KR100347464B1

KR100347464B1 - 반도체웨이퍼상에형성된반도체소자의시험장치및시험방법

Info

Publication number: KR100347464B1
Application number: KR1019980051030A
Authority: KR
Inventors: 다카시 사토
Original assignee: 동경 엘렉트론 주식회사
Priority date: 1997-11-29
Filing date: 1998-11-26
Publication date: 2002-09-18
Also published as: US6124725A; JPH11163066A; TW439164B; KR19990045619A

Abstract

본 명세서 및 도면에는, 반도체 웨이퍼를 탑재하기 위한 탑재면을 갖는 탑재대와, 해당 반도체 웨이퍼와 접촉하는 접촉기로서, 해당 반도체 웨이퍼상에 형성된 복수의 반도체 소자의 전극 각각에, 일괄해서 전기적으로 접촉하는 프로브 단자를 갖는 접촉기와, 해당 반도체 소자의 신뢰성을 시험하기 위한 신뢰성 시험 기구와, 해당 반도체 소자의 전기적 특성을 시험하기 위한 전기적 특성 시험 기구 및 해당 신뢰성 시험 기구와 해당 전기적 특성 시험 기구를 전환하여, 해당 탑재대에 탑재된 반도체 웨이퍼와 접촉한 해당 접촉기에, 이들 기구를 순차적으로 접속하는 스위치를 구비한, 반도체 웨이퍼상에 형성된 반도체 소자의 시험 장치가 개시되어 있다.

Description

반도체 웨이퍼상에 형성된 반도체 소자의 시험 장치 및 시험 방법{APPARATUS AND METHOD FOR TESTING SEMICONDUCTOR DEVICES FORMED ON A SEMICONDUCTOR WAFER}

본 발명은 반도체 웨이퍼(이하, 「웨이퍼」라고 칭함)상에 형성된 복수의 반도체 소자의 시험 장치 및 시험 방법에 관한 것이다. 더욱 상세하게는, 웨이퍼상에 형성된 반도체 소자(이하, 「칩」이라고 칭함)에서 웨이퍼 상태에 있어서 신뢰성 시험과 전기적 특성 시험(저속 시험 및 고속 시험 등)을 실행하는 시험 장치 및시험 방법에 관한 것이다.

반도체 시험 공정에서는, 반도체 웨이퍼상에 다수 형성된 각각의 칩에 대하여 전기적 특성 시험을 실시함으로써, 이들 칩 중에서 전기적 특성에 결함이 없는 칩을 스크리닝한다. 스크리닝된 양질의 칩은 조립 공정을 통해 합성 수지 또는 세라믹에 으로 포장된다. 각각의 포장된 제품에 대하여 신뢰성 시험이 실행된다.

신뢰성 시험에서는, 팩키지된 제품에 온도적, 전기적 응력를 부가하는 것에 의해, 칩의 잠재적 결함의 유무를 시험한다.

신뢰성 시험에 있어서, 불량품으로 판정된 제품은 제거되고, 양품으로서 판정된 제품은 최종적인 전기적 특성 시험이 더욱 실행된다. 이렇게 하여, 양품의 제품이 시장에 출하된다.

한편, 최근 전기 제품의 소형화, 고기능화가 진행되는 경향이 있다. 이에 따라, 칩의 소형화, 고집적화도 점점 진행된다. 전기 제품의 소형화를 달성하기 위해서, 팩키지되어 있지 않은 칩, 소위 베어 칩(bare chip)을 기판에 실제 장착하는 플립 칩 기술이 개발되어, 베어 칩의 시장이 확대되고 있다. 베어 칩을 시장에 출하하기 위해서는, 예를 들어 번인(burn-in) 시험 장치를 이용하여, 신뢰성 시험을 실행할 필요가 있다. 각각의 베어 칩(bare chip)에 대하여 신뢰성 시험을 실행하면, 베어 칩의 취급이 번거롭다. 웨이퍼 상태의 칩에 대하여 번인 시험을 실행하는 기술은, 예를 들면 일본 특허 공개 평성 제7-231019호 공보, 일본 특허 공개 평성 제8-5666호 공보 및 일본 특허 공개 평성 제8-340030호 공보에 제안되어 있다.

웨이퍼 상태의 각 칩에 대하여 신뢰성 시험을 실행함으로써, 품질 보증이 부착된 베어 칩을 웨이퍼 상태로 취급할 수 있고, 취급의 편리성이 높아진다.

그러나, 칩이 고집적화 및 다(多)비트화함에 따라, 시험 시간이 길어짐과 동시에 칩의 동측수에 한계가 있기 때문에, 스루풋이 저하되고 시험 비용이 증가된다. 또한, 시험에는 예를 들어 프로브 장치를 이용하여 실행하는 전기적 특성 시험과, 번인 시험 장치를 이용하여 실행하는 신뢰성 시험이 있다. 전자의 전기적 특성 시험에는 크게 나누어서 저속/장시간 시험과 고속/고정밀도 시험의 2종류가 있다. 그 때문에, 시험 장치로는 고속 시험용 장치, 저속 시험용 장치 및 신뢰성 시험용 장치의 3종류의 장치가 필요한 관계로, 설비 비용에 따른 시험 비용이 증가된다. 시험 장치의 종류가 증가하면 각 시험 장치간에서의 웨이퍼의 이송이 필요하게 되므로, 스루풋이 점점 저하한다.

본 발명은 상기 과제의 적어도 하나를 해결하기 위해서 이루어진 것이다.

본 발명의 목적은 전기적 특성 시험 및 신뢰성 시험을 연속적으로 실행하는 것에 있다.

본 발명의 목적은 상기 양 시험을 효율적으로 실행하여 스루풋을 향상시키는 것에 있다.

본 발명의 목적은 시험 장치의 설치 대수를 감소시키는 것에 있다.

본 발명의 목적은 시험 비용을 감소시키는 것에 있다.

도 1은 본 발명의 웨이퍼 시험 장치의 일 실시예의 주요부를 도시하는 구성도,

도 2는 도 1에 도시하는 웨이퍼 시험 장치의 시험실 및 반송실의 사시도,

도 3a, 도 3b 및 도 3c는 웨이퍼와 접촉기의 위치 정렬 동작을 설명하는 도면,

도 4는 도 1에 도시하는 웨이퍼 시험 장치의 제어계를 도시하는 블럭도,

도 5a는 위치 정렬에 관한 웨이퍼상의 칩의 배치도,

도 5b는 하나의 칩을 확대하여 도시하는 평면도,

도 6은 본 발명의 웨이퍼 시험 장치의 다른 실시예를 도시하는 평면도,

도 7은 도 6에 도시하는 플라즈마 처리실의 개념을 도시하는 단면도,

도 8은 본 발명의 웨이퍼 시험 장치의 또 다른 실시예를 도시하는 평면도.

도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명

10, 10A : 웨이퍼 시험 장치11 : 메인 척(탑재대)

11B : 진공 배기관(흡착 수단)11C : 기체 유로(가스 공급 수단)

12 : 접촉기12A : 프로브 단자

13 : 번인 시험용 패턴 신호 발생기

13A : 스위치 기구(제 1 스위치 기구)

14 : 고속 시험용 패턴 신호 발생기

14A : 스위치 기구(제 1 스위치 기구)

15 : 매트릭스 스위치(제 2 스위치 기구)

24 : X, Y 구동 기구25 : 승강 기구

35 : 온도 제어기32, 36 : 히터

33, 37 : 냉매 통로34, 38 : 온도 센서

39 : 밀봉 부재

44 : 플라즈마 처리실(산화막 제거 수단)

본 발명의 하나의 관점에 따르면, 반도체 웨이퍼를 탑재하기 위한 탑재면을 갖는 탑재대와; 상기 반도체 웨이퍼와 접촉하는 접촉기로서, 상기 반도체 웨이퍼상에 형성된 복수의 반도체 소자의 전극 각각에, 일괄해서 전기적으로 접촉하는 프로브 단자를 갖는 접촉기와; 상기 반도체 소자의 신뢰성을 시험하기 위한 신뢰성 시험 기구와; 상기 반도체 소자의 전기적 특성을 시험하기 위한 전기적 특성 시험 기구와; 상기 신뢰성 시험 기구와 상기 전기적 특성 시험 기구를 전환하여, 상기 탑재대에 탑재된 반도체 웨이퍼와 접촉한 상기 접촉기에, 이들 기구를 순차적으로 접속하는 스위치 기구를 포함하는 것을 특징으로 하는, 반도체 웨이퍼상에 형성된 반도체 소자의 시험 장치가 제공된다.

또한, 상기 시험 장치에 있어서, 상기 탑재대는 상기 탑재면에 상기 반도체 웨이퍼를 흡착하는 흡착 기구를 구비하고, 상기 탑재대 및 접촉기중 적어도 하나는 상기 접촉기가 반도체 웨이퍼와 접촉할 때에 형성되는 상기 접촉기와 반도체 웨이퍼 사이의 간격에 불활성 가스를 공급하는 가스 공급 수단을 갖는 것이 바람직하다.

또한, 상기 시험 장치에 있어서, 상기 탑재대 및 상기 접촉기중 어느 하나는 상기 접촉기가 반도체 웨이퍼와 접촉할 때에 형성되는 상기 접촉기와 반도체 웨이퍼 사이의 간격의 주위를 둘러싸는 밀봉 부재를 포함하는 것이 바람직하다.

또한, 상기 시험 장치에 있어서, 상기 접촉기는 상기 반도체 웨이퍼의 온도를 측정하는 온도 센서를 갖는 것이 바람직하다.

또한, 해당 시험 장치는 상기 반도체 웨이퍼상에 형성된 복수의 반도체 소자의 전극의 표면에 형성된 산화막을 제거하는 산화막 제거 기구를 포함하는 것이 바람직하다.

또한, 상기 시험 장치는 상기 반도체 웨이퍼상에 형성된 복수의 반도체 소자의 전극의 표면에 형성된 상기 산화막 제거 기구로서, 플라즈마 처리 장치를 포함하는 것이 바람직하다.

본원 발명의 다른 관점에 따르면, 탑재대에 반도체 웨이퍼를 탑재하는 공정과, 상기 반도체 웨이퍼상에 형성된 복수의 반도체 소자의 전극 각각에, 일괄해서 전기적으로 접촉하는 프로브 단자를 갖는 접촉기를 상기 반도체 웨이퍼에 접촉시키는 공정과, 상기 반도체 웨이퍼에 접촉시킨 상기 접촉기를 거쳐서 신뢰성 시험을 실행하는 공정과, 상기 반도체 웨이퍼에 접촉시킨 상기 접촉기를 거쳐서 전기적 특성 시험을 실행하는 공정을 실시하는 것을 특징으로 반도체 웨이퍼상에 형성된 반도체 소자의 시험 방법이 제공된다.

또한, 상기 시험 방법에 있어서, 상기 탑재대에 반도체 웨이퍼를 탑재하는 공정 전에, 상기 반도체 웨이퍼상에 형성된 복수의 반도체 소자의 전극의 표면에 형성된 산화막을 제거하는 공정을 실시하는 것이 바람직하다.

또한, 상기 시험 방법에 있어서, 상기 탑재대에 반도체 웨이퍼를 탑재하는 공정 전에, 상기 반도체 웨이퍼를 플라즈마 처리함으로써, 상기 반도체 웨이퍼상에 형성된 복수의 반도체 소자의 전극의 표면에 형성된 산화막을 제거하는 공정을 실시하는 것이 바람직하다.

상기 시험 방법에 있어서, 신뢰성 시험을 실행하는 공정 및 전기적 특성 시험을 실행하는 공정중 적어도 하나의 공정에 있어서는, 상기 접촉기와 반도체 웨이퍼 사이의 간격에 불활성 가스가 공급되는 것이 바람직하다.

실시예

첨부한 도면은 명세서와 함께 본 발명의 일부를 구성하며, 본 발명의 바람직한 실시예를 도시한다. 그리고, 해당 도면은 바람직한 실시예에 관한 상세한 설명에 의해, 본 발명의 설명에 기여한다.

이하, 도 1 내지 도 8에 도시하는 실시예에 근거하여, 본 발명을 설명한다. 웨이퍼 시험 장치(10)는 예를 들어 도 1 및 도 2에 도시하는 바와 같이, X, Y, Z 및 θ 방향으로 이동 가능하고 또한 온도 조절되는 메인 척(11)과, 이 메인 척(11)상에 탑재된 웨이퍼(W)에 형성된 복수의 칩의 시험용 전극 패드에 일괄해서 접촉하는 다수의 프로브 단자(12A)를 구비한 접촉기(12)와, 이 접촉기(12)에 대하여 접속, 접속 해제 가능하게 배치된 신뢰성 시험 기구(번인 시험용 패턴 신호 발생기 등을 구비하고 있음)(13) 및 전기적 특성 시험 기구(고속·저속 시험용 패턴 신호 발생기 등을 구비함)(14)와, 이들 양 기구(13, 14)와 접촉기(12)의 접속, 접속 해제를 실행하는 스위치 기구(13A, 14A)와, 이들 스위치 기구(13A, 14A)에 의해서 선택된 어느 한 쪽의 기구(13, 14)의 신호를 접촉기(12)를 거쳐서 상기 칩 각각에 순차적으로 송신, 수신하거나 또는 복수의 칩마다 순차적으로 송신, 수신하는 매트릭스 스위치(15)를 구비하고 있다.

매트릭스 스위치(15)에는 스위치 기구(16A)를 거쳐서 전력 공급원(16)이 접속 해제 가능하게 접속된다. 이 매트릭스 스위치(15)는 전력 공급원(16)으로부터의 전원 전압을 각각의 칩마다, 혹은 복수의 칩(또는 모든 칩)마다 인가하거나, 차단한다.

양 기구(13, 14) 및 전력 공급원(16), 매트릭스 스위치(15)는 제 1 제어기(17)의 제어하에서 구동된다. 제 1 제어기(17)는 케이블(17A)을 거쳐서 주(主)제어기(100)에 접속된다. 이 주제어기(100)는 외부 네트워크 케이블(100A)를 거쳐서 도시하지 않은 집중 관리 장치(호스트 컴퓨터)에 접속되고, 호스트 컴퓨터에 의해 관리된다.

상기 번인 시험으로는, 신뢰성 시험 기구(13)로부터의 패턴 신호에 근거하여, 정적 번인 시험 및 동적 번인 시험 등이 실행된다.

고속·저속 시험으로는, 전기적 특성 시험 기구(14)로부터의 패턴 신호에 근거하여 칩의 기능, 타이밍 마진(margin), 입출력 전압 레벨 마진 등의 AC 시험이 실행되어, 각 칩의 전기적 특성의 양호 및 불량이 판정된다.

각각의 시험 결과는 제 1 제어기(17) 및 주제어기(100)를 거쳐서 호스트 컴퓨터에 보존된다.

상기 웨이퍼 시험 장치(10)는, 예를 들어 도 2에 도시하는 바와 같이, 상기 메인 척(11)이 접지된 시험실(18)과, 이 시험실(18)에 인접하고 또한 시험실(18)로 웨이퍼(W)를 반송하는 반송실(19)과, 이들 양 시험실(18), 반송실(19)내의 기기를제어하는 제 2 제어기(20)를 구비하고 있다. 반송실(19)의 상면에는 표시 장치(21)가 설치되고, 이 표시 장치(21)의 표시 화면에는 시험실의 내부가 비추어짐과 동시에, 웨이퍼 시험 장치(10)의 조작 화면도 표시된다.

웨이퍼 시험 장치(10)의 제 2 제어기(20)는 케이블(100B)을 거쳐서 주제어기(100)에 접속된다. 주제어기(100)는 다른 웨이퍼 시험 장치 등과 함께 웨이퍼 시험 장치(10)를 집중 관리한다.

도 1에 도시하는 바와 같이, 상기 시험실(18)의 상면에는 중앙 개구가 형성되고, 이 중앙 개구에는 상기 접촉기(12)가 설치되어 있다. 접촉기(12)에 있어서, 프로브 단자(12A)가 설치된 영역의 주위에는 복수의 접속 단자(예를 들면, 접속용 패드)(12B)가 링 형상으로 배치된다. 각 접속용 패드(12B)와 각 프로브 단자(12A)는 접촉기(12)내의 다층 배선을 거쳐서 서로 접속된다. 접촉기(12)의 접속용 패드(12B)는 상기 중앙 개구의 외주 연부에 접속용 패드(12B)에 대응하여 링 형상으로 배치된 접속 단자(예를 들면, 포고 핀(pogo-pin), 금속 범프, 전용 소켓)(22)과 전기적으로 접촉되어 있다. 포고 핀(22)은 프린트 배선판(23)의 프린트 배선(도시하지 않음)을 거쳐서 상기 매트릭스 스위치(15)와 전기적으로 접촉한다.

매트릭스 스위치(15)를 거쳐서, 전력 공급원(16)의 전원 전압을 칩(1개 또는 복수개의 칩)에 인가하여, 칩내를 흐르는 전류가 소정의 값을 초과하는 칩은 불량품으로 판정된다. 불량품으로 판정된 칩으로의 전력 공급을 중단하고, 그 이외의 칩에 대하여, 신뢰성 시험 기구(13), 전기적 특성 시험 기구(14)로부터 패턴 신호가 송신되어, 각 칩에 대한 시험이 실행된다.

상기 시험실(18)의 중앙 개구를 향하여 상기 메인 척(11)이 배치되고, 메인 척(11)에 탑재된 웨이퍼(W)상에 형성된 칩의 각 전극에, 접촉기(12)의 프로브 단자(12A)가 일괄 접촉한다. 즉, 메인 척(11)은 도 1 및 도 2에 도시하는 바와 같이, X, Y 방향 구동 기구(24) 및 Z 방향 승강 기구(25) 등에 의해, X, Y, Z 및 θ 방향으로 이동된다. 이 메인 척(11)의 상방에는 웨이퍼(W)를 시험 위치에 정확히 정렬하는 정렬 기구(26)가 배치되어 있다.

정렬 기구(26)는, 예를 들어 저배율로부터 고배율까지의 줌(zoom) 기구를 갖는 상방 CCD 카메라(26A), 하방 CCD 카메라(26B)(하방의 CCD 카메라(26B)는 도 3a 내지 도 3c에 도시되어 있음)와, 상방 CCD 카메라(26A)가 아래쪽에 설치된 정렬 브리지(26C)와, 이 정렬 브리지(26C)가 Y 방향으로 왕복 이동하기 위한 한 쌍의 가이드 레일(26D)을 구비하고 있다.

웨이퍼를 정렬할 때, 상방 CCD 카메라(26A)는 메인 척(11)상의 웨이퍼(W)를 저배율 혹은 고배율로 촬영하고, 각각의 화상은 표시 장치(21)의 표시 화면(21A)에 표시된다.

도 3a 내지 도 3c에 도시하는 바와 같이, 메인 척(11)의 주위에는 고정부(11A)가 수평 방향으로 설치되어 있다. 이 고정부(11A)상에 하방 CCD 카메라(26B)가 설치된다. 웨이퍼를 정렬할 때, 하방 CCD 카메라(26B)는 접촉기(12)를 저배율 혹은 고배율로 촬영하고, 각각의 화상은 표시 장치(21)의 표시 화면(21A)에 표시된다. 또한, 고정부(11A)상에는 하방 CCD 카메라(26B)의 광축과 직교하고, 그 초점을 맞추는 타겟(26E)이 설치되며, 이 타겟(26E)은 하방 CCD 카메라(26B)의 초점 위치로 존진 및 후퇴한다. 타겟(26E)은, 예를 들어 유리판과 그 표면에 증착된 금속 박막으로 이루어지고, 이 타겟(26E)이 상방 CCD 카메라(26A)와 하방 CCD 카메라(26B)의 초점이 일치하는 위치가 웨이퍼를 정렬하기 위한 기준 위치로 된다.

도 2에 도시하는 바와 같이, 상기 반송실(19)에는 웨이퍼 반송 기구(30) 및 서브 척(31)이 설치되고, 웨이퍼 반송 기구(30)에 의해 카셋트(C)내의 웨이퍼(W)가 시험실(18)로 반송되기 전에, 서브 척(31)상에서 웨이퍼(W)는 그 오리엔테이션 플랫 또는 노치(norch)를 기준으로 하여 사전 정렬된다.

사전 정렬된 웨이퍼(W)는 웨이퍼 반송 기구(30)로부터 메인 척(11)으로 인도된다.

제 2 제어기(20)는, 예를 들어 도 4에 도시하는 바와 같이, 중앙 처리부(20A), 화상 처리부(20B), 메모리(20C) 및 모터 제어부(20D)를 구비한다. 제 2 제어기(20)는 도 1에 도시된 X, Y 방향 구동 기구(24), Z 방향 승강 기구(25), 정렬 기구(26), 웨이퍼 반송 기구(30) 및 서브 척(31)을 구동 제어한다. 중앙 처리부(20A)는, 예를 들어 메모리(20C)내에 축적된 프로그램에 따라서, 매트릭스 스위치(15)의 전환, 모터 제어부(20D)로의 제어 신호의 송신, 인코더로부터의 펄스 신호를 수신하여 X, Y, Z 및 θ 방향의 이동량의 산출, 메인 척(11)의 위치 데이터 등의 산출, 산출 결과 등의 메모리(20C)로의 등록을 관리한다.

화상 처리부(20B)는 상방 CCD 카메라(26A) 및 CCD 카메라(26B) 등으로부터의 촬영 신호를 화상 처리한다. 화상 처리된 화상은 표시 화면(21A)에 표시되어, 화상 메모리에 등록되고, 이미 화상 메모리에 등록되어 있는 화상 데이타와 비교된다. 상방 CCD 카메라(26A) 및 하방 CCD 카메라(26B)의 촬영 화상의 초점이 맞는지의 여부도 판정된다. 시험 결과는 제 2 제어기(20)의 메모리(20C)내에 보존된다.

다음에, 메인 척(11) 및 접촉기(12)를 도 1을 참조하면서 설명한다. 메인 척(11)내의 표면측 근방에는 히터(32)가 설치된다. 이 히터(32)의 하방에는 냉매 통로(33)가 전면에 걸쳐 형성되어 있다. 도시하지 않은 냉각기에 의해서 냉각된 에틸렌 글리콜이나 물, 공기 등의 냉매가 냉매 통로(33) 내부를 순환한다.

메인 척(11)내에는 복수(예를 들면 3개)의 온도 센서(34)가 설치된다. 각 온도 센서(34)는 메인 척(11) 표면 근방의 온도를 검출한다. 온도 제어기(35)는 온도 센서(34)가 검출한 값에 근거하여 작동한다. 온도 제어기(35)의 제어하에서 작동하는 히터(32) 또는 냉각기에 의해, 메인 척(11)의 온도는 예를 들면 -50℃∼+180℃의 범위에서 조정된다. 메인 척(11)내에는 진공 배기로(11B)가 형성된다. 진공 배기로(11B)는 메인 척(11)상의 복수 곳에 설치된 개구에 접속된다. 메인 척(11)의 주위면에 있어서, 배기로(11B)는 진공 배기 장치(도시하지 않음)에 접속된다. 진공 배기 장치는 배기로(11) 내부를 배기하고, 상기 개구를 거쳐서 웨이퍼(W)를 메인 척에 진공 흡착되게 한다.

메인 척(11) 내부에는 웨이퍼(W)의 외측에 위치하는 개구를 갖는 기체 유로(11C)가 설치된다. 이 기체 유로(11C)는 후술하는 링 형상의 밀봉 부재에 의해 형성되는 메인 척(11)과 접촉기(12) 사이의 기밀 공간에, 저압의 불활성 가스(예를 들면 질소 가스)를 공급한다.

상기 접촉기(12)에는 메인 척(11)과 마찬가지로 히터(36)와, 냉매 통로(37)가 형성된다. 온도 제어기(35)의 제어하에서, 히터(36) 및 냉매 통로(37)를 순환하는 냉매의 온도를 조정함으로써, 접촉기(12)의 온도를 제어하고, 그 결과 접촉기(12)와 웨이퍼(W) 사이의 간극의 온도를 시험 온도로 제어한다.

접촉기(20)내에는 3개의 온도 센서(38)가 설치된다. 각 온도 센서(38)중, 선단의 몇개는 접촉기(12)의 하면으로부터 노출되어 있다. 따라서, 각 온도 센서(38)는 웨이퍼(W)가 존재하는 후술하는 기밀 공간내의 온도를 직접 측정한다. 접촉기(12)의 하면에는 메인 척(11)의 외경보다 작은 외경을 갖는 링 형상의 밀봉 부재(39)가 장착된다. 메인 척(11)상의 웨이퍼(W)와 접촉기(12)의 프로브 단자(12A)가 일괄 접촉되었을 때, 링 형상의 밀봉 부재(39)에 의해, 메인 척(11)과 접촉기(12) 사이에 기밀 공간이 형성된다.

상기 접촉기(12)에 이용되는 프로브 단자(12A)로서, 예를 들면 범프, 프로브 침 등 여러가지의 것이 이용될 수 있다. 접촉기(12)의 프로브 단자(12A)는 시험중의 열의 환경하에서도, 웨이퍼(W)의 전극 패드로부터 위치가 지극히 어긋나 있지 않는 것이 바람직하다. 이 때문에, 접촉기(12)의 열팽창 계수는 웨이퍼(W)의 열팽창 계수와 동등하든지, 매우 근접한 것이 바람직하다.

칩의 배선 및 전극 패드는 예를 들어 알루미늄이나 동(銅) 등의 도전성이 우수한 금속에 의해서 형성된다. 플립 칩의 장착에 대비하여, 전극 패드가 땜납 범프에 의해 형성되는 것이 바람직하다.

도 1 내지 도 5를 참조하면서, 웨이퍼 시험 장치(10)의 동작을 설명한다. 웨이퍼(W)의 시험이 실행되는 경우, 우선 반송실(19)내에서 웨이퍼 반송 기구(30)가 카셋트(C)로부터 한 장의 웨이퍼(W)를 출력한다. 웨이퍼(W)는 웨이퍼 반송 기구(30)에 의해 반송되는 동안에, 서브 척(31)에 의해서 사전 정렬된다. 그 후, 웨이퍼 반송 기구(30)에 의해, 웨이퍼(W)가 메인 척(11)상으로 이송된다. 이 동안에 온도 제어기(35)의 제어하에서, 히터(32) 또는 냉매 통로(33)를 흐르는 에틸렌 글리콜에 의해서 메인 척(11)이 소정의 시험 온도로 가열 또는 냉각된다. 이 때, 메인 척(11)의 온도는 항상 온도 센서(34)에 의해서 검출되고, 온도 제어기(35)는 이 검출값에 근거하여 메인 척(11)을 시험 온도(예를 들면 180℃)로 제어한다. 온도 제어기(35)의 제어하에서, 히터(36)는 접촉기(12)를 메인 척(11)과 마찬가지의 시험 온도로 설정한다.

시험실(18)에서는, 웨이퍼(W)가 메인 척(11)으로 이송되기 전에, XY 방향 구동 기구(24)가 메인 척(11)을 이동시키고, 하방 CCD 카메라(26B)가 접촉기(12)의 하방까지 이동한다. 또한, 하방 CCD 카메라(26B)는 프로브 단자(12A)의 초점과 일치하는 위치까지 상승하고, 하방 CCD 카메라(26B)는 저배율로 프로브 단자(12A)를 인식하여, 하방 CCD 카메라(26B)는 예를 들어 도 3a에 도시하는 바와 같이 접촉기(12)의 하방으로 이동하고, 하방 CCD 카메라(26B)는 접촉기(12)의 사전 메모리(3)에 등록되어 있는 칩(T1)의 코너부에 있는 전극 패드(P1)(도 5a 및 도 5b 참조)에 대응한 프로브 단자(12A)를 확인하여 촬영한다. 그 화상은 표시 화면(21A)의 중심에 표재된 +마크에 맞추어진다. 그 때의 메인 척(11)의 이동량에 따라 형성되는 인코더의 펄스 신호에 근거하여, 프로브 단자(12A)의 위치 좌표가 중앙 처리부(20A)에 의해 계산되고, 그 위치 좌표(X1, Y1, Z1)가 구해진다. 이 위치 좌표는 중앙 처리부(20A)에 의해 메모리(20C)에 등록된다. 이어서, 하방 CCD 카메라(26B)는 다른 4곳의 칩(T2 내지 T5)에 대응하는 4개의 프로브 단자(12A)의 바로 아래에 반시계 방향으로 순차적으로 이동하여, 각각의 프로브 단자(12A)의 위치 좌표(X2, Y2, Z2), (X3, Y3, Z3), (X4, Y4, Z4), (X5, Y5, Z5)를 마찬가지로 순차적으로 구하며, 이들의 위치 좌표는 중앙 처리부(20A)에 의해 메모리(20C)에 등록된다.

이어서, 상방 CCD 카메라(26A) 및 하방 CCD 카메라(26B)의 광축은 도 3b에 도시하는 바와 같이 일치되고, 그 일치된 위치가 기준 위치로 된다. 즉, 웨이퍼 반송 기구(30)에 의해 메인 척(11)상에 탑재된 웨이퍼(W)는 메인 척(11)상에 진공 흡착된다. 정렬 브리지(26C)는 메인 척(11)과 접촉기(12)의 사이의 영역을 이동하고, 접촉기(12)의 하방의 일정한 위치에서 정지한다. 타겟(26E)이 하방 CCD 카메라(26B)의 상방으로 진출하고, 하방 CCD 카메라(26B)의 초점은 타겟(26E)의 중심에 맞추어져서, 하방 CCD 카메라(26B)가 금속 박막을 인식한다. 상방 CCD 카메라(26A)의 초점은 타겟(26E)의 중심에 맞추어져서, 상방 CCD 카메라(26A)가 금속 박막을 인식한다. 이 동작에 의해, 상방 CCD 카메라(26A)의 광축과 하방 CCD 카메라(26B)의 광축이 일치한다. 이 때의 초점이 일치한 면과 광축의 교점이 기준 위치 좌표(Xo, Yo, Zo)이고, 이 기준 위치 좌표는 메인 척(11)의 위치로부터 계산되어, 그 계산값은 메모리(20C)에 등록된다. 이 때의 하방 CCD 카메라(26B)의 이동량은 인코더에 의해 검출되고, 상기 각 프로브 단자(12A)의 위치 좌표와 기준 좌표의 위치 관계가 좌표상에서 구해진다.

그 후, 웨이퍼(W)의 중심 및 직경이 상방 CCD 카메라(26A)에 의해 구해진다. 즉, 타겟(26E)이 하방 CCD 카메라(26B)의 초점면으로부터 후퇴되고, X Y 구동 기구(24)에 의해 메인 척(11)이 이동하는 동안에, 상방 CCD 카메라(26A)에 의해 예를 들어 웨이퍼(W)의 단부 3점이 검출된다. 이 검출 결과에 근거하여, 웨이퍼(W)의 중심 및 직경이 메인 척(11)의 이동 거리에 근거하여 중앙 처리부(20A)에 의해 계산된다. 그 계산값은 메모리(20C)에 등록된다. 계속해서, 상방 CCD 카메라(26A)는 저배율로 웨이퍼(W)의 스크라이브 라인을 관찰하고, 웨이퍼(W)의 X, Y축은 θ 방향으로 회전되어, X, Y 기구(24)에 의해 구동되는 X, Y 테이블의 X, Y축에 맞추어진다. 이에 따라 웨이퍼(W)의 칩(T)은 인덱스 이송의 방향에 합치된다.

상술한 바와 같이, 접촉기(12)의 5곳의 프로브 단자(12A)의 위치 좌표와, 웨이퍼상의 5개의 전극 패드(P)의 위치 좌표가 구해진 후, 5곳의 프로브 단자(12A)의 X, Y 방향의 각 위치 좌표값(X, Y)과 5개의 전극 패드(P)의 X, Y 방향의 각 위치 좌표값(X, Y)이 일치하도록, 웨이퍼(W)는 수평 방향으로 이동된다. 즉, 5곳의 프로브 단자(12A)의 각 위치 좌표(X, Y)와 5개의 칩(T)의 각 위치 좌표(X, Y)에 근거하여, 중앙 처리부(20A)는 양자간의 수평 거리를 산출하고, 이 산출값에 근거한 제어 신호를 모터 제어부(20D)로 송신한다. 모터 제어부(20D)에 의해 X, Y 구동 기구(24)가 구동 제어되고, 메인 척(11)은 수평 방향으로 이동되고, 5개의 칩(T)과 접촉기(12)의 각 위치 좌표가 상하로 일치된 위치로 정지된다.

또한, 중앙 처리부(20A)는 접촉기(12)의 Z 방향의 좌표치와 칩(T)의 Z 방향의 좌표값으로부터, 5곳의 프로브 단자(12A)가 5개의 전극 패드(P)에 접촉하는 높이를 산출한다. 이 산출값에 근거한 제어 신호는 중앙 처리부(20A)로부터 모터 제어부(20D)로 송신되고, 모터 제어부(20D)에 의해 승강 기구(25)가 구동 제어되며, 메인 척(11)이 상방으로 이동되며, 5개의 칩(T)의 각 전극 패드(P)는 각각이 대응하는 프로브 단자(12A)에 접촉한다.

전극 패드(P)가 프로브 단자(12A)와 확실히 전기적으로 접촉하면, 접촉기(12)의 모든 프로브 단자(12A)는 이들에 대응하는 웨이퍼(W)의 전극 패드(P)와 일괄해서 접촉한다. 밀봉 링(39)에 의해 메인 척(11)과 접촉기(12) 사이에 밀봉 공간이 형성된다. 웨이퍼(W)가 접촉기(12)와 일괄해서 접촉한 시점에서, 메인 척(11)의 기체 유로(11C)로부터 저압 질소 가스가 공급되어, 메인 척(11)과 접촉기(12) 사이에 저압의 질소 가스 분위기가 형성된다. 이 시점에서, 접촉기(12)와 일괄 접촉한 웨이퍼(W)는 메인 척(11)상에서 이미 미리 설정한 온도로 가열된다.

이어서, 제 1 제어기(17)의 제어하에서, 예를 들면 전력 공급원(16) 및 신뢰성 시험 기구(13)가 스위치(16A, 13A)를 거쳐서 매트릭스 스위치(15)와 접속된다. 그로 인해, 전력 공급원(16)의 전원 전압은 프린트 배선판(23), 포고 핀(22) 및 접촉기(12)를 거쳐서 웨이퍼(W)내의 불량의 칩을 제외한 복수개의 칩 혹은 모든 양호 칩에 인가됨과 동시에, 이들 칩에 대하여 마찬가지의 경로에서 번인 시험용 패턴 신호가 송신되어, 각 칩에 대한 신뢰성 시험이 실행된다. 이들 칩으로부터 송신되는 측정 신호에 근거하여, 각 칩의 잠재적인 결함의 유무가 검출됨과 동시에, 칩의양호 및 불량이 판정된다. 이 순서로 모든 칩에 대한 신뢰성 시험이 실행되어, 웨이퍼(W)의 신뢰성 시험이 종료되고, 불량품 칩의 분포 상태가 파악된다.

신뢰성 시험이 종료되면, 제 1 제어기(17)의 제어하에서, 스위치(13A)에 의해, 신뢰성 시험 기구(13)가 매트릭스 스위치(15)로부터 접속 해제된다. 전기적 특성 시험 기구(14)가 스위치(14A)에 의해 매트릭스 스위치(15)에 접속된다. 제 1 제어기(17)의 제어하에서, 매트릭스 스위치(15)가 작동하고, 신뢰성 시험과 마찬가지의 순서 및 경로에 의해, 이들 칩에 대하여 고속·저속 시험용 패턴 신호가 송신되어, 각 칩의 고속·저속 시험이 실행된다. 또한, 신뢰성 시험을 실행중에, 제 1 제어기(17)의 제어하에서 매트리스 스위치가 제어되고, 일부의 칩(1개 또는 복수개의 칩)이 신뢰성 시험 기구로부터 접속 해제되고, 전기적 특성 시험 기구에 접속되며, 고속, 저속 시험 패턴이 이들 칩에 송신되어, 선택된 칩에 대하여 순차적으로 고속, 저속 시험이 실행된다. 이들 칩으로부터 송신되는 측정 신호에 근거하여, 각 칩의 전기적 특성이 판정되고, 최종적인 불량품 칩의 분포 상태가 파악된다.

이러한 고속·저속 시험은 신뢰성 시험을 실행한 후, 또는 신뢰성 시험과 조합하여 실행되는 점으로부터 고속·저속 시험은 칩의 최종 시험이 된다. 지금까지는 고온하에서의 고속·저속 시험이 설명하였지만, 저온하에서 고속·저속 시험이 실행되는 경우에는, 온도 제어기(35)의 조정하에서 냉각된 에틸렌 글리콜 등의 냉매가 메인 척(11) 및 접촉기(12)를 순환하고, 각각을 소정의 시험 온도(예를 들면 -50℃)로 냉각시킨다. 냉각후, 상술한 요령에 의해 고속·저속 시험이 실행된다.

상기 시험이 종료되면, 전력 공급원(16), 전기적 특성 시험 기구(14)는, 제1 제어기(17)의 제어하에서 매트릭스 스위치(15)로부터 접속 해제된다. 제 2 제어기(20)의 제어하에서, 메인 척(11)이 구동되고, 웨이퍼(W)가 대기하는 위치로 복귀되며, 반송실(19)내의 웨이퍼 반송 기구(30)가 구동하며, 메인 척(11)상의 웨이퍼는 후퇴되어, 카셋트(C)내의 본래의 장소로 복귀된다. 이어서, 다음에 시험하는 웨이퍼(W)가 카셋트내로부터 출력되어 사전 정렬된 후, 시험실(18)내의 메인 척(11)으로 이송된다. 그 후, 상술한 시험이 반복된다.

이상 설명한 바와 같이, 본 실시예에 따르면, 1대의 시험 장치에 의해, 전기적 특성 시험 및 신뢰성 시험이 연속적으로 효율적으로 실시될 수 있고, 그 결과 스루풋은 향상되고, 시험 장치의 설치 대수가 삭감되어, 시험 비용이 감소될 수 있다.

또한, 본 실시예에 의하면, 시험중에 웨이퍼(W)의 온도는 고 정밀도로 관리되어, 신뢰성이 보다 높은 시험이 실시될 수 있다.

본 발명의 다른 실시예가 도 6에 도시되어 있다. 웨이퍼 시험 장치(10A)는 웨이퍼(W)상에 형성된 칩의 전극 패드상에, 자연 산화 등에 의해 형성된 산화막을 제거하는 수단이 설치되어 있다. 본 실시예에 있어서는, 산화막을 제거하는 수단의 예로서, 플라즈마 처리 장치가 채용된다.

웨이퍼(W)를 시험하는 시험실은 상기 실시예와 마찬가지로 구성되어 있으므로, 여기서는 플라즈마 처리 장치에 관련되는 부분을 설명한다.

본 실시예의 웨이퍼 시험 장치(10A)는 도 6에 도시하는 바와 같이, 정면측(도 6에서는 하측)에 배치된 카셋트 저장실(41)과, 이 카셋트 저장실(41)의 후방에서 인접하여 배치된 웨이퍼(W)를 반송하는 반송실(42)과, 이 반송실(42)의 좌우에 배치된 시험실(43)과, 플라즈마 처리실(44)을 구비한다. 플라즈마 처리실(44)에 있어서, 웨이퍼(W)는 플라즈마 처리(구체적으로는 에칭 처리)됨으로써, 웨이퍼(W)의 전극 패드(알루미늄, 동 등의 도전성 금속으로 이루어짐) 표면상의 산화막은 제거된다. 그 후, 시험실(43)에 있어서 웨이퍼(W)의 신뢰성 시험 및 전기적 특성 시험이 실시된다.

본 실시예에서는, 시험전에 전극 패드의 산화막이 제거되므로, 시험 단계에서 산화막을 절삭하는 조작(메인 척의 오버 드라이브에 의함)을 하는 일 없이, 웨이퍼(W)에 대한 상기 2가지 시험이 실시될 수 있다.

상기 카셋트 저장실(41), 반송실(42) 및 플라즈마 처리실(44)에는 진공 배기 장치(도시하지 않음)가 접속된다. 이 진공 배기 장치에 의해, 플라즈마 처리실(44)내는 산화막의 에칭 처리에 적절한 고진공 영역(예를 들면, 수 10∼200mTorr)으로 설정된다. 카셋트 저장실(41) 및 반송실(42)은 플라즈마 처리실(44)을 위한 진공 예비실로 된다. 따라서, 반송실(42)과 플라즈마 처리실(44)은 게이트 펄프(45)에 의해 개폐, 차단되는 것이 가능하고, 반송실(42)과 시험실(43)은 게이트 밸브(46)에 의해 개폐, 차단되는 것이 가능하다.

도 6에 도시하는 바와 같이, 상기 반송실(42)에는 웨이퍼 반송 기구(47)가 설치된다. 이 웨이퍼 반송 기구(47)는 카셋트 저장실(41)의 카셋트(C)로부터 웨이퍼(W)를 1장씩 추출하여, 서브 척(48)상에 웨이퍼(W)를 이송한다. 웨이퍼는 여기서 사전 정렬된 후, 개방된 게이트 밸브(45, 46)를 거쳐서, 플라즈마 처리실(44)또는 시험실(43)로 반송된다.

도 6에 있어서, 참조부호(49)는 상기 실시예와 마찬가지의 표시 장치이다.

상기 시험실(43)은 상기 시험실(18)과 마찬가지로 구성되어 있다. 그러나 본 실시예에서는 시험실(43)에 불활성 가스 공급원(50)이 배관(51)을 거쳐서 접속되고, 또한 이 배관(51)에 압력 조정 밸브(52) 및 유량 제어기(52A)가 설치된다. 이들 참조부호(52, 52A)에 의해, 불활성 가스 공급원(50)으로부터 시험실(43)내로 불활성 가스(예를 들면, 질소 가스)가 소정 유량으로 공급되고, 시험실(43)내에 질소 가스에 의한 비산화성 분위기가 형성된다. 그 결과, 플라즈마 처리실(44)로부터 반송된 웨이퍼(W)의 전극 패드의 표면에 자연 산화막이 형성되는 것을 방지한다.

도시되어 있지는 않지만, 시험실(43)에는 진공 배기 장치가 접속된다. 카셋트 저장실(41), 반송실(42) 및 플라즈마 처리실(44)이 진공 배기되어 있을 때, 시험실(43)내의 질소 가스는 배기되어, 시험실(43)내는 항상 질소 가스의 기류(예를 들면 수평 기류)가 만들어진다. 이들의 기술은 웨이퍼(W)의 전극 패드가 자연 산화되는 것을 방지하기 위한 대책으로, 이 대책에 대하여 시험실(43)은 상기 시험실(18)과 상이하다.

상기 플라즈마 처리실(44)의 내면은, 예를 들면 알루마이트 가공된 알루미늄에 의해서 형성되고, 플라즈마 처리실(44)의 내부에는 기밀실이 형성되어 있다. 이 기밀실에는 평행 평판 전극이 설치된다. 기밀실내는 진공 배기 장치에 의해 예를 들어 수 10∼200mTorr의 고진공으로 되어, 에칭 처리가 실시된다.

평행 평판 전극은, 도 7에 도시하는 바와 같이 탑재대를 겸한 하부 전극(53)과, 프로세스 가스 공급부를 겸한 상부 전극(54)으로 구성되어 있다. 하부 전극(53)상면에는, 도시하지 않은 정전(靜電) 척이 장착된다. 이 정전 척에 의해, 웨이퍼(W)는 쿨롱력에 의해 흡착된다. 하부 전극(53)에는 블로킹 콘덴서(55)를 거쳐서 고주파 전원(56)이 접속된다. 이 고주파 전원(56)으로부터 하부 전극(53)에 예를 들어 13.56MHz의 고주파 전력이 인가된다. 상부 전극(54)은 도 7에 도시하는 바와 같이 중공의 원반 형상으로, 그 상면 중앙에는 에칭용 가스를 공급하는 가스 배관(57)이 접속되어 있다. 상부 전극(54)의 하면에는 다수의 구멍이 분산 형성되어 있다.

도 6에 도시하는 바와 같이, 가스 배관(57)에 반응성 가스(예를 들면 염소계 가스인 3염화붕소 또는 사염화탄소)의 공급원(58) 및 캐리어 가스(예를 들면 아르곤 가스)의 공급원(59)이 접속되고, 이 배관(57)의 분기관에 각각 압력 조정 밸브(60, 61) 및 유량 제어기(60A, 61A)가 설치된다. 압력 조정 밸브(60) 및 유량 제어기(60A) 혹은 압력 조정 밸브(61) 및 유량 제어기(61A)를 거쳐서 3염화붕소 가스 및 아르곤 가스가 소정의 유량(예를 들면, 3염화붕소 가스 환산에 의해 100∼500sccm)으로 플라즈마 처리실(44)내로 공급된다.

진공 배기 장치에 의해, 플라즈마 처리실(44)내는 소정의 고진공도로 유지되고, 하부 전극(53)에 소정 전력의 고주파 전력이 인가된 상태로, 소정 유량의 3염화붕소 가스가 상부 전극(54)으로부터 공급되면서, 하부 전극(53)과 상부 전극(54) 사이에서 방전을 형성하여, 3염화붕소 가스의 플라즈마를 형성한다.

이 때, 하부 전극(53)상에 발생한 셀프 바이어스 전압에 의해, 플라즈마중의 반응성 이온(BC1x)은 하부 전극(53)측으로 수직으로 가속되어, 전극 패드를 직격(直擊)하여, 반응성 이온에 의한 반응성 에칭이 발생한다. 이 반응성 에칭에 의해, 전극 패드의 산화막(예를 들면, 산화알루미늄(AlOx)막, 이하 마찬가지임)은 제거됨과 동시에, 염소 래디컬에 의한 래디컬 에칭에 의해 전극 패드의 산화알루미늄막은 제거된다. 다음에, 상기 웨이퍼 시험 장치(10A)의 동작상의 특징을 설명한다.

진공 배기 장치에 의해, 카셋트 저장실(41) 및 반송실(42)은 각각 진공 예비 영역으로 된다. 마찬가지로, 플라즈마 처리실(44)은 고진공 영역으로 된다. 웨이퍼 반송 기구(47)에 의해 카셋트(C)로부터 1장의 웨이퍼(W)가 출력되고, 웨이퍼(W)는 반송실(42)의 서브 척(48)상으로 이송된다. 서브 척(48)에 있어서, 웨이퍼(W)는 그 오리엔테이션 플랫을 기준으로 하여 사전 정렬된다. 플라즈마 처리실(44)측의 게이트 밸브(45)가 개방되어, 반송실(42)과 플라즈마 처리실(44)이 연통되고, 웨이퍼 반송 기구(47)에 의해 서브 척(48)상의 웨이퍼(W)는 플라즈마 처리실(44)의 하부 전극(53)상으로 반송된다. 웨이퍼 반송 기구(47)가 플라즈마 처리실(44)로부터 후퇴되면, 게이트 밸브(45)는 폐쇄되고, 반송실(42)과 플라즈마 처리실(44)의 사이는 차단된다. 이 때, 하부 전극(53)에서는 웨이퍼(W)가 정전 척에 의해 정전 흡착되고 하부 전극(53)상에 고정되어 있다.

계속해서, 반응성 가스 공급원(58) 및 캐리어 가스 공급원(59)으로부터 각각의 가스가 소정 비(예를 들면, BC13:Ar= 4:1), 소정 유량(예를 들면, 500sccm)으로 공급되어, 진공 배기 장치에 의해 플라즈마 처리실(44)내는 소정의 진공도로 설정된다.

플라즈마 처리실(44)내가 소정의 진공도에 도달한 상태로, 하부 전극(53)에 고주파 전력이 인가되면, 하부 전극(53)과 상부 전극(54) 사이에서 방전이 형성되고, 3염화붕소 가스의 플라즈마가 발생한다. 3염화붕소 가스로부터 생성된 반응성 이온은 하부 전극(53)을 향하여 수직으로 가속되고, 웨이퍼(W)의 전극 패드의 산화알루미늄막은 반응성 에칭 및 래디컬 에칭에 의해 제거되어, 전극 패드의 표면은 무구(無垢)의 알루미늄 금속으로 된다. 상술한 바와 같이, 전극 패드상의 산화알루미늄막이 제거된 후, 3염화붕소 가스의 공급은 정지되고, 게이트 밸브(45)는 개방되며, 웨이퍼 반송 기구(47)에 의해 에칭 처리후의 웨이퍼(W)가 플라즈마 처리실(44)내로부터 출력되며, 게이트 밸브(45)가 폐쇄되며, 반송실(42)내의 서브 척(48)상으로 웨이퍼(W)가 반송된다. 웨이퍼(W)는 서브 척(48)상에서 사전 정렬된 후, 게이트 밸브(46)는 개방되어, 반송실(42)과 시험실(43) 사이는 연통된다. 이 때, 시험실(43)내에는 불활성 가스 공급원(50)으로부터 질소 가스가 공급되고, 시험실(43)내는 비산화성의 질소 가스 분위기로 되어 있다. 이 질소 분위기하에서, 웨이퍼(W)의 신뢰성 시험 및 고속·저속 시험이 실시된다.

이상 설명한 바와 같이, 본 실시예에 의하면 웨이퍼(W)의 신뢰성 시험 및 고속·저속 시험이 실행되기 전에, 플라즈마 처리실(44)내에서 웨이퍼(W)가 처리되고, 그 전극 패드상의 산화알루미늄막은 제거된다. 그 결과, 웨이퍼(W)의 시험이 실시될 때, 메인 척(12)을 오버 드라이브시키는 등의 복잡한 조작을 하는 일 없이, 필요한 시험을 실시할 수 있다.

또한, 전극 패드상의 산화알루미늄막이 제거되어 있으므로, 프로브 단자(12A)는 전극 패드에 가볍게 접촉되는 것만으로 양호하기 때문에, 프로브 단자(12A)의 부하를 작게 할 수 있고, 프로브 단자(12A)의 수명을 연장시킬 수 있다.

상기 실시예는, 하나의 시험실(43)과 하나의 플라즈마 처리실(44)에 의해, 시험 장치를 구성하였지만, 웨이퍼 시험 장치는 도 8에 도시하는 바와 같이 하나의 플라즈마 처리실(44)과 복수의 시험실(43)로 구성될 수도 있다.

즉, 도 8에 도시하는 웨이퍼 시험 장치는 웨이퍼의 반송실(42)과, 그 주위에 배치된 카셋트 수납실(41), 플라즈마 처리실(44) 및 2실의 시험실(43)을 구비한다. 카셋트 수납실(41)의 웨이퍼는 반송실(42)에 의해 플라즈마 처리실(44)로 반송되고, 여기서 에칭 처리되어, 반송실(42)을 거쳐서 각 시험실(43)로 반송되고, 웨이퍼의 시험이 실시된다. 웨이퍼의 시험 시간은 웨이퍼의 플라즈마 처리 시간보다 각별히 길기 때문에, 1실의 플라즈마 처리실(44)에 대하여 복수의 시험실(43)을 배치하는 형태가 플라즈마 처리실(44)을 효율적으로 이용하는 데에 있어서 유효하다.

본 발명은 결코 상기 각 실시예에 제한되지 않는다.

예를 들면, 본 발명에 있어서의 접촉기는, 해당 반도체 웨이퍼상에 형성된 복수의 반도체 소자의 전극 각각에 일괄해서 전기적으로 접촉하는 프로브 단자를 갖는, 어떠한 유형의 기구라도 채용할 수 있다.

또한, 본 발명에 있어서의 전기적 특성 시험 기구는, 고속 시험, 저속 시험을 시작하여, 해당 반도체 웨이퍼상에 형성된 반도체 소자의 전기적 특성을 시험하는, 어떠한 유형의 기구라도 채용할 수 있다.

또한, 본 발명에 있어서의 해당 신뢰성 시험 기구와 해당 전기적 특성 시험 기구를 전환하는 스위치 기구는, 기계적인 스위치 기구도, 전자적 스위치 기구라도 채용할 수 있다.

또한, 본 발명에 있어서의 해당 신뢰성 시험 기구와 해당 전기적 특성 시험 기구를 동시에 겸비한 1개의 기구 중에서, 각각 신뢰성 시험 기구와 전기적 특성 시험 기구를 전기적으로 전환할 수 있는 기구도 채용된다.

또한, 본 발명에 있어서의 진공 흡착 기구는, 탑재대의 탑재면에 반도체 웨이퍼를 고정하는 어떠한 기구도 채용할 수 있다.

또한, 본 발명에 있어서의 밀봉 부재는, 상기 접촉기와 반도체 웨이퍼 사이의 간격의 전체 주위를 둘러싸는 구조이지만, 해당 주위의 일부를 둘러싸는 구조도 무방하다.

또한, 본 발명의 실시예에서 사용되는 제어기는 전자 회로에 의해 실시되지만, 소프트웨어로 실시하여도 무방하다.

또한, 본 발명에 있어서의 온도 센서는 피측정 대상의 온도를 측정할 수 있는, 어떠한 원리, 구조의 센서라도 사용될 수 있다.

또한, 본 발명에 있어서의 산화막 제거 기구는 플라즈마 처리 장치가 바람직한 실시예로서 채용되지만, 반도체 소자의 전극의 표면에 형성된 산화막을 제거할 수 있는, 어떠한 기구라도 채용될 수 있다.

또 다른 특징 및 변경은 해당 기술 분야의 당업자에게는 착상될 수 있다.그러므로, 본 발명은 보다 넓은 관점에 있는 것으로, 특정의 상세한 실시예 및 여기에 개시된 대표적인 실시예에 한정되는 것은 아니다. 따라서, 첨부된 청구항에 정의된 광의의 발명 개념 및 그 균등물의 해석과 범위에 있어서, 거기에서 일탈되지 않고, 여러가지의 변경을 실행할 수 있다.

본 발명의 웨이퍼 시험 장치 및 방법에 의하면, 전기적 특성 시험 및 신뢰성 시험을 연속적으로 효율적으로 실행하여 스루풋을 향상시킬 수 있으며, 시험장치의 설치대수를 삭감할 수 있으며, 시험 비용을 감소시킬 수 있다.

Claims

반도체 웨이퍼를 탑재하기 위한 탑재면을 갖는 탑재대와,

상기 반도체 웨이퍼와 접촉하는 접촉기로서, 상기 반도체 웨이퍼상에 형성된 복수의 반도체 소자의 전극 각각에, 일괄해서 전기적으로 접촉하는 프로브 단자를 갖는 접촉기와,

상기 반도체 소자의 신뢰성을 시험하기 위한 신뢰성 시험 기구와,

상기 반도체 소자의 전기적 특성을 시험하기 위한 전기적 특성 시험 기구와,

상기 신뢰성 시험 기구와 상기 전기적 특성 시험 기구를 전환하여, 상기 탑재대에 탑재된 반도체 웨이퍼와 접촉한 상기 접촉기에, 이들 기구를 순차적으로 접속하는 스위치 기구를 포함하는 것을 특징으로 하는

반도체 웨이퍼상에 형성된 반도체 소자의 시험 장치.
제 1 항에 있어서,

상기 탑재대는 상기 반도체 웨이퍼를 상기 탑재면에 흡착하는 흡착 기구를 구비하고,

상기 탑재대 및 접촉기중 적어도 하나는, 상기 접촉기가 반도체 웨이퍼와 접촉할 때 형성되는 상기 접촉기와 반도체 웨이퍼 사이의 간격에 불활성 가스를 공급하는 가스 공급 수단을 갖는 것을 특징으로 하는

반도체 웨이퍼상에 형성된 반도체 소자의 시험 장치.
제 2 항에 있어서,

상기 탑재대 및 상기 접촉기중 어느 하나는 상기 접촉기가 반도체 웨이퍼와 접촉할 때 형성되는 상기 접촉기와 반도체 웨이퍼 사이의 간격의 주위를 둘러싸는 밀봉 부재를 포함하는 것을 특징으로 하는

반도체 웨이퍼상에 형성된 반도체 소자의 시험 장치.
제 1 항에 있어서,

상기 접촉기는 상기 반도체 웨이퍼의 온도를 측정하는 온도 센서를 갖는 것을 특징으로 하는

반도체 웨이퍼상에 형성된 반도체 소자의 시험 장치.
제 1 항에 있어서,

상기 반도체 웨이퍼상에 형성된 복수의 반도체 소자의 전극의 표면에 형성된 산화막을 제거하는 산화막 제거 기구를 포함하는 것을 특징으로 하는

반도체 웨이퍼상에 형성된 반도체 소자의 시험 장치.
제 5 항에 있어서,

상기 산화막 제거 기구는 플라즈마 처리 장치인 것을 특징으로 하는

반도체 웨이퍼상에 형성된 반도체 소자의 시험 장치.
반도체 웨이퍼를 탑재대에 탑재하는 공정과,

상기 반도체 웨이퍼상에 형성된 복수의 반도체 소자의 전극 각각에, 일괄해서 전기적으로 접촉하는 프로브 단자를 갖는 접촉기를 상기 반도체 웨이퍼에 접촉시키는 공정과,

상기 반도체 웨이퍼에 접촉시킨 상기 접촉기를 거쳐서 신뢰성 시험을 실행하는 공정과,

상기 반도체 웨이퍼에 접촉시킨 상기 접촉기를 거쳐서 전기적 특성 시험을 실행하는 공정을 실시하는 것을 특징으로 하는

반도체 웨이퍼상에 형성된 반도체 소자의 시험 방법.
제 7 항에 있어서,

반도체 웨이퍼를 상기 탑재대에 탑재하는 공정 전에, 상기 반도체 웨이퍼상에 형성된 복수의 반도체 소자의 전극의 표면에 형성된 산화막을 제거하는 공정을 실시하는 것을 특징으로 하는

반도체 웨이퍼상에 형성된 반도체 소자의 시험 방법.
제 7 항에 있어서,

상기 탑재대에 반도체 웨이퍼를 탑재하는 공정 전에, 상기 반도체 웨이퍼를 플라즈마 처리함으로써, 상기 반도체 웨이퍼상에 형성된 복수의 반도체 소자의 전극의 표면에 형성된 산화막을 제거하는 공정을 실시하는 것을 특징으로 하는

반도체 웨이퍼상에 형성된 반도체 소자의 시험 방법.
제 7 항에 있어서,

신뢰성 시험을 실행하는 공정 및 전기적 특성 시험을 실행하는 공정중 적어도 하나의 공정에 있어서는, 상기 접촉기와 반도체 웨이퍼 사이의 간격에 불활성 가스가 공급되는 것을 특징으로 하는

반도체 웨이퍼상에 형성된 반도체 소자의 시험 방법.