DE102022206758A1

DE102022206758A1 - Prüfvorrichtung und prüfverfahren

Info

Publication number: DE102022206758A1
Application number: DE102022206758.4A
Authority: DE
Inventors: Makoto Kobayashi
Original assignee: Disco Corp
Current assignee: Disco Corp
Priority date: 2021-07-09
Filing date: 2022-07-01
Publication date: 2023-01-12
Also published as: US20230010092A1; JP2023010205A; KR20230009828A; CN115597973A; TW202303085A

Abstract

Eine Prüfvorrichtung weist eine Trageinheit, die eine Seite einer unteren Oberfläche eines Prüfkörpers trägt, eine Drückeinheit mit einem Stempel, der den von der Trageinheit getragenen Prüfkörper drückt, eine Antriebseinheit, welche die Drückeinheit anhebt und absenkt, ein Lastmessinstrument, das eine Last misst, die erzeugt wird, wenn der Stempel den von der Trageinheit getragenen Prüfkörper drückt, und eine Messeinrichtung auf, die ein Anheben und Absenken der Drückeinheit steuert. Die Steuerungseinrichtung ist so ausgestaltet, dass sie in der Lage ist, eine Bewegung des Stempels zu stoppen, wenn ein Messwert des Lastmessinstruments von einem Anstieg zu einem Abfall übergegangen ist, nachdem der Stempel mit dem Drücken des Prüfkörpers begonnen hat.

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Prüfvorrichtung und ein Prüfverfahren, die einen Prüfkörper brechen und dessen Festigkeit messen.
Beschreibung der verwandten Technik
Als verwandte Technik ist eine Vorrichtung zum Messen der Biegefestigkeit eines Halbleiterbauelementchips bekannt, wie sie beispielsweise in der japanischen Offenlegungsschrift Nr. 2020-94833 offenbart ist. In der japanischen Offenlegungsschrift Nr. 2020-94833 ist eine Vorrichtung offenbart, die eine Messung der Biegefestigkeit auf einfache Weise und mit hoher Genauigkeit ermöglicht, indem eine Ausgestaltung eingesetzt wird, bei der ein Chip nach einem Teilen von einem Wafer aufgenommen und die Messung der Biegefestigkeit automatisch ausgeführt wird.
Im Wesentlichen wird bei dieser Art von Prüfvorrichtung ein Dreipunkt-Biegetest ausgeführt, wie in der Norm G86-0303 der Semiconductor Equipment and Materials International (SEMI) ausgeführt. Insbesondere weist die Vorrichtung eine Lastmesszelle als ein Lastmessinstrument auf, und die Biegefestigkeit eines Prüfkörpers wird auf der Basis eines Lastmesswerts berechnet, wenn der Prüfkörper durch einen Stempel gedrückt und gebrochen wird.
DARSTELLUNG DER ERFINDUNG
Die Vorrichtung mit einer Ausgestaltung, die in der japanischen Offenlegungsschrift Nr. 2020-94833 offenbart ist, drückt einen Prüfkörper durch einen Stempel und bricht den Prüfkörper. Daher ist diese Vorrichtung ausgestaltet, um den Stempel so lange zu bewegen, bis der Stempel von der oberen Seite des Prüfkörpers die untere Seite des Prüfkörpers erreicht, die von einer Trageinheit getragen wird. Darüber hinaus ist der Bewegungsabstand des Stempels so festgelegt, dass er einen ausreichenden Spielraum aufweist, um den Prüfkörper sicher zu brechen.
Die Absenkgeschwindigkeit des Stempels beim Brechen des Prüfkörpers ist jedoch gleich oder geringer als die in der oben beschriebenen SEMI-Norm angegebenen 5 mm/min oder geringer. Wenn also der Bewegungsabstand des Stempels so ausgestaltet ist, das er einen ausreichenden Spielraum aufweist, besteht ein Problem dahingehend, dass es lange dauert, bis die Messung abgeschlossen ist.
Andererseits besteht auch die Befürchtung, dass der Prüfkörper nicht sicher gebrochen wird, wenn der Bewegungsabstand des Stempels nicht ausreichend ist.
Es ist daher ein Ziel der vorliegenden Erfindung, eine neuartige Messvorrichtung bereitzustellen, die es ermöglicht, die Messzeit zu verkürzen und ein Problem dahingehend vermeidet, dass ein Prüfkörper nicht gebrochen wird, wenn der Bewegungsabstand eines Stempels unzureichend ist.
Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung wird eine Prüfvorrichtung bereitgestellt, aufweisend: eine Trageinheit, die eine Seite einer unteren Oberfläche eines Prüfkörpers trägt, eine Drückeinheit, die einen Stempel aufweist, der den von der Trageinheit getragenen Prüfkörper drückt, einen Antriebsmechanismus, der die Drückeinheit anhebt und absenkt, ein Lastmessinstrument, das eine Last misst, die erzeugt wird, wenn der Stempel auf den von der Trageinheit getragenen Prüfkörper drückt, und eine Steuerungseinrichtung, die ein Anheben und ein Absenken der Drückeinheit steuert, wobei die Steuerungseinrichtung so ausgestaltet ist, dass sie in der Lage ist, eine Bewegung des Stempels zu stoppen, wenn ein Messwert des Lastmessinstruments von einem Anstieg zu einem Abfall übergegangen ist, nachdem der Stempel ein Drücken des Prüfkörpers begonnen hat.
Es ist bevorzugt, dass die Steuerungseinrichtung ein Programm speichert, das, basierend auf einer Wahl durch einen Bediener, ausführt: eine erste Steuerung, zum Stoppen der Bewegung des Stempels, wenn der Messwert des Lastmessinstruments von einem Anstieg zu einem Abfall übergegangen ist, nachdem der Stempel mit dem Drücken des Prüfkörpers begonnen hat, oder eine zweite Steuerung zum Stoppen der Bewegung des Stempels, wenn der Messwert des Lastmessinstruments Null geworden ist, nachdem der Stempel das Drücken des Prüfkörpers begonnen hat.
Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Prüfverfahren bereitgestellt, umfassend: einen Tragschritt eines Tragens einer Seite einer unteren Oberfläche eines Prüfkörpers durch eine Trageinheit, einen Drückschritt eines Drückens des von der Trageinheit getragenen Prüfkörpers mit einem Stempel, einen Messschritt eines Messens einer Drücklast durch den Stempel mit einem Lastmessinstrument in Verbindung mit einem Beginn des Drückschritts und einen ersten Stoppschritt eines Stoppens einer Bewegung des Stempels, wenn ein Messwert des Lastmessinstruments in dem Messschritt von einem Anstieg zu einem Abfall übergegangen ist.
Das Prüfverfahren könnte anstelle des ersten Stoppschritts einen zweiten Stoppschritt umfassen, bei dem die Bewegung des Stempels gestoppt wird, wenn der Messwert des Lastmessinstruments Null geworden ist, indem die Bewegung des Stempels auch fortgesetzt wird, nachdem der Messwert des Lastmessinstruments in dem Messschritt von einem Anstieg zu einem Abfall übergegangen ist.
Gemäß den jeweiligen Aspekten der vorliegenden Erfindung wird davon ausgegangen, dass ein Bruch am Prüfkörper vorliegt, und eine Bewegung des Stempels kann gestoppt werden, wenn der Messwert des Lastmessinstruments bei der Bewegung des Stempels von einem Anstieg zu einem Abfall übergegangen ist. Dadurch kann die Bewegung des Stempels minimiert und die Messzeit verkürzt werden. Darüber hinaus kann durch ein Bewegen des Stempels, bis der Messwert des Lastmessinstruments von einem Anstieg zu einem Abfall übergeht, die Möglichkeit verringert werden, dass es unmöglich ist, den Prüfkörper aufgrund einer unzureichenden Bewegung des Stempels zu brechen.
Ferner wird in den jeweiligen Aspekten der vorliegenden Erfindung durch ein Ausführen der zweiten Steuerung anstelle der ersten Steuerung ein Speichern des Verhaltens, bis der Prüfkörpers vollständig geteilt ist und die Last Null wird, ermöglicht. Darüber hinaus kann auch beim Ausführen der zweiten Steuerung die Messung auf halber Strecke beendet werden, ohne den Stempel über einen Abstand zu bewegen, der ausgebildet ist, um einen ausreichenden Spielraum vorzusehen, um den Prüfkörper sicher zu zerteilen. Somit ist eine Verkürzung der Messzeit beabsichtigt.
Die obige und andere Aufgaben, Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung, sowie die Weise ihrer Umsetzung werden am besten durch ein Studium der folgenden Beschreibung und beigefügten Ansprüche, unter Bezugnahme auf die angehängten Zeichnungen, die eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung zeigen, deutlicher, und die Erfindung selbst wird hierdurch am besten verstanden.
Figurenliste

1 ist ein Diagramm, das eine Ausgestaltung einer Aufnahmevorrichtung mit einer Prüfvorrichtung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellt;
2 ist ein Diagramm, das die Ausgestaltung der Aufnahmevorrichtung einschließlich der Prüfvorrichtung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellt;
3 ist ein Diagramm zum Erläutern einer Ausgestaltung einer Wafereinheit;
4 ist ein Diagramm zum Erläutern eines Abbildens der oberen Oberflächen von Chips durch eine Waferabbildungskamera;
5 ist ein Diagramm zum Erläutern eines Hochdrückens des Chips durch einen Hochdrückmechanismus;
6 ist ein Diagramm zum Erläutern eines Ausgestaltungsbeispiels der Prüfungsvorrichtung;
7 ist ein Flussdiagramm, das jeweilige Schritte eines Prüfverfahrens darstellt;
8 ist ein Diagramm zum Erläutern eines Tragschritts;
9 ist ein Diagramm zum Erläutern eines Drückschritts;
10 ist ein Graph, der eine Beziehung zwischen Zeit und einer von einem Lastmessinstrument gemessenen Last darstellt;
11 ist ein Diagramm, das eine Situation darstellt, in welcher der Chip vollständig geteilt ist und ein Messwert des Lastmessinstruments Null wird; und
12 ist ein Graph, der einen Fall darstellt, in dem eine zweite Bewegungssteuerung ausgeführt wird.

DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORM
Eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird im Folgenden unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben. 1 und 2 sind Diagramme, die eine Ausgestaltung einer Aufnahmevorrichtung 2 darstellen, die eine Prüfvorrichtung 200 gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung aufweist. Die Prüfvorrichtung 200 könnte das sein, was durch die Prüfvorrichtung 200 allein ausgestaltet ist, und daneben an der Aufnahmevorrichtung 2 angebracht sein.
Wie in 1 dargestellt, weist die Aufnahmevorrichtung 2 eine Basis 4 auf, welche die jeweiligen Bestandteile trägt, welche die Aufnahmevorrichtung 2 ausgestalten, und jedes Element wird durch eine Steuerungseinrichtung 1 gesteuert, die beispielsweise eine Bearbeitungsvorrichtung und eine Speichervorrichtung aufweist. Die Bearbeitungsvorrichtung der Steuerungseinrichtung 1 ist typischerweise eine zentrale Verarbeitungseinheit (central processing unit, CPU) und führt verschiedene Arten der Verarbeitung aus, die zur Steuerung der oben beschriebenen jeweiligen Elemente erforderlich sind. Die Speichervorrichtung der Steuerungseinrichtung 1 weist eine Hauptspeichervorrichtung wie beispielsweise einen dynamischen Arbeitsspeicher (dynamic random access memory, DRAM) und einen Zusatzspeicher wie beispielsweise eine Festplatte oder einen Flash-Speicher auf. Funktionen der Steuerungseinrichtung 1 werden durch einen Betrieb der Bearbeitungsvorrichtung gemäß einem beispielsweise in der Speichervorrichtung gespeicherten Programm implementiert.
Wie in 1 dargestellt, ist ein Kassettenplatzierungssockel 5 an einem Eckteil der Basis 4 an einer Seite angeordnet, und eine Kassette 5a ist an dem Kassettenplatzierungssockel 5 platziert. Beispielsweise sind mehrere in 3 dargestellte Wafereinheiten 11 in der Kassette 5a untergebracht.
Wie in 3 dargestellt, ist in der Wafereinheit 11 eine hintere Oberfläche 13b eines Wafers 13 durch ein Band 19 an einem Ringrahmen 21 befestigt, und eine vordere Oberfläche 13a des Wafers 13 liegt frei. Der Wafer 13 wird entlang geplanter Teilungslinien 17, die sich in zueinander orthogonalen Richtungen erstrecken, durch eine Schneidbearbeitung oder dergleichen geschnitten und befindet sich in einem Zustand, in dem er in mehrere Chips 23 geteilt ist. Bauelemente 24 sind an der Seite der vorderen Oberfläche der jeweiligen Chips 23 ausgebildet.
Für jeden Chip 23 wird eine Identifikationsnummer zum Identifizieren jedes Chips 23 festgelegt und in der Steuerungseinrichtung 1 (1) gespeichert. Diese Identifikationsnummer wird beispielsweise durch eine Berechnung der Anzahl an Chips aus der in die Vorrichtung eingegebenen Wafergröße, der Chipgröße, einer durch eine Waferabbildungskamera 60 (1) aufgenommenen Abbildung usw. auf der Grundlage einer im Wafer ausgebildeten Kerbe vergeben. In Verbindung mit dieser Identifikationsnummer wird die später zu beschreibende Biegefestigkeit usw. in der Steuerungseinrichtung 1 (1) gespeichert. Eine später zu beschreibende Prüfung zum Messen der Biegefestigkeit könnte an allen Chips oder an einem Teil der Chips ausgeführt werden.
Wie in 1 dargestellt, wird die Wafereinheit 11 herausgezogen, während sie von einer Klemme 22a eines Beförderungsmechanismus 20 an einer Seite geklemmt wird, und wird vorübergehend an einem Übergangsplatzierungsmechanismus 10 platziert. Danach wird die Wafereinheit 11 durch eine Klemme 22b des Beförderungsmechanismus 20 an der anderen Seite zu einem Rahmenhaltemechanismus 14 befördert. Der Rahmenhaltemechanismus 14 weist einen Rahmentragteil 16, der an der unteren Seite angeordnet ist und sich vertikal bewegt, und einen Rahmenniederhalteteil 18 an der oberen Seite auf, und der Ringrahmen 21 der Wafereinheit 11 wird zwischen dem Rahmentragteil 16 und dem Rahmenniederhalteteil 18 geklemmt und wird fixiert. In dem Rahmenniederhalteteil 18 ist ein Ausschnittteil 18a vorgesehen, der ein Durchtreten des Beförderungsmechanismus 20 erlaubt.
Wie in 1 und 2 dargestellt, wird der Rahmenhaltemechanismus 14 von einem Positionierungsmechanismus 30 getragen, der eine Position des Rahmenhaltemechanismus 14 steuert. Der Positionierungsmechanismus 30 weist einen X-Achsen-Bewegungsmechanismus 32, der den Rahmenhaltemechanismus 14 entlang einer X-Achsen-Richtung bewegt, und einen Y-Achsen-Bewegungsmechanismus 42 auf, der den Rahmenhaltemechanismus 14 entlang einer Y-Achsen-Richtung bewegt. Die Position des Rahmenhaltemechanismus 14 in der horizontalen Richtung wird durch diesen X-Achsen-Bewegungsmechanismus 32 und den Y-Achsen-Bewegungsmechanismus 42 gesteuert.
Der X-Achsen-Bewegungsmechanismus 32 weist ein Paar Führungsschienen 34, die an der Basis 4 entlang der X-Achsen-Richtung angeordnet sind, eine Kugelgewindespindel 36, die zwischen dem Paar Führungsschienen 34 parallel angeordnet ist, und einen Pulsmotor 38 auf, der an einem Endteil der Kugelgewindespindel 36 angeordnet ist.
Ein Bewegungsblock 40 ist verschiebbar an dem Paar Führungsschienen 34 angeordnet. An einer Seite der unteren Oberfläche (Seite der hinteren Oberfläche) des Bewegungsblocks 40 ist ein Mutterteil (nicht dargestellt) angeordnet. Dieser Mutterteil ist mit der Kugelgewindespindel 36 verschraubt, und der Bewegungsblock 40 bewegt sich in der X-Achsen-Richtung aufgrund einer Drehung der Kugelgewindespindel 36 durch den Pulsmotor 38.
Der Y-Achsen-Bewegungsmechanismus 42 weist ein Paar Führungsschienen 44, die an dem Bewegungsblock 40 entlang der Y-Achsen-Richtung angeordnet sind, eine Kugelgewindespindel 46, die zwischen dem Paar Führungsschienen 44 parallel angeordnet ist, und einen Pulsmotor 48 auf, der an einem Endteil der Kugelgewindespindel 46 angeordnet ist.
Wie in 1 dargestellt, ist der Rahmenhaltemechanismus 14 verschiebbar über dem Paar Führungsschienen 44 angeordnet. An einem Tragteil 14f des Rahmenhaltemechanismus 14 ist ein (nicht dargestellter) Mutterteil angeordnet. Dieser Mutterteil ist mit der Kugelgewindespindel 46 verschraubt, und der Rahmenhaltemechanismus 14 bewegt sich aufgrund einer Drehung der Kugelgewindespindel 46 durch den Pulsmotor 48 in der Y-Achsen-Richtung.
Wie in 1 und 2 dargestellt, ist der Bewegungsblock 40 in einer Plattenform ausgestaltet, und an einer Position unterhalb des Rahmenhaltemechanismus 14 ist ein Öffnungsteil 41 ausgebildet, der in der Aufwärts-AbwärtsRichtung durchdringt. Ein Hochdrücken von der unteren Seite durch einen Hochdrückmechanismus 50, der später beschrieben wird, wird durch diesen Öffnungsteil 41 ermöglicht.
In einem Bereich zwischen dem Paar Führungsschienen 34 in der Basis 4 ist eine rechteckige Öffnung 4b ausgebildet. Innerhalb dieser Öffnung 4b ist der Hochdrückmechanismus 50 angeordnet, der den in dem Wafer 13 der Wafereinheit 11 vorhandenen Chip 23 (3) von der Seite der unteren Oberfläche zur oberen Seite hochdrückt und eine kreiszylindrische Form aufweist. Der Hochdrückmechanismus 50 ist mit einem Anhebe-Absenk-Mechanismus (nicht dargestellt) verbunden, der durch einen Motor oder ähnliches ausgestaltet ist und sich entlang einer Z-Achsen-Richtung anhebt und absenkt.
Wenn der Rahmenhaltemechanismus 14 entlang der X-Achsen-Richtung durch den Positionierungsmechanismus 30 in einem Zustand bewegt wird, in dem der Ringrahmen 21 der Wafereinheit 11 durch den Rahmenhaltemechanismus 14 fixiert ist, wird die Wafereinheit 11 oberhalb der Öffnung 4b positioniert.
Wie in 1, 2 und 4 dargestellt, ist an einem Pfad, entlang dessen der Rahmenhaltemechanismus 14 zur oberen Seite des Hochdrückmechanismus 50 bewegt wird, die Waferabbildungskamera 60 als ein Abbildungsmittel angeordnet, das eine obere Oberfläche des Wafers 13 (4) abbildet, der an dem durch den Rahmenhaltemechanismus 14 angebrachten Ringrahmen 21 haftet.
Wie in 4 dargestellt, wird die obere Oberfläche des Wafers 13 von der Waferabbildungskamera 60 abgebildet, und die Position jedes Chips 23 wird auf der Grundlage der aufgenommenen Abbildung erfasst.
Wie in 1 und 2 dargestellt, wird eine Positionseinstellung des oberhalb der Öffnung 4b positionierten Rahmenhaltemechanismus 14 durch den Positionierungsmechanismus 30 (1, 2) ausgeführt, um die Position des aufzunehmenden Chips 23 mit einer Position direkt oberhalb des Hochdrückmechanismus 50 auszurichten, wie in 5 dargestellt.
5 ist ein Diagramm, das die oberhalb des Hochdrückmechanismus 50 angeordnete Wafereinheit 11 darstellt, und ein vorgegebener Chip 23 wird durch den Hochdrückmechanismus 50 hochgedrückt. Der Hochdrückmechanismus 50 ist so ausgestaltet, dass er sich in der Z-Achsen-Richtung anhebt und absenkt, und weist einen Ansaugteil, der in einer hohlen, kreisförmigen Säulenform ausgebildet ist und einen äußeren Schichtteil ausgestaltet, sowie einen Hochdrückteil auf, der innerhalb des Ansaugteils angeordnet ist und eine viereckige Prismenform aufweist. Während eine untere Oberfläche des Bandes 19 durch den Ansaugteil angesaugt wird, drückt der Hochdrückmechanismus 50 die Innenseite davon durch den Hochdrückteil nach oben. Dadurch trennt der Hochdrückmechanismus 50 den Chip 23 von einer oberen Oberfläche des Bandes 19 ab.
Wie in 5 dargestellt, ist ein Aufnahmemechanismus 70 oberhalb des Hochdrückmechanismus 50 positioniert und der hochgedrückte Chip 23 wird aufgegriffen.
Wie in 2 dargestellt, weist der Aufnahmemechanismus 70 ein Chiphalteeinrichtung 76 (Greifeinrichtung) auf, die sich in der Z-Achsen-Richtung anheben und absenken kann und den hochgedrückten Chip durch eine Ansauganhaftung halten kann, und ist mit einem Chiphalteeinrichtungs-Bewegungsmechanismus 80 verbunden, der den Aufnahmemechanismus 70 in der Y-Achsen-Richtung und in der Z-Achsen-Richtung bewegt.
Wie in 2 dargestellt, ist die Chiphalteeinrichtung 76 in der X-Achsen-Richtung und in der Z-Achsen-Richtung beweglich an der Spitze eines Arms 74 angeordnet, der sich in der horizontalen Richtung erstreckt. Das hintere Ende des Arms 74 ist durch eine Bewegungsbasis 72 mit dem Chiphalteeinrichtungs-Bewegungsmechanismus 80 verbunden.
Der Aufnahmemechanismus 70 ist mit dem Chiphalteeinrichtungs-Bewegungsmechanismus 80 verbunden. Der Chiphalteeinrichtungs-Bewegungsmechanismus 80 weist einen Y-Achsen-Bewegungsmechanismus 82, der den Aufnahmemechanismus 70 entlang der Y-Achsen-Richtung bewegt, und einen Z-Achsen-Bewegungsmechanismus 92 auf, der den Aufnahmemechanismus 70 entlang der Z-Achsen-Richtung bewegt. Die Position der Chiphalteeinrichtung 76 in der Y-Achsen-Richtung und in der Z-Achsen-Richtung wird durch den Y-Achsen-Bewegungsmechanismus 82 und durch den Z-Achsen-Bewegungsmechanismus 92 gesteuert.
Der Y-Achsen-Bewegungsmechanismus 82 weist ein Paar Führungsschienen 84 auf, die entlang der Y-Achsen-Richtung angeordnet sind. Eine Kugelgewindespindel 86 ist zwischen dem Paar Führungsschienen 84 parallel angeordnet, und ein Pulsmotor 88 ist mit einem Endteil der Kugelgewindespindel 86 gekoppelt.
Ein Bewegungsblock 90 ist verschiebbar an dem Paar Führungsschienen 84 angebracht. Ein Mutterteil (nicht dargestellt) des Bewegungsblocks 90 ist mit der Kugelgewindespindel 86 verschraubt, und der Bewegungsblock 90 bewegt sich aufgrund einer Drehung der Kugelgewindespindel 86 durch den Pulsmotor 88 in der Y-Achsen-Richtung.
Wie in 2 dargestellt, weist der Z-Achsen-Bewegungsmechanismus 92 ein Paar Führungsschienen 94, die entlang der Z-Achsen-Richtung an einer Seitenoberfläche des Bewegungsblocks 90 angeordnet sind, eine Kugelgewindespindel 96, die zwischen dem Paar Führungsschienen 94 parallel angeordnet ist, und einen Pulsmotor 98 auf, der an einem Endteil der Kugelgewindespindel 96 angeordnet ist.
Die Bewegungsbasis 72 des Aufnahmemechanismus 70 ist verschiebbar an dem Paar Führungsschienen 94 angebracht. Ein Mutterteil (nicht dargestellt) der Bewegungsbasis 72 ist mit der Kugelgewindespindel 96 verschraubt und die Bewegungsbasis 72 bewegt sich aufgrund einer Drehung der Kugelgewindespindel 96 durch den Pulsmotor 98 in der Z-Achsen-Richtung.
Durch den wie oben ausgestalteten Aufnahmemechanismus 70 wird der vom Hochdrückmechanismus 50 hochgeschobene Chip 23 aufgenommen. Für diesen aufgenommenen Chip 23 wird die Identifikationsnummer festgelegt, und die später zu beschreibende Biegefestigkeit usw. werden in Verbindung mit dieser Identifikationsnummer in der Steuerungseinrichtung 1 (1) gespeichert.
Für den aufgenommenen Chip werden die hintere Oberfläche und die Seitenoberfläche davon durch einen Chipbeobachtungsmechanismus 100 beobachtet, wie in 1 dargestellt. Der Chipbeobachtungsmechanismus 100 weist einen Beobachtungsmechanismus 102 für die hintere Oberfläche, der die hintere Oberfläche des Chips beobachtet, und einen Beobachtungsmechanismus 112 für die Seitenoberfläche auf, der die Seitenoberfläche des Chips beobachtet, und die hintere Oberfläche und die Seitenoberfläche des Chips werden von den jeweiligen Beobachtungsmechanismen abgebildet.
Der vom Chipbeobachtungsmechanismus 100 beobachtete Chip wird in einem Chip-Unterbringungstablett 501 untergebracht oder gegebenenfalls zur Prüfvorrichtung 200 befördert. In der Prüfvorrichtung 200 wird die Messung der Biegefestigkeit (Festigkeit gegen Biegung) des Chips ausgeführt.
Als nächstes wird die Ausgestaltung der in 6 dargestellten Prüfvorrichtung 200 beschrieben. Die Prüfvorrichtung 200 weist im Wesentlichen eine Trageinheit 210, die den Chip 23 trägt, der zu einem Prüfkörper wird, eine Drückeinheit 226 mit einem Stempel 204, der den von der Trageinheit 210 getragenen Chip 23 drückt, eine Antriebseinheit 240, welche die Drückeinheit 226 anhebt und absenkt, und ein Lastmessinstrument 225 auf, das die auf den Stempel 204 wirkende Last misst.
Eine genauere Beschreibung erfolgt weiter unten. Die Trageinheit 210 weist ein Paar Tragsockel 213 auf, die den Chip 23 tragen. Die beiden Tragsockel 213 sind jeweils in einer rechteckigen Parallelepipedform ausgestaltet, und zwischen ihnen ist ein Spalt 217 sichergestellt.
Ein vorstehender Tragteil 215, der nach oben vorsteht, ist an jeder einander zugewandten Stelle an den oberen Teilen des Paares Tragsockel 213 ausgebildet. Jeder Tragteil 215 ist in einer geraden Linienform ausgebildet, um sich in der Y-Achsen-Richtung zu erstrecken, und der Chip 23 wird von der unteren Seite an jedem Tragteil 215 getragen.
Die oberen Endteile der Tragteil 215 sind in einer gekrümmten Oberflächenform ausgebildet und bilden Drehpunkte aus, die den Chip 23 tragen. Jeder Tragsockel 213 ausgestaltet, um sich in der X-Achsen-Richtung durch einen in der Abbildung nicht dargestellten Antriebsmechanismus zu bewegen, und der Abstand zwischen den Drehpunkten der jeweiligen Tragteile 215 wird eingestellt.
Die Drückeinheit 226 ist oberhalb der Trageinheit 210 angeordnet. Die Drückeinheit 226 drückt den Chip 23, der von der Trageinheit 210 getragen wird und zu einem Prüfkörper wird, und misst die auf den Stempel 204 der Drückeinheit 226 aufgebrachte Last zum Zeitpunkt eines Drückens des Chips 23.
Die Drückeinheit 226 weist eine Bewegungseinheit 228 auf, die von der Antriebseinheit 240 in der Aufwärts-AbwärtsRichtung angehoben und abgesenkt wird. Eine erste Tragekomponente 227 mit einer kreiszylindrischen Form ist mit dem unteren Teil der Bewegungseinheit 228 verbunden, und das aus einer Lastmesszelle oder dergleichen ausgebildete Lastmessinstrument 225 ist am unteren Teil der ersten Tragekomponente 227 befestigt. Die mit dem Lastmessinstrument 225 gemessene Last wird von der Steuerungseinrichtung 1 gespeichert.
Eine Klemmkomponente 239 ist durch eine zweite Tragekomponente 229 mit einer kreiszylindrischen Form mit dem unteren Teil des Lastmessinstruments 225 verbunden. Die Klemmkomponente 239 ist in einer Vorderansicht im Wesentlichen in einer Torform ausgebildet, und der Stempel 204 zum Drücken des Chips 23 ist zwischen einem Paar einander gegenüberliegender Klemmoberflächen befestigt.
Der Stempel 204 ist durch eine plattenförmige Komponente ausgestaltet, die eine vorgegebene Breite in der gleichen Richtung wie der Y-Achsen-Richtung aufweist, in der sich die Trageteile 215 der Trageinheit 210 erstrecken. Die Spitze (unterer Endteil) des Stempels 204 ist in einer sich verjüngenden, im Wesentlichen V-förmigen Form ausgebildet, bei der die Breite in der X-Achsen-Richtung zur unteren Seite hin kleiner wird. Die Spitze des Stempels 204 ist in einer abgerundeten Form (R-Form) ausgebildet. Die Form des Stempels 204 ist nicht besonders begrenzt.
Die Antriebseinheit 240, welche die Drückeinheit 226 entlang der vertikalen Richtung (Z-Achsen-Richtung, Aufwärts-Abwärts-Richtung) bewegt, ist an einer Rückseite (Seite der hinteren Oberfläche) der Drückeinheit 226 angeordnet. Die Antriebseinheit 240 weist eine Tragstruktur 242 auf, die eine senkrechte Oberfläche ausgestaltet, und ein Paar Führungsschienen 244 ist entlang der Z-Achsen-Richtung in einem vorgegebenen Abstand an einer vorderen Flächenseite (Seite der vorderen Oberfläche) der Tragstruktur 242 befestigt.
Eine Kugelgewindespindel 246 ist zwischen den beiden Führungsschienen 244 parallel zu den beiden Führungsschienen 244 angeordnet, und ein Pulsmotor 248 ist mit einem Endteil der Kugelgewindespindel 246 gekoppelt.
Eine Seite der hinteren Oberfläche der Bewegungseinheit 228 ist verschiebbar an dem Paar Führungsschienen 244 angebracht, und die Seite der hinteren Oberfläche der Bewegungseinheit 228 ist mit der Kugelgewindespindel 246 unter Zwischenschaltung eines Kupplungsteils, der in der Abbildung nicht dargestellt ist, verschraubt.
Wenn die Kugelgewindespindel 246 durch den Pulsmotor 248 gedreht wird, bewegt sich die Bewegungseinheit 228 in der Z-Achsen-Richtung entlang der Führungsschienen 244, und der Stempel 204 nähert sich der Trageinheit 210 relativ an und entfernt sich von ihr.
An der Bewegungseinheit 228 ist ein Skalenleseteil 221 zum Lesen der Kalibrierungen einer Skala 222 und zum Detektieren der Höhenposition der Bewegungseinheit 228 in der Z-Achsen-Richtung angeordnet. Die Steuerungseinrichtung 1 kann die Position der Spitze des Stempels 204 auf der Grundlage der Position des Skalenleseteils 221 identifizieren.
Als nächstes wird ein Prüfverfahren beschrieben, das die oben beschriebene Ausgestaltung der Vorrichtung verwendet. 7 ist ein Flussdiagramm, das ein Beispiel für das Prüfverfahren darstellt, und das Prüfverfahren wird im Folgenden in der Reihenfolge der jeweiligen in diesem Flussdiagramm dargestellten Schritte beschrieben.
<Vorbereitungsschritt>
Als ein Vorbereitungsschritt wird, wie in 6 dargestellt, die Dicke des Chips 23, der ein Prüfkörper ist, im Voraus in der Steuerungseinrichtung 1 gespeichert. Außerdem wird eine Positionseinstellung (Setup) zum Festlegen der relativen Positionsbeziehung in der Höhenrichtung zwischen der Spitze des Stempels 204 und den Scheitelpunkten (oberen Enden) der Tragteile 215 ausgeführt.
Die Steuerungseinrichtung 1 weist eine Zeitmesseinrichtung zum Erfassen eines in 10 oder 12 dargestellten Graphen auf. Außerdem ist in der Steuerungseinrichtung 1 ein Programm zum Ausführen entweder einer ersten Steuerung, die einen später zu beschreibenden ersten Stoppschritt umfasst, oder einer zweiten Steuerung, die einen zweiten Stoppschritt umfasst, auf der Grundlage einer Festlegung (Auswahl) durch den Bediener gespeichert.
<Tragschritt>
Wie in 8 dargestellt, ist ein Tragschritt ein Schritt eines Tragens einer Seite der unteren Oberfläche des Chips 23 durch die Trageinheit 210. Die Seite der unteren Oberfläche des Chips 23 wird durch das Paar Tragteile 215 in dem in 8 dargestellten Zustand getragen.
<Drückschritt>
Wie in 9 dargestellt, ist ein Drückschritt ein Schritt eines Drückens des von der Trageinheit 210 getragenen Chips 23 mit dem Stempel 204.
Konkret steuert die Steuerungseinrichtung 1 in der Ausgestaltung von 6 den Pulsmotor 248, um die gesamte Drückeinheit 226 abzusenken. Zu diesem Zeitpunkt bewegt sich beispielsweise, wie in 8 dargestellt, die Drückeinheit 226 mit einer Absenkgeschwindigkeit von 0,1 mm/s, während sich die Spitze des Stempels 204 über einen Abstand H3 bewegt. Der Abstand H3 ist ein Abstand, den man erhält, indem man eine Dicke d des Chips 23 und einen Spielraum-Abstand H2 von einem Abstand H1 von einer Ursprungsposition H0 des Stempels 204 zu den oberen Enden der Tragteile 215 der Trageinheit 210 subtrahiert.
Nachdem der Stempel 204 die Höhenposition erreicht hat, die im Abstand H3 von der Ursprungsposition H0 liegt, senkt die Steuerungseinrichtung 1 die Drückeinheit 226 mit einer langsameren Absenkgeschwindigkeit von beispielsweise 10 µm/s ab und veranlasst, dass die Spitze des Stempels 204 den Chip 23 erreicht. Dabei steuert die Steuerungseinrichtung 1 die Drückeinheit 226 mit der vergleichsweise schnelleren Absenkgeschwindigkeit ab, bis die Geschwindigkeit an der Höhenposition im Abstand H3 von der Ursprungsposition H0 geändert wird, d.h. bis die Spitze des Stempels 204 den Abstand H3 zurückgelegt hat. Dadurch kann sich der Durchsatz der Prüfung verbessern. Die Steuerungseinrichtung 1 könnte jedoch die Drückeinheit 226 mit der vergleichsweise langsameren Absenkgeschwindigkeit von 10 µm/s von der Ursprungsposition H0 absenken.
<Messschritt>
Wie in 9 dargestellt, handelt es sich bei einem Messschritt um einen Schritt eines Messens der Drücklast durch den Stempel 204 mit dem Lastmessinstrument 225 in Verbindung mit dem Beginn des Drückschritts.
Wie in 9 dargestellt, erfährt der Stempel 204, wenn die Spitze des Stempels 204 den Chip 23 erreicht, eine im Chip 23 erzeugte Reaktionskraft F und eine Last wirkt auf den Stempel 204. Diese Last wird mit dem Lastmessinstrument 225 (6) gemessen, und es werden Daten wie eine in 10 dargestellte Änderungslinie G1 erfasst. Im Graph von 10 zeigt die Abszissenachse die Zeit und die Ordinatenachse die mit dem Lastmessinstrument 225 gemessene Last an. Die Steuerungseinrichtung 1 erfasst die Last beispielsweise alle 5 ms und speichert die Last.
<Erster Stoppschritt>
Ein erster Stoppschritt ist ein Schritt eines Stoppens der Bewegung des Stempels 204, wenn der Messwert des Lastmessinstruments 225 im Messschritt einen Wechsel von einem Anstieg zu einem Abfall aufweist (erste Steuerung).
Der Graph in 10 stellt einen Fall dar, in dem ein Änderungspunkt P1, an dem der Messwert des Lastmessinstruments 225 von einem Anstieg zu einem Abfall wechselt, zu einem Zeitpunkt T1 erscheint. Wenn eine solche Messwertänderung detektiert wird, stoppt die Steuerungseinrichtung 1 (6) die Bewegung des Stempels 204.
Wenn der Messwert des Lastmessinstruments 225 von einem Anstieg zu einem Abfall übergegangen ist (Änderungspunkt P1), geht die Steuerungseinrichtung 1 davon aus, dass ein Bruch des Chips 23 aufgetreten ist, und stoppt die Bewegung des Stempels 204 (erster Stoppschritt). Dieser Bruch beinhaltet einen Fall, in dem der Chip 23 vollständig in mehrere Fragmente 23a zerfällt, wie in 11 dargestellt, neben einem Fall, in dem eine Schicht oder mehrere Schichten in einer Schicht-Stapel-Struktur brechen, die den Chip 23 ausgestaltet.
Außerdem kann in diesem Fall die Bewegung des Stempels 204 sofort gestoppt werden, wenn die auf den Stempel 204 aufgebrachte Last nachlässt. Daher kann die Messzeit verkürzt werden.
Darüber hinaus wird davon ausgegangen, dass das, was im Wesentlichen als Anfangsbruch bezeichnet wird, auftritt, wenn dieser Messwert des Lastmessinstruments 225 von einem Anstieg zu einem Abfall übergeht, und die Biegefestigkeit (Biegefestigkeit gemäß der Dreipunktbiegung der SEMI-Norm G86-0303) kann basierend auf dem Messwert berechnet werden, wenn dieser Anfangsbruch auftritt. Diese Biegefestigkeit wird beispielsweise verwendet, wenn eine Bearbeitungsbedingung eines Schleifens der hinteren Oberfläche des Wafers festgelegt wird.
Die Biegefestigkeit erhält man durch Berechnung eines Biegespannungswertes σ. Konkret ist der Biegespannungswert σ 3WL/2bh², wenn der Maximalwert der auf den Stempel 204 aufgebrachten Last als W [N] definiert ist, der Abstand zwischen den oberen Enden des Paars Tragteile 215 als L [mm] definiert ist, die Breite des Chips 23 (Länge des Chips 23 in der Richtung senkrecht zu einer geraden Linie, die das Paar Tragteile 215 verbindet (Y-Achsen-Richtung)) als b [mm] definiert ist und die Dicke des Chips 23 als h [mm] definiert ist.
Darüber hinaus könnte die folgende Methode angewandt werden. Die Steuerungseinrichtung 1 erfasst die Last beispielsweise alle 5 ms und verwendet eine Last K1 zu dem bestimmten Messzeitpunkt T1 als ein Kriterium. Dann, wenn der Absenkbetrag von der Last K1 in Bezug auf die Last Kx zum Zeitpunkt einer anschließenden Messung größer ist als ein vorgegebener Wert Ka, geht die Steuerungseinrichtung 1 davon aus, dass ein Bruch des Chips 23 aufgetreten ist, und stoppt die Bewegung des Stempels 204. Dadurch wird das Absenken des Stempels nicht gestoppt und die Messung wird fortgesetzt, wenn die Last leicht gesunken ist, und die Messung kann beispielsweise fortgesetzt werden, bis ein signifikanter Bruch auftritt. Der vorgegebene Wert Ka beträgt beispielsweise 5 % bis 10 % der Last K1 oder dergleichen und kann optional vom Bediener festgelegt werden.
<Zweiter Stoppschritt>
Dieser zweite Stoppschritt (zweite Steuerung) ist ein Schritt, der anstelle des ersten Stoppschritts (erste Steuerung) durch eine Auswahl durch den Bediener ausgeführt wird und ein Speichern eines Verhaltens ermöglicht, bis der Chip vollständig geteilt ist und die Last Null wird.
Konkret setzt die Steuerungseinrichtung 1 die Bewegung des Stempels 204 auch dann fort, nachdem der Messwert des Lastmessinstruments 225 im Messschritt von einem Anstieg zu einem Abfall übergegangen ist, und stoppt die Bewegung des Stempels 204, wenn der Chip 23, wie in 11 dargestellt, vollständig geteilt ist und der Messwert des Lastmessinstruments 225 zu Null geworden ist.
In diesem Fall erscheint, wie im Graph von 12 dargestellt, zu einem Zeitpunkt T2 ein Änderungspunkt P4, und der Chip bricht vollständig, und die auf den Stempel 204 aufgebrachte Last wird Null. Außerdem können durch ein Absenken des Stempels 204 bis zum Zeitpunkt T2, an dem der Änderungspunkt P4 auftritt, die jeweiligen Änderungspunkte P2 und P3 vor einem Erreichen des Änderungspunkts P4 aufgenommen werden, und ein Analysieren des Verhaltens bis der Chip komplett bricht wird ermöglicht.
Die Änderungspunkte P2 und P3 treten deutlich hervor, wenn ein Bauelement an dem Chip ausgebildet wird. So kann die zweite Steuerungseinrichtung besonders vorteilhaft im Fall eines Messens der Biegefestigkeit eingesetzt werden, wenn ein Bauelement an dem Chip ausgebildet ist.
Außerdem aufgrund der Ausführung des zweiten Stoppschritts, wenn die auf den Stempel 204 aufgebrachte Last Null wird, die Bewegung des Stempels 204 sofort gestoppt werden und die Prüfung kann beendet werden. Somit wird eine Verkürzung der Messzeit angestrebt.
Wie oben beschrieben, wird auf der Basis der in 10 dargestellten ersten Steuerung davon ausgegangen, dass ein Bruch im Prüfkörper aufgetreten ist, und eine Bewegung des Stempels wird gestoppt, wenn der Messwert des Lastmessinstruments bei der Bewegung des Stempels von einem Anstieg zu einem Abfall übergegangen ist. Dadurch kann die Bewegung des Stempels minimiert und die Messzeit verkürzt werden. Darüber hinaus kann durch ein Bewegen des Stempels, bis der Messwert des Lastmessinstruments von einem Anstieg in einen Abfall übergeht, die Möglichkeit verringert werden, dass es aufgrund einer unzureichenden Bewegung des Stempels unmöglich ist, den Prüfkörper zu brechen.
Durch ein Ausführen der in 12 dargestellten zweiten Steuerung anstelle der ersten Steuerung wird außerdem ein Speichern des Verhaltens ermöglicht, bis der Prüfkörper vollständig geteilt ist und die Last Null wird. Ferner kann auch bei im Fall der zweiten Steuerung die Messung auf halber Strecke beendet werden, ohne den Stempel über einen Abstand zu bewegen, der ausgebildet ist, um einen ausreichenden Spielraum vorzusehen, um den Prüfkörper sicher zu zerteilen. Somit kann eine Verkürzung der Messzeit angestrebt werden.
Die vorliegende Erfindung ist nicht auf die Details der oben beschriebenen bevorzugten Ausführungsform beschränkt. Der Schutzbereich der Erfindung wird durch die beigefügten Ansprüche definiert und sämtliche Änderungen und Abwandlungen, die in den äquivalenten Schutzbereich der Ansprüche fallen, sind folglich durch die Erfindung einbezogen.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

JP 202094833 [0002, 0004]

Claims

Prüfvorrichtung, aufweisend: eine Trageinheit, die eine Seite einer unteren Oberfläche eines Prüfkörpers trägt; eine Drückeinheit, die einen Stempel aufweist, der den von der Trageinheit getragenen Prüfkörper drückt; einen Antriebsmechanismus, der die Drückeinheit anhebt und absenkt; ein Lastmessinstrument, das eine Last misst, die erzeugt wird, wenn der Stempel auf den von der Trageinheit getragenen Prüfkörper drückt; und eine Steuerungseinrichtung, die ein Anheben und ein Absenken der Drückeinheit steuert, wobei die Steuerungseinrichtung so ausgestaltet ist, dass sie in der Lage ist, eine Bewegung des Stempels zu stoppen, wenn ein Messwert des Lastmessinstruments von einem Anstieg zu einem Abfall übergegangen ist, nachdem der Stempel ein Drücken des Prüfkörpers begonnen hat.
Prüfvorrichtung gemäß Anspruch 1, wobei die Steuerungseinrichtung ein Programm speichert, das, basierend auf einer Wahl durch einen Bediener, ausführt: eine erste Steuerung, zum Stoppen der Bewegung des Stempels, wenn der Messwert des Lastmessinstruments von einem Anstieg zu einem Abfall übergegangen ist, nachdem der Stempel mit dem Drücken des Prüfkörpers begonnen hat, oder eine zweite Steuerung zum Stoppen der Bewegung des Stempels, wenn der Messwert des Lastmessinstruments Null geworden ist, nachdem der Stempel das Drücken des Prüfkörpers begonnen hat.
Prüfverfahren, aufweisend: einen Tragschritt eines Tragens einer Seite einer unteren Oberfläche eines Prüfkörpers durch eine Trageinheit; einen Drückschritt eines Drückens des von der Trageinheit getragenen Prüfkörpers mit einem Stempel; einen Messschritt eines Messens einer Drücklast durch den Stempel mit einem Lastmessinstrument in Verbindung mit einem Beginn des Drückschritts; und einen ersten Stoppschritt eines Stoppens einer Bewegung des Stempels, wenn ein Messwert des Lastmessinstruments in dem Messschritt von einem Anstieg zu einem Abfall übergegangen ist.
Prüfverfahren gemäß Anspruch 3, wobei das Prüfverfahren anstelle des ersten Stoppschritts einen zweiten Stoppschritt aufweist, bei dem die Bewegung des Stempels gestoppt wird, wenn der Messwert des Lastmessinstruments Null geworden ist, indem die Bewegung des Stempels auch fortgesetzt wird, nachdem der Messwert des Lastmessinstruments in dem Messschritt von einem Anstieg zu einem Abfall übergegangen ist.