DE112013003093T5

DE112013003093T5 - Messvorrichtung, Messverfahren und Elementherstellungsverfahren unter Verwendung des Messverfahrens

Info

Publication number: DE112013003093T5
Application number: DE112013003093.4T
Authority: DE
Inventors: c/o Osaka Works of Sumitomo E Sakai Mitsuhiko; c/o Osaka Works of Sumitomo E Masuda Takeyoshi; c/o Osaka Works of Sumitomo Elect Hiratsuka Kenji
Original assignee: Sumitomo Electric Industries Ltd
Current assignee: Sumitomo Electric Industries Ltd
Priority date: 2012-09-07
Filing date: 2013-07-09
Publication date: 2015-03-12
Also published as: WO2014038283A1; US20140070830A1; JP5991094B2; JP2014053454A

Abstract

Eine Messvorrichtung umfasst: einen Messfühler (1) zum Anlegen einer Spannung an eine Elektrode eines Elements; und ein Zufuhrelement (2), das einem Kontaktabschnitt (10C) zwischen der Elektrode und dem Messfühler (1) durch eine Oberfläche des Messfühlers (1) eine Isolierflüssigkeit (20) zuführt. Dementsprechend kann die Isolierflüssigkeit (20) dem Kontaktabschnitt (10C) zwischen der Elektrode und der Messfühler (1) durch die Oberfläche des Messfühler (1), die relativ zu der Elektrode angeordnet ist, zuverlässig zugeführt werden.

Description

TECHNISCHES GEBIET
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Messvorrichtung, ein Messverfahren und ein Herstellungsverfahren für ein Element unter Verwendung des Messverfahrens. Insbesondere betrifft die vorliegende Erfindung eine Messvorrichtung, ein Messverfahren und ein das Messverfahren umfassendes Herstellungsverfahren für ein Element, die jeweils auf eine Durchschlagspannungsmessung gerichtet sind, bei der eine Hochspannung an eine Elektrode eines Elements angelegt wird.
STAND DER TECHNIK
Eine Halbleitervorrichtung, die eine große Menge an elektrischer Energie bewältigen kann, wird in der Regel als ”Leistungsvorrichtung” bezeichnet. Um eine große Menge an elektrischer Energie zu verarbeiten, soll die Halbleitervorrichtung eine hohe Durchschlagspannung, geringe Verluste, Anwendbarkeit in einer Hochtemperaturumgebung und dergleichen erzielen. Dementsprechend ist die Durchschlagspannung einer der wichtigsten Bewertungskriterien für eine solche Leistungseinrichtung.
Die Durchschlagspannungsmessung kann vor einem Elementtrennschritt oder nach dem Elementtrennschritt durchgeführt werden. Für die Überprüfungseffizienz ist es wünschenswert, die Durchschlagspannungsmessung vor dem Elementtrennschritt durchzuführen.
Zur Durchführung der Durchschlagspannungsmessung an den Elementen, die vor der Elementtrennung die Form eines Wafers aufweisen, muss eine Vielzahl von Messfühlern zu Messzwecken die Elektroden der Elemente berühren. Während der Durchschlagspannungsmessung muss dazu eine hohe Spannung von mehreren hundert Volt oder mehr zwischen den Messfühlern angelegt werden. Dementsprechend tritt aufgrund von Feuchtigkeit auf einer Elementoberfläche Luftentladung auf, mit dem Nachteil, dass ein Element vor Erreichen der gewünschten Durchschlagspannung zerstört wird.
Um eine derartige Luftentladung zu unterdrücken, schlägt die japanische Patentoffenlegungsschrift Nr. 59-3943 beispielsweise ein Verfahren zum vollständigen oder teilweisen Schutz einer Elementoberfläche unter Verwendung eines isolierenden Harzfilms vor. In dem Verfahren zum Schutz der Elementoberfläche mit dem isolierenden Harzfilm muss jedoch der Harzfilm während der Durchschlagsspannungsmessung von einem Messfühler durchstoßen werden. Dabei besteht die Gefahr, dass ein Element beschädigt wird. Darüber hinaus gibt es Bedenken hinsichtlich der schnellen Abnutzung des Messfühlers.
Zur Lösung dieses Problems schlägt die japanische Patentoffenlegungsschrift Nr. 2003-100819 ein Verfahren zum Durchführen von Messungen vor, während eine Elementoberfläche in einer Isolierlösung eingeweicht wird. Allerdings besteht dabei die Gefahr, dass die Isolierlösung während der Messung verdampft. Darüber hinaus muss, wenn die Elementoberfläche zur Verhinderung der Verdampfung der Isolierlösung während der Messung in einer großen Menge von Isolierlösung eingeweicht wird, die Messgeschwindigkeit langsamer sein als jene bei normalen Messungen, um ein Verschütten der Isolierlösung zu verhindern.
Im Hinblick darauf schlägt die japanische Patentschrift Nr. 4482061 ein Durchschlagsspannungsmessverfahren vor, bei dem eine Messung nach dem Abgeben einer Isolierflüssigkeit auf einen Abschnitt einer Elementoberfläche zur Bedeckung derselben durchgeführt wird. Zudem ist eine Durchschlagspannung-Messvorrichtung offenbart, die eine Isolierflüssigkeit-Ausstoßeinheit zum Ausstoßen der Isolierflüssigkeit aufweist.
ZITATIONSLISTE
PATENTDOKUMENTE

PTD 1: Japanische Patentoffenlegung Nr. 59-3943
PTD 2: Japanische Patentoffenlegung Nr. 2003-100819
PTD 3: Japanisches Patent Nr. 4482061

ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
TECHNISCHES PROBLEM
Die in der japanischen Patentschrift Nr. 4482061 beschriebene Durchschlagspannung-Messvorrichtung enthält die Isolierflüssigkeit-Ausstoßeinheit, die ein Element bildet, das von dem Messfühler getrennt angeordnet ist. Dementsprechend treten Abweichungen in der relativen Positionsbeziehung zwischen jeweils dem Messfühler und der Isolierflüssigkeit-Ausstoßeinheit und einer Elektrode von jedem der Vielzahl von Elementen, die auf einem Halbleiterwafer gebildet sind, auf, es sei denn, der Halbleiterwafer ist genau ausgerichtet. Dies erschwert die zuverlässige Isolierung eines Kontaktabschnitts zwischen dem Messfühler und der Elektrode.
Die vorliegende Erfindung wurde konzipiert, um das vorstehende Problem zu lösen. Eine Hauptaufgabe der vorliegenden Erfindung liegt in der Bereitstellung einer Messvorrichtung, eines Messverfahrens und eines Herstellungsverfahrens, das die Messvorrichtung verwendet, um einen Kontaktabschnitt zwischen einer Elektrode und einem Messfühler mit einer Isolierflüssigkeit zuverlässig abzudecken.
LÖSUNG DES PROBLEMS
Eine Messvorrichtung der vorliegenden Erfindung umfasst: einen Messfühler zum Anlegen einer Spannung an eine Elektrode eines Elements; und ein Zufuhrelement zum Zuführen einer Isolierflüssigkeit zu einem Kontaktabschnitt zwischen der Elektrode und dem Messfühler durch eine Oberfläche des Messfühlers.
Dementsprechend kann dem Kontaktabschnitt zwischen der Elektrode und dem Messfühler durch die Oberfläche des Messfühlers, die relativ zu der Elektrode angeordnet ist, die Isolierflüssigkeit zuverlässig zugeführt werden.
Ein Messverfahren gemäß der vorliegenden Erfindung umfasst die Schritte: Herstellen eines Wafers, der mit einem Element, das eine Elektrode aufweist, versehen ist; Gegenseitiges in Kontaktbringen der Elektrode des Elements mit einem Messfühler; und Messen einer Elementeigenschaft durch Leiten eines elektrischen Stroms zwischen dem Messfühler und der Elektrode, wobei einem Kontaktabschnitt zwischen der Elektrode und dem Messfühler durch eine Oberfläche des Messfühlers eine Isolierflüssigkeit zugeführt wird.
In dem Messverfahren gemäß der vorliegenden Erfindung wird dem Kontaktabschnitt somit durch die Oberfläche des Messfühlers die Isolierflüssigkeit zugeführt. Daher kann durch Anordnen des Messfühlers relativ zu der Elektrode die Isolierflüssigkeit zuverlässig dem Kontaktabschnitt zugeführt werden.
VORTEILHAFTE WIRKUNGEN DER ERFINDUNG
Gemäß der vorliegenden Erfindung werden eine Messvorrichtung, ein Messverfahren und ein Herstellungsverfahren bereitgestellt, um einen Kontaktabschnitt zwischen einer Elektrode und einem Messfühler zuverlässig mit einer Isolierflüssigkeit zu bedecken.
KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
1 ist eine schematische Ansicht einer Messvorrichtung gemäß einer ersten Ausführungsform.
2 ist ein Flussdiagramm, das ein Messverfahren der ersten Ausführungsform zeigt.
3 ist eine schematische Ansicht, die einen Halteabschnitt der ersten Ausführungsform zeigt.
4 zeigt eine Modifikation von 3.
5 zeigt eine weitere Modifikation von 3.
6 zeigt noch eine weitere Modifikation von 3.
7 ist eine schematische Ansicht einer Messvorrichtung gemäß einer zweiten Ausführungsform.
BESCHREIBUNG DER AUSFÜHRUNGSFORMEN
Im Nachfolgenden werden Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf die Figuren beschrieben. Es sei angemerkt, dass die in den nachfolgend erwähnten Figuren gleiche oder entsprechende Teile mit denselben Bezugszeichen versehen sind und nicht wiederholt beschrieben werden.
(Erste Ausführungsform)
Unter Bezugnahme auf 1 wird im Folgenden eine Messvorrichtung gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung beschrieben. Die Messvorrichtung gemäß der vorliegenden Ausführungsform ist eine Vorrichtung, die eine elektrische Eigenschaft von jedem der Elemente, die in der Form eines Wafers 10 ausgebildet sind, vor einem Elementtrennschritt misst. Die Messvorrichtung umfasst: Messfühler 1, die eine Spannung an eine Elektrode eines Elements (nicht gezeigt) anlegen; und ein Zufuhrelement 2, das eine Isolierflüssigkeit 20 zu einem Kontaktabschnitt 100 zwischen jeder der Elektroden und jedem der Messfühler 1 durch eine Oberfläche des Messfühlers 1 zuführt.
In der vorliegenden Ausführungsform umfassen die Elemente eine Vielzahl von auf dem Wafer 10 ausgebildete IGBTs (engl. Insulated Gate Bipolar Transistor). Jeder der IGBTs umfasst eine Emitter-Elektrode und eine Gate-Elektrode auf der Seite der Hauptoberfläche 10A des Wafers 10 und weist eine Kollektor-Elektrode auf der Seite der Rückseitenfläche 10B auf. Die Rückseitenfläche 10B ist mit einem Verfahrtisch 9 verbunden, so dass der Wafer 10 bewegbar gehalten wird. Zum Beispiel wird der Wafer 10 durch Ansaugen der Rückseitenfläche an den Verfahrtisch 9 gehalten. Der Verfahrtisch 9 umfasst eine Fläche, die der Rückseitenfläche 10B zugewandt ist und die ein elektrisch leitendes Element aufweist. Wird der Wafer 10 so auf dem Verfahrtisch 9 angeordnet, dass die Rückseitenfläche 10B und die Fläche des Verfahrtisches 9 einander zugewandt sind, ist die Kollektor-Elektrode eines jeden auf dem Wafer 10 gebildeten IGBTs elektrisch mit dem Verfahrtisch 9 verbunden. Der Verfahrtisch 9 ist mit einem Wafer-Positionsgeber, einer Einheit zum Anlegen von Spannung und einer Strommesseinheit in einer Steuereinheit 7 verbunden.
Die Messfühler 1 sind so konfiguriert, dass sie die Emitter-Elektrode und die Gate-Elektrode auf der Seite der Hauptoberfläche 10A des Wafers 10 berühren, wodurch eine elektrische Verbindung mit den Elektroden erzielen wird. In der Messvorrichtung gemäß der vorliegenden Ausführungsform werden zwei Messfühler 1 jeweils mit der Emitter-Elektrode und der Gate-Elektrode verbunden. Zwei Messfühler 1 werden beispielsweise durch einen Halter 11 von einer Basis (nicht gezeigt) gehalten. Ferner sind zwei Messfühler mit der Steuereinheit 7 verbunden. Das Material und die Form von jedem Messfühler 1 kann entsprechend konfiguriert werden, um einen niederohmigen Kontakt mit einer Elektrode zu bilden.
Das Zufuhrelement 2 ist an dem Messfühler 1 befestigt. Das Zufuhrelement 2 wird beispielsweise an den Halter 11 befestigt. Ferner ist das Zufuhrelement 2 mit einem Tank 8, der eine Isolierflüssigkeit 20 darin enthält, verbunden. Die aus dem Tank 8 strömende Isolierflüssigkeit 20 wird durch ein Öffnungs-/Schließelement, wie zum Beispiel ein elektromagnetisches Ventil, aus einer Ausstoßdüse 2a des Zufuhrelements 2 an die Oberfläche des Messfühlers 1 abgegeben. Die Ausstoßdüse 2a kann vorgesehen werden, um beispielsweise der Oberfläche des Messfühlers 1 die Isolierflüssigkeit in einem vorbestimmten Abstand und einer vorbestimmten Höhe von der Spitze des Messfühlers 1 zuzuführen. Somit kann, wenn die Messfühler 1 und die Elektroden in Kontakt miteinander gebracht wurden, jeder Messfühler 1 mit der Isolierflüssigkeit 20 in einem Bereich von der Oberfläche des Messfühlers 1 bis zum Kontaktabschnitt 100 bedeckt werden. Das Zufuhrelement 2 ist mit der Steuereinheit 7 verbunden, und gibt Isolierflüssigkeit 20 in einer Menge und Zeit ab, die beide jeweils durch die Steuereinheit 7, die beispielsweise den Betrieb des Öffnungs-/Schließelements steuert, eingestellt werden.
Die Isolierflüssigkeit 20 ist eine Flüssigkeit mit einer elektrischen Isolationseigenschaft. Hier bedeutet der Begriff ”mit einer elektrischen Isolationseigenschaft ”mit einer höheren Durchschlagsfestigkeit als die der atmosphärischen Luft”. Die Isolierflüssigkeit 20 kann beispielsweise eine inerte Flüssigkeit auf Fluorbasis umfassen. Fluorinert von Sumitomo 3M, das eine inerte Flüssigkeit auf Fluorbasis ist, weist eine Durchschlagsfestigkeit von 35 kV oder mehr pro 2,54 mm Spalt auf, d. h., eine Durchschlagsfestigkeit, die vier Mal oder mehr höher als die der atmosphärischen Luft ist.
Die Steuereinheit 7 ist mit dem Messfühler 1, der Zufuhrelement 2 und dem Verfahrtisch 9 verbunden und so konfiguriert, dass sie diese steuern kann. Insbesondere steuert die Steuereinheit 7 eine Position des Verfahrtisches 9. Ferner legt die Steuereinheit 7 durch den Messfühler 1 und den Verfahrtisch 9 eine vorbestimmte Spannung zwischen zwei Elektroden, ausgewählt aus den Elektroden des IGBT (Emitter-Elektrode, Gate-Elektrode und Kollektor-Elektrode), an. Bei dieser Gelegenheit misst die Steuereinheit 7 einen Leckstrom zwischen den zwei Elektroden, die auf diese Weise mit der Spannung gespeist wurden.
Wie oben beschrieben, führt in der Messvorrichtung gemäß der vorliegenden Ausführungsform das Zufuhrelement 2 durch die Oberfläche des Messfühlers 1 dem Kontaktabschnitt 100 zwischen jedem Messfühler 1 und jeder Elektrode die Isolierflüssigkeit 20 von der Ausstoßdüse 2a zu. Dementsprechend kann der Kontaktabschnitt 100 zuverlässig mit der Isolierflüssigkeit 20 bedeckt werden.
Bezugnehmend auf 1 und 2 wird im Folgenden ein Messverfahren gemäß der vorliegenden Ausführungsform beschrieben. Das Messverfahren gemäß der vorliegenden Ausführungsform beinhaltet die Schritte: Herstellen eines Wafers 10, der mit Elementen (IGBT), die Elektroden aufweisen, versehen ist; Gegenseitiges in Kontaktbringen der Elektroden der Elemente mit Messfühlern 1; und Messen einer Elementeigenschaft durch Anlegen einer Spannung zwischen den Elektroden, wobei einem Kontaktabschnitt 100 zwischen jeder Elektrode und jedem Messfühler 1 eine Isolierflüssigkeit 20 durch eine Oberfläche des Messfühlers 1 zugeführt wird.
Zuerst wird der Wafer 10 hergestellt, der mit Elementen, die Elektroden aufweisen, versehen ist (S01). In der vorliegenden Ausführungsform ist jedes der auf dem Wafer 10 gebildeten Elemente ein IGBT. Eine Emitter-Elektrode und eine Gate-Elektrode sind auf der Seite der Hauptoberfläche 10A des Wafers 10 ausgebildet. Eine Kollektor-Elektrode ist auf der Seite der Rückseitenfläche 10B des Wafers 10 gebildet.
Als nächstes wird der so gebildete Wafer 10 auf einen Verfahrtisch 9 der oben beschriebenen Messvorrichtung gemäß der vorliegenden Ausführungsform (S02) angeordnet. In diesem Schritt (S02) wird der Wafer 10 derart auf dem Verfahrtisch 9 angeordnet, dass die Rückseitenfläche 10B des Wafers 10 der Fläche des Verfahrtisches 9 zugewandt ist. Auf diese Weise wird jede der Kollektor-Elektroden der IGBTs, die auf dem Wafer 10 gebildet sind, elektrisch mit der Fläche des Verfahrtisches 9 verbunden. Ferner wird bei dieser Gelegenheit eine Ausrichtungseinstellung des Wafers 10 durchgeführt.
Als nächstes wird ein zu messender IGBT aus der Vielzahl von IGBTs, die auf dem Wafer 10 gebildet sind, in eine Messposition (S03) bewegt. Insbesondere bewegt die Steuereinheit 7 den Verfahrtisch 9 in einer Ebene (XY-Ebene) parallel zur Oberfläche des Wafers 10, wodurch der zu messende IGBT zur Messposition bewegt wird.
Als nächstes werden die Messfühler 1 jeweils in Kontakt mit der Emitter-Elektrode und der Gate-Elektrode des auf dem Wafer 10 gebildeten IGBT gebracht (S04). In diesem Schritt (S04) wird der Verfahrtisch 9 bewegt, um jeweils die Emitter-Elektrode und die Gate-Elektrode eines IGBT, der aus der Vielzahl der auf dem Wafer 10 ausgebildeten IGBTs ausgewählt ist, mit den zwei an der Basis befestigten Messfühlern 1 in Kontakt zu bringen. Insbesondere wird der Verfahrtisch 9, nachdem dieser in die Messposition bewegt wurde, in eine Richtung (Z-Achsenrichtung) senkrecht zur Oberfläche des Wafers 10 bewegt, um die Elektroden des zu messenden IGBT und die Messfühler 1 in Kontakt miteinander zu bringen. Die Positionsbeziehung zwischen den zwei Messfühlern 1 wird im Voraus auf Grundlage der Elementform des IGBT bestimmt und aufrechterhalten. Ferner wird die Bewegung des Verfahrtisches 9 von der Steuereinheit 7 gesteuert. Für die Vielzahl der IGBTs auf dem Wafer 10 kann die Steuereinheit 7 beispielsweise die Koordinaten eines zu messenden IGBT in der Reihenfolge der Messung und eine Vorschubgeschwindigkeit der Messfühler 1 vorab speichern. Anhand des Schritts (S02) und des Schritts (S04) wird jede Elektrode des zu messenden IGBT elektrisch mit der Steuereinheit 7 verbunden, die eine Spannung zur Messung von elektrischem Strom anlegt. Es sei angemerkt, dass jeder Messfühler 1 bewegt werden kann, um die relative Position zwischen dem Verfahrtisch 9 und dem Messfühler 1 zu ändern.
Bei dem Messverfahren gemäß der vorliegenden Ausführungsform ist ein Schritt (S14) vorgesehen, um dem Kontaktabschnitt 10C durch die Oberfläche eines jeden Messfühlers 1 die Isolierflüssigkeit 20 zuzuführen, nachdem in Schritt (S04) die Messfühler 1 und die Elektroden in Kontakt miteinander gebracht wurden. Dadurch steuert die Steuereinheit 7 den Zeitpunkt, an dem die Isolierflüssigkeit 20 von den Ausstoßdüsen 2a des Zufuhrelements 2 auf die Oberfläche des Messfühlers 1 geleitet wird. Beispiel kann die Steuereinheit 7 auf Grundlage der Positionsinformation des Verfahrtisches 9 den Kontakt zwischen jedem der Messfühler 1 und jeder der Elektroden bestimmen und danach das Zufuhrelement 2 dazu bringen, eine vorbestimmte Menge der Isolierflüssigkeit 20 aus der Ausstoßdüse 2a auf die Oberfläche der Messfühler 1 abzugeben.
Die Isolierflüssigkeit 20 bedeckt den Messfühler 1 in einem Bereich von der Oberfläche des Messfühlers 1, auf die die Isolierflüssigkeit 20 aus der Ausstoßdüse 2a abgegeben wurde, bis zur Spitze des Messfühlers 1. Indem die Spitze des Messfühlers 1 in Kontakt mit der Elektrode ist, wird die Isolierflüssigkeit 20 dem Kontaktabschnitt 10C zugeführt. Dabei kann die Isolierflüssigkeitsmenge 20 auf eine Menge eingestellt werden, bei der eine Luftentladung in einem anschließend durchgeführten Messschritt (S05) verhindert wird. Genauer gesagt kann die Menge der Isolierflüssigkeit 20 auf eine Menge eingestellt werden, sodass die Isolierflüssigkeit 20 den Bereich des IGBTs, der keinen darauf ausgebildeten Isolierfilm aufweist, bedecken kann, (wie etwa ein Elektrodenpad-Abschnitt, der aufgrund der Bildung einer Öffnung in der Isolierschicht freiliegt). Folglich wird in diesem Schritt (S14) der Kontaktabschnitt 10C zwischen jedem der Messfühler 1 und jeder der Emitter-Elektroden und der Gate-Elektroden zuverlässig mit Isolierflüssigkeit 20 bedeckt.
Nachdem die Isolierflüssigkeit 20 auf diese Weise dem Kontaktabschnitt 10C zwischen jedem der Messfühler 1 und jeder der Elektroden zugeführt wurde, wird als nächstes zur Messung der Elementeigenschaften eine Spannung zwischen den Elektroden angelegt (S05). In diesem Schritt (S05) wird eine vorbestimmte Spannung zwischen zwei Elektroden, ausgewählt aus der Emitter-Elektrode, der Gate-Elektrode und der Kollektor-Elektrode des IGBT, angelegt und ein dabei fließender elektrischer Strom gemessen. Beispielsweise wird durch Bildung eines Kurzschlusses zwischen der Emitter-Elektrode und der Gate-Elektrode, durch Anlegen einer Spannung zwischen der Emitter-Elektrode und die Kollektor-Elektrode und durch Messung eines fließenden elektrischen Stroms die Durchschlagspannung zwischen dem Emitter und dem Kollektor ermittelt.
Ist die Messung für einen IGBT beendet, bewegt die Steuereinheit 7 den Verfahrtisch 9, um die Messfühler 1 von den Elektroden zu trennen. Danach wird bis zur Beendigung der Messung für alle IGBTs, die aus den auf dem Wafer 10 gebildeten gemessen werden sollen, der Schritt (S03), der Schritt (S04), der Schritt (S14) und der Schritt (S05) wiederholt durchgeführt.
Wie zuvor erwähnt, kann in dem Messverfahren der vorliegenden Ausführungsform der Kontaktabschnitt 100 zwischen jedem Messfühler 1 und jeder Elektrode sicher bedeckt werden, indem dem Kontaktabschnitt 100 durch die Oberfläche des Messfühlers 1 die Isolierflüssigkeit 20 zugeführt wird. Ferner kann der Messfühler 1 bis zu dessen Abschnitt, der an einer vorbestimmten Höhe vom Kontaktabschnitt 10C angeordnet ist, mit der Isolierflüssigkeit 20 bedeckt werden. Ferner kann das Messverfahren gemäß der vorliegenden Ausführungsform auf einen Elementeigenschaften-Auswertungsschritt in einem Verfahren zur Herstellung eines IGBT angewendet werden. Zum Beispiel kann in dem Verfahren zur Herstellung des IGBT, nach dem Durchführen eines Verarbeitungsschritts zur Bildung jeder Struktur des IGBT auf dem Wafer, ein Auswertungsschritt unter Verwendung des Messverfahrens gemäß der vorliegenden Ausführungsform, wie in 2 gezeigt, durchgeführt werden.
In der vorliegenden Ausführungsform kann die Steuereinheit 7 ein Ausstoßen einer vorbestimmten Menge an Isolierflüssigkeit 20 von der Ausstoßdüse 2a des Zufuhrelements 2 auf die Oberfläche eines jeden Messfühlers 1 vor der Erfassung des Kontakts zwischen jedem der Messfühler 1 und jeder der Elektroden bewirken. So kann beispielsweise die Isolierflüssigkeit 20 aus der Ausstoßdüse 2a auf die Oberfläche des Messfühlers 1 abgegeben werden, während der Verfahrtisch 9 bewegt wird, um ein IGBT, das als nächstes unter der Vielzahl von IGBTs, die auf dem Wafer 10 gebildet sind, zu messen, in der Messposition anzuordnen. Somit erreicht die Isolierflüssigkeit 20 den Kontaktabschnitt 100 in einer kürzeren Zeit, nachdem die Messfühler 1 und die Elektroden miteinander in Kontakt gebracht wurden, als verglichen mit einem Fall, bei dem die Isolierflüssigkeit 20 auf die Oberfläche eines jeden Messfühlers 1 ausgestoßen wird, nachdem die Messfühler 1 und die Elektroden miteinander in Kontakt gebracht wurden.
Ferner kann die Steuereinheit 7 ein Ausstoßen einer vorbestimmten Menge an Isolierflüssigkeit 20 aus der Ausstoßdüse 2a des Zufuhrelements 2 auf die Oberfläche des Messfühlers 1 vor der Erfassung des Kontakts zwischen jedem der Messfühler 1 und jeder der Elektroden bewirken und die Isolierflüssigkeit 20 kann nach der Ausrichtung der Messposition (Schritt S03) und vor dem miteinander in Kontaktbringen der Messfühler 1 und der Elektroden (Schritt S04) (beispielsweise während der Bewegung des Verfahrtisches 9 in die Z-Achsenrichtung) durch die Oberfläche eines jeden Messfühlers 1 auf das Element tropfen.
Die Isolierflüssigkeit 20 tropft von jedem der Messfühler 1 und kann daher auch in diesem Fall sicher dem Bereich zugeführt werden, in dem jeder der Messfühler 1 und jede der Elektroden in Kontakt miteinander sind. Ferner kann, verglichen mit dem Fall, bei dem die Isolierflüssigkeit 20 zugeführt wird, nachdem sie in Kontakt miteinander gebracht wurden, die Isolierflüssigkeit 20 schnell dem Kontaktabschnitt 100 zugeführt werden.
Vorzugsweise werden die Bedingungen (Ausstoßmenge, Zeitpunkt des Ausstoßes und dergleichen) unter denen die Steuereinheit 7 das Ausstoßen der Isolierflüssigkeit 20 bewirkt, die Konfigurationen des Messfühlers 1 und der Ausstoßdüse 2a und dergleichen derart verwendet, dass die Isolierflüssigkeit 20 dem Kontaktabschnitt 100 zur gleichen Zeit zugeführt wird, wie jeder der Messfühler 1 und jede der Elektroden in Kontakt miteinander gebracht werden. Auf diese Weise kann die Isolierflüssigkeit 20 schnell und sicher dem Kontaktabschnitt 100 zugeführt werden. Dementsprechend kann verhindert werden, dass sich die Messzeit im Hinblick auf die Zuführung der Isolierflüssigkeit 20 verlängert.
Ferner können in der Messvorrichtung der vorliegenden Ausführungsform ein oder mehrere Messfühler 1 vorgesehen sein. Beispielsweise kann die Messvorrichtung konfiguriert sein, eine Spannung zwischen einem Messfühler 1 und der Oberfläche des Verfahrtisches 9 anzulegen und in der Lage sein, elektrischen Strom zu messen.
Ferner kann in der Messvorrichtung gemäß der vorliegenden Ausführungsform ein Halteabschnitt in der Oberfläche des Messfühlers 1 ausgebildet sein. Der Halteabschnitt ist in der Lage, eine bestimmte Menge Isolierflüssigkeit zu halten und dem Kontaktabschnitt 100 zwischen dem Messfühler 1 und der Elektrode die Isolierflüssigkeit zuzuführen. Bezugnehmend auf 3, kann der Halteabschnitt zum Beispiel eine in der Oberfläche des Messfühlers 1 ausgebildete Nut 3 aufweisen. Die Nut 3 kann in jedem Bereich des Messfühlers 1 vorgesehen sein, solange sie nicht die Festigkeit und den Kontaktwiderstand des Messfühlers 1 beeinflusst. Die Nut 3 kann in der Nähe der Spitze vorgesehen sein. Zum Beispiel kann die Nut 3 ausgebildet sein, um sich von der Spitze des Messfühlers 1 in Richtung der Fußes des Messfühlers 1 in Form einer geraden Linie oder einer Spirale zu erstrecken. Als Modifikation kann unter Bezugnahme auf 4 der Halteabschnitt Löcher 4, die in der Oberfläche des Messfühlers 1 ausgebildet sind, umfassen. Als weitere Modifikation kann unter Bezugnahme auf 5 der Halteabschnitt Unregelmäßigkeiten 5 aufweisen, die in der Oberfläche des Messfühlers 1 ausgebildet sind. Als noch eine weitere Modifikation kann unter Bezugnahme auf 6 der Halteabschnitt eine Schnittnut 6 umfassen, die ausgebildet ist, um die Spitze des Messfühlers 1 in einen Messfühler 1a und einen Messfühler 1b zu teilen. Wenn die Isolierflüssigkeit 20, die aus der Ausstoßdüse 2a der Oberfläche des Messfühler 1 zugeführt wird, jeden der derartigen in den Messfühlern 1 ausgebildeten Halteabschnitte erreicht, wird die Isolierflüssigkeit 20 in dem Halteabschnitt gehalten. Auch kann in jeder dieser Modifikationen, wie mit der oben beschriebenen Nut 3, der Halteabschnitt in jedem Bereich in der Oberfläche des Messfühlers 1 ausgebildet werden.
Ferner ist die Messvorrichtung gemäß der vorliegenden Ausführungsform nicht so konfiguriert, um eine Spannung zwischen der Vielzahl von Messfühlern 1 anzulegen. In diesem Fall ist beispielsweise jeder der Messfühler 1 geerdet und eine Spannung zwischen dem Messfühler 1 und dem Verfahrtisch 9 angelegt.
Ferner kann in der Messvorrichtung gemäß der vorliegenden Ausführungsform das Zufuhrelement 2 an der Basis befestigt werden, solange die Isolierflüssigkeit der Oberfläche des Messfühlers 1 zugeführt werden kann.
In der vorliegenden Ausführungsform kann das Element beispielsweise ein beliebiges Halbleiterelement, das als ”Leistungsvorrichtung” bezeichnet wird, sein und einen MOSFET (Metalloxid-Halbleiter-Feldeffekttransistor) umfassen.
(Zweite Ausführungsform)
Bezugnehmend auf 7 wird im Nachfolgenden eine Messvorrichtung und ein Messverfahren gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung beschrieben. In der vorliegenden Ausführungsform sind die Messvorrichtung und das Messverfahren im Wesentlichen gleich wie die Messvorrichtung und das Messverfahren gemäß der ersten Ausführungsform ausgebildet, unterscheiden sich jedoch von der Messvorrichtung und dem Messverfahren, die in 1 und 2 gezeigt sind, in den folgenden Punkten: Das Zufuhrelement 2 umfasst ein Isolierflüssigkeitsbad 2b; und ein Halteabschnitt (Schnittnut 6 in dem Beispiel der 7) ist in der Oberfläche des Messfühlers 1 ausgebildet, um die Isolierflüssigkeit temporär zu halten. Es sei angemerkt, dass in der vorliegenden Ausführungsform der Halteabschnitt nicht auf die Schnittnut 6 beschränkt ist und entsprechend konfigurierbar ist, um wie oben beschrieben die Isolierflüssigkeit temporär zu halten.
In der vorliegenden Ausführungsform wird die Isolierflüssigkeit nicht aus der Ausstoßdüse 2a der Oberfläche des Messfühlers 1 zugeführt. Beispielsweise wird unter Bezugnahme auf 7(a) die Isolierflüssigkeit dem Halteabschnitt, der in der Oberfläche des Messfühlers 1 ausgebildet ist, zugeführt, indem der Messfühler 1 in das Isolierflüssigkeitsbad 2b, das die Isolierflüssigkeit enthält und an der Messeinrichtung angebracht ist, eingetaucht. Das Isolierflüssigkeitsbad 2b kann beispielsweise an dem Verfahrtisch 9 befestigt und beweglich ausgebildet sein. In diesem Fall kann das Isolierflüssigkeitsbad 2b, wie oben beschrieben, zu dem an der Basis befestigten Messfühler 1 bewegt werden, um den Messfühler 1 in das Isolierflüssigkeitsbad 2b einzutauchen. Alternativ kann das Isolierflüssigkeitsbad 2b beispielsweise an der Messvorrichtung befestigt vorgesehen sein. In diesem Fall ist, anders als die Messvorrichtung gemäß der ersten Ausführungsform, der Messfühler 1 beweglich ausgebildet, wodurch der Messfühler 1 in dem Isolierflüssigkeitsbad 2b eingetaucht werden kann.
Bei dem Messverfahren gemäß der vorliegenden Ausführungsform muss, um der Oberfläche des Messfühlers 1 die Isolierflüssigkeit zuzuführen, der Verfahrtisch 9 oder der beweglich ausgebildete Messfühler 1 bewegt werden. Dabei wird der Messfühler 1 in dem Isolierflüssigkeitsbad 2b zu einem Zeitpunkt eingetaucht, bevor ein zu messender IGBT in die Messposition bewegt wird oder zu einem Zeitpunkt bevor der Messfühler 1 zu dem zu messenden IGBT bewegt wird. Ferner kann der Zeitpunkt, an dem der Messfühler 1 in das Isolierflüssigkeitsbad 2b eingetaucht wird, in einem bestimmten Intervall während der Messung der Vielzahl von Elementen, die auf dem Wafer 10 ausgebildet ist, wiederholt werden. Ferner kann verhindert werden, dass sich die Messzeit aufgrund des Eintauchens des Messfühlers 1 in das Isolierflüssigkeitsbad 2b verlängert, indem der Messfühler 1 oder das Isolierflüssigkeitsbad 2b beispielsweise durch Versehen des Messfühlers 1 mit einem eine größere Retentionskapazität aufweisenden Halteabschnitt oder durch Anordnen einer Vielzahl von Isolierflüssigkeitsbädern 2b um den Wafer 10 geeignet konfiguriert wird. Auf diese Weise kann eine ähnliche Wirkung wie bei der Messeinrichtung gemäß der ersten Ausführungsform erhalten werden.
Ferner kann in dem Messverfahren gemäß der vorliegenden Ausführungsform die Isolierflüssigkeit 20 zum gleichen Zeitpunkt dem Kontaktabschnitt 10C zugeführt werden, wie der Messfühler 1 und die Elektrode in Kontakt miteinander gebracht werden, um dadurch sicher und schnell den Kontaktabschnitt 100 zu bedecken.
Bisher wurden die Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung beschrieben, jedoch sind die hierin offenbarten Ausführungsformen als veranschaulichend und in keinerlei Hinsicht als einschränkend zu erachten. Der Umfang der vorliegenden Erfindung wird vielmehr durch die Ansprüche als durch die oben beschriebenen Ausführungsformen definiert und soll alle Änderungen innerhalb des Umfangs und der Bedeutung entsprechend dem Inhalt der Ansprüche umfassen.
GEWERBLICHE ANWENDBARKEIT
Die Messvorrichtung und das Messverfahren in der vorliegenden Erfindung sind vorteilhafterweise insbesondere auf eine Messvorrichtung und ein Messverfahren für ein Stromelement anwendbar, das mit großem Strom betrieben werden muss.
BEZUGSZEICHENLISTE

1, 1a, 1b: Messfühler; 2: Zufuhrelement; 2a Ausstoßdüse; 2b: Isolierflüssigkeitsbad; 3: Nut; 4: Loch; 5: Unregelmäßigkeiten; 6: Schnittnut; 7: Steuereinheit; 8: Tank; 9: Verfahrtisch; 10: Wafer; 10A: Hauptoberfläche; 10B: Rückseitenfläche; 10C: Kontaktabschnitt; 11: Halter; 20: Isolierflüssigkeit

Claims

Messvorrichtung, umfassend: einen Messfühler zum Anlegen einer Spannung an eine Elektrode eines Elements; und ein Zufuhrelement zum Zuführen einer Isolierflüssigkeit zu einem Kontaktabschnitt zwischen der Elektrode und dem Messfühler durch eine Oberfläche des Messfühlers.
Messvorrichtung gemäß Anspruch 1, wobei das Zufuhrelement an dem Messfühler befestigt ist und eine Ausstoßdüse umfasst, die die Isolierflüssigkeit durch die Oberfläche des Messfühlers an den Kontaktabschnitt abgibt.
Messvorrichtung gemäß Anspruch 1, wobei das Zufuhrelement ein die Isolierflüssigkeit enthaltendes Flüssigkeitsbad umfasst, und dem Kontaktabschnitt durch die Oberfläche der Messfühler durch Eintauchen des Messfühlers in das Flüssigkeitsbad die Isolierflüssigkeit zugeführt wird.
Messvorrichtung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei der Messfühler einen Halteabschnitt zum vorübergehenden Halten der Isolierflüssigkeit aufweist.
Messvorrichtung gemäß Anspruch 4, wobei der Halteabschnitt eine in der Oberfläche des Messfühlers ausgebildete Nut aufweist.
Messvorrichtung gemäß Anspruch 4, wobei der Halteabschnitt ein in der Oberfläche des Messfühlers ausgebildetes Loch umfasst.
Messvorrichtung gemäß Anspruch 4, wobei der Halteabschnitt in der Oberfläche des Messfühlers ausgebildete Unregelmäßigkeiten umfasst.
Messvorrichtung gemäß Anspruch 4, wobei der Halteabschnitt eine in einer Spitze des Messfühlers ausgebildete Schnittnut aufweist.
Messverfahren mit den Schritten: Herstellen eines Wafers, der mit einem Element, das eine Elektrode aufweist, versehen ist; Gegenseitiges in Kontaktbringen der Elektrode des Elements mit einem Messfühler; und Messen einer Elementeigenschaft durch Leiten eines elektrischen Stroms zwischen dem Messfühler und der Elektrode, wobei einem Kontaktabschnitt zwischen der Elektrode und dem Messfühler durch eine Oberfläche des Messfühlers eine Isolierflüssigkeit zugeführt wird.
Messverfahren gemäß Anspruch 9, das ferner den Schritt umfasst, dass nach dem Schritt des in Kontaktbringens und vor dem Schritt des Messens dem Kontaktabschnitt zwischen der Elektrode und der Messfühler durch eine Oberfläche des Messfühlers die Isolierflüssigkeit zugeführt wird.
Messverfahren gemäß Anspruch 9, das ferner den Schritt umfasst, vor dem Schritt des in Kontaktbringens die Isolierflüssigkeit der Oberfläche des Messfühlers zuzuführen.
Messverfahren gemäß Anspruch 9 oder 11, wobei zur selben Zeit, wenn der Schritt des in Kontaktbringens durchgeführt wird, dem Kontaktabschnitt zwischen der Elektrode und dem Messfühler durch die Oberfläche des Messfühlers die Isolierflüssigkeit zugeführt wird.
Messverfahren gemäß einem der Ansprüche 9 bis 12, wobei der Messfühler einen Halteabschnitt zum vorübergehenden Halten der Isolierflüssigkeit aufweist.
Messverfahren gemäß Anspruch 13, wobei der Halteabschnitt eine in der Oberfläche des Messfühlers ausgebildete Nut aufweist.
Messverfahren gemäß Anspruch 13, wobei der Halteabschnitt ein in der Oberfläche des Messfühlers ausgebildetes Loch umfasst.
Messverfahren gemäß Anspruch 13, wobei der Halteabschnitt in der Oberfläche des Messfühlers ausgebildete Unregelmäßigkeiten umfasst.
Messverfahren gemäß Anspruch 13, wobei der Halteabschnitt eine in einer Spitze des Messfühlers ausgebildete Schnittnut aufweist.
Herstellungsverfahren für ein Element unter Verwendung des Messverfahrens gemäß einem der Ansprüche 9 bis 17.