TWI910313B

TWI910313B - 檢查裝置及溫度控制方法

Info

Publication number: TWI910313B
Application number: TW111105741A
Authority: TW
Inventors: 中山博之
Original assignee: 日商東京威力科創股份有限公司
Priority date: 2021-02-26
Filing date: 2022-02-17
Publication date: 2026-01-01

Abstract

本發明之課題為提供一種能夠以高精度來控制檢查對象之基板的溫度之技術。

本揭示一樣態之檢查裝置具有：載置台，係載置基板；第1溫度感測器，係測量該載置台的表面溫度及該載置台所載置之該基板的溫度；第2溫度感測器，係用以控制該載置台的溫度；以及控制部，係構成為會依據該第1溫度感測器所測量之該載置台的表面溫度及該基板的溫度來使該第2溫度感測器的控制溫度偏移，以控制該載置台的溫度。

Description

檢查裝置及溫度控制方法

本揭示係關於一種檢查裝置及溫度控制方法。

已知有一種檢查裝置，具備：加熱機構，係具有會加熱溫度控制對象物之加熱源；冷卻機構，係具有會冷卻溫度控制對象物之冷卻源；以及溫度控制器，係控制加熱源與冷卻源(參照例如專利文獻1)。

[先前技術文獻]

[專利文獻]

專利文獻1：日本特開2020-096152號公報

本揭示係提供一種能夠以高精度來控制檢查對象之基板的溫度之技術。

依據本揭示，便能夠以高精度來控制檢查對象之基板的溫度。

1:檢查裝置

10:裝載部

11:載置埠

20:檢查部

21:載置台

22:升降機構

23:XY台座

24:探針卡

24a:探針

24b:平板

25:對位機構

25a:照相機

25b:導軌

25c:對位橋

26:接觸式溫度感測器

27:控制用溫度感測器

28:溫度調整機構

28a:加熱機構

28b:冷卻機構

30:控制器

40:顯示裝置

C:晶圓匣盒

T:測試頭

W:基板

圖1係顯示實施型態之檢查裝置一範例之圖式。

圖2為圖1之檢查裝置之俯視圖。

圖3係顯示控制器的一硬體構成例之圖式。

圖4係顯示偏移表產生處理一範例之流程圖。

圖5係顯示偏移表產生處理一範例之圖式。

圖6係顯示偏移表一範例之圖式。

圖7係顯示溫度控制處理一範例之流程圖。

圖8係顯示溫度控制處理一範例之圖式。

以下，參照添附圖式，針對本揭示之非限定的例示性實施型態來加以說明。所添附之所有圖式中，針對相同或相對應的組件或零件，係賦予相同或相對應的參考符號而省略重複說明。

〔檢查裝置〕

參照圖1~圖3，針對實施型態之檢查裝置一範例來加以說明。

檢查裝置1為可檢查基板W之裝置。檢查裝置1係具有裝載部10、檢查部20及控制器30。檢查裝置1會在控制器30的控制下，從裝載部10將檢查對象的基板W朝檢查部20搬送，並對形成於基板W之被檢查元件(DUT：Device Under Test)施予電氣訊號，以檢查各種電氣特性。基板W可為例如半導體晶圓。

裝載部10係具有載置埠11、對位器12及基板搬送機構13。載置埠11會載置收納有基板W之晶圓匣盒C。對位器12會進行基板W的對位。基板搬送機構13會在載置埠11所載置的晶圓匣盒C、對位器12及後述載置台21之間搬送基板W。裝載部10中，首先，基板搬送機構13會將晶圓匣盒C所收納之基板W搬送至對位器12。接著，對位器12會進行基板W的對位。接著，基板搬送機構13會將經對位後的基板W從對位器12搬送至檢查部20所設置之載置台21。

檢查部20係鄰接配置於裝載部10。檢查部20係具有載置台21、升降機構22、XY台座23、探針卡24、對位機構25、接觸式溫度感測器26、控制用溫度感測器27及溫度調整機構28。

載置台21係具有載置面。載置台21會將基板W載置於載置面(表面)。載置台21係包含有例如真空夾具。

升降機構22係設置於載置台21的下部，會使載置台21相對於XY台座23做升降。升降機構22係包含有例如步進馬達。

XY台座23係設置於升降機構22的下部，會使載置台21及升降機構22移動於雙軸方向(圖中的X方向及Y方向)。XY台座23係被固定在檢查部20的底部。XY台座23係包含有例如步進馬達。

探針卡24係配置於載置台21的上方。探針卡24的載置台21側係形成有複數探針24a。探針卡24係裝卸自如地被安裝在平板(head plate)24b。探針卡24係透過測試頭T而連接有測試器(圖中未顯示)。

對位機構25係具有照相機25a、導軌25b及對位橋25c。照相機25a係朝下地被安裝在對位橋25c的中央來拍攝載置台21、基板W等。照相機25a為例如CCD照相機或CMOS照相機。導軌25b係將對位橋25c可移動地支撐於水平方向(圖中的Y方向)。對位橋25c係藉由左右一對的導軌25b而被加以支撐，且會沿著導軌25b移動於水平方向(圖中的Y方向)。藉此，照相機25a便會透過對位橋25c而在待機位置與探針卡24之中心的正下方(以下稱作「探測中心」。)之間移動。位在探測中心之照相機25a在對位之際，會在載置台21移動於XY方向的期間，從上方來拍攝載置台21上之基板W的電極襯墊，且進行影像處理來將拍攝影像顯示在顯示裝置40。

接觸式溫度感測器26係使測量溫度的測溫部朝下方而鄰接於照相機25a來被安裝在對位橋25c，以測量載置台21的表面溫度及載置台21所載置之基板W的表面溫度。接觸式溫度感測器26為使用例如熱電耦或白金測溫阻抗體之溫度感測器。當接觸式溫度感測器26測量載置台21的表面溫度之際，升降機構22會使載置台21上升，來使得接觸式溫度感測器26的測溫部接觸於載置台21的表面。又，當接觸式溫度感測器26測量載置台21所載置之基板W的表面溫度之際，升降機構22則是會使載置台21上升，來使得接觸式溫度感測器26的測溫部接觸於基板W的表面。

控制用溫度感測器27係被埋入在載置台21的內部，而為一種在檢查裝置1中對檢查對象的基板W進行檢查之情況下，用以控制載置台21的溫度之溫度感測器。控制用溫度感測器27為使用有例如熱電耦或白金測溫阻抗體之溫度感測器。

溫度調整機構28係具有加熱機構28a與冷卻機構28b。溫度調整機構28會藉由加熱機構28a所致之加熱與冷卻機構28b所致之冷卻，來調整載置台21的溫度。加熱機構28a可為例如加熱器。冷卻機構28b可為例如冷卻器機構。溫度調整機構28係藉由來自控制器30的訊號，以調整載置台21的溫度。

控制器30係設置於載置台21的下方，以控制檢查裝置1整體的動作。如圖3所示，控制器30為電腦，係具有分別藉由匯流排38而相連接之驅動裝置31、輔助記憶裝置32、記憶裝置33、CPU34、介面裝置35、顯示裝置36等。

會實現控制器30中的處理之程式係藉由CD-ROM等記錄媒體37來加以被提供。將記憶有程式的記錄媒體37安裝在驅動裝置31後，程式便會從記錄媒體37透過驅動裝置31來被安裝在輔助記憶裝置32。此外，程式的安裝不一定非得藉由記錄媒體37來進行，亦可透過網路來從其他電腦下載。

輔助記憶裝置32會儲存所安裝的程式、後述偏移表等必要的資訊。記憶裝置33在有程式的啟動指示之情況，會從輔助記憶裝置32來讀取程式且加以儲存。CPU34會依照記憶裝置33所儲存的程式來實行檢查裝置1相關的功能。介面裝置35係被使用來作為用以連接於網路之介面。顯示裝置36會顯示各種資訊，且會接收作業員所為的操作而亦具有作為操作部之功能。

上述檢查裝置1中，首先，控制器30會依據控制用溫度感測器27所測量之載置台21的溫度來控制溫度調整機構28，以將載置台21的溫度調整為檢查溫度。接著，對位機構25會進行載置台21上的基板W所形成之被檢查元件的電極襯墊與探針卡24的複數探針24a之對位。接著，升降機構22會使載置台21上升，來讓探針卡24的複數探針24a接觸於相對應的電極襯墊。接著，控制器30會透過測試頭T及探針卡24的複數探針24a而將來自測試器的檢查用訊號施加在基板W所形成之被檢查元件，以檢查被檢查元件的電氣特性。

〔偏移表產生處理〕

參照圖4~圖6，針對前述控制器30在控制載置台21的溫度之際所利用的用以產生偏移表之處理(以下稱作「偏移表產生處理」。)一範例來加以說明。

首先，步驟S101中，控制器30會控制溫度調整機構28，以使控制用溫度感測器27的控制溫度成為指定溫度。指定溫度乃為計算偏移量之對象的溫度。

接著，步驟S102中，控制器30會控制XY台座23，來使載置台21水平移動至指定位置(參照圖5(a))。指定位置乃為計算偏移量之對象的位置。

接著，步驟S103中，控制器30會控制升降機構22，來使載置台21移動(上升)至該載置台21的表面會接觸於接觸式溫度感測器26之位置(參照圖5(b))。之後，控制器30會使接觸式溫度感測器26測量載置台21的表面溫度。

接著，步驟S104中，控制器30會依據接觸式溫度感測器26所測量之載置台21的表面溫度，來校正控制用溫度感測器27。例如，控制器30會校正控制用溫度感測器27，以使控制用溫度感測器27的溫度和接觸式溫度感測器26所測量之載置台21的表面溫度一致。

接著，步驟S105中，控制器30係與步驟S103同樣地會使接觸式溫度感測器26測量載置台21的表面溫度。

接著，步驟S106中，控制器30會控制基板搬送機構13，來將基板W搬送至載置台21上。之後，控制器30會在指定位置處控制升降機構22，以使載置台21移動(上升)至該載置台21上所載置之基板W的表面會接觸於接觸式溫度感測器26之位置(參照圖5(c))。之後，控制器30會使接觸式溫度感測器26測量基板W的表面溫度。指定位置乃為與步驟S102中的指定位置相同之位置，且為計算偏移量之對象的位置。此外，接觸式溫度感測器26所測量的基板W雖可為檢查對象的製品基板或相當於製品的仿真基板，但較佳為相當於製品的仿真基板。

接著，步驟S107中，控制器30會計算出步驟S105中接觸式溫度感測器26所測量之載置台21的表面溫度與步驟S106中接觸式溫度感測器26所測量之基板W的表面溫度之差值(偏移量)。

接著，步驟S108中，控制器30會判定是否有其他指定位置。若步驟S108中判定為有其他指定位置的情況，則控制器30便會使處理回到步驟S102，來實施步驟S102~步驟S107。亦即，控制器30會計算出新的指定位置處，載置台21的表面溫度與基板W的表面溫度之差值(偏移量)。另一方面，若步驟S108中判定為無其他指定位置的情況，則控制器30便會使處理前進到步驟S109。

接著，步驟S109中，控制器30會判定是否有其他指定溫度。若步驟S109中判定為有其他指定溫度的情況，則控制器30便會使處理回到步驟S101來實施步驟S101~步驟S108。亦即，控制器30會計算出新的指定溫度中，載置台21的表面溫度與基板W的表面溫度之差值(偏移量)。另一方面，若步驟S109中判定為無其他指定溫度的情況，則控制器30便會使處理前進到步驟S110。

接著，步驟S110中，控制器30會產生使得指定溫度及指定位置與步驟S107中所計算出的差值(偏移量)具有對應關係之偏移表，且記憶所產生的偏移表。之後，便結束處理。

偏移表係針對每個基板W的種類來被加以產生。基板W的種類包括基板W厚度、基板W內面狀態及支撐基板有無當中的至少一者。由於基板W的厚度從例如750μm到薄膜(例如40μm)為各式各樣而造成熱阻不同，故偏移量便會不同。由於基板W的內面狀態有經鏡面加工之狀態、薄膜後的研磨狀態等各種狀態而造成熱阻不同，故偏移量便會不同。支撐基板為一種例如當檢查對象的基板W較薄時用來支撐該基板W所使用的基板，在具有支撐基板的情況與未具有支撐基板的情況，由於熱阻大為不同，故偏移量便會不同。又，由於支撐基板有玻璃基板、矽基板等，其種類為各式各樣而造成熱阻不同，故偏移量便會不同。因此，藉由針對每個基板W的種類來產生偏移表，則即便是基板W的種類不同之情況，仍可精確度佳地控制基板W的表面溫度。

圖6係顯示偏移表一範例之圖式。圖6之範例係顯示針對每個基板W的種類(基板W₁、基板W₂、......、基板W_M)，來讓指定溫度[℃]及指定位置[X，Y]與偏移量[℃]具有對應關係之偏移表。例如基板W₁的偏移表中，指定溫度為85℃，X方向位置為X₁，Y方向位置為Y₁之情況的偏移量為+1.0℃。

〔溫度控制處理〕

參照圖7及圖8，針對前述控制器30會利用偏移表產生處理中所產生的偏移表來控制載置台21的溫度之處理(以下稱作「溫度控制處理」。)一範例來加以說明。

首先，步驟S201中，控制器30會控制基板搬送機構13來將基板W搬送至載置台21上(參照圖8)。

接著，步驟S202中，控制器30會讀取偏移表產生處理中所記憶的複數偏移表當中，和載置台21所載置之基板W相對應的偏移表。然後，控制器30會依據所讀取的偏移表，來計算出和檢查溫度及檢查對象的DUT位置相對應之偏移量。例如，當基板W的種類為基板W₁，檢查溫度為85℃，DUT位置為(X₁，Y₂)，且控制器30記憶有圖6所示的偏移表之情況，則控制器30便會計算出偏移量為+1.1℃。

又，若所讀取的偏移表中沒有和檢查溫度相對應的溫度偏移量之情況，則控制器30可發出警報，或是顯示並未發現偏移量的要旨。又，控制器30亦可計算出最接近檢查溫度的溫度偏移量來作為和檢查溫度相對應的溫度偏移量。又，控制器30亦可依據接近檢查溫度之2個以上的溫度偏移量，而藉由線性插入等補正來計算出和檢查溫度相對應的溫度偏移量。

又，若所讀取的偏移表中沒有和檢查對象的DUT位置相對應之位置偏移量的情況，亦可同樣地發出警報或顯示並未發現偏移量的要旨。又，控制器30亦可計算出最接近檢查對象的DUT位置之位置偏移量，來作為和檢查對象的DUT位置相對應之位置偏移量。又，控制器30亦可依據接近檢查對象的DUT位置之2個以上的位置偏移量，而藉由線性插入等補正來計算出和檢查對象的DUT位置相對應之位置偏移量。

接著，步驟S203中，控制器30會使控制用溫度感測器27的控制溫度偏移步驟S202所計算出的偏移量，以控制載置台21的溫度。

如以上的說明，依據實施型態，控制器30會依據接觸式溫度感測器26所測量之載置台21的表面溫度及基板W的表面溫度，來使控制用溫度感測器27的控制溫度偏移，以控制載置台21的溫度。藉此，便能夠以高精確度來控制檢查對象之基板W的表面溫度。

又，依據實施型態，控制器30會針對每個基板W的種類來產生偏移表。藉此，便可對應於基板W的種類來進行溫度控制。

又，依據實施型態，控制器30係產生使得接觸式溫度感測器26所測量之載置台21的表面溫度與接觸式溫度感測器26所測量之基板W的表面溫度之差值會和溫度及位置具有對應關係之偏移表。藉此，便可對應於檢查溫度及檢查位置來進行溫度控制。

又，依據實施型態，控制器30係使相同的接觸式溫度感測器26測量載置台21(基板W)面內的複數指定位置處之載置台21的表面溫度及基板W的表面溫度。藉此，由於無感測器間差異，故能夠以高精確度來修正載置台21(基板W)的面內之溫度。

此外，上述實施型態中，接觸式溫度感測器26為第1溫度感測器一範例，控制用溫度感測器27為第2溫度感測器一範例，控制器30為控制部一範例。

本說明書所揭示之實施型態應被認為所有要點僅為例示而非用以限制本發明之內容。上述實施型態可在未背離添附的申請專利範圍及其要旨之範圍內，而以各種型態來做省略、置換或變更。

上述實施型態中，雖係針對接觸式溫度感測器26為1個之情況來加以說明，但本揭示並未侷限於此。例如接觸式溫度感測器26亦可為2個以上。當接觸式溫度感測器26為2個以上的情況，便可一次地測量載置台21面內之複數位置處的表面溫度及基板W面內之複數位置處的溫度。此外，由確保接觸式溫度感測器26與載置台21表面及基板W表面之間的高接觸性之觀點來看，則接觸式溫度感測器26較佳為3個以下。

上述實施型態中，雖係針對藉由讓載置台21移動來使接觸式溫度感測器26接觸於載置台21的表面及基板W的表面，以測量載置台21的表面溫度及基板W的表面溫度之情況加以說明，但本揭示並未侷限於此。例如亦可藉由讓接觸式溫度感測器26移動來使接觸式溫度感測器26接觸於載置台21的表面及基板W的表面，以測量載置台21的表面溫度及基板W的表面溫度。

上述實施型態中，雖係針對以接觸式溫度感測器26來測量載置台21的表面溫度及基板W的表面溫度之情況加以說明，但本揭示並未侷限於此。例如亦可以輻射溫度計等非接觸式溫度感測器來測量載置台21的表面溫度及基板W的表面溫度。

上述實施型態中，雖係針對控制器30會實施偏移表產生處理及溫度控制處理之情況來加以說明，但本揭示並未侷限於此。例如亦可在控制器30以外而另外設置有溫度控制器，來使溫度控制器實施偏移表產生處理及溫度控制處理的至少一部分。又，例如，亦可使得透過網路而與檢查裝置1相連接之主電腦會實施偏移表產生處理及溫度控制處理的至少一部分。

上述實施型態中，雖是針對檢查裝置1係相對於1個裝載部10而具有1個檢查部20之情況來加以說明，但本揭示並未侷限於此。例如檢查裝置亦可為相對於1個裝載部而具有複數檢查部之裝置。又，例如檢查裝置亦可為具有複數裝載部與複數檢查部之裝置。