JPH11330172A - 半導体ウエハープローバ装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 本発明は、ウエハーレベルでの曲げストレス
による電気的特性の評価が行える半導体ウエハー用プロ
ーバ装置を提供する。 【解決手段】 本発明は、半導体ウエハー上に形成され
た素子の電気的特性を測定する半導体ウエハープローバ
装置において、少なくとも前記ウエハー端部を保持する
ベース４とガイド８、真空チャック２を備え前記ウエハ
ー端部を保持した状態で前記ウエハー９を真空吸着する
真空吸着機構、及び前記真空吸着機構のウエハー受けを
上下動させるシャフト５、とを有してなることを特徴と
するものである。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、半導体ウエハー上
に形成された素子の検査、試験等を行うときに使用する
半導体ウエハープローバ装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】半導体ウエハー上に形成されたＩＣの電
気特性を測定することによってダイシング前の品質をチ
ェックし後、工程での無駄な作業を省くようにしてい
る。その為に、図８に示すように半導体ウエハー２１を
水平なステージ２２の上に乗せ、ステージ２２に設けら
れた小孔２３を通して真空引きして吸着固定し、上方か
らプローブ２４をウエハー２１上の電極へ接触させるこ
とによって電気特性を評価している。このように、ウエ
ハー２１を水平なステージ２２の上に乗せて真空吸着す
るために、ウエハー２１は水平に固定されて電気特性が
測定されていた。

【０００３】しかし、近来ＩＣカード等のように曲げス
トレスに対する電気特性の変動が問題になっており、ウ
エハーレベルでの曲げストレスによる電気特性の評価が
必要になっている。実験結果の一例として、６インチウ
エハーを中央３００μｍ上げた状態で、ジャンクション
リーク測定パターンで測定した結果、リーク電流値は１
×１０^-12Ａオーダーから１×１０^-9Ａオーダーへと３
桁アップが観測された。この実験例からも明らかなよう
に、通常の応力をかけないテストで良品と判定されたチ
ップでも、出荷後に応力が加わることにより不良品とな
ることがある。

【０００４】特開平７−１６１７８５号公報には、曲が
ったウエハーを曲がったままの状態でウエハー上の半導
体素子を測定すること、すなわちウエハーの反りを伸ば
さずに固定して測定することが記載されている。

【０００５】本発明は、ウエハーレベルでの曲げストレ
スによる電気的特性の評価が行える半導体ウエハー用プ
ローバ装置を提供することを目的とするものである。

【０００６】

【課題を解決するための手段】請求項１に記載の半導体
ウエハープローバ装置は、半導体ウエハー上に形成され
た素子の電気的特性を測定する半導体ウエハープローバ
装置において、少なくとも前記ウエハー端部を保持する
ベースとガイド、真空チャックを備え前記ウエハー端部
を保持した状態で前記ウエハーを真空吸着する真空吸着
機構、及び前記真空吸着機構のウエハー受けを上下動さ
せるシャフト、とを有してなることを特徴とする。

【０００７】請求項２に記載の半導体ウエハープローバ
装置は、請求項１において、 前記ベースの内側は円錐
形のザグリ状に形成されてなることを特徴とする。

【０００８】請求項３に記載の半導体ウエハープローバ
装置は、請求項１において、 前記ガイドとベースは、
少なくとも前記ウエハー端部の保持部分が逆テーパ状台
形断面に形成されてなることを特徴とする。

【０００９】請求項４に記載の半導体ウエハープローバ
装置は、請求項１において、前記ガイドとベースは、少
なくとも前記ウエハー端部の保持部分がコの字状断面に
形成され、ウエハー接触部にはベアリングボールが配置
されてなることを特徴とする。

【００１０】請求項５に記載の半導体ウエハープローバ
装置は、請求項１において、前記シャフトは、前記真空
チャックの移動量を計測するマイクロメータを構成する
ことを特徴とする。

【００１１】

【発明の実施の形態】図１は本発明の一実施例における
半導体ウエハープローバ装置の外観図、図２は同断面図
である。

【００１２】本プローバ装置は、センターに向う円錐状
のザグリ部１、この円錐状ザグリ部１の底部にウエハー
真空チャック２の収納用の凹部３を形成したベース４を
備え、真空チャック２は凹部３に形成した穴部を通して
シャフト５と連結され、ザグリ部１内で上下動可能なよ
うに配置されている。シャフト５の底部には、シャフト
５の上下の移動量を確認するためのマイクロメーター６
が構成される。また、シャフト５の中心部を通して真空
吸着ドライバー７が連結される。ベース４の上面に設け
られるガイド８は、ウエハー９を受けるガイド機能と、
ウエハ―９を上に湾曲させる際にウエハー９の端部を押
さえる逆テーパー状台形断面のガイド機能を有するもの
である。

【００１３】予め、ベース４の上面と同じ高さの水平線
上に真空チャック２の上面が来るように、マイクロメー
ター６によって調整し、ウエハー９をウエハー外周がベ
ース２内のザグリ部１端面に上部より見て重なるように
置く。そして、真空吸着ドライバー７によりウエハー裏
面を真空チャック２に吸着させた後に、ガイド８をベー
ス端面に合わせるように保持する（図２参照）。

【００１４】この状態にて真空チャック２を図３、図４
に示すように、上または下に移動させることによりウエ
ハー９を上または下に湾曲させることができる。すなわ
ち、上記により、人為的にウエハー９に対し、引っ張り
応力または圧縮応力を与えた状態を作り出すことができ
る。

【００１５】また、本実施例の装置では、上下動にマイ
クロメーター６を用いることにより、湾曲に定量性を持
たせることが可能であり、分析等を容易にする利点があ
る。

【００１６】上記状態にてウエハー９上の半導体素子の
電極にプローブをあて電気的特性を測定することで、応
力を加えられた状態の半導体素子の電気的特性を測定す
ることができる。

【００１７】図５は本発明のプローバ装置の他の実施例
を示すベース端面部の拡大断面図である。

【００１８】本装置においても、先に説明した実施例と
同様、ベース４にはセンターに向かって円錐状のザグリ
部４、及び円錐底部に真空チャック２の収納用の凹部が
形成されている。図示しないが、マイクロメーター６、
真空吸着ドライバー７等も先の実施例と同様である。

【００１９】ここで、ベース４は端面部及びガイド８の
対応部にそれぞれ溝部１０、１１が形成されるととも
に、溝部１０、１１のセンター側ウエハー接触部にベア
リングボール１３を配している点が、先の実施例と相違
する。

【００２０】本装置においても、図６、図７に示すよう
に、ウエハー９を真空チャック２により吸着してそのウ
エハー受けを上または下に移動させることにより、ウエ
ハー９を上または下に湾曲させることができる。この
時、本装置では断面で見ると、固定された３点でウエハ
ー９は常に支持されることになり、ウエハー９の湾曲に
先に実施例よりも精密な定量性を与えることが可能とな
る。

【００２１】上記状態にてウエハー９上の半導体素子の
電極にプローブをあて電気的特性を測定することで、応
力を加えられた状態の半導体素子の電気的特性を測定す
ることが可能となる。

【００２２】

【発明の効果】以上説明したように本発明に係る半導体
ウエハープローバ装置は、半導体ウエハー上に形成した
半導体素子の電気特性の評価、測定が可能であり、特に
曲げ・そりに晒されやすいＩＣカード等に使用の半導体
ウエハーの電気的特性の評価に使用の場合は、曲げ・そ
りにより出現する不良品を市場に出すことなく、信頼性
の高い半導体素子及びこれを搭載したＩＣカード等を提
供でき、有用である。

【００２３】又、本発明の半導体ウエハープローバ装置
によれば、ウエハー保持手段のベース内側は、円錐状の
ザグリとなっており、ウエハーを下方に湾曲してウエハ
ー端部を保持する際は、ウエハー底面に傷を付けること
なく湾曲させることができる。また、ベースのザグリは
ガイドと組み合わせてウエハー保持に適切な逆テーパ状
台形形状を容易に形成できる。

【００２４】さらにベアリングボールを有するもので
は、ウエハーを３点で保持でき安定でウエハー端部の損
傷もない。

【００２５】さらに、ウエハーを上下動させるシャフト
を含めてマイクロメータを構成するものでは、マイクロ
メータにより湾曲の計測に定量性を持たせることがで
き、分析が容易で再現性のある計測が行える。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例を示す斜視図である。

【図２】本発明の一実施例を示す断面図である。

【図３】本発明の一実施例の所定動作時を示す断面図で
ある。

【図４】本発明の一実施例の他の動作時を示す断面図で
ある。

【図５】本発明の他の実施例を示す要部断面図である。

【図６】本発明の他の実施例の所定動作時を示す断面図
である。

【図７】本発明の他の実施例の他の動作時を示す断面図
である。

【図８】従来例を説明する断面図である。

【符号の説明】

１ ザグリ部 ２ 真空チャック ４ ベース ５ シャフト ６ マイクロメータ ８ ガイド ９ ウエハー １２、１３ ベアリングボール

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 柳川 栄治 大阪府大阪市阿倍野区長池町22番22号 シ ャープ株式会社内

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 半導体ウエハー上に形成された素子の電
   気的特性を測定する半導体ウエハープローバ装置におい
   て、少なくとも前記ウエハー端部を保持するベースとガ
   イド、真空チャックを備え前記ウエハー端部を保持した
   状態で前記ウエハーを真空吸着する真空吸着機構、及び
   前記真空チャックを上下動させるシャフト、とを有して
   なることを特徴とする半導体ウエハープローバ装置。
2. 【請求項２】 前記ベースの内側は円錐形のザグリ状に
   形成されてなることを特徴とする請求項１に記載の半導
   体ウエハープローバ装置。
3. 【請求項３】 前記ガイドとベースは、少なくとも前記
   ウエハー端部の保持部分が逆テーパ状台形断面に形成さ
   れてなることを特徴とする請求項１に記載の半導体ウエ
   ハープローバ装置。
4. 【請求項４】 前記ガイドとベースは、少なくとも前記
   ウエハー端部の保持部分がコの字状断面に形成され、ウ
   エハー接触部にはベアリングボールが配置されてなるこ
   とを特徴とする請求項１に記載の半導体ウエハープロー
   バ装置。
5. 【請求項５】 前記シャフトは、前記真空チャックの移
   動量を計測するマイクロメータを構成することを特徴と
   する請求項１に記載の半導体ウエハープローバ装置。