JP2014013156A

JP2014013156A - 検査装置

Info

Publication number: JP2014013156A
Application number: JP2012150022A
Authority: JP
Inventors: Hiroshi Mita; 浩史三田; Keiji Morino; 啓司森野
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 2012-07-03
Filing date: 2012-07-03
Publication date: 2014-01-23

Abstract

【課題】
本発明が解決しようとする課題は、測定結果の誤差を抑制し、かつ様々な温度での測定を可能にする検査装置を提供することである。
【解決手段】
実施形態の検査装置は、固定手段と複数の開口部を有し、前記固定手段によって被検査体が固定される検査ステージと、前記開口部を通じて前記被検査体に接して検査を行う電流端子と、前記開口部を通じて前記被検査体に接して検査を行う電圧端子と、を有する。
【選択図】図１

Description

本発明の実施形態は、検査装置に関する。

例えば半導体装置等の電子部品の電気特性を測定する場合、測定装置の状態による測定結果の誤差が少ないことが望ましい。更に、半導体装置は様々な温度雰囲気で使用されるため、常温以外の温度で測定することが要求される。

特開２０００−１１４３２５号公報特開平４−１３２９７０号公報特開平２−２６６２５０号公報

本発明が解決しようとする課題は、測定結果の誤差を抑制し、かつ様々な温度での測定を可能にする検査装置を提供することである。

実施形態の検査装置は、固定手段と複数の開口部を有し、前記固定手段によって被検査体が固定される検査ステージと、前記開口部を通じて前記被検査体に接して検査を行う電流端子と、前記開口部を通じて前記被検査体に接して検査を行う電圧端子と、を有する。

第１の実施形態に係る検査装置１ａの断面構造を示す断面図。第１の実施形態の変形例に係る検査装置１ｂの断面構造を示す断面図。

以下、本発明の実施形態について、図面を参照しながら説明する。この説明に際し、全図にわたり、共通する部分には共通する符号を付す。なお、図面の寸法比率は、図示の比率に限定されるものではない。また、本実施形態は、本発明を限定するものではない。

［第１の実施形態］
（検査装置１ａの構造・検査方法）
第１の実施形態に係る検査装置１ａの構造と検査方法について、図１を参照しながら説明する。図１は第１の実施形態に係る検査装置１ａの断面構造を示す断面図を示している。

検査装置１ａは半導体チップ２（被検査体）、検査ステージ１０、電流端子２０、電圧端子２１を有する。検査ステージ１０は固定手段１１と開口部３０を有する。また、電流端子２０と電圧端子２１は接触針２２を有する。

まず、検査ステージ１０には固定手段１１が設けられている。この固定手段１１により、半導体チップ２が外縁部等から固定され、検査ステージ１０上に支持される。なお、半導体チップ２の上面と下面にはそれぞれ動作用電極が設けられている（図示略）。

検査ステージ１０上に支持された半導体チップ２の上面に、電流端子２０の一方の接触針２２が接触する。そして、開口部３０を通して、電流端子２０の他方の接触針２２が半導体チップ２の下面に接触する。以上のように、電流端子２０の接触針２２が、半導体チップ２の上面と下面に接触することにより、半導体チップ２に電流が流れる。

一方、電圧端子２１も電流端子２０と同様の構成で設けられる。検査ステージ１０上に支持された半導体チップ２の上面に、電圧端子２１の一方の接触針２２が接触する。そして、開口部３０を通して、電圧端子２１の他方の接触針２２が半導体チップ２の下面に接触する。以上のように、電圧端子２１の接触針２２が、半導体チップ２の上面と下面に接触することにより、半導体チップ２に流れる電流の電圧測定を行う。

以上のように、半導体チップ２の電気的検査測定を行い、半導体チップ２の特性判別をする。検査された半導体チップ２は検査ステージ１０から移動され、新たな半導体チップ２を上述した方法により電気的検査測定を行う。検査装置１ａはこの工程を繰り返して、複数の半導体チップ２の検査を行う。

なお、検査ステージ１０は例えばセラミック等の絶縁材料によって構成される。

また、本実施形態では固定手段１１は検査ステージ１０上に設けられ、半導体チップ２を外縁部から固定するように図示したが、固定手段１１はこれに限定されない。例えば、検査装置１ａの検査機構内に真空ポンプを設置し、開口部３０を介して半導体チップ２を検査ステージ２０に真空吸着させる方法でも実施は可能である。また、半導体チップ２の設置場所の一部に両面テープを設け、両面テープを介して半導体チップ２を検査ステージ１０上に固定しても実施は可能である。

本実施形態では開口部３０を３つ設け、電流端子２０の接触針２２が２つ、電圧端子２１の接触針２２が１つであるように示したが、接触針２２の数は特に限定されない。

半導体チップ２に電流を印加して、電圧を測定する説明をしたが、電圧を半導体チップ２に印加して電気的検査測定を行ってもよい。

（検査装置１ａの効果）
第１の実施形態の検査装置１ａの効果について説明する。

従来、半導体チップ２の電気的検査測定は個片チップにダイシングせずに、半導体ウェハのまま測定される手法が多い。半導体ウェハのまま測定するには、半導体ウェハの両端を半導体ウェハ保持機構により支持し、空に浮かせた状態で半導体チップ２の上面と下面からプローブを接触させて測定を行う。

上記手法の場合、半導体ウェハの両端を半導体ウェハ保持機構により支持し、空に浮かせた状態で半導体チップ２の測定を行うため、半導体ウェハ保持機構に起因した半導体ウェハに反りが生じる可能性がある。半導体ウェハに反りがあると、測定結果に誤差が生じ、正規な測定結果が得られないという問題点がある。さらに、半導体ウェハのまま半導体チップ２の測定を行うと、異常な半導体チップ２に電流を流して電圧を測定した際等に、周囲の正常な半導体チップ２に影響を与える可能性があり、歩留まりの悪化を招く恐れを有する。

また、ダイシングにより半導体チップ２にした後、導電性の検査ステージ１０に載置し、電流端子２０の一端を半導体チップ２の上面に接触させ、電流端子２０の他端は検査ステージ１０に接続して、電気的検査測定を行う手法も従来の一例として挙げられる。しかしながら、その測定方法の場合、検査ステージ１０が事実上電流端子２０の一端となっているため、検査ステージ１０の表面状態により電流経路が変動する可能性がある。電流経路の変動により測定回路中に電圧ドロップが発生し、測定結果に誤差が生じる問題点を有する。加えて、半導体チップ２の下面側の電流端子２０と電圧端子２１との距離が長くなる場合があり、その場合、電圧の検出感度が低下するという問題点も有する。

本実施形態の検査装置１ａの場合、半導体ウェハを複数の半導体チップ２にダイシングし、それぞれを個別に電気的検査測定を行う。そのため、上述したような半導体ウェハ反りによる測定結果の誤差や、他の半導体チップ２への影響を抑制することが可能となる。

さらに、本実施形態の検査装置１ａは開口部３０を通じて半導体チップ２の下面に電流端子２０と電圧端子２１の一端を接触させ、電気的検査測定を行っている。電流端子２０の一端は半導体チップ２の下面に直接接触しているため、検査ステージ１０の表面状態が測定結果に影響を与えることはない。よって、検査装置１ａによる測定は、電流経路変動による電圧ドロップは発生せず、測定結果の誤差を抑制することが可能となる。加えて、半導体チップ２の下面側に接触する電流端子２０と電圧端子２１との距離はほぼ一定であり、その距離は検査ステージ１０を電流端子２０の一端として使用する場合よりも短くすることが可能であるため、電圧の検出感度の低下という問題点も抑制することが可能である。

［第１の実施形態の変形例］
（検査装置１ｂの構造・検査方法）
第１の実施形態の変形例に係る検査装置１ｂの構造と検査方法について、図２を参照しながら説明する。図２は第１の実施形態の変形例に係る検査装置１ｂの断面構造を示す断面図を示している。

検査装置１ｂが検査装置１ａと異なる点は、検査ステージ１０に温度調節装置２３が設けられている点である。

その測定方法は、まず、検査ステージ１０に半導体チップ２を設置後、温度調節装置２３により所望の測定温度にする。半導体チップ２が所望の測定温度となった後、電流端子２０と電圧端子２１を半導体チップ２に接触させ、検査装置１ａの場合と同様の手順により電気的検査測定を行う。

温度調節装置２３には温度を上昇させるためのヒーターが挙げられるが、温度上昇に限らず、温度を低下させる装置でも本実施形態は実施可能である。

（検査装置１ｂの効果）
第１の実施形態の変形例に係る検査装置１ｂの効果について説明する。

本実施形態の検査装置１ｂの場合、温度調節装置２３を検査ステージ１０に直接設けているため、半導体チップ２を所望の温度に限りなく近くして電気的検査測定を行うことが可能である。すなわち、温度精度の高い測定が可能となる。

本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると同様に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれるものである。

１ａ、１ｂ…検査装置、２…半導体チップ（被検査体）、１０…検査ステージ、１１…固定手段、２０…電流端子、２１…電圧端子、２２…接触針、２３…温度調節装置

Claims

固定手段と複数の開口部を有し、前記固定手段によって被検査体が固定される検査ステージと、
前記開口部を通じて前記被検査体に接して検査を行う電流端子と、
前記開口部を通じて前記被検査体に接して検査を行う電圧端子と、
を有する検査装置。
前記検査ステージに測定温度調節部が設けられた請求項１に記載された検査装置。
前記検査ステージが絶縁材料で形成される請求項１または２に記載の検査装置。
前記固定手段が前記開口部を介した真空吸着である請求項１乃至３のいずれか一に記載の検査装置。