JP3843113B2 - ウエハ一括信頼性評価装置 - Google Patents
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Description
図13はウエハ状態で信頼性評価を行う第1の従来例に係る信頼性評価装置の評価パターンを示す概略図である(例えば、特許文献1を参照。)。
図14はウエハ全面を一括で検査及び信頼性評価することが可能な、ウエハ一括プローブを用いた第2の従来例に係る信頼性評価装置の概略図である(例えば、特許文献2を参照。)。
第3のウエハ一括信頼性評価装置によると、各電極は半導体ウエハ本体の上に設けられた断熱材の上に形成されているため、発熱体の熱が電極に直接伝わらないので、ウエハ一括プローブに設けられた導電性弾性シートを劣化させるほどの高温にすることなく、所定の温度における信頼性評価を行うことができる。
本発明の第1の実施形態に係るウエハ一括信頼性評価装置について、図1、図2及び図3を参照しながら説明する。
Y≒10{log(T−25)−0.4X}・・・式(1)
Xの式に書き換えると、以下の近似式(2)となる。
X≒{log(T−25)−log(Y)}×2.5・・・式(2)
ここで、ウエハ一括プローブ21の異方性導電性ゴム21bが150℃以上になると劣化が大きく導通抵抗が大きくなる問題があるため、電極13は150℃以下にする必要がある。従って、電極13から発熱抵抗体15までの距離Dは、D>{log(T−25)−log(150−25)}×2.5が必要となる。すなわち、D>{log(T−25)−log(125)}×2.5である。
以下、本発明の第2の実施形態に係るウエハ一括信頼性評価装置について、図4を参照しながら説明する。
以下、本発明の第3の実施形態に係るウエハ一括信頼性評価装置について、図5を参照しながら説明する。
以下、本発明の第4の実施形態に係るウエハ一括信頼性評価装置について、図6を参照しながら説明する。
以下、本発明の第5の実施形態に係るウエハ一括信頼性評価装置について、図8を参照しながら説明する。
本発明の第6の実施形態に係るウエハ一括信頼性評価装置について、図9及び図10を参照しながら説明する。
本発明の第7の実施形態に係るウエハ一括信頼性評価方法について、図11を参照しながら説明する。
本発明の第8の実施形態に係るウエハ一括信頼性評価方法について、図12を参照しながら説明する。
12 半導体ウエハ
13 電極
14 信頼性評価用素子
15 発熱抵抗体
16 配線
17 表面保護用樹脂膜
18 ダミー電極
19 濃色発熱体
21 ウエハ一括プローブ
21a 配線基板
21b 異方性導電性ゴム
21c バンプ
21d ダミーバンプ
31 ウエハトレイ
31a 凸部
32 ペルチェ素子
33 赤外線光源
34 ヒーター
35 抵抗体
36 温度制御用電源
36a 可変抵抗
37 ストレス印加用電源
38 抵抗測定器
38a リレー
39 赤外線エネルギー検出器
Claims (20)
- 信頼性評価用ウエハと対向するように配置され、配線基板と、前記配線基板の前記信頼性評価用ウエハと対向する面に設けた導電性弾性シートと、前記導電性弾性シートの表面に設けられ、前記信頼性評価用ウエハと電気的に接続される複数の金属端子とを有するウエハ一括プローブを備えたウエハ一括信頼性評価装置であって、
前記信頼性評価用ウエハは、半導体ウエハ本体の上に形成された複数の信頼性評価用素子と、前記各信頼性評価用素子の近傍にそれぞれ形成され、前記各信頼性評価用素子の温度を制御する複数の発熱体と、前記各信頼性評価用素子に前記各金属端子を介して電圧又は電流を印加する複数の電極と、前記各信頼性評価用素子と前記各電極とをそれぞれ電気的に接続する複数の配線とを有し、
前記信頼性評価用ウエハ上に形成された前記各発熱体により前記各信頼性評価用素子を所定の評価温度に加熱する場合に、前記各電極の温度が前記導電性弾性シートの劣化温度以下となるように、前記各発熱体と前記各電極とが距離をおいて配置されていることを特徴とするウエハ一括信頼性評価装置。 - 前記所定の評価温度における最高温度をT℃、前記各電極と前記各発熱体との距離をDmmとしたとき、D>{log(T−25)−log(125)}×2.5の関係が成り立っていることを特徴とする請求項1に記載のウエハ一括信頼性評価装置。
- 前記各電極と前記各発熱体との距離は、0.5mm以上であることを特徴とする請求項1に記載のウエハ一括信頼性評価装置。
- 信頼性評価用ウエハと対向するように配置され、配線基板と、前記配線基板の前記信頼性評価用ウエハと対向する面に設けた導電性弾性シートと、前記導電性弾性シートの表面に設けられ前記信頼性評価用ウエハと電気的に接続される複数の金属端子とを有するウエハ一括プローブを備えたウエハ一括信頼性評価装置であって、
前記信頼性評価用ウエハは、半導体ウエハ本体の上に形成された複数の信頼性評価用素子と、前記各信頼性評価用素子の近傍にそれぞれ形成され、前記各信頼性評価用素子の温度を制御する複数の発熱体と、前記各信頼性評価用素子に前記各金属端子を介して電圧又は電流を印加する複数の電極と、前記各信頼性評価用素子と前記各電極とをそれぞれ電気的に接続する複数の配線とを有し、
前記ウエハ一括プローブの前記導電性弾性シートの表面には放熱用のダミー金属端子が設けられており、前記ダミー金属端子は、前記各電極と前記各発熱体との間の位置で前記信頼性評価用ウエハ表面に接していることを特徴とするウエハ一括信頼性評価装置。 - 前記ダミー金属端子は、前記信頼性評価用ウエハの表面に形成されたダミー電極を介在させて前記信頼性評価用ウエハと接続されていることを特徴とする請求項4に記載のウエハ一括信頼性評価装置。
- 前記信頼性評価用ウエハを保持するウエハトレイをさらに備え、前記ウエハトレイにおけるウエハ保持面の反対側の面又は前記ウエハ一括プローブにおける前記信頼性評価用ウエハと対向する面の反対側の面に対して冷却風を供給することにより、前記信頼性評価用ウエハを冷却することを特徴とする請求項1〜5のいずれか1項に記載のウエハ一括信頼性評価装置。
- 信頼性評価用ウエハと対向するように配置され、配線基板と、前記配線基板の前記信頼性評価用ウエハと対向する面に設けた導電性弾性シートと、前記導電性弾性シートの表面に設けられ前記信頼性評価用ウエハと電気的に接続される複数の金属端子とを有するウエハ一括プローブと、前記信頼性評価用ウエハを保持するウエハトレイとを備えたウエハ一括信頼性評価装置であって、
前記信頼性評価用ウエハは、半導体ウエハ本体の上に形成された複数の信頼性評価用素子と、前記各信頼性評価用素子の近傍にそれぞれ形成され、前記各信頼性評価用素子の温度を制御する複数の発熱体と、前記各信頼性評価用素子に前記各金属端子を介して電圧又は電流を印加する複数の電極と、前記各信頼性評価用素子と前記各電極とをそれぞれ電気的に接続する複数の配線とを有し、
前記各電極に近い領域を選択的に冷却する冷却手段が設けられていることを特徴とするウエハ一括信頼性評価装置。 - 前記冷却手段は、前記ウエハトレイの上部に設けられ、前記信頼性評価用ウエハにおける前記電極が形成されている領域の反対側の面と接する凸部であることを特徴とする請求項7に記載のウエハ一括信頼性評価装置。
- 前記冷却手段は、前記ウエハトレイの裏面における前記電極に近い領域に組み込まれたペルチェ素子であることを特徴とする請求項7に記載のウエハ一括信頼性評価装置。
- 前記冷却手段は、前記ウエハトレイの裏面における前記電極に近い領域に供給される冷却風であることを特徴とする請求項7に記載のウエハ一括信頼性評価装置。
- 前記複数の発熱体は、それぞれ発熱抵抗体であり、前記各発熱抵抗体に電圧又は電流を印加する温度制御用電源をさらに備えていることを特徴とする請求項1〜10のいずれか1項に記載のウエハ一括信頼性評価装置。
- 前記信頼性評価用ウエハは、前記信頼性評価用素子の近傍に形成された前記信頼性評価用素子の温度を測定する温度センサをさらに有していることを特徴とする請求項11に記載のウエハ一括信頼性評価装置。
- 前記温度センサは、温度によって抵抗値が変化する測温抵抗体であることを特徴とする請求項12に記載のウエハ一括信頼性評価装置。
- 前記ウエハ一括プローブの外部に設けられた前記信頼性評価用素子の温度を測定する赤外線を用いた温度センサをさらに備えていることを特徴とする請求項11に記載のウエハ一括信頼性評価装置。
- 前記温度制御用電源によって前記各発熱抵抗体に印加される電圧又は電流の値を前記温度センサの測定結果に応じて調整する制御用回路をさらに備えていることを特徴とする請求項12〜14のいずれか1項に記載のウエハ一括信頼性評価装置。
- 信頼性評価用ウエハと対向するように配置され、配線基板と、前記配線基板の前記信頼性評価用ウエハと対向する面に設けた導電性弾性シートと、前記導電性弾性シートの表面に設けられ前記信頼性評価用ウエハと電気的に接続される複数の金属端子とを有するウエハ一括プローブを備えたウエハ一括信頼性評価装置であって、
前記信頼性評価用ウエハは、半導体ウエハ本体の上に形成された複数の信頼性評価用素子と、前記各信頼性評価用素子の近傍にそれぞれ形成され、前記各信頼性評価用素子の温度を制御する複数の発熱体と、前記各信頼性評価用素子に前記各金属端子を介して電圧又は電流を印加する複数の電極と、前記各信頼性評価用素子と前記各電極とをそれぞれ電気的に接続する複数の配線とを有し、
前記配線基板は、前記各発熱体と対応する位置に設けられた光を透過する領域を有し、
前記導電性弾性シートは、前記配線基板の前記光を透過する領域と対応する部分に設けられたスリットを有し、
前記複数の発熱体は、前記ウエハ一括プローブの外部に設けられた光源から照射され、前記配線基板における前記光を透過する領域を透過した赤外線によって加熱されることにより、前記各信頼性評価用素子の温度を調節することを特徴とするウエハ一括信頼性評価装置。 - 前記配線基板は、その上面又は下面に形成された光反射膜を有し、
前記光反射膜は、前記配線基板における前記光を透過する領域と対応する部分に設けられたスリットを有することを特徴とする請求項16に記載のウエハ一括信頼性評価装置。 - 信頼性評価用ウエハと対向するように配置され、配線基板と、前記配線基板の前記信頼性評価用ウエハと対向する面に設けた導電性弾性シートと、前記導電性弾性シートの表面に設けられ、前記信頼性評価用ウエハと電気的に接続される複数の金属端子とを有するウエハ一括プローブと、前記信頼性評価用ウエハを保持するウエハトレイと、前記ウエハトレイにおけるウエハ保持面の反対側の面に設けられた加熱手段とを備えたウエハ一括信頼性評価装置であって、
前記信頼性評価用ウエハは、半導体ウエハ本体の上に形成された複数の信頼性評価用素子と、前記各信頼性評価用素子に前記各金属端子を介して電圧又は電流を印加する複数の電極と、前記各信頼性評価用素子と前記各電極とをそれぞれ電気的に接続する複数の配線とを有し、
前記複数の電極は前記信頼性評価用ウエハの周縁部に形成されており、
前記ウエハトレイは、前記信頼性評価用ウエハの前記各電極が形成されている周縁部より内側における下側の面と接していることを特徴とするウエハ一括信頼性評価装置。 - 前記加熱手段は、前記ウエハトレイに接して設けられた発熱体であることを特徴とする請求項18に記載のウエハ一括信頼性評価装置。
- 前記信頼性評価用ウエハは、半導体ウエハ本体の上に形成されたダミー電極をさらに有し、
前記ウエハ一括プローブは、前記導電性弾性シートの表面における前記ダミー電極と対向する位置に設けられたダミー金属端子をさらに有することを特徴とする請求項18又は19に記載のウエハ一括信頼性評価装置。
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