JPH02101756A - プローバを用いた検査方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の目的〕 （産業上の利用分野） 本発明は半導体ウェハの検査方法に関する。

（従来の技術） 半導体ウェハ（以下、ウェハと略記する）に形成された
半導体ウェハチップ（以下チップと略記する）を検査す
る方法として複数の検査ステージを設けたウェハの検査
方法は特開昭６１−１６８２３６号、及び特開昭６２−
３５２１２号等の多数公報に記載されている。

上記公報に開示された検査方法によれば、搬送機構（以
下、ローダと称する）部を挟むように複数のステージ機
構を両端に配置した構成になっている。

即ち、一方のステージ機構でウェハの検査が行われてい
る間に、他方のステージ機構でも同機種のウェハ検査を
行うようにしたものである。従って、ウェハを検査する
時間、例えば単位時間当りのスループットを従来より約
２倍程度に向上させる目的としたものである。

また、別の検査方法を用いた検査装置として単数の検査
ステージを設け、これに補助加熱部を設けた技術として
、　実開昭５９−２６２４９号等の多数公報に記載され
ている。

上記公報に開示された検査方法によれば、既に高温状態
にある検査ステージにウェハを搬送するに際し、予備的
に加温してウェハの温度上昇時間を改善させたものであ
る。

（発明が解決しようとする課題） ところで、ウェハ製造の技術が向上するに連れて、ウェ
ハの集積度が高密度化に進んできている。

これに伴って、上記のように、変温状態で検査すること
はウェハ面上に形成された微細パターンが、変温により
生じる熱膨縮でクラック等により、断線・短絡し、不良
になったチップを判別することである。

上記クラック等の原因による断線・短絡等は設定高温か
ら常温に戻る時に物理的に生じる場合が多い。従って、
上記ウェハを検査するに際し、降下温度または、常温に
到達した時に検査することができなかった。

本発明の目的とするところは、上記問題点に鑑みなされ
たもので、実質的に高温状態を経時した特性評価が可能
な半導体ウェハの検査方法を提供することにある。

〔発明の構成〕

（課題を解決するための手段） 本発明の半導体ウェハの検査方法は、常温状態で半導体
ウェハの特性を検査する工程と、この工程の後、半導体
ウェハを予め定められた温度雰囲気に予め定められた期
間設定する工程と、この工程の後、常温状態で上記半導
体ウェハの検査をする工程とを具備していることを特徴
とするものである。

（作用効果） 本発明の方法は、半導体ウェハ、例えばイ・ピ・ロム（
以下、　ＥＦ　ＲＯＭと略記する）チップを形成したウ
ェハを加熱部に搭載する前に、各チップの検査した結果
、例えばブロービング内容を書き込む。

次に上記ウェハを予め定められた温度雰囲気且つ予め定
められた期間、例えば３００℃、２０分加熱し、さらに
上記ウェハの温度が常温（降下中の温度も含む）に戻し
、各チップの検査、例えばブロービング内容を確認して
良品チップを再確認しているので、高温時での動作補償
したウェハを確保することができ、搭載作業の完全無人
化が図れ、搭載作業における塵埃発生を低減することが
できる。

（実施例） 以下、本発明装置をウエハプローバに適用した一実施例
について図面を参照して説明する。

上記ウエハプローバは先ず、常温雰囲気内で半導体ウェ
ハの電極パッドにプローブ針を接触させて電気的特性検
査を行ったのち、上記半導体ウェハ（以下、ウェハと略
記する）をベーキング処理して、再び常温雰囲気内で電
気的特性の検査を行う装置である。

上記ウエハプローバ■は、第１図に示すように、大別し
て複数１例えば２ケ所の検査部■と、これら検査部■に
ウェハ■をローディングする搬送部に）とから構成され
ている。

上記２ケ所の検査部■、例えば上記搬送部（イ）を中心
にして左側に設けた左検査部（２ａ）と、右側に設けた
右検査部（２ｂ）には、夫々ステージ０面を有した左ス
テージ機構（６ａ）と、右ステージ機構（６ｂ）が夫々
のウエハプローバ■の筐体の基台（７ａ、　７ｂ）上で
平面移動可能にベアリング等を介在して配置されている
。上記左検査部（２ａ）には左ステージ機構（６ａ）の
上方中央部に円形状の貫通孔を有したヘッドプレート（
８ａ）が平行に設けられている。この貫通孔のヘッドプ
レート（８ａ）にはプローブ針（９ａ）をステージ０面
に対向する如くプローブカード（１０ａ）がリングイン
サート（１１）を介在して装着されている。

上記プローブカード（１０ａ）のプローブ針（９ａ）は
。

ステージ（ハ）面上に吸着されたウェハ■と対接して図
示しないテスタで電気的特性検査が実行されるようにな
っている。

さらに、上記左検査部（２ａ）と搬送部（イ）との間に
は、搬送部に）から授受したウェハ■を左ステージ機構
（６ａ）のステージ０面に移し替える搬送ロボットの回
転アーム（Ｌ２ａ）が設けられている。この回転アーム
（１２ａ）の先端（１３ａ）にはＵ字状に形成された溝
が設けられている。この先端（１３ａ）面の溝部でウェ
ハ■を吸着して、ステージ０面上に突設した三本ピン（
１４ａ）に移し替えている。また、左ステージ機構（６
ａ）で検査されたウェハ■は、上記回転アーム（１２ａ
）を介在して、ホームポジション位置（１５）まで回転
搬送されるようになっている。

ここで、ホームポジション位Ｆ！（１５）は、ウェハ■
をカセット（１６）から取り出し、プリアライメントす
る位置であると同時に、左ステージ機構（６ａ）側に受
は渡す基準位置である。

上記搬送部（イ）は第２図に示すようにウェハ■を複数
枚収納したカセット（１６）を載置する支持台（１７）
と、このカセット（１６）内からウェハ（３）を−枚づ
つ取り出しホームポジション位置（１５）まで搬送し、
ウェハ■をプリアライメントする機構、例えば、ピンセ
ット機４１（１８）と５ウエハ■を１例えば左ステージ
機構（６ａ）から右ステージ機構（６ｂ）に移し替えた
のち、高温処理するためのホットプレート（１９）とか
ら構成されている。上記ピンセット機構（１８）はカセ
ット（１６）からウェハ■を取り出す出入口（１６ａ）
と対向する如く配置されている。そして、ピンセット機
構（１８）はウェハ■を取出し、上昇自在な昇降機構、
例えばサブチャック（２０）の上昇と共にプリアライメ
ントして、回転アーム（１２ａ）を介在させて左ステー
ジ機構（６ａ）のステージ０面に載置するようになって
いる。

上記ホットプレート（１９）は、第３図に示すように、
搬送部（イ）の後方に基台（７ａ、　７ｂ）と平行に設
けられている。

そして、後方に待機している位置からホームポジション
位置（１５）の軸中心と同軸になるように移動自在に設
けられている。

上記ホームポジション位置（１５）に配置されたピンセ
ット機構（１８）は、ウェハ■を高温に加熱させるため
にホームポジション位置（１５）まで移動してくるホッ
トプレー）−（１９）と緩衝しない程度に降下するよう
に制御するようになっている。このピンセット機構（１
８）が降下した後に、上記ホットプレート（１９）はホ
ームポジション位置（１５）に移動するようになってい
る。

上記ホットプレート（１９）の請造は、第４図に示すよ
うに、ウェハ■を加熱させる加熱部を上記ホームポジシ
ョン位置（１５）まで搬送させる移動部（２１）と、こ
の移動部（２１）で搬送される平板１例えば幅２５０＋
＋ａＸ長２５０＋ｅＸ厚１５ｍアルミニウム平板（２２
）の頂面に設けられた加熱部（２３）と、この加熱部（
２３）の表面からウェハ■を離間させる離間駆動部（２
４）と、から構成されている。

上記移動部（２１）は搬送部に）を中央にして、挟むよ
うに設けた対向面にそれぞれリニアベアリングの片側レ
ール（２５ａ、　２５ｂ）を設け、この片側レール（２
５ａ、　２５ｂ）のＶ溝部にローラベアリング（２６）
を介在させて摺動する勿く平板（２２）の側面を対接さ
せている。この平板（２２）は搬送部に）の後方と、ホ
ームポジション位置（１５）間を往復する如く設けられ
ている。

即ち、上記平板（２２）の底面には下方に向けて突設さ
れたナツト部材（２７）が設けられ、このナツト部材（
２７）にボールスクリュー（２８）と螺合させて、この
ボールスクリュー（２８）と連結したパルスモータ（第
３図（ｂ）中２９）による駆動で平板（２２）を搬送部
に）の後方からホームポジション位ｉ！（１５）まで移
動させるようになっている。

この駆動は、上述したピンセット機構（第３図中１８）
が降下した状態をセンサで確認したのちに、図示しない
制御部によって行われる。このように設けられた平板（
２２）の頂面には、絶縁体、例えば「雲母」の絶縁体が
加熱部１例えばニクロム線加熱部（２３）を囲むよう設
けられ、この周囲を熱伝導板、例えば幅１５０ｍｍＸ長
１５０ｍｍＸ厚２０ｎｎアルミニューム製ブロック部材
で５表面がカニゼンメツキ処理を施した熱伝導板（３０
）で、上記加熱部（２３）を囲むように固定されている
。

上記離間駆動部（２４）は、上記熱伝導板（３０）頂面
と直交する方向に孔（３１）が複数、例えば３ケ所及び
中空部（３２）が穿設されている。この孔（３１）に摺
動自在なピン、例えば３本ピン（３３）が上下動方向に
設けられている６そして、ウェハ■を支持している反対
端を連結し、この連結した板（３４）が、上下動方向に
移動可能、例えばボールスクリュー（３５）、ナツト（
３５ａ）及び直結したモータ（３６）を介して上下移動
可能に設けられている。

このように構成された離間駆動部（２４）は、例えば左
検査部（２ａ）のステージ０面から回転アーム（１２ａ
）を介在させて、上記三本ピン（３３）の先端に支持し
たウェハ■を上下方向に相対的に昇降して熱伝導板（３
０）面に密着させるように構成されている。この密着さ
れたウェハ■は、熱伝導板（３０）の加熱により一定期
間高温処理される。

そして高温処理されたウェハ■はホットプレート（１９
）面から離間されて、右検査部（２ｂ）のステージ０面
上に配置されるようになっている。

次にウエハプローバ■の検査方法について、第５図に示
すフローチャートを参照して説明する。

上記ウエハプローバ■の主電流のスイッチをＯＮ状態に
する。検査されるウェハ、例えばイ・ピ・ロム（ＥＦ　
ＲＯＭ）チップを形成したウェハ、例えば２５枚のウェ
ハ■が収納されたカセット（１６）を支持台（１７）に
載置する。

そして、予め記憶されたプログラムに従って、ピンセッ
ト機構（１８）をカセット（１６）の出入口側と対向す
る位置に移動する。次にピンセット機構（１８）の取出
しアーム（１８ａ）をカセット（１６）内部に進入させ
る。この取り出しアーム（１８ａ）の先端でウェハ■面
を吸着しホームポジション位置（１５）まで戻す。

上記ピンセット機構（１８）の取出しアーム（１８ａ）
で取り出されたウェハ■をホームポジション位置（１５
）でサブチャック（２０）の回転と、センサ（図示せず
）によってプリアライメントする。ここで、プリアライ
メント方法は周知なので説明を省略する。

このプリアライメント（粗位置合わせ）したウェハ■を
左ステージ機ｆａ（６ａ）のステージΩ面に載置して、
アライメント（密位置合わせ）する。このアライメント
後、プローブ針（９ａ）を配置した位置でプローブ針（
９ａ）とウェハ■を接触させて順次チップを検査する。

一方、この検査中に搬送部（イ）側では、ピンセット機
１（１８）をホットプレート（１９）と緩衝しない程度
に降下させ、この降下したことを検知するセンサで確認
し、ホームポジション位置（１５）まで移動する。

このホームポジション位置（１５）まで到達したホット
プレート（１９）は設定条件、例えば３００℃、３０分
の設定条件で加熱部（２３）を通電する。この設定条件
に到達したホットプレート（１９）上に上記左ステージ
機構（６ａ）で検査されたウェハ■を搭載する。

ここで、ウェハ■を回転アーム（１２ａ）で搭載してい
る。そして、設定条件での加熱後のウェハ■を、予め記
憶されたプログラムに従って上記回転アーム（１２ｂ）
によって、上記ホットプレート（１９）から右ステージ
機構（２ｂ）のステー２０面上に搬送する。

そルて、ホットプレート（１９）によって加熱された加
熱後のウェハ■は急に常温に降下されず自然降温状態に
ある。この自然降温過程における加熱されたウェハ■の
チップは右検査部（２ｂ）で再度機能検査、例えばメモ
リ機能検査をする。

上記実施例では、　ＥＦ　ＲＯＭチップに限定するもの
ではなく、ＬＭ、ＲＯＭ、　４Ｍ、ＲＯＭ等の高温処理
して再び検査するウェハであれば良い。このようにして
、ウェハ■の高温処理前後の特性を検査することができ
る。

上記実施例では複数のステージ機構を用いて説明したが
、ステージ機構と搬送部とが１対となったウエハプロー
バであっても良い。

上記実施例では半導体ウェハについて説明したが、第６
図に示すように、とのウェハ（３）をチップ（３６）状
に分割し、この分割した夫々のチップ（３６ａ）を完成
品ＩＣ製品（３６ｂ）にモールドし、この製品を平面方
向に規則正しく配列したトレー（３７）を左ステージ機
構（３８）に載置し、検査後、上記トレー（３７）ごと
ホットプレート（１９）に搭載し、　トレー（３７）を
介在させて高温処理を行うこともできる。

上記実施例の効果はステージ機構（６ａ、　６ｂ）を２
ケ所設け、そして、中央に搬送部を配置しているので、
何れか一方のステージ機構側で検査した後、別のステー
ジ機構に向けて搬送するに際し、この搬送する途中でホ
ットプレー１−（１９）によって高温処理を行っている
ので、一方のステージ機構側で検査されたウェハ■を高
温処理まで人為的に搬送することがなくなるので自動化
が出来る。

また、最初の検査で不良と判定されたチップを次の検査
では新たに検査することなく除いて、次のチップを検査
することができるので生産性の向上を図り、スループッ
トの向上につながる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明装置をウエハプローパに用いた一実施例
を説明するための全体説明図、第２図は第１図の搬送部
の配置及び移動する状態を説明するための部分拡大説明
図、第３図は第１図のホットプレートの移動状態を説明
するための部分拡大説明図、第４図は第１図のホットプ
レートの構造を説明するためのホットプレート部分拡大
説明図、第５図は第１図のウエハプローバの動作を説明
するためのフローチャツト図である。第６図は本発明装
置をデバイスプローバに用いた他の一実施例を説明する
ためのデバイス配列説明図である。 ２２・・・平板、　　　　　　２３・・・加熱部、２４
・・・離間駆動部、　　　２５ａ、ｂ・・・片側レール
、２６・・・ローラベアリング、２７・・・ナツト部材
、２８・・・ボールスクリュー、２９・・・モータ、３
０・・・熱伝導板、　　　　３１・・・孔。 ３２・・・中空部、　　　　　３３・・・ピン、３４・
・・板。 第２図 （ａ） 宵１図 （ａ） 〆 ４仰孟部 ２８　ｚ７ 第 図 第 図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 常温状態で半導体ウェハの特性を検査する工程と、この
   工程の後、半導体ウェハを予め定められた温度雰囲気で
   、予め定められた期間設定する工程と、この工程の後、
   常温状態で上記半導体ウェハの検査をする工程とを具備
   している半導体ウェハの検査方法。