JP2010098056A - 載置台 - Google Patents

Abstract

【課題】高電圧、高電流を用いる電気的特性検査によってトッププレート（載置体）が変色しても、載置台の載置体だけを交換し、他の構成部品を交換する必要がなく、交換費用を削減することができる載置台を提供する。
【解決手段】本発明の載置台２０は、タイコウエハＷの電気的特性検査を行うために、タイコウエハＷをその環状突起を下側にして載置する載置台であって、タイコウエハＷの載置面を有する載置体２１Ａと、載置体２１Ａが固定された絶縁体２２とを備え、載置体２１はタイコウエハＷの環状突起と嵌合し且つタイコウエハＷの下面と接触するように形成された載置部２１Ａと、載置部２１Ａの外側に形成され且つ環状突起と接触する環状平面部２１Ｂと、を有し、載置２１Ａが環状平面部２１Ｂ側から装着されたネジ部材２３によって絶縁体２２に着脱可能に連結、固定されている。
【選択図】図２

Description

本発明は、ウエハ等の被検査体の電気的特性検査を行う際に、被検査体を載置する載置台に関し、更に詳しくは、例えばタイコウエハのように外周縁部の環状突起で囲まれた凹陥部を有する被検査体に用いられる載置台に関する。

検査装置は、一般に、被検査体（例えば、ウエハ）を搬送するローダ室と、ローダ室から搬送されたウエハの電気的特性検査を行うプローバ室と、を備えている。プローバ室は、ウエハを載置する移動可能な載置台と、載置台の上方に配置されたプローブカードと、ウエハの複数の電極パッドとプローブカードの複数のプローブとのアライメントを行うアライメント機構と、を備え、アライメント後のウエハの複数の電極パッドと複数のプローブとを電気的に接触させ、テスタからの検査用信号に基づいて所定の電気的特性検査を行う。

載置台は、例えば図７の（ａ）に示すように、ウエハ（図示せず）を載置するトッププレート１と、トッププレート１と一体化された絶縁体２と、を備え、昇降体３を介してＸＹステージ（図示せず）上で昇降可能に構成されている。トッププレート１の上面には吸着手段が形成され、吸着手段を介してウエハがトッププレーの上面に吸着、固定される。

ウエハの電気的特性検査を行う時には、ウエハが吸着手段を介してトッププレート１の上面に吸着、固定された後、載置台がＸＹステージを介して水平方向に移動する共にトッププレート１が昇降体を介して昇降し、ウエハの複数の電極パッドとプローブカードの複数のプローブとが電気的に接触し、所定の電気的特性検査が行われる。

而して、トッププレート１は、図７の（ｂ）に示すように、例えばアルミナ等のセラミックス焼結体１Ａと、このセラミック焼結体１Ａの上面に形成された金等の導電性金属からなる導体被膜１Ｂと、を有している。導体被膜１Ｂは、例えばイオンプレーティング等によって電極として形成されている。電極１Ｂは、テスタ側に接続され、テスタ側から所定の検査用信号が印加される。また、絶縁体２は、ジルコンコージライト等のセラミック焼結体によって形成されている。

従来の図７に示す載置台は、上述のようにトッププレート１のセラミック焼結体１Ａの上面にイオンプレーティングによって電極１Ｂが形成されているため、車載用のパワーデバイス等のように高電圧、高電流を印加して電気的特性検査を行うと、ウエハの下面に施されたＡｇ等の金属被膜の金属成分がトッププレート１の電極１Ｂへ移動して電極１Ｂが変色し、その表面抵抗が高くなり、検査の信頼性を低下させる問題があった。そのため、従来は、トッププレート１が変色すると、載置台を新しいものと交換している。

また、ウエハに関して云えば、最近のウエハは極端に薄くなってその搬送が難しいため、ウエハ下面の外周縁部全周に亘って環状突起を形成し、ウエハの変形を防止したタイコウエハが使用されている。このタイコウエハの場合にも他のウエハの場合と同様に載置台のトッププレート１の電極１Ｂが金属成分によって変色する問題があった。

尚、この種の載置台が例えば特許文献１、２に記載されている。特許文献１の載置台は、トッププレートが石英、ポリテトラフルオロエチレン等の絶縁材によって形成され、その上面に金蒸着等によって形成された導電体層が形成され、その下面にシールド部材が配置されている。特許文献２には絶縁材料からなるトッププレートの上面にのみ導体被膜が形成された載置台が記載されている。

特開昭６３−１３８７４５ 特開昭６２−２９１９３７

しかしながら、従来の載置台の場合には、高電圧、高電流を用いる電気的特性検査を繰り返すと、ウエハからトッププレート１への金属成分の移動によりトッププレート１の表面が変色し、表面抵抗が高くなるとトッププレート１以外の本来交換しなくても良い載置台の構成部品も交換するため、交換費用が高くなる問題があった。

本発明は、上記課題を解決するためになされたもので、高電圧、高電流を用いる電気的特性検査によってトッププレート（載置体）が変色して汚染されても、載置台の載置体だけを交換し、他の構成部品を交換する必要がなく、交換費用を削減することができる載置台を提供することを目的としている。

本発明の請求項１に記載の載置台は、下面の外周縁部全周に亘って形成された環状突起で囲まれる凹陥部を有する被検査体の電気的特性検査を行うために、上記被検査体を載置する載置台であって、上記被検査体の載置面を有する載置体と、上記載置体が着脱可能に固定された絶縁体とを備え、上記載置体は上記被検査体の凹陥部と嵌合し且つ上記載置面が上記被検査体の下面と接触するように形成された載置部と、上記載置部の外側に形成され且つ上記環状突起を受け入れる環状平面部と、を有し、締結部材を用いて上記載置体が上記環状平面部において上記絶縁体に固定されることを特徴とするものである。

また、本発明の請求項２に記載の載置台は、請求項１に記載の発明において、大きさの異なる複数の上記被検査体の凹陥部に即した載置部を有する載置体を複数備えていることを特徴とするものである。

また、本発明の請求項３に記載の載置台は、請求項１または請求項２に記載の発明において、上記載置体は、上記載置面に導体被膜が形成されていることを特徴とするものである。

また、本発明の請求項４に記載の載置台は、請求項３に記載の発明において、上記載置体は、上記導体被膜の汚染された時に交換されることを特徴とするものである。

本発明によれば、高電圧、高電流を用いる電気的特性検査によってトッププレート（載置体）が変色して汚染されても、載置台の載置体だけを交換し、他の構成部品を交換する必要がなく、交換費用を削減することができる載置台を提供することができる。

以下、図１〜図６に示す実施形態に基づいて本発明を説明する。尚、各図中、図１は本発明の載置台の一実施形態を適用した検査装置の一例を部分的に破断して示す正面図、図２は図１に示す載置台を取り出して示す断面図、図３は図２に示す載置台を分解して示す斜視図、図４は本発明の載置台の他の実施形態を示す断面図、図５は図４に示す載置台を分解して示す斜視図、図６の（ａ）、（ｂ）はそれぞれ大きさの異なるウエハに適合する載置体の一部を破断して示す側面図である。

第１の実施形態
まず、本実施形態の載置台を備えた検査装置について図１〜図３を参照しながら説明する。検査装置は、例えば図１に示すように、被検査体、例えばタイコウエハ（Ｔａｉｋｏ
Ｗａｆｅｒ）Ｗの電気的特性検査を行うプローバ室１０と、プローバ室１０にタイコウエハＷを搬送するローダ室（図示せず）と、を備えている。本実施形態で用いられるタイコウエハＷには例えば複数のパワーデバイスが形成されている。このタイコウエハＷは、下面の外周縁部全周に亘って形成された環状突起で囲まれる凹陥部を有し、極めて薄く形成されている本体部の撓みを防止して、取り扱いやすい構造になっている。

プローバ室１０は、図１に示すように、タイコウエハＷを載置する載置台２０と、載置台２０をＸ、Ｙ方向へ移動させるＸＹテーブル３０と、載置台２０の上方に配置されたプローブカード４０と、プローブカード４０の複数のプローブ４１と載置台２０上のタイコウエハＷの複数の電極パッド（図示せず）とのアライメントを行うアライメント機構（図示せず）と、プローブカード４０の上面の複数の端子電極と電気的に接続されたテストヘッド５０と、を備え、アライメント機構によって載置台２０上のタイコウエハＷの複数の電極パッドとプローブカード４０の複数のプローブ４１とのアライメントを行った後、複数のプローブ４１と複数の電極パッドとを電気的に接触させてタイコウエハＷに形成されたパワーデバイスに高電圧、高電流を印加して電気的特性検査を行う。載置台２０は、図１に示すようにＸＹテーブル３０に設けられた昇降体２０Ａによって昇降するようになっている。

また、載置台２０は、図１に示すようにテストヘッド５０に同軸ケーブル５１の中心導体を介して電気的に接続されている。そして、検査時にプローブ４１から半導体ウエハＷの電極パッドに検査用信号を印加すると共にテストヘッド５０から載置台２０の載置体に検査用信号を印加し、Ｃ−Ｖ法等により半導体ウエハＷの所定の容量測定等を行う。

而して、本実施形態の載置台２０は、図２、図３に示すように、タイコウエハＷを載置する載置体（従来のトッププレートに相当する）２１と、載置体２１が着脱可能に取り付けられた絶縁体２２と、を備え、載置体２１が複数（例えば、４本）の締結部材（例えば、ネジ部材）２３を介して絶縁体２２に対して締結、固定されている。図２に示すように載置体２１と絶縁体２２の間には絶縁リング２４が介在し、載置体２１と絶縁体２２は絶縁リング２４が介在した状態で４本のネジ部材２３によって締結されている。

載置体２１について更に説明すると、載置体２１の上面には図２、図３に示すようにタイコウエハＷの凹陥部と嵌合する載置部２１Ａが隆起して形成され、載置体２１の上面の載置部２１Ａの外側にはタイコウエハＷの環状突起が接触する環状平面部２１Ｂとして形成されている。この環状平面部２１Ｂは環状突起の幅と実質的に同一幅に形成されている。そのため、載置体２１の上面にタイコウエハＷを載置すると、載置部２１ＡがタイコウエハＷの凹陥部に嵌入してタイコウエハＷの下面が載置部２１Ａの載置面に接触すると共に環状突起の下面が環状平面部２１Ｂと全領域で接触する。また、図２、図３に示すように載置体２１の環状平面部２１Ｂには例えば４本のネジ部材２３の頭部が嵌まり込む切欠部２１Ｃが周方向に等間隔を空けて形成され、それぞれの切欠部２１Ｃの底面にはネジ部材２３が貫通する孔が形成されている。尚、タイコウエハＷの環状突起は載置体２１の環状平面部２１Ｂと接触しない構造であっても良い。

更に、図２、図３に示すように載置体２１の載置面には放射状に分布する複数の吸引孔２１Ｄが形成され（図２ではその一部のみ表示）、これらの吸引孔２１Ｄは図２に示すように載置体２１の下面に所定のパターンで形成された浅い溝２１Ｅに通じている。これらの溝２１Ｅは互いに連通していると共に載置体２１の下面に接合されたカバー２５によって封止されている。このカバー２５は、図２に示すように締結部材（例えば、ネジ部材）２６によって載置体２１の下面に接合される。そして、溝２１Ｅとカバー２５によって形成された空間には排気装置（図示せず）が接続されており、排気装置が空間内を排気するようにしてある。従って、載置体２１上にタイコウエハＷを載置し、排気装置で吸引孔２１Ｄ及び空間内の空気を排気すると、タイコウエハＷが載置部２１Ａに吸着、固定される。

絶縁体２２の外周縁部全周には上方に突出する環状突起２２Ａが形成され、この環状突起２２Ａの上面には載置体２１の４箇所の貫通孔に対応するネジ孔２２Ｂが形成さている。この環状突起２２Ａと載置体２１の外周縁部の下面の間に絶縁リング２４が配置され、この絶縁リング２４にも載置体２１の４箇所の貫通孔に対応する貫通孔が形成されている。絶縁体２２は、例えば従来と同様にジルコンコージライト等のセラミック焼結体からなる絶縁材料によって形成されている。

従って、載置体２１を絶縁体２２上に取り付ける時には、まず載置体２１の下面にネジ部材２６を介してカバー２５を接合して溝２１Ｅを封止する。次いで、絶縁体２２の環状突起２２Ａのネジ孔２２Ｂに絶縁リング２４の貫通孔を合わせて配置し、絶縁リング２４の貫通孔に載置体２１の切欠部２１Ｃの貫通孔を合わせて載置体２１を載置する。その後、ネジ部材２３を用いて載置体２１及び絶縁リング２２を絶縁体２２に締結、固定することによって載置台２０として形成することができる。

次に、動作について説明する。プローバ室１０内で載置台２０がローダ室からプリアライメントされたタイコウエハＷを受け取ると、タイコウエハＷの凹陥部と載置体２１の載置部２１Ａが嵌合する。この時、タイコウエハＷの下面が載置部２１Ａの載置面と接触すると共に、タイコウエハＷの環状突起が環状平面２１Ｂの全領域と接触する。この状態で排気装置が駆動してタイコウエハＷを載置部２１Ａの載置面に吸着固定する。次いで、ＸＹテーブル３０が作動して載置台２０がＸ方向及びＹ方向へ移動し、アライメント機構を介してタイコウエハＷとプローブカード４０のプローブ４１とのアライメントを行う。

然る後、載置台２０がプローブ４１の真下へ移動し、昇降体２０Ａを介して載置台２０が上昇し、タイコウエハＷの複数の電極パッドと複数のプローブ４１とが接触し、更に載置体２１がオーバードライブされてタイコウエハＷの電極パッドとプローブ４１とが電気的に接触する。この状態でテストヘッド５０からプローブ４１を介してタイコウエハＷへ高電圧（例えば５ｋＶ）、高電流（例えば、１００Ａ）の高周波信号を印加すると共に載置体２１へ検査用信号を印加して、パワーデバイスについて所定の電気的特性検査を行う。

タイコウエハＷの全てのパワーデバイスについて所定の検査を終了した後、載置台２０はローダ室側へ移動し、検査済みのタイコウエハをローダ室へ引き渡すと共に次のタイコウエハを受け取って上述の検査を繰り返す。検査を繰り返していると、タイコウエハＷ下面の金属（例えば、Ａｇ）被膜からＡｇが載置体２１の導体被膜へ移動し導体被膜が金属によって変色し、導体被膜の表面抵抗が高くなり、検査の信頼性を低下させる虞がある。この場合、本実施形態では、オペレータが載置体２１のみを簡単に交換することができる。即ち、載置台２０の４本のネジ部材２３を取り外すことにより載置体２１を絶縁体２２から分離して取り外すことができる。次いで、新品の載置体２１を絶縁リング２４を介してネジ部材２３によって簡単に絶縁体２２に締結し、固定することができる。

以上説明したように本実施形態によれば、タイコウエハＷの載置面を有する載置体２１と、載置体２１が固定された絶縁体２２とを備え、載置体２１はタイコウエハＷの凹陥部と嵌合し且つタイコウエハＷの下面と接触するように形成された載置部２１Ａと、載置部２１Ａの外側に形成され且つタイコウエハＷの環状突起を受け入れる環状平面部２１Ｂと、を有し、ネジ部材２３を用いて載置体２１が環状平面部２１Ｂにおいて絶縁体に固定されているため、パワーデバイスに高電圧、高電流を印加して電気的特性検査を繰り返し行い、載置体２１の導体被膜がタイコウエハＷの金属成分によって変色して表面抵抗が高くなっても、ネジ部材２３を介して載置体２１のみを簡単に交換することができ、絶縁体２２及び絶縁リング２４を継続して使用することができ、載置台２０の交換費用を削減することができる。

第２の実施形態
本実施形態の載置台２０’は、基本的にはタイコウエハＷの吸着手段が異なること以外は第１の実施形態に準じて構成されている。本実施形態においても第１の実施形態と同一または相当部分には同一符号を付して説明する。

即ち、本実施形態の載置台２０’は、図４、図５に示すように載置体２１及び絶縁体２２を備えている。載置体２１の上面には、第１の実施形態と同様に載置部２１Ａ及び環状平面部２１Ｂが形成されている。本実施形態では第１の実施形態のようにカバー２５が不要であり、カバー２５から絶縁体２２側へ突出するネジ部材２６用の空間を省略できるため、絶縁リング２４を設けなくても良い。

而して、本実施形態のタイコウエハＷの吸着手段は、載置部２１Ａの載置面に形成された複数の環状溝２１ＦによってタイコウエハＷを吸着する構造になっている。即ち、複数の環状溝２１Ｆは、それぞれ図４、図５に示すように載置部２１Ａの載置面の中心を囲む同心円状に形成されている。これらの環状溝２１Ｆには載置部２１Ａの表層部にある流路（図示せず）から吸引孔２１Ｄがそれぞれ１個ずつ開口するように形成されている。これらの吸引孔２１Ｄは図５に示すように径方向に一直線上に配置され、それぞれ互いに載置部２１Ａ表層部の流路を介して連通している。径方向外側の吸引孔２１Ｄには載置部２１Ａの内部に配置された吸引部２１Ｇが連通し、吸引部２１Ｇに接続された排気装置（図示せず）を介して複数の環状溝２１Ｆから空気を排気することによってタイコウエハＷを載置部２１Ａに吸着、固定するようにしてある。

以上説明したように本実施形態によれば、タイコウエハＷの吸着手段を簡素化することができる他、本実施形態においても第1の実施形態と同様に作用効果を期することができる。

第３の実施形態
本実施形態の載置台２０”は、大きさの異なるタイコウエハＷに対応する載置体を備えていること以外は第１、第２の実施形態に準じて構成されている。本実施形態でも第１の実施形態と同一または相当部分には同一符号を付して説明する。

本実施形態の載置台２０”は、図６の（ａ）、（ｂ）に示すようにタイコウエハＷの大きさに即した載置体２１を備えている。同図の（ａ）に示す載置体２１は、例えば２００ｍｍ径のタイコウエハＷに用いられるもので、第１、第２の実施形態の載置台２０、２０’それぞれの載置体２１と同様の構造を備えているため、その説明を省略する。

図６の（ｂ）に示す載置体２１は、１５０ｍｍ径のウエハＷに用いられるものである。この載置体２１の外径は図６の（ａ）に示す載置体２１の外径と同一の大きさに形成され、その載置部２１Ａが１５０ｍｍ径のウエハＷと嵌合する外径に形成されている。そのため、載置部２１Ａを囲む環状平面部２１Ｂが図６の（ａ）に示すものよりも幅広に形成されている。そして、環状平面部２１Ｂの外周縁部に沿って４本のネジ部材を取り付ける切欠部２１Ｃが周方向に等間隔を隔てて形成されている。載置部２１Ａの外径は、タイコウエハＷの大きさに応じて複数準備されている。

従って、タイコウエハＷの大きさが２００ｍｍから１５０ｍｍに切り換える場合には図６の（ａ）に示す載置体２１を同図の（ｂ）に示す載置体２１と交換するだけでタイコウエハＷのサイズ変更に対応することができる。このように本実施形態の載置台２０”は、複数種のタイコウエハＷのサイズに即した載置体２１を準備しておくことで、一つの載置台２０がサイズの異なる複数のタイコウエハＷ対応することができる。

尚、本発明は、上記実施形態に何等制限されるものではなく、必要に応じて適宜設計変更することができる。

本発明は、下面の外周縁部全周に亘って形成された環状突起で囲まれる凹陥部を有する被検査体の電気的特性検査に用いられる検査装置に好適に利用することができる。

本発明の載置台の一実施形態を適用した検査装置の一例を部分的に破断して示す正面図である。 図１に示す載置台を取り出して示す断面図である。 図２に示す載置台を分解して示す斜視図である。 本発明の載置台の他の実施形態を示す断面図ある。 図４に示す載置台を分解して示す斜視図である。 （ａ）、（ｂ）はそれぞれ大きさの異なるタイコウエハに適合する載置体の一部を破断して示す側面図である。 （ａ）、（ｂ）はそれぞれ従来の載置台の一例を示す分図で、（ａ）はその側面図、（ｂ）は（ａ）に示す載置台の載置体の断面の一部を拡大して示す断面図である。

符号の説明

２０ 載置台
２１ 載置体
２１Ａ 載置部
２１Ｂ 環状平面部
２２ 絶縁体
２３ ネジ部材（締結部材）
Ｗ タイコウエハ（被検査体）

Claims (4)

1. 下面の外周縁部全周に亘って形成された環状突起で囲まれる凹陥部を有する被検査体の電気的特性検査を行うために、上記被検査体を載置する載置台であって、上記被検査体の載置面を有する載置体と、上記載置体が着脱可能に固定された絶縁体とを備え、上記載置体は上記被検査体の凹陥部と嵌合し且つ上記載置面が上記被検査体の下面と接触するように形成された載置部と、上記載置部の外側に形成され且つ上記環状突起を受け入れる環状平面部と、を有し、締結部材を用いて上記載置体が上記環状平面部において上記絶縁体に固定されることを特徴とする載置台。
2. 大きさの異なる複数の上記被検査体の凹陥部に即した載置部を有する載置体を複数備えていることを特徴とする請求項１に記載の載置台。
3. 上記載置体は、上記載置面に導体被膜が形成されていることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の載置台。
4. 上記載置体は、上記導体被膜の汚染された時に交換されることを特徴とする請求項３に記載の載置台。

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