特開 2023-51506 温度校正システム、検査装置および温度校正方法

(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】P2023051506

(43)【公開日】2023-04-11

(54)【発明の名称】温度校正システム、検査装置および温度校正方法

(51)【国際特許分類】

   H01L 21/66 20060101AFI20230404BHJP

   G01K 15/00 20060101ALI20230404BHJP

【ＦＩ】

H01L21/66 B

G01K15/00

【審査請求】未請求

【請求項の数】13

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2021162244

(22)【出願日】2021-09-30

(71)【出願人】

【識別番号】000219967

【氏名又は名称】東京エレクトロン株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100107766

【弁理士】

【氏名又は名称】伊東 忠重

(74)【代理人】

【識別番号】100070150

【弁理士】

【氏名又は名称】伊東 忠彦

(72)【発明者】

【氏名】太田 智浩

(72)【発明者】

【氏名】河西 繁

(72)【発明者】

【氏名】村田 泰宏

(72)【発明者】

【氏名】藤井 郁也

【テーマコード（参考）】

2F056

4M106

【Ｆターム（参考）】

2F056XA07

4M106AA01

4M106BA01

4M106DD10

4M106DD23

4M106DH14

4M106DH15

4M106DH44

4M106DH45

4M106DH46

4M106DJ02

4M106DJ04

4M106DJ05

4M106DJ19

4M106DJ27

(57)【要約】

【課題】載置部に設けられる複数の温度センサの測定値を精度よく校正することができる技術を提供する。
【解決手段】温度校正システムは、載置部に載置した被検査体の温度を調整して被検査体を検査する検査装置と、表面温度計と、を有し、載置部に設けられた複数の温度センサの校正を行う。検査装置は、載置部をＸ軸方向、Ｙ軸方向及びＺ軸方向に移動可能な移動部と、複数の温度センサの測定値に対して校正処理を行う制御部と、を有する。表面温度計は、載置部の載置面に接触して当該載置面の表面温度を検出する。制御部は、移動部を制御して載置部の載置面の検出位置に表面温度計を接触させ、表面温度計により検出位置の表面温度を検出し、当該表面温度に基づき検出位置に対応する温度センサの測定値を校正する。
【選択図】図７

【特許請求の範囲】

【請求項1】

載置部に載置した被検査体の温度を調整して前記被検査体を検査する検査装置と、表面温度計と、を有し、前記載置部に設けられた複数の温度センサの校正を行う温度校正システムであって、
前記検査装置は、
前記載置部をＸ軸方向、Ｙ軸方向及びＺ軸方向に移動可能な移動部と、
前記複数の温度センサの測定値に対して校正処理を行う制御部と、を有し、
前記表面温度計は、前記載置部の載置面に接触して当該載置面の表面温度を検出し、
前記制御部は、前記移動部を制御して前記載置部の前記載置面の検出位置に前記表面温度計を接触させ、前記表面温度計により前記検出位置の表面温度を検出し、当該表面温度に基づき前記検出位置に対応する前記温度センサの測定値を校正する、
温度校正システム。

【請求項2】

前記表面温度計は、
前記載置面に接触する接触体と、
前記接触体よりも外側に突出し、前記載置面に接触した際に弾性変形可能な検出子と、を含む、
請求項１に記載の温度校正システム。

【請求項3】

前記接触体は、前記検出子の一部を内側に収容する環状に形成されており、
前記検出子は、前記接触体の肉厚よりも薄い板状に形成されている、
請求項２に記載の温度校正システム。

【請求項4】

前記表面温度計は、前記載置部の周囲に設けられる複数の支柱に固定される治具に取り付けられ、前記載置面よりも上方に配置されている、
請求項１乃至３のいずれか１項に記載の温度校正システム。

【請求項5】

前記治具は、前記表面温度計をＺ軸方向に変位可能に保持する逃げ構造を有し、
前記逃げ構造は、前記表面温度計と前記載置面とが接触した際に、前記載置面から受ける押圧力を逃がす、
請求項４記載の温度校正システム。

【請求項6】

前記制御部は、前記検出位置の前記温度センサと、前記表面温度計が検出した前記検出位置の表面温度と、を紐づけて記憶する記憶装置を有する、
請求項１乃至５のいずれか１項に記載の温度校正システム。

【請求項7】

前記制御部は、前記校正処理において、温調機構により複数の目標温度毎に前記測定値の校正を行い、前記複数の目標温度毎の校正結果に基づき前記複数の温度センサ毎の検量線を得る、
請求項１乃至６のいずれか１項に記載の温度校正システム。

【請求項8】

前記複数の温度センサは、前記載置面において温度が安定化する安定領域に少なくとも１つ設けられ、
前記制御部は、前記校正処理において、前記安定領域の温度センサの測定値に基づき前記載置部の温度を制御する、
請求項１乃至７のいずれか１項に記載の温度校正システム。

【請求項9】

前記表面温度計の検出値は、国家標準に準じる値に校正されている、
請求項１乃至８のいずれか１項に記載の温度校正システム。

【請求項10】

前記複数の温度センサは、少なくとも１つの基準用センサを有し、
前記制御部は、前記基準用センサが測定した基準値と、前記基準用センサ以外の前記複数の温度センサが測定した測定値とを比較し、前記基準値に対して前記測定値が所定以上ずれている場合に、当該測定値がずれている温度センサの異常を判定する、
請求項１乃至９のいずれか１項に記載の温度校正システム。

【請求項11】

前記基準用センサは、前記載置面において温度が安定化する安定領域に設けられている、
請求項１０に記載の温度校正システム。

【請求項12】

被検査体を検査する検査装置であって、
前記被検査体を載置し、当該被検査体の温度を調整する載置部と、
前記載置部に設けられる複数の温度センサと、
前記載置部をＸ軸方向、Ｙ軸方向及びＺ軸方向に移動可能な移動部と、
前記複数の温度センサの測定値に対して校正処理を行う制御部と、を有し、
前記載置部の載置面に接触して当該載置面の表面温度を検出する表面温度計を備え、
前記制御部は、前記移動部を制御して前記載置部の前記載置面の検出位置に前記表面温度計を接触させ、前記表面温度計により前記検出位置の表面温度を検出し、当該表面温度に基づき前記検出位置に対応する前記温度センサの測定値を校正する、
検査装置。

【請求項13】

載置部に載置した被検査体の温度を調整して前記被検査体を検査する検査装置と、表面温度計と、を有し、前記載置部に設けられた複数の温度センサの校正を行う温度校正方法であって、
前記載置部の温度を調整する第１工程と、
Ｘ軸方向、Ｙ軸方向及びＺ軸方向に移動可能な移動部により前記載置部を移動させて、前記載置部の載置面の検出位置に前記表面温度計を接触させる第２工程と、
前記載置面の前記検出位置の表面温度を前記表面温度計により検出し、当該表面温度に基づき前記検出位置に対応する前記温度センサの測定値を校正する第３工程と、を有し、
前記第１工程を行っている最中に、前記複数の温度センサの全てに対して前記第１工程および前記第２工程を繰り返す、
温度校正方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、温度校正システム、検査装置および温度校正方法に関する。

【背景技術】

【0002】

被検査体であるウエハの電気的検査を行う検査装置は、プローブ装置の載置部に設けられたチャックによりウエハを保持して、当該ウエハを搬送する。この種の検査装置は、ウエハを載置する載置部の載置面の温度を温度センサにより測定しつつ、チャック内のヒータ（温調機構）により載置面の温度を調整するものが知られている。

【0003】

例えば、特許文献１には、載置部に載置される基板（ウエハ）上に設けられる複数の測温抵抗体（温度センサ）と、プローブを介して基板の測温抵抗体の抵抗値（温度）を計測して載置部のヒータの温度を調整する制御部と、を有する装置が開示されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開２０１２－２３１０４０号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

本開示は、載置部に設けられる複数の温度センサの測定値を精度よく校正することができる技術を提供する。

【課題を解決するための手段】

【0006】

本開示の一態様によれば、載置部に載置した被検査体の温度を調整して前記被検査体を検査する検査装置と、表面温度計と、を有し、前記載置部に設けられた複数の温度センサの校正を行う温度校正システムであって、前記検査装置は、前記載置部をＸ軸方向、Ｙ軸方向及びＺ軸方向に移動可能な移動部と、前記複数の温度センサの測定値に対して校正処理を行う制御部と、を有し、前記表面温度計は、前記載置部の載置面に接触して当該載置面の表面温度を検出し、前記制御部は、前記移動部を制御して前記載置部の前記載置面の検出位置に前記表面温度計を接触させ、前記表面温度計により前記検出位置の表面温度を検出し、当該表面温度に基づき前記検出位置に対応する前記温度センサの測定値を校正する、温度校正システムが提供される。

【発明の効果】

【0007】

一態様によれば、載置部に設けられる複数の温度センサの測定値を精度よく校正することができる。

【図面の簡単な説明】

【0008】

【図1】第１実施形態に係る検査装置の一例を示す水平断面図である。

【図2】図１の検査装置のＩＩ－ＩＩ線断面図である。

【図3】図１の検査装置のＹ軸方向に沿った断面図である。

【図4】各検査空間に設けられるプローバを示す概略説明図である。

【図5】プローバに設けられるチャックの構成を示す斜視図である。

【図6】チャックの各温度センサの設置状態を示す概略平面図である。

【図7】温度校正システムを示す説明図である。

【図8】治具の表面温度計およびその周辺構造を示す断面図である。

【図9】温度校正システムの表面温度計の校正を示すブロック図である。

【図10】プローバ制御部の機能ブロックを示すブロック図である。

【図11】温度校正方法の処理フローを示す第１フローチャートである。

【図12】温度校正方法の処理フローを示す第２フローチャートである。

【図13】第２実施形態に係る温度校正システムのチャックの概略平面図である。

【図14】センサ故障検知方法の処理フローを示すフローチャートである。

【図15】第３実施形態に係る温度校正システムを備える検査装置を示す概略説明図である。

【発明を実施するための形態】

【0009】

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。

【0010】

〔第１実施形態〕
図１は、第１実施形態に係る検査装置１の一例を示す水平断面図である。図２は、図１の検査装置１のＩＩ－ＩＩ線断面図である。図３は、図１の検査装置１のＹ軸方向に沿った断面図である。

【0011】

図１に示すように、検査装置１は、被検査体の一例である半導体基板（ウエハＷ）に対して電気的検査を行う装置である。検査装置１は、例えば、ウエハＷを製造する工場のクリーンルーム内に配置される。この検査装置１は、複数の検査室１１を有する検査部１０と、検査部１０にウエハＷを搬送するローダ部２０と、を有する。検査部１０およびローダ部２０はＹ軸方向に連なっている。

【0012】

検査部１０の複数の検査室１１同士は、隔壁１２によって相互に仕切られている。検査部１０は、複数の検査室１１の各々に検査ユニット４０を備え、それぞれの検査ユニット４０においてウエハＷの電気的検査を行う。また、各検査室１１の前面（Ｙ軸正方向）には、ローダ部２０との間でウエハＷを搬入出するための搬送口１３と、搬送口１３を開閉するシャッタ１４と、が設けられている。各検査室１１の背面（Ｙ軸負方向）側には、当該検査室１１の各々に連通し、各検査ユニット４０を制御するセルコントロールユニット１５が設けられている。セルコントロールユニット１５は、例えば、ソレノイド、バキュームセンサ、電空レギュレータ、Ｅ－ＩＯＭ基板、温調器などを有する（共に不図示）。

【0013】

ローダ部２０は、載置台２１と、搬入出部２２と、検査部１０および搬入出部２２の間に設けられる搬送室部２３と、を有する。載置台２１は、複数のウエハＷを収容する容器であるＦＯＵＰ２１ｆを載置する。搬入出部２２は、プローブカード２４（図３参照）を搬入出するためのプローブカードローダ２５と、ウエハＷの位置合わせを行う位置合わせ部２６と、を備える。プローブカードローダ２５と位置合わせ部２６はＸ軸方向に沿って互いに隣接している。また、搬入出部２２の内部には、検査装置１の制御ユニット９が設けられている。搬送室部２３は、ウエハＷを搬送する搬送機構２７を有する。

【0014】

さらに、検査装置１は、検査部１０に対して冷媒を供給するとともに、検査部１０から冷媒を排出する冷媒部３０を備える。冷媒部３０は、冷媒配管３１と、冷媒配管３１に冷媒を供給する冷媒出力部３２と、冷媒の温度を調整する熱交換器３３と、検査部１０から排出される冷媒を処理する排熱処理部３４を有している。冷媒配管３１は、検査装置１の外部と検査装置１の筐体２内との間を延在し、冷媒出力部３２、熱交換器３３および排熱処理部３４に接続されている。

【0015】

図２に示すように、検査部１０は、Ｘ軸方向に沿って４つの検査室１１が並んだ検査室列１６を備えるとともに、この検査室列１６をＺ軸方向（鉛直方向）に沿って３段配置している。つまり、検査装置１は、１２室の検査室１１を有し、これらの検査室１１の各々に対して検査ユニット４０を備える。

【0016】

各段の検査室列１６は、隔壁１２の一部を切り欠くことで、Ｘ軸方向に沿って４つの検査室１１を連通しており、一つの略密閉した検査空間１７を形成している。すなわち、検査部１０は、Ｚ軸方向の検査室列１６に応じて、上段検査空間１７ａ、中段検査空間１７ｂ、下段検査空間１７ｃを有する。上段検査空間１７ａと中段検査空間１７ｂとの間、中段検査空間１７ｂと下段検査空間１７ｃとの間、下段検査空間１７ｃの下には、冷媒部３０の冷媒配管３１が配置される冷媒配管用空間１８が形成されている。冷媒配管用空間１８の冷媒配管３１は、上段検査空間１７ａ、中段検査空間１７ｂ、下段検査空間１７ｃのそれぞれに対応して１本ずつ配設され、各検査室列１６内の４つの検査ユニット４０を直列に接続している。

【0017】

上段検査空間１７ａ、中段検査空間１７ｂ、下段検査空間１７ｃの各々には、Ｘ軸方向に移動可能な１台のプローバ５０（ステージ）が設けられている。プローバ５０は、検査室列１６の各検査ユニット４０の下方に設けられ、Ｘ軸方向に並ぶ各検査ユニット４０に対してウエハＷを搬送する。また、上段検査空間１７ａ、中段検査空間１７ｂ、下段検査空間１７ｃの各々には、Ｘ軸方向に沿って移動可能な１台のアライメント用のカメラ１９が設けられている。

【0018】

図３に示すように、搬送室部２３の搬送機構２７は、マトリクス状に配置された複数の検査室１１に対応して、Ｘ軸方向およびＺ軸方向に移動可能となっている。搬送機構２７は、ウエハＷを支持する搬送アーム２７１と、搬送アーム２７１を回転させる回転駆動部２７２と、回転駆動部２７２を支持するベース部２７３と、を含む。

【0019】

搬送機構２７は、搬送アーム２７１のＹ軸方向の進退およびθ軸方向の回転によって、ＦＯＵＰ２１ｆから検査前のウエハＷを受け取って各段のプローバ５０へウエハＷを受け渡すとともに、検査後のウエハＷを受け取ってＦＯＵＰ２１ｆへ戻す。さらに、搬送機構２７は、各検査ユニット４０からメンテナンスを必要とするプローブカード２４をプローブカードローダ２５へ搬送するとともに、新規またはメンテナンス済みのプローブカード２４を各検査ユニット４０へ搬送する。

【0020】

各検査室１１の各々に設けられる各検査ユニット４０は、テスタ４１、プローブカード２４およびベローズ４２を有する。テスタ４１は、支持プレート（不図示）を介してプローブカード２４を支持し、コンタクトブロック（不図示）およびプローブカード２４の複数のプローブ２４ａを介して、ウエハＷに形成された複数のデバイスに検査信号を送信する。ベローズ４２は、プローブカード２４を囲むように支持プレートから垂下しており、プローバ５０のチャック７０上に載置されたウエハＷに複数のプローブ２４ａを接触させた状態で、プローブカード２４とウエハＷを含む密閉空間を形成する。検査ユニット４０は、図示しないバキュームラインを介してベローズ４２で囲われた密閉空間を真空引きすることにより、プローブカード２４、チャック７０を支持プレートに吸着する。

【0021】

図４は、各検査空間１７に設けられるプローバ５０を示す概略説明図である。図４に示すように、検査装置１は、検査部１０を構成し、プローバ５０を支持するフレーム構造５１を有する。フレーム構造５１に設置されたプローバ５０は、Ｘ軸方向、Ｙ軸方向およびＺ軸方向にウエハＷを搬送する。プローバ５０は、移動部５６（Ｘ軸移動機構５７、Ｙ軸移動機構５８、Ｚ軸移動機構５９）、チャック７０、プローバ制御部８０およびモータドライバ９０を有する。チャック７０は、適宜の保持手段（真空吸着、メカニカルチャック、静電吸着など）により、その上面においてウエハＷを保持する。

【0022】

フレーム構造５１は、移動部５６を支持する上ベース５２と、プローバ制御部８０およびモータドライバ９０を支持する下ベース５３と、上ベース５２や下ベース５３の四隅に設けられる複数の支柱５４と、を含む２段構造を呈している。例えば、上ベース５２よりも上方の空間は検査空間１７に配置され、プローバ制御部８０を有する上ベース５２と下ベース５３間の空間は冷媒配管用空間１８に配置される。

【0023】

移動部５６のＸ軸移動機構５７は、上ベース５２の上面に固定されてＸ軸方向に沿って延在する複数のガイドレール５７ａと、各ガイドレール５７ａ上にわたって配置されるＸ軸可動体５７ｂと、を含む。Ｘ軸可動体５７ｂは、図示しないＸ軸動作部（モータ、ギア機構など）を内部に有し、このＸ軸動作部はモータドライバ９０に接続されている。Ｘ軸可動体５７ｂは、モータドライバ９０からの電力供給に基づきＸ軸方向を往復動する。

【0024】

同様に、Ｙ軸移動機構５８は、Ｘ軸可動体５７ｂの上面に固定されてＹ軸方向に沿って延在する複数のガイドレール５８ａと、各ガイドレール５８ａ上にわたって配置されるＹ軸可動体５８ｂと、を含む。Ｙ軸可動体５８ｂも、図示しないＹ軸動作部（モータ、ギア機構など）を内部に有し、このＹ軸動作部はモータドライバ９０に接続されている。Ｙ軸可動体５８ｂは、モータドライバ９０からの電力供給に基づきＹ軸方向を往復動する。

【0025】

Ｚ軸移動機構５９は、Ｙ軸可動体５８ｂに設置されるとともに、上部においてチャック７０を離脱可能に係合している。Ｚ軸移動機構５９は、チャック７０をＺ軸方向（鉛直方向）に変位させることで、チャック７０に載置されたウエハＷを昇降させる。

【0026】

このように構成されたプローバ５０は、プローバ制御部８０の指令を受けたモータドライバ９０からＸ軸移動機構５７、Ｙ軸移動機構５８、Ｚ軸移動機構５９の各々に適宜の電力を供給することで、チャック７０を所望の３次元位置に移動させる。

【0027】

図５は、プローバ５０に設けられるチャック７０の構成を示す斜視図である。図５に示すように、チャック７０は、載置されるウエハＷの形状に応じて、円盤状に形成されている。また、本実施形態に係るチャック７０は、真空吸着によりウエハＷを支持するとともに、ウエハＷを温調する機能を有する。具体的には、チャック７０は、鉛直方向下側から上側に向かって順に、ベースプレート７１、スペーサ７２、温調機構７３、均熱プレート７４およびトッププレート７５を積層して構成されている。

【0028】

ベースプレート７１は、最下層に設けられ、チャック７０をＺ軸移動機構５９に取り付ける。ベースプレート７１の内部には、ウエハＷを真空吸着するための吸引流路（不図示）が設けられ、この吸引流路は、Ｚ軸移動機構５９の内部に設けられた吸引機構６４（図４参照）に接続されている。また、吸引流路は、ベースプレート７１の上面に形成された複数の孔部７６に連通している。各孔部７６は、温調機構７３、均熱プレート７４にも貫通形成され、トッププレート７５の吸着凹部７５ａに連通している。つまり、吸引機構６４は、吸引流路および各孔部７６を介してトッププレート７５上に陰圧を付与することで、トッププレート７５上でウエハＷを保持する。

【0029】

スペーサ７２は、ベースプレート７１の外周部の対向位置を周回するリング状に形成され、ベースプレート７１と温調機構７３との間に断熱空間を形成する。

【0030】

温調機構７３は、円板状のジャケット７３１と、ジャケット７３１内に設けられる冷媒流路およびヒータ（共に不図示）とを有する。ジャケット７３１は、冷媒部３０の冷媒配管３１が接続される冷媒ポート７３２を、外周部の所定箇所に備える。冷媒流路は、冷媒ポート７３２に連通し、かつジャケット７３１の面方向（水平方向）に沿って周回、蛇行または渦状に延在している。冷媒流路は、冷媒ポート７３２に接続された冷媒配管３１からの冷媒の流入出に基づき、ジャケット７３１内で冷媒を流通させて、ジャケット７３１全体を冷却する。

【0031】

ヒータは、例えば、電熱線が適用され、ジャケット７３１内の冷媒流路の間または冷媒流路の上方に配置され、ジャケット７３１の面方向に沿って周回、蛇行または渦状に延在している。ヒータは、プローバ制御部８０の温度コントローラ（不図示）に電気的に接続されており、プローバ制御部８０から電力が供給されることで、ジャケット７３１を加熱する。温度コントローラは、例えば、ＰＩＤ制御用回路によってヒータの温度を目標温度に合わせる。

【0032】

また、温調機構７３は、チャック７０の平面視で、複数の領域を個別に温調可能としている。例えば、温調機構７３は、平面円形のチャック７０を略９０°間隔毎に４分割した領域を設定して、各領域にヒータおよび冷媒流路を独立的に配している。これにより、プローバ制御部８０は、温調機構７３により４つの領域毎に温度を調整できる。

【0033】

均熱プレート７４は、適宜の熱伝導率を有する材料（例えば、セラミック）により形成されている。均熱プレート７４は、温調機構７３（ジャケット７３１）により調整された温度を、トッププレート７５に対して均等化して伝達する。

【0034】

トッププレート７５は、均熱プレート７４よりも厚い円板状に形成され、その上面にウエハＷを載置する載置面７５１を有する。この載置面７５１に吸着凹部７５ａが形成されている。そして、トッププレート７５は、載置面７５１と反対側（裏面側）に、当該載置面７５１の温度（換言すれば、載置面７５１に載置されたウエハＷの温度）を測定する複数の温度センサ７７を備える。なお、ウエハＷを静電吸着するように構成されたチャック７０である場合、載置面７５１は平坦状に形成されてよい。

【0035】

プローバ５０は、温度センサ７７を複数備えることで、載置面７５１の温度分布を認識し、温調機構７３による温度制御の精度を高める。各温度センサ７７の種類は、特に限定されるものではないが、例えば、測温抵抗体（ＲＴＤ）式のセンサを適用することが好ましい。測温抵抗体は、サーミスタ、熱電対、光学式温度センサ、半導体温度センサであってもよい。

【0036】

各温度センサ７７は、温度センサ用基板７８（図４参照）に電気的に接続され、温度センサ用基板７８に測定値を送信する。温度センサ用基板７８は、チャック７０とＺ軸移動機構５９が連結される箇所の側方位置に固定されるとともに、プローバ制御部８０に通信可能に接続される。この温度センサ用基板７８は、検査装置１によるウエハＷの検査時に、複数の温度センサ７７の測定を自動的に切り替えることで、切り替えた温度センサ７７で温度の測定を行い、受信した測定結果をプローバ制御部８０に送信する。

【0037】

図６は、チャック７０の各温度センサ７７の設置状態を示す概略平面図である。図６（ａ）は、本実施形態に係る各温度センサ７７の配置例を示し、図６（ｂ）は、各温度センサ７７を適用した場合のチャック７０の温度分布例を示し、図６（ｃ）は、参考例として示す１つの温度センサ７７'を適用した場合のチャック７０の温度分布例を示す。図６（ａ）に示すように、複数の温度センサ７７は、トッププレート７５の載置面７５１全体の温度分布を測定可能な適宜の個数および設置位置に設定される。

【0038】

一例として、複数の温度センサ７７は、トッププレート７５の平面視で、仮想外円ｉｏの周方向上において等間隔に１２個設けられるとともに、仮想外円ｉｏよりも内側の仮想内円ｉｉの周方向上において等間隔に４個設けられる。さらに複数の温度センサ７７は、仮想外円ｉｏよりも外側の所定位置（トッププレート７５のＹ軸方向側の外周部）にも１個設けられる。すなわち、トッププレート７５は、合計１７個の温度センサ７７を備える。

【0039】

ここで、図６（ｃ）に示すように、１個の温度センサ７７'がチャック７０に設けられている構成では、１個の温度センサ７７'は、トッププレート７５において設置箇所周辺のみの温度を測定することになる。この場合、載置面７５１の温度分布にばらつきがあったとしても、プローバ５０の温調機構７３は、温度センサ７７'の設置箇所周辺の温度に基づき、冷媒部３０またはヒータの動作を制御して温調を行うことになる。例えば、チャック７０の載置面７５１は、検査時にウエハＷのデバイス自体の発熱を受けることで、部分的に温度が上昇する可能性がある。特にウエハＷの検査を高速で行う場合は、発熱量が大きくなることで、載置面７５１の温度が部分的に上昇し易くなる。そのため、温度センサ７７'が１つのチャック７０は、温調機構７３による温度制御の精度が低下する懸念がある。

【0040】

これに対し、図６（ｂ）に示すように、本実施形態に係るチャック７０のように複数の温度センサ７７を備えることで、プローバ制御部８０は、各温度センサ７７の測定結果に基づき載置面７５１の温度分布を精度よく認識できる。例えば、載置面７５１の目標温度を８５℃に設定した場合に、温度センサ用基板７８により載置面７５１の高温箇所を各温度センサ７７で測定する。各温度センサ７７の測定値を用いることで、プローバ制御部８０は、載置面７５１全体が目標温度に近づくように温調機構７３を良好に制御することができる。

【0041】

また、図６（ａ）の各温度センサ７７のうち、チャンネル番号の１、１２、１７付近の温度センサ７７は、チャック７０において温度が安定化し易い箇所（安定領域ＳＡ）の温度センサ７７にあたる。温度が安定化し易いとは、冷媒流路の冷媒の入口付近やＰＩＤ制御されるヒータの入力付近が存在する箇所であることにより、温調機構７３の温度調整の応答性が、他の箇所よりも速い（高い）ことをいう。つまり、温度センサ用基板７８は、温調機構７３の温度調整において、複数の温度センサ７７の中でも、安定領域ＳＡの温度センサ７７（例えば、チャンネル番号の１番）の温度を先に検出することで、載置面７５１の温度がより監視し易くなる。

【0042】

なお、チャック７０の温度センサ７７の個数および設置位置は、特に限定されないことは勿論であり、温度センサ７７は２個以上設けられればよく、その設置位置も、冷媒流路やヒータの位置などに応じて適切に設計されればよい。チャック７０に設けられる各温度センサ７７の種類は、相互に同じであってもよく、異なってもよい。

【0043】

プローバ制御部８０は、検査装置１の制御ユニット９に接続され、制御ユニット９の指令に基づき、プローバ５０の動作を制御する。プローバ制御部８０は、例えば、プローバ５０全体の動作を制御するメインコントローラ、移動部５６の動作を制御するＰＬＣ、温調機構７３を制御する温度コントローラ、照明制御部、電源ユニットなどを有する（共に不図示）。プローバ制御部８０のメインコントローラは、図示しない１以上のプロセッサ、メモリ、入出力インタフェースおよび電子回路などを有するプローバ用コンピュータ内臓ボードを適用し得る。１以上のプロセッサは、ＣＰＵ、ＡＳＩＣ、ＦＰＧＡ、複数のディスクリート半導体からなる回路などのうち１つまたは複数を組み合わせたものであり、メモリに記憶されたプログラムおよびレシピを実行処理する。メモリは、不揮発性メモリおよび揮発性メモリを含み、プローバ制御部８０の記憶部を形成している。

【0044】

プローバ制御部８０は、プローバ５０上のチャック７０に搬送機構２７からウエハＷを受け取った後、水平方向（Ｘ－Ｙ軸方向）に移動部５６を移動させ、所定の検査ユニット４０のプローブカード２４にウエハＷが対向するように位置合わせを行う。位置合わせ後に、プローバ制御部８０は、プローバ５０によりチャック７０を上昇させ、プローブカード２４のプローブ２４ａにウエハＷを接触させる。このウエハＷとプローブ２４ａの接触状態を維持しつつ、検査装置１の制御ユニット９は、ベローズ４２に囲まれた密閉空間を真空引きしてチャック７０を支持プレートに吸着させる。この状態で、制御ユニット９は、テスタ４１による電気的検査を開始する。また、プローバ制御部８０は、テスタ４１の検査終了後に、上記と逆動作により、検査後のウエハＷを下降および水平移動させ、搬送機構２７にウエハＷを戻す。

【0045】

以上の検査装置１は、チャック７０に設けられる複数の温度センサ７７について校正を行う必要がある。次に、各温度センサ７７を校正する温度校正システム１００について、図７および図８を参照して説明する。図７は、温度校正システム１００を示す説明図であり、（ａ）はシステムの概略側面図であり、（ｂ）は治具１１０を示す斜視図である。図８は、治具１１０の表面温度計１２０およびその周辺構造を示す断面図であり、（ａ）は、表面温度計１２０が載置面７５１に非接触の状態を示し、（ｂ）は、表面温度計１２０が載置面７５１に接触した状態を示す。

【0046】

本実施形態に係る温度校正システム１００は、各温度センサ７７が測定する測定値を校正するために、実際に温度センサ７７の測定値を用いるプローバ５０を利用している。また、温度校正システム１００は、プローバ５０に加えて、フレーム構造５１に固定されチャック７０の載置面７５１の温度を検出する表面温度計１２０を有する治具１１０と、表面温度計１２０の検出結果を記録するデータロガー１３０と、を含む。

【0047】

治具１１０は、表面温度計１２０をチャック７０の上方に配置する。本実施形態に係る治具１１０は、フレーム構造５１の複数の支柱５４に載置可能な一対の棒部１１１と、一対の棒部１１１の延在方向中央部の間を架橋する架橋部１１２と、を有する平面視でＨ字状に形成されている。治具１１０は、例えば、アルミなどの金属フレームにより形成されている。表面温度計１２０は、治具１１０の架橋部１１２の延在方向中央部に固定されている。

【0048】

治具１１０は、表面温度計１２０を固定するための固定ブロック１１３を架橋部１１２に備える。固定ブロック１１３は、フレーム構造５１の面方向（水平方向）に沿って位置調整可能に治具１１０に取り付けられる。固定ブロック１１３は、架橋部１１２から横方向に突出した部分に、支持バー１１４を介して表面温度計１２０を支持している。

【0049】

固定ブロック１１３と支持バー１１４は、表面温度計１２０を鉛直方向（Ｚ軸方向）に沿って変位可能に保持する逃げ構造１１５を構成している。この逃げ構造１１５は、治具１１０に対する表面温度計１２０の水平方向の変位を規制しつつ、治具１１０と相対的に表面温度計１２０の上方へ移動を許容することで、表面温度計１２０の載置面７５１の接触時の押圧力を受け流す機能を有している。例えば、固定ブロック１１３は、支持バー１１４が貫通配置される貫通孔１１３ｈを有し、この貫通孔１１３ｈを構成する内周面には段差１１６が形成されている。一方、支持バー１１４は、段差１１６に引っ掛かり可能なフランジ１１４ｆを有する。貫通孔１１３ｈの上部は、フランジ１１４ｆが移動可能な内径に形成され、また抜け止め部材１２５が設けられている。支持バー１１４は、この貫通孔１１３ｈにより固定ブロック１１３の上方への移動が許容されるとともに、フランジ１１４ｆと段差１１６の係合により固定ブロック１１３の下方への脱落が阻止される。

【0050】

表面温度計１２０は、固定ブロック１１３の下端に連結されることで、治具１１０によって鉛直方向に沿うように吊り下げられる。表面温度計１２０は、鉛直方向に延在する円筒状のケース１２１を有し、このケース１２１の下側に検出部１２２を備える。検出部１２２は、ケース１２１に連結される接触体１２３と、接触体１２３内においてチャック７０の載置面７５１に直接接触する検出子１２４と、を含む。

【0051】

接触体１２３は、ポリミイドなどの樹脂材料により形成され、載置面７５１に対向する下端面が平坦状に形成されている。この接触体１２３は、ケース１２１の外周面に面一に連なる環状（筒状）を呈しており、接触体１２３の内側には、検出子１２４を配置する平面円形の空洞が設けられている。接触体１２３は、検出子１２４よりも高い断熱性をもつことで熱の逃げを少なくし、検出子１２４の検出精度を高める。

【0052】

検出子１２４は、薄い板状に形成されたＫ型熱電対を適用することができる。検出子１２４の両端部は、ケース１２１の接触体１２３の連結面に固定され、両端部から中間部が下方に向かって湾曲する山形に形成されている。検出子１２４の板厚は、接触体１２３の径方向に沿った肉厚よりも大幅に（例えば、１／１０以下に）薄く形成されている。このように薄く形成された検出子１２４は、熱容量が小さく、載置面７５１に接触した際の熱応答性が速くなる。

【0053】

また、接触体１２３の下端面から突出した部分が、チャック７０の載置面７５１に当たると、検出子１２４は、上方向かつ横方向に容易に弾性変形して載置面７５１に面接触する。接触体１２３が載置面７５１に接触した状態において、検出子１２４は、常に同じ接触面積で載置面７５１に接触することが可能である。すなわち、検出子１２４は、温度検出を複数回実施しても、同じ検出形態で温度を検出できる（再現性が担保されている）。

【0054】

図９は、温度校正システム１００の表面温度計１２０の校正を示すブロック図である。図９に示すように、本実施形態に係る表面温度計１２０は、国家標準（国際基準）に準じるように先に校正された標準器２００に基づき、その検出する温度が校正される。例えば、表面温度計１２０は、国家標準に準じるように定期的に校正を行っている校正サービス機関の標準器２００に接続されて、当該表面温度計１２０の温度の検量線と、標準器２００の温度の検量線とが一致する（国家標準をトレースする）ように校正される。

【0055】

治具１１０に設けられる表面温度計１２０は、チャック７０に設けられる複数の温度センサ７７に対して１つであるため、標準器２００による表面温度計１２０自体の校正は短時間で行うことができる。また、表面温度計１２０の校正は、定期的に（例えば、年に１回程度）実施することが好ましい。このように校正された表面温度計１２０は、標準器２００（すなわち国家標準）と同じ温度補償がなされる。

【0056】

データロガー１３０は、プロセッサ、メモリおよび入出力インタフェース（共に不図示）を有するコンピュータが適用され、表面温度計１２０が検出した表面温度を記憶する。メモリは、揮発性メモリ、不揮発性メモリ（コンピュータ記憶媒体、フレキシブルディスク、コンパクトディスク、ハードディスク、光磁気ディスク、メモリカードなどの記憶媒体）を含み、データロガー１３０の記憶部を構成している。このデータロガー１３０は、表面温度計１２０に接続されるとともに、プローバ制御部８０に接続される。

【0057】

温度校正システム１００は、プローバ５０（検査装置１）の出荷時に、各温度センサ７７の校正を行う。この校正において、温度校正システム１００は、複数の温度センサ７７に重なる載置面７５１の検出位置に表面温度計１２０を接触させて、当該載置面７５１の表面温度を検出する。データロガー１３０は、表面温度計１２０に対向する載置面７５１の検出位置の位置情報をプローバ制御部８０から取得するとともに、表面温度計１２０から表面温度を取得して、検出位置の位置情報、表面温度および時間情報を紐づけてメモリに記憶する。

【0058】

そして、プローバ制御部８０は、データロガー１３０にて蓄積した検出位置の位置情報、表面温度および時間情報を校正情報として取得し、この校正情報を用いてチャック７０の各温度センサ７７を校正する。なお、温度校正システム１００は、データロガー１３０を備えずに、表面温度計１２０が検出した表面温度を、プローバ制御部８０が直接取得する構成でもよい。各温度センサ７７の校正を行うことで、プローバ制御部８０は、所定の温度センサ７７の測定値を、表面温度計１２０が検出した表面温度に合わせることができる。

【0059】

図１０は、プローバ制御部８０の機能ブロックを示すブロック図である。各温度センサ７７の校正において、プローバ制御部８０は、図１０に示すように、温調制御部８１、移動制御部８２、表面温度取得部８３、温度測定値取得部８４、補正値算出部８５、検量線算出部８６および確認部８７を内部に形成する。

【0060】

温調制御部８１は、プローバ５０の温調機構７３（冷媒部３０、ヒータ）を制御して、チャック７０の温度を、各温度センサ７７の校正において設定される基準温度とする。この基準温度は、特に限定されるものではないが、例えば、－５５℃、２５℃、１５０℃の３種類があげられる。

【0061】

移動制御部８２は、モータドライバ９０に制御指令を出力し、モータドライバ９０を介してプローバ５０の移動部５６の動作を制御する。各温度センサ７７の校正時に、移動制御部８２は、各温度センサ７７のうち所定の温度センサ７７に重なる載置面７５１の検出位置に表面温度計１２０を接触させる。例えば、移動制御部８２は、各温度センサ７７の位置情報を予め有しており、その位置情報に基づき一の温度センサ７７から他の温度センサ７７までの移動距離および移動方向を算出し、算出した移動距離および移動方向に沿うように移動部５６を制御する。

【0062】

各温度センサ７７を校正する際に、移動制御部８２は、互いに近い距離にある温度センサ７７に対して順に校正処理を行うことが好ましい。例えば、移動制御部８２は、図６（ａ）において温度センサ７７に割り振ったチャンネル番号の順に、各温度センサ７７の温度校正（載置面７５１の温度の検出）を行う。これにより、温度校正方法におけるプローバ５０の移動時間を短くすることができ、校正にかかる時間を短くすることができる。

【0063】

図１０に戻り、表面温度取得部８３は、表面温度計１２０が検出した各温度センサ７７の表面温度をデータロガー１３０から取得して、メモリに記憶する。例えば、１つの基準温度について、表面温度計１２０による各温度センサ７７全ての検出位置での検出が終わると、表面温度取得部８３は、データロガー１３０から校正情報（各検出位置の表面温度、時間情報）を取得する。

【0064】

一方、温度測定値取得部８４は、各温度センサ７７が測定する温度（測定値）を取得して、各温度センサ７７の位置情報、時間情報などに紐づけて当該測定値をメモリに記憶する。特に、温度測定値取得部８４は、移動制御部８２の動作状態を取得することで、表面温度計１２０が検出位置の表面温度を検出したタイミングに合わせて、当該所定の温度センサ７７の温度を測定する。これにより、メモリに記憶された所定の温度センサ７７の測定値と、表面温度計１２０の表面温度とを、同じタイミングで検出した値とすることができる。

【0065】

補正値算出部８５は、温度測定値取得部８４が取得した所定の温度センサ７７の測定値と、データロガー１３０から取得した所定の温度センサ７７の表面温度との差分を補正値として算出する。補正値算出部８５は、この補正値の算出について各温度センサ７７全てで実施し、複数の温度センサ７７毎に対応する補正値としてそれぞれメモリに記憶する。この補正値は、各温度センサ７７の測定値に紐づくように記憶される。つまり、温度センサ７７の測定値に紐づいている補正値を加えた値が、所定の基準温度における温度センサ７７の校正値となる。

【0066】

検量線算出部８６は、補正値算出部８５により複数の基準温度毎に補正値が算出されると、メモリに記憶された測定値および補正値に基づき、複数の温度センサ７７毎の検量線を算出する。検量線算出部８６は、この検量線の算出についても各温度センサ７７全てで実施し、算出した複数の温度センサ７７毎の検量線をメモリに記憶する。

【0067】

例えば、各温度センサ７７の検量線は、複数の校正値に基づき適宜の傾きおよび切片を有する１次関数で算出される。また、検量線は、－５５℃から２５℃までの１次関数と、２５℃から１５０℃までの１次関数の２つの関数で算出されることが好ましい。これにより、プローバ制御部８０は、複数の温度センサ７７毎に高精度な検量線を有するようになり、検査装置１によるウエハＷの検査時に、載置面７５１の温度分布を精度よく測定することが可能となる。なお、温度センサ７７の検量線は、センサの特性に応じて算出されればよく、２次関数などの他の関数であってもよい。

【0068】

また、確認部８７は、表面温度計１２０により各温度センサ７７の表面温度を再検出してチェック用温度とし、補正値算出部８５で得た校正値とチェック用温度とを比較することで、校正結果を確認する。確認部８７による各構成の動作は、基本的には校正時における各構成の動作と同じであり、その詳細については後述する。

【0069】

そして、温度センサ７７を校正した後に検査装置１を運用する際には、プローバ制御部８０は、複数の温度センサ７７毎に設定された検量線に基づき各温度センサ７７の測定値を得る。これにより、プローバ制御部８０は、温調機構７３をより精度よく制御することが可能となり、載置面７５１の温度を適切に調整することができる。

【0070】

本実施形態に係る温度校正システム１００は、以上のように形成され、以下その動作（温度校正方法）について説明する。

【0071】

検査装置１を工場に設置する初期時またはメンテナンス時に、作業者は、プローバ５０の複数の温度センサ７７を校正する温度校正方法を実施する。温度校正方法の実施において、作業者は、まずプローバ５０のフレーム構造５１に治具１１０を取り付ける。これにより、治具１１０の表面温度計１２０がチャック７０の載置面７５１に対向可能な位置に配置される。

【0072】

治具１１０の取り付け後、作業者は、検査装置１の制御ユニット９（図示しないユーザインタフェース）を操作して温度校正方法を実施する。これにより、制御ユニット９から温度校正方法の実施指令を受けたプローバ制御部８０が、温度校正方法の処理を開始する。

【0073】

図１１は、温度校正方法の処理フローを示す第１フローチャートであり、図１２は、温度校正方法の処理フローを示す第２フローチャートである。図１１および図１２に示すように温度校正方法において、プローバ制御部８０は、温度安定工程と、校正処理工程、確認工程を順に行う。また、プローバ制御部８０は、上記の３種類の基準温度（－５５℃、２５℃、１５０℃）毎に、図１１および図１２の処理フローを繰り返すことで、最終的に各温度センサ７７の検量線を取得する。

【0074】

具体的には、プローバ制御部８０は、温度校正方法を開始すると、まず温度安定工程として温調制御部８１により温調機構７３を制御して、チャック７０の温度を本処理フローにおける基準温度に調整する（ステップＳ１）。例えば、プローバ制御部８０は、複数の基準温度のうちの１つを、温調機構７３が調整する目標温度に設定する。

【0075】

その後、プローバ制御部８０は、予め定めた安定化期間にわたって、所定の温度センサ７７により温度を測定し、安定化期間における測定値の最大値と最小値の差が許容温度範囲以内となる状態とする（ステップＳ２）。安定化期間としては、例えば、５分間～１０分間があげられる。また、温度を監視する所定の温度センサ７７としては、温度が安定化し易い安定領域ＳＡの温度センサ７７が好ましい。本実施形態では、図６（ａ）中のチャンネル番号が１番の温度センサ７７の測定値を用いている。また、許容温度範囲としては、例えば、±０．５℃以内があげられる。これにより、温度安定工程が終了した段階では、載置面７５１の温度が安定化した状態となる。

【0076】

温度安定工程後の校正処理工程において、プローバ制御部８０は、温調機構７３により基準温度を維持する制御を行う（ステップＳ３）。そして、プローバ制御部８０は、移動制御部８２により、例えば、図６（ａ）に示す各温度センサ７７の番号順に沿うように移動部５６を制御して、所定の温度センサ７７に重なる載置面７５１の検出位置に、表面温度計１２０を接触させる（ステップＳ４）。

【0077】

移動部５６の制御において、プローバ制御部８０は、まずチャック７０を水平方向（Ｘ－Ｙ軸方向）に移動させて、所定の温度センサ７７の検出位置と表面温度計１２０の検出子１２４とを対向させる。次いで、プローバ制御部８０は、チャック７０を上方向（Ｚ軸正方向）に上昇させて、表面温度計１２０の検出子１２４と載置面７５１を接触させる。この際、プローバ制御部８０は、表面温度計１２０の接触体１２３の下端面が載置面７５１に接触した後も、チャック７０の上昇を継続して固定ブロック１１３に対して表面温度計１２０を上方に相対変位させる。これにより、表面温度計１２０の検出子１２４は、載置面７５１の所定範囲に接触するように形状が変形する（図８（ｂ）参照）。

【0078】

プローバ５０の移動が終了すると、表面温度計１２０により検出位置の温度を検出し、データロガー１３０は、表面温度計１２０からその表面温度を受信する（ステップＳ５）。この際、データロガー１３０は、プローバ制御部８０からも表面温度計１２０に対向する載置面７５１の検出位置の位置情報（温度センサ７７の設置位置）を取得し、検出位置の位置情報と表面温度を紐づけて記憶する。

【0079】

また、プローバ制御部８０は、表面温度取得部８３によりデータロガー１３０を経由して表面温度計１２０の表面温度を取得し、所定期間にわたって表面温度の最大値と最小値の差が許容温度範囲（例えば±０．５℃）以内か否かを監視する（ステップＳ６）。表面温度を監視する所定期間は、特に限定されないが、例えば、数十秒から数分に設定されるとよい。最大値と最小値の差が許容温度範囲を超えている場合（ステップＳ６：ＮＯ）は、温調機構７３による温度調整が安定しなくなったことになる。このため、プローバ制御部８０は、例えば、校正処理工程を一旦中断してステップＳ１からやり直す。

【0080】

一方、最大値と最小値の差が許容温度範囲以内の場合（ステップＳ６：ＹＥＳ）は、温調機構７３による温度調整が安定していることになる。よって、プローバ制御部８０は、ステップＳ７において、表面温度取得部８３により所定期間の最後の表面温度計１２０の表面温度を取得するとともに、温度測定値取得部８４により検出位置に対応する所定の温度センサ７７の測定値を取得する。

【0081】

さらに、プローバ制御部８０の補正値算出部８５は、所定の温度センサ７７の測定値と表面温度計１２０の表面温度との差分（補正値）を算出し、メモリに記憶する。この処理フローの基準温度において、所定の温度センサ７７の測定値は、算出した補正値を加算することで、表面温度計１２０の表面温度に一致するようになる。

【0082】

また、ステップＳ７の終了後に、プローバ制御部８０は、チャック７０を下方向（Ｚ軸負方向）に下降して、表面温度計１２０の検出子１２４と載置面７５１を離間させる。その後、プローバ制御部８０は、載置面７５１における各温度センサ７７の検出位置全てについて、表面温度計１２０による検出を行ったか否かを判定する（ステップＳ８）。各温度センサ７７の検出が終了していない場合（ステップＳ８：ＮＯ）、プローバ制御部８０は、ステップＳ４に戻り以下同様の処理フローを繰り返す。一方、各温度センサ７７の検出位置全てについて校正値（補正値）を得た場合には、校正処理工程を終了して、図１２に示す確認工程に移行する。

【0083】

確認工程において、確認部８７は、移動制御部８２によりプローバ５０の移動部５６を制御して、載置面７５１における各温度センサ７７の検出位置に対して表面温度計１２０を再び接触させる（ステップＳ９）。これにより、表面温度計１２０は、検出位置の温度をチェック用の温度として検出する（ステップＳ１０）。

【0084】

また、確認部８７は、温度測定値取得部８４により検出位置における温度センサ７７の測定値を継続的に取得し、所定期間にわたって測定値の最大値と最小値の差が許容温度範囲（例えば±０．５℃）以内か否かを監視する（ステップＳ１１）。この温度センサ７７の測定値は、ステップＳ７での校正値（補正値）を反映したものとなる。測定値の最大値と最小値の差が許容温度範囲を超えている場合（ステップＳ６：ＮＯ）は、温調機構７３による温度調整が安定しなくなったことになる。このため例えば、確認部８７は、確認工程を一旦中断してステップＳ９からやり直す。

【0085】

一方、最大値と最小値の差が許容温度範囲以内の場合（ステップＳ１１：ＹＥＳ）は、温調機構７３による温度調整が安定していることになる。よってステップＳ１２において、確認部８７は、所定期間の最後における表面温度計１２０の表面温度を表面温度取得部８３により取得する。さらに、確認部８７は、その検出位置における表面温度（チェック用温度）と、校正済の温度センサ７７の測定値とを比較し、チェック用温度と校正済の測定値の差が予め規定した仕様（スペック）以内か否かを判定する（ステップＳ１３）。チェック用温度と校正済の測定値の差が仕様を超える場合には、ステップＳ１４に進み、ユーザインタフェースを介してエラーを出力する。この仕様は、温度センサ７７の規格（誤差範囲）に基づき設定されるとよい。

【0086】

一方、チェック用温度と校正済の測定値が仕様の範囲内であれば、その温度センサ７７の校正結果の正常を認識し、ステップＳ１５に進む。そして、確認部８７は、各温度センサ７７の検出位置全てについて確認を行ったか否かを判定する（ステップＳ１５）。各温度センサ７７の確認が終了していない場合（ステップＳ１５：ＮＯ）、確認部８７は、ステップＳ９に戻り、以下同様の処理フローを繰り返す。一方、各温度センサ７７の検出位置全てについて確認が終了した場合（ステップＳ１５：ＹＥＳ）には、確認工程を終了する。

【0087】

そして、プローバ制御部８０の検量線算出部８６は、３つの基準温度について、上記の処理フロー（各温度センサ７７の測定値の校正）を行うと、その３点の校正値に基づき、各温度センサ７７の検量線を各々算出する。これにより、プローバ制御部８０は、各温度センサ７７の測定値について、表面温度計１２０が検出する表面温度に合わせることができ、結果的に、国家標準に準じるように校正できる。

【0088】

なお、温度校正システム１００および温度校正方法は、上記の実施形態に限定されるものではなく、種々の変形例をとり得る。例えば、温度校正システム１００は、図７（ａ）に点線で示すように、表面温度計１２０の位置またはチャック７０の位置を検出する位置検出器１４０を備えてもよい。位置検出器１４０としては、例えば、表面温度計１２０の周辺を撮像するカメラ、表面温度計１２０の距離やチャック７０の距離を測定する変位計（レーザ変位計など）があげられる。この位置検出器１４０によって、プローバ制御部８０は、チャック７０の載置面７５１と表面温度計１２０との相対位置を精度よく認識できるようになる。したがって、プローバ制御部８０は、相対位置をフィードバックすることで、表面温度計１２０に対するプローバ５０の移動を一層正確に行うことができ、各温度センサ７７の検出位置に表面温度計１２０をより確実に接触させることが可能となる。

【0089】

また例えば、温度校正システム１００は、プローバ５０の移動部５６（載置面７５１）により、載置面７５１を表面温度計１２０と相対移動させる構成に限定されず、載置面７５１と相対的に表面温度計１２０を移動させる構成としてもよい。

【0090】

〔第２実施形態〕
図１３は、第２実施形態に係る温度校正システム１００のチャック７０の概略平面図である。図１３に示すように、第２実施形態に係る温度校正システム１００は、複数の温度センサ７７のうち一部（１つ）の温度センサ７７を、他部の温度センサ７７の故障を検知するための基準用センサ７７Ａとして使用する。基準用センサ７７Ａは、各温度センサ７７のうち温度が安定化し易い安定領域ＳＡの温度センサ７７を適用することが好ましく、例えば、図１３中のチャンネル番号のうち１番または１７番の温度センサ７７を用いるとよい。本実施形態では、チャンネル番号１７番の温度センサ７７を基準用センサ７７Ａとしている。

【0091】

基準用センサ７７Ａに適用される温度センサ７７は、温度が安定化し易い箇所にある他に、耐熱性、測定精度（許容誤差範囲）などの仕様が他の温度センサ７７の仕様よりも優れているセンサを適用することが好ましい。例えば、基準用センサ７７Ａは、他の温度センサ７７の測温抵抗体（一例としてサーミスタ）よりも高精度な抵抗素子が白金の測温抵抗体を適用するとよい。

【0092】

さらに、基準用センサ７７Ａは、保護管７９の内部に収容されて、トッププレート７５の裏面に設置されることで、プローバ５０周辺の雰囲気からセンサを保護する構造であるとよい。保護管７９は、ステンレス（ＳＵＳ３０４）などにより形成される。保護管７９内に設けられる基準用センサ７７Ａは、保護管７９の周囲のトッププレート７５に対して異物に対する耐性も高くなる。換言すれば、基準用センサ７７Ａは、各温度センサ７７の中でも異常が生じ難くなっている。

【0093】

この基準用センサ７７Ａも、検査装置１の設置時やメンテナンス時に、表面温度計１２０による温度校正がなされることで、国家標準に準じる（国家標準に対してトレースすることができる）温度測定が実施可能となる。したがって、基準用センサ７７Ａは、検出位置における載置面７５１の温度を正確に測定でき、しかも他の温度センサ７７に対して高い信頼性や参照性を有する。

【0094】

そして、第２実施形態に係るプローバ制御部８０Ａは、検査装置１の運用時に、基準用センサ７７Ａを用いて他の複数（１６個）の温度センサ７７の故障を検知する処理を行う。すなわち、検査装置１は、定期的または必要に応じて、複数の温度センサ７７の正常または異常を判定するセンサ故障検知方法を実施する。センサ故障検知方法は、温度校正方法により校正した基準用センサ７７Ａを用いて行うものであり、その意味で本開示の温度校正方法に関連した処理である。以下、このセンサ故障検知方法について詳述していく。

【0095】

図１４は、センサ故障検知方法の処理フローを示すフローチャートである。図１４に示すように、検査装置１の運用時において、プローバ制御部８０は、まずセンサ故障検知方法を実施するか否かを判定する（ステップＳ２１）。例えば、プローバ制御部８０は、温度校正方法やセンサ故障検知方法を行った前回時点からの経過期間、ウエハＷの検査を行っている累積実施期間、または各温度センサ７７の測定値の差が所定以上ある場合に、故障検知用フラグを立てる。そして、プローバ制御部８０は、検査装置１の起動時、ウエハＷの検査開始前、またはウエハＷの検査の待機中などのタイミングにおいて、故障検知用フラグを参照し、故障検知用フラグが１となっている場合、センサ故障検知方法を実施する。なお、プローバ制御部８０は、故障検知用フラグが０となっている場合、センサ故障検知方法の非実施を判定して（ステップＳ２１：ＮＯ）、ウエハＷの検査に移行すればよい。

【0096】

センサ故障検知方法を実施する場合（ステップＳ２１：ＹＥＳ）、プローバ制御部８０は、温調機構７３を動作させてチャック７０の載置面７５１の温度を適宜の目標温度に変化させる（ステップＳ２２）。目標温度は、特に限定されるものではないが、ウエハＷの検査時に設定される温度（例えば、８５℃）や温度校正方法において目標とした基準温度（例えば、－５５℃、２５℃、１５５℃）があげられる。プローバ制御部８０は、１つの目標温度だけでセンサ故障検知方法を行ってもよく、複数の目標温度毎にセンサ故障検知方法を行ってもよい。１つの目標温度でセンサ故障検知方法を行えば作業時間を短縮化でき、逆に複数の目標温度でセンサ故障検知方法を行えば、故障検知の精度を高めることができる。

【0097】

プローバ制御部８０は、温調機構７３による載置面７５１の温度制御において、基準用センサ７７Ａにより載置面７５１の温度を測定して、その測定結果をメモリに記憶する（ステップＳ２３）。さらに、プローバ制御部８０は、予め定めた安定化期間における測定値の最大値と最小値の差が許容温度範囲以内となる状態とする（ステップＳ２４）。

【0098】

その後、プローバ制御部８０は、基準用センサ７７Ａ以外の全ての温度センサ７７について、各検出位置の載置面７５１の温度を測定して、各測定結果をメモリに記憶していく（ステップＳ２５）。なおこの際、プローバ制御部８０は、各温度センサ７７による温度測定を所定期間にわたって実施して、各測定値の最大値と最小値の差が許容温度範囲（例えば±０．５℃）以内か否かを監視し、所定期間の最後の測定値を抽出してもよい。

【0099】

温度センサ７７の温度を測定すると、プローバ制御部８０は、基準用センサ７７Ａ以外の各温度センサ７７の測定値について、基準用センサ７７Ａの参照温度値（測定値）との故障検知用差分を算出する（ステップＳ２６）。この故障検知用差分は絶対値で算出されることが好ましい。

【0100】

次いで、プローバ制御部８０は、基準用センサ７７Ａ以外の各温度センサ７７の各故障検知用差分と、予め保有している故障閾値とを比較し、各故障検知用差分が故障閾値以下となっているか否かを判定する（ステップＳ２７）。この故障閾値は、センサの故障とみなす適宜の値であれば特に限定されず、例えば、１℃に設定されるとよい。故障検知用差分が故障閾値以下の場合、温度センサ７７は、故障などの異常が生じていないとみなすことができる。プローバ制御部８０は、基準用センサ７７Ａ以外の全ての温度センサ７７が正常である場合（ステップＳ２７：ＹＥＳ）、ステップＳ２８に進み、センサ故障検知方法の終了処理を行う。終了処理において、プローバ制御部８０は、故障検知用フラグを０に戻すとともに、検査装置１の次の動作（例えば、ウエハＷの検査開始など）を識別し、温調機構７３の目標温度を設定し直すなどして別の制御に移行する。

【0101】

一方、故障検知用差分が故障閾値を超える場合（ステップＳ２７：ＮＯ）、その温度センサ７７は、故障などの異常が生じているとみなすことができる。このため、プローバ制御部８０は、各温度センサ７７のうち１つでも温度センサ７７の異常を判定すると、ステップＳ２９に進む。ステップＳ２９において、プローバ制御部８０は、制御ユニット９のユーザインタフェースを介して、プローバ５０の温度センサ７７に異常が生じている旨の情報をユーザに報知する。これにより、ユーザは、温度センサ７７の異常を簡単かつ早期に認識することができる。

【0102】

〔第３実施形態〕
図１５は、第３実施形態に係る温度校正システム１００を備える検査装置１Ａを示す概略説明図である。図１５に示すように、検査装置１Ａは、筐体２の内部に温度校正システム１００を備えることで、チャック７０の各温度センサ７７の校正を必要に応じて（または所定期間毎に）自動的に行う構成でもよい。例えば、検査装置１Ａは、検査室列１６の側方に、温度校正システム１００の表面温度計１２０を備える。

【0103】

検査装置１Ａは、温度校正方法を開始する際に、プローバ５０をＸ－Ｙ軸方向に沿って移動させることで、チャック７０の載置面７５１を表面温度計１２０に対向させる。このプローバ５０の配置後に、プローバ制御部８０は、図１１の処理フローに沿って温度校正方法を実施することで、検査装置１の初期設置やメンテナンス以降の運用過程でも各温度センサ７７の校正を行うことが可能となる。なお、表面温度計１２０は、検査装置１のメンテナンス時などにおいて、国家標準に準じる標準器２００との間で校正を行うことで、トレーサビリティを確保しておくとよい。

【0104】

以上の実施形態で説明した本開示の技術的思想及び効果について以下に記載する。

【0105】

本開示の第１の態様は、載置部（チャック７０）に載置した被検査体（ウエハ）の温度を調整して被検査体を検査する検査装置１と、表面温度計１２０と、を有し、載置部に設けられた複数の温度センサ７７の校正を行う温度校正システム１００であって、検査装置１は、載置部をＸ軸方向、Ｙ軸方向及びＺ軸方向に移動可能な移動部５６と、複数の温度センサ７７の測定値に対して校正処理を行う制御部（プローバ制御部８０）と、を有し、表面温度計１２０は、載置部の載置面７５１に接触して当該載置面７５１の表面温度を検出し、制御部は、移動部５６を制御して載置部の載置面７５１の検出位置に表面温度計１２０を接触させ、表面温度計１２０により検出位置の表面温度を検出し、当該検出位置の表面温度に基づき検出位置に対応する温度センサ７７の測定値を校正する。

【0106】

上記によれば、温度校正システム１００は、１つの表面温度計１２０を用いて複数の温度センサ７７の校正を行うことで、機器による校正のばらつきを回避して、各温度センサ７７の測定値を精度よく校正できる。また、温度校正システム１００は、移動部５６と連動して載置部（チャック７０）を移動させて検出位置に表面温度計１２０を接触させるため、温度センサ７７の検出位置に対する誤差を抑制でき、表面温度を精度よく得ることができる。

【0107】

また、表面温度計１２０は、載置面７５１に接触する接触体１２３と、接触体１２３よりも外側に突出し、載置面７５１に接触した際に弾性変形可能な検出子１２４と、を含む。これにより、表面温度計１２０は、接触体１２３に載置面７５１が接触した状態で、検出子１２４が弾性変形した形状を同一にすることが可能となり、温度センサ７７毎の表面温度の検出精度を高めることができる。

【0108】

また、接触体１２３は、検出子１２４の一部を内側に収容する環状に形成されており、検出子１２４は、接触体１２３の肉厚よりも薄い板状に形成されている。このように薄い板状の検出子１２４は、熱容量が少ないことで熱応答性が速くなり、複数の温度センサ７７の校正処理を効率化できる。また、環状の接触体１２３の面を載置面７５１に接触させることで、検出子１２４の形状をより確実に一致させることができる。

【0109】

また、表面温度計１２０は、載置部の周囲に設けられる複数の支柱５４に固定される治具１１０に取り付けられ、載置面７５１よりも上方に配置されている。これにより、温度校正システム１００は、載置部を移動させる検査装置１の移動部５６をそのまま適用して各温度センサ７７の校正を行うことが可能となり、システムを簡素化できる。

【0110】

また、治具１１０は、表面温度計１２０をＺ軸方向に変位可能に保持する逃げ構造１１５を有し、逃げ構造１１５は、表面温度計１２０と載置面７５１とが接触した際に、載置面７５１から受ける押圧力を逃がす。これにより、温度校正システム１００は、表面温度計１２０の自重または検出子１２４への押圧力が均等に作用するため、より再現性の良い表面温度が得られる。

【0111】

また、制御部（プローバ制御部８０）は、検出位置の温度センサ７７と、表面温度計１２０が検出した検出位置の表面温度と、を紐づけて記憶する記憶装置（データロガー１３０）を有する。これにより、温度校正システム１００は、表面温度計１２０が検出した表面温度と、温度センサ７７の位置とを容易に蓄積していくことができる。

【0112】

また、制御部（プローバ制御部８０）は、校正処理において、温調機構７３により複数の目標温度毎に測定値の校正を行い、複数の目標温度毎の校正結果に基づき複数の温度センサ７７毎の検量線を得る。これにより、制御部は、各温度センサ７７の測定値により被検査体（ウエハＷ）の載置面７５１の温度分布を精度よく捉えることが可能となる。

【0113】

また、複数の温度センサ７７は、載置面７５１において温度が安定化する安定領域ＳＡに少なくとも１つ設けられ、制御部（プローバ制御部８０）は、校正処理において、安定領域ＳＡの温度センサ７７の測定値に基づき載置部（チャック７０）の温度を制御する。これにより、温度校正システム１００は、載置部の温度が確実に安定した状態で、各温度センサ７７の校正処理を実施できる。

【0114】

また、表面温度計１２０の検出値は、国家標準に準じる値に校正されている。これにより、温度校正システム１００は、表面温度計１２０により検出した表面温度により校正した複数の温度センサ７７の測定値についても、国家標準に対してトレースすることが可能となる。

【0115】

また、複数の温度センサ７７は、少なくとも１つの基準用センサ７７Ａを有し、制御部は、基準用センサ７７Ａが測定した基準値と、基準用センサ７７Ａ以外の複数の温度センサ７７が測定した測定値とを比較し、基準値に対して測定値が所定以上ずれている場合に、当該測定値がずれている温度センサ７７の異常を判定する。これにより、温度校正システム１００は、定期的または必要に応じて、各温度センサ７７の正常または異常を容易且つ精度よく認識することができる。

【0116】

また、基準用センサ７７Ａは、載置面７５１において温度が安定化する安定領域ＳＡに設けられている。これにより、基準用センサ７７Ａは、載置面７５１の温度を安定して測定することができる。

【0117】

また、本開示の第２の態様は、被検査体を検査する検査装置１であって、被検査体（ウエハＷ）を載置し、当該被検査体の温度を調整する載置部（チャック７０）と、載置部に設けられる複数の温度センサ７７と、載置部をＸ軸方向、Ｙ軸方向及びＺ軸方向に移動可能な移動部５６と、複数の温度センサ７７の測定値に対して校正処理を行う制御部（プローバ制御部８０）と、を有し、載置部の載置面７５１に接触して当該載置面７５１の表面温度を検出する表面温度計１２０を備え、制御部は、移動部５６を制御して載置部の載置面７５１の検出位置に表面温度計１２０を接触させ、表面温度計１２０により検出位置の表面温度を検出し、当該表面温度に基づき検出位置に対応する温度センサ７７の測定値を校正する。

【0118】

また、本開示の第３の態様は、載置部（チャック７０）に載置した被検査体（ウエハＷ）の温度を調整して被検査体を検査する検査装置１と、表面温度計１２０と、を有し、載置部に設けられた複数の温度センサ７７の校正を行う温度校正方法であって、載置部の温度を調整する第１工程と、Ｘ軸方向、Ｙ軸方向及びＺ軸方向に移動可能な移動部５６により載置部を移動させて、載置部の載置面７５１の検出位置に表面温度計１２０を接触させる第２工程と、載置面７５１の検出位置の表面温度を表面温度計１２０により検出し、当該表面温度に基づき検出位置に対応する温度センサ７７の測定値を校正する第３工程と、を有し、第１工程を行っている最中に、複数の温度センサ７７の全てに対して第１工程および第２工程を繰り返す。

【0119】

上記の第２の態様および第３の態様でも、複数の温度センサ７７を精度よく校正することができる。

【0120】

今回開示された実施形態に係る温度校正システム１００、検査装置１および温度校正方法は、すべての点において例示であって制限的なものではない。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、様々な形態で変形及び改良が可能である。上記複数の実施形態に記載された事項は、矛盾しない範囲で他の構成も取り得ることができ、また、矛盾しない範囲で組み合わせることができる。例えば、検査装置１が検査する被検査体は、基板（ウエハＷ）に限定されず、電気的検査が必要な種々の電気電子デバイスであってよい。検査装置１は、複数の検査ユニット４０（テスタ４１）を有するものに限定されず、１つの検査ユニット４０を有するものでもよい。この場合でも、プローバ５０は、温調機構７３および複数の温度センサ７７を有することでチャック７０の温度を調整でき、またウエハＷを載置したチャック７０を移動させることができる。そして、上記の温度校正方法によって、複数の温度センサ７７を良好に校正できる。

【0121】

本開示の温度校正システム１００は、検査装置１のチャック７０に設けられた複数の温度センサ７７の校正を行うものに限定されない。例えば、温度校正システム１００は、基板処理装置の処理容器内に設置される載置部（載置台、チャックなど）に複数の温度センサ７７を備えた構成において、当該複数の温度センサ７７の校正を行うことができる。

【符号の説明】

【0122】

１ 検査装置
５６ 移動部
７０ チャック
７５１ 載置面
７７ 温度センサ
８０ プローバ制御部
１００ 温度校正システム
１２０ 表面温度計
Ｗ ウエハ

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】