(57)【要約】【課題】各々のプローブピンに流れる電流量のばらつきを抑制することが可能な半導体装置の検査装置および検査方法を得る。【解決手段】ベアチップ検査装置２０は、ベアチップ１０Ｄの表面１ａの画像から表面外形１を抽出すると共にベアチップ１０Ｄの裏面２ａの画像から裏面外形２を抽出し、裏面外形２の対向する二辺の中点を結ぶ線Ｘ−Ｘと裏面外形２の別の対向する二辺の中点を結ぶ線Ｙ−Ｙの交点が、コンタクトプローブ治具２２の中心と一致するように補正量を求める。さらに、表面１ａの画像からゲートパッド７およびゲート引き出し線６を抽出し、コンタクトプローブピン２３がゲートパッド７に接触し、且つゲート引き出し線６に接触しないように、複数のコンタクトプローブピン２３の表面電極への接触位置を決定する。【選択図】図１７
2019074320.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
表面電極と裏面電極を有するベアチップを検査対象とし、前記裏面電極を吸着ステージに接触させると共に、プローブ治具に取り付けられた複数のプローブピンを前記表面電極に接触させて前記ベアチップの電気特性を検査する半導体装置の検査装置であって、
前記プローブ治具を水平方向および鉛直方向に移動させるプローブ移動手段、
前記プローブ治具を水平方向の面内で回転させるプローブ回転手段、
前記ベアチップの表面の画像と裏面の画像を取得する撮像手段、および
前記撮像手段により取得した前記ベアチップの前記表面の画像と前記裏面の画像の少なくとも前記裏面の画像に基づいて、前記複数のプローブピンの前記表面電極への接触位置の補正量を求める補正量演算手段を備え、
前記補正量演算手段により求めた補正量に基づいて前記複数のプローブピンの前記表面電極への接触位置を決定し、前記プローブ移動手段および前記プローブ回転手段のいずれか一方または両方を駆動して前記複数のプローブピンを前記表面電極の決定した接触位置に接触させることを特徴とする半導体装置の検査装置。
【請求項２】
ベアチップを前記吸着ステージへ吸着搬送する投入側搬送手段と、ベアチップを前記吸着ステージから吸着搬送する排出側搬送手段とを備えたことを特徴とする請求項１記載の半導体装置の検査装置。
【請求項３】
前記撮像手段は、前記ベアチップの前記表面の画像を取得する第一の撮像手段と、前記ベアチップの前記裏面の画像を取得する第二の撮像手段を含み、前記第二の撮像手段は、前記投入側搬送手段に吸着されたベアチップの前記裏面の画像を取得することを特徴とする請求項２記載の半導体装置の検査装置。
【請求項４】
前記補正量演算手段は、前記表面の画像から前記ベアチップの表面外形を抽出すると共に前記裏面の画像から前記ベアチップの裏面外形を抽出し、前記裏面外形を基準として前記補正量を求めることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の半導体装置の検査装置。
【請求項５】
前記ベアチップの前記表面外形および前記裏面外形はそれぞれ矩形であり、前記補正量演算手段は、前記裏面外形の対向する二辺の中点を結ぶ線と前記裏面外形の別の対向する二辺の中点を結ぶ線の交点が、前記プローブ治具の中心と一致するように前記補正量を求めることを特徴とする請求項４記載の半導体装置の検査装置。
【請求項６】
前記補正量に基づいて補正された前記複数のプローブピンの前記表面電極への接触位置は、前記表面外形の対向する二辺の中点を結ぶ線と前記表面外形の別の対向する二辺の中点を結ぶ線の交点に対して前記プローブ治具の中心がずれていることを特徴とする請求項５記載の半導体装置の検査装置。
【請求項７】
前記ベアチップの前記表面外形および前記裏面外形はそれぞれ矩形であり、前記補正量演算手段は、前記表面外形の対向する二辺の中点を結ぶ線に対し、前記表面外形の前記対向する二辺と同方向に配置された前記裏面外形の対向する二辺の中点を結ぶ線がなす角の角度を求め、前記角度に基づいて前記補正量を求めることを特徴とする請求項４から請求項６のいずれか一項に記載の半導体装置の検査装置。
【請求項８】
前記補正量に基づいて補正された前記複数のプローブピンの前記表面電極への接触位置は、前記表面外形に対して−１°〜１°の範囲で回転した位置であることを特徴とする請求項７記載の半導体装置の検査装置。
【請求項９】
表面電極と裏面電極を有するベアチップを検査対象とし、前記裏面電極を吸着ステージに接触させると共に、プローブ治具に取り付けられた複数のプローブピンを前記表面電極に接触させて前記ベアチップの電気特性を検査する半導体装置の検査方法であって、
前記ベアチップの表面の画像と裏面の画像を取得する画像取得ステップと、
前記ベアチップを吸着搬送し前記吸着ステージに載置する吸着搬送ステップと、
前記画像取得ステップで取得した前記ベアチップの前記表面の画像と前記裏面の画像の少なくとも前記裏面の画像に基づいて前記複数のプローブピンの前記表面電極への接触位置の補正量を求める補正量演算ステップを含み、
前記補正量演算ステップにより求めた補正量に基づいて前記複数のプローブピンの前記表面電極への接触位置を決定し、前記複数のプローブピンを前記表面電極の決定した接触位置に接触させることを特徴とする半導体装置の検査方法。
【請求項１０】
前記補正量演算ステップにおいて、前記表面の画像から抽出した前記ベアチップの表面外形と、前記裏面の画像から抽出した前記ベアチップの裏面外形に基づいて前記補正量を求めることを特徴とする請求項９記載の半導体装置の検査方法。
【請求項１１】
前記ベアチップの前記表面外形および前記裏面外形はそれぞれ矩形であり、前記補正量演算ステップにおいて、前記裏面外形の対向する二辺の中点を結ぶ線と前記裏面外形の別の対向する二辺の中点を結ぶ線の交点が前記プローブ治具の中心と一致するように前記補正量を求めることを特徴とする請求項１０記載の半導体装置の検査方法。
【請求項１２】
前記ベアチップの前記表面外形および前記裏面外形はそれぞれ矩形であり、前記補正量演算ステップにおいて、前記表面外形の対向する二辺の中点を結ぶ線に対し、前記表面外形の前記対向する二辺と同じ方向に配置された前記裏面外形の対向する二辺の中点を結ぶ線がなす角の角度を求め、前記角度に基づいて前記補正量を求めることを特徴とする請求項１０または請求項１１に記載の半導体装置の検査方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、表面と裏面に電極を有する半導体ベアチップの電気特性を検査するための検査装置および検査方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体ウェハ上に形成された半導体チップは、ウェハから切り出され回路基板やパッケージに搭載される前のベアチップの状態で電気特性の検査が行われる。その際、ベアチップを真空吸着すると共にベアチップの裏面電極と接触するベアチップステージにベアチップを設置し、プローブ治具に取り付けられた複数のプローブピンをベアチップの表面電極に接触させることにより、測定回路とベアチップが導通する。プローブピンには、スプリングの摺動を利用したスプリングプローブまたはワイヤの挫屈を利用したワイヤプローブ等が用いられる。
【０００３】
従来のベアチップ検査装置として、特許文献１には、３次元形状測定センサによりベアチップの高さを測定し、ベアチップの厚さにばらつきがある場合でもプローブピンの接触位置を常に一定にし、ベアチップおよびプローブピンにダメージを与えないようにした検査装置が提示されている。この検査装置は、プローブピンの先端あるいはベアチップステージに付着しているゴミを吹き飛ばすエアブローを備えている。
【０００４】
また、特許文献２には、ウェハの裏面側から透過光を照射し、ウェハ上に形成されたマーカとプローブピン先端とのずれ量を計測することにより、ウェハ上のパッドとプローブピン先端との位置合わせを行う技術が開示されている。さらに、特許文献３には、ベアチップ裏面電極との導通をベアチップステージではなく、表面電極と同様のコンタクトプローブ治具を用いることにより、ベアチップ裏面電極の突起や異物を回避する技術が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００１−２４９１６２号公報
【特許文献２】特開平５−１４２２９６号公報
【特許文献３】特開２００３−１８５７０１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ＩＧＢＴ（Ｉｎｓｕｌａｔｅｄ  Ｇａｔｅ  Ｂｉｐｏｌａｒ  Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）、ＭＯＳＦＥＴ（Ｍｅｔａｌ−ｏｘｉｄｅ−ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ  ｆｉｅｌｄ−ｅｆｆｅｃｔ  ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）、ＰＮ接合ダイオード、ショットキーバリアダイオード等の縦方向に電流を流すパワー半導体装置においては、ウェハから半導体チップを切り出し個片にする際、ダイシングの方法によりベアチップの表面外形と裏面外形が完全には一致しない。このため、ベアチップの表面電極と裏面電極の面積は一致していない。
【０００７】
ベアチップの表面電極と裏面電極の面積が一致していないことによって、複数のプローブピンの各々が分担する電流量にばらつきが発生する。この電流量のばらつきが原因となり、静的な電気特性の項目であるオン時の電圧の測定値に誤差が生じたり、動的な特性を測定する際に過渡的な電流集中が生じて良品のベアチップを破壊させ、生産性を著しく低下させたりする課題がある。
【０００８】
例えばショットキーバリアダイオードの検査において各々のプローブピンに流れる電流量がばらつくと、順方向電圧特性の測定値に誤差が生じる。複数のショットキーバリアダイオードを並列接続するパワーモジュールにおいては、順方向電圧特性の測定値が所定範囲内のベアチップを組み合わせて接続することがあり、測定値の精度が低い場合、組み立て後に当初予定していた所望の性能が得られないという問題がある。なお、上記特許文献１から特許文献３に開示された技術では、ベアチップの表面電極と裏面電極の面積が一致していないことによって発生する上記課題を解決できるものはない。
【０００９】
本発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、ベアチップの表面電極と裏面電極の面積が一致していないことに起因する各々のプローブピンに流れる電流量のばらつきを是正し、測定精度と生産性の向上を図ることが可能な半導体装置の検査装置および検査方法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】
【００１０】
本発明に係る半導体装置の検査装置は、表面電極と裏面電極を有するベアチップを検査対象とし、裏面電極を吸着ステージに接触させると共に、プローブ治具に取り付けられた複数のプローブピンを表面電極に接触させてベアチップの電気特性を検査する半導体装置の検査装置であって、プローブ治具を水平方向および鉛直方向に移動させるプローブ移動手段と、プローブ治具を水平方向の面内で回転させるプローブ回転手段と、ベアチップの表面の画像と裏面の画像を取得する撮像手段と、撮像手段により取得したベアチップの表面の画像と裏面の画像の少なくとも裏面の画像に基づいて複数のプローブピンの表面電極への接触位置の補正量を求める補正量演算手段とを備え、補正量演算手段により求めた補正量に基づいて複数のプローブピンの表面電極への接触位置を決定し、プローブ移動手段およびプローブ回転手段のいずれか一方または両方を駆動して複数のプローブピンを表面電極の決定した接触位置に接触させるものである。
【００１１】
また、本発明に係る半導体装置の検査方法は、表面電極と裏面電極を有するベアチップを検査対象とし、裏面電極を吸着ステージに接触させると共に、プローブ治具に取り付けられた複数のプローブピンを表面電極に接触させてベアチップの電気特性を検査する半導体装置の検査方法であって、ベアチップの表面の画像と裏面の画像を取得する画像取得ステップと、ベアチップを吸着搬送し吸着ステージに載置する吸着搬送ステップと、画像取得ステップで取得したベアチップの表面の画像と裏面の画像の少なくとも裏面の画像に基づいて複数のプローブピンの表面電極への接触位置の補正量を求める補正量演算ステップとを含み、補正量演算ステップにより求めた補正量に基づいて複数のプローブピンの表面電極への接触位置を決定し、複数のプローブピンを表面電極の決定した接触位置に接触させるものである。
【発明の効果】
【００１２】
本発明に係る半導体装置の検査装置および検査方法によれば、ベアチップの表面の画像と裏面の画像の少なくとも裏面の画像に基づいて複数のプローブピンの表面電極への接触位置の補正量を求めることにより、各々のプローブピンが分担する裏面電極の面積の不均一を是正することができ、各々のプローブピンに流れる入力側の電流量のばらつきを抑制することが可能となる。これにより、各々のプローブピンに流れる電流量のばらつきに起因する測定誤差を抑制することができ、測定精度が向上する。また、動的な特性を測定する際に過渡的な電流集中が生じることによるベアチップの破壊を防止することができ、生産性が向上する。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の実施の形態１に係るベアチップ検査装置の要部を示す図である。
【図２】本発明の実施の形態１における理想的なショットキーバリアダイオードを示す図である。
【図３】本発明の実施の形態１における理想的なショットキーバリアダイオードの表面電極へのコンタクトプローブピンの接触位置を示す図である。
【図４】ベアチップの断面形状を示す模式図である。
【図５】本発明の実施の形態１におけるショットキーバリアダイオードの表面と裏面の外形の違いを示す図である。
【図６】本発明の実施の形態１に係るベアチップ検査装置による検査の流れを示す図である。
【図７】比較例である従来のベアチップ検査装置による検査の流れを示す図である。
【図８】本発明の実施の形態１に係るベアチップ検査装置におけるショットキーバリアダイオードの表面電極へのコンタクトプローブピンの接触位置を示す図である。
【図９】本発明の実施の形態１に係るベアチップ検査装置におけるショットキーバリアダイオードの表面電極へのコンタクトプローブピンの接触位置を示す図である。
【図１０】比較例である従来のベアチップ検査装置におけるショットキーバリアダイオードの表面電極へのコンタクトプローブピンの接触位置を示す図である。
【図１１】本発明の実施の形態２におけるＰＮ接合ダイオードの表面と裏面の外形の違いを示す図である。
【図１２】本発明の実施の形態２に係るベアチップ検査装置におけるＰＮ接合ダイオードの表面電極へのコンタクトプローブピンの接触位置を示す図である。
【図１３】本発明の実施の形態２における理想的なＭＯＳＦＥＴを示す図である。
【図１４】本発明の実施の形態２における理想的なＭＯＳＦＥＴの表面電極へのコンタクトプローブピンの接触位置を示す図である。
【図１５】本発明の実施の形態３におけるＭＯＳＦＥＴの表面と裏面の外形の違いを示す図である。
【図１６】本発明の実施の形態３に係るベアチップ検査装置による検査の流れを示す図である。
【図１７】本発明の実施の形態３に係るベアチップ検査装置におけるＭＯＳＦＥＴの表面電極へのコンタクトプローブピンの接触位置を示す図である。
【図１８】本発明の実施の形態４に係るベアチップ検査装置の構成例を示す図である。
【図１９】本発明の実施の形態４に係るベアチップ検査装置の別の構成例を示す図である。
【図２０】本発明の実施の形態４に係るベアチップ検査装置のさらに別の構成例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
実施の形態１．
以下に、本発明の実施の形態１に係る半導体装置の検査装置および検査方法について、図面に基づいて説明する。図１は、本実施の形態１に係る半導体装置の検査装置であるベアチップ検査装置の要部を模式的に示す図である。本実施の形態１に係るベアチップ検査装置２０は、ウェハから切り出して個片化したベアチップ１０の電気特性の検査を行うものである。本実施の形態１では、ＳｉＣ基板に形成したショットキーバリアダイオードのベアチップを検査対象とする例について説明する。
【００１５】
また、本実施の形態１に係る半導体装置の検査方法は、表面電極と裏面電極を有するベアチップ１０を検査対象とし、裏面電極をベアチップ吸着ステージ２１に当接させると共に、コンタクトプローブ治具２２に取り付けられた複数のコンタクトプローブピン２３を表面電極に接触させる半導体装置の検査方法である。
【００１６】
図１に示すように、ベアチップ検査装置２０は、吸着ステージであるベアチップ吸着ステージ２１、プローブ治具であるコンタクトプローブ治具２２、プローブピンであるコンタクトプローブピン２３、プローブ移動手段であるＸ軸移動ロボット２４およびＹ軸移動ロボット２５、およびプローブ回転手段である回転ロボット２６を備えている。
【００１７】
ベアチップ吸着ステージ２１は、表面電極を上側にしてベアチップ１０を真空吸着し保持すると共に、ベアチップ１０の裏面電極と当接する。また、コンタクトプローブ治具２２に取り付けられた複数のコンタクトプローブピン２３は、ベアチップ１０の表面電極と接触する。ベアチップ吸着ステージ２１が裏面電極と接触し、コンタクトプローブピン２３が表面電極と接触することにより、ベアチップ検査装置２０とベアチップ１０が電気的に導通する。
【００１８】
Ｘ軸移動ロボット２４は、コンタクトプローブ治具２２を水平方向に移動させ、Ｙ軸移動ロボット２５は、コンタクトプローブ治具２２を鉛直方向に移動させる。また、回転ロボット２６は、コンタクトプローブ治具２２を水平方向の面内で回転させる。
【００１９】
また、図１には示していないが、ベアチップ検査装置２０は、搬送手段として、電気特性の検査が実施されるベアチップ１０をベアチップ吸着ステージ２１へ吸着搬送する投入側搬送手段と、検査後のベアチップ１０をベアチップ吸着ステージ２１から吸着搬送する排出側搬送手段を備えている。また、撮像手段として、ベアチップ１０の表面の画像を取得する第一の撮像手段と、ベアチップ１０の裏面の画像を取得する第二の撮像手段を備えている。
【００２０】
さらに、ベアチップ検査装置２０は、撮像手段により取得したベアチップ１０の表面の画像と裏面の画像の少なくとも裏面の画像に基づいて、複数のコンタクトプローブピン２３の表面電極への接触位置の補正量を求める補正量演算手段を備えている。ベアチップ検査装置２０は、補正量演算手段により求めた補正量に基づいて、Ｘ軸移動ロボット２４、Ｙ軸移動ロボット２５、および回転ロボット２６のいずれか一つまたは全部を駆動し、複数のコンタクトプローブピン２３の表面電極への接触位置を決定する。なお、ベアチップ検査装置２０の具体的な装置構成については、実施の形態４で詳細に説明する。
【００２１】
理想的なショットキーバリアダイオードと実際のショットキーバリアダイオードの形状の違いについて、図２から図５を用いて説明する。図２は、理想的なショットキーバリアダイオードを模式的に示す図であり、図３は、理想的なショットキーバリアダイオードの表面電極へのコンタクトプローブピンの接触位置を示す図である。なお、各図において、同一、相当部分には同一符号を付している。
【００２２】
図２に示す理想的なショットキーバリアダイオードは、表面電極にはパターンが無く、全面一様な電極が形成されており、ＭＯＳＦＥＴやＩＧＢＴのようなゲート電極が無い。なお、図２において、Ｇで示す枠は、パワーチップの耐圧を保持するための終端構造のガードリングを示しており、厳密にはＧで示す枠の外側は無効領域である。
【００２３】
以下の説明では、表面電極はベアチップの表面外形１と同じ領域に形成されており、表面電極の外形と表面外形１は等しいものとする。同様に、裏面電極はベアチップの裏面外形２と同じ領域に形成されており、裏面電極の外形は裏面外形２と等しいものとする。また、ベアチップの表面外形１および裏面外形２はそれぞれ矩形である。
【００２４】
図２に示す理想的なショットキーバリアダイオードのベアチップ１０の場合、表面外形１と裏面外形２は一致している。また、表面外形１の対向する二辺（ここでは短辺）の中点を結ぶ線Ａ−Ａと、表面外形１の別の対向する二辺（ここでは長辺）の中点を結ぶ線Ｂ−Ｂは、裏面外形２の対向する二辺（ここでは短辺）の中点を結ぶ線Ｘ−Ｘ（図示省略）、および裏面外形２の別の対向する二辺（ここでは長辺）の中点を結ぶ線Ｙ−Ｙ（図示省略）とそれぞれ一致している。
【００２５】
従来のベアチップ検査装置においては、ベアチップ１０の表面外形１と裏面外形２が一致しているものとして、各々のコンタクトプローブピン２３に流れる電流量が同等となるように、表面電極に対するコンタクトプローブピン２３の接触位置を決定していた。具体的には、図３に示すように、表面外形１を基準として、各々のコンタクトプローブピン２３が等しい面積を分担するように、複数のコンタクトプローブピン２３の接触位置３を決定していた。このため、理想的なショットキーバリアダイオードのベアチップ１０におけるコンタクトプローブピン２３の接触位置３は、表面外形１に対して上下左右均等である。
【００２６】
一方、実際のベアチップにおいては、ベアチップ１０の表面外形１と裏面外形２は、完全には一致していない。図４は、実際のベアチップの断面形状を模式的に示している。実際のベアチップは、断面の一部までブレードを侵入させてダイシングし、その後エキスパンドするセミカットダイシングが行われている。これにより、図４に示すように、ベアチップの表面１ａ側のブレードが侵入したダイシング断面４の形状と、ベアチップの裏面２ａ側のへき開断面５の形状が異なっている。
【００２７】
図５は、実際のショットキーバリアダイオードのベアチップの表面と裏面の外形の違いを示す模式図である。図５では強調して描写しているが、実際のショットキーバリアダイオードのベアチップ１０Ａでは、表面外形１と裏面外形２の面積の差に加え、六方晶のＳｉＣ基板の結晶軸とベアチップ１０Ａの外形線がずれているためにへき開時に発生するウェハの厚さ方向（これをＺ軸方向とする）の回転がある。さらに、結晶成長がＺ軸方向に対して傾いているため、ベアチップ１０Ａの表面１ａと裏面２ａの間の端面は、表面１ａおよび裏面２ａに対して垂直でない。
【００２８】
図５において、ベアチップ１０Ａの表面外形１の対向する二辺（ここでは短辺）の中点を結ぶ線をＡ−Ａ、表面外形１の別の対向する二辺（ここでは長辺）の中点を結ぶ線Ｂ−Ｂ、裏面外形２の対向する二辺（ここでは短辺）の中点を結ぶ線をＸ−Ｘ、裏面外形２の別の対向する二辺（ここでは長辺）の中点を結ぶ線をＹ−Ｙとする。実際のショットキーバリアダイオードのベアチップ１０Ａにおいては、Ａ−ＡとＸ−Ｘのなす角、およびＢ−ＢとＹ−Ｙのなす角は、ＳｉＣ基板の結晶軸の傾きおよびＺ軸方向に対する傾き、ＳｉＣ基板の結合がＳｉに比べて強いこと等に起因して０°〜１°の範囲でばらつく。
【００２９】
特に、ウェハ内に９チップ（３×３）以上のベアチップが放射状に形成される場合、チップ毎にＡ−ＡとＸ−Ｘのなす角と、Ｂ−ＢとＹ−Ｙのなす角の組合せは異なる。ショットキーバリアダイオードの順方向電圧特性を高精度に測定するためには、各々のコンタクトプローブピン２３が分担する裏面外形２の面積の不均一を是正することが有効である。すなわち、各々のコンタクトプローブピン２３が電流の入力側となる裏面電極すなわち裏面外形２の等しい面積を分担するように、複数のコンタクトプローブピン２３の表面電極への接触位置３を決定することが望ましい。
【００３０】
本実施の形態１に係るベアチップ検査装置２０による検査の流れについて、図６のフローチャートを用いて説明する。なお、本実施の形態１に係る半導体装置の検査方法は、ベアチップ１０Ａの表面１ａの画像と裏面２ａの画像を取得する画像取得ステップと、ベアチップ１０Ａを吸着搬送しベアチップ吸着ステージ２１に載置する吸着搬送ステップと、画像取得ステップで取得したベアチップ１０Ａの表面１ａの画像と裏面２ａの画像の少なくとも裏面２ａの画像に基づいて複数のコンタクトプローブピン２３の表面電極への接触位置３の補正量を求める補正量演算ステップを含んでいる。図６のフローチャートにおいて、ステップＳ１およびＳ３は画像取得ステップ、ステップＳ２およびステップＳ４は吸着搬送ステップ、ステップＳ５は補正量演算ステップに該当する。
【００３１】
まず、ステップＳ１において、第１の撮像手段により、ベアチップ１０Ａの表面１ａの画像を取得する。続いて、ステップＳ２において、投入側搬送手段によりベアチップ１０Ａをピックアップし、ステップＳ３において、第２の撮像手段により、ベアチップ１０Ａの裏面２ａの画像を取得する。
【００３２】
続いて、ステップＳ４において、ベアチップ１０Ａをベアチップ吸着ステージ２１で吸着保持する。この時、投入側搬送手段によりベアチップ１０Ａを吸着搬送し、ベアチップ吸着ステージ２１上に載置し、ベアチップ吸着ステージ２１の真空吸着をオンにした後に投入側搬送手段の吸着をオフにすることにより、画像取得後のベアチップ１０Ａの位置ずれは発生しない。
【００３３】
続いて、ステップＳ５において、ベアチップ１０Ａの裏面２ａの画像に基づいて、コンタクトプローブピン２３の表面電極への接触位置３の補正量を計算する。補正量演算手段は、ベアチップ１０Ａの表面１ａの画像から表面外形１を抽出すると共にベアチップ１０Ａの裏面２ａの画像から裏面外形２を抽出し、この裏面外形２を基準として補正量を求める。図５に示すように、ベアチップ１０Ａの表面外形１および裏面外形２はそれぞれ矩形であり、補正量演算手段は、裏面外形２の対向する二辺の中点を結ぶ線Ｘ−Ｘと裏面外形２の別の対向する二辺の中点を結ぶ線Ｙ−Ｙの交点が、コンタクトプローブ治具２２の中心と一致するように、水平方向の補正量を求める。
【００３４】
また、補正量演算手段は、表面外形１の対向する二辺の中点を結ぶ線（例えばＡ−Ａ）に対し、この表面外形１の対向する二辺と同方向に配置された裏面外形２の対向する二辺の中点を結ぶ線（Ｘ−Ｘ）がなす角の角度（これを角度θ１とする）を求める。さらに、表面外形１の別の対向する二辺の中点を結ぶ線（Ｂ−Ｂ）に対し、この表面外形１の対向する二辺と同方向に配置された裏面外形２の対向する二辺の中点を結ぶ線（Ｙ−Ｙ）がなす角の角度（これを角度θ２とする）を求める。
【００３５】
前述のように、角度θ１と角度θ２は、ほぼ等しい場合もあるが異なる場合もある。このため、角度θ１と角度θ２の両方を求め、それらの平均値に基づいて補正量を決定してもよいし、値が大きい方に基づいて補正量を決定してもよい。投入側搬送手段は、通常、ベアチップ１０Ａの表面外形１を基準としてベアチップ１０Ａをベアチップ吸着ステージ２１上に載置するため、裏面外形２に対して回転方向のずれが生じている。このような場合、コンタクトプローブ治具２２を角度θ１、または角度θ２、または角度θ１と角度θ２の平均値に基づいて回転させることにより、裏面外形２に対する回転方向のずれを解消することができる。
【００３６】
さらに、ステップＳ６では、Ｘ軸移動ロボット２４、Ｙ軸移動ロボット２５、および回転ロボット２６を駆動してコンタクトプローブ治具２２の位置を補正し、ベアチップ１０Ａの表面電極の補正された接触位置にコンタクトプローブピン２３を接触させる。
【００３７】
また、本発明の比較例として、従来のベアチップ検査装置による検査の流れについて、図７のフローチャートを用いて説明する。まず、ステップＳ１１において、投入側搬送手段によりベアチップをピックアップし、ステップＳ１２において、ベアチップをベアチップ吸着ステージで吸着保持する。
【００３８】
続いてステップ１３において、撮像手段によりベアチップの表面の画像を取得し、ステップＳ１４においてベアチップの表面の画像に基づいてコンタクトプローブピンの接触位置の補正量を計算する。さらに、ステップＳ１５において、ステップＳ１４で求めた補正量に基づいてコンタクトプローブ治具の位置を補正し、ベアチップの表面電極の補正された接触位置にコンタクトプローブピンを接触させる。
【００３９】
図８は、本実施の形態１に係わるベアチップ検査装置において、補正量演算手段により求めた補正量に基づいてコンタクトプローブピンをベアチップの表面電極に接触させた場合の接触位置を示している。図８では強調して描写しているが、補正の結果、表面外形１の対向する二辺の中点を結ぶ線（図５に示すＡ−Ａ）と表面外形１の別の対向する二辺の中点を結ぶ線（図５に示すＢ−Ｂ）の交点は、コンタクトプローブ治具２２の中心と一致していない。また、複数のコンタクトプローブピン２３の表面電極への接触位置３は、表面外形１に対して−１°〜１°回転している。さらに詳細には、補正による接触位置３は、ベアチップ１０Ａの裏面外形２を基準に決定しているため、表面外形１に対して上下左右均等でなく、０．８°傾いた位置になっている。  
【００４０】
本実施の形態１に係るベアチップ検査装置２０による裏面外形２を基準とした接触位置３と、従来のベアチップ検査装置による表面外形１を基準とした接触位置３について、図９と図１０を用いて比較する。本実施の形態１では、図９に示すように、ベアチップ１０Ａの裏面外形２を基準にして補正量を求め、コンタクトプローブピン２３の表面電極への接触位置３を決定することにより、各々のコンタクトプローブピン２３が分担する裏面電極の面積の不均一を是正している。これにより、各々のコンタクトプローブピン２３が分担する裏面電極の面積のばらつきが、図１０と比べて抑制されている。
【００４１】
一方、図１０に示すように、ベアチップ１０Ａの表面外形１を基準にしてコンタクトプローブピン２３の表面電極への接触位置３を決定する場合、ベアチップ１０Ａの表面電極と裏面電極の面積が一致しないことによって各々のコンタクトプローブピン２３が分担する裏面電極の面積が不均一となり、各々のコンタクトプローブピン２３に流れる電流量にばらつきが生じる。
【００４２】
これらのことから、本実施の形態１に係るベアチップ検査装置２０およびベアチップ検査方法によれば、各々のコンタクトプローブピン２３が分担する裏面電極の面積の不均一を是正することができ、検査時の入力側の電流量のばらつきを抑制することが可能となる。これにより、各々のコンタクトプローブピン２３に流れる電流量のばらつきに起因する測定誤差を抑制することができ、ベアチップ１０Ａの順方向電圧特性等の測定精度が向上する。また、電流の経路長の違いおよび電流集中に伴う温度上昇に起因した抵抗の増加を抑制し、抵抗ばらつきを低減することができるため、動的な特性を測定する際に過渡的な電流集中が生じることによるベアチップ１０Ａの破壊を防止することができ、生産性が向上する。
【００４３】
実施の形態２．
本発明の実施の形態２では、Ｓｉウェハに形成したＰＮ接合ダイオードのベアチップを検査対象とする例について、図１１および図１２を用いて説明する。図１１は、実際のＰＮ接合ダイオードの表面と裏面の外形の違いを示す模式図である。なお、本実施の形態２に係るベアチップ検査装置の構成は、上記実施の形態１と同様であるので図１を流用し、各部の説明は省略する。
【００４４】
理想的なＰＮ接合ダイオードにおいて、ベアチップの表面電極にコンタクトプローブピン２３を接触させる場合の接触位置３は、上記実施の形態１と同様である（図３参照）。また、実際のＰＮ接合ダイオードをセミカットダイシングすると、上記実施の形態１で説明したショットキーバリアダイオードと同様のダイシング断面となる（図４参照）。
【００４５】
ただし、Ｓｉウェハに形成したＰＮ接合ダイオードの場合、へき開時に発生する回転が無いか、有っても無視できる程度である。一方、ダイシング時のブレード侵入位置の精度によりチップ終端領域からダイシングラインまでの距離が異なること、また、ダイシング時の削り量がばらつく上、へき開時の端面が垂直にはならないため、ダイシングラインが前後する。このため、図１１では強調して描写しているが、実際のＰＮ接合ダイオードのベアチップ１０Ｂは、ベアチップ１０Ｂの表面外形１と裏面外形２がずれている。
【００４６】
本実施の形態２においても、上記実施の形態１と同様に、補正量演算手段は、ベアチップ１０Ｂの表面１ａの画像から表面外形１を抽出すると共にベアチップ１０Ｂの裏面２ａの画像から裏面外形２を抽出し、この裏面外形２を基準として補正量を求める。図１１に示すように、ベアチップ１０Ｂの表面外形１および裏面外形２はそれぞれ矩形であり、補正量演算手段は、裏面外形２の対向する二辺の中点を結ぶ線Ｘ−Ｘと裏面外形２の別の対向する二辺の中点を結ぶ線Ｙ−Ｙの交点が、コンタクトプローブ治具２２の中心と一致するように、水平方向の補正量を求める。
【００４７】
図１２は、補正量演算手段により求められた補正量に基づいてコンタクトプローブピンをベアチップの表面電極に接触させた場合の接触位置を示している。補正の結果、表面外形１の対向する二辺の中点を結ぶ線（図１１に示すＡ−Ａ）と表面外形１の別の対向する二辺の中点を結ぶ線（図１１に示すＢ−Ｂ）の交点は、コンタクトプローブ治具２２の中心と一致しておらず、補正による接触位置３は、表面外形１に対して上下左右均等でない。
【００４８】
本実施の形態２によれば、ＰＮ接合ダイオードのベアチップ１０Ｂの表面の画像と裏面の画像から表面外形１と裏面外形２を抽出し、裏面外形２を基準にして複数のコンタクトプローブピン２３の表面電極への接触位置３の補正量を求めることにより、上記実施の形態１と同様の効果が得られる。
【００４９】
実施の形態３．
本発明の実施の形態３では、ＳｉＣウェハに形成したＭＯＳＦＥＴのベアチップを検査対象とする例について説明する。なお、本実施の形態３に係るベアチップ検査装置の構成は、上記実施の形態１と同様であるので図１を流用し、各部の説明は省略する。
【００５０】
理想的なＭＯＳＦＥＴと実際のＭＯＳＦＥＴの形状の違いについて図１３から図１５を用いて説明する。図１３は、理想的なＭＯＳＦＥＴを示す模式図、図１４は、理想的なＭＯＳＦＥＴの表面電極へのコンタクトプローブピンの接触位置を示す模式図、図１５は、実際のＭＯＳＦＥＴの表面と裏面の外形の違いを示す模式図である。
【００５１】
ＭＯＳＦＥＴのベアチップ１０Ｃの表面１ａには、ゲート配線を引き出すためのゲート引き出し線６、ゲート電圧を制御するためのゲートパッド７、およびドレイン電流を引き出すためのソース電極８等が表面電極内にパターン形成されている
【００５２】
図１３に示す理想的なＭＯＳＦＥＴのベアチップ１０Ｃの場合、表面外形１と裏面外形２は一致している。また、表面外形１の対向する二辺（ここでは短辺）の中点を結ぶ線Ａ−Ａと、表面外形１の別の対向する二辺（ここでは長辺）の中点を結ぶ線Ｂ−Ｂは、裏面外形２の対向する二辺（ここでは短辺）の中点を結ぶ線Ｘ−Ｘ（図示省略）、および裏面外形２の別の対向する二辺（ここでは長辺）の中点を結ぶ線Ｙ−Ｙ（図示省略）とそれぞれ一致している。理想的なＭＯＳＦＥＴのベアチップ１０Ｃにおいて、表面電極に複数のコンタクトプローブピン２３を接触する場合の接触位置３は、図１４に示すように、表面外形１に対して上下左右均等である。
【００５３】
一方、実際のＭＯＳＦＥＴをセミカットダイシングすると、上記実施の形態１で説明したショットキーバリアダイオードと同様のダイシング断面となる（図４参照）。図１５では強調して描写しているが、実際のＭＯＳＦＥＴのベアチップ１０Ｄでは、表面外形１と裏面外形２の面積の差に加え、ＳｉＣ基板においてへき開時に発生するＺ軸方向の回転がある。このため、実際のＭＯＳＦＥＴのベアチップ１０Ｄにおいては、Ａ−ＡとＸ−Ｘのなす角、およびＢ−ＢとＹ−Ｙのなす角は、ＳｉＣ基板の結晶軸の傾きおよびＺ軸方向に対する傾き、さらにＳｉＣ基板の結合がＳｉに比べて強いこと等に起因して、０°〜１°の範囲でばらつく。
【００５４】
本実施の形態３に係るベアチップ検査装置における半導体装置の検査の流れについて、図１６のフローチャートを用いて説明する。本実施の形態３では、コンタクトプローブ治具２２に取り付けられたコンタクトプローブピン２３が、ゲートパッド７とソース電極８に正しく接触し、且つゲート引き出し線６に接触しないように、ベアチップ１０Ｄをベアチップ吸着ステージ２１に吸着させた後にベアチップ１０Ｄの表面１ａの画像を取得する。
【００５５】
まず、ステップＳ２１において、投入側搬送手段によりベアチップ１０Ｄをピックアップし、ステップＳ２２において、第２の撮像手段により、ベアチップ１０Ｄの裏面２ａの画像を取得する。続いて、ステップＳ２３において、ベアチップ１０Ｄをベアチップ吸着ステージ２１で吸着保持する。その後、ステップＳ２４において、第１の撮像手段により、ベアチップ１０Ｄの表面１ａの画像を取得する。
【００５６】
続いて、ステップＳ２５において、ベアチップ１０Ｄの表面１ａと裏面２ａの画像に基づいて、コンタクトプローブピン２３の表面電極への接触位置３の補正量を計算する。具体的には、補正量演算手段は、ベアチップ１０Ｄの裏面２ａの画像から抽出した裏面外形２を基準とし、裏面外形２の対向する二辺の中点を結ぶ線Ｘ−Ｘと裏面外形２の別の対向する二辺の中点を結ぶ線Ｙ−Ｙの交点が、コンタクトプローブ治具２２の中心と一致するように、水平方向の補正量を求める。
【００５７】
また、補正量演算手段は、上記実施の形態1と同様に、表面外形１の対向する二辺の中点を結ぶ線に対し、この表面外形１の対向する二辺と同方向に配置された裏面外形２の対向する二辺の中点を結ぶ線がなす角の角度である角度θ１および角度θ２を求め、これらの角度θ１および角度θ２に基づいてコンタクトプローブ治具２２の回転方向の補正量を求める。さらに、補正量演算手段は、ベアチップ１０Ｄの表面１ａの画像からゲート引き出し線６、ゲートパッド７、およびソース電極８の位置を抽出する。
【００５８】
裏面外形２を基準として計算した補正量で、コンタクトプローブピン２３がゲートパッド７に正しく接触し、ゲート引き出し線６に接触しないことを検証できた場合、ステップＳ２６において、Ｘ軸移動ロボット２４、Ｙ軸移動ロボット２５、および回転ロボット２６を駆動してコンタクトプローブ治具２２の位置を補正し、ベアチップ１０Ｄの表面電極の補正された接触位置にコンタクトプローブピン２３を接触させる。
【００５９】
なお、裏面外形２を基準として計算した補正量で、コンタクトプローブピン２３がゲートパッド７に接触できない場合、またはコンタクトプローブピン２３がゲート引き出し線６に接触する場合は、補正量を微調整する。図１７は、補正量演算手段により求められた補正量に基づいてコンタクトプローブピンをベアチップの表面電極に接触させた場合の接触位置を示している。コンタクトプローブピン２３の補正された接触位置３は、表面外形１に対して上下左右均等でなく、０．１°傾いている。
【００６０】
本実施の形態３によれば、上記実施の形態１および実施の形態２と同様に、各々のコンタクトプローブピン２３が分担する裏面電極の面積の不均一を是正することができ、検査時の入力側の電流量のばらつきを抑制することが可能となるため、オン電圧特性を正確に測定することができる。さらに、逆バイアス安全動作領域や短絡測定等の動的な特性を測定する際に、過渡的な電流がベアチップ１０Ｄの一部に集中することを緩和でき、ベアチップ１０Ｄの破壊を防止することができるため、生産性が向上する。
【００６１】
実施の形態４．
本発明の実施の形態４では、上記実施の形態１から実施の形態３で説明したベアチップ検査方法を実現するベアチップ検査装置の具体的な装置構成例について、図１８から図２０を用いて説明する。
【００６２】
図１８に示すベアチップ検査装置の構成例では、投入側に、電気特性の検査が実施されるベアチップ１０を載置する投入チップトレイ２７と、ベアチップ１０を投入チップトレイ２７からベアチップ吸着ステージ２１まで吸着搬送する投入側搬送手段であるチップ吸着搬送機構２８と、ベアチップ１０の表面の画像を取得する第一の撮像手段である表面撮像カメラ２９と、ベアチップ１０の裏面の画像を取得する第二の撮像手段である裏面撮像カメラ３０を備えている。
【００６３】
表面撮像カメラ２９は、チップ吸着搬送機構２８に吸着される前のベアチップ１０の表面の画像を取得することができる位置に設置されている。また、裏面撮像カメラ３０は、チップ吸着搬送機構２８に吸着されたベアチップ１０の裏面の画像を取得することができる位置に設置されている。
【００６４】
また、図１８に示すベアチップ検査装置は、ベアチップ吸着ステージ２１をターンテーブル３１で構成することにより、処理能力の向上を図っている。コンタクトプローブ治具２２は、パーソナルコンピュータ等の制御装置３２により制御される。制御装置３２は、表面撮像カメラ２９および裏面撮像カメラ３０からベアチップ１０の表面の画像と裏面の画像を取得し、補正量演算手段により補正量を求める。補正量演算手段による補正量の計算は、制御装置３２のプロセッサにより実行される。
【００６５】
コンタクトプローブ治具２２は、検査対象のベアチップ１０の種類によって取り換え可能に設けられている。さらに、図１８では省略しているが、ベアチップ検査装置は、コンタクトプローブ治具２２を水平方向に移動させるＸ軸移動ロボット、鉛直方向に移動させるＹ軸移動ロボット、および水平方向の面内で回転させる回転ロボットを備えている（図１参照）。
【００６６】
ベアチップ検査装置の排出側には、検査後のベアチップ１０をベアチップ吸着ステージ２１から良品チップトレイ３５または不良チップトレイ３６まで吸着搬送する排出側搬送手段であるチップ吸着搬送機構３３と、トレイポケット撮像カメラ３４を備えている。検査後のベアチップ１０は、検査結果に応じて良品チップトレイ３５と不良チップトレイ３６に分別される。
【００６７】
また、図１９に示す装置構成例では、電気特性の検査が実施されるベアチップ１０は、投入ウェハ固定シート１２に固定されたウェハ１１の状態で待機している。チップ吸着搬送機構２８は、セミカットダイシングにより個片化されたベアチップ１０をウェハ１１からピックアップする。その他の構成については図１８と同様であるので説明を省略する。
【００６８】
また、図２０に示す装置構成例では、シャトル構成の可動式ベアチップ吸着ステージ２１Ａを用いることにより、処理能力の向上を図っている。また、表面撮像カメラ２９がトレイポケット撮像カメラを兼ねている。その他の構成については図１８と同様であるので説明を省略する。
【００６９】
以上のような装置構成例により、上記実施の形態１から実施の形態３に係るベアチップの検査装置および検査方法を実現することができる。なお、本発明は、その発明の範囲内において、各実施の形態を自由に組み合わせたり、各実施の形態を適宜、変形、省略したりすることが可能である。
【産業上の利用可能性】
【００７０】
本発明は、表面と裏面に電極を有する半導体ベアチップの電気特性を検査するための検査装置および検査方法として利用することができる。
【符号の説明】
【００７１】
１  表面外形、１ａ  表面、２  裏面外形、２ａ  裏面、３  接触位置、４  ダイシング断面、５  へき開断面、６  ゲート引き出し線、７  ゲートパッド、８  ソース電極、１０、１０Ａ、１０Ｂ、１０Ｃ、１０Ｄ  ベアチップ、１１  ウェハ、１２  投入ウェハ固定シート、２０  ベアチップ検査装置、２１  ベアチップ吸着ステージ、２１Ａ  可動式ベアチップ吸着ステージ、２２  コンタクトプローブ治具、２３  コンタクトプローブピン、２４  Ｘ軸移動ロボット、２５  Ｙ軸移動ロボット、２６  回転ロボット、２７  投入チップトレイ、２８、３３  チップ吸着搬送機構、２９  表面撮像カメラ、３０  裏面撮像カメラ、３１  ターンテーブル、３２  制御装置、３４  トレイポケット撮像カメラ、３５  良品チップトレイ、３６  不良チップトレイ
【図１】
2019074320.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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