JP6116109B1 - 真空プローバ用ウェハチャック、及び真空プローバ装置 - Google Patents
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Abstract
Description
この温度特性試験は、4K(−269℃) 〜 +500℃の範囲で冷却・加熱されたステージに固定されたウェハに対して温度ストレスや、電気的ストレスを印加し、半導体素子の動作可能温度や特性の温度依存性について計測を行うものである。
真空プローバ装置200は、気密又は真空状態で封止されたパッケージ構造を必要とするデバイスをウェハ状態で測定する装置である。このようなデバイスは、MEMSタイミングデバイス、RF MEMSタイミングデバイススイッチ、角速度センサや、非冷却赤外線センサがある。これらのデバイスは、動作時の空気抵抗を低減し、機械的Q値を向上させたり、気体による熱伝導誤差を排除する断熱特性を向上させたり、するため、真空封止が必要である。真空プローバ装置200は、ウェハチャック100と、XYZθステージ110と、真空チャンバ120と、電子計測器150と、プローブカード160とを備えている。なお、プローブカード160は、マニピュレータ式であっても構わない。
そこで、本実施形態のウェハチャック100は、金属製の熱交換ユニット30と、絶縁層としてのインシュレータ20と、金属で形成されたチャックトップ10との三層構造を基本構成としている。つまり、インシュレータ20は、ヒータ32が発生する電流ノイズをウェハ50に流れ込ませないようにしている。ここで、インシュレータ20は、アルミナ等のセラミックで形成されている。
図5(b)において、銅メッシュ40(40a,40b)は、縦線、及び横線の線径の3倍の厚さt3を有しているように描かれている。しかしながら、接触領域41の厚さt2や、接触領域42の厚さt1は、線径の2倍になっている。つまり、銅メッシュ40a,40bは、接触領域41で間隔(t3−t2)の空間ができ、接触領域42で間隔(t3−t1)の空間ができている。言い換えれば、銅メッシュ40a,40bは、線材の弾性により、接触領域41,42の位置が厚さ方向に間隔(t3−t2)又は間隔(t3−t1)だけ変位可能な弾性部材としての性質を有している。この弾性部材としての性質は、隣接する縦線や横線との間隔を若干広げれば、顕著である。
リテーナ15は、長さL、幅W、厚みtの平面視で略長方形状の板状の樹脂、金属やセラミック等の弾性部材である。リテーナ15は、長手方向の一端側に長孔15aが形成されており、他端側の一面側に切り欠き部15bが形成されている。
本発明は前記した実施形態に限定されるものではなく、例えば以下のような種々の変形が可能である。
(1)前記実施形態のウェハチャック100は、チャックトップ10とインシュレータ20との間、及び該インシュレータ20と熱交換ユニット30との間に、銅メッシュ40a,40bを介挿させたが、銅(熱伝導率:398[W/mK]、ヤング率:110[×109N/m2])に限らず、鉄(熱伝導率:80.3[W/mK]、ヤング率:200[×109N/m2])、ステンレス、アルミニウム(熱伝導率:237[W/mK]、ヤング率:68.3[×109N/m2])等の金属や、これらのメッキ品を用いた金属メッシュ(金網)であっても構わない。
11 窒素出射口(開口部)
12 リテーナ用タップ孔
15 リテーナ(取付部)
20 インシュレータ(絶縁層)
21 窒素通流孔
30 熱交換ユニット(熱交換金属ユニット)
31 窒素通流孔
32 ヒータ
33 温度センサ
35,36 冷却エアポート
37 ガス導入ポート
40,40a,40b 銅メッシュ(板状金属弾性部材、金網)
50 ウェハ
100,101 ウェハチャック(真空プローバ用ウェハチャック)
110 XYZθステージ
120 真空チャンバ
130 真空ポンプ
150 電子計測器
160 プローブカード
161 プローブ
200 真空プローバ装置
Claims (5)
- 熱交換金属ユニットと、絶縁層と、チャックトップとがこの順に積層された真空プローバ用ウェハチャックであって、
前記チャックトップは、
ウェハを固定するリテーナを取り付ける取付部と、
前記ウェハと前記チャックトップとの間にガスを通流させる開口部とを備え、
前記熱交換金属ユニットと前記絶縁層との間、及び前記絶縁層と前記チャックトップとの間の何れか一方又は双方に介挿された板状金属弾性部材をさらに備える
ことを特徴とする真空プローバ用ウェハチャック。 - 熱交換金属ユニットと、電気的絶縁層と、ウェハが固定されるチャックトップとがこの順に積層された温度制御型の真空プローバ用ウェハチャックであって、
前記熱交換金属ユニットと前記電気的絶縁層との間、及び前記電気的絶縁層と前記チャックトップとの間の何れか一方又は双方に介挿された板状金属弾性部材を備え、
前記電気的絶縁層は、アルミナ、サファイヤ、及び窒化ホウ素セラミックの何れか一つであり、
前記熱交換金属ユニットは、温度センサを内蔵している
ことを特徴とする真空プローバ用ウェハチャック。 - 請求項1又は請求項2に記載の真空プローバ用ウェハチャックであって、
前記板状金属弾性部材は、金網である
ことを特徴とする真空プローバ用ウェハチャック。 - 熱交換金属ユニットと、電気的絶縁層と、チャックトップとがこの順に積層されたウェハチャックを有する真空プローバ装置であって、
前記熱交換金属ユニットと前記電気的絶縁層との間、及び前記電気的絶縁層と前記チャックトップとの間の何れか一方又は双方に介挿された板状金属弾性部材を備え、
前記電気的絶縁層は、アルミナ、サファイヤ、及び窒化ホウ素セラミックの何れか一つであり、
前記熱交換金属ユニットは、温度センサを内蔵している
ことを特徴とする真空プローバ装置。 - 熱交換金属ユニットと、絶縁層と、チャックトップとがこの順に積層されたウェハチャックを有する真空プローバ装置であって、
前記チャックトップは、
ウェハを固定するリテーナを取り付ける取付部と、
前記ウェハと前記チャックトップとの間にガスを通流させる開口部とを備え、
前記熱交換金属ユニットと前記絶縁層との間、及び前記絶縁層と前記チャックトップとの間の何れか一方又は双方に介挿された板状金属弾性部材をさらに備える
ことを特徴とする真空プローバ装置。
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