JP6719423B2 - Chuck stage inspection device and chuck stage inspection method - Google Patents
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本発明は、半導体ウエハが載置されるチャックステージの載置面を検査するチャックステージ検査装置、および当該チャックステージ検査装置を用いたチャックステージ検査方法に関する。 The present invention relates to a chuck stage inspection device for inspecting a mounting surface of a chuck stage on which a semiconductor wafer is mounted, and a chuck stage inspection method using the chuck stage inspection device.
半導体ウエハの状態で、被測定物である半導体装置の電気的特性を評価する際、真空吸着等により被測定物の設置面を、チャックステージの表面（以下、「載置面」ともよぶ）に接触させて固定する。その状態で、被測定物における設置面とは反対側の非設置面に、電気的な入出力を行うためのコンタクトプローブを接触させて被測定物の評価を行う。半導体装置の縦方向、つまり面外方向に大きな電流を流す縦型構造の半導体装置の評価においては、チャックステージの載置面が電極となる。そして以前から、コンタクトプローブの多ピン化が実施されており、被測定物への大電流、高電圧印加の要求に応えている。 When evaluating the electrical characteristics of the semiconductor device that is the object to be measured in the state of the semiconductor wafer, the installation surface of the object to be measured is vacuum chucked onto the surface of the chuck stage (hereinafter also referred to as the "mounting surface"). Make contact and fix. In this state, a contact probe for performing electrical input/output is brought into contact with the non-installed surface of the measured object opposite to the installed surface to evaluate the measured object. In the evaluation of a semiconductor device having a vertical structure in which a large current flows in the vertical direction of the semiconductor device, that is, the out-of-plane direction, the mounting surface of the chuck stage serves as an electrode. In addition, the number of pins of the contact probe has been increased for a long time to meet the demand for applying large current and high voltage to the object to be measured.
このような状況の下、チャックステージの載置面に存在する異物、チャックステージの載置面の傷、もしくは吸着異常等のチャックステージの載置面の異常に起因して、被測定物とチャックステージの載置面との間の接触抵抗が増大することがある。この場合、主に電気的な入出力時に、被測定物の破損もしくは不具合、または評価異常が生じることが知られている。 Under such a situation, the object to be measured and the chuck are damaged due to foreign matter existing on the chuck stage mounting surface, scratches on the chuck stage mounting surface, or an abnormality on the chuck stage mounting surface such as an adsorption error. The contact resistance with the mounting surface of the stage may increase. In this case, it is known that damage or failure of the object to be measured or abnormal evaluation occurs mainly during electrical input/output.
被測定物が半導体ウエハである場合には、半導体ウエハの破損、不具合に起因して、半導体ウエハに設けられた半導体装置が、その後の工程では使えなくなることがある。また、被測定物が破損した場合には、この破損に伴いチャックステージの載置面に荒れが生じたり、破損した被測定物の一部、例えばシリコンの破片がチャックステージの載置面に密着または埋め込まれたりすることがある。 When the object to be measured is a semiconductor wafer, the semiconductor device provided on the semiconductor wafer may not be usable in the subsequent steps due to damage or failure of the semiconductor wafer. Also, when the measured object is damaged, the mounting surface of the chuck stage becomes rough due to this damage, or a part of the damaged measured object, for example, a piece of silicon, adheres closely to the mounting surface of the chuck stage. Or it may be embedded.
このようなチャックステージの載置面の異常は、その後の被測定物の評価において、被測定物とチャックステージとの密着性、ひいてはさらに接触抵抗を悪化させ、被測定物に傷または欠けを付与する場合もあり、評価の精度および歩留まりへの悪影響が増大する。そのため、チャックステージの載置面を適切に管理し、保護することは重要である。 Such an abnormality of the mounting surface of the chuck stage deteriorates the adhesion between the object to be measured and the chuck stage, and thus the contact resistance, in the subsequent evaluation of the object to be measured, and the object to be measured is scratched or chipped. In some cases, adverse effects on accuracy of evaluation and yield increase. Therefore, it is important to properly manage and protect the mounting surface of the chuck stage.
そのため従来、異物対策を行った半導体装置（例えば、特許文献１を参照）、または半導体評価装置における異物の検査手法（例えば、特許文献２を参照）が開示されている。 Therefore, conventionally, a semiconductor device that has taken measures against foreign matter (for example, refer to Patent Document 1) or an inspection method for foreign substances in a semiconductor evaluation device (for example, refer to Patent Document 2) is disclosed.
特許文献１に記載の技術では、半導体評価装置によって電気的特性が測定される全ての半導体ウエハに、チャックステージ上の異物に起因した半導体ウエハへの応力を緩和する膜またはシートを付加することによって、不良率の低減を実現している。しかしながら、全ての半導体ウエハへ膜またはシートの付加が必要となることから、製造工程の増加、または膜もしくはシートといった材料追加によるコストアップといった問題点があった。また、特許文献１に記載の技術では、チャックステージ上の異物を検出することができなかった。
In the technique described in
また特許文献２に記載の技術では、従来の半導体評価装置を流用し、検査治具が有する抵抗体とチャックステージとの接触抵抗を測定することによって、チャックステージの載置面の検査を実現している。しかしながら、ウエハテストと同様に、チャックステージの載置面における各チップ領域と対応する領域を個々にコンタクトして載置面全体を検査するため、検査に時間がかかるといった問題点があった。また、抵抗体とコンタクトプローブとの接触抵抗が測定に含まれるため、測定精度に改善の余地があった。さらに、半導体評価装置毎に、チャックステージの載置面を検査するためのアルゴリズムをインストールする必要があるといった問題点もあった。
Further, in the technique described in
そこで本発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであって、チャックステージの載置面の検査を精度よく、容易にかつ短時間で行うことができるチャックステージ検査装置、および当該チャックステージ検査装置を用いたチャックステージ検査方法を提供することを目的とする。 Therefore, the present invention has been made to solve the above problems, and a chuck stage inspection apparatus capable of inspecting a mounting surface of a chuck stage accurately, easily, and in a short time, and An object of the present invention is to provide a chuck stage inspection method using the chuck stage inspection device.
本発明の一態様に係るチャックステージ検査装置は、半導体評価装置が有するチャックステージにおける、半導体ウエハが載置される載置面を検査するものである。チャックステージ検査装置は、検査治具、計測部、切替え部、複数の接続部、および複数のリレーを備える。検査治具は、板状の絶縁材からなる絶縁板と、絶縁板において厚さ方向に貫通する複数の貫通孔にそれぞれ嵌合された複数の抵抗体とを有し、載置面の検査の際に複数の抵抗体が載置面と接触するように載置面に載置される。計測部は、複数の抵抗体のそれぞれとチャックステージとの接触抵抗を計測する。切替え部は、複数の抵抗体と電気的に接続するように配置され、複数の抵抗体のそれぞれと計測部との電気的な接続の切替えを行う。複数の接続部は、複数の抵抗体における載置面との接触面とは反対側の面と電気的にそれぞれ接触する。切替え部は、複数の接続部を介して複数の抵抗体と電気的にそれぞれ接続され、切替えを行う複数のリレーを有する。計測部は、切替え部の切替えを制御し、複数の接続部をそれぞれ介して接触抵抗を計測する。複数の抵抗体のそれぞれには複数の接続部が接触する。複数の抵抗体のそれぞれと接触する複数の接続部に、複数のリレーがそれぞれ接続される。 A chuck stage inspection device according to an aspect of the present invention is for inspecting a mounting surface on which a semiconductor wafer is mounted in a chuck stage included in a semiconductor evaluation device. Chuck stage inspection apparatus includes inspecting jig, measurement unit, switch replacement unit, a plurality of connecting portions, and a plurality of relays. The inspection jig has an insulating plate made of a plate-shaped insulating material, and a plurality of resistors respectively fitted in a plurality of through holes penetrating in the thickness direction of the insulating plate. At this time, the plurality of resistors are mounted on the mounting surface so as to come into contact with the mounting surface. The measuring unit measures the contact resistance between each of the plurality of resistors and the chuck stage. The switching unit is arranged so as to be electrically connected to the plurality of resistors, and switches the electrical connection between each of the plurality of resistors and the measuring unit. The plurality of connecting portions electrically contact the surfaces of the plurality of resistors that are opposite to the contact surface with the mounting surface. The switching unit has a plurality of relays that are electrically connected to the plurality of resistors via the plurality of connecting units and perform switching. The measuring unit controls switching of the switching unit and measures the contact resistance via each of the plurality of connecting units. A plurality of connecting portions are in contact with each of the plurality of resistors. A plurality of relays are respectively connected to a plurality of connection parts which contact each of a plurality of resistors.
本発明に係るチャックステージ検査装置は、複数の抵抗体のそれぞれとチャックステージとの接触抵抗を計測する計測部を備えることから、半導体評価装置毎に新たなアルゴリズムを導入する必要がなく、本装置をチャックステージの載置面に載せるという容易な方法によって、本装置のみでチャックステージの載置面を検査することができる。また、切替え部が行う電気的な接続の切り替えによって検査領域を可変にすることができることから、短時間でチャックステージの載置面の検査を行うことができる。 Since the chuck stage inspection device according to the present invention includes the measurement unit that measures the contact resistance between each of the plurality of resistors and the chuck stage, it is not necessary to introduce a new algorithm for each semiconductor evaluation device, and the present device The mounting surface of the chuck stage can be inspected only by this apparatus by an easy method of mounting the chuck surface on the mounting surface of the chuck stage. Further, since the inspection area can be made variable by switching the electrical connection performed by the switching unit, it is possible to inspect the mounting surface of the chuck stage in a short time.
以下、本発明の実施の形態について図面に基づいて説明する。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
＜実施の形態１＞
＜チャックステージ検査装置の構成＞
図１は、本発明の実施の形態１に係るチャックステージ検査装置１の構成の一例を概略的に示す図である。図１では、チャックステージ検査装置１を用いてチャックステージ３の載置面３ａを検査する際の正面図を示しており、チャックステージ検査装置１がチャックステージ３の載置面３ａに載置されている。
<
<Structure of chuck stage inspection device>
FIG. 1 is a diagram schematically showing an example of the configuration of a chuck
チャックステージ検査装置１を用いてチャックステージ３の載置面３ａを検査する際には、チャックステージ検査装置１を載置面３ａに載置し、チャックステージ検査装置１が備える複数の抵抗体１９のそれぞれとチャックステージ３との接触抵抗を計測する。そして、この接触抵抗の計測結果に基づいてチャックステージ３の載置面３ａにおける異常の有無を検査する。このような載置面３ａの検査は、半導体ウエハを載置面３ａに載置して半導体装置の電気的な評価を行う前に行われる。
When inspecting the
図１に示されるように、チャックステージ検査装置１は、検査治具７、複数のコンタクトプローブ１０、切替え部５、複数の固定具９、計測部４、および信号線６ａを備える。
As shown in FIG. 1, the chuck
検査治具７は、複数の抵抗体１９を有しており、チャックステージ３の載置面３ａに載置され、載置面３ａの検査の際のインターフェースとなる。複数のコンタクトプローブ１０は、複数の抵抗体１９と電気的にそれぞれ接続されており、複数の抵抗体１９と切替え部５とを電気的に接続する接続部として機能する。切替え部５は、複数のコンタクトプローブ１０をそれぞれ介して、検査治具７に設けられた複数の抵抗体１９と電気的に接続するように配置されており、複数の抵抗体１９のそれぞれと計測部４との電気的な接続の切替えを行う。複数の固定具９は、切替え部５と検査治具７とを複数のコンタクトプローブ１０を介して電気的に接続した状態で固定する。
The
計測部４は、切替え部５の切替え制御を行い、複数のコンタクトプローブ１０を介して複数の抵抗体１９に電流をそれぞれ印加して、複数の抵抗体１９のそれぞれとチャックステージ３との接触抵抗を計測する。信号線６ａは、計測部４とチャックステージ３とを電気的に接続する。以下、チャックステージ検査装置１の各構成要素について詳細に説明する。
The measuring unit 4 controls the switching of the
＜検査治具の構成＞
以下、検査治具７の構成について説明する。図２は、本発明の実施の形態１に係る検査治具７の構成の一例を概略的に示す平面図である。図３は、図２に示される矢視Ａ−Ａにおける断面図である。検査治具７は、複数の抵抗体１９のそれぞれとチャックステージ３の載置面３ａとの接触抵抗を計測するための治具である。
<Structure of inspection jig>
The configuration of the
図２，３に示されるように、検査治具７は、基体として板状の絶縁材からなる絶縁板２０と、絶縁板２０において厚さ方向（図中のＺ軸方向）に貫通する複数の貫通孔２１にそれぞれ嵌合して配置される複数の抵抗体１９とを有する。
As shown in FIGS. 2 and 3, the
本実施の形態では、検査治具７の外周形状は、半導体装置の評価時にチャックステージ３の載置面３ａに載置される半導体ウエハと同一の円形となっているが、これに限るものではない。また、本実施の形態では、検査治具７が載置面３ａに載置されたときの平面視における複数の抵抗体１９の位置および形状は、評価時に載置面３ａに載置される半導体ウエハが有する複数の半導体装置の位置および形状とそれぞれ同一となるようになっている。
In the present embodiment, the outer peripheral shape of the
図２の例では、一つの検査治具７に平面視において四角形状の３２個の抵抗体１９が設置されているがこれに限るものでない。評価時にチャックステージ３の載置面３ａに載置される半導体ウエハを想定して、当該半導体ウエハが有する半導体装置の個数、位置および形状に応じて、設置する抵抗体１９の個数、位置および形状を変更してもよい。これにより、載置面３ａにおける各半導体装置に対応する領域をそれぞれ検査することができる。なお抵抗体１９の個数、位置、および形状のそれぞれは、半導体ウエハが有する半導体装置のものと必ずしも対応させる必要はない。
In the example shown in FIG. 2, 32
検査治具７の基体となる絶縁板２０は、導電性を有さない、樹脂材のような絶縁材（例えば、ＰＰＳのようなエンジニアリングプラスチック）で作製される。絶縁板２０が樹脂材からなる場合には、成形加工にて作製が可能である。抵抗体１９が設置される貫通孔２１は、絶縁板２０の成形時に同時に作製してもよいが、絶縁板２０がＰＰＳのような機械加工が可能な硬さを有す材料からなる場合には、絶縁板２０を成形後に機械加工にて貫通孔２１を形成してもよい。本実施の形態では、貫通孔２１の形状は、その内壁が貫通方向と平行な四角柱状となっている。
The insulating
抵抗体１９は、抵抗体１９とチャックステージ３との接触抵抗を検査するための負荷であるため、例えば銅ニッケル合金のような電気抵抗材料にて作製される。本実施の形態では、抵抗体１９は貫通孔２１と同様の四角柱状となっており、嵌め合いにより貫通孔２１に設置される。平面視における抵抗体１９の形状は半導体装置の形状と対応した四角形となっている。
Since the
本実施の形態では、取り付け状態時の抵抗体１９は、図１，３に示されるように、検査治具７の下面（チャックステージ３に載置されたときに載置面３ａ側となる面）において凸状となっている。つまり、絶縁板２０の一面から抵抗体１９の一部が突出するように抵抗体１９が絶縁板２０に取り付けられている。これにより、抵抗体１９とチャックステージの載置面３ａとの接触をより確実にすることができる。また、取り付け状態時の抵抗体１９は、検査治具７の上面（コンタクトプローブ１０側の面）においても凸状となっている。このように取り付け状態時の抵抗体１９は検査治具７の上面および下面で凸状となっていることから、抵抗体１９の上面および下面を研磨等によって改質し易くなっている。なお、取り付け状態時の抵抗体１９は、検査治具７の上面および下面の少なくとも一方において面一となっていてもよい。また、取り付け状態時の抵抗体１９は、検査治具７の上面においては、凹状となっていてもよい。
In the present embodiment, as shown in FIGS. 1 and 3, the
ここで、チャックステージ３は、通常の半導体ウエハの評価において、評価対象である半導体ウエハを接触した状態で固定する台座であり、半導体ウエハを固定する手段として真空吸着の機能を有する。チャックステージ３の載置面３ａには吸着溝が形成されており、当該吸着溝の一部の底面には真空吸着のための吸着孔が設けられ、半導体ウエハを真空吸着により固定することができる。チャックステージ検査装置１によるチャックステージ３の載置面３ａの検査の際には、半導体ウエハに代わり検査治具７が吸着されて載置面３ａ上に固定される。
Here, the
上記のように、チャックステージ３では、通常、載置面３ａ上に半導体ウエハが設置されて、当該半導体ウエハを吸着して固定することを想定している。半導体ウエハは、多少の撓みをもって載置面３ａに密着して固定される。一方、載置面３ａに検査治具７を設置して固定する場合には、検査治具７は、樹脂製の薄板である絶縁板２０に抵抗体１９が配置されて構成されているため、半導体ウエハのような撓みはあまり生じない。したがって、検査治具７と載置面３ａとの密着を阻害する吸着漏れが検査治具７の外周部で生じうる。
As described above, in the
そこで、このような吸着漏れを抑制するために、本実施の形態に係る検査治具７は、図１，３に示されるように、その下面の外周近傍の全周囲に沿って設けられる第１枠部２２を有する。第１枠部２２は、柔軟性を有す薄厚の素材からなる。第１枠部２２の素材としては、例えばフッ素樹脂からなるシールテープ材が望ましいが、これに限るものではない。
Therefore, in order to suppress such suction leakage, the
上述のように、本実施の形態では、抵抗体１９は、検査治具７の下面において凸状となっていることから、検査治具７を載置面３ａに載置した際には、絶縁板２０と載置面３ａとの間にわずかな空間が生じるが、第１枠部２２が設けられているため吸着漏れを抑制することができる。
As described above, in the present embodiment, the
また、本実施の形態では、検査治具７の上面の外周近傍の全周囲に沿って金属材である第２枠部２３を設けている。これにより、検査治具７と載置面３ａとの接触圧が均等化するように検査治具７に荷重を付与することができ、検査治具７の吸着漏れをさらに抑制することができる。
In addition, in the present embodiment, the
複数の抵抗体１９のそれぞれとチャックステージ３との接触抵抗を計測する際、検査治具７に対して、外部から接続するためのひとつの電極は、検査治具７に貫通して設けた抵抗体１９の上面と電気的に接続されるコンタクトプローブ１０である。そしてもう一方の電極は、抵抗体１９の下面と接触するチャックステージ３の載置面３ａである。
When measuring the contact resistance between each of the plurality of
複数の抵抗体１９と電気的にそれぞれ接続された複数のコンタクトプローブ１０は、切替え部５と電気的に接続されており、切替え部５は計測部４と電気的に接続されている。チャックステージ３の載置面３ａは、チャックステージ３の例えば側面に設けられた外部接続端子８につないだ信号線６ａを介して、計測部４と電気的に接続される。なお、外部接続端子８は、通常の半導体ウエハの評価においても必要なため従来の半導体評価装置に設置されており、新たに設けるものではなく、既存のものに信号線６ａをつなぎ込むことになる。
The plurality of contact probes 10 electrically connected to the plurality of
＜切替え部の構成＞
以下、切替え部５の構成について説明する。図４は、本発明の実施の形態１に係る切替え部５の構成の一例を概略的に示す断面図である。図１では切替え部５が筐体に収められた態様にて示したが、図４では簡略化のため筐体の図示は省略し内部構成について説明する。図４は、図３に対応する断面図であって、図３に示される４つの抵抗体１９上での断面図を示している。
<Configuration of switching unit>
The configuration of the
図４に示されるように、切替え部５は、複数のプローブソケット１６、複数のリレー１７、複数の信号線６ｂ、および取付板１８を備える。取付板１８には、複数のプローブソケット１６が取り付けられている。プローブソケット１６には、コンタクトプローブ１０が着脱可能な状態として取り付けられる。プローブソケット１６を用いてコンタクトプローブ１０を設置することによって、コンタクトプローブ１０の交換が容易となる。複数のプローブソケット１６は、複数のリレー１７と電気的にそれぞれ接続される。本実施の形態では、抵抗体１９とコンタクトプローブ１０とリレー１７とは、一対一対一で対応し、いわば一組として構成されているが、それに限るものではなく、例えば、一つの抵抗体１９に対し、複数のコンタクトプローブ１０およびリレー１７が対応しても良い。
As shown in FIG. 4, the
複数のリレー１７は、それぞれ接続された複数の抵抗体１９と計測部４との電気的な接続を切り替えるためのスイッチである。複数のリレー１７は、計測部４に複数の信号線６ｂをそれぞれ介して接続され、計測部４において複数のリレー１７それぞれの切り替えが制御される。
The plurality of
＜コンタクトプローブの構成および動作＞
以下、コンタクトプローブ１０の構成および動作について説明する。図５〜７は本発明の実施の形態１に係るコンタクトプローブ１０の構成および動作の一例を説明するための図である。コンタクトプローブ１０は、抵抗体１９と切替え部５とを電気的に接続する接続部として機能する。図５〜７に示されるように、コンタクトプローブ１０は、基体設置部１４、先端部１２、押し込み部１３、および電気的接続部１５を備える。
<Configuration and operation of contact probe>
Hereinafter, the configuration and operation of the
基体設置部１４は、コンタクトプローブ１０の基台として設けられており、プローブソケット１６と接続される。先端部１２は、検査治具７に設けられた抵抗体１９の表面と機械的かつ電気的に接触するコンタクト部１１を有する。押し込み部１３は、基体設置部１４の内部に組み込まれたスプリング等のばね部材を介して、コンタクト部１１が抵抗体１９と接触するときに摺動が可能となっている。電気的接続部１５は、押し込み部１３および先端部１２と電気的に通じており、外部への出力端として機能する。
The
コンタクトプローブ１０は導電性を有しており、例えば、銅、タングステン、またはレニウムタングステンなどの金属材料からなるが、これらに限るものではない。特にコンタクト部１１には、導電性および耐久性の向上等の観点から、上記とは別の部材、例えば金、パラジウム、タンタル、またはプラチナ等を被覆してもよい。
The
図５に示される初期状態から、コンタクトプローブ１０を検査治具７に設けた抵抗体１９側（図中のＺ軸下方）に下降させると、図６に示されるように、コンタクト部１１と抵抗体１９とが接触する。その後、コンタクトプローブ１０をさらに下降させると、図７に示されるように、押し込み部１３がばね部材を介して基体設置部１４内に押し込まれるため、コンタクト部１１と抵抗体１９との接触がより確実なものになる。
When the
本実施の形態では、コンタクトプローブ１０が図７に示される状態で挟持されるように、検査治具７と切替え部５とを固定具９によって固定する。図８は、本発明の実施の形態１に係る検査治具７と切替え部５との固定方法を示す図である。図８では、簡略化のため、検査治具７における第１枠部２２および第２枠部２３の図示を省略している。
In the present embodiment, the
図８に示されるように、固定具９の形状は例えばコの字状であってその一端が、検査治具７の一部の端面に設けられた凹部に差込まれ、他端が、切替え部５の側面に設けられた凹部に差込まれることによって、検査治具７と切替え部５とが固定される。固定具９は形状変化の少ない剛体であり、例えば鉄等の金属で作製されるがこれに限るものではない。
As shown in FIG. 8, the shape of the
図１では、検査治具７および切替え部５の両サイドに２個の固定具９を示したが、より安定させるには、３個以上の固定具９で固定するのがよい。固定具９を用いることによって、容易かつ安定的に、検査治具７と切替え部５との間隔、つまりはコンタクトプローブ１０の押し込み量を規定でき、接触抵抗を安定化できる。なお、検査治具７と切替え部５とは、固定具９でなくねじ止めによって、コンタクトプローブ１０を挟持した状態で固定されてもよい。検査治具７と切替え部５とをねじ止めによって固定する場合でも、固定具９で固定する場合と同様、検査治具７と切替え部５とが着脱し易い。
Although two
また、上記では、コンタクトプローブ１０がＺ軸方向に摺動性を有するスプリング式のものである場合について説明したが、これに限るものではない。例えば、コンタクトプローブ１０は、カンチレバー式のものであってもよい。また、コンタクトプローブ１０がＺ軸方向に摺動性を有するものである場合には、スプリング式に限らず、積層プローブまたはワイヤープローブ等であってもよい。
Further, although the case where the
＜計測部について＞
計測部４は、切替え部５に設置された複数のリレー１７を用いて、複数の抵抗体１９それぞれとの電気的な接続の切替え制御を行い、かつ複数のコンタクトプローブ１０を介して複数の抵抗体１９に電流をそれぞれ印加して、複数の抵抗体１９のそれぞれとチャックステージ３との接触抵抗を計測する。この接触抵抗の計測結果は、計測部４に表示器を設けて表示してもよいし、外部のＰＣ等へ送信して一括してデータ管理してもよい。なお、計測部４は、検査治具７に均等な荷重を付与できるような位置に設置するのがよい。
<About measuring unit>
The measurement unit 4 uses the plurality of
＜チャックステージ検査方法＞
以下では、実施の形態１に係るチャックステージ検査装置１を用いたチャックステージ検査方法について説明する。まず、複数のコンタクトプローブ１０と複数の抵抗体１９とがそれぞれ接触するように、検査治具７と切替え部５とを固定具９を用いて固定する。その後、チャックステージ検査装置１を、検査治具７が有する複数の抵抗体１９の下面（つまりコンタクトプローブ１０とは反対側の面）がチャックステージ３の載置面３ａと接するように設置する。そして、検査治具７を、チャックステージ３の吸着機構を利用して、真空吸着にて固定することによって、チャックステージ検査装置１の位置を固定する。
<Chuck stage inspection method>
Hereinafter, a chuck stage inspection method using the chuck
次に、所望の接触抵抗に関する検査を、複数のリレー１７それぞれの接続を切り替えることによって、複数の抵抗体１９それぞれにおいて実施する。検査治具７に設置した全ての抵抗体１９に対してチャックステージとの接触抵抗を計測後、チャックステージ検査装置１をチャックステージ３から離間する。そして計測した接触抵抗の値に異常がなければ、つまり計測したすべての接触抵抗の値が規定された範囲（規格値）内にあれば、チャックステージ３の載置面３ａは正常であるとして、電気的特性の評価を実施する半導体ウエハを載置面３ａに載置し、半導体装置の評価を実施する。一方、計測した接触抵抗の値に異常があった場合は、異常の原因を調査する。異常の原因を除去した後に、半導体装置の電気的特性の評価を実施する。異常の原因が異物であれば、エアブロー等により載置面３ａの清掃を行う。
Next, the inspection regarding the desired contact resistance is performed on each of the plurality of
複数の抵抗体１９のそれぞれにおける接触抵抗を計測する前に、抵抗体１９の抵抗成分バラツキと、抵抗体１９と計測部４との間の抵抗成分のバラツキ（つまり、コンタクトプローブ１０、リレー１７、および信号線６ｂ等の抵抗成分のバラツキ）とを補正するキャリブレーションを行う。また、複数の抵抗体１９のそれぞれと載置面３ａとの接触抵抗に基づいて、載置面３ａの異常の有無の判定を行う際の判定規格値は、複数の抵抗体１９に対して一律に設定してもよいし、複数の抵抗体１９毎に設定してもよい。複数の抵抗体１９毎に判定規格値を設定することによって、判定規格値を厳しく設定することが可能となり、載置面３ａの異常の検出精度を向上することができる。また、複数の抵抗体１９のそれぞれとチャックステージ３との接触抵抗の計測結果を計測毎に記憶しておき、接触抵抗値の計測の際に過去に計測した接触抵抗値と比較することによっても、載置面３ａの異常の検出精度を向上することができる。また、これにより、接触抵抗値の傾向管理も可能となり、載置面３ａの予防保全としての管理も行うことができる。
Before measuring the contact resistance in each of the plurality of
以上のように、本実施の形態に係るチャックステージ検査装置１によれば、本装置をチャックステージ３の載置面３ａに載せるだけで、載置面３ａを容易に検査でき、管理可能である。また、切替え部５の電気的な接続の切り替えで、検査領域を変更するため、短時間で検査を行うことができる。
As described above, according to the chuck
また、複数の抵抗体１９のそれぞれに対して、抵抗体１９から計測部４までの経路抵抗を一定に保つように設定することができるので、チャックステージ３の載置面３ａと複数の抵抗体１９のそれぞれとの接触抵抗を精度よく計測することができる。また、半導体評価装置に新たにアルゴリズムを導入する必要がなく、本装置のみで載置面３ａの検査を完結することができる。
In addition, since the path resistance from the
＜実施の形態１の各種変形例＞
以下では、実施の形態１の各種変形例について説明する。
<Various Modifications of First Embodiment>
Various modifications of the first embodiment will be described below.
＜実施の形態１の第１変形例＞
図９は、本発明の実施の形態１の第１変形例に係るチャックステージ検査装置が備える検査治具７Ａの構成の一例を概略的に示す平面図である。図９に示されるように、本変形例では、検査治具７Ａが有する貫通孔２１ａは、絶縁板２０の厚さ方向に貫通する円柱形状となっており、貫通孔２１ａに嵌合される抵抗体１９ａも同様に円柱形状となっている。なお、本変形例に係るチャックステージ検査装置における貫通孔２１ａおよび抵抗体１９ａの形状以外の構成は、実施の形態１に係るチャックステージ検査装置１と同様であるので、図示および詳細な説明は省略する。
<First Modification of First Embodiment>
FIG. 9 is a plan view schematically showing an example of the configuration of the inspection jig 7A included in the chuck stage inspection device according to the first modification of the first embodiment of the present invention. As shown in FIG. 9, in this modified example, the through
本変形例に係るチャックステージ検査装置が備える検査治具７Ａにおける抵抗体１９ａは円柱形状であることから、抵抗体１９ａを筒状（線状）の電気抵抗材料をカットするという比較的容易な方法によって作製することができる。また、貫通孔２１ａが円柱形状であることから、四角柱状の場合と比較して検査治具７に貫通孔２１ａを形成し易く、貫通孔２１ａに抵抗体１９ａを嵌合し易い。
Since the
＜実施の形態１の第２変形例＞
図１０は、本発明の実施の形態１の第２変形例に係るチャックステージ検査装置が備える検査治具７Ｂの構成の一例を概略的に示す断面図である。図１０は、実施の形態１で示した図３の断面図と対応している。図１０に示されるように、本変形例では、検査治具７Ｂが有する貫通孔２１ｂは、絶縁板２０の厚さ方向に貫通し、下面側の開口が狭いテーパー状となっており、貫通孔２１ｂに嵌合される抵抗体１９ｂも同様にテーパー状となっている。なお、本変形例に係るチャックステージ検査装置における貫通孔２１ｂの形状および抵抗体１９ｂの形状以外の構成は、実施の形態１に係るチャックステージ検査装置１と同様であるので、図示および詳細な説明は省略する。
<Second Modification of First Embodiment>
FIG. 10 is a cross-sectional view schematically showing an example of the configuration of the
本変形例に係るチャックステージ検査装置が備える検査治具７Ｂにおける貫通孔２１ａおよび抵抗体１９ｂは下面側の開口が狭いテーパー状となっていることから、抵抗体１９ｂが下側に抜け落ちにくくすることができる。
The through
＜実施の形態１の第３変形例＞
図１１は、本発明の実施の形態１の第３変形例に係るチャックステージ検査装置が備える切替え部５Ａの構成の一例を概略的に示す断面図である。図４に示される実施の形態１に係るチャックステージ検査装置１が備える切替え部５においては、複数のプローブソケット１６と複数のリレー１７とがそれぞれ直接接続されており、複数のリレー１７と計測部４とが複数の信号線６ｂによってそれぞれ接続されていた。本変形例においては、図１１に示されるように、複数のリレー１７が計測部４の下部と電気的に接続されて設置されており、複数の信号線６ｃのそれぞれを介して複数のプローブソケット１６と複数のリレー１７とが接続されている。なお、本変形例に係るチャックステージ検査装置における切替え部５Ａ以外の構成は、実施の形態１に係るチャックステージ検査装置１と同様であるので、図示および詳細な説明は省略する。
<Third Modification of First Embodiment>
FIG. 11 is a cross-sectional view schematically showing an example of the configuration of the
本変形例では、切替え部５Ａの構成を上記のような構成にすることにより、例えばプローブソケット１６の交換が必要となった際、リレー１７の交換は不要であるため、コストを低減することができる。
In this modification, by changing the configuration of the
＜実施の形態２＞
図１２は、本発明の実施の形態２に係るチャックステージ検査装置が備える切替え部５Ｂの構成の一例を概略的に示す断面図である。上記の各例では、抵抗体１９とコンタクトプローブ１０とリレー１７とは一対一対一で対応していた。本変形例では、図１２に示されるように、一つの抵抗体１９に対して複数のコンタクトプローブ１０（図１２の例では三つ）が接触している。また、一つの抵抗体１９と接触する複数のコンタクトプローブ１０に対して、一つのリレー１７が複数の信号線６ｃのそれぞれを介して接続されている。なお、本実施の形態に係るチャックステージ検査装置における切替え部５Ｂ以外の構成は、実施の形態１に係るチャックステージ検査装置１と同様であるので、図示および詳細な説明は省略する。
<Second Embodiment>
FIG. 12 is a sectional view schematically showing an example of the configuration of the switching unit 5B included in the chuck stage inspection device according to the second embodiment of the present invention. In each of the above examples, the
一つの抵抗体１９に対して一つのコンタクトプローブ１０が接触する場合には、コンタクトプローブ１０に不具合が生じた際には、チャックステージ３に実際には異常が無いにも関わらず、検査異常と判断されるおそれがある。一方、本実施の形態のように、複数のコンタクトプローブ１０を一つの抵抗体１９に接触させる場合には、一つの抵抗体１９と接触する複数のコンタクトプローブ１０のうち、何れかのコンタクトプローブ１０に不具合が生じても、他のコンタクトプローブ１０に不具合が無ければ、誤った検査判断を抑制することができる。また、不具合によるコンタクトプローブ１０の交換の頻度を下げることができる。
In the case where one
なお、抵抗体１９とコンタクトプローブ１０とリレー１７が一対一対一、または一対多対一で接続される例を示したが、これに限るものではなく、一つの抵抗体１９に対して複数のコンタクトプローブ１０が接触しており、一つの抵抗体１９と接触する複数のコンタクトプローブ１０に対して複数のリレー１７をそれぞれ接続してもよい。このように一対多対多で接続することによって、一つの抵抗体１９に対する複数のリレー１７のうち、何れかのリレー１７に不具合が生じても、他のリレー１７に不具合がなければ、誤った検査判断を抑制することができる。
Although the example in which the
＜実施の形態３＞
図１３は、本発明の実施の形態３に係るチャックステージ検査装置における複数の抵抗体１９と複数のリレー１７とを接続する接続部、および切替え部５Ｃの構成の一例を概略的に示す図である。上記の各例では、複数のコンタクトプローブ１０が複数の抵抗体１９と切替え部とを接続する接続部として機能していたが、接続部の構成はこれに限られない。図１３に示されるように、本実施の形態では、複数のコンタクトプローブ１０にかえて、複数のケーブル配線２４が、複数の抵抗体１９と切替え部５Ｃとを接続する接続部として機能する。このため、切替え部５Ｃは、上記の各例での切替え部のように、取付板１８、プローブソケット１６、および信号線６ｂ，６ｃを備えていない。なお、本実施の形態に係るチャックステージ検査装置における接続部および切替え部５Ｃ以外の構成は、実施の形態１に係るチャックステージ検査装置１と同様であるので、図示および詳細な説明は省略する。
<Third Embodiment>
FIG. 13 is a diagram schematically showing an example of a configuration of a connection unit that connects a plurality of
ケーブル配線２４としては、絶縁被覆された電線を用いる。ノイズの重畳を抑制するために、シールドケーブルを用いてもよい。ケーブル配線２４と抵抗体１９とは、例えば、ねじ止め、または半田接続によって接続されるが、これらに限るものではない。ケーブル配線２４と抵抗体１９とをねじ止めによって接続する場合には、これらを確実に接続することができ、着脱することも可能となる。また、ケーブル配線２４と抵抗体１９とを半田接続によって接続する場合には、これらを低抵抗で確実に接続することができる。
An electric wire coated with insulation is used as the
本実施の形態では、コンタクトプローブ１０ではなくケーブル配線２４を用いることから、コストを低減することができる。また、接続部と抵抗体１９との間の接触抵抗を低減することができる。
In the present embodiment, the
以上の実施の形態では、いずれもチャックステージ３の載置面３ａが外部接続端子８につないだ信号線６ａを介して計測部４と電気的に接続された構成（図１）である。言い換えると、検査回路として外部接続端子８および信号線６ａを使用する構成であるが、外部接続端子８および信号線６ａを用いずに、チャックステージ３の載置面３ａが複数の抵抗体１９を介して計測部４と電気的に接続されることも可能である。例えば、２箇所の抵抗体１９を計測部４につなげるように、切替部５のリレー１７を制御することによって検査回路を形成する。この場合、１回の測定では直列接続された接触抵抗を検査することになるが、検査回路を形成する抵抗体１９の組合せを変更することで、個々の接触抵抗を求めることができる。
In each of the above embodiments, the mounting
なお、本発明は、その発明の範囲内において、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、省略したりすることが可能である。 It should be noted that, in the present invention, the respective embodiments can be freely combined, or the respective embodiments can be appropriately modified or omitted within the scope of the invention.
１ チャックステージ検査装置、３ チャックステージ、３ａ 載置面、４ 計測部、５，５Ａ，５Ｂ，５Ｃ 切替え部、６ａ，６ｂ，６ｃ 信号線、７，７Ａ，７Ｂ 検査治具、８ 外部接続端子、９ 固定具、１０ コンタクトプローブ、１１ コンタクト部、１２ 先端部、１３ 押し込み部、１４ 基体設置部、１５ 電気的接続部、１６ プローブソケット、１７ リレー、１８ 取付板、１９，１９ａ，１９ｂ 抵抗体、２０ 絶縁板、２１，２１ａ，２１ｂ 貫通孔、２２ 第１枠部、２３ 第２枠部、２４ ケーブル配線。 1 chuck stage inspection device, 3 chuck stage, 3a mounting surface, 4 measuring unit, 5, 5A, 5B, 5C switching unit, 6a, 6b, 6c signal line, 7, 7A, 7B inspection jig, 8 external connection terminals , 9 fixtures, 10 contact probe, 11 contact part, 12 tip part, 13 pushing part, 14 base mounting part, 15 electrical connection part, 16 probe socket, 17 relay, 18 mounting plate, 19, 19a, 19b resistor , 20 insulating plates, 21, 21a, 21b through holes, 22 first frame part, 23 second frame part, 24 cable wiring.
Claims (18)
板状の絶縁材からなる絶縁板と、前記絶縁板において厚さ方向に貫通する複数の貫通孔にそれぞれ嵌合された複数の抵抗体とを有し、前記載置面の検査の際に前記複数の抵抗体が前記載置面と接触するように前記載置面に載置される検査治具と、
前記複数の抵抗体のそれぞれと前記チャックステージとの接触抵抗を計測する計測部と、
前記複数の抵抗体と電気的に接続するように配置され、前記複数の抵抗体のそれぞれと前記計測部との電気的な接続の切替えを行う切替え部と、
前記複数の抵抗体における前記載置面との接触面とは反対側の面と電気的にそれぞれ接触する複数の接続部と、を備え、
前記切替え部は、前記複数の接続部を介して前記複数の抵抗体と電気的にそれぞれ接続され、前記切替えを行う複数のリレーを有し、
前記計測部は、前記切替え部の前記切替えを制御し、前記複数の接続部をそれぞれ介して前記接触抵抗を計測し、
前記複数の抵抗体のそれぞれには前記複数の接続部が接触しており、
前記複数の抵抗体のそれぞれと接触する前記複数の接続部に、前記複数のリレーがそれぞれ接続される、
チャックステージ検査装置。 A chuck stage inspection device for inspecting a mounting surface on which a semiconductor wafer is mounted, in a chuck stage included in a semiconductor evaluation device,
An insulating plate made of a plate-shaped insulating material, and a plurality of resistors each fitted in a plurality of through holes penetrating in the thickness direction in the insulating plate, the above-mentioned at the time of the inspection of the mounting surface An inspection jig mounted on the mounting surface so that the plurality of resistors come into contact with the mounting surface,
A measuring unit that measures the contact resistance between each of the plurality of resistors and the chuck stage,
A switching unit arranged to electrically connect to the plurality of resistors, and a switching unit that switches electrical connection between each of the plurality of resistors and the measuring unit ,
A plurality of connecting portions electrically contacting the surface opposite to the contact surface with the mounting surface in the plurality of resistors, respectively,
The switching unit has a plurality of relays that are electrically connected to the plurality of resistors via the plurality of connecting units and perform the switching,
The measuring unit controls the switching of the switching unit, measures the contact resistance via each of the plurality of connecting units,
The plurality of connection portions are in contact with each of the plurality of resistors,
The plurality of relays are respectively connected to the plurality of connection portions that are in contact with the plurality of resistors, respectively.
Chuck stage inspection device.
前記接続部はケーブル配線である、チャックステージ検査装置。 The chuck stage inspection device according to claim 1 , wherein
The chuck stage inspection device, wherein the connecting portion is a cable wiring.
前記ケーブル配線は前記抵抗体にねじ止めされている、チャックステージ検査装置。 The chuck stage inspection device according to claim 2 , wherein
The chuck stage inspection device, wherein the cable wiring is screwed to the resistor.
前記ケーブル配線は前記抵抗体に半田接続されている、チャックステージ検査装置。 The chuck stage inspection device according to claim 2 , wherein
The chuck stage inspection device, wherein the cable wiring is soldered to the resistor.
前記接続部はコンタクトプローブである、チャックステージ検査装置。 The chuck stage inspection device according to claim 1 , wherein
The chuck stage inspection device, wherein the connecting portion is a contact probe.
前記検査治具と前記切替え部とは、前記コンタクトプローブを挟持した状態でねじ止めされている、チャックステージ検査装置。 The chuck stage inspection device according to claim 5 , wherein
The said switching unit before and Symbol inspecting jig is screwed in a state of sandwiching the contact probe, chuck stage testing device.
前記検査治具および前記切替え部のそれぞれと嵌合し、前記検査治具と前記切替え部とを前記コンタクトプローブを挟持した状態で固定する複数の固定具をさらに備える、チャックステージ検査装置。 The chuck stage inspection device according to claim 5 , wherein
The chuck stage inspection device further comprising a plurality of fixtures that are fitted to the inspection jig and the switching unit, and fix the inspection jig and the switching unit with the contact probe held therebetween.
前記複数の抵抗体のそれぞれは、前記検査治具における前記載置面側となる面において凸状となっている、チャックステージ検査装置。 The chuck stage inspection device according to any one of claims 1 to 7 ,
The chuck stage inspection device, wherein each of the plurality of resistors has a convex shape on a surface of the inspection jig which is a mounting surface side.
前記複数の抵抗体のそれぞれは、前記検査治具における前記接続部側となる面において凸状となっている、チャックステージ検査装置。 A chuck stage inspection apparatus according to any one of claims 1 to 7,
The chuck stage inspection device, wherein each of the plurality of resistors has a convex shape on a surface of the inspection jig on the side of the connection portion.
前記複数の抵抗体のそれぞれは、前記検査治具における前記載置面側となる面と前記接続部側となる面とにおいて凸状となっている、チャックステージ検査装置。 A chuck stage inspection apparatus according to any one of claims 1 to 7,
The chuck stage inspection device, wherein each of the plurality of resistors has a convex shape on a surface on the mounting surface side and a surface on the connection portion side in the inspection jig.
前記検査治具が前記載置面に載置されたときの平面視における前記複数の抵抗体の位置および形状は、それぞれ、評価の際に前記載置面に載置される前記半導体ウエハが有する複数の半導体装置の位置および形状と同一である、チャックステージ検査装置。 The chuck stage inspection device according to any one of claims 1 to 10 ,
The positions and shapes of the plurality of resistors in plan view when the inspection jig is mounted on the mounting surface have the semiconductor wafer mounted on the mounting surface at the time of evaluation, respectively. A chuck stage inspection device having the same position and shape as a plurality of semiconductor devices.
平面視における前記複数の抵抗体それぞれの形状は四角形である、チャックステージ検査装置。 The chuck stage inspection device according to any one of claims 1 to 10 ,
The chuck stage inspection device, wherein each of the plurality of resistors has a quadrangular shape in a plan view.
平面視における前記複数の抵抗体それぞれの形状は円形である、チャックステージ検査装置。 The chuck stage inspection device according to any one of claims 1 to 10 ,
The chuck stage inspection device, wherein each of the plurality of resistors has a circular shape in a plan view.
板状の絶縁材からなる絶縁板と、前記絶縁板において厚さ方向に貫通する複数の貫通孔にそれぞれ嵌合された複数の抵抗体とを有し、前記載置面の検査の際に前記複数の抵抗体が前記載置面と接触するように前記載置面に載置される検査治具と、
前記複数の抵抗体のそれぞれと前記チャックステージとの接触抵抗を計測する計測部と、
前記複数の抵抗体と電気的に接続するように配置され、前記複数の抵抗体のそれぞれと前記計測部との電気的な接続の切替えを行う切替え部と、
前記絶縁板における前記載置面側となる面の外周近傍に設けられた柔軟性を有する薄厚の第１枠部と、
前記絶縁板における前記載置面の反対側となる面の外周近傍に設けられた前記検査治具に荷重を付与する第２枠部と、を備える、チャックステージ検査装置。 A chuck stage inspection device for inspecting a mounting surface on which a semiconductor wafer is mounted, in a chuck stage included in a semiconductor evaluation device,
An insulating plate made of a plate-shaped insulating material, and a plurality of resistors each fitted in a plurality of through holes penetrating in the thickness direction in the insulating plate, the above-mentioned at the time of the inspection of the mounting surface An inspection jig mounted on the mounting surface so that the plurality of resistors come into contact with the mounting surface,
A measuring unit that measures the contact resistance between each of the plurality of resistors and the chuck stage,
A switching unit arranged to electrically connect to the plurality of resistors, and a switching unit that switches electrical connection between each of the plurality of resistors and the measuring unit,
A thin first frame portion having flexibility, which is provided in the vicinity of the outer periphery of the surface of the insulating plate on the mounting surface side,
The insulating and second frame portion for imparting a load to the test jig provided near the outer circumference opposite the surface from the mounting surface in the plate, Bei El and chuck stage testing device.
（ａ）前記チャックステージ検査装置を用いて、前記複数の抵抗体のそれぞれと前記チャックステージとの接触抵抗を計測する工程と、
（ｂ）前記工程（ａ）での前記接触抵抗の計測結果に基づいて、前記載置面の異常の有無を検査する工程と、を備え、
前記工程（ａ），（ｂ）を、前記半導体ウエハが前記載置面に載置される前に行う、チャックステージ検査方法。 A chuck stage inspection method using a chuck stage examination apparatus as claimed in any one of claims 14,
(A) measuring the contact resistance between each of the plurality of resistors and the chuck stage using the chuck stage inspection device;
(B) a step of inspecting the presence or absence of abnormality of the mounting surface based on the measurement result of the contact resistance in the step (a),
A chuck stage inspection method in which the steps (a) and (b) are performed before the semiconductor wafer is mounted on the mounting surface.
前記工程（ａ）の前に、
（ｃ）前記複数の抵抗体の抵抗値のバラツキと、前記複数の抵抗体と前記計測部との間の抵抗値のバラツキとを補正する工程をさらに備える、チャックステージ検査方法。 The chuck stage inspection method according to claim 15 , wherein
Before the step (a),
(C) The chuck stage inspection method further comprising a step of correcting variations in resistance values of the plurality of resistors and variations in resistance values between the plurality of resistors and the measuring unit.
前記工程（ｂ）において、前記工程（ａ）での前記接触抵抗の計測結果と、前記複数の抵抗体のそれぞれに対して予め設定された判定規格値とを比較し、その比較結果に基づいて前記載置面の異常の有無を検査する、チャックステージ検査方法。 The chuck stage inspection method according to claim 15 or 16 , wherein
In the step (b), the measurement result of the contact resistance in the step (a) is compared with a judgment standard value preset for each of the plurality of resistors, and based on the comparison result. The chuck stage inspection method for inspecting the presence or absence of an abnormality on the mounting surface.
前記工程（ａ）と前記工程（ｂ）との間に、
（ｄ）前記工程（ａ）での前記接触抵抗の計測結果を記憶する工程と、
（ｅ）前記工程（ａ）での前記接触抵抗の計測結果と、以前の前記工程（ｄ）で記憶された以前の前記接触抵抗の計測結果とを比較する工程をさらに備え、
前記工程（ｂ）において、前記工程（ｅ）での比較結果に基づいて前記載置面の異常の有無を検査する、チャックステージ検査方法。 The chuck stage inspection method according to any one of claims 15 to 17 , wherein
Between the step (a) and the step (b),
(D) a step of storing the measurement result of the contact resistance in the step (a),
(E) further comprising a step of comparing the measurement result of the contact resistance in the step (a) with the previous measurement result of the contact resistance stored in the previous step (d),
In the step (b), a chuck stage inspection method for inspecting the presence or absence of abnormality of the mounting surface based on the comparison result in the step (e).
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