JP3242772U - ウェーハ検査システム - Google Patents

Abstract

【課題】ウェーハ検査システムを提供すること。【解決手段】ウェーハ検査システムであって、載置装置と、プローブカードと、第１金属キャップと、環囲式ブロックユニットとを含む。プローブカードは、プロービング部と、プロービング部の周りを取り囲み、プローブカードの底面に配置された導電層とを含む。第１金属キャップは、プローブカードの底部に配置され、導電層と結合し、第１窓部と、第１窓部の周りから延びる第１環状片とを含み、第１窓部はプロービング部を突出させるために用いられる。環囲式ブロックユニットは、プローブカードが被検査ウェーハに対しプロービング手順を実行する時、プロービング部及び被検査ウェーハを環囲し、かつ横方向に包囲するための導電性のある囲繞体とする。これにより、プロービング部及び被検査ウェーハは、外部ノイズ或いは干渉源を遮蔽した環境でプロービング手順を実行でき、検査の精度を高めることができる。【選択図】図１

Description

本開示は、半導体素子検査システムに関し、特に、ウェーハを検査するためのウェーハ検査システムに関する。

半導体素子製造工程には、ウェーハ処理工程（Ｗａｆｅｒ Ｆａｂｒｉｃａｔｉｏｎ、Ｗａｆｅｒ Ｆａｂ）及びウェーハプローブ工程（Ｗａｆｅｒ Ｐｒｏｂｅ）が含まれる。ウェーハプローブ工程において、プローブカードを介して被検査ウェーハに対しプロービング手順を実施し、具体的にはプローブカードのプローブをウェーハ上の電極点（例えばダイ上のパッド）に接触させることで、プローブを介してテスト信号又は電源を対応するダイに入力して、対応する電気的特性検査項目を実行させる。

しかしながら、これらの電気的特性測定において、外部からのノイズ或いは干渉は、往々にして測定結果の精度に影響を及ぼすことで、不正確な測定結果をもたらしていた。

本開示のいくつかの実施例において、ウェーハ検査システムは、外部のノイズ或いは干渉源を遮断して遮蔽効果を奏する。

いくつかの実施形態によれば、ウェーハ検査システムは、載置装置と、プローブカードと、第１金属キャップと、環囲式ブロックユニットとを含む。載置装置は、被検査ウェーハを放置するために用いられ、ウェーハ載置領域を画定した載置ユニットを備える。プローブカードは、前記載置装置に対向するよう配置され、プロービング部と、前記プロービング部の周りを取り囲み、前記プローブカードの底面に配置された導電層とを含む。第１金属キャップは、前記プローブカードの底部に配置され、前記導電層と結合し、第１窓部と、前記第１窓部の周りから延びる第１環状片とを含み、前記第１窓部は前記プロービング部を突出させるために用いられる。環囲式ブロックユニットは、前記プローブカードが前記被検査ウェーハに対しプロービング手順を実行する時、前記プロービング部及び前記被検査ウェーハを環囲し、かつ横方向に包囲するための導電性のある囲繞体とする。

いくつかの実施形態によれば、前記環囲式ブロックユニットは、前記第１環状片の底面に配置され、前記プロービング手順の時、前記載置装置に当接し、前記プローブカードの底面、前記第１環状片の底面、前記載置装置の天面及び前記環囲式ブロックユニットを介して第１包囲領域を共同で画定する。

いくつかの実施形態によれば、前記載置装置は、第２金属キャップをさらに含み得る。前記第２金属キャップは、前記載置ユニットに取り外し可能に嵌め込む又は固定される。前記第２金属キャップは、第２窓部と、前記第２窓部の周りから延びる第２環状片とを含み、前記第２窓部は前記ウェーハ載置領域を露出するために用いられる。

いくつかの実施形態によれば、前記環囲式ブロックユニットは、前記第１環状片の底面に配置されることができ、前記プロービング手順の時、前記第２環状片に当接し、前記プローブカードの底面、前記第１環状片の底面、前記第２環状片の天面、前記載置装置の天面及び前記環囲式ブロックユニットを介して第２包囲領域を共同で画定する。

いくつかの実施形態によれば、前記環囲式ブロックユニットは、前記第２環状片の天面に配置されることができ、前記プロービング手順の時、前記第１環状片に当接でき、前記プローブカードの底面、前記第１環状片の底面、前記第２環状片の天面、前記載置装置の天面及び前記環囲式ブロックユニットを介して第３包囲領域を共同で画定する。

したがって、本開示のいくつかの実施形態におけるウェーハ検査システムは、導電性のある環囲式ブロックユニットと第１金属キャップの配置、プローブカード及び載置ユニットを介して少なくとも包囲領域の構築を実現することができ、この包囲領域内のプロービング部及び被検査ウェーハは外部ノイズ或いは干渉源を遮蔽した環境でプロービング手順を実行でき、検査の精度を高めることができる。

いくつかの実施形態によるプロービング時のウェーハ検査システムの側断面の概略を示す概略図である。 いくつかの実施形態によるウェーハ検査システムの部分分解図である。 いくつかの実施形態による第１の態様におけるウェーハ検査システムの側断面の概略を示す概略図である。 いくつかの実施形態による第２の態様におけるウェーハ検査システムの側断面の概略を示す概略図である。 いくつかの実施形態による第２の態様におけるウェーハ検査システムの別の概略図である。 いくつかの実施形態による第３の態様におけるウェーハ検査システムの側断面の概略を示す概略図である。 いくつかの実施形態による第３の態様におけるウェーハ検査システムの別の概略図である。

以下に本考案の目的、特徴及び効果を十分に理解してもらうため、下記具体的実施例及び添付図面を参照しつつ本考案を詳細に説明する。

本明細書において用いられる「一」又は「１個」との用語は、本考案の構成要素或いは特徴部を記載するために使用される。これは、単に便宜のために、及び、本明細書の一般的な意味を与えるためになされるだけである。この記載は、１つ又は少なくとも１つを含むと読むべきであり、それが違うことを意味することが明らかでない限り、単数は複数も含む。

本明細書において用いられるところ、用語「含む」、「備える」、「有する」又はその他の類似用語は、本明細書に列挙されているこれらの要素或いは特徴部に限定されず、明示的に記載されていないが、記載された要素或いは特徴部に一般的に固有の他の要素が含まれる場合がある。

本明細書において用いられるところ、「第１」或いは「第２」などの類似の序数の用語は、同じ又は類似の要素或いは特徴部を区別若しくは参照するために使用されており、これらの要素或いは特徴部の空間的順序を必ずしもほのめかすものではない。いくつかの場合若しくは構成では、本明細書で開示又は関連する実施形態に影響を与えることなく、序数の用語を交換可能に使用できることを理解されたい。

本明細書において用いられるところ、用語「結合」は、２つ又は複数の要素或いは特徴が互いに直接物理的に接触すること若しくは互いに間接的に物理的に接触することを意味し、２つ又は複数の要素或いは特徴が互いに操作若しくは作動することを意味することができ、電気的特性 (電気又は電気信号)間の直接的或いは間接的な接続を意味することもある。

本明細書において、空間に関連する用語（例：「上方に、の上に、下方に、の下に」などの類似用語）が１つの要素又は特徴部と（１つ或いは複数の）他の要素又は（１つ或いは複数）特徴部との関係についての説明を容易にするために用いられる。空間に関連する用語は、図面に描かれている方位に加えて、使用時又は操作時における各要素又は特徴部の別の方位も含むものである。これらの要素又は特徴部はこれ以外に配向されることもあり（例：９０°又は他の方位に回転することもあり）、この場合には、本明細書において用いられている空間に関連する用語も、これに応じて解釈される。

本明細書において、これらの空間に関連する用語は、これらの要素又は特徴部の間に（１つ或いは複数の）他の要素又は（１つ或いは複数）特徴部を配置若しくは配置しないことを包含する。例えば説明において第１部材が第２部材の上又は上方に形成されることに言及する場合、第１と第２の部材が直接接触する実施形態、若しくは追加の部材が第１部材と第２部材との間に形成されて、第１と第２の部材が互いに直接接触しない実施形態を含み得る。

図１を参照すると、いくつかの実施形態によるプロービング時のウェーハ検査システムの側断面の概略を示す概略図である。ウェーハ検査システムは、載置装置１００と、プローブカード２００と、第１金属キャップ３００と、環囲式ブロックユニット４００とを含む。

載置装置１００は、被検査ウェーハ５００を載置するための載置ユニット１１０と、載置ユニット１１０に画定されたウェーハ載置領域１２０とを備える。載置ユニット１１０は、例えば挟持又は吸着などの機能を提供するチャック（ｃｈｕｃｋ）とウェーハを載置するキャリア（ｃａｒｒｉｅｒ）の組み合わせであり得、ウェーハを保持するための装置或いは設備であってもよい。図１に示す例において、載置ユニット１１０は、チャックの一例であり、被検査ウェーハ５００がチャックに置かれ、上方のプローブカード２００のプロービング部２１０はプロービング手順中に被検査ウェーハ５００上の各ダイとの電気伝導経路を１つずつ確立し、各ダイに対し関連の電気的特性測定項目を実施するために用いられる。

第１金属キャップ３００は、プローブカード２００の下に配置され、プローブカード２００の底部の導電層２２０と結合を形成する。第１金属キャップ３００は、第１窓部３１０と、第１環状片３２０とを備える。第１環状片３２０は、第１窓部３１０の周りから延びる。第１窓部３１０は、プローブカード２００のプロービング部２１０を突出させるために用いられる。プローブカード２００の底面かつプロービング部２１０の周辺領域に配置された導電層２２０は、金属素材の第１金属キャップ３００をプローブカード２００との電気的な接続を容易に形成させることができ、具体的には異なるサイズの第１金属キャップ３００の交換は、非常に容易になり、工程の必要に応じて交換できる。

次に、図１及び図２を同時に参照すると、図２は、いくつかの実施形態によるウェーハ検査システムの部分分解図である。説明の便宜上、図２では、載置装置１００は、概略的な載置面Ｓ１で表されている。プロービング手順中、プローブカード２００と載置装置１００（載置面Ｓ１）との接近（プロービング部２１０を被検査ウェーハ５００のダイに接触させるため）に基づいて、環囲式ブロックユニット４００はこのときプローブカード２００と載置装置１００（載置面Ｓ１）の間を環囲し、空間範囲Ａを横方向に包囲するために用いられる。環囲式ブロックユニット４００は、導電性のある囲繞体としてプローブカード２００、第１金属キャップ３００及び載置装置１００と共に空間範囲Ａを画定する。例えば環囲式ブロックユニット４００は、弾性のある導電性パッド又は導電性発泡体であり得、プロービング手順時にプローブカード２００と載置装置１００との間に介在し、空間範囲Ａを外部と連通させないために用いられる。

したがって、この空間範囲Ａ内において、天面（プローブカード２００とその導電層２２０、第１金属キャップ３００）、底面（載置装置１００は、金属で、導電可能な素材である）、周囲（環囲式ブロックユニット４００）で画定された制限境界を介して空間範囲Ａを包囲領域で金属遮蔽効果に基づいて外部ノイズ或いは干渉源を遮蔽できる環境領域となることで、プロービング手順の検査精度を高める。

次に図３を参照すると、いくつかの実施形態による第１の態様におけるウェーハ検査システムの側断面の概略を示す概略図である。

環囲式ブロックユニット４００は、第１金属キャップ３００の第１環状片３２０の底面に配置することができ、プロービング手順の時、載置装置１００に当接し、プローブカード２００の底面、第１環状片３２０の底面、載置装置１００の天面及び環囲式ブロックユニット４００を介して空間範囲Ａ（図１）を形成できる第１包囲領域を共同で画定する。プローブカード２００底面にある導電層２２０、第１環状片３２０、載置装置１００の天面及び環囲式ブロックユニット４００の導電特性に基づいて、第１包囲領域は外部ノイズ或いは干渉源を遮蔽する効果を奏することができる。

プロービング手順の実施時に第１包囲領域を形成させるため、プローブカード２００が被検査ウェーハ５００に対して相対的に移動して各ダイを１つずつ検査する時、環囲式ブロックユニット４００は載置装置１００の天面に当接されなければならない。

図に示されるように、第１金属キャップ３００は、第１環状片３２０の延在に基づくものであり、延在方向において、第１環状片３２０のエッジがプローブカード２００のエッジを超える。

したがって、一例として、環囲式ブロックユニット４００は、第１環状片３２０の底面の縁部に配置され、環囲によって外周に形成される環囲式ブロックユニット４００の長さ及び幅はウェーハ載置領域１２０の直径の２倍以上であり得る。環囲式ブロックユニット４００が当接するための載置装置１００の表面の長さ及び幅は、載置領域１２０の直径の３倍以上が可能であり得る。環囲式ブロックユニット４００は、リングの輪郭を呈する場合、環囲によって外周に形成される環囲式ブロックユニット４００の直径は、ウェーハ載置領域１２０の直径の２倍以上であり得、環囲式ブロックユニット４００が当接するための載置装置１００の表面の直径は載置領域１２０の直径の３倍以上が可能であり得る。

次に、図４及び図５を参照すると、図４は、いくつかの実施形態による第２の態様におけるウェーハ検査システムの側断面の概略を示す概略図で、図５はいくつかの実施形態による第２の態様におけるウェーハ検査システムの別の概略図である。

載置装置は、載置ユニット１１０に取り外し可能に嵌め込まれる第２金属キャップ６００をさらに含み得、第２金属キャップ６００は第２窓部６１０と、第２窓部６１０の周りから延びる第２環状片６２０とを備え、第２窓部６１０はウェーハ載置領域１２０を露出させるために用いられる。

環囲式ブロックユニット４００は、第１環状片３２０の底面に配置され、図５に示すように、プロービング手順の時、環囲式ブロックユニット４００は第２環状片６２０に当接し、プローブカード２００の底面、第１環状片３２０の底面、第２環状片６２０の天面、載置装置１００の天面及び環囲式ブロックユニット４００を介して空間範囲Ａを形成する第２包囲領域を共同で画定する。したがって、プローブカード２００底面にある導電層２２０、第１環状片３２０、第２環状片６２０、載置装置１００の天面及び環囲式ブロックユニット４００の導電特性に基づいて、第２包囲領域は外部ノイズ或いは干渉源を遮蔽する効果を奏することができる。

本実施態様の例では、環囲式ブロックユニット４００は、第１環状片３２０の底面の縁部に配置され、環囲によって外周に形成される環囲式ブロックユニット４００の長さ及び幅はウェーハ載置領域１２０の直径の２倍以上であり得る。なお、第２金属キャップ６００の第２環状片６２０の長さ及び幅は、載置領域１２０の直径の３倍以上が可能であり得る。環囲式ブロックユニット４００は、リングの輪郭を呈する場合、環囲によって外周に形成される環囲式ブロックユニット４００の直径は、ウェーハ載置領域１２０の直径の２倍以上であり得、第２金属キャップ６００の第２環状片６２０の直径は載置領域１２０の直径の３倍以上が可能であり得る。

第２金属キャップ６００は、載置ユニット１１０に取り外し可能に嵌め込まれることができ、このように既存のウェーハテストシステムの載置装置に取り付けると、遮蔽効果を向上させる又は応用範囲をさらに広げることができる。だたし、これに限定されるものではなく、第２金属キャップは、載置ユニットに固定或いは直接一体化することもできる。

次に、図６及び図７を参照すると、図６は、いくつかの実施形態による第３の態様におけるウェーハ検査システムの側断面の概略を示す概略図で、図７はいくつかの実施形態による第３の態様におけるウェーハ検査システムの別の概略図である。

環囲式ブロックユニット４００は、第２金属キャップ６００の第２環状片６２０の天面に配置されることができ、プロービング手順の時、環囲式ブロックユニット４００は第１金属キャップ３００の第１環状片３２０に当接し、プローブカード２００の底面、第１環状片３２０の底面、第２環状片６２０の天面、載置装置１００の天面及び環囲式ブロックユニット４００を介して空間範囲Ａを形成する第３包囲領域を共同で画定する。したがって、プローブカード２００底面にある導電層２２０、第１環状片３２０、第２環状片６２０、載置装置１００の表面及び環囲式ブロックユニット４００の導電特性に基づいて、第３包囲領域は外部ノイズ或いは干渉源を遮蔽する効果を奏することができる。

本実施態様の例では、環囲式ブロックユニット４００は、ウェーハ載置領域１２０に近い第２環状片６２０の天面に配置されることができ、すなわち、環囲式ブロックユニット４００はウェーハ載置領域１２０の周りを環囲するため、環囲によって外周に形成される環囲式ブロックユニット４００の長さ及び幅はウェーハ載置領域１２０の直径より大きいか又は等しくすることができる。なお、第１金属キャップ３００の第１環状片３２０の長さ及び幅は、載置領域１２０の直径の２倍以上が可能であり得る。環囲式ブロックユニット４００は、リング状を呈する場合、環囲によって外周に形成される環囲式ブロックユニット４００の直径はウェーハ載置領域１２０の直径より大きいか又は等しくすることができ、第１金属キャップ３００の第１環状片３２０の直径は載置領域１２０の直径の２倍以上が可能であり得る。

要するに、本開示のいくつかの実施形態におけるウェーハ検査システムは、導電性のある環囲式ブロックユニットと第１金属キャップの配置、プローブカード及び載置ユニットを介して少なくとも包囲領域の構築を実現することができ、この包囲領域内のプロービング部及び被検査ウェーハは外部ノイズ或いは干渉源を遮蔽した環境でプロービング手順を実行でき、検査の精度を高めることができる。

本考案は、好ましい実施形態を用いて上に開示されたが、当業者は前記実施例が本考案を説明するためだけに使用され、本考案の範囲を限定するものとして解釈されるべきではないことを理解すべきである。前記実施例と均等範囲内の変更及び置換は、本考案の範囲に網羅されるべきであることに留意されたい。したがって、本考案の保護範囲は、実用新案登録請求の範囲で画定するものを基準とする。

１００ 載置装置
１１０ 載置ユニット
１２０ ウェーハ載置領域
２００ プローブカード
２１０ プロービング部
２２０ 導電層
３００ 第１金属キャップ
３１０ 第１窓部
３２０ 第１環状片
４００ 環囲式ブロックユニット
５００ 被検査ウェーハ
６００ 第２金属キャップ
６１０ 第２窓部
６２０ 第２環状片
Ａ 空間範囲
Ｓ１ 載置面

Claims (12)

1. 被検査ウェーハを放置するために用いられ、ウェーハ載置領域を画定した載置ユニットを備えた載置装置と、
   前記載置装置に対向するよう配置され、プロービング部と、前記プロービング部の周りを取り囲み、プローブカードの底面に配置された導電層とを含むプローブカードと、
   前記プローブカードの底部に配置され、前記導電層と結合し、第１窓部と、前記第１窓部の周りから延びる第１環状片とを含み、前記第１窓部は前記プロービング部を突出させるために用いられる第１金属キャップと、
   前記プローブカードが前記被検査ウェーハに対しプロービング手順を実行する時、前記プロービング部及び前記被検査ウェーハを環囲し、かつ横方向に包囲するための導電性のある囲繞体とする環囲式ブロックユニットと、
   を含むウェーハ検査システム。
2. 前記環囲式ブロックユニットは、前記第１環状片の底面に配置され、前記プロービング手順の時、前記載置装置に当接し、前記プローブカードの底面、前記第１環状片の底面、前記載置装置の天面及び前記環囲式ブロックユニットを介して第１包囲領域を共同で画定する請求項１に記載のウェーハ検査システム。
3. 前記載置装置は、前記載置ユニットに取り外し可能に嵌め込まれ、第２窓部と、前記第２窓部の周りから延びる第２環状片とを含む第２金属キャップをさらに備え、前記第２窓部は前記ウェーハ載置領域を露出するために用いられる請求項１に記載のウェーハ検査システム。
4. 前記環囲式ブロックユニットは、前記第１環状片の底面に配置され、前記プロービング手順の時、前記第２環状片に当接し、前記プローブカードの底面、前記第１環状片の底面、前記第２環状片の天面、前記載置装置の天面及び前記環囲式ブロックユニットを介して第２包囲領域を共同で画定する請求項３に記載のウェーハ検査システム。
5. 前記環囲式ブロックユニットは、前記第２環状片の天面に配置され、前記プロービング手順の時、前記第１環状片に当接でき、前記プローブカードの底面、前記第１環状片の底面、前記第２環状片の天面、前記載置装置の天面及び前記環囲式ブロックユニットを介して第３包囲領域を共同で画定する請求項３に記載のウェーハ検査システム。
6. 前記載置装置は、前記載置ユニットに固定され、第２窓部と、前記第２窓部の周りから延びる第２環状片とを含む第２金属キャップをさらに備え、前記第２窓部は前記載置ユニットを収容するために用いられる請求項１に記載のウェーハ検査システム。
7. 前記環囲式ブロックユニットは、前記第１環状片の底面に配置され、前記プロービング手順の時、前記第２環状片に当接し、前記プローブカードの底面、前記第１環状片の底面、前記第２環状片の天面、前記載置装置の天面及び前記環囲式ブロックユニットを介して第２包囲領域を共同で画定する請求項６に記載のウェーハ検査システム。
8. 前記環囲式ブロックユニットは、前記第２環状片の天面に配置され、前記プロービング手順の時、前記第１環状片に当接でき、前記プローブカードの底面、前記第１環状片の底面、前記第２環状片の天面、前記載置装置の天面及び前記環囲式ブロックユニットを介して第３包囲領域を共同で画定する請求項６に記載のウェーハ検査システム。
9. 前記環囲式ブロックユニットは、弾性のある導電性パッド又は導電性発泡体である請求項１～８のいずれか一項に記載のウェーハ検査システム。
10. 前記第１金属キャップは、前記第１環状片の延長に基づくものであり、延長方向において、前記第１環状片のエッジが前記プローブカードのエッジを超える請求項１～８のいずれか一項に記載のウェーハ検査システム。
11. 前記環囲式ブロックユニットは、前記第１環状片の底面の縁部に配置される請求項１～４及び６～７のいずれか一項に記載のウェーハ検査システム。
12. 前記環囲式ブロックユニットは、前記ウェーハ載置領域の前記第２環状片の天面に近い縁部に配置される請求項３、５、６及び８のいずれか一項に記載のウェーハ検査システム。

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