JP5351151B2 - 試験システム - Google Patents

Description

本発明は、試験システムおよび書込用ウエハに関する。特に本発明は、半導体ウエハに形成された複数の半導体チップを試験する試験システム、および、半導体ウエハに形成された複数の回路に同一のデータを書き込む書込用ウエハに関する。

半導体チップの試験において、複数の半導体チップが形成された半導体ウエハの状態で、各半導体チップの良否を試験する装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。当該装置は、複数の半導体チップと一括して電気的に接続可能なプローブカードを備えることが考えられる。

一般にプローブカードは、プリント基板等を用いて形成される（例えば、特許文献２参照）。当該プリント基板に複数のプローブピンを形成することで、複数の半導体チップと一括して電気的に接続することができる。
特開２００２−２２２８３９号公報 国際公開第２００３／０６２８３７号パンフレット

ここで、半導体チップの試験として、例えばＢＯＳＴ回路を用いる方法がある。このとき、プローブカードにＢＯＳＴ回路を搭載することも考えられるが、半導体ウエハの状態で試験を行う場合、搭載すべきＢＯＳＴ回路が多数となり、ＢＯＳＴ回路をプローブカードのプリント基板に実装することが困難である。

また、半導体チップの試験として、半導体チップ内に設けたＢＩＳＴ回路を用いる方法も考えられる。しかし、当該方法は、半導体チップ内に、実動作に用いない回路を形成するので、半導体チップの実動作回路を形成する領域が小さくなってしまう。

また、半導体チップの試験装置は、制御用のメインフレーム、複数のテストモジュール等を格納するテストヘッド、および、半導体チップと接触するプローブカード等を備えており、非常に大規模となる。このため、試験装置の小規模化が望まれている。

そこで本発明は、上記の課題を解決することのできる試験システムおよび書込用ウエハを提供することを目的とする。この目的は請求の範囲における独立項に記載の特徴の組み合わせにより達成される。また従属項は本発明の更なる有利な具体例を規定する。

上記課題を解決するために、本発明の第１の形態においては、半導体ウエハに形成された複数の半導体チップを試験する試験システムであって、複数の半導体チップと対応して設けられ、それぞれ与えられる試験データに基づいて、対応する半導体チップを試験する複数の試験回路が形成された試験用ウエハを備え、それぞれの試験回路は、試験データを格納する、不揮発性且つ書き換え可能なパターンメモリを有する試験システムを提供する。

本発明の第２の形態においては、半導体ウエハに形成された複数の回路に同一のデータを書き込む書込用ウエハであって、複数の回路と対応して設けられ、それぞれ対応する回路に、データを書き込む複数の書込回路と、複数の書込回路に対して共通に設けられ、データを格納して、それぞれの書込回路に供給する共通格納部とが形成される書込用ウエハを提供する。

なお、上記の発明の概要は、発明の必要な特徴の全てを列挙したものではなく、これらの特徴群のサブコンビネーションもまた、発明となりうる。

一つの実施形態に係る試験システム４００の概要を示す図である。 試験システム４００における試験の概要を説明する図である。 試験回路１１０の構成例を示す図である。 試験用ウエハ１００のそれぞれの試験回路１１０に試験データを書き込む書込用ウエハ５００の一例を示す図である。 書込用ウエハ５００の機能構成例を示すブロック図である。 チャンバ２０の内部構造例を示す図である。 他の実施形態に係る、試験システム４００の概要を示す図である。 ウエハユニット２００の構成例を示す図である。

符号の説明

１０・・・制御装置、２０・・・チャンバ、４０・・・搬送部、６０・・・ウエハカセット、７０・・・ウエハ固定部、１００・・・試験用ウエハ、１１０・・・試験回路、１１１・・・基板、１１２・・・パッド、１２２・・・パターン発生部、１２４・・・パターンメモリ、１２６・・・期待値メモリ、１２８・・・フェイルメモリ、１３０・・・波形成形部、１３２・・・ドライバ、１３４・・・コンパレータ、１３６・・・タイミング発生部、１３８・・・論理比較部、１４０・・・特性測定部、１４２・・・電源供給部、２００・・・ウエハユニット、２０４・・・支持部、２１２・・・装置側異方性導電シート、２１３・・・貫通孔、２１４・・・装置側シール部、２１８・・・ウエハ側異方性導電シート、２１９・・・貫通孔、２２０・・・固定リング、２２２・・・メンブレン、２２４・・・ウエハ側シール部、２３０・・・吸気経路、２３２・・・吸気経路、２３４・・・減圧部、２３６・・・減圧器、２３８・・・減圧器、２４０・・・貫通孔、２４２・・・貫通孔、３００・・・半導体ウエハ、３１０・・・半導体チップ、４００・・・試験システム、４０２・・・マザーボード、４０４・・・配線基板、４０８・・・ウエハトレイ、４１０・・・ウエハステージ、４１２・・・水平ステージ、４１６・・・垂直ステージ、４１８・・・ステージ支持部、４２０・・・ガイド部、５００・・・書込用ウエハ、５１０・・・書込回路、５１１・・・基板、５１２・・・パッド、５２０・・・共通格納部、５３０・・・分配回路

以下、発明の実施の形態を通じて本発明を説明するが、以下の実施形態は請求の範囲にかかる発明を限定するものではない。また、実施形態の中で説明されている特徴の組み合わせの全てが発明の解決手段に必須であるとは限らない。

図１は、一つの実施形態に係る試験システム４００の概要を示す図である。試験システム４００は、半導体ウエハ３００に形成される複数の半導体チップを試験する。また、試験システム４００は、複数の半導体ウエハ３００を並列に試験してよい。試験システム４００は、制御装置１０、複数のチャンバ２０、搬送部４０、および、ウエハカセット６０を備える。

制御装置１０は、試験システム４００を制御する。例えば制御装置１０は、チャンバ２０、搬送部４０、および、ウエハカセット６０を制御してよい。チャンバ２０は、試験すべき半導体ウエハ３００を順次受け取り、チャンバ２０の内部で半導体ウエハ３００を試験する。それぞれのチャンバ２０は、独立に半導体ウエハ３００を試験してよい。つまり、それぞれのチャンバ２０は、他のチャンバ２０と同期せずに、半導体ウエハ３００を試験してよい。

ウエハカセット６０は、複数の半導体ウエハ３００を格納する。搬送部４０は、試験すべき複数の半導体ウエハ３００を、それぞれのチャンバ２０に順次搬送する。例えば搬送部４０は、ウエハカセット６０が格納したそれぞれの半導体ウエハ３００を、空いているいずれかのチャンバ２０内に搬送する。また、搬送部４０は、試験が終了した半導体ウエハ３００を、チャンバ２０から搬出してウエハカセット６０に格納してよい。

図２は、試験システム４００における試験の概要を説明する図である。試験システム４００は、試験用ウエハ１００を用いて、半導体ウエハ３００のそれぞれの半導体チップ３１０を試験する。試験用ウエハ１００は、図１に示したそれぞれのチャンバ２０内に、予め設置される。

試験用ウエハ１００の基板１１１は、試験対象の半導体ウエハ３００の基板と同一の半導体材料で形成されてよい。例えば、半導体ウエハ３００の基板１１１は、円盤状の半導体基板であってよい。より具体的には、半導体ウエハ３００はシリコン、化合物半導体、その他の半導体基板であってよい。

また、試験用ウエハ１００は、半導体ウエハ３００と対応する形状を有してよい。ここで、対応する形状とは、同一の形状、および、一方が他方の一部分となる形状を含む。例えば試験用ウエハ１００は、半導体ウエハ３００と同一形状のウエハであってよい。より具体的には、試験用ウエハ１００は、半導体ウエハ３００と略同一の直径を有する円盤状のウエハであってよい。また、試験用ウエハ１００は、半導体ウエハ３００と重ね合わせたときに、半導体ウエハ３００の一部を覆う形状を有してもよい。半導体ウエハ３００が円盤形状の場合、試験用ウエハ１００は、例えば半円形状のように、当該円盤の一部を占める形状であってよい。

試験用ウエハ１００は、半導体ウエハ３００と重なるように配置されることで、複数の半導体チップ３１０における検査用のパッドと一括して電気的に接続される。試験用ウエハ１００の、半導体ウエハ３００と対向する面には、半導体チップ３１０のそれぞれのパッドに対応する、複数のパッド１１２が形成されてよい。

なお、電気的に接続とは、２つの回路間で電気信号を伝送可能な状態にすることを指してよい。例えば、２つの回路のパッドを接触させることで当該回路間を電気的に接続してよく、容量結合または誘導結合等の信号伝送により当該回路間を非接触で電気的に接続してもよい。また、当該回路間の一部の信号伝送路が、光学的な伝送路であってもよい。

また、試験用ウエハ１００は、複数の半導体チップ３１０に対応する、複数の試験回路１１０を有する。例えば試験用ウエハ１００は、複数の半導体チップ３１０に一対一に対応して、複数の試験回路１１０を有してよい。それぞれの試験回路１１０は、予め与えられる試験データに基づいて、対応する半導体チップ３１０を試験してよい。例えば、それぞれの試験回路１１０は、対応する半導体チップ３１０に供給する試験信号を生成してよく、また、対応する半導体チップ３１０が出力する応答信号に基づいて、半導体チップ３１０の良否を判定してよい。

制御装置１０は、それぞれの試験回路１１０に、試験データ、電源電力、および、制御信号等を供給してよい。制御装置１０は、それぞれの試験回路１１０に、同一の試験データを並列に書き込んでよい。試験用ウエハ１００は、試験対象の半導体ウエハ３００の複数の半導体チップ３１０と一括して電気的に接続されることで、複数の半導体チップ３１０を並列に試験する。

図３は、試験回路１１０の構成例を示す図である。試験回路１１０は、パターン発生部１２２、波形成形部１３０、ドライバ１３２、コンパレータ１３４、タイミング発生部１３６、論理比較部１３８、特性測定部１４０、および、電源供給部１４２を有する。なお、試験回路１１０は、接続される半導体チップ３１０の入出力ピンのピン毎に、図３に示した構成を有してよい。

パターン発生部１２２は、試験信号の論理パターンを生成する。本例のパターン発生部１２２は、制御装置１０から予め与えられる試験データを格納する。試験データとは、例えば、パターンデータおよびシーケンスデータ等を含んでよい。パターンデータは、所定の論理パターンを有するデータであってよい。シーケンスデータは、上述したパターンデータを出力する順序を定めるデータであってよい。期待値データは、半導体チップ３１０の応答信号における論理パターンの期待値パターンであってよい。

本例のパターン発生部１２２は、パターンメモリ１２４、期待値メモリ１２６、および、フェイルメモリ１２８を有する。パターンメモリ１２４は、制御装置１０から与えられる試験データを格納する。パターンメモリ１２４は、不揮発性且つ書き換え可能なメモリであってよい。例えばパターンメモリ１２４は、試験用ウエハ１００に形成される半導体メモリであってよい。パターンメモリ１２４が格納する試験データを書き換えることで、試験用ウエハ１００は複数種類の試験を行うことができる。

例えばパターン発生部１２２は、パターンメモリ１２４に予め格納されたパターンデータおよびシーケンスデータに基づいて、論理パターンを出力してよい。パターンメモリ１２４は、試験開始前に制御装置１０から与えられる試験データを格納してよい。また、パターン発生部１２２は、制御装置１０から試験データとして予め与えられるアルゴリズムに基づいて当該論理パターンを生成してもよい。

波形成形部１３０は、パターン発生部１２２から与えられる論理パターンに基づいて、試験信号の波形を成形する。例えば波形成形部１３０は、論理パターンの各論理値に応じた電圧を、所定のビット期間ずつ出力することで、試験信号の波形を成形してよい。

ドライバ１３２は、波形成形部１３０から与えられる波形に応じた試験信号を出力する。ドライバ１３２は、タイミング発生部１３６から与えられるタイミング信号に応じて、試験信号を出力してよい。例えばドライバ１３２は、タイミング信号と同一周期の試験信号を出力してよい。ドライバ１３２が出力する試験信号は、切替部等を介して、対応する半導体チップ３１０に供給される。

コンパレータ１３４は、半導体チップ３１０が出力する応答信号を測定する。例えばコンパレータ１３４は、タイミング発生部１３６から与えられるストローブ信号に応じて応答信号の論理値を順次検出することで、応答信号の論理パターンを測定してよい。

論理比較部１３８は、コンパレータ１３４が測定した応答信号の論理パターンに基づいて、対応する半導体チップ３１０の良否を判定する判定部として機能する。例えば論理比較部１３８は、パターン発生部１２２から与えられる期待値パターンと、コンパレータ１３４が検出した論理パターンとが一致するか否かにより、半導体チップ３１０の良否を判定してよい。パターン発生部１２２は、期待値メモリ１２６に予め格納された期待値パターンを、論理比較部１３８に供給してよい。期待値メモリ１２６は、試験開始前に制御装置１０から与えられる論理パターンを格納してよい。また、パターン発生部１２２は、予め与えられるアルゴリズムに基づいて当該期待値パターンを生成してもよい。

フェイルメモリ１２８は、論理比較部１３８における比較結果を格納する。例えば、半導体チップ３１０のメモリ領域を試験する場合、フェイルメモリ１２８は、半導体チップ３１０のアドレス毎に、論理比較部１３８における良否判定結果を格納してよい。制御装置１０は、フェイルメモリ１２８が格納した良否判定結果を読み出してよい。

また、特性測定部１４０は、ドライバ１３２が出力する電圧または電流の波形を測定する。例えば特性測定部１４０は、ドライバ１３２から半導体チップ３１０に供給する電流または電圧の波形が、所定の仕様を満たすか否かに基づいて、半導体チップ３１０の良否を判定してよい。

電源供給部１４２は、半導体チップ３１０を駆動する電源電力を供給する。例えば電源供給部１４２は、試験中に制御装置１０から与えられる電力に応じた電源電力を、半導体チップ３１０に供給してよい。また、電源供給部１４２は、試験回路１１０の各構成要素に駆動電力を供給してもよい。

試験回路１１０がこのような構成を有することで、制御装置１０の規模を低減した試験システム４００を実現することができる。例えば制御装置１０として、汎用のパーソナルコンピュータ等を用いることができる。また、パターンメモリ１２４が格納する試験データを書き換えることで、一つの試験用ウエハ１００を用いて、多様な試験を行うことができる。

図４は、試験用ウエハ１００のそれぞれの試験回路１１０に試験データを書き込む書込用ウエハ５００の一例を示す図である。書込用ウエハ５００は、制御装置１０から与えられる試験データを複数の試験回路１１０に並列に書き込む。

本例の書込用ウエハ５００は、複数の書込回路５１０および基板５１１を有する。基板５１１は、試験用ウエハ１００の基板１１１と同一の半導体材料で形成されてよい。また、基板５１１は、基板１１１と略同一の直径を有してよい。複数の書込回路５１０は、露光等の半導体プロセスにより、基板５１１上に形成されてよい。

複数の書込回路５１０は、複数の試験回路１１０と対応して設けられる。例えば、複数の書込回路５１０は、複数の試験回路１１０と一対一に対応して設けられてよい。それぞれの書込回路５１０は、書込用ウエハ５００を試験用ウエハ１００に重ねたときに、対応する試験回路１１０と対向するように、基板５１１に形成される。

これにより、それぞれの書込回路５１０は、書込用ウエハ５００を試験用ウエハ１００に重ねたときに、試験回路１１０に電気的に接続される。そして、それぞれの書込回路５１０は、対応する試験回路１１０に試験データを書き込む。それぞれの書込回路５１０には、対応する試験回路１１０のパッドと電気的に接続されるべきパッド５１２が設けられてよい。このような書込用ウエハ５００を用いることで、試験用ウエハ１００のそれぞれの試験回路１１０に、一括して試験データを書き込むことができる。

図５は、書込用ウエハ５００の機能構成例を示すブロック図である。本例の書込用ウエハ５００は、共通格納部５２０、分配回路５３０、および、複数の書込回路５１０を有する。図４に示したように、複数の書込回路５１０は、試験用ウエハ１００と対向する対向面に形成されてよい。共通格納部５２０および分配回路５３０は、当該対向面に形成されてよく、その裏面に形成されてもよい。

共通格納部５２０は、複数の書込回路５１０に対して共通に設けられ、試験データを格納する。例えば共通格納部５２０は、制御装置１０から与えられる試験データを格納してよい。この場合、共通格納部５２０は、不揮発性且つ書き換え可能なメモリであってよい。

また共通格納部５２０は、予め定められた試験データが書き込まれるＲＯＭであってもよい。この場合、書き込むべき試験データに応じた書込用ウエハ５００を用いて、試験用ウエハ１００に試験データを書き込んでよい。

分配回路５３０は、与えられる試験データを、それぞれの書込回路５１０に分配する。本例の分配回路５３０は、共通格納部５２０から試験データが与えられる。また、書込用ウエハ５００が共通格納部５２０を有さない場合、分配回路５３０は、制御装置１０から供給される試験データを、それぞれの書込回路５１０に与えてよい。

それぞれの書込回路５１０は、与えられる試験データを、対応する試験回路１１０に書き込む。それぞれの書込回路５１０は、試験回路１１０におけるパターンメモリ１２４を、データ書込可能な状態にする制御信号を生成して、試験回路１１０に供給してよい。このような構成により、複数の試験回路１１０に、一括して試験データを書き込むことができる。

また、それぞれの書込回路５１０には、異なる試験データが与えられてもよい。例えば分配回路５３０は、複数種類の試験データについて、試験データ毎に１または複数の書込回路５１０を選択して、当該試験データを与えてよい。

図６は、チャンバ２０の内部構造例を示す図である。チャンバ２０には、試験対象の半導体ウエハ３００が順次搬送され、チャンバ２０内において固定された試験用ウエハ１００と電気的に接続される。チャンバ２０の内部には、試験用ウエハ１００、配線基板４０４、マザーボード４０２、ウエハトレイ４０８、ウエハステージ４１０、ガイド部４２０、および、ステージ支持部４１８が設けられる。

試験用ウエハ１００は、チャンバ２０内において固定される。本例では、試験用ウエハ１００は、チャンバ２０内の配線基板４０４に固定される。配線基板４０４は、例えば配線が形成されるプリント基板であってよい。また、配線基板４０４は、チャンバ２０内のマザーボード４０２に固定されてよい。マザーボード４０２は、配線基板４０４を介して、制御装置１０と試験用ウエハ１００との間で信号を伝送する。試験用ウエハ１００は、半導体ウエハ３００に形成された複数の半導体チップ３１０のパッドと一括して電気的に接続される。

ウエハステージ４１０は、チャンバ２０内において、半導体ウエハ３００を載置して移動する。本例では、半導体ウエハ３００は、ウエハトレイ４０８に吸着等により固定され、ウエハステージ４１０は、ウエハトレイ４０８を載置する。また、ウエハステージ４１０は、ガイド部４２０と、ステージ支持部４１８を介して接続されており、ガイド部４２０に沿って移動する。

例えば、ガイド部４２０は、ウエハステージ４１０を、半導体ウエハ３００を搬送部４０から受け取る受取位置Ａと、試験用ウエハ１００と対向する所定の位置Ｂとの間で、所定の経路で移動させる。ガイド部４２０は、当該所定の経路に沿って設けられるレールであってよい。

ウエハステージ４１０は、試験用ウエハ１００に対向する所定の位置Ｂに移動してから、半導体ウエハ３００を垂直方向に移動させて試験用ウエハ１００と電気的に接続させる。ウエハステージ４１０は、水平ステージ４１２および垂直ステージ４１６を有する。

水平ステージ４１２は、ウエハトレイ４０８を載置し、半導体ウエハ３００の表面と水平な面内における半導体ウエハ３００の位置を調整する。垂直ステージ４１６は、水平ステージ４１２を載置して、水平ステージ４１２の垂直方向における位置を制御する。例えば垂直ステージ４１６は、試験用ウエハ１００と対向する位置において、半導体ウエハ３００を載置した状態の水平ステージ４１２を試験用ウエハ１００に接近させることで、半導体ウエハ３００および試験用ウエハ１００を電気的に接続させてよい。垂直ステージ４１６には、ステージ支持部４１８が固定されてよい。

このような構成により、チャンバ２０内に搬送された半導体ウエハ３００と、試験用ウエハ１００とを電気的に接続して、半導体ウエハ３００を試験する。また、試験用ウエハ１００のそれぞれの試験回路１１０に試験データを書き込む場合、図１に関連して説明した搬送部４０は、書込用ウエハ５００を、チャンバ２０内に搬送してよい。

また、書込用ウエハ５００は、チャンバ２０内において、試験用ウエハ１００のそれぞれの試験回路１１０に試験データを書き込む。例えば書込用ウエハ５００は、それぞれの試験回路１１０に、書き込むべき試験データに応じた電気信号を供給することで、試験データを書き込んでよい。書込用ウエハ５００は、半導体ウエハ３００と同一の方法で、チャンバ２０内において試験用ウエハ１００と電気的に接続されてよい。また他の例では、書込用ウエハ５００は、紫外線照射装置等を用いて、試験回路１１０に設けたＵＶ−ＥＰＲＯＭ等のパターンメモリ１２４に試験データを書き込んでもよい。

この場合、制御装置１０は、試験用ウエハ１００のそれぞれの試験回路１１０に対して、書込回路５１０から試験データを読み込ませる制御信号を供給してよい。制御装置１０は、チャンバ２０の外部から、配線基板４０４およびマザーボード４０２を介して、試験用ウエハ１００と電気的に接続されてよい。また、制御装置１０は、試験用ウエハ１００を介して、書込用ウエハ５００の電源電力を供給してよい。このような制御により、試験用ウエハ１００のそれぞれの試験回路１１０に、試験データを一括して書き込むことができる。

また、制御装置１０は、書込用ウエハ５００を用いずに、試験用ウエハ１００のそれぞれの試験回路１１０に試験データを書き込んでよい。例えば制御装置１０は、配線基板４０４およびマザーボード４０２を介して、試験用ウエハ１００のそれぞれの試験回路１１０に試験データを書き込んでよい。このような制御によっても、試験用ウエハ１００のそれぞれの試験回路１１０に、試験データを書き込むことができる。

例えば制御装置１０は、それぞれの試験回路１１０に、書き込むべき試験データに応じた電気信号を供給することで、試験データを書き込んでよい。また他の例では、制御装置１０は、配線基板４０４等に設けた紫外線照射装置等を制御することで、試験回路１１０に設けたＵＶ−ＥＰＲＯＭ等のパターンメモリ１２４に試験データを書き込んでもよい。

図７は、他の実施形態に係る、試験システム４００の概要を示す図である。本例の試験システム４００は、チャンバ２０の外部において試験用ウエハ１００および半導体ウエハ３００を電気的に接続して、試験用ウエハ１００および半導体ウエハ３００をチャンバ２０内に搬送する。本例の試験システム４００は、図１に関連して説明した試験システム４００の構成に加え、ウエハ固定部７０を更に有する。

ウエハ固定部７０は、試験データが書き込まれた試験用ウエハ１００と、半導体ウエハ３００とを電気的に接続した状態で一体に固定して、ウエハユニット２００を形成する。例えばウエハ固定部７０は、試験用ウエハ１００および半導体ウエハ３００の間の空間を密閉空間として、当該密閉空間を減圧した状態を維持することで、試験用ウエハ１００および半導体ウエハ３００を電気的に接続したウエハユニット２００を形成してよい。

試験用ウエハ１００のそれぞれの試験回路１１０には、試験データが予め与えられてよい。例えばウエハ固定部７０の内部において、制御装置１０から供給される試験データが、試験用ウエハ１００のそれぞれの試験回路１１０に書き込まれてよい。例えば制御装置１０は、ウエハ固定部７０の内部において、書込用ウエハ５００を用いて、それぞれの試験回路１１０に試験データが与えてよい。この場合、試験用ウエハ１００は、半導体ウエハ３００と一体に固定される前に、書込用ウエハ５００から試験データを受け取ってよい。また、制御装置１０は、他の方法で試験用ウエハ１００に試験データを書き込んでもよい。

搬送部４０は、ウエハ固定部７０において形成されたウエハユニット２００を、それぞれのチャンバ２０の内部に搬送する。チャンバ２０の内部では、試験用ウエハ１００を用いて半導体ウエハ３００を試験する。例えば、試験用ウエハ１００を、図６に関連して説明した配線基板４０４を介して制御装置１０に接続して試験を行ってよい。

また、搬送部４０は、チャンバ２０における試験が終了したウエハユニット２００を、チャンバ２０からウエハ固定部７０に搬出してよい。ウエハ固定部７０は、搬送部４０により搬入されたウエハユニット２００における試験用ウエハ１００および半導体ウエハ３００を分離して、次に試験すべき半導体ウエハ３００と、当該試験用ウエハ１００とにより、新たなウエハユニット２００を形成する。

このとき、制御装置１０は、当該試験用ウエハ１００に、次に行うべき試験に応じた試験データを書き込んでよい。このような構成により、同一の試験用ウエハ１００を用いて、多様な試験を行うことができる。

また、試験システム４００は、チャンバ２０の数より多数の試験用ウエハ１００を備えてよい。この場合、少なくとも一つの試験用ウエハ１００は、チャンバ２０の内部に搬送されずに待機状態となる。制御装置１０は、待機状態となった試験用ウエハ１００に対して、次に試験すべき半導体ウエハ３００に対応する試験データを予め書き込んでよい。また、ウエハ固定部７０は、試験データが書き込まれた試験用ウエハ１００と、次に試験すべき半導体ウエハ３００とにより、ウエハユニット２００を予め形成してよい。このような構成により、半導体ウエハ３００を効率よく試験することができる。

図８は、ウエハユニット２００の構成例を示す図である。上述したように、ウエハ固定部７０は、試験用ウエハ１００および半導体ウエハ３００の間の密閉空間を減圧することで、試験用ウエハ１００および半導体ウエハ３００を接近させて、電気的に接続させる。

本例の試験用ウエハ１００は、配線基板４０４に固定され、半導体ウエハ３００は、ウエハトレイ４０８に載置される。また、密閉空間が形成されるように、配線基板４０４およびウエハトレイ４０８の間にはシール部材が設けられる。

具体的には、試験用ウエハ１００は、支持部２０４により、配線基板４０４に固定される。支持部２０４は、装置側異方性導電シート２１２、装置側シール部２１４、試験用ウエハ１００、ウエハ側異方性導電シート２１８、メンブレン２２２、および、固定リング２２０を配線基板４０４に固定する。

装置側異方性導電シート２１２は、試験用ウエハ１００および配線基板４０４の間に設けられ、押圧されることにより、試験用ウエハ１００の電極と、配線基板４０４の電極とを電気的に接続する。試験用ウエハ１００は、装置側異方性導電シート２１２を押圧して、配線基板４０４と電気的に接続できる程度に、配線基板４０４の下面に対する垂直方向の位置が所定の範囲で変位できるように支持される。

装置側シール部２１４は、メンブレン２２２の配線基板４０４側の面の周縁部に沿って設けられ、メンブレン２２２における配線基板４０４側の面の周縁部、および、配線基板４０４の間をシールする。装置側シール部２１４は、試験用ウエハ１００が装置側異方性導電シート２１２を介して配線基板４０４と導通できる程度に、メンブレン２２２が変位できるように弾性を有する弾性材料で形成されてよい。

ウエハ側異方性導電シート２１８は、試験用ウエハ１００およびメンブレン２２２の間に設けられる。ウエハ側異方性導電シート２１８は、押圧されることで、試験用ウエハ１００の半導体ウエハ３００側の面に設けられたウエハ側接続端子と、メンブレン２２２のバンプ端子とを電気的に接続する。

メンブレン２２２は、ウエハ側異方性導電シート２１８および半導体ウエハ３００の間に設けられる。メンブレン２２２は、半導体ウエハ３００の端子と、試験用ウエハ１００のウエハ側接続端子とを電気的に接続するバンプ端子を有してよい。固定リング２２０は、メンブレン２２２を装置側シール部２１４に対して固定する。装置側異方性導電シート２１２、試験用ウエハ１００、および、ウエハ側異方性導電シート２１８は、メンブレン２２２および配線基板４０４の間に配置され、メンブレン２２２により、配線基板４０４に対して所定の位置に保持される。図８に示すように、装置側異方性導電シート２１２、試験用ウエハ１００、および、ウエハ側異方性導電シート２１８と、装置側シール部２１４との間には、隙間が設けられてよい。

例えば固定リング２２０は、メンブレン２２２における半導体ウエハ３００側の面の周縁部に沿って環状に設けられてよい。固定リング２２０の内径は、ウエハ側異方性導電シート２１８および半導体ウエハ３００の直径より大きくてよい。メンブレン２２２は、固定リング２２０と略同一直径の円形状を有しており、端部が固定リング２２０に固定される。

支持部２０４は、固定リング２２０を支持することにより、メンブレン２２２等を支持してよい。例えば支持部２０４は、固定リング２２０の下端が、配線基板４０４の下面から所定の距離以上はなれないように、配線基板４０４の下面から所定の距離だけ離れた位置で、固定リング２２０の下端を支持してよい。

ウエハトレイ４０８は、配線基板４０４と密閉空間を形成するように設けられる。本例のウエハトレイ４０８は、配線基板４０４、装置側シール部２１４、および、ウエハ側シール部２２４と、密閉空間を形成する。また、ウエハトレイ４０８は、当該密閉空間側の面に、半導体ウエハ３００を載置する。

ウエハ側シール部２２４は、ウエハトレイ４０８の表面において、メンブレン２２２の周縁部に対応する領域に沿って設けられ、メンブレン２２２におけるウエハトレイ側の面の周縁部、および、ウエハトレイ４０８の間をシールする。ウエハ側シール部２２４は、ウエハトレイ４０８の表面において環状に形成されてよい。

また、ウエハ側シール部２２４は、ウエハトレイ４０８の表面からの距離が大きくなるに従い、環状の直径が大きくなるようなリップ状に形成されてよい。ウエハ側シール部２２４は、メンブレン２２２に押し付けられた場合に、その押圧力に応じて先端がたわむことで、メンブレン２２２と半導体ウエハ３００との距離を接近させる。また、ウエハ側シール部２２４は、メンブレン２２２に押し付けられていない状態における、ウエハトレイ４０８の表面からの高さが、半導体ウエハ３００の高さより高くなるように形成される。

減圧部２３４は、配線基板４０４、ウエハトレイ４０８、装置側シール部２１４、および、ウエハ側シール部２２４により形成される、配線基板４０４およびウエハトレイ４０８の間の密閉空間を減圧する。これにより減圧部２３４は、ウエハトレイ４０８を配線基板４０４に対して所定の位置まで接近させる。ウエハトレイ４０８は、当該所定の位置に配置されることで、装置側異方性導電シート２１２およびウエハ側異方性導電シート２１８に押圧力を印加して、配線基板４０４および試験用ウエハ１００を電気的に接続させ、且つ、試験用ウエハ１００および半導体ウエハ３００を電気的に接続させる。

また、ウエハ側シール部２２４は、固定リング２２０の内側において、メンブレン２２２と接触してよい。この場合、メンブレン２２２により、密閉空間が、配線基板４０４側の空間と、ウエハトレイ４０８側の空間に分断されてしまう。このため、メンブレン２２２には、これらの空間を接続する貫通孔２４２が設けられることが好ましい。

また、試験用ウエハ１００、装置側異方性導電シート２１２、および、ウエハ側異方性導電シート２１８にも、貫通孔２４０、貫通孔２１３、および、貫通孔２１９が設けられることが好ましい。メンブレン２２２、試験用ウエハ１００、装置側異方性導電シート２１２、および、ウエハ側異方性導電シート２１８に設けられる貫通孔は、それぞれの面内において略均等に分散配置されることが好ましい。このような構成により、密閉空間を減圧する過程で吸気される空気は、多数の貫通孔により分散して流動する。なお、貫通孔２４２、貫通孔２４０、貫通孔２１３、および、貫通孔２１９は、対応する位置に設けられてよく、また、それぞれ異なる位置に設けられてもよい。

このため、密閉空間を減圧する過程において、装置側異方性導電シート２１２、および、ウエハ側異方性導電シート２１８にかかる押圧力が、それぞれの面内において略均等に分散され、減圧過程における応力歪を大幅に低減することができる。このため、試験用ウエハ１００の割れ、異方性導電シートの歪み等を防ぐことができる。また、メンブレン２２２に貫通孔２４２を設けることで、一つの減圧部２３４で、配線基板４０４および試験用ウエハ１００の間の空間と、試験用ウエハ１００および半導体ウエハ３００の間の空間とを減圧することができ、これらを電気的に接続することができる。

また、減圧部２３４は、半導体ウエハ３００をウエハトレイ４０８に吸着させる。本例の減圧部２３４は、密閉空間用の減圧器２３６と、半導体ウエハ用の減圧器２３８とを有する。また、ウエハトレイ４０８には、密閉空間用の吸気経路２３２と、半導体ウエハ用の吸気経路２３０とが形成される。

このような構成により、配線基板４０４に固定される試験用ウエハ１００と、半導体ウエハ３００とを電気的に接続することができる。そして、試験用ウエハ１００と半導体ウエハ３００とが電気的に接続した状態で、密閉空間用の吸気経路２３２と、半導体ウエハ用の吸気経路２３０とを封止することで、試験用ウエハ１００と半導体ウエハ３００とを固定する。

このような構成により、ウエハユニット２００を形成して、試験用ウエハ１００および半導体ウエハ３００を搬送することができる。また、密閉空間用の吸気経路２３２と、半導体ウエハ用の吸気経路２３０との封止を除去することで、試験用ウエハ１００および半導体ウエハ３００とを容易に分離することができる。

なお、図６に関連して説明した例においても、図８に関連して説明した方法と同一の方法で、試験用ウエハ１００および半導体ウエハ３００を電気的に接続してよい。この場合、垂直ステージ４１６は、ウエハトレイ４０８を垂直方向に移動させることで、ウエハ側シール部２２４をメンブレン２２２に密着させてよい。減圧部２３４は、ウエハ側シール部２２４がメンブレン２２２に密着することで形成される密閉空間を減圧する。

以上、発明を実施の形態を用いて説明したが、発明の技術的範囲は上記実施の形態に記載の範囲には限定されない。上記実施の形態に、多様な変更または改良を加えることが可能であることが当業者に明らかである。その様な変更または改良を加えた形態も発明の技術的範囲に含まれ得ることが、請求の範囲の記載から明らかである。

Claims (9)

1. 半導体ウエハに形成された複数の半導体チップを試験する試験システムであって、
   前記複数の半導体チップと対応して設けられ、それぞれ与えられる試験データに基づいて、対応する前記半導体チップを試験する複数の試験回路が形成された試験用ウエハと、
   前記複数の試験回路と対応して設けられ、それぞれ対応する前記試験回路に、前記試験データを書き込む複数の書込回路が形成された書込用ウエハと
   を備え、
   それぞれの前記試験回路は、前記試験データを格納する、不揮発性且つ書き換え可能なパターンメモリを有する試験システム。
2. それぞれの前記試験回路に、同一の前記試験データを並列に書き込む制御装置を更に備える
   請求項１に記載の試験システム。
3. 前記制御装置は、前記書込用ウエハを介して前記試験データをそれぞれの前記試験回路に書き込む
   請求項２に記載の試験システム。
4. 前記書込用ウエハは、与えられる前記試験データをそれぞれの前記書込回路に分配する分配回路が更に形成され、
   前記制御装置は、前記分配回路に前記試験データを供給する
   請求項２または３に記載の試験システム。
5. 前記試験用ウエハが固定される配線基板を格納し、搬送される前記半導体ウエハに対して前記試験用ウエハから信号を供給することで、前記半導体ウエハを試験するチャンバを更に備え、
   前記制御装置は、前記チャンバの外部から、前記配線基板を介して、それぞれの前記試験回路に前記試験データを書き込む
   請求項２に記載の試験システム。
6. 前記試験用ウエハが固定される配線基板を格納し、搬送される前記半導体ウエハに対して前記試験用ウエハから信号を供給することで、前記半導体ウエハを試験するチャンバを更に備え、
   前記制御装置は、前記試験用ウエハに前記試験データを書き込む場合に、前記試験データを記憶した前記書込用ウエハを、前記チャンバ内に搬送し、前記チャンバ内において、前記書込用ウエハから前記試験用ウエハのそれぞれの前記試験回路に前記試験データを書き込む
   請求項２または３に記載の試験システム。
7. 前記書込用ウエハには、前記複数の書込回路に対して共通に設けられ、前記試験データを格納して、それぞれの前記書込回路に供給する共通格納部が更に形成される
   請求項１から６のいずれか一項に記載の試験システム。
8. 前記試験データが書き込まれた前記試験用ウエハと、前記半導体ウエハとを一体に固定するウエハ固定部と、
   前記ウエハ固定部により一体に固定された前記試験用ウエハおよび前記半導体ウエハが搬送され、前記試験用ウエハを用いて前記半導体ウエハを試験するチャンバと
   を更に備える請求項２に記載の試験システム。
9. 前記制御装置は、前記チャンバから搬送された前記試験用ウエハに、次に行うべき試験に応じた前記試験データを書き込む
   請求項８に記載の試験システム。

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