JP2010147277A - 半導体評価装置 - Google Patents
半導体評価装置 Download PDFInfo
- Publication number
- JP2010147277A JP2010147277A JP2008323557A JP2008323557A JP2010147277A JP 2010147277 A JP2010147277 A JP 2010147277A JP 2008323557 A JP2008323557 A JP 2008323557A JP 2008323557 A JP2008323557 A JP 2008323557A JP 2010147277 A JP2010147277 A JP 2010147277A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- probe
- electrode
- terminal
- constant current
- switching
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Images
Landscapes
- Measurement Of Resistance Or Impedance (AREA)
- Tests Of Electronic Circuits (AREA)
- Testing Or Measuring Of Semiconductors Or The Like (AREA)
Abstract
【課題】ウェーハレベル信頼性試験において、長期にわたって良好な電気的接触を確保することが可能となる半導体評価装置を提供する。
【解決手段】プローブ5を定電流回路7に接続するか、プローブ5を電圧測定回路8に接続するかを切り替えるスイッチS1と、プローブ3を定電流回路7に接続するか、プローブ3を電圧測定回路8に接続するかを切り替えるスイッチS2と、プローブ4を定電流回路7に接続するか、プローブ4を電圧測定回路8に接続するかを切り替えるスイッチS3と、プローブ6を定電流回路7に接続するか、プローブ6を電圧測定回路8に接続するかを切り替えるスイッチS4と、電極F+、電極F−、電極S+及び電極S−の少なくとも1つの電極上において所定時間後に絶縁膜が成長する電極に接続されたプローブを定電流回路7に接続するようにスイッチS1〜スイッチS4を制御する切替制御回路15とを備えている。
【選択図】図1
【解決手段】プローブ5を定電流回路7に接続するか、プローブ5を電圧測定回路8に接続するかを切り替えるスイッチS1と、プローブ3を定電流回路7に接続するか、プローブ3を電圧測定回路8に接続するかを切り替えるスイッチS2と、プローブ4を定電流回路7に接続するか、プローブ4を電圧測定回路8に接続するかを切り替えるスイッチS3と、プローブ6を定電流回路7に接続するか、プローブ6を電圧測定回路8に接続するかを切り替えるスイッチS4と、電極F+、電極F−、電極S+及び電極S−の少なくとも1つの電極上において所定時間後に絶縁膜が成長する電極に接続されたプローブを定電流回路7に接続するようにスイッチS1〜スイッチS4を制御する切替制御回路15とを備えている。
【選択図】図1
Description
本発明は、ウェーハ試験における4端子計測の接続の信頼性を確保する半導体評価装置に関するものである。
半導体プロセス評価の分野、及び半導体材料評価の分野において、ウェーハ上のサンプルを評価する際には、プローブと呼ばれる極細径の金属針によりウェーハ上の電極との電気的接触を得る。一方、ウェーハ上のサンプルを精度良く評価するには4つの電極を使用した4端子計測が用いられている。
ウェーハ上のサンプルに対して4端子計測を行う例としては、エレクトロマイグレーション(electromigration)評価がよく知られている。エレクトロマイグレーションとは、半導体デバイスのアルミニウム配線等の金属配線電極に105A/cm2以上の高密度電流を長時間流し続けると、電子流の方向に配線金属原子が陰極側から陽極側へ移動し、配線が断線する現象である。半導体内部の配線抵抗を評価するエレクトロマイグレーション評価では、近年ウェーハレベルでの評価が開始されつつある。また、エレクトロマイグレーション評価では、サンプルの配線を正確に計測するために4端子計測が用いられている。
図3(a)は、従来のウェーハレベルでエレクトロマイグレーション評価が可能な半導体評価装置101の斜視図である。
図3(a)の半導体評価装置101は、高温チャック102、プローブ103〜プローブ106、定電流回路107及び電圧測定回路108を備えている。また、高温チャック102の上にウェーハ109が配置されている。ウェーハ109は、表面、即ち高温チャック102と接触しない面に、電極F+、電極F−、電極S+及び電極S−が形成されている。なお、ウェーハ109は、エレクトロマイグレーションの速度を速くするため、高温チャック102により200℃〜350℃に加熱される。評価試験の間中、ウェーハの温度は一定に保たれる。
プローブ103の一端は、定電流回路107の+端子に接続されている。プローブ104の一端は、定電流回路107の−端子に接続されている。プローブ105の一端は、電圧測定回路108の+端子に接続されている。プローブ106の一端は、電圧測定回路108の−端子に接続されている。
プローブ103の他端は、電極F+に接続されている。プローブ104の他端は、電極F−に接続されている。プローブ105の他端は、電極S+に接続されている。プローブ106の他端は、電極S−に接続されている。
図3(b)は、図3(a)の半導体評価装置101においてウェーハの形成された半導体内部の配線抵抗を4端子計測にて評価する場合の回路図である。定電流回路107により、定電流回路107の+端子→プローブ103→電極F+→配線111→配線抵抗110→配線112→電極F−→プローブ104→定電流回路107の−端子の経路で電流Iが流れる。この経路で電流Iが流れた場合に、電圧測定回路108は、電極S+と電極S−との間の電圧Vを測定する。
配線抵抗110の抵抗値をR、電極F+と配線抵抗110との間の配線111の抵抗値をR1、電極F−と配線抵抗110との間の配線112の抵抗値をR2、電極S+と配線抵抗110との間の配線113の抵抗値をR3、電極S−と配線抵抗110との間の配線114の抵抗値をR4、電圧Vの測定時に電圧測定回路108が電極S+と電極S−との間に流す微弱電流をI’とした場合、(1)式が成立する。
V=−R3・I’+R・(I−I’)−R4・I’
V=R・I−R・I’−(R3+R4)・I’ (1)
一般に、I>>I’であり、(1)式の右辺において第1項以外は省略出来るので、(2)式が成立する。
V=R・I−R・I’−(R3+R4)・I’ (1)
一般に、I>>I’であり、(1)式の右辺において第1項以外は省略出来るので、(2)式が成立する。
V=R・I (2)
従って、配線抵抗110の抵抗値Rは、(3)式により求められる。
従って、配線抵抗110の抵抗値Rは、(3)式により求められる。
R=V/I (3)
図3の半導体評価装置と同様にウェーハ上のサンプルを評価するものとして、非特許文献1では300mmまでの基板に対応可能なウェーハレベル信頼性試験専用プローブシステムが開示されている。
"PM300WLR"、[online]、2007年3月9日、SUSS MicroTec、[2008年2月15日検索]、インターネット〈URL:http://www.suss.com/download?id=745〉
図3の半導体評価装置と同様にウェーハ上のサンプルを評価するものとして、非特許文献1では300mmまでの基板に対応可能なウェーハレベル信頼性試験専用プローブシステムが開示されている。
"PM300WLR"、[online]、2007年3月9日、SUSS MicroTec、[2008年2月15日検索]、インターネット〈URL:http://www.suss.com/download?id=745〉
図3の半導体評価装置では、ウェーハ109を加熱していることにより、プローブと電極との接合部において絶縁膜が加速成長する。この場合、電極F+及び電極F−に関しては、電極とプローブとの間に絶縁膜が成長すると、定電流回路107が上記絶縁膜にも電流Iを流すように出力電圧を上昇させる。この結果、上記絶縁膜にも電流Iが流れ、上記絶縁膜は破壊される。
しかし電極S+及び電極S−に関しては、電圧測定回路108のインピーダンスが非常に高く、絶縁膜の破壊電流が流れない。このため、絶縁膜が成長し続ける結果、プローブと電極との接合部における電気的接触が無くなってしまう。よって電圧Vの測定が不可能となるので、配線抵抗110の抵抗値Rの測定が出来なくなる。
本発明は、上記の問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、ウェーハレベル信頼性試験において、長期にわたって良好な電気的接触を確保することが可能となる半導体評価装置を提供することにある。
本発明の半導体評価装置は、上記課題を解決するために、ウェーハに形成された第1の電極ないし第4の電極にそれぞれ接続される第1のプローブないし第4のプローブと、上記ウェーハを加熱し、上記ウェーハの温度を一定に保つ高温チャックと、上記第1の電極ないし上記第4の電極の内の2つの電極間に電流を流す定電流手段と、上記第1の電極ないし上記第4の電極の内の2つの電極間に生じる電圧を測定する電圧測定手段とを備える半導体評価装置において、上記第3のプローブを上記定電流手段に接続するか、上記第3のプローブを上記電圧測定手段に接続するかを切り替える第1の切り替え手段と、上記第1のプローブを上記定電流手段に接続するか、上記第1のプローブを上記電圧測定手段に接続するかを切り替える第2の切り替え手段と、上記第2のプローブを上記定電流手段に接続するか、上記第2のプローブを上記電圧測定手段に接続するかを切り替える第3の切り替え手段と、上記第4のプローブを上記定電流手段に接続するか、上記第4のプローブを上記電圧測定手段に接続するかを切り替える第4の切り替え手段と、上記第1の電極ないし上記第4の電極の少なくとも1つの電極上において所定時間後に絶縁膜が成長する電極に接続されたプローブを上記定電流手段に接続するように上記第1の切り替え手段ないし上記第4の切り替え手段を制御する切替制御手段とを備えていることを特徴とする。
上記発明によれば、上記第1の電極ないし上記第4の電極それぞれについて、上記電流を流す電極とするか上記電圧を測定するための電極とするかを、上記第1の切り替え手段ないし上記第4の切り替え手段により切り替えることが可能となる。
これにより、上記第1の電極ないし上記第4の電極の少なくとも1つの電極上において絶縁膜が成長した場合でも、該絶縁膜が成長した電極に接続されたプローブを上記定電流手段に接続し、上記定電流手段が上記電流を流すために出力する追従電圧を上記絶縁膜に印加することにより、上記絶縁膜を破壊出来るので、上記絶縁膜の発生と成長を防止出来る。
また、上記絶縁膜が成長する前においても、上記定電流手段が上記電流を流し、上記絶縁膜の発生と成長を防止出来る。
従って、高温でかつウェーハ上の電極にプローブを、数百時間、より具体的には200時間〜500時間という長時間接触させて配線抵抗等の電気的パラメータの計測を行うウェーハレベル信頼性試験において、長期にわたって良好な電気的接触を確保することが可能となる。
上記半導体評価装置では、上記第1の切り替え手段ないし上記第4の切り替え手段は、メカニカルリレーにより構成されてもよい。
また、上記半導体評価装置では、上記第1の切り替え手段ないし上記第4の切り替え手段は、半導体リレーにより構成されてもよい。
上記半導体評価装置では、上記第1のプローブないし上記第4のプローブは、タングステンレニウムで製作されてもよい。
また、上記半導体評価装置では、上記第1のプローブないし上記第4のプローブは、プラチナで製作されてもよい。
これらの構成により、ウェーハレベル信頼性試験において、長期にわたって良好な電気的接触を確保することが可能となる。
本発明の半導体評価装置は、以上のように、第3のプローブを定電流手段に接続するか、上記第3のプローブを電圧測定手段に接続するかを切り替える第1の切り替え手段と、第1のプローブを上記定電流手段に接続するか、第1のプローブを上記電圧測定手段に接続するかを切り替える第2の切り替え手段と、第2のプローブを上記定電流手段に接続するか、第2のプローブを上記電圧測定手段に接続するかを切り替える第3の切り替え手段と、第4のプローブを上記定電流手段に接続するか、第4のプローブを上記電圧測定手段に接続するかを切り替える第4の切り替え手段と、第1の電極ないし第4の電極の少なくとも1つの電極上において所定時間後に絶縁膜が成長する電極に接続されたプローブを上記定電流手段に接続するように上記第1の切り替え手段ないし上記第4の切り替え手段を制御する切替制御手段とを備えているものである。
それゆえ、ウェーハレベル信頼性試験において、長期にわたって良好な電気的接触を確保することが可能となる半導体評価装置を提供するという効果を奏する。
本発明の一実施形態について図1及び図2に基づいて説明すると以下の通りである。
図1(a)は、本実施の形態に係るウェーハレベルでエレクトロマイグレーション評価が可能な半導体評価装置1の斜視図である。
図1(a)の半導体評価装置1は、高温チャック2、プローブ3〜プローブ6、定電流回路7、電圧測定回路8、スイッチS1〜スイッチS4及び切替制御回路15を備えている。また、高温チャック2の上にウェーハ9が配置されている。ウェーハ9は、表面、即ち高温チャック2と接触しない面に、電極F+、電極F−、電極S+及び電極S−が形成されている。なお、ウェーハ9は、エレクトロマイグレーションの速度を速くするため、高温チャック2により200℃〜350℃に加熱される。評価試験の間中、ウェーハの温度は一定に保たれる。
エレクトロマイグレーションの速度は、流れる電流が大きくなるほど、及びウェーハの温度が高くなるほど速くなるが、設定したエレクトロマイグレーションの加速速度で故障が発生するまでの時間と、サンプルの寿命とが一致している必要がある。エレクトロマイグレーションの加速速度を速くし過ぎると、エレクトロマイグレーションとは異なる故障が発生し、ウェーハ上のサンプルの正しい寿命が算出出来なくなる。サンプルの正しい寿命を算出するために必要なエレクトロマイグレーションの加速速度は、各社が実験により求めている。サンプルの配線がアルミ配線の場合にはウェーハの温度の上限は200℃であり、この温度以上にするとサンプルの正しい寿命が算出出来なくなる。同様に、サンプルの配線が銅配線の場合にはウェーハの温度の上限は350℃である。
スイッチS1は、端子T1〜端子T3を有しており、端子T1と端子T2とを接続すること、及び端子T1と端子T3とを接続することが切り替え可能である。スイッチS2は、端子T4〜端子T6を有しており、端子T4と端子T5とを接続すること、及び端子T4と端子T6とを接続することが切り替え可能である。スイッチS3は、端子T7〜端子T9を有しており、端子T7と端子T8とを接続すること、及び端子T7と端子T9とを接続することが切り替え可能である。スイッチS4は、端子T10〜端子T12を有しており、端子T10と端子T11とを接続すること、及び端子T10と端子T12とを接続することが切り替え可能である。
なお、本実施の形態において、スイッチS1〜スイッチS4の接続の切り替えは、切替制御回路15からスイッチS1〜スイッチS4へ出力される信号により制御される。また、スイッチS1〜スイッチS4は、メカニカルリレーにより構成されることが一般的であるが、半導体リレーにより構成されても良い。
プローブ3の一端は、端子T4に接続されている。プローブ4の一端は、端子T7に接続されている。プローブ5の一端は、端子T1に接続されている。プローブ6の一端は、端子T10に接続されている。
プローブ3の他端は、電極F+に接続されている。プローブ4の他端は、電極F−に接続されている。プローブ5の他端は、電極S+に接続されている。プローブ6の他端は、電極S−に接続されている。
定電流回路7の+端子は、端子T3及び端子T5に接続されている。定電流回路7の−端子は、端子T8及び端子T12に接続されている。電圧測定回路8の+端子は、端子T2及び端子T6に接続されている。電圧測定回路8の−端子は、端子T9及び端子T11に接続されている。
図1(b)は、図1(a)の半導体評価装置1においてウェーハの形成された半導体内部の配線抵抗を4端子計測にて評価する場合の回路図である。
まず、スイッチS2において、端子T4と端子T5とを接続し、スイッチS3において、端子T7と端子T8とを接続する。これにより、定電流回路7は、定電流回路7の+端子→端子T5→端子T4→プローブ3→電極F+→配線11→配線抵抗10→配線12→電極F−→プローブ4→端子T7→端子T8→定電流回路7の−端子の経路で電流Iを流すことが可能となる。
次に、スイッチS1において、端子T1と端子T2とを接続し、スイッチS4において、端子T10と端子T11とを接続する。これにより、電圧測定回路8は、上記経路に電流Iが流れた場合に、電極S+と電極S−との間に発生する電圧Vを測定することが可能となる。
配線抵抗10の抵抗値をR、電極F+と配線抵抗10との間の配線11の抵抗値をR1、電極F−と配線抵抗10との間の配線12の抵抗値をR2、電極S+と配線抵抗10との間の配線13の抵抗値をR1、電極S−と配線抵抗10との間の配線14の抵抗値をR2、電圧Vの測定時に電圧測定回路8が電極S+と電極S−との間に流す微弱電流をI’とした場合、(4)式が成立する。
V=−R3・I’+R・(I−I’)−R4・I’
V=R・I−R・I’−(R3+R4)・I’ (4)
一般に、I>>I’であり、(4)式の右辺において第2項以外は省略出来るので、(5)式が成立する。
V=R・I−R・I’−(R3+R4)・I’ (4)
一般に、I>>I’であり、(4)式の右辺において第2項以外は省略出来るので、(5)式が成立する。
V=R・I (5)
従って、配線抵抗10の抵抗値Rは、(6)式により求められる。
従って、配線抵抗10の抵抗値Rは、(6)式により求められる。
R=V/I (6)
以下では半導体評価装置1がどのように動作するかを図1及び図2を参照して説明する。図2は、図1(a)の半導体評価装置1がどのように動作するかを示すタイミングチャートである。
以下では半導体評価装置1がどのように動作するかを図1及び図2を参照して説明する。図2は、図1(a)の半導体評価装置1がどのように動作するかを示すタイミングチャートである。
初期状態(図2において時刻t=0)では、図1(a)の半導体評価装置1においてスイッチS1〜スイッチS4を全て上側にする。具体的には、スイッチS1において、端子T1と端子T2とを接続し、スイッチS2において、端子T4と端子T5とを接続する。またスイッチS3において、端子T7と端子T8とを接続し、スイッチS4において、端子T10と端子T11とを接続する。上記初期状態では、定電流回路7が電極F+及び電極F−を介して配線抵抗10に電流Iを流し、電圧測定回路8が電極S+と電極S−との間の電圧Vを測定する。上記初期状態を数十時間継続すると、電極S+とプローブ5との間、及び電極S−とプローブ6との間に絶縁膜が成長することが実験により確認されている。
上記絶縁膜を破壊するためには、まず時刻t1においてスイッチS1を下側にする、即ちスイッチS1において端子T1と端子T3とを接続する。また、時刻t2においてスイッチS4を下側にする、即ちスイッチS4において端子T10と端子T12とを接続する。
次に時刻t3においてスイッチS2を下側にする、即ちスイッチS2において端子T4と端子T6とを接続する。この場合、定電流回路7は、定電流回路7の+端子→端子T3→端子T1→プローブ5→絶縁膜→電極S+→配線13→配線抵抗10→配線12→電極F−→プローブ4→端子T7→端子T8→定電流回路7の−端子の経路で電流Iを流すために必要な追従電圧を、端子T3と端子T8との間に印加する。
定電流回路7は、コンプライアンス電圧の範囲内で指定の電流Iを出力できる機能を有している。定電流回路7が、絶縁膜に定電流Iを流すために必要な電圧を印加した場合、絶縁膜抵抗値RIが高い場合には、高電圧が絶縁膜に印加され、該高電圧により絶縁膜が破壊される。従って、時刻t3においてスイッチS2を下側にすると、電極S+とプローブ5との間で成長した絶縁膜が破壊される。
一方、絶縁膜に供給される絶縁膜供給電力WIは、以下に示す(7)式により求められる。
WI=I・I・RI (7)
絶縁膜が破壊され、絶縁膜抵抗値RIが小さくなると、絶縁膜供給電力WIは次第に小さくなっていき、最終的にはある値に収束する。
絶縁膜が破壊され、絶縁膜抵抗値RIが小さくなると、絶縁膜供給電力WIは次第に小さくなっていき、最終的にはある値に収束する。
以上に示した絶縁膜の破壊は瞬時に行われるので、高電圧により絶縁膜を瞬時に破壊する。一方、試験サンプルである配線抵抗10には、一定の電流Iが流れるのみである。従って、ウェーハ9上のサンプルへのダメージを抑制することが可能となる。
時刻t3において電極S+の絶縁膜を破壊後、時刻t4においてスイッチS3を下側にする、即ちスイッチS3において端子T7と端子T9とを接続する。この場合、定電流回路7は、定電流回路7の+端子→端子T3→端子T1→プローブ5→電極S+→配線13→配線抵抗10→配線14→電極S−→絶縁膜→プローブ6→端子T10→端子T12→定電流回路7の−端子の経路で電流Iを流すために必要な追従電圧を、端子T3と端子T12との間に印加する。このように追従電圧を印加することにより、電極S−とプローブ6との間で成長した絶縁膜が破壊される。
時刻t4においてスイッチS1〜スイッチS4が下側になった状態では、電流Iが流れる電極が、電極F+及び電極F−から電極S+及び電極S−に切り替わっている。これに対して、電圧Vを測定するための電極は、電極S+及び電極S−から電極F+及び電極F−に切り替わっている。従って、時刻t4の状態を数十時間継続すると、今度は電極F+とプローブ3との間、及び電極F−とプローブ4との間に絶縁膜が成長する。この場合は、以下に示す手順で絶縁膜の破壊を行う。
まずスイッチS2を上側にし、次にスイッチS3を上側にする。そしてスイッチS1を上側にする。この場合、定電流回路7は、定電流回路7の+端子→端子T5→端子T4→プローブ3→絶縁膜→電極F+→配線11→配線抵抗10→配線14→電極S−→プローブ6→端子T10→端子T12→定電流回路7の−端子の経路で電流Iを流すために必要な追従電圧を、端子T5と端子T12との間に印加する。このように追従電圧を印加することにより、電極F+とプローブ3との間で成長した絶縁膜が破壊される。
次にスイッチS4を上側にする。この場合、定電流回路7は、定電流回路7の+端子→端子T5→端子T4→プローブ3→電極F+→配線11→配線抵抗10→配線12→電極F−→絶縁膜→プローブ4→端子T7→端子T8→定電流回路7の−端子の経路で電流Iを流すために必要な追従電圧を、端子T5と端子T8との間に印加する。このように追従電圧を印加することにより、電極F−とプローブ4との間で成長した絶縁膜が破壊される。絶縁膜破壊後は、全てのスイッチが上側にあるので、t=0の初期状態と同じ状態になる。
スイッチを切り替える周期は1時間単位で設定することが好ましい。上述したように、同じ接続状態を数十時間継続すると絶縁膜が形成されるので、10時間程度で同じ接続状態に戻ることが好ましい。例えば、図2において全てのスイッチが上側であるt=0からt1までを1秒未満、t1からt2までを1秒未満、t2からt3までを1秒未満、t3からt4までを1秒未満とし、数100ミリ秒〜数秒の間に全てのスイッチを上側から下側にしてもよい。そして、さらに10時間程度かけて全てのスイッチを下側から上側に戻してもよい。この場合、同じ接続状態に戻るまでの総切り替え周期TTは10時間程度となる。
以上のように、半導体評価装置1では、電極F+、電極F−、電極S+及び電極S−それぞれについて、電流Iを流す電極とするか電圧Vを測定するための電極とするかを、スイッチS1〜スイッチS4により切り替え、絶縁膜が成長した電極に接続されたプローブを定電流回路7に接続し、定電流回路7が電流Iを流すために出力する追従電圧を上記絶縁膜に印加して絶縁膜を破壊出来るので、絶縁膜の発生と成長を防止出来る。従って、高温でかつウェーハ上の電極にプローブを、数百時間、より具体的には200時間〜500時間という長時間接触させて配線抵抗等の電気的パラメータの計測を行うウェーハレベル信頼性試験において、長期にわたって良好な電気的接触を確保することが可能となる。
なお、本実施の形態において、プローブ3〜プローブ6の材料としては、タングステンレニウム(WRe)を使用する場合が多いが、プラチナ(Pt)を用いても良い。
本実施形態におけるスイッチの切り替えのタイミングは、図2のタイミングチャートと異なるタイミングでもよい。例えば、絶縁膜の成長による抵抗値の変化を検出し、所定の抵抗値以上になればスイッチの切り替えを始めてもよい。また、過去の実績や予め実験で求めた、絶縁膜が生じる時間のデータにより総切り替え周期TTを決定してもよい。さらに、電気的パラメータの計測に影響を及ぼさないタイミングでスイッチの切り替えを始めるようにしたり、さらに、定期的にスイッチの切り替えを行うようにしてもよい。さらに、スイッチS1〜スイッチS4は、図2と同様に、同時に開閉しなくてもよい。
〔実施形態の総括〕
本発明の実施形態に係る半導体評価装置1は、ウェーハ9に形成された、電極F+、電極F−、電極S+及び電極S−にそれぞれ接続されるプローブ3〜プローブ6と、ウェーハ9を加熱し、ウェーハ9の温度を一定に保つ高温チャック2と、電極F+、電極F−、電極S+及び電極S−の内の2つの電極間に電流Iを流す定電流回路7と、電極F+、電極F−、電極S+及び電極S−の内の2つの電極間に生じる電圧Vを測定する電圧測定回路8とを備える半導体評価装置において、スイッチS1〜スイッチS4を備え、スイッチS1は、プローブ5を定電流回路7に接続するか、プローブ5を電圧測定回路8に接続するかを切り替え、スイッチS2は、プローブ3を定電流回路7に接続するか、プローブ3を電圧測定回路8に接続するかを切り替え、スイッチS3は、プローブ4を定電流回路7に接続するか、プローブ4を電圧測定回路8に接続するかを切り替え、スイッチS4は、プローブ6を定電流回路7に接続するか、プローブ6を電圧測定回路8に接続するかを切り替える。
本発明の実施形態に係る半導体評価装置1は、ウェーハ9に形成された、電極F+、電極F−、電極S+及び電極S−にそれぞれ接続されるプローブ3〜プローブ6と、ウェーハ9を加熱し、ウェーハ9の温度を一定に保つ高温チャック2と、電極F+、電極F−、電極S+及び電極S−の内の2つの電極間に電流Iを流す定電流回路7と、電極F+、電極F−、電極S+及び電極S−の内の2つの電極間に生じる電圧Vを測定する電圧測定回路8とを備える半導体評価装置において、スイッチS1〜スイッチS4を備え、スイッチS1は、プローブ5を定電流回路7に接続するか、プローブ5を電圧測定回路8に接続するかを切り替え、スイッチS2は、プローブ3を定電流回路7に接続するか、プローブ3を電圧測定回路8に接続するかを切り替え、スイッチS3は、プローブ4を定電流回路7に接続するか、プローブ4を電圧測定回路8に接続するかを切り替え、スイッチS4は、プローブ6を定電流回路7に接続するか、プローブ6を電圧測定回路8に接続するかを切り替える。
上記構成によれば、電極F+、電極F−、電極S+及び電極S−それぞれについて、電流Iを流す電極とするか電圧Vを測定するための電極とするかを、スイッチS1〜スイッチS4により切り替えることが可能となる。
これにより、電極F+、電極F−、電極S+及び電極S−の少なくとも1つの電極上において絶縁膜が成長した場合でも、該絶縁膜が成長した電極に接続されたプローブを定電流回路7に接続し、定電流回路7が電流Iを流すために出力する追従電圧を上記絶縁膜に印加することにより、上記絶縁膜を破壊出来るので、上記絶縁膜の発生と成長を防止出来る。
従って、高温でかつウェーハ上の電極にプローブを、数百時間、より具体的には200時間〜500時間という長時間接触させて配線抵抗等の電気的パラメータの計測を行うウェーハレベル信頼性試験において、長期にわたって良好な電気的接触を確保することが可能となる。
上記半導体評価装置では、スイッチS1〜スイッチS4は、メカニカルリレーにより構成されてもよい。
また、上記半導体評価装置では、スイッチS1〜スイッチS4は、半導体リレーにより構成されてもよい。
上記半導体評価装置では、プローブ3〜プローブ6は、タングステンレニウムで製作されてもよい。
また、上記半導体評価装置では、プローブ3〜プローブ6は、プラチナで製作されてもよい。
これらの構成により、ウェーハレベル信頼性試験において、長期にわたって良好な電気的接触を確保することが可能となる。
本発明の半導体評価装置は、ウェーハレベル信頼性試験において、長期にわたって良好な電気的接触を確保することが可能となるので、ウェーハレベル信頼性試験用プローブシステムに好適に利用することが出来る。
1 半導体評価装置
2 高温チャック
3〜6 プローブ(第1のプローブ〜第4のプローブ)
7 定電流回路(定電流手段)
8 電圧測定回路(電圧測定手段)
9 ウェーハ
10 配線抵抗
11〜14 配線
15 切替制御回路(切替制御手段)
F+ 電極(第1の電極)
F− 電極(第2の電極)
I 電流
I’ 微弱電流
R 抵抗値
RI 絶縁膜抵抗値
S1〜S4 スイッチ(第1の切り替え手段〜第4の切り替え手段)
S+ 電極(第3の電極)
S− 電極(第4の電極)
T1〜T12 端子
TT 総切り替え周期
V 電圧
WI 絶縁膜供給電力
t1〜t4 時刻
2 高温チャック
3〜6 プローブ(第1のプローブ〜第4のプローブ)
7 定電流回路(定電流手段)
8 電圧測定回路(電圧測定手段)
9 ウェーハ
10 配線抵抗
11〜14 配線
15 切替制御回路(切替制御手段)
F+ 電極(第1の電極)
F− 電極(第2の電極)
I 電流
I’ 微弱電流
R 抵抗値
RI 絶縁膜抵抗値
S1〜S4 スイッチ(第1の切り替え手段〜第4の切り替え手段)
S+ 電極(第3の電極)
S− 電極(第4の電極)
T1〜T12 端子
TT 総切り替え周期
V 電圧
WI 絶縁膜供給電力
t1〜t4 時刻
Claims (5)
- ウェーハに形成された第1の電極ないし第4の電極にそれぞれ接続される第1のプローブないし第4のプローブと、
上記ウェーハを加熱し、上記ウェーハの温度を一定に保つ高温チャックと、
上記第1の電極ないし上記第4の電極の内の2つの電極間に電流を流す定電流手段と、
上記第1の電極ないし上記第4の電極の内の2つの電極間に生じる電圧を測定する電圧測定手段とを備える半導体評価装置において、
上記第3のプローブを上記定電流手段に接続するか、上記第3のプローブを上記電圧測定手段に接続するかを切り替える第1の切り替え手段と、
上記第1のプローブを上記定電流手段に接続するか、上記第1のプローブを上記電圧測定手段に接続するかを切り替える第2の切り替え手段と、
上記第2のプローブを上記定電流手段に接続するか、上記第2のプローブを上記電圧測定手段に接続するかを切り替える第3の切り替え手段と、
上記第4のプローブを上記定電流手段に接続するか、上記第4のプローブを上記電圧測定手段に接続するかを切り替える第4の切り替え手段と、
上記第1の電極ないし上記第4の電極の少なくとも1つの電極上において所定時間後に絶縁膜が成長する電極に接続されたプローブを上記定電流手段に接続するように上記第1の切り替え手段ないし上記第4の切り替え手段を制御する切替制御手段とを備えていることを特徴とする半導体評価装置。 - 上記第1の切り替え手段ないし上記第4の切り替え手段は、メカニカルリレーにより構成されることを特徴とする請求項1に記載の半導体評価装置。
- 上記第1の切り替え手段ないし上記第4の切り替え手段は、半導体リレーにより構成されることを特徴とする請求項1に記載の半導体評価装置。
- 上記第1のプローブないし上記第4のプローブは、タングステンレニウムで製作されることを特徴とする請求項1に記載の半導体評価装置。
- 上記第1のプローブないし上記第4のプローブは、プラチナで製作されることを特徴とする請求項1に記載の半導体評価装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2008323557A JP2010147277A (ja) | 2008-12-19 | 2008-12-19 | 半導体評価装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2008323557A JP2010147277A (ja) | 2008-12-19 | 2008-12-19 | 半導体評価装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2010147277A true JP2010147277A (ja) | 2010-07-01 |
Family
ID=42567378
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2008323557A Pending JP2010147277A (ja) | 2008-12-19 | 2008-12-19 | 半導体評価装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2010147277A (ja) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN104681380A (zh) * | 2013-11-29 | 2015-06-03 | 中微半导体设备(上海)有限公司 | 一种静电卡盘及其等离子体处理室 |
JP2015521839A (ja) * | 2012-06-26 | 2015-07-30 | アナログ・デバイシズ・インコーポレーテッド | 電源制御 |
-
2008
- 2008-12-19 JP JP2008323557A patent/JP2010147277A/ja active Pending
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2015521839A (ja) * | 2012-06-26 | 2015-07-30 | アナログ・デバイシズ・インコーポレーテッド | 電源制御 |
US9772636B2 (en) | 2012-06-26 | 2017-09-26 | Analog Devices, Inc. | Power supply control |
CN104681380A (zh) * | 2013-11-29 | 2015-06-03 | 中微半导体设备(上海)有限公司 | 一种静电卡盘及其等离子体处理室 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP4918339B2 (ja) | 基板検査装置 | |
KR100674972B1 (ko) | 반도체 소자의 펄스 특성 측정 시스템 및 측정 방법 | |
KR102158551B1 (ko) | 절연 검사 장치 및 절연 검사 방법 | |
JP5507430B2 (ja) | 回路基板検査装置 | |
JP2007333598A (ja) | 基板検査装置 | |
JP2010147277A (ja) | 半導体評価装置 | |
JP4959596B2 (ja) | 絶縁膜の評価方法および測定回路 | |
JP4082314B2 (ja) | 電子部品の試験方法および試験装置 | |
KR20140146535A (ko) | 기판검사장치 | |
JP2009109375A (ja) | 電子負荷装置および電池の内部抵抗測定装置 | |
JP2020052005A5 (ja) | ||
JP4467373B2 (ja) | 抵抗測定方法およびその装置 | |
JPWO2018101233A1 (ja) | 抵抗測定装置及び抵抗測定方法 | |
JP2013061177A (ja) | インピーダンス測定装置 | |
JP2021136195A (ja) | 試験装置および有接点リレーの劣化判定方法 | |
JP6608234B2 (ja) | 接触判定装置および測定装置 | |
JPWO2020255222A1 (ja) | 温度入力ユニット、温度測定装置、及びプログラム | |
JP2007519830A (ja) | Ecmpシステム | |
JP2010071809A (ja) | 半導体装置の電気的特性検査方法 | |
JP2010147278A (ja) | 半導体評価装置 | |
JP5849923B2 (ja) | インピーダンス測定装置 | |
JP2016018722A (ja) | 短絡試験装置、及び、短絡試験方法 | |
JP2014181977A (ja) | 絶縁検査方法及び絶縁検査装置 | |
JP2002156402A (ja) | 半導体素子の特性検査方法及び装置 | |
JP6808517B2 (ja) | 接触状態改善装置 |