JPH07240447A - 半導体ウエハ試験装置およびその方法 - Google Patents
半導体ウエハ試験装置およびその方法Info
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- JPH07240447A JPH07240447A JP6250971A JP25097194A JPH07240447A JP H07240447 A JPH07240447 A JP H07240447A JP 6250971 A JP6250971 A JP 6250971A JP 25097194 A JP25097194 A JP 25097194A JP H07240447 A JPH07240447 A JP H07240447A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 高速な半導体ウエハ試験装置およびその方法
を得る。 【構成】 本装置は、高速熱処理（ＲＴＰ）照射源２０
（ランプ、好ましくはハロゲン）の上に搭載されたウエ
ハをサポートすることのできるウエハサポート１７を含
み、更に前記ウエハに接触して電気的測定を実施するこ
とのできる１本または複数本のプローブ針２２を含む。
ウエハサポートの下側に配置されたＲＴＰ照射源２０が
励起されて、前記ウエハサポート上に搭載された半導体
ウエハ１６を所望の温度へ迅速に昇温する。この過程
で、所定の電気試験が実施される。
を得る。 【構成】 本装置は、高速熱処理（ＲＴＰ）照射源２０
（ランプ、好ましくはハロゲン）の上に搭載されたウエ
ハをサポートすることのできるウエハサポート１７を含
み、更に前記ウエハに接触して電気的測定を実施するこ
とのできる１本または複数本のプローブ針２２を含む。
ウエハサポートの下側に配置されたＲＴＰ照射源２０が
励起されて、前記ウエハサポート上に搭載された半導体
ウエハ１６を所望の温度へ迅速に昇温する。この過程
で、所定の電気試験が実施される。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、一般的に半導体装置の
電気的試験に関するものであり、更に詳細には半導体装
置に対して、ウエハの形態で、昇温試験を含む各種の温
度における電気的試験を実施するための装置に関する。
電気的試験に関するものであり、更に詳細には半導体装
置に対して、ウエハの形態で、昇温試験を含む各種の温
度における電気的試験を実施するための装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】半導体技術において、電子装置および回
路は１つの半導体ウエハ上へ作製される。それらウエハ
は各々その上に各種の部品を有している。それらの部品
にはトランジスタ、抵抗体、コンデンサ、およびその他
のものが含まれる。回路が形成された後に、選ばれた回
路中の個々の部品または回路モジュールに対してプロー
ブを用いた試験が施され、各部品の電気的特性が測定さ
れる。半導体の開発段階では、広い温度範囲に亘る特性
試験は、一般に、温度ストレス下での装置の信頼性、お
よび性能を試験するために行われる。その他の温度依存
性の試験は製造段階において行われ、材料処理の間に導
入される可能性のある可動性イオン汚染のような特定の
要素の存在または数が監視される。
路は１つの半導体ウエハ上へ作製される。それらウエハ
は各々その上に各種の部品を有している。それらの部品
にはトランジスタ、抵抗体、コンデンサ、およびその他
のものが含まれる。回路が形成された後に、選ばれた回
路中の個々の部品または回路モジュールに対してプロー
ブを用いた試験が施され、各部品の電気的特性が測定さ
れる。半導体の開発段階では、広い温度範囲に亘る特性
試験は、一般に、温度ストレス下での装置の信頼性、お
よび性能を試験するために行われる。その他の温度依存
性の試験は製造段階において行われ、材料処理の間に導
入される可能性のある可動性イオン汚染のような特定の
要素の存在または数が監視される。
【０００３】ブオル（Ｂｕｏｌ）等による１９８３年６
月９日付けの米国特許第４，５６７，４３２号”集積回
路試験装置（Ａｐｐａｒａｔｕｓ ｆｏｒ Ｔｅｓｔｉ
ｎｇ Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔｓ）”
は、各種温度において集積回路をウエハ形態のままで試
験するためのシステムについて開示している。このシス
テムには抵抗加熱式のウエハチャックが含まれ、それに
は電気的加熱要素および冷却ガスによってウエハを加熱
および／または冷却するための手段が含まれている。
月９日付けの米国特許第４，５６７，４３２号”集積回
路試験装置（Ａｐｐａｒａｔｕｓ ｆｏｒ Ｔｅｓｔｉ
ｎｇ Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔｓ）”
は、各種温度において集積回路をウエハ形態のままで試
験するためのシステムについて開示している。このシス
テムには抵抗加熱式のウエハチャックが含まれ、それに
は電気的加熱要素および冷却ガスによってウエハを加熱
および／または冷却するための手段が含まれている。
【０００４】従来技術では半導体のプローブ試験のため
に高速熱処理（Ｒａｐｉｄ Ｔｈｅｒｍａｌ Ｐｒｏｃ
ｅｓｓｉｎｇ）のチャックまたはサセプターを使用する
ことや、そのようなチャックをプローブを備えた試験用
の固定用具中に、あるいはそれとともに使用することに
ついて暗示または教唆しているものは何もないが、高速
熱処理を使用して半導体を製造することに関してはいく
つかの特許が出願されている。そのような１つの特許
は、１９８８年９月９日付けのモズレヒ（Ｍｏｓｌｅｈ
ｉ）等による米国特許第４，８９１，４９９号”ランプ
によって加熱された単一ウエハ高速熱処理システム上
で、ウエハ温度の均一性を実時間制御し、スリップのな
い加熱を行うための方法および装置（Ｍｅｔｈｏｄ ａ
ｎｄ Ａｐｐａｒａｔｕｓ ｆｏｒ Ｒｅａｌ−ｔｉｍ
ｅ Ｗａｆｅｒ Ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ Ｕｎｉｆｏ
ｒｍｉｔｙ Ｃｏｎｔｒｏｌ ａｎｄ Ｓｌｉｐ−Ｆｒ
ｅｅＨｅａｔｉｎｇ ｏｎ Ｌａｍｐ Ｈｅａｔｅｄ
Ｓｉｎｇｌｅ−ｗａｆｅｒＲａｐｉｄ Ｐｒｏｃｅｓｓ
ｉｎｇ Ｓｙｓｔｅｍｓ）”である。別のそのような１
つの特許は、１９８８年４月２７日付けのデイビス（Ｄ
ａｖｉｓ）等による米国特許第４，８３０，７００号”
処理装置および方法（Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ａｐｐａ
ｒａｔｕｓ ａｎｄ Ｍｅｔｈｏｄ）”であり、そこで
は処理装置として高速熱処理が採用されている。これら
の高速熱処理（ＲＴＰ）を採用した特許では、半導体ウ
エハは、比較的高温での処理段階に先立って、真空容器
または雰囲気ガスの容器中に装置面を下、または上に向
けて設置される。
に高速熱処理（Ｒａｐｉｄ Ｔｈｅｒｍａｌ Ｐｒｏｃ
ｅｓｓｉｎｇ）のチャックまたはサセプターを使用する
ことや、そのようなチャックをプローブを備えた試験用
の固定用具中に、あるいはそれとともに使用することに
ついて暗示または教唆しているものは何もないが、高速
熱処理を使用して半導体を製造することに関してはいく
つかの特許が出願されている。そのような１つの特許
は、１９８８年９月９日付けのモズレヒ（Ｍｏｓｌｅｈ
ｉ）等による米国特許第４，８９１，４９９号”ランプ
によって加熱された単一ウエハ高速熱処理システム上
で、ウエハ温度の均一性を実時間制御し、スリップのな
い加熱を行うための方法および装置（Ｍｅｔｈｏｄ ａ
ｎｄ Ａｐｐａｒａｔｕｓ ｆｏｒ Ｒｅａｌ−ｔｉｍ
ｅ Ｗａｆｅｒ Ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ Ｕｎｉｆｏ
ｒｍｉｔｙ Ｃｏｎｔｒｏｌ ａｎｄ Ｓｌｉｐ−Ｆｒ
ｅｅＨｅａｔｉｎｇ ｏｎ Ｌａｍｐ Ｈｅａｔｅｄ
Ｓｉｎｇｌｅ−ｗａｆｅｒＲａｐｉｄ Ｐｒｏｃｅｓｓ
ｉｎｇ Ｓｙｓｔｅｍｓ）”である。別のそのような１
つの特許は、１９８８年４月２７日付けのデイビス（Ｄ
ａｖｉｓ）等による米国特許第４，８３０，７００号”
処理装置および方法（Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ａｐｐａ
ｒａｔｕｓ ａｎｄ Ｍｅｔｈｏｄ）”であり、そこで
は処理装置として高速熱処理が採用されている。これら
の高速熱処理（ＲＴＰ）を採用した特許では、半導体ウ
エハは、比較的高温での処理段階に先立って、真空容器
または雰囲気ガスの容器中に装置面を下、または上に向
けて設置される。
【０００５】本発明は添付の図面を参照しながら説明す
る。
る。
【０００６】
【発明の概要】過去において、プローブステーションで
は冷却過程を促進するために水冷機構を備えた抵抗加熱
式の大きな熱容量を有する金属チャックが採用されてき
た。それらのチャックは質量の大きなもので使用するの
に時間の掛かるものであった。過去のチャックは厚い板
厚（少なくとも１２．７ミリ（１／２インチ））の金属
でできており、そのため加熱および冷却するために長時
間を要する（例えば、約半時間のサイクル時間を要す
る）ものであった。半導体ウエハに対して昇温試験を施
す場合、その試験を実施するためにウエハ、チャック、
およびプローブを昇温しなければならない。抵抗加熱に
よって昇温するため、均一な加熱を実現するために比較
的大きな質量のチャックが必要である。昇温試験での時
間が長くなるのは、この大きな熱容量の抵抗加熱チャッ
クを加熱および冷却するために時間が掛かるせいであ
る。
は冷却過程を促進するために水冷機構を備えた抵抗加熱
式の大きな熱容量を有する金属チャックが採用されてき
た。それらのチャックは質量の大きなもので使用するの
に時間の掛かるものであった。過去のチャックは厚い板
厚（少なくとも１２．７ミリ（１／２インチ））の金属
でできており、そのため加熱および冷却するために長時
間を要する（例えば、約半時間のサイクル時間を要す
る）ものであった。半導体ウエハに対して昇温試験を施
す場合、その試験を実施するためにウエハ、チャック、
およびプローブを昇温しなければならない。抵抗加熱に
よって昇温するため、均一な加熱を実現するために比較
的大きな質量のチャックが必要である。昇温試験での時
間が長くなるのは、この大きな熱容量の抵抗加熱チャッ
クを加熱および冷却するために時間が掛かるせいであ
る。
【０００７】ここに特許請求する新規な発明は、従来の
システムと比べてはるかに迅速なウエハ温度変化を実現
することができ、しかもその結果は非常に安定したもの
であり、温度制御は確実なものとできる。本発明の装置
は、ウエハサポート、高速熱処理（ＲＴＰ）照射源（ウ
エハ加熱のために使用される）、およびウエハに接触す
るための電気プローブ針を含んでいる。ＲＴＰ照射源は
好ましくはタングステン−ハロゲン球であるランプを含
み、非常に迅速かつ均一にサセプターおよびウエハを加
熱することができる。
システムと比べてはるかに迅速なウエハ温度変化を実現
することができ、しかもその結果は非常に安定したもの
であり、温度制御は確実なものとできる。本発明の装置
は、ウエハサポート、高速熱処理（ＲＴＰ）照射源（ウ
エハ加熱のために使用される）、およびウエハに接触す
るための電気プローブ針を含んでいる。ＲＴＰ照射源は
好ましくはタングステン−ハロゲン球であるランプを含
み、非常に迅速かつ均一にサセプターおよびウエハを加
熱することができる。
【０００８】１つの実施例では、ウエハサポートは中心
に孔の開いたリングである。別の１つの実施例では、前
記リングはウエハのすぐ直下に位置する透明な（例えば
石英でできた）中央部分を有している。１つの実施例で
は、小さい熱容量で、熱伝導性の不透明な、光を吸収す
るウエハサポートが採用される。更に別の１つの実施例
では、ウエハサポートは透明な窓であって、加熱ランプ
からの光に対して一般的に透明な石英等の材料でできて
いる。別の実施例では、ウエハをサポートするために、
小さい熱容量の薄い板厚（約１．５９ミリ（約１／１６
インチ））の伝導性のサセプターが採用され、それが透
明な窓の上に取り付けられて、ウエハを窓から熱的に絶
縁している。ウエハは、真空、クランプ、あるいはその
他の機構の助けによってサセプター上あるいは窓上の所
定の位置に保持できる。
に孔の開いたリングである。別の１つの実施例では、前
記リングはウエハのすぐ直下に位置する透明な（例えば
石英でできた）中央部分を有している。１つの実施例で
は、小さい熱容量で、熱伝導性の不透明な、光を吸収す
るウエハサポートが採用される。更に別の１つの実施例
では、ウエハサポートは透明な窓であって、加熱ランプ
からの光に対して一般的に透明な石英等の材料でできて
いる。別の実施例では、ウエハをサポートするために、
小さい熱容量の薄い板厚（約１．５９ミリ（約１／１６
インチ））の伝導性のサセプターが採用され、それが透
明な窓の上に取り付けられて、ウエハを窓から熱的に絶
縁している。ウエハは、真空、クランプ、あるいはその
他の機構の助けによってサセプター上あるいは窓上の所
定の位置に保持できる。
【０００９】これらの実施例は、一般的に、ウエハとの
間で低い熱伝導度を有するか、あるいは熱容量の小さ
い、あるいはこの両方の性質を備えたウエハサポートを
有し、特に、室温と１または複数の昇温ウエハ温度との
間の複数の温度における電気的試験において、従来のチ
ャックと比べて１０倍に達する試験時間の短縮を実現で
きる電気的プローブ試験用固定用具を提供する。
間で低い熱伝導度を有するか、あるいは熱容量の小さ
い、あるいはこの両方の性質を備えたウエハサポートを
有し、特に、室温と１または複数の昇温ウエハ温度との
間の複数の温度における電気的試験において、従来のチ
ャックと比べて１０倍に達する試験時間の短縮を実現で
きる電気的プローブ試験用固定用具を提供する。
【００１０】
【実施例】本発明の好適実施例の作製と使用について以
下に詳細に説明する。しかし、本発明は応用性の高い新
規な概念を数多く提供しており、それらは低熱容量の目
的物を高速に加熱・冷却することが要求される広範囲に
わたる特定例において具体化することができることを理
解されたい。以下の特定の実施例は本発明の作製と使用
とを説明するためのものであって、本発明の範囲を限定
するものではない。
下に詳細に説明する。しかし、本発明は応用性の高い新
規な概念を数多く提供しており、それらは低熱容量の目
的物を高速に加熱・冷却することが要求される広範囲に
わたる特定例において具体化することができることを理
解されたい。以下の特定の実施例は本発明の作製と使用
とを説明するためのものであって、本発明の範囲を限定
するものではない。
【００１１】以下は、好適実施例の説明と本発明を利用
する方法についての説明である。本装置のその他の実施
例について次に述べ、その後いくつかの代替部品につい
て示唆する。各図面において特に断らない限り、対応す
る部品に対して同じ参照符号を使用する。次に示す表１
は実施例および図面に現れる要素の総括である。
する方法についての説明である。本装置のその他の実施
例について次に述べ、その後いくつかの代替部品につい
て示唆する。各図面において特に断らない限り、対応す
る部品に対して同じ参照符号を使用する。次に示す表１
は実施例および図面に現れる要素の総括である。
【００１２】
【表１】
【００１３】半導体ウエハ製造において、例えば、反応
炉管および金属堆積装置について、汚染物質である可動
性イオン（例えばＮａまたはＫ）を定期的に監視するこ
とが重要である。もし、過剰レベルの可動性イオンが存
在すると、製造は中断して汚染源を製造装置から排除し
なければならない。高速バイアス温度ストレス（Ｆａｓ
ｔ Ｂｉａｓ Ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ Ｓｔｒｅｓ
ｓ）と呼ばれる試験はウエハ上に存在する可動性イオン
の量の尺度を与える。この工業分野でこの試験は、定期
的、一般には少なくとも毎日行われる。
炉管および金属堆積装置について、汚染物質である可動
性イオン（例えばＮａまたはＫ）を定期的に監視するこ
とが重要である。もし、過剰レベルの可動性イオンが存
在すると、製造は中断して汚染源を製造装置から排除し
なければならない。高速バイアス温度ストレス（Ｆａｓ
ｔ Ｂｉａｓ Ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ Ｓｔｒｅｓ
ｓ）と呼ばれる試験はウエハ上に存在する可動性イオン
の量の尺度を与える。この工業分野でこの試験は、定期
的、一般には少なくとも毎日行われる。
【００１４】現在では、半導体ウエハが高速バイアス温
度ストレス試験を受ける場合、最初に試験コンデンサに
ついて室温で基準のＣＶ（容量／電圧）曲線が測定され
る。次にウエハ全体とプローブが２５０℃に昇温され
る。次に、試験されるウエハ上のコンデンサに対して電
気信号が供給され、高速バイアス温度ストレス試験が開
始され、次にこの系は電圧を印加されたままで冷却され
る。最後に、第２のＣＶ曲線が測定されて最初のＣＶ曲
線と比較される。高温での電界ストレス下での曲線のシ
フトの大きさは、試験される装置中に存在する可動性イ
オンの濃度に比例する。この加熱、試験、および冷却の
サイクルは、従来は、２０ないし３０分間掛かるもので
あった。
度ストレス試験を受ける場合、最初に試験コンデンサに
ついて室温で基準のＣＶ（容量／電圧）曲線が測定され
る。次にウエハ全体とプローブが２５０℃に昇温され
る。次に、試験されるウエハ上のコンデンサに対して電
気信号が供給され、高速バイアス温度ストレス試験が開
始され、次にこの系は電圧を印加されたままで冷却され
る。最後に、第２のＣＶ曲線が測定されて最初のＣＶ曲
線と比較される。高温での電界ストレス下での曲線のシ
フトの大きさは、試験される装置中に存在する可動性イ
オンの濃度に比例する。この加熱、試験、および冷却の
サイクルは、従来は、２０ないし３０分間掛かるもので
あった。
【００１５】可動性イオンがゲート酸化物中で移動する
ように、高速バイアス温度ストレス試験は２５０℃で開
始される。しかし、この温度は実際には短時間（例え
ば、１ミリ秒）だけ必要とされるものであって、残りの
時間はチャックの大きな熱容量のせいで、プローブステ
ーションを加熱冷却するために消費されている。
ように、高速バイアス温度ストレス試験は２５０℃で開
始される。しかし、この温度は実際には短時間（例え
ば、１ミリ秒）だけ必要とされるものであって、残りの
時間はチャックの大きな熱容量のせいで、プローブステ
ーションを加熱冷却するために消費されている。
【００１６】図１は装置１０の好適実施例を示し、それ
は薄い板厚の、低熱容量、伝導性の（薄い黒色陽極処理
アルミニウムのような）サセプター１２を含み、それは
サセプター１２の下側へ真空を供給する（それによって
半導体ウエハ１６を所定の場所に保持する）ための孔１
４をその中に有することができる。サセプター１２は透
明な窓１８の上に搭載され、タングステン−ハロゲン光
に対して一般的に透明である石英等の材料でできてい
る。サセプターの下にはいくつかの加熱電球があってＲ
ＴＰ照射源２０を構成している。この実施例では、サセ
プター１２はウエハ１６を透明な窓１８から熱的に絶
縁、分離している。
は薄い板厚の、低熱容量、伝導性の（薄い黒色陽極処理
アルミニウムのような）サセプター１２を含み、それは
サセプター１２の下側へ真空を供給する（それによって
半導体ウエハ１６を所定の場所に保持する）ための孔１
４をその中に有することができる。サセプター１２は透
明な窓１８の上に搭載され、タングステン−ハロゲン光
に対して一般的に透明である石英等の材料でできてい
る。サセプターの下にはいくつかの加熱電球があってＲ
ＴＰ照射源２０を構成している。この実施例では、サセ
プター１２はウエハ１６を透明な窓１８から熱的に絶
縁、分離している。
【００１７】更に、電気的プローブ針２２が含まれ、そ
れは電気的測定のためにウエハの表面と接触することに
なる。プローブ針とウエハとの間には水平方向および垂
直方向で相対的な移動が可能になっており、各種の装置
電極に対して接触できるようになっている。熱電対２４
がサセプターの中央部分の近くに設置され、温度測定用
の機器へ接続され、閉ループ制御（図示されていない）
を構成している。ウエハに対して試験が実施されている
間は、このアセンブリー全体を覆ってプローブステーシ
ョンのカバー２６をかぶせることができる。本実施例で
は、半導体ウエハは表面を上向けにして、底面を照射す
るのが好ましい。
れは電気的測定のためにウエハの表面と接触することに
なる。プローブ針とウエハとの間には水平方向および垂
直方向で相対的な移動が可能になっており、各種の装置
電極に対して接触できるようになっている。熱電対２４
がサセプターの中央部分の近くに設置され、温度測定用
の機器へ接続され、閉ループ制御（図示されていない）
を構成している。ウエハに対して試験が実施されている
間は、このアセンブリー全体を覆ってプローブステーシ
ョンのカバー２６をかぶせることができる。本実施例で
は、半導体ウエハは表面を上向けにして、底面を照射す
るのが好ましい。
【００１８】本装置を用いて高速バイアス温度ストレス
試験を実施するために、最初、プローブ針をウエハ上の
試験すべき特定の回路へ移動させる。次に、ＲＴＰ照射
源を用いてウエハの温度を急速に（例えば、２０秒また
はそれ以内に）２５０℃の温度（あるいはその他の任意
の所望温度）まで昇温させ、その温度を約３０秒間保
つ。次に、測定対象の特定の部品（例えばコンデンサ）
に対してプローブを通して電圧が印加される。本装置お
よびウエハは電圧を印加されたままで雰囲気温度にまで
冷却することを許容され、ウエハが冷却した後に、容量
値の測定が行われ、記録される。
試験を実施するために、最初、プローブ針をウエハ上の
試験すべき特定の回路へ移動させる。次に、ＲＴＰ照射
源を用いてウエハの温度を急速に（例えば、２０秒また
はそれ以内に）２５０℃の温度（あるいはその他の任意
の所望温度）まで昇温させ、その温度を約３０秒間保
つ。次に、測定対象の特定の部品（例えばコンデンサ）
に対してプローブを通して電圧が印加される。本装置お
よびウエハは電圧を印加されたままで雰囲気温度にまで
冷却することを許容され、ウエハが冷却した後に、容量
値の測定が行われ、記録される。
【００１９】本装置でもって試験することのできる温度
依存性の現象には数多くのものがある。それらには、ダ
イオードリーク、電流駆動、その他の活性化エネルギー
測定および評価が含まれる。これらの型の試験は、半導
体ウエハの信頼度測定や評価のためにしばしば使用され
る。
依存性の現象には数多くのものがある。それらには、ダ
イオードリーク、電流駆動、その他の活性化エネルギー
測定および評価が含まれる。これらの型の試験は、半導
体ウエハの信頼度測定や評価のためにしばしば使用され
る。
【００２０】図２ないし図６は本装置の別の実施例を示
す。図２の装置１０では、低熱容量のサセプター１２の
上にウエハ１６が表面を上にして搭載されており、ここ
ではウエハを所定の場所に保持するために真空でなくて
クランプ１５が使用されている。プローブ針２２および
熱電対２４は半導体ウエハ１６の上に配置されている。
す。図２の装置１０では、低熱容量のサセプター１２の
上にウエハ１６が表面を上にして搭載されており、ここ
ではウエハを所定の場所に保持するために真空でなくて
クランプ１５が使用されている。プローブ針２２および
熱電対２４は半導体ウエハ１６の上に配置されている。
【００２１】図３の装置１０は別の実施例であり、ウエ
ハ１６がウエハサポート１７（この場合は透明な窓１８
である）の上に直接搭載されており、その下側にはＲＴ
Ｐ照射源２０が配置されている。この窓は孔２８を備え
ているように示されており、従ってウエハを所定の場所
に保持するための真空を供給することができる。プロー
ブ針２２はウエハの上側から接触する。
ハ１６がウエハサポート１７（この場合は透明な窓１８
である）の上に直接搭載されており、その下側にはＲＴ
Ｐ照射源２０が配置されている。この窓は孔２８を備え
ているように示されており、従ってウエハを所定の場所
に保持するための真空を供給することができる。プロー
ブ針２２はウエハの上側から接触する。
【００２２】図４はウエハサポート１７（この場合、ウ
エハ１６を保持するリング３０）を含む装置１０を示し
ている。ＲＴＰ照射源２０およびプローブ針２２はそれ
ぞれウエハサポートの下側および上側に位置している。
図５は同様な装置１０を示すが、ここではウエハサポー
ト１７がウエハの直下に中央部分３２を有するリング３
０であり、中央部分は透明な材料で形成できる。ウエハ
１６はリング３０の中央部分３２の上に設置される。こ
こでもＲＴＰ照射源２０およびプローブ針２２はそれぞ
れウエハサポートの下側および上側に配置されている。
エハ１６を保持するリング３０）を含む装置１０を示し
ている。ＲＴＰ照射源２０およびプローブ針２２はそれ
ぞれウエハサポートの下側および上側に位置している。
図５は同様な装置１０を示すが、ここではウエハサポー
ト１７がウエハの直下に中央部分３２を有するリング３
０であり、中央部分は透明な材料で形成できる。ウエハ
１６はリング３０の中央部分３２の上に設置される。こ
こでもＲＴＰ照射源２０およびプローブ針２２はそれぞ
れウエハサポートの下側および上側に配置されている。
【００２３】図６は、低熱容量で熱伝導性の材料ででき
たウエハサポート１７がウエハ１６を支えるようになっ
た装置１０を示している。ＲＴＰ照射源２０およびプロ
ーブ針２２はここでもそれぞれウエハサポートの下側お
よび上側に配置されている。
たウエハサポート１７がウエハ１６を支えるようになっ
た装置１０を示している。ＲＴＰ照射源２０およびプロ
ーブ針２２はここでもそれぞれウエハサポートの下側お
よび上側に配置されている。
【００２４】このシステムの部品に関して、これら以外
の代替物が可能である。ウエハを所定の場所に保持する
ために真空と孔とを使用する代わりに、機械的なクラン
プやその他の装置を用いてウエハを所定の場所に保持す
ることもできる。透明な窓は、昇温状態に耐えることの
できるサファイヤ、ガラス、その他の透明な材料で作製
することができる。このシステムはサセプターあるいは
窓がなくても、その他もウエハサポートを用いることで
動作することができる（例えば、サポートはピンでもよ
い）。サセプターはアルミニウムでなくても、その他の
金属、例えばモネルで作製することもできる。但し、熱
容量を小さくすることが重要で、従って板厚は約１．５
８ミリ（約１／１６インチ）が適当であることに留意す
る必要がある。１個または複数個の熱電対をこのシステ
ムのその他の場所に設置することもできる。その他可能
な代替えについては表１を参照されたい。
の代替物が可能である。ウエハを所定の場所に保持する
ために真空と孔とを使用する代わりに、機械的なクラン
プやその他の装置を用いてウエハを所定の場所に保持す
ることもできる。透明な窓は、昇温状態に耐えることの
できるサファイヤ、ガラス、その他の透明な材料で作製
することができる。このシステムはサセプターあるいは
窓がなくても、その他もウエハサポートを用いることで
動作することができる（例えば、サポートはピンでもよ
い）。サセプターはアルミニウムでなくても、その他の
金属、例えばモネルで作製することもできる。但し、熱
容量を小さくすることが重要で、従って板厚は約１．５
８ミリ（約１／１６インチ）が適当であることに留意す
る必要がある。１個または複数個の熱電対をこのシステ
ムのその他の場所に設置することもできる。その他可能
な代替えについては表１を参照されたい。
【００２５】本発明は例示の実施例に関して説明してき
たが、この説明は限定的な意図のものではない。本発明
のその他の実施例とともに、例示の実施例について各種
修正や組み合わせが本説明を参考にすることによって当
業者には明らかであろう。従って、本発明特許請求の範
囲はそのような修正や組み合わせをすべて包含するもの
と解釈されるべきである。
たが、この説明は限定的な意図のものではない。本発明
のその他の実施例とともに、例示の実施例について各種
修正や組み合わせが本説明を参考にすることによって当
業者には明らかであろう。従って、本発明特許請求の範
囲はそのような修正や組み合わせをすべて包含するもの
と解釈されるべきである。
【００２６】以上の説明に関して更に以下の項を開示す
る。 （１）半導体ウエハを試験するための装置であって、
（ａ）ウエハサポート、（ｂ）前記ウエハサポート、前
記ウエハ、あるいはそれら両方を照射するように備えら
れた１個または複数個の高速熱処理照射源、および
（ｃ）前記ウエハに接触する複数本のプローブ針、を含
み、それによってウエハを迅速に加熱および冷却でき、
ウエハの電気的測定を許容できる装置。
る。 （１）半導体ウエハを試験するための装置であって、
（ａ）ウエハサポート、（ｂ）前記ウエハサポート、前
記ウエハ、あるいはそれら両方を照射するように備えら
れた１個または複数個の高速熱処理照射源、および
（ｃ）前記ウエハに接触する複数本のプローブ針、を含
み、それによってウエハを迅速に加熱および冷却でき、
ウエハの電気的測定を許容できる装置。
【００２７】（２）第１項記載の装置であって、更に、
前記ウエハサポート中に設置された熱電対を含む装置。
前記ウエハサポート中に設置された熱電対を含む装置。
【００２８】（３）第１項記載の装置であって、更に、
前記ウエハおよび前記ウエハプローブを覆って配置され
たプローブステーションカバーを含む装置。
前記ウエハおよび前記ウエハプローブを覆って配置され
たプローブステーションカバーを含む装置。
【００２９】（４）第１項記載の装置であって、前記ウ
エハサポートが中央に孔の開いたリングを含み、それに
よってリングが前記ウエハの端部を支えるようになった
装置。
エハサポートが中央に孔の開いたリングを含み、それに
よってリングが前記ウエハの端部を支えるようになった
装置。
【００３０】（５）第１項記載の装置であって、前記ウ
エハサポートがリングを含み、前記リングの中央部分が
透明な材料でできている装置。
エハサポートがリングを含み、前記リングの中央部分が
透明な材料でできている装置。
【００３１】（６）第１項記載の装置であって、前記ウ
エハサポートが透明な窓を含み、それによって放射が前
記窓を通って前記ウエハに到達できるようになった装
置。
エハサポートが透明な窓を含み、それによって放射が前
記窓を通って前記ウエハに到達できるようになった装
置。
【００３２】（７）第１項記載の装置であって、前記ウ
エハサポートが熱伝導性の材料を含んでいる装置。
エハサポートが熱伝導性の材料を含んでいる装置。
【００３３】（８）半導体ウエハを試験するための装置
であって、（ａ）低熱容量で熱的に伝導性のサセプター
を用いた、前記ウエハ用のウエハサポート、（ｂ）前記
サセプターの下側に配置された透明な窓であって、放射
が前記窓を通って前記ウエハに到達することを許容する
窓、（ｃ）前記窓の下側に配置された、１個または複数
個の高速熱処理照射源、および（ｄ）前記ウエハに接触
する複数本のプローブ針、を含み、それによってウエハ
を迅速に加熱および冷却でき、ウエハの電気的測定を許
容できる装置。
であって、（ａ）低熱容量で熱的に伝導性のサセプター
を用いた、前記ウエハ用のウエハサポート、（ｂ）前記
サセプターの下側に配置された透明な窓であって、放射
が前記窓を通って前記ウエハに到達することを許容する
窓、（ｃ）前記窓の下側に配置された、１個または複数
個の高速熱処理照射源、および（ｄ）前記ウエハに接触
する複数本のプローブ針、を含み、それによってウエハ
を迅速に加熱および冷却でき、ウエハの電気的測定を許
容できる装置。
【００３４】（９）第８項記載の装置であって、更に、
前記ウエハの近くに設置された熱電対を含む装置。
前記ウエハの近くに設置された熱電対を含む装置。
【００３５】（１０）第８項記載の装置であって、更
に、前記ウエハ、サセプター、および窓を覆って配置さ
れたプローブステーションカバーを含む装置。
に、前記ウエハ、サセプター、および窓を覆って配置さ
れたプローブステーションカバーを含む装置。
【００３６】（１１）第８項記載の装置であって、前記
ウエハが本質的に前記窓から熱絶縁されている装置。
ウエハが本質的に前記窓から熱絶縁されている装置。
【００３７】（１２）電気的試験を受ける半導体ウエハ
の温度を迅速に変化させるための方法であって、（ａ）
前記ウエハをウエハサポート上へ搭載すること、（ｂ）
１個または複数個の高速熱処理照射源からの放射によっ
て前記ウエハを直接、または間接的に加熱すること、
（ｃ）前記ウエハに複数本のプローブ針を接触させるこ
と、の工程を含み、それによって（大きな熱容量の材料
を前記ウエハと熱的に接触させることなしに）ウエハを
迅速に加熱および冷却でき、ウエハの電気的測定を許容
できる方法。
の温度を迅速に変化させるための方法であって、（ａ）
前記ウエハをウエハサポート上へ搭載すること、（ｂ）
１個または複数個の高速熱処理照射源からの放射によっ
て前記ウエハを直接、または間接的に加熱すること、
（ｃ）前記ウエハに複数本のプローブ針を接触させるこ
と、の工程を含み、それによって（大きな熱容量の材料
を前記ウエハと熱的に接触させることなしに）ウエハを
迅速に加熱および冷却でき、ウエハの電気的測定を許容
できる方法。
【００３８】（１３）第１２項記載の方法であって、更
に、前記ウエハの近くに熱電対を設置することを含む方
法。
に、前記ウエハの近くに熱電対を設置することを含む方
法。
【００３９】（１４）第１２項記載の方法であって、更
に、前記ウエハおよび前記ウエハサポートをプローブス
テーションカバーで覆う工程を含む方法。
に、前記ウエハおよび前記ウエハサポートをプローブス
テーションカバーで覆う工程を含む方法。
【００４０】（１５）第１２項記載の方法であって、前
記照射源からの放射が熱的に伝導性のサセプターを直接
加熱するようになっており、それによって低熱容量のサ
セプターが前記ウエハを加熱することで、前記放射が前
記ウエハを間接的に加熱するようになった方法。
記照射源からの放射が熱的に伝導性のサセプターを直接
加熱するようになっており、それによって低熱容量のサ
セプターが前記ウエハを加熱することで、前記放射が前
記ウエハを間接的に加熱するようになった方法。
【００４１】（１６）昇温状態において電気的試験また
はストレス試験を実施し、次に雰囲気温度にまで迅速に
冷却するために、半導体ウエハの温度を迅速に変化させ
るための装置および方法。本装置は、高速熱処理（ＲＴ
Ｐ）照射源２０（ランプ、好ましくはハロゲン）の上に
搭載された前記ウエハをサポートすることのできるウエ
ハサポート１７を含み、更に前記ウエハに接触して電気
的測定を実施することのできる１本または複数本のプロ
ーブ針２２を含んでいる。半導体ウエハ１６は前記ウエ
ハサポート上に搭載されており、下側に配置されたＲＴ
Ｐ照射源２０が励起されてウエハを所望の温度へ迅速に
昇温する。この過程で、所定の電気試験が実施される。
はストレス試験を実施し、次に雰囲気温度にまで迅速に
冷却するために、半導体ウエハの温度を迅速に変化させ
るための装置および方法。本装置は、高速熱処理（ＲＴ
Ｐ）照射源２０（ランプ、好ましくはハロゲン）の上に
搭載された前記ウエハをサポートすることのできるウエ
ハサポート１７を含み、更に前記ウエハに接触して電気
的測定を実施することのできる１本または複数本のプロ
ーブ針２２を含んでいる。半導体ウエハ１６は前記ウエ
ハサポート上に搭載されており、下側に配置されたＲＴ
Ｐ照射源２０が励起されてウエハを所望の温度へ迅速に
昇温する。この過程で、所定の電気試験が実施される。
【００４２】
【クロスリファレンス】１９９１年１２月３１日付けの
モズレヒ（Ｍｏｓｌｅｈｉ）等による”均一で繰り返し
適用可能な高速熱処理のための半導体ウエハコンディシ
ョニング（Ｃｏｎｄｉｔｉｏｎｉｎｇ ｏｆ Ｓｅｍｉ
ｃｏｎｄｕｃｔｏｒ Ｗａｆｅｒｓｆｏｒ Ｕｎｉｆｏ
ｒｍ ａｎｄ Ｒｅｐｅａｔａｂｌｅ Ｒａｐｉｄ Ｔ
ｈｅｒｍａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ）”と題する米国
特許出願第８１５，６５３号（テキサスインスツルメン
ツ社ケース番号ＴＩ−１６３２３）。
モズレヒ（Ｍｏｓｌｅｈｉ）等による”均一で繰り返し
適用可能な高速熱処理のための半導体ウエハコンディシ
ョニング（Ｃｏｎｄｉｔｉｏｎｉｎｇ ｏｆ Ｓｅｍｉ
ｃｏｎｄｕｃｔｏｒ Ｗａｆｅｒｓｆｏｒ Ｕｎｉｆｏ
ｒｍ ａｎｄ Ｒｅｐｅａｔａｂｌｅ Ｒａｐｉｄ Ｔ
ｈｅｒｍａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ）”と題する米国
特許出願第８１５，６５３号（テキサスインスツルメン
ツ社ケース番号ＴＩ−１６３２３）。
【図１】好適実施例の立面図。
【図２】好適実施例の立面図。
【図３】本発明の別の実施例。
【図４】本発明の別の実施例。
【図５】本発明の別の実施例。
【図６】本発明の別の実施例。
１０ 試験装置 １２ サセプター １４ 保持手段 １５ 保持手段 １６ 半導体ウエハ １７ ウエハサポート １８ 透明な窓 ２０ 高速熱処理（ＲＴＰ）照射源 ２２ プローブ針 ２４ 熱電対 ２５ 電線 ２６ カバー ２８ 保持手段 ３０ リング ３２ リングの中央部分
Claims (2)
- 【請求項１】 半導体ウエハを試験するための装置であ
って、 （ａ）ウエハサポート、 （ｂ）前記ウエハサポート、前記ウエハ、あるいはそれ
ら両方を照射するように備えられた１個または複数個の
高速熱処理照射源、および （ｃ）前記ウエハに接触する複数本のプローブ針、 を含み、それによってウエハを迅速に加熱および冷却で
き、ウエハの電気的測定を許容できる装置。 - 【請求項２】 電気的試験を受ける半導体ウエハの温度
を迅速に変化させるための方法であって、 （ａ）前記ウエハをウエハサポート上へ搭載すること、 （ｂ）１個または複数個の高速熱処理照射源からの放射
によって前記ウエハを直接、または間接的に加熱するこ
と、 （ｃ）前記ウエハに複数本のプローブ針を接触させるこ
と、 の工程を含み、それによって（大きな熱容量の材料を前
記ウエハと熱的に接触させることなしに）ウエハの電気
的測定を許容するように、ウエハを迅速に加熱および冷
却することができる方法。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US137662 | 1993-10-15 | ||
| US08/137,662 US5410162A (en) | 1993-10-15 | 1993-10-15 | Apparatus for and method of rapid testing of semiconductor components at elevated temperature |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07240447A true JPH07240447A (ja) | 1995-09-12 |
Family
ID=22478499
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6250971A Pending JPH07240447A (ja) | 1993-10-15 | 1994-10-17 | 半導体ウエハ試験装置およびその方法 |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5410162A (ja) |
| EP (1) | EP0649031A3 (ja) |
| JP (1) | JPH07240447A (ja) |
| KR (1) | KR100315605B1 (ja) |
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| CN100414303C (zh) * | 2005-08-10 | 2008-08-27 | 采钰科技股份有限公司 | 用于测试影像感测芯片的探针卡 |
| CN111495770A (zh) * | 2020-04-22 | 2020-08-07 | 长沙南道电子科技有限公司 | 芯片检测装置 |
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