semiconductor wafers.
半導体ウェハ(以下、単にウェハという。)の検査に用いられるプロービング装置がある。プロービング装置は、ウェハ上の半導体チップ(以下、単にチップという。)の電気的な検査用の探針(プローブ)が設けられたプローブカードを備えている。また、プローブカードには、光学系が搭載され、イメージセンサによって半導体チップの画像を取得可能となっている。ウェハの検査を精度よく行うためには、プローブカードを所定の温度に設定することが望ましく、そのためにプローブカードの温度を調整可能にする技術が提案されている(特許文献1参照)。 There is a probing device used to inspect semiconductor wafers (hereinafter simply referred to as wafers). The probing device is equipped with a probe card equipped with a probe for electrically inspecting semiconductor chips (hereinafter simply referred to as chips) on the wafer. The probe card is also equipped with an optical system that can acquire an image of the semiconductor chip using an image sensor. To inspect the wafer accurately, it is desirable to set the probe card to a predetermined temperature, and therefore a technology has been proposed that makes it possible to adjust the temperature of the probe card (see Patent Document 1).
上記の温度調整の技術では、局所的な温度調整が困難であり、例えばプローブカードの移動に伴って面内の温度分布にむらが生じ、検査時の信頼性が低下する。 The above temperature control techniques make it difficult to adjust the temperature locally. For example, as the probe card moves, the temperature distribution on the surface becomes uneven, reducing reliability during testing.
検査時の信頼性を向上させることが可能なプロービング装置を提供することが望ましい。 It is desirable to provide a probing device that can improve reliability during testing.
本開示の一実施の形態に係るプロービング装置は、基板と、基板の下面に設けられ、半導体ウェハの電気的な検査に用いられるプローブと、基板の中央に設けられ、半導体ウェハの画像を取得するために用いられる光学系とを有するプローブカードと、プローブカードに取り付けられ、局所的に温度調整が可能となるように面内で複数の分割領域に分割された構造を有する温度調整機構と、温度調整機構における複数の分割領域のそれぞれの温度を制御する温度コントローラとを備える。温度コントローラは、複数の分割領域間の温度変化を抑制し、半導体ウェハと光学系との高さ方向の位置精度が所望の値となるように、複数の分割領域のそれぞれの温度を所定の設定温度に制御する。 A probing device according to an embodiment of the present disclosure includes a substrate, a probe card having a probe provided on the underside of the substrate and used for electrical inspection of the semiconductor wafer , and an optical system provided in the center of the substrate and used for acquiring an image of the semiconductor wafer , a temperature adjustment mechanism attached to the probe card and having a structure divided into a plurality of divided regions in a plane so as to enable local temperature adjustment, and a temperature controller that controls the temperature of each of the plurality of divided regions in the temperature adjustment mechanism. The temperature controller controls the temperature of each of the plurality of divided regions to a predetermined set temperature so as to suppress temperature changes between the plurality of divided regions and to achieve a desired positional accuracy in the height direction between the semiconductor wafer and the optical system.
本開示の一実施の形態に係るプロービング装置では、複数の分割領域に分割された構造を有する温度調整機構によって、局所的な温度調整が可能となる。 In a probing device according to one embodiment of the present disclosure, localized temperature control is possible using a temperature control mechanism having a structure divided into multiple divided regions.
以下、本開示の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。なお、説明は以下の順序で行う。
0.比較例(図1~図3)
1.第1の実施の形態(図4~図12)
1.1 構成
1.2 動作
1.3 効果
2.その他の実施の形態
Hereinafter, embodiments of the present disclosure will be described in detail with reference to the drawings. The description will be made in the following order.
0. Comparative Example (FIGS. 1 to 3)
1. First embodiment (FIGS. 4 to 12)
1.1 Configuration 1.2 Operation 1.3
<0.比較例>
(比較例に係るプロービング装置の概要と課題)
半導体検査装置の1つとして、プロービング装置を用いてウェハ検査を行うプローバがある。プロービング装置のプローブカードには、光学系が搭載されている。プローバでは、光源やレンズ等の光学系を使ってイメージセンサによってウェハを撮像し、ウェハレベルの評価を実施している。ここで、高低温時はウェハが熱源となって移動するため、ウェハとプローブカードとの位置関係によって、プローブカードの面内温度が変化し、歪みが発生する。また、熱源であるウェハが移動するため、歪み量が刻々と変化する。その結果、プローブカードに搭載された光学系とウェハとの位置精度が例えば15μm以内で刻々と変化し、取得画像のピントずれや測距の誤差が発生する。上記の理由により、高低温時におけるウェハレベルでの結像評価や測距評価は困難とされていた。
<0. Comparative Example>
(Overview and Problems of the Probing Device According to the Comparative Example)
As one of the semiconductor inspection devices, there is a prober that performs wafer inspection using a probing device. An optical system is mounted on the probe card of the probing device. In the prober, an image of the wafer is captured by an image sensor using an optical system such as a light source and a lens, and wafer-level evaluation is performed. Here, since the wafer becomes a heat source and moves at high and low temperatures, the in-plane temperature of the probe card changes depending on the positional relationship between the wafer and the probe card, and distortion occurs. In addition, since the wafer, which is a heat source, moves, the amount of distortion changes from moment to moment. As a result, the positional accuracy of the optical system mounted on the probe card and the wafer changes from moment to moment, for example, within 15 μm, and the focus of the acquired image and distance measurement errors occur. For the above reasons, it has been considered difficult to perform imaging evaluation and distance measurement evaluation at the wafer level at high and low temperatures.
一方、特許文献1(特開平4-359445号公報)には、プローブカードを所定の温度に設定するために、プローブカードの温度を調整可能にする技術が提案されている。特許文献1に記載の技術では、プローブカードにおける、ある1カ所の温度を温度センサによって検出し、その検出結果に基づいてプローブカードの面内に一様に(分割せずに)配置された温度可変部によってプローブカードの温度を制御している。特許文献1に記載の技術では、プローブカードが常にウェハ面内上にある場合は、面内温度の一定化が可能となる。しかしながら、プローブカードの一部がウェハ面内上から外れた場合、その外れた部分の温度変化を抑制することが困難である。これに対し、本開示の技術では、後述するように、局所的な温度調整が可能な温度調整機構を設けることで、プローブカードの一部がウェハ面内上から外れた場合であっても、その外れた部分の温度変化を抑制することが可能となる。
On the other hand, Patent Document 1 (JP Patent Publication 4-359445A) proposes a technology that allows the temperature of a probe card to be adjusted in order to set the probe card to a predetermined temperature. In the technology described in
また、特許文献1に記載の技術では、温度調整機構のヒータのオン/オフの際に発生する電磁ノイズの対策がなされておらず、例えば超低ノイズイメージセンサを用いた検査を行う場合の対応が不十分である。
In addition, the technology described in
また、ウェハ面内でのピントずれを均一にするための方法として、まず、プローブカードのプローブの針先の高さを測定してチップに対して針の押し込み量を一定にしようとするプローバの機能を使うことが考えられる。この場合、逆に、プローブの針先の高さの測定時にプローブカードの温度が変化してしまい有効的ではない。そこで、どのチップを測定する際もプローブカードがウェハ中央でピント調整を行った状態を保つことができればよいと考えられる。例えば、図1に示したように、測定するチップ101Aごとにウェハ100の中央部に戻りプローブカードを暖めた後(コンタクトプリヒート)に、測定するチップ101Aへ移動させる方法が考えられる。図2は、この場合のプローバによる測定シーケンスの一例を示すフローチャートである。
As a method for making the focus shift uniform across the wafer, it is possible to use the function of the prober to measure the height of the probe needle tip of the probe card and make the amount of needle pressing into the chip constant. In this case, the temperature of the probe card changes when the height of the probe needle tip is measured, which is not effective. Therefore, it is considered that it is sufficient if the probe card can maintain a state where the focus is adjusted at the center of the wafer when measuring any chip. For example, as shown in Figure 1, a method is considered in which the probe card returns to the center of the
まず、プローバは、プローブカードをウェハ100の中央部に移動させ、中央のチップ101Cでコンタクトプリヒートを行う(ステップS11)。次に、プローバは、中央のチップ101Cでピント調整を行う(ステップS12)。次に、プローバは、中央のチップ101Cでコンタクトプリヒートを行う(ステップS13)。次に、プローバはプローブカードを移動させ、指定のチップ101Aの測定を行う(ステップS14)。
First, the prober moves the probe card to the center of the
次に、プローバは、指定のチップ数の測定が終了したか否かを判断する(ステップS15)。指定のチップ数の測定が終了していないと判断した場合(ステップS15;N)、プローバは、ステップS13の処理に戻る。指定のチップ数の測定が終了していると判断した場合(ステップS15;Y)、次に、プローバは、プローブカードを中央のチップ101Cへ移動させる(ステップS16)。 The prober then determines whether or not the measurement of the specified number of chips has been completed (step S15). If it determines that the measurement of the specified number of chips has not been completed (step S15; N), the prober returns to the process of step S13. If it determines that the measurement of the specified number of chips has been completed (step S15; Y), the prober then moves the probe card to the central chip 101C (step S16).
図3は、上述のような測定シーケンスを行う比較例に係るプローバによるウェハ中央でのプリヒート時間とウェハ外周部の結像性能との関係の一例を示している。プリヒート時間を延ばすほど、結像性能としてのピントずれは改善する傾向となる。ここで、プリヒート時間を10分とすると、例えば1000チップを含む1ウェハあたりの評価に掛かる時間は、10分×1000チップ=約7日間となり、現実的な評価時間に収まらない。評価は長くても8時間以内に収めることが求められる。 Figure 3 shows an example of the relationship between the preheat time at the center of the wafer and the imaging performance at the periphery of the wafer when using a prober according to a comparative example that performs the measurement sequence described above. The longer the preheat time is, the more the imaging performance (focus deviation) tends to improve. If the preheat time is 10 minutes, the time required to evaluate one wafer containing, for example, 1000 chips, is 10 minutes x 1000 chips = approximately 7 days, which is not within a realistic evaluation time. The evaluation is required to be completed within 8 hours at most.
これに対し、本開示の技術では、後述するように、局所的な温度調整が可能な温度調整機構を設けることで、測定時間への影響を回避しつつ、ウェハ検査時の信頼性を向上させることが可能となる。 In response to this, the technology disclosed herein provides a temperature adjustment mechanism capable of localized temperature adjustment, as described below, making it possible to improve reliability during wafer inspection while avoiding any impact on measurement time.
<1.第1の実施の形態>
[1.1 構成]
図4は、第1の実施の形態に係るプロービング装置の一構成例を示している。図5は、第1の実施の形態に係るプロービング装置における温度調整機構2の面内構造の一例を示している。図6は、第1の実施の形態に係るプロービング装置の制御系の回路構成例を示している。
1. First embodiment
[1.1 Configuration]
Fig. 4 shows an example of the configuration of the probing device according to the first embodiment. Fig. 5 shows an example of the in-plane structure of the
第1の実施の形態に係るプロービング装置は、プローブカード1と、温度調整機構2と、温度コントローラ3とを備えている。
The probing device according to the first embodiment includes a
プローブカード1は、例えば多層配線層構造を有する基板10と、基板10の下面に設けられ、基板10の配線に接続されたプローブ11と、基板10の中央に設けられた光学系12とを有する。
The
温度調整機構2は、サーモスタットであり、プローブカード1に取り付けられ、局所的に温度調整が可能となるように、図5に示したように面内で複数の分割領域2A,2B,2C,2Dに分割された構造を有する。なお、図5では、複数の分割領域として4つの分割領域2A,2B,2C,2Dに分割された構造を示すが、2、3、または5分割以上の分割領域に分割された構造であってもよい。
The
温度調整機構2は、面内で複数の分割領域2A,2B,2C,2Dに分割された構造を有するヒータ20(20A,20B,20C,20D)を有する。
The
温度調整機構2は、例えば接着材と極低頭ねじ13により、プローブカード1における基板10の下面に取り付けられている。温度調整機構2は、プローブカード1におけるプローブ11および光学系12が設けられた領域以外の領域に取り付けられている。なお、温度調整機構2が、基板10内に設けられる構造であってもよい。
The
ヒータ20(20A,20B,20C,20D)は、例えばシリコンラバーヒータである。ヒータ20(20A,20B,20C,20D)は、高熱伝導材としての高熱伝導シート22を介してプローブカード1の基板10の下面に取り付けられている。高熱伝導シート22は、例えば電気絶縁タイプの高熱伝導材である。これにより、ヒータ20(20A,20B,20C,20D)とプローブカード1との間の面内の熱抵抗を小さくしている。
The heaters 20 (20A, 20B, 20C, 20D) are, for example, silicon rubber heaters. The heaters 20 (20A, 20B, 20C, 20D) are attached to the underside of the substrate 10 of the
また、ヒータ20(20A,20B,20C,20D)におけるプローブカード1に対する取り付け面とは反対側の面は、断熱材23で覆われている。これにより、ヒータ20(20A,20B,20C,20D)と周辺大気中との間の熱抵抗を大きくしている。
The surface of the heater 20 (20A, 20B, 20C, 20D) opposite to the surface attached to the
温度調整機構2は、熱電対21(21A,21B,21C,21D)を有する。熱電対21(21A,21B,21C,21D)は、ヒータ20(20A,20B,20C,20D)における複数の分割領域2A,2B,2C,2Dのそれぞれにおける温度を検出する温度センサである。熱電対21(21A,21B,21C,21D)によりプローブカード1の表面温度を温度コントローラ3(3A,3B,3C,3D)へフィードバックすることにより、温度コントローラ3(3A,3B,3C,3D)によって温度を制御することが可能となっている。
The
温度調整機構2における複数の分割領域2A,2B,2C,2Dはそれぞれ、例えば交流電源30(図6)による交流電圧により駆動されることによって温度調整が可能である。
The temperature of each of the multiple divided regions 2A, 2B, 2C, and 2D in the
温度コントローラ3(3A,3B,3C,3D)は、温度調整機構2における複数の分割領域2A,2B,2C,2Dのそれぞれの温度を制御する。温度調整機構2の制御回路は、図6に示したように、交流電源30と、ヒューズ31と、スイッチSWとを有していている。
The temperature controller 3 (3A, 3B, 3C, 3D) controls the temperature of each of the multiple divided regions 2A, 2B, 2C, 2D in the
温度コントローラ3(3A,3B,3C,3D)は、温度調整機構2における複数の分割領域2A,2B,2C,2Dのそれぞれを交流電圧によりオン/オフ駆動することによって温度を制御する。また、後述するように、温度コントローラ3(3A,3B,3C,3D)は、複数の分割領域2A,2B,2C,2Dのそれぞれのオン/オフ駆動のタイミングを交流電圧がゼロクロス点となったタイミングで行う。
The temperature controller 3 (3A, 3B, 3C, 3D) controls the temperature by driving each of the multiple divided regions 2A, 2B, 2C, 2D in the
以上のような構造により、プローブカード1の下面からウェハ100までの距離が例えば4mm程度であっても、限られたスペース内で最大の温度特性を達成することが可能となっている。
With the above structure, it is possible to achieve maximum temperature characteristics within a limited space, even if the distance from the underside of the
(温度特性例)
図7は、ウェハ100との位置関係に起因するプローブカード1の温度状態の一例を示している。
(Example of temperature characteristics)
FIG. 7 shows an example of the temperature state of the
図7に示したように、プローブカード1の一部がウェハ100の面内上から外れる場合、プローブカード1はウェハ100の面内上にある部分ではウェハ100からの熱によって加熱される一方、ウェハ100の面内上から外れる部分では対流と輻射によって冷却される。温度調整機構2は、そのようなウェハ100の面内上から外れた部分における温度変化を抑制することが可能となるように、分割構造とされている。
As shown in FIG. 7, when a part of the
図8は、温度調整機構2の分割例を示している。図8には、温度調整機構2を分割しない場合(非分割方式)と分割した場合(分割方式)との構造の違いを示す。センス点とは、熱電対21(21A,21B,21C,21D)による温度の検出点を示す。
Figure 8 shows an example of division of the
図9は、温度調整機構2を分割しない場合のプローブカード1の面内温度差の一例を示している。図10は、温度調整機構2を分割した場合のプローブカード1の面内温度差の一例を示している。
Figure 9 shows an example of the temperature difference within the surface of the
図9に示したように、温度調整機構2が非分割構造であった場合、ウェハ100の面内上から外れる部分ではプローブカード1の温度は例えば60℃、ウェハ100の面内上の部分ではプローブカード1の温度は70℃となり、プローブカード1に面内温度差がある。これに対し、図10に示したように、温度調整機構2が分割構造であった場合、ウェハ100の面内上から外れる部分とウェハ100の面内上の部分とのそれぞれの温度を例えば60℃に合わせることが可能となる。
As shown in FIG. 9, if the
図11は、以上で説明した非分割方式(図8、図9)と分割方式(図8、図10)とのそれぞれにおける、イメージセンサによって得られる画像のMTFの面内分布(ピントずれ)の一例を示している。 Figure 11 shows an example of the in-plane distribution (out-of-focus) of the MTF of an image obtained by an image sensor in each of the non-split method (Figures 8 and 9) and split method (Figures 8 and 10) described above.
図11に示したように、分割方式によってプローブカード1の面内温度を一定化することでピントずれの面内傾向が大幅に改善した。MTFを物理長に換算すると、光学系12とウェハ100との高さ方向の位置関係は、非分割方式の場合が例えば15μm精度、分割方式の場合が例えば7.5μm精度となる。このように、第1の実施の形態に係るプロービング装置では、温度調整機構2の構造として分割方式を採用することで、高低温時におけるウェハレベルでの結像評価や測距評価を行うことを可能にしている。
As shown in FIG. 11, the in-plane tendency of focus deviation was significantly improved by stabilizing the in-plane temperature of the
一方、温度調整機構2による温度調整を行う副作用として、温度調整機構2とウェハ100とが数mmの距離で近接することから、温度調整機構2から発生される電磁ノイズが空間中に放出されてウェハ100に到達し、イメージセンサによる測定に影響を及ぼすことが考えられる。例えば、ヒータ20(20A,20B,20C,20D)をオン/オフ制御するためのスイッチSW(図6)によるスイッチングイズが電磁ノイズとして空間中に放出されることが考えられる。
On the other hand, a side effect of temperature adjustment by the
そこで、ノイズ対策として、温度コントローラ3(3A,3B,3C,3D)は、交流電源30の交流電圧をモニタし、交流電圧が0Vをクロスした時(ゼロクロス点)に、つまり電圧の符号のプラスとマイナスとが反転した時にヒータ20(20A,20B,20C,20D)をオン/オフ制御する。これにより、電磁ノイズの発生を抑制し、例えば、イメージセンサによる取得画像における電圧ノイズレベルを例えば数10μVから数μVへ低減することが可能となる。
As a countermeasure against noise, the temperature controller 3 (3A, 3B, 3C, 3D) monitors the AC voltage of the
[1.2 動作]
図12は、第1の実施の形態に係るプロービング装置における温度調整の制御動作の流れの一例を示すフローチャートである。
1.2 Operation
FIG. 12 is a flowchart showing an example of the flow of a control operation for temperature adjustment in the probing device according to the first embodiment.
まず、温度コントローラ3は、熱電対21による検出温度が設定温度未満か否かを判断する(ステップS21)。検出温度が設定温度未満ではないと判断した場合(ステップS21;N)、温度コントローラ3は、ステップS21の処理を繰り返す。検出温度が設定温度であると判断した場合(ステップS21;Y)、次に、温度コントローラ3は、交流電圧がゼロクロス点か否かを判断する(ステップS22)。交流電圧がゼロクロス点ではないと判断した場合(ステップS22;N)、温度コントローラ3は、ステップS22の処理を繰り返す。交流電圧がゼロクロス点であると判断した場合(ステップS22;Y)、次に、温度コントローラ3は、ヒータ20をオンにする(ステップS23)。 First, the temperature controller 3 judges whether the temperature detected by the thermocouple 21 is less than the set temperature (step S21). If it is judged that the detected temperature is not less than the set temperature (step S21; N), the temperature controller 3 repeats the process of step S21. If it is judged that the detected temperature is the set temperature (step S21; Y), the temperature controller 3 then judges whether the AC voltage is at the zero cross point (step S22). If it is judged that the AC voltage is not at the zero cross point (step S22; N), the temperature controller 3 repeats the process of step S22. If it is judged that the AC voltage is at the zero cross point (step S22; Y), the temperature controller 3 then turns on the heater 20 (step S23).
次に、温度コントローラ3は、熱電対21による検出温度が設定温度以上か否かを判断する(ステップS24)。検出温度が設定温度以上ではないと判断した場合(ステップS24;N)、温度コントローラ3は、ステップS24の処理を繰り返す。検出温度が設定温度以上であると判断した場合(ステップS24;Y)、次に、温度コントローラ3は、交流電圧がゼロクロス点か否かを判断する(ステップS25)。交流電圧がゼロクロス点ではないと判断した場合(ステップS25;N)、温度コントローラ3は、ステップS25の処理を繰り返す。交流電圧がゼロクロス点であると判断した場合(ステップS25;Y)、次に、温度コントローラ3は、ヒータ20をオフにする(ステップS26)。 Next, the temperature controller 3 judges whether the temperature detected by the thermocouple 21 is equal to or higher than the set temperature (step S24). If it is judged that the detected temperature is not equal to or higher than the set temperature (step S24; N), the temperature controller 3 repeats the process of step S24. If it is judged that the detected temperature is equal to or higher than the set temperature (step S24; Y), the temperature controller 3 next judges whether the AC voltage is at a zero cross point (step S25). If it is judged that the AC voltage is not at a zero cross point (step S25; N), the temperature controller 3 repeats the process of step S25. If it is judged that the AC voltage is at a zero cross point (step S25; Y), the temperature controller 3 next turns off the heater 20 (step S26).
次に、温度コントローラ3は、例えば上位のシステムからの制御停止指示があるか否かを判断する(ステップS27)。制御停止指示がないと判断した場合(ステップS27;N)、温度コントローラ3は、ステップS21の処理に戻る。制御停止指示があると判断した場合(ステップS27;Y)、温度コントローラ3は、制御処理を終了する。 Next, the temperature controller 3 judges whether or not there is a control stop command from, for example, a higher-level system (step S27). If it is judged that there is no control stop command (step S27; N), the temperature controller 3 returns to the process of step S21. If it is judged that there is a control stop command (step S27; Y), the temperature controller 3 ends the control process.
[1.3 効果]
以上説明したように、第1の実施の形態に係るプロービング装置によれば、複数の分割領域2A,2B,2C,2Dに分割された構造を有する温度調整機構2によって局所的な温度調整を可能にしたので、検査時の信頼性を向上させることが可能となる。
[1.3 Effects]
As described above, according to the probing device of the first embodiment, local temperature control is made possible by the
第1の実施の形態に係るプロービング装置によれば、分割構造の温度調整機構2によってプローブカード1の表面温度を一定化することにより、温度変化時のプローブカード1の歪みが抑制され、プローブカード1に搭載された光学系12とウェハ100との高さ方向の位置精度を例えば15μmから7.5μmへと改善することができる。これにより、高低温時におけるウェハレベルでの結像評価や測距評価が可能となる。
According to the probing device of the first embodiment, the surface temperature of the
また、第1の実施の形態に係るプロービング装置によれば、温度調整機構2のヒータ20のオン/オフ駆動のタイミングを交流電圧のゼロクロス点に同期させるようにしたので、ヒータ20をオン/オフ駆動する際のスイッチングノイズの発生を抑制し、イメージセンサによる取得画像における電圧ノイズレベルを例えば数10μVから数μVへと低減することが可能となる。
In addition, according to the probing device of the first embodiment, the timing of turning on/off the heater 20 of the
なお、本明細書に記載された効果はあくまでも例示であって限定されるものではなく、また他の効果があってもよい。以降の他の実施の形態の効果についても同様である。 The effects described in this specification are merely examples and are not limiting, and other effects may also be present. The same applies to the effects of other embodiments described below.
<2.その他の実施の形態>
本開示による技術は、上記実施の形態の説明に限定されず種々の変形実施が可能である。
2. Other embodiments
The technology according to the present disclosure is not limited to the above-described embodiment, and various modifications are possible.
例えば、本技術は以下のような構成を取ることもできる。
以下の構成の本技術によれば、複数の分割領域に分割された構造を有する温度調整機構によって局所的な温度調整を可能にしたので、検査時の信頼性を向上させることが可能となる。
For example, the present technology can be configured as follows.
According to the present technology having the following configuration, local temperature adjustment is made possible by a temperature adjustment mechanism having a structure divided into a plurality of divided regions, thereby making it possible to improve reliability during inspection.
(1)
基板と、前記基板の下面に設けられたプローブと、前記基板の中央に設けられた光学系とを有するプローブカードと、
前記プローブカードに取り付けられ、局所的に温度調整が可能となるように面内で複数の分割領域に分割された構造を有する温度調整機構と、
前記温度調整機構における前記複数の分割領域のそれぞれの温度を制御する温度コントローラと
を備える
プロービング装置。
(2)
前記温度調整機構は、
面内で前記複数の分割領域に分割された構造を有するヒータと、
前記ヒータにおける前記複数の分割領域のそれぞれにおける温度を検出する複数の温度センサと
を有する
上記(1)に記載のプロービング装置。
(3)
前記温度調整機構における前記複数の分割領域はそれぞれ、交流電圧により駆動されることによって温度調整が可能であり、
前記温度コントローラは、前記温度調整機構における前記複数の分割領域のそれぞれを前記交流電圧によりオン/オフ駆動することによって温度を制御するようになされ、前記複数の分割領域のそれぞれのオン/オフ駆動のタイミングを前記交流電圧がゼロクロス点となったタイミングで行う
上記(1)または(2)に記載のプロービング装置。
(4)
前記温度調整機構は、前記プローブカードにおける前記基板の下面に取り付けられている
上記(1)ないし(3)のいずれか1つに記載のプロービング装置。
(5)
前記ヒータは、高熱伝導材を介して前記プローブカードの前記基板の下面に取り付けられている
上記(2)に記載のプロービング装置。
(6)
前記ヒータにおける前記プローブカードに対する取り付け面とは反対側の面が、断熱材で覆われている
上記(5)に記載のプロービング装置。
(7)
前記温度調整機構は、前記複数の分割領域として4つの分割領域を有する
上記(1)ないし(6)のいずれか1つに記載のプロービング装置。
(8)
前記温度調整機構は、前記プローブカードにおける前記プローブおよび前記光学系が設けられた領域以外の領域に取り付けられている
上記(1)ないし(7)のいずれか1つに記載のプロービング装置。
(1)
a probe card including a substrate, a probe provided on a lower surface of the substrate, and an optical system provided in the center of the substrate;
a temperature adjustment mechanism attached to the probe card and having a structure divided into a plurality of divided regions in a plane so as to enable local temperature adjustment;
a temperature controller that controls a temperature of each of the divided regions in the temperature adjustment mechanism.
(2)
The temperature adjustment mechanism includes:
a heater having a structure divided into the plurality of divided regions within a plane;
and a plurality of temperature sensors for detecting temperatures in the plurality of divided regions of the heater.
(3)
the temperature of each of the divided regions of the temperature adjustment mechanism can be adjusted by being driven by an AC voltage;
The temperature controller controls the temperature by driving each of the plurality of divided regions in the temperature adjustment mechanism on/off with the AC voltage, and the timing for driving each of the plurality of divided regions on/off is set to coincide with the timing at which the AC voltage reaches a zero cross point.
(4)
The probing device according to any one of (1) to (3) above, wherein the temperature adjustment mechanism is attached to a lower surface of the substrate in the probe card.
(5)
The probing device according to (2) above, wherein the heater is attached to the lower surface of the substrate of the probe card via a highly thermally conductive material.
(6)
The probing device according to (5) above, wherein a surface of the heater opposite to a surface thereof that is attached to the probe card is covered with a heat insulating material.
(7)
The probing device according to any one of (1) to (6) above, wherein the temperature adjustment mechanism has four divided regions as the plurality of divided regions.
(8)
The probing device according to any one of (1) to (7) above, wherein the temperature adjustment mechanism is attached to an area of the probe card other than an area in which the probe and the optical system are provided.
1…プローブカード、2…温度調整機構(サーモスタット)、2A,2B,2C,2D…分割領域、3(3A,3B,3C,3D)…温度コントローラ、10…基板、11…プローブ、12…光学系、13…極低頭ねじ、20(20A,20B,20C,20D)…ヒータ(シリコンラバーヒータ)、21(21A,21B,21C,21D)…熱電対(温度センサ)、22…高熱伝導シート(高熱伝導材)、23…断熱材、30…交流電源、31…ヒューズ、100…ウェハ(半導体ウェハ)、101A…チップ(半導体チップ)、101C…中央のチップ(半導体チップ)、SW…スイッチ。 1...probe card, 2...temperature control mechanism (thermostat), 2A, 2B, 2C, 2D...division areas, 3 (3A, 3B, 3C, 3D)...temperature controller, 10...substrate, 11...probe, 12...optical system, 13...ultra-low head screw, 20 (20A, 20B, 20C, 20D)...heater (silicon rubber heater), 21 (21A, 21B, 21C, 21D)...thermocouple (temperature sensor), 22...highly thermally conductive sheet (highly thermally conductive material), 23...insulation material, 30...AC power source, 31...fuse, 100...wafer (semiconductor wafer), 101A...chip (semiconductor chip), 101C...central chip (semiconductor chip), SW...switch.
Claims (8)
前記プローブカードに取り付けられ、局所的に温度調整が可能となるように面内で複数の分割領域に分割された構造を有する温度調整機構と、
前記温度調整機構における前記複数の分割領域のそれぞれの温度を制御する温度コントローラと
を備え、
前記温度コントローラは、前記複数の分割領域間の温度変化を抑制し、前記半導体ウェハと前記光学系との高さ方向の位置精度が所望の値となるように、前記複数の分割領域のそれぞれの温度を所定の設定温度に制御する
プロービング装置。 a probe card including a substrate, a probe provided on a lower surface of the substrate and used for electrical inspection of the semiconductor wafer , and an optical system provided in the center of the substrate and used for acquiring an image of the semiconductor wafer ;
a temperature adjustment mechanism attached to the probe card and having a structure divided into a plurality of divided regions in a plane so as to enable local temperature adjustment;
a temperature controller for controlling the temperature of each of the plurality of divided regions in the temperature adjustment mechanism ,
The temperature controller controls the temperature of each of the plurality of divided regions to a predetermined set temperature so as to suppress a temperature change between the plurality of divided regions and to obtain a desired positional accuracy in the height direction between the semiconductor wafer and the optical system.
Probing equipment.
面内で前記複数の分割領域に分割された構造を有するヒータと、
前記ヒータにおける前記複数の分割領域のそれぞれにおける温度を検出する複数の温度センサと
を有し、
前記温度コントローラは、前記複数の分割領域のうち前記温度センサによる検出温度が前記所定の設定温度未満となった分割領域の前記ヒータをオンし、前記温度センサによる検出温度が前記所定の設定温度以上となった分割領域の前記ヒータをオフすることにより、前記複数の分割領域のそれぞれの温度を前記所定の設定温度に制御する
請求項1に記載のプロービング装置。 The temperature adjustment mechanism includes:
a heater having a structure divided into the plurality of divided regions within a plane;
a plurality of temperature sensors for detecting temperatures in the plurality of divided regions of the heater ,
The temperature controller controls the temperature of each of the plurality of divided regions to the predetermined set temperature by turning on the heater of the divided region where the temperature detected by the temperature sensor is lower than the predetermined set temperature and by turning off the heater of the divided region where the temperature detected by the temperature sensor is equal to or higher than the predetermined set temperature.
2. The probing device of claim 1.
前記温度コントローラは、前記温度調整機構における前記複数の分割領域のそれぞれを前記交流電圧によりオン/オフ駆動することによって温度を制御するようになされ、前記複数の分割領域のそれぞれのオン/オフ駆動のタイミングを前記交流電圧がゼロクロス点となったタイミングで行う
請求項1に記載のプロービング装置。 the temperature of each of the divided regions of the temperature adjustment mechanism can be adjusted by being driven by an AC voltage;
2. The probing device according to claim 1, wherein the temperature controller controls the temperature by driving each of the plurality of divided regions in the temperature adjustment mechanism on/off with the AC voltage, and the timing for driving each of the plurality of divided regions on/off is set to coincide with a zero cross point of the AC voltage.
請求項1に記載のプロービング装置。 The probing device according to claim 1 , wherein the temperature adjustment mechanism is attached to a lower surface of the substrate in the probe card.
請求項2に記載のプロービング装置。 The probing device according to claim 2 , wherein the heater is attached to the lower surface of the substrate of the probe card via a highly thermally conductive material.
請求項5に記載のプロービング装置。 6. The probing device according to claim 5, wherein a surface of the heater opposite to a surface to be attached to the probe card is covered with a heat insulating material.
請求項1に記載のプロービング装置。 The probing device according to claim 1 , wherein the temperature adjustment mechanism has four divided regions as the plurality of divided regions.
請求項1に記載のプロービング装置。 The probing device according to claim 1 , wherein the temperature adjustment mechanism is attached to an area of the probe card other than an area where the probe and the optical system are provided.
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