特開 2023-178335 電子試験装置における装置の熱制御のための方法及びシステム

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2023178335

(43)【公開日】2023-12-14

(54)【発明の名称】電子試験装置における装置の熱制御のための方法及びシステム

(51)【国際特許分類】

   G01R 31/26 20200101AFI20231207BHJP

   G01R 31/28 20060101ALI20231207BHJP

   H01L 21/66 20060101ALI20231207BHJP

【ＦＩ】

G01R31/26 H

G01R31/28 H

H01L21/66 B

【審査請求】有

【請求項の数】15

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023172760

(22)【出願日】2023-10-04

(62)【分割の表示】P 2022045659の分割

【原出願日】2017-01-06

(31)【優先権主張番号】62/276,746

(32)【優先日】2016-01-08

(33)【優先権主張国・地域又は機関】US

(71)【出願人】

【識別番号】501119713

【氏名又は名称】エイアー テスト システムズ

(74)【代理人】

【識別番号】100094569

【弁理士】

【氏名又は名称】田中 伸一郎

(74)【代理人】

【識別番号】100103610

【弁理士】

【氏名又は名称】▲吉▼田 和彦

(74)【代理人】

【識別番号】100109070

【弁理士】

【氏名又は名称】須田 洋之

(74)【代理人】

【識別番号】100067013

【弁理士】

【氏名又は名称】大塚 文昭

(74)【代理人】

【識別番号】100109335

【弁理士】

【氏名又は名称】上杉 浩

(74)【代理人】

【識別番号】100120525

【弁理士】

【氏名又は名称】近藤 直樹

(74)【代理人】

【識別番号】100139712

【弁理士】

【氏名又は名称】那須 威夫

(72)【発明者】

【氏名】ヨヴァノヴィッチ ヨヴァン

(72)【発明者】

【氏名】デボー ケニス ダブリュー

(72)【発明者】

【氏名】ステップス スティーブン シー

(57)【要約】

【課題】試験装置が提供される。
【解決手段】スロット組立体は、フレームへ取り外し可能に取り付けている。各スロット組立体により、スロット組立体に挿入されたそれぞれのカートリッジの個々の加熱及び熱制御が可能となる。閉ループ空気経路がフレームによって定まり、ヒーター及び冷却器は、閉ループ空気経路内に位置してカートリッジを空気で加熱し又は冷却する。個々のカートリッジは、他のカートリッジが試験される様々な場所又は温度傾斜が様々な場所にある間に、挿入可能又は取り外し可能である。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

試験装置であって、
フレームと、
複数のスロット組立体とを備え、各スロット組立体は、
前記フレームに取り付けたスロット組立体本体と、
前記スロット組立体本体に取り付けられ、少なくとも１つの超小型電子機器を有するそれぞれのウエハーを設置するための試験場所を形成するホルダーと、
複数の導電体と、
前記それぞれのウエハーに近接して前記それぞれのウエハーの温度を検出する温度検出器とを含み、
前記試験装置は、動作時に前記ウエハーへの又は前記ウエハーからの熱の移送を生じさせる少なくとも１つの温度修正装置と、
前記導電体を通って前記試験場所内の前記ウエハーに接続され、各超小型電子機器に少なくとも電力を供給して前記超小型電子機器の性能を測定することによって前記超小型電子機器を試験する試験機とを備え、前記スロット組立体の第１のスロット組立体の前記導電体の少なくとも１つは、前記電源に接続された前記ウエハーの第２のウエハーに又は第２のウエハーから熱を移送する間に、前記ウエハーの第１のウエハーと前記電源との間に接続可能である、ことを特徴とする試験装置。

【請求項2】

各スロット組立体は、前記それぞれのスロット組立体の前記試験場所に設置された前記ウエハーの前記温度に基づいて前記熱の移送を制御するそれぞれの熱制御器を含む、請求項１に記載の試験装置。

【請求項3】

複数のカートリッジをさらに備え、各カートリッジは、
それぞれのウエハーを保持するためのカートリッジ本体と、
前記ウエハー上の前記接点と接触するために前記カートリッジ本体に保持された複数のカートリッジ接点と、
前記カートリッジ接点に接続されたカートリッジ境界面と、
複数の第１のスロット組立体境界面とを含み、各第１のスロット組立体境界面は、前記スロット組立体のそれぞれの１つのスロット組立体に位置し、各カートリッジはそれぞれのウエハーとともに前記フレーム内に挿入可能であり、それぞれのカートリッジ境界面は第１のスロット組立体境界面にそれぞれつながる、請求項１に記載の試験装置。

【請求項4】

複数の試験機境界面と、
各第２のスロット組立体境界面が前記スロット組立体のそれぞれ１つのスロット組立体に位置する複数の第２のスロット組立体境界面であって、各スロット組立体は前記フレーム内に挿入可能であり、それぞれの第２のスロット組立体境界面は、それぞれの試験機境界面につながる複数の第２のスロット組立体境界面をさらに備える、請求項３に記載の試験装置。

【請求項5】

前記フレーム上にあり真空気圧を加えるための複数の真空境界面をさらに備え、各スロット組立体は、
スロット組立体本体と、
前記スロット組立体本体上にあり、前記スロット組立体が前記フレームに挿入されたとき前記フレーム上の前記真空境界面に係合する真空境界面とを含む、請求項４に記載の試験装置。

【請求項6】

各スロット組立体はそれぞれの温度修正装置を含み、前記それぞれの温度修正装置は、動作時に温度を変化させて、前記温度修正装置と前記ウエハーとの間の温度差、及び前記温度修正装置と前記ウエハーとの間の熱移送を生じさせて、前記それぞれのスロット組立体の前記それぞれの温度検出器によって測定された前記温度に基づいて、前記ウエハー内の前記電気機器の温度を修正し、前記真空空気圧は、温度修正装置と前記カートリッジとの間の空間に加わる、請求項５に記載の試験装置。

【請求項7】

前記真空空気圧は、前記カートリッジ内の空間に加わって、前記カートリッジ接点と前記ウエハー上の接点との間の適切な接触を保証する、請求項３に記載の試験装置。

【請求項8】

超小型電子機器を試験する方法であって、
各ウエハーが少なくとも１つの超小型電子機器を有する複数のウエハーのうちそれぞれのウエハーを、フレームに取り付けたそれぞれのスロット組立体のそれぞれのホルダーによって設けているそれぞれの試験場所に設置する工程と、
前記それぞれのウエハーのそれぞれの温度を、前記それぞれのウエハーに近接したそれぞれの温度検出器で検出する工程と、
前記ウエハーに又は前記ウエハーから熱を移送する工程と、
各超小型電子機器に少なくとも電力を供給して前記超小型電子機器の性能を測定することによって、前記超小型電子機器を試験する工程と、
前記ウエハーのうち前記電源に接続された第２のウエハーに又は第２のウエハーから前記熱を移送する間に、前記スロット組立体の第１のスロット組立体の前記電導体の少なくとも１つを、前記ウエハーの第１のウエハーと前記電源との間に接続する工程とを備えることを特徴とする方法。

【請求項9】

前記熱の移送を、それぞれのスロット組立体の一部を形成するそれぞれの熱制御器で、前記それぞれのスロット組立体の前記試験場所に設置された前記ウエハーの前記温度に基づいて制御する工程をさらに備える、請求項８に記載の方法。

【請求項10】

前記温度修正装置と前記ウエハーとの間の温度差、及び温度修正装置とウエハーとの間の熱移送を生じさせて、前記それぞれのスロット組立体の前記それぞれの温度検出器によって測定された温度に基づいて前記ウエハー内の前記電気機器の温度を修正するために、前記それぞれのスロット組立体の前記それぞれの温度修正装置の温度を変化させる工程をさらに備える、請求項８に記載の方法。

【請求項11】

前記複数のカートリッジのそれぞれのカートリッジ内に複数のウエハーの各々を保持する工程と、
それぞれのウエハーを保持するためのカートリッジ本体と、
前記それぞれのカートリッジのカートリッジ本体によって保持された複数のカートリッジ接点と前記それぞれのウエハー上の接点とを接触させる工程と、
各カートリッジをそれぞれのウエハーとともに前記フレームに挿入する工程と、
各それぞれのカートリッジ上のそれぞれのカートリッジ境界面を、前記それぞれのスロット組立体上のそれぞれの第１のスロット組立体境界面に接続する工程とをさらに備える、請求項８に記載の方法。

【請求項12】

前記各スロット組立体を前記フレームに挿入する工程と、
各それぞれのスロット組立体上のそれぞれの第２のスロット組立体境界面を、それぞれの試験装置境界面につなぐ工程をさらに備える、請求項１１に記載の方法。

【請求項13】

前記フレーム上に真空空気圧を加えるための複数の真空境界面をさらに備え、各スロット組立体は、
スロット組立体本体と、
前記スロット組立体上にあり、前記スロット組立体が前記フレームに挿入されたとき、前記フレーム上の前記真空境界面に係合する真空境界面とを含む、請求項１２に記載の方法。

【請求項14】

各スロット組立体はそれぞれの温度修正装置を含み、前記それぞれの温度修正装置は、動作時に温度を変化させて、前記温度修正装置と前記ウエハーとの間の温度差、及び前記温度修正装置と前記ウエハーとの間の熱移送を生じさせて、前記それぞれのスロット組立体の前記それぞれの温度検出器によって測定された前記温度に基づいて、前記ウエハー内の前記電気機器の温度を修正し、前記真空空気圧は、前記温度修正装置と前記カートリッジとの間の空間に加わる、請求項１３に記載の方法。

【請求項15】

前記真空空気圧は、前記カートリッジ内の空間に加えられて、前記カートリッジ接点と前記ウエハー上の前記接点との間の適切な接触を保証する、請求項１１に記載の方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

[0001] 本発明は、超小型電子回路を試験するために用いる試験装置に関する。

【背景技術】

【0002】

[0002] 超小型電子回路は、通常、半導体ウエハーの中及び上に製造されている。そのようなウエハーは、その後、「単一化され」又は「さいころ状に切られ」て、個々のダイになる。このようなダイは、一般的に支持基板上に取り付けられ、支持基板に剛性を与えるとともに、ダイの一体化された又は超小型電子回路と通信する。最終的なパッケージングは、ダイのカプセル化を含むことができ、結果として生じるパッケージは、次いで、顧客に出荷することができる。

【0003】

[0003] ダイ又はパッケージは、顧客に出荷される前に試験する必要がある。理想的には、ダイは、処理段階に試験する必要があり、その目的は初期段階の製造中に発生する欠陥を識別するためである。ウエハーレベルの試験は、取扱い装置と接点を持つ接触器とを準備し、次いで取扱い装置を用いてウエハーを移動させて、ウエハー上の接点を接触器上の接点と接触させることよって達成できる。次いで、電力信号及び電子信号が、ウエハーに形成された超小型電子回路との間で接触器を介してやり取りされる。

【0004】

[0004] 様々な実施形態によれば、ウエハーは、シリコン基板又はプリント回路基板などの基板と、基板内に製造され又は基板に取り付けた１つ又は複数のデバイスとを含む。

【0005】

[0005] 代わりに、ウエハーは、電気境界面及び熱チャックを有する携帯型カートリッジ内に位置することができる。電力及び信号が電気境界面を介してウエハーに及びウエハーから供給され、その一方、ウエハーの温度は、熱チャックを加熱又は冷却することによって熱的に制御される。

【発明の概要】

【0006】

[0006] 本発明は試験装置を提供し、試験装置は、フレームと、複数のスロット組立体とを備え、各スロット組立体は、フレームに取り付けたスロット組立体本体と、スロット組立体本体に取り付けられ、少なくとも１つの超小型電子機器を有するそれぞれのウエハーを設置するための試験場所を形成するホルダーと、複数の導電体と、それぞれのウエハーに近接してそれぞれのウエハーの温度を検出するための温度検出器とを含み、試験装置は、動作時にウエハーに又はウエハーから熱を移送させる少なくとも１つの温度修正装置と、温度検出器によって検出されたウエハーの温度に基づいて、熱の移送を制御する少なくとも１つの熱制御器と、導電体を通って試験場所内のウエハーに接続され、各超小型電子機器に少なくとも電力を供給する電源と、ウエハーに導電体を通って接続され超小型電子機器の性能を測定する試験機とを備える。

【0007】

[0007] 本発明は超小型電子機器を試験する方法をさらに提供し、試験する方法は、各ウエハーが少なくとも１つの超小型電子機器を有する複数のウエハーのそれぞれのウエハーを、フレームに取り付けたそれぞれのスロット組立体のそれぞれのホルダーによって設けたそれぞれの試験場所に設置する工程と、それぞれのウエハーのそれぞれの温度を、それぞれのウエハーに近接したそれぞれの温度検出器で検出する工程と、ウエハーに又はウエハーから熱を移送する工程と、温度検出器によって検出されたウエハーの温度に基づいて熱の移送を制御する工程と、各超小型電子機器に少なくとも電力を供給し、超小型電子機器の性能を測定することによって、超小型電子機器を試験する工程とを備える。

【0008】

[0008] 本発明は試験装置をさらに提供し、試験装置は、少なくとも第１の閉ループ空気経路を定めるフレームと、第１の閉ループ空気経路内に位置し、第１の閉ループ空気経路を通って空気を再循環させる少なくとも第１のファンと、複数のスロット組立体とを備え、各スロット組立体は、フレームに取り付けたスロット組立体本体と、スロット組立体本体に取り付けられ、少なくとも１つの超小型電子機器を有しかつ第１の閉ループ空気経路に保持されたそれぞれのウエハーを設置するための試験場所を形成するホルダーと、複数の導電体とを含み、試験装置は、温度修正装置であって、第１の閉ループ空気経路内にあるフレームに取り付けられ、動作時に、第１の閉ループ空気経路内の空気と第１の閉ループ空気経路内にある温度修正装置との間で熱移送を生じさせる温度修正装置と、温度を検出する少なくとも１つの温度検出器と、温度に基づいて熱の移送を制御する熱制御器と、導電体を介して試験場所内のウエハーに接続され、各超小型電子機器に少なくとも電力を供給する電源と、導電体を介してウエハーに接続され超小型電子機器の性能を測定する試験機とを備える。

【0009】

[0009] 本発明は超小型電子機器を試験する方法をさらに提供し、試験する方法は、各ウエハーが少なくとも１つの超小型電子機器を有する複数のウエハーのそれぞれのウエハーを、フレームに取り付けたそれぞれのスロット組立体のそれぞれのホルダーによって設けたそれぞれの試験場所に設置し、ウエハーはフレームによって定まる第１の閉ループ空気経路内に保持されている工程と、第１の閉ループ空気経路に位置する少なくとも第１のファンを動作させて、空気を第１の閉ループ空気経路を通って再循環させる工程と、第１の閉ループ空気経路内にあるフレームに取り付けた少なくとも１つの温度修正装置と第１の閉ループ空気経路内の空気との間で熱を移送する工程と、温度を検出する工程と、温度に基づいて熱の移送を制御する工程と、各超小型電子機器に少なくとも電力を供給して超小型電子機器の性能を測定することによって超小型電子機器を試験する工程とを備える。

【0010】

[0010] 本発明は試験装置をさらに提供し、試験装置は、フレームと、複数のスロット組立体とを備え、各スロット組立体は、フレームに取り付けたスロット組立体本体と、スロット組立体本体に取り付けられ、少なくとも１つの超小型電子機器を有するそれぞれのウエハーを設置するための試験場所を形成するホルダーと、複数の導電体と、それぞれのウエハーに近接してそれぞれのウエハーの温度を検出する温度検出器とを含み、試験装置は、動作時にウエハーへの又はウエハーからの熱の移送を生じさせる少なくとも１つの温度修正装置と、導電体を通って試験場所内のウエハーに接続され、各超小型電子機器に少なくとも電力を供給して超小型電子機器の性能を測定することによって超小型電子機器を試験する試験機とを備え、スロット組立体の第１のスロット組立体の導電体の少なくとも１つは、電源に接続されたウエハーの第２のウエハーに又は第２のウエハーから熱を移送する間に、ウエハーの第１のウエハーと電源との間に接続可能である試験機とを備える。

【0011】

[0011] 本発明は超小型電子機器を試験する方法をさらに提供し、試験する方法は、各ウエハーが少なくとも１つの超小型電子機器を有する複数のウエハーのそれぞれのウエハーを、フレームに取り付けたそれぞれのスロット組立体のそれぞれのホルダーによって設けているそれぞれの試験場所に設置する工程と、それぞれのウエハーのそれぞれの温度を、それぞれのウエハーに近接したそれぞれの温度検出器で検出する工程と、ウエハーに又はウエハーから熱を移送する工程と、各超小型電子機器に少なくとも電力を供給して超小型電子機器の性能を測定することによって超小型電子機器を試験する工程と、ウエハーのうち電源に接続された第２のウエハーに又は第２のウエハーから熱を移送する間に、スロット組立体の第１のスロット組立体の導電体の少なくとも１つを、ウエハーの第１のウエハーと電源との間に接続する工程とを備える。

【0012】

[0012] 本発明は、添付図面を参照して例としてさらに説明される。

【図面の簡単な説明】

【0013】

【図1】本発明の１つの実施形態による、スロット組立体を有する試験装置の側断面図である。

【図2】図１の試験装置の２－２における側断面図である。

【図3】図１の試験装置の３－３における側断面図である。

【図4】図２及び図３の試験装置の４－４における側断面図である。

【図5A】本発明の別の実施形態による、スロット組立体を有する試験装置の断面側面図である。

【図5B】本発明のさらなる実施形態による、スロット組立体を有する試験装置の断面側面図である。

【図5C】本発明のさらなる実施形態による、スロット組立体を有する試験装置の断面側面図である。

【図6A】試験装置を示し、フレームによって定まるオーブンに又はオーブンから持ち運び可能なカートリッジの挿入又は取り出しの例を示す斜視図である。

【図6B】試験装置を示し、フレームによって定まるオーブンに又はオーブンから持ち運び可能なカートリッジの挿入又は取り出しの例を示す斜視図である。

【図6C】試験装置を示し、フレームによって定まるオーブンに又はオーブンから持ち運び可能なカートリッジの挿入又は取り出しの例を示す斜視図である。

【図7】１つのカートリッジが挿入されてウエハーの電子機器を試験するために使用され、その後に別のカートリッジを挿入する方法を示すタイムチャートである。

【図8】１つのスロット組立体の挿入又は取り外しを例示する試験装置の斜視図である。

【発明を実施するための形態】

【0014】

[0022] 添付図面の図１には、本発明の実施形態による試験装置１０が例示され、試験機１２、フレーム１４、電源バス１６、第１及び第２のスロット組立体１８Ａ及び１８Ｂ、第１及び第２の試験機境界面２０Ａ及び２０Ｂ、第１及び第２の電力境界面２２Ａ及び２２Ｂ、第１及び第２の加圧空気境界面２４Ａ及び２４Ｂ、第１及び第２の真空境界面２６Ａ、２６Ｂ、第１及び第２のカートリッジ２８Ａ及び２８Ｂ、並びに第１及び第２のウエハー３０Ａ及び３０Ｂを備えている。

【0015】

[0023] スロット組立体１８Ａは、スロット組立体本体３２と、熱チャック３４と、温度検出器３６と、加熱素子３８の形態とされた温度修正器と、冷却素子３９と、第１のスロット組立体境界面４０と、制御境界面４４、電源境界面４６及び真空境界面４８を含む複数の第２のスロット組立体境界面とを含む。

【0016】

[0024] 第１のスロット組立体境界面４０は、スロット組立体本体３２内に位置し、スロット組立体本体３２に取り付けている。制御境界面４４、電力境界面４６及び真空境界面４８の形態とされた第２の境界面は、フレーム１４に取り付けたスロット組立体本体３２の左側壁に取り付けている。

【0017】

[0025] スロット組立体１８Ａは、フレーム１４内に挿入可能及びこれから取外可能である。スロット組立体１８Ａがフレーム１４内に挿入されると、試験機境界面２０Ａ、電力境界面２２Ａ及び第１の真空境界面２６Ａは、それぞれ制御境界面４４、電力境界面４６及び真空境界面４８につながる。スロット組立体１８Ａがフレーム１４から取り外されると、試験機境界面２０Ａ、電力境界面２２Ａ及び第１の真空境界面２６Ａは、制御境界面４４、電力境界面４６及び真空境界面４８から切り離される。

【0018】

[0026] スロット組立体１８Ａは、試験電子機器を有するマザーボード６０と、試験電子機器を有する複数のチャネルモジュール板６２と、可撓性コネクタ６４と、接続板６６とを含む。制御境界面４４及び電力境界面４６はマザーボード６０に接続され、マザーボード６０に熱制御器５０が取り付けている。チャネルモジュール板６２は、マザーボード６０に電気的に接続されている。可撓性コネクタ６４は、チャネルモジュール板６２を接続板６６に接続する。制御機能は、制御境界面４４をマザーボード６０に接続する導電体を介して与えられる。電源境界面４６を介して電力がマザーボード６０に供給される。電力と制御の両方は、マザーボード６０から導体を介してチャネルモジュール板６２に供給される。可撓性コネクタ６４は、チャネルモジュール板６２を接続板６６に接続する導体を設けている。接続板６６は、可撓性コネクタ６４を第１のスロット組立体境界面４０に接続する導体を含む。この第１のスロット組立体境界面４０は、こうして、様々な導体を介して制御境界面４４及び電力境界面４６に接続され、電力及び制御は、制御境界面４４及び電力境界面４６を介して第１のスロット組立体境界面４０に供給できるようになっている。

【0019】

[0027] 第２のスロット組立体１８Ｂは、第１のスロット組立体１８Ａと同様の構成部品を含み、同様の参照符号は同様の構成部品を表す。第２のスロット組立体１８Ｂは、フレーム１４に挿入され、第２のスロット組立体１８Ｂの制御境界面４４、電力境界面４６及び真空境界面４８は、それぞれ、試験機境界面２０Ｂ、電力境界面２２Ｂ及び第２の真空境界面２６Ｂに接続されるようになっている。

【0020】

[0028] カートリッジ２８Ａは、薄いチャック７２及び背板７４によって形成されたカートリッジ本体７０を含む。薄いチャック７２内に温度検出器３６が位置している。ウエハー３０Ａには、その内部に複数の超小型電子機器が形成されている。ウエハー３０Ａは、カートリッジ本体７０に薄いチャック７２と背板７４との間で挿入されている。複数カートリッジ接点７６が、ウエハー３０Ａ上のそれぞれの接点（図示しない）と接触する。カートリッジ２８Ａは、背板７４上にカートリッジ境界面７８をさらに含む。背板７４内の導体がカートリッジ境界面７８をカートリッジ接点７６に接続する。

【0021】

[0029] カートリッジ２８Ａは、背板７４と薄いチャック７２との間に接続されたシール７７を有する。シール７７、背板７４及び薄いチャック７２によって定まる領域に真空が加えられる。真空により、カートリッジ２８Ａが一緒に保持され、カートリッジ接点７６とウエハー３０Ａ上の接点との間の適切な接触が保証される。温度検出器３６は、ウエハー３０Ａに近接しており、従ってウエハー３０Ａの温度を摂氏５度以内、好ましくは摂氏２度以内で検出するのに十分なほどウエハー３０Ａに近接している。

【0022】

[0030] スロット組立体１８Ａは、ヒンジ８４によってスロット組立体本体３２に接続されたドア８２をさらに有する。ドア８２が開位置に回転されると、カートリッジ２８Ａは、ドア開口部８６を通ってスロット組立体本体３２に挿入することができる。カートリッジ２８Ａは、次いで熱チャック３４上に降下され、ドア８２は閉じる。スロット組立体１８Ａは、熱チャック３４と薄いチャック７２との間に位置するシール８８をさらに有する。真空境界面４８及び真空ライン９０を通って、真空が、シール８８、熱チャック３４及び薄いチャック７２によって定まる領域に加えられる。熱チャック３４は、次いで、ウエハー用の試験場所を有するホルダーを本質的に形成する。熱チャック３４は、スロット組立体本体３２に取り付けている。これにより、熱チャック３４と薄いチャック７２との間に良好な熱接続が与えられる。加熱素子３８が熱を発生すると、熱は、熱チャック３４及び薄いチャック７２を通って伝わりウエハー３０Ａに達する。

【0023】

[0031] カートリッジ境界面７８は、第１のスロット組立体境界面４０に係合する。第１のスロット組立体境界面４０、カートリッジ境界面７８及びカートリッジ接点７６を介して電力及び信号がウエハー３０Ａに供給される。ウエハー３０Ａ内のデバイスの性能は、カートリッジ接点７６、カートリッジ境界面７８及び第１のスロット組立体境界面４０を介して測定される。

【0024】

[0032] スロット組立体１８Ｂのドア８２は、閉鎖位置で示されている。スロット組立体１８Ａの上面には前方シール１００が取り付けられ、スロット組立体１８Ｂの下面で密封している。スロット組立体１８の上面には前方シール１０２が取り付けられ、フレーム１４の下面で密封している。スロット組立体１８Ａ及び１８Ｂのドア８２並びに前方シール１００及び１０２によって、連続的な密封された前壁１０４が設けられている。

【0025】

[0033] スロット組立体１８Ａは熱制御器５０をさらに含む。温度検出器３６は温度フィードバックライン５２を介して熱制御器５０に接続されている。電力は、電力境界面４６及び電力線５４を介して加熱素子３８に供給され、加熱素子３８が熱くなるようになっている。加熱素子３８は、次いで、熱チャック３４と、熱チャック３４上のウエハー３０Ａとを加熱する。冷却素子３９は、加熱素子３８に対向して位置し、例えば冷却素子本体とすることができ、ウエハー及び熱チャック３４から遠ざかって移送される熱量を制御するために、流体が冷却素子本体を制御可能な速度で流通する。発熱素子３８及び冷却素子３９は、温度検出器３６が検出した温度に基づいて、熱制御器５０によって制御されるように構成されている。

【0026】

[0034] スロット組立体１８Ａは、その内壁１０６の上方でスロット組立体本体３２の上面に取り付けた分離シール１０８を含む。分離シール１０８はスロット組立体１８Ｂの下面で密封する。スロット組立体１８Ｂは、そのスロット組立体本体３２の上面に取り付けた分離シール１１０を有する。分離シール１０８はフレーム１４の下面で密封する。スロット組立体１８Ａ及び１８Ｂの内壁１０６並びに分離シール１０８及び１１０によって連続的な密封された分離壁１１２が設けられている。

【0027】

[0035] 図２は、図１の試験装置１０を２-２において示す。フレーム１４は、第１の閉ループ空気経路１２０を定める。空気の入口開口部及び出口開口部（図示しない）が開いて、第１の閉ループ空気経路１２０を開放空気経路に変えることができ、ここで室温の空気がフレーム１４を再循環することなく流通する。閉ループ経路がクリーンルーム環境において特に有用であり、その理由は、クリーンルーム環境は結果的に粒子状物質を空気中にあまり放出しないからである。

【0028】

[0036] 試験装置１０は、第１のファン１２２と、第１のファンモータ１２４と、水冷却器１２６の形態とされた温度修正装置と、電気ヒーター１２８の形態とされた温度修正装置と、ダンパー１３０と、ダンパーアクチュエータ１３２と、熱制御器１３４とを含む。

【0029】

[0037] 第１のファン１２２及び第１のファンモータ１２４は、第１の閉ループ空気経路１２０の上部に取り付けている。ダンパー１３０は、フレーム１４に、上昇位置と下降位置との間で旋回可能に取り付けている。水冷却器１２６及び電気ヒーター１２８は、第１の閉ループ空気経路１２０の上部内でフレーム１４に取り付けている。

【0030】

[0038] ダンパーアクチュエータ１３２は、ダンパー１３０に接続されて、ダンパーを上昇位置と下降位置との間で回転させる。熱制御器１３４は、ダンパーアクチュエータ１３２の動作と、電気ヒーター１２８に供給される電流とを制御する。熱制御器１３４は、第１の閉ループ空気経路１２０内に位置する空気温度測定装置１４０からの入力を受け取る。ブロック１４２によって表わすように、熱制御器１３４によって設定される空気温度設定点は、以下の全て、即ち
１）ウエハー温度設定点（ユーザーによってプログラムされた）、
２）図１中の温度検出器３６によるスロット温度測定値からの動的フィードバック、
３）主に較正可能な熱電対の変動及び温度降下であるウエハーワット数の関数であり得る、ウエハー温度から感知ウエハー温度への一定のずれ、及び
４）ウエハーワット数
の関数である。

【0031】

[0039] カートリッジ２８Ａ及び２８Ｂは、スロット組立体１８Ａ及び１８Ｂに位置決めされ、第１の閉ループ空気経路１２０の下半分内にある。

【0032】

[0040] 使用時に、第１のファンモータ１２４に電流が供給される。第１のファンモータ１２４は第１のファン１２２を回転させる。第１のファン１２２は、空気を第１の閉ループ空気経路１２０を通って時計方向に再循環させる。

【0033】

[0041] 温度制御装置１３４は、温度測定装置１４０から温度を受け取る。熱制御器１３４は、第１の閉ループ空気経路１２０内の空気の温度を所定の設定値に保つように設定されている。空気を加熱することが必要な場合、温度制御装置１３４は、ダンパーアクチュエータ１３２を作動させて、ダンパー１３０を上昇位置に回転させる。空気は、水冷却器１２６から電気ヒーター１２８に向かってそれる。すると、電気ヒーター１２８は空気を加熱する。

【0034】

[0042] 第１の閉ループ空気経路１２０内の空気を冷却することが必要な場合、熱制御器１３４は、電気ヒーター１２８の電流を減少させ、ダンパーアクチュエータ１３２を動作させてダンパー１３０を下降位置に回転させる。下降位置では、ダンパー１３０は、空気を電気ヒーター１２８からそらせ、大部分の空気が水冷却器１２６の熱交換器上を流れるようになっている。すると、水冷却器１２６は空気を冷却する。空気は、次いでスロット組立体１８Ａ及び１８Ｂを通ってカートリッジ２８Ａ又は２８Ｂの上を流れる。すると、カートリッジ２８Ａ又は２８Ｂは、対流する空気によって加熱又は冷却される。

【0035】

[0043] 図３は、図１の試験装置１０を３－３において示す。フレーム１４は、第２の閉ループ空気経路１５０を定める。試験装置１０は、第２のファン１５２と、第２のファンモータ１５４と、水冷却器１５６の形態とされた温度修正装置とをさらに含む。図２にあるような電気ヒーター又はダンパーは設けていない。空気の入口開口部及び出口開口部（図示しない）が開放されて、第１の閉ループ空気経路１５０を開放空気経路に変更することができ、そこで室温の空気は、再循環されることなくフレーム１４を通過する。

【0036】

[0044] 閉ループ経路は、クリーンルーム環境において特に有用であり、その理由は、クリーンルーム環境は、結果的に粒子状物質が空気中にあまり放出されないからである。第２のファン１５２及び第２のファンモータ１５４は、第２の閉ループ空気経路１５０内の上部に位置している。水冷却器１５６は、第２の閉ループ空気経路１５０内の第２のファン１５２の僅かに下流に位置している。スロット組立体１８Ａ及び１８Ｂの一部を形成するマザーボード６０及びチャネルモジュール板６２は、第２の閉ループ空気経路１５０の下半分内に位置している。

【0037】

[0045] 使用時に、第２のファンモータ１５４に電流が供給され、それにより第２のファン１５２が回転する。すると、第２のファン１５２は、空気を第２の閉ループ空気経路１５０を通って時計方向に再循環させる。空気は水冷却器１５６によって冷却される。冷却された空気は、マザーボード６０及びチャネルモジュール板６２上を通過し、熱は、マザーボード６０及びチャネルモジュール板６２から対流によって空気に伝わる。

【0038】

[0046] 図１の第１の閉ループ空気経路１２０を通って再循環する空気は、図１に示す連続的に密封された分離壁１１２によって、図３の第２の閉ループ空気経路１５０内の空気から分離された状態に保たれている。図１に示す連続的に密封された前壁１０４により、空気が第１の閉ループ空気経路１２０から逃げるのが防止される。

【0039】

[0047] 図４に示すように、連続的に密封された分離器壁１１２によって設ける領域を除く全ての領域において、プレナム１６０が、第１の閉ループ空気経路１２０を第２の閉ループ空気経路１５０から分離している。フレーム１４は、左壁１６２及び右壁１６４を有し、それらは、閉ループ空気経路１２０及び１５０をさらに定めている。

【0040】

[0048] 図５Ａは、本発明の代わりの実施形態による、スロット組立体２１８を有する試験装置２１０を示す。スロット組立体２１８は、図１に示した加熱素子３８と同様に動作する加熱抵抗器２２０を含む。発熱抵抗体２２０は、熱チャック２２２内に位置している。熱チャック２２２は、その内部に熱流体通路２２４が形成されている。熱流体通路２２４は熱流体を保持している。熱流体は、気体とは対照的に液体であることが好ましく、その理由は、液体は圧縮性でなく、熱が液体に又は液体からより速く対流するためである。
異なる用途には異なる熱流体が使用され、温度が最も高い用途には油が使用される。

【0041】

[0049] 熱流体通路２２４の反対の端部は、第１及び第２の筒状体２２６及び２２８に接続されている。スロット組立体２１８は、空気圧境界面２３０及び空気圧スイッチ２３２を含む。空気圧境界面２３０は、試験装置１０のフレーム１４上の加圧空気境界面２４Ａにつながっている。

【0042】

[0050] 空気圧スイッチ２３２を介して大気圧よりも高い空気圧が第１の筒状体２２６又は第２の筒状体２２８の何れかに供給される。加圧空気が第１の筒状体２２６に供給されたとき、第１の筒状体２２６は、熱流体アクチュエータとして作用し、熱流体を熱流体通路２２４を通って一方向に押す。第２の筒状体２２８は次いで熱流体を受け取る。空気圧が空気圧スイッチ２３２を介して第２の筒状体２２８に供給されたとき、第２の筒状体２２８は、熱流体を、熱流体通路２２４を通って反対方向に押し、第１の筒状体２２６は熱流体を受け取る。空気圧スイッチ２３２は、その位置を絶えず交互に変化させ、熱流体が熱流体通路２２４を通ってその移動方向を絶えず交互に変えるようになっている。発熱抵抗体２２０は、熱チャック２２２を加熱する位置に取り付けたヒーターとして機能し、熱流体を加熱する。熱流体を熱流体通路２２４に再循環させることによって、熱チャック２２２が均一な分布の熱を熱チャック３４に、最終的にウエハー３００Ａに供給する。

【0043】

[0051] 図５Ｂは、本発明のさらなる実施形態による、スロット組立体２４２を有する試験装置２４０を示す。スロット組立体２４２は、図５Ａの実施形態と同様に、熱流体通路２２４、筒状体２２６及び２２８、空気圧スイッチ２３２並びに空気圧境界面２３０を有する。図５Ａの実施形態における発熱抵抗体２２０は発熱抵抗体２４４で置き換えられ、発熱抵抗体２４４は、熱チャック２２２の外側で第１の筒状体２２６を熱流体通路２２４に接続するライン２４６の近く又は周りに配置されている。発熱抵抗体２４４は、ライン２４６内の熱流体を連続的に加熱するために使用される。図５Ｂの実施形態では、熱流体は、図５Ａの実施形態よりもより直接的に加熱される。

【0044】

[0052] 図５Ｃには、スロット組立体３１８を有する試験装置３４０が例示され、スロット組立体３１８は、図５Ａのスロット組立体２１８と比べて、冷却素子３２０を含むことを除いて同様である。冷却素子は、熱流体通路２２４と一列に並んでいる。使用時に、熱は、熱流体通路２２４内の熱流体に伝わる。加熱された熱流体は、次いで冷却素子３２０に流れる。冷却素子は、図２の第１の閉ループ空気経路１２０内に位置し、熱が、冷却素子３２０を通って伝わり、次いで第１の閉ループ空気経路１２０内の空気に対流するようになっている。冷却された熱流体は、次いで第１及び第２の筒状体２２６及び２２８を通って熱流体通路２２４に流れる。

【0045】

[0053] 図６Ａ、図６Ｂ及び図６Ｃには、カートリッジ３０Ｃ、３０Ｄ、及び３０Ｅがいつどのように挿入され又は取り外されるかが示されているが他の全てのカートリッジは、ウエハーのデバイスを試験するために使用されて、様々な温度傾斜の状態にすることができる。図７にその概念がより詳細に示されている。時刻Ｔ１では、第１のカートリッジはフレーム１４に挿入され、第２のカートリッジはフレーム１４の外側にある。Ｔ１にて、第１のカートリッジの加熱が始まる。Ｔ１とＴ２との間で、第１のカートリッジの温度は、室温即ち約２２℃から、Ｔ２における室温よりも５０℃～１５０℃高い試験温度まで上昇する。Ｔ２にて、第１のカートリッジに電力が加わり、第１のカートリッジ内の装置が試験される。Ｔ３にて、フレーム１４に第２カートリッジが挿入され、第２のカートリッジの加熱が始まる。Ｔ４にて、第１のカートリッジの試験が終了する。Ｔ４にて、第１のカートリッジの冷却も始まる。Ｔ５にて、第２のカートリッジが試験温度に達し、第２のカートリッジに電力が供給され、第２のカートリッジ内のウエハーが試験される。Ｔ６にて、第２のカートリッジは、室温に近い温度に達し、フレーム１４から取り外される。次いで、第１のカートリッジの代わりに、第３のカートリッジが挿入される。Ｔ７にて、第２のカートリッジの試験が終了し、その冷却が始まる。Ｔ８にて、第２のカートリッジは、室温まで又は室温の近くまで冷却され、フレーム１４から取り外される。

【0046】

[0054] 異なる温度で異なる試験を行うことができる。例として、室温でカートリッジを挿入し、試験を行うことができる。他の試験は、温度の上昇傾斜中に行うことができる。
さらなる試験は上昇温度で行うことができる。さらなる試験は、温度の下降傾斜中に行うことができる。これらのうち２つの試験は、１つの温度段階から次の温度段階へ進む単一の試験とすることができる。

【0047】

[0055] 図８に示すように、１つのスロット組立体１８Ａは、フレーム１４から取り外し、又はフレーム１４に挿入することができる。スロット組立体１８Ａは、図７を参照して説明したように、フレーム１４内にある他のスロット組立体がウエハーの試験装置に使用されている間に、挿入し又は取り外すことができる。

【0048】

[0056] 所定の例示的な実施形態が説明され添付図面に図示されたが、そのような実施形態は、単なる例示であって本発明を制限しないこと、及び当業者であれば修正を思い付くので、本発明は図示及び説明した特定の構造及び配置には限定されないことを理解されたい。

【符号の説明】

【0049】

１０ 試験装置
１２ 試験機
１４ フレーム
１８Ａ、１８Ｂ スロット組立体
２８Ａ、２８Ｂ カートリッジ
３２ スロット組立体本体
５０ 温度検出器
１２６ 水冷却器
１２８ ヒーター
１３４ 熱制御器

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5A】

【図5B】

【図5C】

【図6A】

【図6B】

【図6C】

【図7】

【図8】