(57)【要約】      （修正有）【課題】設置面積を縮小させ、装置が有するケーブルを細くかつ短くすることが可能なウエハテスト装置を提供する。【解決手段】テスト対象ウエハ１３が載置されるステージ１２を有する筐体１１と、ステージ１２上に配置され、複数のピン２１を有するプローブカード２０と、プローブカード２０に接続され、テスト対象ウエハ１３をテストするために必要な回路が形成されたテストボード１９と、テストボード１９が載置されたテストヘッド１５と、テストヘッド１５を旋回可能に支持するテストヘッド旋回装置１６と、を具備するウエハテスト装置であって、前記テストヘッド１５にはテスト対象ウエハ１３の静特性または動特性をテストする複数のユニット２５乃至２９が収められるとともに、テストヘッド旋回装置１６内には、電源を供給する電源ユニット２３および、テストヘッド１５を冷却する冷却ユニット２２が収められ、ケーブル２９により接続されている。【選択図】図２
2011060911.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
テスト対象ウエハを載置し、任意の方向に移動可能なステージおよび、このステージ上に前記テスト対象ウエハを搬送する搬送手段を有する筐体と、
この筐体の前記ステージ上に配置され、前記テスト対象ウエハと導通するための複数のピンを有するプローブカードと、
少なくともテスト時には前記プローブカードに接続され、前記テスト対象ウエハをテストするために必要な回路が形成されたテストボードと、
このテストボードが載置されたテストヘッドと、
このテストヘッドに収められ、テスタコントローラからの指令によって、前記テスト対象ウエハの静特性または動特性をテストする複数のユニットと、
前記テストヘッドを旋回可能に支持するテストヘッド旋回装置と、
このテストヘッド旋回装置若しくは前記筐体内部に納められ、前記テスタコントローラからの指令によって前記複数のユニットに電源を供給する電源ユニットおよび、前記テスタコントローラからの指令によって前記テストヘッドを冷却する冷却ユニットと、
これらの電源ユニットおよび冷却ユニットと前記テストヘッドとを電気的に相互に接続するケーブルと、
を具備することを特徴とするウエハテスト装置。
【請求項２】
前記複数のユニットは、前記複数のピンを介して前記テスト対象ウエハに直流電圧または直流電流を供給することにより静特性をテストし、このテスト結果を判定するＤＣ測定ユニットと、
前記テスト対象ウエハのテストに必要なテスト信号を発生させ、このテスト信号を前記複数のピンを介して前記テスト対象ウエハに供給することにより動特性をテストするファンクションパターン発生器と、
前記動特性のテスト結果を判定するファンクション測定ユニットと、
前記静特性および前記動特性をテストするために必要なデータが格納されるメモリと、
からなることを特徴とする請求項１に記載のウエハテスト装置。
【請求項３】
前記テストボードは、コンタクトリングを介して前記プローブカードに接続されたことを特徴とする請求項１または２に記載のウエハテスト装置。
【請求項４】
前記筐体は、前記テスト対象ウエハのテスト条件を整えるための機能を有することを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載のウエハテスト装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ウエハ上に形成された複数の半導体装置の電気的特性をテストするためのウエハテスト装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来のウエハテスト装置は、半導体試験装置（以下、テスタと称す）と、ウエハの搬送およびプロービングを行うハンドラー（以下、プローバと称す）と、により構成されている。
【０００３】
テスタは、テスト対象ウエハに形成された個々の半導体装置にテスト信号を供給し、その結果を受けとることにより、製品の良否判定を行う装置である。このテスタは、テスタ本体および、テストヘッドにより構成され、このうちテストヘッドは、テスタ本体とは別のテストヘッド旋回装置に固定されている。
【０００４】
上述のテスタにおいて、テスタ本体の内部には、ＤＣ測定ユニット、ファンクション測定ユニット、ファンクションパターン発生器、メモリ、電源ユニットおよび冷却ユニットといった、テストするために必要なユニットがそれぞれ搭載されている。ここで、ファンクションパターンとは、ウエハに形成された個々の半導体に印加する入力信号及び、半導体から出力された信号を比較するための期待値が記述されたものを意味する。
【０００５】
一方で、テストヘッドは、テスト用の回路基板を有し、その上にテストボードが固定される。そして、テスタ本体とテストヘッドは、それぞれケーブルを介して電気的に接続されている（特許文献１等参照）。
【０００６】
なお、このケーブルは、例えば直径が３０ｃｍ、長さが５ｍ程度であり、非常に重量が重くかつ長いものである。
【０００７】
このような従来のテスタは、テスタ本体の回路基板が、例えばＰＣ（Ｐｅｒｓｏｎａｌ  Ｃｏｍｐｕｔｅｒ）からなるテスタコントローラに接続されており、テスタコントローラからの指令によって、テスタ本体の回路基板に搭載された各ユニットが動作する。
【０００８】
プローバは、内部にステージを有するものであり、テスト対象ウエハをステージ上に搬送する装置である（特許文献２等参照）。このステージは、Ｘ方向、Ｙ方向、Ｚ方向にそれぞれ移動可能であり、ステージの移動および、テスト対象ウエハの搬送は、このプローバが有するタッチパネルを操作することにより、所望の箇所に移動、若しくは搬送される。
【０００９】
上述したテスタ及びプローバは、それぞれ専門メーカで作製されるものであり、別々の装置としてそれぞれリリースされる。
【００１０】
ところで、近年のテスタは、テスタチャンネルが増加する一方で、小型化が進んでいる。しかし、プローバは、テスト対象ウエハの口径が、６インチ、８インチ、１２インチと大きくなるに従い、大型化している。従って、テスタが小型化されているにも関わらず、ウエハテスト装置の設置面積が大きいという問題がある。
【００１１】
また、テスタ本体を接続するケーブルは太く、かつ長いものであるため、このケーブルがウエハテスト装置の設置面積をさらに大きくする要因でもある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１２】
【特許文献１】特開２０００−１３７０５８号公報
【特許文献２】特開２００８−１７７８９７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
本発明の課題は、設置面積を縮小させ、装置が有するケーブルを細くかつ短くすることが可能なウエハテスト装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
本発明による半導体試験装置は、テスト対象ウエハを載置し、任意の方向に移動可能なステージおよび、このステージ上に前記テスト対象ウエハを搬送する搬送手段を有する筐体と、この筐体の前記ステージ上に配置され、前記テスト対象ウエハと導通するための複数のピンを有するプローブカードと、少なくともテスト時には前記プローブカードに接続され、前記テスト対象ウエハをテストするために必要な回路が形成されたテストボードと、このテストボードが載置されたテストヘッドと、このテストヘッドに収められ、テスタコントローラからの指令によって、前記テスト対象ウエハの静特性または動特性をテストする複数のユニットと、前記テストヘッドを旋回可能に支持するテストヘッド旋回装置と、このテストヘッド旋回装置若しくは前記筐体内部に納められ、前記テスタコントローラからの指令によって前記複数のユニットに電源を供給する電源ユニットおよび、前記テスタコントローラからの指令によって前記テストヘッドを冷却する冷却ユニットと、これらの電源ユニットおよび冷却ユニットと前記テストヘッドとを電気的に相互に接続するケーブルと、を具備することを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、設置面積を縮小させ、装置が有するケーブルを細くかつ短くすることが可能なウエハテスト装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の実施形態に係るウエハテスト装置の構成を示す図である。
【図２】図１のウエハテスト装置において、各ユニットの接続関係を説明するためのブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下に、本発明の実施形態に係るウエハテスト装置について、図面を参照して詳細に説明する。
【００１８】
図１は、本実施形態に係るウエハテスト装置の構成を示す図である。図１に示すように、本実施形態に係るウエハテスト装置において、筐体１１の内部には、Ｘ方向、Ｙ方向、Ｚ方向にそれぞれ移動可能なステージ１２および、ステージ１２上部付近にプローブカード２０が設けられている。このステージ１２上には、筐体１１の側面に設けられたウエハ搬入口（図示せず）から搬入され、例えばアーム等のウエハ搬送手段（図示せず）によって搬送されたテスト対象ウエハ１３が載置される。
【００１９】
また、上述の筐体１１は、テスト対象ウエハ１３をテストする際の温度等の条件を整えるための機能を有する。例えば、常温以下の低温下でテストする場合、低温のドライエアーを筐体１１の内部に充満させることにより、筐体１１の内部の温度を下げる。
【００２０】
なお、ステージ１２の移動、ウエハ１３の搬送およびテスト条件の設定は、例えば筐体１１の上面に設けられたタッチパネル１４を操作することにより行われる。
【００２１】
この筐体１１の近傍には、後述するテストヘッド１５を旋回可能に支持するテストヘッド旋回装置１６が設けられている。このテストヘッド旋回装置１６は、ヒンジ部１７に固定されたアーム状の固定部材１８の先端にテストヘッド１５が設けられることにより、テストヘッド１５を、筐体１１上に支持している。
【００２２】
テストヘッド１５は、図１に示される矢印ａの方向に旋回可能である。旋回動作は、例えば、エアーによりヒンジ部１７を図１の矢印ａで示される方向に回転させることにより行われる。
【００２３】
このように旋回可能なテストヘッド１５上には、複数のピン（図示せず）が設けられており、これらのピン上に、テストするために必要な周辺回路等が搭載されたテストボード１９が載置されている。また、テストヘッド１５をプローバ側に旋回させることにより、コンタクトリング５０を介して、筐体１１にセットされたプローブカード２０と接続する。
【００２４】
プローブカード２０は、テスト対象ウエハ１３に形成された複数の半導体装置がそれぞれ有する電極パッドに接触する複数のピン２１を有している。そして、テスト対象ウエハ１３に形成された個々の半導体装置のテストは、ファンクションパターン（テスト信号）等を、複数のピン２１から個々の半導体装置に供給することにより行われる。さらに、ファンクションパターン等が供給されることにより行われたテスト結果は、複数のピン２１を介してプローブカード２０に返される。
【００２５】
なお、テストボード１９は、テスト対象ウエハ１３に形成された特定の複数の半導体装置のテストに対応するように形成されたものである。従って、例えば、異なる複数の半導体装置をテストする場合には、これに対応したテストボード１９に交換する必要がある。上述したテストヘッド１５の旋回動作は、例えば、テストボード１９を交換する際に行われる。
【００２６】
次に、ＤＣ測定ユニット、ファンクション測定ユニット、ファンクションパターン発生器、メモリからなる、テスト対象ウエハ１３の静特性または動特性をテストするためのユニットおよび、電源ユニット、冷却ユニットといったユニットについて説明する。図２は、本実施形態に係るウエハテスト装置において、ユニットの接続関係を説明するためのブロック図である。
【００２７】
図２に示すように、冷却ユニット２２および電源ユニット２３は、テストヘッド旋回装置１６内に収められている。一方で、ＤＣ測定ユニット２５、ファンクション測定ユニット２６、ファンクションパターン発生器２７およびメモリ２８は、テストヘッド１５に組み込まれている。そして、テストヘッド旋回装置１６内の各ユニット２２、２３とテストヘッド１５とは、図１に示すケーブル２９により、電気的に接続されている。
【００２８】
テストヘッド旋回装置１６内に収められた冷却ユニット２２は、例えばファン、水冷装置等のテストヘッド１５を冷却するための冷却装置を動作させるためのユニットである。また、電源ユニット２３は、テストヘッド１５に組み込まれた各ユニット２５乃至２８とテストヘッド１５上に固定するテストボード１９に電源を供給するためのユニットである。
【００２９】
これらの冷却ユニット２２および電源ユニット２３は、例えばＰＣ（Ｐｅｒｓｏｎａｌ  Ｃｏｍｐｕｔｅｒ）からなるテスタコントローラ３０に電気的に接続されている。そして、冷却ユニット２２および電源ユニット２３は、テスタコントローラ３０からの指令を受けとることにより、冷却装置を動作させる信号または、テストヘッド１５に組み込まれた各ユニット２５乃至２８の電源を、ケーブル２９を介して供給する。
【００３０】
一方で、テストヘッド１５に組み込まれたＤＣ測定ユニット２５は、プローブカード２０に設けられた複数のピン２１を介してテスト対象ウエハ１３に形成された複数の半導体装置に直流電圧や直流電流を供給することにより、各半導体装置の静特性をテストするためのユニットである。このユニットは、各半導体装置の静特性のテスト結果を受けとり、個々の半導体装置が良品であるか否かを判定する機能も有する。
【００３１】
また、ファンクションパターン発生器２７およびファンクション測定ユニット２６は、プローブカード２０に設けられた複数のピン２１を介してテスト対象ウエハ１３に形成された複数の半導体装置にファンクションパターンを供給することにより、各半導体装置の動特性をテストするためのユニットである。このうち、ファンションパターンの発生およびこのパターンのドライブは、ファンクションパターン発生器２７によって行われ、各半導体装置の動特性のテスト結果を受けとり、個々の半導体装置が良品であるか否かの判定は、ファンクション測定ユニット２６により行われる。
【００３２】
また、メモリ２８は、各半導体装置の静特性および動特性をテストするために必要なファンクションデータが格納されるユニットである。
【００３３】
テストヘッド１５に組み込まれたこれらのユニット２５乃至２８は、テスタコントローラ３０からの指令を、直接またはテストヘッド旋回装置１６内の冷却ユニット２２および電源ユニット２３、ケーブル２９、テストボード１９を介して受けとることにより動作する。
【００３４】
上述のウエハテスト装置によるウエハテスト方法は、以下の通りである。
【００３５】
まず、タッチパネル１４を操作することにより、テスト対象ウエハ１３をステージ１２上に搬送し、テスト対象ウエハ１３が載置されたステージ１２を、所望の位置に移動させる。ここで、所望の位置とは、テスト対象ウエハ１３に形成された複数の半導体装置の電極パッドと、プローブカード２０に設けられた複数のピン２１とが接触する位置である。
【００３６】
次に、冷却ユニット２２および電源ユニット２３が動作するように、対応する指令をテスタコントローラ３０から冷却ユニット２２および電源ユニット２３に供給する。
【００３７】
これらにより、ウエハテスト装置によるウエハテストの準備がなされる。
【００３８】
以上のようにウエハテスト装置によるウエハテストの準備がなされた後、テスタコントローラ３０を操作することにより、複数の半導体装置の静特性、もしくは動特性がテストされる。このテストは、例えば複数の半導体装置の静特性をテストする場合、対応する指令をテスタコントローラ３０からＤＣ測定ユニット２５に供給することにより行われる。
【００３９】
例えば静特性のテストが実行されると、その結果は、プローブカード２０に設けられたピン２１を介してＤＣ測定ユニット２５に返される。このとき、ＤＣ測定ユニット２５は、その結果によって、テストされた半導体装置が正常に動作したか否かを判定する。判定の結果は、テスタコントローラ３０に返され、例えばテスタコントローラ３０が有するモニタ３１上に表示される。これにより、テスト結果を知ることができる。
【００４０】
以上のようにウエハテストは実行される。
【００４１】
以上に説明したように、本実施形態に係るウエハテスト装置によれば、ＤＣ測定ユニット２５、ファンクション測定ユニット２６、ファンクションパターン発生器２７およびメモリ２８からなる各ユニットは、テストベッド１５に組み込まれ、電源ユニット２３および冷却ユニット２２は、テストヘッド旋回装置１６内に収められている。これにより、従来のウエハテスト装置が有するテスタ本体は不要となる。したがって、本実施形態に係るウエハテスト装置の設置面積は、従来のウエハテスト装置の設置面積より縮小させることができる。
【００４２】
また、ＤＣ測定ユニット２５、ファンクション測定ユニット２６、ファンクションパターン発生器２７およびメモリ２８からなる各ユニットがテストヘッド１５に組み込まれたこと、および、テスタ本体が不要となったことにより接続するケーブル２９は、例えば直径を１０ｃｍ、長さを２ｍ程度まで細くかつ短くすることができる。
【００４３】
以上に、本実施形態に係るウエハテスト装置について説明した。しかし、本発明は、上述のウエハテスト装置に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で様々に変形可能である。
【００４４】
例えば、電源ユニット２３および冷却ユニット２２は、筐体１１の底部に収められてもよく、この場合であっても、ウエハテスト装置の設置面積の縮小させることができ、また、ケーブル２９を細くかつ短くすることができる。
【００４５】
また、本発明のウエハテスト装置は、例えば筐体１１の内部に、テスト対象ウエハ１３に形成された複数の半導体装置が有する電極の位置を検出するカメラ、プローブカード２０が有する複数のピン２１の位置を検出するカメラ等を有していてもよい。
【００４６】
また、本発明のウエハテスト装置において、テストボード１９は、必ずしもテストヘッド１５上に載置される必要はなく、テストボード１９とプローブカード２０とが、電気的に接続されていればよい。従って、テストボード１９は、例えばテストヘッド１５の内部に収められてもよい。
【符号の説明】
【００４７】
１１・・・筐体
１２・・・ステージ
１３・・・テスト対象ウエハ
１４・・・タッチパネル
１５・・・テストヘッド
１６・・・テストヘッド旋回装置
１７・・・ヒンジ部
１８・・・固定部材
１９・・・テストボード
２０・・・プローブカード
２１・・・ピン
２２・・・冷却ユニット
２３・・・電源ユニット
２５・・・ＤＣ測定ユニット
２６・・・ファンクション測定ユニット
２７・・・ファンクションパターン発生器
２８・・・メモリ
２９・・・ケーブル
３０・・・テスタコントローラ
３１・・・モニタ
５０・・・コンタクトリング
【図１】
2011060911.tif 000003
【図２】
2011060911.tif 000004