JP2003100819A - 耐圧検査方法及びその装置 - Google Patents
耐圧検査方法及びその装置Info
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Abstract
や高電圧発生装置等の装置筐体間の絶縁能力を向上さ
せ、半導体基板の状態での耐圧検査を可能とすることで
検査効率を向上させる。 【解決手段】 半導体ウェーハ1を絶縁溶液22中に浸
漬することで、ゲートに接続されたプローブ11P、エ
ミッタに接続された12Pとコレクタに接続された電極
13C、容器21のそれぞれの間での絶縁耐性を向上さ
せた状態で超高圧での耐圧検査を可能とする。半導体ウ
ェーハ1の状態での検査を可能とすることで、検査効
率、生産効率が向上する。
Description
の装置に係わり、特に2000Vを超える超高耐圧が要
求されるIGBT等のMOSデバイス等の耐圧検査に好
適なものに関する。
電力変換装置等において使用されるIGBT等のMOS
デバイスやFRD(Fast Recovery Diode)のような超
高電圧で駆動されるものがある。これらの装置では、2
000Vを超えるような超高耐圧が要求させるので、リ
ーク特性を検査するための耐圧検査を行う必要がある。
回路パターンが形成された半導体ウェーハ1の表面を示
す。IGBTの表面側にはゲートG及びエミッタEが配
置され、裏面側には図示されていないコレクタCが配置
されている。
圧を検査する従来の装置及び方法を示す。ステージ2の
表面上に半導体ウェーハ1が搭載され、半導体ウェーハ
1の裏面におけるコレクタCがコレクタ電極13Cに電
気的に接続されている。半導体ウェーハ1の表面におい
て、ゲートGにプローブ11Pが接触した状態でゲート
電極11Gが電気的に接続され、エミッタEにプローブ
12Pが接触した状態でエミッタ電極12Eが電気的に
接続されている。
12Eとは同電位とし、これとコレクタ電極13Cとの
間で高電圧を印加し、リーク特性を検査していた。
査の手法には次のような問題があった。
耐性に依存するため、高耐圧リーク特性を検査する際
に、沿面距離や空間距離、湿度等に左右され、測定耐圧
に限界があった。また、高電圧を印加した際に、プロー
ブ間や筐体間においてスパークが発生し、電圧を印加す
る装置が故障する場合があった。このため、従来は20
00V程度の電圧までしか印加することができなかっ
た。
圧化が進み、6500Vまで製品化されつつある。しか
し、上述した理由により、このような高耐圧デバイスを
ウェーハ状態で検査することができず、素子に分離して
アセンブリした後でなければ耐圧特性を検査することが
できなかった。一般的に、高耐圧化が進むほど耐圧歩留
は低下するので、アセンブリした後でなければ検査でき
ないことが、検査効率を大幅に低下させる原因となって
いた。このため、ウェーハ状態で高耐圧検査を行うこと
が望まれている。
圧検査を行う場合には、半導体ウェーハを搭載するステ
ージにヒータ等の温度制御装置を設ける必要が生じる。
しかし、近年の高耐圧デバイスのような6500Vほど
の超高耐圧になると、温度制御装置における絶縁が困難
であった。
の耐圧検査を行う際に絶縁性を向上させ、各電極間や装
置筐体間の絶縁能力を向上させて、半導体基板での耐圧
検査を可能とすることで検査効率及び生産効率を向上さ
せることが可能な耐圧検査方法及びその装置を提供する
ことを目的とする。
は、ステージ上に搭載された半導体基板の耐圧を検査す
る方法であって、前記半導体基板の少なくとも表面を絶
縁溶液で覆うステップと、前記半導体基板における少な
くとも2カ所の間に電圧を印加することで、前記半導体
基板の耐圧を検査するステップとを備えることを特徴と
する。
ジ上に搭載された前記半導体基板を絶縁溶液中に浸漬す
るステップと、前記半導体基板における少なくとも2カ
所の間に電圧を印加することで、前記半導体基板の耐圧
を検査するステップとを備えることを特徴とする。
載するステージと、前記半導体基板の少なくとも表面を
覆う絶縁溶液と、前記半導体基板における少なくとも2
カ所の間に電圧を印加する電圧印加手段とを備えること
を特徴とする。
板を搭載するステージと、絶縁溶液を収納する容器と、
前記ステージ上に搭載された状態で、前記容器内の前記
絶縁溶液中に浸漬した前記半導体基板における少なくと
も2カ所の間に電圧を印加する電圧印加手段とを備える
ことを特徴とする。
移動できるように連通した溶液槽と、前記容器内と前記
溶液槽との間で前記絶縁溶液を循環させるポンプと、前
記溶液槽内の前記絶縁溶液を所望の温度に制御する温度
制御手段とをさらに備えてもよい。
て図面を参照して説明する。
装置の構成を図1に示す。
特性を要求されるものであり、例えば図4を用いて説明
したIGBTの回路パターンが形成された半導体ウェー
ハ1が対応する。半導体ウェーハ1に形成されたIGB
Tは、表面側にゲートG及びエミッタEが配置され、裏
面側にコレクタCが配置されている。
搭載された状態で、容器21に収納された絶縁溶液22
中に浸漬される。絶縁溶液22は高絶縁能力を有する液
体であって、例えばフッ素系不活性液体(住友スリーエ
ム製:フロリナート)や、シリコンオイル等を使用して
もよい。これらの絶縁溶液は、約40kV(2.54m
mギャップ)の絶縁能力を有し、約10kVといった高
電圧を印加させる耐圧検査を行うことが可能である。
Cがコレクタ電極13Cに電気的に接続されている。半
導体ウェーハ1の表面において、ゲートGにプローブ1
1Pが接触した状態でゲート電極11Gが電気的に接続
され、エミッタEにプローブ12Pが接触した状態でエ
ミッタ電極12Eが電気的に接続されている。ここで、
ゲート電極11Gとエミッタ電極12Eとは同電位と
し、これとコレクタ電極13Cとの間で高圧を印加し、
耐圧特性を検査する。
ージ2上に搭載された半導体ウェーハ1が絶縁溶液22
中に浸漬した状態で耐圧検査が行われる。このため、従
来と異なり沿面距離、空間距離、湿度等が影響する大気
の絶縁耐圧に左右されることがなく、測定耐圧を従来の
2000Vから例えば10kVというように大幅に向上
させることができる。このような高電圧を印加した場合
にも、プローブ間や筐体間においてスパークが発生する
ことがなく、高電圧を印加する装置の故障を防止するこ
とが可能である。
検査することができるので、検査効率、生産効率を向上
させることができる。
装置の構成を図2に示す。本実施の形態は、上記第1の
実施の形態の構成に加えて、半導体ウェーハ1が浸漬さ
れた絶縁溶液22を熱媒体とし、この熱媒体の温度を制
御することで、半導体ウェーハ1やステージ2の温度を
所望の温度で一定となるように制御する構成をさらに備
えている。ここで、上記第1の実施の形態と同一の要素
には、同一の番号を付して説明を省略する。
ェーハ1がステージ2上に搭載された状態で、容器31
内に収納された絶縁溶液22中に浸漬されている。半導
体ウェーハ1の表面におけるゲート、エミッタに、プロ
ーブ11P、12Pをそれぞれ介してゲート電極11
G、エミッタ電極12Eが接続されており、また半導体
ウェーハ1の裏面においてステージ2を介してコレクタ
電極13Cが接続されている。
2が、容器31を収納するように配置されている。容器
32の底面には貫通穴H1が形成されており、この貫通
穴H1と管34とによって容器32と攪拌槽41とが連
結されている。これにより、容器31から矢印Aで示さ
れたように溢れ出た絶縁溶液22が容器32内に収納さ
れ、この絶縁溶液22が貫通穴H1、管34を介して矢
印Bのように攪拌槽41内に流出する。
とが設けられており、攪拌槽41内の絶縁溶液22が所
望の温度で一定になるように制御される。
ており、この貫通穴H2、管33と循環ポンプ45とを
介して容器31が攪拌槽41に連結されている。これに
より、攪拌槽41内の絶縁溶液22が循環ポンプ45に
よって管33、貫通穴H2を経て矢印Dのように容器3
1へ循環する。管33の途中にはフィルタ46が設けら
れており、絶縁溶液22中に含まれる不純物等が除去さ
れる。絶縁溶液22が容器22内に戻ると、矢印Aのよ
うに容器22から溢れて容器32に収納され、攪拌槽4
1へ移動して温度制御される。
液22を熱媒体としてその温度を制御することにより、
半導体ウェーハ1、ステージ2の温度を所望の温度で一
定となるように制御することができる。従って、例えば
絶縁溶液22を摂氏150度で一定となるように制御す
ることにより、高温における耐圧検査を容易に行うこと
が可能となる。
ウェーハ1を搭載したステージ2ごと浸漬させる構成を
備えている。これに対し、本実施の形態では、図3に示
されたように、ステージ2上の半導体ウェーハ1の表面
にスプレーあるいはポッティング等によって絶縁溶液5
1が塗布された状態で耐圧検査を行う。ここで、上記第
1の実施の形態と同一の要素には同一の番号を付して説
明を省略する。
の表面が絶縁溶液51で覆われた状態でエミッタ及びゲ
ートと、コレクタとの間に高電圧を印加して耐圧検査を
行うことにより、高耐圧での検査が可能となる。
が終了した後、半導体ウェーハ1の表面上の絶縁溶液5
1を高圧ガス等で吹き飛ばすことで、容易に絶縁溶液5
1を除去することができるので、検査効率が向上する。
ここで、高温での耐圧検査を行う場合には、例えばステ
ージ2を加熱手段等で温度制御するか、あるいは恒温槽
に半導体ウェーハ1を搭載したステージ2を収納する等
を行ってもよい。
り、本発明を限定するものではない。例えば、検査対象
とするものはIGBTに限らず、耐圧検査を必要とする
全ての素子を検査対象とすることができ、また検査対象
に応じて電圧を印加する箇所及び数も相違する。また、
絶縁溶液の温度を制御する具体的な構造は、図2に示さ
れたものと異なっていてもよく、必要に応じて様々に変
形が可能である。
方法及びその装置によれば、半導体基板の少なくとも表
面を絶縁溶液で覆った状態で耐圧検査を行うことによ
り、大気の絶縁耐性に左右されることなく、かつデバイ
スの状態までアセンブリする前段階の半導体基板の状態
で検査を容易に行うことが可能であり、検査効率及び生
産効率が向上する。
の構成及び検査方法を示した説明図。
の構成及び検査方法を示した説明図。
の構成及び検査方法を示した説明図。
平面構成を示した平面図。
た説明図。
Claims (5)
- 【請求項1】ステージ上に搭載された半導体基板の耐圧
を検査する方法であって、 前記半導体基板の少なくとも表面を絶縁溶液で覆うステ
ップと、 前記半導体基板における少なくとも2カ所の間に電圧を
印加することで、前記半導体基板の耐圧を検査するステ
ップと、 を備えることを特徴とする耐圧検査方法。 - 【請求項2】ステージ上に搭載された半導体基板の耐圧
を検査する方法であって、 前記ステージ上に搭載された前記半導体基板を絶縁溶液
中に浸漬するステップと、 前記半導体基板における少なくとも2カ所の間に電圧を
印加することで、前記半導体基板の耐圧を検査するステ
ップと、 を備えることを特徴とする耐圧検査方法。 - 【請求項3】半導体基板を搭載するステージと、 前記半導体基板の少なくとも表面を覆う絶縁溶液と、 前記半導体基板における少なくとも2カ所の間に電圧を
印加する電圧印加手段と、 を備えることを特徴とする耐圧検査装置。 - 【請求項4】半導体基板を搭載するステージと、 絶縁溶液を収納する容器と、 前記ステージ上に搭載された状態で、前記容器内の前記
絶縁溶液中に浸漬した前記半導体基板における少なくと
も2カ所の間に電圧を印加する電圧印加手段と、 を備えることを特徴とする耐圧検査装置。 - 【請求項5】前記容器との間で前記絶縁溶液が移動でき
るように連通した溶液槽と、 前記容器内と前記溶液槽との間で前記絶縁溶液を循環さ
せるポンプと、 前記溶液槽内の前記絶縁溶液を所望の温度に制御する温
度制御手段と、 をさらに備えることを特徴とする請求項4記載の耐圧検
査装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2001294329A JP2003100819A (ja) | 2001-09-26 | 2001-09-26 | 耐圧検査方法及びその装置 |
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