WO2011030834A1 - 基板検査装置および基板検査装置における位置合わせ方法 - Google Patents

基板検査装置および基板検査装置における位置合わせ方法 Download PDF

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WO2011030834A1
WO2011030834A1 PCT/JP2010/065556 JP2010065556W WO2011030834A1 WO 2011030834 A1 WO2011030834 A1 WO 2011030834A1 JP 2010065556 W JP2010065556 W JP 2010065556W WO 2011030834 A1 WO2011030834 A1 WO 2011030834A1
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contactor
wafer
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inspection apparatus
contact portion
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春生 岩津
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東京エレクトロン株式会社
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    • G01R31/26—Testing of individual semiconductor devices
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
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    • G01R1/067—Measuring probes
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    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
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    • G01R1/067—Measuring probes
    • G01R1/073—Multiple probes
    • G01R1/07307—Multiple probes with individual probe elements, e.g. needles, cantilever beams or bump contacts, fixed in relation to each other, e.g. bed of nails fixture or probe card

Definitions

  • the present invention relates to a substrate inspection apparatus for performing an electrical inspection of a substrate, and a substrate alignment method in the substrate inspection apparatus.
  • electrode pads that are arranged on the substrate on which these semiconductor devices are formed and are electrically connected to the outside of the substrate are further miniaturized.
  • a substrate inspection apparatus that inspects a substrate on which a semiconductor device is formed
  • signals are exchanged between the inspection apparatus main body of the substrate inspection apparatus and the substrate using such electrode pads.
  • the substrate inspection apparatus is provided between the substrate and the inspection apparatus main body, and includes a contactor for electrically connecting the substrate inspection main body and the substrate.
  • a contactor has a contact part for electrically connecting with the electrode pad of a board
  • a constant load is applied when the contact portion of the contactor is brought into contact with the electrode pad of the board. Further, a load is applied not only in the vertical direction but also in the horizontal direction. This is because the contact portion breaks through an insulating layer made of, for example, an oxide film formed on the surface of the wiring terminal of the metal wiring, and the contact portion and the electrode pad are reliably brought into contact.
  • a wiring pattern is formed on a base film made of resin, and a contact portion electrically connected to an electrode pad of a substrate is formed on a part of the wiring pattern is disclosed.
  • a contact portion electrically connected to an electrode pad of a substrate is formed on a part of the wiring pattern is disclosed.
  • conductive probe electrodes are formed in a line or in a two-dimensional lattice pattern on the circuit board surface of the circuit board on which a plurality of line patterns are formed, and various electrode pads of the board to be inspected are not short-circuited.
  • positioning can be selected is disclosed (for example, refer patent document 2).
  • JP 2000-180469 A Japanese Unexamined Patent Publication No. 7-63788
  • the electrode pads on the substrate and the contact portions of the contactors are miniaturized and densified, the electrode pads of the semiconductor device formed on the substrate to be inspected and the corresponding contact portions of the contactors are surely secured.
  • high-precision alignment must be performed. If alignment cannot be performed reliably, contactor contact portions that are not electrically connected to the electrode pads on the substrate may occur, making it impossible to perform substrate inspection or to obtain incorrect inspection results. There is.
  • the present invention has been made in view of the above points, and even when the electrode pad of the substrate and the contact portion of the contactor are miniaturized and densified, the contactor can be aligned on the substrate with high accuracy.
  • a substrate inspection apparatus and an alignment method in the substrate inspection apparatus that can reliably connect the electrode pads of the substrate and the contact portions of the contactor without applying a large load.
  • the inspection apparatus includes an inspection apparatus main body for electrically inspecting a substrate on which an electronic circuit and electrode pads are formed, and a contact portion formed of a conductive material.
  • a substrate inspection apparatus including a first contactor electrically connected to a main body.
  • the contact portion and the electrode pad of the substrate are electrically connected through a conductive liquid.
  • An alignment method in a substrate inspection apparatus for aligning the substrate is provided.
  • This alignment method includes a first hydrophilization process for hydrophilizing an electrode pad formed on the upper surface of the substrate, a first liquid supply process for supplying a liquid onto the substrate, and a liquid on the surface.
  • FIG. 9B is a cross-sectional view schematically showing the contactor and the substrate in each step of the alignment method in the substrate inspection apparatus according to the first embodiment, following FIG. 9A.
  • FIG. 9B is a cross-sectional view schematically showing the contactor and the substrate in each step of the alignment method in the substrate inspection apparatus according to the first embodiment, following FIG. 9A.
  • the contactor can be aligned with high accuracy on the substrate without applying a large load.
  • a reliable electrical connection can be established between the electrode pads of the substrate and the contact portions of the contactor.
  • the board inspection apparatus 10 includes a tester body 11, a test head 12, and an auto prober 13.
  • the tester body 11 generates signals for testing electronic circuits and the like in a large number of semiconductor chips formed on a substrate (wafer), and reads out the signals from the electronic circuits and the like, such as an LSI (Large Scale Integrated Circuit). It has a circuit.
  • LSI Large Scale Integrated Circuit
  • the test head 12 can move up and down and is arranged in the auto prober 13.
  • the test head 12 has a contactor holder 14 and a contactor 15.
  • the contactor 15 is provided between the tester main body 11 and a substrate to be inspected (hereinafter referred to as a wafer) 16, and sends a signal sent from the tester main body 11 to the wafer 16, and a signal sent from the wafer 16. Is sent to the tester body 11.
  • the contactor holder 14 is provided between the test head 12 and the contactor 15, and holds the contactor 15 on the test head 12. Specifically, the contactor holder 14 is provided at the lower part of the test head 12 and holds the contactor 15 on the lower surface side.
  • the auto prober 13 has a chuck 17 that holds the wafer 16 by suction.
  • the auto prober 13 and the chuck 17 have a temperature adjusting mechanism or the like (not shown), and adjust the temperature of the wafer 16 to a predetermined temperature.
  • An electrode pad 18 is formed on the wafer 16.
  • the contactor 15 is constituted by a semiconductor wafer. Therefore, in the present embodiment, hereinafter, the contactor 15 is referred to as a contactor wafer. However, in other embodiments, the contactor 15 may be made of another material instead of the semiconductor wafer.
  • the contactor wafer 15 is formed with lead wires 21, contacts 22 and test circuits 23 having contact portions 21a formed on the surface (the contact portions 21a are not shown in FIG.
  • the part 21a is shown integrally.)
  • the contact portion 21 a formed on the surface of the lead wiring 21 comes into contact with the electrode pad 18 of the wafer 16, thereby electrically connecting the contactor wafer 15 and the wafer 16.
  • the lead wiring 21 having the contact portion 21 a formed on the surface is provided on the lower surface of the contactor wafer 15 (the surface facing the wafer 16).
  • the lead wiring 21 and the contact portion 21a are formed of a conductive material such as metal.
  • the contact 22 is provided on the contactor holder 14 side of the contactor wafer 15 and electrically connects the contactor wafer 15 and the contactor holder 14.
  • the contact 22 may be provided on the upper surface of the contactor wafer 15. Further, as schematically shown in FIG. 1, it may be provided on the side surface of the contactor wafer 15.
  • the contact 22 is also formed of a conductive material such as metal.
  • the test circuit 23 is provided inside the contactor wafer 15 and between the lead-out wiring 21 having the contact portion 21 a formed on the surface thereof and the contact 22.
  • the test circuit 23 may be formed by a process (semiconductor process) using a semiconductor manufacturing technique.
  • a wiring 22a for electrically connecting the contact 22 of the contactor wafer 15 and the tester body 11 is provided in the contactor holder 14 and the test head 12. That is, the contactor wafer 15 is provided between the tester body 11 and the wafer 16, sends a signal sent from the tester body 11 to the wafer 16 via the wiring 22 a, and routes a signal sent from the wafer 16. It is sent to the tester main body 11 via 22a.
  • a dummy electrode pad that is not electrically wired other than the electrode pad 18 may be formed on the wafer 16, and a dummy contact portion for contacting the dummy electrode pad may be formed on the contactor wafer 15.
  • the dummy contact portion is formed on, for example, the peripheral portion of the contactor wafer 15 and is not electrically connected to the test circuit 23 or the like.
  • the contactor wafer 15 includes, in order from the top, an insulating layer 24, a wiring 25 connected to the contact 22, a test circuit 23 and a pad 27 separated by the insulating layer 26, and a penetration formed in the wafer substrate.
  • the electrode 28, the wiring 29, the insulating layer 30, and the contact portion 21 a separated by the insulating layer 30 are formed.
  • the tester main body 11 in the present embodiment functions as an inspection apparatus main body.
  • the test head 12 and the contactor holder 14 in this embodiment function as a fixing mechanism.
  • test head 12 may be provided inside the auto prober 13 or may be provided outside the auto prober 13.
  • substrate inspection apparatus which concerns on this embodiment is demonstrated.
  • the tester body 11 when an inspection is performed using a substrate inspection apparatus, the tester body 11, the contactor wafer 15, and the wafer 16 constitute an electric circuit.
  • the tester body 11 includes a test generation 31 and a data processor 32.
  • the data processor 32 includes a memory and an AD / DAC (analog digital / digital analog converter).
  • the contactor wafer 15 has a plurality of test circuit portions 15a.
  • Each of the test circuit portions 15 a includes a contact pad (contact portion) 21 a and a test circuit 23.
  • the test circuit 23 of the test circuit unit 15 a includes a driver 41, a comparator 42, and a switch 43.
  • the frequency band of the driver 41, the comparator 42, and the switch 43 may be ⁇ 200 MHz / 10 GHz, and the driver 41 is fixed to Vol / Voh (Worst condition) / variable (not necessarily programmable), etc.
  • the comparator 42 can operate under conditions such as fixed Vil / Vih (Worst condition) / variable (not necessarily programmable).
  • the switch 43 may be composed of five MOSFETs (Metal
  • test circuit unit 15 a of the contactor wafer 15 may not include the voltage / current source 44 but may be included in the tester body 11.
  • An example in which the voltage / current source 44 is included in the tester body 11 is shown in FIG.
  • the test circuit unit 15 a of the contactor wafer 15 may not have a voltage / current source.
  • the test circuit 23 is formed on the contactor wafer 15 itself by a semiconductor process.
  • a semiconductor element 51 made of, for example, a MOSFET is formed on the upper surface side of the contactor wafer 15 by a semiconductor process, and a switch, a driver, and a comparator are formed.
  • the semiconductor element 51 formed on the upper surface side of the contactor wafer 15 is covered with an insulating layer 52.
  • the electrode terminal of the semiconductor element 51 (when the semiconductor element 51 is a MOSFET, the electrode terminal corresponding to the source 53, the drain 54, and the gate 55) is formed on the surface of the insulating layer 52 by the wiring 56, the via electrode 57, and the like. , And electrically connected to the corresponding pad 58.
  • a part of the contactor wafer 15 is formed with a through hole 61 that penetrates the contactor wafer 15 from its upper surface to its lower surface, and some electrode terminals of the semiconductor elements 51 formed on the upper surface side of the contactor wafer 15 are
  • the through electrode 62 formed in the through hole 61 is electrically connected to the corresponding pad 63 formed on the lower surface of the wafer 15.
  • the test circuit 23 is formed on a wafer 15 b different from the contactor wafer 15 by a semiconductor process, and the wafer 15 b on which the test circuit 23 is formed is embedded in the concave portion of the contactor wafer 15.
  • some electrode terminals of the semiconductor element 51 are formed on the upper surface of the wafer 15b by the wiring 56, the via electrode 57, and the like, as in FIG. Are electrically connected to corresponding pads 58.
  • the through electrodes 62 formed in the through holes 61 some electrode terminals of the semiconductor element 51 are electrically connected to the pads 63 formed on the lower surface of the contactor wafer 15 formed on the lower surface of the contactor wafer 15. Is done.
  • the test circuit 23 is formed by a semiconductor process on a wafer 15 c different from the contactor wafer 15 in the same manner as in FIG. 5, and the wafer 15 c on which the test circuit 23 is formed is mounted on the contactor wafer 15.
  • the test circuit 23 is formed on the wafer 15d different from the contactor wafer 15 by a semiconductor process, and the wafer 15d on which the test circuit 23 is formed is insulated from the wafer 15d.
  • the layer 52 is mounted so as to face the contactor wafer 15.
  • some electrode elements of the semiconductor element 51 are formed on the back surface (upper surface) of the wafer 15d by through electrodes 62c formed in the through holes 61c that penetrate the wafer 15d from one surface to the other surface. It is electrically connected to the pad 63c.
  • some electrode terminals of the semiconductor element 51 are pads 58 a formed on the upper surface of the contactor wafer 15. Is electrically connected.
  • the alignment method in the present embodiment includes the substrate inspection method according to the embodiment of the present invention.
  • FIG. 9A (a) schematically shows a cross section of the wafer 16 after the step S11 is performed.
  • the surface of the electrode pad 18 that has been subjected to the hydrophilic treatment is represented by 18a.
  • the hydrophilic treatment can be performed by, for example, selectively irradiating UV light through a mask after applying a photocatalyst.
  • the dummy electrode pad may be hydrophilized.
  • a hydrophobization process is performed to hydrophobize regions other than the electrode pads 18.
  • the hydrophobic treatment can be performed, for example, by selectively applying a hydrophobic material such as an organosilicon compound. However, in other embodiments, the hydrophobizing process may not be performed.
  • a liquid supply step is performed on the wafer 16 in which the electrode pad 18 has a hydrophilic surface 18a and the other region is subjected to a hydrophobic treatment (S12). Specifically, the liquid is supplied onto and around the surface 18a of the electrode pad 18 that has been subjected to hydrophilic treatment.
  • the liquid can be supplied by various supply methods such as coating, spraying, and discharging.
  • droplets 19 are formed on and around the surface 18a of the electrode pad 18 subjected to the hydrophilic treatment. It is not necessary to supply the liquid directly to the hydrophilic surface 18a of the electrode pad 18.
  • the liquid moves from the hydrophobized region to the hydrophilized surface 18a, and as shown in FIG. A droplet 19 is formed.
  • the liquid droplets 19 may be formed by selectively applying a liquid onto the electrode pad 18 by using an ink jet printing technique.
  • the liquid (droplet 19) to be supplied has conductivity.
  • a liquid having hydrophilicity for example, a liquid containing moisture is preferable.
  • a hydrophobic (lipophilic) liquid can be used.
  • the liquid is also applied to the dummy electrode pad.
  • the mounting process includes a mounting step (S13) for mounting the contactor wafer 15 on the wafer 16, a positioning step (S14) for positioning the contactor wafer 15 with respect to the wafer 16, and the wafer.
  • An etching step (S15) for cleaning the 16 electrode pads 18 and the contact portion 21a of the contactor wafer 15 is included.
  • the contactor wafer 15 is placed on the wafer 16 on which the droplets 19 are supplied to the surface 18a of the electrode pad 18. Specifically, first, alignment is performed so that the electrode pad 18 and the contact portion 21a formed on the surface of the lead-out wiring 21 of the contactor wafer 15 face each other by an alignment mechanism or the like provided in the substrate inspection apparatus. . This alignment does not require high alignment accuracy. Next, the contactor wafer 15 is placed on the wafer 16 in a state where the droplets 19 are formed on and around the surface 18a of the electrode pad 18 that has been subjected to hydrophilic treatment. Further, when placing, it is not necessary to apply a force in the lateral (horizontal) direction to the contactor wafer 15.
  • the contact portion 21a of the contactor wafer 15 to be placed may be subjected to a hydrophilic treatment similarly to the electrode pad 18 of the wafer 16. Or you may form the contact part 21a using materials which have hydrophilic property, such as a metal with good wettability with respect to a liquid.
  • the contactor wafer 15 may be mounted on the wafer 16 by a transfer device (not shown) provided separately from the test head 12 integrated with the contactor holder 14. Alternatively, the contactor wafer 15 may be placed on the wafer 16 by separating and dropping the contactor wafer 15 previously held on the contactor holder 14 of the test head 12 from the contactor holder 14 on the wafer 16.
  • the contactor wafer 15 placed on the wafer 16 is aligned in a self-aligned manner with respect to the wafer 16 as shown in FIG. 9A (d) (S14).
  • the contactor wafer 15 moves to the wafer 16 as the droplet 19 moves so as to contact the hydrophilic surface 18 a of the electrode pad 18 of the wafer 16 and the corresponding contact portion 21 a of the contactor wafer 15.
  • the droplets 15 themselves can stay between the surface 18a and the contact portion 21a due to surface tension without spreading. Therefore, in terms of utilizing surface tension, it is more preferable to use a hydrophilic liquid and make the electrode pad 18 and the contact portion 21a hydrophilic.
  • the dummy electrode pad and the dummy contact portion come into contact with each other through the liquid and are aligned.
  • the contactor wafer 15 and the wafer 16 are aligned as described above, the contactor wafer 15 and the wafer 16 are left as they are for a predetermined period as shown in FIG. 9B (e).
  • the surface of the electrode pad 18 and / or the contact portion 21a is reduced or etched by the droplet 19 (S15). That is, even when a film of an oxide film or contamination is formed on the surface of the electrode pad 18 and / or the contact portion 21a, the oxide film or the film is reduced by the droplets 19, or It is removed by etching.
  • a liquid (droplet 19) having a property of reducing the oxide film or the like or a property of etching the oxide film or the like is used. Further, by performing such reduction or etching, the electrical contact between the electrode pad 18 and the contact portion 21a can be improved.
  • FIG. 9B (f) by lowering the contactor holder 14, a force is applied so as to press the contactor wafer 15 against the wafer 16, and the contactor wafer 15 and the wafer 16 are fixed in contact with each other.
  • a fixing step is performed (S16).
  • illustration of the contact portion 21a is omitted, and the lead-out wiring 21 and the contact portion 21a are shown integrally.
  • the alignment step (S14) since the electrode pad 18 and the contact portion 21a have already been aligned, it is only necessary to apply a downward force in the fixing step (S16). Further, in the etching step (S15), since the oxide film such as the surface of the electrode pad 18 is removed, it is not necessary to apply a force to the contactor wafer 15 in the lateral direction.
  • the contact 22 of the contactor wafer 15 and the contact of the contactor holder 14 are electrically connected.
  • the inspected (electronic) circuit formed in the wafer 16 passes through the contact portion 21a formed in the contactor wafer 15, the test circuit 23, the contact 22, and the wiring 22a formed in the contactor holder 14. Connected to the tester body 11.
  • an inspection process for inspecting the circuit to be inspected of the wafer 16 connected to the tester body 11 is performed (S17).
  • the switch and driver of the test circuit 23 provided on the contactor wafer 15 are controlled to generate a signal, and the generated signal is a circuit to be inspected on the wafer 16.
  • a predetermined output signal is generated in the circuit under test.
  • This output signal is output from the electrode pad 18 for output of the wafer 16, is read by controlling the switch and comparator of the test circuit 23 of the contactor wafer 15, and the read signal is sent to the tester body 11. Then, in the tester body 11, it is determined whether or not the circuit to be inspected of the wafer 16 is operating normally.
  • the present embodiment generation of inspection signals and signal reading are performed on the contactor wafer 15 adjacent to the wafer 16.
  • the wiring length from the wafer 16 to the circuit for reading signals can be shortened.
  • the circuit wiring length is long, the parasitic capacitance parasitic on the circuit wiring is remarkably increased, and in particular, high frequency signals cannot be detected with high accuracy. Therefore, in this embodiment, when inspecting a semiconductor substrate having a circuit operating at a high frequency, particularly at a high frequency of 1 GHz or more, the substrate inspection can be performed with higher accuracy than a conventional substrate inspection apparatus.
  • a separation process is performed (S18).
  • the contactor holder 14 is raised while holding the contactor wafer 15, and the contactor wafer 15 and the wafer 16 are separated.
  • FIGS. 10A and 10B show the contactor holder 14, the contactor wafer 15, the wafer 16, and the like before and after the separation process using the application of pressure.
  • the through hole 74 may be provided at the center of the contactor wafer 15 or may be provided around the contactor wafer 15 where the contact portion 21a is not provided.
  • gas may be blown between the contactor wafer 15 and the wafer 16 from the periphery of the wafer 16 without providing the through hole 74 in the contactor wafer 15. Further, by reducing the atmosphere, it can be detached without requiring a high pressure. In addition, by selecting and using a liquid whose adsorption force is weakened as it dries, the contactor wafer 15 and the wafer 16 can be separated without using a special method. Alternatively, it can be separated by pouring a liquid between the contactor wafer 15 and the wafer 16. In addition, the contactor wafer 15 may be moved to the separation processing chamber while being placed on the wafer 16 and separated therefrom.
  • FIG. 11 is a flowchart for explaining the procedure of each step of the contactor wafer manufacturing method according to the present embodiment.
  • FIG. 12 is a cross-sectional view and a top view schematically showing the structure of the contactor wafer in each step of the contactor wafer manufacturing method according to the present embodiment.
  • FIGS. 12A to 12F show the structure of the contactor wafer after the steps S21 to S26 in FIG. 11 are performed.
  • a cross-sectional view is shown on the left side
  • a top view is shown on the right side.
  • a substrate preparation process is performed (S21). Specifically, first, as shown in FIG. 12A, a wafer 15e on which a predetermined circuit is formed in advance by a semiconductor manufacturing technique including photolithography, film formation, and the like is prepared. Next, the test circuit 23 and the pad 27 formed separately by the insulating layer 26, the wiring 25, and the insulating layer 24 are formed on the lower surface of the wafer 15e.
  • the test circuit 23 includes a driver, a comparator, and a switch.
  • a through electrode 28 is formed in the wafer 15e, and the through electrode 28 electrically connects the test circuit 23 and a wiring 29 described later.
  • a metal film 29a for forming the wiring 29 is formed on the upper surface of the wafer 15e (metal film forming step: S22).
  • a mask is formed on the metal film 29a, and the metal film 29a exposed from the mask is etched to form the wiring 29 as shown in FIG. 12C (wiring forming step: S23).
  • the etching at this time may be wet etching or dry etching.
  • the wiring 29 is formed up to the periphery of the wafer 15e.
  • the wiring 29 formed up to the peripheral part is used for exchanging signals with the inspection apparatus.
  • an insulating layer 30 is formed on the surface of the wafer 15e where the wiring 29 is formed, and an opening is formed by photolithography and etching, as shown in FIG. The wiring 29 is exposed in the opening.
  • a mask is formed at a position where the opening is to be formed, the insulating layer 30 is formed so as to cover the upper surface of the mask, the wiring 29, and the wafer 15e, and the mask is lifted off to open the insulating layer 30.
  • a part may be formed.
  • the insulating layer 30 may be formed by any method such as CVD, PVD, coating, vapor deposition, or the like as long as the previously formed wiring is not damaged.
  • the insulating layer 30 may be made of a resin material such as polyimide in addition to silicon oxide.
  • a lead wire 21 electrically connected to the wire 29 is formed (lead wire forming step: S25).
  • a contact portion 21a is formed on the lead-out wiring 21 (contact portion forming step: S26).
  • the contact portion 21 a may have a convex shape that protrudes from the upper surface of the insulating layer 30, or may have a planar shape that is the same height as the upper surface of the insulating layer 30.
  • the contact portion 21a may have a concave shape lower than the surface of the wafer 15e. In this case, the electrode pad 18 of the wafer 16 to be inspected can be electrically connected via a conductive liquid.
  • the contactor wafer 15 is manufactured by the manufacturing method as described above.
  • the lead wire 21 formed in the lead wire forming step (S25) may be used instead of the contact portion 21a without performing the contact portion forming step (S26).
  • the lead wiring 21 may be formed so as to protrude from the upper surface of the insulating layer 30.
  • a hydrophilic treatment process for hydrophilizing the surface of the contact portion 21a may be performed.
  • the hydrophilic treatment process can be performed using the same method as the hydrophilic treatment for the electrode pad 18 of the wafer 16 described with reference to FIG. 9A (a). That is, the hydrophilic treatment can be performed by selectively irradiating UV light with a mask after applying the photocatalyst. Further, the region other than the contact portion 21a of the contactor wafer 15 may be subjected to a hydrophobic treatment. In this case, the hydrophobizing treatment can be performed by selectively applying a water repellent material such as an organosilicon compound.
  • the wiring 29 is formed in a lattice shape, and the lead-out wiring 21 and the contact portion 21a are also formed in a lattice shape. Is done.
  • the shape is not limited to the lattice shape, and may be a shape other than the lattice shape, for example, a shape extending radially from the center of the wafer 16 as shown in FIGS. 13 (a) to 13 (f).
  • the example shown in FIG. 13 differs from the example shown in FIG. 12 only in the shape of the arrangement of the lead wiring 21 and the contact portion 21a, and the cross-sectional shape is substantially the same.
  • the contactor wafer may be designed to be as versatile as possible, and the unused contact portions may be insulated in accordance with the arrangement of the electrode pads on the wafer.
  • the contact portion that is not used may be insulated before shipping the contactor wafer as a product, or may be performed immediately after the shipment.
  • an insulation processing unit for example, a resist coating processing unit
  • a conductive recovery processing (for restoration) unit for example, resist stripping / development processing
  • the surface of the contact portion that is not used among the formed contact portions is covered with an insulating material.
  • an insulating material for example, a resist can be used, and it can be applied by an ink jet printing method.
  • the wiring that electrically connects the unused contact portions among the formed contact portions may be cut by, for example, a laser.
  • the contactor is formed on the wafer.
  • the wafer can be aligned with high accuracy, and the electrode pad of the substrate and the contact portion of the contactor wafer can be reliably electrically connected without applying a large load.
  • the board inspection apparatus 10a includes a tester body 11a, a test head 12a, and an auto prober 13.
  • the tester body 11a is an LSI (Large Scale Integrated) in which a circuit for generating a test signal for testing a circuit to be inspected on the wafer 16 to be inspected, a circuit for reading an output signal from the circuit to be inspected on the wafer 16, and the like are formed. Circuit) etc.
  • the test head 12a is installed in the auto prober 13 so as to be moved up and down, and has a contactor holder 14a and a contactor wafer 15.
  • the contactor holder 14a is provided below the test head 12a, and holds the contactor 15 on the lower surface side.
  • the auto prober 13 has a chuck 17, which chucks the wafer 16.
  • the tester body 11a has a circuit for wireless communication for exchanging signals in a contactless manner with the contactor wafer 15 using wireless communication, in addition to the circuit described above. Further, the contactor wafer 15 has a circuit for wireless communication for exchanging signals with the tester main body 11a using wireless communication. Using these wireless communication circuits, the tester body 11a and the contactor wafer 15 perform direct wireless communication.
  • the contactor wafer 15 includes a contact portion 21a and a test circuit 23, and the test circuit 23 includes a wireless communication circuit (in FIG. 14, illustration of the contact portion 21a is omitted and drawn out).
  • the wiring 21 and the contact part 21a are shown integrally.
  • the test circuit 23 can be formed by a process (semiconductor process) using a semiconductor manufacturing technique. Further, as can be easily understood from the comparison between FIG. 14 and FIG. 1, the contact between the contactor wafer 15 and the tester holder 14 b is unnecessary, and the wiring for electrically connecting the contactor wafer 15 and the tester main body 11. Is also unnecessary.
  • the tester main body 11a in the present embodiment functions as an inspection apparatus main body.
  • the test head 12a and the contactor holder 14a in this embodiment serve as a fixing mechanism.
  • test head 12a may be provided inside the auto prober 13 or may be provided outside the auto prober 13.
  • an electric circuit configured when performing inspection using the substrate inspection apparatus according to the present embodiment will be described.
  • the tester body 11a has a test generation 31 and a data processor 32.
  • the data processor 32 includes a memory and an AD / DAC (analog digital / digital analog converter).
  • AD / DAC analog digital / digital analog converter
  • a large number of test circuit portions 15 a are formed on the contactor wafer 15.
  • Each of the test circuit portions 15a includes a contact portion 21a and a test circuit 23.
  • the test circuit 23 of the test circuit unit 15 a includes a driver 41, a comparator 42, a switch 43, and a voltage / current source 44.
  • the tester body 11 a includes a wireless interface (I / F) 33 and an antenna 33.
  • the test circuit 23 of the test circuit unit 15 a includes a wireless I / F 45 and an antenna 45.
  • the wireless I / Fs 33 and 45 include a transmission system circuit and a reception system circuit.
  • the transmission system and reception system circuits may be connected to the antenna via, for example, a duplexer.
  • the wireless communication system is not particularly limited, and may be a general non-contact communication technique.
  • a communication system used for a non-contact IC card used for electronic money or the like can be used.
  • the structure of the contactor wafer according to the present embodiment is the same as that of the first embodiment except that a wireless communication circuit is included in the test circuit. That is, if the wireless I / F and the antenna 45 are formed in the test circuit 23, a contactor wafer having a structure similar to the various structures described in the first embodiment with reference to FIGS. 4 to 7 can be used. it can. In addition, alignment can be performed using the alignment method in the substrate inspection apparatus described with reference to FIGS. 8 to 10 in the first embodiment. Furthermore, a contactor wafer can be manufactured using the contactor wafer manufacturing method described with reference to FIG. 11 in the first embodiment.
  • the present embodiment it is only necessary that alignment between the wafer and the contactor wafer can be performed, and the wafer and the contactor wafer can be electrically connected, and the contactor wafer and the contactor holder are not electrically connected. Also good. Moreover, it is not necessary to provide wiring in the contactor holder. Therefore, the structure of the contactor holder can be simplified.
  • the board inspection apparatus 10b includes a tester body 11b, a test head 12b, and an auto prober 13.
  • the test head 12b is installed in the auto prober 13 so as to be moved up and down, and has a contactor holder 14b and a contactor wafer 15.
  • the contactor holder 14b is provided below the test head 12b and holds the contactor 15 on the lower surface side.
  • the auto prober 13 has a chuck 17 that chucks and fixes the wafer 16.
  • the contactor wafer 15 has a contact portion 21a and a test circuit 23 substantially in the same manner as in the second embodiment, and the test circuit 23 includes a wireless communication circuit.
  • the contactor holder 14b is provided with a tester circuit wafer 80 including the circuit 81 and the wiring 82.
  • the tester main body 11b in the present modification serves as an inspection apparatus main body. Further, the test head 12b and the contactor holder 14b in this modification function as a fixing mechanism.
  • test head 12b may be provided inside the auto prober 13 or may be provided outside the auto prober 13.
  • an electric circuit is constituted by a tester body 11 b, a tester circuit wafer 80, a contactor wafer 15, and a wafer 16.
  • the contactor wafer 15 according to this modification has a driver 41, a comparator 42, a switch 43, a voltage / current source 44, a wireless I / F, and an antenna 45, substantially as in the second embodiment. .
  • a contactor wafer having the same structure as the various structures described in the first embodiment with reference to FIGS. 4 to 7 can be used.
  • the wafer 16 can be aligned using the alignment method in the substrate inspection apparatus described with reference to FIGS. 8 to 10 in the first embodiment.
  • a contactor wafer can be manufactured using the contactor wafer manufacturing method described with reference to FIG. 11 in the first embodiment.
  • the test generation 31, the data processor 32, the wireless I / F, and the antenna 33 provided in the tester body in the second embodiment are provided on the tester circuit wafer 80 in the contactor holder 14b. It has been. Therefore, a test signal is generated by the tester circuit wafer 80. Further, wireless communication is performed between the contactor wafer 15 (wireless I / F 45) and the tester circuit wafer 80 (wireless I / F 33).
  • the data processor 32 includes a memory and an AD / DAC (analog digital / digital analog converter).
  • the tester circuit wafer 80 is provided with an I / F 34 for a tester computer for exchanging signals with the tester main body 11b.
  • the wireless I / Fs 33 and 45 have substantially the same configuration as the wireless I / Fs 33 and 45 in the second embodiment, and a substantially similar communication method can be used.
  • the contactor wafer 15 and the wafer 16 can be aligned with high accuracy as in the first and second embodiments.
  • a signal generated by the test generation 31 formed on the tester circuit wafer 80 in the contactor holder 14b and processed by the data processor 32 or the like is transmitted to the contactor wafer 15 by wireless communication. This is input to the circuit under test on the wafer 16 via the contactor wafer 15.
  • a signal generated in the circuit to be inspected on the wafer 16 is transmitted from the contactor wafer 15 to the tester circuit wafer 80 by wireless communication. Accordingly, the communication distance and wiring length from the tester circuit wafer 80 to the wafer 16 can be shortened.
  • the signal generation circuit portion is also provided in the vicinity of the wafer 16, so that when a semiconductor substrate having a circuit operating at a higher frequency, particularly at a high frequency of 1 GHz or more, is inspected, compared with a conventional substrate inspection apparatus. The substrate inspection can be performed with high accuracy.
  • the wafer 16 and the contactor wafer 15 can be aligned with high accuracy, and the wafer 16 and the contactor wafer 15 can be electrically connected.
  • the contactor wafer 15 and the contactor holder 14b may not be electrically connected via the contact. Therefore, the structure of the contactor wafer 15 and the contactor holder 14b can be simplified.
  • FIG. 18 is a front view including a partial cross section showing the substrate inspection apparatus according to the present embodiment.
  • the board inspection apparatus 10c according to the present embodiment includes a tester body 11c, a test head 12c, and an auto prober 13.
  • the tester body 11c has substantially the same configuration as the tester body 11b in the modification of the second embodiment, and the auto prober 13 is also substantially the same as the auto prober 13 in the modification of the second embodiment. It has the composition of.
  • the test head 12c in the present embodiment includes a contactor holder 14b, a contactor wafer 15, a lower contactor holder 114b, and a lower contactor wafer 115.
  • the contactor holder 14b has substantially the same configuration as the contactor holder 14b of the modification of the second embodiment, and is attached to the lower part of the test head 12c.
  • the contactor wafer 15 also has substantially the same configuration as that of the contactor wafer 15 of the modification of the second embodiment, and is held by the contactor holder 14b.
  • the lower contactor holder 114 b has a recess on the lower surface side, and this recess engages with the chuck 17. Further, a lower side tester circuit wafer 180 including a circuit 181 having a wireless communication circuit (described later), a wiring 182 and the like is formed on the lower contactor holder 114b. The lower contactor holder 114b is electrically connected to the tester body 11c via the wiring 182. The lower contactor wafer 115 is held in a recess formed on the upper surface side of the lower contactor holder 114b.
  • test circuit 123 includes a communication circuit (described later) and the like, and can exchange signals with the lower contactor holder 114b.
  • a wafer 116 to be inspected is disposed between the lower contactor wafer 115 and the contactor wafer 15.
  • the wafer 116 has an electrode pad 18 on the upper surface and an electrode pad 118 on the lower surface.
  • the contactor portion 21 a of the contact wafer 15 is electrically connected to the corresponding electrode pad 18, and the contactor portion 121 b of the contactor wafer 115 is electrically connected to the corresponding electrode pad 118.
  • the contactor holder 14b is referred to as an upper contactor holder 14b
  • the contactor wafer 15 is referred to as an upper contactor wafer 15
  • the tester circuit wafer 80 is referred to as an upper tester circuit wafer 80.
  • the tester main body 11c, the upper tester circuit wafer 80, the upper contactor wafer 15, and the wafer 116 constitute one electric circuit.
  • the upper tester circuit wafer 80 has a test generation 31, a data processor 32, a wireless I / F 33, an antenna 33, and an I / F 34 with a tester computer, similarly to the tester circuit wafer 80 according to the modification of the second embodiment. . These are formed in the circuit 80 (FIG. 18) in the tester circuit wafer 80.
  • the upper contactor wafer 15 is the same as the modification of the second embodiment, and includes a driver 41, a comparator 42, a switch 43, a voltage / current source 44, a wireless I / F 45, and an antenna 45.
  • the tester body 11c, the lower tester circuit wafer 180, the lower contactor wafer 115, and the wafer 116 constitute another electrical circuit.
  • the lower tester circuit wafer 180 is similar to the (upper surface side) tester circuit wafer 80, and includes a test generation 131, a data processor 132, a wireless I / F 133, an antenna 133, and an I / F 134 with a tester computer.
  • the lower contactor wafer 115 is the same as the upper contactor wafer 15, and includes a driver 141, a comparator 142, a switch 143, a voltage / current source 144, a wireless I / F 145, and an antenna 145.
  • the upper contactor wafer 15 according to the present embodiment can have various structures described with reference to FIGS. 4 to 7 in the first embodiment. Furthermore, the upper contactor wafer 15 can be manufactured by using the contactor wafer manufacturing method described with reference to FIG. 11 in the first embodiment.
  • the lower contactor wafer 115 can also have the same structure as that of the first embodiment, and can be manufactured using the contactor wafer manufacturing method according to the first embodiment.
  • the wiring 122a drawn from the tester circuit wafer 180 provided in the lower contactor holder 114b and the tester body 11c may be connected by a wiring (not shown) or connected via a wireless communication circuit (not shown). May be.
  • FIG. 20 is a flowchart for explaining the procedure of each step of the alignment method in the substrate inspection apparatus according to this embodiment.
  • 21A to 21D are cross-sectional views schematically showing a contactor and a wafer to be inspected in each step of the alignment method in the substrate inspection apparatus according to the present embodiment.
  • FIG. 20 shows not only the alignment method in the substrate inspection apparatus, but also the substrate inspection method including the alignment method.
  • a lower surface side hydrophilization process is performed (S31). Specifically, a wafer 116 manufactured as a laminated substrate by bonding or the like and having electrode pads formed on both upper and lower surfaces is prepared, and the lower surface side electrode pad 118 formed on the lower surface is subjected to a hydrophilic treatment. In the present embodiment, the hydrophobic treatment is performed on the region other than the lower surface side electrode pad 118. In FIG. 21A (a) to FIG. 21A (d), the surface of the lower surface side electrode pad 118 subjected to the hydrophilic treatment is denoted by 118a.
  • the hydrophilic treatment of the lower surface side electrode pad 118 and the water repellent treatment of the region other than the lower surface side electrode pad 118 can be performed in the same manner as the method described in the first embodiment.
  • the lower surface side dummy electrode pad may be hydrophilized.
  • a lower surface side liquid supply process is performed (S32). Specifically, the liquid is supplied onto the lower contactor wafer 115 which is accommodated in the recess on the upper surface side of the lower contactor holder 114b and the lower surface contact portion 121a is subjected to a hydrophilic treatment. As a result, as shown in FIG. 21A (b), droplets 119 are formed on and around the lower surface side contact portion 121a formed on the surface of the extraction electrode 121 of the lower contactor wafer 115.
  • the material of the liquid, and the method of applying the liquid refer to the first embodiment.
  • the liquid is also applied to the dummy contact portion, and droplets are also formed on the dummy contactor portion.
  • the lower surface side mounting process includes a mounting step (S33), an alignment step (S34), and an etching step (S35).
  • the wafer 116 is placed on the lower contactor wafer 115 on which the droplet 119 is formed. That is, the wafer 116 is placed on the lower contactor wafer 115 so that the lower surface side contact portion 121a formed on the surface of the extraction electrode 121 of the lower contactor wafer 115 and the lower surface side electrode pad 118 are in contact with each other through the droplet 119. Is placed.
  • the wafer 116 and the lower contactor wafer 115 are aligned prior to the placing step, but this alignment does not require high alignment accuracy. Further, when placing, it is not necessary to apply force to the wafer 116 in any direction.
  • the lower surface contact portion 121a of the lower contactor wafer 115 may be subjected to a hydrophilic treatment in the same manner as the lower surface side electrode pad 118 of the wafer 116. Or you may form the lower surface side contact part 121a using materials which have hydrophilic property, such as a metal with good wettability with respect to a liquid.
  • the mounting operation of mounting the wafer 116 on the lower contactor wafer 115 may be performed by a transfer device (not shown).
  • the wafer 116 placed on the lower contactor wafer 115 in the placing step (S33) is positioned in a self-aligned manner by the surface tension of the lower contactor wafer 115 and the droplet 119, as shown in FIG. 21A (d). To be combined.
  • the lower surface side dummy electrode pad described above is provided on the wafer 116 and the lower surface side dummy contact portion described above is provided on the lower contactor wafer 115, the lower surface side dummy electrode pad and the lower surface side dummy contact portion are interposed via the liquid. Touch and align.
  • the wafer 116 and the lower contactor wafer 115 are aligned in the placing step (S33), as shown in FIG. 21B (e), the wafer 116 and the lower contactor wafer 115 are left as they are for a predetermined period. .
  • the surface of the lower surface side electrode pad 118 of the wafer 116 and / or the surface of the lower surface side contact portion 121a of the lower contactor wafer 115 is reduced or etched by the droplet 119. That is, even when the surface of the lower surface side electrode pad 118 and / or the surface of the lower surface side contact part 121a is formed with an oxide film or a contamination, it can be removed by the droplet 119.
  • the liquid that becomes the droplet 119 it is possible to use a liquid that has the property of reducing the oxide film or the like, or that has the property of etching the oxide film or the like, as in the first embodiment.
  • a lower surface side fixing step is performed (S36). Specifically, as shown in FIG. 21B (f), a force is applied to press the wafer 116 against the lower contactor wafer 115 to bring the lower surface side electrode pad 118 and the lower surface side contact portion 121a into close contact with each other. (Note that in FIG. 21B (f) to FIG. 21D (l), the lower surface side contact portion 121a is not shown, and the lead-out wiring 121 and the lower surface side contact portion 21a are shown integrally.) Since the surface of the electrode pad 118 and the surface of the lower surface side contact portion 121a are cleaned by the liquid droplets 119, it is not necessary to apply a force to the wafer 116 in the lateral direction.
  • the lower surface side fixing step may be omitted and the wafer 116 and the lower contactor wafer 115 may be fixed when performing the upper surface side fixing step (S42) described later.
  • an upper surface side hydrophilic treatment process is performed (S37). Specifically, a hydrophilic treatment is performed on the upper surface side electrode pad 18 of the wafer 116. In the present embodiment, the hydrophobic treatment is performed on the region other than the upper surface side electrode pad 18.
  • the hydrophilization treatment and the hydrophobization treatment can be performed by a method similar to the method described in the first embodiment.
  • FIG. 21B (g) to FIG. 21C (j) the surface of the electrode pad 18 that has been subjected to the hydrophilic treatment (upper surface side) is represented by 18a.
  • an upper surface side liquid supply step is performed (S38). Specifically, the liquid is supplied onto the wafer 116 by a method similar to the method described in the first embodiment. As a result, as shown in FIG. 21C (h), droplets 19 are formed on and around the surface 18a.
  • the upper surface side placing process includes a placing step (S39), an alignment step (S40), and an etching step (S41).
  • the upper surface side contactor wafer 15 is transported by the wafer transport arm 90 above the wafer 116 having the droplets 19 formed on the surface thereof. Placed on. At this time, it is not necessary to perform alignment by the wafer transfer arm 90 with high accuracy. Further, when mounting, it is not necessary to apply force to the wafer 116 also in the lateral (horizontal) direction.
  • hydrophilic treatment may be performed also on the upper surface side contact portion 21 a of the upper surface side contactor wafer 15 in the same manner as the upper surface side electrode pad 18 of the wafer 116. Or you may form the upper surface side contact part 21a using materials which have hydrophilic property, such as a metal with good wettability with respect to a liquid.
  • the upper surface side contactor wafer 15 placed on the wafer 116 is aligned in a self-aligned manner with the surface tension of the liquid droplet 19 between the upper surface side contactor wafer 15 and the wafer 116 in S40 as shown in FIG. 21C (j).
  • the (upper surface side) dummy electrode pad and the (upper surface side) contactor wafer 15 has the above-mentioned (upper surface side) dummy contact portion, the (upper surface side) dummy electrode pad and (upper surface side) Side)
  • the dummy contact portion comes into contact with the liquid and is aligned.
  • the upper contactor wafer 15 is left as it is for a predetermined period. During this time, the surface of the upper electrode pad 18 of the wafer 116 and / or the surface 18a of the lower contact portion 18 of the upper contactor wafer 15 is reduced or etched by the droplet 119. That is, even when a film made of an oxide film or contamination is formed on the surface of the upper surface side electrode pad 18 and / or the surface of the lower surface side contact portion 121a, it can be removed by the droplet 119.
  • an upper surface side fixing step is performed (S42). Specifically, as shown in FIG. 21D (l), the contactor holder 15b is lowered and the contactor wafer 15 is pushed down by a method similar to the method described in the first embodiment. Is fixed in contact. (In FIG. 21D (l), illustration of the lower surface side contact portion 121a is omitted.)
  • the inspection process is performed in substantially the same manner as the inspection process (S17 in FIG. 8) described in the first embodiment (S43).
  • the lower surface side of the wafer 116 is also inspected. Specifically, a signal is transmitted from the tester main body 11c to the lower contactor wafer 115 via the lower surface tester circuit wafer 180 in the lower contactor holder 114b by wireless communication, and based on the transmitted signal, the lower contactor Signals are generated by controlling the switches and drivers of the test circuit 123 provided on the wafer 115, and the generated signals are sent to the input side of the lower surface side of the circuit under test on the wafer 116.
  • the signal generated from the output side on the lower surface side of the circuit under test of the wafer 116 is read by controlling the switch and the comparator of the test circuit 123 of the lower contactor wafer 115, and the read signal is read by the lower contactor.
  • the wafer 115 is sent to the lower surface side tester circuit wafer 180 by wireless communication, and further sent to the tester body 11c.
  • a separation process (S44) is performed. This separation step can be performed in the same manner as the separation step (S18) in the first embodiment.
  • the substrate inspection apparatus and the contactor wafer according to the present embodiment, even when the wafer 116 has electrode pads on the upper and lower surfaces, the wafer 116, the contactor wafer 15 and the contactor wafer 115 are aligned with high accuracy. it can.
  • the wiring length from the wafer 116 to the circuit for reading signals can be shortened, and when inspecting a semiconductor substrate having a circuit operating at a high frequency, particularly a high frequency of 1 GHz or more, Substrate inspection can be performed with higher precision than conventional substrate inspection apparatuses.
  • FIG. 22 is a front view including a partial cross section showing the substrate inspection apparatus according to the present embodiment.
  • the substrate inspection apparatus 10d according to this embodiment includes a tester body 11d, a test head 12d, and an auto prober 13.
  • the auto prober 13 has substantially the same configuration as the auto prober 13 in the first embodiment.
  • the test head 12d has a contactor holder 14c and a contactor wafer 15f.
  • the contactor holder 14c and the contactor wafer 15f are electrically connected to each other via a contact 22 provided on the contactor wafer 15f.
  • the contact wafer 15f is provided with a contact portion 21a that contacts the electrode pad 18 of the wafer 16 to be inspected.
  • the contactor wafer 15f is not provided with a test circuit such as a driver, a comparator, a switch, and a voltage / current source.
  • a test circuit may be provided in the tester body 11d, or a tester circuit wafer including the test circuit may be provided in the contactor holder 14c.
  • alignment can be performed using the alignment method in the substrate inspection apparatus described with reference to FIGS. 8 to 10 in the first embodiment.
  • FIG. 23 is a cross-sectional view (left side) and a top view (right side) schematically showing the structure of the contactor wafer in each step of the contactor wafer manufacturing method according to the present embodiment.
  • a wafer 15f is prepared. As described above, in the present embodiment, no test circuit is formed in the wafer 15f. Next, as shown in FIG. 23B, a metal film 29a for forming the wiring 29 is formed on the wafer 15f.
  • etching may be wet etching or dry etching.
  • the insulating layer 30 is formed on the entire surface of the wafer 15f on which the wiring 29 is formed, and an opening is formed in the insulating layer 30 by photolithography and etching, as shown in FIG.
  • the wiring 29 is exposed in the opening.
  • a mask is formed at a position where the opening is to be formed, the insulating layer 30 is formed so as to cover the upper surface of the mask, the wiring 29, and the wafer 15f, and the mask is lifted off, thereby opening the insulating layer 30.
  • a part may be formed.
  • the insulating layer 30 may be formed by any method such as CVD, PVD, coating, vapor deposition, or the like as long as the previously formed wiring is not damaged.
  • the insulating layer 30 may be made of a resin material such as polyimide in addition to silicon oxide.
  • the opening portion of the insulating layer 30 is filled with metal by plating or the like, thereby forming the lead wiring 21 that is electrically connected to the wiring 29 as shown in FIG.
  • a contact portion 21a is formed on the lead-out wiring 21 drawn to the upper surface.
  • the contact portion 21a is preferably formed of a hydrophilic metal.
  • the upper surface of the contact portion 21 a may be at the same height as the upper surface of the insulating layer 30, and may protrude in a convex shape from the upper surface of the insulating layer 30. Even in the case where a recess lower than the surface of the insulating layer 30 is formed, it can be electrically connected to the electrode pad 18 (FIG. 22) of the wafer 16 to be inspected via a conductive liquid.
  • the lead-out wiring 21 instead of the contact part 21a, without forming the contact part 21a.
  • the lead wiring 21 may be formed so as to protrude from the upper surface of the insulating layer 30.
  • a photocatalyst is applied, and the contact portion 21a ( Or you may perform a hydrophilic treatment with respect to the extraction wiring 21). Moreover, you may hydrophobize with respect to area
  • the hydrophobizing treatment can be performed by selectively applying a water repellent material such as an organosilicon compound.
  • a contactor wafer is manufactured by the manufacturing method as described above.
  • the wafer to be inspected and the contactor wafer can be easily aligned in a self-aligning manner, and the wafer and the contactor wafer can be easily electrically connected.

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Abstract

　電子回路および電極パッドが形成された基板における電気的な検査を行うための検査装置本体部と、検査装置本体部に電気的に接続されたコンタクタと、を有する。コンタクタは、半導体ウェハに、導電性材料により形成されたコンタクト部が形成されたものであって、コンタクト部と基板における電極パッドとを電気的に接続させることにより、基板における電気回路の検査を行うことを特徴とする。

Description

基板検査装置および基板検査装置における位置合わせ方法
　本発明は、基板の電気的な検査を行うための基板検査装置、およびその基板検査装置における基板の位置合わせ方法に関する。
　半導体装置の小型化、高速化、高集積化が進むにつれて、これらの半導体装置が形成された基板上に配置され、基板の外部と電気的に接続される電極パッドも更に微細化されている。
　半導体装置が形成された基板の検査を行う基板検査装置においては、このような電極パッドを用いて、基板検査装置の検査装置本体部と基板との間で、信号の授受を行う。基板検査装置は、基板と検査装置本体部との間に設けられ、基板検査本体部と基板とを電気的に接続するためのコンタクタを有する。コンタクタは、基板の電極パッドと電気的に接続されるためのコンタクト部を有する。上述したように電極パッドの微細化が進んでいるため、コンタクタのコンタクト部においても、微細化に加え、高密度化が要求されている。
　従来の基板検査装置では、コンタクタのコンタクト部を基板の電極パッドに接触させる際に、一定の荷重が加えられる。また、垂直方向にだけでなく、水平方向に荷重が加えられる。これは、金属配線の配線端子表面に形成された例えば酸化膜からなる絶縁層をコンタクト部が突き破って、コンタクト部と電極パッドとを確実に接触させるためである。
　ここで、コンタクタの構造として、例えば樹脂よりなるベースフィルム上に配線パターンが形成され、配線パターンの一部に、基板の電極パッドに電気的に接続されるコンタクト部が形成されたものが開示されている（例えば、特許文献１参照。）。
　また、複数のラインパターンが形成された回路基板の回路基板面に、導電性のプローブ電極が一列に又は２次元格子状に形成され、検査する基板の電極パッド同士が短絡されないように、種々の配置を選択し得るように形成されたコンタクタが開示されている（例えば、特許文献２参照。）
特開２０００－１８０４６９号公報 特開平７－６３７８８号公報
　ところが、上記したような基板検査装置において、基板上にコンタクタを位置合わせする場合、次のような問題がある。
　基板の電極パッドとコンタクタのコンタクト部との間を確実に電気的に接続するためには、基板上にコンタクタを高精度で位置合わせする必要がある。通常では、基板上に設けられたアライメントマークを検査装置に設けたＣＣＤカメラで観察しながら位置を合わせる等の方法が用いられている。
　しかし、基板上の電極パッドおよびコンタクタのコンタクト部の微細化および高密度化が進むにつれ、検査対象となる基板上に形成された半導体装置の電極パッドと、コンタクタの対応するコンタクト部とを確実に接触させるために、高精度の位置合わせを行わなくてはならない。位置合わせを確実に行うことができない場合、基板上の電極パッドと電気的に接続されていないコンタクタのコンタクト部が発生し、基板検査を行うことができなくなるか、誤った検査結果が得られるおそれがある。
　また、垂直方向や水平方向に荷重を加える方法では、高集積化に伴う電極パッド数の増加により、例えば１個の電極パッドあたり５ｇの荷重を加える場合、１個当たり１０００個の配線端子を有する半導体装置を１０００個形成された基板では、５ｇ×１０００×１０００＝５ｔｏｎもの荷重が必要となる。
　本発明は上記の点に鑑みてなされたものであり、基板の電極パッドおよびコンタクタのコンタクト部が微細化および高密度化された場合においても、基板上にコンタクタを高い精度で位置合わせすることができ、大きな荷重を加えることなく基板の電極パッドとコンタクタのコンタクト部との間を確実に電気的に接続することができる基板検査装置および基板検査装置における位置合わせ方法を提供する。
　本発明の第１の態様によれば、電子回路および電極パッドが形成される基板を電気的に検査するための検査装置本体部と、導電性材料により形成されるコンタクト部を含み、前記検査装置本体部に電気的に接続される第１のコンタクタとを備える基板検査装置が提供される。この基板検査装置において、前記コンタクト部と前記基板の電極パッドとが、導電性を有する液体を介し電気的に接続される。
　本発明の第２の態様によれば、電子回路および電極パッドが形成される基板を電気的に検査するための基板検査装置の検査装置本体部に対して基板を電気的に接続するコンタクタと、前記基板とを位置合わせする基板検査装置における位置合わせ方法が提供される。この位置合わせ方法は、前記基板の上面に形成された電極パッドを親水化処理する第１の親水化処理工程と、前記基板上に液体を供給する第１の液体供給工程と、表面に液体が供給された前記基板上に前記第１のコンタクタを載置する第１の載置工程と、前記第１のコンタクタと前記基板とを前記液体により位置合わせする位置合わせ工程とを含む。
第１の実施形態に係る基板検査装置を示す一部断面を含む正面図である。 第１の実施形態に係る基板検査装置の電気回路を示すブロック図である。 第１の実施形態に係る基板検査装置の電気回路を示すブロック図である。 第１の実施形態に係るコンタクタウェハの一例を模式的に示す断面図である。 第１の実施形態に係るコンタクタウェハの一例を模式的に示す断面図である。 第１の実施形態に係るコンタクタウェハの一例を模式的に示す断面図である。 第１の実施形態に係るコンタクタウェハの一例を模式的に示す断面図である。 第１の実施形態に係る基板検査装置における位置合わせ方法の各工程の手順を説明するためのフローチャートである。 第１の実施形態に係る基板検査装置における位置合わせ方法の各ステップにおけるコンタクタおよび基板を模式的に示す断面図である。 図９Ａに引き続いて、第１の実施形態に係る基板検査装置における位置合わせ方法の各ステップにおけるコンタクタおよび基板を模式的に示す断面図である。 図９Ｂに引き続いて、第１の実施形態に係る基板検査装置における位置合わせ方法の各ステップにおけるコンタクタおよび基板を模式的に示す断面図である。 第１の実施形態に係るコンタクタウェハの製造方法の各工程の手順を説明するためのフローチャートである。 第１の実施形態に係るコンタクタウェハの製造方法の各ステップにおけるコンタクタウェハを模式的に示す断面図および上面図である。 第１の実施形態に係るコンタクタウェハの製造方法の各ステップにおけるコンタクタウェハを模式的に示す断面図および上面図である。 第２の実施形態に係る基板検査装置を示す一部断面を含む正面図である。 第２の実施形態に係る基板検査装置の電気回路を示すブロック図である。 第２の実施形態の変形例に係る基板検査装置を示す一部断面を含む正面図である。 第２の実施形態の変形例に係る基板検査装置の電気回路を示すブロック図である。 第３の実施形態に係る基板検査装置を示す一部断面を含む正面図である。 第３の実施形態に係る基板検査装置の電気回路を示すブロック図である。 第３の実施形態に係る基板検査装置における位置合わせ方法の各工程の手順を説明するためのフローチャートである。 第３の実施形態に係る基板検査装置における位置合わせ方法の各ステップにおけるコンタクタおよび基板を模式的に示す断面図（その１）である。 第３の実施形態に係る基板検査装置における位置合わせ方法の各ステップにおけるコンタクタおよび基板を模式的に示す断面図（その２）である。 第３の実施形態に係る基板検査装置における位置合わせ方法の各ステップにおけるコンタクタおよび基板を模式的に示す断面図（その３）である。 第３の実施形態に係る基板検査装置における位置合わせ方法の各ステップにおけるコンタクタおよび基板を模式的に示す断面図（その４）である。 第４の実施形態に係る基板検査装置を示す一部断面を含む正面図である。 第４の実施形態に係るコンタクタウェハの製造方法の各ステップにおけるコンタクタウェハを模式的に示す断面図および上面図である。
　本発明の実施形態によれば、基板の電極パッドおよびコンタクタのコンタクト部が微細化および高密度化場合においても、基板上にコンタクタを高い精度で位置合わせすることができ、大きな荷重を加えることなく基板の電極パッドとコンタクタのコンタクト部との間を確実に電気的に接続することができる。
　次に、本発明を実施するための形態について図面と共に説明する。
（第１の実施形態）
　始めに、図１から図１２を参照し、第１の実施形態に係る基板検査装置、コンタクタウェハ、基板検査装置における位置合わせ方法、およびコンタクタウェハの製造方法について説明する。
　図１に示すように、基板検査装置１０は、テスター本体１１、テストヘッド１２、およびオートプローバ１３を有する。
　テスター本体１１は、基板（ウェハ）に形成された多数の半導体チップ内の電子回路等を試験するための信号を発生し、電子回路等からの信号を読み取るＬＳＩ（Large Scale Integrated Circuit）等の電気回路を有する。
　テストヘッド１２は上下動可能であり、オートプローバ１３内に配置されている。テストヘッド１２は、コンタクタホルダ１４およびコンタクタ１５を有する。コンタクタ１５は、テスター本体１１と、検査対象の基板（以下、ウェハという）１６との間に設けられ、テスター本体１１から送られてきた信号をウェハ１６に送り、ウェハ１６から送られてきた信号をテスター本体１１に送る。コンタクタホルダ１４は、テストヘッド１２とコンタクタ１５との間に設けられ、コンタクタ１５をテストヘッド１２に保持する。具体的には、コンタクタホルダ１４はテストヘッド１２の下部に設けられ、下面側にコンタクタ１５を保持する。
　オートプローバ１３は、ウェハ１６を吸着固定するチャック１７を有する。オートプローバ１３およびチャック１７は、図示しない温度調節機構等を有し、ウェハ１６の温度を所定の温度に調節する。ウェハ１６には、電極パッド１８が形成されている。
　図１に示すように、本実施形態では、コンタクタ１５は半導体ウェハにより構成されている。従って、本実施形態では、以下、コンタクタ１５をコンタクタウェハと称す。ただし、他の実施形態では、コンタクタ１５は、半導体ウェハでなく他の材料により構成されていてもよい。
　コンタクタウェハ１５には、表面にコンタクト部２１ａが形成された引出配線２１、接点２２、およびテスト回路２３が形成されている（図１では、コンタクト部２１ａの図示を省略し、引出配線２１とコンタクト部２１ａとを一体的に示している。）。引出配線２１の表面に形成されたコンタクト部２１ａがウェハ１６の電極パッド１８と接触することによって、コンタクタウェハ１５とウェハ１６とを電気的に接続する。本実施形態では、表面にコンタクト部２１ａが形成された引出配線２１は、コンタクタウェハ１５の下面（ウェハ１６に対向する面）に設けられる。引出配線２１およびコンタクト部２１ａは、金属等の導電性材料により形成されている。
　接点２２は、コンタクタウェハ１５のコンタクタホルダ１４側に設けられ、コンタクタウェハ１５とコンタクタホルダ１４とを電気的に接続する。接点２２は、コンタクタウェハ１５の上面に設けてもよい。また、図１に模式的に示すように、コンタクタウェハ１５の側面に設けてもよい。接点２２も、金属等の導電性材料により形成されている。
　テスト回路２３は、コンタクタウェハ１５の内部であって、表面にコンタクト部２１ａが形成された引出配線２１と接点２２の間に設けられる。テスト回路２３は、半導体製造技術を用いたプロセス（半導体プロセス）により形成してもよい。
　なお、コンタクタホルダ１４およびテストヘッド１２の内部には、コンタクタウェハ１５の接点２２とテスター本体１１とを電気的に接続する配線２２ａが設けられる。すなわち、コンタクタウェハ１５は、テスター本体１１とウェハ１６との間に設けられ、配線２２ａを介してテスター本体１１から送られてきた信号をウェハ１６に送り、ウェハ１６から送られてきた信号を配線２２ａを介してテスター本体１１に送る。
　また、ウェハ１６に、電極パッド１８以外に、電気的な配線がなされないダミー電極パッドを形成し、コンタクタウェハ１５に、ダミー電極パッドと接触するためのダミーコンタクト部を形成してもよい。ダミーコンタクト部は、コンタクタウェハ１５の例えば周縁部に形成され、テスト回路２３等と電気的に接続されていない。
　図１に示すように、コンタクタウェハ１５は、上から順に、絶縁層２４、接点２２に接続される配線２５、絶縁層２６により分離されたテスト回路２３およびパッド２７、ウェハ基体に形成された貫通電極２８、配線２９、絶縁層３０、並びに絶縁層３０により分離されるコンタクト部２１ａが形成されている。
　なお、本実施形態におけるテスター本体１１は検査装置本体部としての機能を果たす。また、本実施形態におけるテストヘッド１２およびコンタクタホルダ１４は固定機構としての機能を果たす。
　また、テストヘッド１２は、オートプローバ１３の内部に設けられてもよく、オートプローバ１３の外部に設けられてもよい。
　次に、図２および図３を参照し、本実施形態に係る基板検査装置を用いて検査を行うときに構成される電気回路について説明する。　
　図２に示すように、基板検査装置を用いて検査を行う場合、テスター本体１１、コンタクタウェハ１５、およびウェハ１６により電気回路が構成される。テスター本体１１は、テストジェネレーション３１およびデータプロセッサ３２を有する。データプロセッサ３２は、データプロセッサに加え、メモリおよびＡＤ／ＤＡＣ（アナログデジタル／デジタルアナログコンバータ）を有する。コンタクタウェハ１５は、図２に示すブロック図の上方に挿入されたコンタクタウェハ１５の平面図に示すように、複数のテスト回路部１５ａを有する。テスト回路部１５ａのそれぞれは、コンタクトパッド（コンタクト部）２１ａおよびテスト回路２３を有する。テスト回路部１５ａのテスト回路２３は、ドライバ４１、コンパレータ４２、およびスイッチ４３を有する。
　例えば仕様として、ドライバ４１、コンパレータ４２、およびスイッチ４３の周波数帯域は、～２００ＭＨｚ／１０ＧＨｚであって良く、ドライバ４１は、Ｖｏｌ／Ｖｏｈ固定（Worst条件）／可変（プログラマブルでなくても可）などの条件で動作することができ、コンパレータ４２は、Ｖｉｌ／Ｖｉｈ固定（Worst条件）／可変（プログラマブルでなくても可）などの条件で動作することができる。スイッチ４３は、５つのＭＯＳＦＥＴ（Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor）から構成されてよい。この場合、４つのＭＯＳＦＥＴをＤＣ測定に使用し、残り１つのＭＯＳＦＥＴを高速測定に使用して良い。
　なお、コンタクタウェハ１５のテスト回路部１５ａに電圧／電流源４４を含まず、テスター本体１１に含んでもよい。電圧／電流源４４をテスター本体１１に含む例を図３に示す。図３に示す例では、テスター本体１１に電圧／電流源４４を含むため、コンタクタウェハ１５のテスト回路部１５ａに電圧／電流源がなくてもよい。
　次に、図４から図７を参照し、コンタクタウェハのテスト回路について説明する。　
　図４に示す例では、テスト回路２３は、半導体プロセスによりコンタクタウェハ１５自体に形成されている。図４に示すように、コンタクタウェハ１５の上面側に、半導体プロセスにより、例えばＭＯＳＦＥＴ等よりなる半導体素子５１が形成され、スイッチ、ドライバ、およびコンパレータが形成される。コンタクタウェハ１５の上面側に形成された半導体素子５１は絶縁層５２により被覆される。半導体素子５１の電極端子（半導体素子５１がＭＯＳＦＥＴの場合、ソース５３、ドレイン５４、およびゲート５５に対応する電極端子）は、配線５６およびビア電極５７等により、絶縁層５２の表面に形成される、対応するパッド５８と電気的に接続される。一方、コンタクタウェハ１５の一部には、コンタクタウェハ１５をその上面から下面まで貫通する貫通孔６１が形成され、コンタクタウェハ１５の上面側に形成された半導体素子５１の一部の電極端子は、貫通孔６１に形成された貫通電極６２により、ウェハ１５の下面に形成される、対応するパッド６３と電気的に接続される。
　図５に示す例では、テスト回路２３は、コンタクタウェハ１５とは異なるウェハ１５ｂに半導体プロセスにより形成され、テスト回路２３が形成されたウェハ１５ｂが、コンタクタウェハ１５の凹部に埋め込まれている。この場合、コンタクタウェハ１５に埋め込まれているウェハ１５ｂにおいては、図４と同様に、半導体素子５１の一部の電極端子は、配線５６およびビア電極５７等により、ウェハ１５ｂの上面に形成される、対応するパッド５８と電気的に接続されている。また、ウェハ１５ｂをその上面から下面まで貫通する貫通孔６１ａに形成された貫通電極６２ａと、コンタクタウェハ１５の凹部の底面に形成されたパッド６３ａと、コンタクタウェハ１５の凹部の底面から下面まで貫通する貫通孔６１に形成された貫通電極６２とにより、半導体素子５１の一部の電極端子は、コンタクタウェハ１５の下面に形成されるコンタクタウェハ１５の下面に形成されたパッド６３と電気的に接続される。
　図６に示す例では、図５と同様にして、コンタクタウェハ１５と異なるウェハ１５ｃに半導体プロセスによりテスト回路２３が形成され、テスト回路２３が形成されたウェハ１５ｃが、コンタクタウェハ１５上に実装される。実装されるウェハ１５ｃでは、図４および図５と同様に、半導体素子５１の一部の電極端子は、絶縁層５２の間に形成された配線５６およびビア電極５７により、ウェハ１５ｃ上の絶縁層５２の上面に形成される、対応するパッド５８と電気的に接続される。また、ウェハ１５ｃの上面から下面まで貫通する貫通孔６１ｂに形成された貫通電極６２ｂと、コンタクタウェハ１５の下面に形成されたパッド６３ｂと、コンタクタウェハ１５の上面から下面まで貫通する貫通孔６１に形成された貫通電極６２とにより、半導体素子５１の一部の電極端子は、コンタクタウェハ１５の下面に形成されたパッド６３と電気的に接続される。
　さらに、図７に示す例では、図６と同様にして、コンタクタウェハ１５と異なるウェハ１５ｄに半導体プロセスによりテスト回路２３が形成され、テスト回路２３が形成されたウェハ１５ｄが、ウェハ１５ｄ上の絶縁層５２がコンタクタウェハ１５に面するように実装される。実装されるウェハ１５ｄでは、半導体素子５１の一部の電極素子は、ウェハ１５ｄを一面から他面まで貫通する貫通孔６１ｃに形成された貫通電極６２ｃにより、ウェハ１５ｄの裏面（上面）に形成されたパッド６３ｃに電気的に接続される。また、絶縁層５２の間に形成された配線５６と、絶縁層５２に形成されたビア電極５７ａとにより、半導体素子５１の一部の電極端子は、コンタクタウェハ１５の上面に形成されたパッド５８ａに電気的に接続される。
　次に、図８から図１０を参照し、本実施形態に係る基板検査装置においてコンタクタと基板とを位置合わせする位置合わせ方法について説明する。本実施形態における位置合わせ方法は、本発明の実施形態に係る基板検査方法を含んでいる。
　本実施形態に係る基板検査装置における位置合わせ方法（基板検査方法）においては、始めに、ウェハ１６を準備し、ウェハ１６の電極パッド１８の表面を親水化する親水化処理工程が行われる（図８のＳ１１）。図９Ａ（ａ）は、Ｓ１１の工程が行われた後のウェハ１６の断面を模式的に示す。なお、図９Ａ（ａ）から図９Ａ（ｄ）までにおいて、親水化処理が行われた電極パッド１８の表面を１８ａで表す。
　親水化処理は、たとえば、光触媒を塗布した後にマスクを通して選択的にＵＶ光を照射することにより行うことができる。また、前述したダミー電極パッドがある場合には、ダミー電極パッドに対しても親水化処理を行って良い。さらに、本実施形態においては、電極パッド１８以外の領域を疎水化する疎水化処理が行われる。疎水化処理は、たとえば、有機ケイ素化合物等の疎水性材料を選択的に塗布することにより行うことができる。ただし、他の実施形態においては、疎水化処理は行わなくても良い。
　次に、電極パッド１８が親水化処理された表面１８ａを有し、それ以外の領域が疎水化処理されたウェハ１６に対して、液体供給工程が行われる（Ｓ１２）。　
　具体的には、親水化処理された電極パッド１８の表面１８ａの上および周囲に液体が供給される。液体は、たとえば、塗布、噴霧、吐出、等の種々の供給方法により供給することができる。液体の供給により、図９Ａ（ｂ）に示すように、親水化処理された電極パッド１８の表面１８ａおよびその周囲に液滴１９が形成される。　
　なお、電極パッド１８の親水化処理された表面１８ａに対して液体を直接供給しなくてもよい。ウェハ１６の表面全面に液体を薄く塗布する場合でも、疎水化処理をした領域から親水化処理した表面１８ａへ液体が移動するため、図９Ａ（ｂ）に示すように、表面１８ａおよびその周囲に液滴１９が形成される。また、インクジェット印刷技術を用いて、電極パッド１８上に選択的に液体を塗布し、液滴１９を形成してもよい。
　本実施形態においては、供給する液体（液滴１９）は導電性を有していると好ましい。また、たとえば電極パッド１８が親水化処理され、それ以外の領域が疎水化処理される場合には、親水性を有する液体、例えば水分を含む液体が好ましい。あるいは、電極パッド１８が疎水化処理され、それ以外の領域が親水化処理される場合には、疎水性（親油性）の液体を用いることもできる。
　また、前述したダミー電極パッドがある場合には、ダミー電極パッドにも液体が塗布される。
　次に、載置工程が行われる。載置工程は、本実施形態においては、ウェハ１６上にコンタクタウェハ１５を載置する載置ステップ（Ｓ１３）、コンタクタウェハ１５をウェハ１６に対して位置合わせする位置合わせステップ（Ｓ１４）、およびウェハ１６の電極パッド１８とコンタクタウェハ１５のコンタクト部２１ａとを洗浄するためのエッチングステップ（Ｓ１５）を含む。
　載置ステップでは、図９Ａ（ｃ）に示すように、電極パッド１８の表面１８ａに液滴１９が供給されたウェハ１６上にコンタクタウェハ１５を載置する。具体的には、まず、基板検査装置に備えられた位置合わせ機構等により、電極パッド１８とコンタクタウェハ１５の引出配線２１の表面に形成されたコンタクト部２１ａとが対向するように位置合わせを行う。この位置合わせは、高い位置合わせ精度は不要である。次いで、親水化処理された電極パッド１８の表面１８ａの上および周囲に液滴１９が形成された状態で、ウェハ１６上にコンタクタウェハ１５を載置する。また、載置する際に、コンタクタウェハ１５に対して横（水平）方向に力を加える必要はない。
　なお、載置するコンタクタウェハ１５のコンタクト部２１ａに対しても、ウェハ１６の電極パッド１８と同様に親水化処理が行われてもよい。あるいは、コンタクト部２１ａを、液体に対して濡れ性の良い金属等の親水性を有する材料を用いて形成してもよい。
　また、コンタクタホルダ１４と一体のテストヘッド１２とは別に設けられた図示しない搬送装置により、コンタクタウェハ１５をウェハ１６上に載置してもよい。また、予めテストヘッド１２のコンタクタホルダ１４に保持されているコンタクタウェハ１５をウェハ１６上でコンタクタホルダ１４から切り離して落下させることにより、コンタクタウェハ１５をウェハ１６上に載置してもよい。
　ウェハ１６上に載置されたコンタクタウェハ１５は、位置合わせステップにおいて、図９Ａ（ｄ）に示すように、ウェハ１６に対して自己整合的に位置合わせがなされる（Ｓ１４）。これは、ウェハ１６の電極パッド１８の親水性を有する表面１８ａと、コンタクタウェハ１５の対応するコンタクト部２１ａとに接するように液滴１９が移動することに伴って、コンタクタウェハ１５がウェハ１６に整合するように移動し得るためであり、液滴１５自体が、広がることなく、表面張力により表面１８ａおよびコンタクト部２１ａの間に留まるためである。従って、表面張力を利用する点では、親水性の液体を用い、電極パッド１８およびコンタクト部２１ａを親水性にするのが、より好ましい。
　また、ウェハ１６に前述したダミー電極パッドがあり、コンタクタウェハ１５に前述したダミーコンタクト部がある場合には、ダミー電極パッドとダミーコンタクト部とが液体を介して接触し、位置合わせされる。
　上記のようにしてコンタクタウェハ１５およびウェハ１６が位置合わせされた後、図９Ｂ（ｅ）に示すように、コンタクタウェハ１５およびウェハ１６は、所定の期間、そのまま放置される。この間に、液滴１９により、電極パッド１８の表面、かつ／又はコンタクト部２１ａが、還元され、又はエッチングされる（Ｓ１５）。すなわち、電極パッド１８の表面、かつ／又はコンタクト部２１ａに、酸化膜又は汚染等による被膜が形成されている場合であっても、液滴１９により、酸化膜又は被膜が還元されるか、又はエッチングにより除去される。
　このような還元、又はエッチングを行うために、液体（液滴１９）は、酸化膜等を還元する性質を有するか、又は酸化膜等をエッチングする性質を有するものを用いる。また、このような還元又はエッチングを行うことにより、電極パッド１８とコンタクト部２１ａとの電気的な接触を向上させることができる。
　次に、図９Ｂ（ｆ）に示すように、コンタクタホルダ１４を下降することにより、コンタクタウェハ１５をウェハ１６に押さえつけるように力を加え、コンタクタウェハ１５とウェハ１６とを接触させた状態で固定する固定工程が行われる（Ｓ１６）。なお、図９Ｂ（ｆ）では、コンタクト部２１ａの図示を省略し、引出配線２１とコンタクト部２１ａとを一体的に示している。以下の図でも同様の場合がある。位置合わせ工程（Ｓ１４）において、既に電極パッド１８とコンタクト部２１ａとは位置合せされているため、固定工程（Ｓ１６）においては、下方への力を印加するだけでよい。また、エッチング工程（Ｓ１５）において、電極パッド１８の表面等の酸化膜が除去されているため、コンタクタウェハ１５に対して横方向に力を印加する必要はない。
　また、固定工程において、コンタクタウェハ１５の接点２２と、コンタクタホルダ１４の接点とを電気的に接続する。これにより、ウェハ１６内に形成された被検査（電子）回路が、コンタクタウェハ１５に形成されたコンタクト部２１ａ、テスト回路２３、接点２２、およびコンタクタホルダ１４内に形成された配線２２ａを介し、テスター本体１１と接続される。
　上述のように基板検査装置における位置合わせ方法（Ｓ１１からＳ１６まで）を行った後、テスター本体１１と接続されたウェハ１６の被検査回路を検査する検査工程が行われる（Ｓ１７）。本実施形態では、テスター本体１１から送られた信号に基づいて、コンタクタウェハ１５に設けられたテスト回路２３のスイッチおよびドライバを制御して信号を発生し、発生した信号がウェハ１６の被検査回路の入力用の電極パッド１８に入力される。その結果、被検査回路で所定の出力信号が生成される。この出力信号は、ウェハ１６の出力用の電極パッド１８から出力され、コンタクタウェハ１５のテスト回路２３のスイッチおよびコンパレータを制御して読取られ、読取られた信号が、テスター本体１１へと送られる。そして、テスター本体１１において、ウェハ１６の被検査回路が正常に動作しているかどうかが判定される。
　本実施形態では、検査用の信号の発生と信号読取りとが、ウェハ１６に隣接するコンタクタウェハ１５で行われる。これにより、ウェハ１６から信号を読み取る回路までの配線長を短縮することができる。回路配線長が長いと、回路配線に寄生する寄生容量が著しく増大し、特に高周波の信号を高精度で検出することができない。従って、本実施形態では、高い周波数、特に１ＧＨｚ以上の高い周波数で動作する回路を有する半導体基板を検査する場合において、従来の基板検査装置に比べ、高精度で基板検査を行うことができる。
　検査工程の後、切り離し工程が行われる（Ｓ１８）。切り離し工程では、検査終了後、コンタクタホルダ１４がコンタクタウェハ１５を保持したまま上昇し、コンタクタウェハ１５とウェハ１６とを切り離す。
　ただし、液滴１９を介して互いに位置合わせされるコンタクタウェハ１５およびウェハ１６は、液滴１９が蒸発してしまうと、離れなくなる場合がある。そのような場合に、ウェハ１６とコンタクタウェハ１５とを切り離すには、コンタクタウェハ１５とウェハ１６との間に圧力をかけることにより切り離すことができる。ここで、図１０（ａ）および図１０（ｂ）は、圧力の印加を利用した切り離し工程の前後のコンタクタホルダ１４、コンタクタウェハ１５、およびウェハ１６等を示す。図示のとおり、テストヘッド１２と、コンタクタホルダ１４に予め設けられたガス供給路７３とを介し、コンタクタウェハ１５に予め設けられた貫通孔７４にガスを送り込むと、コンタクタウェハ１５とウェハ１６とを切り離すことができる。貫通孔７４は、コンタクタウェハ１５の中心に設けてもよく、コンタクト部２１ａが設けられていないコンタクタウェハ１５の周辺に設けてもよい。
　また、コンタクタウェハ１５に貫通孔７４を設けずに、ウェハ１６の周辺から、コンタクタウェハ１５とウェハ１６との間にガスを吹き込んでもよい。また、雰囲気を減圧することで、高圧を必要とせず離脱することができる。また、乾燥するに伴い吸着力が弱められるような液体を選択して用いることにより、特別な方法を用いずに、コンタクタウェハ１５とウェハ１６とを切り離すことができる。あるいは、コンタクタウェハ１５とウェハ１６との間に液体を流し込むことにより切り離すこともできる。その他、コンタクタウェハ１５をウェハ１６に載せたまま、離脱用の処理室に移動し、そこで離脱させてもよい。
　次に、図１１および図１２を参照し、本実施形態に係るコンタクタウェハの製造方法について説明する。
　図１１は、本実施形態に係るコンタクタウェハの製造方法の各工程の手順を説明するためのフローチャートである。図１２は、本実施形態に係るコンタクタウェハの製造方法の各ステップにおけるコンタクタウェハの構造を模式的に示す断面図および上面図である。図１２（ａ）から図１２（ｆ）は、図１１におけるＳ２１からＳ２６の工程が行われた後のコンタクタウェハの構造をそれぞれ示している。なお、図１２では、断面図を左側に示し、上面図を右側に示す。
　始めに、基板準備工程が行われる（Ｓ２１）。具体的には、まず、図１２（ａ）に示すように、フォトリソや成膜等を含む半導体製造技術により所定の回路が予め形成されたウェハ１５ｅを準備する。次に、絶縁層２６で分離して形成されたテスト回路２３およびパッド２７と、配線２５と、絶縁層２４とをウェハ１５ｅの下面に形成する。テスト回路２３には、ドライバ、コンパレータ、およびスイッチが含まれている。なお、ウェハ１５ｅには貫通電極２８が形成されており、貫通電極２８は、テスト回路２３と、後述する配線２９とを電気的に接続する。
　次に、図１２（ｂ）に示すように、ウェハ１５ｅの上面に、配線２９を形成するための金属膜２９ａを形成する（金属膜形成工程：Ｓ２２）。
　続いて、金属膜２９ａ上にマスクを形成し、マスクから露出する金属膜２９ａをエッチングすることにより、図１２（ｃ）に示すように、配線２９を形成する（配線形成工程：Ｓ２３）。この際のエッチングは、ウェットエッチングでもよく、ドライエッチングでもよい。また、配線２９はウェハ１５ｅの周辺部まで形成する。周辺部まで形成された配線２９は、検査装置との信号をやりとりに利用される。
　次に、ウェハ１５ｅにおける配線２９が形成された面に絶縁層３０を形成し、図１２（ｄ）に示すように、フォトリソグラフィおよびエッチングにより開口部を形成する。開口部には配線２９が露出している。なお、開口部が形成されるべき位置にマスクを形成し、このマスク、配線２９、およびウェハ１５ｅの上面を覆うように絶縁層３０を形成し、マスクをリフトオフすることより、絶縁層３０に開口部を形成してもよい。絶縁層３０は、先に形成された配線に損傷を与えない限り、ＣＶＤ、ＰＶＤ、塗布、蒸着等のいかなる方法で形成されても構わない。絶縁層３０は、シリコンの酸化物のほか、ポリイミドのような樹脂材料でも構わない。
　次に、めっき等により絶縁層３０の開口部を金属で埋め込むことにより、図１２（ｅ）に示すように、配線２９と電気的に接続する引出配線２１が形成される（引出配線形成工程：Ｓ２５）。
　次に、図１２（ｆ）に示すように、引出配線２１の上にコンタクト部２１ａを形成する（コンタクト部形成工程：Ｓ２６）。コンタクト部２１ａは、絶縁層３０の上面よりも突出した凸形状を有してよく、絶縁層３０の上面と同じ高さの平面形状を有してもよい。また、コンタクト部２１ａは、ウェハ１５ｅの表面よりも低い凹形状を有してもよい。この場合、検査対象のウェハ１６の電極パッド１８とは、導電性を有する液体を介して電気的に接続をとることが可能である。以上のような製造方法により、コンタクタウェハ１５が製造される。
　なお、他の実施形態においては、コンタクト部形成工程（Ｓ２６）を行わず、引出配線形成工程（Ｓ２５）において形成した引出配線２１をコンタクト部２１ａの代わりに用いてもよい。この場合、引出配線２１を絶縁層３０の上面から突出するように形成してよい。
　また、コンタクト部２１ａの表面を親水化処理する親水化処理工程を行ってもよい。親水化処理工程は、図９Ａ（ａ）を参照しつつ説明したウェハ１６の電極パッド１８に対する親水化処理と同様な方法を用いて行うことができる。すなわち、光触媒を塗布した後にマスクにより選択的にＵＶ光を照射することにより親水化処理を行うことができる。また、コンタクタウェハ１５のコンタクト部２１ａ以外の領域を疎水化処理してもよい。この場合、疎水化処理は、有機ケイ素化合物等の撥水性材料を選択的に塗布することにより行うことができる。
　また、図１２（ａ）から図１２（ｆ）のそれぞれの右側に示した上面図では、配線２９は格子状に形成され、引出配線２１およびコンタクト部２１ａも格子状に配列するように、形成される。しかし、格子状に限定されるわけではなく、格子状以外の形状、例えば図１３（ａ）から図１３（ｆ）に示すように、ウェハ１６の中心から放射状に延びる形状であってもよい。図１３に示す例は、図１２に示す例と比較すると、引出配線２１およびコンタクト部２１ａの配置の形状のみが異なり、断面形状は実質的に同一である。図１３では、図１２と同一の符号を付し、重複する説明を省略する。
　また、コンタクタウェハは、できるだけ汎用性があるように設計し、ウェハの電極パッドの配置に対応して、使用しないコンタクト部を絶縁処理してもよい。使用しないコンタクト部の絶縁処理は、例えばコンタクタウェハを製品として出荷する前に行ってもよく、出荷した後、検査の直前に行ってもよい。検査の直前に行う方法として、基板検査装置内又は基板検査装置の近傍に絶縁処理用のユニット（例えばレジスト塗布処理ユニット）、導電性回復処理用（復帰用）のユニット（例えばレジスト剥離／現像処理ユニット）を設けて絶縁処理および導電性回復処理を行う方法がある。その場合、工場内のホストコンピュータからの配信指示を受信し、検査前に検査装置内又は基板検査装置の近傍で絶縁処理を行うことができる。
　絶縁処理が行われたコンタクタウェハは、形成されたコンタクト部のうち、使用されないコンタクト部の表面が、絶縁性材料により被覆されている。絶縁性材料として、例えばレジストを用いることができ、インクジェット印刷法を用いて塗布することができる。
　あるいは、形成されたコンタクト部のうち、使用されないコンタクト部を電気的に接続する配線を例えばレーザー等により切断加工してもよい。
　以上説明したように、本実施形態に係る基板検査装置によれば、検査対象のウェハの電極パッドと、コンタクタウェハのコンタクト部とが微細化および高密度化された場合においても、ウェハ上にコンタクタウェハを高い精度で位置合わせすることができ、大きな荷重を加えることなく基板の電極パッドとコンタクタウェハのコンタクト部との間を確実に電気的に接続することができる。
　（第２の実施形態）
　次に、図１４および図１５を参照し、第２の実施形態に係る基板検査装置およびコンタクタウェハについて説明する。以下の説明において、先に説明した部分には同一の符号を付し、説明を省略する場合がある（以下の変形例、実施形態についても同様）。
　本実施形態に係る基板検査装置１０ａは、テスター本体１１ａ、テストヘッド１２ａ、およびオートプローバ１３を有する。テスター本体１１ａは、検査対象のウェハ１６の被検査回路をテストするためのテスト信号を生成する回路、およびウェハ１６の被検査回路からの出力信号を読み取る回路等が形成されるＬＳＩ（Large Scale Integrated Circuit）等を含んでいる。テストヘッド１２ａは、オートプローバ１３内に上下に動かすことができるように設置され、コンタクタホルダ１４ａおよびコンタクタウェハ１５を有する。コンタクタホルダ１４ａは、テストヘッド１２ａの下部に設けられ、下面側にコンタクタ１５を保持する。オートプローバ１３はチャック１７を有し、チャック１７はウェハ１６を吸着する。
　本実施形態においては、テスター本体１１ａは、上述した回路の他、コンタクタウェハ１５と無線通信を用いて非接触で信号を授受するための無線通信用の回路を有する。また、コンタクタウェハ１５は、テスター本体１１ａと無線通信を用いて信号を授受するための無線通信用の回路を有する。これらの無線通信用の回路を用い、テスター本体１１ａとコンタクタウェハ１５とは、直接無線通信を行う。
　図１４に示すように、コンタクタウェハ１５には、コンタクト部２１ａおよびテスト回路２３が含まれ、テスト回路２３には無線通信回路が含まれる（図１４では、コンタクト部２１ａの図示を省略し、引出配線２１とコンタクト部２１ａとを一体的に示している。）。テスト回路２３は、半導体製造技術を用いたプロセス（半導体プロセス）により形成することができる。また、図１４と図１との比較から容易に理解されるように、コンタクタウェハ１５とテスタホルダ１４ｂとの間の接点は不要であり、コンタクタウェハ１５とテスター本体１１とを電気的に接続する配線も不要である。
　なお、本実施形態におけるテスター本体１１ａは検査装置本体部としての機能を果たす。また、本実施形態におけるテストヘッド１２ａおよびコンタクタホルダ１４ａは固定機構としての機能を果たす。
　また、テストヘッド１２ａは、オートプローバ１３の内部に設けられてもよく、オートプローバ１３の外部に設けられてもよい。
　次に、図１５を参照し、本実施形態に係る基板検査装置を用いて検査を行うときに構成される電気回路について説明する。　
　図１５に示すように、基板検査装置１０ａにおいて、テスター本体１１ａ、コンタクタウェハ１５、およびウェハ１６より電気回路が構成される。この電気回路の大部分の構成は、第１の実施形態と同様である。テスター本体１１ａは、テストジェネレーション３１、およびデータプロセッサ３２を有する。データプロセッサ３２は、データプロセッサに加え、メモリおよびＡＤ／ＤＡＣ（アナログデジタル／デジタルアナログコンバータ）を有する。コンタクタウェハ１５には、図１４に示すブロック図の上方に挿入されたコンタクタウェハ１５の平面図に示すように、多数のテスト回路部１５ａが形成されている。テスト回路部１５ａのそれぞれは、コンタクト部２１ａおよびテスト回路２３を有する。テスト回路部１５ａのテスト回路２３は、ドライバ４１、コンパレータ４２、スイッチ４３、および電圧／電流源４４を有する。
　上記の構成に加え、本実施形態では、テスター本体１１ａは、無線インターフェイス（Ｉ／Ｆ）３３およびアンテナ３３を有する。また、テスト回路部１５ａのテスト回路２３は、無線Ｉ／Ｆ４５およびアンテナ４５を有する。無線Ｉ／Ｆ３３、４５は、送信系および受信系の回路を含む。送信系および受信系の回路は、例えばデュプレクサを介してアンテナと接続されてもよい。
　無線通信方式としては、特に限定されないが、一般的な非接触通信技術であればよく、例えば電子マネー等で利用されている非接触ＩＣカード等に用いられている通信方式を用いることができる。
　本実施形態に係るコンタクタウェハの構造は、テスト回路中に無線通信回路が含まれる点を除き、第１の実施形態と同様である。すなわち、テスト回路２３内に無線Ｉ／Ｆおよびアンテナ４５を形成すれば、第１の実施形態において図４から図７を用いて説明した種々の構造と同様の構造を有するコンタクタウェハを用いることができる。また、第１の実施形態において図８から図１０を用いて説明した基板検査装置における位置合わせ方法を用いて位置合わせを行うことができる。さらに、第１の実施形態で図１１を用いて説明したコンタクタウェハの製造方法を用いてコンタクタウェハを製造することができる。
　本実施形態によれば、ウェハとコンタクタウェハとの間で位置合わせができ、ウェハとコンタクタウェハとを電気的に接続することができればよく、コンタクタウェハとコンタクタホルダとが電気的に接続されなくてもよい。また、コンタクタホルダ中に配線を設けなくてもよい。従って、コンタクタホルダの構造を簡略化することができる。
　（第２の実施形態の変形例）
　次に、図１６および図１７を参照し、第２の実施形態の変形例に係る基板検査装置およびコンタクタウェハについて説明する。
　図１６に示すように、本変形例による基板検査装置１０ｂは、テスター本体１１ｂ、テストヘッド１２ｂ、およびオートプローバ１３を有する。テストヘッド１２ｂは、オートプローバ１３内に上下に動かすことができるように設置され、コンタクタホルダ１４ｂおよびコンタクタウェハ１５を有する。コンタクタホルダ１４ｂは、テストヘッド１２ｂの下部に設けられ、下面側にコンタクタ１５を保持する。オートプローバ１３は、チャック１７を有し、チャック１７は、ウェハ１６を吸着固定する。また、コンタクタウェハ１５は、第２の実施形態と実質的に同様に、コンタクト部２１ａおよびテスト回路２３を有し、テスト回路２３には無線通信回路が含まれている。
　一方、本変形例では、コンタクタホルダ１４ｂには、回路８１および配線８２を含むテスター回路ウェハ８０が設けられている。
　なお、本変形例におけるテスター本体１１ｂは検査装置本体部としての機能を果たす。また、本変形例におけるテストヘッド１２ｂおよびコンタクタホルダ１４ｂは固定機構としての機能を果たす。
　また、テストヘッド１２ｂは、オートプローバ１３の内部に設けられてもよく、オートプローバ１３の外部に設けられてもよい。
　図１７を参照すると、基板検査装置には、テスター本体１１ｂ、テスター回路ウェハ８０、コンタクタウェハ１５、およびウェハ１６により電気回路が構成されている。本変形例に係るコンタクタウェハ１５は、第２の実施形態と実質的に同様に、ドライバ４１、コンパレータ４２、スイッチ４３、電圧／電流源４４、並びに無線Ｉ／Ｆおよびアンテナ４５を有している。
　また、テスト回路２３に無線Ｉ／Ｆおよびアンテナ４５を形成すれば、第１の実施形態で図４から図７を用いて説明した種々の構造と同様の構造を有するコンタクタウェハを用いることができる。さらに、第１の実施形態で図８から図１０を用いて説明した基板検査装置における位置合わせ方法を用いてウェハ１６に対して位置合わせを行うことができる。さらに、第１の実施形態で図１１を用いて説明したコンタクタウェハの製造方法を用いてコンタクタウェハを製造することができる。
　一方、本変形例では、第２の実施形態においてはテスター本体に設けられていたテストジェネレーション３１、データプロセッサ３２、並びに無線Ｉ／Ｆおよびアンテナ３３は、コンタクタホルダ１４ｂ内のテスター回路ウェハ８０に設けられている。このため、検査用の信号はテスター回路ウェハ８０で生成される。また、コンタクタウェハ１５（無線Ｉ／Ｆ４５）とテスター回路ウェハ８０（無線Ｉ／Ｆ３３）との間で無線通信が行われる。データプロセッサ３２は、データプロセッサに加え、メモリおよびＡＤ／ＤＡＣ（アナログデジタル／デジタルアナログコンバータ）を有する。これらに加え、テスター回路ウェハ８０には、テスター本体１１ｂと信号を授受するためのテスターコンピュータとのＩ／Ｆ３４が設けられる。
　無線Ｉ／Ｆ３３、４５は、第２の実施形態における無線Ｉ／Ｆ３３、４５と実質的に同様な構成を有し、実質的に同様な通信方式を利用することができる。
　本変形例による基板検査装置およびコンタクタウェハを用いても、第１の実施形態および第２の実施形態と同様に、コンタクタウェハ１５とウェハ１６とを高い精度で位置合わせできる。これに加え、本実施例では、コンタクタホルダ１４ｂ内のテスター回路ウェハ８０に形成されたテストジェネレーション３１で発生し、データプロセッサ３２等で処理された信号は、無線通信によりコンタクタウェハ１５に送信され、コンタクタウェハ１５を介してウェハ１６の被検査回路に入力される。また、ウェハ１６の被検査回路で発生した信号は、コンタクタウェハ１５から無線通信によりテスター回路ウェハ８０に送信される。従って、テスター回路ウェハ８０からウェハ１６までの通信距離、配線長を短縮することができる。回路配線長が長いと、回路配線に寄生する寄生容量が著しく増大し、特に高周波の信号を高精度で検出することができない。本変形例では、信号発生回路部分もウェハ１６の付近に設けることにより、更に高い周波数、特に１ＧＨｚ以上の高い周波数で動作する回路を有する半導体基板を検査する場合において、従来の基板検査装置に比べ、高精度で基板検査を行うことができる。
　なお、本変形例でも、ウェハ１６とコンタクタウェハ１５との間で高い精度で位置合わせができ、ウェハ１６とコンタクタウェハ１５とを電気的に接続することができる。コンタクタウェハ１５とコンタクタホルダ１４ｂとが接点を介して電気的に接続されなくてもよい。従って、コンタクタウェハ１５とコンタクタホルダ１４ｂの構造を簡略化することができる。
　（第３の実施形態）
　次に、図１８および図１９を参照し、第３の実施形態に係る基板検査装置およびコンタクタウェハについて説明する。
　図１８は、本実施形態に係る基板検査装置を示す一部断面を含む正面図である。図示のとおり、本実施形態による基板検査装置１０ｃは、テスター本体１１ｃ、テストヘッド１２ｃ、およびオートプローバ１３を有する。　
　テスター本体１１ｃは、第２の実施形態の変形例におけるテスター本体１１ｂと実質的に同一の構成を有し、オートプローバ１３もまた第２の実施形態の変形例におけるオートプローバ１３と実質的に同一の構成を有している。一方、本実施形態におけるテストヘッド１２ｃは、コンタクタホルダ１４ｂ、コンタクタウェハ１５、下側コンタクタホルダ１１４ｂ、および下側コンタクタウェハ１１５を有している。コンタクタホルダ１４ｂは、第２の実施形態の変形例のコンタクタホルダ１４ｂと実質的に同一の構成を有し、テストヘッド１２ｃの下部に取り付けられている。コンタクタウェハ１５もまた第２の実施形態の変形例のコンタクタウェハ１５と実質的に同一の構成を有し、コンタクタホルダ１４ｂに保持されている。
　図１８に示すとおり、下側コンタクタホルダ１１４ｂは下面側に凹部を有し、この凹部がチャック１７に係合している。また、下側コンタクタホルダ１１４ｂには、無線通信回路（後述）等を有する回路１８１および配線１８２等を含む下面側テスター回路ウェハ１８０が形成されている。下側コンタクタホルダ１１４ｂは、配線１８２を介してテスター本体１１ｃと電気的に接続されている。下側コンタクタホルダ１１４ｂの上面側に形成された凹部に下側コンタクタウェハ１１５が保持されている。また、下側コンタクタウェハ１１５には、引出配線１２１、コンタクト部１２１ａ、テスト回路１２３、絶縁層１２４、配線１２５、絶縁層１２６、パッド１２７、貫通電極１２８、配線１２９および絶縁層１３０が形成され、これにより、下側コンタクタウェハ１１５は、コンタクタウェハ１５と実質的に同一の機能を発揮することができる。テスト回路１２３は通信回路（後述）等を含んでおり、これにより、下側コンタクタホルダ１１４ｂと信号のやりとりが可能である。
　また、図１８に示すように、下側コンタクタウェハ１１５とコンタクタウェハ１５との間に検査対象のウェハ１１６が配置される。このウェハ１１６は、上面に電極パッド１８を有し、下面に電極パッド１１８を有している。コンタクトウェハ１５のコンタクタ部２１ａが、対応する電極パッド１８と電気的に接続され、コンタクタウェハ１１５のコンタクタ部１２１ｂが、対応する電極パッド１１８と電気的に接続される。以上の構成により、上下両面に電極パッド（１８，１１８）が形成されたウェハ１１６内の被検査回路の検査を効率よく行うことができる。
　次に、図１９を参照し、本実施形態に係る基板検査装置を用いて検査を行うときに構成される電気回路について説明する。以下、説明の便宜上、コンタクタホルダ１４ｂを上側コンタクタホルダ１４ｂと称し、コンタクタウェハ１５を上側コンタクタウェハ１５と称し、テスター回路ウェハ８０を上側テスター回路ウェハ８０と称する。
　テスター本体１１ｃ、上側テスター回路ウェハ８０、上側コンタクタウェハ１５、およびウェハ１１６により一つの電気回路が構成されている。上側テスター回路ウェハ８０は、第２の実施形態の変形例のテスター回路ウェハ８０と同様に、テストジェネレーション３１、データプロセッサ３２、無線Ｉ／Ｆ３３、アンテナ３３、およびテスターコンピュータとのＩ／Ｆ３４を有する。これらは、テスター回路ウェハ８０内の回路８０（図１８）に形成されている。また、上側コンタクタウェハ１５は、第２の実施形態の変形例と同様であり、ドライバ４１、コンパレータ４２、スイッチ４３、電圧／電流源４４、無線Ｉ／Ｆ４５、およびアンテナ４５を有する。
　一方、テスター本体１１ｃ、下側テスター回路ウェハ１８０、下側コンタクタウェハ１１５、およびウェハ１１６により他の電気回路が構成されている。下側テスター回路ウェハ１８０も、（上面側）テスター回路ウェハ８０と同様であり、テストジェネレーション１３１、データプロセッサ１３２、無線Ｉ／Ｆ１３３、アンテナ１３３、およびテスターコンピュータとのＩ／Ｆ１３４を有する。下側コンタクタウェハ１１５は、上側コンタクタウェハ１５と同様であり、ドライバ１４１、コンパレータ１４２、スイッチ１４３、電圧／電流源１４４、無線Ｉ／Ｆ１４５、およびアンテナ１４５を有する。
　本実施形態に係る上側コンタクタウェハ１５は、第１の実施形態で図４から図７を用いて説明した種々の構造を有することができる。さらに、第１の実施形態で図１１を用いて説明したコンタクタウェハの製造方法を用いて上側コンタクタウェハ１５を製造することができる。
　一方、下側コンタクタウェハ１１５も、第１の実施形態と同様の構造を有することができ、第１の実施形態に係るコンタクタウェハの製造方法を用いて製造することができる。
　なお、下側コンタクタホルダ１１４ｂの内部に設けられたテスター回路ウェハ１８０から引き出された配線１２２ａと、テスター本体１１ｃとは、図示しない配線で接続されてもよく、図示しない無線通信回路を介して接続されてもよい。
　次に、図２０から図２１Ｄを参照し、本実施形態に係る基板検査装置においてコンタクタと基板とを位置合わせする基板検査装置における位置合わせ方法について説明する。
　図２０は、本実施形態に係る基板検査装置における位置合わせ方法の各工程の手順を説明するためのフローチャートである。図２１Ａから図２１Ｄは、本実施形態に係る基板検査装置における位置合わせ方法の各ステップにおけるコンタクタと検査対象のウェハとを模式的に示す断面図である。なお、図２０は、基板検査装置における位置合わせ方法のみならず、位置合わせ方法を含む基板検査方法を示す。
　始めに、下面側親水化処理工程が行われる（Ｓ３１）。具体的には、貼り合せ等により積層基板として製造され、上下両面に電極パッドが形成されているウェハ１１６を準備し、下面に形成されている下面側電極パッド１１８の親水化処理が行われる。また、本実施形態においては、下面側電極パッド１１８以外の領域に対して疎水化処理が行われる。図２１Ａ（ａ）から図２１Ａ（ｄ）において親水化処理が行われた下面側電極パッド１１８の表面を１１８ａで表す。
　下面側電極パッド１１８の親水化処理と、下面側電極パッド１１８以外の領域の撥水処理とについては、第１の実施形態において説明した方法と同様に行うことができる。また、下面側ダミー電極パッドがある場合には、この下面側ダミー電極パッドに対して親水化処理を行ってよい。
　次に、下面側液体供給工程が行われる（Ｓ３２）。具体的には、下側コンタクタホルダ１１４ｂの上面側の凹部に収容され、下面側コンタクト部１２１ａが親水化処理された下側コンタクタウェハ１１５上に液体が供給される。これにより、図２１Ａ（ｂ）に示すように、下側コンタクタウェハ１１５の引出電極１２１の表面に形成された下面側コンタクト部１２１ａの上および周囲に液滴１１９が形成される。液体を供給する方法、液体の材料、液体の塗布方法については、第１の実施形態を参照されたい。
　また、下側コンタクタウェハ１１６にダミーコンタクト部がある場合には、ダミーコンタクト部にも液体が塗布され、ダミーコンタクタ部にも液滴が形成される。
　次に、下面側載置工程が行われる（Ｓ３３からＳ３５）。下面側載置工程は、載置ステップ（Ｓ３３）、位置合わせステップ（Ｓ３４）、およびエッチングステップ（Ｓ３５）を含む。
　最初に、載置ステップでは、図２１Ａ（ｃ）に示すように、液滴１１９が形成された下側コンタクタウェハ１１５上にウェハ１１６が載置される。すなわち、下側コンタクタウェハ１１５の引出電極１２１の表面に形成された下面側コンタクト部１２１ａと下面側電極パッド１１８とが液滴１１９を介して接触するように、下側コンタクタウェハ１１５上にウェハ１１６が載置される。
　なお、載置ステップに先立って、ウェハ１１６と下側コンタクタウェハ１１５とが位置合わせされるが、この位置合わせには、高い位置合わせ精度は必要ない。また、載置する際に、ウェハ１１６にいずれの方向にも力を加える必要はない。
　なお、下側コンタクタウェハ１１５の下面側コンタクト部１２１ａにおいても、ウェハ１１６の下面側電極パッド１１８と同様に親水化処理が行われてもよい。あるいは、下面側コンタクト部１２１ａを、液体に対して濡れ性の良い金属等の親水性を有する材料を用いて形成してもよい。
　また、ウェハ１１６を下側コンタクタウェハ１１５上に載置する載置動作は、図示しない搬送装置により行ってもよい。
　載置ステップ（Ｓ３３）で下側コンタクタウェハ１１５上に載置されたウェハ１１６は、図２１Ａ（ｄ）に示すように、下側コンタクタウェハ１１５と液滴１１９の表面張力により自己整合的に位置合わせされる。
　また、ウェハ１１６に前述した下面側ダミー電極パッドがあり、下側コンタクタウェハ１１５に前述した下面側ダミーコンタクト部がある場合には、下面側ダミー電極パッドと下面側ダミーコンタクト部とが液体を介して接触し、位置合わせされる。
　載置ステップ（Ｓ３３）においてウェハ１１６と下側コンタクタウェハ１１５が位置合わせされた後、図２１Ｂ（ｅ）に示すように、ウェハ１１６と下側コンタクタウェハ１１５は、所定の期間、そのまま放置される。この間にウェハ１１６の下面側電極パッド１１８の表面、かつ／又は下側コンタクタウェハ１１５の下面側コンタクト部１２１ａの表面が、液滴１１９により還元され又はエッチングされる。すなわち、下面側電極パッド１１８の表面、かつ／又は下面側コンタクト部１２１ａの表面に酸化膜又は汚染等による被膜が形成されている場合であっても、液滴１１９により除去され得る。
　従って、液滴１１９となる液体として、酸化膜等を還元する性質を有するか、又は酸化膜等をエッチングする性質を有するものを用いることができるのは、第１の実施形態と同様である。
　次に、下面側固定工程が行われる（Ｓ３６）。具体的には、図２１Ｂ（ｆ）に示すように、ウェハ１１６を下側コンタクタウェハ１１５に押さえつけるように力を加え、下面側電極パッド１１８と下面側コンタクト部１２１ａとを密着させる。（なお、図２１Ｂ（ｆ）から図２１Ｄ（ｌ）では、下面側コンタクト部１２１ａの図示を省略し、引出配線１２１と下面側コンタクト部２１ａとを一体的に示している。）なお、下面側電極パッド１１８の表面と下面側コンタクト部１２１ａの表面とは、液滴１１９により洗浄されているため、ウェハ１１６に対して横方向に力を印加する必要はない。
　なお、下面側固定工程を省略し、後述する上面側固定工程（Ｓ４２）を行うときに、ウェハ１１６と下側コンタクタウェハ１１５とを固定してもよい。
　次に、上面側親水化処理工程が行われる（Ｓ３７）。具体的には、ウェハ１１６の上面側電極パッド１８に対して親水化処理が行われる。また、本実施形態においては、上面側電極パッド１８以外の領域に対して疎水化処理が行われる。親水化処理および疎水化処理は、第１の実施形態において説明した方法と同様の方法により行うことができる。図２１Ｂ（ｇ）から図２１Ｃ（ｊ）において親水化処理が行われた（上面側）電極パッド１８の表面を１８ａで表す。
　次に、上面側液体供給工程が行われる（Ｓ３８）。具体的には、第１の実施形態において説明した方法と同様の方法により、ウェハ１１６上に液体が供給される。これにより、図２１Ｃ（ｈ）に示すように、表面１８ａの上および周囲に液滴１９が形成される。
　次に、上面側載置工程が行われる（Ｓ３９からＳ４１）。上面側載置工程は、載置ステップ（Ｓ３９）、位置合わせステップ（Ｓ４０）、エッチングステップ（Ｓ４１）を含む。
　最初に、載置ステップにおいて、図２１Ｃ（ｉ）に示すように、表面に液滴１９が形成されたウェハ１１６の上方に、上面側コンタクタウェハ１５をウェハ搬送アーム９０により搬送し、ウェハ１１６上に載置する。この際、ウェハ搬送アーム９０による位置合わせを高精度に行う必要はない。また、載置する際に、ウェハ１１６に横（水平）方向にも力を加える必要はない。
　なお、上面側コンタクタウェハ１５の上面側コンタクト部２１ａにおいても、ウェハ１１６の上面側電極パッド１８と同様に親水化処理が行われてもよい。あるいは、上面側コンタクト部２１ａを、液体に対して濡れ性の良い金属等の親水性を有する材料を用いて形成してもよい。
　ウェハ１１６上に載置された上面側コンタクタウェハ１５は、Ｓ４０において、図２１Ｃ（ｊ）に示すように、ウェハ１１６上との間で液滴１９の表面張力により自己整合的に位置合わせがなされる。
　また、ウェハ１１６に前述した（上面側）ダミー電極パッドがあり、（上面側）コンタクタウェハ１５に前述した（上面側）ダミーコンタクト部がある場合には、（上面側）ダミー電極パッドと（上面側）ダミーコンタクト部とが液体を介して接触し、位置合わせされる。
　載置ステップ（Ｓ４０）においてウェハ１１６と下側コンタクタウェハ１１５が位置合わせされた後、図２１Ｄ（ｋ）に示すように、上側コンタクタウェハ１５は、所定の期間、そのまま放置される。この間に、液滴１１９により、ウェハ１１６の上面側電極パッド１８の表面、かつ／又は上側コンタクタウェハ１５の下面側コンタクト部１８の表面１８ａが、還元され、又はエッチングされる。すなわち、上面側電極パッド１８の表面、かつ／又は下面側コンタクト部１２１ａの表面に酸化膜又は汚染等による被膜が形成されている場合であっても、液滴１１９により、除去され得る。
　次に、上面側固定工程が行われる（Ｓ４２）。具体的には、第１の実施形態において説明した方法と同様の方法により、図２１Ｄ（ｌ）に示すように、コンタクタホルダ１４ｂを下降させてコンタクタウェハ１５を押し下げ、コンタクタウェハ１５とウェハ１１６とが接触した状態で固定される。（なお、図２１Ｄ（ｌ）では、下面側コンタクト部１２１ａの図示を省略する。）。
　基板検査装置における位置合わせ方法（Ｓ３１からＳ４２）を行った後、第１の実施形態において説明した検査工程（図８のＳ１７）と実質的に同様に検査工程が行われる（Ｓ４３）。ただし、本実施形態の検査工程では、ウェハ１１６の下面側についても検査が行われる。具体的には、テスター本体１１ｃから下側コンタクタホルダ１１４ｂ内の下面側テスター回路ウェハ１８０を介して下側コンタクタウェハ１１５へ無線通信によって信号が送られ、送られた信号に基づいて、下側コンタクタウェハ１１５に設けられたテスト回路１２３のスイッチおよびドライバを制御して信号を発生し、発生した信号がウェハ１１６の被検査回路の下面側の入力側に送られる。その結果、ウェハ１１６の被検査回路の下面側の出力側から発生した信号は、下側コンタクタウェハ１１５のテスト回路１２３のスイッチおよびコンパレータを制御して読取られ、読取られた信号が、下側コンタクタウェハ１１５から無線通信によって下面側テスター回路ウェハ１８０へ送られ、さらにテスター本体１１ｃへと送られる。
　検査工程の後、切り離し工程（Ｓ４４）が行われる。この切り離し工程は、第１の実施形態における切り離し工程（Ｓ１８）と同様に行うことができる。
　本実施形態による基板検査装置およびコンタクタウェハによれば、上下面に電極パッドを有しているウェハ１１６の場合であっても、ウェハ１１６とコンタクタウェハ１５およびコンタクタウェハ１１５とを高い精度で位置合わせできる。これに加え、本実施形態でも、ウェハ１１６から信号を読み取る回路までの配線長を短縮することができ、高い周波数、特に１ＧＨｚ以上の高い周波数で動作する回路を有する半導体基板を検査する場合において、従来の基板検査装置に比べ、高精度で基板検査を行うことができる。
　（第４の実施形態）
　次に、図２２から図２３を参照し、第４の実施形態に係る基板検査装置、コンタクタウェハおよびコンタクタウェハの製造方法について説明する。
　最初に、図２２を参照し、本実施形態に係る基板検査装置について説明する。図２２は、本実施形態に係る基板検査装置を示す一部断面を含む正面図である。図示のとおり、本実施形態に係る基板検査装置１０ｄは、テスター本体１１ｄ、テストヘッド１２ｄ、およびオートプローバ１３を有する。オートプローバ１３は、第１の実施形態におけるオートプローバ１３と実質的に同一の構成を有している。
　また、テストヘッド１２ｄは、コンタクタホルダ１４ｃおよびコンタクタウェハ１５ｆを有する。コンタクタホルダ１４ｃおよびコンタクタウェハ１５ｆは、コンタクタウェハ１５ｆに設けられた接点２２を介して互いに電気的に接続される。また、コンタクトウェハ１５ｆには、検査対象のウェハ１６の電極バッド１８と接するコンタクト部２１ａが設けられている。
　一方、本実施形態においては、コンタクタウェハ１５ｆには、ドライバ、コンパレータ、スイッチ、および電圧／電流源等のテスト回路は設けられていない。代わりに、テスター本体１１ｄにテスト回路を設けてもよいし、コンタクタホルダ１４ｃの内部にテスト回路を含むテスター回路ウェハを設けてもよい。
　本実施形態では、第１の実施形態で図８から図１０を用いて説明した基板検査装置における位置合わせ方法を用いて位置合わせを行うことができる。
　次に、図２３を参照し、本実施形態に係るコンタクタウェハの製造方法について説明する。図２３は、本実施形態に係るコンタクタウェハの製造方法の各ステップにおけるコンタクタウェハの構造を模式的に示す断面図（左側）および上面図（右側）である。
　まず、図２３（ａ）に示すように、ウェハ１５ｆが準備される。上述したように、本実施形態では、ウェハ１５ｆ内にテスト回路は形成されていない。次に、図２３（ｂ）に示すように、配線２９を形成するための金属膜２９ａがウェハ１５ｆ上に形成される。
　続けて、金属膜２９ａ上にマスクが形成され、マスクから露出する金属膜２９ａがエッチングにより除去され、図２３（ｃ）に示すように、配線２９が形成される。このエッチングは、ウェットエッチングでもよく、ドライエッチングでもよい。
　次に、配線２９が形成されたウェハ１５ｆの全面に絶縁層３０が形成され、フォトリソグラフィおよびエッチングによって、図２３（ｄ）に示すように、絶縁層３０に開口部が形成される。開口部には配線２９が露出している。なお、開口部が形成されるべき位置にマスクを形成し、このマスク、配線２９、およびウェハ１５ｆの上面を覆うように絶縁層３０を形成し、マスクをリフトオフすることより、絶縁層３０に開口部を形成してもよい。絶縁層３０は、先に形成された配線に損傷を与えない限り、ＣＶＤ、ＰＶＤ、塗布、蒸着等のいかなる方法で形成されても構わない。絶縁層３０は、シリコンの酸化物のほか、ポリイミドのような樹脂材料でも構わない。
　次に、めっき等により絶縁層３０の開口部を金属で埋め込むことにより、図２３（ｅ）に示すように、配線２９と電気的に接続する引出配線２１が形成される。
　次いで、図２３（ｆ）に示すように、上面へ引き出した引出配線２１の上にコンタクト部２１ａが形成される。コンタクト部２１ａは、親水性の金属により形成されると好ましい。コンタクト部２１ａの上面は、絶縁層３０の上面と同じ高さにあってよく、絶縁層３０の上面から凸状に突出してもよい。絶縁層３０の表面よりも低い凹部を形成する場合にも、検査対象のウェハ１６の電極パッド１８（図２２）との間に導電性を有する液体を介して電気的に接続することができる。
　なお、コンタクト部２１ａを形成することなく、コンタクト部２１ａの代わりに引出配線２１を用いてもよい。この場合、引出配線２１を絶縁層３０の上面から突出するように形成してよい。
　また、コンタクト部２１ａの形成後（コンタクト部２１ａを形成しない場合にあっては引出配線２１の形成後）に、光触媒を塗布し、マスクにより選択的にＵＶ光を照射することによりコンタクト部２１ａ（または引出配線２１）に対して親水化処理を行ってもよい。また、コンタクト部２１ａ（または引出配線２１）以外の領域に対して疎水化処理を行ってもよい。疎水化処理は、たとえば有機ケイ素化合物等の撥水性材料を選択的に塗布することにより行うことができる。以上のような製造方法により、コンタクタウェハが製造される。
　本実施形態によっても、検査対象のウェハとコンタクタウェハとの間で容易に自己整合的に位置合わせすることができ、ウェハとコンタクタウェハとを容易に電気的に接続することができる。
　以上、本発明の好ましい実施形態について記述したが、本発明はかかる特定の実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲内に記載された本発明の要旨の範囲内において、種々の変形・変更が可能である。
　本国際出願は２００９年９月１１日に出願された日本国特許出願２００９－２１１００３号に基づく優先権を主張するものであり、その全内容をここに援用する。

Claims (19)

  1. 　電子回路および電極パッドが形成される基板を電気的に検査するための検査装置本体部と、
    　導電性材料により形成されるコンタクト部を含み、前記検査装置本体部に電気的に接続される第１のコンタクタと
    　を備え、
    　前記コンタクト部と前記基板の電極パッドとが、導電性を有する液体を介し電気的に接続される基板検査装置。
  2. 　前記電極パッドは親水性を有し、
    　前記第１のコンタクタは、前記コンタクト部が、表面に液体が供給された前記基板上に載置されることによって、前記基板に対して位置合わせされる、請求項１に記載の基板検査装置。
  3. 　前記液体は、前記コンタクト部かつ／又は前記電極パッドの酸化膜をエッチングする性質を有する、請求項１に記載の基板検査装置。
  4. 　前記コンタクト部は親水性を有する、請求項１に記載の基板検査装置。
  5. 　前記基板に対して位置合わせされた前記第１のコンタクタを、前記基板に押さえつけて固定する固定機構を更に備える、請求項１に記載の基板検査装置。
  6. 　前記第１のコンタクタは、前記固定機構と電気的に接続される接点を有し、
    　前記固定機構が前記検査装置本体部と電気的に接続され、
    　前記接点および前記固定機構を介して、前記第１のコンタクタと前記検査装置本体部との間で信号の授受が行われる、請求項５に記載の基板検査装置。
  7. 　前記第１のコンタクタは無線通信回路を有し、
    　前記無線通信回路を介して、前記第１のコンタクタと前記検査装置本体部との間で信号の授受が行われる、請求項１に記載の基板検査装置。
  8. 　前記第１のコンタクタにはダミーコンタクト部が形成され、
    　前記ダミーコンタクト部は親水性を有する、請求項１に記載の基板検査装置。
  9. 　前記第１のコンタクタには、ドライバ、コンパレータ、およびスイッチを含む回路が設けられる、請求項１に記載の基板検査装置。
  10. 　前記第１のコンタクタには、表面が絶縁性材料により被覆された前記コンタクト部がある、請求項１に記載の基板検査装置。
  11. 　前記絶縁性材料はレジストである、請求項１０に記載の基板検査装置。
  12. 　前記レジストは、インクジェット印刷法を用いて塗布される、請求項１１に記載の基板検査装置。
  13. 　前記第１のコンタクタには、電気的に接続されていない前記コンタクト部がある、請求項１に記載の基板検査装置。
  14. 　導電性材料により形成されるコンタクト部を含み、前記検査装置本体部に電気的に接続される第２のコンタクタを更に備え、
    　前記第１のコンタクタの前記コンタクト部が、前記基板の上面に形成される電極パッドに対し、導電性を有する液体を介して電気的に接続し、
    　前記第２のコンタクタの前記コンタクト部が、前記基板の下面に形成される電極パッドに対し、導電性を有する液体を介して電気的に接続する、請求項１に記載の基板検査装置。
  15. 　電子回路および電極パッドが形成される基板を電気的に検査するための基板検査装置の検査装置本体部に対して基板を電気的に接続するコンタクタと、前記基板とを位置合わせする基板検査装置における位置合わせ方法において、
    　前記基板の上面に形成された電極パッドを親水化処理する第１の親水化処理工程と、
    　前記基板上に液体を供給する第１の液体供給工程と、
    　表面に液体が供給された前記基板上に前記第１のコンタクタを載置する第１の載置工程と、
    　前記第１のコンタクタと前記基板とを前記液体により位置合わせする位置合わせ工程と
    　を含む、基板検査装置における位置合わせ方法。
  16. 　前記液体は導電性を有する、請求項１５に記載の位置合わせ方法。
  17. 　前記液体は、前記コンタクト部かつ／又は前記電極パッドの酸化膜をエッチングする性質を有する、請求項１５に記載の位置合わせ方法。
  18. 　前記第１のコンタクタに設けられ、前記電極パッドと電気的に接続されるコンタクト部が、親水性を有する、請求項１５に記載の位置合わせ方法。
  19. 　前記基板の下面に形成された電極パッドを親水化処理する第２の親水化処理工程と、
    　前記検査装置本体部に対して前記基板を電気的に接続する第２のコンタクタのコンタクト部に液体を供給する第２の液体供給工程と、
    　前記基板を、表面に液体が供給された前記第２のコンタクタ上に載置する第２の載置工程と、
    　前記第２のコンタクタと前記基板とを前記液体により位置合わせする位置合わせ工程と
    　を更に含む、請求項１５に記載の位置合わせ方法。
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