JP2022159793A - Semiconductor test device and semiconductor device manufacturing method - Google Patents
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Abstract
Description
本開示は、半導体テスト装置および半導体装置の製造方法に関するものである。 The present disclosure relates to a semiconductor test apparatus and a method of manufacturing a semiconductor device.
従来、半導体基板に形成された複数の半導体素子の電気的特性を測定する方法として、半導体基板をステージの上面に載置し、真空チャックを利用して半導体基板をステージに吸着させた状態で、プローブを半導体基板に形成された半導体素子の表面に押し当てる方法などがある(例えば、特許文献1参照)。 Conventionally, as a method for measuring the electrical characteristics of a plurality of semiconductor elements formed on a semiconductor substrate, the semiconductor substrate is placed on the upper surface of a stage, and the semiconductor substrate is attached to the stage using a vacuum chuck. There is a method of pressing a probe against the surface of a semiconductor element formed on a semiconductor substrate (see, for example, Patent Document 1).
従来の技術では、ステージの上面に半導体基板を載置した状態で半導体基板の裏面全体をステージに吸着させるため、ステージは半導体基板の裏面全体と接触している。半導体素子へ電流を供給する配線はステージの側部に接続されており、半導体基板に形成された複数の半導体素子のうち、ステージの側部における配線の接続点からの距離が遠い位置にある半導体素子は、距離が近い位置にある半導体素子と比べてステージの上面に流れる電流の経路が長くなる。半導体基板の面内におけるオン抵抗はステージの上面に流れる電流の経路の長さに比例するため、半導体素子の位置によって半導体基板の面内におけるオン抵抗にばらつきが生じるという問題があった。 In the conventional technique, the stage is in contact with the entire back surface of the semiconductor substrate in order to cause the entire back surface of the semiconductor substrate to adhere to the stage while the semiconductor substrate is placed on the upper surface of the stage. Wiring for supplying current to the semiconductor element is connected to the side of the stage. The element has a longer path for current flowing on the upper surface of the stage than the semiconductor element located at a short distance. Since the in-plane on-resistance of the semiconductor substrate is proportional to the length of the path of the current flowing on the upper surface of the stage, there is a problem that the in-plane on-resistance of the semiconductor substrate varies depending on the position of the semiconductor element.
そこで、本開示は、半導体基板の面内におけるオン抵抗のばらつきを抑制することが可能な技術を提供することを目的とする。 Accordingly, an object of the present disclosure is to provide a technique capable of suppressing variations in on-resistance within the surface of a semiconductor substrate.
本開示に係る半導体テスト装置は、互いに間隔をあけて第1の方向に配置され、かつ、被測定物を載置した状態で前記被測定物を前記第1の方向にスライドさせるように回転する複数のローラーと、複数の前記ローラーの間に配置され、かつ、前記被測定物の裏面における一部の領域と接触することで前記被測定物と電気的に接続される下部コンタクト治具と、複数の前記ローラーの上方に配置され、かつ、前記被測定物の表面と接触することで前記被測定物と電気的に接続されるプローブを有する上部コンタクト治具とを備えたものである。 A semiconductor test apparatus according to the present disclosure is arranged in a first direction with an interval therebetween, and rotates so as to slide the object to be measured in the first direction with the object to be measured placed thereon. a plurality of rollers, and a lower contact jig disposed between the plurality of rollers and electrically connected to the object to be measured by contacting a partial region on the back surface of the object to be measured; An upper contact jig is provided above the plurality of rollers and has probes electrically connected to the object to be measured by contacting the surface of the object to be measured.
本開示によれば、被測定物の裏面と接触する下部コンタクト治具の面積は、従来のステージの面積よりも小さいため、従来のステージと比べて下部コンタクト治具の上面に流れる電流の経路が短くなる。これにより、半導体基板の面内におけるオン抵抗のばらつきを抑制することができる。 According to the present disclosure, the area of the lower contact jig that contacts the back surface of the object to be measured is smaller than the area of the conventional stage. Shorten. As a result, it is possible to suppress variations in on-resistance within the plane of the semiconductor substrate.
<実施の形態1>
<全体構成>
実施の形態について、図面を用いて以下に説明する。図1は、実施の形態に係る半導体テスト装置100の構成を概略的に示す斜視図である。
<Embodiment 1>
<Overall composition>
Embodiments will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 is a perspective view schematically showing the configuration of a
図1において、X方向、Y方向およびZ方向は、互いに直交する。以下の図に示されるX方向、Y方向およびZ方向も、互いに直交する。以下においては、X方向と、当該X方向の反対の方向(-X方向)とを含む方向を「X軸方向」ともいう。また、以下においては、Y方向と、当該Y方向の反対の方向(-Y方向)とを含む方向を「Y軸方向」ともいう。また、以下においては、Z方向と、当該Z方向の反対の方向(-Z方向)とを含む方向を「Z軸方向」ともいう。 In FIG. 1, the X, Y and Z directions are orthogonal to each other. The X, Y and Z directions shown in the following figures are also orthogonal to each other. Hereinafter, the direction including the X direction and the direction opposite to the X direction (−X direction) is also referred to as the “X-axis direction”. Also, hereinafter, the direction including the Y direction and the direction opposite to the Y direction (−Y direction) is also referred to as the “Y-axis direction”. Also, hereinafter, the direction including the Z direction and the direction opposite to the Z direction (−Z direction) is also referred to as the “Z-axis direction”.
図1に示すように、半導体テスト装置100は、半導体装置の製造工程において実施される半導体チップの測定を行うための装置であり、複数のローラー1と、下部コンタクト治具2と、上部コンタクト治具3とを備えている。
As shown in FIG. 1, a
複数のローラー1は、互いに間隔をあけてY軸方向(第1の方向)に配置され、被測定物としての半導体ウエハ50を載置した状態で半導体ウエハ50をY軸方向にスライドさせるように回転する。複数のローラー1はX軸方向に延在するように導電性を有する部材により形成され、複数のローラー1の両端部は、例えばY軸方向に延在する2つの支持台(図示省略)によりそれぞれ回転可能なように支持されている。複数のローラー1は導電性を有する部材により形成されているため、電気的な導通チェックによりどのローラー1上に半導体ウエハ50が存在しているかの確認が可能である。
The plurality of rollers 1 are arranged in the Y-axis direction (first direction) at intervals, and slide the
下部コンタクト治具2は、複数のローラー1の間に配置され、X軸方向に延在するように導電性を有する部材により形成されている。下部コンタクト治具2の側部には、半導体テスト装置100が備える測定部(図示省略)から半導体ウエハ50へ電流を供給する配線(図示省略)が接続されており、下部コンタクト治具2の上面が半導体ウエハ50の裏面における一部の領域と接触することで、半導体ウエハ50と下部コンタクト治具2は電気的に接続される。
The
具体的には、下部コンタクト治具2のX軸方向の長さは、複数のローラー1のX軸方向の長さよりも長い、すなわち、半導体ウエハ50の直径よりも長い。そのため、下部コンタクト治具2の上面は、半導体ウエハ50の裏面におけるX軸方向(第2の方向)の一端部から他端部に渡って同時に接触可能である。また、下部コンタクト治具2のY軸方向の幅は、半導体ウエハ50に形成された複数の半導体チップのうちの1つの半導体チップ(図示省略)の幅よりも大きい。これらにより、下部コンタクト治具2は、半導体ウエハ50の裏面におけるX軸方向1列分の半導体チップに対応する領域と同時に接触可能である。ここで、半導体ウエハが半導体基板に相当し、半導体チップが半導体素子に相当する。
Specifically, the length of the
このように、半導体ウエハ50の裏面と接触する下部コンタクト治具2の面積は、従来のステージの面積よりも小さいため、従来のステージと比べて下部コンタクト治具2の上面に流れる電流の経路が短くなる。
As described above, the area of the
また、下部コンタクト治具2は、図示しない第1の移動機構と接続されている。第1の移動機構は、下部コンタクト治具2が半導体ウエハ50の裏面と接触する第1の高さ位置と、第1の高さ位置よりも下方(-Z方向)に位置する第2の高さ位置との間で下部コンタクト治具2を移動させる。
Also, the
上部コンタクト治具3は、複数のローラー1の上方(Z方向)に配置され、導電性を有する部材により形成されたプローブ12を備えている。プローブ12が半導体ウエハ50の表面と接触することで、プローブ12と半導体ウエハ50が電気的に接続される。
The
上部コンタクト治具3は、図示しない第2の移動機構と接続されている。第2の移動機構は、上部コンタクト治具3が半導体ウエハ50の表面と接触する第3の高さ位置と、第3の高さ位置よりも上方(Z方向)に位置する第4の高さ位置との間で上部コンタクト治具3を移動させ、かつ、上部コンタクト治具3をX軸方向に移動させる。
The
また、半導体テスト装置100は、半導体ウエハ50のアライメントを取るためのカメラ(図示省略)も備えている。複数のローラー1上に半導体ウエハ50が搬送された後、カメラにより半導体ウエハ50に形成されたパターンが認識されることで、半導体ウエハ50におけるX軸方向およびY軸方向の位置が確認される。
The
なお、下部コンタクト治具2および上部コンタクト治具3は複数セット設けられていても良い。図2は、実施の形態の変形例1に係る半導体テスト装置100Aの構成を概略的に示す斜視図である。
A plurality of sets of the
図2に示すように、半導体テスト装置100Aは、半導体テスト装置100に対して、下部コンタクト治具2および上部コンタクト治具3を2セット備える点が異なっている。なお、下部コンタクト治具2および上部コンタクト治具3は3セット以上設けられていても良い。これにより、半導体テスト装置100Aは、複数の半導体ウエハ50を同時に測定することが可能となる。
As shown in FIG. 2, the
<測定方法の手順>
次に、図3と図4を用いて、半導体装置の製造方法に含まれる半導体チップの測定方法の手順について説明を行う。図3は、半導体テスト装置100を用いた半導体装置の製造方法に含まれる半導体チップの測定方法の手順を示すフローチャートである。図4(a)~(c)は、半導体テスト装置100が備える上部コンタクト治具3および下部コンタクト治具2の動作を説明するための説明図である。
<Measurement procedure>
Next, a procedure of a method of measuring a semiconductor chip included in a method of manufacturing a semiconductor device will be described with reference to FIGS. 3 and 4. FIG. FIG. 3 is a flow chart showing a procedure of a method of measuring a semiconductor chip included in a method of manufacturing a semiconductor device using the
なお、半導体テスト装置100Aを用いた場合の半導体チップの測定方法は、半導体テスト装置100を用いた場合と同様の手順であるため、ここでは、半導体テスト装置100を用いた場合の半導体チップの測定方法について説明を行う。
The method for measuring a semiconductor chip when using the
図3に示すように、半導体ウエハ50の表面に複数の半導体チップが形成された後(ステップS1)、図4(a)に示すように、半導体ウエハ50が複数のローラー1へ搬送される(ステップS2)。 As shown in FIG. 3, after a plurality of semiconductor chips are formed on the surface of the semiconductor wafer 50 (step S1), as shown in FIG. step S2).
次に、プローブ12が半導体ウエハ50の表面と接触しない高さ位置である第4の高さ位置にあることが認識される(ステップS3)。ここで、ステップS3では、半導体ウエハ50のアライメントを取るためのカメラを用いて、プローブ12の高さ位置が認識される。
Next, it is recognized that the
次に、カメラにより半導体ウエハ50に形成されたパターンが認識されることで、半導体ウエハ50におけるX軸方向およびY軸方向の位置の確認、すなわち、半導体ウエハ50のアライメントが実施される(ステップS4)。
Next, by recognizing the pattern formed on the
次に、下部コンタクト治具2上に測定対象となる半導体チップが位置するように複数のローラー1が回転することで、半導体ウエハ50をY軸方向にスライドさせる。下部コンタクト治具2上に測定対象となる半導体チップが位置したとき、複数のローラー1の回転が停止する。ここで、半導体ウエハ50におけるY軸方向の一端部かつX軸方向の一端部に位置する半導体チップが測定対象となる。
Next, the
次に、図4(b)に示すように、下部コンタクト治具2が第1の高さ位置まで上昇(Z方向へ移動)し、半導体ウエハ50の裏面と接触したことが確認された後、プローブ12が半導体チップの表面と接触する第3の高さ位置まで移動するように上部コンタクト治具3は下降(-Z方向へ移動)する(ステップS5)。次に、半導体チップの電気的特性の測定が開始される(ステップS6)。
Next, as shown in FIG. 4B, after confirming that the
当該半導体チップの電気的特性の測定が終了すると、図4(c)に示すように、上部コンタクト治具3は第4の高さ位置まで上昇(Z方向へ移動)し、測定が終了した半導体チップに対してX軸方向における隣の半導体チップが形成された位置に移動する。そして、プローブ12が第3の高さ位置まで移動するように上部コンタクト治具3は下降(-Z方向へ移動)し(ステップS5)、半導体チップの電気的特性の測定が開始される(ステップS6)。
When the measurement of the electrical characteristics of the semiconductor chip is finished, as shown in FIG. It moves to the position where the adjacent semiconductor chip in the X-axis direction is formed with respect to the chip. Then, the
半導体ウエハ50におけるX軸方向の他端部に位置する半導体チップの電気的特性の測定が終了したとき、複数のローラー1が回転することで半導体ウエハ50をY軸方向における隣の列かつX軸方向の一端部に位置する半導体チップが測定対象となり、上記の手順を繰り返すことで半導体ウエハ50に形成された全ての半導体チップの電気的特性の測定が実施される。
When the measurement of the electrical characteristics of the semiconductor chip located at the other end of the
全ての半導体チップの電気的特性の測定が終了したとき、プローブ12が第4の高さ位置まで移動するように上部コンタクト治具3は上昇(Z方向へ移動)し、下部コンタクト治具2は第2の高さ位置まで下降(-Z方向へ移動)する。
When the electrical characteristics of all semiconductor chips have been measured, the
<効果>
以上のように、実施の形態1では、半導体テスト装置100,100Aは、互いに間隔をあけてY軸方向に配置され、かつ、被測定物としての半導体ウエハ50を載置した状態で半導体ウエハ50をY軸方向にスライドさせるように回転する複数のローラー1と、複数のローラー1の間に配置され、かつ、半導体ウエハ50の裏面における一部の領域と接触することで半導体ウエハ50と電気的に接続される下部コンタクト治具2と、複数のローラー1の上方(Z方向)に配置され、かつ、半導体ウエハ50の表面と接触することで半導体ウエハ50と電気的に接続されるプローブ12を有する上部コンタクト治具3とを備えている。
<effect>
As described above, in the first embodiment, the
したがって、半導体ウエハ50の裏面と接触する下部コンタクト治具2の面積は、従来のステージの面積よりも小さいため、従来のステージと比べて下部コンタクト治具2の上面に流れる電流の経路が短くなる。これにより、半導体ウエハ50の面内におけるオン抵抗のばらつきを抑制することができる。
Therefore, since the area of the
また、半導体ウエハ50の裏面における一部の領域とは、半導体ウエハ50の裏面におけるY軸方向と交差するX軸方向の一端部から他端部に渡る領域である。
Further, the partial region on the back surface of the
したがって、下部コンタクト治具2は、半導体ウエハ50の裏面におけるY軸方向と交差するX軸方向の一端部から他端部に渡る領域と接触するため、プローブ12が半導体チップと接触する際に半導体ウエハ50に加わる押圧力を上記の領域で受けることができる。これにより、プローブ12が半導体チップと接触する際に半導体ウエハ50に割れが発生することを抑制できる。
Therefore, since the
また、半導体テスト装置100Aは、下部コンタクト治具2および上部コンタクト治具3を複数セット備えているため、複数の半導体ウエハ50を同時に測定することが可能となり、半導体チップの測定にかかるタクトタイム、ひいては半導体装置の製造にかかるタクトタイムを改善することができる。
In addition, since the
<実施の形態2>
<全体構成>
次に、実施の形態2に係る半導体テスト装置100Bについて説明する。図5は、実施の形態2に係る半導体テスト装置100Bの構成を概略的に示す斜視図である。なお、実施の形態2において、実施の形態1で説明したものと同一の構成要素については同一符号を付して説明は省略する。
<
<Overall composition>
Next, a
図5に示すように、実施の形態2では、実施の形態1の構成に対して、下部コンタクト治具2に代えて下部コンタクト治具2Aが設けられている。
As shown in FIG. 5, in the second embodiment, a
下部コンタクト治具2Aは、複数のローラー1の間に配置され、導電性を有する部材により形成された立方体状の本体部2aと、X軸方向に延在しかつ導電性を有する部材により形成されたレール2bとを備えている。
The
本体部2aは、レール2bに沿ってX軸方向に移動可能なようにレール2bに挿通されている。レール2bのX軸方向の長さは、複数のローラー1のX軸方向の長さよりも長い、すなわち、半導体ウエハ50の直径よりも長い。そのため、本体部2aは、少なくとも半導体ウエハ50の裏面におけるX軸方向の一端部から他端部に渡って移動可能である。
The
レール2bの側部には、半導体テスト装置100Bが備える測定部(図示省略)から半導体ウエハ50へ電流を供給する配線(図示省略)が接続されており、レール2bに挿通された本体部2aの上面が半導体ウエハ50の裏面における一部の領域と接触することで、半導体ウエハ50と下部コンタクト治具2Aは電気的に接続される。
Wiring (not shown) for supplying current from a measuring unit (not shown) of the
本体部2aの上面の大きさは、半導体ウエハ50に形成された複数の半導体チップのうちの1つの半導体チップ(図示省略)の大きさよりも僅かに大きい。そのため、本体部2aの上面は、半導体ウエハ50の裏面における1つの半導体チップに対応する領域と接触可能である。これにより、半導体ウエハ50の厚みが均一ではない場合にも下部コンタクト治具2Aと半導体ウエハ50とを接触させることができる。
The size of the upper surface of the
また、本体部2aおよびレール2bは、図示しない第1の移動機構と接続されている。第1の移動機構は、本体部2aをレール2bに沿ってX軸方向に移動させる。さらに第1の移動機構は、本体部2aが半導体ウエハ50の裏面と接触する第1の高さ位置と、第1の高さ位置よりも下方(-Z方向)に位置する第2の高さ位置との間で本体部2aと共にレール2bを移動させる。
Further, the
なお、下部コンタクト治具2Aおよび上部コンタクト治具3は複数セット設けられていても良い。図6は、実施の形態2の変形例に係る半導体テスト装置100Cの構成を概略的に示す斜視図である。
A plurality of sets of the
図6に示すように、半導体テスト装置100Cは、半導体テスト装置100Bに対して、下部コンタクト治具2Aおよび上部コンタクト治具3を2セット備える点が異なっている。なお、下部コンタクト治具2Aおよび上部コンタクト治具3は3セット以上設けられていても良い。これにより、半導体テスト装置100Cは、複数の半導体ウエハ50を同時に測定することが可能となる。
As shown in FIG. 6, the semiconductor test apparatus 100C differs from the
<測定方法の手順>
次に、図3と図7を用いて、半導体装置の製造方法に含まれる半導体チップの測定方法の手順について、実施の形態1の場合と異なる点のみ説明を行う。図7(a)~(c)は、実施の形態2に係る半導体テスト装置100Bが備える上部コンタクト治具3および下部コンタクト治具2Aの動作を説明するための説明図である。
<Measurement procedure>
Next, with reference to FIGS. 3 and 7, the procedure of the method of measuring a semiconductor chip included in the method of manufacturing a semiconductor device will be described only in points different from the case of the first embodiment. 7A to 7C are explanatory diagrams for explaining operations of the
なお、半導体テスト装置100Cを用いた場合の半導体チップの測定方法は、半導体テスト装置100Bを用いた場合と同様の手順であるため、ここでは、半導体テスト装置100Bを用いた場合の半導体チップの測定方法について説明を行う。
The semiconductor chip measurement method using the semiconductor test apparatus 100C is the same procedure as the
図3に示すステップS1~ステップS4までの処理が行われた後、図7(a)に示すように、本体部2a上に測定対象となる半導体チップが位置するように複数のローラー1が回転することで、半導体ウエハ50をY軸方向にスライドさせる。本体部2a上に測定対象となる半導体チップが位置したとき、複数のローラー1の回転が停止する。ここで、本体部2aはX軸方向の一端部に位置するため、半導体ウエハ50におけるY軸方向一端部かつX軸方向の一端部に位置する半導体チップが測定対象となる。
After the processing from step S1 to step S4 shown in FIG. 3 is performed, as shown in FIG. 7A, the plurality of rollers 1 are rotated so that the semiconductor chip to be measured is positioned on the
次に、図7(b)に示すように、本体部2aと共にレール2bが上昇(Z方向へ移動)し、本体部2aの上面が半導体ウエハ50の裏面と接触したことが確認された後、プローブ12が半導体チップの表面と接触する第3の高さ位置まで移動するように上部コンタクト治具は下降(-Z方向へ移動)する(ステップS5)。次に、半導体チップの電気的特性の測定が開始される(ステップS6)。
Next, as shown in FIG. 7B, the
当該半導体チップの電気的特性の測定が終了すると、図7(c)に示すように、上部コンタクト治具3は第4の高さ位置まで上昇(Z方向へ移動)し、測定が終了した半導体チップに対してX軸方向における隣の半導体チップが形成された位置に移動する。一方、本体部2aと共にレール2bは第2の高さ位置まで下降(-Z方向へ移動)し、本体部2aは測定が終了した半導体チップに対してX軸方向における隣の半導体チップが形成された位置に移動する。そして、プローブ12が第3の高さ位置まで移動するように上部コンタクト治具3は下降(-Z方向へ移動)し(ステップS5)、半導体チップの電気的特性の測定が開始される(ステップS6)。
When the measurement of the electrical characteristics of the semiconductor chip is completed, as shown in FIG. It moves to the position where the adjacent semiconductor chip in the X-axis direction is formed with respect to the chip. On the other hand, the
半導体ウエハ50におけるX軸方向の他端部に位置する半導体チップの電気的特性の測定が終了したとき、複数のローラー1が回転することで半導体ウエハ50をY軸方向における隣の列かつX軸方向の一端部に位置する半導体チップが測定対象となり、上記の手順を繰り返すことで半導体ウエハ50に形成された全ての半導体チップの電気的特性の測定が実施される。
When the measurement of the electrical characteristics of the semiconductor chip located at the other end of the
全ての半導体チップの電気的特性の測定が終了したとき、図7(c)に示すように、プローブ12が第4の高さ位置まで移動するように上部コンタクト治具3は上昇(Z方向へ移動)し、本体部2aと共にレール2bが第2の高さ位置まで下降(-Z方向へ移動)する。
When the electrical characteristics of all semiconductor chips have been measured, the
<効果>
以上のように、実施の形態2に係る半導体テスト装置100B,100Cでは、被測定物は、複数の半導体チップが形成された半導体ウエハであり、被測定物の裏面における一部の領域とは、半導体ウエハの裏面における1つの前記半導体チップに対応する領域である。
<effect>
As described above, in the
したがって、半導体ウエハ50の厚みが均一ではない場合にも下部コンタクト治具2Aと半導体ウエハ50とを接触させることができるため、半導体ウエハ50の面内におけるオン抵抗のばらつきを抑制することができる。
Therefore, even if the thickness of the
また、半導体テスト装置100B,100Cは、下部コンタクト治具2Aが半導体ウエハ50の裏面と接触する第1の高さ位置と、第1の高さ位置よりも下方(-Z方向)に位置する第2の高さ位置との間で下部コンタクト治具2Aを移動させ、かつ、下部コンタクト治具2Aの本体部2aをY軸方向と交差するX軸方向に移動させる移動機構をさらに備えている。
The
したがって、下部コンタクト治具2Aの本体部2aに対して、半導体ウエハ50の裏面における測定対象となる半導体チップに対応する領域を1つずつ接触させることができる。これにより、半導体ウエハ50の面内におけるオン抵抗のばらつきを抑制することができる。
Therefore, the regions corresponding to the semiconductor chips to be measured on the back surface of the
また、半導体テスト装置100Cは、下部コンタクト治具2Aおよび上部コンタクト治具3を複数セット備えているため、複数の半導体ウエハ50を同時に測定することが可能となり、半導体チップの測定にかかるタクトタイム、ひいては半導体装置の製造にかかるタクトタイムを改善することができる。
In addition, since the semiconductor test apparatus 100C includes a plurality of sets of the
<実施の形態3>
<全体構成>
次に、実施の形態3に係る半導体テスト装置について説明する。図8は、実施の形態3に係る半導体テスト装置が備える上部コンタクト治具3Aの構成を概略的に示す図である。なお、実施の形態3において、実施の形態1,2で説明したものと同一の構成要素については同一符号を付して説明は省略する。
<
<Overall composition>
Next, a semiconductor test apparatus according to
図8に示すように、実施の形態3では、実施の形態1,2の構成に対して、上部コンタクト治具3に代えて上部コンタクト治具3Aが設けられている。例えば、半導体装置がパワーデバイスである場合、半導体チップの表面に0V、裏面に高電圧(数kV)を印加して測定が行われるため放電の懸念がある。半導体チップの表面にある電極端から半導体ウエハ50のダイシングラインの中央までの距離を十分に長く取ることができれば、放電を抑制するためにプローブ12周辺を加圧する必要がないが、終端領域の短い炭化珪素半導体などからなる半導体チップでは電極端から半導体ウエハ50のダイシングラインの中央までの距離が短いため加圧が必要となる。実施の形態3では、放電を抑制することを目的として、上部コンタクト治具3Aのプローブ12周辺が加圧される。
As shown in FIG. 8, in the third embodiment, an upper contact jig 3A is provided instead of the
上部コンタクト治具3Aは、プローブ12と、プローブカード10と、環状の加圧壁11と、エアーチューブ13とを備えている。
The upper contact jig 3A includes
プローブカード10は、半導体ウエハ50の上方(Z方向)に配置されている。プローブカード10は、図示しない第2の移動機構と接続されている。プローブカード10は、第2の移動機構によりX軸方向へ移動可能である。
The
加圧壁11は、プローブカード10の下面から下方(-Z方向)のローラー1(図1参照)側へ延在するように設けられている。プローブ12の一端はプローブカード10の下面に取り付けられ、プローブ12の他端(ローラー1側の先端)は加圧壁11に形成された孔(図示省略)を通って、加圧壁11から突出している。
The
エアーチューブ13の一端は、プローブカード10の上面に接続され、エアーチューブ13の他端は、図示しないエアー供給源と接続されている。エアーチューブ13は、加圧壁11により囲まれた空間にエアーを供給することで当該空間を加圧する。上部コンタクト治具3Aには、図示しない電空レギュレータが設けられている。電空レギュレータにより、設定された圧力となるように電空レギュレータが有する弁の開閉が調整されることで、加圧壁11により囲まれた空間に供給されるエアー流量が制御される。
One end of the
エアーチューブ13におけるプローブカード10との接続部の内周の面積を入口面積とし、加圧壁11の内周に対しプローブ12のローラー1側の先端から加圧壁11のローラー1側の端までの長さを掛けた値を出口面積としたときに、出口面積が入口面積よりも小さくなるように入口面積と出口面積が設計されている。
The area of the inner circumference of the
この理由について説明すると、加圧壁11により囲まれた空間にエアーが滞留することで、加圧壁11により囲まれた空間、すなわち、プローブ12周辺が十分に加圧されるが、出口面積が入口面積よりも大きい場合は加圧壁11により囲まれた空間内にエアーが滞留しないため、プローブ12周辺が十分に加圧されない。一方、出口面積が入口面積よりも小さい場合には加圧壁11により囲まれた空間内にエアーが滞留するため、プローブ12周辺が十分に加圧される。
The reason for this is that air stays in the space surrounded by the pressurizing
<測定方法の手順>
次に、図3を用いて、半導体装置の製造方法に含まれる半導体チップの測定方法の手順について実施の形態1の場合と異なる点のみ説明を行う。
<Measurement procedure>
Next, with reference to FIG. 3, only points different from the first embodiment will be described with respect to the procedure of the semiconductor chip measurement method included in the semiconductor device manufacturing method.
図3に示すステップS1~ステップS3におけるプローブ12の高さ位置の認識までの処理が行われた後、半導体ウエハ50のアライメントを取るためのカメラを用いて、プローブ12のローラー1側の先端の高さ位置と、加圧壁11のローラー1側の端の高さ位置とを検出し、半導体テスト装置が備える制御部により出口面積が算出され、出口面積が予め算出された入口面積よりも小さいか否かが判断される。ステップS4~ステップS5までの処理が行われた後、ステップS6において、出口面積が入口面積よりも小さい場合は、エアーチューブ13から加圧壁11により囲まれた空間にエアーが供給されることで当該空間が設定された圧力に加圧される。そして、半導体チップの電気的特性の測定が開始される。
After the processing up to recognition of the height position of the
一方、出口面積が入口面積よりも大きい場合には、エアーの供給が行われずに半導体チップの電気的特性の測定が開始される。 On the other hand, when the outlet area is larger than the inlet area, the measurement of the electrical characteristics of the semiconductor chip is started without supplying air.
<効果>
以上のように、実施の形態3に係る半導体テスト装置では、上部コンタクト治具3Aは、下面にプローブ12が取り付けられたプローブカード10と、プローブカード10の下面から下方(-Z方向)へ延在するように設けられかつプローブ12の下方(-Z方向)の先端を突出させる環状の加圧壁11と、プローブカード10の上面に接続されかつ加圧壁11により囲まれた空間にエアーを供給することで当該空間を加圧するエアーチューブ13とを有し、エアーチューブ13におけるプローブカード10との接続部の内周の面積を入口面積とし、加圧壁11の内周に対しプローブ12の下方(-Z方向)の先端から加圧壁11の下方(-Z方向)の端までの長さを掛けた値を出口面積とすると、出口面積が入口面積よりも小さい場合に加圧壁11により囲まれた空間が加圧されている。
<effect>
As described above, in the semiconductor test apparatus according to the third embodiment, the upper contact jig 3A includes the
したがって、測定時の印加電圧が高い場合に放電を抑制することができるため、終端領域の短い炭化珪素半導体などからなる半導体チップの高電圧印加測定が可能となる。 Therefore, discharge can be suppressed when the applied voltage during measurement is high, so high voltage application measurement of a semiconductor chip made of a silicon carbide semiconductor or the like with a short termination region becomes possible.
なお、各実施の形態を自由に組み合わせたり、各実施の形態を適宜、変形、省略することが可能である。 In addition, it is possible to freely combine each embodiment, and to modify or omit each embodiment as appropriate.
1 ローラー、2,2A 下部コンタクト治具、3,3A 上部コンタクト治具、10 プローブカード、11 加圧壁、12 プローブ、13 エアーチューブ、50 半導体ウエハ、100,100A,100B,100C 半導体テスト装置。 1 roller, 2, 2A lower contact jig, 3, 3A upper contact jig, 10 probe card, 11 pressure wall, 12 probe, 13 air tube, 50 semiconductor wafer, 100, 100A, 100B, 100C semiconductor test device.
Claims (8)
複数の前記ローラーの間に配置され、かつ、前記被測定物の裏面における一部の領域と接触することで前記被測定物と電気的に接続される下部コンタクト治具と、
複数の前記ローラーの上方に配置され、かつ、前記被測定物の表面と接触することで前記被測定物と電気的に接続されるプローブを有する上部コンタクト治具と、
を備えた、半導体テスト装置。 a plurality of rollers arranged in a first direction at intervals and rotating so as to slide the object to be measured in the first direction with the object to be measured placed thereon;
a lower contact jig disposed between the plurality of rollers and electrically connected to the object to be measured by contacting a part of the back surface of the object to be measured;
an upper contact jig disposed above the plurality of rollers and having a probe electrically connected to the object to be measured by coming into contact with the surface of the object to be measured;
Semiconductor test equipment with
前記被測定物の裏面における一部の前記領域とは、前記半導体基板の裏面における1つの前記半導体素子に対応する領域である、請求項1に記載の半導体テスト装置。 The object to be measured is a semiconductor substrate on which a plurality of semiconductor elements are formed,
2. The semiconductor test apparatus according to claim 1, wherein said partial region on the back surface of said device under test is a region corresponding to one said semiconductor element on the back surface of said semiconductor substrate.
前記エアーチューブにおける前記プローブカードとの接続部の内周の面積を入口面積とし、前記加圧壁の内周に対し前記プローブの前記ローラー側の先端から前記加圧壁の前記ローラー側の端までの長さを掛けた値を出口面積とすると、前記出口面積が前記入口面積よりも小さい場合に前記加圧壁により囲まれた前記空間が加圧される、請求項1から請求項5のいずれか1項に記載の半導体テスト装置。 The upper contact jig includes a probe card having the probes attached to its lower surface, and an annular shape extending from the lower surface of the probe card to the roller side and projecting the tip of the probe on the roller side. a pressurizing wall, and an air tube connected to the top surface of the probe card and supplying air to a space surrounded by the pressurizing wall to pressurize the space;
The area of the inner periphery of the air tube connected to the probe card is defined as the inlet area, and the inner periphery of the pressure wall is measured from the tip of the probe on the roller side to the end of the pressure wall on the roller side. 6. The space surrounded by the pressurizing wall is pressurized when the outlet area is smaller than the inlet area when the outlet area is multiplied by the length of 1. A semiconductor test device according to claim 1.
(a)前記半導体基板を複数の前記ローラーに載置する工程と、
(b)前記プローブの高さ位置を認識する工程と、
(c)複数の前記ローラーを回転させて前記半導体基板を前記第1の方向にスライドさせることで、前記半導体基板の裏面を前記下部コンタクト治具と接触させる工程と、
(d)前記上部コンタクト治具を下降させて前記プローブを前記半導体基板の表面と接触させた状態で前記半導体素子の電気的特性を測定する工程と、
を備えた、半導体装置の製造方法。 A method for manufacturing a semiconductor device using the semiconductor test apparatus according to claim 3,
(a) placing the semiconductor substrate on a plurality of the rollers;
(b) recognizing the height position of the probe;
(c) rotating the plurality of rollers to slide the semiconductor substrate in the first direction to bring the back surface of the semiconductor substrate into contact with the lower contact jig;
(d) lowering the upper contact jig to measure the electrical characteristics of the semiconductor element while the probe is in contact with the surface of the semiconductor substrate;
A method of manufacturing a semiconductor device, comprising:
(e)前記工程(b)と前記工程(c)との間において、前記加圧壁の前記ローラー側の端の高さ位置を認識した後、前記エアーチューブにおける前記プローブカードとの接続部の内周の面積である入口面積と、前記加圧壁の内周に対し前記プローブの前記ローラー側の先端から前記加圧壁の前記ローラー側の端までの長さを掛けた値である出口面積とを算出し、前記出口面積が前記入口面積よりも小さい場合に前記加圧壁により囲まれた前記空間を加圧する工程をさらに備えた、請求項7に記載の半導体装置の製造方法。 The upper contact jig includes a probe card having the probes attached to its lower surface, and an annular shape extending from the lower surface of the probe card to the roller side and projecting the tip of the probe on the roller side. a pressurizing wall, and an air tube connected to the top surface of the probe card and supplying air to a space surrounded by the pressurizing wall to pressurize the space;
(e) between the step (b) and the step (c), after recognizing the height position of the end of the pressure wall on the roller side, the connection portion of the air tube with the probe card; The inlet area, which is the area of the inner circumference, and the outlet area, which is the value obtained by multiplying the inner circumference of the pressure wall by the length from the tip of the probe on the roller side to the end of the pressure wall on the roller side. 8. The method of manufacturing a semiconductor device according to claim 7, further comprising the step of: calculating and pressurizing said space surrounded by said pressurizing wall when said exit area is smaller than said entrance area.
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