(57)【要約】      （修正有）【課題】高精度な温度印加を行う半導体検査装置を提供する。【解決手段】半導体検査装置は、ヒーター、チラー、ペルチェ素子などのチャック部温度印加装置１０８を具備した半導体ウェハ１０６を支持するためのプローバーチャック１０７と、半導体ウェハ１０６上に設けられた測定用端子に電気的接続を行うためのプローブ針１０５と、プローブカード基板１０１にプローブ針１０５を囲うように設置されたチャンバー１０４と、チャンバー１０４内に内蔵されたヒーター、チラー、ペルチェ素子などのチャンバー部温度印加装置１０２、１０３と、プローブカード基板１０１の上面に設置されたカード基板部温度印加装置１０９を備える。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ウェハを温度制御しながら、プローブカード基板に設けられた複数のプローブ針を前記ウェハに接触させて検査を行う半導体検査装置であって、
前記プローブ針を囲って設置されたチャンバーと、
前記チャンバー内に内蔵されたチャンバー部温度印加装置と、
前記プローブカード基板の前記複数のプローブ針が配置されている面と反対の面に設置されたカード基板部温度印加装置と、
を備えることを特徴とする半導体検査装置。
【請求項２】
前記チャンバーが前記複数のプローブ針を配置することが可能な測定対象領域の周囲を囲み、前記チャンバーの内壁と前記測定対象領域とが相似であることを特徴とする請求項１記載の半導体検査装置。
【請求項３】
前記測定対象領域には複数の半導体チップが含まれることを特徴とする請求項２記載の半導体検査装置。
【請求項４】
前記複数のプローブ針の各々と前記チャンバーの内壁との距離は等距離であることを特徴とする請求項１または請求項２記載の半導体検査装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は電子デバイスのテスト方法、電子デバイスのテスターおよび、電子デバイスのテストシステムに関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に半導体ウェハにおいて高温または低温時の電気的特性、すなわち温度特性を検査する場合、プローブカード基板に設けられたプローブ針を半導体ウェハ上に設けられた測定用端子に接触させ、半導体ウェハに温度印加しながら電気的特性の検査を行うが、従来型の検査装置では半導体ウェハを保持するプローバーチャックに内蔵されたヒーターやチラーなどの温度印加装置を所望の温度となるように加熱、または冷却することで半導体ウェハの裏面から温度印加を行っている。
【０００３】
しかしながら、半導体ウェハに接触させたプローブ針の放熱や半導体ウェハ上面への大気放熱などにより、温度印加精度が低下する事で温度特性検査精度が低下してしまうという問題がある。
【０００４】
従来技術である特許文献１に開示された半導体回路の検査方法及び検査装置によればプローブカード基板上面を加熱しながら半導体ウェハの検査を行う方法が記述されている。
【０００５】
また、特許文献２に開示されたプローブカードによれば、プローブカード基板に発熱体と温度センサーを設置し、プローブ針の位置を制御すると共に温度特性を安定化する方法が記述されている。
【０００６】
更に、特許文献３に開示されたプローブ装置によればプローバーチャックおよび、プローブカード基板を電磁遮断機能を備えた容器内に密封する方法が記述されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２０００−１３８２６８号公報
【特許文献２】特開平５−１５２３８９号公報
【特許文献３】特開平７−０３７９４５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
半導体ウェハにおいて高温または低温時の電気的特性、すなわち温度特性を検査する場合、プローブ針の放熱や半導体ウェハ上面への大気放熱などにより、温度印加精度が低下する事で温度特性検査の精度が低下してしまうという問題がある。
【０００９】
特許文献１に開示された半導体回路の検査方法及び検査装置によればプローブカード基板の熱変形量を低減する事が目的であり、印加温度の高精度化については言及されていない。
【００１０】
また、特許文献２に開示されたプローブカードによれば、半導体ウェハに接触させたプローブ針への放熱による温度精度の低下について言及されているものの、半導体ウェハ上面への大気放熱による温度印加精度の低下については解決されていない。
【００１１】
更に、特許文献３に開示されたプローブ装置によればプローバーチャック、及び、プローブカード基板を電磁遮断機能を備えた容器内に密封する方法が開示されており、プローブ針や半導体ウェハ上面への大気放熱を抑制することが可能であるが、プローバーチャックとプローブカード基板を密封する必要があるので装置が大型化してしまうという問題がある。
【００１２】
そこで、大型化を避け、高精度な温度印加を行うことが可能な半導体検査装置を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明は上記課題を解決するために以下の手段を用いた。
まず、ウェハを温度制御しながら、プローブカード基板に設けられた複数のプローブ針を前記ウェハに接触させて行う半導体検査装置において、前記プローブ針を囲うように設置されたチャンバーと、前記チャンバー内に内蔵されたチャンバー部温度印加装置と、プローブカード基板の上面に設置されたカード基板部温度印加装置と、からなることを特徴とする半導体検査装置とした。
【００１４】
また、前記チャンバーが測定対象領域の周囲を囲み、前記チャンバーと前記測定対象領域が相似であることを特徴とする半導体検査装置とした。
また、前記測定対象領域には複数の半導体チップが含まれることを特徴とする半導体検査装置とした。
また、前記複数のプローブ針の各々と前記チャンバーの内壁との距離は等距離であることを特徴とする半導体検査装置とした。
【発明の効果】
【００１５】
上記手段を用いることで高精度の半導体装置の特性検査が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の半導体検査装置の断面図である。
【図２】本発明の半導体検査装置のチャンバー付近の平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下では図面を参照し、本発明の実施の形態を説明する。
図１は本発明の実施例における温度印加装置の構成を説明する半導体検査装置の断面図である。
【００１８】
図１に示すように本発明の実施形態に関する半導体検査装置は、ヒーター、チラー、ペルチェ素子などのチャック部温度印加装置１０８を具備した半導体ウェハを支持するためのプローバーチャック１０７と、半導体ウェハ１０６上に設けられた測定用端子に電気的接続を行うためのプローブ針１０５と、プローブカード基板１０１にプローブ針１０５を囲うように設置されたチャンバー１０４と、チャンバー１０４内に内蔵されたヒーター、チラー、ペルチェ素子などのチャンバー部温度印加装置１０２、１０３と、プローブカード基板１０１のプローブ針１０５が配置されている面と反対の面（ここでは上面とする）に設置されたカード基板部温度印加装置１０９と、を備えて概略構成されている。
【００１９】
本発明の実施形態の半導体検査装置によれば、検査対象となる半導体ウェハ１０６に対しプローバーチャック１０７に設けられたチャック部温度印加装置１０８を加熱、または、冷却することで、半導体ウェハ１０６に所望の温度印加を行い、半導体ウェハ１０６に設けられた測定用端子にプローブ針１０５を接触させることにより電気的温度特性を検査することが可能である。この時、チャンバー１０４内に内蔵されたチャンバー部温度印加装置１０２、１０３を加熱、または、冷却することで、温度誤差の要因となるプローブ針１０５への放熱を抑制することが可能となる。また、プローブカード基板１０１上部に設けられたヒーター、チラー、ペルチェ素子などのカード基板部温度印加装置１０９にて所望の温度印加を行うことで、温度誤差の要因となるプローブカード基板１０１上部の放熱を抑制することが可能となり、半導体ウェハ１０６へ高精度な温度印加を行うことが可能となる。また、プローバーチャック１０７、半導体ウェハ１０６、プローブカード基板１０１を密閉する必要がないので、装置を大型化することなく高精度の温度印加を実現することができ、課題を解決することが可能となる。
【００２０】
図２は、本発明の半導体検査装置のチャンバー付近の平面図である。チャンバー１０４、チャンバー１０４内に内蔵されたヒーター、チラー、ペルチェ素子などのチャンバー部温度印加装置１０２、１０３、チャンバー内壁１１０、プローブ針１０５を示してある。（ａ）、（ｃ）は矩形チャンバー、（ｂ）は円形チャンバーの例である。
【００２１】
一般に、半導体ウェハ上に形成される半導体チップは長方形や正方形の矩形をしていることが多い。そして、その測定用端子（パッド電極）は半導体チップの外周部に沿って矩形配置されることが多い。その場合、図２（ａ）に示すように、測定用端子と接触するプローブ針も矩形配置とする。これに合わせて、プローブ針１０５を囲うチャンバー１０４はチャンバー部温度印加装置１０２、１０３を内蔵する角型ドーナツ形状である。チャンバー内壁１１０も矩形であって、その内壁１１０とプローブ針１０５との距離を、等距離に設定することで高精度の測定が可能となる。内壁１１０とプローブ針１０５との距離を等距離とすることはいずれの形状のプローブ針においても必要であることはいうまでもない。なお、チャンバー部温度印加装置１０２、１０３がチャンバー内壁１１０から等距離にあることも重要である。
【００２２】
図２（ｂ）は円形チャンバーの例で、ＭＥＭＳ等で用いられる円形の半導体チップでは、測定用端子が円形配置されることが多く、この場合はこのような形状のチャンバーとする。以上の実施例においては、チャンバーが複数のプローブ針を配置することが可能な測定対象領域の周囲を囲み、チャンバーの内壁と前記測定対象領域とが相似形状となっている。
【００２３】
図２（ｃ）は、複数の半導体チップを同時測定する場合の例である。図示するように、複数の半導体チップからなる測定対象領域に合わせたチャンバー形状とすることが望ましい。この場合も、チャンバー部温度印加装置１０２、１０３がチャンバー内壁１１０から等距離にあるように配置される。
このように、半導体チップ上の測定対象領域の形状や測定用端子配置に合わせたチャンバー形状とすることが高精度な温度印加をおこなうために重要である。
【産業上の利用可能性】
【００２４】
本発明は、温度センサーＩＣなどの温度特性測定装置を測定するための半導体検査装置に利用することが可能である。
【符号の説明】
【００２５】
１０１  プローブカード基板
１０２  チャンバー部温度印加装置
１０３  チャンバー部温度印加装置
１０４  チャンバー
１０５  プローブ針
１０６  半導体ウェハ
１０７  プローバーチャック
１０８  チャック部温度印加装置
１０９  カード基板部温度印加装置
１１０  チャンバー内壁
【図２】
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【図１】
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