TWI298917B - Test apparatus for evaluation reliablity, test system for evaluating reliablity, contactor, and method of evaluating reliablity - Google Patents

Description

1298917 玖、發明說明 (發明說明應敘明：發明所屬之技術領域、先前技術、内容、實施方式及圖式簡單說明） 【發明所屬之技術領域】 本申請案係以於2001年11月30曰提出、且其内容亦 撰寫於本說明書内之日本第2〇〇1_367268號專利申請案為 5 依據而主張優先權。 I：先前技術3 技術領域 本發明係有關可靠度評估試驗裝置、可靠度評估試驗 系統、接觸器及可靠度評估試驗方法。詳而言之，係有關 10針對用以形成位於半導體晶圓内之多數半導體元件上之多 層配線的配線及絕緣膜的可靠度進行評估試驗之可靠度評 估試驗裝置、可靠度評估試驗系統、接觸器及可靠度評估 試驗方法。 技術背景 15 半導體檢查程序中’係以晶圓狀態檢查形成於半導體 曰曰圓（以下稱為「晶圓」）表面上之多數半導體元件（以下稱 為「元件」）的電性特性，並篩選出電性特性上無缺陷之元 件。再來，於切割（dicing)晶圓後，於溫度等加速條件下， 進行各元件上之多層配線的電移試驗、以及配置於同一面 20 内之配線間及上下之配線間的漏電電流試驗等可靠度評估 試•驗’以作為檢查的最後程序。 進行可靠度評估試驗時，需製作試驗用之封包 (package)，並將元件封裝於該封包内。接著，於具預定高 溫（譬如300。〇之加熱爐内，實施譬如70個程度、經封裝 1298917 玖、發明說明 之元件的可靠度評估試驗。 t考务明内3 發明概要 然而’如習知般於加熱爐内進行可靠度評估試驗時， 5由於需切割晶圓並製作試驗用之封包，再使用該試驗用封 包來封裝各元件，因此具有如下之課題，即，晶圓之切割 、試驗用封包之製作及各元件之封裝均要花費相當之時間 及費用。進而，具有如下之問題，即，於習知之加熱爐内 進行之試驗一次只可以進行數10個封包，換言之，就是僅 10 可對數10個元件進行動作。 又’針對譬如具有銅、銅合金等易氧化之金屬配線的 元件進行試驗時，雖使加熱爐内為不活性氣體環境，然而 ，由於加熱爐之氣密性不佳，因此無法將氧濃度下降至譬 如可防止銅配線氧化之程度。因此，銅配線之場合，不僅 15銅配線之墊片部，就連隔著墊片部的銅配線亦會氧化。故 ，製作晶圓樣本時，需於銅墊片部上追加用以防止氧化之 紹墊片層。又，對多數種類之樣本進行試驗時，具有如下 之問題’即，需依該種類而改變切割方法及打線處。故， 產生以下之問題，即，直至可靠度評估試驗結果出來前， 2〇 需耗費3星期以上之時間。 進而’需進行多數次试驗才可取得與可靠度試驗上重 要之參數及各種試驗參數有關之依存性等之資料。因此， 具有试驗效率低洛之問題。又’譬如進行電移試驗時，會 將觀察因電移而產生之空隙處的結果反饋（feedback)至之後 1298917 玖、發明說明 的製程開發。為進行此觀察，需將試驗用封包一個個解體 、取出元件，之後再以顯微鏡觀察各元件，因而具有需要 極多勞力與時間之課題。 - 本發明係為解決前述課題而創作完成者。 ^ 5 自本發明其中-觀點來看，本發明之目的係在於提供 種可罪度㈣試驗裝置、可靠度評估試驗系統、接觸器 及可靠度評估試驗方法，俾可迅速、效率良好地對形成於 晶圓内之多數半導體元件進行可靠度評估試驗，且具高可 # 靠度。 由本發月丨觀點來看，本發明之目的係在於提供一 種可靠度評估試驗裝置、可#度評估試驗线、接㈣& ‘ 可靠度評估試驗方法，俾可大幅減低可靠度評估試驗所需 ； 之勞力及費用。 本發明之其他目的及優點係載以下說明書中，其中一 P刀可由所揭7F之内谷*得知，或藉實行本發明而獲知。 本發明之目的及優點可藉此處所述之手段與組合而實現、 Φ 獲得。 依本發月之第1镜點，係提供一種可靠度評估試驗裝 置4裝置包括-測定部；及，一收納部，係用以收納與 2〇接觸器完全地電性連接之半導體晶圓，且於其與測定部《 · 間傳送及接收試驗用信號，並且為氣密、隔熱構造者；該 可靠度#估.式驗裝置係依據來自前述測定部之試驗用信號 而對半導體晶圓之可靠度進行試驗，且具有：一按壓機構 ’係於前述收納部中對前述接觸器進行按壓者；及，一加 10 1298917 玖、發明說明 熱機構’係用以將藉該按壓機構而與前述接觸器完全地電 性連接之半導體晶圓加熱至預定高溫者。此一可靠度評估 試驗裝置係於加速條件下，評估形成於前述半導體晶圓上 之多層配線的配線及絕緣膜的可靠度。 5 依前述第1觀點所提供之裝置，宜具有下述（al)乃至 (al4)中之一者、進而組合該（al)乃至（al4)内之多數者。 (al)具備前述收納部時，具有：一載置台，係用以載 置别述半導體晶圓且為隔熱構造者；一連接板，係環繞該 載置台，且與前述接觸汽電性連接者；及，一配線基板， 1〇係與該連接板電性連接，且用以傳送及接收來自前述測定 部之試驗用信號者。 (a2)該連接板上更包括··一密封構件，係與前述接觸 器相接觸，且由外部密封前述收納部内；及，一供給機構 ，係用以將不活性氣體及/或還原性氣體供給至前述收納部 15 内者。 (a3)具備前述按壓機構時，包括：一按壓板，係用以 按壓前述接觸器者；一管狀元件，其下端係連接於該按壓 板上，支撐體，係連結於該管狀元件之上端且可升降者 ，及，一壓入構件，係用以將氣體壓入於以前述按壓板、 20管狀元件及支撐體形成之空間内者。 (a4)具備前述加熱機構時，具有一加熱體，該加熱體 係由下面側均勻地加熱前述半導體晶圓的整面，且兼作前 述載置台。 (a5)具備前述加熱體時，包括：一第丨加熱部，係用 1298917 玖、發明說明 之中央部者；及，一第2加熱板， 且用以加熱前述半導體晶圓之外周 以加熱前述半導體晶圓 係環繞該第丨加熱部， 緣部者。 ㈣具備前述加熱機構時，具有—辅助加熱體，該辅 助加熱體係用以由上面側加熱前述半導體晶圓之整面者。 ㈣具備前述測定部時，具有-電移測定部及-漏電 電流測定部。

(8) 了用以父互切換前述各測定部之切換機構。 (9) 。亥電移測疋部具有—可施加直&、脈冑直流及交 10流等三種電流之機能。 _)其中該半導體晶圓上形成有多數試驗圖案，且該 哀置具有可將則述多數試驗圖案分組，同時進行5組以 上之可靠度評估試驗的試驗圖案分類機能。 .(all)具有一介於前述接觸器與半導體晶圓間之各向異 15 性導電膜。

(al2)具備前述測定部時，可同時對形成於前述半導體 晶圓内之100個以上的半導體元件進行可靠度評估試驗。 (al3)具備前述晶圓收納部時，具有一隔熱構造，該隔 熱構造係用以將前述半導體晶圓維持於16(rc以上之溫度 20者。 (al4)具備前述接觸器時，具有一耐熱性基板，且該耐 熱性基板之熱膨脹率為1〜50ppm/°C。 依本發明之第2觀點所提供之可靠度評估試驗系統， 具有：一對準器，係用以使接觸器與半導體晶圓完全的接 12 1298917 玖、發明說明 觸者；一搬送具，係用以搬送藉該對準器而呈完全的接觸 狀態之前述接觸器與半導體晶圓者；及，一依本發明之第 1觀點所提供之可靠度評估試驗裝置，係用以進行藉該搬 送具而搬送至之半導體晶圓的可靠性評估試驗者。 5 依前述第2觀點所提供之可靠度評估試驗系統，宜具 備下述（bl)乃至（b4)中之任一者，進而組合前述（bl)乃至 (b4)内之多數者。 (bl)可於前述對準器與前述可靠度評估試驗裝置間進 行資料通信。 10 (b2)具備前述對準器時，具有一顯徵鏡，該顯微鏡係 依前述半導體晶圓之試驗結果來觀察前述半導體晶圓。 (b3)具備前述搬送具時，具有一磁鐵，該磁鐵係用以 使前述接觸器及半導體晶圓一體化者。 (b4)具備前述搬送具時，具有一磁路及一用以開啟及 15 關閉該磁路之開關機構，藉由以該開關機構對前述磁路進 行勵磁及消磁，可使業經一體化之前述接觸器及半導體晶 圓吸附於前述搬送具上以及由該搬送具脫離。 依本發明之第3觀點所提供之接觸器，包含有一耐熱 性基板，該耐熱性基板之熱膨脹率為1〜50ppm/°C，及一導 20 體電路；該接觸器係以160°C以上之溫度進行可靠度評估 試驗時所用者。 依前述第3觀點所提供之可靠度評估試驗系統，宜具 備下述（cl)乃至（c3)中之任一者，進而組合前述（cl)乃至 (c3)内之多數者。 13 1298917 玖、發明說明 (cl)一具有前述導體電路之凸塊。 (c2)該耐熱性基板係選自於耐熱性樹脂、金屬、半導 體及陶瓷中之至少一種所形成者。 (c3)於進行前述可靠度評估試驗時，於導通部分以外 5 之表面上設置絕緣性覆膜。 依本發明之第4觀點所提供之可靠度評估試驗方法， 係於半導體晶圓與接觸器呈完全地電性連接之狀態下，對 前述半導體晶圓同時進行不同之可靠度評估試驗。 依本發明之第5觀點所提供之可靠度評估試驗方法， 10 係於半導體晶圓與接觸器呈完全地電性連接之狀態下對半 導體晶圓進行加壓，加熱至160°C以上並通電，再對前述 半導體晶圓進行可靠度評估試驗。 依前述第4及5之觀點所提供之可靠度評估試驗系統 ，宜具備下述（dl)乃至（d5)中之任一者，進而組合前述（dl) 15 乃至（d5)内之多數者。 (dl)可同時對前述半導體晶圓内之100個以上的半導 體元件進行可靠度評估試驗。 (d2)以電移試驗及/或漏電電流試驗來進行前述可靠度 評估試驗。 20 (d3)使前述半導體晶圓面内為160°C〜350°C之範圍内， 且控制為士2.0°C以内之溫度分布。 (d4)將前述半導體晶圓與前述接觸器置於不活性氣體 環境，以及於不活性氣體中混入還原性氣體之環境中之任 一者0 14 玖、發明說明 (d5)該環境之氧濃度為10〇ppm以下。 其他特徵及變更乃熟悉此技藝者可推想得知者。因此 ，本發明可以更廣泛之觀點來解釋，並不限於此處所特定 之詳細說明及載示之實施例。 故，於不脫離以添附之申請專利範圍所定義之廣泛的 發明概念及等同於此之解釋與範圍内，可作各種變更。 圖式簡單說明 第1A、1B圖係例示本發明可靠度評估試驗裝置之一 實施態樣，第1A圖係例示該重要部位之構成圖，第iB圖 係例示控制器之斜視圖。 第2圖係例示使用第丨圖所示之可靠度評估試驗裝置 來進行晶圓之可靠度評估試驗時，於此狀態下之重樣部位 的剖面圖。 第3A、3B圖係例示本發明接觸器之一實施態樣，第 3A圖係其剖面圖，第3B圖係其平面圖。 第4圖係例示本發明接觸器之其他實施態樣的剖面圖 〇 第5A、5B圖係例示用以使晶圓與接觸器對位之對準 ° 、一例’第5A圖係例示其外觀之斜視圖，第5B圖係例 不固定機構之剖面圖。 第6圖係例示使用晶圓搬送具且吸附有殼體時之狀態 的側面圖。

第7A圖係一模式圖，例示透過第2A圖所示之按壓機 構而使接觸器與晶圓呈完全的接觸之狀態的側面，第7B 1298917 玖、發明說明 圖係一側面圖，用以擴大顯示接觸器呈彎曲之狀態。 第8A圖係一剖面圖，擴大顯示本發明之可靠度評估 試驗方法所使用之晶圓的銅配線中之電極墊片部，第8B 圖係一剖面圖，擴大顯示使用習知之加熱爐來進行之可靠 5 度評估試驗方法所使用之晶圓的銅配線中之電極墊片部。 第9A、9B圖係例示電移試驗所用之晶圓上的試驗圖 案之平面圖，第9A圖係例示單一終端型之圖，第9B圖係 例示雙終端型之圖。 第10圖之圖表係例示電移試驗中之相對電阻變化與試 10 驗時間之關係。 第11圖之圖表係例示因電移試驗而產生之累積不良。 第12圖係例示使用脈衝直流之電移試驗中所施加之電 流的波形。 第13圖係例示使用交流之電移試驗中所施加之交流的 15 波形。 第14A-14C圖係分別例示主擴散徑（pass)與MTF之配 線寬度依存性的關係。 第15 A圖之圖表係例示臨界長測定結果，第15B圖之 圖表係例示MTF之Reservoir長依存。 20 第16圖係例示TTF、初期電阻之晶圓分布。 第17圖之圖表係例示對MTF、σ之Juse所造成之影 響。 第18A圖之圖表係例示因電流之偏差所引起之juse損 耗’第18B圖之圖表係例示因溫度分布而引起之juse損耗 1298917 玖、發明說明 〇 第19A-19D圖係例示BT試驗（TDDB試驗）所使用之試 驗圖案之一例，第19A圖係例示上層配線圖案之平面圖， 第19B圖係第19A圖之剖面圖，第19C圖係例示下層配線 5 圖案之平面圖，第19D圖係第19C圖之剖面圖。 第20A-20E圖係例示製造本實施態樣之接觸器的程序 〇 第21A-21D圖係例示第20A-20E圖所示之程序之後的 接觸器製造程序。 10 第22A-22D圖係例示第21A-21E圖所示之程序之後的 接觸器製造程序。 【實施方式】 較佳實施例之詳細說明 以下，依第1A圖〜第22D圖所示之實施態樣說明本發 15 明。本實施態樣之可靠度評估試驗系統具有可靠度評估試 驗裝置10與對準器50,且前述二者可以能進行資料通信 之通信網路連結。首先，說明本實施態樣之可靠度評估試 驗裝置10，之後再說明對準器50。 如第ΙΑ、1B圖及第2圖所示，本實施態樣之可靠度 20 評估試驗裝置10具有：一晶圓收納部12，係用以收納與 後述之接觸器11(參照第3A、3B圖）完全地電性連接之晶 圓；一按壓機構13，係配置於前述晶圓收納部12之上方 且用以按壓接觸器11 ; 一加熱機構14(參照第2圖），係用 以直接加熱藉前述按壓機構13而按壓於接觸器11上之晶 1298917 玖、發明說明 圓，’則疋°卩15，係用以測定藉前述加熱機構14而加熱 之晶圓的電性特性；一測試器冑16,係用以形成前述測定 部15之測定用信號，並處理測定結果信號；一溫度控制器 17，係用以控制晶圓之溫度；一測試器管理部18 ,係用以 5管理測試器部16 ; —框體19 ,係用以收納前述機器；及一 控制器20(參照第1B圖），係用以控制前述框體19内之各 機器。可靠度評估試驗裝置1〇於加速溫度、電流密度等條 件下，評估形成於前述半導體晶圓上之配線膜、絕緣膜之 可靠度。如第1B圖所示，控制器20可以桌上型電腦構成 10 ，與框體19相鄰配置。電腦之監視器畫面2〇A中，試驗 結果係譬如以晶圓圖像（參照第16圖）加以顯示。藉由以滑 鼠20B點選晶圓圖像上之各元件，各元件之試驗結果可瞬 間顯示於測試器畫面20A。進而，控制器20具有可與後述 之對準器間進行資料通信之機能，能將可靠度評估試驗之 15結果傳送至對準器。又，晶圓收納部12可透過滑動機構 21而相對框體19於第1A圖中之箭頭a方向上滑進與滑出 。又’測定部15可譬如由電移（EM)測定部15A及漏電電 流（BT)測定部15B構成。測試器部π係構造成可對應於 前述測定部15A、15B。第2圖係例示此可靠度評估試驗 20 裝置1 〇之構造中的重要部位之例。前述測定部亦可具有用 以進行其他試驗項目之測定部。 如第2圖所示，前述晶圓收納部12可具有：一載置台 22，可隔著加熱體29A、29B(後述）而載置與接觸器^呈 完全地電性連接狀態之晶圓W，且由隔熱、絕緣性材料構 18 1298917 坎、發明說明

成；一隔熱機構（筒體)23，係由環繞該載置台22之隔熱性 及絕緣性材料構成；一耐熱性連接板24，係隔著耐熱性之 接觸端子（譬如彈簧針(pogo pin))24A而與接觸器u電性連 接；及一配線基板25，係與該連接板24電性連接，且可 用以傳送及接收來自測定部15之試驗用信號。晶圓收納部 12可藉按壓機構13而使接觸器11與晶圓w確實的電性 連接，且接觸器11可透過連接板24及配線基板25而與測 定部15導通。 10 如第2圖所示，可於連接板 15 20 网琢右丨）sc罝譬如i 石夕橡膠等耐熱性樹脂構成之密封板26。藉由使該密封板2 與接觸器11呈彈力地接觸，可於晶圓收納部12内形成讀 密空間。進而，晶圓收納部12可具有一用以按壓接觸】 11之外周緣部的按壓機構27。按壓機構27可使接觸器| 與連接板24確實的電性連接。此按壓機構27，可以譬4 耐熱性材料（譬如陶瓷）加以製作，且具有：一第丨板狀才 件27A，其形狀可配合接觸_ u外周緣部之形狀；一第 板狀構件27B，係形成與前述第1板狀構件27A具略相f 之大小；一财熱性料構件沉，係介於第i、第 構件27A、27B之間；-臂體27D，係與第2板狀構^ 27B -體的形成’且於收納部12之後方錢鏈結合；及_ 對用以支撐前述臂體27D之氣體彈簧（未圖示）。藉氣體$ 簧之作動’即可以輕微之力量開啟及關閉第卜第2㈣ 構件27A、27B。按壓機構27可具有—鎖定機構27e 定機構27E可將第i、第2板狀構件Μ】固定㈣

19 1298917 玖、發明說明 觸益η之外周緣部。因此，收納部12係構造成可收納一 體化之接觸器11及晶圓W，並藉㈣機構13及按磨機構 27來按壓接觸器11，以由外部使其内部隔熱而㈣氣密狀 態。 - 5 #如第2圖所示，可於載置台22形成分财通上下方 向之一對給氣及排氣孔22A、22B。由不活性氣體供給裝 置74經給氣孔22A而供給氮氣等不活性氣體及/或氫氣等 還原性氣體，使晶圓收納部12内之接觸器u與晶圓之接 · 觸部、此一極度縮限之最小限度空間呈不活性氣體環境或 1〇還原性氣體環境。排氣孔22B係經凸塊75而排出不活性 氣體及/或還原性氣體。還原性氣體之供給，宜藉由於不活 · 性氣體中添加預定量之還原性氣體來實施。藉由於晶圓收 — 納部12内之狹小空間形成不活性氣體環境及/或還原性氣 - 體環境，可防止形成於晶圓W之銅配線等易氧化之金屬配 15線於高溫下之氧化，或還原金屬氧化膜。並且可將不活性 氣體及/或還原性氣體之供給量抑制為最小限度。由於晶圓 · 收納部12為氣密構造，故藉由以不活性氣體及/或還原性 氣體置換空氣，可使氧濃度為可防止銅等金屬配線或墊片 氧化的濃度，譬如lOppm以下，具體而言，可降至 20 1〜5pPm以下。氧濃度可藉配置於晶圓收納部12内之習知 之氧感測器（未圖示）而檢測出，依該檢測信號，配設於框 體b内之氧濃度測定部28(參照第1圖）可算出氧濃度。因 此不需如習知般，於試驗用墊片設置用以防止氧化之鋁墊 片層。由於藉由以還原性氣體進行置換而使進行試驗前所 20 1298917 玖、發明說明 形成之金屬氧化膜還原，故可確實地使晶圓w與接觸器 11間為電性導通狀態。 如第1圖所示，前述按壓機構13係固定於插入於框體 19内之晶圓收納部12的正上方。如第1、2圖所示，該按 5 壓機構13可具有··一用以按壓接觸器11之按壓板13A ; 一金屬製之風箱13B，其下端係連結於該按壓板13A之上 端面；一支撐板13C，係連結於該風箱13B之上端面且用 以支撐風箱13B;及一氣缸機構13D，係連結於該支撐板 13C，且於框體19内呈垂下狀態而加以固定。又，如第2 10 圖所示，可於支撐板13C形成貫通孔13E。氣體壓入機構 76藉由該貫通孔13E而供給壓縮空氣，可使以按壓板13A 、風箱13B及支撐板13C構成之室内的壓力增高。藉該加 壓，可由藉氣缸機構13D加以支撐之支撐板13C而使風箱 13B下降，並透過按壓板13A將接觸器11往下壓。藉該壓 15 下動作，由於可均等地按壓整面接觸器11，故可確實地使 接觸器11之凸塊與晶圓W之電極墊片完全的接觸。如第 2圖所示，按壓板13A之下端面中央處可固定有後述之輔 助加熱體29C。由於具有該輔助加熱體29C，故亦可由接 觸器11側加熱晶圓W。如前述，按壓機構27係構造成於 20 晶圓收納部12之後方以鉸鏈結合，並可透過氣體彈簧等輔 助機構而自由地開啟及關閉。將一體化之接觸器11與晶圓 W載置於晶圓收納部12内後，藉由使按壓機構27向前方 傾倒，可於晶圓收納部12内之接觸器11周緣部水平地接 合第2板狀構件27B。其結果如第2圖所示，可藉第2板 21 1298917 玖、發明說明 狀構件27B與鎖定機構27E按壓收納於晶圓收納部12之 接觸器11的外周緣部。 前述加熱機構14可具有一可由下端面侧加熱配置於載 置台22上之晶圓W的加熱體29，該加熱體29可均勻地 5 加熱晶圓W之整面。進而，該加熱體29可由譬如一配置 於載置台22上之中央部且呈圓形狀之第1加熱部29A，及 一環繞第1加熱部29A且呈板狀之第2加熱部29B構成。 第1加熱部29A可加熱晶圓W之中央部，第2加熱部29B 則可加熱晶圓W之外周緣部。第2加熱部29B可具有能補 10 充來自晶圓W外周緣部之放熱份的功用。只要是可均勻地 加熱晶圓W之整面的構造，加熱體29可為任一之構造， 第1加熱部29A及第2加熱部29B不一定需為分割之構造 。加熱機構14除加熱體29外，亦可具有一與接觸器11之 上端面相接觸且呈圓盤狀之輔助加熱體29C。輔助加熱體 15 29C與加熱體29共同作用，使晶圓W更確實地加熱至預 定高溫，並維持該溫度。如前述，該加熱機構14可由上下 兩面直接加熱晶圓W。由於加熱機構14之加熱用空間被 極度縮限，故可於短時間内將晶圓W加熱至目標溫度。且 ，藉由將晶圓W加熱至160°C以上、最大為350°C之高溫 20 並加以維持，可於高溫下高精確度地測量晶圓W上之金屬 配線的電移及漏電電流等。此加熱機構14宜控制呈可均勻 地加熱使整面晶圓W為160°C以上，且其溫度分布為±2°C 以内。因此，譬如使用銅作為配線材料時，可藉由於高溫 、高密度電流加速之條件下進行可靠度評估試驗，而高精 1298917 玖、發明說明 確度地評估配線、絕緣膜。 - 又，構成前述晶圓收納部12之配線基板25係延伸於 _ 框體19之内側（第2圖之右側）。該延長部分25八之上下兩 面上，分別配置有外部接續端子15E。另一方面，如第2 * 5圖所示，第1圖所示之EM測定部15A及BT測定部15B 之接續基板15C、15D係配置呈環繞延長部分25八，且前 述接續基板15C、15D可藉切換機構78而與延長部分25a 之上下兩面上的外部接續端子交互電性連接，交互切換 · EM測定部15A與BT測定部15B。即，接續基板i5e、' 1〇 15D可於EM測定部15A與BT測定部15B間進行切換。 前述測定部15A、15B可分別由譬如具有512溝道 < (channel)之接線板構成，可同時測定512個元件。 如第2圖所示，前述接觸器u與晶圓w可透過各向 - 異性導電膜31而呈完全地接觸狀態。接觸器u之凸塊及 15晶圓W之電極墊片宜為圓形或多角型、或前述之組合中之 任一者。凸塊之節距方向的最大長度宜小於晶圓之電極墊 · 片的節距尺寸，譬如可形成直徑約75μιη之大小，並以各 個中心為基準而空出約12〇μπι之間隔。另一方面，各向異 性導電膜31具有彈性構造，即，就算接觸器u之凸塊及 20晶圓w之電極墊片間有高低差，亦可吸收該高低差。如第 · 7 A 7B圖所示’作為前述各向異性導電膜η，可由四氟 化乙烯樹脂板31A、及鎳微粒子的集合體（譬如直徑為 25μηι)31Β所形成，該集合體31]3係空有預定間隔（譬如 7〇μΐη)且均等地貫通前述四氟化乙烯樹脂板31Α者。由於 23 1298917 玖、發明說明 集合體31B係集合金屬微粒而形成，故若對集合體31B施 以壓力，鎳微粒子將呈密封狀態。因此，僅需使各向異性 導電膜31介於接觸器n與晶圓w間，接觸器u之凸塊 與晶圓W之電極墊片便可透過性向性導電膜3丨而呈彈力 · 5的完全接觸狀態，藉此，即可確實導通接觸器11與晶圓 W。又，於第2A圖、第7A及7B圖中，32係譬如由鐵系 材料荨磁性材料構成之晶圓保持器。此外，對接觸器丨丨之 凸塊與晶圓W之電極墊片進行對準時，可使用後述之對準 鲁 器。 1〇 且’如第3A、3B圖所示’前述接觸器11可具有：一 以後述材料形成之耐熱性基板11A ; 一以導電性金屬（譬如 、 銅或銅合金等）而形成於該耐熱性基板11A之上端面的導體 · 電路11B ;與該導體電路11B形成一體且分別形成有多數 個之凸塊11C ;用以與晶圓w接績之接續墊片部i1D ;可 15 與配置於可靠度評估試驗用裝置10之連接板24上的彈菁 針24A電性連接之接續用墊片部11E ;及用以被覆前述凸 · 塊11C、接續墊片部HD及接續用墊片部11E以外之部分 的絕緣性覆膜11F。前述接觸器11尤其適用於以16〇以 上之溫度進行之可靠度評估試驗。 20 絕緣性覆膜UF可防止接觸器11與晶圓W間不必要 · 之電性連接，確保接觸器11與晶圓W間安定之電性導通 。耐熱性基板11A宜以高溫下之熱膨脹率極小之材料，嬖 如於160°C以上之溫度下，接觸器11之平面方向的熱膨脹 率為1〜50ppmrc、更佳者為2〜30ppm/°C之材料形成。且 24 1298917 玖、發明說明 ，耐熱性基板11A即使於160°C以上、譬如350°C以上之 高溫下，仍可維持與晶圓W之熱膨脹率間毫無偏差且完全 接觸之狀態，而確實地保持電性導通，因而可確實地進行 可靠度評估試驗。該耐熱性基板11可以選自於譬如聚醯亞 5 胺、二馬來醯亞胺口丫口秦(bis-maleimide-azine)等耐熱性樹月旨； 摻有補強材料（譬如玻璃布、碳纖維等）之耐熱性樹脂；鋁 、銅、不鏽鋼、不脹鋼、不變鋼等金屬；矽等導體及以氮 化鋁、碳化矽等為主體之陶瓷中之至少一種材料而形成。 使用二種以上前述材料時，可適宜地加以組合而形成耐熱 10 基板11A。用以形成絕緣性覆膜11F之材料並無特別限制 。宜使用譬如聚醯亞胺系樹脂等耐熱性樹脂。絕緣性覆膜 11F亦可形成於進行可靠度評估試驗時，導通部分以外之 表面上。又，如第4圖所示，可依耐熱性基板11A之種類 而於表面上設置矽氧化膜等絕緣層11G。 15 前述控制器20可於裝置顯示上以晶圓圖像顯示晶圓 W之試驗結果（參照第16圖），並透過資料通信線路59將 試驗結果傳送至對準器50。

前述對準器可構造成譬如第5A、5B圖所示。如第5A 圖所示，前述對準器50具有一可收納晶圓W且用以裝載 20 、或取下晶圓W之裝載室51，及一與該裝載室51相鄰， 且用以使晶圓W與接觸器11對位之對準室52。為使晶圓 W與接觸器11完全的接觸，故於對準室内施行前述兩者 之對位。雖未圖示，但裝載室51内配置有一搬送機構（銷 組件）及預備位置對準機構（副夾頭）。透過銷組件將晶圓W 1298917 玖、發明說明 一片片地由搬運器内搬出。搬送過程中，於副夾頭上，以 定向平面或凹口為基準而使晶圓w對準預備位置（前置對 位）。之後，透過銷組件將晶圓W搬送至對準室52。 如第5A圖所示，前述對準室52内安裝有一可開啟及 5 關閉之頂板53。開閉驅動機構54可移動安裝有接觸器11 之頂板53而開啟及關閉對準室52之上端面開口。前述頂 板53中央處，形成有口徑小於接觸器11之第1開口部 53A。於第1開口部53A之内面（於第5A圖中，呈開放且 向上狀態），設有4個呈環繞第1開口部53A且用以固定接 10 觸器11之固定機構53B。如第5B圖所示，前述固定機構 53B具有一按壓構件53D，該按壓構件53D係樞接於形成 於第1開口部53A周圍4處之凹陷部53C内；及一與按壓 構件53D之基端部相連結之氣缸53E。氣缸53E可使按壓 構件53D逆向旋轉，將載置於第1開口部53A上之接觸器 15 11固定於頂板53。

如第5A圖所示，對準室52内之頂板53下方，配置 有一可於X、Y、Z及Θ方向上移動之主夾頭55。可透過 晶圓保持器32而將晶圓W載置於該主夾頭55上。主夾頭 55可透過ΧΥ移動台56而於Χ、Υ方向上移動。前述主夾 20 頭55内藏有一旋轉升降機構（未圖示）。旋轉升降機構可於 ΧΥ移動台56上升降主夾頭，並於0方向上正向及逆向旋 轉。裝載室51内之銷組件將進行前置對位後之晶圓W移 動至預先載置於對準室52内之主夾頭55上的晶圓保持器 32上。晶圓保持器可由鐵系合金等磁性材料構成。前述晶 26 1298917 玖、發明說明 圓保持器32係以後述之晶圓搬送具搬送一體化之晶圓W 與接觸器11時所使用者。 對準室52内可配置未圖示之對準機構。該對準機構具 有固定於對準臂上之上照相機及固定於主夾頭55側之下照 5 相機。將藉由前述照相機拍攝之影像顯示於顯示裝置57。 該顯示裝置57之顯示畫面上亦顯示有碰觸面板，可於畫面 上操作對準器50。可移動對準臂而以上照相機拍攝晶圓W 之電極墊片，亦可移動主夾頭55而以下照相機拍攝安裝於 頂板53上之接觸器11的凸塊（參照第3圖）。依前述影像 10 資料，使晶圓W之電極墊片與接觸器11之凸塊對位。做 為該對準機構，可使用譬如日本專利公開公報特開平11-238767號所揭示之技術。開閉驅動機構54宜構造成於進 行對位後無論開啟及關閉頂板53幾次，接觸器11與晶圓 W仍可毫無偏差的完全接觸。 15 於前述顯示裝置57之顯示晝面上，可以晶圓圖像（參 照第16圖）顯示藉由顯示裝置57與前述可靠度評估試驗裝 置10間之資料通信而傳送至之可靠度評估試驗結果。試驗 結果以數值表示於晶圓圖像上。可透過晶圓圖像選擇試驗 後之不良處及其樣子，並以顯微鏡79觀察該不良元件。即 20 ，頂板53上形成有一與第1開口部53A相鄰接之第2開 口部53F。該第2開口部53F之表面上裝有顯微鏡（譬如最 高倍率為2000倍以上）。可透過該顯微鏡觀察載置於主夾 頭55上之晶圓W的各元件。因此，將藉可靠度評估試驗 裝置10進行試驗後之晶圓W載置於對準器50之主夾頭 1298917 玖、發明說明 55上後，透過通信線路將來自可靠度評估試驗裝置10之 試驗結果傳送至對準器50。試驗結果以晶圓圖像顯示於顯 示裝置57之顯示晝面上。於畫面上選擇試驗所用之元件， 並藉操作主夾頭55而使該試驗後之元件移動至顯微鏡正下 5 方，如此便可藉顯微鏡而直搔以晶圓狀態觀察因電移現象 而產生之空隙（void)等。使用附有透鏡之CCD照相機作為 顯微鏡，即可以顯示裝置57觀察晶圓W上之各元件。 且，於對準器50中，呈完全地接觸狀態之晶圓W與 接觸器11，可藉晶圓搬送具60而搬送至可靠度評估試驗 10 裝置10。如第6圖所示，晶圓搬送具60具有一設於盒體 61内之磁路77、一樞接於用以使該磁路開啟及關閉之盒體 上的操作桿62、及一對配置於前述操作桿62之左右且安 裝於盒體上之把手63。此外，可取代磁路使用磁鐵。此時 ，亦可藉操作桿62而使磁鐵升降。因此，藉由將晶圓搬送 15 具由頂板53(參照第5圖）之第1開口部53A而載置於接觸 器11上之狀態來進行搬運操作，可使磁路勵磁，因而磁路 將強力地吸附住晶圓保持器32，如第6圖所示，可使接觸 器11、各向異性導電膜31及晶圓W毫無錯位的一體化。 其次，參照第5A圖〜第17圖，說明本發明之可靠度 20 評估試驗方法的一實施態樣及前述可靠度評估試驗系統之 動作。首先，使用對準器50使接觸器11之探針（譬如凸塊 )與晶圓W之電極墊片對位。且，藉由開閉驅動機構54開 啟頂板53，並透過固定機構53B而將接觸器11由頂板53 之内面側安裝至第1開口部53A。並且將晶圓保持器32載 28 1298917 玖、發明說明 置於主夾頭55上。接著，藉開閉驅動機構54關閉頂板53 。其後，於裝載室51内，藉銷組件及副夾頭對晶圓W進 行前置對位後，以銷組件將晶圓W載置於晶圓保持器32 上。緊接著，藉XY移動台56、旋轉升降機構、及對準機 5 構進行晶圓W之電極墊片與接觸器11之凸塊的對位。對 位結束後開啟頂板53，將各向異性導電膜31配置於對位 後之晶圓W上。之後，頂板53藉開閉驅動機構54而關閉 對準室52之開口部。藉由使主夾頭55上升，並透過各向 異性導電膜31而使接觸器11之凸塊與晶圓W之電極墊片 10 呈完全地接觸狀態，即可包含晶圓保持器32而形成一體化 之殼體71。 其後，操作者將晶圓搬送具60由頂板53之第1開口 部53A載置於接觸器11上，並操作晶圓搬送具60之操作 桿62而使磁路勵磁，即可以強力之磁力由接觸器11側吸 15 附住晶圓保持器32，因而無錯位的使晶圓W及晶圓保持 器32 —體化而固定。藉由解除固定機構53B而放開頂板 53後，將晶圓搬送具60與殼體71 —同由主夾頭55上取 下並搬送至可靠度評估試驗裝置10,載置於由該裝置10 之框體19伸出之晶圓收納部12的加熱體29上。接著，藉 20 操作而使晶圓收納部12之按壓機構27傾倒，可將晶圓收 納部12内之接觸器11的外周緣部，按壓於連接板24上之 密封板26並加以固定（參照第2圖）。藉此操作，晶圓W 可藉晶圓保持器32而與載置台22上之加熱體29暫時接觸 。藉由使接觸器11之外周緣部與連接板24上之密封板26 1298917 玖、發明說明 彈力接觸而形成密封狀態，可使接觸器11彈性地接觸於連 接板24之彈簧針24A，使接觸器11與連接板24電性連接 。爾後，藉由操作晶圓搬送具60之操作桿62使磁路消磁 而解放殼體，可將晶圓搬送具60由接觸器11放開，將晶 5 圓收納部12壓入於框體19内。

之後，控制器20(參照第18圖）驅動按壓機構13之氣 缸機構13D，並由貫通孔13E將壓縮空氣壓入風箱13B内 。注入空氣後，氣缸機構13D將使按壓板13A及風箱13B 下降，按壓板13A下面之輔助加熱體2C便嵌入按壓機構 10 27之内側。於按壓板13A達下降端之狀態，按壓板13A 下面之輔助加熱體29C將與接觸器11相接觸。此時，如 第7圖所示，風箱13B内之加壓空氣的壓力係如同圖中箭 頭方向所示，透過辅助加熱體29C而將按壓板13A壓下至 接觸器11之中央部，使接觸器11可均勻地與整面晶圓W 15 相接觸。 來自按壓板13A及按壓機構27之按壓力，可透過各 向異性導電膜31而使接觸器11之凸塊11C與形成於晶圓 W之多層配線73上的電極墊片完全地電性連接。此處， 晶圓W之多層配線73可藉由與絕緣膜74積層之構造而形 20 成。此時，如第7B圖所示，有接觸器11將稍變形成波浪 狀態之情況。風箱13B内之加壓空氣可透過辅助加熱體 29C而使接觸器11之變形矯正成如第7A圖及第2圖所示 。藉該矯正與各向異性導電膜31，可以均等之按壓力而確 實地使接觸器11之整個凸塊與晶圓W之整個電極墊片完 30 1298917 玖、發明說明 全地電性連接。進行可靠度評估試驗時，由於可同時測試 512個το件，故與使用加熱爐之習知方法相較，可大幅削 減試驗時間。 前述態樣中，藉由經給氣孔22A而將不活性氣體供給 5於晶圓收納部12内一預定時間（譬如約3〇分），晶圓收納 12内之二氣便可由排氟孔22B排出，使晶圓收納部12 内呈不活性氣體J衣i兄，且该氧濃度為1 以下，具體而 言，可降至1〜5ppm以下。由於該氧濃度中，可確實地防 止晶圓W之電極墊片及金屬配線氧化，故可以譬如易氧化 10之銅或銅合金形成電極墊片及金屬配線。譬如第8A圖所 示’由形成進來使用於晶圓W上之銅、銅合金的塾片p並 於進行试驗前將之放置一長段時間時，塾片P之表面上將 形成氧化膜。該氧化膜會使電性導通變得困難。即使如此 ，藉由將氮氣等不活性氣體預先供給至晶圓收納部12内， 15 而使其呈不活性氣體環境，便可使晶圓收納部12内之氧濃 度降至數ppm程度。之後，藉由進行加熱並對接觸器11 及晶圓W施壓，即可改善兩者之電性連接。墊片p之表面 明顯氡化時，藉由將業已添加數％程度之氫氣等還原性氣 體之氮氣等不活性氣體供給於晶圓收納部12内，並加熱至 20 2〇〇以上，即可以還原性氣體使墊片P之氧化膜還原，改 善墊片P與接觸器11之電性連接。如此，於接觸器11與 晶圓W之電性導通呈良好狀態後，藉按壓機構13對接觸 器11加壓，便可使接觸器11與晶圓W確實地電性連接， 而進行可靠度高之可靠度評估試驗。此時，氮氣等不活性 31 1298917 玖、發明說明 氣體及氫氣等還原性氣體係由排氣孔22B排氣。藉由使晶 圓收納部12内為最小限度之空間，可將前述氣體之使用量 抑制至最小限度。 如此’本貫施態樣可以晶圓級（wafer level)進行可靠度 5評估試驗。由於可完全省略使用加熱爐之習知方法中之晶 圓切割程序及組裝（封裝）程序，故由該結果，可縮短試驗 時間及削減試驗成本。尤其是組裝程序中，要直接在由銅 、銅合金組成之墊片p上進行打線是極不易之事。因此， · 如第8B圖所示，於設置鋁之隔離層b及墊片層pi後，需 10連接線路L。然而，本實施態樣中，由於可使晶圓收納部 12内之氧濃度下降至數ppm程度，故可省略如前述之設置 : 鋁之隔離層B及墊片層pi。由該結果，可更進一步削減試 · 驗成本。此外，習知方法除設置鋁之墊片層外，尚需設置 鋁之隔離層之理由係，一般而言加熱爐之氣密性皆不理想 15 ，故銅、銅合金之墊片部於試驗中將氧化，而難以確保電 性導通。 _ 其次，加熱機構14進行作動。加熱體29及辅助加熱 體29C之溫度上升，前述二者29、29C由上下直接加熱晶 · 圓W。如此，藉由以加熱體29與輔助加熱體29C挾住晶 20圓W而由上下進行加熱，即可於短時間（譬如丨小時内）使 晶圓W升溫至目標溫度（最大35〇。〇。且，藉由令晶圓收 納部12為隔熱構造，可抑制因晶圓收納部12内之放熱而 導致之溫度下降。由該結果，可輕易地使晶圓W維持於目 標溫度。加熱體29可藉能個別發揮機能之第工、第2加熱 32 1298917 玖、發明說明 部29A、29B構成。如此，假設即使由接觸器u之外周緣 部放出熱ϊ ’外側之第2加熱部29B亦可確實地補足來自 接觸器11外周緣部之放熱份，使整面晶圓w維持於目標 溫度。而可使晶圓W面内之160°C〜35〇t範圍的溫度分布 5 偏差抑制為±2.0°C以下。 如第2圖所示，於高溫下進行電移試驗時，可令EM 測定部15A之接續基板15C與配線基板25之延長部分 25A的外部接續端子相接觸。之後，em測定部15 A對晶 圓W内之512個元件同時施行電移測定，而測試器部16 10解析試驗結果。此時，藉由使晶圓W安定地維持於35〇π 之咼溫，便可維持於能輕易地誘起各元件之銅配線的金屬 原子移動之狀態’由該結果，可於短時間内得到試驗結果 ，並可以較短之時間評估晶圓W上之各元件。 為進行電移試驗而施加電流時，本實施態樣之EM測 15定部15A可施加直流、脈衝直流及交流等三種類之電流。 使用習知之加熱爐的方法係僅可施加直流電流、或僅脈衝 直流、或僅交流之方式，而本實施態樣之可靠度評估試驗 裝置10卻可以一台機器對應三種類之電流施加方式。 施加前述三種類之電流時，試驗圖案77可使用形成於 20譬如第9A、9B圖所示之晶圓w上的試驗圖案。前述試驗 圖案是最頻繁使用者。基本的試驗圖案有如第9A圖所示 之單一端終端型之試驗圖案及如第9B圖所示之雙端型之 試驗圖案’前述單一端終端型之試驗圖案係指於電子流之 上流端具有接續孔者，而前述雙終端型之試驗圖案則係指 33 1298917 玖、發明說明

分別於電子流之上流端與下流端具有接續孔者。第9A圖 所示之單一端終端型之試驗圖案係電子透過接續孔而由下 層配線流向上流之配線時所用者。通常加速試驗電流密度 係採用0.5〜2.0MA/cm2，但試驗配線之長度L則需設定為 5 不會引起逆流效果之長度。雖配線長度L為50μηι以上即 可，但宜為100〜200μπι。又，試驗配線寬度可依作為元件 及對象之試驗内容而加以改變。通常可於進行試驗之配線 周圍，以元件之單側為10條、兩側共20條之程度來設置 虛設（dummy)之配線。 10 之所以配置前述虛設配線，係為迴避用以形成細小試 驗配線之微影程序中的鄰近效應（proximity effect)並得到目 標配線寬度，並且於進行電移試驗時可檢測來自配線之配 線材料，即金屬之擠壓（Extrusion)。試驗基本上係藉由對 四端子進行測定而監視擠壓情形。

15 首先，使用直流時，係使用第9A圖之單一端終端型 之試驗圖案，配線長度L則使用設定為ΙΟΟμιη之配線。試 驗配線為銅、銅合金製者時，試驗溫度宜為250°C〜350°C 。配線為鋁、鋁合金製者時，試驗溫度宜為150°C〜250°C 。施加之電流密度宜為0.5〜3MA/cm2程度，以避免因焦耳 20 熱而產生之溫度上升。於第10圖顯示使用第9A圖所示之 試驗圖案時之相對電阻值的變化。由該圖可知，電阻值完 全未上升之時間（Incubation Time)極長，之後電阻值急遽上 升（Growth Time)。此時，將電阻值上升至譬如10%、20% 之時點的時間定義為達不良之時間（Time To Failure)。第11 34 1298917 玖、發明說明 圖係顯示使用同樣之試驗圖案而同時進行譬如30個試驗時 之累積不良。第11圖雖使用對數常規分布作為統計上之分 布，但即使是韋氏分布、常規分布等，亦與對數常規分布 相同地，可靠度評估試驗裝置10均可輸出。第11圖中， 5 將達50%不良之時間定義為MTF (Median Time To Failure) 。近似直線時之傾斜的倒數即為電移之偏差。前述兩個值 於預測LSI的電移壽命上係極為重要之參數。 使用脈衝直流時，可施加譬如第12圖所示之脈衝直流 。此處很重要之一點即為脈衝頻率。作為脈衝頻率，需為 10 譬如50KHz〜10MHz程度，本實施態樣之可靠度評估試驗 裝置10可回應此要求。進行脈衝直流之電移試驗時，可知 能以脈衝頻率遷移金屬原子之移動模式。遷移之頻率為 100 KHz〜數MHz。因此，本實施態樣之可靠度評估試驗裝 置10可確實地測定電屬原子之移動模式。施加交流電流時 15 ，如第13圖所示，重點在於使頻率之正領域與負領域之面 積保持為相同之狀態來改變負載比（ton/tcycle)。此係由於與 LSI電路上頻繁產生之金屬原子的動作極為類似之故。 對晶圓W狀態之元件進行電移試驗時，可同時對512 個元件進行試驗。相對於此，使用習知之加熱爐的方法， 20 最多僅可對100個程度之元件進行試驗。因此，本發明實 施態樣之試驗能力提高了有4、5倍。又，藉由使用晶圓 W上之試驗圖案的配置與可靠度評估試驗裝置10之誓言 圖案分類機能，可效率良好地同時得到可靠度技術開發上 即為重要之資料，即配線寬度依存性（主擴散徑之識別）（參 1298917 玖、發明說明 照第14A〜14C圖）、臨界長度（Lc:Critical length)(參照第15 圖）、Reservoir長度依存（參照第15B圖）等。相對於此，使 · 用加熱爐之習知方法於測定各資料時，卻需組裝各封包， 且試驗程序非常繁複，須經過長時間才能得到結果。 5 又，藉由對形成於晶圓上之元件進行試驗，由於可以 第16所示之晶圓圖像輸出與可靠度有關之輸出參數，譬如 TTE及初期電阻值等於晶圓w面内之分布狀態，故可立即 掌握該分布狀態。譬如第16圖中，以雙重才票示之元件# # 輸出結果即係表示第1〇圖所示之相對電阻值的變化之圖。 1〇由顯示第11圖所示之累積不良分布之圖便可立即判知相對 於相對電阻值之時間的變化及相對於時間之累積不良。因 、 此，依試驗結果，可於短時間内效率良好地得到目的資料 k ，且，可以測試器部16而於短時間内效率良好地正確的解 析 > 料。相對於此，使用加熱爐之習知方法，由於需於切 15割晶圓後，將各元件置入封包時紀錄哪一元件為不良元件 ，故需花費相當多時間，此外亦有發生紀錄錯誤等誤失情 · 形之虞。 進行電移試驗後，可藉資料通信而將試驗結果由可靠 度評估試驗裝置傳送至對準器5〇。由於對準器5〇設有對 · 2〇準用之照相機及顯微鏡，故將進行試驗後之晶圓W置於對 · 準室52内後，可藉對準機構而使不良品對準顯微鏡之正下 方，如此便可即刻觀察因空隙等之電移而產生之不良。且 ，可以影像保存512個試驗圖案之觀察結果。又，譬如， 若晶圓圖像上有電阻情形怪異之元件，可立即將該影像顯 36 1298917 玖、發明說明 示於顯示裝置57之畫面上。對準器50可依需要而以手動 模式操作照相機，以高倍率觀察不良部分及其週邊。進而 ，若預先指定欲抽出之電阻情形、空隙產生處等，於試驗 後以對準器50觀察後，即可自動地將前述狀況列表。相對 5 於此，使用加熱爐之習知方法，由於是從封包内取出元件 並以顯微鏡一個個地進行觀察，故於進行觀察上需花費許 多勞力及時間。 進行前述電移試驗時，使晶圓W面内之溫度分布控制 為譬如160°C〜350°C、± 2°C以内之範圍。電移試驗可以溫 10 度及電流密度之加速條件下進行。其試驗結果，可得MTF 及偏差σ。進而，改變溫度條件與電流密度，求得加速參 數之 Ea(Activation energy)與 n(Current exponent)，最後求 得 Juse(Use current dentisy at operating condition) 〇 該 Juse 越 大越佳。n則由於電移之原理，故為1 (growth time之成分 15 )〜2(incubation time之成分）之間。N可依以下情況而加以 變化，即，依試驗圖案之形成狀況、以及相對電阻之變化 是將達多少百分比者為視為不良。Ea則依相對於擴散之活 性化能、或者以何種材料及製程形成試驗圖案而加以決定 。Ea與η係因應晶圓W而決定者，並不是依可靠度評估試 20 驗裝置10之性能而加以決定。相對於此，偏差σ卻會對可 靠度評估試驗裝置10之性能造成影響。於第17圖顯示對 MTF及σ之Juse造成影響之程度。由第17圖可知，偏差之 σ影響顯著。換言之，σ越大，譬如σ若為0.5以上，對 MTF之長度所造成之影響便越少。偏差σ有起因於晶圓 1298917 玖、發明說明 W(LSI之製程）者以及起因於可靠度評估試驗裝置者。 起因於可靠度評估試驗裝置10之偏差σ越小越好。因可靠 度評估試驗裝置10而產生之偏差or，有起因於晶圓w面 内之溫度分布者以及起因於電流偏差者等兩種類。第18A 5 、18B圖分別係表示起因於電流偏差之Juse損耗與起因於 溫度分布（偏差）之juse損耗。由該等之計算結果可知，因溫 度分布而造成之損耗極大。由此事可知，可靠度評估試驗 裝置10中，藉由使用加熱機構14並於極狹小之空間内直 接且均等地加熱晶圓W之整面，則即使於350°C之高溫下 10 ，亦可將溫度分布抑制為± 2°C以内。因此，可抑制起因於 可靠度評估試驗裝置1〇之偏差，進行可靠度高之電移試驗 〇 除前述之電移試驗外，進行漏電電流測定（Bias_ Temperature Testing:BT 試驗）或 TDDB(Time Dependent 15 Dielectric Breakdown)試驗時’可以切換機構將EM測定部 15A之接續基板15C切換至BT測定部15B之接續基板 15D。藉此切換，便可以一台裝置進行完全不同之試驗。 依本發明之實施態樣，不但可省略習知之組裝程序，並可 一次對大量元件進行試驗。由此’可削減試驗成本’並提 20 高試驗效率。 第19A〜19D圖係表示用於漏電電流試驗上之試驗圖案 的一例。如同圖所示，基本上，該試驗圖案不同於梳型試 驗圖案之圖案，是配置於配線間之平面圖案或配線圖案。 於第19B圖及第19D圖中，以斜線表示之部分分別表示由 38 1298917 玖、發明說明 第19A圖及第19B圖中以單點虛線表示之方向視之配線的 截面，第19C、19D圖中之□係表示與上層配線之接續孔 。漏電電流試驗係，將晶圓W保持於某溫度之狀態而施加 電壓，監視產生於配線間之漏電電流的變化一段時間。直 5 至漏電電流達某一定值之時間，即為該試品達不良之時間 。與電移試驗相同地，登錄達不良之時間分布。漏電電流 試驗中，韋氏分布與特性壽命(characteristic life)—致。

該試驗亦與電移試驗相同地，可同時對大量元件進行 試驗，由於可將對應試驗圖案之各個試驗結果分類，故可 10 同時取得電場依存性等多數測定資料。又，製作接觸器11 時，藉由將電移試驗用與漏電電流試驗用之墊片位置配置 於相同之接觸器11内，便可同時進行電移試驗與漏電電流 試驗。然而，電移試驗與漏電電流試驗中之加速溫度則限 制為相同之溫度。電移試驗與漏電電流試驗中之加速溫度 15 不同時，則須權宜地活用可靠度評估試驗裝置10。 如前述，本實施態樣係，可於用以收納與接觸器11呈 完全地電性連接狀態之晶圓W的晶圓收納部12中，設置 一用以按壓接觸器11之按壓機構13、及一藉該按壓機構 13而直接加熱與接觸器11呈完全地接觸狀態之晶圓W之 20 加熱機構14。因此，可對形成於晶圓上之100以上之元件 ，具體而言，可對512個元件進行電移試驗及漏電電流等 可靠度評估試驗。因此，可削減如習知之將晶圓W切割為 元件單位之切割程序以及組裝經切割後之各元件的程序， 故可削減試驗成本，並可於短時間内效率良好地進行多數 39 1298917 玖、發明說明 種可靠度評估試驗。 晶圓收納部12可具有：一載置台22，係用以載置與 接觸器11完全地電性連接之晶圓者；一連接板24，係環 繞該載置台22且與接觸器11電性連接者；及一配線基板 5 25，係與該連接板24電性連接且用以支撐載置台22者。 藉此構造，可使晶圓收納空間為一最小限度之空間，且可 於短時間内使晶圓W之溫度上升至160°C以上、具體而言 為升至350°C。 按壓機構13可具有：一按壓板13A，係與接觸器11 10 相接觸者；一金屬製之風箱13B，其下端係連結於該按壓 板13A ; —支撐板13C，係連結於該風箱者；及一用以將 空氣壓入前述組件内之構件。藉此構造，可藉空氣壓而將 接觸器11與晶圓W之接觸壓抑制為最適當之程度。 可於連接板24上設置密封板26。該密封板26係藉由 15 與接觸器11相接觸而由外部密封晶圓收納部12内。又， 設置一可將氮氣等不活性氣體供給於晶圓收納部12内之構 件。藉此構造，可將晶圓收納部12内之氧濃度降至lOppm 以下，具體而言，可降至為1〜5 ppm以下。由該結果，可 防止形成於晶圓W上之銅配線等金屬配線氧化，因而可確 20 實地使接觸器11與晶圓W電性連接，確實地進行可靠度 評估試驗。可依需求而將氫氣等還原性氣體添加於不活性 氣體中，藉此，即使金屬墊片明顯氧化時，仍可確實地還 原該氧化膜，使接觸器11與晶圓W確實地電性連接，因 而確實地進行可靠度評估試驗。 40 1298917 玖、發明說明 加熱機構14可藉第1加熱部29A、第2加熱部29B 而由下面側加熱晶圓W，並藉輔助加熱體29C由上面側加 熱晶圓W。藉此構造，可由上下直接加熱晶圓W兩面，而 於短時間内使晶圓溫度上升至目標溫度（160°C以上、具體 5 而言為350°C)。由於晶圓收納部12為隔熱、氣密構造， 故可確實地使試驗中之溫度維持於目標溫度，並使整面晶 圓W之溫度抑制為士2°C以下，而得幾乎未有溫度偏差現象 之可靠度高的試驗結果。 可設置EM測定部15A及BT測定部15B，以及一用 10 以交互切換前述測定部15A、15B之切換機構。藉此構造 ，可以一台裝置同時或交互切換而進行電移試驗與漏電電 流試驗，故可提高試驗效率，並削減試驗成本。 本實施態樣具有一可於進行電移試驗時，施加直流、 脈衝直流、交流等三種電流之機能。藉此構造，本實施態 15 樣可於一次之試驗中進行三種類的試驗，縮短試驗時間。 又，本實施態樣亦可將形成於晶圓W上之多數試驗圖案分 類。且，本實施態樣可同時對前述多數分組中之5組以上 進行試驗，具有分組機能。因此，可以一次之試驗而得與 可靠度有關之多數參數，提高試驗效率及資料解析效率。 20 本實施態樣中，接觸器11可具有耐熱性基板11A。該 耐熱性基板11A，其平面方向之熱膨脹率可為1〜50ppm/°C 。因此，即使於160°C以上、譬如350°C之高溫下，其與晶 圓W間之熱膨脹幾乎無差別，可確實地使接觸器11與晶 圓W間電性連接。耐熱性基板11A之材料可為選自於譬如 1298917 玖、發明說明 聚醯亞胺、二馬來醯亞胺α丫4等耐熱性樹脂；摻有補強材（ 譬如玻璃布、碳纖維等）之耐熱性樹脂；鋁、銅、不鏽鋼、 不脹鋼、不變鋼等金屬；以矽等導體及氮化鋁、碳化矽等 為主體之陶瓷中之至少一種材料，藉此，可確保前述熱膨 5 脹率。進而，可以絕緣性覆膜11F覆蓋與晶圓W之接續部 以及與連接板24之彈簧針24Α的連接部外之部分。因此 ，可防止接觸器11與晶圓W間多餘之電性連接，並取得 接觸器11與晶圓W間安定之電性導通。又，可使各向異 性導電膜31介於接觸器11與晶圓W之間。因此，可確實 10 地使接觸器11之凸塊與晶圓W之電極墊片電性導通。 又，本實施態樣中，可具有：一對準器50，係用以使 接觸器11與晶圓W完全的接觸者；一晶圓搬送具60，係 用以直接搬送於該對準器50中呈完全地接觸狀態之接觸器 11與晶圓W者；及一可靠度評估試驗裝置10，係經由該 15 晶圓搬送具60，使用以一體化之狀態直接收納之接觸器11 來進行晶圓W之可靠度評估試驗者。對準器50可確實地 使接觸器11之凸塊與晶圓W之電極墊片相接觸，並以殼 體將兩者一體化後，透過晶圓搬送具60而將殼體搬送至可 靠度評估試驗裝置10，且可靠度評估試驗裝置10可確實 20 地進行可靠度評估試驗。又，可靠度評估試驗裝置10與對 準器50係構造成可進行資料通信。因此，於可靠度評估試 驗裝置10所獲得之試驗結果可直接送至對準器50，對準 器50可以晶圓圖像顯示試驗結果，並加以利用。又，對準 器50可具有一依試驗結果來觀察晶圓W之顯微鏡。因此 1298917 玖、發明說明 ，可於晶圓圖像上指定經試驗之元件，並直接觀察所指定 之元件的空隙等，於後續之製程開發上可做有效利用。又 ，該觀察影像可保存於對準器50及可靠度評估試驗裝置 10雙方。 5 本實施態樣中，晶圓搬送具60可具有磁鐵。因此，對 準器50可透過晶圓保持器32，使完全相接觸之接觸器11 、各向異性導電膜31及晶圓W以殼體而一體化，並加以 固定。可不產生錯位地確實搬送接觸器11與晶圓W。 【實施例】 10 參照第20〜22圖，具體說明製造本發明之接觸器的方 法及其性能。 實施例1 本實施例係說明製造第3 ΒΓ所示之接觸器之例。首先 ，藉由將譬如由平均粒徑0.6μπι之氮化鋁粉末100重量部 15 、平均粒徑0·4μιη之钍釔礦粉末4重量部、丙烯系樹脂黏 結劑12重量部及醇20重量部所組成之組成物喷霧乾燥， 調製顆粒狀之組成物粉末。其次，將該顆粒狀粉末投入模 具中，使之成形呈平板狀，得到成形體（green)。以1890°C 、壓力15MPa熱壓該成形體10小時，得到厚度5mm之氮 20 化鋁燒結體。由該燒結體切出直徑310mm之圓板狀的基板 ，得到第20A圖所示之耐熱性基板11A。該耐熱性基板 11A之平面方向的熱膨脹率為4.5ppm/°C。 接著，使用濺鍍裝置，將銅濺鍍於耐熱性基板11A之 表面，如第20B圖所示，形成厚度5μιη之銅薄膜11B!。 f 1298917 玖、發明說明 進而，以層合（laminat)用膜101層合銅薄膜ΙΙΒ!。將層合 用膜101曝光，進行顯像處理，形成具有銅薄膜11B!部分 露出之開口部101A的蝕刻用抗蝕膜101(參照第20C圖）。 之後，使用 55°C 之 HF/HN03 水溶液（HF/HN03/水= 1/1/2)， 5 除去形成蝕刻用抗蝕膜101之部分以外的銅薄膜11B!(參照 第20D圖）。除去蝕刻用抗蝕膜101，形成由金屬銅形成之 導體電路11B(參照第20E圖）。 然後，使用旋轉塗佈法於耐熱性基板11A之主面（形成 導體電路11B側之面）上塗佈形成凸塊用之液體抗蝕液。以 10 溫度160°C使之乾燥20分鐘，形成抗蝕塗膜。其次，對抗 蝕塗膜進行曝光、顯像處理，如第21A圖所示，形成具有 凸塊形成用之開口部102A的鍍敷用抗蝕膜102。再來，進 行無電解鎳鍍浴時，由開口部102A對導體電路11B施行 鎳鍍敷11CH4(參照第21B圖），如第21C圖所示，除去鍍 15 敷用抗蝕膜102，形成用以與晶圓W接觸之凸塊11C。進 而，於導體電路11A及凸塊11C上形成鎳鍍敷膜103(參照 第21D圖）。 又，如第22A圖所示，使用旋轉塗佈法，將預先把黏 度調整為30Pa· s之感光性卡爾特（kald)型聚合物的溶液， 20 塗佈於鎳鍍敷膜103及耐熱性基板11A的整個表面上，之 後以160°C之溫度乾燥20分鐘，形成光阻膜104。爾後， 如第22B、22C圖所示，於相當於凸塊開口部之部分，將 描繪有黑色線條之光蝕刻用遮罩載置於光阻膜104上後， 以400mJ/cm2之條件照射紫外線，對光阻膜104進行曝光 44 1298917 玖、發明說明 、顯像處理，形成用以與晶圓W接續之接續用開口 104A 。進而，如第22D圖所示，由開口部104對凸塊11C及導 體電路11B施行貴金屬（譬如金）鍍敷105。藉前述一連串 之處理，可於耐熱性基板11A上形成導體電路11B及凸塊 5 11C。又，雖未圖示，但與前述一連串之處理相同地，形

成一用以使接續用墊片部11E露出之開口部，而該接續用 墊片部11E可用以與可靠度評估試驗裝置10之彈簧針24A 相接觸者（參照第3A、3B圖）。凸塊為方形形狀，節距方向 之最大長度為75μπι。 10 實施例2

本實施例說明有關製造第4圖所示之接觸器11之方法 。對一譬如由平均粒徑Ι.ίμιη之碳化矽粉末100重量部、 燒結助劑之碳化硼粉末0.5重量部、丙烯系樹脂黏結劑12 重量部及醇20重量部組成之組成物進行喷霧乾燥，調製顆 15 粒狀之組成物粉末。其次，將該顆粒狀之組成物粉末投入 模具中，成形呈平板狀，得到成形體（green)。以2100°C、 壓力17.6MPa熱壓10小時，得到厚度為3mm之碳化矽製 之陶瓷基板。將該陶瓷基板浸潰於以1500°C溶融之矽溶液 中，使陶瓷基板含浸於矽溶液内。接著，由表面將該陶瓷 20 基板切出直徑210mm之圓板狀，得複合體基板。該複合體 基板之平面方向的熱膨脹率為3.6ppm/°C。於該複合體基 板上塗佈玻璃漿料（G-523N:昭榮化學工業（股份有限公司） 製）後，以600°C焙燒1小時，於一以碳化矽為主成分之複 合體基板的表面上形成厚度2μιη之矽氧化膜11G，得到耐 45 1298917 玖、發明說明 熱性基板11 A(參照第4圖）。且，依前述程序而於該耐熱 性基板11A之主面上形成導體電路11B。 即，使用濺鍍裝置，將銅濺鍍於耐熱性基板11A之表 面，形成厚度5μιη之銅薄膜。進而，以層合用膜層合銅薄 5 膜。對層合用膜進行曝光、顯像處理，形成銅薄膜部分露 出之蝕刻用抗蝕膜。其後，使用55°C之HF/HN03水溶液 (HF/HN03/水= 1/1/2)，除去形成蝕刻用抗蝕膜之部分以外 的銅薄膜後，除去蝕刻用抗蝕膜，形成由金屬銅組成之導 體電路11B。 10 接著，使用旋轉塗佈法，將一預先把黏度調整為30Pa • s之感光性卡爾特型聚合物之溶液，塗佈於耐熱性基板 11A之整個主面上，之後以150°C之溫度乾燥20分鐘，形 成由感光性卡爾特型聚合物之半硬化膜組成之樹脂層。其 次，將描繪有黑色線條之光蝕刻用遮罩載置相當於晶圓之 15 墊片部、以及用以與可靠度評估試驗裝置10之彈簧針24A 接續之接續用墊片部11E的開口部部分。以400mJ/cm2之 條件照射紫外線，對前述樹脂層進行曝光、顯像處理，形 成用以與晶圓W接觸之接續用開口部、及用以使接續用墊 片部11E露出之開口部，而該接續用墊片部11E係用以與 20 可靠度評估試驗裝置10之彈簧針24A相接觸者。之後， 以250°C使樹脂層硬化120分鐘，形成絕緣性覆膜11F。進 而，使用金鍍敷，於墊片部形成厚度〇·〇3μηι之金層，得到 第4圖所示之接觸器11。 實施例3 1298917 玖、發明說明 本實施例係使用混有玻璃布之聚亞胺基板（平面方向之 熱膨脹率為30ppm/°C)作為基板材料。該基板係，將聚亞 胺樹脂含浸於玻璃布，並以80°C乾燥1小時，疊層1〇片 B-階段（stage)之預潰材（preperg)，再以 7.8MPa、120°C 加熱 5 1小時並加壓而製得。即，使用濺鍍裝置將銅濺鍍於聚亞

胺基板之表面，形成厚度5μπι之銅薄膜。進而，以抗蝕用 膜（東京應化（股份有限公司）製DF)層合銅薄膜。對抗蝕用 膜進行曝光、顯像處理，形成銅薄膜部分露出之蝕刻用抗 蝕膜。之後，使用55°C之HF/HN03水溶液（HF/HN03/水 10 =1/1/2)，除去形成蝕刻用抗蝕膜之部分以外的銅薄膜。除 去蝕刻用抗蝕膜，形成由金屬銅組成之導體電路。

接著，使用旋轉塗佈法將一預先把黏度調整至30Pa · s之感光性卡爾特型聚合物之溶液塗佈於聚亞胺基板的整 個主面上，之後以150°C之溫度乾燥20分鐘，形成由感光 15 性卡爾特型聚合物之半硬化膜組成之樹脂層。其次，於相 當於晶圓W之墊片部、以及用以與可靠度評估試驗裝置 10之彈簧針24A接續之接續用墊片部11E的開口部部分， 將描繪有黑色線條之光蝕刻用遮罩載置於前述樹脂層上， 之後，以400mJ/cm2之條件照射紫外線，對前述樹脂層進 20 行曝光、顯像處理，形成用以與晶圓W接觸之接續用開口 部、及用以使接續用墊片部11E露出之開口部，而該接續 用墊片部11E可用以與可靠度評估試驗裝置10之彈簧針 24A相接觸者。之後，以250°C加熱120分鐘，使樹脂層 本硬化，形成絕緣性覆膜11F。進而，使用金鍍敷，於用 47 1298917 玖、發明說明 以與晶圓w相接觸之接續墊片部、及用以與可靠度評估試 驗裝置10相接觸之接續用墊片部的表面形成金層，並使用 接線裝置形成尖塔狀之金凸塊，得到接觸器。 比較例1 5 本比較例係使用碳纖維作為基板材料。將譬如碳纖維（ 東レ製T-300等效品：纖維徑15μιη)與苯酚樹脂混合，於氮 氣中、100°C之溫度下，以19.6MPa之壓力熱壓，得一耐 熱性基板，該耐熱性基板係平面方向之熱膨脹率為 0.9ppmrc之碳基板。將玻璃漿料（昭榮化學工業（股份有限 10 公司）製G-523N)塗佈於前述碳基板上，以600°C焙燒1小 時，於表面形成厚度2μιη之矽氡化膜。 使用濺鍍裝置，將銅濺鍍於耐熱性基板之表面，形成 厚度5μπι之銅薄膜。進而，以抗蝕用膜（東京應化（股份有 限公司）製DF)層合銅薄膜。對抗蝕用膜進行曝光、顯像處 15 理，形成銅薄膜部分露出之蝕刻用抗蝕膜。之後，使用55 °(：之HF/HN03水溶液(HF/HN03/水= 1/1/2)，除去形成蝕刻 用抗蝕膜之部分以外的銅薄膜。除去蝕刻用抗蝕膜，形成 由金屬銅組成之導體電路。 其次，使用旋轉塗佈法將一預先把黏度調整至30Pa· 20 s之感光性卡爾特型聚合物之溶液，塗佈於耐熱性基板之 整個主面上。以150°C之溫度乾燥20分鐘，形成由感光性 卡爾特型聚合物之半硬化膜組成之樹脂層。其次，於相當 於晶圓W之墊片部、及用以與可靠度評估試驗裝置10之 彈簧針24A接續之接續用墊片部11E的開口部部分，將描 1298917 玖、發明說明 繪有黑色線條之光蝕刻用遮罩載置於前述樹脂層上，之後 ，以400mJ/cm2之條件照射紫外線，對前述樹脂層進行曝 光、顯像處理，形成用以與晶圓W接觸之接續用開口部、 及用以使接續用墊片部11E露出之開口部，而該接續用墊 5 片部11E可用以與可靠度評估試驗裝置10之接觸端子相接 觸。之後，以250t加熱120分鐘，使樹脂層硬化，形成 絕緣性覆膜11F。進而，使用金鍍敷，於用以與晶圓W相 接觸之接續墊片部、及用以與可靠度評估試驗裝置10相接 觸之接續用墊片部的表面形成金層，並使用接線裝置形成 10 尖塔狀之金凸塊，得到接觸器。 比較例2 本比較例除使用苯酚樹脂板以外，皆與比較例1相圖 。該苯酚樹脂板係將未硬化之苯酚樹脂置入氟樹脂製之鑄 模，以120°C硬化而得者。該基板之平面方向的熱膨脹率 15 為 60ppm/°C。 針對以前述各實施例及比較例所得之接觸器，使用凸 塊對準器，求得於25°C及250°C中之晶圓W與接觸器之接 觸率，得到下述表1所示之結果。依例示於下述表1之結 果，可知本實施例1、2、3之接觸器11均顯示100%之接 20 觸率，可於250°C之高溫下使用。相對於此，比較例1、2 之例，可知於室溫程度之溫度下雖顯示100%之接觸率，但 卻無法於25(TC之高溫下使用。 1298917 玖、發明說明 表1 25〇C 250〇C 實施例1 100% 100% 實施例2 100% 100% 實施例3 100% 100% 比較例1 100% 50% 比較例2 100% 60% 此外，本發明並不限於前述實施態樣，於本發明之範 疇内，可適宜地設計變更各構成要素。譬如，可藉隔熱材 形成按壓機構13之按壓板13A，只要能防止來自接觸器 5 11上端面之放熱，亦可不設輔助加熱體29C。又，於本實 施態樣中，接觸器11與晶圓W間雖隔有各向異性導電膜 31，但只要構造成可使接觸器11之凸塊與晶圓W之電極 墊片呈彈性接觸，則各向異性導電膜31亦可不介於兩者中 間。 10 又，本發明之接觸器亦不限於前述實施態樣。要點是 ，具有呈現平面方向之熱膨脹率為1〜50ppm/°C特性之耐熱 性基板的接觸器係内含於本發明。又，不用說，本發明之 接觸器亦可使用於可靠度評估試驗以外之場合。 發明之效果 15 本發明係提供一種可靠度評估試驗裝置、可靠度評估 試驗系統、接觸器及可靠度評估試驗方法，依本發明，可 以晶圓級迅速且效率良好地對半導體元件進行具高可靠度 之可靠度評估試驗，並且可降低可靠度評估試驗所需之勞 1298917 玖、發明說明 力及費用。 【圖式簡單兒明】 第1A、1B圖係例示本發明可靠度評估試驗裝置之一 實施態樣，第1A圖係例示該重要部位之構成圖，第1B圖 5 係例示控制器之斜視圖。 第2圖係例示使用第1圖所示之可靠度評估試驗裝置 來進行圓之可罪度评估試驗時，於此狀態下之重樣部位 的剖面圖。 第3A、3B圖係例示本發明接觸器之一實施態樣，第 10 3A圖係其剖面圖，第3B圖係其平面圖。 第4圖係例示本發明接觸器之其他實施態樣的剖面圖 〇 第5A、5B圖係例示用以使晶圓與接觸器對位之對準 器的一例，第5A圖係例示其外觀之斜視圖，第5B圖係例 15 示固定機構之剖面圖。 第6圖係例示使用晶圓搬送具且吸附有殼體時之狀態 的側面圖。 第7A圖係一模式圖，例示透過第2A圖所示之按壓機 構而使接觸器與晶圓為完全的接觸之狀態的側面，第7B 20 圖係一側面圖，用以擴大顯示接觸器呈彎曲之狀態。 第8A圖係一剖面圖，擴大顯示本發明之可靠度評估 試驗方法所使用之晶圓的銅配線中之電極墊片部，第8B 圖係一剖面圖，擴大顯示使用習知之加熱爐來進行之可靠 度評估試驗方法所使用之晶圓的銅配線中之電極塾片部。 1298917 玖、發明說明 第9A、9B圖係例示電移試驗所用之晶圓上的試驗圖 案之平面圖，第9A圖係例示單一終端型之圖，第9B圖係 例示雙終端型之圖。 第10圖之圖表係例示電移試驗中之相對電阻變化與試 5 驗時間之關係。

第11圖之圖表係例示因電移試驗而產生之累積不良。 第12圖係例示使用脈衝直流之電移試驗中所施加之電 流的波形。 第13圖係例示使用交流之電移試驗中所施加之交流的 10 波形。 第14A-14C圖係分別例示主擴散徑（pass)與MTF之配 線寬度依存性的關係。 第15A圖之圖表係例示臨界長測定結果，第15B圖之 圖表係例示MTF之Reservoir長依存。 15 第16圖係例示TTF、初期電阻之晶圓分布。

第17圖之圖表係例示對MTF、σ之Juse所造成之影 響。 第18A圖之圖表係例示因電流之偏差所引起之^^損 耗，第18B圖之圖表係例示因溫度分布而引起之Juse損耗 20 〇 第19A-19D圖係例示BT試驗(TDDB試驗）所使用之試 驗圖案之一例，第19A圖係例示上層配線圖案之平面圖， 第19B圖係第19A圖之剖面圖，第19C圖係例示下層配線 圖案之平面圖，第19D圖係第19C圖之剖面圖。 52 1298917 玖、發明說明 第20A-20E圖係例示製造本實施態樣之接觸器的程序 第21A-21D圖係例示第20A-20E圖所示之程序之後的 接觸器製造程序。 5 第22A-22D圖係例示第21A-21E圖所示之程序之後的接觸 器製造程序。 【圖式之主要元件代表符號表】 B···隔離層 llBi··.銅薄膜 L...線路、配線長度 11C...凸塊 P...墊片 叫"鎳鍍敷 P1...墊片層 11D…接續墊片部 W…晶圓 11E...接續用墊片部 10·.·可靠度評估試驗裝置 11F…絕緣性覆膜 101...層合用膜、蝕刻用抗餘膜 11G···絕緣層、矽氧化膜 101A···開口部 12...晶圓收納部 102...鍍敷用抗餘膜 13…按壓機構 102A...開口部 13A...按壓板 103…鎳鍍敷膜 13B···風箱 104···光阻膜 13C…支撐板 104A...開口部 13D…氣缸機構 105…貴金屬鍵敷 13E···貫通孔 11·.·接觸器 14…加熱機構 11A···耐熱性基板 15···測定部 11B···導體電路 15A··.電移(EM)測定部

53 1298917 玖、發明說明 15B...漏電電流(BT)測定部 27C...耐熱性彈簧構件 15C、15D…接續基板 27D...臂體 15E...外部接續端子 27E···鎖定機構 16...測試器部 28...氧濃度測定部 17…溫度控制器 29...加熱體 18…測試器管理部 29A···第1加熱體 19...框體 29B.··第2加熱體 20...控制器 29C...輔助加熱體 20A...監視器畫面 31...各向異性導電膜 20B...滑鼠 31A...四氟化乙烯樹月旨板 21…滑動機構 31B.··集合體 22...載置台 32···晶圓保持裔 22A…給氣孔 50...對準器 22B…排氣孔 51...裝載室 23···隔熱機構(筒體） 52...對準室 24…連接板 53…頂板 24A…接觸端子 53A··.第1開口部. 25…配線勒反 53B...固定機構 25A…延長部分 53C···凹陷部 26...密封板 53D...按壓構件 27…按壓機構 53E· · ·氣缸 27A…第1板狀構件 53F···第2開口部 27B·.·第2板狀構件 54…開閉驅動機構

54 1298917 玖、發明說明 55.. .主炎頭 56.. .XY移動台 57.. .顯示器 59…資料通信線路 60…晶圓搬送具 61…盒體 62.··操作桿 63…把手 71·.·殼體 73…多層配線 74.. .不活性氣體供給裝置、絕緣 膜 75…凸塊 76…氣體壓入機構 77…磁路、試驗圖案 78.. .切換機構 79···顯微鏡

55

Claims (1)

1. .、更)正本. 1 · 一種可靠度評估試驗裝置，包括： 一測定部；及， 一收納部，係用以收納與接觸器完全地電性連接 之半導體晶圓，且於其與測定部之間傳送及接收試驗 5 用信號，並且為氣密、隔熱構造者； 該可靠度評估試驗裝置係依據來自前述測定部之 試驗用信號而對半導體晶圓之可靠度進行試驗，且具 有··

   一按壓機構，係於前述收納部中對前述接觸器進 ίο 行按壓者；及， -加熱機構，係用以將藉該按壓機構而與前述接 觸器完全地電性連接之半導體晶圓加熱至預定溫度者 j 此處，可靠度評估試驗試驗裝置係於加速條件下 15 ，評估形成於前述半導體晶圓上之多層配線的配線及

   絕緣膜的可靠度。 2.如申請專利範圍第Μ之可靠度評估試驗裝置其中 該收納部具有： 20 一載置台 構造者； 係用以載置 如述半導體晶圓且為隔熱 ’且與前述接觸器電 一連接板 性連接；及， 係環繞該載置台 一配線基板’係與該連接板電性連接，且用以發 傳送及接收來自前述測定部之試驗用信號者。 56 1298917 拾、申請專利範圍 3·如申請專利範圍第2項之可靠度評估試驗裝置，其中 於該連接板上更包括： 一密封構件，係與前述接觸器相接觸，且由外部 密封前述收納部内；及， 5 一供給機構，係用以將不活性氣體及/或還原性氣 體供給至前述收納部内者。 4·如申請專利範圍第1項之可靠度評估試驗裝置，其中 該按壓機構包括： 一按壓板，係用以按壓前述接觸器者· 10 σ 一管狀元件，其下端係連接於該按壓板上； 一支撐體，係連結於該管狀元件之上端且可升降 者；及， 壓入構件，係用以將氣體壓入於以前述按壓板 、管狀元件及支撐體所形成之空間内者。 15 5·如申請專利範圍第1項之可靠度評估試驗裝置，其中 該加熱機構具有一加熱體，該加熱體係用以由下面側 均勻地加熱前述半導體晶圓的整面，且兼作前述載置 台。 20 6·如申請專利範圍帛5項之可靠度評估試驗裝置，其中 該加熱體包括·_ 一第1加熱部，係用以加熱前述半導體晶圓之中央 部者；及， 一第2加熱板，係環繞該第丨加熱部，且用以加熱 月'J述半導體晶圓之外周緣部者。 57 1298917 拾 7. 5 9. 10. 10 11. 15 12. 13. 20 14. '申請專利範圍 如申請專利範圍第5項之可靠度評估試驗裝置，其中 該加熱機構具有一輔助加熱體，該輔助加熱體係用以 由上面側加熱前述半導體晶圓之整面者。 如申請專利範圍第1項之可靠度評估試驗裝置，其中 該測定部具有一電移測定部及一漏電電流測定部。 如申請專利範圍第8項之可靠度評估試驗裝置，其係 具有一切換機構，該切換機構係用以交互切換前述各 測定部者。 如申請專利範圍第8項之可靠度評估試驗裝置，其中 孩電移測定部具有一可施加直流、脈衝直流及交流等 三種電流之機能。 如申請專利範圍第1項之可靠度評估試驗裝置，其中 該半導體晶圓上形成有多數試驗圖案，且該裝置具有 可將前述多數試驗圖案分組，同時進行5組以上之 可靠度評估試驗的試驗圖案分類機能。 如申請專利範圍第1項之可靠度評估試驗裝置，係具 有一介於前述接觸器與半導體晶圓間之各向異性導電 膜。 如申請專利範圍第1項之可靠度評估試驗裝置，其中 該測定部可同時對形成於前述半導體晶圓内之100個 以上的半導體元件進行可靠度評估試驗。 如申請專利範圍第1項之可靠度評估試驗裝置，其中 該晶圓收納部具有一隔熱構造，該隔熱構造係用以將 前述半導體晶圓維持於l6(rc以上之溫度者。 58 1298917 拾、申請專利範圍 15.如申請專利範圍第1項之可靠度評估試驗裝置，其中 5亥接觸器具有一耐熱性基板，且該耐熱性基板之熱膨 脹率為1〜SOppm/。。。 16·種可靠度評估試驗系統，具有·· 一對準器，係用以使接觸器與半導體晶圓完全的 接觸者； 一搬送具，係用以搬送藉該對準器而呈完全的接 觸狀態之前述接觸器與半導體晶圓者；及， /一如申請專利範圍第！項之可靠度評估試驗裝置， 係用以進仃藉該搬送具而搬送之半導體晶圓的可靠性 評估試驗者。 17·如申睛專利範圍第16項之可靠度評估試驗系統，係 可於前述對準器與前述可靠度評估試驗裝置間進行資 料通信。 W如申請專利範圍第16項之可靠度評估試驗系統，其 中该對準器具有一顯微鏡，該顯微鏡係依前述半導體 晶圓之試驗結果來觀察該半導體晶圓。 a如申請專利範圍第16項之可靠度評估試驗系統，其 中該搬送具具有一磁鐵，該磁鐵係用以使前述接觸器 及半導體晶圓一體化者。 。 20.如申請專利範圍第16項之可靠度評估試驗系統，其 中該搬送具具有一磁路及一用以開啟及關閉該磁路之 開關機構，藉由以該開關機構對前述磁路進行勵磁及 消磁，可使業經一體化之前述接觸器及半導體晶圓吸 59 1298917 拾、申請專利範圍 附於前述搬送具上以及由該搬送具脫離。 21· —種接觸器，包含有： 一耐熱性基板，該耐熱性基板之熱膨脹率為 1 〜50ppm/°C ;及， 一形成於前述财熱性基板上之導體電路； 該接觸器係以160°C以上之溫度進行可靠度評估試 驗時所使用者。 22·如申請專利範圍第21之接觸器，其中該導體電路具 有一凸塊。 10 23.如申請專利範圍第21項之接觸器，其中該耐熱性基 板係選自於耐熱性樹脂、金屬、半導體及陶瓷中之至 少一種所形成者。 24·如申請專利範圍第21項之接觸器，其係於進行前述 可靠度評估試驗時，於導通部分以外之表面上設置絕 15 緣性覆膜。 25. -種半導體晶圓之可靠度評估試驗方法，係根據自測 定部之試驗用信號，使用測定部及收納部以對半導體 晶圓評估可靠度者，且前述收納部係用以收納與接觸 器完全地電性連接之半導體晶圓，且於其與測定部之 〇 0傳二及接收試驗用信號’並且為氣密、隔熱構造， 前述可靠度評價試驗方法具有下述步驟： 按愿步驟，係於前述收納部中藉按屢機對該 接觸器進行按壓者；及 加熱步驟，係使用加熱機構對藉按壓而與 60 1298917 拾、申請專利箪包匱 月’j述接觸器、完全地連接之半導體晶圓進行加熱 者， …、 其中，前述可靠度評估試驗方法係於加速條件 下，評估形成於前述半導體晶圓上之多層配線的配 線及絕緣膜的可靠度。 26.如申請專利範圍第25項之可靠度評估試驗方法，其 中係於前述半導體晶圓與前述接觸器呈完全地電性連 接之狀態下，使用不同之可靠性評估試驗用測定部， 對雨述半導體晶圓中形成於前述半導體晶圓内之複數 裝置，同時進行不同之可靠度評估試驗。 27·如申請專利範圍第25項之可靠度評估試驗方法，其 中係於前述半導體晶圓與前述接觸器呈完全地電性連 接之狀態下進行加壓，將前述半導體晶圓加熱至160 °C以上並通電，再使用前述測定部對前述半導體晶圓 進行可靠度評估試驗。 28. 如申請專利範圍帛26 ,員之可靠度評估試驗方法，係 可同牯對剷述半導體晶圓内之丨〇〇個以上的半導體元 件進行可靠度評估試驗。 29. 如申請專利範圍f 26項之可靠度評估試驗方法，係 以電移試驗及/或漏電電流試驗來進行前述可靠度評估 試驗。 30·如申請專利範圍帛26項之可靠度評估試驗方法，係 使絀述半導體晶圓面内為16〇t〜35(rc之範圍内，且 控制為±2.0。(：以内之溫度分布。 61 1298917 拾 31. 、申請專利範圍 如申請專利範圍第26項之可靠度評估試驗方法，係 將前述半導體晶圓與接觸器置於不活性氣體環境，以 及於不活性氣體中混入還原性氣體之環境中之任一者 〇 5 32. 如申請專利範圍第31項之可靠度評估試驗方法，其 中該環境之氧濃度為1 OOppm以下。