JP2019160941A - Inspection equipment and inspection method of semiconductor device - Google Patents
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Abstract
【課題】 検査対象ウエハの径(サイズ)が変化した場合でも、電気的接続経路の長さを常に一定の最短長さに維持しつつ、寄生インダクタンスを最小にすることができる半導体デバイスの検査装置と検査方法を提供することを課題とする。【解決手段】 対象とするウエハの径が異なる複数種のウエハチャックプレートとコンタクトプレートを、チャックステージ上にその位置を変えて着脱自在に保持することができるようにするとともに、表面電極用プローブのコンタクト部と裏面電極用プローブのコンタクト部とを結ぶ直線に沿ってチャックステージの上面と平行に配置される長さの異なるインダクタンスキャンセルバーを複数備えてなる半導体デバイスの検査装置並びにそれを用いる検査方法を提供することによって上記課題を解決する。【選択図】 図1PROBLEM TO BE SOLVED: To inspect a semiconductor device capable of minimizing parasitic inductance while always maintaining a constant minimum length of an electrical connection path even when the diameter (size) of a wafer to be inspected changes. The task is to provide an inspection method. SOLUTION: A plurality of types of wafer chuck plates and contact plates having different diameters of target wafers can be removably held on a chuck stage by changing their positions, and a probe for a surface electrode. A semiconductor device inspection device provided with a plurality of inductance canceling bars having different lengths arranged in parallel with the upper surface of the chuck stage along a straight line connecting the contact portion and the contact portion of the back electrode probe, and an inspection method using the same. The above problem is solved by providing. [Selection diagram] Fig. 1
Description
本発明は半導体デバイスの検査装置及び検査方法に関し、詳細には、ウエハ基板の両面に電極を備えた半導体デバイスの電気的特性をウエハ状態のままで検査する半導体デバイスの検査装置とその検査方法に関する。 The present invention relates to a semiconductor device inspection apparatus and inspection method, and more particularly, to a semiconductor device inspection apparatus and inspection method for inspecting the electrical characteristics of a semiconductor device having electrodes on both sides of a wafer substrate in the wafer state. .
パワートランジスタ、パワーMOSFET、IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor)などの電力用半導体デバイスや、LED、半導体レーザなどの半導体デバイスには、電流がチップの上下に流れるように構成されて、ウエハ基板の表裏両面に電極を有しているものがある。このため、このような半導体デバイスの電気的特性をウエハ状態のままで検査するには、ウエハの表裏両面に測定用プローブを接触させる必要があり、被検査対象となる半導体デバイス直下の裏面に測定用プローブを接触させるべく、種々の検査装置が提案されている。 Power semiconductor devices such as power transistors, power MOSFETs, and IGBTs (Insulated Gate Bipolar Transistors), and semiconductor devices such as LEDs and semiconductor lasers are configured so that current flows up and down the chip, and both front and back surfaces of the wafer substrate Some have electrodes. For this reason, in order to inspect the electrical characteristics of such a semiconductor device in the wafer state, it is necessary to contact the measurement probe on both the front and back surfaces of the wafer, and the measurement is performed on the back surface immediately below the semiconductor device to be inspected. Various inspection apparatuses have been proposed to bring the probe into contact.
例えば、特許文献1には、ウエハを保持するチャックステージ内に多数のプローブを配置し、これらのうち、被測定デバイスの裏面直下に位置するプローブを選択的にテスタへと接続することによって、ウエハ基板の両面に電極を有する半導体デバイスの電気的特性を測定するようにした検査装置が開示されている。
For example, in
しかし、この特許文献1に開示された検査装置においては、ウエハ上に形成されている全半導体デバイスを順次検査するために、上部に配置されているプローブに対してチャックステージを移動させる必要があり、チャックステージ内に配置されたプローブとテスタとを接続するケーブルの長さが必然的に長くなる傾向にある。プローブとテスタとを接続するケーブルの長さが長くなると、ケーブルによって構成される測定経路の寄生インダクタンスが大きくなり、検査対象である半導体デバイスの実力値に近い大電流測定や動特性試験に必要な過渡特性が得られないという欠点がある。このため、ウエハ状態での検査をパスした半導体デバイスであっても、その後、ボンディング、モールディング、バーイン工程等を経た後に行われる最終的なフルスペック検査において特性不良が発見される場合があり、ウエハ状態での検査後に行われる各種工程が無駄になり、製品コストの上昇や廃棄物量の増加といった不都合を招いている。
However, in the inspection apparatus disclosed in
一方、特許文献2、3においては、半導体デバイスを、半導体デバイスよりも大きな導電性の基台上に載置し、表面電極用のプローブを半導体デバイスの表面に接触させると同時に、裏面電極用のプローブを前記半導体デバイスが載置されていない前記基台の露出部分に接触させるようにした検査装置が開示されている。しかし、これら特許文献2、3に開示されている検査装置は、個別に存在する半導体デバイスを検査するものであって、半導体デバイスをウエハ状態のままで検査するものではなく、表裏両面に電極を有する半導体デバイスの特性をウエハ状態のままで如何に精度良く測定するかについて何らの示唆も与えるものではない。
On the other hand, in
上記のような状況に鑑み、本出願人は特許文献4において、半導体デバイスをウエハ状態のままで検査する装置として、チャックステージの上面に検査対象となるウエハを保持するウエハ保持部と、ウエハ保持部とほぼ同大のプローブコンタクト領域とを配置し、前記ウエハ保持部と前記プローブコンタクト領域を電気的に導通させるとともに、表面電極用プローブと裏面電極用プローブとを前記チャックステージの上方に水平方向に一定の距離を隔てて配置するようにした半導体デバイスの検査装置を提案した。 In view of the above situation, in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2004-26883, the present applicant has disclosed, as an apparatus for inspecting a semiconductor device in a wafer state, a wafer holding unit for holding a wafer to be inspected on the upper surface of a chuck stage, and wafer holding A probe contact region that is approximately the same size as the portion, electrically connects the wafer holding portion and the probe contact region, and horizontally connects the front surface electrode probe and the back surface electrode probe above the chuck stage. A semiconductor device inspection apparatus has been proposed which is arranged at a certain distance.
このような半導体デバイスの検査装置によれば、前記チャックステージを移動させて表面電極用プローブが検査対象ウエハ内を相対的に移動したときにも、裏面電極用プローブが、表面電極用プローブと前記一定の距離を維持したまま、前記プローブコンタクト領域内を相対的に移動することができるので、テスタと表面電極用プローブ及び裏面電極用プローブとの電気的接続経路の長さを常に一定の最短長さに維持することが可能となり、測定経路に発生する寄生インダクタンスを最小にして、半導体デバイスの実力値に近い大電流測定や動特性試験に必要な過渡特性を得ることができるという極めて優れた利点が得られる。 According to such a semiconductor device inspection apparatus, even when the chuck stage is moved and the front surface electrode probe relatively moves in the wafer to be inspected, the back surface electrode probe is connected to the front surface electrode probe and the surface electrode probe. Since the probe contact region can be relatively moved while maintaining a constant distance, the length of the electrical connection path between the tester and the front surface electrode probe and the back surface electrode probe is always the fixed shortest length. The superb advantage is that the parasitic inductance generated in the measurement path can be minimized and the transient characteristics required for high current measurement and dynamic characteristic test close to the actual value of the semiconductor device can be obtained. Is obtained.
上記のとおり、本出願人が先に特許文献4において提案した半導体デバイスの検査装置は極めて優れた利点を備えたものであり、チャックステージ上のウエハ保持部とプローブコンタクト領域とを近接して並べて配置することにより、表面電極用プローブと裏面電極用プローブとの間の電気的接続経路の長さを最短に設定していることを特徴としている。しかしながら、測定対象として想定されるウエハ径のサイズが複数種ある場合、ウエハ保持部とプローブコンタクト領域の大きさは、最大径のウエハに合わせて設定されるため、想定される最大径のウエハよりも小さい径のウエハを測定する場合で有っても、表面電極用プローブと裏面電極用プローブとの間の電気的接続経路の長さは同じであり、寄生インダクタンスも変わらないことになる。このような事態を避け、検査対象ウエハのサイズに合わせて電気的接続経路の長さが最短になるようにしようとすれば、検査対象として予定されるウエハのサイズ別に、それぞれ設計された検査装置を用意する必要があり、費用がかかるという問題がある。
As described above, the semiconductor device inspection apparatus previously proposed by the present applicant in
本発明は、本出願人が先に特許文献4において提案した半導体デバイスの検査装置の使い勝手をさらに良くするために為されたもので、検査対象ウエハの径(サイズ)が変化した場合でも、テスタと表面電極用プローブ及び裏面電極用プローブとの電気的接続経路の長さを常に一定の最短長さに維持しつつ、測定経路に発生する寄生インダクタンスを最小にすることができる半導体デバイスの検査装置とそれを用いる検査方法を提供することを課題とするものである。
The present invention has been made in order to further improve the usability of the semiconductor device inspection apparatus previously proposed by the present applicant in
本発明者らは、上記の課題を解決すべく鋭意研究を重ねた結果、前記特許文献4に開示した半導体デバイスの検査装置において、チャックステージ上に設定されているウエハ保持部の大きさに比べて比較的小径のウエハを検査対象としたときに、それに合わせて電気的接続経路を短くして寄生インダクタンスを低減することを困難にしているのは、チャックステージ上に設定されているウエハ保持部とプローブコンタクト領域の大きさと位置が固定的であることに原因があるのではないかと推測するに至った。
As a result of intensive studies to solve the above problems, the present inventors have compared the size of the wafer holding part set on the chuck stage in the semiconductor device inspection apparatus disclosed in
すなわち、図18は特許文献4に開示された半導体デバイスの検査装置におけるチャックステージとその周辺部だけを取り出して示す平面図、図19は表面電極用プローブ及び裏面電極用プローブとチャックステージとの関係を示す平面図であるが、図18及び図19に示すとおり、ウエハ保持部αとプローブコンタクト領域βとは、チャックステージ102の上面の一定位置に一定の大きさで設定されており、表面電極用プローブPAのコンタクト部と裏面電極用プローブPBのコンタクト部との距離Dは、前記ウエハ保持部αとプローブコンタクト領域βとの位置関係に合わせて、前記ウエハ保持部αとプローブコンタクト領域βの中心間の距離Lと略同じになるように設定されている。
18 is a plan view showing only the chuck stage and its periphery in the semiconductor device inspection apparatus disclosed in
このため、検査対象とするウエハWのサイズ、すなわち径が大きく、その大きさがウエハ保持部αとほぼ同じである場合には、図20に示すとおり、表面電極用プローブPAのコンタクト部と裏面電極用プローブPBのコンタクト部との距離Dは、この半導体デバイスの検査装置において許容される最小の長さとなっているが、例えば図21に示すように、検査対象とするウエハWの径が小さくなっても、表面電極用プローブPAのコンタクト部と裏面電極用プローブPBのコンタクト部との距離Dは変わらないため、想定されている最大のウエハサイズ径で決まる寄生インダクタンスが発生してしまうのではないかと考えられる。 Therefore, when the size of the wafer W to be inspected, that is, the diameter is large and the size is substantially the same as that of the wafer holding part α, as shown in FIG. The distance D from the contact portion of the electrode probe PB is the minimum length allowed in this semiconductor device inspection apparatus. For example, as shown in FIG. 21, the diameter of the wafer W to be inspected is small. However, since the distance D between the contact portion of the front surface electrode probe PA and the contact portion of the back surface electrode probe PB does not change, a parasitic inductance determined by the assumed maximum wafer size diameter may be generated. It is thought that there is not.
このような知見に基づき、さらに研究努力を重ねた結果、本発明者らは、チャックステージ上にウエハ保持部とプローブコンタクト領域とを固定的に設定するのではなく、ウエハ保持部として機能するウエハチャックプレートと、プローブコンタクト領域として機能するコンタクトプレートなるものを創造し、これらを検査対象とするウエハサイズに合わせて複数組用意するとともに、チャックステージ上に位置を変えて着脱自在に保持させる機構とすることによって、検査対象とするウエハ径が変わった場合にも、測定経路に発生する寄生インダクタンスを常に最小にすることができることを見出した。 As a result of further research efforts based on such knowledge, the present inventors have not fixedly set the wafer holding part and the probe contact area on the chuck stage, but rather a wafer that functions as a wafer holding part. Create a chuck plate and a contact plate that functions as a probe contact area, prepare multiple sets according to the size of the wafer to be inspected, and change the position on the chuck stage to hold it detachably As a result, it has been found that the parasitic inductance generated in the measurement path can always be minimized even when the diameter of the wafer to be inspected changes.
すなわち、本発明は、表面電極用プローブ及び裏面電極用プローブと、それら両プローブに対して相対的に移動可能なチャックステージと、それら両プローブと電気的に接続されるテスタを有する半導体デバイスの検査装置であって、
(1)前記チャックステージは、
(1−1)その上面に検査対象ウエハが保持される第一ウエハチャックプレートと、その上面に前記裏面電極用プローブが接触する第一コンタクトプレートを、前記チャックステージ上であって両プレートが重ならない第一位置に、着脱自在に保持するプレート保持第一手段と、
(1−2)前記第一ウエハチャックプレートよりも小径の第二ウエハチャックプレートと、前記第一コンタクトプレートよりも小径の第二コンタクトプレートを、前記チャックステージ上であって両プレートが重ならない第二位置に、着脱自在に保持するプレート保持第二手段を備え、
(1−3)前記第一位置と前記第二位置とが、前記第一位置に保持されたときの前記第一ウエハチャックプレート及び前記第一コンタクトプレートの上面の中心をそれぞれWPc1及びCPc1、前記第二位置に保持されたときの前記第二ウエハチャックプレート及び前記第二コンタクトプレートの上面の中心をそれぞれWPc2及びCPc2としたとき、WPc2とCPc2がWPc1とCPc1を結ぶ線分上にあり、WPc2とCPc2間の距離がWPc1とCPc1間の距離よりも短くなるように選定されており、
(2)前記表面電極用プローブは、前記第一又は第二ウエハチャックプレート上に保持される検査対象ウエハの表面電極と接触するコンタクト部を有し、
(3)前記裏面電極用プローブは、前記第一又は第二コンタクトプレートの上面と接触するコンタクト部を有し、
(4)前記第一位置又は第二位置に保持されたとき、前記第一又は第二ウエハチャックプレートの上面と、前記第一又は第二コンタクトプレートの上面とは、それぞれ電気的に導通しており、
(5)前記表面電極用プローブのコンタクト部と前記裏面電極用プローブのコンタクト部とを結ぶ直線に沿って前記チャックステージの上面と平行に配置され、前記表面電極用プローブのコンタクト部又は前記裏面電極用プローブのコンタクト部と前記テスタとの電気的接続経路の一部を構成する導電性のバーであって、前記WPc1とCPc1間の距離に対応する長さを有する第一インダクタンスキャンセルバーと、前記WPc2とCPc2間の距離に対応する長さを有し、前記第一インダクタンスキャンセルバーよりも短い第二インダクタンスキャンセルバーを備えている、
半導体デバイスの検査装置を提供することによって、上記課題を解決するものである。
That is, the present invention relates to an inspection of a semiconductor device having a front surface electrode probe and a back surface electrode probe, a chuck stage movable relative to both probes, and a tester electrically connected to both probes. A device,
(1) The chuck stage is
(1-1) The first wafer chuck plate on which the wafer to be inspected is held on the upper surface, and the first contact plate on which the back electrode probe contacts the upper surface are overlapped on the chuck stage. A plate holding first means for detachably holding the first position,
(1-2) A second wafer chuck plate having a smaller diameter than the first wafer chuck plate and a second contact plate having a smaller diameter than the first contact plate are arranged on the chuck stage so that the plates do not overlap. In two positions, it has plate holding second means for holding it detachably,
(1-3) WPc 1 and CPc 1 are the centers of the top surfaces of the first wafer chuck plate and the first contact plate, respectively, when the first position and the second position are held at the first position. When the centers of the upper surfaces of the second wafer chuck plate and the second contact plate when held at the second position are WPc 2 and CPc 2 , respectively, WPc 2 and CPc 2 are WPc 1 and CPc 1 . The distance between WPc 2 and CPc 2 is selected to be shorter than the distance between WPc 1 and CPc 1 ,
(2) The surface electrode probe has a contact portion that comes into contact with the surface electrode of the wafer to be inspected held on the first or second wafer chuck plate,
(3) The back electrode probe has a contact portion that contacts the upper surface of the first or second contact plate,
(4) When held at the first position or the second position, the upper surface of the first or second wafer chuck plate and the upper surface of the first or second contact plate are electrically connected to each other. And
(5) The contact portion of the front surface electrode probe or the back surface electrode is disposed in parallel with the upper surface of the chuck stage along a straight line connecting the contact portion of the front surface electrode probe and the contact portion of the back surface electrode probe. A conductive bar constituting a part of an electrical connection path between the contact portion of the probe for the tester and the tester, the first inductance canceling bar having a length corresponding to the distance between the WPc 1 and the CPc 1 the WPc 2 and CPc has a length corresponding to the distance between the two, and a shorter second inductance canceling bar than the first inductance cancellation bars,
The above-described problems are solved by providing a semiconductor device inspection apparatus.
上記のとおり、本発明の検査装置においては、検査対象となるウエハを保持するウエハチャックプレートと、裏面電極用プローブのコンタクト部が接触するコンタクトプレートが、チャックステージとは別に、検査するウエハのサイズ、すなわちウエハの径に合わせて、例えば、第一ウエハチャックプレートと第一コンタクトプレートの組、又は第二ウエハチャックプレートと第二コンタクトプレートの組として、複数組用意されている。しかも、これらウエハチャックプレートとコンタクトプレートは、チャックステージに対して、例えば、第一ウエハチャックプレートと第一コンタクトプレートは第一位置に、第二ウエハチャックプレートと第二コンタクトプレートは第二位置に、というように各組ごとにその取付位置を変えて着脱自在に保持されるように構成されている。 As described above, in the inspection apparatus of the present invention, the wafer chuck plate for holding the wafer to be inspected and the contact plate in contact with the contact portion of the back surface electrode probe are separated from the chuck stage in size of the wafer to be inspected. That is, according to the diameter of the wafer, for example, a plurality of sets are prepared as a set of a first wafer chuck plate and a first contact plate, or a set of a second wafer chuck plate and a second contact plate. In addition, the wafer chuck plate and the contact plate are in relation to the chuck stage, for example, the first wafer chuck plate and the first contact plate are in the first position, and the second wafer chuck plate and the second contact plate are in the second position. In this way, the mounting position is changed for each set so as to be detachably held.
したがって、本発明の検査装置においては、検査対象となるウエハの径が変わった場合であっても、その径のウエハに適した大きさの第一ウエハチャックプレートと第一コンタクトプレート、又は第二ウエハチャックプレートと第二コンタクトプレートを、その径のウエハの検査に適したチャックステージ上の第一位置又は第二位置に保持させることができるので、ウエハチャックプレートとコンタクトプレート間の距離を検査対象ウエハの径に合わせて常に必要最低限の長さとすることができる。 Therefore, in the inspection apparatus of the present invention, even when the diameter of the wafer to be inspected changes, the first wafer chuck plate and the first contact plate, or the second contact plate having a size suitable for the wafer having the diameter. Since the wafer chuck plate and the second contact plate can be held at the first position or the second position on the chuck stage suitable for inspecting the wafer of the diameter, the distance between the wafer chuck plate and the contact plate can be inspected. The required minimum length can always be set in accordance with the diameter of the wafer.
しかも、本発明の検査装置においては、表面電極用プローブのコンタクト部と裏面電極用プローブのコンタクト部とを結ぶ直線に沿ってチャックステージの上面と平行に配置されるインダクタンスキャンセルバーに関しても、例えば、第一位置に保持されたときの第一ウエハチャックプレートと第一コンタクトプレートの中心間距離に対応した長さを有する第一インダクタンスキャンセルバーと、第二位置に保持されたときの第二ウエハチャックプレートと第二コンタクトプレートの中心間距離に対応した長さを有する第二インダクタンスキャンセルバーとして、複数用意されている。このため、本発明の検査装置においては、検査対象ウエハの径に応じて、チャックステージ上に保持させるウエハチャックプレートとコンタクトプレートとその位置を変更するのに加えて、その変更後のウエハチャックプレート及びコンタクトプレートの大きさと保持位置に合わせて、第一インダクタンスキャンセルバー又は第二インダクタンスキャンセルバーのいずれかを用いることによって、ウエハ径が変わっても、表面電極用プローブのコンタクト部又は裏面電極用プローブのコンタクト部とテスタとを結ぶ電気的接続経路の長さを常に一定の最短長さに維持し、測定経路に発生する寄生インダクタンスを常に最小に維持することができ、精度良い測定が可能になる。 In addition, in the inspection apparatus of the present invention, for an inductance cancellation bar arranged in parallel with the upper surface of the chuck stage along a straight line connecting the contact portion of the front surface electrode probe and the contact portion of the back surface electrode probe, for example, A first inductance cancellation bar having a length corresponding to the distance between the centers of the first wafer chuck plate and the first contact plate when held at the first position, and a second wafer chuck when held at the second position A plurality of second inductance cancellation bars having a length corresponding to the center-to-center distance between the plate and the second contact plate are prepared. Therefore, in the inspection apparatus of the present invention, in addition to changing the position of the wafer chuck plate and the contact plate to be held on the chuck stage according to the diameter of the wafer to be inspected, the changed wafer chuck plate Even if the wafer diameter changes by using either the first inductance cancellation bar or the second inductance cancellation bar according to the size and holding position of the contact plate, the contact portion of the front surface electrode probe or the back surface electrode probe The length of the electrical connection path that connects the contact part and the tester is always kept at a certain shortest length, and the parasitic inductance generated in the measurement path can always be kept at a minimum, enabling accurate measurement. .
本発明の検査装置において、第一ウエハチャックプレートと第一コンタクトプレートをチャックステージ上の第一位置に着脱自在に保持するプレート保持第一手段は、第一ウエハチャックプレートと第一コンタクトプレートを第一位置に着脱自在に保持することができれば良く、その具体的な構造や機構に特段の制限はない。しかし、保持力が比較的強く、かつ、着脱制御が比較的容易に行えるという観点からは、プレート保持第一手段は、第一ウエハチャックプレート又は第一コンタクトプレートが第一位置に載置されたとき、第一ウエハチャックプレート又は第一コンタクトプレートの裏面と対向するチャックステージの上面領域内に開口するウエハチャックプレート第一吸引口又はコンタクトプレート第一吸引口と、当該ウエハチャックプレート第一吸引口又はコンタクトプレート第一吸引口に接続される吸引手段を含んでいるのが好ましい。 In the inspection apparatus of the present invention, plate first holding means for detachably holding the first wafer chuck plate and the first contact plate at the first position on the chuck stage includes the first wafer chuck plate and the first contact plate. There is no particular limitation on the specific structure and mechanism as long as it can be detachably held at one position. However, from the viewpoint of relatively strong holding force and relatively easy attachment / detachment control, the first wafer chuck plate or the first contact plate is placed at the first position in the plate holding first means. The first suction port of the wafer chuck plate or the first suction port of the contact plate that opens in the upper surface region of the chuck stage facing the back surface of the first wafer chuck plate or the first contact plate, and the first suction port of the wafer chuck plate Or it is preferable that the suction means connected to the contact plate 1st suction port is included.
プレート保持第一手段が、上述したウエハチャックプレート第一吸引口又はコンタクトプレート第一吸引口と、これと接続される吸引手段を含んでいる場合には、当該吸引手段の作動をオン、オフすることによって、第一ウエハチャックプレート又は第一コンタクトプレートをチャックステージ上の第一位置に保持したり、その保持を解除したりすることができる。 When the plate holding first means includes the wafer chuck plate first suction port or the contact plate first suction port described above and the suction unit connected thereto, the operation of the suction unit is turned on / off. Thus, the first wafer chuck plate or the first contact plate can be held at the first position on the chuck stage, or the holding can be released.
第二ウエハチャックプレート又は第二コンタクトプレートをチャックステージ上の第二位置に着脱自在に保持するプレート保持第二手段についても同様であり、第二ウエハチャックプレートと第二コンタクトプレートを第二位置に着脱自在に保持することができる限り、プレート保持第二手段の具体的な構造や機構に特段の制限はない。しかし、プレート保持第一手段について述べたと同様の理由で、プレート保持第二手段は、第二ウエハチャックプレート又は第二コンタクトプレートが第二位置に載置されたとき、第二ウエハチャックプレート又は第二コンタクトプレートの裏面と対向するチャックステージの上面領域内に開口するウエハチャックプレート第二吸引口又はコンタクトプレート第二吸引口と、当該ウエハチャックプレート第二吸引口又はコンタクトプレート第二吸引口に接続される吸引手段を含んでいるのが好ましい。 The same applies to plate holding second means for detachably holding the second wafer chuck plate or the second contact plate at the second position on the chuck stage. The second wafer chuck plate and the second contact plate are set at the second position. As long as it can be detachably held, there is no particular limitation on the specific structure and mechanism of the plate holding second means. However, for the same reason as described for the plate holding first means, the plate holding second means is configured such that when the second wafer chuck plate or the second contact plate is placed at the second position, Connected to the second suction port of the wafer chuck plate or the second suction port of the contact chuck plate that opens in the upper surface area of the chuck stage facing the back surface of the two contact plates, and the second suction port of the wafer chuck plate or the contact plate. It is preferable to include a suction means to be operated.
プレート保持第二手段が、上述したウエハチャックプレート第二吸引口又はコンタクトプレート第二吸引口と、これと接続される吸引手段を含んでいる場合には、当該吸引手段の動作をオン、オフすることによって、第二ウエハチャックプレート又は第二コンタクトプレートをチャックステージ上の第二位置に保持したり、その保持を解除したりすることができる。 When the plate holding second means includes the wafer chuck plate second suction port or the contact plate second suction port described above and the suction unit connected thereto, the operation of the suction unit is turned on / off. Thus, the second wafer chuck plate or the second contact plate can be held at the second position on the chuck stage, or the holding can be released.
なお、チャックステージの上面と接する第一及び第二のウエハチャックプレート、及び第一及び第二のコンタクトプレートの裏面は平坦であっても良いが、吸引による第一位置又は第二位置での保持をより確実なものとするためには、各プレートの裏面には、各プレートが上記第一位置又は第二位置に載置されたとき、チャックステージの上面に開口する上記第一又は第二吸引口と少なくとも一箇所で連通し、各プレートの裏面内で閉じている有底の溝が設けられているのが望ましい。なお、各プレートの裏面内で閉じているとは、裏面に設けられている溝が裏面以外の部分で外に連通していないことを意味する。 The first and second wafer chuck plates that are in contact with the upper surface of the chuck stage and the back surfaces of the first and second contact plates may be flat, but are held at the first position or the second position by suction. In order to ensure the reliability, the first or second suction opening on the upper surface of the chuck stage when each plate is placed on the first position or the second position on the back surface of each plate. It is desirable to provide a bottomed groove that communicates with the mouth at least at one location and is closed within the back of each plate. In addition, being closed in the back surface of each plate means that the groove | channel provided in the back surface is not connecting outside in parts other than a back surface.
或いは、第一及び第二のウエハチャックプレート、第一及び第二のコンタクトプレートの裏面に上述した溝を設ける代わりに、各プレートを第一位置又は第二位置に載置したとき、それぞれのプレートの裏面で覆われるチャックステージの上面領域内に、上記第一又は第二吸引口と少なくとも一箇所で連通し、チャックステージの上面内で閉じている有底の溝を設けるようにしても良い。さらには、第一及び第二のウエハチャックプレートに関しては、チャックステージの上面に上記溝を設け、第一及び第二のコンタクトプレートに関しては、各コンタクトプレートの裏面に上記溝を設けるようにしても良い。 Alternatively, instead of providing the above-described grooves on the back surfaces of the first and second wafer chuck plates and the first and second contact plates, the respective plates are mounted at the first position or the second position. A bottomed groove that communicates with the first or second suction port in at least one place and is closed within the upper surface of the chuck stage may be provided in the upper surface region of the chuck stage covered with the back surface of the chuck stage. Further, the first and second wafer chuck plates may be provided with the groove on the upper surface of the chuck stage, and the first and second contact plates may be provided with the groove on the back surface of each contact plate. good.
さらに、本発明の検査装置は、その好適な一例において、チャックステージが、その上面に、第一ウエハチャックプレートを第一位置に位置決めするための少なくとも2個の第一凸部又は第一凹部と、第二ウエハチャックプレートを第二位置に位置決めするための少なくとも2個の第二凸部又は第二凹部を備えているのが望ましい。本発明の検査装置におけるチャックステージが、このような位置決め用の凸部又は凹部を有している場合には、第一ウエハチャックプレート又は第二ウエハチャックプレートをチャックステージ上に載置するにあたり、容易に第一位置又は第二位置に位置決めすることができるという利点が得られる。 Furthermore, in a preferred example of the inspection apparatus of the present invention, the chuck stage has at least two first convex portions or first concave portions for positioning the first wafer chuck plate at the first position on the upper surface thereof. It is desirable to provide at least two second convex portions or second concave portions for positioning the second wafer chuck plate at the second position. When the chuck stage in the inspection apparatus of the present invention has such a positioning convex portion or concave portion, when placing the first wafer chuck plate or the second wafer chuck plate on the chuck stage, The advantage that it can be easily positioned at the first position or the second position is obtained.
前記第一凸部又は第一凹部と前記第二凸部又は第二凹部とは、全く別に、それぞれ設けられていても良いし、第一凸部又は第一凹部のうちの1個以上が第二凸部又は第二凹部を兼ね、1個以上の共通する凸部又は凹部を有していても良い。このことは、以下に述べる第一コンタクトプレートを第一位置に位置決めするための第一凸部又は第一凹部、及び第二コンタクトプレートを第二位置に位置決めするための第二凸部又は第二凹部についても同様である。 The first convex portion or the first concave portion and the second convex portion or the second concave portion may be provided completely separately, and one or more of the first convex portion or the first concave portion may be provided in the first. It may serve as two convex portions or a second concave portion, and may have one or more common convex portions or concave portions. This means that the first convex portion or the first concave portion for positioning the first contact plate described below in the first position, and the second convex portion or the second concave portion for positioning the second contact plate in the second position. The same applies to the recesses.
なお、チャックステージが上記のような位置決め用の凸部又は凹部を有している場合、この凸部又は凹部を利用して所定位置に位置決めされる第一ウエハチャックプレート及び第二ウエハチャックプレートの裏面には、位置決め時、上記凸部又は凹部と嵌合する凹部又は凸部が設けられていることはいうまでもない。 In addition, when the chuck stage has the convex portion or concave portion for positioning as described above, the first wafer chuck plate and the second wafer chuck plate positioned at a predetermined position using the convex portion or concave portion are used. Needless to say, the rear surface is provided with a concave portion or a convex portion that fits with the convex portion or the concave portion at the time of positioning.
さらに、本発明の検査装置は、その好適な一例において、チャックステージが、その上面に、第一コンタクトプレートを第一位置に位置決めするための少なくとも2個の第一凸部又は第一凹部と、第二コンタクトプレートを第二位置に位置決めするための少なくとも2個の第二凸部又は第二凹部を備えているのが望ましい。本発明の検査装置におけるチャックステージが、このような位置決め用の凸部又は凹部を有している場合には、第一コンタクトプレート又は第二コンタクトプレートをチャックステージ上に載置するにあたり、容易に第一位置又は第二位置に位置決めすることができるという利点が得られる。 Furthermore, in a preferred example of the inspection apparatus of the present invention, the chuck stage has at least two first convex portions or first concave portions for positioning the first contact plate at the first position on the upper surface thereof, It is desirable to provide at least two second convex portions or second concave portions for positioning the second contact plate at the second position. When the chuck stage in the inspection apparatus of the present invention has such a convex or concave portion for positioning, it is easy to place the first contact plate or the second contact plate on the chuck stage. The advantage is that it can be positioned in the first position or the second position.
第一又は第二ウエハチャックプレートについて述べたと同様に、チャックステージが上記のような位置決め用の凸部又は凹部を有している場合、この凸部又は凹部を利用して所定位置に位置決めされる第一コンタクトプレート及び第二コンタクトプレートの裏面には、位置決め時、上記凸部又は凹部と嵌合する凹部又は凸部が設けられていることはいうまでもない。 As described for the first or second wafer chuck plate, when the chuck stage has the above-described positioning convex portion or concave portion, it is positioned at a predetermined position using the convex portion or concave portion. Needless to say, the back surface of the first contact plate and the second contact plate is provided with a concave portion or a convex portion that fits into the convex portion or the concave portion at the time of positioning.
好適なさらに他の一例において、本発明の検査装置におけるチャックステージは、その上面に、ウエハ吸引口と、当該ウエハ吸引口に接続された吸引手段を有している。ウエハ吸引口は、第一ウエハチャックプレート又は第二ウエハチャックプレートが第一位置又は第二位置に載置されたとき、第一ウエハチャックプレート又は第二ウエハチャックプレートの裏面に開口するウエハ吸着用の負圧導入口と対向する位置に開口しており、前記吸引手段を作動させてウエハ吸引口を吸引すると、その吸引負圧は、第一ウエハチャックプレート又は第二ウエハチャックプレートの裏面に開口するウエハ吸着用の負圧導入口から、各プレート内に形成されている連通路を通じて、第一ウエハチャックプレート又は第二ウエハチャックプレートの上面に開口している多数のウエハ吸着孔に供給され、その上に載置されているウエハを吸着する。 In still another preferred example, the chuck stage in the inspection apparatus of the present invention has a wafer suction port and suction means connected to the wafer suction port on the upper surface thereof. The wafer suction port is for wafer suction that opens to the back surface of the first wafer chuck plate or the second wafer chuck plate when the first wafer chuck plate or the second wafer chuck plate is placed at the first position or the second position. When the wafer suction port is sucked by operating the suction means, the suction negative pressure is opened on the back surface of the first wafer chuck plate or the second wafer chuck plate. From the negative pressure inlet for wafer suction to be supplied to a number of wafer suction holes opened on the upper surface of the first wafer chuck plate or the second wafer chuck plate through the communication path formed in each plate, The wafer placed thereon is sucked.
なお、上記ウエハ吸引口は、チャックステージ上面に、第一ウエハチャックプレート用と第二ウエハチャックプレート用に2箇設けられていても良いし、1個だけ設けておいて、第一ウエハチャックプレートを用いる場合と第二ウエハチャックプレートを用いる場合の両方で共用するようにしても良い。 Two wafer suction ports may be provided on the upper surface of the chuck stage for the first wafer chuck plate and the second wafer chuck plate, or only one wafer suction port may be provided. It may be shared by both the case of using and the case of using the second wafer chuck plate.
また、本発明の検査装置は、その好適な他の一例において、チャックステージが、第一位置に保持されている第一ウエハチャックプレート上に存在する検査対象ウエハの裏面と接触して当該検査対象ウエハを上下動させる第一リフトピンと、第二位置に保持されている第二ウエハチャックプレート上に存在する検査対象ウエハの裏面と接触して当該検査対象ウエハを上下動させる第二リフトピンとを有している。 In another preferred example of the inspection apparatus according to the present invention, the chuck stage comes into contact with the back surface of the inspection target wafer existing on the first wafer chuck plate held at the first position. A first lift pin for moving the wafer up and down, and a second lift pin for moving the wafer to be inspected in contact with the back surface of the wafer to be inspected on the second wafer chuck plate held at the second position. is doing.
本発明の検査装置におけるチャックステージが上記第一リフトピンと第二リフトピンを有している場合には、第一位置に保持された第一ウエハチャックプレートを用いてウエハの検査を行う場合であっても、また、第二位置に保持された第二ウエハチャックプレートを用いてウエハの検査を行う場合であっても、ウエハ搬送装置を用いて、上昇位置にある第一又は第二リフトピン上に検査対象ウエハを載置した後、第一又は第二リフトピンを下降させて、第一又は第二のウエハチャックプレート上に検査対象ウエハを載置したり、逆に、第一又は第二リフトピンを上昇させて、検査済みのウエハを第一又は第二のウエハチャックプレートから上方に持ち上げ、ウエハ搬送装置で外部に搬出したりすることができる。 When the chuck stage in the inspection apparatus of the present invention has the first lift pin and the second lift pin, the wafer is inspected using the first wafer chuck plate held in the first position. In addition, even when the wafer is inspected using the second wafer chuck plate held in the second position, the inspection is performed on the first or second lift pin in the raised position using the wafer transfer device. After placing the target wafer, the first or second lift pin is lowered to place the inspection target wafer on the first or second wafer chuck plate, or conversely, the first or second lift pin is raised. Thus, the inspected wafer can be lifted upward from the first or second wafer chuck plate and carried out by the wafer transfer device.
さらに他の好適な一例において、本発明の検査装置は制御装置を備えており、当該制御装置は、検査対象とされるウエハの径(サイズ)に関する情報の入力を受け付ける手段と、ウエハの径に関する情報とプレート保持第一手段又はプレート保持第二手段との対応関係、及び/又は、ウエハの径に関する情報と第一リフトピン又は第二リフトピンとの対応関係を記憶する記憶装置と、受け付けたウエハの径に関する情報と前記記憶されている対応関係に基づいて、プレート保持第一手段又はプレート保持第二手段のいずれか、及び/又は、第一リフトピン又は第二リフトピンのいずれかを、選択的に作動させる手段を有している。 In still another preferred example, the inspection apparatus of the present invention includes a control device, the control device relates to a means for receiving input of information on a diameter (size) of a wafer to be inspected, and a diameter of the wafer. A storage device for storing the correspondence between the information and the first means for holding the plate or the second means for holding the plate and / or the correspondence between the information on the diameter of the wafer and the first lift pin or the second lift pin; Based on the information on the diameter and the stored correspondence, either the plate holding first means or the plate holding second means and / or either the first lift pin or the second lift pin are selectively operated. It has a means to make.
本発明の検査装置が上記制御装置を備えている場合には、次に検査するウエハの径(サイズ)に関する情報を自動或いは手動で制御装置に入力することによって、必要時、プレート保持第一手段又はプレート保持第二手段、さらには、第一リフトピン又は第二リフトピンが自動的に選択され、作動するので、人手による確認や、切替操作が不要になるという利点が得られる。 When the inspection apparatus of the present invention is equipped with the above-described control apparatus, the first means for holding the plate is used when necessary by automatically or manually inputting information on the diameter (size) of the wafer to be inspected next to the control apparatus. Alternatively, the second means for holding the plate, and further, the first lift pin or the second lift pin is automatically selected and activated, so that there is an advantage that manual confirmation and switching operation are not required.
さらに、本発明は、上記した本発明に係る半導体デバイスの検査装置を用いて行われる半導体デバイスの検査方法であって、
次に検査されるウエハの径(サイズ)を認識する工程、
認識されたウエハの径に基づいて、ウエハチャックプレート及びコンタクトプレート、並びにインダクタンスキャンセルバーの交換の要否を判断する工程、
交換が要と判断されたとき、認識されたウエハの径に基づいて、第一ウエハチャックプレート及び第一コンタクトプレート、又は第二ウエハチャックプレート及び第二コンタクトプレートをチャックステージ上の第一位置又は第二位置に載置する工程、
認識されたウエハの径に基づいて、プレート保持第一手段又はプレート保持第二手段のいずれかを作動させる工程、
交換が必要と判断されたとき、認識されたウエハの径に基づいて、第一インダクタンスキャンセルバー又は第二インダクタンスキャンセルバーのいずれかを、表面電極用プローブのコンタクト部又は裏面電極用プローブのコンタクト部とテスタとの電気的接続経路中に接続する工程、
を含む半導体デバイスの検査方法を提供することによって、上記課題を解決するものである。
Furthermore, the present invention is a semiconductor device inspection method performed using the above-described semiconductor device inspection apparatus according to the present invention,
A step of recognizing the diameter (size) of the wafer to be inspected next;
Determining whether or not the wafer chuck plate and the contact plate and the inductance cancel bar need to be replaced based on the recognized diameter of the wafer;
When it is determined that the replacement is necessary, the first wafer chuck plate and the first contact plate, or the second wafer chuck plate and the second contact plate are moved to the first position on the chuck stage or based on the recognized wafer diameter. Placing in the second position;
Activating either the plate holding first means or the plate holding second means based on the recognized wafer diameter;
When it is determined that replacement is necessary, based on the recognized diameter of the wafer, either the first inductance cancellation bar or the second inductance cancellation bar is replaced with the contact portion of the front surface electrode probe or the back surface electrode probe. Connecting in the electrical connection path between the tester and the tester,
The above-described problems are solved by providing a method for inspecting a semiconductor device including:
このように、本発明の検査方法によれば、次に検査するウエハの径(サイズ)を認識し、その認識されたウエハの径に基づいて、ウエハチャックプレート及びコンタクトプレート、並びにインダクタンスキャンセルバーの交換の要否を判断して必要な交換を行うとともに、交換に付随して必要となる作動すべきプレート保持第一手段又はプレート保持第二手段の切替が行われるので、検査対象ウエハの径が変化した場合にも、表面電極用プローブのコンタクト部と裏面電極用プローブのコンタクト部との間の距離を、常に、必要最低限の長さにとどめて、測定経路に発生する寄生インダクタンスの影響を最小限に抑制しながら、ウエハ上に形成されている半導体デバイスの検査を行うことができるという利点が得られる。 As described above, according to the inspection method of the present invention, the diameter (size) of the wafer to be inspected next is recognized, and based on the recognized diameter of the wafer, the wafer chuck plate, the contact plate, and the inductance cancellation bar Since the necessity of replacement is determined and necessary replacement is performed, and the plate holding first means or plate holding second means to be operated necessary for the replacement is switched, the diameter of the inspection target wafer is reduced. Even if there is a change, the distance between the contact part of the probe for the front electrode and the contact part of the probe for the back electrode is always kept to the minimum necessary length, and the influence of the parasitic inductance generated in the measurement path is affected. There is an advantage that the semiconductor device formed on the wafer can be inspected while being minimized.
さらに、本発明の検査方法は、その好適な一例において、認識されたウエハの径に基づいて、第一リフトピン又は第二リフトピンのいずれかを作動させる工程を含んでいる。本発明の検査方法が、斯かる工程を含む場合には、検査対象ウエハの径が変化し、第一ウエハチャックプレート又は第二ウエハチャックプレートのどちらかがチャックステージ上に保持された場合であっても、ウエハチャックプレート上への検査対象ウエハの搬入と、ウエハチャックプレート上からの検査済みウエハの搬出が確実に行われることになる。 Further, the inspection method of the present invention includes a step of operating either the first lift pin or the second lift pin based on the recognized diameter of the wafer in a preferred example. When the inspection method of the present invention includes such a process, the diameter of the wafer to be inspected changes and either the first wafer chuck plate or the second wafer chuck plate is held on the chuck stage. However, it is ensured that the inspection target wafer is carried onto the wafer chuck plate and the inspected wafer is carried out from the wafer chuck plate.
なお、以上の説明では、第一ウエハチャックプレート及び第一コンタクトプレートの組と、それらよりも小径の第二ウエハチャックプレート及び第二コンタクトプレートの組の2組を備える場合について述べたが、本発明の半導体デバイス検査装置及び検査方法は、第一ウエハチャックプレート及び第一コンタクトプレートと、第二ウエハチャックプレート及び第二コンタクトプレートいう径の異なる2組のものを用いるものに限られるものではない。 In the above description, the case where two sets of the first wafer chuck plate and the first contact plate and the second wafer chuck plate and the second contact plate having a smaller diameter are provided. The semiconductor device inspection apparatus and the inspection method of the invention are not limited to using the first wafer chuck plate and the first contact plate, and the second wafer chuck plate and the second contact plate having two different diameters. .
本発明の検査装置及び検査方法は、第一ウエハチャックプレート及び第一コンタクトプレート、第二ウエハチャックプレート及び第二コンタクトプレートに加えて、さらに、第二ウエハチャックプレート及び第二コンタクトプレートよりも小径の第三ウエハチャックプレート及び第三コンタクトプレートを備えていても良く、その場合には、第一ウエハチャックプレート及び第一コンタクトプレートと第二ウエハチャックプレート及び第二コンタクトプレートとについて上述したことの全てが、第二ウエハチャックプレート及び第二コンタクトプレートと第三ウエハチャックプレート及び第三コンタクトプレートとについても当てはまることになる。第三ウエハチャックプレート及び第三コンタクトプレートよりもさらに小径の第四ウエハチャックプレート及び第四コンタクトプレートを備える場合も同様である。 In addition to the first wafer chuck plate and the first contact plate, the second wafer chuck plate and the second contact plate, the inspection apparatus and the inspection method of the present invention further have a smaller diameter than the second wafer chuck plate and the second contact plate. The third wafer chuck plate and the third contact plate may be provided. In that case, the first wafer chuck plate, the first contact plate, the second wafer chuck plate, and the second contact plate are the same as described above. All also applies to the second wafer chuck plate and the second contact plate and the third wafer chuck plate and the third contact plate. The same applies when a fourth wafer chuck plate and a fourth contact plate having a smaller diameter than the third wafer chuck plate and the third contact plate are provided.
本発明の半導体デバイスの検査装置及び検査方法によれば、検査対象となるウエハの径の違いに応じて、ウエハチャックプレート及びコンタクトプレートの径とそのチャックステージ上での位置、並びにインダクタンスキャンセルバーの長さを変化させることができるので、検査対象ウエハの径が変わっても、テスタと表面電極用プローブ及びテスタと裏面電極用プローブとの電気的接続経路の長さを常に一定の最短長さに維持して検査を行うことができる。これにより、本発明の検査装置及び検査方法によれば、測定経路に発生する寄生インダクタンスを最小にして、半導体デバイスの実力値に近い大電流測定や動特性試験に必要な過渡特性を得ることができ、ウエハ状態での半導体デバイスの検査を精度良く行うことができるという利点が得られる。 According to the semiconductor device inspection apparatus and inspection method of the present invention, the diameters of the wafer chuck plate and the contact plate, their positions on the chuck stage, and the inductance canceling bar according to the difference in diameter of the wafer to be inspected. Since the length can be changed, even if the diameter of the wafer to be inspected changes, the length of the electrical connection path between the tester and the front electrode probe and between the tester and the back electrode probe is always set to a certain minimum length. Can be maintained and inspected. Thereby, according to the inspection apparatus and the inspection method of the present invention, it is possible to minimize the parasitic inductance generated in the measurement path and obtain the transient characteristics necessary for the large current measurement and dynamic characteristic test close to the actual value of the semiconductor device. Thus, there is an advantage that the semiconductor device can be inspected with high accuracy in the wafer state.
また、本発明の検査装置及び検査方法によれば、チャックステージの上面そのものをウエハ保持部やプローブコンタクト領域として使用するのではなく、チャックステージの上面に、ウエハ保持部として機能するウエハチャックプレート、及びプローブコンタクト領域として機能するコンタクトプレートを着脱自在に保持して使用するので、ウエハチャックプレートやコンタクトプレートが何らかの原因で汚損した場合には、これを汚損のないものと適宜交換し、常に好適な環境下でウエハ状態のままで半導体デバイスの検査を行うことができるという利点が得られる。 Further, according to the inspection apparatus and inspection method of the present invention, a wafer chuck plate that functions as a wafer holding portion on the upper surface of the chuck stage, instead of using the upper surface of the chuck stage itself as a wafer holding portion or a probe contact region, Since the contact plate functioning as the probe contact area is detachably held and used, if the wafer chuck plate or the contact plate is soiled for some reason, it is appropriately replaced with a non-stained one. There is an advantage that the semiconductor device can be inspected in a wafer state under the environment.
以下、本発明の検査装置が対象とする半導体デバイスの一例として、電力用半導体デバイスの一つであるIGBTを例に、図面を用いて本発明を説明するが、本発明の検査装置の対象がIGBTに限られないこと、また、本発明の検査装置が図示のものに限られないことは勿論である。 Hereinafter, as an example of a semiconductor device targeted by the inspection apparatus of the present invention, the present invention will be described with reference to the drawings, using an IGBT, which is one of power semiconductor devices, as an example. Of course, the present invention is not limited to the IGBT, and the inspection apparatus of the present invention is not limited to the illustrated one.
図1は、本発明の半導体デバイスの検査装置の一例を示す正面部分断面図であり、チャックステージ上のそれぞれの第一位置に第一ウエハチャックプレート及び第一コンタクトプレートを保持させた状態を示している。 FIG. 1 is a front partial sectional view showing an example of a semiconductor device inspection apparatus according to the present invention, and shows a state in which a first wafer chuck plate and a first contact plate are held at respective first positions on a chuck stage. ing.
図1において、1は本発明の半導体デバイスの検査装置であり、2はその外枠、3はチャックステージ、4はチャックステージ3をその上に載置、保持する絶縁板、5は断熱板である。絶縁板4と断熱板5との間には図示しないヒータが介挿されている。6は、チャックステージ3を絶縁板4及び断熱板5と共にXYZ及びθ方向に移動させるXYZ−θステージ、7は表面電極用プローブ、7Aは表面電極用プローブ7のコンタクト部、8は裏面電極用プローブ、8Aは裏面電極用プローブ8のコンタクト部、8Bは裏面電極用プローブ部8の垂直導電部、9は制御装置、10はテスタである。
In FIG. 1, 1 is a semiconductor device inspection apparatus according to the present invention, 2 is an outer frame thereof, 3 is a chuck stage, 4 is an insulating plate for mounting and holding the
WP1は、チャックステージ3上の第一位置に着脱自在に保持されている第一ウエハチャックプレート、CP1は、同じくチャックステージ3上の第一位置に着脱自在に保持されている第一コンタクトプレートである。第一ウエハチャックプレートWP1の厚さは、第一コンタクトプレートCP1よりも薄く、第一ウエハチャックプレートWP1上に後述する検査対象ウエハを載置、保持させたときに、ウエハの上面が第一コンタクトプレートCP1の上面と同一平面上に位置するように選ばれている。これにより、チャックステージ3を上昇させることにより、先端の高さ位置が同じに設置されている表面電極用プローブ7のコンタクト部7Aと裏面電極用プローブ8のコンタクト部8Aを、ウエハ上面と第一コンタクトプレートCP1上面に同時に接触させることができる。
WP1 is a first wafer chuck plate that is detachably held at a first position on the
LCB1は、チャックステージ3の上方に、チャックステージ3の上面と平行に配置されている第一インダクタンスキャンセルバーである。第一インダクタンスキャンセルバーLCB1は、導電性の部材から構成されており、その前方端が裏面電極用プローブ8のコンタクト部8Aに接続され、後方端が裏面電極用プローブ8の垂直導電部8Bに接続されており、コンタクト部8Aとテスタ10を結ぶ裏面電極用プローブ8の電気的接続経路の一部を構成している。なお、図示の例では、第一インダクタンスキャンセルバーLCB1は裏面電極用プローブ8のコンタクト部8とは別体に構成されているが、第一インダクタンスキャンセルバーLCB1としては、コンタクト部8Aと一体的に形成されているものや、コンタクト部8Aと予め接続されているものを用意して、それを垂直導電部8Bに接続するようにしてもよい。この点に関しては、後述する第二インダクタンスキャンセルバーLCB2についても同様である。また、第一又は第二のインダクタンスキャンセルバーが、表面電極用プローブ7のコンタクト部7Aとテスタ10を結ぶ電気的接続経路の一部を構成する場合においても同様である。
The
なお、本例の検査装置1においては、第一インダクタンスキャンセルバーLCB1は、裏面電極用プローブ8のコンタクト部8Aと接続され、コンタクト部8Aとテスタ10を結ぶ裏面電極用プローブ8の電気的接続経路の一部を構成しているが、表面電極用プローブ7のコンタクト部7Aと接続して、コンタクト部7Aとテスタ10を結ぶ表面電極用プローブ7の電気的接続経路の一部を構成するようにしても良い。検査装置1は、上記部材以外に、検査対象ウエハを収容するウエハカセットや、ウエハ搬送装置、アライメント用の顕微鏡や撮像装置を備えているが、これらについては図示していない。
In the
図2は、図1のX−X’断面を上から見た平面図であり、便宜上、チャックステージ3とその上方に位置する部材だけを取り出して示してある。図2に示すとおり、チャックステージ3は、長方形の両端に半円をつなげた平面形状をしている。第一ウエハチャックプレートWP1は、比較的大径の、例えば直径6インチのウエハを対象にしたウエハチャックプレートであり、その上面の平面形状は円形であり、その直径WPd1は、対象とするウエハをその上面に載置、保持できる大きさに選ばれている。なお、WPc1は、第一ウエハチャックプレートWP1の上面の中心である。
FIG. 2 is a plan view of the XX ′ cross section of FIG. 1 as viewed from above. For convenience, only the
第一コンタクトプレートCP1は、第一ウエハチャックプレートWP1と共に使用され、第一ウエハチャックプレートWP1と対を為すものであり、その上面の平面形状は第一ウエハチャックプレートWP1と同様に円形である。第一コンタクトプレートCP1の直径CPd1は、検査時、表面電極プローブ7のコンタクト部7Aが第一ウエハチャックプレートWP1上に保持された検査対象ウエハの上面を相対的に移動したとき、裏面電極用プローブ8のコンタクト部8Aが第一コンタクトプレートCP1上から外れてしまわないように、第一ウエハチャックプレートWP1の直径WPd1と同じであるか、それよりもやや大きく設定されている。なお、CPc1は、第一コンタクトプレートCP1の上面の中心である。
The first contact plate CP1 is used together with the first wafer chuck plate WP1 and makes a pair with the first wafer chuck plate WP1, and the planar shape of the upper surface thereof is circular like the first wafer chuck plate WP1. Diameter CPd 1 of the first contact plate CP1, when checking the time, the
なお、第一ウエハチャックプレートWP1及び第一コンタクトプレートCP1の上面の平面形状は、検査対象となるウエハの平面形状が通常円形であるので、それに合わせて、通常、円形に選ばれているが、ウエハを保持することができるのであれば必ずしも円形に限られる訳ではなく、楕円形や、多角形状であっても良い。ただし、第一ウエハチャックプレートWP1及び第一コンタクトプレートCP1の上面の平面形状が円形でない場合、それぞれの上面に描くことができる最大の円の直径をもって、第一ウエハチャックプレートWP1の直径WPd1及び第一コンタクトプレートCP1の直径CPd1とするものとし、前記最大の円の中心を、第一ウエハチャックプレートWP1の中心WPc1及び第一コンタクトプレートCP1の直径CPc1とするものとする。これに関しては、後述する第二ウエハチャックプレート及び第二コンタクトプレートについても同様である。 Note that the planar shape of the upper surfaces of the first wafer chuck plate WP1 and the first contact plate CP1 is usually selected to be circular in accordance with the planar shape of the wafer to be inspected, which is usually circular. As long as the wafer can be held, the shape is not necessarily limited to a circle, and may be an ellipse or a polygon. However, if the planar shape of the upper surface of the first wafer chuck plate WP1 and the first contact plate CP1 is not circular, with a diameter of the largest circle that can be drawn on each of the upper surfaces, the diameter WPD 1 and the first wafer chuck plate WP1 shall the diameter CPd 1 of the first contact plate CP1, the center of the largest circle, it is assumed that the diameter CPc 1 of the first center of the wafer chuck plate WP1 WPc 1 and the first contact plate CP1. The same applies to the second wafer chuck plate and the second contact plate described later.
図2中、Pinh1は、第一リフトピンが上下動する際に通過する第一リフトピン孔である。図示しない第一リフトピンは、その頂部がチャックステージ3の上面よりも下方にある位置から、第一リフトピン孔Pinh1を通過して、その頂部が第一ウエハチャックプレートWP1の上面よりも上方にくる位置まで上昇したり、逆に、その頂部が第一ウエハチャックプレートWP1の上面よりも上方にある位置からチャックステージ3の上面よりも下方にくる位置まで下降することにより、第一ウエハチャックプレートWP1上に載置されたウエハを持ち上げたり、第一ウエハチャックプレートWP1上にウエハを載置したりすることができる。
In FIG. 2, Pinh 1 is a first lift pin hole that passes when the first lift pin moves up and down. The first lift pin (not shown) passes through the first lift pin hole Pinh 1 from the position where the top portion is below the upper surface of the
本例の検査装置1においては、第一ウエハチャックプレートWP1及び第一コンタクトプレートCP1は、共に防錆メッキ処理された銅などの導電性の材料で構成されており、かつ、チャックステージ3についても同様であるので、図1及び図2に示すように、第一ウエハチャックプレートWP1及び第一コンタクトプレートCP1を、その裏面をチャックプレート3の上面に当接させて、所定の第一位置に載置、保持させると、第一ウエハチャックプレートWP1の上面と、第一コンタクトプレートCP1の上面は、チャックステージ3を介して、電気的に導通状態となる。
In the
図3は、第一ウエハチャックプレートWP1及び第一コンタクトプレートCP1と第一インダクタンスキャンセルバーLCB1との関係を説明するために、第一インダクタンスキャンセルバーLCB1をチャックステージ3の上からずらして示した図である。
FIG. 3 is a diagram showing the first inductance cancel bar LCB1 shifted from the top of the
図3に示すとおり、第一ウエハチャックプレートWP1の中心WPc1と第一コンタクトプレートCP1の中心CPc1との間の水平距離L1は、表面電極用プローブ7のコンタクト部7Aの先端と裏面電極用プローブ8のコンタクト部8Aの先端との間の水平距離D1と等しい。換言すると、第一インダクタンスキャンセルバーLCB1の長さLCBd1は、第一ウエハチャックプレートWP1と第一コンタクトプレートCP1とが、チャックステージ3上の図示する第一位置に保持されたとき、両者の中心WPc1とCPc1との間の水平距離L1に対応して、表面電極用プローブ7のコンタクト部7Aの先端と裏面電極用プローブ8のコンタクト部8Aの先端との間の水平距離D1がL1と等しくなるように選ばれている。なお、コンタクト部7A及びコンタクト部8Aの先端とは、検査時にそれぞれウエハの表面電極及び第一コンタクトプレートの上面と接触する突出した部分を意味している。
As shown in FIG. 3, the horizontal distance L 1 between the center CPc 1 the center WPc 1 of the first wafer chuck plate WP1 first contact plate CP1, the tip of the
上記のとおり、D1=L1となるように第一インダクタンスキャンセルバーLCB1の長さLCBd1が選ばれているので、検査時において、表面電極用プローブ7のコンタクト部7Aが第一ウエハチャックプレートWP1上に保持された検査対象ウエハの上面内を相対的に移動すると、裏面電極用プローブ8のコンタクト部8Aも、第一コンタクトプレートCP1の上面内を、外れることなく相対的に移動することができ、表面電極用プローブ7のコンタクト部7Aの先端と裏面電極用プローブ8のコンタクト部8Aの先端との距離D1を、常に最短の長さに維持したまま、ウエハ上の半導体デバイスの検査を行うことができる。
As described above, since the length LCBd 1 of the first inductance cancellation bar LCB1 is selected so that D 1 = L 1 , the
図4は、チャックステージ3上のそれぞれの第二位置に第二ウエハチャックプレート及び第二コンタクトプレートを保持させた状態にある。図1におけると同じ部材には同じ符号を付してある。
4 shows a state in which the second wafer chuck plate and the second contact plate are held at the second positions on the
図4において、WP2は、チャックステージ3上の第二位置に着脱自在に保持されている第二ウエハチャックプレート、CP2は、同じくチャックステージ3上の第二位置に着脱自在に保持されている第二コンタクトプレートである。第一ウエハチャックプレートWP1について述べたと同様に、第二ウエハチャックプレートWP2の厚さは、第二コンタクトプレートCP2よりも薄く、第二ウエハチャックプレートWP2上に後述する検査対象ウエハを載置、保持させたときに、ウエハの上面が第二コンタクトプレートCP2の上面と同一平面上に位置するように選ばれている。これにより、前述したとおり、チャックステージ3を上昇させることにより、先端の高さ位置が同じに設置されている表面電極用プローブ7のコンタクト部7Aと裏面電極用プローブ8のコンタクト部8Aを、ウエハ上面と第二コンタクトプレートCP2上面に同時に接触させることができる。
In FIG. 4, WP2 is a second wafer chuck plate that is detachably held at a second position on the
LCB2は、チャックステージ3の上方に、チャックステージ3の上面と平行に配置されている第二インダクタンスキャンセルバーである。第二インダクタンスキャンセルバーLCB2は、第一インダクタンスキャンセルバーLCB1と同様に、導電性の部材から構成されており、その前方端が裏面電極用プローブ8のコンタクト部8Aに接続され、後方端が裏面電極用プローブ8の垂直導電部8Bに接続されており、コンタクト部8Aとテスタ10を結ぶ裏面電極用プローブ8の電気的接続経路の一部を構成している。第二インダクタンスキャンセルバーLCB2を、表面電極用プローブ7のコンタクト部7Aと接続して、コンタクト部7Aとテスタ10を結ぶ表面電極用プローブ7の電気的接続経路の一部を構成するようにしても良いことは、先に第一インダクタンスキャンセルバーLCB1について述べたと同様である。
The
図5は、図4のX−X’断面を上から見た平面図であり、便宜上、チャックステージ3とその上方に位置する部材だけを取り出して示してある。図5に見られるとおり、第二ウエハチャックプレートWP2の上面の平面形状は第一ウエハチャックプレートWP1と同じく円形であるが、第二ウエハチャックプレートWP2は第一ウエハチャックプレートWP1よりも比較的小径の、例えば直径4インチのウエハを対象にしており、その直径WPd2は、第一ウエハチャックプレートWP1の直径WPd1よりも小さい。なお、WPc2は、第二ウエハチャックプレートWP2の上面の中心である。
FIG. 5 is a plan view of the XX ′ cross section of FIG. 4 as viewed from above. For convenience, only the
第二コンタクトプレートCP2は、第二ウエハチャックプレートWP2と共に使用され、第二ウエハチャックプレートWP2と対を為すものであり、その上面の平面形状は第二ウエハチャックプレートWP2と同様に円形である。第二コンタクトプレートCP2の直径CPd2は、検査時、表面電極プローブ7のコンタクト部7Aが第二ウエハチャックプレートWP2上に保持された検査対象ウエハの上面を相対的に移動したとき、裏面電極用プローブ8のコンタクト部8Aが第二コンタクトプレートCP2上から外れてしまわないように、第二ウエハチャックプレートWP2の直径WPd2と同じであるか、それよりもやや大きく設定されている。なお、CPc2は、第二コンタクトプレートCP2の上面の中心である。
The second contact plate CP2 is used together with the second wafer chuck plate WP2, and makes a pair with the second wafer chuck plate WP2. The planar shape of the upper surface of the second contact plate CP2 is circular like the second wafer chuck plate WP2. Diameter CPd 2 of the second contact plate CP2, the test time, when the
なお、第二ウエハチャックプレートWP2及び第二コンタクトプレートCP2の上面の平面形状は、検査対象となるウエハの平面形状が通常円形であるので、それに合わせて、通常、円形に選ばれているが、ウエハを保持することができるのであれば必ずしも円形に限られる訳ではなく、楕円形や、多角形状であっても良いことは、第一ウエハチャックプレートWP1及び第一コンタクトプレートCP1におけると同様である。 Incidentally, the planar shape of the upper surfaces of the second wafer chuck plate WP2 and the second contact plate CP2 is usually selected to be circular in accordance with the planar shape of the wafer to be inspected, which is usually circular. As long as the wafer can be held, the shape is not necessarily limited to a circle, and may be oval or polygonal as in the first wafer chuck plate WP1 and the first contact plate CP1. .
図5中、Pinh2は、第二リフトピンが上下動する際に通過する第二リフトピン孔である。図示しない第二リフトピンは、その頂部がチャックステージ3の上面よりも下方にある位置から、第二リフトピン孔Pinh2を通過して、その頂部が第二ウエハチャックプレートWP2の上面よりも上方にくる位置まで上昇したり、逆に、その頂部が第二ウエハチャックプレートWP2の上面よりも上方にある位置からチャックステージ3の上面よりも下方にくる位置まで下降することにより、第二ウエハチャックプレートWP2上に載置されたウエハを持ち上げたり、第二ウエハチャックプレートWP2上にウエハを載置したりすることができる。
In FIG. 5, Pinh 2 is a second lift pin hole that passes when the second lift pin moves up and down. The second lift pin (not shown) passes through the second lift pin hole Pinh 2 from the position where the top portion is below the upper surface of the
111はチャックステージ3の上面に設けられた第一ウエハチャックプレートPW1用の吸引溝、131はチャックステージ3の上面に開口する第一コンタクトプレートCP1用のコンタクトプレート第一吸引口、151はチャックステージ3の上面に設けられた第一コンタクトプレートCP1用の位置決め用凸部であるが、これらについては後述する。
11 1 suction grooves for the first wafer chuck plate PW1 provided on the upper surface of the
第二ウエハチャックプレートWP2及び第二コンタクトプレートCP2は、第一ウエハチャックプレートWP1及び第一コンタクトプレートCP1と同様に、共に防錆メッキ処理された銅などの導電性の材料で構成されており、図4及び図5に示すように、第二ウエハチャックプレートWP2及び第二コンタクトプレートCP2を、その裏面をチャックプレート3の上面に当接させて、所定の第二位置に載置、保持させると、第二ウエハチャックプレートWP2の上面と、第二コンタクトプレートCP2の上面は、チャックステージ3を介して、電気的に導通状態となる。
Similarly to the first wafer chuck plate WP1 and the first contact plate CP1, the second wafer chuck plate WP2 and the second contact plate CP2 are both made of a conductive material such as copper subjected to rust prevention plating, As shown in FIG. 4 and FIG. 5, when the second wafer chuck plate WP2 and the second contact plate CP2 are placed and held at a predetermined second position with their back surfaces in contact with the upper surface of the
図6は、第二ウエハチャックプレートWP2及び第二コンタクトプレートCP2と第二インダクタンスキャンセルバーLCB2との関係を説明するために、第二インダクタンスキャンセルバーLCB2をチャックステージ3の上からずらして示した図である。
FIG. 6 is a diagram showing the second inductance cancellation bar LCB2 shifted from the top of the
図6に示すとおり、第二ウエハチャックプレートWP2の中心WPc2と第二コンタクトプレートCP2の中心CPc2との間の水平距離L2は、表面電極用プローブ7のコンタクト部7Aの先端と裏面電極用プローブ8のコンタクト部8Aの先端との間の水平距離D2と等しい。換言すると、第二インダクタンスキャンセルバーLCB2の長さLCBd2は、第二ウエハチャックプレートWP2と第二コンタクトプレートCP2とが、チャックステージ3上の図示する第二位置に保持されたとき、両者の中心WPc2とCPc2との間の水平距離L2に対応して、表面電極用プローブ7のコンタクト部7Aの先端と裏面電極用プローブ8のコンタクト部8Aの先端との間の水平距離D2がL2と等しくなるように選ばれている。
As shown in FIG. 6, the horizontal distance L 2 between the center WPc 2 of the second wafer chuck plate WP 2 and the center CPc 2 of the second contact plate CP 2 is the tip and back electrode of the
上記のとおり、D2=L2となるように第二インダクタンスキャンセルバーLCB2の長さLCBd2が選ばれているので、検査時において、表面電極用プローブ7のコンタクト部7Aが第二ウエハチャックプレートWP2上に保持された検査対象ウエハの上面内を相対的に移動すると、裏面電極用プローブ8のコンタクト部8Aも、第二コンタクトプレートCP2の上面内を、外れることなく相対的に移動することができ、表面電極用プローブ7のコンタクト部7Aの先端と裏面電極用プローブ8のコンタクト部8Aの先端との距離D2を、常に最短の長さに維持したまま、ウエハ上の半導体デバイスの検査を行うことができる。
As described above, since the length LCBd 2 of the second inductance cancellation bar LCB2 is selected so that D 2 = L 2 , the
図7は、図3及び図6から、第一位置に保持されたときの第一ウエハチャックプレートWP1及び第一コンタクトプレートCP1の中心WPc1及びCPc1と、第二位置に保持されたときの第二ウエハチャックプレートWP2及び第二コンタクトプレートCP2の中心WPc2及びCPc2だけを、チャックステージ3とともに抜き出して示す平面図である。図中、Vは中心WPc1と中心CPc1とを結ぶ線分である。なお、参考までに第一位置又は第二位置に保持されている第一、第二ウエハチャックプレートWP1、WP2、及び第一、第二コンタクトプレートCP1、CP2を破線で示してある。
7, FIGS. 3 and 6, the center WPc 1 and CPc 1 of the first wafer chuck plate WP1 and the first contact plate CP1 when held in the first position, when it is held in the
図7に示すとおり、第二位置に保持されたときの第二ウエハチャックプレートWP2及び第二コンタクトプレートCP2の中心WPc2及びCPc2は、第一位置に保持されたときの第一ウエハチャックプレートWP1及び第一コンタクトプレートCP1のそれぞれの中心WPc1とCPc1とを結ぶ線分V上にあり、かつ、中心WPc2とCPc2間の距離L2は、中心WPc1とCPc1間の距離L1よりも短い。 As shown in FIG. 7, the centers WPc 2 and CPc 2 of the second wafer chuck plate WP2 and the second contact plate CP2 when held at the second position are the first wafer chuck plate when held at the first position. The distance L 2 between the centers WPc 1 and CPc 1 is on the line segment V connecting the centers WPc 1 and CPc 1 of the WP 1 and the first contact plate CP 1 , and the distance L 2 between the centers WPc 2 and CPc 2 is the distance between the centers WPc 1 and CPc 1. L shorter than the 1.
このように、第一位置と第二位置とは、第二位置に保持されたときの第二ウエハチャックプレートWP2の中心WPc2と、第二コンタクトプレートCP2の中心CPc2が、第一位置に保持されたときの第一ウエハチャックプレートWP1の中心WPc1と第一コンタクトプレートCP1の中心CPc1とを結ぶ線分V上にあり、かつ、中心WPc2と中心CPc2間の距離L2が、中心WPc1と中心CPc1間の距離L1よりも短くなるように、その位置が選定されている。 Thus, the first and second positions, the center WPc 2 of the second wafer chuck plate WP2 when held in the second position, the center CPc 2 of the second contact plate CP2, in the first position is on the line segment V connecting the centers WPc 1 of the first wafer chuck plate WP1 when held the center CPc 1 of the first contact plate CP1, and the distance L 2 between the center WPc 2 and the center CPc 2 so as to be shorter than the distance L 1 between the centers WPc 1 and the center CPc 1, its position is selected.
なお、本例においては、第一位置と第二位置とで、第一ウエハチャックプレートWP1と第二ウエハチャックプレートWP2の中心位置は変わらず、WPc1とWPc2とは同じ位置にあるが、WPc2は線分V上に位置しておれば良く、WPc1と異なる位置にあっても良い。また、本例においては、第一位置と第二位置とで、第一コンタクトプレートCP1と第二コンタクトプレートCP2の中心位置が異なっており、CPc2は、線分V上でCPc1とは異なる位置にあるが、第一位置と第二位置とで第一コンタクトプレートCP1と第二コンタクトプレートCP2の中心位置を同じにして、CPc2がCPc1と同じ位置になるようにしても良い。さらには、第一位置と第二位置とで、第一ウエハチャックプレートWP1と第二ウエハチャックプレートWP2の中心位置、及び第一コンタクトプレートCP1と第二コンタクトプレートCP2の中心位置の双方を異ならせ、WPc2とCPc2が共に線分V上で、それぞれWPc1及びCPc1と異なる位置になるようにしても良い。 In this example, the center positions of the first wafer chuck plate WP1 and the second wafer chuck plate WP2 do not change between the first position and the second position, and WPc 1 and WPc 2 are in the same position. WPc 2 may be located on line segment V, and may be located at a position different from WPc 1 . In the present embodiment, in a first position and a second position, the first contact plate CP1 and the center position of the second contact plate CP2 is different, CPc 2 differs from the CPc 1 on line V Although the position, the first contact plate CP1 in a first position and a second position in the same center position of the second contact plate CP2, CPc 2 may also be in the same position as CPc 1. Further, the center positions of the first wafer chuck plate WP1 and the second wafer chuck plate WP2 and the center positions of the first contact plate CP1 and the second contact plate CP2 are made different between the first position and the second position. , WPc 2 and CPc 2 may be located on the line segment V at positions different from WPc 1 and CPc 1 , respectively.
いずれにせよ、第一インダクタンスキャンセルバーLCB1の長さLCBd1は、第一位置における第一ウエハチャックプレートWP1の中心WPc1と第一コンタクトプレートCP1の中心CPc1との距離L1に対応し、第二インダクタンスキャンセルバーLCB2の長さLCBd2は、第二位置における第二ウエハチャックプレートWP2の中心WPc2と第二コンタクトプレートCP2の中心CPc2との距離L2に対応しており、図7から明らかなように、L2<L1であるので、第二インダクタンスキャンセルバーLCB2の長さLCBd2は、第一インダクタンスキャンセルバーLCB1の長さLCBd1よりも短い。 In any case, the length LCBd 1 of the first inductance cancellation bars LCB1 corresponds to the distance L 1 between the center WPc 1 of the first wafer chuck plate WP1 in the first position and the center CPc 1 of the first contact plate CP1, length LCBd 2 of the second inductance cancellation bars LCB2 corresponds to the distance L 2 between the center WPc 2 of the second wafer chuck plate WP2 in the second position with the center CPc 2 of the second contact plate CP2, Figure 7 As is apparent from L 2 <L 1 , the length LCBd 2 of the second inductance cancellation bar LCB 2 is shorter than the length LCBd 1 of the first inductance cancellation bar LCB 1 .
つまり、検査対象ウエハが比較的大径のもの(例えば6インチ径のもの)から比較的小径のもの(例えば4インチ径のもの)へと変わったときには、チャックステージ3上の第一位置に保持されている第一ウエハチャックプレートWP1及び第一コンタクトプレートCP1に代えて、それらよりも小径の第二ウエハチャックプレートWP2及び第二コンタクトプレートCP2を第二位置に保持させ、それとともに、第一インダクタンスキャンセルバーLCB1に代えて、それよりも短い第二インダクタンスキャンセルバーLCB2を用いることにより、裏面電極用プローブ8のコンタクト部8A又は表面電極用プローブ7のコンタクト部7Aとテスタ10とを電気的に接続する経路の長さを、比較的大径のウエハを検査していたときのD1から、比較的小径のウエハを検査するときのD2へと短縮することができる。これにより、検査対象ウエハの径が変わっても、コンタクト部とテスタ10とを接続する電気的経路の長さを、常に一定の最短長さに維持し、測定経路に発生する寄生インダクタンスを最小にして、ウエハ上に形成されている半導体デバイスの検査を行うことができる。検査対象ウエハが、小径のものから大径のものに変わる場合には、上記操作の逆を行えば良いことはいうまでもない。
That is, when the wafer to be inspected changes from a relatively large diameter (for example, 6 inch diameter) to a relatively small diameter (for example, 4 inch diameter), it is held at the first position on the
図8は、チャックステージ3の平面図である。便宜上、第一位置又は第二位置にある第一及び第二ウエハチャックプレートWP1、WP2、並びに第一、第二コンタクトプレートCP1、CP2を破線で示してある。
FIG. 8 is a plan view of the
図8に見られるとおり、チャックステージ3の上面には、第一ウエハチャックプレートWP1を吸着保持するための吸引負圧を第一ウエハチャックプレートWP1の裏面全周に均等に配分するための溝111が一重に設けられ、同じく、第二ウエハチャックプレートWP2を吸着保持するための吸引負圧を第二ウエハチャックプレートWP2の裏面全周に均等に配分するための溝112が二重に設けられている。221はウエハチャックプレート第一吸引口、222はウエハチャックプレート第二吸引口である。図8の一部分を拡大した図9に示すとおり、ウエハチャックプレート第一吸引口221及びウエハチャックプレート第二吸引口222は、それぞれ溝111及び溝112の溝底部に開口しており、それぞれの吸引口には図示しない吸引手段が接続されている。
As shown in FIG. 8, on the upper surface of the
溝111又は溝112は、第一ウエハチャックプレートWP1又は第二ウエハチャックプレートWP2を吸着保持するためのものであるので、当然のことながら、第一ウエハチャックプレートWP1又は第二ウエハチャックプレートWP2が第一位置又は第二位置に載置されたとき、第一ウエハチャックプレートWP1又は第二ウエハチャックプレートWP2の裏面と対向するチャックステージ3の上面領域内に開口しており、溝111又は溝112内に開口するウエハチャックプレート第一吸引口221及びウエハチャックプレート第二吸引口222についても同様である。なお、溝111又は溝112は、チャックステージ3の上面と、ウエハチャックプレート第一吸引口221又はウエハチャックプレート第二吸引口222以外には、外部と連通する箇所を有しておらず、チャックステージ3の上面内で閉じている溝である。
12は、チャックステージ3の上面に開口するウエハ吸引口であり、ウエハ吸引口12には図示しない吸引手段が接続されている。
A
131はチャックステージ3の上面に開口するコンタクトプレート第一吸引口、132は、同じくチャックステージ3の上面に開口するコンタクトプレート第二吸引口である。コンタクトプレート第一吸引口131及びコンタクトプレート第二吸引口132は、それぞれ第一位置又は第二位置に載置される第一コンタクトプレートCP1及び第二コンタクトプレートCP2を吸着保持するための負圧を供給するものであるので、当然のことながら、第一コンタクトプレートCP1又は第二コンタクトプレートCP2が第一位置又は第二位置に載置されたとき、第一コンタクトプレートCP1又は第二コンタクトプレートCP2の裏面と対向するチャックステージ3の上面領域内に開口している。
13 1 contact plate first suction port opening on the upper surface of the
141は、第一ウエハチャックプレートWP1を第一位置に位置決め載置する際に用いられる位置決め用の第一凸部であり、本例においては2個の凸部141、141がチャックステージ3の上面に設けられている。本例においては、第一ウエハチャックプレートWP1用の2個の第一凸部141、141はその2個ともが、第二ウエハチャックプレートWP2用を第二位置に位置決め載置する際に用いられる位置決め用の第二凸部を兼ねており、2個とも共通している。第二ウエハチャックプレートWP2用の第二凸部のうち、1個又は2個以上を、第一ウエハチャックプレートWP1用の第一凸部とは別に設けても良いことは勿論である。また、第一凸部又は第二凸部の数は少なくとも2個あれば良く、2個に限られない。さらに、凸部に代えて凹部としても良いこともいうまでもない。 Reference numeral 14 1 denotes a first convex portion for positioning used when the first wafer chuck plate WP1 is positioned and placed at the first position. In this example, the two convex portions 14 1 and 14 1 are chuck stages. 3 is provided on the upper surface. In this example, the two first convex portions 14 1 and 14 1 for the first wafer chuck plate WP1 are both positioned when the second wafer chuck plate WP2 is positioned and placed at the second position. It also serves as the second convex portion for positioning, and both are common. Of course, one or more of the second convex portions for the second wafer chuck plate WP2 may be provided separately from the first convex portion for the first wafer chuck plate WP1. Moreover, the number of the 1st convex part or the 2nd convex part should just be at least two, and is not restricted to two. Furthermore, it goes without saying that a concave portion may be used instead of the convex portion.
151は、第一コンタクトプレートCP1を第一位置に位置決め載置する際に用いられる位置決め用の第一凸部であり、本例においては2個の凸部151、151がチャックステージ3の上面に設けられている。一方、152は、第二コンタクトプレートCP2を第二位置に位置決め載置する際に用いられる位置決め用の第二凸部であり、本例においては2個の第二凸部のうちの1個が第一凸部151を兼ねており、第一凸部151と第2凸部152とは2個のうちの1個が共通している。第二コンタクトプレートCP2用の2個の第二凸部152の全てを第一コンタクトプレートCP1用の第一凸部151と別に設けても良いことは勿論であり、第一凸部又は第二凸部の数も2個に限られないことはいうまでもない。さらに、凸部に代えて凹部としても良いことも勿論である。
15 1 is a first convex portion for positioning which are used in positioning mounting the first contact plate CP1 to the first position, in this example 1 two protrusions 15, 15 1
図10は、第一ウエハチャックプレートWP1及び第一コンタクトプレートCP1の裏面図である。図10において、161は、第一ウエハチャックプレートWP1がチャックステージ3上の第一位置に載置されたとき、チャックステージ3の上面に設けられているウエハ吸引口12と対向する位置に設けられている負圧導入口である。負圧導入口161は、第一ウエハチャックプレートWP1内に形成されている連通路を介して、第一ウエハチャックプレートWP1の上面に開口している多数のウエハ吸着孔と連通しており、ウエハ吸引口12から負圧が供給されると、その負圧を第一ウエハチャックプレートWP1の上面に開口しているウエハ吸着孔へと供給し、その上にウエハを吸着する。
FIG. 10 is a back view of the first wafer chuck plate WP1 and the first contact plate CP1. 10, 16 1, when the first wafer chuck plate WP1 is placed on the first position on the
181は、第一コンタクトプレートCP1の裏面に設けられている吸引用負圧の分配用の溝であり、第一コンタクトプレートCP1がチャックステージ3上の第一位置に載置されたとき、その中央に符号131で示す箇所で、チャックステージ3の上面に設けられているコンタクトプレート第一吸引口131と対向、連通する。溝181は、第一コンタクトプレートCP1の裏面以外では外部に連通しておらず、第一コンタクトプレートCP1の裏面内で閉じている溝である。
18 1 is a groove for the distribution of suction negative pressure is provided on the rear surface of the first contact plate CP1, when the first contact plate CP1 is placed on the first position on the
171及び191は、第一ウエハチャックプレートWP1又は第一コンタクトプレートCP1が第一位置に載置されたとき、チャックステージ3の上面に設けられている位置決め用の第一凸部141及び151とそれぞれ嵌合する位置決め用の凹部である。
17 1 and 19 1, the first wafer chuck plate WP1 or first contact plate CP1 is when placed in the first position, the first convex portion 14 1 and for positioning are provided on the upper surface of the
図11は、第二ウエハチャックプレートWP2及び第二コンタクトプレートCP2の裏面図である。図11において、162は、第二ウエハチャックプレートWP2がチャックステージ3上の第二位置に載置されたとき、チャックステージ3の上面に設けられているウエハ吸引口12と対向する位置に設けられている負圧導入口である。負圧導入口162は、第二ウエハチャックプレートWP2内に形成されている連通路を介して、第二ウエハチャックプレートWP2の上面に開口している多数のウエハ吸着孔と連通しており、ウエハ吸引口12から負圧が供給されると、その負圧を第二ウエハチャックプレートWP2の上面に開口しているウエハ吸着孔へと供給し、その上にウエハを吸着する。
FIG. 11 is a back view of the second wafer chuck plate WP2 and the second contact plate CP2. 11, 16 2, provided in the second when the wafer chuck plate WP2 is placed on the second position on the
182は、第二コンタクトプレートCP2の裏面に設けられている吸引用負圧の分配用の溝であり、第二コンタクトプレートCP2がチャックステージ3上の第二位置に載置されたとき、その左端に符号132で示す箇所で、チャックステージ3の上面に設けられているコンタクトプレート第二吸引口132と対向、連通する。溝182は、第二コンタクトプレートCP2の裏面以外では外部に連通しておらず、第二コンタクトプレートCP2の裏面内で閉じている溝である。
18 2 is the groove for the distribution of suction negative pressure is provided on the back surface of the second contact plate CP2, when the second contact plate CP2 is placed on the second position on the
172及び192は、第二ウエハチャックプレートWP2又は第二コンタクトプレートCP2が第二位置に載置されたとき、チャックステージ3の上面に設けられている位置決め用の第二凸部141及び152とそれぞれ嵌合する位置決め用の凹部である。
17 2 and 19 2, when the second wafer chuck plate WP2 or second contact plate CP2 is placed in the second position, the second protrusion 14 1 and for positioning are provided on the upper surface of the
図12は、チャックステージ3に設けられている各種吸引口とそれに接続される吸引手段、並びに第一及び第二リフトピンと、それらの動作を制御する制御装置9との接続関係を示す図である。
FIG. 12 is a diagram showing a connection relationship between various suction ports provided in the
図12において、201〜205は開閉弁、211〜213は吸引手段であるポンプである。また、破線は管路を示している。ポンプ211は、チャックステージ3上に設けられている溝111と連通するウエハチャックプレート第一吸引口221と管路で接続されており、その管路の途中には開閉弁201が設けられている。吸引手段であるポンプ211は、チャックステージ3上に設けられている溝112と連通するウエハチャックプレート第二吸引口222とも管路で接続されており、その管路の途中には開閉弁202が設けられている。開閉弁201及び202、及びポンプ211の動作は、制御装置9の制御部9aからの信号によって制御されている。
In FIG. 12, 20 1 to 20 5 are on-off valves, and 21 1 to 21 3 are pumps that are suction means. Moreover, the broken line has shown the pipe line.
一方、吸引手段であるポンプ212は、チャックステージ3上に設けられているウエハ吸引口12と管路で接続されており、その管路の途中には開閉弁203が設けられている。開閉弁203及びポンプ212の動作も、制御装置9の制御部9aからの信号によって制御されている。
On the other hand, the
さらに、吸引手段であるポンプ213は、途中に開閉弁204又は開閉弁205が設けられている管路を介して、チャックステージ3上に開口するコンタクトプレート第一吸引口131及びコンタクトプレート第二吸引口132と接続されている。開閉弁204及び205、及びポンプ213の動作も、制御装置9の制御部9aからの信号によって制御されている。
Further, the pump 21 3 a suction means, via a conduit opening and closing valve 20 4 or open-close valve 20 5 is provided in the middle, the contact plate
また、制御装置9の制御部9aは、図示しない第一リフトピン駆動機構及び第二リフトピン駆動機構とも接続されており、第一リフトピン及び第二リフトピンの上下動を制御している。
The
制御装置9は、制御部9aに加えて、検査対象となるウエハの径に関する情報と第一又は第二ウエハチャックプレート並びに第一又は第二コンタクトプレートとの対応関係、検査対象となるウエハの径に関する情報と作動させるべき吸引手段及び開閉弁との対応関係、及び/又は、ウエハの径に関する情報と第一リフトピン又は第二リフトピンとの対応関係を記憶する記憶装置9bと、XYZ−θステージ6の動作を制御するXYZ−θステージ制御部9cと、入出力部9dを備えている。
In addition to the
以下、図12〜図17を用いて、本発明に係る検査装置の動作を説明する。なお、以下の説明では、比較的大径のウエハとして直径が6インチのウエハを、また比較的小径のウエハとして直径が4インチのウエハを検査対象とする場合を例に説明するが、これはあくまでも例であって、本発明に係る検査装置及び検査方法が対象とするウエハは6インチ径及び4インチ径のものに限られない。 Hereinafter, the operation of the inspection apparatus according to the present invention will be described with reference to FIGS. In the following description, a wafer having a diameter of 6 inches as a relatively large diameter wafer and a wafer having a diameter of 4 inches as a relatively small diameter wafer will be described as examples. This is merely an example, and the wafers targeted by the inspection apparatus and inspection method according to the present invention are not limited to those having a diameter of 6 inches and 4 inches.
まず、最初の検査対象ウエハとして比較的大径の6インチ径のものが予定されている場合、ヒトが目視その他の方法で対象ウエハが6インチ径のものであることを認識し、そのウエハ径又はウエハサイズに関する情報を、入出力部9dを介して制御装置9に入力する。或いは、外部からの信号又はウエハ径を識別するセンサによって、次に予定されているウエハのサイズを自動的に識別し、入出力部9dを介して自動的に制御装置9に入力するようにしても良い。
First, when a wafer having a relatively large diameter of 6 inches is planned as the first wafer to be inspected, the human recognizes that the object wafer has a diameter of 6 inches by visual observation or other methods, and the wafer diameter Alternatively, information on the wafer size is input to the
次に予定されているウエハのサイズが入力されると、制御装置9の制御部9aは、現在、チャックステージ3上に保持されているウエハチャックプレート及びコンタクトプレートが第一ウエハチャックプレートWP1及び第一コンタクトプレートCP1であるか否かを、例えば、直前の検査で駆動させたリフトピンが第一リフトピンであるか第二リフトピンであるかの情報に基づいて識別し、ウエハチャックプレート及びコンタクトプレート、並びにインダクタンスキャンセルバーの交換の要否を判断する。なお、この判断は、ヒトが実際にチャックステージ3上に保持されているウエハチャックプレート及びコンタクトプレートの種類を目視等で識別することによって行っても良いし、変位センサや画像処理などにより、自動的に識別させても良い。
When the next scheduled wafer size is input, the
交換が必要であると判断されると、6インチ径のウエハに対応した第一ウエハチャックプレートWP1及び第一コンタクトプレートCP1が第一位置に載置される。この載置が、前述した位置決め用の第一凸部141、151を用いて行われることは勿論である。 If it is determined that the replacement is necessary, the first wafer chuck plate WP1 and the first contact plate CP1 corresponding to the 6-inch diameter wafer are placed at the first position. This placement is, it is a matter of course carried out with the first protrusion 14 1, 15 1 for positioning the aforementioned.
第一ウエハチャックプレートWP1及び第一コンタクトプレートCP1の第一位置への載置が終わると、制御装置9の制御部9aは、自動的に、或いは外部からの命令を待って、記憶装置9bに記憶されている検査対象となるウエハの径に関する情報と作動させるべき吸引手段及び開閉弁との対応関係に基づいて、図12に示すポンプ211に動作命令を出すとともに、開閉弁202を閉に、開開閉弁201を開にして、ウエハチャックプレート第一吸引口221を介してチャックステージ3上に形成されている溝111を負圧に吸引し、第一位置に第一ウエハチャックプレートWP1を吸着、保持する。
When the placement of the first wafer chuck plate WP1 and the first contact plate CP1 at the first position is completed, the
また、制御装置9の制御部9aは、自動的に、或いは外部からの命令を待って、記憶装置9bに記憶されている検査対象となるウエハの径に関する情報と作動させるべき吸引手段及び開閉弁との対応関係に基づいて、図12に示すポンプ213に動作命令を出すとともに、開閉弁205を閉に、開閉弁204を開にして、コンタクトプレート第一吸引口131を負圧に吸引し、チャックステージ3上の第一位置に第一コンタクトプレートCP1を吸着、保持する。
The
このように、第一ウエハチャックプレートWP1に関しては、吸引手段であるポンプ211、開閉弁201、ウエハチャックプレート第一吸引口221、及びチャックステージ3上に形成されている溝111が、そして、第一コンタクトプレートCP1に関しては、ポンプ213、開閉弁204、及びコンタクトプレート第一吸引口131が、それぞれを第一位置に着脱自在に保持するプレート保持第一手段を構成していることになる。
Thus, with respect to the first wafer chuck plate WP1, the
併せて、手動若しくは自動で、裏面電極用プローブ8のコンタクト部8Aと垂直導電部8Bとの間に、6インチ径のウエハに対応した第一インダクタンスキャンセルバーLCB1を接続する。なお、裏面電極用プローブ8のコンタクト部8Aと第一インダクタンスキャンセルバーLCB1とが一体的に形成されているものや、予め接続してあるものを用意して、それを垂直導電部8Bに接続するようにしてもよい。
At the same time, the first inductance cancel bar LCB1 corresponding to a 6-inch diameter wafer is connected between the
図13は、以上のようにして、チャックステージ3上の第一位置に第一ウエハチャックプレートWP1と第一コンタクトプレートCP1が吸着、保持され、かつ、裏面電極用プローブ8のコンタクト部8Aと垂直導電部8Bとの間に第一インダクタンスキャンセルバーLCB1が接続された状態を表している。
In FIG. 13, as described above, the first wafer chuck plate WP1 and the first contact plate CP1 are attracted and held at the first position on the
第一ウエハチャックプレートWP1と第一コンタクトプレートCP1の第一位置への保持と、第一インダクタンスキャンセルバーLCB1の接続が終わると、制御装置9の制御部9aは、記憶装置9bに記憶されているウエハの径に関する情報と第一リフトピン又は第二リフトピンとの対応関係に基づいて、第一リフトピンを第一ウエハチャックプレートの上面よりも上方まで上昇させる。次いで、ウエハ搬送装置が作動して、検査対象となるウエハWを第一ウエハチャックプレートWP1の上まで搬送し、第一リフトピン上に載置する。第一リフトピン上にウエハWが載置されると、制御装置9の制御部9aは第一リフトピンを下降させ、ウエハWを第一ウエハチャックプレートWP1上に載置する。
When the holding of the first wafer chuck plate WP1 and the first contact plate CP1 in the first position and the connection of the first inductance cancel bar LCB1 are finished, the
続いて、制御装置9の制御部9aは、吸引手段であるポンプ212を作動させ、開閉弁203を開にして、ウエハ吸引口12を負圧に吸引し、これと対向している負圧導入口161を介して、第一ウエハチャックプレートWP1の上面に開口している多数のウエハ吸着孔を吸引し、第一ウエハチャックプレートWP1上にウエハWを吸着、保持する。図14は、このようにして、第一ウエハチャックプレートWP1上にウエハWが吸着、保持された状態を示している。
Subsequently, the
次いで、制御装置9の制御部9aは、XYZ−θステージ制御部9cに命令を出して、XYZ−θステージ6を作動させ、チャックステージ3を上昇させ、図15に示すように、表面電極用プローブ7のコンタクト部7Aを、ウエハWの表面電極に接触させるとともに、裏面電極用プローブ8のコンタクト部8Aを、第一コンタクトプレートCP1の上面と接触させる。この状態で、テスタ10から検査に必要な電気信号が表面電極用プローブ7のコンタクト部7Aを介して、ウエハW上の半導体デバイスに供給され、検査が行われることになる。
Next, the
図15は、このようにして、ウエハW上の半導体デバイスの検査が行われている状態を示している。なお、検査電流は、チャックステージ3中を図中白矢印で示す方向に流れる時に、コンタクト部8Aを通って、第一インダクタンスキャンセルバーLCB1内を図中黒矢印で示す方向に流れるが、第一インダクタンスキャンセルバーLCB1がチャックステージ3の上面と平行に配置されているので、チャックステージ3中を流れる電流によって発生される磁界と、第一インダクタンスキャンセルバーLCB1中を流れる電流によって発生される磁界とは、向きが逆になり、互いに相殺される。したがって、コンタクト部7Aとコンタクト部8Aとの間の電流経路における実効インダクタンスを低減することができ、より過渡特性の良い、精度の高い測定が可能になる。
FIG. 15 shows a state in which the semiconductor device on the wafer W is inspected in this way. When the inspection current flows in the
予定される検査対象ウエハWの径が6インチから4インチに変化する場合にも、上記と同様に行えば良い。すなわち、次に予定されている検査対象ウエハWの径が認識され、ウエハチャックプレートやコンタクトプレートの交換が必要であると判断されると、6インチ径のウエハに対応した第一ウエハチャックプレートWP1及び第一コンタクトプレートCP1に代えて、4インチ径のウエハに対応した第二ウエハチャックプレートWP2及び第二コンタクトプレートCP2が第二位置に載置される。 Even when the planned diameter of the wafer to be inspected W changes from 6 inches to 4 inches, the same operation as described above may be performed. That is, when the next planned diameter of the inspection target wafer W is recognized and it is determined that the wafer chuck plate or the contact plate needs to be replaced, the first wafer chuck plate WP1 corresponding to the 6-inch diameter wafer. In place of the first contact plate CP1, a second wafer chuck plate WP2 and a second contact plate CP2 corresponding to a 4-inch diameter wafer are placed at the second position.
第二ウエハチャックプレートWP2及び第二コンタクトプレートCP2の第二位置への載置が終わると、制御装置9の制御部9aは、自動的に、或いは外部からの命令を待って、記憶装置9bに記憶されている検査対象となるウエハの径に関する情報と作動させるべき吸引手段及び開閉弁との対応関係に基づいて、図12に示すポンプ211に動作命令を出すとともに、開閉弁201を閉に、開閉弁202を開にして、ウエハチャックプレート第二吸引口222を介してチャックステージ3上に形成されている溝112を負圧に吸引し、第二位置に第二ウエハチャックプレートWP2を吸着、保持する。
When the placement of the second wafer chuck plate WP2 and the second contact plate CP2 at the second position is completed, the
また、制御装置9の制御部9aは、自動的に、或いは外部からの命令を待って、記憶装置9bに記憶されている検査対象となるウエハの径に関する情報と作動させるべき吸引手段及び開閉弁との対応関係に基づいて、図12に示すポンプ213に動作命令を出すとともに、開閉弁204を閉に、開閉弁205を開にして、コンタクトプレート第二吸引口132を負圧に吸引し、チャックステージ3上の第二位置に第二コンタクトプレートCP2を吸着、保持する。
The
このように、第二ウエハチャックプレートWP2に関しては、吸引手段であるポンプ211、開閉弁202、ウエハチャックプレート第二吸引口222、及びチャックステージ3上に形成されている溝112が、そして、第二コンタクトプレートCP2に関しては、ポンプ213、開閉弁205、及びコンタクトプレート第一吸引口132が、それぞれを第二位置に着脱自在に保持するプレート保持第二手段を構成していることになる。
Thus, with respect to the second wafer chuck plate WP2, pump 21 1 is suction means, opening and closing valve 20 2, the wafer chuck plate
併せて、手動若しくは自動で、裏面電極用プローブ8のコンタクト部8Aと垂直導電部8Bとの間に、4インチ径のウエハに対応した第二インダクタンスキャンセルバーLCB2を接続する。
At the same time, the second inductance cancel bar LCB2 corresponding to a 4-inch diameter wafer is connected between the
図16は、以上のようにして、チャックステージ3上の第二位置に第二ウエハチャックプレートWP2と第二コンタクトプレートCP2が吸着、保持され、かつ、裏面電極用プローブ8のコンタクト部8Aと垂直導電部8Bとの間に第二インダクタンスキャンセルバーLCB2が接続された状態を表している。
In FIG. 16, as described above, the second wafer chuck plate WP2 and the second contact plate CP2 are attracted and held at the second position on the
次いで、制御装置9の制御部9aは、記憶装置9bに記憶されているウエハの径に関する情報と第一リフトピン又は第二リフトピンとの対応関係に基づいて、第二リフトピンを第二ウエハチャックプレートの上面よりも上方まで上昇させる。続いて、ウエハ搬送装置が作動して、検査対象となる4インチのウエハWを第二ウエハチャックプレートWP2の上まで搬送し、第二リフトピン上に載置する。第二リフトピン上にウエハWが載置されると、制御装置9の制御部9aは第二リフトピンを下降させ、ウエハWを第二ウエハチャックプレートWP2上に載置する。
Next, the
続いて、制御装置9の制御部9aは、吸引手段であるポンプ212を作動させ、開閉弁203を開にして、ウエハ吸引口12を負圧に吸引し、これと対向している負圧導入口162を介して、第二ウエハチャックプレートWP2の上面に開口している多数のウエハ吸着孔を吸引し、第二ウエハチャックプレートWP2上にウエハWを吸着、保持する。
Subsequently, the
次いで、制御装置9の制御部9aは、XYZ−θステージ制御部9cに命令を出して、XYZ−θステージ6を作動させ、チャックステージ3を上昇させ、図17に示すように、表面電極用プローブ7のコンタクト部7Aを、ウエハWの表面電極に接触させるとともに、裏面電極用プローブ8のコンタクト部8Aを、第二コンタクトプレートCP2の上面と接触させる。この状態で、テスタ10から検査に必要な電気信号が表面電極用プローブ7のコンタクト部7Aを介して、ウエハW上の半導体デバイスに供給され、検査が行われることになる。
Next, the
なお、この場合においても、検査電流は、図17に示すとおり、チャックステージ3中を図中白矢印で示す方向に流れる時に、コンタクト部8Aを通って、第二インダクタンスキャンセルバーLCB2内を図中黒矢印で示す方向に流れるが、第二インダクタンスキャンセルバーLCB2がチャックステージ3の上面と平行に配置されているので、チャックステージ3中を流れる電流によって発生される磁界と、第二インダクタンスキャンセルバーLCB2中を流れる電流によって発生される磁界とは、向きが逆になり、互いに相殺される。したがって、コンタクト部7Aとコンタクト部8Aとの間の電流経路における実効インダクタンスを低減することができ、より過渡特性の良い、精度の高い測定が可能になる。
Even in this case, as shown in FIG. 17, when the inspection current flows through the
以上の説明では、検査対象となるウエハWの径の大小に応じて、大径用の第一ウエハチャックプレートWP1及び第一コンタクトプレートCP1並びに第一インダクタンスキャンセルバーLCB1と、小径用の第二ウエハチャックプレートWP2及び第二コンタクトプレートCP2並びに第二インダクタンスキャンセルバーLCB2の2組を備える検査装置及び検査方法について説明したが、本発明に係る検査装置及び検査方法は、さらに、検査対象となるウエハWの径に応じて、第三、第四のウエハチャックプレート、コンタクトプレート、並びにインダクタンスキャンセルバーを備えていても良く、それらをも包含するものである。 In the above description, the large-diameter first wafer chuck plate WP1, the first contact plate CP1, the first inductance cancel bar LCB1, and the small-diameter second wafer are selected according to the size of the wafer W to be inspected. Although the inspection apparatus and inspection method including the two sets of the chuck plate WP2, the second contact plate CP2, and the second inductance cancellation bar LCB2 have been described, the inspection apparatus and inspection method according to the present invention further includes a wafer W to be inspected. Depending on the diameter, third and fourth wafer chuck plates, contact plates, and inductance cancellation bars may be provided, and these are also included.
また、以上の説明では、第一位置と第二位置とで、ウエハチャックプレートに関しては中心位置が変わらず、コンタクトプレートだけが中心位置を変更したが、第一位置と第二位置とで、コンタクトプレートに関しては中心位置が変わらず、ウエハチャックプレートだけが中心位置を変更するようにしても良く、さらには、第一位置と第二位置とで、ウエハチャックプレート及びコンタクトプレートの双方が中心位置を変更するようにしても良い。 In the above description, the center position of the wafer chuck plate does not change between the first position and the second position, and only the contact plate changes the center position. However, the contact is changed between the first position and the second position. With respect to the plate, the center position does not change, and only the wafer chuck plate may change the center position. Further, both the wafer chuck plate and the contact plate have the center position at the first position and the second position. You may make it change.
さらに、以上の説明では、チャックステージ3の上面に溝111、112を形成し、第一、第二ウエハチャックプレートWP1、WP2の下面には溝を形成していないが、チャックステージ3の上面に溝を形成せずに、第一、第二ウエハチャックプレートWP1、WP2の下面に溝を形成してもよい。なお、第一、第二チャックプレートWP1、WP2には、負圧導入口161又は162と多数のウエハ吸着孔とをつなぐ連通路が内部に形成されているので、どちらかといえば、第一、第二ウエハチャックプレートWP1、WP2の下面に溝を形成するよりも、チャックステージ3の上面に溝111、112を形成する方が、第一、第二ウエハチャックプレートWP1、WP2の構造が複雑にならなくて済むので好ましい。
Further, in the above description, the
また、以上の説明では、第一コンタクトプレートCP1及び第2コンタクトプレートCP2をチャックステージ3に位置決め載置するための位置決用凸部として、3つ並んだ凸部151、151、152うちの中央のものを共用しているが、もっとも左側(図8において最も左側でウエハチャックプレート側)の位置決用凸部152を共用にしてもよい。すなわち、第一コンタクトプレートCP1は3つ並んだうちの左右の端部に位置する位置決用凸部で位置決めし、第2コンタクトプレートCP2は中央と左側(図8における左側でウエハチャックプレート側)の位置決用凸部で固定してもよい。この場合は、第一コンタクトプレートCP1を取り付ける際に、中央の位置決用凸部が第一コンタクトプレートCP1の下方に来て、第一コンタクトプレートCP1下面とチャックステージ3上面との接触を妨げることになるが、これを避けるためには、例えば、中央の位置決用凸部の外径より大きい内径の逃げ穴を第一コンタクトプレートCP1の下面の相当する箇所に形成すると良い。
In the above description, the three convex portions 15 1 , 15 1 , 15 2 are arranged as the convex portions for positioning for positioning and placing the first
以上説明したとおり、本発明の半導体デバイスの検査装置及びそれを用いる検査方法によれば、電力用半導体デバイスなどのウエハの表裏両面に電極を有する半導体デバイスに対してウエハ状態のままで行う検査において、検査対象となるウエハのサイズが変化した場合でも、それに合わせて、テスタと表面電極用プローブ及び裏面電極用プローブとの電気的接続経路の長さを常に一定の最短長さに維持しつつ、測定経路に発生する寄生インダクタンスを最小にして、精度の高い測定を行うことができるので、その産業上の利用可能性は多大である。 As described above, according to the semiconductor device inspection apparatus and the inspection method using the same according to the present invention, in an inspection performed in a wafer state on a semiconductor device having electrodes on both front and back surfaces of a wafer such as a power semiconductor device. Even when the size of the wafer to be inspected changes, the length of the electrical connection path between the tester and the front surface electrode probe and the back surface electrode probe is always kept at a certain shortest length, Since the parasitic inductance generated in the measurement path can be minimized and highly accurate measurement can be performed, its industrial applicability is great.
1 検査装置
2 外枠
3 チャックステージ
4 絶縁板
5 断熱板
6 XYZ−θステージ
7 表面電極用プローブ
8 裏面電極用プローブ
9 制御装置
10 テスタ
W ウエハ
WP1、WP2 第一、第二ウエハチャックプレート
CP1、CP2 第一、第二コンタクトプレート
LCB1、LCB2 第一、第二インダクタンスキャンセルバー
DESCRIPTION OF
Claims (10)
(1)前記チャックステージは、
(1−1)その上面に検査対象ウエハが保持される第一ウエハチャックプレートと、その上面に前記裏面電極用プローブが接触する第一コンタクトプレートを、前記チャックステージ上であって両プレートが重ならない第一位置に、着脱自在に保持するプレート保持第一手段と、
(1−2)前記第一ウエハチャックプレートよりも小径の第二ウエハチャックプレートと、前記第一コンタクトプレートよりも小径の第二コンタクトプレートを、前記チャックステージ上であって両プレートが重ならない第二位置に、着脱自在に保持するプレート保持第二手段を備え、
(1−3)前記第一位置と前記第二位置とが、前記第一位置に保持されたときの前記第一ウエハチャックプレート及び前記第一コンタクトプレートの上面の中心をそれぞれWPc1及びCPc1、前記第二位置に保持されたときの前記第二ウエハチャックプレート及び前記第二コンタクトプレートの上面の中心をそれぞれWPc2及びCPc2としたとき、WPc2とCPc2がWPc1とCPc1を結ぶ線分上にあり、WPc2とCPc2間の距離がWPc1とCPc1間の距離よりも短くなるように選定されており、
(2)前記表面電極用プローブは、前記第一又は第二ウエハチャックプレート上に保持される検査対象ウエハの表面電極と接触するコンタクト部を有し、
(3)前記裏面電極用プローブは、前記第一又は第二コンタクトプレートの上面と接触するコンタクト部を有し、
(4)前記第一位置又は第二位置に保持されたとき、前記第一又は第二ウエハチャックプレートの上面と、前記第一又は第二コンタクトプレートの上面とは、それぞれ電気的に導通しており、
(5)前記表面電極用プローブのコンタクト部と前記裏面電極用プローブのコンタクト部とを結ぶ直線に沿って前記チャックステージの上面と平行に配置され、前記表面電極用プローブのコンタクト部又は前記裏面電極用プローブのコンタクト部と前記テスタとの電気的接続経路の一部を構成する導電性のバーであって、前記WPc1とCPc1間の距離に対応する長さを有する第一インダクタンスキャンセルバーと、前記WPc2とCPc2間の距離に対応する長さを有し、前記第一インダクタンスキャンセルバーよりも短い第二インダクタンスキャンセルバーを備えている、
半導体デバイスの検査装置。 A front electrode probe and a back electrode probe, a chuck stage movable relative to both probes, and a tester electrically connected to both probes;
(1) The chuck stage is
(1-1) The first wafer chuck plate on which the wafer to be inspected is held on the upper surface, and the first contact plate on which the back electrode probe contacts the upper surface are overlapped on the chuck stage. A plate holding first means for detachably holding the first position,
(1-2) A second wafer chuck plate having a smaller diameter than the first wafer chuck plate and a second contact plate having a smaller diameter than the first contact plate are arranged on the chuck stage so that the plates do not overlap. In two positions, it has plate holding second means for holding it detachably,
(1-3) WPc 1 and CPc 1 are the centers of the top surfaces of the first wafer chuck plate and the first contact plate, respectively, when the first position and the second position are held at the first position. When the centers of the upper surfaces of the second wafer chuck plate and the second contact plate when held at the second position are WPc 2 and CPc 2 , respectively, WPc 2 and CPc 2 are WPc 1 and CPc 1 . The distance between WPc 2 and CPc 2 is selected to be shorter than the distance between WPc 1 and CPc 1 ,
(2) The surface electrode probe has a contact portion that comes into contact with the surface electrode of the wafer to be inspected held on the first or second wafer chuck plate,
(3) The back electrode probe has a contact portion that contacts the upper surface of the first or second contact plate,
(4) When held at the first position or the second position, the upper surface of the first or second wafer chuck plate and the upper surface of the first or second contact plate are electrically connected to each other. And
(5) The contact portion of the front surface electrode probe or the back surface electrode is disposed in parallel with the upper surface of the chuck stage along a straight line connecting the contact portion of the front surface electrode probe and the contact portion of the back surface electrode probe. A conductive bar constituting a part of an electrical connection path between the contact portion of the probe for the tester and the tester, the first inductance canceling bar having a length corresponding to the distance between the WPc 1 and the CPc 1 the WPc 2 and CPc has a length corresponding to the distance between the two, and a shorter second inductance canceling bar than the first inductance cancellation bars,
Inspection device for semiconductor devices.
次に検査されるウエハの径を認識する工程、
認識されたウエハの径に基づいて、ウエハチャックプレート及びコンタクトプレート、並びにインダクタンスキャンセルバーの交換の要否を判断する工程、
交換が要と判断されたとき、認識されたウエハの径に基づいて、第一ウエハチャックプレート及び第一コンタクトプレート、又は第二ウエハチャックプレート及び第二コンタクトプレートをチャックステージ上の第一位置又は第二位置に載置する工程、
認識されたウエハの径に基づいて、プレート保持第一手段又はプレート保持第二手段のいずれかを作動させる工程、
交換が必要と判断されたとき、認識されたウエハの径に基づいて、第一インダクタンスキャンセルバー又は第二インダクタンスキャンセルバーのいずれかを、表面電極用プローブのコンタクト部又は裏面電極用プローブのコンタクト部とテスタとの電気的接続経路中に接続する工程、
を含む半導体デバイスの検査方法。 A semiconductor device inspection method performed using the semiconductor device inspection apparatus according to claim 1,
The step of recognizing the diameter of the wafer to be inspected next,
Determining whether or not the wafer chuck plate and the contact plate and the inductance cancel bar need to be replaced based on the recognized diameter of the wafer;
When it is determined that the replacement is necessary, the first wafer chuck plate and the first contact plate, or the second wafer chuck plate and the second contact plate are moved to the first position on the chuck stage or based on the recognized wafer diameter. Placing in the second position;
Activating either the plate holding first means or the plate holding second means based on the recognized wafer diameter;
When it is determined that replacement is necessary, based on the recognized diameter of the wafer, either the first inductance cancellation bar or the second inductance cancellation bar is replaced with the contact portion of the front surface electrode probe or the back surface electrode probe. Connecting in the electrical connection path between the tester and the tester,
A method for inspecting a semiconductor device including:
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