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1. WO2020230674 - MOUNTING TABLE AND METHOD FOR FABRICATING MOUNTING TABLE

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明 細 書

発明の名称 載置台及び載置台の作製方法

技術分野

0001  

背景技術

0002  

先行技術文献

特許文献

0003  

発明の概要

発明が解決しようとする課題

0004  

課題を解決するための手段

0005  

発明の効果

0006  

図面の簡単な説明

0007  

発明を実施するための形態

0008   0009   0010   0011   0012   0013   0014   0015   0016   0017   0018   0019   0020   0021   0022   0023   0024   0025   0026   0027   0028   0029   0030   0031   0032   0033   0034   0035   0036   0037   0038   0039   0040   0041   0042   0043   0044   0045   0046   0047   0048   0049   0050   0051   0052   0053   0054   0055   0056   0057   0058   0059   0060   0061   0062   0063   0064   0065   0066   0067   0068   0069   0070   0071   0072   0073   0074   0075   0076   0077   0078   0079   0080  

符号の説明

0081  

請求の範囲

1   2   3   4   5   6   7  

図面

1   2   3   4   5   6   7   8  

明 細 書

発明の名称 : 載置台及び載置台の作製方法

技術分野

[0001]
 本開示は、載置台及び載置台の作製方法に関する。

背景技術

[0002]
 特許文献1には、電子デバイスが形成された基板が載置されるステージが開示されている。特許文献1に開示のステージは、円板状のステージ蓋と、内部に冷媒溝が形成された冷却ユニットと、を有し、ステージ蓋が、Oリングを介して冷却ユニットに当接し、上記冷媒溝はステージ蓋に覆われて冷媒流路を形成し、Oリングが冷媒を冷媒流路に密封している。そして、これらステージ蓋と冷却ユニットを介してウェハに対向するように、多数のLEDを有する光照射機構が設けられ、また、冷却ユニットと冷媒が光を透過可能であるため、LEDからの光が冷却機構等を透過してステージ蓋に到達する。さらに、光照射機構が、LEDからの光をステージ蓋へ局所的に照射可能である。これらの構成により、特許文献1に開示のステージは、冷却機構でステージ蓋を全体的に冷却しつつ、ステージ蓋へ局所的に光を照射し加熱し、もって、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。

先行技術文献

特許文献

[0003]
特許文献1 : 特開2018-151369号公報

発明の概要

発明が解決しようとする課題

[0004]
 本開示にかかる技術は、載置台内に設けられた冷媒流路を流れる冷媒により検査対象体を冷却すると共に冷媒流路を構成する部材及び冷媒を透過した光で検査対象体を加熱する載置台であって、広い温度範囲で適用可能なものを提供する。

課題を解決するための手段

[0005]
 本開示の一態様は、検査対象体が載置される載置台であって、表面に前記検査対象体が載置される天板部と、前記天板部の裏面に取り付けられ、前記天板部との間に光を透過可能な冷媒が流れる冷媒流路を形成する流路形成部材と、前記天板部に載置された前記検査対象体と前記流路形成部材を介して対向するように配置され、当該検査対象体を指向する複数のLEDを有する光照射機構とを有し、前記流路形成部材は、光を透過可能なガラスからなり、前記天板部はシリコンからなる。

発明の効果

[0006]
 本開示によれば、載置台内に設けられた冷媒流路を流れる冷媒により検査対象体を冷却すると共に冷媒流路を構成する部材及び冷媒を透過した光で検査対象体を加熱する載置台であって、広い温度範囲で適用可能なものを提供することができる。

図面の簡単な説明

[0007]
[図1] 本実施形態にかかる載置台としてのステージを有するプローバの構成の概略を示す斜視図である。
[図2] 本実施形態にかかる載置台としてのステージを有するプローバの構成の概略を示す正面図である。
[図3] 検査対象体であるウェハの構成を概略的に示す平面図である。
[図4] ステージの構成を概略的に示す断面図である。
[図5] 光照射機構の構成を概略的に示す平面図である。
[図6] 図1の検査装置におけるウェハ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] トッププレートの他の例の構成を概略的に示す断面図である。
[図8] 図7のトッププレートを構成する各層を示すためにトッププレートを層毎に分割して示す断面図である。

発明を実施するための形態

[0008]
 半導体製造プロセスでは、半導体ウェハ(以下、「ウェハ」という。)上に所定の回路パターンを持つ多数の電子デバイスが形成される。形成された電子デバイスは、電気的特性等の検査が行われ、良品と不良品とに選別される。電子デバイスの検査は、例えば、各電子デバイスが分割される前のウェハの状態で、検査装置を用いて行われる。
[0009]
 プローバ等と称される検査装置(以下、「プローバ」という。)は、多数のプローブを有するプローブカードと、ウェハが載置されるステージと、を備える。検査の際、プローバでは、プローブカードの各プローブが電子デバイスの各電極に接触され、その状態で、プローブカードの上部に設けられたテスタから各プローブを介して当該電子デバイスに電気信号が供給される。そして、各プローブを介して電子デバイスからテスタが受信した電気信号に基づいて、当該電子デバイスが不良品か否か選別される。
 この種のプローバには、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、ステージ内に設けられた、抵抗発熱体を有するヒータや、冷媒が流れる流路によって、当該ステージの温度が制御され、ウェハの温度が制御される。
[0010]
 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。そのため、ウェハにおいて、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が与えられてしまい、当該他の電子デバイスに不具合を生じさせる恐れがある。
 この問題に関連し、特許文献1は以下のステージを開示している。前述のように、特許文献1に開示のステージは、円板状のステージ蓋と、内部に冷媒溝が形成された冷却ユニットと、を有し、ステージ蓋が、Oリングを介して冷却ユニットに当接し、上記冷媒溝はステージ蓋に覆われて冷媒流路を形成し、Oリングが冷媒を冷媒流路に密封している。そして、これらステージ蓋と冷却ユニットを介してウェハに対向するように、多数のLEDを有する光照射機構が設けられ、また、冷却ユニットと冷媒が光を透過可能であるため、LEDからの光が冷却機構等を透過してステージ蓋に到達する。さらに、光照射機構が、LEDからの光をステージ蓋へ局所的に照射可能である。これらの構成により、特許文献1に開示のステージは、冷却機構でステージ蓋を全体的に冷却しつつ、ステージ蓋へ局所的に光を照射し加熱し、もって、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。
[0011]
 従来、ステージ蓋の材料には、LEDからの光による加熱の容易性等を考慮し熱伝導率の高いSiCが用いられ、冷却ユニットの材料には、安価な透明部材であるガラスが用いられている。
 ステージ蓋の材料であるSiCの熱膨張率と、冷却ユニットの材料であるガラスの熱膨張率とは、広い検査温度範囲でステージとして適用可能とするためには、同程度であることが好ましい。しかし、ガラスの熱膨張率をSiCと同程度にするために、ガラスへの添加物の量や種類を調整すると、当該ガラスが、LEDからの光に対して不透明になってしまう。また、SiCの熱膨張率を変えることは難しい。
 したがって、LEDからの光に対する透明性を維持するため、冷却ユニットの材料として、ステージ蓋の材料であるSiCと熱膨張率が異なるガラスが従来用いられている。
 この熱膨張率の差を吸収しながら、ステージと冷却ユニットとの間に形成される冷媒流路に冷媒を密閉するためには、特許文献1と同様に、ステージと冷却ユニットとをOリングを介して当接させる方法が考えられる。しかし、Oリングで密閉するためには、Oリングを変形させステージ及び冷却ユニットに密着させるのに1t程度の圧縮力をOリングに加える必要がある。このような大きな圧縮力を加えるには、当該圧縮力に耐えられるように、ガラスからなる冷却ユニットの厚さを例えば30mm以上にする必要がある。しかし、ガラスからなる冷却ユニットの厚みが大きいと、ステージが大型化、高重量化し、ステージの駆動系に支障を来すおそれがあり、また、LEDからの光による加熱効率が低下してしまうおそれがある。さらに、Oリングを用いる場合、強い力で当該Oリングを圧縮するために、ステージと冷却ユニットとを多数の保持ねじでとめる必要があり、ねじによる接合部分が破損し易いこと等、信頼性の面で改善の余地がある。
[0012]
 また、上述の熱膨張率の差を吸収しながら上述の冷媒流路に冷媒を密閉するための他の方法としては、ステージと冷却ユニットとをエポキシ樹脂により接合する方法が考えられる。しかし、ステージ蓋と冷却ユニットの材料であるSiCとガラスの熱膨張率の差が異なる場合、ある基準の温度から例えば35℃以内でなければ、エポキシ樹脂による接合が破断されてしまう。ある基準の温度とは、エポキシ樹脂による接合のために当該エポキシ樹脂を加熱した際の当該エポキシの温度である。そのため、膨張率の差がある場合、このエポキシ樹脂を用いる方法は、広い温度範囲で電気的特性検査を行うプローバに適用することができない。
[0013]
 そこで、本開示にかかる技術は、ステージ内に設けられた冷媒流路を流れる冷媒により検査対象体を冷却すると共に冷媒流路を構成する部材及び冷媒を透過した光で検査対象体を加熱するステージであって、広い温度範囲で適用可能なステージを提供する。
[0014]
 以下、本実施形態にかかる載置台及び載置台の作製方法について、図面を参照しながら説明する。なお、本明細書及び図面において、実質的に同一の機能構成を有する要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略する。
[0015]
 図1及び図2はそれぞれ、本実施形態にかかる載置台としてのステージを有するプローバ1の構成の概略を示す斜視図及び正面図である。図2では、図1のプローバ1の後述の収容室とローダが内蔵する構成要素を示すため、その一部が断面で示されている。
[0016]
 図1及び図2のプローバ1は、検査対象体としてのウェハWに形成された複数の電子デバイス(後述の図3の符号D参照)それぞれの電気的特性の検査を行うものである。このプローバ1は、検査時にウェハWを収容する収容室2と、収容室2に隣接して配置されるローダ3と、収容室を覆うように配置されるテスタ4とを備える。
[0017]
 収容室2は、内部が空洞の筐体であり、ウェハWが載置される載置台としてのステージ10を有する。ステージ10は、当該ステージ10に対するウェハWの位置がずれないようにウェハWを吸着保持する。また、ステージ10には、当該ステージ10を水平方向及び鉛直方向に移動させる移動機構11が設けられている。移動機構11は、その上部にステージ10が配設されるステンレス等の金属材料からなる基台11aを有し、図示は省略するが、基台11aを移動させるためのガイドレールや、ボールねじ、モータ等を有する。この移動機構11により、後述のプローブカード12とウェハWの相対位置を調整してウェハWの表面の電極をプローブカード12のプローブ12aと接触させることができる。
[0018]
 収容室2における該ステージ10の上方には、該ステージ10に対向するようにプローブカード12が配置される。プローブカード12は、インターフェース13を介してテスタ4へ接続されている。各プローブ12aは、電気特性検査時にウェハWの各電子デバイスの電極に接触し、テスタ4からの電力をインターフェース13を介して電子デバイスへ供給し、且つ、電子デバイスからの信号をインターフェース13を介してテスタ4へ伝達する。
[0019]
 ローダ3は、搬送容器であるFOUP(図示せず)に収容されているウェハWを取り出して収容室2のステージ10へ搬送する。また、ローダ3は、電子デバイスの電気的特性の検査が終了したウェハWをステージ10から受け取り、FOUPへ収容する。
[0020]
 さらに、ローダ3は、検査対象の電子デバイスの温度制御等の各種制御を行う制御部14を有する。ベースユニット等とも称される制御部14は、例えばCPUやメモリ等を備えたコンピュータにより構成され、プログラム格納部(図示せず)を有している。プログラム格納部には、プローバ1における各種処理を制御するプログラムが格納されている。なお、上記プログラムは、コンピュータに読み取り可能な記憶媒体に記録されていたものであって、当該記憶媒体から制御部14にインストールされたものであってもよい。プログラムの一部または全ては専用ハードウェア(回路基板)で実現してもよい。
[0021]
 また、ローダ3は、各電子デバイスにおける電位差生成回路(図示せず)における電位差を測定する電位差測定ユニット15を有する。上記電位差生成回路は、例えば、ダイオード、トランジスタまたは抵抗である。電位差測定ユニット15は、配線16を介してインターフェース13に接続され、上記電位差生成回路に対応する2つの電極へ接触する2つのプローブ12a間の電位差を取得し、取得した電位差を制御部14へ伝達する。インターフェース13における各プローブ12a及び配線16の接続構造については後述する。制御部14は配線17を介してステージ10へ接続され、後述の光照射機構140や後述の冷媒流路131への冷媒の流量を調整する流量制御バルブを制御する。なお、制御部14や電位差測定ユニット15は収容室2に設けられてもよく、また、電位差測定ユニット15は、プローブカード12に設けられてもよい。
[0022]
 テスタ4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(図示省略)を有する。テストボードは、電子デバイスからの信号に基づいて、該電子デバイスの良否を判断するテスタコンピュータ18に接続される。テスタ4では、上記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。
[0023]
 さらに、プローバ1は、ユーザ向けに情報を表示したりユーザが指示を入力したりするためのユーザインターフェース部19を備える。ユーザインターフェース部19は、例えば、タッチパネルやキーボード等の入力部と液晶ディスプレイ等の表示部とからなる。
[0024]
 上述の各構成要素を有するプローバ1では、電子デバイスの電気的特性の検査の際、テスタコンピュータ18が、電子デバイスと各プローブ12aを介して接続されたテストボードへデータを送信する。そして、テスタコンピュータ18が、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当該テストボードからの電気信号に基づいて判定する。
[0025]
 次に、上述のプローバ1の検査対象であるウェハWについて図3を用いて説明する。図3は、ウェハWの構成を概略的に示す平面図である。
 ウェハWには、略円板状のシリコン基板にエッチング処理や配線処理を施すことにより、図3に示すように、複数の電子デバイスDが互いに所定の間隔をおいて、表面に形成されている。電子デバイスDすなわちウェハWの表面には、電極Eが形成されており、該電極Eは当該電子デバイスDの内部の回路素子に電気的に接続されている。電極Eへ電圧を印加することにより、各電子デバイスDの内部の回路素子へ電流を流すことができる。
[0026]
 次に、ステージ10の構成について図4及び図5を用いて説明する。図4はステージ10の構成を概略的に示す断面図であり、図5は後述の光照射機構140の構成を概略的に示す平面図である。
 ステージ10は、図4に示すように、天板部としてのトッププレート120を含む複数の機能部が積層されてなる。ステージ10は、当該ステージ10を水平方向及び鉛直方向に移動させる移動機構11(図2参照)上に、熱絶縁部材110を介して載置される。熱絶縁部材110は、ステージ10と移動機構11とを熱的に絶縁するためのものであり、例えば熱伝導率及び熱膨張率の低いコーディエライトの焼結体等からなる。移動機構11の基台11aも熱絶縁部材110も中実体である。
[0027]
 ステージ10は、上方から順に、トッププレート120と、流路形成部材130と、光照射機構140とを有する。そして、ステージ10は、光照射機構140の下方から、言い換えると、光照射機構140の裏面側から、熱絶縁部材110を介して移動機構11に支持される。
[0028]
 トッププレート120は、その表面120aにウェハが載置される部材である。トッププレート120は、言い換えると、その表面120aが、ウェハWが載置される基板載置面としてのウェハ載置面となる部材である。なお、以下では、ステージ10の上面でもあるトッププレート120の表面120aをウェハ載置面120aと記載することがある。
[0029]
 トッププレート120は、例えば円板状に形成されている。そして、トッププレート120は、Si(シリコン)から形成される。Siは、比熱が小さく熱伝導率が高い。したがって、トッププレート120をSiで形成することにより、当該トッププレート120の加熱や冷却を行う際に当該トッププレート120に載置されたウェハWを効率良く加熱したり冷却したりすることができ、且つ、光照射機構140からの光により効率的にトッププレート120すなわちウェハWを加熱することができる。また、Siはヤング率が300GPaと高い。したがって、トッププレート120をSiで形成することにより、トッププレート120に割れ等が生じるのを防止することができる。さらに、Siは、後述のように流路形成部材130に用いられるガラスと熱膨張率が略同一である。この効果については後述する。トッププレート120は、具体的には、Si単結晶基板を加工して作製される。
[0030]
 なお、トッププレート120の表面120aには、ウェハWを吸着するための吸着穴(図示せず)が形成されている。また、トッププレート120には、複数の温度センサ121が平面視において互いに離間した位置に埋設されている。
[0031]
 流路形成部材130は、トッププレート120の裏面120bに取り付けられ、トッププレート120との間に冷媒が流れる冷媒流路131を形成する部材であり、トッププレート120と略同径の円板状に形成されている。
 流路形成部材130の表面には、溝が形成されており、該溝が、トッププレート120に覆われて冷媒流路131を形成する。プローバ1では、冷媒流路131を流れる冷媒でステージ10上に載置されたウェハWを冷却することによって、当該ウェハWに形成された電子デバイスを冷却する。
[0032]
 また、流路形成部材130の側部には、冷媒流路131と連通する供給口132と排出口133とが形成されている。供給口132には、冷媒流路131に冷媒を供給する供給管160が接続されており、排出口133には、冷媒流路131から冷媒を排出する排出管161が接続されている。供給管160には、冷媒流路131に供給する冷媒の流量を制御する流量制御バルブ162が設けられている。
[0033]
 冷媒流路131を流れる冷媒としては、例えば、光が透過可能なフッ素系不活性液体(フロリナート(登録商標)、ノベック(登録商標)等)が用いられ、プローバ1の外部に設けられたポンプ(図示省略)によって供給管160を介して冷媒流路131へ供給される。なお、冷媒の流量を調整する流量制御バルブ162等の動作は制御部14により制御される。
[0034]
 上述のような構成を有する流路形成部材130の材料には、光を透過するガラスが用いられ、より具体的には、光を透過しSiと略同一の熱膨張率を有するガラス、例えばシリコンとの接着性が優れているホウケイ酸ガラスが用いられる。なお、「Siと同等の熱膨張率を有する」とは、電気的特性検査が行われる温度範囲において、Siの熱膨張率との差が±20%の範囲内であることを意味する。また、「電気的特性検査が行われる温度範囲」とは、例えば-40℃~125℃である。
[0035]
 流路形成部材130とトッププレート120との接合を、冷媒流路131に冷媒を密封可能に行う方法としては、例えば、陽極接合が用いられる。ただし、流路形成部材130とトッププレート120とをエポキシ樹脂により接合するようにしてもよい。
[0036]
 光照射機構140は、トッププレート120の表面120aに載置されたウェハWと流路形成部材130を介して対向するように配置されている。
 この光照射機構140は、ウェハWを指向する複数のLED141を有する。具体的には、光照射機構140は、複数のLED141がユニット化されたLEDユニットUを複数有すると共に、これらLEDユニットUが表面に搭載されるベース142を有する。光照射機構140におけるLEDユニットUは、例えば、図5に示すように、ウェハW上に形成された電子デバイスD(図3参照)と同数で同様に配列された平面視正方形状のユニットU1と、その外周を覆う平面視非正方形状のユニットU2とでベース142の略全面を覆っている。これにより、LEDユニットUのLED141からの光で、少なくともトッププレート120におけるウェハWが搭載される部分全体を照射することができる。
[0037]
 各LED141は、ウェハWに向けて光を照射する。本例では、各LED141は近赤外光を出射する。LED141から出射された光(以下、「LED光」と省略することがある。)は、光透過部材からなるステージ10の流路形成部材130を通過する。流路形成部材130を通過した光は、ステージ10の冷媒流路131を流れる、光を透過可能な冷媒を通過し、トッププレート120に入射する。
[0038]
 ベース142は、トッププレート120と略同径の円板状に形成され、その内部には、LED141を冷却するための冷媒が流れる冷媒流路(図示せず)が形成されている。ベース142は例えばAl等の金属製材料により形成される。
[0039]
 また、光照射機構140は、図4に示すように、スペーサ143を介して、流路形成部材130の裏面に接合されている。具体的には、例えば、ベース142の表面の周縁部と流路形成部材130の裏面の周縁部とが、平面視円環状のスペーサ143を介して接合されている。上述のスペーサ143により、ベース142と流路形成部材130との間に空間が形成され、この空間が、LED141が搭載されるLED搭載空間Sを形成する。LED搭載空間Sは、光透過性樹脂144等のLED光を透過可能な材料で充填されている。つまり、ステージ10は中空部分がないように形成されている。
[0040]
 光照射機構140では、ウェハWが載置されるトッププレート120に入射されるLED光が、LEDユニットU単位で制御される。そのため、光照射機構140は、トッププレート120における任意の箇所へのみLED光を照射したり、また、照射する光の強度を任意の箇所と他の箇所とで異ならせたりすることができる。したがって、光照射機構140によって、トッププレート120に載置されたウェハWを局所的に加熱したり、ウェハWにおける加熱度合を局所的に変えたりすることができる。
[0041]
 プローバ1では、光照射機構140からの光による加熱と冷媒流路131を流れる冷媒による吸熱とにより、ステージ10上のウェハWに形成された検査対象の電子デバイスDの温度を目標温度で一定になるように制御する。この温度制御のために、プローバ1では、電子デバイスDの温度を測定している。
[0042]
 図6は、プローバ1における電子デバイスDの温度測定用の回路の構成を概略的に示す図である。
 プローバ1では、図6に示すように、各プローブ12aがインターフェース13に配置された複数の配線20によってテスタ4に接続される。また、各配線20のうち、電子デバイスDにおける電位差生成回路(例えば、ダイオード)の2つの電極Eに接触する2つのプローブ12aとテスタ4を接続する2つの配線20のそれぞれに、リレー21が設けられる。
[0043]
 各リレー21は、各電極Eの電位をテスタ4及び電位差測定ユニット15のいずれかへ切り替えて伝達可能に構成されている。各リレー21は、例えば、電子デバイスDの電気的特性の検査を行う際、各電極Eへ実装時電圧が印加されてから、予め定められたタイミングで各電極Eの電位を電位差測定ユニット15へ伝達する。上記電位差生成回路では、電流を流した際に生じる電位差が温度によって異なる。したがって、電子デバイスDの電位差生成回路の電位差、すなわち、電位差生成回路の2つの電極E(プローブ12a)間の電位差に基づいて、電子デバイスD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1では、電位差測定ユニット15が各リレー21から伝達された各電極Eの電位に基づいて電子デバイスDの電位差生成回路の電位差を取得し、さらに、取得した電位差を制御部14へ伝達する。制御部14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Dの温度を測定する。
[0044]
 なお、電子デバイスDの温度の測定方法は、上述に限られず、電子デバイスDの温度が測定可能であれば他の方法であってもよい。
[0045]
 次に、プローバ1を用いたウェハWに対する検査処理の一例について説明する。
 まず、ウェハWが、ローダ3のFOUPから取り出されて、ステージ10に向けて搬送され、トッププレート120のウェハ載置面120a上に載置される。次いで、ステージ10が、予め定められた位置に移動される。
[0046]
 そして、光照射機構140の全てのLED141が点灯され、トッププレート120の温度センサ121から取得される情報に基づいて、トッププレート120の温度が面内で均一になるように、LED141からの光出力と、冷媒流路131内を流れる冷媒の流量とが調整される。
[0047]
 その後、ステージ10が移動され、ステージ10の上方に設けられているプローブ12aと、ウェハWの検査対象の電子デバイスDの電極Eとが接触させられる。
 この状態で、電位差測定ユニット15により、検査対象の電子デバイスDにおける前述の電位差生成回路の電位差が取得される。そして、面内で均一とされたトッププレート120の温度が検査対象の電子デバイスDの温度と略一致するものとして、上記電位差の校正が行われ、すなわち、上記電位差の温度特性の情報が補正される。
[0048]
 その後、プローブ12aに検査用の信号が入力される。これにより、電子デバイスDの検査が開始される。なお、上記検査中、検査対象の電子デバイスDの電位差生成回路に生じる電位差の情報に基づいて、例えば、当該電子デバイスDの温度が試験温度または目標温度になるように、当該デバイスに対応するLEDユニットUのLED141からの光出力すなわちLED141の印加電圧が制御される。また、冷媒流路131内の冷媒の温度及び流量は、例えば、検査対象の電子デバイスDの試験温度または目標温度に応じた値で、一定とされる。
[0049]
 以後、電子デバイスDにおける電位差生成回路の電位差の校正とその後の工程は、全ての電子デバイスDの検査が完了するまで繰り返される。
[0050]
 続いて、ステージ10の作製方法について説明する。
 ステージ10の作製方法は、トッププレート120、流路形成部材130及び光照射機構140を作製する部材作成工程と、隣接する各部材を接合する接合工程とを含む。以下、上記部材作成工程と、接合工程とを具体的に説明する。
[0051]
 上記部材作成工程は、(A1)トッププレート作製工程、(A2)流路形成部材作製工程、(A3)光照射機構作製工程、を含む。
[0052]
(A1)トッププレート作製工程
 この工程では、Siインゴットを切り出して形成されるSi単結晶基板に、ウェハ吸着のための吸着穴の形成等が行われ、トッププレート120が作製される。
[0053]
(A2)流路形成部材作製工程
 この工程では、例えば、耐熱性が高く熱膨張率の低いホウケイ酸ガラスの平板に、冷媒流路131となる冷媒溝が機械加工等により形成され、供給口132と排出口133が機械加工等により形成され、流路形成部材130が作製される。
[0054]
(A3)光照射機構作製工程
 この工程では、LEDユニットUの作製や、予め流路が形成されたベース142への上記LEDユニットUの実装が行われ、光照射機構140が作製される。
[0055]
 また、上述の接合工程は、(B1)トッププレート120と流路形成部材130とを接合する工程、(B2)流路形成部材130と光照射機構140とを接合する工程、(B3)光照射機構140と熱絶縁部材110とを接合する工程、を含む。
[0056]
(B1)トッププレート120と流路形成部材130とを接合する工程
 この工程では、例えば、トッププレート120の裏面120bと流路形成部材130の表面の端部とが陽極接合により接合される。陽極接合では、トッププレート120と流路形成部材130とが重ねられた状態で加熱されると共に、Si製のトッププレート120を陽極、ガラス製の流路形成部材130を陰極として電圧が印加される。これにより、流路形成部材130中の陽イオンを陽極側に強制的に拡散させることによって、ガラスとSiとを化学反応させて結合させる。
[0057]
(B2)流路形成部材130と光照射機構140とを接合する工程
 この工程では、例えば、流路形成部材130の裏面の周縁部と平面視円環状のスペーサ143の表面との接合、光照射機構140のベース142の表面の周縁部とスペーサ143の裏面との接合が行われる。これらの接合は、例えば紫外線硬化型樹脂等を用いて行われる。また、上記接合後、例えば、スペーサ143の側部に設けられている貫通孔から、LED搭載空間Sに光透過性樹脂144が充填される。充填後、必要に応じて、スペーサ143の上記貫通孔が塞がれる。
[0058]
(B3)光照射機構140と熱絶縁部材110との接合
 この工程では、例えば、光照射機構140のベース142の裏面と、コーディエライトの焼結体製の熱絶縁部材110の表面との接合が行われる。この接合は、例えば、Al合金をロウ材に用いたロウ付けにより行われる。
[0059]
 以上のように、本実施形態では、ステージ10が、表面にウェハWが載置されるトッププレート120と、トッププレート120の裏面120bに取り付けられ、トッププレート120との間に光を透過可能な冷媒が流れる冷媒流路131を形成する流路形成部材130と、トッププレート120に載置されたウェハWと流路形成部材130を挟んで対向するように配置され、ウェハWを指向する複数のLED141を有する光照射機構140とを有する。したがって、ステージ10は、冷媒流路131を流れる冷媒によりトッププレート120全体を冷却しつつ、トッププレート120へ局所的にLED光を照射し加熱し、もって、所望の電子デバイスD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る。そして、ステージ10では、流路形成部材130がガラスから形成され、トッププレート120がガラスと熱膨張率の差が小さいシリコンから形成されている。そのため、トッププレート120と流路形成部材130との接合部分に生じる、熱膨張または熱収縮による応力が小さい。したがって、ステージ10は、広い検査温度範囲で使用することができる。また、流路形成部材130をガラス、トッププレート120をSiでそれぞれ形成しているため、流路形成部材130とトッププレート120との接合に、陽極接合による接合を用いることができる。陽極接合による接合部分は、当該接合部分に生じる応力に対する耐性が、エポキシ樹脂による接合等に比べて高い。したがって、ステージ10は、より広い検査温度範囲まで適用し得る。また、接合部分にOリングを用いる必要が無いため、信頼性も高い。
[0060]
 さらに、Siはヤング率が高いため薄くても剛性が得られるので、Siを用いたトッププレート120を薄くすることができる。したがって、トッププレート120を薄くしてトッププレート120の熱容量を抑えることができる。そのため、LED光によるトッププレート120の加熱や冷媒流路131を流れる冷媒によるトッププレート120の冷却で、トッププレート120の温度を高速に変化させることができる。
 さらにまた、Siは体積比熱が低いため、この点においても、トッププレート120にSiを用いることで、トッププレート120の熱容量を抑えることができる。
[0061]
 また、Siは熱伝導率が高いため、トッププレート120にSiを用いることで、ステージ10を用いたウェハWの加熱及び冷却を面内で均一且つ高速に行うことができる。
[0062]
 さらに、本実施形態では、トッププレート120がSi単結晶基板により構成されているため、そのウェハ載置面120aを平坦にすることができる。したがって、ウェハWとトッププレート120との間の熱抵抗を低減させることができるため、ステージ10を用いたウェハWの冷却、加熱を高速で行うことができる。
[0063]
 また、本実施形態では、トッププレート120がSiから形成されるため、ウェハWがSi基板から構成される場合には、トッププレート120とウェハWとで熱膨張率に差がない。そのため、電気的特性検査時等に、ウェハWが熱膨張や熱収縮したときに、ウェハWとトッププレート120が擦れて傷等が生じることがない。
[0064]
 なお、特許文献1に開示のステージでは、本実施形態と異なり、LED搭載空間は光透過性樹脂で充填されておらず、冷媒溝が形成された冷却ユニットが支持される。したがって、特許文献1に開示のステージでは、検査時にプローブを押し付ける力は、SiC製のステージ蓋とガラス製の冷却ユニットで受けている。
 それに対し、本実施形態では、LED搭載空間Sが光透過性樹脂144で充填され、ステージ10は光照射機構140の下方から支持される。したがって、ステージ10では、検査時にプローブ12aを押し付ける力は、トッププレート120と流路形成部材130だけで受けるわけでなく、ステージ全体で受ける。したがって、SiCよりもヤング率が低いSiをトッププレート120の材料に用いトッププレート120を薄くしても、プローブ12aを押し付ける力によりトッププレート120が変形することがない。
[0065]
 次に、図7及び図8を用いて、トッププレートの他の例を説明する。図7はトッププレートの他の例の構成を概略的に示す断面図である。図8は、図7のトッププレートを構成する各層を示すためにトッププレートを層毎に分割して示す断面図である。
[0066]
 図7のトッププレート200は、上方から順に、天井層210と電磁シールド層220とが積層されてなる。天井層210と電磁シールド層は共にSi単結晶基板により構成されている。
[0067]
 天井層210は、表面にウェハWが載置される層である。この天井層210は、Si単結晶基板により構成され、図8に示すように、Si酸化膜211が裏面に形成されている。
[0068]
 電磁シールド層220は、天井層210の裏面側に設けられ、光照射機構140で生じる電磁波を、天井層210に載置されたウェハから遮断する。電磁シールド層220は、具体的には、光照射機構140のLED141の近くに実装される当該LED141を駆動する駆動回路で生じる電磁波を、天井層210に載置されたウェハWから遮断する。
 この電磁シールド層220は、高濃度に不純物が添加され導電率が高いSi単結晶基板により構成され、その表面にSi酸化膜221が形成され側面に電極222が形成されている。電磁シールド層220は、電極222を介して接地電位あるいはインピーダンスの低い電位に接続される。
[0069]
 このトッププレート200の作製は例えば以下のように行われる。
 まず、天井層210と電磁シールド層220が作製される。具体的には、Siインゴットを切り出して形成されるSi単結晶基板の、天井層210の裏面に相当する面に、熱酸化処理によってSi酸化膜211が形成され、天井層210が作製される。また、高濃度に不純物が添加されたSiインゴットを切り出して形成されるSi単結晶基板の表面に、熱酸化処理によってSi酸化膜221が形成される。それと共に、上記Si単結晶基板の側面に、メタライズ処理によって電極222が形成される。これにより、電磁シールド層220が作製される。
 次いで、天井層210と電磁シールド層220とが接合され、トッププレート200が作製される。具体的には、Si酸化膜211及びSi酸化膜221を介した天井層210と電磁シールド層220との接合が行われ、トッププレート200が作製される。Si酸化膜211、221を介した接合には、例えばプラズマ活性化低温接合が用いられる。このプラズマ活性化低温接合では、常温下でのプラズマ処理によりSi酸化膜211、221の接合面を活性化させた後、Si酸化膜211、221同士を密着させる。その後、1000℃未満の低温(例えば200℃)で熱処理することにより、Si酸化膜211、221を介して天井層210と電磁シールド層220とが接合される。
 なお、プラズマ化低温接合の代わりに、イオンビーム等を用いて接合面を活性化させる常温接合を行うようにしてもよい。
 また、上述のプラズマ化低温接合や常温接合を行うために十分な平坦度をSi酸化膜211、221の接合面が有していない場合は、Si酸化膜211、221の接合面の平坦化処理を事前に行うようにしてもよい。なお、Si酸化膜211、221は、前述のように、半導体製造プロセスに用いられる熱酸化処理により形成されているため、基本的には、高い平坦性を有する。
[0070]
 上述のトッププレート200は、電磁シールド層220を有しているため、光照射機構140で生じた電磁波が天井層210を透過し、天井層210上のウェハWに形成された電子デバイスの電気的特性検査に影響を及ぼすのを防ぐことができる。
 なお、この例では、電磁シールド層220と天井層210とは別々に設けられていたが、天井層210を、高濃度に不純物が添加され導電率が高いSi単結晶基板により構成し、天井層210が電磁シールド層220を兼ねるようにしてもよい。これにより、光照射機構140で生じた電磁波がステージ10のウェハ載置面120a側から出射されるのを防ぎつつ、トッププレート全体の熱容量を抑えることができる。
[0071]
 今回開示された実施形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。上記の実施形態は、添付の請求の範囲及びその主旨を逸脱することなく、様々な形態で省略、置換、変更されてもよい。
[0072]
 例えば、以上の例では、流路形成部材の表面に冷媒溝が形成され当該冷媒溝をトッププレートで覆うことで冷媒流路が形成されていた。これに代えて、トッププレートの裏面に冷媒溝が形成され当該冷媒溝を平板状の流路形成部材で覆うことで冷媒流路が形成されるようにしてもよい。
 また、以上の例では、トッププレートは、Si単結晶基板から作製されていたが、Si多結晶基板から作製されていてもよい。Si単結晶基板およびSi多結晶基板は、半導体産業の応用分野の大きさから安価で入手することができる。
[0073]
 なお、以下のような構成も本開示の技術的範囲に属する。
[0074]
(1)検査対象体が載置される載置台であって、
表面に前記検査対象体が載置される天板部と、
前記天板部の裏面に取り付けられ、前記天板部との間に光を透過可能な冷媒が流れる冷媒流路を形成する流路形成部材と、
前記天板部に載置された前記検査対象体と前記流路形成部材を介して対向するように配置され、当該検査対象体を指向する複数のLEDを有する光照射機構とを有し、
前記流路形成部材は、光を透過可能なガラスからなり、
前記天板部はシリコンからなる、載置台。
 前記(1)によれば、冷媒流路を流れる冷媒により天板部全体を冷却しつつ、天板部へ局所的にLED光を照射し加熱し、もって、検査対象体における所望の部分のみの温度を制御しつつ他の部分を冷却することができる。また、前記(1)では、流路形成部材がガラスから形成され、天板部がガラスと熱膨張率の差が小さいシリコンから形成されている。そのため、天板部と流路形成部材との接合部分に生じる、熱膨張または熱収縮による応力が小さい。したがって、前記(1)にかかる載置台は、広い検査温度範囲で使用することができる。また、流路形成部材をガラス、天板部をシリコンでそれぞれ形成しているため、流路形成部材と天板部との接合に、陽極接合による接合を用いることができる。陽極接合による接合部分は、当該接合部分に生じる応力に対する耐性が、エポキシ樹脂による接合等に比べて高い。したがって、前記(1)にかかる載置台は、より広い検査温度範囲まで適用し得る。
[0075]
(2)前記ガラスはホウケイ酸ガラスである、前記(1)に記載の載置台。
[0076]
(3)前記流路形成部材は、前記天板部の裏面に、陽極接合により接合されている、前記(1)または(2)に記載の載置台。
[0077]
(4)前記光照射機構の前記LEDの搭載空間は光を透過可能な材料で充填されている、前記(1)~(3)のいずれか1に記載の載置台。
[0078]
(5)当該載置台は、前記光照射機構の裏面側から支持される、前記(4)に記載の載置台。
[0079]
(6)前記天板部は、
表面に前記検査対象体が載置される天井層と、
前記天井層の裏面側に設けられ、前記光照射機構で生じる電磁波を、前記天井層に載置された検査対象体から遮断する電磁シールド層と、を有する、前記(1)~(5)のいずれか1に記載の載置台。
[0080]
(7)検査対象体が載置される載置台であって、
前記載置台は、表面に前記検査対象体が載置される天板部と、
前記天板部の裏面に取り付けられ、前記天板部との間に光を透過可能な冷媒が流れる冷媒流路を形成する流路形成部材と、
前記天板部に載置された前記検査対象体と前記流路形成部材を介して対向するように配置され、当該検査対象体を指向する複数のLEDを有する光照射機構とを有し、
当該作製方法は、
光を透過可能なガラスを用いて前記流路形成部材を形成する工程と、
シリコンを用いて前記天板部を形成する工程と、
前記流路形成部材と前記天板部とを陽極接合により接合する工程と、を含む、載置台の作製方法。

符号の説明

[0081]
10      ステージ
120、200 トッププレート
130     流路形成部材
131     冷媒流路
140     光照射機構
141     LED
W       ウェハ

請求の範囲

[請求項1]
検査対象体が載置される載置台であって、
表面に前記検査対象体が載置される天板部と、
前記天板部の裏面に取り付けられ、前記天板部との間に光を透過可能な冷媒が流れる冷媒流路を形成する流路形成部材と、
前記天板部に載置された前記検査対象体と前記流路形成部材を介して対向するように配置され、当該検査対象体を指向する複数のLEDを有する光照射機構とを有し、
前記流路形成部材は、光を透過可能なガラスからなり、
前記天板部はシリコンからなる、載置台。
[請求項2]
前記ガラスはホウケイ酸ガラスである、請求項1に記載の載置台。
[請求項3]
前記流路形成部材は、前記天板部の裏面に、陽極接合により接合されている、請求項1または2に記載の載置台。
[請求項4]
前記光照射機構の前記LEDの搭載空間は光を透過可能な材料で充填されている、請求項1~3のいずれか1項に記載の載置台。
[請求項5]
当該載置台は、前記光照射機構の裏面側から支持される、請求項4に記載の載置台。
[請求項6]
前記天板部は、
表面に前記検査対象体が載置される天井層と、
前記天井層の裏面側に設けられ、前記光照射機構で生じる電磁波を、前記天井層に載置された検査対象体から遮断する電磁シールド層と、を有する、請求項1~5のいずれか1項に記載の載置台。
[請求項7]
検査対象体が載置される載置台の作製方法であって、
前記載置台は、表面に前記検査対象体が載置される天板部と、
前記天板部の裏面に取り付けられ、前記天板部との間に光を透過可能な冷媒が流れる冷媒流路を形成する流路形成部材と、
前記天板部に載置された前記検査対象体と前記流路形成部材を介して対向するように配置され、当該検査対象体を指向する複数のLEDを有する光照射機構とを有し、
当該作製方法は、
光を透過可能なガラスを用いて前記流路形成部材を形成する工程と、
シリコンを用いて前記天板部を形成する工程と、
前記流路形成部材と前記天板部とを陽極接合により接合する工程と、を含む、載置台の作製方法。

図面

[ 図 1]

[ 図 2]

[ 図 3]

[ 図 4]

[ 図 5]

[ 図 6]

[ 図 7]

[ 図 8]