JP6266386B2 - 半導体試験システム - Google Patents

Description

本発明は、例えばウェハレベルで行うことのできる半導体試験システムに関し、特に、試験の際に載置台にワークを真空引きにより固定しても、基板に形成された素子へ応力の影響が及ぶことを抑制できるものに関する。

従来から、ウェハやＭＡＰ用の集合基板（以下、これらを基板と称す）の状態で、半導体素子の電気的な試験を行うことのできる半導体試験装置が知られている。このような装置は、個々の半導体素子に個片化する前に試験を行うことができるので、ハンドリングの手間を省くことが可能となる。その中でも特に、粘着テープに基板を貼り付けた状態で試験を行うものは、その後のダイシング等による個片化の際に基板を移し替える手間が省け、工数削減のうえで更に有利である。

その一例として、特許文献１に示すようなものがある。これを図４および図５に示す。なお、図４には斜視図を、図５には横断面図をそれぞれ示す。図示するように、試験の対象となるＳＡＷデバイスが形成された基板１が粘着テープ２上に貼り付けられている（図４）。ＳＡＷデバイス４は、個片化される前の集合基板の状態でプローブカード５に設けられたプローブ５ａが電極に当てられ、電気的な特性試験が行われる（図５）。なお、ＳＡＷデバイス４には、励振電極に基板材が触れないよう空胴４ａが形成されている。粘着テープ２はダイシングテープまたはウエハシートと呼ばれるもので、リング状の保持部材３に取り付けられている。この保持部材３は、ダイシングリングまたはウエハリングと呼ばれるものである。

また、従来から、半導体試験装置の載置台として、特許文献２に示すようなものが知られている。これを図６および図７に示す。なお、図６には斜視図を、図７には横断面図をそれぞれ示す。図６に示すように載置台６には溝７が形成されており、溝７は載置台６を貫通する通孔８と繋がっている。更に通孔８は配管９を介して図示しない真空ポンプに繋がれている。図７は、図６の載置台上にＳＡＷデバイスが形成された基板１が載置された状態を示している。基板１は、その直下の溝７と粘着テープ２に囲まれた空間が真空引きされて固定されるようになっている。なお、この際、基板１と粘着テープ２は密着しており、剥がれることはない。

特開２００３−１６８９４３号公報 特開平０３−２２５８４４号公報

上記したようなＳＡＷデバイスは、特に高い周波数を扱うものに関して機械的な応力が出力特性に大きく影響する。それゆえ、ＳＡＷデバイスの形成された基板直下を真空引きしてしまうと、基板に対して直に応力が加わるため基板とこれに内蔵された圧電材を変形させてしまい、電気的試験の結果確認された特性と、実際の特性に齟齬が生じてしまうことがある。これは、基板の薄型化を進めると顕著になり、市場における不具合発生の原因ともなりかねない。

また、ＳＡＷデバイスに限らず、例えば微細な可動部分を持つＭＥＭＳ素子においても同様のことがいえる。例えば、平行平板型ＭＥＭＳトランスデューサーは、メンブレンと呼ばれる薄膜が形成されており、その変位に応じた電圧信号が出力される構成となっている。したがって、このメンブレンに対して応力が掛かると出力が変動してしまう。更には、メンブレンの上下に形成された空胴の容積が応力により変化してしまうと、音響空間が異なってしまい特性変動が生じてしまう。このように、検査時に基板に応力が掛かってしまうと、素子本来の特性からずれた測定値を計測してしまうおそれがある。

本発明は、ウェハや集合基板の状態での試験とその後の実装試験との結果の僅かなくい違いを発見したところから上記不具合の可能性を見出しなされたものである。

上記課題を解決するため、請求項１に係る半導体試験システムの発明は、粘着テープ上に基板が貼り付けられた基板保持体と、該基板保持体を吸引固定するための溝が形成された載置台と、前記溝に連通し、該溝に吸引力を与える真空ポンプと、前記基板に形成された個々の半導体素子の電極に接触可能に設けられたプローブとを備えた半導体試験装置と、からなる半導体試験システムにおいて、前記溝は、複数種類の前記基板の外形に対応して複数本形成され、前記基板の外形を認識する認識手段と、該認識手段により認識された前記基板の外形に応じ、前記複数本形成された前記溝のうちの一つを選択する選択手段を更に備え、前記基板保持体は、前記選択された溝により前記基板周縁外側の粘着テープの部分で吸引固定されることを特徴とする。

また、請求項２に係る半導体試験システムの発明は、請求項１に係る発明の前記載置台に形成された前記複数の溝は、同心状に整列配置されていることを特徴とする。

本発明の半導体試験システムは、真空引きによる応力が直に基板に加わらず、しかも試験をするのに十分な固定を実現するとともに、製品の品種毎に異なる大きさの基板を使用する場合でも、一つの半導体試験装置で試験を行うことができる。

特に、溝を同心状に整列配置することにより、基板を粘着テープ上に貼り付けるに際し、保持部材の中心となるように貼り付ければ、異なる大きさの基板であっても、保持部材を共通化することができる。

本発明の実施例に係る半導体試験装置の平面図である。 本発明の実施例に係る半導体試験装置の側面図である。 本発明の実施例に係る半導体試験装置の側面図である。 従来の半導体試験装置の説明図である。 従来の半導体試験装置の説明図である。 従来の半導体試験装置に使われる載置台の説明図である。 従来の半導体試験装置に使われる載置台の説明図である。

以下、本発明の半導体試験システムについて、ＳＡＷデバイスを試験する場合を例にとり、図面に沿って、詳細に説明する。なお、複数の図において同一または相当する部品等には共通の番号を付すこととし、説明を省略する。

図１および図２は、本発明の試験装置を示す平面図および側面図である。なお、図２の載置台および基板は断面で示している。これらの図に示すように、基板１ａは、粘着テープ２上に貼り付けられた状態で載置台６上に中心を合わせるようにして載置される。基板の位置決めは、図示しない可動ストッパに突き当てることで行う。その後、基板１ａは、カメラ１２により、その全体が画像認識され、図示しない画像処理装置において、その外形がパターン認識される。更に、画像処理装置は、内蔵された記憶装置に予め記憶された溝７ａおよび７ｂの外形パターンを呼び出し、認識された基板１ａの外形パターンと重ね合わせてパターンマッチングする。そして、マッチングした方の溝のみ真空引きするよう、電磁弁１０ａまたは１０ｂのいずれかを選択して開き、かつ、他方を閉じ、真空ポンプ１１を起動させる。

なお、図１および図２は、基板が小径タイプのものについて例示している。この場合、予め小径タイプの基板１ａの外形に対応して形成された溝７ａとのパターンマッチングが成立する。すると、電磁弁１０ａが開かれるとともに電磁弁１０ｂが閉じられ、真空ポンプ１１が起動され、電磁弁１０ａに繋がった配管９ａ、更にこれに繋がった通孔８ａを通じて、溝７ａと粘着テープ２に囲まれた空間を真空引きする。ここで溝７ａは、基板１ａをその中心が載置台６の中心と一致するよう位置合わせをして載置した場合に、基板１ａには重畳せず、基板１ａの周端面をとり囲むように位置するよう形成されている。そのため、溝７ａ内には粘着テープ２のみが引き込まれ吸着されることとなる。粘着テープ２には弾力性があるため、吸着に対して変形し、本来なら基板１ａに掛かるべき応力を吸収する。粘着テープ２は、溝７ａ内に引き込まれるため、図２に示すように、溝７ａの内壁に密着し、断面視で凹状となる。その粘着テープ２の凹状となった吸着部分によって、粘着テープ２が載置台５上に強固に固定されるので、粘着テープ２上に貼り付けられた基板１ａも所定の位置に動かぬように固定される。

したがって、図２に示すように、基板１ａに、機能を発揮させるための空胴４ａが個々の半導体素子４に対応して形成されている場合でも、その空胴の容積を変化させるような応力が基板１ａに掛かるようなことがない。しかも、載置台１上にしっかりと固定・位置決めされるため、基板１ａ主面に形成された図示しない電極にプローブカード５のプローブ５ａを正確にコンタクトさせることができる。なお、図示しないが、載置台６は、周知のＸ−Ｙ駆動装置により平面方向に移動可能となっており、半導体素子の電極とプローブ５ａとの位置合わせを行い、複数の半導体素子を順次プロービングするよう駆動される。プロービングの結果、不良と判断された半導体素子にはインクマークがなされるとともに、後の工程で除去するためにマップデータが作成される。

図３は、本発明の他の実施例を示す図であり、図１および図２で示した基板１ａよりも大きな外形をもつ基板１ｂが載置台６上に載置された場合を示す。本例では、カメラ１２により基板１ｂの全体が撮像され、画像認識装置によりパターンマッチングが行われ、基板１ｂの外形と溝７ｂの外形とがマッチングしたものと判断される。すると、電磁弁１０ｂが開かれ、電磁弁１０ａが閉じられ、その上で真空ポンプ１１が起動される。電磁弁１０ｂに繋がった配管９ｂおよび配管９ｂに繋がった通孔８ｂを通じ、溝７ｂと粘着テープ２で囲まれる空間が真空引きされる。溝７ｂは、基板１ｂと重畳せず、基板１ｂの周端面をとり囲むように位置するよう形成されている。そのため、溝７ｂ内には粘着テープ２のみが引き込まれて吸着されることとなり、粘着テープ２の弾力性により、本来なら基板１ｂに掛かるべき応力を吸収する。図１および図２で示した例と同様に、基板１ｂに形成された半導体素子４の空胴４ａを変形させ容積を変えることがない。

なお、本発明はこれらの実施例に限定されるものではなく種々変更可能である。例えば、基板の外形はエリアセンサ等でセンシングし、それに併せて電磁弁を作動させる構成とすることにより、真空引きをする溝を選択することも可能である。上記実施例では、溝の形状は円形としたが、オリエンテーションフラットの部分も考慮した相似形でもよく、また、使用する基板がＭＡＰ等に使用される集合基板であれば矩形でもよい。すなわち、製造ラインに流す基板の外形に対応した溝の形を採用することができる。
これら溝を同心状（同心円状や同一図心状）に形成することで、基板を粘着テープ上に貼り付けるに際し、保持部材の中心となるように貼り付けるようにすれば、異なる大きさの基板であっても、保持部材を共通化することができる。すなわち、保持部材の外形に沿ったガイドレール等を使って搬送することができ、載置台への移送と位置決めが簡易になる。

以上説明したとおり本発明によれば、多品種生産に自動的に対応できるので、製造ラインを統合・合理化でき、投資コストを削減することができる。

１ａ，１ｂ：基板、２：粘着テープ、３：保持部材、４：半導体素子、４ａ：空胴、
５：プローブカード、５ａ：プローブ、６：載置台、７，７ａ，７ｂ：溝、
８，８ａ，８ｂ：通孔、９，９ａ，９ｂ：配管、１０ａ，１０ｂ：電磁弁、
１１：真空ポンプ、１２：カメラ

Claims (2)

1. 粘着テープ上に基板が貼り付けられた基板保持体と、
   該基板保持体を吸引固定するための溝が形成された載置台と、前記溝に連通し、該溝に吸引力を与える真空ポンプと、前記基板に形成された個々の半導体素子の電極に接触可能に設けられたプローブとを備えた半導体試験装置と、からなる半導体試験システムにおいて、
   前記溝は、複数種類の前記基板の外形に対応して複数本形成され、
   前記基板の外形を認識する認識手段と、該認識手段により認識された前記基板の外形に応じ、前記複数本形成された前記溝のうちの一つを選択する選択手段を更に備え、
   前記基板保持体は、前記選択された溝により前記基板周縁外側の粘着テープの部分で吸引固定されることを特徴とする半導体試験システム。
2. 前記複数の溝は、同心状に整列配置されていることを特徴とする請求項１に記載の半導体試験システム。

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