JP4936707B2 - Prober - Google Patents

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  • Container, Conveyance, Adherence, Positioning, Of Wafer (AREA)

Description

本発明は、半導体ウエハ上に形成された複数の半導体チップ（ダイ）の電気的な検査を行うためにダイの電極をテスタに接続するプローバに関し、特にウエハを保持するウエハチャックを加熱及び冷却して高温及び低温環境で検査が行えるプローバに関する。   The present invention relates to a prober for connecting a die electrode to a tester in order to perform electrical inspection of a plurality of semiconductor chips (die) formed on a semiconductor wafer, and in particular, heating and cooling a wafer chuck holding the wafer. It is related to a prober that can be inspected in high and low temperature environments.

半導体製造工程では、薄い円板状の半導体ウエハに各種の処理を施して、半導体装置（デバイス）をそれぞれ有する複数のチップ（ダイ）を形成する。各チップは電気的特性が検査され、その後ダイサーで切り離なされた後、リードフレームなどに固定されて組み立てられる。上記の電気的特性の検査は、プローバとテスタで構成されるウエハテストシステムにより行われる。プローバは、ウエハをステージに保持し、各チップの電極パッドにプローブを接触させる。テスタは、プローブに接続される端子から、電源および各種の試験信号を供給し、チップの電極に出力される信号をテスタで解析して正常に動作するかを確認する。   In the semiconductor manufacturing process, various processes are performed on a thin disk-shaped semiconductor wafer to form a plurality of chips (dies) each having a semiconductor device (device). Each chip is inspected for electrical characteristics, then separated by a dicer, and then fixed to a lead frame and assembled. The inspection of the electrical characteristics is performed by a wafer test system composed of a prober and a tester. The prober holds the wafer on the stage and brings the probe into contact with the electrode pad of each chip. The tester supplies power and various test signals from the terminals connected to the probe, and analyzes the signals output to the electrodes of the chip with the tester to check whether it operates normally.

半導体装置は広い用途に使用されており、−５０°Ｃのような低温環境や、１５０°Ｃのような高温環境でも使用される半導体装置（デバイス）もあり、プローバにはこのような環境での検査が行えることが要求される。そこで、プローバにおいてウエハを保持するウエハチャックのウエハ載置面の下に、例えば、ヒータ機構、チラー機構、ヒートポンプ機構などのウエハチャックの表面の温度を変えるウエハ温度調整手段を設けて、ウエハチャックの上に保持されたウエハを加熱又は冷却することが行われる。   Semiconductor devices are used in a wide range of applications, and there are also semiconductor devices (devices) that are used in low temperature environments such as -50 ° C and high temperature environments such as 150 ° C. It is required that the inspection can be performed. Therefore, a wafer temperature adjusting means for changing the surface temperature of the wafer chuck such as a heater mechanism, a chiller mechanism, and a heat pump mechanism is provided under the wafer mounting surface of the wafer chuck for holding the wafer in the prober. Heating or cooling the wafer held thereon is performed.

図１は、ウエハ温度調整手段を有するプローバを備えるウエハテストシステムの概略構成を示す図である。図示のように、プローバ１０は、基台１１と、その上に設けられた移動ベース１２と、Ｙ軸移動台１３と、Ｘ軸移動台１４と、Ｚ軸移動部１５と、Ｚ軸移動台１６と、θ回転部１７と、ウエハチャック１８と、ウエハアライメントカメラ１９と、支柱２０及び２１と、ヘッドステージ２２と、ヘッドステージ２２に設けられたカードホルダ２３と、カードホルダ２３に取り付けられるプローブカード２４と、を有する。プローブカード２４には、カンチレバー式のプローブ２５が設けられる。移動ベース１２と、Ｙ軸移動台１３と、Ｘ軸移動台１４と、Ｚ軸移動部１５と、Ｚ軸移動台１６と、θ回転部１７は、ウエハチャック１８を３軸方向及びＺ軸を中心として回転する移動・回転機構を構成する。移動・回転機構については広く知られているので、ここでは説明を省略する。プローブカード２４は、検査するデバイスの電極配置に応じて配置されたプローブ２５を有し、検査するデバイスに応じて交換される。なお、プローブの位置を検出する針位置合わせカメラ１９や、プローブをクリーニングするクリーニング機構などが設けられているが、ここでは省略している。   FIG. 1 is a diagram showing a schematic configuration of a wafer test system including a prober having a wafer temperature adjusting means. As shown, the prober 10 includes a base 11, a moving base 12, a Y-axis moving table 13, an X-axis moving table 14, a Z-axis moving unit 15, and a Z-axis moving table provided thereon. 16, θ rotation unit 17, wafer chuck 18, wafer alignment camera 19, support columns 20 and 21, head stage 22, card holder 23 provided on the head stage 22, and probe attached to the card holder 23. Card 24. The probe card 24 is provided with a cantilever type probe 25. The movement base 12, the Y-axis movement table 13, the X-axis movement table 14, the Z-axis movement unit 15, the Z-axis movement table 16, and the θ rotation unit 17 move the wafer chuck 18 in the three-axis direction and the Z-axis direction. It constitutes a moving / rotating mechanism that rotates around the center. Since the moving / rotating mechanism is widely known, the description thereof is omitted here. The probe card 24 has a probe 25 arranged according to the electrode arrangement of the device to be inspected, and is exchanged according to the device to be inspected. A needle alignment camera 19 for detecting the position of the probe and a cleaning mechanism for cleaning the probe are provided, but are omitted here.

テスタ３０は、テスタ本体３１と、テスタ本体３１に設けられたコンタクトリング３２とを有する。プローブカード２４には各プローブに接続される端子が設けられており、コンタクトリング３２はこの端子に接触するように配置されたスプリングプローブを有する。テスタ本体３１は、図示していない支持機構により、プローバ１０に対して保持される。プローバ１０は、ウエハテストにおいてテスタ３０と連携して測定を行うが、その電源系や機構部分はテスタ本体及びテストヘッドとは独立した装置である。   The tester 30 includes a tester body 31 and a contact ring 32 provided on the tester body 31. The probe card 24 is provided with a terminal connected to each probe, and the contact ring 32 has a spring probe arranged so as to contact the terminal. The tester body 31 is held with respect to the prober 10 by a support mechanism (not shown). The prober 10 performs measurement in cooperation with the tester 30 in the wafer test, but its power supply system and mechanism are independent from the tester body and the test head.

検査を行う場合には、図示していない針位置合わせカメラでプローブ２５の先端位置を検出する。次に、ウエハチャック１８に検査するウエハＷを保持した状態で、ウエハＷがウエハアライメントカメラ１９の下に位置するように、Ｚ軸移動台１６を移動させ、ウエハＷ上の半導体チップの電極パッドの位置を検出する。１チップのすべての電極パッドの位置を検出する必要はなく、いくつかの電極パッドの位置を検出すればよい。また、ウエハＷ上のすべてのチップの電極パッドを検出する必要はなく、いくつかのチップの電極パッドの位置が検出される。   When performing the inspection, the tip position of the probe 25 is detected by a needle alignment camera (not shown). Next, with the wafer W to be inspected held by the wafer chuck 18, the Z-axis moving table 16 is moved so that the wafer W is positioned under the wafer alignment camera 19, and the electrode pads of the semiconductor chips on the wafer W are moved. The position of is detected. It is not necessary to detect the positions of all the electrode pads of one chip, and the positions of several electrode pads may be detected. Further, it is not necessary to detect the electrode pads of all the chips on the wafer W, and the positions of the electrode pads of several chips are detected.

プローブ２５の位置及びウエハＷの電極の位置を検出した後、チップの電極パッドの配列方向がプローブ２５の配列方向に一致するように、θ回転部１７によりウエハチャック１８を回転する。そして、ウエハＷの検査するチップの電極パッドがプローブ２５の下に位置するように移動した後、ウエハチャック１８を上昇させて、電極パッドをプローブ２５に接触させる。そして、テスタ本体３１から、コンタクトリング３２を介して電極に電源及びテスト信号を供給し、電極に出力される信号を検出して正常に動作するかを確認する。   After detecting the position of the probe 25 and the position of the electrode on the wafer W, the wafer chuck 18 is rotated by the θ rotating unit 17 so that the arrangement direction of the electrode pads of the chip matches the arrangement direction of the probe 25. Then, after moving so that the electrode pad of the chip to be inspected on the wafer W is positioned below the probe 25, the wafer chuck 18 is raised and the electrode pad is brought into contact with the probe 25. Then, a power source and a test signal are supplied from the tester main body 31 to the electrode via the contact ring 32, and a signal output to the electrode is detected to check whether it operates normally.

以上が、ウエハテストシステムの概略構成であるが、ウエハチャックを加熱又は冷却して保持したウエハＷを高温又は低温にして検査できるプローバでは、ウエハチャック１８内に、ヒータ２６及び冷却液経路２７が設けられる。冷却液経路２７には冷却液源２８から経路２９を介して冷却液が流され、ウエハＷを保持するウエハチャック１８の表面を冷却する。また、ヒータ２６は発熱してウエハＷを保持するウエハチャック１８の表面を加熱する。   The above is the schematic configuration of the wafer test system. In the prober that can inspect the wafer W held by heating or cooling the wafer chuck at a high temperature or low temperature, the heater 26 and the coolant path 27 are provided in the wafer chuck 18. Provided. A cooling liquid flows from the cooling liquid source 28 to the cooling liquid path 27 via the path 29 to cool the surface of the wafer chuck 18 holding the wafer W. The heater 26 generates heat to heat the surface of the wafer chuck 18 that holds the wafer W.

ウエハチャック１８内には、他にもウエハＷを真空吸着するための真空経路などが設けられ、ウエハチャック１８内におけるヒータ２６、冷却液経路２７及び真空経路の配置については各種の変形例がある。以下の説明では、ヒータ２６を含む加熱機構と、冷却液経路２７、冷却液源２８及び経路２９を含めた冷却機構と、をまとめてウエハ温度調整手段と称する。従って、ウエハ温度調整手段が、冷却機構と加熱機構の一方のみを有する場合もある。ウエハ温度調整手段は、ヒートポンプ機構などで実現することも可能である。   In addition, a vacuum path or the like for vacuum-sucking the wafer W is provided in the wafer chuck 18, and there are various modified examples of the arrangement of the heater 26, the coolant path 27, and the vacuum path in the wafer chuck 18. . In the following description, the heating mechanism including the heater 26 and the cooling mechanism including the coolant path 27, the coolant source 28, and the path 29 are collectively referred to as wafer temperature adjusting means. Therefore, the wafer temperature adjusting means may have only one of a cooling mechanism and a heating mechanism. The wafer temperature adjusting means can also be realized by a heat pump mechanism or the like.

ウエハを所定の温度にして検査を行う場合、ウエハＷをウエハチャック１８に保持した状態で、ウエハチャック１８が所定の温度になるようにウエハ温度調整手段を制御する。ウエハチャック１８は、アルミニューム、銅などの金属や、熱伝導性の良好なセラミックなどの材料で作られている。   When the inspection is performed at a predetermined temperature, the wafer temperature adjusting means is controlled so that the wafer chuck 18 reaches a predetermined temperature while the wafer W is held on the wafer chuck 18. The wafer chuck 18 is made of a material such as a metal such as aluminum or copper or a ceramic having good thermal conductivity.

以上説明したプローバ及びウエハテストシステムの構成は、広く知られているので、ここではこれ以上の説明を省略する。   Since the configuration of the prober and wafer test system described above is widely known, further description is omitted here.

ウエハ温度調整手段は、ウエハチャック１８に保持されたウエハＷを、例えば、−５５°Ｃから＋２００°Ｃまでの任意の温度に設定できる。検査のために温度を変化させる必要があるのはウエハチャック１８とその上に保持されるウエハＷのみである。温度を変化させる部分の熱容量が大きいと、所望の温度に変化させる時間が長くなり、ウエハ温度調整手段の能力を高くする必要があり、コストが増加するという問題がある。また、ウエハチャック１８の温度が変化して、熱が移動・回転機構を構成する移動ベース１２と、Ｙ軸移動台１３と、Ｘ軸移動台１４と、Ｚ軸移動部１５と、Ｚ軸移動台１６と、θ回転部１７などに伝熱して、これらの部分の温度が変化すると、移動・回転機構の移動及び回転精度が低下し、プローブ２５を電極に接触させる位置精度が低下するという問題を生じる。   The wafer temperature adjusting means can set the wafer W held on the wafer chuck 18 to an arbitrary temperature from −55 ° C. to + 200 ° C., for example. Only the wafer chuck 18 and the wafer W held thereon need to be changed in temperature for inspection. If the heat capacity of the portion where the temperature is changed is large, it takes a long time to change the temperature to a desired temperature, and it is necessary to increase the capability of the wafer temperature adjusting means, resulting in an increase in cost. Further, the temperature of the wafer chuck 18 is changed, and the heat base 12, the Y-axis moving table 13, the X-axis moving table 14, the Z-axis moving unit 15, and the Z-axis moving are configured. When heat is transferred to the base 16 and the θ rotation unit 17 and the temperature of these parts changes, the movement and rotation accuracy of the movement / rotation mechanism decreases, and the positional accuracy of bringing the probe 25 into contact with the electrode decreases. Produce.

このような問題を解決するため、特許文献１はウエハチャックの断熱機構を記載しており、特許文献２はウエハチャックと移動部分の伝熱を小さくする機構を記載している。   In order to solve such a problem, Patent Document 1 describes a heat insulation mechanism for a wafer chuck, and Patent Document 2 describes a mechanism for reducing heat transfer between the wafer chuck and a moving part.

特開２００３−５９９８５号公報（全体）JP 2003-59985 A (Overall) 特開２００３−５９９８６号公報（全体）JP 2003-59986 A (Overall)

一方、プローブカードのプローブ数は、検査のスループット向上のために増加する傾向にあり、プローブ全体の接触圧は非常に大きくなっている。例えば、各プローブの接触圧が５ｇでも、１０００本のプローブであれば全体で５ｋｇの接触圧になる。このため、ウエハチャックは、ウエハチャックに保持されたウエハの電極にプローブが接触しても変形が微小であることが要求されるだけでなく、ウエハの周辺部にプローブを接触させてもウエハチャックの傾きが微小であることが要求される。このためには、図１の構成において、ウエハチャック１８自体が十分な剛性を有するだけでなく、ウエハチャック１８を支持する構造（図１ではθ回転部１７）が変形しないことが必要である。このためには、ウエハチャック１８を裏面全体で支持することが望ましい。   On the other hand, the number of probes in the probe card tends to increase for improving inspection throughput, and the contact pressure of the entire probe is very large. For example, even if the contact pressure of each probe is 5 g, if the number of probes is 1000, the total contact pressure is 5 kg. For this reason, the wafer chuck is not only required to have a very small deformation even when the probe contacts the wafer electrode held by the wafer chuck, but also when the probe is brought into contact with the periphery of the wafer. Is required to have a very small inclination. For this purpose, in the configuration of FIG. 1, not only the wafer chuck 18 itself has sufficient rigidity, but also the structure for supporting the wafer chuck 18 (the θ rotating portion 17 in FIG. 1) must not be deformed. For this purpose, it is desirable to support the wafer chuck 18 over the entire back surface.

しかし、ウエハチャック１８の裏面全体を支持すると、支持部分に対する伝熱経路の面積が広くなり、支持部分である回転・移動機構の温度が変化して、移動及び回転精度が低下するという問題を生じる。   However, if the entire back surface of the wafer chuck 18 is supported, the area of the heat transfer path with respect to the support portion is widened, and the temperature of the rotation / movement mechanism that is the support portion changes to cause a problem that the movement and rotation accuracy is reduced. .

特許文献１は、ウエハチャック１８と支持部分である回転・移動機構の間に断熱部材を設ける構成を記載しているが、断熱部材は高精度の加工が難しく、剛性も十分でなく、コストが高いという問題がある。   Patent Document 1 describes a configuration in which a heat insulating member is provided between the wafer chuck 18 and a rotation / movement mechanism that is a supporting portion. However, the heat insulating member is difficult to process with high accuracy, has insufficient rigidity, and costs are low. There is a problem that it is expensive.

特許文献２は、ウエハチャック１８と支持部分である回転・移動機構の間に中間部材を設け、中間部材の放熱効率を高めて、ウエハチャック１８の熱が支持部分に伝わらないようにする構成を記載しているが、ウエハチャック１８の熱容量が実質的に増加することになるため、上記のような、所望の温度に変化させる時間が長くなり、ウエハ温度調整手段の能力を高くする必要があり、コストが増加するという問題がある。   Patent Document 2 has a configuration in which an intermediate member is provided between the wafer chuck 18 and the rotation / movement mechanism that is the support portion, so that the heat dissipation efficiency of the intermediate member is increased and the heat of the wafer chuck 18 is not transmitted to the support portion. Although described, since the heat capacity of the wafer chuck 18 is substantially increased, it takes a long time to change to the desired temperature as described above, and it is necessary to increase the capability of the wafer temperature adjusting means. There is a problem that the cost increases.

本発明は、上記のような問題を解決するもので、簡単な構成で、熱容量が実質的に低く、ウエハにプローブを接触させても変形や傾きの小さいウエハチャックの実現を目的とする。   SUMMARY OF THE INVENTION The present invention solves the above-described problems, and an object of the present invention is to realize a wafer chuck having a simple configuration, a substantially low heat capacity, and small deformation and inclination even when a probe is brought into contact with the wafer.

上記目的を実現するため、本発明のプローバは、移動及び回転する移動・回転台の上に、ウエハチャックを支持するウエハチャック支持部を設け、ウエハチャック支持部はウエハを保持するウエハチャック上の円形範囲の７５％から８５％の直径部分を中心としてウエハチャックを支持するようにする。なおここでは、プローブはウエハの全範囲に接触してウエハの全範囲に接触圧が加えられるものとするが、ウエハの全範囲に接触圧が印加されない時には、接触圧が加えられる範囲を円形範囲とする。   In order to achieve the above object, the prober of the present invention is provided with a wafer chuck support part for supporting a wafer chuck on a moving / rotating table that moves and rotates, and the wafer chuck support part is provided on the wafer chuck for holding a wafer. The wafer chuck is supported around a diameter portion of 75% to 85% of the circular range. Here, it is assumed that the probe contacts the entire range of the wafer and a contact pressure is applied to the entire range of the wafer. However, when the contact pressure is not applied to the entire range of the wafer, the range in which the contact pressure is applied is a circular range. And

すなわち、本発明のプローバは、ウエハ上に形成された半導体装置の電極に接触して前記電極をテスタの端子に接続するプローブを有するプローブカードと、ウエハを保持するウエハチャックと、前記ウエハチャックの温度を調整する温度調整手段と、前記ウエハチャックを移動・回転する移動回転機構と、を備え、ウエハ上に形成された複数の半導体装置をテスタで検査をするために、前記テスタの各端子を前記半導体装置の電極に接続するプローバであって、前記移動回転機構は、移動及び回転する移動・回転台と、前記移動・回転台に設けられ、前記ウエハチャックを支持するウエハチャック支持部と、を備え、ウエハチャック支持部は、前記ウエハを保持する前記ウエハチャック上の円形範囲の７５％から８５％の直径部分を中心として前記ウエハチャックを支持することを特徴とする。   That is, the prober of the present invention includes a probe card having a probe that contacts an electrode of a semiconductor device formed on a wafer and connects the electrode to a terminal of a tester, a wafer chuck that holds the wafer, A temperature adjusting means for adjusting the temperature; and a moving rotation mechanism for moving and rotating the wafer chuck. In order to inspect a plurality of semiconductor devices formed on the wafer with a tester, each terminal of the tester is A prober connected to the electrode of the semiconductor device, wherein the moving and rotating mechanism is a moving and rotating table that moves and rotates, and a wafer chuck support that is provided on the moving and rotating table and supports the wafer chuck, The wafer chuck support portion is centered on a diameter portion of 75% to 85% of a circular range on the wafer chuck holding the wafer. Characterized by supporting the wafer chuck Te.

本願発明者は、移動及び回転する移動・回転台の上にウエハチャック支持部を設けてウエハチャックを支持する構成とした場合、ウエハチャック支持部がウエハチャックのどの部分を支持すれば、ウエハにプローブを接触させても変形や傾きが小さいかをシミュレーションした。その結果、ウエハを保持するウエハチャック上の円形範囲の７５％から８５％の直径部分を中心としてウエハチャックを支持すれば、ウエハにプローブを接触させた場合のウエハチャックの変形や傾きがもっとも小さいことを見出した。しかも、ウエハチャック支持部がウエハチャックに接触する部分の面積は狭くても変形及び傾きは変わらないことを見出した。従って、ウエハチャックと支持部の接触面積を非常に狭くして伝熱経路の面積を狭くできるので、ウエハチャックの熱容量は実質的に増加せず、ウエハチャックの温度変化による移動・回転台を含む回転・移動機構の温度変化も低減できる。   The inventor of the present application provides a wafer chuck support unit on a moving / rotating table that moves and rotates to support the wafer chuck. If the wafer chuck support unit supports any part of the wafer chuck, We simulated whether the deformation and tilt were small even when the probe was touched. As a result, if the wafer chuck is supported around a diameter portion of 75% to 85% of the circular range on the wafer chuck holding the wafer, the deformation and inclination of the wafer chuck when the probe is brought into contact with the wafer are the smallest. I found out. In addition, the inventors have found that even if the area of the portion where the wafer chuck support portion contacts the wafer chuck is small, the deformation and the inclination do not change. Accordingly, the contact area between the wafer chuck and the support portion can be made very narrow to reduce the area of the heat transfer path, so that the heat capacity of the wafer chuck does not substantially increase and includes a moving / rotating table due to a temperature change of the wafer chuck. The temperature change of the rotation / movement mechanism can also be reduced.

ウエハチャック支持部は、各種の形状が可能であり、例えば、ウエハチャック上のウエハを保持する円形範囲の７５％から８５％の直径のリング状であっても、独立した複数の支持部材で、各支持部材が円形範囲の７５％から８５％直径の部分でウエハチャックを支持するようにしてもよい。   The wafer chuck support portion can have various shapes. For example, even in the case of a ring shape having a diameter of 75% to 85% of the circular range for holding the wafer on the wafer chuck, a plurality of independent support members are used. Each support member may support the wafer chuck at a portion having a diameter of 75% to 85% of the circular range.

なお、ウエハチャック支持部を介しての伝熱及びウエハチャック裏面からの熱放射や気体（空気）を介しての伝熱も含めたウエハチャックから移動・回転台への伝熱を低減するため、ウエハチャック裏面に送風することが望ましく、そのために、移動・回転台にはウエハチャックの下面との空間に通じる通気孔を設けることが望ましい。更に、ウエハチャック支持部がリング状の時にはウエハチャック支持部に通気孔を設けることが望ましい。ウエハチャック支持部が独立した複数の支持部材で構成される時には、そのままで通気が可能である。   In order to reduce heat transfer from the wafer chuck to the moving / rotary table, including heat transfer through the wafer chuck support and heat radiation from the back surface of the wafer chuck and heat transfer through gas (air), It is desirable to blow air to the back surface of the wafer chuck. For this reason, it is desirable to provide a vent hole in the moving / rotating table so as to communicate with the space between the lower surface of the wafer chuck. Further, when the wafer chuck support portion is ring-shaped, it is desirable to provide a vent hole in the wafer chuck support portion. When the wafer chuck support part is composed of a plurality of independent support members, ventilation is possible as it is.

ウエハチャック支持部は、熱絶縁性の良好な材料で作られていることが望ましい。   The wafer chuck support is preferably made of a material having good thermal insulation.

ウエハチャックの温度を調整する温度調整手段は、図１のように、少なくとも一部をウエハチャックの内部に設けることも可能であるが、例えば、ウエハチャックの下部に取り付けるようにしてもよい。   The temperature adjusting means for adjusting the temperature of the wafer chuck can be provided at least partially inside the wafer chuck as shown in FIG. 1, but may be attached to the lower part of the wafer chuck, for example.

本発明によれば、非常に簡単な構成で、ウエハにプローブを接触させてもウエハチャックの変形や傾きが小さく、ウエハチャックの熱容量は実質的に増加せず、ウエハチャックの温度変化による移動・回転台を含む回転・移動機構の温度変化も低減できる。これにより、高精度の位置決めが可能で、検査温度の設定が短時間で行えるプローバが低コストで実現できる。   According to the present invention, even when a probe is brought into contact with a wafer, the deformation and inclination of the wafer chuck are small even when the probe is brought into contact with the wafer chuck, and the heat capacity of the wafer chuck is not substantially increased. Temperature changes of the rotation / movement mechanism including the turntable can also be reduced. As a result, a prober capable of positioning with high accuracy and setting the inspection temperature in a short time can be realized at low cost.

図２は、本発明の第１実施例のプローバのウエハチャックの部分の構成を示す図であり、図２の（Ａ）は側断面図であり、図２の（Ｂ）は上面図である。図示した部分以外は、図１に示した従来例などと同様である。   2A and 2B are views showing the configuration of the wafer chuck portion of the prober according to the first embodiment of the present invention. FIG. 2A is a side sectional view and FIG. 2B is a top view. . The parts other than the illustrated part are the same as the conventional example shown in FIG.

図示のように、ウエハチャック５１は、移動・回転機構により３軸方向に移動可能で且つＺ軸を中心として回転可能な移動・回転台５４に、８個の支持部材５３で支持されている。移動・回転台５４は、金属製であり、θ回転部の部材５６により支持されている。ウエハチャック５１は、例えば、アルミニュームや銅などの金属や、窒化アルミニュームや炭化ケイ素などの高剛性高熱伝導性のセラミックなどで作られる。図示の例は、アルミニューム製で、直径が約３０５ｍｍ（１２インチ）のウエハを保持できるように直径が３２０ｍｍ以上で、厚さが２０ｍｍである。支持部材５３は、例えば、アルミナセラミック、ジルコニア又はステアタイトのような熱伝導性の低い材料で作られ、図２の（Ｂ）に示すように、ウエハチャック５１の中心から直径φＡの部分の８箇所でウエハチャック５１を支持している。   As shown in the figure, the wafer chuck 51 is supported by eight support members 53 on a moving / rotating table 54 that can be moved in three axial directions by a moving / rotating mechanism and that can rotate around the Z axis. The moving / turning table 54 is made of metal and is supported by a member 56 of the θ rotating portion. The wafer chuck 51 is made of, for example, a metal such as aluminum or copper, or a highly rigid high thermal conductive ceramic such as aluminum nitride or silicon carbide. The illustrated example is made of aluminum and has a diameter of 320 mm or more and a thickness of 20 mm so that a wafer having a diameter of about 305 mm (12 inches) can be held. The support member 53 is made of, for example, a material having low thermal conductivity such as alumina ceramic, zirconia, or steatite, and, as shown in FIG. The wafer chuck 51 is supported at the location.

図示していないが、ウエハチャック５１の内部には、ウエハＷを真空吸着するための真空経路が設けられている。   Although not shown, a vacuum path for vacuum-sucking the wafer W is provided inside the wafer chuck 51.

ウエハチャック５１の下面の支持部材５３で支持される部分以外の部分には、ウエハチャック５１を高温及び／又は低温にする温度調整手段５２が設けられている。温度調整手段５２は、図１に示したヒータ２６及び／又は冷却液経路２７で構成され、離れた位置に設けた図示していない冷却液源から冷却液が冷却液経路に供給される。温度調整手段５２をヒートポンプなど他の手段で構成することも可能である。温度調整手段５２を外付けにすることにより、図１のように内部に温度調整手段を設ける場合に比べてメンテナンスなどが容易になる。   On the lower surface of the wafer chuck 51 other than the portion supported by the support member 53, temperature adjusting means 52 is provided to make the wafer chuck 51 high and / or low. The temperature adjusting means 52 includes the heater 26 and / or the coolant path 27 shown in FIG. 1, and coolant is supplied to the coolant path from a coolant source (not shown) provided at a distant position. It is also possible to configure the temperature adjusting means 52 by other means such as a heat pump. By providing the temperature adjusting means 52 externally, maintenance and the like are facilitated as compared with the case where the temperature adjusting means is provided inside as shown in FIG.

θ回転部の部材５６には孔５７が設けられ、移動・回転台５４には孔５５が設けられ、図示していない送風機構により、孔５７及び５５を介してウエハチャック５１の下面の温度調整手段５２の下面に常温の気体が送風され、支持部材５３の間から外部に抜けるように構成されている。これにより、温度調整手段５２の下面が常温に近づくので、熱放射や気体（空気）を介しての伝熱も含めた移動・回転台５４への伝熱量を低減できる。   A hole 57 is provided in the member 56 of the θ rotation section, and a hole 55 is provided in the moving / rotation table 54. The temperature of the lower surface of the wafer chuck 51 is adjusted via the holes 57 and 55 by a blower mechanism (not shown). A gas at normal temperature is blown to the lower surface of the means 52 so that the gas is removed from between the support members 53 to the outside. Thereby, since the lower surface of the temperature adjustment means 52 approaches normal temperature, the amount of heat transfer to the moving / rotary table 54 including heat transfer through heat radiation and gas (air) can be reduced.

図２の（Ｂ）に示すように、支持部材５３が支持するウエハチャック５１の位置は、ウエハチャック５１の中心から直径φＡの部分であり、φＡはウエハＷの直径φＢの７５〜８５％の値である。本願発明者は、図示のような構成で、ウエハにプローブを接触させた時の変形や傾きをシミュレーションした結果、このような条件を満たす時に、ウエハチャック５１の変形や傾きがもっとも小さくなることを見出した。   As shown in FIG. 2B, the position of the wafer chuck 51 supported by the support member 53 is a portion having a diameter φA from the center of the wafer chuck 51, and φA is 75 to 85% of the diameter φB of the wafer W. Value. The inventor of the present application simulated the deformation and inclination when the probe is brought into contact with the wafer with the configuration as shown in the figure, and as a result, when such a condition is satisfied, the deformation and inclination of the wafer chuck 51 are minimized. I found it.

第１実施例のウエハチャックは、上記のようにウエハにプローブを接触させた時の変形や傾きが小さい上、支持部材のウエハチャックとの接触面積が小さく、更に支持部材は熱伝導性の低い材料で作られているので、ウエハチャックの温度を変化させてもその変化は移動・回転台５４及びその下の移動・回転機構には伝わらず、移動及び回転精度が少ない。   The wafer chuck of the first embodiment is small in deformation and inclination when the probe is brought into contact with the wafer as described above, has a small contact area with the wafer chuck of the support member, and the support member has low thermal conductivity. Since it is made of a material, even if the temperature of the wafer chuck is changed, the change is not transmitted to the movement / rotation table 54 and the movement / rotation mechanism below it, and the movement and rotation accuracy is low.

図３は、本発明の第２実施例のプローバのウエハチャックの部分の構成を示す断面図であり、図示した部分以外は、図２に示した第１実施例と同様であり、材料なども同様である。第２実施例では、図１に示した従来例のように、温度調整手段６２が、ウエハチャック６１内に設けられている。また、支持部材６３は、リング状で、複数箇所に通気用孔６４が設けられている。移動・回転台６５は、中央以外の部分の複数箇所に通気用孔６６が設けられている。これにより、θ回転部の部材は移動・回転台６５の中心部を支持することができる。   FIG. 3 is a cross-sectional view showing the configuration of the wafer chuck portion of the prober according to the second embodiment of the present invention. The portions other than the illustrated portion are the same as those in the first embodiment shown in FIG. It is the same. In the second embodiment, the temperature adjusting means 62 is provided in the wafer chuck 61 as in the conventional example shown in FIG. The support member 63 has a ring shape and is provided with ventilation holes 64 at a plurality of locations. The moving / rotating table 65 is provided with ventilation holes 66 at a plurality of locations other than the center. Thereby, the member of the θ rotating portion can support the central portion of the moving / rotating table 65.

図示のように、第２実施例では、リング状の支持部材６３の支持部分の中心の径φＡは、ウエハＷの直径φＢの７５〜８５％である。   As shown in the figure, in the second embodiment, the diameter φA of the center of the support portion of the ring-shaped support member 63 is 75 to 85% of the diameter φB of the wafer W.

第２実施例の特徴は第１実施例と同じなので、これ以上の説明は省略する。   Since the features of the second embodiment are the same as those of the first embodiment, further explanation is omitted.

以上本発明の実施例を説明したが、説明の中で述べたように本発明には各種の変形例が可能なのはいうまでもない。更に説明した以外にも、例えば、ウエハチャックをＺ軸を中心として回転させる必要がない時には、移動・回転台は回転しなくてもよい。   Although the embodiments of the present invention have been described above, it goes without saying that various modifications can be made to the present invention as described in the description. In addition to those described above, for example, when it is not necessary to rotate the wafer chuck around the Z axis, the moving / rotating table does not need to rotate.

本発明は、温度調整可能なウエハチャックを有するプローバであれば、どのようなものにも適用可能である。   The present invention is applicable to any prober having a temperature-adjustable wafer chuck.

ウエハ温度調整機構を有するプローバを備えるウエハテストシステムの概略構成を示す図である。It is a figure which shows schematic structure of a wafer test system provided with the prober which has a wafer temperature adjustment mechanism. 本発明の第１実施例のプローバのウエハチャックの部分の構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the part of the wafer chuck | zipper of the prober of 1st Example of this invention. 本発明の第２実施例のプローバのウエハチャックの部分の構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the part of the wafer chuck | zipper of the prober of 2nd Example of this invention.

符号の説明Explanation of symbols

５１ ウエハチャック
５２ 温度調整手段
５３ 支持部材
５４ 移動・回転台
Ｗ ウエハ 51 Wafer chuck 52 Temperature adjusting means 53 Support member 54 Moving / rotating table W Wafer

Claims (5)

ウエハ上に形成された半導体装置の電極に接触して前記電極をテスタの端子に接続するプローブを有するプローブカードと、
ウエハを保持するウエハチャックと、
前記ウエハチャックの温度を調整する温度調整手段と、
前記ウエハチャックを移動・回転する移動回転機構と、を備え、ウエハ上に形成された複数の半導体装置をテスタで検査をするために、前記テスタの各端子を前記半導体装置の電極に接続するプローバであって、
前記移動回転機構は、移動及び回転する移動・回転台と、前記移動・回転台に設けられ、前記ウエハチャックを支持するリング状のウエハチャック支持部と、を備え、
ウエハチャック支持部は、前記ウエハを保持する前記ウエハチャック上の、円形の前記ウエハの円形の載置範囲の７５％から８５％の直径部分を中心として前記ウエハチャックを支持し、
リング状の前記ウエハチャック支持部は、通気孔を有することを特徴とするプローバ。 A probe card having a probe that contacts an electrode of a semiconductor device formed on a wafer and connects the electrode to a terminal of a tester;
A wafer chuck for holding the wafer;
Temperature adjusting means for adjusting the temperature of the wafer chuck;
A prober for connecting each terminal of the tester to an electrode of the semiconductor device in order to inspect a plurality of semiconductor devices formed on the wafer with a tester. Because
The moving and rotating mechanism includes a moving / rotating table that moves and rotates, and a ring-shaped wafer chuck support portion that is provided on the moving / rotating table and supports the wafer chuck,
A wafer chuck supporting portion that supports the wafer chuck around a diameter portion of 75% to 85% of a circular mounting range of the circular wafer on the wafer chuck holding the wafer ;
The prober characterized in that the ring-shaped wafer chuck support portion has a vent hole . 前記ウエハチャック支持部は、熱絶縁性の良好な材料で作られている請求項１に記載のプローバ。   The prober according to claim 1, wherein the wafer chuck support portion is made of a material having good thermal insulation. 前記移動・回転台は、前記ウエハチャックの下面との空間に通じる通気孔を有する請求項１に記載のプローバ。   The prober according to claim 1, wherein the moving / turning table has a vent hole communicating with a space between the wafer chuck and a lower surface of the wafer chuck. 前記温度調整手段は、少なくとも一部が前記ウエハチャックの内部に設けられる請求項１に記載のプローバ。   The prober according to claim 1, wherein at least a part of the temperature adjusting means is provided inside the wafer chuck. 前記温度調整手段は、前記ウエハチャックの下部に取り付けられる請求項１に記載のプローバ。   The prober according to claim 1, wherein the temperature adjusting unit is attached to a lower portion of the wafer chuck.
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