JP6365953B1 - Prober - Google Patents
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Abstract
【課題】チップ裏面電極からテスタ接続点までの浮遊インダクタンスを低下させることができるプローバを提供する。
【解決手段】導電性の支持面１８ａを有するウエハチャック１８と、支持面１８ａに対向する面に複数のプローブ２５を有するプローブカード２４と、支持面１８ａに対して平行に形成されると共に支持面１８ａに電気的に接続された導電性のステージ面５０ａを有し、ウエハチャック１８と一体的に移動するステージ部材５０と、ステージ面５０ａに対向する位置に配置された導電性接触子５２と、ステージ面５０ａと平行かつ近接した位置に配置され、一端が導電性接触子５２に電気的に接続され、ウエハチャック１８側に向かって延設された平板状配線部材７０と、を備える。
【選択図】図４A prober capable of reducing stray inductance from a chip back surface electrode to a tester connection point is provided.
A wafer chuck having a conductive support surface, a probe card having a plurality of probes on a surface facing the support surface, and a support surface formed in parallel to the support surface. A stage member 50 having a conductive stage surface 50a electrically connected to 18a and moving integrally with the wafer chuck 18, a conductive contact 52 disposed at a position facing the stage surface 50a; A flat wiring member 70 disposed at a position parallel to and close to the stage surface 50a, one end of which is electrically connected to the conductive contact 52 and extending toward the wafer chuck 18 side.
[Selection] Figure 4
Description
本発明は、半導体ウエハ上に形成された複数のチップの電気的な検査を行うプローバに関する。 The present invention relates to a prober that performs electrical inspection of a plurality of chips formed on a semiconductor wafer.
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、ウエハをウエハチャックに固定し、各チップの電極にプローブを接触させる。テスタは、プローブに電気的に接続され、電気的検査のために各チップに電流や電圧を印加し特性を測定する。 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 fixes the wafer to the wafer chuck and brings the probe into contact with the electrode of each chip. The tester is electrically connected to the probe, and measures the characteristics by applying current and voltage to each chip for electrical inspection.
パワートランジスタ、パワーＭＯＳＦＥＴ（電界効果型トランジスタ）、ＩＧＢＴ(Insulated Gate Bipolar Transistor)、ＬＥＤ（Light Emitting Diode）、半導体レーザなどの半導体装置（デバイス）は、一般にウエハの表面に電極（チップ表面電極）が形成されると共に、ウエハの裏面にも電極（チップ裏面電極）が形成される。例えば、ＩＧＢＴでは、ウエハの表面にゲート電極及びエミッタ電極が形成され、ウエハの裏面にコレクタ電極が形成される。 Semiconductor devices such as power transistors, power MOSFETs (field effect transistors), IGBTs (insulated gate bipolar transistors), LEDs (light emitting diodes), and semiconductor lasers generally have electrodes (chip surface electrodes) on the wafer surface. At the same time, an electrode (chip back electrode) is formed on the back surface of the wafer. For example, in an IGBT, a gate electrode and an emitter electrode are formed on the front surface of a wafer, and a collector electrode is formed on the back surface of the wafer.
上記のようなウエハの両面に電極を有するチップが複数形成されたウエハにおいてウエハレベル検査を行うため、ウエハチャックには、ウエハの裏面を接触した状態で保持し、テスタの測定電極として作用する導電性の支持面（ウエハ載置面）が設けられる。この支持面は、ウエハチャックから引き出されるケーブルを介してテスタに電気的に接続される。そして、検査を行う場合には、ウエハチャックにウエハを保持し、ウエハの表面に形成された各チップの電極（チップ表面電極）にプローブを接触させた状態で各種測定が行われるようになっている。 In order to perform wafer level inspection on a wafer in which a plurality of chips having electrodes are formed on both surfaces of the wafer as described above, the wafer chuck holds the back surface of the wafer in contact and acts as a measurement electrode for the tester. A supporting surface (wafer mounting surface) is provided. This support surface is electrically connected to the tester via a cable drawn from the wafer chuck. When inspection is performed, various measurements are performed in a state where the wafer is held on the wafer chuck and the probe is in contact with the electrode (chip surface electrode) of each chip formed on the surface of the wafer. Yes.
しかしながら、ウエハチャックとテスタとの間を接続するケーブルは、プローバを構成する筐体の側面又は背面などに設けられる接続コネクタを介して筐体の内外を引き回された状態で配設されるため、その長さは通常１〜３ｍぐらいが必要となる。このため、チップ裏面電極とテスタとの間に形成される電気経路が長くなり、その抵抗やインダクタンスが大きくなるので、高周波測定や動的測定の測定誤差が生じ、要求される精度でウエハレベル検査を適正に行うことができない問題がある。 However, since the cable connecting the wafer chuck and the tester is arranged in a state of being routed inside and outside the housing via a connection connector provided on the side surface or the back surface of the housing constituting the prober. The length is usually about 1 to 3m. For this reason, the electrical path formed between the chip back electrode and the tester becomes longer, and the resistance and inductance increase, resulting in measurement errors in high frequency measurement and dynamic measurement, and wafer level inspection with the required accuracy. There is a problem that cannot be performed properly.
このような問題を解決するために、例えば、特許文献１には、ウエハチャックの導電性の支持面に対面するように設けられたチャックリード板と、ウエハチャックの周辺部に固定されたポゴピンと、を備えた検査装置が記載されている。この検査装置によれば、チップ裏面電極とテスタとの間に形成される電気経路がポゴピンとチャックリード板とを経由して構成されるので、上述した従来の構成に比べて上記電気経路に生じる抵抗やインダクタンスを小さくすることが可能となる。
In order to solve such a problem, for example,
しかしながら、特許文献１に記載される検査装置では、ポゴピンがウエハチャックに固定されているので、検査するチップのウエハ上の位置によってチップ裏面電極とテスタとの間の電気経路の長さが変化する。例えば、ウエハの中央付近に存在するチップを検査する場合とウエハの端部付近に存在するチップを検査する場合とでは上記電気経路の長さが異なってしまう。このため、検査するチップのウエハ上の位置に応じて上記電気経路に生じる抵抗やインピーダンスが変化してしまい、高周波測定や動的測定に悪影響を及ぼし、ウエハレベル検査を高精度に行うことができないという問題がある。
However, in the inspection apparatus described in
このような問題に対し、本願出願人は、ウエハチャックと一体的に移動する導電性のステージ部材に対して、ステージ部材と対面する位置に固定された接触子を電気的に接触させるように構成したプローバを提案している（特許文献２参照）。このプローバによれば、検査するチップのウエハ上の位置に左右されることなく、チップ裏面電極とテスタとの間に形成される電気経路における抵抗やインピーダンスが小さくかつ変動が少ないため、高周波測定や動的測定を安定して行うことができ、ウエハレベル検査を高精度に行うことが可能となる。 In order to solve such a problem, the applicant of the present application is configured to electrically contact a contactor fixed at a position facing the stage member with respect to the conductive stage member that moves integrally with the wafer chuck. Proposed probers (see Patent Document 2). According to this prober, the resistance and impedance in the electrical path formed between the chip back electrode and the tester are small and less fluctuating without being influenced by the position of the chip to be inspected on the wafer. Dynamic measurement can be performed stably, and wafer level inspection can be performed with high accuracy.
ところで、特許文献２に記載されるように、ウエハチャックと一体的に移動する導電性のステージ部材に対して、ステージ部材と対面する位置に固定された接触子を電気的に接触させるように構成したプローバにおいては、チップ裏面電極からテスタ接続点までの電気経路の配線長が存在し、この距離による浮遊（残留）インダクタンスが動的測定や静的測定の大電流測定の波形に悪影響を与える問題がある。
By the way, as described in
このような測定を適正に行うためには、できるだけ浮遊インダクタンスを低下させる必要がある。しかしながら、上記のような構成を有するプローバにおいては、チップ裏面電極と上記接触子との距離は構造上短くすることはできないため、浮遊インダクタンスの低減には限界があると考えられていた。 In order to perform such measurement properly, it is necessary to reduce the stray inductance as much as possible. However, in the prober having the above-described configuration, the distance between the chip back electrode and the contact cannot be shortened due to the structure, and thus it has been considered that there is a limit in reducing the floating inductance.
本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、チップ裏面電極からテスタ接続点までの電気経路において、浮遊インダクタンスを低下させることができるプローバを提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of such circumstances, and an object thereof is to provide a prober capable of reducing stray inductance in an electrical path from a chip back surface electrode to a tester connection point.
上記目的を達成するために、本発明の第１態様に係るプローバは、導電性の支持面を有するウエハチャックと、支持面に対向する面に複数のプローブを有するプローブカードと、支持面に対して平行に形成されると共に支持面に電気的に接続された導電性のステージ面を有し、ウエハチャックと一体的に移動するステージ部材と、ステージ面に対向する位置に配置された導電性接触子と、ステージ面と平行かつ近接した位置に配置され、一端が導電性接触子に電気的に接続され、ウエハチャック側に向かって延設された平板状配線部材と、を備える。 In order to achieve the above object, a prober according to a first aspect of the present invention includes a wafer chuck having a conductive support surface, a probe card having a plurality of probes on a surface facing the support surface, and a support surface. A stage member that is formed in parallel and electrically connected to the support surface, moves integrally with the wafer chuck, and a conductive contact disposed at a position facing the stage surface. And a flat wiring member disposed at a position parallel to and close to the stage surface, one end of which is electrically connected to the conductive contact and extends toward the wafer chuck side.
本態様によれば、チップ裏面電極からテスタ接続点までの電気経路において、導電性接触子を折り返し点として、平板状配線部材によって平行平板型に近い構造を実現したことにより、浮遊インダクタンスを大幅に低減することが可能となる。 According to this aspect, in the electrical path from the chip back surface electrode to the tester connection point, the conductive contact is used as the turning point, and the structure close to the parallel plate type is realized by the flat wiring member, thereby significantly increasing the floating inductance. It becomes possible to reduce.
本発明の第２態様に係るプローバは、第１態様において、プローブカードを保持するヘッドステージを有し、平板状配線部材は、ヘッドステージのステージ面に対向する面に沿って配設される。 The prober according to a second aspect of the present invention includes, in the first aspect, a head stage that holds the probe card, and the flat wiring member is disposed along a surface facing the stage surface of the head stage.
本態様によれば、ステージ面と平行かつ近接した位置に平板状配線部材を容易に配置することが可能となる。 According to this aspect, the flat wiring member can be easily arranged at a position parallel to and close to the stage surface.
本発明の第３態様に係るプローバは、第２態様において、ヘッドステージと平板状配線部材との間にはスペーサ部材が設けられる。 In the prober according to the third aspect of the present invention, in the second aspect, a spacer member is provided between the head stage and the flat wiring member.
本態様によれば、平板状配線部材とステージ面との距離（間隔）をさらに近接させることができるので、浮遊インダクタンスをより一層低減させることができる。 According to this aspect, since the distance (interval) between the flat wiring member and the stage surface can be made closer, stray inductance can be further reduced.
本発明の第４態様に係るプローバは、第１態様から第３態様のいずれか１つの態様において、ステージ部材は、ウエハチャックとは分離して構成され、ステージ面と支持面とはステージ接続用配線部材を介して電気的に接続される。 The prober according to a fourth aspect of the present invention is the prober according to any one of the first aspect to the third aspect, wherein the stage member is separated from the wafer chuck, and the stage surface and the support surface are for stage connection. It is electrically connected via a wiring member.
本態様は、本発明の好ましい一態様である。この態様によれば、ステージ部材がウエハチャックから熱的に分離されるため、ウエハレベル検査の際にウエハチャックを加熱、冷却する場合でも、ウエハチャックの温度変化がステージ部材に伝熱しにくく断熱効果が得られるのでエネルギー効率が良く、しかもステージ部材の熱変形が防止される。これにより、ステージ部材のステージ面に対する導電性接触子の接触位置（Ｚ方向の高さ）が変動することなく、導電性接触子は常に一定の接触圧でステージ部材のステージ面に当接することができる。したがって、ウエハチャックの温度変化による影響を受けることなく、ウエハレベル検査の測定精度や信頼性を高めることが可能となる。 This embodiment is a preferred embodiment of the present invention. According to this aspect, since the stage member is thermally separated from the wafer chuck, even when the wafer chuck is heated and cooled during the wafer level inspection, the temperature change of the wafer chuck is not easily transferred to the stage member, and the heat insulation effect Therefore, energy efficiency is good and thermal deformation of the stage member is prevented. As a result, the conductive contact can always come into contact with the stage surface of the stage member with a constant contact pressure without changing the contact position (the height in the Z direction) of the conductive contact with the stage surface of the stage member. it can. Therefore, it is possible to improve the measurement accuracy and reliability of the wafer level inspection without being affected by the temperature change of the wafer chuck.
本発明の第５態様に係るプローバは、第４態様において、ステージ接続用配線部材は、平板状の可撓性配線部材により構成される。 In the prober according to a fifth aspect of the present invention, in the fourth aspect, the wiring member for stage connection is constituted by a flat flexible wiring member.
本態様によれば、ステージ面と支持面とを容易かつ高い信頼性で接続することができると共に、平行平板型の構造により近づけることができるので、浮遊インダクタンスをより一層低減させることができる。 According to this aspect, the stage surface and the support surface can be connected easily and with high reliability, and can be brought closer to a parallel plate structure, so that the floating inductance can be further reduced.
本発明の第４態様に係るプローバは、第１態様から第３態様のいずれか１つの態様において、ステージ部材は、ウエハチャックと一体的に構成される。 In the prober according to a fourth aspect of the present invention, in any one of the first to third aspects, the stage member is configured integrally with the wafer chuck.
本態様によれば、ステージ部材はウエハチャックと一体的に構成されるので、平行平板型の構造により近づけることが可能となり、浮遊インダクタンスをより一層低減させることができる。 According to this aspect, since the stage member is integrally formed with the wafer chuck, it can be made closer to a parallel plate type structure, and stray inductance can be further reduced.
本発明によれば、チップ裏面電極からテスタ接続点までの電気経路において、導電性接触子を折り返し点として、平板状配線部材によって平行平板型に近い構造を実現したことにより、浮遊インダクタンスを大幅に低減することが可能となる。 According to the present invention, in the electrical path from the chip back surface electrode to the tester connection point, by using a conductive contact as a turning point, a flat-plate-like wiring member realizes a structure close to a parallel plate type, thereby significantly increasing the floating inductance. It becomes possible to reduce.
以下、添付図面に従って本発明の好ましい実施形態について説明する。 Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
まず、本発明の実施形態を説明するにあたり、その実施形態で前提となる基本構成について説明する。 First, in describing an embodiment of the present invention, a basic configuration as a premise in the embodiment will be described.
［ウエハテストシステムの基本構成］
図１は、ウエハテストシステムの基本構成の一例を示した全体概略図である。
[Basic configuration of wafer test system]
FIG. 1 is an overall schematic diagram showing an example of a basic configuration of a wafer test system.
図１に示すウエハテストシステムは、ウエハＷ上の各チップの電極にプローブ２５を接触させるプローバ１０と、プローブ２５に電気的に接続され、電気的検査のために各チップに電流や電圧を印加し特性を測定するテスタ３０とで構成される。
The wafer test system shown in FIG. 1 is a
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・回転部１５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、プローブ２５が設けられる。なお、プローブ２５の位置を検出する針位置合わせカメラや、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。
The
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・回転部１５は、ウエハチャック１８を３軸方向及びＺ軸周りに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。
The
ウエハチャック１８は、複数のチップが形成されたウエハＷを真空吸着により保持するものであり、その上面にはテスタ３０の測定電極として作用する導電性の支持面（ウエハ載置面）１８ａが設けられる。
The
ウエハチャック１８の内部には、チップを高温状態（例えば、最高で１５０℃）、又は低温状態（例えば最低で−４０℃）で電気的特性検査が行えるように、加熱／冷却源としての加熱／冷却機構（加熱冷却機構）が設けられる。加熱／冷却機構としては、公知の適宜の加熱器／冷却器が採用できるものであり、例えば、面ヒータの加熱層と冷却流体の通路を設けた冷却層との二重層構造にしたものや、熱伝導体内に加熱ヒータを巻き付けた冷却管を埋設した一層構造の加熱／冷却装置など、様々のものが考えられる。また、電気加熱ではなく、熱流体を循環させるものでもよく、またペルチエ素子を使用してもよい。
Inside the
ウエハチャック１８は、Ｚ軸移動・回転部１５の上に取り付けられており、上述した移動回転機構により３軸方向（Ｘ、Ｙ、Ｚ方向）に移動可能であると共に、Ｚ軸周りの回転方向（θ方向）に回転可能である。
The
ウエハＷが保持されるウエハチャック１８の上方には、プローブカード２４が配置される。プローブカード２４は、プローバ１０の筺体の天板を構成するヘッドステージ２２の開口部（プローブカード取付部）に着脱自在に装着される。
A
プローブカード２４は、検査するチップの電極配置に応じて配置されたプローブ２５を有し、検査するチップに応じて交換される。
The
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とを備えている。プローブカード２４には、各プローブ２５に接続される電極７８（図５参照）が設けられており、コンタクトリング３２はこの電極７８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。
The
図１に示したプローバ１０は、上述した構成に加え、さらに、ウエハチャック１８に隣接した位置に配置されるステージ部材５０と、ステージ部材５０に対向する位置においてヘッドステージ２２に固定された導電性接触子５２と、を備えて構成される。
In addition to the configuration described above, the
ステージ部材５０は、ウエハチャック１８とは別体で構成された円板状の構造体からなり、ウエハチャック１８とは分離した位置に設けられている。ステージ部材５０は、熱膨張係数の小さな材質で形成されており、ステージ部材５０の熱変形が防止された構成となっている。
The
ステージ部材５０を構成する材質としては、例えばセラミックスなどの熱膨張係数の小さな材質が好適である。ステージ部材５０を熱膨張係数の小さな材質で構成することにより、ウエハレベル検査の際にウエハチャック１８を加熱、冷却する場合でも、ステージ部材５０の熱変形を防止することができる。これにより、ウエハチャック１８の温度変化による影響を受けることなく、ウエハレベル検査の測定精度や信頼性を高めることが可能となる。
As a material constituting the
ステージ部材５０は、導電性接触子５２が接触可能な導電性のステージ面５０ａを有する。このステージ面５０ａは、図２に示すように、ウエハチャック１８の支持面１８ａと同様の平面形状（円形状）を有し、それらの面積（平面面積）は互いに等しく構成される。なお、ステージ面５０ａは、ウエハチャック１８の支持面１８ａよりも面積（平面面積）が大きく円形以外で構成されていてもよい。
The
ステージ部材５０とウエハチャック１８との間には複数の配線部材６４（ワイヤ状の配線部材）が設けられている。本例では、３つの配線部材６４が設けられている。各配線部材６４の一端はステージ部材５０のステージ面５０ａに電気的に接続され、これらの他端はウエハチャック１８の支持面１８ａに電気的に接続されている。すなわち、ステージ部材５０のステージ面５０ａと、ウエハチャック１８の支持面１８ａとは、複数の配線部材６４によって電気的導通が確保されている。なお、配線部材６４は、ステージ接続用配線部材の一例である。
A plurality of wiring members 64 (wire-shaped wiring members) are provided between the
図１に戻り、ステージ部材５０のステージ面５０ａは、ウエハチャック１８の支持面１８ａに対して平行かつ面一となるように設けられている。なお、ステージ面５０ａは、プローブ２５がウエハＷのチップ表面電極に接触したときに導電性接触子５２が常に接触可能であれば、支持面１８ａに対して面一に設けられていなくてもよい。
Returning to FIG. 1, the
ステージ部材５０のステージ面５０ａと反対側の面（図１において下面）には、Ｌ字状の連結部材５３の一端が連結固定されている。連結部材５３の他端は、Ｚ軸移動・回転部１５の側部に連結固定されている。したがって、ステージ部材５０はウエハチャック１８と一体的に移動可能であり、ウエハチャック１８が所定の方向に移動すると、ステージ部材５０もウエハチャック１８と同方向に移動する。
One end of an L-shaped connecting
なお、ステージ部材５０は、Ｌ字状の連結部材５３を介してＺ軸移動・回転部１５の側部の根元側（図１において下側）に固定される態様が好ましい。この態様によれば、ウエハチャック１８とステージ部材５０を一体的に構成した場合に比べて、後述する導電性接触子５２をステージ部材５０のステージ面５０ａに接触させても、ウエハチャック１８の傾きを効果的に防止することができる。したがって、ウエハＷの検査するチップの位置に関係なく、チップの電極をプローブ２５に安定的に接触させることが可能となる。
The
ヘッドステージ２２の下面（ステージ部材５０の対向面）には、ステージ部材５０のステージ面５０ａに接触可能な導電性接触子５２が互いに近接した状態で複数設けられる。導電性接触子５２は、例えば、それ自体がバネ性を有する導電性の細い針（スプリングピン）からなり、ウエハチャック１８が上昇してプローブ２５がウエハＷのチップ表面電極に接触したとき、ステージ部材５０のステージ面５０ａに所定の接触圧で各導電性接触子５２が接触するように構成される。なお、図２において、符号６０は導電性接触子５２が接触するステージ部材５０上のステージ面５０ａにおける接触位置を示している。また、符号６２は、プローブ２５が接触するチップのウエハＷ上の位置を示している。
A plurality of
ヘッドステージ２２の上面には、各導電性接触子５２に共通して接続されるコネクタ部５４が設けられる。コネクタ部５４にはケーブル５６の一端が接続され、ケーブル５６の他端はテスタ本体３１のコネクタ部５８に接続される。これにより、ウエハＷの裏面に形成されるチップ裏面電極は、ウエハチャック１８、配線部材６４、ステージ部材５０、導電性接触子５２、コネクタ部５４、ケーブル５６、及びコネクタ部５８を経由してテスタ本体３１に電気的に接続される。
On the upper surface of the
次に、上述したウエハテストシステムによるウエハレベル検査について、その動作を説明する。 Next, the operation of the wafer level inspection by the wafer test system described above will be described.
まず、不図示のウエハロード機構により、検査するウエハＷをウエハチャック１８上にロードして、ウエハチャック１８にウエハＷを保持させる。
First, a wafer W to be inspected is loaded onto the
次に、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。続いて、ウエハチャック１８にウエハ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、ウエハチャック１８を移動させ、ウエハＷ上のチップの電極（チップ表面電極）の位置を検出する。１チップのすべての電極の位置を検出する必要はなく、いくつかの電極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を検出する必要はなく、いくつかのチップの電極の位置が検出される。
Next, the tip position of the
プローブ２５の位置及びウエハＷ上のチップの電極の位置を検出した後、チップの電極の配列方向がプローブ２５の配列方向に一致するように、Ｚ軸移動・回転部１５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、チップの電極をプローブ２５に接触させる。このとき、ウエハチャック１８に隣接して配置されるステージ部材５０も一体となって上昇し、各導電性接触子５２はステージ部材５０のステージ面５０ａに接触する。これにより、ウエハＷの裏面に形成されるチップ裏面電極は、ウエハチャック１８、配線部材６４、ステージ部材５０、及び導電性接触子５２を介してテスタ本体３１に電気的に接続される。そして、テスタ本体３１から、チップに電流や電圧を印加し特性を測定する。
After detecting the position of the
このチップの検査が終了すると、一旦ウエハＷとプローブ２５を離し、他のチップがプローブ２５の下に位置するように移動し、同様の動作を行う。以下、各チップを順次選択して検査する。そして、ウエハ上の指定されたすべてのチップの検査が終了すると、１枚のウエハの検査を終了する。
When the inspection of this chip is completed, the wafer W and the
このようにして、ウエハＷ上のすべてのチップの検査が終了すると、ウエハＷの検査を終了し、検査済みのウエハＷをアンロードして、次に検査するウエハＷをロードして上記の動作を行う。 In this way, when all the chips on the wafer W have been inspected, the inspection of the wafer W is completed, the inspected wafer W is unloaded, the next wafer W to be inspected is loaded, and the above operation is performed. I do.
図３は、検査するチップのウエハＷ上の位置と導電性接触子５２との相対的な位置関係を示した図である。図３（ａ）〜（ｅ）は、それぞれ、ウエハＷ上の中央、左端、右端、上端、下端のチップを検査する場合を示している。
FIG. 3 is a view showing a relative positional relationship between the position of the chip to be inspected on the wafer W and the
図３に示すように、ウエハチャック１８は、上述のようにウエハＷの検査するチップの電極（チップ表面電極）がプローブ２５の下に位置するように移動する。一方、導電性接触子５２はヘッドステージ２２に固定されているので、ウエハチャック１８が移動してもプローブ２５と導電性接触子５２との相対的な位置関係は変わらない。このため、検査するチップのウエハＷ上の位置６２が変化しても、その位置６２から導電性接触子５２が接触するステージ部材５０上の位置６０までの距離Ｓは常に一定である。
As shown in FIG. 3, the
したがって、上述したウエハテストシステムによれば、検査するチップのウエハＷ上の位置に関係なく、チップ裏面電極からウエハチャック１８、配線部材６４、ステージ部材５０、及び導電性接触子５２を介してテスタ本体３１に接続される電気経路の長さが常に一定となるので、その電気経路における抵抗やインピーダンスの影響を受けることなく、高周波測定や動的測定を安定して行うことができ、ウエハレベル検査を高精度に行うことが可能となる。
Therefore, according to the wafer test system described above, the tester can be connected to the tester via the
また、ステージ部材５０は、ウエハチャック１８とは別体で分離され、ステージ部材５０のステージ面５０ａとウエハチャック１８の支持面１８ａは複数の配線部材６４を介して電気的に接続されるので、ステージ部材５０は、ウエハチャック１８から熱的に分離される。このため、ウエハレベル検査の際にウエハチャック１８を加熱、冷却する場合でも、ウエハチャック１８の温度変化がステージ部材５０に伝熱しにくく断熱効果が得られるので、エネルギー効率が良く、しかもステージ部材５０の熱変形が防止される。これにより、導電性接触子５２のステージ部材５０のステージ面５０ａに対する接触位置（Ｚ軸方向の位置）が変動することなく、常に所定圧力で導電性接触子５２がステージ部材５０のステージ面５０ａに当接することができる。したがって、ウエハチャック１８の温度変化による影響を受けることなく、ウエハレベル検査の測定精度や信頼性を高めることが可能となる。
Further, the
また、ウエハチャック１８とステージ部材５０は別体で分離された構成となっているため、ウエハチャック１８については従来のものを再利用することが可能となり、設計期間・製造プロセスの短縮、設計労力の低減、コストの低減等を図ることが可能となる。
Further, since the
［浮遊インダクタンスを低減させるための構造］
上述したウエハテストシステムにおいては、チップ裏面電極がウエハチャック１８、ステージ部材５０、及び導電性接触子５２を介してテスタ本体３１に接続される構成を採用したことにより、上述した各種の作用効果を得ることができる。しかしながら、その一方で、チップ裏面電極と導電性接触子５２との距離（水平方向の距離）、すなわち、ウエハＷに対してプローブ２５が接触する位置（検査するチップの位置）６２とステージ部材５０に対して導電性接触子５２が接触する位置６０との間の距離（水平方向の距離）については、その構造上短くすることはできない。そのため、ウエハレベル検査において動的測定や静的測定の大電流測定が行われるとき、上記距離よる浮遊インダクタンスがウエハレベル検査で測定されたチップの測定波形に影響を与えてしまう問題がある。
[Structure to reduce stray inductance]
In the wafer test system described above, since the chip back electrode is connected to the tester
そこで、本発明の実施形態であるウエハテストシステムでは、ウエハＷに対してプローブ２５が接触する位置６２とステージ部材５０に対して導電性接触子５２が接触する位置６０との間の距離によって生じる浮遊インダクタンスを低減させるための構造を採用している。
Therefore, in the wafer test system according to the embodiment of the present invention, it is generated by the distance between the
図４は、本発明の実施形態であるウエハテストシステムの構成例の要部を示した概略図である。図５は、図４に示したウエハテストシステムを上方から平面視したときの概略図である。なお、図５においては、ステージ部材５０及びウエハチャック１８と平板状配線部材７０との平面的な位置関係を分かりやすく説明するために、説明とは関係ない部分については図示を省略している。
FIG. 4 is a schematic diagram showing a main part of a configuration example of the wafer test system according to the embodiment of the present invention. FIG. 5 is a schematic view of the wafer test system shown in FIG. 4 as viewed from above. In FIG. 5, in order to easily understand the planar positional relationship between the
図４及び図５に示すように、本実施形態のウエハテストシステムにおいては、導電性接触子５２とテスタ本体３１との間を電気的に接続するために、ヘッドステージ２２の下面（ステージ面５０ａの対向面）に配置された平板状配線部材７０を備えている。
As shown in FIGS. 4 and 5, in the wafer test system of the present embodiment, in order to electrically connect the
平板状配線部材７０は、その延伸方向（図４及び図５の左右方向）に垂直な面による断面形状が長方形（断面長方形状）であり、断面円形状のワイヤ状の配線部材（例えば配線部材６４）の断面積よりもその断面積が大きく形成される。平板状配線部材７０は、例えば、銅（Ｃｕ）又はステンレス（ＳＵＳ）などからなる平板状の金属板によって構成される。
The
平板状配線部材７０は、ヘッドステージ２２の下面に沿って配設されており、ステージ部材５０（ステージ面５０ａ）及びウエハチャック１８（支持面１８ａ）に対向した位置に設けられる。すなわち、平板状配線部材７０は、ステージ面５０ａ及び支持面１８ａと平行かつ近接した位置に配置される。
The
平板状配線部材７０は、導電性接触子５２とテスタ本体３１との間を電気的に接続する配線部材の一部を構成するものであり、その一端は導電性接触子５２に電気的に接続される。そして、平板状配線部材７０は、導電性接触子５２が設けられる位置を起点として、ウエハチャック１８側に向かって延設される。平板状配線部材７０の他端は、プローブカード２４付近においてヘッドステージ２２を上下に貫通する貫通電極７２の下端に接続される。貫通電極７２の上端は、ヘッドステージ２２の上面に設けられたリード配線板（金属板）７４の一端に接続される。リード配線板７４の上面には、コンタクトリング３２を介してテスタ本体３１側の電極（不図示）に電気的に接続される電極７６（図５参照）が設けられる。これにより、導電性接触子５２とテスタ本体３１とが電気的に接続される。
The
なお、図５において、符号７８は、プローブカード２４の上面に設けられたプローブカード２４側の電極を示している。プローブカード２４側の電極は、各プローブ２５にそれぞれ対応して設けられており、コンタクトリング３２を介してテスタ本体３１側の電極（不図示）に電気的に接続される。これにより、プローブカード２４の各プローブ２５とテスタ本体３１とが電気的に接続される。
In FIG. 5,
次に、本実施形態の作用効果について説明する。 Next, the effect of this embodiment is demonstrated.
本実施形態のウエハテストシステムでは、導電性接触子５２からテスタ本体３１（テスタ接続点）までの配線部材の一部として、ステージ面５０ａ及び支持面１８ａと平行かつ近接した位置に平板状配線部材７０が設けられる。これにより、チップ裏面電極からウエハチャック１８、ステージ部材５０、及び導電性接触子５２を介してテスタ本体３１までの電気経路（すなわち、チップ裏面電極からテスタ接続点までの電気経路）において、導電性接触子５２を折り返し点として、ステージ面５０ａと平行かつ近接した位置に配置された平板状配線部材７０がウエハチャック１８側に向かって延設された構成となり、平行平板型に近い形の構造を実現している。これにより、チップ裏面電極からウエハチャック１８及びステージ部材５０を経由して導電性接触子５２に向かう経路と、導電性接触子５２から平板状配線部材７０を経由してプローブカード２４付近まで向かう経路とで電流の向きが異なり磁束の向きが互いに打ち消し合い、浮遊インダクタンスを大幅に低減することが可能となる。
In the wafer test system of the present embodiment, as a part of the wiring member from the
ここで、互いに平行に配置された平行平板型の構造においては、平行平板間の距離（間隔）をｄ、平行平板の幅をｗ、透磁率をμとしたとき、平行平板間に生じるインダクタンスＬは、次式（１）で示される。 Here, in the parallel plate type structure arranged parallel to each other, when the distance (interval) between the parallel plates is d, the width of the parallel plates is w, and the magnetic permeability is μ, the inductance L generated between the parallel plates. Is represented by the following equation (1).
Ｌ＝μｄ／ｗ ・・・（１）
この式（１）から分かるように、平行平板間の距離ｄが短いほどインダクタンスＬは小さくなる。また、平行平板の幅ｗが広いほどインダクタンスＬは小さくなる。
L = μd / w (1)
As can be seen from this equation (1), the inductance L decreases as the distance d between the parallel plates decreases. Further, the inductance L decreases as the width w of the parallel plate increases.
したがって、本実施形態のウエハテストシステムによれば、チップ裏面電極からテスタ接続点までの電気経路において、上述したように、平板状配線部材７０によって平行平板型に近い構造を実現したことにより、浮遊インダクタンスを大幅に低減することが可能となる。
Therefore, according to the wafer test system of the present embodiment, as described above, in the electrical path from the chip back electrode to the tester connection point, the
なお、平板状配線部材７０の幅ｗ（図５参照）は、浮遊インダクタンスを低減するためには、できるだけ大きい方がよい。例えば、図５に示すように、ウエハテストシステムを上方から平面視したとき、平板状配線部材７０の幅ｗを、断面円形状のワイヤ状の配線部材の外径よりも十分な大きさ、具体的には、ステージ部材５０（又はウエハチャック１８）の外径（直径）に対して１／５〜１倍（好ましくは１／２〜１倍）の大きさとすることが好ましい。
The width w (see FIG. 5) of the
また、平板状配線部材７０とステージ面５０ａとの距離（間隔）は、浮遊インダクタンスを低減するためには、できるだけ小さい方がよい。
Further, the distance (interval) between the
なお、平板状配線部材７０としては、フレキシブルプリント配線板やフレキシブルフラットケーブル、リジッドプリント配線基板などを用いてもよい。また、平板状配線部材７０には補強板（不図示）が取り付けられていてもよい。
As the
また、本実施形態のウエハテストシステムでは、平板状配線部材７０はヘッドステージ２２の下面（ステージ面５０ａの対向面）に沿って配設されているが、例えば、図６に示すように、ヘッドステージ２２の下面にスペーサ部材８０を介して平板状配線部材７０が配設された構成も好ましく採用することができる。この構成によれば、本実施形態に比べて、平板状配線部材７０とステージ面５０ａとの距離をさらに近接させることができるので、浮遊インダクタンスをより一層低減させることができる。
Further, in the wafer test system of the present embodiment, the
また、本実施形態のウエハテストシステムでは、ステージ部材５０のステージ面５０ａとウエハチャック１８の支持面１８ａとの間を電気的に接続するステージ接続用配線部材の一例として、複数の配線部材６４（ワイヤ状の配線部材）を用いているが、これに限らず、例えば、図７に示すように、フレキシブルプリント配線板やフレキシブルフラットケーブルなどの平板状の可撓性配線部材８２を用いた構成も好ましく採用することができる。この構成によれば、本実施形態に比べて、平行平板型の構造により近づけることができるので、浮遊インダクタンスをより一層低減させることができる。また、ステージ部材５０のステージ面５０ａとウエハチャック１８の支持面１８ａとの間を可撓性配線部材８２を介して接続したことにより、ウエハＷのアライメントを行うときに、ステージ部材５０を固定したまま（回転させることなく）、ウエハチャック１８を回転させることが可能となる。
Further, in the wafer test system of the present embodiment, as an example of a stage connection wiring member that electrically connects the
また、本実施形態のウエハテストシステムでは、ステージ部材５０はウエハチャック１８とは別体で分離された構成となっているが、これに限らず、ステージ部材５０をウエハチャック１８と一体的な構成としてもよい。例えば、図８及び図９に示すように、ウエハチャック１８を大判状に形成し、その一部をステージ部材５０として機能させてもよい。このようにステージ部材５０とウエハチャック１８とを一体的にした構成によれば、本実施形態に比べて、平行平板型の構造により近づけることができるので、浮遊インダクタンスをより一層低減させることができる。
In the wafer test system of the present embodiment, the
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は、以上の例には限定されず、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、各種の改良や変形を行ってもよいのはもちろんである。以下、いくつかの変形例について説明する。 The embodiments of the present invention have been described above. However, the present invention is not limited to the above examples, and various improvements and modifications may be made without departing from the scope of the present invention. . Hereinafter, some modified examples will be described.
［変形例１］
上述した実施形態では、図２に示したように、ステージ部材５０のステージ面５０ａは、ウエハチャック１８の支持面１８ａと同形状かつ同面積であるが、少なくともウエハチャック１８の移動可能範囲において導電性接触子５２が常に接触可能なステージ面５０ａを有するものであれば異なる形状または面積であってもよい。例えば、ステージ部材５０のステージ面５０ａは、ウエハチャック１８の支持面１８ａと同じ平面形状（円形状）であって、その支持面１８ａよりも大きな面積を有する態様でもよい。この場合、平板状配線部材７０の幅は、ステージ部材５０のステージ面５０ａの平面形状に応じて適宜設定されることが好ましい。
[Modification 1]
In the above-described embodiment, as shown in FIG. 2, the
［変形例２］
上述した実施形態では、ステージ部材５０のステージ面５０ａに接触可能な導電性接触子５２としてスプリングピンを用いたが、これに限らず、例えばカンチレバータイプや垂直針タイプなどのプローブカード状の接触子を用いてもよい。
[Modification 2]
In the embodiment described above, the spring pin is used as the
１０…プローバ、１１…基台、１２…移動ベース、１３…Ｙ軸移動台、１４…Ｘ軸移動台、１５…Ｚ軸移動・回転部、１８…ウエハチャック、１８ａ…支持面、２２…ヘッドステージ、２４…プローブカード、２５…プローブ、３０…テスタ、３１…テスタ本体、３２…コンタクトリング、５０…ステージ部材、５０ａ…ステージ面、５２…導電性接触子、５３…連結部材、６４…配線部材、７０…平板状配線部材、７２…貫通電極、７４…リード配線板、７６…電極、７８…電極、８０…スペーサ部材、８２…可撓性配線部材
DESCRIPTION OF
Claims (6)
前記支持面に対向する面に複数のプローブを有するプローブカードと、
前記支持面に対して平行に形成されると共に前記支持面に電気的に接続された導電性のステージ面を有し、前記ウエハチャックと一体的に移動するステージ部材と、
前記ステージ面に対向する位置に配置された導電性接触子と、
前記ステージ面と平行かつ近接した位置に配置され、一端が前記導電性接触子に電気的に接続され、前記ウエハチャック側に向かって延設された平板状配線部材と、
を備え、
前記ステージ部材と前記平板状配線部材とで形成された略平行平板構造を有する、
プローバ。 A wafer chuck having a conductive support surface;
A probe card having a plurality of probes on the surface facing the support surface;
A stage member that is formed parallel to the support surface and has a conductive stage surface electrically connected to the support surface, and that moves integrally with the wafer chuck;
A conductive contact disposed at a position facing the stage surface;
A flat wiring member disposed at a position parallel and close to the stage surface, one end of which is electrically connected to the conductive contact, and extends toward the wafer chuck side;
Equipped with a,
Having a substantially parallel plate structure formed by the stage member and the flat wiring member;
Prober.
前記平板状配線部材は、前記ヘッドステージの前記ステージ面に対向する面に沿って配設される、
請求項１に記載のプローバ。 A head stage for holding the probe card;
The flat wiring member is disposed along a surface of the head stage that faces the stage surface.
The prober according to claim 1.
請求項２に記載のプローバ。 A spacer member is provided between the head stage and the flat wiring member.
The prober according to claim 2.
請求項１から３のいずれか１項に記載のプローバ。 The stage member is configured separately from the wafer chuck, and the stage surface and the support surface are electrically connected via a stage connection wiring member.
The prober according to any one of claims 1 to 3.
請求項４に記載のプローバ。 The wiring member for stage connection is constituted by a flat flexible wiring member.
The prober according to claim 4.
請求項１から３のいずれか１項に記載のプローバ。 The stage member is configured integrally with the wafer chuck.
The prober according to any one of claims 1 to 3.
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