KR20150007978A - 프로브 장치 - Google Patents

프로브 장치 Download PDF

Info

Publication number
KR20150007978A
KR20150007978A KR1020140086616A KR20140086616A KR20150007978A KR 20150007978 A KR20150007978 A KR 20150007978A KR 1020140086616 A KR1020140086616 A KR 1020140086616A KR 20140086616 A KR20140086616 A KR 20140086616A KR 20150007978 A KR20150007978 A KR 20150007978A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
probe
gas supply
gas
needles
semiconductor wafer
Prior art date
Application number
KR1020140086616A
Other languages
English (en)
Other versions
KR101799990B1 (ko
Inventor
에이이치 시노하라
켄지 야마구치
마사타카 핫타
Original Assignee
도쿄엘렉트론가부시키가이샤
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 도쿄엘렉트론가부시키가이샤 filed Critical 도쿄엘렉트론가부시키가이샤
Publication of KR20150007978A publication Critical patent/KR20150007978A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR101799990B1 publication Critical patent/KR101799990B1/ko

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R31/00—Arrangements for testing electric properties; Arrangements for locating electric faults; Arrangements for electrical testing characterised by what is being tested not provided for elsewhere
    • G01R31/26—Testing of individual semiconductor devices
    • G01R31/2601—Apparatus or methods therefor
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R31/00—Arrangements for testing electric properties; Arrangements for locating electric faults; Arrangements for electrical testing characterised by what is being tested not provided for elsewhere
    • G01R31/28—Testing of electronic circuits, e.g. by signal tracer
    • G01R31/317—Testing of digital circuits
    • G01R31/3181—Functional testing
    • G01R31/319—Tester hardware, i.e. output processing circuits
    • G01R31/31903—Tester hardware, i.e. output processing circuits tester configuration
    • G01R31/31905—Interface with the device under test [DUT], e.g. arrangements between the test head and the DUT, mechanical aspects, fixture
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R1/00—Details of instruments or arrangements of the types included in groups G01R5/00 - G01R13/00 and G01R31/00
    • G01R1/02—General constructional details
    • G01R1/04—Housings; Supporting members; Arrangements of terminals
    • G01R1/0408—Test fixtures or contact fields; Connectors or connecting adaptors; Test clips; Test sockets
    • G01R1/0491—Test fixtures or contact fields; Connectors or connecting adaptors; Test clips; Test sockets for testing integrated circuits on wafers, e.g. wafer-level test cartridge
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R1/00—Details of instruments or arrangements of the types included in groups G01R5/00 - G01R13/00 and G01R31/00
    • G01R1/02—General constructional details
    • G01R1/06—Measuring leads; Measuring probes
    • G01R1/067—Measuring probes
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R31/00—Arrangements for testing electric properties; Arrangements for locating electric faults; Arrangements for electrical testing characterised by what is being tested not provided for elsewhere
    • G01R31/28—Testing of electronic circuits, e.g. by signal tracer
    • G01R31/2851—Testing of integrated circuits [IC]
    • G01R31/2855—Environmental, reliability or burn-in testing
    • G01R31/286—External aspects, e.g. related to chambers, contacting devices or handlers
    • G01R31/2862—Chambers or ovens; Tanks
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R31/00—Arrangements for testing electric properties; Arrangements for locating electric faults; Arrangements for electrical testing characterised by what is being tested not provided for elsewhere
    • G01R31/28—Testing of electronic circuits, e.g. by signal tracer
    • G01R31/2851—Testing of integrated circuits [IC]
    • G01R31/2855—Environmental, reliability or burn-in testing
    • G01R31/2872—Environmental, reliability or burn-in testing related to electrical or environmental aspects, e.g. temperature, humidity, vibration, nuclear radiation
    • G01R31/2879—Environmental, reliability or burn-in testing related to electrical or environmental aspects, e.g. temperature, humidity, vibration, nuclear radiation related to electrical aspects, e.g. to voltage or current supply or stimuli or to electrical loads

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Toxicology (AREA)
  • Testing Or Measuring Of Semiconductors Or The Like (AREA)

Abstract

반도체 디바이스의 전기적 특성 검사를 웨이퍼 레벨로 행할 시, 웨이퍼 표면 부근에서 스파크(방전)가 발생하는 것을 간편하게 또한 효율적으로 방지한다. 이 프로브 장치에서, 스파크 방지 기구(50)는, 프로브 카드(16)와 재치대(12)의 사이에서 프로브 니들(24G, 24S)의 주위를 둘러싸는 위요 부재(52)와, 반도체 웨이퍼(W) 상에서 각 칩(파워 디바이스)에 대한 전기적 특성의 검사가 행해질 시, 프로브 니들(24G, 24S)의 주위에 대기압보다 높은 소정 압력의 분위기가 형성되도록, 위요 부재(52)의 내부 또는 근방을 경유하여 프로브 니들(24G, 24S)의 주위로 가스를 공급하는 가스 공급 기구(54)를 가진다. 컨택트 플레이트(34)는 위요 부재(52)를 겸하고 있다.

Description

프로브 장치{PROBE APPARATUS}
본 발명은, 반도체 디바이스의 전기적 특성 검사를 웨이퍼 레벨로 행하기 위한 프로브 장치에 관한 것이다.
반도체 디바이스의 제조 프로세스에서는, 전공정 또는 후공정의 마지막에, 반도체 시험 장치에 의해 반도체 디바이스의 기본적인 전기적 특성이 검사되어, 칩의 양부(良否) 판정이 행해진다. 이러한 반도체 시험 장치에서, 프로브 장치는, 웨이퍼 상태 또는 웨이퍼 레벨로 검사를 행할 시, 반도체 웨이퍼 상의 각 칩과 신호 처리의 일절을 담당하는 테스터를 인터페이스하는 핸들링 장치로서 기능한다. 통상, 프로브 장치는, 반도체 웨이퍼를 재치하여 지지하는 가동(可動)의 재치대(척 톱)와, 각 칩의 전극에 프로브 니들을 접촉시켜 테스터와의 전기적 도통을 취하는 프로브 카드와, 일정 위치에 고정된 프로브 카드 내지 프로브 니들에 대하여 검사 대상의 칩을 위치 조정하기 위하여 재치대를 이동시키는 이동 기구를 구비하고 있다.
그런데, 파워 MOSFET 또는 IGBT와 같은 전력용의 반도체 디바이스, 이른바 파워 디바이스는, 용도에 따라 취급하는 전압(내압(耐壓) 또는 정격 전압)이 크게 상이하며, 가전 기기에서는 100 V 또는 200 V이지만, 자동차 또는 산업용 기기에서는 600 V ~ 1000 V로 매우 높아지고, 철도 차량 또는 송배전 시스템에서는 수 1000 V 이상도 된다.
따라서 반도체 시험 장치에서, 파워 디바이스의 전기적 특성 검사를 웨이퍼 레벨로 행할 경우에는, 웨이퍼 상에서 검사 대상이 되는 개개의 칩(파워 디바이스) 상의 단자에, 테스터로부터 프로브 니들을 개재하여 용도에 따른 전압을 인가하게 된다. 그런데, 검사 시의 인가 전압이 높을 때는, 웨이퍼 표면 부근에서 스파크(방전)가 발생하여, 부근의 칩(파워 디바이스)이 파괴되는 경우가 있다. 이는, Si의 파워 디바이스보다도 SiC의 파워 디바이스에서 보다 현저한 문제가 되고 있다.
최근, SiC의 파워 디바이스는, 소형, 고내압, 저.손실의 차세대 파워 디바이스로서 기대되고 있다. 그러나, SiC의 파워 디바이스는 칩이 소형이기 때문에, 칩 상에서 전극 사이가 좁고, 고전압을 인가하는 프로브 니들과 저전압을 인가하는 프로브 니들과의 사이에서, 혹은 고전압측의 프로브 니들과 근방의 칩 상의 전극과의 사이에서 스파크가 발생하기 쉽다. 또한, 소형의 칩 내에 보호 회로를 만들어 넣는 것이 어려운 것도, 스파크에 약한 원인 중 하나가 되고 있다.
이 문제에 대해서는, 반도체 웨이퍼의 표면 전체를 대기보다 높은 절연성을 가지는 액체로 덮고, 혹은 웨이퍼 상에서 국소적으로 피검사 칩의 표면을 그러한 절연액으로 덮고, 절연액으로 덮인 피검사 칩의 전극에 프로브 니들을 접촉시켜 내압 시험을 행하는 내압 검사 장치가 알려져 있다(특허 문헌 1, 2).
이러한 내압 검사 장치에서는, 프로브 니들의 선단부가 절연액 중에서 피검사 칩의 전극에 접촉하므로, 프로브 니들로부터 스파크가 발생하지 않게 되어, 수 1000 V 이상의 고전압을 인가하는 시험에서도 안전하게 행할 수 있다.
일본특허공개공보 2003-100819호 국제특허공개공보 WO2010/021070호
그러나, 반도체 웨이퍼의 표면 전체를 절연액으로 덮는 방식(특허 문헌 1)도, 웨이퍼 상에서 피검사 칩의 표면을 국소적으로 절연액으로 덮는 방식(특허 문헌 2)도, 정도의 차이가 있을 뿐, 실제의 내압 검사 장치 또는 프로브 장치로 구현하면, 웨이퍼 상에서 절연액을 취급하는 기구 또는 제어가 번잡하고, 또한 검사 시간이 길어진다고 하는 불리한 점이 있다.
본 발명은, 상기와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하는 것이며, 반도체 디바이스의 전기적 특성 검사를 웨이퍼 레벨로 행할 시, 웨이퍼 표면 부근에서 스파크(방전)가 발생하는 것을 간편하게 또한 효율적으로 방지할 수 있도록 한 프로브 장치를 제공한다.
본 발명의 제 1 관점에서의 프로브 장치는, 반도체 웨이퍼 상에 형성된 반도체 디바이스의 전기적 특성을 검사하기 위한 프로브 장치로서, 상기 반도체 웨이퍼를 재치하여 지지하는 이동 가능한 재치대와, 상기 재치대와 대향하여 그 상방에 배치되고, 상기 재치대에 지지되어 있는 상기 반도체 웨이퍼 상의 전극에, 그 선단에서 접촉 가능한 프로브 니들을 지지하는 프로브 카드와, 상기 프로브 카드와 상기 재치대의 사이에서 상기 프로브 니들의 주위를 둘러싸는 위요(圍繞) 부재와, 상기 반도체 디바이스의 전기적 특성의 검사가 행해질 때, 상기 프로브 니들의 주위에 대기압보다 높은 소정 압력의 분위기를 형성하기 위하여, 상기 위요 부재의 내부 또는 근방을 경유하여 상기 프로브 니들의 주위로 가스를 공급하는 가스 공급 기구를 가진다.
상기 제 1 관점에서는, 반도체 웨이퍼 상의 반도체 디바이스에 대하여 전기적 특성의 검사를 행할 때, 프로브 니들의 주위에 대기압보다 높은 소정 압력의 분위기를 형성함으로써, 파셴(Paschen)의 법칙에 기초하여 반도체 웨이퍼의 표면 상의 스파크를 방지할 수 있다. 스파크 방지를 위하여 반도체 웨이퍼 상에서 가스의 분위기를 취급하는 방식이므로, 구성 및 제어가 간단하며, 검사 시간을 증가시키지도 않는다.
본 발명의 제 2 관점에서의 프로브 장치는, 반도체 웨이퍼 상에 형성된 양면에 전극을 가지는 파워 디바이스의 전기적 특성을 검사하기 위한 프로브 장치로서, 상기 반도체 웨이퍼를 재치하여 지지하는 이동 가능한 재치대와, 상기 재치대와 대향하여 그 상방에 배치되고, 상기 재치대에 지지되어 있는 상기 반도체 웨이퍼의 표면에 노출되어 있는 상기 파워 디바이스의 표면측 전극에, 그 선단에서 접촉 가능한 프로브 니들을 지지하는 프로브 카드와, 상기 프로브 니들과 테스터의 대응하는 제 1 단자를 전기적으로 연결하는 제 1 접속 도체와, 상기 재치대의 재치면을 형성하고, 상기 재치대에 지지되어 있는 상기 반도체 웨이퍼의 이면에 노출되어 있는 상기 파워 디바이스의 이면측 전극과 접촉하는 재치면 도체와, 상기 재치대에 장착되고, 상기 재치면 도체에 전기적으로 접속되어 있는 승강 이동 가능한 접촉자와, 그 하면에서 상기 접촉자와 접촉할 수 있도록 상기 프로브 카드보다 낮은 위치에서 상기 재치대의 상방에 배치되고, 상기 프로브 니들의 주위를 둘러싸는 도전성의 컨택트 플레이트와, 상기 컨택트 플레이트와 상기 테스터의 대응하는 제 2 단자를 전기적으로 연결하는 제 2 접속 도체와, 상기 파워 디바이스의 전기적 특성의 검사가 행해질 때, 상기 프로브 니들의 주위에 대기압보다 높은 소정 압력의 분위기를 형성하기 위하여, 상기 위요 부재의 내부 또는 근방을 경유하여 상기 프로브 니들의 주위로 가스를 공급하는 가스 공급 기구를 가진다.
상기 제 2 관점에서도, 상기 제 1 관점과 동일한 작용 효과가 나타난다. 또한 상기 제 2 관점에 의하면, 반도체 웨이퍼 상에서 전기적 특성의 검사를 받는 파워 디바이스의 이면측 전극과 테스터 사이에서 전기적 도통 상태를 확립하기 위하여 프로브 카드와 재치대의 사이에 배치되는 컨택트 플레이트가, 프로브 니들의 주위를 둘러싸 위요 공간을 형성하는 위요 부재를 겸하므로, 스파크 방지 기구의 간편성 및 효율성을 한층 향상시킬 수 있다.
본 발명의 프로브 장치에 의하면, 상기와 같은 구성 및 작용에 의해, 반도체 디바이스의 전기적 특성 검사를 웨이퍼 레벨로 행할 시, 웨이퍼 표면 부근에서 스파크(방전)가 발생하는 것을 간편하게 또한 효율적으로 방지할 수 있다.
도 1은 본 발명의 제 1 실시예에서의 프로브 장치의 구성을 도시한 일부 단면 정면도이다.
도 2는 상기 프로브 장치의 주요부를 기울기 하방으로부터 본 사시도이다.
도 3a는 재치대 및 접촉자가 중심의 기준 위치에 있는 경우의 컨택트 플레이트와 접촉자와의 위치 관계를 도시한 대략 평면도이다.
도 3b는 재치대 및 접촉자가 -X 방향으로 최대 시프트한 경우의 컨택트 플레이트와 접촉자와의 위치 관계를 도시한 대략 평면도이다.
도 3c는 재치대 및 접촉자의 ＋X 방향으로 최대 시프트한 경우의 컨택트 플레이트와 접촉자와의 위치 관계를 도시한 대략 평면도이다.
도 3d는 재치대 및 접촉자의 ＋Y 방향으로 최대 시프트한 경우의 컨택트 플레이트와 접촉자와의 위치 관계를 도시한 대략 평면도이다.
도 3e는 재치대 및 접촉자의 -Y 방향으로 최대 시프트한 경우의 컨택트 플레이트와 접촉자와의 위치 관계를 도시한 대략 평면도이다.
도 4는 전체 칩 검사에서, 컨택트 플레이트 상에서 접촉자가 접촉하는 영역을 도시한 대략 평면도이다.
도 5a는 일실시예에서 컨택트 플레이트에 형성되는 플레이트 유로의 레이아웃의 일례를 도시한 도면이다.
도 5b는 상기 플레이트 유로의 레이아웃의 다른 예를 도시한 도면이다.
도 6는 가스 공급 기구가 복수 종류의 가스 공급원을 가지는 경우의 구성예를 도시한 블록도이다.
도 7은 제 2 예에서의 스파크 방지 기구를 구비하는 프로브 장치의 구성을 도시한 일부 단면 정면도이다.
도 8은 제 3 예에서의 스파크 방지 기구를 구비하는 프로브 장치의 구성을 도시한 일부 단면 정면도이다.
도 9는 제 4 예에서의 스파크 방지 기구를 구비하는 프로브 장치의 구성을 도시한 일부 단면 정면도이다.
도 10a는 제 4 예에서 컨택트 플레이트의 개구부와 환상(環狀) 돌기부와의 위치 관계를 도시한 대략 평면도이다.
도 10b는 제 4 예에서 컨택트 플레이트의 개구부와 환상 돌기부와의 위치 관계를 도시한 대략 평면도이다.
도 11은 제 2 실시예에서의 프로브 장치의 구성을 도시한 단면도이다.
도 12a는 위요 부재의 구성에 관한 일변형예를 도시한 대략 평면도이다.
도 12b는 위요 부재의 구성에 관한 다른 변형예를 도시한 대략 평면도이다.
도 13은 제 3 실시예에서의 프로브 장치의 구성을 도시한 단면도이다.
도 14는 실시예에서의 스파크 방지 기구를 탑재한 프로브 장치의 주요부의 구성을 도시한 단면도이다.
도 15는 도 14의 프로브 장치에서 컨택트 플레이트를 아래로부터 본 저면도이다.
도 16은 도 14의 프로브 장치에서 재치대 및 반도체 웨이퍼를 위로부터 본 상면도이다.
도 17은 실시예에서의 씰링의 작용을 설명하기 위한 측면도이다.
도 18은 실시예에서의 씰링의 작용을 설명하기 위한 상면도이다.
이하, 첨부 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 설명한다.
[프로브 장치 전체의 구성 및 작용]
도 1에, 본 발명의 제 1 실시예에서의 프로브 장치의 구성을 도시한다. 도 2에, 이 프로브 장치에서 기울기 하방으로부터 본 주요부의 구성을 도시한다.
이 프로브 장치는, 반도체 프로세스의 전공정을 마친 반도체 웨이퍼(W)를 피검사체로 하고, 이 반도체 웨이퍼(W) 상에 형성되고, 칩의 양면 즉 웨이퍼의 양면에 전극이 형성되어 있는 다수의 파워 디바이스(예를 들면, 파워 MOSFET)에 대하여, 웨이퍼 레벨로 칩마다의 전기적 특성(동특성, 정특성)의 검사를 행할 수 있도록 구성되어 있다. 반도체 웨이퍼(W)의 종류는 한정되지 않지만, 전형적으로는 SiC 웨이퍼 또는 Si 웨이퍼이다.
이 프로브 장치는, 테스터의 본체(도시하지 않음)의 근방에 설치되고, 하우징(도시하지 않음)에 의해 구획하여 형성되는 프로브실(10) 중에서, 재치대(척 톱)(12)를 이동 스테이지(14)에 탑재하고, 또한 재치대(12)의 상방에 프로브 카드(16)를 프로브 카드 홀더(18)에 의해 수평으로 지지(고정)하고, 프로브 카드(16) 및 프로브 카드 홀더(18) 상에서 테스터의 테스트 헤드(20)와 착탈 가능하게 도킹할 수 있도록 되어 있다.
보다 상세하게는, 재치대(12)는, 피검사체의 반도체 웨이퍼(W)를 수평으로 재치하여 지지하는 재치면을 가지고, 이 재치면을 상기 전도율이 높은 판 형상 또는 막 형상의 도체, 즉 재치면 도체(22)로 구성하고 있다. 이 재치면 도체(22) 상에 반도체 웨이퍼(W)를 재치하면, 반도체 웨이퍼(W) 상의 이면에 칩 단위로 노출되어 있는 전극(드레인 전극)이 재치면 도체(22)에 직접적인 접촉으로 전기적으로 접속되도록 되어 있다.
재치대(12)는, 재치면 도체(22) 상에서 반도체 웨이퍼(W)를 흡착하여 보지하기 위한 진공 기구(도시하지 않음)에 접속되어 있고, 재치면 도체(22)에는 진공 흡착용의 다수의 홀 또는 홈이 형성되어 있다. 또한 재치면 도체(22)에는, 재치대(12) 상에서 반도체 웨이퍼(W)의 로딩 / 언로딩을 행하기 위하여 승강 이동하는 복수 개의 리프트 핀(도시하지 않음)을 통과시키기 위한 홀도 형성되어 있다.
이동 스테이지(14)는 재치대(12)를 수평(XY) 방향, 수직(Z) 방향 및 주회(θ) 방향으로 이동시키고, 또한 가동 범위 내의 임의의 위치에서 고정(정지)할 수 있도록 구성되어 있다.
프로브 카드(16)는, 프린트 배선판의 한 종류로서 제작되고, 반도체 웨이퍼(W) 상의 표면에 칩 단위로 노출되어 있는 전극(게이트 전극, 소스 전극)에 개별 접촉 또는 공통 접촉하기 위한 1 개 또는 복수 개의 프로브 니들(24G, 24S)을 하면에 장착하고 있다. 보다 상세하게는, 각 프로브 니들(24)은, 그 기단부 또는 근원에서 프로브 카드(16)의 대응하는 접속 도체(26G, 26S)의 하단에 접합되고, 또한 중간부에서 프로브 카드(16)의 하면으로부터 돌출되는 절연체의 지지부(28)에 지지되고, 선단부(자유단)에서 반도체 웨이퍼(W)의 표면에 노출되어 있는 대응하는 전극(게이트 전극, 소스 전극)에 접촉하도록 되어 있다.
각 접속 도체(26G, 26S)는 프로브 카드(16)의 관통홀(스루홀)(30G, 30S)을 수직 방향으로 관통하여 프로브 카드(16)의 상하로 노출 또는 돌출되고, 도시한 바와 같이, 도킹 상태에서는 그 상단 또는 정면(頂面)에서 테스트 헤드(20)의 대응하는 단자(32G, 32S)와 각각 직접적인 접촉으로 전기적으로 접속하도록 되어 있다. 또한, 도킹 상태에서 테스트 헤드(20)와 프로브 카드(16) 사이에서 안정적인 전기적 접속을 얻기 위하여, 예를 들면 테스트 헤드(20)측의 단자(32G, 32S)측에 스프링(도시하지 않음)을 장착해도 된다.
프로브 카드 홀더(18)는, 프로브실(10)의 상면을 구성하는 견고한 금속판이며, 프로브 카드(16)를 둘러싸도록 그 주위에 수평으로 연장되어 있고, 그 중심부에 형성되는 개구 중에 프로브 카드(16)를 착탈 가능 또는 교환 가능하게 장착하도록 되어 있다.
또한 프로브 카드 홀더(18)는, 그 하면으로부터 이격하여 도전성의 컨택트 플레이트(34)를 지지한다. 이 실시예에서는, 프로브 카드(16)의 프로브 니들(24G, 24S)의 주위를 둘러싸는 개구(25)가 중심부에 형성되어 있는 단체(單體) 또는 일체물의 컨택트 플레이트(34)가, 프로브 카드 홀더(18)와 재치대(12)의 사이에서 수평으로 배치된다. 프로브 카드 홀더(18)의 관통홀에 위로부터 절연성의 볼트(36)가 삽입되고, 이 볼트(36)의 선단부가 컨택트 플레이트(34)의 나사홀에 나사 결합함으로써, 컨택트 플레이트(34)는 수평으로 지지된다.
컨택트 플레이트(34)의 상면에는, 좌우(점대칭의 위치)에 한 쌍의 플레이트 상면 단자(38)가 형성되어 있다. 각각의 플레이트 상면 단자(38)는, 그 직상(直上)에서 수직 방향으로 연장되는 봉 형상(또는 블록 형상)의 접속 도체(40)의 하단에 직접 접촉 또는 납땜 접합 등으로 전기적으로 접속되어 있다. 이 접속 도체(40)는, 프로브 카드 홀더(18)의 관통홀(스루홀)(42)을 관통하여 프로브 카드 홀더(18) 상에도 노출 또는 돌출되어 있다. 그리고 도 1에 도시한 바와 같이, 테스트 헤드(20)와의 도킹 상태에서, 접속 도체(40)는, 그 상단 또는 정면(頂面)에서 테스트 헤드(20)의 대응하는 단자(32D)와 직접적인 접촉으로 전기적으로 접속하도록 되어 있다.
도킹 상태에서 안정적인 전기적 접속을 얻기 위하여, 예를 들면 테스트 헤드(20)측의 단자(32D)측에 스프링(도시하지 않음)을 장착해도 된다. 또한, 접속 도체(40)를 프로브 카드 홀더(18)에 지지시키도록, 관통홀(42) 중에 절연체의 슬리브 또는 패킹(도시하지 않음)을 삽입해도 된다. 또한, 컨택트 플레이트(34) 상의 좌우 한 쌍의 플레이트 상면 단자(38)에 대응하는 테스트 헤드(20)의 좌우 한 쌍의 단자(32D)는, 테스트 헤드(20) 중에서는 전기적으로 공통 접속되어 있다.
재치대(12)의 측면에는, 컨택트 플레이트(34)의 하면에 각각 독립으로 접촉 가능한 한 쌍의 접촉자(44)가 좌우(점대칭의 위치)에 장착되어 있다. 재치대(12)가 그 가동 범위 내의 어떠한 위치에 있어도, 그 위치에서 어느 일방의 접촉자(44)가 원위치로부터 일정한 높이 위치까지 상승 이동(왕복 이동)하면, 그 상단 또는 정면(頂面)이 대향하는 컨택트 플레이트(34)의 하면에 접촉하도록 되어 있다.
이 실시예에서는, 접촉자(44)가 예를 들면 프로브 핀으로 이루어지고, 이동 스테이지(14)로부터 독립적으로 접촉자(44)의 승강 이동 및 승강 위치를 제어할 수 있는 승강 기구(45)가 구비되어 있다. 또한, 접촉자(44)와 컨택트 플레이트(34) 사이에서 안정적인 전기적 접촉을 얻기 위하여, 접촉자(44)에 스프링(도시하지 않음)을 장착할 수 있다. 각각의 접촉자(44)는, 재치대(12)의 주변 엣지로부터 바깥으로 연장되는 가요성(可撓性)의 접속 도체, 예를 들면 하드 와이어(46)를 개재하여 재치면 도체(22)에 전기적으로 접속되어 있다.
이 프로브 장치에서, 반도체 웨이퍼(W) 상의 각 칩(파워 디바이스)에 대하여 동특성의 검사를 행하기 위해서는, 도 1에 도시한 바와 같이 테스터의 테스트 헤드(20)가 도킹되어 있고, 프로브 니들(24G, 24S)의 선단으로부터 반도체 웨이퍼(W)가 아래로 이격되어 있고, 또한 접촉자(44)가 컨택트 플레이트(34)로부터 아래로 이격되어 있는 상태 하에서, 우선 프로브 카드(16) 내지 프로브 니들(24G, 24S)에 대한 반도체 웨이퍼(W) 상의 피검사 칩(파워 디바이스)의 위치 조정이 행해진다. 이 위치 조정으로는, 이동 스테이지(14) 상에서 재치대(12)가 수평(XY) 방향으로 이동하여, 피검사 칩의 표면측 전극(게이트 전극, 소스 전극)이 각각 대응하는 프로브 니들(24G, 24S)의 선단의 직하(直下)에 위치 결정된다.
이어서, 재치대(12)가 수직 상방으로 일정 스트로크만큼 상승하여, 피검사 칩의 표면측 전극(게이트 전극, 소스 전극)을 각각 대응하는 프로브 니들(24G, 24S)의 선단으로 아래로부터 누른다. 이에 의해, 피검사 칩의 표면측 전극(게이트 전극, 소스 전극)과 테스트 헤드(20)의 대응하는 단자(32G, 32S)와의 사이에서, 프로브 카드(16)의 접속 도체(26G, 26S) 및 프로브 니들(24G, 24S)로 이루어지는 제 1 측정 라인을 개재하여 전기적 도통 상태가 확립된다.
한편, 좌우 중 어느 편측의 접촉자(44)를 상승 이동(왕복 이동)시켜, 그 상단 또는 정면(頂面)을 컨택트 플레이트(34)의 하면에 접촉시킨다. 이에 의해, 피검사 칩의 이면측 전극(드레인 전극)과 테스트 헤드(20)의 대응하는 단자(32D)와의 사이에서, 재치대(12)의 재치면 도체(22), 편측의 하드 와이어(46), 편측의 접촉자(44), 컨택트 플레이트(34) 및 편측의 접속 도체(40)로 이루어진 제 2 측정 라인을 개재하여 전기적 도통 상태가 확립된다.
상기와 같이 하여, 반도체 웨이퍼(W) 상의 피검사 칩, 즉 파워 디바이스의 각 전극(게이트 전극, 소스 전극, 드레인 전극)과 테스트 헤드(20)의 각 대응하는 단자(32G, 32S, 32D) 사이에서 전기적 도통 상태가 취해진다. 그리고 이 상태 하에서, 테스터로부터 제 1 및 제 2 측정 라인을 통하여 당해 파워 디바이스의 소스 전극 및 드레인 전극 간에 소정의 전압이 인가되고, 게이트 전극에 소정의 제어 펄스가 인가되면, 당해 파워 디바이스로부터 전류의 펄스가 출력되고, 이 전류의 펄스가 제 1 및 제 2 측정 라인을 흘러 테스터로 도입된다. 테스터는, 테스트 헤드(20)의 단자(32D)로 도입한 펄스를 기초로, 소정의 신호 처리에 의해, 예를 들면 턴 온 시간 또는 턴 오프 시간, 혹은 개시 시간 또는 종료 시간 등을 측정하여 동특성을 평가하고, 당해 파워 디바이스의 양부 판정을 행한다.
이 프로브 장치에서는, 상기와 같은 동특성의 검사뿐 아니라, 내압 시험과 같은 정특성의 검사도, 테스터 측으로부터 부여되는 전압 또는 제어 신호가 상이할 뿐이며, 상기와 동일한 방법으로 행할 수 있다.
도 3a ~ 도 3e에, 반도체 웨이퍼(W) 상의 모든 칩에 대하여 상기와 같은 전기적 특성 검사를 행할 경우에, 재치대(12) 및 접촉자(44)가 이동 범위 내의 중심 기준 위치 또는 일방향으로 최대 시프트한 경우의 컨택트 플레이트(34)와 접촉자(44)와의 위치 관계를 나타낸다. 또한 도시한 예에서는, 전류 용량을 크게 하기 위하여 병렬로 3 개의 접촉자(44)를 설치하고 있다.
즉 도 3a는, 반도체 웨이퍼(W) 상의 중심의 칩에 대하여 검사를 행하기 위하여, 재치대(12)가 XY 방향의 중심 위치 또는 기준 위치(0, 0)에 있는 경우이다. 이 경우에는, 좌우 양측의 접촉자(44)는 모두 컨택트 플레이트(34) 아래에 위치한다. 이 위치에서는, 각각의 접촉자(44)가, 원위치로부터 상승(왕복 이동)함으로써, 컨택트 플레이트(34)의 하면에 접촉할 수 있다. 단, 통상은, 좌측 또는 우측의 편방의 접촉자(44)가 원위치로부터 상승(왕복 이동)하여 컨택트 플레이트(34)의 하면에 접촉하고, 다른 편방의 접촉자(44)는 원위치에서 정지한다. 따라서 제 2 측정 라인은, 좌측 계통 또는 우측 계통 중 어느 일방에서 결선(結線)된다.
도 3b는, 반도체 웨이퍼(W) 상의 도면의 우단의 칩에 대하여 검사를 행하기 위하여, 재치대(12)가 XY 방향의 중심 위치(0, 0)로부터 -X 방향으로 약 D / 2(D는 웨이퍼의 직경)만큼 시프트한 경우이다. 이 경우에는, 좌측의 접촉자(44)가 컨택트 플레이트(34)의 좌단보다 좌측(바깥)에 위치하고 있어, 양자 간에서 전기적 접촉은 얻어지지 않는다. 그러나, 우측의 접촉자(44)는 컨택트 플레이트(34) 하에 위치하고 있으므로, 양자 간의 전기적 접촉은 얻어진다. 따라서, 제 2 측정 라인은 우측 계통에서 결선된다.
도 3c는, 반도체 웨이퍼(W) 상의 도면의 좌단의 칩에 대하여 검사를 행하기 위해, 재치대(12)가 XY 방향의 중심 위치(0, 0)로부터 ＋X 방향으로 약 D / 2만큼 시프트한 경우이다. 이 경우에는, 도 3b의 경우와 반대가 되어, 제 2 측정 라인은 좌측 계통에서 결선된다.
도 3d는, 반도체 웨이퍼(W) 상의 도면의 하단의 칩에 대하여 검사를 행하기 위하여, 재치대(12)가 XY 방향의 중심 위치(0, 0)로부터 ＋Y 방향으로 약 D / 2만큼 시프트한 경우이다. 또한 도 3e는, 반도체 웨이퍼(W) 상의 도면의 상단의 칩에 대하여 검사를 행하기 위하여, 재치대(12)가 XY 방향의 중심 위치(0, 0)로부터 -Y 방향으로 약 D / 2만큼 시프트한 경우이다. 모든 경우에서, 제 2 측정 라인은 좌측 계통 또는 우측 계통 중 어느 일방에서 결선된다.
도 4에, 전체 칩 검사를 위하여 재치대(12)를 이동시켰을 경우에, 좌우의 접촉자(44)가 컨택트 플레이트(34)에 접촉하는 영역(CE)을 사선 부분으로 나타낸다. 도시한 바와 같이, 컨택트 플레이트(34) 상에서 접촉자(44)가 접촉하는 영역(CE)은, 컨택트 플레이트(34)의 중심부를 개재하여 좌우에 반원의 호를 그리며 확대되어 있다. 컨택트 플레이트(34)의 사이즈 또는 면적은, 플레이트 형상이 직사각형인 경우는 필요 최소한으로 하고 있다.
이 프로브 장치는, 상기한 바와 같이, 검사 대상의 파워 디바이스의 각 전극과 테스트 헤드(20)의 각 대응하는 단자 사이에서 전기적 도통 상태를 형성하는 제 1 및 제 2 측정 라인을 가급적 짧게 하고 있다. 특히 제 1 측정 라인에서, 프로브 니들(24G, 24S)의 기단(基端)과 테스트 헤드(20)의 대응하는 단자(32G, 32S)는 수직 방향에서 정면으로 대향하여, 프로브 카드(16)의 접속 도체(26G, 26S)를 개재하여 최단 거리로 전기적으로 접속되어 있다. 또한 제 2 측정 라인에서, 컨택트 플레이트(34)의 플레이트 상면 단자(38)와 테스트 헤드(20)의 대응하는 단자(32D)는 수직 방향에서 정면으로 대향하고, 프로브 카드 홀더(18)의 관통홀(42)을 전기적으로 비접촉으로 관통하는 봉 형상(또는 블록 형상)의 접속 도체(40)를 개재하여 최단 거리로 전기적으로 접속되어 있다. 이와 같이, 제 1 및 제 2 측정 라인의 선로 길이를 가급적 짧게 함으로써, 동특성 검사 시에 제 1 및 제 2 측정 라인을 흐르는 펄스의 전류가 받는 임피던스를 종래의 프로브 장치보다 현격히 낮추고 있다.
또한 이 프로브 장치는, 반도체 웨이퍼(W) 상의 피검사 칩(파워 디바이스)에 대하여 상기와 같은 전기적 특성의 검사가 행해질 시, 프로브 니들(24G, 24S)의 주위에 대기압보다 높은 소정 압력의 분위기를 형성함으로써, 반도체 웨이퍼(W)의 표면 부근에서 스파크(방전)가 발생하는 것을 방지하는 스파크 방지 기구(50)를 구비하고 있다.
이 스파크 방지 기구(50)는, 이른바 파셴의 법칙에 기초하고 있다. 예를 들면 SiC 웨이퍼의 경우, 파워 디바이스의 칩 사이즈는 수 mm × 수 mm이며, 소스 전극에 접촉하는 고전압측의 프로브 니들(24S)과 게이트 전극에 접촉하는 저전압측의 프로브 니들(24G)과의 최소 거리 간격(da)은 수 mm 이내이며, 고전압측의 프로브 니들(24S)과 부근의 칩 상의 전극과의 최소 거리 간격(db)도 수 mm 이내이다.
파셴의 법칙에 의하면, 프로브 니들(24S, 24G)의 주위의 압력을 p로 하면, 상기 거리 간격(da, db)을 이격한 2 개의 도체의 사이에서 스파크가 발생할 때의 전압(방전 개시 전압)(Va, Vb)은, 압력(p)과 거리 간격(da, db)과의 곱(p*da, p*db)으로 정하고, 극소치(Vam, Vbm)가 존재한다. 통상, 이들 극소치(Vam, Vbm)는 대기압보다 낮은 감압 영역 내에 있다.
따라서, 대기압 이상의 압력 영역 내에서는, 파셴 곡선에 따라, 프로브 니들(24S, 24G)의 주위의 압력(p)을 높게 할수록, 고전압측의 프로브 니들(24S)의 선단부 부근 또는 반도체 웨이퍼(W)의 표면 부근에서의 방전의 개시 전압(Va, Vb)이 높아져, 프로브 니들(24S, 24G)의 주위 또는 반도체 웨이퍼(W)의 표면 부근에서 스파크가 발생되기 어려워진다.
이 실시예의 프로브 장치에 탑재되는 스파크 방지 기구(50)는, 프로브 카드(16)와 재치대(12)의 사이에서 프로브 니들(24S, 24G)의 주위를 둘러싸는 위요 부재(52)와, 반도체 웨이퍼(W) 상에서 각 칩(파워 디바이스)에 대한 전기적 특성의 검사가 행해질 시, 프로브 니들(24S, 24G)의 주위에 대기압보다 높은 소정 압력의 분위기가 형성되도록, 위요 부재(52)의 내부 또는 근방을 경유하여 프로브 니들(24S, 24G)의 주위로 가스를 공급하는 가스 공급 기구(54)를 가진다. 도 1 및 도 2에 도시한 제 1 실시예에서는, 컨택트 플레이트(34)가 위요 부재(52)를 겸하고 있다.
[스파크 방지 기구에 관한 예 1]
도 1 및 도 2에 도시한 바와 같이, 컨택트 플레이트(34)는, 프로브 카드 홀더(18)와 재치대(12)의 사이에 설치되고, 프로브 카드(16)의 프로브 니들(24G, 24S)의 주위를 둘러싸는 개구 또는 내주벽(25)을 플레이트 중심부에 가지고 있고, 제 1 예에서의 위요 부재(52)를 구성하고 있다. 여기서, 컨택트 플레이트(34)와 프로브 카드 홀더(18)(또는 프로브 카드(16)) 간의 간극에는, 플레이트 상면 단자(38)보다 중심쪽의 위치에 무단(無端) 형상의 씰 부재, 예를 들면 O 링(53)이 삽입되어 있다. 이에 의해, 프로브 니들(24G, 24S)의 주위에는, 프로브 카드(16), 프로브 카드 홀더(18), 컨택트 플레이트(34), 반도체 웨이퍼(W) 내지 재치대(12)에 의해 형성되는 검사용의 구획 스페이스 또는 위요 공간(35)이 형성된다.
가스 공급 기구(54)는, 프로브실(10)의 외부에 배치되는 가스 공급원(56)과, 컨택트 플레이트(34)의 프로브 니들(24G, 24S)과 대향하는 내주면(34a) 및 그 근방에 형성되는 가스 분출구(58)와, 가스 공급원(56)과 가스 분출구(58)를 연결하는 가스 공급 라인(60)과, 가스 공급 라인(60)의 도중에 설치되는 개폐 밸브(62)를 가지고 있다.
가스 공급원(56)은, 프로브 니들(24G, 24S)의 주위에 정압 분위기를 형성하는데 사용되는 가스를 저류하는 탱크와, 이 탱크로부터 정압의 가스를 송출하는 컴프레셔 또는 급기 펌프와, 급기 펌프로부터 송출되는 정압 가스의 압력을 조정하기 위한 레귤레이터를 가지고 있다.
이 예에서, 가스 분출구(58)는, 컨택트 플레이트(34)의 내주면(34a)에, 바람직하게는 균일한 밀도로 다수 또는 무수로 형성되어 있다. 가스 공급 라인(60)은, 프로브 카드 홀더(18)의 관통홀(57)에 장착되는 중계관(64)과, 가스 공급원(56)의 출구측으로부터 중계관(64)의 입구(상단)까지 연장되는 외부 배관(66)과, 중계관(64)의 출구(하단)로부터 컨택트 플레이트(34)를 통하여 가스 분출구(58)까지 연장되는 플레이트 유로(68)를 가지고 있다.
가스 공급 기구(54)에서, 개폐 밸브(62)를 열면, 가스 공급원(56)으로부터 소정의 압력으로 송출되는 정압 가스가, 가스 공급 라인(60)을 통하여 컨택트 플레이트(34)의 내주면(34a)에 형성되어 있는 가스 분출구(58)로부터 분사되고, 위요 공간(35) 내로 공급된다. 위요 공간(35)의 상부는 프로브 카드(16), 프로브 카드 홀더(18), 컨택트 플레이트(34) 및 O 링(53)에 의해 완전히 폐색되어 있다. 한편, 위요 공간(35)의 저부에는, 컨택트 플레이트(34)와 반도체 웨이퍼(W) 또는 재치대(12)와의 사이에, 예를 들면 0.8mm 정도의 간극(g)이 형성된다. 따라서, 위요 공간(35) 내로 공급된 정압 가스는, 위요 공간(35) 내에 충만한 한편, 저부의 간극(g)으로부터 외부로 누출되도록 되어 있다. 여기서, 가스 공급 기구(54)로부터 위요 공간(35) 내로 공급하는 정압 가스의 압력 또는 유량을 충분히 높게 함으로써, 위요 공간(35) 내에, 즉, 프로브 니들(24G, 24S)의 주위에, 대기압보다 높은 소정 압력의 분위기를 형성할 수 있다.
상기와 같이, 프로브 니들(24S, 24G)이 들어 있는 위요 공간(35) 내에서는, 파셴 곡선에 따라, 압력(p)을 높게 할수록, 반도체 웨이퍼(W)의 표면 부근(보다 정확하게는 고전압측의 프로브 니들(24S)의 선단부 부근)에서의 스파크(방전)의 개시 전압이 높아진다. 따라서, 반도체 웨이퍼(W) 상의 각 칩(파워 디바이스)에 인가되는 전압이 위요 공간(35) 내의 방전 개시 전압을 하회하도록, 위요 공간(35) 내의 압력(p)을 조정하면 되고, 이에 의해 프로브 니들(24S, 24G)의 주위 또는 반도체 웨이퍼(W)의 표면 부근에서 스파크가 발생하지 않게 된다. 일반적으로, 위요 공간(35) 내의 압력(p)은 1 atm ＜ p ＜ 10 atm의 범위 내에서 조정되면 된다.
본 발명자가 상기 프로브 장치를 이용하여 SiC 웨이퍼 상에 형성된 파워 디바이스에 대하여 내압 시험을 행한 바, 정압 가스에 드라이 에어를 이용하여 위요 공간(35) 내의 압력(p)을 6 atm으로 조정한 경우는, 시험 전압 7000 V에서도 스파크가 발생하지 않았다.
도 5a에, 컨택트 플레이트(34)에 형성되는 플레이트 유로(68)의 레이아웃의 일례를 도시한다. 도시한 바와 같이, 컨택트 플레이트(34)에서, 플레이트 유로(68)는, 개구(25)의 주위에서 무단 형상으로 연장되는 1 단 또는 복수 단(도시의 예는 2 단)의 매니폴드 유로(70, 72)와, 외측의 매니폴드 유로(70)와 내측의 매니폴드 유로(72)를 접속하기 위하여 방사 형상으로 연장되는 연통로(74)와, 내측의 매니폴드 유로(72)와 가스 분출구(58)를 접속하기 위하여 방사 형상으로 연장된 노즐 유로(76)가 형성되어 있다. 이러한 플레이트 유로(68)의 레이아웃에 의하면, 개구(25)의 전체 둘레로부터, 즉 컨택트 플레이트(34)의 전체 둘레(네 변)의 내주면(34a)으로부터 균일하게 정압 가스를 토출할 수 있다.
단, 도 5a에 도시한 레이아웃은 일례에 불과하고, 플레이트 유로(68)는 임의의 레이아웃을 채용할 수 있다. 예를 들면 도 5b에 도시한 바와 같이, 컨택트 플레이트(34) 및 개구(25)를 평면에서 봤을 때 원형으로 해도 되고, 이 경우에는 외측 및 내측 중 적어도 하나의 매니폴드 유로(70, 72)를 원환(圓環) 형상으로 구성해도 된다. 또한 가스 분출구(58)에서는, 반드시 개구(25)의 전체 둘레로부터 정압 가스를 분출할 필요는 없고, 컨택트 플레이트(34)의 내주면(34a)의 일부, 예를 들면 대향하는 두 변으로부터, 또는 한 변만으로부터 정압 가스를 분출해도 된다.
또한 컨택트 플레이트(34)는, 높은 도전율과 강성(剛性)을 구비한 임의의 도체로 이루어지며, 1 매의 판에 한정되지 않고, 라미네이트 금속판과 같은 다층 구조판이어도 된다 또한, 플레이트 유로(68)는, 컨택트 플레이트(34)의 내부에 형성되는 터널의 형태에 한정되지 않고, 컨택트 플레이트(34)의 표면에 형성되는 밀폐 커버가 부착된 홈의 형태, 또는 컨택트 플레이트(34)의 표면을 따라 연장되는 배관의 형태 등도 가능하다.
가스 공급 기구(54)는, 한 종류의 정압 가스를 송출하는 단일의 가스 공급원(56)을 구비한 구성이어도 상관없으나, 예를 들면 도 6에 도시한 바와 같이, 복수 종류의 정압 가스 공급원, 예를 들면 드라이 에어 공급원(56(1)), 질소 가스 공급원(56(2)) 및 절연 가스 공급원(56(3))을 구비하는 것이 바람직하다.
이 경우에는, 이 프로브 장치에서 행해지는 전기적 특성 검사의 조건(반도체 웨이퍼(W)의 종류, 파워 디바이스의 종류, 검사의 종류, 파워 디바이스에 인가하는 시험 전압 등)에 따라, 출력 포트의 개폐 밸브(57(1), 57(2), 57(3))를 제어하여 이들 복수의 가스 공급원(56(1), 56(2), 56(3)) 중 어느 하나를 선택한다. 예를 들면, 파워 디바이스에 인가하는 시험 전압이 그다지 높지 않을 경우, 예를 들면 1000 V 이하에서는, 드라이 에어 공급원(56(1)) 또는 질소 가스 공급원(56(2))을 우선적으로 사용해도 된다. 그러나, 시험 전압이 상당히 높을 경우에는, 예를 들면 3000 V 이상에서는, 절연 가스 공급원(56(3))을 우선적으로 사용해도 된다.
절연 가스 공급원(56(3))은, 예를 들면 SF6 가스와 같은 주지의 절연 가스를 원하는 압력으로 송출하는 구성을 가지고 있다. 또한 절연 가스 공급원(56(3))은, 내압성이 보다 높은 절연액, 예를 들면 플로리나트(3M사제의 상품명)를 버블링법, 예를 들면 질소 버블링법에 의해 기체화하여, 질소 혼합의 절연 가스를 생성하는 절연액 기화 장치를 구비할 수도 있다.
이 예에서, 가스 공급원(56)과 위요 공간(35)을 연결하는 가스 공급 라인(60)은, 프로브 카드(16)의 주위, 즉 프로브 카드 홀더(18)를 통과한다. 따라서, 가스 공급 라인(60)은 프로브 카드(16)의 설계, 제작, 구조 또는 교환·장착 등에 일절 영향을 주지 않는다.
또한, 이 예에서의 스파크 방지 기구(50)는, 프로브 니들(24S, 24G)의 주위에 대기압보다 높은 소정 압력의 분위기를 형성함으로써, 파셴의 법칙에 기초하여 반도체 웨이퍼(W)의 표면 상의 스파크를 방지하므로, 검사체인 반도체 웨이퍼 상에서 절연액을 취급하는 종래 기술과는 달리, 구성 및 제어가 간단하며, 검사 시간을 증가시키지 않는다.
또한 이 예에서는, 반도체 웨이퍼(W) 상에서 전기적 특성의 검사를 받는 파워 디바이스의 이면측 전극과 테스터 사이에서 전기적 도통 상태를 확립하기 위한 제 2 측정 라인의 일부 또는 한 구간으로서, 프로브 카드(16) 내지 프로브 카드 홀더(18)와 재치대(12) 사이에 컨택트 플레이트(34)가 배치된다. 그리고, 이 컨택트 플레이트(34)가, 스파크 방지 기구(50)의 일 구성 요소로서 프로브 니들(24S, 24G)의 주위를 둘러싸 위요 공간(35)을 형성하는 위요 부재(52)를 겸하고 있다. 이 역시, 스파크 방지 기구(50)뿐 아니라 프로브 장치 전체의 간편성 및 효율성에 크게 기여하고 있다.
[스파크 방지 기구에 관한 예 2]
도 7에, 스파크 방지 기구(50)에 관한 제 2 예를 도시한다. 이 제 2 예에서의 스파크 방지 기구(50)는, 상기 제 1 예에서의 가스 공급 기구(54)를 일부 변형하는 것이며, 위요 공간(35) 내에 형성되는 정압 분위기의 압력을 임의로 높이는데 적합한 구성을 가지고 있다.
보다 상세하게는, 위요 공간(35) 내에 정압 가스를 분출하는 가스 분출구(58)가, 컨택트 플레이트(34)의 내주면(34a)뿐 아니라, 컨택트 플레이트(34)의 내주면(34a)의 근방의 상면 및 하면에도 형성된다. 이에 의해, 가스 분출구(58)의 토탈 개구 면적을 늘려, 컨덕턴스를 낮추고 있다. 또한, 2 계통의 가스 공급원(56A, 56B) 및 가스 공급 라인(60A, 60B)을 구비하여, 위요 공간(35) 내로 공급하는 정압 가스의 유량을 임의로 늘릴 수 있도록 하고 있다.
또한 이 제 2 예에서는, 컨택트 플레이트(34)의 하면의 가스 분출구(58)로부터 정압 가스가 컨택트 플레이트(34)와 반도체 웨이퍼(W) 내지 재치대(12) 사이의 간극(g)에 분사됨으로써, 간극(g) 중에 일종의 에어 커튼이 형성된다. 이에 의해, 위요 공간(35) 내에 충만한 정압 가스가 간극(g)을 통해 외부로 누출되는 것을 억제하여, 위요 공간(35) 내의 압력을 용이하게 원하는 높은 압력(예를 들면 6atm)으로 조정할 수 있다.
또한, 제 2 가스 공급원(56B)을 생략하고, 제 1 가스 공급원(56A)을 2 개의 가스 공급 라인(60A, 60B)에 공통 접속하는 구성도 가능하다.
[스파크 방지 기구에 관한 예 3]
도 8에, 스파크 방지 기구(50)에 관한 제 3 예를 도시한다. 이 제 3 예에서의 스파크 방지 기구(50)는, 상기 제 1 예 또는 상기 제 2 예의 구성에 더하여, 가스 공급 기구(54)에 의해 프로브 니들(24G, 24S)의 주위(위요 공간(35))로 공급된 정압 가스를 진공의 흡인력으로 회수하기 위한 가스 회수 기구(78)를 구비하는 구성을 특징으로 한다.
도시한 구성예에서는, 가스 공급 기구(54)에서의 제 2 가스 공급 라인(60B)에 전환 밸브(80)를 개재하여 진공원(82)과 제 2 가스 공급원(56B)을 병렬로 접속하고 있다. 이 경우, 진공원(82)이 개폐 밸브(83) 및 전환 밸브(80)를 개재하여 가스 공급 라인(60B)에 접속될 때는, 컨택트 플레이트(34)의 하면의 가스 분출구(58)는 흡인구(84)로서 기능하고, 제 2 가스 공급 라인(60B)은 진공 라인(86)으로서 기능한다.
이러한 구성에서는, 위요 공간(35)으로부터 간극(g)을 통하여 외부로 누출되려고 하는 정압 가스가 흡인구(84) 내로 흡입되고, 진공 라인(86) 및 전환 밸브(80)를 거쳐 진공원(82)으로 보내진다. 또한, 진공원(82)의 출구측에는, 가스 회수 처리부(도시하지 않음)가 접속되어 있다.
이 예에서의 가스 회수 기구(78)는, 예를 들면 제 1 가스 공급원(56A) 및 가스 공급 라인(60A)으로부터 위요 공간(35)으로 공급된 정압 가스(특히, 절연 가스)가 주위로 확산되는 것이 바람직하지 않은 경우에 적합하게 사용된다.
또한, 제 2 가스 공급원(56B) 및 전환 밸브(80)를 생략하고, 진공원(82)을 개폐 밸브(83)를 개재하여 전용의 진공 라인(86)에 접속하는 구성도 가능하다.
[스파크 방지 기구에 관한 예 4]
도 9에, 컨택트 플레이트(34)에 관한 일변형예와, 스파크 방지 기구(50)에 관한 제 4 예를 도시한다.
도 9에 도시한 프로브 장치는, 검사체의 반도체 웨이퍼(W) 상에서 모든 칩(파워 디바이스)에 대하여 전기적 특성 검사를 행할 경우에, 재치대(12) 및 접촉자(44)가 이동 범위 내의 어떠한 위치에 있어도, 좌우 양측의 접촉자(44)가 어느 쪽도 왕복 이동 위치로의 상승 이동에 의해 컨택트 플레이트(34)의 하면에 접촉할 수 있도록, 즉 제 2 측정 라인이 좌측 계통 및 우측 계통의 쌍방에서 병렬적으로 결선되도록, 컨택트 플레이트(34)의 사이즈 또는 면적을 확장하고 있다.
또한 이 프로브 장치는, 재치대(12)의 상면에, 바람직하게는 주연 엣지에 가까운 위치에, 절연체 예를 들면 수지로 이루어지는 환상 돌기부(90)를 소정의 높이(돌출량)로 형성하고 있다. 이 환상 돌기부(90)는 스파크 방지 기구(50)의 일 구성 요소를 이룬다.
도 9에 도시한 바와 같이, 반도체 웨이퍼(W) 상의 임의의 칩(파워 디바이스)에 대하여 전기적 특성 검사를 행하기 위하여, 피검사 칩의 표면측 전극(게이트 전극, 소스 전극)에 각각 대응하는 프로브 니들(24G, 24S)의 선단이 접촉하고 있는 상태에서는, 환상 돌기부(90)의 정부(頂部)가 컨택트 플레이트(34)의 하면에 접촉 또는 근접하여, 컨택트 플레이트(34)와 재치대(12) 간의 간극(g)이 적어도 분위기에 관하여 폐색하도록 되어 있다. 이 경우 도 10a 및 도 10b에 도시한 바와 같이, 재치대(12) 및 접촉자(44)가 이동 범위 내의 어떠한 위치에 있어도, 환상 돌기부(90)는 컨택트 플레이트(34)의 개구(25), 즉 위요 공간(35)의 외부(주위)에 위치하도록 되어 있다.
이러한 구성에서는, 검사 시에 위요 공간(35)의 분위기는 환상 돌기부(90)에 의해 외부로부터 차단되므로, 가스 공급 기구(54)로부터의 가스 공급에 의해, 위요실(35) 내에 형성되는 정압 분위기의 압력을 보다 효율적으로 높일 수 있다.
또한 이 제 4 예에서도, 상기 제 3 예에서의 가스 회수 기구(78)를 병설해도 되고, 이에 의해 위요 공간(35) 내의 압력을 올리고 내리는 조정을 보다 임의로 또한 고속으로 행할 수 있다.
[그 외의 실시예 또는 변형예]
도 11에, 본 발명의 제 2 실시예에서의 프로브 장치의 구성을 도시한다. 이 프로브 장치는, 상술한 제 1 실시예의 프로브 장치와 마찬가지로, 반도체 웨이퍼(W) 상에 형성되고, 칩의 양면 즉 웨이퍼의 양면에 전극이 형성되어 있는 다수의 파워 디바이스에 대하여, 웨이퍼 레벨로 칩마다의 전기적 특성(동특성, 정특성)의 검사를 행할 수 있도록 구성되어 있다.
단, 피검사 파워 디바이스의 이면측 전극과 테스터 사이에서 전기적 도통 상태를 확립하기 위한 제 2 측정 라인으로서, 컨택트 플레이트(34)(도 1)를 이용하지 않고(따라서, 접촉자(44) 및 접속 도체(40)도 이용하지 않고), 재치대(12)의 재치면 도체(22)로부터 테스트 헤드(20)의 대응하는 단자(32C)까지 전기 케이블(92)을 라우팅하는 구성을 채택하고 있다. 전기 케이블(92)의 양단은, 커넥터(94, 96)를 개재하여 재치면 도체(22) 및 단자(32C)에 각각 접속된다.
이 실시예에서는, 상기와 같이 제 2 측정 라인으로 컨택트 플레이트를 이용하지 않는 것과 관련하여, 위요 부재(52)로 예를 들면 수지로 이루어지는 절연체 플레이트(98)를 이용한다. 이 경우, 절연체 플레이트(98)를 프로브 카드 홀더(18)에 직접적으로(접촉시켜) 장착하는 것이 가능하며, O 링(53)(도 1)을 생략할 수 있다.
이 실시예의 프로브 장치에서도, 스파크 방지 기구(50)의 구성 및 작용은, 상술한 제 1 ~ 제 4 예와 완전히 동일하다. 또한, 스파크 방지 기구(50)에 환상 돌기부(90)(도 9)를 구비할 경우에는, 환상 돌기부(90)를 절연체 플레이트(98) 측에 장착해도 된다.
또한, 위요 부재(52)에 관한 다른 변형예로서, 도 12a 및 도 12b에 도시한 바와 같이, 컨택트 플레이트(34)를 좌우 한 쌍의 플레이트(34A, 34B)로 분할(분리)하고, 이들 사이에 절연 플레이트(100)를 개재해도 된다. 이 경우, 가스 공급 라인(60)의 일부를 구성하는 플레이트 유로(68)는, 분할 컨택트 플레이트(34A, 34B)에 설치해도 되나, 절연 플레이트(100)에 설치하는 구성을 채택할 수도 있다.
도 13에, 본 발명의 제 3 실시예에서의 프로브 장치의 구성을 도시한다. 이 프로브 장치는, 반도체 웨이퍼(W) 상에 형성되고 칩의 표면에만 전극이 형성되어 있는(이면에 전극이 없음) 다수의 횡형(橫型) 파워 디바이스에 대하여, 웨이퍼 레벨로 칩마다의 전기적 특성(동특성, 정특성)의 검사를 행할 수 있도록 구성되어 있다.
이 경우, 프로브 카드(16)에는, 반도체 웨이퍼(W)의 표면에 노출되어 있는 각 칩(파워 디바이스)의 전극, 즉 게이트 전극, 소스 전극, 드레인 전극에 개별 접촉 또는 공통 접촉하기 위한 1 개 또는 복수 개의 프로브 니들(24G, 24S, 24D)이 접속 도체(26G, 26S, 26D)를 개재하여 장착된다. 각 접속 도체(26G, 26S, 26D)는, 도시한 바와 같이 도킹 상태에서는 그 상단 또는 정면(頂面)에서 테스트 헤드(20)의 대응하는 단자(32G, 32S, 32D)와 각각 직접적인 접촉으로 전기적으로 접속하도록 되어 있다.
검사 시에는, 위치 조정 후에, 재치대(12)가 수직 상방으로 일정 스트로크만큼 상승하여, 피검사 칩의 게이트 전극, 소스 전극, 드레인 전극을 각각 대응하는 프로브 니들(24G, 24S, 24D)의 선단으로 아래로부터 누른다. 이에 의해, 피검사 칩의 게이트 전극, 소스 전극, 드레인 전극과 테스트 헤드(20)의 대응하는 단자(32G, 32S, 32D) 사이에서 전기적 도통 상태가 취해진다.
이 실시예에서도, 상기 제 2 실시예와 마찬가지로, 컨택트 플레이트(34)가 이용되지 않는 것과 관련하여, 위요 부재(52)에 절연체 플레이트(98)가 이용된다. 스파크 방지 기구(50)의 구성 및 작용은 상술한 제 1 ~ 제 4 예와 완전히 동일하다.
도 14 ~ 도 18을 참조하여, 스파크 방지 기구(50)에 관한 제 5 예를 설명한다. 도 14는, 이 예에서의 스파크 방지 기구(50)를 탑재한 프로브 장치의 주요부의 구성을 도시한다. 도 15는, 이 프로브 장치에서 컨택트 플레이트(34)를 아래로부터 본 저면도이다. 도 16은, 이 프로브 장치에 있어서 재치대(12) 및 반도체 웨이퍼를 위로부터 본 상면도이다. 도 17 및 도 18은 이 예에서의 씰링의 작용을 설명하기 위한 측면도 및 상면도이다.
이 예에서의 프로브 장치는, 컨택트 플레이트(34)의 하면에 환상 또는 무단 형상의 라비린스 씰(102)을 설치하고 있다. 라비린스 씰(102)은, 바람직하게는 SUS, 구리 또는 알루미늄 등의 금속 또는 PEEK 등의 내열성 수지로 이루어지고, 프로브 니들(24G, 24S)의 선단부를 둘러싸는 동심 형상의 복수의 요철부 또는 라비린스 핀(FN)을 가지고 있다.
라비린스 씰(102)은, 바람직하게는 컨택트 플레이트(34)의 가장 내측의 하면(내주면(34a)에 근접하는 하면)에 격벽(104)을 개재하여 장착된다. 격벽(104)은 컨택트 플레이트(34)의 하면에 고착 또는 일체 형성되고, 예를 들면 수 mm 정도의 높이 또는 두께로 돌출되어 있다. 격벽(104)은 라비린스 씰(102)을 보지하고, 또한 라비린스 씰(102) 이외의 장소에서 컨택트 플레이트(34)의 하면과 재치대(12) 상의 반도체 웨이퍼(W) 간의 갭 간격을 조정하는 기능을 가지고 있다. 또한, 격벽(104)을 생략하고, 라비린스 씰(102)을 컨택트 플레이트(34)의 하면에 직접 접합하고, 또는 일체 형성하는 것도 가능하다. 라비린스 씰(102)과 재치대(12) 상의 반도체 웨이퍼(W) 간에는 간극(Δg)이 형성된다. 라비린스 씰(102)은 스파크 방지 기구(50)의 일 구성 요소를 이루고 있다.
이 프로브 장치에서는, 위요 공간(35)으로부터 외부의 대기 공간을 향해 흐르는 정압 가스가, 라비린스 씰(102)의 근방(아래)의 간극(Δg)을 통과할 시, 다단의 라비린스 핀(FN)에 의해 큰 압력 손실을 받는다. 즉, 각 라비린스 핀(FN)의 선단에서의 스로틀링 효과와 인접하는 라비린스 핀(FN) 간에 발생하는 소용돌이에 의해, 고압측의 위요 공간(35)으로부터 저압측의 대기 공간으로 흐르는 가스는 큰 저항을 받아 누출되기 어려워진다. 또한, 도시한 라비린스 핀(FN)의 형상 및 수는 일례이며, 가스의 누출 정지에 효력이 있는 임의의 핀 형상 및 임의의 핀 수를 선택할 수 있다.
이에 의해, 라비린스 씰(102)이 면하는 간극(Δg)을 상기 제 1 예(도 1)에서의 컨택트 플레이트(34)와 반도체 웨이퍼(W) 간의 간극(g)과 동일한 정도의 갭 사이즈로 한 경우에는, 위요 공간(35)으로부터 외부의 대기 공간으로 흐르는 정압 가스의 유량 또는 누출량을 대폭 저감할 수 있다.
또는, 정압 가스의 누출량이 같은 경우에는, 상기 제 1 예(도 1)에서의 상기 간극(g)에 비해, 이 예에서의 상기 간극(Δg)을 수 배 이상 큰 갭 사이즈로 할 수 있다. 예를 들면, 이 예에서는 상기 간극(Δg)을 0.4mm 정도로 벌려도, 제 1 예에 있어서 상기 간극(g)을 0.1mm 이하로 좁힌 경우와 동등한 가스 누출 억제 효과를 얻을 수 있다.
이 예에서는, 이와 같이 라비린스 씰(102)이 면하는 간극(Δg)을 극도로 좁힐 필요가 없으므로, 위요 공간(35) 주위에서의 각 부의 기계적인 치수 공차 또는 프로브 니들의 선단 위치의 불균일 등에 하등 지장없이 대처할 수 있다.
또한 이 실시예에서는, 재치대(12)의 상면의 주변부에 반도체 웨이퍼(W)의 주위를 둘러싸는 환상 또는 무단 형상의 씰링(106)을 설치하고 있다. 씰링(106)은, 예를 들면 SUS 구리 또는 알루미늄 등의 금속 또는 PEEK 등의 내열성 수지로 이루어지고, 바람직하게는 재치대(12) 상에서 반도체 웨이퍼(W)와 동일한 두께를 가지고 있다. 씰링(106)도 스파크 방지 기구(50)의 일 구성 요소를 이루고 있다.
즉 이 프로브 장치에서, 반도체 웨이퍼(W)의 엣지 부근의 칩에 대하여 시험이 행해질 때에는, 도 3b ~ 도 3e에 도시한 바와 같이, 재치대(12)가 XY 방향의 중심 위치(0, 0)로부터 ＋X, －X 방향 또는 ＋Y, －Y 방향으로 최대로 약 D / 2(D는 웨이퍼의 직경)만큼 시프트한다. 이 경우, 컨택트 플레이트(34)의 개구(25) 또는 위요 공간(35)이 반도체 웨이퍼(W)의 엣지로부터 반경 방향 외측으로 돌출된다.
이 실시예에서는, 컨택트 플레이트(34)의 개구(25) 또는 위요 공간(35)이 반도체 웨이퍼(W)의 엣지로부터 돌출되어도, 도 17 및 도 18에 도시한 바와 같이, 라비린스 씰(102)이 씰링(106)의 외부로 돌출되지 않으므로, 라비린스 씰(102)의 가스 누출 저감 작용이 완전히 발휘된다.
엄밀하게는, 도 18에 도시한 바와 같이, 재치대(12) 상에서 반도체 웨이퍼(W)의 외주면과 씰링(106)의 내주면의 사이에는, 주회 방향으로 연장되는 환상의 간극 또는 홈(110)이 형성되므로, 이 홈(110)을 거쳐 정압 가스가 외부의 대기 공간으로 약간이지만 누출된다. 이 만큼의 가스 누출은, 재치대(12) 상에 씰링(106)을 설치하지 않을 경우의 가스 누출에 비하면 매우 적다.
이와 같이 이 실시예에서는, 상기와 같은 라비린스 씰(102) 및 씰링(106)의 구성 및 작용에 의해, 프로브 니들(24S, 24G)이 들어 있는 위요 공간(35)으로 공급된 정압 가스의 누출량을 현저히 저감하는 것이 가능하며, 위요 공간(35) 내의 압력을 한층 용이하게 원하는 높은 압력으로 설정 또는 조정할 수 있다.
또한 이 실시예에서는, 위요 공간(35) 및 그 주위의 밀폐 공간으로 정압 가스가 공급됨으로써, 위요 공간(35) 주위의 각 부에 가하는 하중을 대폭 저감할 수도 있다.
비교예로서, 상술한 제 4 예(도 9)와 같이, 재치대(12) 상에서 반도체 웨이퍼(W)의 주위를 둘러싸고 컨택트 플레이트(34)의 하면과 접촉 가능한 환상의 돌기부(90)를 형성할 경우에는, 예를 들면 반도체 웨이퍼(W)의 구경이 5 인치이고, 정압 가스의 공급 압력이 0.6MPa이면, 추력(推力) = 면적 × 압력이므로, 위요 공간(35) 주위에서 상방향 및 하방향으로 약 760 kg의 추력이 발생한다. 여기서, 하방향의 추력은 재치대(12)를 하방으로 미는 힘이 되고, 상방향의 추력은 컨택트 플레이트(34) 및 프로브 카드(16)를 개재하여 프로브 카드 홀더(18)를 상방으로 들어올리는 힘이 된다. 이 때문에, 당해 프로브 장치는, 이러한 상하 방향의 큰 추력에 견딜 수 있는 강고한 구조가 필요해진다.
이에 대하여 이 실시예에서는, 컨택트 플레이트(34)의 하면에 라비린스 씰(102)을 설치하고 있으므로, 위요 공간(35) 주위에서 추력을 발생하는 정압 공간의 면적은 반도체 웨이퍼(W)의 구경이 아닌 라비린스 씰(102)의 구경으로 규정된다. 예를 들면, 라비린스 씰(102)의 내경이 20 mm, 외경이 40 mm인 경우에는, 내경과 외경의 평균치(30 mm)를 추력의 발생에 기여하는 정압 공간의 구경으로 해도 된다. 그렇게 하면, 정압 가스의 공급 압력이 0.6 MPa일 경우에는, 위요 공간(35) 주위에서 상방향 및 하방향으로 각각 작용하는 추력은 약 42 kg밖에 되지 않는다. 이 때문에, 위요 공간(35) 주위에서 재치대(12), 컨택트 플레이트(34), 프로브 카드(16), 프로브 카드 홀더(18) 등에 가하는 힘이 현저히 경감된다.
12 : 재치대
14 : 이동 스테이지
16 : 프로브 카드
18 : 프로브 카드 홀더
20 : 테스트 헤드
22 : 재치면 도체
24G, 24S, 24D : 프로브 니들
25 : 컨택트 플레이트의 개구
26G, 26S, 26D : 접속 도체
32G, 32S, 32D : 테스트 헤드의 단자
34 : 컨택트 플레이트(위요 부재)
35 : 위요 공간
38 : 플레이트 표면 단자
40 : 접속 도체
44 : 접촉자
50 : 스파크 방지 기구
52 : 위요 부재
53 : O 링
54 : 가스 공급 기구
56 : 가스 공급원
58 가스 분출구
60 : 가스 공급 라인
68 : 플레이트 유로
78 : 가스 회수 기구
90 : 환상 돌기부
98 : 절연체 플레이트(위요 부재)
102 : 라비린스 씰
104 : 격벽
106 : 씰링

Claims (28)

  1. 반도체 웨이퍼 상에 형성된 반도체 디바이스의 전기적 특성을 검사하기 위한 프로브 장치로서,
    상기 반도체 웨이퍼를 재치하여 지지하는 이동 가능한 재치대와,
    상기 재치대와 대향하여 그 상방에 배치되고, 상기 재치대에 지지되어 있는 상기 반도체 웨이퍼 상의 전극에, 그 선단에서 접촉 가능한 프로브 니들을 지지하는 프로브 카드와,
    상기 프로브 카드와 상기 재치대의 사이에서 상기 프로브 니들의 주위를 둘러싸는 위요 부재와,
    상기 반도체 디바이스의 전기적 특성의 검사가 행해질 때, 상기 프로브 니들의 주위에 대기압보다 높은 소정 압력의 분위기를 형성하기 위하여, 상기 위요 부재의 내부 또는 근방을 경유하여 상기 프로브 니들의 주위로 가스를 공급하는 가스 공급 기구를 가지는 프로브 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 가스 공급 기구는, 상기 프로브 카드의 주위를 통과하는 가스 공급 라인을 가지는 프로브 장치.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 가스 공급 라인은, 상기 프로브 카드를 그 주변에서 착탈 가능하게 지지하는 프로브 카드 홀더를 통과하는 프로브 장치.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 위요 부재와 상기 프로브 카드 홀더 또는 상기 프로브 카드의 사이에 씰 부재가 삽입되어 있는 프로브 장치.
  5. 제 2 항에 있어서,
    상기 가스 공급 라인은, 상기 위요 부재의 내부에 형성된 플레이트 유로를 포함하는 프로브 장치.
  6. 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 가스 공급 기구는, 상기 위요 부재의 상기 프로브 니들과 대향하는 내주면에 형성되는 제 1 가스 분출구를 가지는 프로브 장치.
  7. 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 가스 공급 기구는, 상기 위요 부재의 하면에 형성되는 제 2 가스 분출구를 가지는 프로브 장치.
  8. 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 가스 공급 기구는, 상기 위요 부재의 상면에 형성되는 제 3 가스 분출구를 가지는 프로브 장치.
  9. 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 위요 부재의 하면에 라비린스 씰이 설치되어 있는 프로브 장치.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 라비린스 씰은, 상기 프로브 니들의 선단부를 둘러싸는 동심 형상의 복수의 라비린스 핀을 가지는 프로브 장치.
  11. 제 9 항에 있어서,
    상기 라비린스 씰은, 상기 위요 부재의 상기 프로브 니들과 대향하는 내주면에 근접하여 설치되는 프로브 장치.
  12. 제 9 항에 있어서,
    상기 라비린스 씰은, 상기 위요 부재의 하면으로부터 돌출된 격벽의 하면에 설치되는 프로브 장치.
  13. 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 재치대 상에, 상기 반도체 웨이퍼의 주위를 둘러싼 씰링이 설치되어 있는 프로브 장치.
  14. 제 13 항에 있어서,
    상기 씰링은, 상기 재치대 상에서 상기 반도체 웨이퍼와 동일한 두께를 가지는 프로브 장치.
  15. 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 프로브 니들을 둘러싸고 상기 위요 부재와 상기 재치대 간의 간극을 폐색하는 돌기부가, 상기 위요 부재 또는 상기 재치대에 형성되어 있는 프로브 장치.
  16. 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 가스 공급 기구에 의해 상기 프로브 니들의 주위로 공급된 상기 가스를 진공의 흡인력으로 회수하기 위한 가스 회수부를 가지는 프로브 장치.
  17. 제 16 항에 있어서,
    상기 가스 회수부는, 상기 위요 부재의 하면 또는 하방에 흡입구를 가지는 프로브 장치.
  18. 제 16 항에 있어서,
    상기 가스 회수부는, 상기 위요 부재의 내부 또는 근방을 통과하는 진공 라인을 가지는 프로브 장치.
  19. 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 가스 공급 기구는, 상기 가스의 압력을 가변으로 조정하기 위한 압력 조정부를 가지는 프로브 장치.
  20. 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 가스 공급 기구는, 복수의 종류의 가스를 각각 송출하기 위한 복수의 가스 공급원을 가지고, 상기 복수의 가스 공급원 중 어느 하나를 선택하여 이용하는 프로브 장치.
  21. 제 20 항에 있어서,
    상기 가스 공급원 중 적어도 하나는, 내압성이 높은 절연액을 기화하여 절연 가스를 생성하는 절연액 기화 장치를 가지는 프로브 장치.
  22. 반도체 웨이퍼 상에 형성된 양면에 전극을 가지는 파워 디바이스의 전기적 특성을 검사하기 위한 프로브 장치로서,
    상기 반도체 웨이퍼를 재치하여 지지하는 이동 가능한 재치대와,
    상기 재치대와 대향하여 그 상방에 배치되고, 상기 재치대에 지지되어 있는 상기 반도체 웨이퍼의 표면에 노출되어 있는 상기 파워 디바이스의 표면측 전극에 그 선단에서 접촉 가능한 프로브 니들을 지지하는 프로브 카드와,
    상기 프로브 니들과 테스터의 대응하는 제 1 단자를 전기적으로 연결하는 제 1 접속 도체와,
    상기 재치대의 재치면을 형성하고, 상기 재치대에 지지되어 있는 상기 반도체 웨이퍼의 이면에 노출되어 있는 상기 파워 디바이스의 이면측 전극과 접촉하는 재치면 도체와,
    상기 재치대에 장착되고, 상기 재치면 도체에 전기적으로 접속되어 있는 승강 이동 가능한 접촉자와,
    그 하면에서 상기 접촉자와 접촉할 수 있도록 상기 프로브 카드보다 낮은 위치에서 상기 재치대의 상방에 배치되고, 상기 프로브 니들의 주위를 둘러싸는 도전성의 컨택트 플레이트와,
    상기 컨택트 플레이트와 상기 테스터의 대응하는 제 2 단자를 전기적으로 연결하는 제 2 접속 도체와,
    상기 파워 디바이스의 전기적 특성의 검사가 행해질 때, 상기 프로브 니들의 주위에 대기압보다 높은 소정 압력의 분위기를 형성하기 위하여, 상기 컨택트 플레이트의 내부 또는 근방을 경유하여 상기 프로브 니들의 주위로 가스를 공급하는 가스 공급 기구를 가지는 프로브 장치.
  23. 제 22 항에 있어서,
    상기 가스 공급 기구는, 상기 프로브 카드의 주위를 통과하는 가스 공급 라인을 가지는 프로브 장치.
  24. 제 23 항에 있어서,
    상기 가스 공급 라인은, 상기 프로브 카드를 그 주변에서 착탈 가능하게 지지하는 프로브 카드 홀더를 관통하여 연장되는 프로브 장치.
  25. 제 24 항에 있어서,
    상기 컨택트 플레이트의 상면에, 상기 제 2 접속 도체에 접속되는 플레이트 상면 단자가 설치되고,
    상기 플레이트 상면 단자와 상기 테스터의 상기 제 2 단자는 수직 방향에서 정면으로 대향하고,
    상기 제 2 접속 도체는, 상기 프로브 카드 홀더를 관통하여 수직 방향으로 직선으로 연장되는 프로브 장치.
  26. 제 25 항에 있어서,
    상기 제 2 접속 도체는, 그 상단에서 상기 테스터의 상기 제 2 단자와 착탈 가능하게 직접 접촉하는 프로브 장치.
  27. 제 22 항 내지 제 26 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 프로브 니들의 기단과 상기 테스터의 상기 제 1 단자와는 수직 방향에서 정면으로 대향하고,
    상기 제 1 접속 도체 중 적어도 일부는, 상기 프로브 카드를 관통하여 수직 방향으로 직선으로 연장되는 프로브 장치.
  28. 제 27 항에 있어서,
    상기 제 1 접속 도체는, 그 상단에서 상기 테스터의 상기 제 1 단자와 착탈 가능하게 직접 접촉하는 프로브 장치.
KR1020140086616A 2013-07-11 2014-07-10 프로브 장치 KR101799990B1 (ko)

Applications Claiming Priority (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JPJP-P-2013-145598 2013-07-11
JP2013145598 2013-07-11
JPJP-P-2014-065736 2014-03-27
JP2014065736A JP6289962B2 (ja) 2013-07-11 2014-03-27 プローブ装置

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20150007978A true KR20150007978A (ko) 2015-01-21
KR101799990B1 KR101799990B1 (ko) 2017-11-21

Family

ID=51225275

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020140086616A KR101799990B1 (ko) 2013-07-11 2014-07-10 프로브 장치

Country Status (6)

Country Link
US (1) US9562942B2 (ko)
EP (1) EP2824467B1 (ko)
JP (1) JP6289962B2 (ko)
KR (1) KR101799990B1 (ko)
CN (1) CN104282592B (ko)
TW (1) TWI631344B (ko)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20180012972A (ko) * 2016-07-28 2018-02-07 세메스 주식회사 반도체 소자 검사 장치
KR20210020793A (ko) * 2019-08-14 2021-02-24 도쿄엘렉트론가부시키가이샤 프로버 및 프로브 카드의 프리쿨링 방법
KR20210104569A (ko) * 2020-02-17 2021-08-25 도쿄엘렉트론가부시키가이샤 프로브 카드 홀딩 장치 및 검사 장치

Families Citing this family (32)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6339345B2 (ja) * 2013-10-31 2018-06-06 三菱電機株式会社 半導体評価装置および半導体評価方法
WO2015137023A1 (ja) * 2014-03-11 2015-09-17 新東工業株式会社 被試験デバイスの検査システム、及びその操作方法
JP6213369B2 (ja) * 2014-05-13 2017-10-18 三菱電機株式会社 測定装置
JP6041175B2 (ja) * 2015-03-30 2016-12-07 株式会社東京精密 プローバ
CN106291265A (zh) * 2015-05-13 2017-01-04 无锡华润上华半导体有限公司 Dc-dc电路中开关管的耐压测试方法
US9702906B2 (en) * 2015-06-26 2017-07-11 International Business Machines Corporation Non-permanent termination structure for microprobe measurements
JP6504971B2 (ja) * 2015-08-20 2019-04-24 三菱電機株式会社 半導体チップテスト装置および半導体チップテスト方法
JP6655516B2 (ja) * 2016-09-23 2020-02-26 東京エレクトロン株式会社 基板検査装置
JP6686825B2 (ja) 2016-09-28 2020-04-22 三菱電機株式会社 評価装置、半導体装置の評価方法
CN106526443B (zh) * 2016-10-31 2019-05-31 广东利扬芯片测试股份有限公司 一种硅晶片测试探针台
EP3333419A3 (en) * 2016-12-08 2018-09-12 Panasonic Intellectual Property Management Co., Ltd. Actuator device
JP6739326B2 (ja) 2016-12-27 2020-08-12 三菱電機株式会社 評価装置及び評価方法
JP6365953B1 (ja) * 2017-03-07 2018-08-01 株式会社東京精密 プローバ
JP2018160592A (ja) * 2017-03-23 2018-10-11 株式会社東京精密 プローバ
US20180274527A1 (en) * 2017-03-24 2018-09-27 Johnson Controls Technology Company Labyrinth seals for compressor
US10330703B2 (en) * 2017-04-04 2019-06-25 Formfactor Beaverton, Inc. Probe systems and methods including electric contact detection
JP6747374B2 (ja) * 2017-05-09 2020-08-26 三菱電機株式会社 半導体装置の評価装置、半導体装置の評価方法
JP7007219B2 (ja) * 2018-03-09 2022-01-24 株式会社日本マイクロニクス 半導体デバイスの検査装置及び検査方法
JP7138463B2 (ja) * 2018-03-30 2022-09-16 株式会社日本マイクロニクス プローバ
KR102078579B1 (ko) * 2018-11-14 2020-04-02 주식회사 예스파워테크닉스 아크 방지 장치 및 그 장치가 적용된 프로브 카드
AT522016A1 (de) * 2019-01-14 2020-07-15 Ing Dr Rainer Gaggl Dipl Nadelkarte
AT522017A1 (de) 2019-01-14 2020-07-15 Ing Dr Rainer Gaggl Dipl Vorrichtung zum Prüfen von Bauteilen
US11047880B2 (en) * 2019-01-16 2021-06-29 Star Technologies, Inc. Probing device
JP2021038999A (ja) * 2019-09-03 2021-03-11 東京エレクトロン株式会社 電気的接続装置、検査装置及び接触対象体と接触子との電気的接続方法
CN110850250A (zh) * 2019-11-28 2020-02-28 哈尔滨理工大学 一种提供动态压力的绝缘材料耐电实验平板电极装置及实验方法
JP7422642B2 (ja) * 2020-10-27 2024-01-26 三菱電機株式会社 半導体テスト装置および半導体テスト方法
US11754619B2 (en) * 2021-01-11 2023-09-12 Star Technologies, Inc. Probing apparatus with temperature-adjusting mechanism
WO2022201285A1 (ja) * 2021-03-23 2022-09-29 キオクシア株式会社 カセット筐体、プローバー、サーバーラックおよびストレージシステム
CN113917196A (zh) * 2021-09-28 2022-01-11 深圳赛意法微电子有限公司 探针测试座、测试***及方法
DE102022131475A1 (de) * 2022-11-29 2024-05-29 Uwe Beier Vorrichtung zum Testen elektronischer Halbleiter-Bauelemente
CN115792557B (zh) * 2023-02-03 2023-04-28 苏州联讯仪器股份有限公司 用于晶圆级可靠性测试的探针安装结构及可靠性测试***
CN116773994B (zh) * 2023-08-21 2023-12-01 珠海格力电子元器件有限公司 晶圆测试的控制方法、控制装置、存储介质和电子设备

Family Cites Families (23)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4990831A (en) * 1988-10-12 1991-02-05 The United States Of America As Represented By The United States Department Of Energy Spark gap switch system with condensable dielectric gas
JPH03184355A (ja) * 1989-12-13 1991-08-12 Mitsubishi Electric Corp ウエハプローバ
JP4490521B2 (ja) * 1999-01-29 2010-06-30 東京エレクトロン株式会社 回転駆動機構及び被検査体の載置機構並びに検査装置
JP2002022770A (ja) * 2000-07-07 2002-01-23 Micronics Japan Co Ltd プローブカード
JP3631451B2 (ja) * 2001-02-05 2005-03-23 松下電器産業株式会社 半導体集積回路の検査装置および検査方法
JP2003100819A (ja) 2001-09-26 2003-04-04 Toshiba Corp 耐圧検査方法及びその装置
AT412175B (de) * 2002-04-12 2004-10-25 Rainer Dr Gaggl Vorrichtung zur vermeidung von funkenüberschlägen bei der hochspannungsprüfung von halbleiter-bauelementen
CN1260559C (zh) * 2004-04-29 2006-06-21 中国科学技术大学 具有增强电子云作用的扫描探针及扫描隧道显微镜
MY138949A (en) * 2004-12-24 2009-08-28 Pentamaster Instrumentation Sdn Bhd Apparatus/test handler for testing un-moulded ic devices using air flow system and the method of testing the same
JP2006250579A (ja) * 2005-03-08 2006-09-21 Denso Corp 湿度センサの検査装置及び特性調整方法
EP1965987A4 (en) * 2005-12-29 2011-04-20 Chemimage Corp METHOD AND DEVICE FOR PROTECTING AGAINST COUNTERFEITING
DE102006018474A1 (de) * 2006-04-19 2007-10-25 Infineon Technologies Ag Testvorrichtung für Halbleiterelemente auf einem Halbleiterwafer sowie ein Testverfahren unter Verwendung der Testvorrichtung
JP4740414B2 (ja) * 2007-04-24 2011-08-03 東京エレクトロン株式会社 基板搬送装置
JP2009076776A (ja) * 2007-09-21 2009-04-09 Tokyo Electron Ltd プローブ装置及びプローブ方法
JP5258395B2 (ja) * 2008-06-03 2013-08-07 株式会社日本マイクロニクス プロービング装置
JP4482061B2 (ja) 2008-08-19 2010-06-16 パナソニック株式会社 半導体素子の耐圧測定装置および耐圧測定方法
CN101752346B (zh) * 2008-12-17 2011-11-09 和舰科技(苏州)有限公司 高压mos器件栅氧化层可靠性的测试结构及方法
CN201490168U (zh) * 2009-04-03 2010-05-26 中茂电子(深圳)有限公司 具有静电放电装置的探针检测机台
JP5296117B2 (ja) * 2010-03-12 2013-09-25 東京エレクトロン株式会社 プローブ装置
AT511226B1 (de) * 2011-03-17 2013-03-15 Rainer Dr Gaggl Vorrichtung zum hochspannungsprüfen von halbleiterbauelementen
JP5291157B2 (ja) 2011-08-01 2013-09-18 東京エレクトロン株式会社 パワーデバイス用のプローブカード
JP5452640B2 (ja) * 2012-02-07 2014-03-26 シャープ株式会社 半導体試験装置
JP2014011373A (ja) * 2012-07-02 2014-01-20 Tokyo Electron Ltd 半導体検査システム及びインターフェース部の結露防止方法

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20180012972A (ko) * 2016-07-28 2018-02-07 세메스 주식회사 반도체 소자 검사 장치
KR20210020793A (ko) * 2019-08-14 2021-02-24 도쿄엘렉트론가부시키가이샤 프로버 및 프로브 카드의 프리쿨링 방법
KR20210104569A (ko) * 2020-02-17 2021-08-25 도쿄엘렉트론가부시키가이샤 프로브 카드 홀딩 장치 및 검사 장치

Also Published As

Publication number Publication date
JP6289962B2 (ja) 2018-03-07
KR101799990B1 (ko) 2017-11-21
TWI631344B (zh) 2018-08-01
US9562942B2 (en) 2017-02-07
TW201525467A (zh) 2015-07-01
JP2015035577A (ja) 2015-02-19
CN104282592A (zh) 2015-01-14
US20150015285A1 (en) 2015-01-15
CN104282592B (zh) 2018-07-13
EP2824467B1 (en) 2016-09-14
EP2824467A1 (en) 2015-01-14

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101799990B1 (ko) 프로브 장치
CN102313864B (zh) 测试设备及测试方法
US9678143B2 (en) Semiconductor evaluation apparatus
JP5452640B2 (ja) 半導体試験装置
TWI631353B (zh) Probe device
JP2014145615A (ja) 半導体評価装置および半導体評価方法
CN108254667B (zh) 评价装置及评价方法
CN111836916B (zh) 活性气体生成装置
JP2013251509A (ja) 基板検査装置
JP2018160592A (ja) プローバ
US9140726B2 (en) Support body for contact terminals and probe card
CN114982382A (zh) 活性气体生成装置
JP2969086B2 (ja) 大電流用小型接触子
JP6504971B2 (ja) 半導体チップテスト装置および半導体チップテスト方法
KR101371982B1 (ko) 유체 및 진공을 이용한 테스트 시스템 및 그 방법
JP2013024794A (ja) 半導体検査装置及び半導体検査方法
CN212060480U (zh) 一种用于半导体器件测试的装置
JP6045993B2 (ja) プローブ装置
CN107870294B (zh) 评价装置、半导体装置的评价方法
JP2022156307A (ja) コンタクタおよび半導体検査装置
JP6680176B2 (ja) 評価装置および半導体チップの評価方法
JP2022162870A (ja) 検査装置、検査方法および半導体装置の製造方法
JP2018115941A (ja) 半導体装置の評価装置
JP2016095216A (ja) 半導体検査装置および半導体検査方法

Legal Events

Date Code Title Description
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right