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公開番号2024140859
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-10-10
出願番号2023052205
出願日2023-03-28
発明の名称ウェーハ冷却システム
出願人株式会社東京精密
代理人個人,個人,個人,個人
主分類H01L 21/66 20060101AFI20241003BHJP(基本的電気素子)
要約【課題】低温域から高温域に至る広範囲の温度域において有効な冷却能力を有するウェーハ冷却システムを提供する。
【解決手段】独立した2つの低温用流路34及び高温用流路36を内蔵するウェーハチャック22と、低温用流路34に接続され、沸点の低い低温用冷却液50を低温用流路34に供給する低温用冷却液供給部26と、高温用流路36に接続され、沸点の高い高温用冷却液52を高温用流路36に供給する高温用冷却液供給部30と、ウェーハチャック22の設定温度に応じて、低温用流路34と高温用流路36とのいずれか一方の流路を空にして冷却液流通を阻止する阻止状態と、他方の流路の冷却液流通を許容する許容状態とを切り替える電磁弁58、60と、を備える。
【選択図】図2
特許請求の範囲【請求項１】
独立した２つの第１流路及び第２流路を内蔵するウェーハチャックと、
前記第１流路に接続され、沸点の異なる２種類の冷却液のうち沸点の低い第１冷却液を前記第１流路に供給する低温用冷却液供給部と、
前記第２流路に接続され、前記２種類の冷却液のうち沸点の高い第２冷却液を前記第２流路に供給する高温用冷却液供給部と、
前記ウェーハチャックの設定温度に応じて、前記第１流路と前記第２流路とのいずれか一方の流路を空にして冷却液流通を阻止する阻止状態と、他方の流路の冷却液流通を許容する許容状態とを切り替える流通切替部と、
を備えるウェーハ冷却システム。
続きを表示（約 850 文字）【請求項２】
前記流通切替部は、前記設定温度が予め設定された基準温度よりも低い場合には、前記第２流路に気体を送り込むことで前記第２流路を前記阻止状態とし、前記設定温度が前記基準温度よりも高い場合には、前記第１流路に前記気体を送り込むことで前記第１流路を前記阻止状態とする、
請求項１に記載のウェーハ冷却システム。
【請求項３】
前記流通切替部は、前記第１流路及び前記第２流路のいずれか一方に前記気体を選択的に供給する切替弁を有する、
請求項２に記載のウェーハ冷却システム。
【請求項４】
前記ウェーハチャックは、前記ウェーハを保持する保持面を有し、
前記第１流路は、前記第２流路よりも前記保持面に近い側に配置される、
請求項１から３のいずれか１項に記載のウェーハ冷却システム。
【請求項５】
前記第１流路及び前記第２流路の各々は、平面視にて渦巻き状パターンを有する、
請求項１から３のいずれか１項に記載のウェーハ冷却システム。
【請求項６】
前記第１流路及び前記第２流路は同一平面内に配置され、
前記第１流路及び前記第２流路のいずれか一方の流路の渦巻き状パターンの隙間に他方の流路の渦巻き状パターンが配置された２重渦巻き状パターン構造を有する、
請求項５に記載のウェーハ冷却システム。
【請求項７】
前記第１流路及び前記第２流路の各々は、平面視にて櫛歯状パターンを有する、
請求項１から３のいずれか１項に記載のウェーハ冷却システム。
【請求項８】
前記第１流路及び前記第２流路は同一平面内に配置され、
前記第１流路及び前記第２流路のいずれか一方の流路の櫛歯状パターンの複数の歯部と他方の流路の櫛歯状パターンの複数の歯部とが交互に配置された２重櫛歯状パターン構造を有する、
請求項７に記載のウェーハ冷却システム。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、ウェーハ冷却システムに関し、特にプローバのウェーハチャックを冷却するウェーハ冷却システムに関する。
続きを表示（約 1,800 文字）【背景技術】
【０００２】
半導体製造工程では、半導体ウェーハに各種の処理を施して、デバイスを有する複数のチップを形成する。各チップは電気的特性が検査され、その後ダイサーで分断された後、リードフレーム等に固定されて組み立てられる。電気的特性の検査は、テスタを備えたプローバによって実施される。プローバは、ウェーハをウェーハチャックに保持させて、各チップの電極パッドにプローブを接触させる。テスタは、プローブに接続される端子から電源及び各種の試験信号をチップに供給し、チップの電極に出力される信号を解析することにより正常に動作するかを確認する。
【０００３】
近年のプローバによるウェーハ検査では、測定時間の短縮及びテストコストを低減するため、同時測定するチップ数が増大している。その際、１個のチップでは発熱量の小さいデバイス（例えば、ＤＲＡＭ（Dynamic Random Access Memory）又はフラッシュメモリ）であっても、同時測定数が多くなることによってその発熱量が大きくなっている。この場合、ウェーハチャックは、ウェーハ検査時に生じるデバイスの発熱により加熱されて昇温する。このため、プローバには、ウェーハチャックをデバイスの検査温度に冷却するためのチラー（chiller）等の冷却システムが搭載されている。
【０００４】
ここで、デバイスの低温域の検査温度（ウェーハチャックの設定温度）として、例えば－５５℃が要求される冷却システムには、低温域での流動性を確保するため、沸点が８０℃以下の低沸点の冷却液が使用される。しかしながら、冷却液の沸点を超える温度にウェーハチャックが昇温した場合、冷却液が気化するのでその冷却液を使用することができない。また、ウェーハチャックの温度が冷却液の沸点以下であっても沸点近傍の温度では冷却液にキャビテーションが発生するので、同様に冷却液を使用することができない。つまり、従来の冷却システムでは、冷却液の沸点近傍以上の温度にウェーハチャックが昇温される高温域では、その冷却液を使用することができない問題があった。
【０００５】
そこで、特許文献１には、冷却液の沸点を上昇させ且つ沸点上昇後の冷却液を加熱してウェーハチャックに循環させる加圧加熱装置と、冷却液を冷却してウェーハチャックに循環させる冷却装置と、を備え、高温域でウェーハの検査を行う時には加圧加熱装置を使用し、低温域でウェーハの検査を行う時には冷却装置を使用する高低温処理システム（ウェーハ冷却システム）が開示されている
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
特開２００８－０７８２４４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、特許文献１のウェーハ冷却システムは、沸点の低い低温域での冷却用に適した冷却液を、加圧加熱して液化することにより、常圧では気化する高温域で使用するものなので、対応可能な高温域には限界がある。
【０００８】
つまり、特許文献１のウェーハ冷却システムには、低温域から高温域に至る広範囲の温
度域において、有効な冷却能力を得ることができない問題がある。
【０００９】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、低温域から高温域に至る広範囲の温度域において有効な冷却能力を有するウェーハ冷却システムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明のウェーハ冷却システムは、本発明の目的を達成するために、独立した２つの第１流路及び第２流路を内蔵するウェーハチャックと、第１流路に接続され、沸点の異なる２種類の冷却液のうち沸点の低い第１冷却液を第１流路に供給する低温用冷却液供給部と、第２流路に接続され、２種類の冷却液のうち沸点の高い第２冷却液を第２流路に供給する高温用冷却液供給部と、ウェーハチャックの設定温度に応じて、第１流路と第２流路とのいずれか一方の流路を空にして冷却液流通を阻止する阻止状態と、他方の流路の冷却液流通を許容する許容状態とを切り替える流通切替部と、を備える。
（【００１１】以降は省略されています）

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