JP2000164647A - ウエハカセット及び半導体集積回路の検査装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ウエハトレイ、弾性シート及び環状のシール
部材によって形成される密封空間を減圧する際に、弾性
シートが周囲に拡がるように延びる事態を防止する。 【解決手段】 ウエハトレイ１０のウエハ保持部１０ａ
の上には半導体ウエハ１が保持されていると共に、半導
体ウエハ１と対向するように弾性シート７が設けられて
いる。ウエハトレイ１０におけるウエハ保持部１０ａの
外側には環状の減圧用凹状溝１２が形成されていると共
に、ウエハトレイ１０の一側部には減圧バルブ１４が設
けられており、減圧バルブ１４は減圧供給路１５を介し
て真空ポンプ１６に接続されている。ウエハトレイ１０
におけるウエハ保持部１０ａの周囲には、例えば２つの
屈曲部を有する蛇腹状の弾性体からなる環状のシール部
材３１が設けられている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、半導体ウエハ上に
形成された複数の半導体集積回路素子の電気的特性をウ
エハ状態で一括して検査するために用いられるウエハカ
セット及び半導体集積回路の検査装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、半導体集積回路装置は、半導体集
積回路素子とリードフレームのインナーリードとがボン
ディングワイヤによって電気的に接続された後、半導体
集積回路素子及びインナーリードが樹脂又はセラミック
により封止された状態で供給され、プリント基板に実装
されていた。

【０００３】ところが、電子機器の小型化及び低価格化
の要求から、半導体集積回路素子を半導体ウエハから切
り出したままのベアチップ状態で回路基板に実装する方
法が開発されており、品質が保証されたベアチップを低
価格で供給することが望まれている。

【０００４】ベアチップに対して品質保証を行なうため
には、半導体集積回路素子の電気的特性をウエハ状態で
（ウエハレベルで）一括してバーインを行なうことが低
コスト化の点で望ましい。このため、半導体ウエハ上に
形成されている複数の半導体集積回路素子に対してウエ
ハ状態で一括してバーインを行なうウエハカセットが提
案されている。

【０００５】以下、従来のウエハカセットについて、図
５及び図６を参照しながら説明する。尚、図６は図５に
おける要部の拡大断面図である。

【０００６】図５及び図６に示すように、半導体ウエハ
１の上に形成された複数の半導体集積回路素子の表面に
は多数の検査用電極２がそれぞれ設けられており、各検
査用電極２の周縁部はパッシベーション膜３によって覆
われている。

【０００７】半導体ウエハ１と対向するように検査用基
板４が設けられており、該検査用基板４は、配線層５ａ
を有する配線基板５と、周縁部が剛性リング６によって
配線基板５に固定された例えばポリイミドシートからな
る弾性シート７と、該弾性シート７における半導体ウエ
ハ１の検査用電極２と対応する部位に設けられた半球状
のプローブ端子８と、配線基板５と弾性シート７との間
に設けられ、配線基板５の配線層５ａの一端部とプロー
ブ端子８とを電気的に接続する異方導電性ゴムシート９
とを備えている。

【０００８】尚、配線基板５の配線層５ａの他端部は、
電源電圧、接地電圧又は信号電圧等の検査用電圧を供給
する図示しない検査装置に接続される。

【０００９】ウエハトレイ１０における半導体ウエハ１
を保持するウエハ保持部１０ａの周囲には、リップ状の
断面を有する弾性体からなる環状のシール部材１１が設
けられている。ウエハトレイ１０におけるウエハ保持部
１０ａとシール部材１１との間には環状の減圧用凹状溝
１２が形成されており、該減圧用凹状溝１２はウエハ保
持部１０ａの下側に形成されている連通路１３によって
も互いに連通している。ウエハトレイ１０の一側部には
減圧バルブ１４が設けられており、該減圧バルブ１４は
減圧供給路１５を介して真空ポンプ１６に接続されてい
る。また、ウエハトレイ１０のウエハ保持部１０ａに
は、減圧用凹状溝１２と連通路１３を介して連通してい
る吸引用凹状溝１７が形成されており、半導体ウエハ１
は吸引用凹状溝１７からの減圧力に吸引されてウエハ保
持部１０ａに保持される。

【００１０】以下、前述の構造を有する検査用基板４及
びウエハトレイ１０からなるウエハカセットを用いて行
なう検査方法について説明する。

【００１１】水平方向及び上下方向に移動可能な可動テ
ーブル２０の上に、半導体ウエハ１を保持しているウエ
ハトレイ１０を載置すると共に、ウエハトレイ１０の上
に検査用基板４を配置した後、可動ステージ２０を水平
方向へ移動してウエハトレイ１０に保持されている半導
体ウエハ１と検査用基板４との位置合わせを行ない、そ
の後、可動ステージ２０を上方へ移動して、ウエハトレ
イ１０と配線基板５とを互いに接近させる。

【００１２】次に、真空ポンプ１６を駆動して減圧用凹
状溝１２の内部を減圧すると、弾性シート７とシール部
材１１の先端部とが接触するため、ウエハトレイ１０、
シール部材１１及び弾性シート７によって密封空間２１
が形成される。その後、減圧用凹状溝１２の内部を更に
減圧して密封空間２１を減圧すると、図５及び図６に示
すようにシール部材１１の断面形状が弓状になるので、
弾性シート７に設けられている各プローブ端子８と半導
体ウエハ１の各検査用電極２とが接触する。

【００１３】次に、密封空間２１の減圧状態を維持した
まま、つまり検査用基板４とウエハトレイ１０との一体
化を維持したまま、減圧供給路１５における減圧バルブ
１４側の先端部に設けられているバルブ接続部１５ａと
減圧バルブ１４との接続を解放し、その後、検査用基板
４とウエハトレイ１０とからなるウエハカセットを検査
装置のカセット収納部に搬入する。

【００１４】尚、図示は省略しているが、減圧供給路１
５のバルブ接続部１５ａの外周面には環状の凹状溝が形
成されていると共に、減圧バルブ１４の内周面には内側
に付勢された複数のボールが適当な間隔をおいて保持さ
れており、減圧バルブ１４のボールのバルブ接続部１５
ａの凹状溝に対する嵌入又は離脱によって、減圧供給路
１５と減圧バルブ１４との接続又は解放が行なわれる。

【００１５】検査装置は、カセット収納部に所定数のウ
エハカセットが搬入されると、ウエハカセットに収納さ
れている半導体ウエハ１の各検査用電極２に検査用電圧
を印加すると共に、各検査用電極２からの出力信号を受
けて、半導体ウエハ１上に形成されている各半導体集積
回路素子の電気特性を評価する。

【００１６】

【発明が解決しようとする課題】ところが、前記のウエ
ハカセット及び検査装置を用いて半導体ウエハ上に形成
されている複数の半導体集積回路素子に対して電気的特
性の検査を行なったところ、以下に説明するような種々
の問題が発生した。

【００１７】まず、弾性シート７に設けられているプロ
ーブ端子８と半導体ウエハ１の検査用電極２とを接触さ
せるべく密封空間２１を減圧すると、シール部材１１が
リップ状の断面を有しているため、シール部材１１の先
端部が外側に拡がってシール部材１１は弓状に屈曲する
が、この際、弾性シート７の周縁部が外側へ引っ張られ
るので、弾性シート７は周囲に拡がるように延びる。周
縁部が外側へ引っ張られるよう弾性シート７が延びる
と、弾性シート７の周縁部の近傍に設けられているプロ
ーブ端子８も外側へ移動するので、半導体ウエハ１の検
査用電極２の表面に擦り傷が発生したり、次回の検査時
において、弾性シート７の周縁部の近傍に設けられてい
るプローブ端子８が半導体ウエハ１の検査用電極２に対
して位置ずれしたりするという第１の問題が発生した。

【００１８】また、半導体ウエハ１は、吸引用凹状溝１
７からの減圧力に吸引されてウエハ保持部１０ａに保持
されるが、この際、半導体ウエハ１における吸引用凹状
溝１７と対向する部位が吸引用凹状溝１７に沈み込むよ
うに延びる。このため、半導体ウエハ１における吸引用
凹状溝１７と対向する部位の近傍に位置する検査用電極
２とプローブ端子８とが位置ずれを起こすので、検査用
電極２とプローブ端子８との電気的導通が低下する（電
気抵抗が大きくなる）という第２の問題が発生した。

【００１９】また、半導体ウエハ１には多数の半導体集
積回路素子が形成されているため、半導体ウエハ１は大
きく波打つように変形していることがあると共に、半導
体ウエハ１に対してバーンインを行なう際に加えられる
熱によって半導体ウエハ１は面内において歪んでいるこ
とがある。このため、弾性シート７に設けられているす
べてのプローブ端子８と半導体ウエハ１におけるすべて
の検査用電極２とが確実に接触しなくなるという第３の
問題が発生した。

【００２０】また、弾性シート７に設けられているプロ
ーブ端子８と半導体ウエハ１の検査用電極２とが接触す
る際には、減圧供給路１５のバルブ接続部１５ａをウエ
ハトレイ１０の減圧バルブ１４に接続する必要があると
共に、プローブ端子８と検査用電極２との接触が確保さ
れたときには、減圧供給路１５のバルブ接続部１５ａを
減圧バルブ１４から脱離させて、ウエハカセットを検査
装置のカセット収納部に搬入する必要がある。バルブ接
続部１５ａの減圧バルブ１４に対する着脱状態が不完全
であると、ウエハカセットを検査装置に搬送する際に密
封空間２１の減圧度が低下して、プローブ端子８と検査
用電極２との接触が不良になってしまうという第４の問
題が発生した。

【００２１】また、１枚の半導体ウエハ１に対する検査
の完了毎にバルブ接続部１５ａの減圧バルブ１４に対す
る着脱を行なう必要があるため、多数枚の半導体ウエハ
１に対して検査を行なうためには、バルブ接続部１５ａ
の減圧バルブ１４に対する着脱を多数回行なわなければ
ならないので、バルブ接続部１５ａの減圧バルブ１４に
対する着脱作業を簡便にしたいという要望も発生した。

【００２２】また、半導体ウエハ１に対する一連の検査
が完了したときには、半導体ウエハ１をウエハ保持部１
０ａから取り除く作業が必要になるが、半導体ウエハ１
は厚さが薄いと共に減圧力によってウエハ保持部１０ａ
に吸引されていたため、半導体ウエハ１はウエハ保持部
１０ａに沿った形状になっているので、半導体ウエハ１
をウエハ保持部１０ａから取り出す作業が困難であると
いう第５の問題も発生した。

【００２３】前記に鑑み、本発明は、弾性シートに設け
られているプローブ端子と半導体ウエハの検査用電極と
を接触させるべく密封空間を減圧する際に弾性シートが
周囲に拡がるように延びる事態を防止することを第１の
目的とし、半導体ウエハを減圧力によってウエハトレイ
のウエハ保持部に保持する際に、半導体ウエハがウエハ
トレイ側に部分的に沈み込む事態を防止することを第２
の目的とし、半導体ウエハが波打つように変形していた
り又は熱によって歪んでいても、プローブ端子と検査用
電極とが確実に接触するようにすることを第３の目的と
し、減圧供給路のバルブ接続部とウェハトレイの減圧バ
ルブとの接合を確実にすると共に、バルブ接続部の減圧
バルブに対する着脱作業を簡便することを第４の目的と
し、半導体ウエハに対する一連の検査が完了したとき
に、半導体ウエハをウエハトレイのウエハ保持部から取
り出す作業を容易にすることを第５の目的とする。

【００２４】

【課題を解決するための手段】前記の第１の目的を達成
するため、本発明に係る第１のウエハカセットは、複数
の半導体集積回路素子が形成された半導体ウエハを保持
するウエハ保持部を有するウエハトレイと、ウエハ保持
部に保持されている半導体ウエハと対向するように設け
られ、周端部において保持基板に保持されていると共
に、複数の半導体集積回路素子の検査用電極と対応する
部位にプローブ端子を有する弾性シートと、ウエハトレ
イにおけるウエハ保持部の外側に設けられ、ウエハトレ
イ及び弾性シートと共に密封空間を形成する環状のシー
ル部材とを備え、シール部材は複数の屈曲部を持つ断面
形状を有している。

【００２５】第１のウエハカセットによると、ウエハト
レイ及び弾性シートと共に密封空間を形成する環状のシ
ール部材は、複数の屈曲部を持つ断面形状を有している
ため、弾性シートに設けられているプローブ端子と半導
体ウエハの検査用電極とを接触させるべく、ウエハトレ
イ、弾性シート及びシール部材によって形成される密封
空間を減圧すると、シール部材は複数の屈曲部において
屈曲しながら蛇腹状に高さが低くなるので、弾性シート
の周縁部が外側へ引っ張られることなく弾性シートとウ
エハトレイとの距離ひいてはプローブ端子と検査用電極
との距離が小さくなる。

【００２６】前記の第２の目的を達成するため、本発明
に係る第２のウエハカセットは、複数の半導体集積回路
素子が形成された半導体ウエハを保持するウエハ保持部
と、ウエハ保持部の外側に設けられた減圧用凹状溝と、
ウエハ保持部の下側に設けられ減圧用凹状溝と連通する
連通路とを有するウエハトレイと、ウエハ保持部に保持
されている半導体ウエハと対向するように設けられ、複
数の半導体集積回路素子の検査用電極と対応する部位に
プローブ端子を有する弾性シートと、ウエハトレイにお
ける減圧用凹状溝の外側に設けられ、ウエハトレイ及び
弾性シートと共に密封空間を形成する環状のシール部材
と、ウエハトレイにおけるウエハ保持部と連通路との間
に設けられ、多数の連続通気孔を有する多孔質部材とを
備えている。

【００２７】第２のウエハカセットによると、ウエハト
レイにおけるウエハ保持部と連通路との間に設けられ多
数の連続通気孔を有する多孔質部材を備えているため、
減圧用凹状溝の内部を減圧すると、減圧力は減圧用凹状
溝及び連通路を介して多孔質部材の多数の連続通気孔に
伝わるので、ウエハトレイのウエハ保持部に載置されて
いる半導体ウエハはウエハ保持部に確実に吸引される。

【００２８】前記の第３の目的を達成するため、本発明
に係る第３のウエハカセットは、複数の半導体集積回路
素子が形成された半導体ウエハを保持するウエハ保持部
を有するウエハトレイと、ウエハ保持部に保持されてい
る半導体ウエハと対向するように設けられ、複数の半導
体集積回路素子の検査用電極と対応する部位にプローブ
端子を有する弾性シートと、ウエハトレイにおけるウエ
ハ保持部の外側に設けられ、ウエハトレイ及び弾性シー
トと共に密封空間を形成する環状のシール部材と、ウエ
ハトレイにおけるウエハ保持部の反対側の面に形成さ
れ、ウエハ保持部の剛性を低減させる凹状部とを備えて
いる。

【００２９】第３のウエハカセットによると、ウエハト
レイにおけるウエハ保持部の反対側の面に形成され、ウ
エハ保持部の剛性を低減させる凹状部を備えているた
め、ウエハ保持部に保持される半導体ウエハが波打つよ
うに変形していたり又は熱により歪んだりしていても、
ウエハ保持部は半導体ウエハに沿うように変形する。

【００３０】前記の第４の目的を達成するため、本発明
に係る半導体集積回路の検査装置は、複数の半導体集積
回路素子が形成された半導体ウエハを保持するウエハ保
持部を有するウエハトレイと、ウエハ保持部に保持され
ている半導体ウエハと対向するように設けられ、複数の
半導体集積回路素子の検査用電極と対応する部位にプロ
ーブ端子を有する弾性シートと、ウエハトレイにおける
ウエハ保持部の外側に設けられ、ウエハトレイ及び弾性
シートと共に密封空間を形成する環状のシール部材と、
ウエハトレイに設けられ、密封空間を減圧するための減
圧バルブと、一端部に減圧バルブに接続されるバルブ接
続部を有すると共に、他端部が真空ポンプに接続されて
いる減圧供給路と、ウエハトレイにおける減圧バルブの
外側に固定されており、ウエハトレイと対向する面に形
成されたバルブ側係止部と、減圧供給路のバルブ接続部
と対向する面に形成されたバルブ側傾斜部とを有するバ
ルブ側コネクタと、バルブ側係止部に係止される接続部
側係止部と、バルブ側傾斜部と摺接する接続部側傾斜部
とを有しており、減圧供給路におけるバルブ接続部の外
側に、内側へ向かって付勢されていると共に接続部側傾
斜部がバルブ側傾斜部と摺接するときに付勢力に抗して
外側へ移動するように保持されている減圧供給路側コネ
クタとを備えている。

【００３１】本発明の半導体集積回路の検査装置による
と、ウエハトレイにおける減圧バルブの外側に固定さ
れ、ウエハトレイと対向する面に形成されたバルブ側係
止部と、減圧供給路のバルブ接続部と対向する面に形成
されたバルブ側傾斜部とを有するバルブ側コネクタを備
えていると共に、バルブ側係止部に係止される接続部側
係止部と、バルブ側傾斜部と摺接する接続部側傾斜部と
を有しており、減圧供給路におけるバルブ接続部の外側
に、内側へ向かって付勢されていると共に接続部側傾斜
部がバルブ側傾斜部と摺接するときに付勢力に抗して外
側へ移動するように保持されている減圧供給路側コネク
タを備えているため、減圧供給路側コネクタをバルブ側
コネクタと対向させた後に、減圧供給路側コネクタをバ
ルブ側コネクタに対して、接続部側傾斜部がバルブ側傾
斜部と摺接するように押圧すると、減圧供給路側コネク
タが付勢力に抗して外側へ移動し、その後、接続部側係
止部がバルブ側係止部に係止されるので、減圧供給路側
コネクタはバルブ側コネクタに固定され、また、減圧供
給路側コネクタを外側へ移動させた後にバルブ側コネク
タから引き離すと、接続部側係止部とバルブ側係止部と
の係止状態が解放されるので、減圧供給路側コネクタは
バルブ側コネクタから離脱する。

【００３２】前記の第５の目的を達成するため、本発明
に係る第４のウエハカセットは、複数の半導体集積回路
素子が形成された半導体ウエハを保持するウエハ保持部
を有するウエハトレイと、ウエハ保持部に保持されてい
る半導体ウエハと対向するように設けられ、複数の半導
体集積回路素子の検査用電極と対応する部位にプローブ
端子を有する弾性シートと、ウエハトレイにおけるウエ
ハ保持部の外側に設けられ、ウエハトレイ及び弾性シー
トと共に密封空間を形成する環状のシール部材と、ウエ
ハトレイにおけるウエハ保持部と該ウエハ保持部の外側
部分とに跨る部位に形成され、半導体ウエハを把持する
治具の先端部が挿入可能な大きさの治具用凹状溝とを備
えている。

【００３３】第４のウエハカセットによると、ウエハト
レイにおけるウエハ保持部と該ウエハ保持部の外側部分
とに跨る部位に形成され、半導体ウエハを把持する治具
の先端部が挿入可能な大きさの治具用凹状溝を備えてい
るため、半導体ウエハに対する一連の検査が完了したと
きには、ウエハトレイに設けられている治具用凹状溝に
治具の先端部を挿入して該治具によって半導体ウエハを
把持することができる。

【００３４】

【発明の実施の形態】（第１の実施形態）以下、本発明
の第１の実施形態に係るウエハカットについて図１及び
図６を参照しながら説明する。

【００３５】図１は第１の実施形態に係るウエハカセッ
トの断面構造を示しており、ウエハトレイ１０のウエハ
保持部１０ａの上には半導体ウエハ１が保持されてお
り、従来と同様、半導体ウエハ１の上に形成された複数
の半導体集積回路素子の表面には多数の検査用電極２が
設けられている（図６を参照）。

【００３６】半導体ウエハ１と対向するように検査用基
板４が設けられており、従来と同様、検査用基板４は、
配線層を有する保持基板としての配線基板５と、周縁部
が剛性リング６によって配線基板５に固定された例えば
ポリイミドシートからなる弾性シート７と、該弾性シー
ト７における半導体ウエハ１の検査用電極２と対応する
部位に設けられた半球状のプローブ端子８（図６を参
照）と、配線基板５と弾性シート７との間に設けられた
異方導電性ゴムシート９とを備えている。

【００３７】また、ウエハトレイ１０におけるウエハ保
持部１０ａの外側には環状の減圧用凹状溝１２が形成さ
れており、該減圧用凹状溝１２はウエハ保持部１０ａの
下側に形成されている連通路１３によっても互いに連通
している。ウエハトレイ１０の一側部には減圧バルブ１
４が設けられており、該減圧バルブ１４は減圧供給路１
５を介して真空ポンプ１６に接続されている。

【００３８】第１の実施形態の特徴として、ウエハトレ
イ１０におけるウエハ保持部１０ａの周囲には、複数例
えば２つの屈曲部を有する蛇腹状の断面形状に形成され
た弾性体からなる環状のシール部材３１が設けられてい
る。

【００３９】また、ウエハトレイ１０におけるウエハ保
持部１０ａと連通路１３との間には、多数の連続通気孔
を有する多孔質部材３２が設けられている。

【００４０】以下、第１の実施形態に係るウエハカセッ
トを用いて行なう検査方法について説明する。

【００４１】まず、半導体ウエハ１をウエハトレイ１０
のウエハ保持部１０ａに載置した後、ウエハトレイ１０
を水平方向及び上下方向に移動可能な可動テーブル２０
の上に載置すると共に、検査用基板４を半導体ウエハ１
の上側に配置する。

【００４２】次に、真空ポンプ１６を駆動して減圧用凹
状溝１２の内部を減圧すると、減圧力は、連通路１３及
び多孔質部材３２の多数の連続通気孔を介して、ウエハ
保持部１０ａに載置されている半導体ウエハ１に作用す
るので、半導体ウエハ１は減圧力に吸引されてウエハ保
持部１０ａに保持される。

【００４３】この場合、ウエハ保持部１０ａには従来の
ような吸引用凹状溝が形成されていないため、半導体ウ
エハ１は部分的に沈み込まないので、弾性シート７に設
けられているプローブ端子８と半導体ウエハ１に形成さ
れている検査用電極２とは位置ずれしない。このため、
プローブ端子８と検査用電極２との間の良好な電気的導
通を確保することができる。

【００４４】また、多孔質部材３２は、ウエハトレイ１
０におけるウエハ保持部１０ａと連通路１３との間に設
けられている一方、ウエハトレイ１０におけるウェハ保
持部１０ａの外側には設けられていないので、減圧用凹
状溝１２に作用する減圧力が半導体ウエハ１の外側に漏
れることはない。

【００４５】尚、多孔質部材３２としては、減圧用凹状
溝１２及び連通路１３を介して作用する減圧力を半導体
ウエハ１に伝達できる連続通気孔を有しておれば、材質
及び連続通気孔の径については限定されない。

【００４６】次に、可動ステージ２０を水平方向に移動
して、ウエハトレイ１０に保持されている半導体ウエハ
１と検査用基板４とを位置合わせした後、可動ステージ
２０を上方に移動してウエハトレイ１０と検査用基板４
とを接近させる。

【００４７】次に、真空ポンプ１６を駆動して減圧用凹
状溝１２の内部を少し減圧すると、弾性シート７とシー
ル部材３１の先端部とが接触するため、ウエハトレイ１
０、シール部材３１及び弾性シート７によって密封空間
２１が形成される。その後、減圧用凹状溝１２の内部を
更に減圧して密封空間２１を減圧すると、シール部材３
２は複数の屈曲部を持つ断面形状を有しているため、シ
ール部材３２は大気圧によってＰに示す押圧力を矢印の
方向に受けるので、シール部材３２は複数の屈曲部にお
いて屈曲しながら蛇腹状に高さが低くなる。このため、
弾性シート７の周縁部が外側へ引っ張られることなく弾
性シート７とウエハトレイ１０との距離が小さくなっ
て、弾性シート７に設けられているプローブ端子８と半
導体ウエハ１の検査用電極２とが確実に接触する。つま
り、弾性シート７が周縁部側へ延びるように拡がらない
ため、弾性シート７の周縁部の近傍に設けられているプ
ローブ端子８が外側へ移動することなく、プローブ端子
８と検査用電極２とが確実に接触する。従って、検査用
電極２の表面に擦り傷が発生しないと共に、次回の検査
時において、弾性シート７の周縁部の近傍に設けられて
いるプローブ端子８と半導体ウエハ１の検査用電極２と
の位置ずれも発生しない。

【００４８】（第２の実施形態）以下、本発明の第２の
実施形態に係るウエハカットについて図２及び図６を参
照しながら説明する。

【００４９】図２は第２の実施形態に係るウエハカセッ
トの断面構造を示しており、ウエハトレイ１０のウエハ
保持部１０ａの上には半導体ウエハ１が保持されてお
り、従来と同様、半導体ウエハ１の上に形成された複数
の半導体集積回路素子の表面には多数の検査用電極２が
設けられている（図６を参照）。

【００５０】半導体ウエハ１と対向するように検査用基
板４が設けられており、従来と同様、検査用基板４は、
配線層を有する配線基板５と、周縁部が剛性リング６に
よって配線基板５に固定された例えばポリイミドシート
からなる弾性シート７と、該弾性シート７における半導
体ウエハ１の検査用電極２と対応する部位に設けられた
半球状のプローブ端子８（図６を参照）と、配線基板５
と弾性シート７との間に設けられた異方導電性ゴムシー
ト９とを備えている。

【００５１】また、ウエハトレイ１０におけるウエハ保
持部１０ａの外側にはリップ状の断面形状を有する弾性
体からなる環状のシール部材１１が設けられていると共
に、ウエハトレイ１０におけるウエハ保持部１０ａとシ
ール部材１１との間には環状の減圧用凹状溝１２が形成
されている。ウエハトレイ１０の一側部には、減圧バル
ブ１４が設けられており、該減圧バルブ１４は図示しな
い減圧供給路を介して真空ポンプに接続されている。

【００５２】第２の実施形態の特徴として、ウエハトレ
イ１０におけるウエハ保持部１０ａの反対側の面つまり
下面には、ウエハ保持部１０ａよりも広い範囲に亘って
形成され、ウエハ保持部１０ａの剛性を低減させる凹状
部３４が設けられている。尚、第２の実施形態において
は、凹状部３４はウエハ保持部１０ａよりも広い範囲に
亘って形成されているが、凹状部３４としては、ウエハ
保持部１０ａの剛性を低減させる大きさ及び形状を有し
ておればよい。

【００５３】また、ウエハトレイ１０におけるウエハ保
持部１０ａと該ウエハ保持部１０ａの外側部分とに跨る
部位には、半導体ウエハ１を把持する治具例えばピンセ
ットの先端部が挿入可能な大きさを有する治具用凹状溝
３５が設けられている。

【００５４】以下、第２の実施形態に係るウエハカセッ
トを用いて行なう検査方法について説明する。

【００５５】まず、半導体ウエハ１をウエハトレイ１０
のウエハ保持部１０ａに載置した後、真空ポンプ１６を
駆動して減圧用凹状溝１２の内部を減圧することによ
り、従来又は第１の実施形態に示す吸引方法によって、
半導体ウエハ１をウエハ保持部１０ａに保持する。

【００５６】この場合、ウエハトレイ１０にはウエハ保
持部１０ａの剛性を低減させる凹状部３４が設けられて
いるため、半導体ウエハ１が波打つように変形していた
り又は熱により歪んだりしていても、ウエハトレイ保持
部１０ａが半導体ウエハ１に沿うように変形するので、
弾性シート７に設けられている各プローブ端子８と半導
体ウエハ１に形成されている各検査用電極２とが確実に
接触する。

【００５７】次に、可動ステージ２０を水平方向に移動
して、ウエハトレイ１０に保持されている半導体ウエハ
１と検査用基板４とを位置合わせした後、可動ステージ
２０を上方に移動してウエハトレイ１０と検査用基板４
とを接近させる。

【００５８】次に、真空ポンプ１６を駆動して減圧用凹
状溝１２の内部を少し減圧することにより、弾性シート
７とシール部材１１の先端部とを接触させて、ウエハト
レイ１０、シール部材１１及び弾性シート７によって密
封空間２１を形成した後、減圧用凹状溝１２の内部を更
に減圧して密封空間２１を減圧することにより、弾性シ
ート７に設けられているプローブ端子８と半導体ウエハ
１の検査用電極２とを確実に接触させる。

【００５９】次に、密封空間２１の減圧状態を維持した
まま、ウエハカセットを検査装置のカセット収納部に搬
入した後、検査装置から、ウエハカセットに収納されて
いる半導体ウエハ１の各検査用電極２に検査用電圧を印
加すると共に、各検査用電極２からの出力信号を検査装
置に入力して、半導体ウエハ１上に形成されている各半
導体集積回路素子の電気特性を評価する。

【００６０】次に、各半導体集積回路素子の電気特性の
評価が完了すると、ウエハトレイ１０に設けられている
治具用凹状溝３５に、ピンセット等の把持用治具の先端
部を挿入して半導体ウエハ１を把持してウエハ保持部１
０ａから取り除く。この場合、把持用治具の先端部を治
具用凹状溝３５に挿入して半導体ウエハ１を把持できる
ので、半導体ウエハ１がウエハ保持部１０ａに沿う形状
になっていても、半導体ウエハ１をウエハトレイ保持部
１０ａから容易に取り除くことができる。

【００６１】（第３の実施形態）以下、本発明の第３の
実施形態に係る半導体集積回路の検査装置について、図
３及び図４を参照しながら説明する。

【００６２】第３の実施形態は、図１に示した減圧供給
路１５の一端部（真空ポンプ１６の反対側の端部）に設
けられているバルブ接続部と減圧バルブ１４との接続構
造に特徴を有しており、他の部材については第１の実施
形態又は第２の実施形態と共通であるから、以下の説明
においては、減圧供給路１５のバルブ接続部と減圧バル
ブとの接続構造についてのみ説明する。

【００６３】図３及び図４に示すように、ウエハトレイ
１０の一側部には、前述した密封空間２１（図１又は図
２を参照）を減圧するための減圧バルブ４１と、減圧状
態の密封空間２１を加圧して該密封空間２１を大気圧に
戻すための加圧バルブ４２とが設けられており、これに
伴って、減圧バルブ４１に減圧力を供給する減圧供給路
４３、及び加圧バルブ４２に加圧力を供給するため加圧
供給路４４が設けられている。尚、加圧バルブ４２及び
加圧供給路４４はなくてもよい。

【００６４】減圧バルブ４１及び加圧バルブ４２におけ
るウエハトレイ１０との結合部の外側にはバルブ側コネ
クタ４５が固定されている。バルブ側コネクタ４５にお
けるウエハトレイ１０と対向する面には環状のバルブ側
係止部４５ａが設けられていると共に、バルブ側コネク
タ４５における減圧供給路４３及び加圧供給路４４の各
バルブ接続部と対向する面には、ウエハトレイ１０側に
向かうにつれて拡開するバルブ側傾斜部４５ｂが設けら
れている。

【００６５】減圧供給路４３のバルブ接続部４３ａ及び
加圧供給路４４の各バルブ接続部４４ａの外側には圧力
供給路側コネクタ４６が固定されている。圧力供給路側
コネクタ４６の外側には複数個の係合部材４７が適当な
間隔をおいて設けられ、各係合部材４７は板ばね４８に
よってそれぞれ内側に付勢されている。各係合部材４７
にはレバー４９がそれぞれ取り付けられており、該レバ
ー４９の先端部（自由端）を内側に移動すると係合部材
４７は板ばね４８の付勢力に抗して外側に移動する。

【００６６】係合部材４７におけるウエハトレイ１０の
反対側の面には、バルブ側係止部４５ａに係止される接
続部側係止部４７ａが設けられていると共に、係合部材
４７におけるバルブ側傾斜部４５ｂと対向する面には、
ウエハトレイ１０側に向かうにつれて拡開する接続部側
傾斜部４７ｂが設けられている。

【００６７】以下、減圧供給路４３及び加圧供給路４４
の各バルブ接続部を減圧バルブ４１及び加圧バルブ４２
に対して着脱する方法について説明する。

【００６８】まず、図３（ａ）に示すように、圧力供給
路側コネクタ４６をバルブ側コネクタ４５と対向させた
後、圧力供給路側コネクタ４６をバルブ側コネクタ４５
に対して押圧すると、図３（ｂ）に示すように、係合部
材４７の接続部側傾斜部４７ａがバルブ側傾斜部４５ａ
に摺接するため、係合部材４７が板ばね４８の付勢力に
抗して外側へ移動する。

【００６９】次に、圧力供給路側コネクタ４６をバルブ
側コネクタ４５に対して押圧し続けると、図４（ａ）に
示すように、係合部材４７の接続部側係止部４７ｂがバ
ルブ側係止部４７ｂに係止されるので、圧力供給路側コ
ネクタ４６はバルブ側コネクタ４５に固定される。これ
によって、減圧供給路４３のバルブ接続部４３ａ及び加
圧供給路４４のバルブ接続部４４ａをウエハトレイ１０
の減圧バルブ４１及び加圧バルブ４２にそれぞれ接続す
ることができる。

【００７０】次に、作業員の手動により又は適当な治具
を用いてレバー４９の先端部を内側に移動すると、図４
（ｂ）に示すように、係合部材４７が外側に移動するた
め、接続部側係止部４７ｂとバルブ側係止部４７ｂとの
係止状態が解放されるので、圧力供給路側コネクタ４６
をバルブ側コネクタ４５から引き離すと、圧力供給路側
コネクタ４６はバルブ側コネクタ４５から離脱する。こ
れによって、減圧供給路４３のバルブ接続部４３ａ及び
加圧供給路４４のバルブ接続部４４ａをウエハトレイ１
０の減圧バルブ４１及び加圧バルブ４２からそれぞれ離
脱させることができる。

【００７１】このため、減圧供給路４３のバルブ接続部
４３ａ及び加圧供給路４４のバルブ接続部４４ａのウエ
ハトレイ１０の減圧バルブ４１及び加圧バルブ４２に対
する接続が容易且つ確実になるので、ウエハカセットを
検査装置に搬送する際における密封空間の減圧度の低下
を確実に防止することができる。

【００７２】

【発明の効果】第１のウエハカセットによると、ウエハ
トレイ、弾性シート及びシール部材によって形成される
密封空間を減圧すると、複数の屈曲部を有するシール部
材は各屈曲部において屈曲しながら蛇腹状に高さが低く
なるため、弾性シートが周縁部側へ延びるように拡がら
ないので、弾性シートの周縁部の近傍に設けられている
プローブ端子が外側へ移動することなく、プローブ端子
と半導体ウエハの検査用電極とが接触する。このため、
検査用電極の表面に擦り傷が発生しないと共に、次回の
検査時において、弾性シートの周縁部の近傍に設けられ
ているプローブ端子と半導体ウエハの検査用電極との位
置ずれも発生しない。

【００７３】第２のウエハカセットによると、減圧用凹
状溝の内部に供給される減圧力は連通路を介して多孔質
部材の多数の連続通気孔に伝わるため、ウエハトレイの
ウエハ保持部に載置されている半導体ウエハはウエハ保
持部に確実に吸引される。従って、半導体ウエハは、部
分的にウエハ保持部に沈み込むことなくウエハ保持部に
保持されるため、半導体ウエハの各検査用電極は弾性シ
ートに設けられているプローブ端子に確実に接触するの
で、プローブ端子と検査用電極との間の良好な電気的導
通を確保することができる。

【００７４】第３のウエハカセットによると、ウエハ保
持部に保持される半導体ウエハが波打つように変形して
いたり又は熱により歪んだりしていても、ウエハ保持部
は半導体ウエハに沿うように変形するので、弾性シート
に設けられている各プローブ端子と半導体ウエハに形成
されている各検査用電極とが確実に接触する。

【００７５】また、ウエハトレイに凹状部を設けたた
め、ウエハトレイの重量を大きく軽減できるので、ウエ
ハトレイひいてはウエハカセットの搬送が容易になる。

【００７６】本発明の半導体集積回路の検査装置による
と、減圧供給路側コネクタを、バルブ側コネクタと対向
させた後にバルブ側コネクタに対して押圧すると、減圧
供給路側コネクタがバルブ側コネクタに固定されるた
め、減圧供給路のバルブ接続部をウエハトレイの減圧バ
ルブに接続することができると共に、減圧供給路側コネ
クタを外側へ移動させた後にバルブ側コネクタから引き
離すと、減圧供給路側コネクタがバルブ側コネクタから
離脱するため、減圧供給路のバルブ接続部をウエハトレ
イの減圧バルブから離脱させることができる。このた
め、減圧供給路のバルブ接続部のウエハトレイの減圧バ
ルブに対する接続が確実になって、ウエハカセットを検
査装置に搬送する際における密封空間の減圧度の低下を
防止できるので、弾性シートに設けられているプローブ
端子と半導体ウエハに形成されている検査用電極との間
の良好な電気的接続を確保することができる。

【００７７】第４のウエハカセットによると、半導体ウ
エハに対する一連の検査が完了したときに、ウエハトレ
イに設けられている治具用凹状溝に治具の先端部を挿入
して該治具によって半導体ウエハを把持できるので、半
導体ウエハがウエハ保持部に沿う形状になっていても、
半導体ウエハをウエハトレイ保持部から取り除く作業が
容易になる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施形態に係るウエハカセット
の断面図である。

【図２】本発明の第２の実施形態に係るウエハカセット
の断面図である。

【図３】（ａ）及び（ｂ）は本発明の第３の実施形態に
係る半導体集積回路の検査装置及びその動作を示す断面
図である。

【図４】（ａ）及び（ｂ）は本発明の第３の実施形態に
係る半導体集積回路の検査装置の動作を示す断面図であ
る。

【図５】従来の半導体集積回路の検査装置の全体構成を
示す断面図である。

【図６】従来の半導体集積回路の検査装置の要部を示す
拡大断面図である。

【符号の説明】

１ 半導体ウエハ ４ 検査用基板 ５ 配線基板 ６ 剛性リング ７ 弾性シート ９ 異方導電性ゴムシート １０ ウエハトレイ １０ａ ウエハ保持部 １１ シール部材 １２ 減圧用凹状溝 １４ 減圧バルブ １５ 減圧供給路 １６ 真空ポンプ ２０ 可動ステージ ２１ 密封空間 ３１ シール部材 ３２ 多孔質部材 ３４ 凹状部 ３５ 凹状溝 ４１ 減圧バルブ ４２ 加圧バルブ ４３ 減圧供給路 ４４ 加圧供給路 ４５ バルブ側コネクタ ４５ａ バルブ側係止部 ４５ｂ バルブ側傾斜部 ４６ 圧力供給路側コネクタ ４７ 係合部材 ４７ａ 接続部側係止部 ４７ｂ 接続部側傾斜部 ４８ 板ばね ４９ レバー

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 實盛 健郎 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 Ｆターム(参考） 4M106 AA01 BA01 BA14 DD09 DD10 DJ02 DJ32 5F031 CA02 DA01 DA05 MA33

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 複数の半導体集積回路素子が形成された
   半導体ウエハを保持するウエハ保持部を有するウエハト
   レイと、 前記ウエハ保持部に保持されている半導体ウエハと対向
   するように設けられ、周端部において保持基板に保持さ
   れていると共に、前記複数の半導体集積回路素子の検査
   用電極と対応する部位にプローブ端子を有する弾性シー
   トと、 前記ウエハトレイにおける前記ウエハ保持部の外側に設
   けられ、前記ウエハトレイ及び弾性シートと共に密封空
   間を形成する環状のシール部材とを備え、 前記シール部材は、複数の屈曲部を持つ断面形状を有し
   ていることを特徴とするウエハカセット。
2. 【請求項２】 複数の半導体集積回路素子が形成された
   半導体ウエハを保持するウエハ保持部と、前記ウエハ保
   持部の外側に設けられた減圧用凹状溝と、前記ウエハ保
   持部の下側に設けられ前記減圧用凹状溝と連通する連通
   路とを有するウエハトレイと、 前記ウエハ保持部に保持されている半導体ウエハと対向
   するように設けられ、前記複数の半導体集積回路素子の
   検査用電極と対応する部位にプローブ端子を有する弾性
   シートと、 前記ウエハトレイにおける前記減圧用凹状溝の外側に設
   けられ、前記ウエハトレイ及び弾性シートと共に密封空
   間を形成する環状のシール部材と、 前記ウエハトレイにおける前記ウエハ保持部と前記連通
   路との間に設けられ、多数の連続通気孔を有する多孔質
   部材とを備えていることを特徴とするウエハカセット。
3. 【請求項３】 複数の半導体集積回路素子が形成された
   半導体ウエハを保持するウエハ保持部を有するウエハト
   レイと、 前記ウエハ保持部に保持されている半導体ウエハと対向
   するように設けられ、前記複数の半導体集積回路素子の
   検査用電極と対応する部位にプローブ端子を有する弾性
   シートと、 前記ウエハトレイにおける前記ウエハ保持部の外側に設
   けられ、前記ウエハトレイ及び弾性シートと共に密封空
   間を形成する環状のシール部材と、 前記ウエハトレイにおける前記ウエハ保持部の反対側の
   面に形成され、前記ウエハ保持部の剛性を低減させる凹
   状部とを備えていることを特徴とするウエハカセット。
4. 【請求項４】 複数の半導体集積回路素子が形成された
   半導体ウエハを保持するウエハ保持部を有するウエハト
   レイと、 前記ウエハ保持部に保持されている半導体ウエハと対向
   するように設けられ、前記複数の半導体集積回路素子の
   検査用電極と対応する部位にプローブ端子を有する弾性
   シートと、 前記ウエハトレイにおける前記ウエハ保持部の外側に設
   けられ、前記ウエハトレイ及び弾性シートと共に密封空
   間を形成する環状のシール部材と、 前記ウエハトレイに設けられ、前記密封空間を減圧する
   ための減圧バルブと、 一端部に前記減圧バルブに接続されるバルブ接続部を有
   すると共に、他端部が真空ポンプに接続されている減圧
   供給路と、 前記ウエハトレイにおける前記減圧バルブの外側に固定
   されており、前記ウエハトレイと対向する面に形成され
   たバルブ側係止部と、前記減圧供給路のバルブ接続部と
   対向する面に形成されたバルブ側傾斜部とを有するバル
   ブ側コネクタと、 前記バルブ側係止部に係止される接続部側係止部と、前
   記バルブ側傾斜部と摺接する接続部側傾斜部とを有して
   おり、前記減圧供給路における前記バルブ接続部の外側
   に、内側へ向かって付勢されていると共に前記接続部側
   傾斜部が前記バルブ側傾斜部と摺接するときに付勢力に
   抗して外側へ移動するように保持されている減圧供給路
   側コネクタとを備えていることを特徴とする半導体集積
   回路の検査装置。
5. 【請求項５】 複数の半導体集積回路素子が形成された
   半導体ウエハを保持するウエハ保持部を有するウエハト
   レイと、 前記ウエハ保持部に保持されている半導体ウエハと対向
   するように設けられ、前記複数の半導体集積回路素子の
   検査用電極と対応する部位にプローブ端子を有する弾性
   シートと、 前記ウエハトレイにおける前記ウエハ保持部の外側に設
   けられ、前記ウエハトレイ及び弾性シートと共に密封空
   間を形成する環状のシール部材と、 前記ウエハトレイにおける前記ウエハ保持部と該ウエハ
   保持部の外側部分とに跨る部位に形成され、前記半導体
   ウエハを把持する治具の先端部が挿入可能な大きさの治
   具用凹状溝とを備えていることを特徴とするウエハカセ
   ット。