JPH05283494A - 集積回路素子ウエハー用測定電極 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【目的】ウエハー上に育成された状態のものや、複数個
の素子を含むペレットにカットされた半導体集積回路素
子を被検体とする検査装置やエージング装置に付随し、
それらの被検体との高精度・高信頼度の接触を目的とす
る集積回路素子ウエハー用測定電極を提供する。 【構成】集積回路素子ウエハー用測定電極は、定盤１上
に設置されたウエハー２の表面に育成されたＩＣパター
ンの電極部、すなわち被測定電極３の配置に対応した接
点群を持つ接点ブロック４と主装置と接続するための回
路基板７とは、フレキシブルプリント基板などで作成さ
れたリード基板８によって接続される。複数の接点ブロ
ック４は、ベリリウム銅などの弾性や可撓性のある物質
で作られ、端部は可動基台１０に接着され、またサポー
タ１２によって要所を支持された支持部１１に接着され
ている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、半導体集積回路（以下
ＩＣと称する）用の検査装置やエージング装置（以下に
両者を纏め主装置と称する）に付随し、複数のＩＣパタ
ーンを含むペレットの状態やペレットにカットする以前
のウエハー状態のもの（以下被検体と称する）における
ＩＣパターン上の電極部分（以下被測定電極と称する）
に対し、高精度・高信頼度の接触を目的とする集積回路
素子ウエハー用測定電極（以下に測定電極と称する）に
関する。

【０００２】

【従来の技術】従来はＩＣに係わるウエハーを個々のペ
レットにカットし、リードフレームへのマウントとパッ
ケージングを行った後の工程において検査やエージング
を行っていた。

【０００３】また１個宛のペレットの特性を測定する装
置もあったが、検査に時間がかゝり生産向きでなかっ
た。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】したがって従来の測定
電極は、設計上も工作上も従来の技術で間に合い特別な
工夫の必要が無かった反面、完成品ＩＣの取り付けや取
外しに多くの時間と労力がかゝると共に不良品が発生し
た場合は、それまでに至る工程が総て無駄になってしま
い、特に歩留りの悪い品種にとっては大きな痛手になっ
ていた。

【０００５】本発明の目的は、パッケージングされたＩ
Ｃについて不良品が検出された場合の工程の無駄を省く
ために、ウエハー上に育成された複数の集積回路素子を
一度に、または複数個の素子を含むペレットにカットさ
れたものを測定可能とすることによって途中工程の無駄
を未然に防ぐことができ、生産効率を格段に向上させる
と共に、主装置の構成を拡張することによりウエハー上
での不良部分の分布状態を判定し、当該ＩＣパターン用
マスクの不良などのように工程の不具合なども遡って判
定することもでき、さらに同じような微細構造の電極を
持つ液晶表示装置などＩＣウエハー以外の欠陥検査装置
にも適用することが可能である如き、広範な用途が期待
できる測定電極を提供することにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明者は、上記課題を
解決すべく種々検討した結果、複数のＩＣパターンを育
成したウエハー、またはそれを複数個の素子を含むペレ
ットにカットされた被検体を検査やエージングの対象と
する主装置に付随する測定電極について、被測定電極と
の接触を高精度・高信頼度で行なえるようにする目的か
ら、測定電極に係わる接点ブロックの支持部を弾性や可
撓性を持ち支持部全体および個々の接点ブロックが被検
体の表面状態に倣うことができるような構造とし、機構
や構造材料の弾性、或いは流体の圧力などを利用して全
体的および接点ブロックに係わる部分的に微動が可能な
ように構成するなどにより、被検体との精密な接触をは
かるようにしたことを特徴とした測定電極を提供するこ
とにより、上記目的を達成したものである。

【０００７】

【作用】本発明によれば、機構や構造材料の特性や流体
の圧力などを利用して全体的および接点ブロックに係わ
る部分的に微動が可能なように構成するなどにより、測
定電極に係わる接点ブロックの支持部を弾性や可撓性を
持ち支持部全体および個々の接点ブロックが被検体の表
面状態に倣うことができ、被検体との精密かつ高信頼性
のある接触をはかり得る構造とすることができる。

【０００８】

【実施例】現時点におけるＩＣウエハーの状況は、隣接
ＩＣパターンとの間隔が略２０μｍ程度、電極相互間の
間隔は大略３０μｍ程度と非常に微細な上に高集積化指
向に伴ない、さらに微細になる傾向にある。

【０００９】また、例えば８インチのウエハーでは１枚
当り数１００〜数１０００のＩＣパターンが育成される
ので、被測定電極数が１パターン当り数１０程度として
もウエハー枚当りでは数１０００〜数１００００にな
る。従って、このような数の測定対象に対して、高信頼
度での接触を行うには測定電極の構成を如何するかが大
きな鍵となる。

【００１０】以下に図１〜図４に示す実施例に基ずいて
本発明を鋭明する。尚、各図中、図１は本発明に係る測
定電極および被検体の一実施例を示す断面図、図２は接
点ブロックの構造を示す断面図、図３は表面状態の悪い
被検体に対する接触を確保するように構成した接点ブロ
ックの断面図、図４は流体の圧力を利用してウエハーと
接点ブロックを接触させるようにした本発明の一実施例
を示す断面図、図５は可撓性や弾性を持つ支持膜で測定
接点を支持すように構成した例の断面図、図６は測定接
点を可撓性や弾性を持つ薄膜接点で構成した例の断面図
である。

【００１１】被検体のＩＣウエハーの関係と測定電極の
可動部Ａは図１に示す如く、定盤１上に設置されたウエ
ハー２の表面に育成されたＩＣパターン上の被測定電極
３の配置に対応した接点群を持つ接点ブロック４はプリ
ント基板製造などの技術で作成され、図２に示す如くプ
ラスチックやセラミックなど絶縁材料で作成されたべー
ス４′上のウエハー２との接触面に構成された複数の測
定接点５は、スルーホールなどの技術で裏面ラウンド６
に接続されている。

【００１２】そして裏面ラウンド６と主装置と接続する
ための回路基板７とは、フレキシブルプリント基板で作
成されたリード基板８によって接続されるが、このリー
ド基板８は接点ブロック４と１対１で対応する必要はな
く、幾つかの接点ブロック４の分を纏めて回路基板７に
接続することもある。

【００１３】また回路基板７はリード基板８と主装置と
の接続の仲介を行うもので、多層プリント基板で構成さ
れ、端部に設けた接点部７′とコネクタ９によって主装
置に繋がっており、多くの配線が錯綜する関係上多層プ
リント基板で構成されるが、被検体の入出力部の容量と
配線間の分布容量の影響で動作速度が遅くなるので、通
常は基板上にデータ或いはアドレスバス回線やタイミン
グ信号回線などのドライバ回路を搭載する必要がある。

【００１４】他方、複数の接点ブロック４はベリリウム
銅などの弾性や可撓性のある物質で作られた支持部１１
に接着されており、また支持部１１の端部は可動基台１
０に接着されている。

【００１５】しかし支持部１１はＩＣウエハー２から引
離されたときに中央部附近が垂下するので、サポータ１
２によって要所を支持しておく必要がある。

【００１６】サポータ１２は、被検体の状況に応じて金
属などの剛体あるいは合成ゴムなどの弾性材料などで作
られるが、剛体で作る場合には可動基台１０と同体でよ
いことは自明である。

【００１７】このような構成により、測定に際しては外
部機構に連動した可動基台１０を介し可動部Ａをウエハ
ー２に降下暫近させ、接点ブロック４の測定接点５がウ
エハー２の被測定電極３に接触しから更に適当な微距離
を降下させる動作により、支持部１１の弾性によって接
点ブロック４が個々にウエハー２の表面状態に倣い安定
するので接触の確保と必要な接触圧を得ることができる
が、さらに支持部１１全体の剛性と接点ブロック４の保
持精度向上のために必要な部分に凹凸部１１′を設ける
か当該部分に厚手の剛体によって製作した枠を接着する
などして、倣い精度を良くすることができる。

【００１８】接点ブロック４は、配列ピッチが比較的粗
いものであれば精密級のプリント基板の製造技術によっ
て製造され、前記の如くウエハー上の素子パターン間隔
が数十μｍ程度より微細な場合はＩＣ製造技術によって
シリコン等の半導体基板上に育成されるが、何れにして
も接点ブロック４上の測定接点５は、金などの材料の肉
厚鍍金で構成される。

【００１９】また接点ブロック４の測定接点５の夫々を
図３の如く下部に接点部を設けた微細な金属捧とし、上
部をリード基板８に接着するなど弾性材あるいは可撓性
をもつ材料によって直接或いは間接に保持することによ
り、これらをべース４′に開けた孔の中で自由に上下運
動ができるように構成することにより、表面状態の悪い
被検体に対する接触を確保するように構成することもあ
る。

【００２０】またリード基板８は細線で構成したフラッ
トケーブル様のもので代替することができる。

【００２１】本実施例において、それほど精度を要しな
い被検体用のものに関しては、接点ブロック４と支持部
１１を含む部分を共通のフレキシブルプリント基板によ
って構成することもあり、その場合には凹凸部１１′は
無くなるので金属あるいは基板と同質の厚板などで補強
する。

【００２２】以上の例において接点ブロック４とウエハ
ー２と可動部Ａとの圧着状態は、ほとんど支持部１１の
弾性と可動部Ａの降下距離によって決定されたが、これ
らの関係をさらに精密に微調する方法として気体や液体
などの流体を利用することができる。

【００２３】図４は流体として気体を使用した場合の構
成例であり、外部のポンプより圧送された気体は空含１
３に設けられた管部１３′より流入し、可動基台１０と
回路基板７とを貫通して設けられた通気孔１４を通じて
可動基台１０と支持部１１および接点ブロック４から成
る空間に流入するので、その圧力を加減することによっ
て接点ブロック４の位置を微調整することができる。

【００２４】この場合に、回路基板７と空含１３との間
の気密を保持するために、合成ゴムなどの弾性体で作成
されたシール１５を使用する必要がある。

【００２５】従って、可動部Ａを半導体ウエハー２に機
構的に接近させたのち、通気孔１４に調整された圧力の
気体を印加することによって接点ブロック４を僅かに突
出させ、被測定電極３に確実に密着させることができ
る。

【００２６】また倣い精度を向上させる目的から、個々
の接点ブロック４に係わる部分を分割動作させるため
に、必要な形に打抜いた金属などの剛体で作成した枠を
支持部１１に接着することもあり得る。

【００２７】本例においては、空含１３により全部の通
気孔１４に同じ圧力の気体を印加するように構成した
が、空含１３を使用せず個々の通気孔１４毎に個別の配
管を行ない夫々の印加圧力を調整することによって、個
々の接点ブロック４の接触タイミングや接触圧を調整す
ることができる。

【００２８】さらに図３に示した構成の接点ブロック４
について、以下に示す如き構成により個々の測定接点５
を流体の圧力によって運動させ被検体と接触圧を得るよ
うにすれば、測定接点５の個々の動作範囲を大きくとる
ことができ被検体表面との倣い精度を良くすることがで
きる。

【００２９】すなわち、図５は合成ゴムなどのように弾
性または可撓性を持つ材料で作成した支持膜１６で測定
接点５を支持するようにしたもので、圧力による支持膜
１６の変形が個々の測定接点５に連動するように構成し
たものであり、図６は測定接点５に該当する部分を金や
ベリリウムなどのなどの可撓性や弾性を持つ金属などで
作成され、スルーホールなどによって裏面接点６と接続
された薄膜接点１７としたもので、ベース４′に設けた
開口部１４′から流入する流体の圧力により当該部分が
突出するように構成したものである。

【００３０】さらに測定接点５の代替として、例えばス
ルーホール技術などで作成した毛細管中に導電性の液体
を保持させ、その表面張力による突出の度合いを流体の
圧力によって制御するようにしたものや、近年急速に発
達してきたマイクロマシンなどによる電気的接触技術が
利用できることはいうまでもない。

【００３１】以上は正圧の空気を利用したものについて
説明したが、これらは総て負圧を利用したもの、すなわ
ち通気孔１４を大気圧に開放し、他の部分を気密に構成
して内部の空気を真空ポンプなどによって吸引し、その
圧力を加減して被検体表面との倣い精度を良くすること
もあり得ることはいうまでもない。

【００３２】

【発明の効果】本発明による集積回路ウエハー用測定電
極を応用したＩＣテスターやエージング装置によれば、
ＩＣのペレットの状態、さらにペレットにカットする以
前のウエハーの状態での検査が可能になるので、パッケ
ージング後の検査の場合に比べて途中工程の無駄を未然
に防ぐことができ、生産効率が格段に向上するうえに、
当該電極を使用した装置の構成を考慮することにより、
ウエハー上での不良部分の分布状態を判定することが可
能なので、当該ＩＣパターン用マスクの不良などのよう
に遡った工程の不具合も検出できる如き大きなメリット
を生じ、さらに本願発明による測定電極は、被検体とし
て同じような微細構造の電極を持つ液晶表示装置などＩ
Ｃウエハー以外の欠陥検査装置にも適用することが可能
であり、広汎な用途が期待できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る測定電極および被検体の一実施例
を示す断面図である。

【図２】接点ブロックの構造を示す断面図である。

【図３】表面状態の悪い被検体に対する接触を確保する
ように構成した接点ブロックの断面図である。

【図４】流体の圧力を利用してウエハーと測定接点を接
触させるようにした本発明の一実施例を示す断面図であ
る。

【図５】可撓性や弾性を持つ支持膜で測定接点を支持す
ように構成した例の断面図である。

【図６】測定接点の代りに可撓性や弾性を持つ薄膜接点
で構成した例の断面図である。

【符号の説明】

１ 定盤 １４ 通気孔 ２ ウエハー １５ シール ３ 被測定電極部 １６ 支持膜 ４ 接点ブロック １７ 薄膜接点 ５ 測定接点 Ａ 可動部 ６ 裏面ラウンド ７ 回路基板 ８ リード基板 ９ コネクタ １０ 可動基台 １１ 支持部 １２ サポータ １３ 空含

Claims (9)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ウエハー上に育成された複数の集積回路
   素子、またはそれを複数個の素子を含むペレットにカッ
   トされた被検体に関し、その特性検査や測定またはエー
   ジングなどを行なう装置に付随する測定電極において、
   被測定電極との接触を高精度・高信頼度で行なう目的か
   ら、測定電極に係わる接点ブロックの支持部を弾性や可
   撓性を持つ構造とし、支持部全体および個々の接点ブロ
   ックあるいは測定接点が被検体の表面状態に倣うことが
   できるように構成することにより被検体との精密な接触
   をはかるようにしたことを特徴とする集積回路素子ウエ
   ハー用測定電極
2. 【請求項２】 前記被測定電極との接触を高精度・高信
   頼度で行なう目的から、前記ダイヤフラム様薄板に種々
   のパターンの凹凸を付すとか、必要部分を肉厚構造と
   し、あるいは枠を取り付けたことを特徴とする特許請求
   の範囲第１項記載の集積回路素子ウエハー用測定電極
3. 【請求項３】 前記電極ブロックを含む測定電極を、集
   積回路製造技術によって製作したことを特徴とする特許
   請求の範囲第１項記載の集積回路素子ウエハー用測定電
   極
4. 【請求項４】 前記複数の測定電極から集合した導線と
   前記装置との結合に係わるプリント基板などを含む基板
   部に、被検体の測定やエージングを行なうためのドライ
   バ回路とインターフェイス回路などを搭載して成る特許
   請求の範囲第１項記載の集積回路素子ウエハー用測定電
   極
5. 【請求項５】 接点ブロックと回路基板との接続を、フ
   レキシブルプリント基板によって行ったことを特徴とす
   る特許請求の範囲第１項記載の集積回路素子ウエハー用
   測定電極
6. 【請求項６】 個々の測定接点を弾性体や流体の圧力に
   より押下するように構成することにより、被検体表面と
   の倣いを良くするように構成したことを特徴とする特許
   請求の範囲第１項記載の集積回路素子ウエハー用測定電
   極
7. 【請求項７】 接点ブロックと回路基板とを、共通のフ
   レキシブルプリント基板で構成した事を特徴とする特許
   請求の範囲第１項記載の集積回路素子ウエハー用測定電
   極
8. 【請求項８】 前記被測定電極との接触を高精度・高信
   頼度で行なう目的から、支持部や接点ブロックの背後か
   ら流体による圧力を印加し、それによって被検体との接
   触や接触圧の調整をはかるように構成したことを特徴と
   する特許請求の範囲第１項記載の集積回路素子ウエハー
   用測定電極。
9. 【請求項９】 前記流体による圧力により被検体との接
   触や接触圧の調整をはかるように構成した装置におい
   て、接点ブロックや測定接点の構造、あるいは流体の通
   路などを勘案することによって、個々の接点ブロックや
   測定接点の接触タイミングや接触圧を制御することがで
   きるように構成したことを特徴とする特許請求の範囲第
   ２項記載の集積回路素子ウエハー用測定電極