WO2025192070A1 - ウェーハ試験装置のチャックの表面処理方法及びウェーハ試験装置のチャック - Google Patents

Abstract

このウェーハ試験装置のチャックの表面処理方法は、ウェーハ試験装置に設けられ、真空吸着によりウェーハを保持する円板状のチャックの表面処理方法であって、チャックは、ウェーハが載置される上面と、上面から窪む孔、溝または段差からなる凹部と、を有し、チャックの表面処理方法は、上面の外周部にブラスト研磨を施すブラスト研磨工程（Ｓ１）と、チャックに電解研磨を施す電解研磨工程（Ｓ３）と、チャックに化学研磨を施す化学研磨工程（Ｓ４）と、をこの順に備える。

Description

ウェーハ試験装置のチャックの表面処理方法及びウェーハ試験装置のチャック

　本発明は、ウェーハ試験装置のチャックの表面処理方法及びウェーハ試験装置のチャックに関する。本願は、２０２４年０３月１５日に、日本に出願された特願２０２４－０４０９８３号に基づき優先権を主張し、その内容をここに援用する。

　従来、シリコンウェーハ等の半導体ウェーハ（以下、ウェーハと呼ぶ場合がある）に搭載される半導体チップの機能検査を行うウェーハ試験装置が知られている（例えば、特許文献１）。

　特許文献１に記載のウェーハ検査装置（ウェーハ試験装置）は、ウェーハが載置され、ウェーハを真空吸着する真空チャック（チャック）を備える。真空チャックの上面には、ウェーハを安定して吸着・保持するために多数の穴や溝（凹部）が形成されている。

　また、真空チャックの上側には、ウェーハに形成される検査対象の半導体チップに応じたプローブカードが取り付けられている。プローブカードには、半導体チップに当接する複数のプローブが配設される。

　そして、ウェーハ上に形成された半導体チップのパッドに、プローブカードが有する複数のプローブを同時に接触させて、電気的検査を実施する。電気的検査では、各種温度状態における作動状態をもチェックする。真空チャックは、温度制御システムに接続されており、真空チャックに載置されるウェーハの温度を制御可能になっている。

日本国特開２０２２－１１３２９３号公報

　この種のウェーハ試験装置のチャックでは、以下の課題があった。
　チャックを製作する際に、チャックの上面から窪む孔、溝または段差により形成される凹部や上面の外周部に、数十μｍの微細なバリが生じることがある。本発明の発明者は、このバリの影響により、様々な不具合が生じ得るという知見を得た。

　具体的に、一つ目の不具合は、次の通りである。ウェーハがチャックの上面に真空吸着されるときの吸着圧によって、または、ウェーハ上に複数のプローブが接触するときのコンタクト圧によって、ウェーハ下面に成膜された金属膜が、バリとの接触でダメージを受ける。このダメージは、ウェーハ試験装置よりも後工程においてウェーハ下面にフレームテープを貼り付けるときに、下面とテープとの間に完全な密閉状態を作るのを阻害する。このため、ウェーハ下面とフレームテープとの間に気泡が生じ、ウェーハをダイシング加工によって半導体チップに個片化するときに、この気泡付近を起点としてチップクラックが生じる場合がある。

　二つ目の不具合は、次の通りである。高温とされたチャックの上面にウェーハを載置する場合には、ウェーハがチャックに吸着されるのと同時にウェーハの熱膨張変化が起きる。具体的に、ウェーハには、ウェーハ下側への吸着力とウェーハ径方向外側への膨張力とが作用する。しかしながら、バリとの接触によりウェーハの熱膨張が妨げられることで、ウェーハ下面の金属膜が剥離するとともに、ウェーハ下面と吸着孔（凹部）とが噛り付いたような固着状態となってしまう。このような固着状態になると、機能試験後にウェーハをカセットへ回収するときに、チャック上面からウェーハを剥離することが困難になる。

　三つ目の不具合は、次の通りである。ウェーハ試験装置によりウェーハに通電して的確な試験結果を得るためには、ウェーハとチャックとの接触抵抗を０．０００Ωの極限状態に近づけることが理想である。しかしながら、チャック上面に数十μｍのバリが存在している状態では、チャック上面とウェーハ下面とが全面にわたって面接触した密着状態とはならず、上記理想に近づけることが難しい。

　特に、ウェーハ下面の金属膜を電極として利用するパワーデバイスにおいては、上述のような問題が顕著となりやすい。昨今ウェーハの薄膜化が進んでおり、ウェーハ下面の金属膜もより膜厚が薄くなることが想定される。また、ウェーハ径（直径寸法）は従来の８インチから１２インチへ移行することが想定され、これにともないチャック径も大きくなる。またウェーハ試験温度は、従来の室温から高温に切り替わることが想定される。

　本発明は、チャック上面のバリの高さを所定寸法以下にまで低減でき、またはバリを除去することができ、これにより、ウェーハをダイシング加工する際のチップクラックを抑制でき、チャック上面とウェーハ下面とが固着状態となる不具合を抑えることができ、かつ、チャック上面とウェーハ下面とを接触抵抗の小さい安定した密着状態とすることができるウェーハ試験装置のチャックの表面処理方法、及びウェーハ試験装置のチャックを提供することを目的とする。

　本発明は、上記課題を解決するため、以下の手段を提供する。

〔本発明の態様１〕
　ウェーハ試験装置に設けられ、真空吸着によりウェーハを保持する円板状のチャックの表面処理方法であって、前記チャックは、前記ウェーハが載置される上面と、前記上面から窪む孔、溝または段差により形成される凹部と、を有し、前記チャックの表面処理方法は、前記上面の外周部にブラスト研磨を施すブラスト研磨工程と、前記チャックに電解研磨を施す電解研磨工程と、前記チャックに化学研磨を施す化学研磨工程と、をこの順に備える、ウェーハ試験装置のチャックの表面処理方法。

　本発明とは異なり、例えば砥石加工やラップ加工等の物理的研磨によってチャック上面のバリを除去する場合には限界があり、２０μｍから数十μｍの高さのバリを取り除くことができない。また、チャックの外形寸法は、８インチウェーハ用で直径φ２０５ｍｍ程度（外周長６４４ｍｍ程度）、１２インチウェーハ用で直径φ３０５ｍｍ程度（外周長９５８ｍｍ程度）であり、研磨対象物としての外形寸法が大きい。このため、物理的研磨ではバラツキ、偏り、ムラなどが生じやすく、チャック上面全体に均一な研磨を施すことが難しい。

　一方、本発明のウェーハ試験装置のチャックの表面処理方法では、ブラスト研磨工程、電解研磨工程及び化学研磨工程をこの順に備えている。このため、下記の優れた作用効果が得られる。

　チャックを製作する際、チャック上面のうち特に外周部には、突出高さの大きいバリ（数十μｍの高さのバリ）が存在している。このようなチャック外周部の高いバリに対して、本発明ではまず、ブラスト研磨工程を施す。これにより、高いバリを打ち砕いてバリ高さを一定以下（ブラスト研磨による目的値以下）にまで低減させる。

　その後、電解研磨工程及び化学研磨工程をこの順に施すことで、チャック上面に残っているバリを溶解により縮小させ、または除去する。
　具体的に、電解研磨は溶解力が強く、尖った物などを溶解しやすい性質がある。この性質を利用し、電解研磨によって高いバリ（尖ったバリ）の高さ寸法をより低減させる。

　また、化学研磨は電解研磨に比べて溶解力は弱いものの、均一性に優れている。この性質を利用し、化学研磨によってチャックの吸着孔等の凹部を含む全域にわたって、バラツキ、偏り、ムラなどの無い均一な研磨を施し、チャック上面のバリの高さ寸法を全体的に低減させる。

　本発明では上記各工程を経ることにより、チャック上面から突出するバリの高さ寸法を、例えば１５μｍ以下の所定寸法以下にまで低減でき、またはバリを除去することが可能となる。

　したがって本発明によれば、ウェーハがチャックの上面に真空吸着されるときの吸着圧によって、または、ウェーハ上に複数のプローブが接触するときのコンタクト圧によって、ウェーハ下面に成膜された金属膜が、バリとの接触でダメージを受けるような不具合を抑制することができる。このため、ウェーハ試験装置よりも後工程においてウェーハ下面にフレームテープを貼り付けるときに、下面とテープとの間に完全な密閉状態を作ることができる。ウェーハ下面とフレームテープとの間に気泡が生じることを防止できるため、ウェーハをダイシング加工によって半導体チップに個片化するときに、上記気泡付近を起点としてチップクラックが生じることを抑制できる。

　また、高温とされたチャックの上面にウェーハを載置する場合に、ウェーハがチャックに吸着されるのと同時にウェーハの熱膨張変化が起きても、バリとの接触によってウェーハの熱膨張（径方向への膨張）が妨げられるようなことが抑制される。このため、ウェーハ下面の金属膜が剥離することが防止され、ウェーハ下面と吸着孔等の凹部とが噛り付いたような固着状態となることも防止される。したがって、機能試験後にウェーハをカセットへ回収するときに、チャック上面からウェーハを安定して剥離することができる。

　また、バリの高さ寸法が十分に低減されているため、ウェーハ下面とチャック上面とが全面にわたって面接触した密着状態とされる。このため、ウェーハとチャックとの接触抵抗を０．０００Ωの極限状態に近づけることができ、ウェーハ試験装置によりウェーハに通電して的確な試験結果を得ることができる。特に、ウェーハ下面の金属膜を電極として利用するパワーデバイスに本発明を適用した場合には、上述の作用効果がより格別顕著なものとなる。

　以上説明したように、本発明によれば、チャック上面のバリの高さを所定寸法以下にまで低減でき、またはバリを除去することができ、これにより、ウェーハをダイシング加工する際のチップクラックを抑制でき、チャック上面とウェーハ下面とが固着状態となる不具合を抑えることができ、かつ、チャック上面とウェーハ下面とを接触抵抗の小さい安定した密着状態とすることができる。これにより、品質のよいウェーハ及び半導体チップを安定して製造することができる。

〔本発明の態様２〕
　前記ブラスト研磨工程と前記電解研磨工程との間に、前記上面にラップ処理を施すラップ工程をさらに備える、態様１に記載のウェーハ試験装置のチャックの表面処理方法。

　この場合、ブラスト研磨によって粗くなったチャックの表面を、ラップ工程により平らな面に復元することができる。なお、ラップ工程を経ることによりチャック上面に新たなバリが生じる場合があるが、本発明によれば、ラップ工程後の電解研磨工程及び化学研磨工程によって、新たなバリの高さ寸法についても十分に低減させることができる。

　ここで、上記新たなバリについて、詳しく説明する。ラップ工程前のブラスト研磨工程では、チャック上面にメディアが衝突することで微細な凹凸形状が付与されるほか、ブラスト照射角度に沿って緩やかな下り勾配（傾斜）が付与されている。このチャック上面に対して、ラップ工程においてラップ処理を施すと、凹凸形状が削られ平らな面が作り直されるとともに、チャック上面には、緩やかな下り勾配と平らな面との間に境界線が形成される。この境界線に沿って、新たなバリ（高さの低い凸バリ）が生じる場合がある。
　本発明では、このような新たなバリについても、例えば１５μｍ以下の所定寸法以下にまで高さを低減でき、または除去することが可能である。

　なお、ラップ工程によりチャック上面に新たなバリが生じるデメリットを低減するには、ラップ処理時間を極力少なく抑えるのがよい。ラップ処理時間を必要最低限に抑えるには、ラップ工程前のブラスト研磨工程において、チャック上面のうち外周部以外の部分についてはあらかじめマスキングテープ等で覆い、ブラスト研磨を施す処理領域を必要最低限に抑えることが好ましい。
　このようにしてラップ処理時間が短縮されることで、上記境界線に沿って新たなバリが発生するのを抑制できる。

〔本発明の態様３〕
　前記チャックの直径寸法は、８インチ以上であり、前記電解研磨工程では、前記チャックの外周部に、前記チャックの周方向に互いに間隔をあけて３つ以上の電極配線を接続する、態様１または２に記載のウェーハ試験装置のチャックの表面処理方法。

　この場合、チャックの大きさは、８インチウェーハ用またはそれよりも大きな１２インチウェーハ用などである。このような大きな対象物に対して電解研磨を行う場合、電極から遠く離れた箇所では、溶解の効果が弱まる傾向がある。

　そこで本発明の上記構成では、チャックの外周部に、チャックの周方向に互いに間隔をあけて３つ以上の電極配線を接続した状態として、チャックに電解研磨処理を行う。これにより、チャックの外周部には電極から遠く離れた箇所が生じにくくなるとともに、チャック外周部の全域にわたって、溶解の効果が均等に得られやすくなる。したがって、チャックの外周部に存在する尖ったバリの高さ寸法を、電解研磨工程によって均等に低減させることができる。

〔本発明の態様４〕
　ウェーハ試験装置に設けられ、真空吸着によりウェーハを保持する円板状のチャックであって、前記チャックは、前記ウェーハが載置される上面と、前記上面から窪む孔、溝または段差により形成される凹部と、を有し、前記上面または前記凹部から突出するバリの高さ寸法が、１５μｍ以下である、ウェーハ試験装置のチャック。

　本発明のウェーハ試験装置のチャックは、上述したウェーハ試験装置のチャックの表面処理方法により得られる。そして、このウェーハ試験装置のチャックによれば、チャック上面または凹部から突出するバリの高さ寸法が、１５μｍ以下にまで低く抑えられているため、上述した優れた作用効果が安定して奏功される。

〔本発明の態様５〕
　前記上面は、前記凹部に近づくに従い、上下方向の高さが低くなる、態様４に記載のウェーハ試験装置のチャック。

　本発明のウェーハ試験装置のチャックは、上述した電解研磨工程及び化学研磨工程を経ることにより、チャック上面のうち凹部周辺の高さ寸法が、凹部へ近づくに従い低くされている（溶解による下り勾配が付与されている）。このため、高温とされたチャックの上面にウェーハを吸着保持する場合であっても、ウェーハ下面と凹部とが噛り付いたような固着状態となることを、より安定して防止できる。

　本発明の前記態様のウェーハ試験装置のチャックの表面処理方法、及びウェーハ試験装置のチャックによれば、チャック上面のバリの高さを所定寸法以下にまで低減でき、またはバリを除去することができ、これにより、ウェーハをダイシング加工する際のチップクラックを抑制でき、チャック上面とウェーハ下面とが固着状態となる不具合を抑えることができ、かつ、チャック上面とウェーハ下面とを接触抵抗の小さい安定した密着状態とすることができる。

図１は、本実施形態のウェーハ試験装置を模式的に示す側面図（側断面図）である。 図２は、本実施形態のウェーハ試験装置のチャックの表面処理方法を説明するフローチャートである。 図３は、本実施形態のウェーハ試験装置のチャックの表面処理方法が備える電解研磨工程を模式的に示す図である。 図４は、チャック上面から窪む吸着孔（凹部）を示す画像であり、本実施形態のウェーハ試験装置のチャックの表面処理方法を実施する前の状態を表している。 図５は、図４のV-V断面を示す断面図である。 図６は、チャック上面から窪む吸着孔（凹部）を示す画像であり、本実施形態のウェーハ試験装置のチャックの表面処理方法を実施した後の状態を表している。 図７は、図６のVII-VII断面を示す断面図である。

　本発明の一実施形態のウェーハ試験装置１、ウェーハ試験装置１のチャック１０、及び、ウェーハ試験装置１のチャック１０の表面処理方法について、図面を参照して説明する。本実施形態のウェーハ試験装置１は、シリコンウェーハ等の半導体ウェーハ（ウェーハ）Ｗに搭載される半導体チップの機能検査（電気的検査）を行う装置であり、プローバなどと呼ばれる。

　図１に示すように、ウェーハ試験装置１は、ウェーハＷを保持する円板状のチャック１０と、Ｘ－Ｙ軸移動手段２と、Ｚ軸移動手段３と、ドレインケーブル４と、プローブカード５と、プローブカード固定機構６と、コンタクトスプリングピン機構７と、電気試験測定器８と、を備える。

　ウェーハ試験装置１に設けられるチャック１０の中心軸Ｃは、上下方向に延びている。すなわち本実施形態において、チャック１０の中心軸Ｃが延びる方向（軸方向）は、上下方向に相当する。チャック１０の上下方向を向く一対の板面のうち、上側（軸方向一方側）を向く一方の板面は上面１０ａであり、下側（軸方向他方側）を向く他方の板面は下面１０ｂである。

　また本実施形態では、中心軸Ｃと直交する方向を径方向と呼ぶ。径方向のうち、中心軸Ｃに近づく方向を径方向内側と呼び、中心軸Ｃから離れる方向を径方向外側と呼ぶ。
　また、中心軸Ｃ回りに周回する方向を周方向と呼ぶ。

　チャック１０は、円板状をなすウェーハＷよりも大きな直径寸法（外径寸法）を有する。本実施形態において、チャック１０の直径寸法は、８インチ以上である。すなわち、チャック１０は、８インチウェーハ用またはそれよりも直径寸法が大きい１２インチウェーハ用等である。

　チャック１０は、図示しない温度制御手段を有している。温度制御手段は、少なくとも加熱手段を有する。また温度制御手段は、冷却手段を有していてもよい。温度制御手段により、チャック１０は所定の温度に加熱（または冷却）され、所定の温度に維持される。

　またチャック１０は、ウェーハＷが載置される上面１０ａと、上面１０ａから窪む孔、溝または段差により形成される凹部１１と、を有している。

　図４及び図６に示すように、本実施形態では凹部１１が、上面１０ａに開口する吸着孔とされている。吸着孔は、例えば円孔状である。特に図示しないが、吸着孔（凹部１１）には、チャック内流路及び配管等を介して、真空ポンプなどのエア吸引手段が接続されている。

　図１において、チャック１０の上面１０ａに載置されたウェーハＷは、凹部１１（図１では不図示）を通してエア吸引手段によってエア吸引（真空吸着）されることにより、上面１０ａに吸着保持される。すなわち、チャック１０は、真空吸着によりウェーハＷを保持する。
　チャック１０の上記以外の構成については、別途後述する。

　Ｘ－Ｙ軸移動手段２は、チャック１０及びチャック１０が保持するウェーハＷを、Ｘ－Ｙ軸の面方向すなわち水平面方向（上下方向と垂直な水平面が広がる方向）に移動させる。Ｚ軸移動手段３は、チャック１０及びチャック１０が保持するウェーハＷを、上下方向に移動させる。ドレインケーブル４は、チャック１０に接続されている。

　プローブカード５は、チャック１０が保持するウェーハＷの直上に配置される。プローブカード５は、プローブカード５から下側へ突出する複数のプローブ（コンタクト針）５ａを有する。複数のプローブ５ａは、ウェーハＷ上に設けられた半導体チップの微小な端子に上側から対向して配置される。

　プローブカード固定機構６は、プローブカード５を固定した状態で支持する。プローブカード固定機構６には、プローブカード５が着脱可能に取り付けられる。プローブカード固定機構６には、ウェーハＷに設けられる検査対象の半導体チップに対応するプローブカード５が適宜選択されて装着される。

　コンタクトスプリングピン機構７は、プローブカード５の上側に、プローブカード５と対向して配置される。コンタクトスプリングピン機構７は、プローブカード５に対して上側から接触可能である。これによりコンタクトスプリングピン機構７は、プローブカード５の各プローブ５ａと電気的に接続される。

　電気試験測定器８は、コンタクトスプリングピン機構７の上側に配置される。電気試験測定器８は、コンタクトスプリングピン機構７を介して、プローブ５ａが検出した半導体チップの情報を測定する。電気試験測定器８は、テストヘッド８ａと、テストヘッド８ａの下面に設けられるパフォーマンスボード８ｂと、を有する。

　次に、ウェーハ試験装置１のチャック１０の表面処理方法について、説明する。
　チャック１０の製作時には、切削や研削等により加工されたチャック１０の上面１０ａの外周部や、上面１０ａから窪む孔、溝または段差により形成される凹部１１などに、数十μｍの高さの尖ったバリ（高いバリ）が発生する。具体的には、例えば図４及び図５に示す吸着孔（凹部１１）の開口縁などに、上面１０ａから数十μｍの高さで突出するバリＢが形成される。図５に示す例では、バリＢの突出高さが４０～５０μｍ程度である。本実施形態のウェーハ試験装置１のチャック１０の表面処理方法では、このようなバリＢの高さを所定寸法以下にまで低減し、またはバリＢを除去する。

　図２に示すように、ウェーハ試験装置１のチャック１０の表面処理方法（以下、単に表面処理方法と呼ぶ場合がある）は、チャック１０の上面１０ａの外周部にブラスト研磨を施すブラスト研磨工程Ｓ１と、チャック１０に電解研磨を施す電解研磨工程Ｓ３と、チャック１０に化学研磨を施す化学研磨工程Ｓ４と、をこの順に備えている。さらに本実施形態の表面処理方法では、ブラスト研磨工程Ｓ１と電解研磨工程Ｓ３との間に、チャック１０の上面１０ａにラップ処理を施すラップ工程Ｓ２を備えている。

　ブラスト研磨工程Ｓ１は、例えば、中心軸Ｃに対して所定角度で傾斜するブラストノズルを、チャック１０の上面１０ａの外周部に対向配置し、金属製もしくはプラスチック製の球形等からなる平均粒径１００～１０００μｍのメディアで、噴射圧力６ｋｇｆ／ｃｍ^２、噴出流量４０００Ｌ／ｍｉｎにてブラスト研磨処理することにより行う。

　なお、ブラスト研磨工程Ｓ１では、チャック１０の上面１０ａの外周部にメディアを噴射する前に、あらかじめ上面１０ａのうち外周部以外の部分を、マスキングテープ等で覆うことが好ましい。

　ラップ工程Ｓ２は、例えば、チャック１０よりも直径寸法が大きいラップ盤にチャック１０を乗せ、砥粒を含んだ研磨剤（ラップ剤）を上面１０ａに流し込みながら、上下方向から約７ｋｇｆの重量の錘により圧力をかけてラップ処理することにより行う。

　電解研磨工程Ｓ３は、図３に示すように、例えば、酸性液体等の電解研磨液が貯留された槽内にチャック１０を浸漬し、チャック１０の外周部にボルト等を用いて陽極を接続し、槽には陰極を接続した状態として、電流値０．１５Ａを印加し、電解研磨処理することにより行う。

　具体的に本実施形態では、電解研磨工程Ｓ３において、チャック１０の外周部に、チャック１０の周方向に互いに間隔をあけて３つ以上の陽極ケーブル（電極配線）を接続している。図示の例では、チャック１０の外周部に、チャック１０の周方向に等ピッチで４つの陽極ケーブル（電極配線）を接続している。

　化学研磨工程Ｓ４は、例えば、酸性液体等の化学研磨液が貯留された槽内にチャック１０を浸漬し、この液を１５～２５℃の温度に加熱した状態で、液を撹拌しまたは液内でチャック１０を揺動させつつ、所定の処理時間で化学研磨処理することにより行う。

　ここで、図４及び図５は、上述した表面処理方法を実施する前のチャック１０の上面１０ａの吸着孔（凹部１１）付近の画像及び断面図を表しており、図６及び図７は、上述した表面処理方法を実施した後のチャック１０の上面１０ａの吸着孔（凹部１１）付近の画像及び断面図を表している。なお、図５及び図７の各断面図において、吸着孔（凹部１１）内の断面形状が波形となっているのは、吸着孔の深さ寸法が大きいために、正確な断面形状が測定できなかったことに因る。

　図４及び図５に示すように、本実施形態の表面処理方法を実施する前は、吸着孔の開口縁に数十μｍの高さの高いバリＢが存在している。図４においては、吸着孔の開口縁のうち、特に色の濃い部分がバリＢに相当する。これに対し、図６及び図７に示すように、本実施形態の表面処理方法を実施した後は、吸着孔の開口縁に数十μｍの高さの高いバリＢは存在していない。

　具体的に、本実施形態の表面処理方法を実施したウェーハ試験装置１のチャック１０では、上面１０ａまたは凹部１１から突出するバリの高さ寸法が、１５μｍ以下とされている。また、上述の表面処理方法（特に電解研磨工程Ｓ３及び化学研磨工程Ｓ４）が実施されることにより、図７に示すように、チャック１０の上面１０ａは、凹部１１に近づくに従い、上下方向の高さが低くなる。

　以上説明した本実施形態のウェーハ試験装置１のチャック１０の表面処理方法、及び、ウェーハ試験装置１のチャック１０によれば、下記の作用効果を奏する。

　本実施形態とは異なり、例えば砥石加工やラップ加工等の物理的研磨によってチャック上面１０ａのバリを除去する場合には限界があり、２０μｍから数十μｍの高さのバリを取り除くことができない。また、チャック１０の外形寸法は、８インチウェーハ用で直径φ２０５ｍｍ程度（外周長６４４ｍｍ程度）、１２インチウェーハ用で直径φ３０５ｍｍ程度（外周長９５８ｍｍ程度）であり、研磨対象物としての外形寸法が大きい。このため、物理的研磨ではバラツキ、偏り、ムラなどが生じやすく、チャック上面１０ａ全体に均一な研磨を施すことが難しい。

　一方、本実施形態のウェーハ試験装置１のチャック１０の表面処理方法では、ブラスト研磨工程Ｓ１、電解研磨工程Ｓ３及び化学研磨工程Ｓ４をこの順に備えている。このため、下記の優れた作用効果が得られる。

　チャック１０を製作する際、チャック上面１０ａのうち特に外周部には、突出高さの大きいバリ（数十μｍの高さのバリ）が存在している。このようなチャック外周部の高いバリに対して、本実施形態ではまず、ブラスト研磨工程Ｓ１を施す。これにより、高いバリを打ち砕いてバリ高さを一定以下（ブラスト研磨による目的値以下）にまで低減させる。

　その後、電解研磨工程Ｓ３及び化学研磨工程Ｓ４をこの順に施すことで、チャック上面１０ａに残っているバリを溶解により縮小させ、または除去する。
　具体的に、電解研磨は溶解力が強く、尖った物などを溶解しやすい性質がある。この性質を利用し、電解研磨によって高いバリ（尖ったバリ）の高さ寸法をより低減させる。

　また、化学研磨は電解研磨に比べて溶解力は弱いものの、均一性に優れている。この性質を利用し、化学研磨によってチャック１０の吸着孔等の凹部１１を含む全域にわたって、バラツキ、偏り、ムラなどの無い均一な研磨を施し、チャック上面１０ａのバリの高さ寸法を全体的に低減させる。

　本実施形態では上記各工程を経ることにより、チャック上面１０ａから突出するバリの高さ寸法を、例えば１５μｍ以下の所定寸法以下にまで低減でき、またはバリを除去することが可能となる。

　したがって本実施形態によれば、ウェーハＷがチャック１０の上面１０ａに真空吸着されるときの吸着圧によって、または、ウェーハＷ上に複数のプローブ５ａが接触するときのコンタクト圧によって、ウェーハＷ下面に成膜された金属膜が、バリとの接触でダメージを受けるような不具合を抑制することができる。このため、ウェーハ試験装置１よりも後工程においてウェーハＷ下面にフレームテープを貼り付けるときに、下面とテープとの間に完全な密閉状態を作ることができる。ウェーハＷ下面とフレームテープとの間に気泡が生じることを防止できるため、ウェーハＷをダイシング加工によって半導体チップに個片化するときに、上記気泡付近を起点としてチップクラックが生じることを抑制できる。

　また、加熱手段により高温とされたチャック１０の上面１０ａにウェーハＷを載置する場合に、ウェーハＷがチャック１０に吸着されるのと同時にウェーハＷの熱膨張変化が起きても、バリとの接触によってウェーハＷの熱膨張（径方向への膨張）が妨げられるようなことが抑制される。このため、ウェーハＷ下面の金属膜が剥離することが防止され、ウェーハＷ下面と吸着孔等の凹部１１とが噛り付いたような固着状態となることも防止される。したがって、機能試験後にウェーハＷをカセットへ回収するときに、チャック上面１０ａからウェーハＷを安定して剥離することができる。

　また、バリの高さ寸法が十分に低減されているため、ウェーハＷ下面とチャック上面１０ａとが全面にわたって面接触した密着状態とされる。このため、ウェーハＷとチャック１０との接触抵抗を０．０００Ωの極限状態に近づけることができ、ウェーハ試験装置１によりウェーハＷに通電して的確な試験結果を得ることができる。特に、ウェーハＷ下面の金属膜を電極として利用するパワーデバイスに本実施形態を適用した場合には、上述の作用効果がより格別顕著なものとなる。

　以上説明したように、本実施形態によれば、チャック上面１０ａのバリの高さを所定寸法以下にまで低減でき、またはバリを除去することができ、これにより、ウェーハＷをダイシング加工する際のチップクラックを抑制でき、チャック上面１０ａとウェーハＷ下面とが固着状態となる不具合を抑えることができ、かつ、チャック上面１０ａとウェーハＷ下面とを接触抵抗の小さい安定した密着状態とすることができる。これにより、品質のよいウェーハＷ及び半導体チップを安定して製造することができる。

　また、本実施形態の表面処理方法は、ブラスト研磨工程Ｓ１と電解研磨工程Ｓ３との間に、チャック上面１０ａにラップ処理を施すラップ工程Ｓ２をさらに備えている。
　この場合、ブラスト研磨によって粗くなったチャック１０の表面を、ラップ工程Ｓ２により平らな面に復元することができる。なお、ラップ工程Ｓ２を経ることによりチャック上面１０ａに新たなバリが生じる場合があるが、本実施形態によれば、ラップ工程Ｓ２後の電解研磨工程Ｓ３及び化学研磨工程Ｓ４によって、新たなバリの高さ寸法についても十分に低減させることができる。

　ここで、上記新たなバリについて、詳しく説明する。ラップ工程Ｓ２前のブラスト研磨工程Ｓ１では、チャック上面１０ａにメディアが衝突することで微細な凹凸形状が付与されるほか、ブラスト照射角度に沿って緩やかな下り勾配（傾斜）が付与されている。このチャック上面１０ａに対して、ラップ工程Ｓ２においてラップ処理を施すと、凹凸形状が削られ平らな面が作り直されるとともに、チャック上面１０ａには、緩やかな下り勾配と平らな面との間に境界線が形成される。この境界線に沿って、新たなバリ（高さの低い凸バリ）が生じる場合がある。
　本実施形態では、このような新たなバリについても、例えば１５μｍ以下の所定寸法以下にまで高さを低減でき、または除去することが可能である。

　なお、ラップ工程Ｓ２によりチャック上面１０ａに新たなバリが生じるデメリットを低減するには、ラップ処理時間を極力少なく抑えるのがよい。ラップ処理時間を必要最低限に抑えるには、ラップ工程Ｓ２前のブラスト研磨工程Ｓ１において、チャック上面１０ａのうち外周部以外の部分についてはあらかじめマスキングテープ等で覆い、ブラスト研磨を施す処理領域を必要最低限に抑えることが好ましい。
　このようにしてラップ処理時間が短縮されることで、上記境界線に沿って新たなバリが発生するのを抑制できる。

　また本実施形態において、チャック１０の直径寸法は８インチ以上であり、電解研磨工程Ｓ３では、チャック１０の外周部に、チャック１０の周方向に互いに間隔をあけて３つ以上の電極配線を接続する。より好ましくは、チャック１０の外周部に、チャック１０の周方向に等ピッチで３つ以上（本実施形態の例では４つ）の電極配線を接続する。

　この場合、チャック１０の大きさは、８インチウェーハ用またはそれよりも大きな１２インチウェーハ用などである。このような大きな対象物に対して電解研磨を行う場合、電極から遠く離れた箇所では、溶解の効果が弱まる傾向がある。

　そこで本実施形態の上記構成では、チャック１０の外周部に、チャック１０の周方向に互いに間隔をあけて３つ以上の電極配線を接続した状態として、チャック１０に電解研磨処理を行う。これにより、チャック１０の外周部には電極から遠く離れた箇所が生じにくくなるとともに、チャック１０外周部の全域にわたって、溶解の効果が均等に得られやすくなる。したがって、チャック１０の外周部に存在する尖ったバリの高さ寸法を、電解研磨工程Ｓ３によって均等に低減させることができる。

　また本実施形態は、ウェーハ試験装置１に設けられ、真空吸着によりウェーハＷを保持する円板状のチャック１０であって、チャック１０は、ウェーハＷが載置される上面１０ａと、上面１０ａから窪む孔、溝または段差により形成される凹部１１と、を有し、上面１０ａまたは凹部１１から突出するバリの高さ寸法が、１５μｍ以下である。

　本実施形態のウェーハ試験装置１のチャック１０は、上述したウェーハ試験装置１のチャック１０の表面処理方法により得られる。そして、このウェーハ試験装置１のチャック１０によれば、チャック上面１０ａまたは凹部１１から突出するバリの高さ寸法が、１５μｍ以下にまで低く抑えられているため、上述した優れた作用効果が安定して奏功される。

　また本実施形態では、チャック上面１０ａが、凹部１１に近づくに従い、上下方向の高さが低くなる。
　本実施形態のウェーハ試験装置１のチャック１０は、上述した電解研磨工程Ｓ３及び化学研磨工程Ｓ４を経ることにより、チャック上面１０ａのうち凹部１１周辺の高さ寸法が、凹部１１へ近づくに従い低くされている（溶解による下り勾配が付与されている）。このため、高温とされたチャック１０の上面１０ａにウェーハＷを吸着保持する場合であっても、ウェーハＷ下面と凹部１１（の開口縁）とが噛り付いたような固着状態となることを、より安定して防止できる。

　なお、本発明は前述の実施形態に限定されず、例えば下記に説明するように、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において構成の変更等が可能である。

　前述の実施形態では、チャック１０の上面１０ａから窪む凹部１１が、吸着孔（孔）である例を挙げたが、これに限らない。凹部１１は、例えば、チャック上面１０ａから窪む吸着溝（溝）等であってもよい。あるいは、ウェーハＷとしてＴＡＩＫＯ（登録商標）ウェーハを用いる場合などには、ＴＡＩＫＯ（登録商標）ウェーハの肉厚とされた外周部に対応して、チャック上面１０ａの外周部に、この外周部以外の部分よりも窪む段差を形成し、この段差を凹部１１としてもよい。

　本発明は、本発明の趣旨から逸脱しない範囲において、前述の実施形態及び変形例等で説明した各構成を組み合わせてもよく、また、構成の付加、省略、置換、その他の変更が可能である。また本発明は、前述した実施形態等によって限定されず、特許請求の範囲によってのみ限定される。

　本発明のウェーハ試験装置のチャックの表面処理方法、及びウェーハ試験装置のチャックによれば、チャック上面のバリの高さを所定寸法以下にまで低減でき、またはバリを除去することができ、これにより、ウェーハをダイシング加工する際のチップクラックを抑制でき、チャック上面とウェーハ下面とが固着状態となる不具合を抑えることができ、かつ、チャック上面とウェーハ下面とを接触抵抗の小さい安定した密着状態とすることができる。これにより、品質のよいウェーハ及び半導体チップを安定して製造することができる。したがって、産業上の利用可能性を有する。

　１…ウェーハ試験装置、１０…チャック、１０ａ…上面、１１…凹部、Ｂ…バリ、Ｓ１…ブラスト研磨工程、Ｓ２…ラップ工程、Ｓ３…電解研磨工程、Ｓ４…化学研磨工程、Ｗ…ウェーハ

Claims (5)

1. 　ウェーハ試験装置に設けられ、真空吸着によりウェーハを保持する円板状のチャックの表面処理方法であって、
   　前記チャックは、
   　前記ウェーハが載置される上面と、
   　前記上面から窪む孔、溝または段差により形成される凹部と、を有し、
   　前記チャックの表面処理方法は、
   　前記上面の外周部にブラスト研磨を施すブラスト研磨工程と、
   　前記チャックに電解研磨を施す電解研磨工程と、
   　前記チャックに化学研磨を施す化学研磨工程と、をこの順に備える、
   　ウェーハ試験装置のチャックの表面処理方法。
2. 　前記ブラスト研磨工程と前記電解研磨工程との間に、前記上面にラップ処理を施すラップ工程をさらに備える、
   　請求項１に記載のウェーハ試験装置のチャックの表面処理方法。
3. 　前記チャックの直径寸法は、８インチ以上であり、
   　前記電解研磨工程では、前記チャックの外周部に、前記チャックの周方向に互いに間隔をあけて３つ以上の電極配線を接続する、
   　請求項１または２に記載のウェーハ試験装置のチャックの表面処理方法。
4. 　ウェーハ試験装置に設けられ、真空吸着によりウェーハを保持する円板状のチャックであって、
   　前記チャックは、
   　前記ウェーハが載置される上面と、
   　前記上面から窪む孔、溝または段差により形成される凹部と、を有し、
   　前記上面または前記凹部から突出するバリの高さ寸法が、１５μｍ以下である、
   　ウェーハ試験装置のチャック。
5. 　前記上面は、前記凹部に近づくに従い、上下方向の高さが低くなる、
   　請求項４に記載のウェーハ試験装置のチャック。