TWI592672B - Probe device and probe device wafer carrier - Google Patents

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TWI592672B
TWI592672B TW102117367A TW102117367A TWI592672B TW I592672 B TWI592672 B TW I592672B TW 102117367 A TW102117367 A TW 102117367A TW 102117367 A TW102117367 A TW 102117367A TW I592672 B TWI592672 B TW I592672B
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Kazuya Yano
Eiji Hayashi
Munetoshi Nagasaka
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Tokyo Electron Ltd
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Description

探針裝置及探針裝置用晶圓載置台
本發明係關於探針裝置及探針裝置用晶圓載置台。
在半導體裝置之製造工程中，使用用於進行形成於半導體晶圓上之半導體裝置之電性檢查之探針裝置。在這樣的探針裝置中，使用配置有接觸於半導體晶圓上之電極焊墊之多數個探針之探針卡。
且，將該探針卡安裝於探針裝置之卡式夾具機構，另一方面，將半導體晶圓吸附保持於晶圓載置台上，藉由驅動機構使晶圓載置台移動，使探針卡之探針與形成於半導體晶圓之被測定半導體裝置之電極接觸且得到電性導通。然後，介隔著探針由測試器對被測定半導體裝置供給檢查信號，藉由測定來自被測定半導體裝置之信號，進行被測定半導體裝置之電性檢查(例如，參閱專利文獻1)。
探針裝置之晶圓載置台係藉由真空吸盤來吸附保持半導體晶圓。因此，在晶圓載置台之載置面，例如 同心狀等間隔配置有複數個圓形之真空吸盤用溝槽。且，透過由連接於該些真空吸盤用溝槽之真空路徑進行真空排氣，將半導體晶圓吸附於載置面。
近年來，進行半導體晶圓之薄厚化，又為了使容易處理像這樣的薄厚化之半導體晶圓，因此使用於背面側之外周緣部形成板厚較厚之環狀部，且環狀部以外之部份設為比環狀部板厚較薄之薄厚部之所謂的筒(Taiko)晶圓(例如，參閱專利文獻2)。如此具有板厚較厚之環狀部與板厚較薄之薄厚部的半導體晶圓係具有薄厚部之剛性比一般之半導體晶圓非常低，因此容易彎曲，且環狀部與薄厚部之剛性顯著不同之特性。因此，將這樣的半導體晶圓載置於探針裝置之晶圓載置台且進行吸附保持時，與吸附保持一般之半導體晶圓之情況不同，會有難以均勻吸附全體之問題。
[先前技術文獻] [專利文獻]
[專利文獻1]特開2010-80775號公報
[專利文獻2]特開2010-98056號公報
如上述，在以往之探針裝置中，將具有板厚較厚之環狀部與板厚較薄之薄厚部之半導體晶圓吸附保持 於晶圓載置台時，會產生難以均勻吸附全體之問題。
本發明係對上述以往之事態進行處理者，提供可均勻吸附保持具有板厚較厚之環狀部與板厚較薄之薄厚部之半導體晶圓的探針裝置及探針裝置用晶圓載置台作為目的。
為了達到上述目的，根據本發明，提供一探針裝置，在具有可自由裝卸地保持具有複數個探針之探針卡之卡式夾具機構，與吸附保持半導體晶圓且具有驅動機構之晶圓載置台，藉由驅動前述驅動機構，在具備有使形成於前述半導體晶圓之電極接觸於保持在前述卡式夾具機構之前述探針卡之前述複數個探針之晶圓載置的探針裝置，其特徵係，以可載置形成有於外周緣部背面側突出之環狀部，且前述環狀部以外之部份被設為板厚比前述環狀部更薄之薄厚部之前述半導體晶圓的方式，前述晶圓載置台係具有載置前述薄厚部之平面部、形成於前述平面部之外周緣部且配置前述環狀部之段差部，前述平面部係同心狀形成有圓形之複數個真空吸盤用溝槽，前述複數個真空吸盤用溝槽之至少一部份係連接有由沿著圓周方向間隔至少90°以上之複數個部位，進行眞空拉製之複數個真空路徑。
為了達到上述目的，根據本發明，提供一探針裝置用晶圓載置台，其中，吸附保持半導體晶圓且具有 驅動機構之晶圓載置台，在藉由驅動前述驅動機構，使形成於前述半導體晶圓之電極接觸於探針卡之探針的探針裝置用晶圓載置台，其特徵係，以可載置形成有於外周緣部背面側突出之環狀部，且前述環狀部以外之部份被設為板厚比前述環狀部更薄之薄厚部之前述半導體晶圓的方式，具有載置前述薄厚部之平面部、形成於前述平面部之外周緣部且配置前述環狀部之段差部，前述平面部係同心狀形成有圓形之複數個真空吸盤用溝槽，前述複數個真空吸盤用溝槽之至少一部份係連接有由沿著圓周方向間隔至少90°以上之複數個部位，進行眞空拉製之複數個真空路徑。
根據本發明，能夠均勻吸附保持具有板厚較厚之環狀部與板厚較薄之薄厚部之半導體晶圓。
1‧‧‧探針裝置
2‧‧‧殼體
10‧‧‧晶圓載置台
11‧‧‧驅動機構
12‧‧‧插入環
13‧‧‧卡式夾具機構
14‧‧‧探針研磨盤
15‧‧‧攝像機
20‧‧‧探針卡
30‧‧‧測試頭
40‧‧‧控制部
41‧‧‧操作部
42‧‧‧記憶部
[圖1]模式地表示關於本發明之一實施形態之探針裝置的構成的圖。
[圖2]表示圖1之探針裝置之晶圓載置台之縱剖面構成的圖。
[圖3]表示圖1之探針裝置之晶圓載置台之上表面構成的圖。
[圖4]表示比較例之探針裝置之晶圓載置台之上表面構成的圖。
以下參閱圖面，對本發明之一實施形態進行說明。
首先，參閱圖1對形成於半導體晶圓之半導體裝置進行檢查之探針裝置的構成進行說明。如圖1所示，探針裝置1係具備殼體2，在該殼體2內配置有用於載置且吸附保持半導體晶圓W之晶圓載置台10。該晶圓載置台10係具備驅動機構11，可藉由該驅動機構11之驅動，移動到x、y、z、及θ方向。
在位於晶圓載置台10之上方位置之殼體2係設置有圓形之開口部，沿著該圓形之開口部之周緣部配置有插入環12。在該插入環12，設置有卡式夾具機構13，藉由該卡式夾具機構13，探針卡20可自由裝卸地保持。
探針卡20係由配線基板及與該配線基板電性連接之複數個探針(未圖示)等所構成，探針卡20之探針係對應形成於半導體晶圓W上之半導體裝置之電極予以配置。
又，在晶圓載置台10之側向，配置有用於研磨探針之前端部之探針研磨盤14、朝向上方配置且可拍攝上部畫像之攝像機15。該攝像機15係由例如由CCD攝像機等所構成，可拍攝探針卡20之探針等且進行探針之 位置定位。
又，在探針卡20之上方，配設有連接於測試器的測試頭30，該測試器係用於發送檢查用之信號，並同時檢測來自半導體裝置之信號且檢查半導體裝置的狀態。
在本實施形態中，以探針裝置1進行電性檢查之半導體晶圓W係如圖2所示，形成有於外周緣部背面側突出之環狀部120，環狀部120以外之部份係被設為比環狀部120板厚較薄之薄厚部121之所謂的筒(Taiko)晶圓。
在該情況下，薄厚部121係厚度被設為例如約100μm以下(例如40μm)，與一般之半導體晶圓(例如厚度700μm)相比較，厚度會變得相當薄。因此，薄厚部121其剛性較低容易變形。又，環狀部120係厚度較厚，因此其剛性高。藉由設置該環狀部120，可抑制半導體晶圓W之全體變形，並容易進行處理。此外，像這樣的半導體晶圓W係例如殘留環狀部120之部份，且藉由研磨其內側來予以製造。
晶圓載置台10係可載置上述構成之半導體晶圓W，因此其載置面係如圖2所示，具有載置有薄厚部121之平面部111、形成於平面部111之外周緣部可進行配置環狀部120，形成有下降於下側之段差部110。
又，如圖3所示，在晶圓載置台10之平面部111，形成有同心狀圓形之複數個真空吸盤用溝槽 112(112a~112n)。真空吸盤用溝槽112(112a~112n)係由最內周部之真空吸盤用溝槽112n，朝向外側且以等間隔配置，最外周部之真空吸盤用溝槽112a、由最外周部算起之第2個真空吸盤用溝槽112b、由最外周部算起之第3個真空吸盤用溝槽112c，係在該些之間的間隔(距離)以成為其他真空吸盤用溝槽112(112c~112n)之間之間隔的1/2的方式來配置。
此外，在本實施形態中，如上述配置於外周部之3條真空吸盤用溝槽112a、112b、112c之溝間的間隔(距離)係以比其他真空吸盤用溝槽112間的間隔更接近的方式予以配置，至少形成於最外周部之2條真空吸盤用溝槽112a、112b之溝間的間隔(距離)係亦可以比其他部位更接近的方式予以配置。
各真空吸盤用溝槽112a~112n中位於內周部之位置的真空吸盤用溝槽112i~112n係連接於形成真空路徑之真空配管113。又，位於外周部位置之真空吸盤用溝槽112a~112h係連接於形成真空路徑之2個真空配管114a與真空配管114b。且，2個真空配管114a與真空配管114b係沿著圓周方向配置於彼此間隔90°以上之位置(在本實施形態中，約間隔130°之位置)。在此，沿著圓周方向將2個真空配管114a與真空配管114b配置於彼此間隔90°以上之位置係由於可避免對真空配管所遠離之部位中的半導體晶圓W之吸附力下降。因此，2個真空配管114a與真空配管114b係配置於彼此間隔120°以上之位置 為較佳，而配置於彼此間隔180°之位置為最佳。
此外，在本實施形態中，如上述雖配置2個真空配管114a與真空配管114b，但亦可配置3個以上之真空配管。配置3個真空配管的情況下，例如沿著圓周方向將各真空配管配置於彼此間隔120°之位置為較佳，配置4個真空配管的情況下，例如沿著圓周方向將各真空配管配置於彼此間隔90°之位置為較佳。
又，在本實施形態中，各別配置有連接於位在內周部位置之真空吸盤用溝槽112i~112n之真空配管113、連接於位在外周部位置之真空吸盤用溝槽112a~112h之真空配管114a及真空配管114b。因此，例如亦可將真空配管114a及真空配管114b連接於位在內側位置之真空吸盤用溝槽112i~112n，亦可為不配置真空配管113之構成。
在上述構成之晶圓載置台10中，能夠均勻吸附保持具備有板厚較厚之環狀部120與板厚較薄之薄厚部121之所謂的筒(Taiko)晶圓之半導體晶圓W。
在此，例如圖4所示，在晶圓載置台10a各真空吸盤用溝槽112之所有溝間之間隔係相同的，與圖3相比較之情況下，並沒有由最外周部算起之第2個真空吸盤用溝槽112b，且不具有真空配管114b。該晶圓載置台10a中，無法均勻吸附保持具有板厚較厚之環狀部120與板厚較薄之薄厚部121之所謂的筒(Taiko)晶圓。
即，同一厚度之薄厚部121中的環狀部120 附近之外周部係藉由環狀部120之存在，可提高其剛性。對此，薄厚部121之中央部份係由剛性較高之環狀部120遠離，因此其剛性與外周部相比更低。因此，藉由真空配管113與真空配管114a開始進行真空排氣時，首先薄厚部121之中央部份係吸附於晶圓載置台10a，且在薄厚部121之外周部係由真空配管114a附近朝向圓周方向兩側且依序吸附於晶圓載置台10a。且，由於真空配管114a與遠離180°之部位係最後吸附於晶圓載置台10a，因此該部位與其他部位相比，可藉由目視來確認對半導體晶圓W之附著力為弱。
此外，藉由目視可確認對半導體晶圓w之吸附力的強弱係能夠觀察到薄厚部121之板厚較薄，且可由半導體晶圓W之表面側觀察真空吸盤用溝槽112，因此在吸附力強的部份可清楚地觀察到真空吸盤用溝槽112，另一方面在吸附力弱之部份無法清楚地觀察到真空吸盤用溝槽112。
如上述，由真空配管114a遠離180°之部位中的吸附力變弱係由於該部位遠離真空配管114a最遠的位置，及藉由最後地吸附，因此推測薄厚部121之彎曲會集中於該部位。又，如圖4所示之構造的晶圓載置台10a中，與內周部相比較，亦可確認在外周部對半導體晶圓W之附著力較弱。推測這是由於與內周部相比，外周部之剛性相對地較高。
如上述，當半導體晶圓W對晶圓載置台10a 之吸附狀態變為不均勻時，使探針接觸於吸附保持在該晶圓載置台10a上之半導體晶圓W之電極時，會產生探針之接觸壓力不均勻等問題。
對此，如圖3之本實施形態之晶圓載置台10中，在位於外周部之真空吸盤用溝槽112a~112h係沿著圓周方向且彼此間隔90°以上之位置(約間隔130°之位置)，連接有形成真空路徑之2個真空配管114a、與真空配管114b。藉此，透過由真空配管形成間隔，對半導體晶圓W之吸附力會變弱之部位將不存在，且開始進行吸附時晶圓載置台10之外周部中的半導體晶圓W之吸附係在真空配管114a的附近、與真空配管114b的附近，朝向各個圓周方向兩側來進行，因此薄厚部121之彎曲不會集中於1個位置而會被分散。該結果，半導體晶圓W之全體被均勻吸附於晶圓載置台10。
又，在晶圓載置台10中，最外周部之真空吸盤用溝槽112a、由最外周部算起之第2個真空吸盤用溝槽112b、由最外周部算起之第3個真空吸盤用溝槽112c係以該些之間之間隔變成為其他真空吸盤用溝槽112間之間隔的1/2的方式予以配置。藉此，對於晶圓載置台10之外周部中的半導體晶圓W之吸附力將變高，與內周部相比可避免外周部之吸附力變弱，因此更能夠將半導體晶圓W之全體均勻吸附於晶圓載置台10。
如圖1所示，上述構成之探針裝置1係藉由具備有CPU等之控制部40，一起控制其動作。該控制部 40具備有操作部41、記憶部42。
操作部41係由工程管理者為了管理探針裝置1，由進行指令的輸入操作之鍵盤或對探針裝置1的運轉狀況進行可視化且顯示之顯示器等來構成。
記憶部42係保存有用於在控制部40之控制下，實施探針裝置1所執行之各種動作之控制程式(軟體)或記錄有檢查條件資料之處理程式等。且，根據所需，在來自操作部41之指示等，透過由記憶部42呼叫任意的處理程式且在控制部40執行，在控制部40之控制下，進行探針裝置1中的各種動作。又，控制程式或處理條件資料等之處理程式係利用儲存於在電腦之可讀取電腦記錄媒體(例如，硬碟、CD、軟碟片、半導體記憶體等)等之狀態者，或由其他裝置例如介隔著專用線路，使隨時傳送且能夠在線上進行利用。
使用如上述所構成之探針裝置1，進行形成於半導體晶圓W之半導體裝置之電性檢查時，將半導體晶圓W載置於晶圓載置台10上，並進行吸附保持。然後，藉由晶圓載置台10使半導體晶圓W移動，藉由使半導體晶圓W之各電極接觸於探針卡20所對應之探針來得到電性導通，藉由連接於測試頭30之測試器來檢查半導體裝置之電氣特性是否良好。
以上雖對關於本發明之實施形態進行說明，但本發明並不限定於上述之實施形態者，當然也可適用於各種變形。
本申請係根據在2012年5月23日所申請之日本專利申請號2012-117207來主張其優先權者，記載於該日本申請之所有全內容皆可引用於本申請。
1‧‧‧探針裝置
2‧‧‧殼體
10‧‧‧晶圓載置台
11‧‧‧驅動機構
12‧‧‧插入環
13‧‧‧卡式夾具機構
14‧‧‧探針研磨盤
15‧‧‧攝像機
20‧‧‧探針卡
30‧‧‧測試頭
40‧‧‧控制部
41‧‧‧操作部
42‧‧‧記憶部
W‧‧‧半導體晶圓

Claims (4)

  1. 一種探針裝置，具備有可自由裝卸地保持具有複數探針之探針卡之卡式夾具機構，與吸附保持半導體晶圓且具有驅動機構之晶圓載置台，藉由驅動前述驅動機構，使形成於前述半導體晶圓之電極接觸於保持在前述卡式夾具機構之前述探針卡之前述複數個探針之晶圓載置台，其特徵係，以可載置形成有於外周緣部背面側突出之環狀部，且前述環狀部以外之部份被設為板厚比前述環狀部更薄之薄厚部之前述半導體晶圓的方式，前述晶圓載置台係具有載置前述薄厚部之平面部、形成於前述平面部之外周緣部且配置前述環狀部之段差部，前述平面部係同心狀形成有圓形之複數個真空吸盤用溝槽，前述複數個真空吸盤用溝槽之至少一部份係連接有由沿著圓周方向彼此間隔至少90°以上之複數個部位，進行眞空拉製之複數個真空路徑，前述複數個真空吸盤用溝槽中內周側之真空吸盤用溝槽係連接有前述複數個真空路徑中的1個真空路徑，外周側之前述真空吸盤用溝槽係連接有前述複數個真空路徑中的其他複數個真空路徑。
  2. 如請求項1之探針裝置，其中，前述複數個真空吸盤用溝槽中形成於最外周部之2條真空吸盤用溝槽係，彼此之溝間的距離係以比其他真空吸盤用溝槽之間的溝間更短的方式予以配置。
  3. 一種探針裝置用晶圓載置台，係吸附保持半導體晶圓且具有驅動機構之晶圓載置台，藉由驅動前述驅動機構，使形成於前述半導體晶圓之電極接觸於探針卡之探針，其特徵係，以可載置形成有於外周緣部背面側突出之環狀部，且前述環狀部以外之部份被設為板厚比前述環狀部更薄之薄厚部之前述半導體晶圓的方式，具有載置前述薄厚部之平面部、形成於前述平面部之外周緣部且配置前述環狀部之段差部，前述平面部係同心狀形成有圓形之複數個真空吸盤用溝槽，前述複數個真空吸盤用溝槽之至少一部份係連接有由沿著圓周方向彼此間隔至少90°以上之複數個部位，進行眞空拉製之複數個真空路徑，前述複數個真空吸盤用溝槽中內周側之真空吸盤用溝槽係連接有前述複數個真空路徑中的1個真空路徑，外周側之前述真空吸盤用溝槽係連接有前述複數個真空路徑中的其他複數個真空路徑。
  4. 如請求項3之探針裝置用晶圓載置台，其中，前述複數個真空吸盤用溝槽中形成於最外周部之2條真空吸盤用溝槽，係彼此之溝間的距離係以比其他真空吸盤用溝槽之間的溝間更短的方式予以配置。
TW102117367A 2012-05-23 2013-05-16 Probe device and probe device wafer carrier TWI592672B (zh)

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