JP6049485B2 - Inspection method of semiconductor wafer - Google Patents
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Description
本発明は、ステージ、より詳しくは、半導体ウェーハを吸引により固定状態に保持可能なステージ、および該ステージを用いた半導体ウェーハの検査方法に関する。 The present invention relates to a stage, more specifically, a stage capable of holding a semiconductor wafer in a fixed state by suction, and a semiconductor wafer inspection method using the stage.
半導体ウェーハを保持して、該半導体ウェーハに作製された半導体素子の電気的特性を検査するためのステージ(プローバステージ)が知られている。図6に示すように、従来のステージ100は、半導体ウェーハ30を保持するための載置面101を有し、同心円状に複数の吸引溝102,103,104が載置面101に形成されている。これらの吸引溝に設けられた吸引孔を介して真空引きを行うことにより、半導体ウェーハ30はステージ100に固定される。
2. Description of the Related Art A stage (prober stage) for holding a semiconductor wafer and inspecting electrical characteristics of a semiconductor element fabricated on the semiconductor wafer is known. As shown in FIG. 6, the
ところで、真空引きを行う際、半導体ウェーハ30と載置面101との間に異物40が挟まる場合がある。異物40は、例えば半導体ウェーハ30の裏面に付着した電着ガラスやクリームはんだ等である。このような場合、従来のステージ100では、異物40の近傍の半導体ウェーハ30に応力が集中的に加わる。その結果、図6に示すように、半導体ウェーハ30にクラック(中割れクラック)が発生するおそれがあった。
By the way, when evacuation is performed, the
なお、特許文献1に記載のステージでは、ステージを複数の輪状に分割し、各々を上下に駆動して、半導体ウェーハの反りの形状に適合させている。しかし、この場合、ステージの構成が複雑になるとともに、輪状のステージの制御が複雑になるという問題がある。
In the stage described in
そこで、本発明は、複雑な制御を要しない簡易な構成を採りつつ、真空吸着時に半導体ウェーハにクラックが発生することを防止可能なステージ、および該ステージを用いた半導体ウェーハの検査方法を提供することを目的とする。 Therefore, the present invention provides a stage capable of preventing the occurrence of cracks in a semiconductor wafer during vacuum suction while adopting a simple configuration that does not require complicated control, and a semiconductor wafer inspection method using the stage. For the purpose.
本発明の一態様に係るステージは、
半導体ウェーハを吸引により固定状態に保持可能なステージであって、
ステージ本体と、
前記ステージ本体の表面から突出するように形成され、前記半導体ウェーハを表面から離間して支持する第1の突状支持部と、
前記第1の突状支持部の外側に前記ステージ本体の表面から突出するように形成され、前記半導体ウェーハを前記ステージ本体の表面から離間して支持する第2の突状支持部と、を備え、
前記第1の突状支持部と、前記第2の突状支持部と、前記第1の突状支持部および前記第2の突状支持部に挟まれた位置における前記ステージ本体の表面とによって第1の逃げ空間が画成されていることを特徴とする。
The stage according to one embodiment of the present invention includes:
A stage capable of holding a semiconductor wafer in a fixed state by suction,
The stage body,
A first projecting support portion formed so as to protrude from the surface of the stage body, and supporting the semiconductor wafer apart from the surface;
A second projecting support portion formed on the outside of the first projecting support portion so as to project from the surface of the stage main body and supporting the semiconductor wafer apart from the surface of the stage body. ,
The first projecting support part, the second projecting support part, and the surface of the stage main body at a position sandwiched between the first projecting support part and the second projecting support part. A first escape space is defined.
また、前記ステージにおいて、
前記第1の突状支持部は、前記ステージ本体の表面に枠状に形成され、前記第1の突状支持部と、その内側における前記ステージ本体の表面とによって第2の逃げ空間が画成されていてもよい。
In the stage,
The first projecting support portion is formed in a frame shape on the surface of the stage main body, and a second escape space is defined by the first projecting support portion and the surface of the stage main body inside thereof. May be.
また、前記ステージにおいて、
前記第1の突状支持部は、平面視して円周状または多角形状に形成されていてもよい。
In the stage,
The first projecting support portion may be formed in a circumferential shape or a polygonal shape in plan view.
また、前記ステージにおいて、
前記第1の突状支持部3は、平面視して格子状に形成されていてもよい。
In the stage,
The first
また、前記ステージにおいて、
前記ステージは、金属からなり、前記半導体ウェーハに作製された半導体素子の電気的特性を検査するためのプローバステージであってもよい。
In the stage,
The stage is made of metal and may be a prober stage for inspecting electrical characteristics of a semiconductor element fabricated on the semiconductor wafer.
本発明の一態様に係る半導体ウェーハの検査方法であって、
ステージ本体と、前記ステージ本体の表面から突出するように形成され、前記半導体ウェーハを表面から離間して支持する第1の突状支持部と、前記第1の突状支持部の外側に前記ステージ本体の表面から突出するように形成され、前記半導体ウェーハを前記ステージ本体の表面から離間して支持する第2の突状支持部とを備え、前記第1の突状支持部と、前記第2の突状支持部と、前記第1の突状支持部および前記第2の突状支持部に挟まれた位置における前記ステージ本体の表面とによって逃げ空間が画成されたステージを用いた、半導体ウェーハの検査方法であって、
前記ステージの載置面に半導体ウェーハを載置する工程と、
前記吸引溝の吸引孔を介して真空引きを行い、前記半導体ウェーハを前記ステージに固定する工程と、
前記半導体ウェーハの上面に検査用プローブを接触させる工程と、
前記半導体ウェーハの厚さ方向の電気的な特性値を測定し、前記特性値が正常範囲にあるか否かを判定する工程と、
を備えることを特徴とする。
A semiconductor wafer inspection method according to an aspect of the present invention,
A stage main body, a first projecting support portion formed so as to project from the surface of the stage main body and supporting the semiconductor wafer apart from the surface; and the stage outside the first projecting support portion A second projecting support portion formed so as to project from the surface of the main body and supporting the semiconductor wafer away from the surface of the stage body; and the first projecting support portion and the second projecting support portion. A semiconductor device using a stage in which a relief space is defined by the projecting support part and a surface of the stage main body at a position sandwiched between the first projecting support part and the second projecting support part. A wafer inspection method,
Placing a semiconductor wafer on the stage placement surface;
Vacuuming through the suction hole of the suction groove, and fixing the semiconductor wafer to the stage;
Contacting an inspection probe with the upper surface of the semiconductor wafer;
Measuring the electrical property value in the thickness direction of the semiconductor wafer, and determining whether the property value is in a normal range; and
It is characterized by providing.
また、前記半導体ウェーハの検査方法において、
前記半導体ウェーハと当接する前記第2の突状支持部の上面には、内部に吸引孔を有する環状の吸引溝が設けられ、
前記ステージの前記ステージ本体には貫通孔が設けられ、前記半導体ウェーハを突き上げるノックアウトピンが前記貫通孔に挿入されており、
前記特性値の判定を行った後、前記吸引孔を介した真空引きを終了すると同時に前記ノックアウトピンを駆動して、前記半導体ウェーハを前記ステージから取り外す工程をさらに備えてもよい。
In the semiconductor wafer inspection method,
An annular suction groove having a suction hole therein is provided on the upper surface of the second projecting support portion that contacts the semiconductor wafer,
A through hole is provided in the stage body of the stage, and a knockout pin for pushing up the semiconductor wafer is inserted into the through hole,
After determining the characteristic value, the method may further include a step of driving the knockout pin and removing the semiconductor wafer from the stage at the same time as evacuation through the suction hole is completed.
本発明の一態様に係るステージでは、ステージと半導体ウェーハとの間の異物を逃がすための逃げ空間が設けられているため、半導体ウェーハにはんだ等の異物が付着していたとしても、当該異物は逃げ空間におさまり、半導体ウェーハに過剰な応力が発生することがない。よって、本発明によれば、真空吸着時に半導体ウェーハにクラックが発生することを防止することができる。
さらに、逃げ空間を設けることで真空状態が解放されやすくなるため、半導体ウェーハをステージから取り外す際の真空解放時間が短縮される。よって、本発明によれば、半導体ウェーハの検査時間を短縮することができる。
In the stage according to one aspect of the present invention, since a clearance space is provided for escaping foreign matter between the stage and the semiconductor wafer, even if foreign matter such as solder adheres to the semiconductor wafer, the foreign matter is It fits in the escape space and no excessive stress is generated on the semiconductor wafer. Therefore, according to this invention, it can prevent that a crack generate | occur | produces in a semiconductor wafer at the time of vacuum suction.
Furthermore, since the vacuum state can be easily released by providing the escape space, the vacuum release time when removing the semiconductor wafer from the stage is shortened. Therefore, according to the present invention, the inspection time of the semiconductor wafer can be shortened.
以下、図面を参照しつつ本発明の実施形態について説明する。なお、各図において同等の機能を有する構成要素には同一の符号を付し、同一符号の構成要素の詳しい説明は繰り返さない。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. In addition, in each figure, the component which has an equivalent function is attached | subjected the same code | symbol, and detailed description of the component of the same code | symbol is not repeated.
(プローバステージ)
本発明の一実施形態に係るステージについて、図1および図2を参照して説明する。図1は本発明の一実施形態に係るステージ1の平面図であり、図2は図1のA−A’線に沿う、ステージ1の断面図である。
(Prober stage)
A stage according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 1 and 2. FIG. 1 is a plan view of a
本実施形態に係るステージ1は、半導体ウェーハに作製された半導体素子を検査するためのプローバステージである。ステージ1は、後述の吸引溝5により、半導体ウェーハを固定状態に保持可能である。ステージ1は、例えば、チタン等の金属からなり、表面に硬質金めっきを施してなるものである。
The
ステージ1は、図1および図2に示すように、ステージ本体2と、平面視して円周状の突状支持部3と、枠状の突状支持部4とを備え、半導体ウェーハと当接する突状支持部4の上面に吸引溝5が設けられている。
As shown in FIGS. 1 and 2, the
突状支持部3は、図2に示すように、ステージ本体2の表面2aから突出するように形成されている。この突状支持部3は、半導体ウェーハを表面2aから離間して支持するものである。
As shown in FIG. 2, the protruding
突状支持部4は、図2に示すように、突状支持部3の外側にステージ本体2の表面2aから突出するように形成されている。この突状支持部4は、半導体ウェーハをステージ本体2の表面2aから離間して支持するものである。
As shown in FIG. 2, the protruding
突状支持部3は主に半導体ウェーハの中央部分を支持し、突状支持部4は主に半導体ウェーハの周縁部分を支持する。
The projecting
また、突状支持部3の上面と、突状支持部4の上面は面一であり、いずれも半導体ウェーハの載置面1aとなる。なお、突状支持部3および突状支持部4の高さは、半導体ウェーハの厚み(例えば70μm〜100μm)よりも大きいことが好ましく、例えば1〜3mmである。
Further, the upper surface of the projecting
吸引溝5は、環状の溝として突状支持部4の上面に設けられており、図1に示すように、内部に吸引孔6を有する。吸引溝5は後述の逃げ空間ES1の近傍に設けられている。なお、吸引溝5を環状に形成するため、突状支持部4は、図1に示すように、切れ目の無い枠状に形成されていることが好ましい。
The
また、図1に示すように、ステージ本体2には、半導体ウェーハを突き上げるためのノックアウトピンを挿入する貫通孔7が設けられている。より詳しくは、貫通孔7は、突状支持部3と突状支持部4との間におけるステージ本体2を厚さ方向に貫通するように設けられている。本実施形態では、図1に示すように、3つの貫通孔7が設けられているが、貫通孔7の数はこれに限るものではない。
As shown in FIG. 1, the
上記のステージ1においては、図2に示すように、突状支持部3と、突状支持部4と、突状支持部3および突状支持部4に挟まれた位置におけるステージ本体2の表面2aとによって、逃げ空間ES1が画成されている。
In the above-described
このように逃げ空間ES1が設けられることで、半導体ウェーハとステージとの接触面積が減少し、クラックの発生を防止することができる。 By providing the escape space ES1 in this way, the contact area between the semiconductor wafer and the stage is reduced, and the generation of cracks can be prevented.
さらに、本実施形態では、突状支持部3がステージ本体2の表面2aに枠状に形成されているため、突状支持部3と、その内側におけるステージ本体2の表面2aとによって、逃げ空間ES2が画成されている。逃げ空間ES1に加えて逃げ空間ES2が設けられることで、クラックの発生をさらに防止することができる。
Furthermore, in this embodiment, since the protruding
なお、突状支持部3は、枠状であれば、円周形状に限らず、例えば、平面視して多角形状(三角形、四角形など)に形成されてもよい。その他、突状支持部3は、円盤状に形成されていてもよい。この場合は、前述の逃げ空間ES2は画成されない。
In addition, if the protrusion-shaped
(半導体ウェーハの検査方法)
次に、図3および図4を参照しつつ、上記のステージ1を用いた半導体ウェーハの検査方法について説明する。図3は、本発明の一実施形態に係る半導体ウェーハの検査方法のフローチャートである。図4は、半導体ウェーハの検査方法を説明するための説明図である。
(Semiconductor wafer inspection method)
Next, a semiconductor wafer inspection method using the
本検査方法では、半導体素子の電気的特性を測定可能なテスター11を用いる。図4に示すように、テスター11とステージ1の裏面は電気的に接続されている。また、テスターに電気的に接続された検査用プローブ12は、プローブ駆動機構(図示せず)により駆動されて、半導体ウェーハ30に作製された所定の半導体素子の電極位置まで移動可能に構成されている。
In this inspection method, a tester 11 capable of measuring the electrical characteristics of the semiconductor element is used. As shown in FIG. 4, the tester 11 and the back surface of the
まず、図4に示すように、ステージ1の載置面1aに半導体ウェーハ30を載置する(ステップS1)。
First, as shown in FIG. 4, the
次に、吸引溝5の吸引孔6を介して真空引きを行い、半導体ウェーハ30をステージ1に固定する(ステップS2)。この際、図4に示すように、突状支持部3,4は、半導体ウェーハ30をステージ本体2の表面2aから離間して支持する。また、半導体ウェーハ30とステージ1との間に異物40があったとしても、図4に示すように、逃げ空間ES1,ES2内におさまる。
Next, evacuation is performed through the
次に、図4に示すように、検査用プローブ12を移動させ、半導体ウェーハ30の上面に検査用プローブ12を接触させる。
Next, as shown in FIG. 4, the
次に、テスター11より、半導体ウェーハ30の厚さ方向の電気的な特性値を測定し、その特性値が正常範囲にあるか否かを判定する(ステップS4)。具体的には、図4に示すように、テスター11から検査用プローブ12に検査信号を供給し、半導体ウェーハ30に作製された半導体素子の厚さ方向の電気的な特性を測定する。電気的特性としては、例えば、抵抗、電圧、電流等が挙げられる。そして、測定値を不揮発性メモリ等に記憶された値と比較して、正常範囲にあるか否かを判定する。本工程の測定は半導体ウェーハ30に作製された半導体素子の全てについて行う。
Next, the electrical characteristic value in the thickness direction of the
次に、吸引溝5の吸引孔6を介した真空引きを終了すると同時に、貫通孔7に挿入されたノックアウトピン13を駆動して、半導体ウェーハ30をステージ1から取り外す(ステップS5)。即ち、真空引き終了と同時に3本のノックアウトピン13を上側に駆動して、半導体ウェーハ30を押し上げてステージ1の載置面1aから離脱させる。
Next, at the same time as evacuation through the
上記の半導体ウェーハの検査方法のステップS2において、従来は、前述のように、半導体ウェーハ30の裏面などに付着している電着ガラスやクリームはんだ等の異物40が半導体ウェーハ30とステージ1との間に挟まり、その異物の近傍の半導体ウェーハ30に応力が集中的に加わる結果、半導体ウェーハ30にクラック(中割れクラック)が発生していた。
In step S <b> 2 of the above-described semiconductor wafer inspection method, conventionally, as described above,
一方、本実施形態に係るステージ1では、異物40を逃がすための逃げ空間ES1,ES2を設けており、異物40が逃げ空間ES1,ES2におさまることで、半導体ウェーハ30に応力が過剰な発生し、クラックが発生することを防止することができる。換言すれば、半導体ウェーハ30とステージ1との接触面積を減らすことで、半導体ウェーハ30とステージ1の載置面1aとの間に異物40が挟まる可能性を低減している。
On the other hand, in the
さらに、逃げ空間ES1を設けることで、吸引溝5による真空状態が解放されやすくなる。このため、半導体ウェーハ30をステージ1から取り外す際の真空解放時間が短縮される。具体的には、従来では、真空引きを終了した後、所定の時間(例えば0.5〜1秒)待ってからノックアウトピン13を駆動していたところ、本実施形態では、真空引き終了後直ちにノックアウトピン13を駆動して半導体ウェーハ30をステージ1から取り外すことが可能になる。よって、本実施形態によれば、ステップS5の所要時間が短くなり、半導体ウェーハの検査時間を短縮することができる。
Furthermore, by providing the escape space ES1, the vacuum state by the
(ステージの変形例)
次に、上記実施形態の変形例に係るステージ10について、図5を参照しつつ説明する。上記実施形態に係るステージ1と本変形例に係るステージ10との相違点は、突状支持部3の形状、および吸引溝の数である。
(Stage variation)
Next, a
図5に示すように、本変形例に係るステージ10の突状支持部3は、平面視して格子状に形成されている。このような形状であっても、突状支持部3の内側に逃げ空間を設けつつ半導体ウェーハ30を支持することが可能である。
As shown in FIG. 5, the projecting
また、本変形例に係るステージ10では、吸引溝5に加え、吸引溝5の外側に吸引溝8が設けられている。この吸引溝8は、環状の溝として突状支持部4の上面に設けられており、図5に示すように、内部に吸引孔9を有する。このように、複数の吸引溝を設けることで、サイズの異なる半導体ウェーハに対応することが容易となる。
Further, in the
以上、本発明の実施形態および変形例に係るステージについて説明したが、本実施形態に係るステージは、半導体ウェーハ上面の所定の部分(半導体素子の電極部など)にスクリーン印刷等によりはんだを印刷するための印刷ステージに適用することも可能である。この場合、印刷ステージは金属以外の材料から構成されてもよい。 The stage according to the embodiment and the modification of the present invention has been described above, but the stage according to this embodiment prints solder on a predetermined portion (such as an electrode portion of a semiconductor element) on the upper surface of a semiconductor wafer by screen printing or the like. It is also possible to apply to the printing stage. In this case, the printing stage may be made of a material other than metal.
上記の記載に基づいて、当業者であれば、本発明の追加の効果や種々の変形を想到できるかもしれないが、本発明の態様は、上述した個々の実施形態に限定されるものではない。異なる実施形態にわたる構成要素を適宜組み合わせてもよい。特許請求の範囲に規定された内容及びその均等物から導き出される本発明の概念的な思想と趣旨を逸脱しない範囲で種々の追加、変更及び部分的削除が可能である。 Based on the above description, those skilled in the art may be able to conceive additional effects and various modifications of the present invention, but the aspects of the present invention are not limited to the individual embodiments described above. . You may combine suitably the component covering different embodiment. Various additions, modifications, and partial deletions can be made without departing from the concept and spirit of the present invention derived from the contents defined in the claims and equivalents thereof.
1,10 ステージ
1a (ステージの)載置面
2 ステージ本体
2a (ステージ本体の)表面
3,4 突状支持壁
5,8 吸引溝
6,9 吸引孔
7 (ノックアウトピン用の)貫通孔
11 テスター
12 検査用プローブ
13 ノックアウトピン
30 半導体ウェーハ
40 異物
100 ステージ
101 載置面
102,103,104 吸引溝
ES1,ES2 逃げ空間
DESCRIPTION OF
Claims (1)
前記ステージは、
ステージ本体と、
前記ステージ本体の表面から突出するように形成され、前記半導体ウェーハを表面から離間して支持する第1の突状支持部と、
前記第1の突状支持部の外側に前記ステージ本体の表面から突出するように形成され、前記半導体ウェーハを前記ステージ本体の表面から離間して支持する第2の突状支持部と、を有し、
前記第1の突状支持部と、前記第2の突状支持部と、前記第1の突状支持部および前記第2の突状支持部に挟まれた位置における前記ステージ本体の表面とによって第1の逃げ空間が画成されており、前記第2の突状支持部は、前記半導体ウェーハの周縁部分を支持するように平面視で枠状に設けられており、前記第2の突状支持部の上面には、内部に吸引孔を有する環状の吸引溝が設けられており、
前記ステージの前記ステージ本体には貫通孔が設けられ、前記半導体ウェーハを突き上げるノックアウトピンが前記貫通孔に挿入されており、
前記検査方法は、
前記ステージの載置面に半導体ウェーハを載置する工程と、
前記吸引溝の吸引孔を介して真空引きを行い、前記半導体ウェーハを前記ステージに固定する工程と、
前記半導体ウェーハの上面に検査用プローブを接触させる工程と、
前記半導体ウェーハの厚さ方向の電気的な特性値を測定し、前記特性値が正常範囲にあるか否かを判定する工程と、
前記特性値の判定を行った後、前記吸引孔を介した真空引きを終了すると同時に前記ノックアウトピンを駆動して、前記半導体ウェーハを前記ステージから取り外す工程と、
を備えることを特徴とする半導体ウェーハの検査方法。 A method for inspecting a semiconductor wafer using a stage capable of holding the semiconductor wafer in a fixed state by suction ,
The stage is
The stage body,
A first projecting support portion formed so as to protrude from the surface of the stage body, and supporting the semiconductor wafer apart from the surface;
A second projecting support portion formed outside the first projecting support portion so as to project from the surface of the stage body and supporting the semiconductor wafer away from the surface of the stage body. And
The first projecting support part, the second projecting support part, and the surface of the stage main body at a position sandwiched between the first projecting support part and the second projecting support part. A first relief space is defined, and the second projecting support portion is provided in a frame shape in plan view so as to support a peripheral portion of the semiconductor wafer, and the second projecting shape An annular suction groove having a suction hole inside is provided on the upper surface of the support part,
A through hole is provided in the stage body of the stage, and a knockout pin for pushing up the semiconductor wafer is inserted into the through hole,
The inspection method is:
Placing a semiconductor wafer on the stage placement surface;
Vacuuming through the suction hole of the suction groove, and fixing the semiconductor wafer to the stage;
Contacting an inspection probe with the upper surface of the semiconductor wafer;
Measuring the electrical property value in the thickness direction of the semiconductor wafer, and determining whether the property value is in a normal range; and
After performing the determination of the characteristic value, driving the knockout pin at the same time as evacuation through the suction hole, and removing the semiconductor wafer from the stage;
A method for inspecting a semiconductor wafer, comprising:
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