JP2003077966A - 半導体回路の検査装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 本発明は、複数個の分割型のコンタクト構造
体がウェハ上の各半導体回路に対応するように配置され
た状態で吊上げ保持された半導体回路の検査装置におい
て、上記コンタクト構造体の底面高さを全体として平坦
化する。 【解決手段】 基部材６の下面に、ウェハ１の上面に複
数個製造された各半導体回路の全電極パッド３に接触可
能な接触部１０を備えた分割型のコンタクト構造体５を
複数個有し、この複数個のコンタクト構造体５のそれぞ
れが上記各半導体回路に対応するように配置された状態
で上記基部材６に吊上げ保持され、上記各半導体回路を
検査する検査装置において、上記各コンタクト構造体５
の底面の高さを調節し各底面を全体として平坦化する手
段を備えた。これにより、上記コンタクト構造体５の底
面高さを全体として平坦化でき、安定したウェハ・バー
ンインテストを行うことができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ウェハの上面に複
数個製造された各半導体回路の全電極パッドに接触可能
な接触部を備えた分割型のコンタクト構造体が上記各半
導体回路に対応するように配置された状態で保持され、
上記各半導体回路を検査する検査装置に関し、特に、上
記各コンタクト構造体の底面の高さを調節して全体とし
て平坦化する半導体回路の検査装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、半導体集積回路の製造プロセスに
おいて、図４に示す一枚のウェハ１の上面に製造された
各半導体回路２の信頼性を確保するためのバーンインテ
ストを上記ウェハ１上の全半導体回路２，２，…に対し
て一括して行う、いわゆるウェハ・バーンイン技術が実
用化されるようになっている。このようなウェハ・バー
ンイン技術を実現するためには、上記ウェハ１上の全半
導体回路２，２，…に形成された数万点以上の総ての電
極パッド３，３，…に対して一括して接触させて確実に
電気的接続が可能な接触部を備えた半導体回路の検査装
置が必要とされている。そのような半導体回路の検査装
置として、上記ウェハ１上の１個の半導体回路２におけ
る全電極パッド３に接触可能な分割型のコンタクト構造
体を複数個有し、上記複数個のコンタクト構造体が平面
的に配列された半導体回路の検査装置が開発されてい
る。

【０００３】従来のこの種の半導体回路の検査装置は、
例えば図５（ａ）に示すように、基部材６の下面に、上
記ウェハ１の上面に複数個製造された各半導体回路２の
全電極パッド３（図４参照）に同時接触可能なコンタク
タ４を備えた分割型のコンタクト構造体５を複数個有
し、この複数個のコンタクト構造体５，５，…のそれぞ
れが図４に示す各半導体回路２，２，…に対応するよう
に配置された状態で上記基部材６に吊上げ保持されて構
成されていた。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかし、このような従
来の半導体回路の検査装置においては、上記各コンタク
ト構造体５を保持する複数本のスタットネジ７の精度誤
差や、該コンタクト構造体５の構成部品であるシリコン
基板８やカバー９の厚みの製造誤差を吸収することがで
きないため、図５（ｂ）に示すように、上記各コンタク
ト構造体５の下部に位置するコンタクタ４，４の底面の
高さに差ｄが生じ、全体として平坦化されない部位が存
在していた。そのため、ウェハ・バーンインテストにお
いて、上記コンタクタ４の底面に設けられたプローブ端
子群１０がウェハ１上の全電極パッド３に適切に接触さ
れず、上記ウェハ１の上面にかかる荷重が部分的に集中
することがあった。そのため、上記電極パッド３を損傷
したり、上記プローブ端子群１０と電極パッド３との接
触が不安的になることがあった。

【０００５】そこで、本発明は、このような問題点に対
処し、上記複数個のコンタクト構造体の底面の高さを調
節してそれぞれの底面を全体として平坦化することによ
り、ウェハ上の電極パッドの損傷を防止し、該電極パッ
ドとコンタクト構造体の接触部との接触を安定化するこ
とができる半導体回路の検査装置を提供することを目的
とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明による半導体回路の検査装置は、基部材の下
面に、ウェハの上面に複数個製造された各半導体回路の
全電極パッドに接触可能な接触部を備えた分割型のコン
タクト構造体を複数個有し、この複数個のコンタクト構
造体のそれぞれが上記各半導体回路に対応するように配
置された状態で上記基部材に吊上げ保持され、上記各半
導体回路を検査する検査装置において、上記各コンタク
ト構造体の底面の高さを調節してそれぞれの底面を全体
として平坦化する手段を備えたものである。

【０００７】このような構成により、上記各コンタクト
構造体の底面の高さが上記底面高さ調節手段により調節
され、それぞれの底面が全体として平坦化される。

【０００８】また、上記各コンタクト構造体の底面高さ
調節手段は、上記コンタクト構造体の吊上げ保持具と、
該吊上げ保持具の首部と基部材の上面との間に挟まれた
吊上げ用弾性体とを備えたものである。これにより、上
記コンタクト構造体の吊上げ保持具の締め付けを調節す
ると、上記吊上げ保持具の首部と基部材の上面との間に
挟まれた吊上げ用弾性体が変形し、上記各コンタクト構
造体の底面の高さが調節される。

【０００９】そして、上記各コンタクト構造体は、その
上面の周縁に上記基部材の下面への接触を防止する接触
防止部材を備えたものである。これにより、上記各コン
タクト構造体の接触面がウェハの上面と接触して上方に
移動しても、上記接触防止部材によりコンタクト構造体
の上面と基部材の下面との接触が防止される。

【００１０】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を添付
図面に基づいて詳細に説明する。図１は、本発明による
半導体回路の検査装置の実施形態を示す側面断面図であ
る。この半導体回路の検査装置は、図４に示す一枚のウ
ェハ１の上面に製造された複数個の半導体回路２，２，
…の信頼性をウェハレベルで検査するウェハ・バーンイ
ンテストを行うときに用いる装置で、図１（ａ）に示す
ように、分割型のコンタクト構造体５と、基部材６と、
スタットネジ７とを有し、さらに各コンタクト構造体の
底面高さ調節手段を備えて構成されている。

【００１１】上記コンタクト構造体５は、図４に示すウ
ェハ１の上面に複数個製造された１個の半導体回路２に
おける全電極パッド３，３，…に同時接触させて検査信
号を送受信するもので、図２に示すように、コンタクタ
４と、シリコン基板８と、カバー９とを備えて成る。

【００１２】上記コンタクタ４は、上記ウェハ１上に複
数個製造された各半導体回路２の全電極パッド３，３，
…（図４参照）に接触されるもので、上記各半導体回路
２の形状と略同様の大きさを有する薄膜であり、その下
面には接触部として上記１個の半導体回路２における全
電極パッド３，３，…の配置に一致するようにプローブ
端子群１０（図１（ｂ）参照）が形成されている。な
お、ここでは上記コンタクタ４は、例えば縦が約２５ｍ
ｍ、横が約５０ｍｍの矩形状とする。

【００１３】このコンタクタ４の上面には、図２に示す
ように、シリコン基板８が接着されている。上記シリコ
ン基板８は、上記プローブ端子群１０に対応した回路パ
ターン１１（図１（ａ）参照）を形成するもので、該回
路パターン１１に検査信号を送受信する接続部１２が設
けられている。なお、上記接続部１２は、後述の基板コ
ネクタ１８に接続されて検査信号が送受信されるように
なっている。

【００１４】このシリコン基板８の上面には、図２に示
すように、カバー９が接合されている。上記カバー９
は、上記シリコン基板８上に形成された回路パターン１
１を覆って保護する部材となるもので、その上面の四隅
には４個のネジ孔１３が設けられており、略中央部には
横方向に延びた開口部１４が形成されている。なお、上
記開口部１４が形成される位置は、上記シリコン基板８
に設けられた接続部１２の上方に相当する。

【００１５】以上のように構成された分割型のコンタク
ト構造体５は、一枚のウェハ１上に複数個形成された各
半導体回路２，２，…に対応するように並べられる。こ
こでは、一枚のウェハ１の上面には、図４に示すよう
に、例えば２２個の半導体回路２，２，…が製造されて
いるものとし、上記コンタクト構造体５は、図３に示す
ように、２２個の位置決め窓１５を備えたガイド枠１６
によって上記２２個の半導体回路２の配置に対応するよ
うに位置決めされており、個々に分割された状態で並べ
られる。

【００１６】上記基部材６は、上記ガイド枠１６によっ
て位置決めされた２２個のコンタクト構造体５，５，…
をその下面にて保持するもので、図１（ａ）に示すよう
に、ネジ通し孔１７及び基板コネクタ１８が、上記ガイ
ド枠１６によって位置決めされた各コンタクト構造体５
に対応する位置に設けられている。上記ネジ通し孔１７
は、スタットネジ７の軸部２０が貫通するもので、図２
に示すカバー９の上面に形成された各ネジ孔１３，１
３，…に対応する位置に設けられている。また、上記基
板コネクタ１８は、図１（ａ）に示すように、上記コン
タクト構造体５のシリコン基板８に設けられた接続部１
２に接続してその回路パターン１１に検査信号を送受信
するもので、上記各コンタクト構造体５の各接続部１
２，１２，…に相当する位置に配設されている。なお、
上記各基板コネクタ１８，１８，…には、それぞれ信号
伝送ケーブル１９，１９，…が接続されており、これら
の信号伝送ケーブル１８は、図示省略のテスタに接続さ
れている。また、上記基部材６の上面は、研磨により平
坦化加工が施されている。

【００１７】上記スタットネジ７は、図１（ａ）に示す
ように、上記ガイド枠１６によって位置決めされた各コ
ンタクト構造体５を、それぞれ基部材６の下面にて保持
するもので、その首部２２の下方の軸部２０は上記基部
材６に形成されたネジ通し孔１７を貫通可能な長さに形
成され、その先端部２１には上記コンタクト構造体５の
カバー９に形成されたネジ孔１３（図２参照）に螺合可
能なネジ山が切られている。これにより、上記ガイド枠
１６によって分割して位置決めされた各コンタクト構造
体５は、それぞれ例えば４本のスタットネジ７によって
上記基部材６の下面にて吊上げ保持することができる。

【００１８】なお、図１（ａ）に示すように、上記２２
個のコンタクト構造体５，５，…を位置決めするガイド
枠１６の上面と、該ガイド枠１６を保持する基板６の下
面との間には、荷重吸収材３２が設けられている。この
荷重吸収材３２は、例えばシリコンゴムなどの耐熱性弾
性体によって形成されており、上記各コンタクト構造体
５のコンタクタ４が上記ウェハ１の上面に接触したとき
の接触圧力を吸収するようになっている。

【００１９】ここで、本発明においては、図１（ａ）に
示すように、上記スタットネジ７の首部２２と、上記基
部材６の上面との間には、それぞれ吊上げ用弾性体３１
が挟まれている。この吊上げ用弾性体３１は、上記コン
タクト構造体５のコンタクタ４の底面高さを調節し、そ
れぞれのコンタクタ４の底面を全体として平坦化するも
ので、耐熱性を有する材質、例えばシリコンゴムなどか
ら成り、上記荷重吸収材３２よりも弾性率が低い材質で
形成されている。これにより、上記スタットネジ７を例
えば締め付ける方向に回転すると、それに伴って上記吊
上げ用弾性体３１が圧縮されて変形するようになるた
め、上記４本のスタットネジ７の締め付けを各々調整す
ると、上記コンタクト構造体５のコンタクタ４の底面高
さを調節することができる。したがって、スタットネジ
７の精度誤差や、コンタクト構造体５の製造誤差を吸収
することができ、図１（ｂ）に示すように、各コンタク
ト構造体５のコンタクタ４の底面高さを全体として平坦
化することができる。なお、上記１個のコンタクト構造
体５を吊上げ保持するスタットネジ７の本数は４本に限
られず、該コンタクト構造体５の底面高さを調節できれ
ば何本でもよく、例えば２本あるいは３本でもよい。こ
のようなスタットネジ７と、吊上げ用弾性体３１とで各
コンタクト構造体の底面高さ調節手段を構成する。

【００２０】また、上記吊上げ用弾性体３１は、上述の
ように上記荷重吸収材３２よりも弾性率が低い材質で形
成されているため、上記底面高さが全体として平坦化さ
れた各コンタクト構造体５が上記ウェハ１の上面に接触
するとき、上記荷重吸収材３２が圧縮されて変形する
と、それに伴って上記吊上げ用弾性体３１が元の形状に
戻ろうと変形する。これにより、コンタクト構造体５が
滑らかに移動するようになり、上記電極パッド３とプロ
ーブ端子群１０との良好な接触が得られる。

【００２１】さらに、上記コンタクト構造体５の上面の
周縁には、図２に示すように、接触防止部材３３が設け
られている。この接触防止部材３３は、上記コンタクト
構造体５の上面、すなわち上記カバー９の上面が、上記
基部材６の下面に接触することを防止する部材となるも
ので、例えば上記カバー９の上面の周縁を取り囲むよう
な形状を有し、上記荷重吸収材３１よりも薄く形成され
ている。これにより、上記コンタクト構造体５の接触面
となるコンタクタ４が上記ウェハ１の上面に接触して該
コンタクト構造体５が上方に移動しても、上記接触防止
部材３３によりコンタクト構造体５の上面が基部材６の
下面に接触することがない。なお、上記接触防止部材３
３は、上記カバー９の上面の周縁を取り囲むような形状
に限られず、例えば縦方向のみに取り付けられた断続的
なものでもよい。

【００２２】また、上記接触防止部材３３は、その厚み
が上記荷重吸収材３２よりも薄くなるように形成されて
いる。これにより、上記コンタクト構造体５が上方に移
動するときの接触ストロークが確保される。

【００２３】次に、このように構成された半導体回路の
検査装置の使用について説明する。ここでは、ウェハの
上面にはいわゆる前工程が既に施されており、図４に示
すように、例えば２２個の半導体回路２，２，…が製造
されているとものとし、このようなウェハ１上に対して
ウェハ・バーンインテストを行うとする。まず、上記各
コンタクト構造体の底面高さ調節手段（７，３１）によ
り、図１（ａ）に示す半導体回路の検査装置の各コンタ
クト構造体５，５，…の全コンタクタ４の高さが調節さ
れ、それぞれの底面を全体として平坦化する。このと
き、誤差が±数μｍ程度にまで平坦化される。

【００２４】次に、上記ウェハ１を図示省略のテスタの
測定用ステージにセットして該テスタを操作する。する
と、図１（ｂ）に示すように、上記平坦化された全コン
タクタ４の下面に形成されたプローブ端子群１０と、上
記ウェハ１上に形成された全電極パッド３とが一括して
接触する。そして、ウェハ１全体を加熱しながら各半導
体回路２の信頼性試験を行う。このとき、上記プローブ
端子群１０と電極パッド３とは、常に、接触安定性が確
保されている。したがって、安定したウェハ・バーンイ
ンテストを行うことができる。

【００２５】

【発明の効果】本発明は以上のように構成されたので、
請求項１に係る発明によれば、基部材の下面に、ウェハ
の上面に複数個製造された各半導体回路の全電極パッド
に接触可能な接触部を備えた分割型のコンタクト構造体
を複数個有し、この複数個のコンタクト構造体のそれぞ
れが上記各半導体回路に対応するように配置された状態
で上記基部材に吊上げ保持され、上記各半導体回路を検
査する検査装置において、上記各コンタクト構造体の底
面の高さを調節してそれぞれの底面を全体として平坦化
する手段を備えたことにより、上記各コンタクト構造体
の底面の高さを上記底面高さ調節手段により調節するこ
とができ、それぞれの底面を全体として平坦化すること
ができる。これにより、コンタクト構造体の製造誤差な
どを吸収して、上記コンタクト構造体の接触部と、上記
ウェハ上の電極パッドとを一括して接触することができ
る。したがって、安定したウェハ・バーンインテストを
行うことができる。

【００２６】また、請求項２に係る発明によれば、上記
各コンタクト構造体の底面高さ調節手段は、上記コンタ
クト構造体の吊上げ保持具と、該吊上げ保持具の首部と
基部材の上面との間に挟まれた吊上げ用弾性体とを備え
たものであることにより、上記コンタクト構造体の吊上
げ保持具の締め付けを調節すると、上記吊上げ保持具の
首部と基部材の上面との間に挟まれた吊上げ用弾性体が
変形し、上記各コンタクト構造体の底面の高さを調節す
ることができる。したがって、それぞれの底面を全体と
して平坦化することができる。

【００２７】そして、請求項３に係る発明によれば、上
記各コンタクト構造体は、その上面の周縁に上記基部材
の下面への接触を防止する接触防止部材を備えたもので
あることにより、上記各コンタクト構造体の接触面がウ
ェハの上面と接触して上方に移動しても、上記接触防止
部材によりコンタクト構造体の上面と基部材の下面との
接触を防止することができる。また、上記コンタクト構
造体が上方に移動するときの接触ストロークを確保する
ことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明による半導体回路の検査装置の実施の
形態を示す側面断面図で、（ａ）は分割型のコンタクト
構造体が基部材の下面に吊上げ保持される構成を示す全
体図、（ｂ）は上記コンタクト構造体の底面がウェハの
上面に接触する状態を示す拡大図である。

【図２】 上記分割型のコンタクト構造体の構造を示す
斜視図である。

【図３】 上記分割型のコンタクト構造体がウェハ上の
各半導体回路の配置に対応するように位置決めされて並
べられた状態を示す斜視図である。

【図４】 半導体回路が複数個製造されたウェハを示す
平面図である。

【図５】 従来の半導体回路の検査装置を示す側面断面
図で、（ａ）は分割型のコンタクト構造体が基部材の下
面に吊上げ保持される構成を示す全体図、（ｂ）は上記
コンタクト構造体の底面がウェハの上面に接触する状態
を示す拡大図である。

【符号の説明】 ４…コンタクタ ５…コンタクト構造体 ６…基部材 ７…スタットネジ ８…シリコン基板 ９…カバー １０…プローブ端子 １１…回路パターン １２…接続部 １３…ネジ孔 １４…開口部 １５…位置決め窓 １６…ガイド枠 １７…ネジ通し孔 １８…基板コネクタ １９…信号伝送ケーブル ２０…軸部 ２１…先端部 ２２…首部 ３１…吊上げ用弾性体 ３２…荷重吸収材 ３３…接触防止部材

フロントページの続き (72)発明者 長谷部 昭 男 東京都小平市上水本町五丁目20番１号 株 式会社日立製作所半導体グループ内 Ｆターム(参考） 2G003 AA10 AC01 AG03 AH05 2G011 AA01 AB08 AC14 AE03 2G014 AA01 AA14 AB59 AC10 2G132 AA01 AB03 AF02 AL03 4M106 AA01 BA01 CA70 DD04 DD06 DD09 DD13

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】基部材の下面に、ウェハの上面に複数個製
   造された各半導体回路の全電極パッドに接触可能な接触
   部を備えた分割型のコンタクト構造体を複数個有し、こ
   の複数個のコンタクト構造体のそれぞれが上記各半導体
   回路に対応するように配置された状態で上記基部材に吊
   上げ保持され、上記各半導体回路を検査する検査装置に
   おいて、 上記各コンタクト構造体の底面の高さを調節してそれぞ
   れの底面を全体として平坦化する手段を備えたことを特
   徴とする半導体回路の検査装置。
2. 【請求項２】上記各コンタクト構造体の底面高さ調節手
   段は、上記コンタクト構造体の吊上げ保持具と、該吊上
   げ保持具の首部と基部材の上面との間に挟まれた吊上げ
   用弾性体とを備えたことを特徴とする請求項１記載の半
   導体回路の検査装置。
3. 【請求項３】上記各コンタクト構造体は、その上面の周
   縁に上記基部材の下面への接触を防止する接触防止部材
   を備えたことを特徴とする請求項１記載の半導体回路の
   検査装置。