JP2009004662A - 半導体検査方法および半導体検査装置 - Google Patents

Abstract

【課題】検査時間が短縮可能な半導体検査方法および半導体検査装置を提供することを目的とする。
【解決手段】接触部材、導電路、および出力部の機能を備えたシートを準備し、複数の半導体ウエハに対して、半導体ウエハ毎に、上記半導体ウエハに設けられた電極と、上記シートの上記接触部材が接触するように上記シートと上記半導体ウエハを組み合わせて複数の結合体を構成し、上記複数の結合体を順次切替えて、上記シートを通じて上記半導体ウエハに供給される入力に応じて、上記半導体ウエハから出力される信号が上記シートを通じて取り出されるようにし、複数の上記半導体ウエハを個別に検査する。
【選択図】図１

Description

本発明は、半導体ウエハ上の複数の半導体デバイスの電気的諸特性を一括して測定するための半導体検査方法および半導体検査装置に関する。

半導体ウエハ上に設けられた半導体デバイスの電気的諸特性の測定を行う際に、半導体デバイスを１個あるいは複数個測定を行っていると、１個の半導体ウエハの測定に時間が掛かるために、半導体ウエア上の全ての半導体デバイスを一括してバーンイン等の検査を行う方法が開発され、用いられてきている。

半導体ウエハ上の複数の半導体デバイスに対して一括して測定を行うには、複数の半導体デバイスの電極に電源電圧や信号を同時に印加して、各半導体デバイスを動作させる必要がある。そのためには非常に多く（通常数万個以上）のプローブを備えたプローブカードを用いなければならない。

しかし、従来のプローブカードに用いられてきたスプリングピンと呼ばれるもの、あるいは直線的な針形状のプローブでは、必要なプローブの数の多さ、そしてプローブカード全体のコストの点で問題があるので、ウエハ上の多数の電極に対して一括してコンタクトできるコンタクト突起（プローブ電極）を持ったプローブカードが使用されるようになった。そのために、プローブカードに多数の突起を形成してプローブとして用いている。

このようなプローブカードとして、可撓性のあるシートに接触部材を取り付けたプローブシートをガラスエポキシの多層配線板に取り付けたものもある。

上述のようなコンタクト突起を用いたプローブカードであっても、半導体ウエハ上の全ての半導体デバイスを一括して測定するためには、半導体デバイスの種類に応じた専用のプローブカードが必要となり、半導体デバイスの種類が変わると、それに応じたプローブカードが必要となる。

このことは、プローブシートを用いたプローブカードでも、同様であり、検査対象物が置き換わる度に、位置合わせと、適正圧力での押圧作業が必要であり、実質的な検査時間以外にも、準備時間を必要としている。

このように、ウエハ一括プローブカードは、半導体デバイスに応じたプローブカードをその都度用意する必要があり、検査対象物が置き換わる度に準備時間が必要となり、検査時間が掛かるという問題と、手間が掛かるという問題があった。

そのために、本発明は、検査時間が短縮可能な半導体検査方法および半導体検査装置を提供することを目的とする。

本発明の半導体検査方法は、接触部材、導電路、および出力部の機能を備えたシートを準備し、複数の半導体ウエハに対して、半導体ウエハ毎に、上記半導体ウエハに設けられた電極と、上記シートの上記接触部材が接触するように上記シートと上記半導体ウエハを組み合わせて複数の結合体を構成し、上記複数の結合体を順次切替えて、上記シートを通じて上記半導体ウエハに供給される入力に応じて、上記半導体ウエハから出力される信号が上記シートを通じて取り出されるようにし、複数の上記半導体ウエハを個別に検査することを特徴とする。

本発明の半導体検査装置は、半導体ウエハに対向する主面に設けられ、上記半導体ウエハに設けられた電極に接触し得る接触部材と、他面に設けられ、上記接触部材に接続されて上記半導体ウエハに供給させる入力を受ける入力部、および上記接触部材に接続されて上記半導体ウエハから出力される信号を出力する出力部を有するシートが、試験対象となる上記半導体ウエハに組み合わされて構成された検査対象の結合体、上記結合体の入力部に接続され入力を供給する入力手段、および上記結合体の出力部に接続され出力信号を受ける出力手段を備え、上記結合体を複数準備し、個別に検査することを特徴とする。

さらに、上記シートは、リールに巻き取られたシートであり、上記巻き取られたシートを回転させて、半導体ウエハと位置合わせを行い、上記台座に載せられた上記半導体ウエハに上記プローブシートが真空密着された後に、所定の寸法に切断し、上気結合体が作成されることが好ましい。

本発明の半導体検査方法は、接触部材、導電路、および出力部の機能を備えたシートを準備し、複数の半導体ウエハに対して、半導体ウエハ毎に、上記半導体ウエハに設けられた電極と、上記シートの上記接触部材が接触するように上記シートと上記半導体ウエハを組み合わせて複数の結合体を構成し、上記複数の結合体を順次切替えて、上記シートを通じて上記半導体ウエハに供給される入力に応じて、上記半導体ウエハから出力される信号が上記シートを通じて取り出されるようにし、複数の上記半導体ウエハを個別に検査することにより、１台の半導体検査装置で並列して複数の半導体ウエハを検査することが可能となるので、従来よりも検査時間が短くなり、また、予め半導体ウエハとシートを組み合わせてあるので、検査前の位置合わせ等の準備作業が不要となり、準備作業の時間を大幅に短縮することができる。

本発明の半導体検査装置は、半導体ウエハに対向する主面に設けられ、上記半導体ウエハに設けられた電極に接触し得る接触部材と、他面に設けられ、上記接触部材に接続されて上記半導体ウエハに供給させる入力を受ける入力部、および上記接触部材に接続されて上記半導体ウエハから出力される信号を出力する出力部を有するシートが、試験対象となる上記半導体ウエハに組み合わされて構成された検査対象の結合体、上記結合体の入力部に接続され入力を供給する入力手段、および上記結合体の出力部に接続され出力信号を受ける出力手段を備え、上記結合体を複数準備し、個別に検査することにより、１台の半導体検査装置で並列して複数の半導体ウエハを検査することが可能となるので、従来よりも検査時間が短くなり、また、準備時間も結合体をセットするだけですむので大幅に短縮可能である。

さらに、上記シートは、リールに巻き取られたシートであり、上記巻き取られたシートを回転させて、半導体ウエハと位置合わせを行い、上記台座に載せられた上記半導体ウエハに上記プローブシートが真空密着された後に、所定の寸法に切断し、上気結合体が作成されることにより、結合体を予め多数用意しておき、検査時間のさらなる短縮が可能となる。

本発明を実施するための最良の形態

以下に図を用いて本発明の半導体検査装置１および半導体検査装置１を用いた検査方法について詳しく説明する。図１は半導体検査装置１の概略構成断面図である。

図１に示すように、本発明の半導体検査装置１は、接触部材３が設けられたシート２と試験対象となる半導体ウエハ４とを組み合わせて一体とした結合体８を、チャンバー１５に複数配置し、複数の半導体ウエハ４を個別に検査することが可能な構成となっている。

上記接触部材３は、上記シート２の上記半導体ウエハ４と対向する主面に設けられ、上記半導体ウエハ４に設けられた電極１４と接触し、上記電極１４の全数に対応するように所定の位置に配置されている。上記接触部材３は、上記シート２の表面に金属めっきされた突起の形等で設けられている。

上記シート２は、図２に示すように、上接触部材３以外に、上記シート２の上記半導体ウエハ４と対向する主面と反対の他面に設けられた、上記接触部材３に接続されて上記半導体ウエハ４に供給させる入力を受ける入力部７、および上記接触部材３に接続されて上記半導体ウエハ４から出力される信号を出力する出力部６を備える。

そして、上記接触部材３と上記入力部７は、上記シート２内部に設けられた導電路５により接続されている。また、上記出力部６は、上記接触部材３に接続された配線であり、外部に信号を取り出すための出力端子が設けられている。

上記結合体８は、図３に示すように、上記シート２と、測定対象となる上記半導体ウエハ４と、上記半導体ウエハ４を載せる台座１６から構成される。上記シート２が、上記台座１６とその上に載せられた上記半導体ウエハ４に真空密着されて、上記接触部材３が半導体ウエハ４上の全ての半導体デバイスの電極１４に接触した状態で、上記結合体８を構成している。

上記結合体８の作製方法を、図４を用いて説明する。図４に示すように、上記シート２は、リール１７に巻き付けられた状態でストックされている。この上記リール１７に巻きつけられた上記シート２には、上記接触部材３、上記導電路５、および上記出力部６が既に設けてある。上記シート２の材質としては、ポリイミド樹脂フィルム等の可撓性のシートを用いるが、これに限定するものではなく、他の材質も可能である。

上記リール１７を回転させて上記シート２を図４に示す矢印の方向へ移動させて、上記台座１６に載せた上記半導体ウエハ４の上へとセットする。この時、上記接触部材３を上記半導体ウエハ４上の電極１４に対応するように正確にセットする。

所定の位置に上記シート２のセットが完了したら、真空密着によって、上記シート２を上記台座１６とその上に載せられた上記半導体ウエハ４に密着させる。そして、真空密着が完了したら、所定の切断位置１８で上記シート２を切断し、図３に示す上記結合体８が出来上がる。

上記シート２を上記リール１７に巻き付ける時に、上記接触部材３等が設けられた上記シート２を保護するために、クッション部材等を同時に巻き付けることも可能である。この場合、上記シート２をセットする時に、上記クッション部材等を別に巻き取るようにすれば良い。

上述の手順を繰り返すことにより、上記シート２と半導体ウエハ４が一体となった結合体８を次々と製造することができ、本発明の半導体検査装置１は、このようにして作製された上記結合体８をチャンバー１５に複数セットすることにより、複数の上記半導体ウエハ４の検査を個別に行うことができるので、１台の半導体検査装置１で並列して複数の半導体ウエハを検査することが可能となる。

本発明の半導体検査装置１は、上記シート２に設けられた上記入力部７に接続され入力を供給する入力手段９、および上記シート２に設けられた上記出力部６の出力端子に接続され出力信号を受ける出力手段１３を備える。

上記入力手段９は、上記入力部７と接触して電気的接続を確保する可動ピン１１と、上記可動ピン１１が複数配置された電源−ＧＮＤ基板１０と、上記電源−ＧＮＤ基板１０とコネクタで接続される電源−ＧＮＤコネクタ１２から構成される。

上記可動ピン１１としては、バレルの両側からプランジャーが突出する構造のポゴピン等を用いる。そして、チャンバー１５に結合体８がセットされた状態で、上記結合体８の上記シート２に対して上から上記電源−ＧＮＤ基板１０は上記可動ピン１１によって圧力をかけて、上記シート２の上記接触部材３と上記半導体ウエハ４上の電極との密着性をより高くする。これにより、上記接触部材３の接触性が安定し、より正確な測定が可能となる。

本発明の半導体検査装置１を用いた検査は、外部からの入力が、上記入力手段９の上記電源−ＧＮＤコネクタ１２から、上記電源−ＧＮＤ基板１０、そして上記可動ピン１１を介して、上記結合体８の上記シート２に設けられた上記入力部７に送られ、上記シート２内部に設けられた導電路５を通り、上記接触部材３へと送られる。

そして、上記接触部材３が接触している上記半導体ウエハ４の上記電極１４に伝達され、上記電極１４から信号が出力される。上記信号が、上記接触部材３から出力部６の配線を通り出力端子に接続された出力手段１３から外部へと送られ、検査結果が得られる。このようにして、上記半導体ウエハ４に設けられた電極１４の検査が行われる。

上述のような検査が、図１に示すように、上記チャンバー１５内にセットされた複数の上記結合体８で、個別に行われるので、本発明の半導体検査装置１は、多数の上記半導体ウエハ４を個別に検査することで、本発明では１台の半導体検査装置１で並列して複数の半導体ウエハを検査することができるようになり、半導体ウエハの検査時間の短縮が可能となる。

このように、本発明の半導体検査装置１は、半導体ウエハ４に対してそれぞれシート２を準備し、結合体８とすることで、従来は検査対象物が置き換わる度に、位置合わせと、適正圧力での押圧作業が必要となっていたのが、不要となり、検査前の準備時間を大幅に削減することが出来る。

また、本発明の半導体検査装置１は、上記結合体８の接続がコネクタによって行わることにより、上記結合体８の交換が容易であり、さらに検査時間の短縮が可能となる。

本発明の半導体検査装置の概略断面図。 図１のＡ部拡大図。 結合体の概略断面図。 結合体の作製状況を示す概略断面図。

符号の説明

１ 半導体検査装置
２ シート
３ 接触部材
４ 半導体ウエハ
５ 導電路
６ 出力部
７ 入力部
８ 結合体
９ 入力手段
１０ 電源−ＧＮＤ基板
１１ 可動ピン
１２ 電源−ＧＮＤコネクタ
１３ 出力手段
１４ 電極
１５ チャンバー
１６ 台座
１７ リール
１８ 切断位置

Claims (3)

1. 接触部材、導電路、および出力部の機能を備えたシートを準備し、
   複数の半導体ウエハに対して、半導体ウエハ毎に、上記半導体ウエハに設けられた電極と、上記シートの上記接触部材が接触するように上記シートと上記半導体ウエハを組み合わせて複数の結合体を構成し、
   上記複数の結合体を順次切替えて、上記シートを通じて上記半導体ウエハに供給される入力に応じて、上記半導体ウエハから出力される信号が上記シートを通じて取り出されるようにし、複数の上記半導体ウエハを個別に検査することを特徴とする半導体検査方法。
2. 半導体ウエハに対向する主面に設けられ、上記半導体ウエハに設けられた電極に接触し得る接触部材と、他面に設けられ、上記接触部材に接続されて上記半導体ウエハに供給させる入力を受ける入力部、および上記接触部材に接続されて上記半導体ウエハから出力される信号を出力する出力部を有するシートが、試験対象となる上記半導体ウエハに組み合わされて構成された検査対象の結合体、
   上記結合体の入力部に接続され入力を供給する入力手段、および上記結合体の出力部に接続され出力信号を受ける出力手段を備え、
   上記結合体を複数準備し、個別に検査することを特徴とする半導体検査装置。
3. 上記シートは、リールに巻き取られたシートであり、上記巻き取られたシートを回転させて、半導体ウエハと位置合わせを行い、上記台座に載せられた上記半導体ウエハに上記プローブシートが真空密着された後に、所定の寸法に切断し、上気結合体が作成されることを特徴とする請求項２記載の半導体検査装置。

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