(57)【要約】【課題】  プローブカードの熱膨張の有無に起因した、半導体装置の電極に対するプローブ針の位置ずれを抑制することができる半導体検査装置を提供する。【解決手段】  半導体基板１を載置するメインテーブル１０と、メインテーブル１０を加熱する第1の加熱手段１０ａと、半導体装置の電極に接続するプローブ針３０ａを具備し、メインテーブル１０に対する位置が変化することにより、半導体基板１を複数のエリアごとに検査するプローブカード３０と、メインテーブル１０の周囲に位置するサブテーブル２０と、サブテーブル２０を加熱することにより、メインテーブル１０上から食み出したプローブカード３０を加熱する第２の加熱手段２０ａとを具備する。【選択図】      図１
2006278414.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の半導体装置が形成された半導体基板を載置するメインテーブルと、
前記メインテーブルを加熱する第1の加熱手段と、
前記半導体装置が有する電極に接続するプローブ針を具備し、前記半導体装置を検査するプローブカードと、
前記メインテーブルの周囲に位置するサブテーブルと、
前記サブテーブルを加熱する第２の加熱手段と、
を具備し、
前記プローブカードは、前記メインテーブルに対する相対位置が変化することにより、前記複数の半導体装置を、前記半導体基板の複数のエリアごとに検査し、
前記サブテーブルは、前記メインテーブル上から食み出した前記プローブカードの下方に位置し、
第２の加熱手段は、前記サブテーブルを介して前記メインテーブル上から食み出した前記プローブカードを加熱する半導体検査装置。
【請求項２】
前記プローブカードは、前記半導体基板の周辺部に位置する前記半導体装置を検査するときに、前記テーブルから食み出す請求項１に記載の半導体検査装置。
【請求項３】
前記サブテーブルは、前記メインテーブルの周囲の一部にのみ位置し、
前記サブテーブルを、前記プローブカードが前記メインテーブルから食み出している位置の変化に合わせて移動させて、前記プローブカードの下方に位置させるサブテーブル移動手段をさらに具備する請求項２に記載の半導体検査装置。
【請求項４】
前記メインテーブルを支持するメイン支持軸と、
前記サブテーブルを支持するサブ支持軸とを具備し、
前記サブ支持軸は、前記メイン支持軸によって支持されており、
前記サブテーブル移動手段は、前記サブ支持軸を、前記メイン支持軸を回転軸として回転させることにより、前記サブテーブルを移動させる請求項３に記載の半導体検査装置。
【請求項５】
前記メイン支持軸を移動させることにより、前記メイン支持軸、前記サブ支持軸、前記メインテーブル、及び前記サブテーブルを移動させるメイン移動手段を具備する請求項４に記載の半導体検査装置。
【請求項６】
前記サブ支持軸は、前記メイン支持軸を挟んで前記サブテーブルとは逆となる位置に、前記サブテーブルとのバランスをとるためのバランサーを具備する請求項４又は５に記載の半導体検査装置。
【請求項７】
前記第２の加熱手段は、前記サブテーブルを前記メインテーブルと略同一の温度に加熱する請求項１〜６のいずれか一項に記載の半導体検査装置。
【請求項８】
前記第２の加熱手段は、前記サブテーブルを前記メインテーブルより高い温度に加熱する請求項１〜７のいずれか一項に記載の半導体検査装置。
【請求項９】
半導体装置が形成された半導体基板を、半導体検査装置のメインテーブル上に載置し、
前記メインテーブルの周囲にサブテーブルを位置させ、
前記メインテーブルを加熱しながら、前記半導体検査装置のプローブカードのプローブ針を前記半導体装置の電極に接続するとともに、前記サブテーブルを加熱することにより、前記メインテーブル上から食み出した前記プローブカードを加熱する、半導体装置の検査方法。
【請求項１０】
半導体基板に半導体装置を形成する工程と、
前記半導体装置の検査を行う工程と、
を具備し、
前記半導体装置の検査を行う工程において、
前記半導体装置が形成された前記半導体基板を、半導体検査装置のメインテーブル上に載置し、
前記メインテーブルの周囲にサブテーブルを位置させ、
前記メインテーブルを加熱しながら、前記半導体検査装置のプローブカードのプローブ針を、前記半導体装置の電極に接続するとともに、前記サブテーブルを加熱することにより、前記メインテーブル上から食み出した前記プローブカードを加熱する、半導体装置の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体検査装置、半導体装置の検査方法、及び半導体装置の製造方法に関する。特に本発明は、半導体装置の電極に対するプローブ針の位置ずれを抑制することができる半導体検査装置、半導体装置の検査方法、及び半導体装置の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
図５の各図は、シリコンウェハ１０１に形成された半導体装置の検査方法を説明する為の平面概略図である。半導体装置を検査する場合、シリコンウェハ１０１はテーブル１１０に載置される。テーブル１１０は所定の温度に加熱されている。そして、シリコンウェハ１０１が有する半導体装置の電極（例えばパッド：図示せず）には、プローブカード１３０の下面に設けられたプローブ針（図示せず）が接続される（例えば特許文献１参照）。
【特許文献１】特開平１１−１４５２１５号公報（第２段落）
【０００３】
シリコンウェハ１０１には、同一の半導体装置が複数形成されている。プローブカード１３０は、シリコンウェハ１０１に形成された複数の半導体装置を、複数のエリアに分けて検査する。
【０００４】
このとき、図５（Ａ）の実線で示すように、あるエリアを検査するときに、プローブカード１３０の端部１３０ａが、テーブル１１０上から食み出すことがある。
次のエリアを検査するとき、図５（Ｂ）の実線で示すように、端部１３０ａはシリコンウェハ１０１の上方に移動する。そして、端部１３０ａに位置するプローブ針は、シリコンウェハ１０１に形成された半導体装置の電極に接続する。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
プローブカードはテーブルによって加熱されるが、半導体装置の微細化が進んだ現在、プローブカードの熱膨張の有無が、半導体装置の電極に対するプローブ針の位置ずれの原因となる。プローブカードは、熱膨張した状態で検査が行われるように設計されている。しかし、プローブカードのうちテーブル上から食み出した部分は加熱されていない。このため、次のエリアを検査するときに、プローブカードをテーブル上で待機させて、プローブカードのうち食み出していた部分を加熱する必要があった。また、この待機時間が十分でないと、食み出していた部分に設けられたプローブ針は、半導体装置の電極に対して位置ずれを起こすことがあった。
【０００６】
本発明は上記のような事情を考慮してなされたものであり、その目的は、プローブカードをステージ上で待機させなくても、プローブカードの熱膨張の有無に起因した、半導体装置の電極に対するプローブ針の位置ずれを抑制することができる半導体検査装置、半導体装置の検査方法、及び半導体装置の製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するため、本発明に係る半導体検査装置は、複数の半導体装置が形成された半導体基板を載置するメインテーブルと、
前記メインテーブルを加熱する第1の加熱手段と、
前記半導体装置が有する電極に接続するプローブ針を具備し、前記半導体装置を検査するプローブカードと、
前記メインテーブルの周囲に位置するサブテーブルと、
前記サブテーブルを加熱する第２の加熱手段と、
を具備し、
前記プローブカードは、前記メインテーブルに対する相対位置が変化することにより、前記複数の半導体装置を、前記半導体基板の複数のエリアごとに検査し、
前記サブテーブルは、前記メインテーブル上から食み出した前記プローブカードの下方に位置し、
第２の加熱手段は、前記サブテーブルを介して前記メインテーブル上から食み出した前記プローブカードを加熱する。
【０００８】
この半導体検査装置によれば、メインテーブル上から食み出したプローブカードは、サブテーブルを介して第２の加熱手段によって加熱される。従って、プローブカードのうち食み出していた部分が半導体基板上に移動しても、この食み出していた部分は熱膨張しているため、この部分に設けられているプローブ針は、半導体装置の電極に精度よく接触することができる。このように、本半導体検査装置によれば、プローブカードをメインステージ上で待機させなくても、プローブカードの熱膨張の有無に起因した、半導体装置の電極に対するプローブ針の位置ずれを抑制することができる。
なお、プローブカードは、例えば前記半導体基板の周辺部に位置する前記半導体装置を検査するときに、前記テーブルから食み出す。
【０００９】
前記サブテーブルは、前記メインテーブルの周囲の一部にのみ位置し、前記サブテーブルを、前記プローブカードが前記メインテーブルから食み出している位置の変化に合わせて移動させて、前記プローブカードの下方に位置させるサブテーブル移動手段をさらに具備してもよい。このようにすると、半導体検査装置をコンパクトにすることができる。
【００１０】
前記メインテーブルを支持するメイン支持軸と、前記サブテーブルを支持するサブ支持軸とを具備し、前記サブ支持軸は、前記メイン支持軸によって支持されており、前記サブテーブル移動手段は、前記サブ支持軸を、前記メイン支持軸を回転軸として回転させることにより、前記サブテーブルを移動させてもよい。
前記メイン支持軸を移動させることにより、前記メイン支持軸、前記サブ支持軸、前記メインテーブル、及び前記サブテーブルを一体となって移動させるメイン移動手段を更に具備してもよい。
前記サブ支持軸は、前記メイン支持軸を挟んで前記サブテーブルとは逆となる位置に、前記サブテーブルとのバランスを取るためのバランサーを具備してもよい。
【００１１】
前記第２の加熱手段は、前記サブテーブルを前記メインテーブルと略同一の温度に加熱してもよいし、前記メインテーブルより高い温度に加熱してもよい。
【００１２】
本発明に係る半導体装置の検査方法は、半導体装置が形成された半導体基板を、半導体検査装置のメインテーブル上に載置し、
前記メインテーブルの周囲にサブテーブルを位置させ、
前記メインテーブルを加熱しながら、前記半導体検査装置のプローブカードのプローブ針を前記半導体装置の電極に接続するとともに、前記サブテーブルを加熱することにより、前記メインテーブル上から食み出した前記プローブカードを加熱する。
【００１３】
本発明に係る半導体装置の製造方法は、半導体基板に半導体装置を形成する工程と、
前記半導体装置の検査を行う工程と、
を具備し、
前記半導体装置の検査を行う工程において、
前記半導体装置が形成された前記半導体基板を、半導体検査装置のメインテーブル上に載置し、
前記メインテーブルの周囲にサブテーブルを位置させ、
前記メインテーブルを加熱しながら、前記半導体検査装置のプローブカードのプローブ針を前記半導体装置の電極に接続するとともに、前記サブテーブルを加熱することにより、前記メインテーブル上から食み出した前記プローブカードを加熱する。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、図面を参照して本発明の実施形態について説明する。図１は、本発明の第１の実施形態に係る半導体検査装置の一部断面の側面図である。この半導体検査装置は、シリコンウェハ１に形成された複数の半導体装置（図示せず）それぞれの電気的特性を検査する装置である。
【００１５】
検査が行われるシリコンウェハ１は、所定の製造工程を経ることにより、複数の半導体装置が形成された後、メインテーブル１０上に載置される。メインテーブル１０は、内部にヒーター１０ａが埋め込まれている。ヒーター１０ａが動作することにより、シリコンウェハ１は、メインテーブル１０を介して加熱される。メインテーブル１０は略円板状であるが、下面中心には、支持軸１２が取り付けられている。
【００１６】
シリコンウェハ１の半導体装置の電極には、プローブカード３０のプローブ針３０ａを介して試験信号が入力される。プローブカード３０は、例えば細長い長方形であり、複数の半導体装置に対して検査信号を入力できるように、複数組のプローブ針３０ａを有している。
【００１７】
支持軸１２は、移動手段（図示せず）によって、メインテーブル１０及びシリコンウェハ１とともに、前後左右に移動する。このため、プローブカード３０は、シリコンウェハ１を複数のエリアに分けて、これらエリアごとに検査を行うことにより、シリコンウェハ１の全面を検査することができる。ただし、シリコンウェハ１の周辺部に位置する半導体装置を試験するとき、プローブカード３０は、一部がメインテーブル１０上から食み出す。このため、プローブカード３０は、メインテーブル１０及びシリコンウェハ１によって加熱される部分と、加熱されない部分が生じる。
【００１８】
これに対し、本実施形態では、メインテーブル１０の周囲には、サブテーブル２０が設けられている。サブテーブル２０は、内部にヒーター２０ａが埋め込まれている。メインテーブル１０上から食み出したプローブカード３０は、サブテーブル２０を介してヒーター２０ａによって加熱される。このため、プローブカード３０は、一部がメインテーブル１０上から食み出しても、全体が加熱される。
【００１９】
プローブカード３０は、ヒーター１０ａ，２０ａによって、全体が略均一に加熱されるのが好ましい。このためには、ヒーター２０ａによるサブテーブル２０の加熱温度は、ヒーター１０ａによるメインテーブル１０の加熱温度と略同一であるのが好ましい。
【００２０】
なお、サブテーブル２０の上面が、メインテーブル１０の上面と略面一である場合、プローブカード３０のうちサブテーブル２０上に位置する部分は、メインテーブル１０上に位置する部分と比べて、シリコンウェハ１の厚み分ほど熱源から離れているため、加熱されにくい。これを補うために、サブテーブル２０の温度をメインテーブル１０の温度よりやや高くしてもよい。
【００２１】
サブテーブル２０を支持する支持軸２２は、メインテーブル１０の支持軸１２によって支持されている。詳細には、支持軸２２は、支持軸１２から水平方向に延伸した後、上方に向けて略９０°折れ曲がり、サブテーブル２０の下面に接続している。このため、サブテーブル２０及び支持軸２２は、支持軸１２及びメインテーブル１０とともに、前記した移動手段によって移動する。
また、支持軸２２は、支持軸１２を介してメインテーブル１０とは逆となる位置に、サブテーブル２０とのバランスを取るためのバランサー２４を有している。
【００２２】
また、サブテーブル２０の形状は、例えば中心角が略９０°の、幅が太い円弧形状であり、内周部分が、メインテーブル１０の外周に略沿うようになっている。そして、支持軸２２は、支持軸１２に設けられたモーター２３によって、支持軸１２の周囲を回転する。このため、サブテーブル２０は、メインテーブル１０の外周に沿って移動することができる。これにより、サブテーブル２０は、プローブカード３０の食み出す位置が変化しても、必ず食み出した部分の下方に移動することができる。
【００２３】
また、サブテーブル２０は、メインテーブル１０と異なり、シリコンウェハ１を載置する必要がない。このため、サブテーブル２０をメインテーブル１０より薄くして、軽量化することができる。
【００２４】
図２の各図は、プローブカード３０の全体が加熱されることの効果を説明する為の平面概略図である。プローブカード３０は、各図の実線及び点線で示すように、シリコンウェハ１に形成された複数の半導体装置を、複数のエリアに分けて検査する。また、プローブカード３０のプローブ針は、プローブカード３０が加熱されて熱膨張することを前提として、レイアウトが設計されている。
【００２５】
図２（Ａ）の実線に示すように、プローブカード３０の全体がメインテーブル１０上に位置する場合、プローブカード３０は、全体が加熱されるため、すべてのプローブ針のレイアウトは設計通りとなっている。従って、プローブ針は、半導体装置の電極に精度よく接触することができる。
【００２６】
その後、図２（Ｂ）の実線で示すように、次のエリアを検査するために、プローブカード３０がシリコンウェハ１の周辺部上に移動した場合、一部のプローブカード３０がメインテーブル１０上から食み出す。しかし、プローブカード３０のうち食み出した部分は、サブテーブル２０によって加熱される。このため、プローブカード３０は、すべての部分が熱膨張したままである。
【００２７】
その後、図２（Ｃ）に示すように、プローブカード３０がシリコンウェハ１の他のエリア上に移動した場合、プローブカード３０のうち食み出していた部分が、シリコンウェハ１上に位置する。しかし、この食み出していた部分もサブテーブル２０によって加熱されていたため、プローブ針のレイアウトは設計通りとなっている。従って、プローブカード３０をメインテーブル１０上で待機させなくても、プローブカード３０のうち食み出していた部分に位置するプローブ針が、半導体装置の電極に精度よく接触することができる。
【００２８】
なお、プローブカード３０のうち、図２（Ｂ）とは異なる部分がメインテーブル１０上から食み出した場合、サブテーブル２０は、この食み出した部分の下方に位置するように移動する。このため、プローブカード３０は、すべての部分が熱膨張したままである。
【００２９】
以上、本発明の第１の実施形態によれば、プローブカード３０の一部分がメインテーブル１０上から食み出しても、この食み出した部分は、サブテーブル２０によって加熱されるため、熱膨張する。従って、プローブカード３０をメインテーブル１０上で待機させなくても、次のエリアを検査するときに、この食み出していた部分に設けられているプローブ針は、半導体装置の電極に精度よく接触することができる。
【００３０】
また、サブテーブル２０を可動式にしてメインテーブル２０の全周ではなく一部に設け、かつメインテーブル１０より薄くしたため、メインテーブル２０を大型化する場合と比べて、半導体検査装置をコンパクトにすることができる。
【００３１】
図３は、本発明の第２の実施形態に係る半導体検査装置を説明する為の平面概略図である。本実施形態に係る半導体検査装置は、プローブカード３０が大型である点、及びサブテーブル２０の形状を除いて、第１の実施形態に係る半導体検査装置と同一である。サブテーブル２０は、第１の実施形態と比べて大型であり、正方形の角の一つを、メインテーブル１０の外周の一部分に沿うように切り落とした形状である。
【００３２】
本実施形態によれば、大型のプローブカード３０が使用される場合でも、サブテーブル２０は、プローブカード３０のうちメインテーブル１０から食み出した部分の全体を加熱することができる。従って、第１の実施形態と同一の効果を得ることができる。
【００３３】
図４は、本発明の第３の実施形態に係る半導体検査装置を説明する為の平面概略図である。本実施形態に係る半導体検査装置は、プローブカード３０が大型である点、及びサブテーブル２０の形状を除いて、第１の実施形態に係る半導体検査装置と同一である。サブテーブル２０は、長方形の長辺の一つを、メインテーブル１０の外周の半分に沿うように切り落とした形状である点を除いて、第１の実施形態と同一である。
本実施形態によっても、第２の実施形態と同一の効果を得ることができる。
【００３４】
尚、本発明は上述した実施形態に限定されるものではなく、本発明の主旨を逸脱しない範囲内で種々変更して実施することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】第１の実施形態に係る半導体検査装置の一部断面の側面図。
【図２】プローブカード３０の全体が加熱されることの効果を説明する為の平面概略図。
【図３】第２の実施形態に係る半導体検査装置を説明する為の平面概略図。
【図４】第３の実施形態に係る半導体検査装置を説明する為の平面概略図。
【図５】シリコンウェハ１０１に形成された半導体装置の検査方法を説明する為の平面概略図。
【符号の説明】
【００３６】
１，１０１…シリコンウェハ、１０…メインテーブル、１０ａ，２０ａ…ヒーター、１２，２２…支持軸、２０…サブテーブル、２３…モーター、２４…バランサー、３０，１３０…プローブカード、３０ａ…プローブ針、１１０…テーブル、１３０ａ…プローブカードの端部
【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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