(57)【要約】【課題】ウェハの電気的特性を精度よく測定することができると共に、ウェハの破損を防止することができる技術を提供する。【解決手段】プローブ針１８を用いた検査時において、プローブ針１８をステージ４の溝６に対応する位置に接触させるときは、ウェハ支持部材１０を移動機構１６によって、ステージ４の載置面４ａ方向へ押し上げる。これによって、載置面４ａとウェハ支持部材１０が同一平面を形成し、ウェハ２０を支持する。【選択図】  図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ウェハを載置する載置面と、載置面上に形成される溝とを備えるステージと、
溝内の空気を吸引する空気吸引手段と、
溝内の異なる位置にそれぞれ配設され、溝内を溝の高さ方向に移動可能なウェハ支持部材と、
ウェハ支持部材の上面が載置面から退避した第１位置からウェハ支持部材の上面が載置面と同一平面となる第２位置に、ウェハ支持部材を移動させる移動機構とを備えており、
その移動機構が複数のウェハ支持部材の少なくとも一つを第２位置に移動させたときに、残りのウェハ支持部材が第１位置にあることを特徴とする半導体製造装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体製造装置に関する。特に、ウェハの電気的特性をテストするための装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
プローブ等の試験冶具を用いて、ウェハの電気的特性をテストする半導体製造装置が知られている。この種の半導体製造装置によりウェハをテストする場合は、ステージに設けられた溝から空気を吸引して、ウェハをステージに吸着固定する。そして、ステージに吸着固定されたウェハにプローブ等の試験冶具を押し付け、ウェハの電気的特性を測定する。電気的特性の測定は、プローブの位置を変えながら、ウェハの複数の部位において行われる。このため、ステージに設けられた溝の位置に対応する部分にプローブが押し付けられることがある。かかる場合、プローブからの圧力によって、ウェハが破損してしまうことがあった。
かかる問題を解決するための従来技術としては、特許文献１に開示された技術が知られている。特許文献１では、ウェハの載置面に緩衝材を配設したステージを用いてプローブテストを行っている。
【０００３】
【特許文献１】特開平１１−３３７５８０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１の技術では、ウェハとステージとの間に、ウェハの全面を覆うようにしてゴム等の弾性変形材料が配設され、これが緩衝材として機能し、ウェハの破損をある程度は防止することができる。しかしながら、この緩衝材には、ウェハを緩衝材に吸着するための吸着穴（空気を吸引するための吸着穴）が形成されている。このため、プローブが吸着穴に対応する位置に押し付けられた場合には、ウェハが破損する可能性がある。また、ウェハの電気的特性を正確に測定するためには、ウェハとステージとの間に電気的抵抗を生じさせる部材（すなわち、緩衝材）が介在しないことが望ましい。このため、この種の半導体製造装置においては、電気的特性を精度よく測定することができ、かつ、テスト時のウェハの破損防止を実現することができる技術が必要とされている。
本発明は、ウェハの電気的特性を精度よく測定することができると共に、ウェハの破損を防止することができる技術を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本願発明に係る半導体製造装置は、ウェハを載置する載置面と、載置面上に形成される溝とを備えるステージと、溝内の空気を吸引する空気吸引手段と、溝内の異なる位置にそれぞれ配設され、溝内を溝の高さ方向に移動可能なウェハ支持部材と、ウェハ支持部材の上面が載置面から退避した第１位置からウェハ支持部材の上面が載置面と同一平面となる第２位置に、ウェハ支持部材を移動させる移動機構とを備えている。この装置は、移動機構が複数のウェハ支持部材の少なくとも一つを第２位置に移動させたときに、残りのウェハ支持部材が第１位置にあることを特徴としている。
【０００６】
この半導体製造装置では、ステージに形成された溝内の異なる位置にそれぞれウェハ支持部材が配設されている。そして、移動機構は、複数のウェハ支持部材の少なくとも一つを、その上面が載置面と同一平面となるように移動させることができる。即ち、移動機構が溝内に配設された所定のウェハ支持部材を溝の高さ方向（上方）へ押し出すことで、ウェハ支持部材の上面とステージの載置面とを同一平面上に位置させることができる。このとき、残りのウェハ支持部材は載置面から退避した状態で維持される。このため、プローブが溝に対応する位置に当接する際には、その場所に配設されたウェハ支持部材を移動させ、ウェハを支持することができる。また、残りのウェハ支持部材は、載置面から退避した状態なので、ウェハを載置面に吸着することができる。したがって、ウェハを載置面に吸着しながらウェハの破損を防止することができる。また、ウェハと載置面の間には緩衝材等が配されないため、そのような中間部材が電気的抵抗となり、ウェハの電気的特性の測定に影響してしまうといった不具合が生じることがない。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によると、ウェハの電気的特性のテストの際のウェハの破損を防止するとともに、ウェハの電気的特性を精度良く測定することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
下記の実施例の技術的な特徴について列記する。
（特徴１）ステージと移動機構の相対的な位置関係を変化させる手段を備えている。
（特徴２）ウェハ支持部材はステージを貫通しており、その上面は溝の底面の一部を形成しており、ウェハ支持部材は、溝の高さと同じ長さだけステージ裏面側から突出している。
（特徴３）。ウェハ支持部材のステージ裏面側の端部には、ウェハ支持部材が移動機構によって載置面方向（第１位置から第２位置に向かう方向）へ移動させられたときに、その上面がステージの載置面よりも突出することを禁止するストッパが設けられている。
（特徴４）ウェハ支持部材をステージの裏面方向（第２位置から第１位置に向かう方向）へ退避させる手段が設けられている。
【実施例】
【０００９】
（第１実施例）
本願発明を具現化した第１実施例に係る半導体製造装置を図１〜３を参照して説明する。図１は第１実施例の半導体製造装置２の概略平面図であり、図２は図１の半導体製造装置２のＩＩ−ＩＩ断面図である。図３は、本実施例の半導体製造装置２を用いたプロービングテストの様子を表わす図である。
【００１０】
半導体製造装置２は、ステージ４を備えている。ステージ４は図示しないアームに接続されており、そのアームによって移動させることができる。ステージ４は、導電性の高い材料によって形成されている。ステージ４には、外部のテスタが電気的に接続されている。プロービングテスト時は、このテスタによってウェハ２０の電気的特性が測定される。ステージ４はウェハを載置するための載置面４ａを備えている。載置面４ａ上には、溝６が三重のリング状に形成されており、これら３重のリング状の溝がステージ中心から半径方向に伸びる溝によって接続されている。半径方向に伸びる溝６のステージ４の中心に位置する底部には、吸引用貫通孔８が設けられている。吸引用貫通孔８は、溝６内の空気を吸引する吸引機構（吸引ポンプ）１４に接続されている。ステージ４は、吸引機構１４によって溝６内の空気を吸引することで、載置面４ａに載置されたウェハ２０（図３参照）を真空吸着して固定するものである。なお、溝６の形状は、図１に示すパターンに限定されるものではない。
【００１１】
溝６の底部には、複数の貫通孔がそれぞれ異なる位置に形成されている。貫通孔が形成されている位置は、プロービングテスト時にプローブ針１８でウェハ２０を押圧する位置に対応している。それぞれの貫通孔には、ウェハ支持部材１０がスライド可能に挿入されている。ウェハ支持部材１０は、ヘッド１０ａと、ヘッド１０ａから伸びる軸部１０ｂを備えている。ステージ４の上記複数の貫通孔のそれぞれは、ウェハ支持部材１０のヘッド１０ａと軸部１０ｂの形状に対応して形成されている。また、本実施例のウェハ支持部材１０のヘッド１０ａは、ステージ４と同一の材料によって形成されており、ステージ４と同程度の導電性を有している。なお、ヘッド１０ａの全体をステージ４と同一の材料によって形成する必要はなく、少なくともウェハ２０及びステージ４と接触する部分において、ステージ４の載置面４ａと同程度の導電性を有していればよい。
また、プロービングテストの精度を保つためには、ウェハ支持部材１０がステージ４とともにウェハを支持したときに、ステージ４の電位を一定に保持する必要がある。このため、ステージ４が後述するカム部材１２と電気的に接続されることは好ましくない。このため、ウェハ支持部材１０は、ヘッド１０ａの上面よりも下方の少なくとも一部が絶縁性の高い材料によって形成されている。例えば、軸部１０ｂの一部を絶縁物によって形成することができる。このような構成により、ヘッド１０ａとカム部材１２との絶縁を図ることができる。
【００１２】
各ウェハ支持部材１０は、溝６内を図２の上下方向（即ち、溝６の高さ方向）にそれぞれ独立して移動可能となっている。ウェハ支持部材１０に外部から力が加えられていないとき（即ち、ウェハ支持部材１０の上面が載置面４ａから退避した位置にあるとき）には、ヘッド１０ａの上面は、溝６の底面と同一平面上に位置している（図２）。ウェハ支持部材１０は、この状態からヘッド１０ａの上面が載置面４ａと同一平面上に位置する高さ（図３を参照）まで、上下に移動可能となっている。なお、図１ではウェハ支持部材１０の図示を省略している。
なお、本実施例では、ウェハ支持部材１０を、プロービングテスト時にプローブ針１８でウェハ２０を押圧する位置に対応して配置しているが、本発明はこのような形態に限られない。例えば、図４に示すように、ウェハ支持部材１０を、溝６の全周にわたって配置するようにしてもよい。図４に示す例では、ウェハ支持部材１０のヘッド１０ａが、溝６の周方向に伸びている。図示しないが、軸部１０ｂは、ヘッド１０ａのほぼ中央に形成されている。上記の構成により、プローブ針１８でウェハを押圧する位置が溝６のどの位置にあったとしても、ウェハ支持部材１０でウェハを支持することができる。即ち、ウェハのサイズやウェハ上のプロービングテストを実施する位置を問わず、良好にプロービングテストを実施することができる。これによって、複数種類のウェハを一の装置で検査することができる。
また、本発明は図２及び図４に示すウェハ支持部材１０の個数や形状に限定されるものではない。例えば、ウェハ支持部材１０は、溝６の内部に所定の間隔をおいて配設されていてもよいし、連続して配設されていてもよい。ウェハ支持部材１０を配設する位置やヘッド１０ａの形状等は、ウェハ２０に対して行われるテスト内容（プロービング位置、プローブ針１８の大きさ）に応じて適宜設計することができる。
【００１３】
ステージ４の下方には、カム部材１２が配置されている。カム部材１２の上面にはカム面１６が形成されている。カム面１６は、平坦な頂部と、その頂部からカム部材１２の基準上面へと傾斜する傾斜面を備えている。ステージ４が図示しないアームによって移動されることで、ステージ４とカム面１６との相対的位置関係を変化させることができる。カム部材１２についても、ウェハ支持部材１０と同様に、ウェハ２０の電気的特性に影響を及ぼさないよう、高い絶縁性を有する材料で形成されている。
なお、カム面１６の上方には、プローブ針１８が配置されている。カム面１６とプローブ針１８の水平面内の位置関係は固定されている。
【００１４】
図３に示すように、ステージ４に載置されたウェハ２０に対してプロービングテストを実施する際は、ウェハ２０の所定の部分（例えば、ウェハ２０に形成された各ＩＣチップの電極パッド等）に順次プローブ針１８を押し当てていく。即ち、このテストでは、プローブ針１８が接触する位置を変えながら、ウェハ２０の複数の部位において、ウェハ２０の電気的特性を測定する。この検査は、測定位置のずれやプローブ針１８の押圧に起因するウェハ２０の反り等を防ぐために、溝６内の空気を吸引することでウェハ２０をステージ４に吸着固定して行われる。また、プローブ針１８をウェハ２０に押圧するため、プローブ針１８の接触部分には圧力が作用する。このため、プローブ針１８が接触するウェハ２０の部分の下に吸着固定用の溝６が位置し、その部分が下方から支えられていないと、ウェハ２０が破損することがある。
【００１５】
本実施例の半導体製造装置２では、プローブ針１８を接触させるウェハ２０の部分の下に溝６がある場合には、その部分にはウェハ支持部材１０が配置されている。また、プローブ針１８とカム部材１２のカム面１６との水平面内の位置関係は変化しない。このため、ステージ４を水平方向に動かして、その該当部分にプローブ針１８を位置決めすると、その該当部分の下方にはカム部材１２のカム面も位置決めされる。このため、プローブ針１８を押圧する際には、まず、アームの動作によってステージ４を水平方向に移動させ、プローブ針１８とカム面１６をウェハ２０に対して位置決めする。次いで、ステージ４をカム部材１２に向かって移動させる。これによって、ウェハ支持部材１０の下端がカム部材１２のカム面１６に当接する。さらに、ステージ４を下方に移動させると、これに伴って、ウェハ支持部材１０のヘッド１０ａが載置面４ａの方向へと上昇していく。カム部材１２のカム面１６の頂部がステージ４の下面に当接すると（図３に示す状態）、ヘッド１０ａの上面は載置面４ａと同一平面上にまで押し上げられてウェハ２０の裏面と接触する。このとき、ヘッド１０ａの上面は、その周辺部分において、載置面４ａとも接触している。これにより、ウェハ２０がヘッド１０ａ及びステージ４を介してテスタに接続されることとなる。この状態で、プローブ針１８がウェハ２０を押圧し、ウェハ２０の電気的特性が測定される。電気的特性の測定が終了すると、ステージ４がカム部材１２から離間する方向（すなわち、上方）に移動する。これにより、ウェハ支持部材１０は自重によって図２に示す状態へと移動する。なお、ウェハ支持部材１０が図２に示す状態に確実に戻るように、溝６内にばね機構を備えていてもよい。すなわち、ばねによってウェハ支持部材１０を下方に付勢するようにしてもよい。
【００１６】
上記のように、ウェハ支持部材１０が下方からウェハ２０を支持した状態でプローブ針１８がウェハ２０に接触すると、プローブ針１８からウェハ２０に作用する力をウェハ支持部材１０で受けることができるため、ウェハ２０の破損等の不具合が生じることがない。また、溝６をウェハ支持部材１０で塞いでも、溝６の全体が塞がれないため、ウェハ２０をステージ４に吸着固定することができる。これによって、プロービングテスト時のウェハ２０のずれを好適に防止することができる。さらに、ウェハ支持部材１０とカム部材１２は絶縁性の材料で形成されているため、ウェハ支持部材１０がウェハ２０に接触しても、ウェハ２０の電気的特性には影響しない。本実施例の半導体製造装置２によると、ウェハ２０の電気的特性に影響を及ぼすことなく、ウェハ２０のプロービングテスト時の破損を良好に防止することができる。
【００１７】
（第１実施例の変形例）
図５に、第１実施例の半導体製造装置の変形例を表わす。この半導体製造装置３０では、各ウェハ支持部材１０の軸部１０ｂの下端に、磁石で形成されるストッパ２２が設けられている。さらに、ステージ４の下方には駆動部材２６が配置され、この駆動部材２６の上面には磁石２４が固定されている。ストッパ２２と磁石２４は、同一の磁極で形成されている。即ち、ステージ４が移動してウェハ支持部材１０が磁石２４上に位置決めされると、ストッパ２２と磁石２４が反発し合い、この磁力によってヘッド１０ａが上部へと押し上げられる。即ち、第１実施例では、ウェハ支持部材１０の高さ位置がカム部材１６によって機械的に変化したのに対して、本実施例では、ウェハ支持部材１０の高さ位置が磁石２４の磁力によって非接触で変化する。
【００１８】
図５に示す状態（磁石２４の磁力によってウェハ支持部材１０が押し上げられた状態）では、ストッパ２２がステージ４の裏面に接触しており、ウェハ支持部材１０のヘッド１０ａが図示する高さ位置（即ち、載置面４ａと同一平面）よりもさらに上方に押し上げられることを防止する。そして、ステージ４が磁石２４から離されると、ストッパ２２と磁石２４の磁気的な反発力が小さくなり、ウェハ支持部材１０は自重によってもとの状態へと復帰する。また、駆動部材２６の上面の磁石２４の周辺には、ストッパ２２の下面側の磁極とは反対の磁極の引き戻し用磁石をさらに配設しておいてもよい。この構成によると、ストッパ２２と引き戻し用磁石の間に発生する吸引力によって、ウェハ支持部材１０のヘッド１０ａが溝６の底面に当接する位置まで確実に移動させることができる。
【００１９】
本明細書または図面に説明した技術要素は、単独で或いは各種の組み合わせによって技術的有用性を発揮するものであり、出願時の請求項記載の組み合わせに限定されるものではない。例えば、第１実施例のウェハ支持部材１０の軸部１０ｂの下端にストッパを設けてもよい。また、このような場合、ストッパは磁性を有する部材でなくともよい。
また、本明細書または図面に例示した技術は、複数目的を同時に達成するものであり、そのうちの一つの目的を達成すること自体で技術的有用性を持つものである。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】第１実施例の半導体製造装置の概略平面図。
【図２】図１の半導体製造装置のＩＩ−ＩＩ断面図。
【図３】第１実施例の半導体製造装置を用いたプロービングテストの様子を表わす図。
【図４】図１の半導体製造装置のステージを変形した変形例に係るステージの一部を拡大して示す図。
【図５】第１実施例の半導体製造装置の変形例を表わす図。
【符号の説明】
【００２１】
２，３０：半導体製造装置
４：ステージ
６：溝
８：吸引用貫通孔
１０：ウェハ支持部材
１０ａ：ヘッド
１０ｂ：軸部
１２：カム部材
１４：吸引機構
１６：カム面
１８：プローブ針
２０：ウェハ
２２：ストッパ
２４：磁石
２６：駆動部材
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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