(57)【要約】【課題】半導体ウェハを一定温度に制御することができる半導体検査装置を提供する。【解決手段】ウェハチャック７の上方にはヘッドプレート５が配置され、その上のヘッドステージ４上には、カードホルダ３が固定され、カードホルダにはプローブカー ド１が取り付けられる。プローブカード１は、ＩＣチップの電極パッドの配置に応じたニードル２を備えて、ウェハ上の半導体チップ上に形成された電極パッドに接触させることで電気的に接続され、半導体チップの電気特性を検査可能な状態となる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ヒーターを内蔵したウェハチャックと、
前記ウェハチャック上に載置されるウェハ上に形成された半導体チップに接触するニードルを有するプローブカードと、
前記プローブカードが取り付けられたカードホルダと、
前記カードホルダを固定するヘッドステージと、
を有する半導体検査装置であって、
前記ウェハチャックの外周に沿って設けられた、前記ウェハの周囲を囲う側壁と、
前記側壁上に可動的に設けられた、前記ウェハの上方を覆うヘッドプレートと、
前記ヘッドプレートに設けられた、前記ニードルが貫通する開口部と、
を備え、
前記ヒーターの熱は、前記側壁を介して前記ヘッドプレートの温度を保つと共に、前記ヘッドステージ、前記カードホルダおよび前記プローブカードを介して前記ニードルの温度も制御していることを特徴とする半導体検査装置。
【請求項２】
前記ヘッドプレートの半径を前記ウェハの半径の２倍以上とす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】
前記プローブカードの前記ニードルが取付けられた面の反対面は、熱伝導性の良好な材質からなる上蓋で覆われ、前記上蓋が熱伝導性の良い材質からなるカードホルダ、ヘッドステージを介して前記ヘッドプレート上に構成されていることを特徴とする請求項１または２記載の半導体検査装置。
【請求項４】
前記ウェハチャックと前記側壁と前記ヘッドプレートと前記ヘッドステージと前記上蓋の外側は、断熱材で覆われていることを特徴とする請求項３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、半導体検査装置に関する。より詳細には、半導体ウェハ上に形成されたＩＣチップの電気特性を検査する際に、半導体ウェハを所定の温度に高精度に保持する半導体検査装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体ウェハを所定の温度に保持する方法には、ウェハを乗せるウェハチャックに加熱機構を設けて、ウェハ裏面よりウェハを所定の温度に保持すると同時に、ウェハの頭上にあるプローブカードに対して加熱機構を設けることでプローブカードを所定の温度に保持し、周辺雰囲気を加熱することでウェハ表面からのも所定の温度に制御する手法がある。（例えば、特許文献１参照）
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１２−１７８５９９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上述した手法を用いて半導体ウェハの表裏両面から温度を制御するには、加熱機構が少なくとも２つ必要であり、双方の温度制御装置が必要となるため、装置の構造が複雑で大型となってしまう。そこで、本発明では装置の構造を複雑化あるいは大型化しないでも、ウェハチャック上のウェハの温度が高精度に制御され、精度の高い電気特性検査を可能とする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】
【０００５】
上記課題を解決するために、本発明では以下の手法を用いた。
【０００６】
まず、ヒーターを内蔵したウェハチャックと、
前記ウェハチャック上に載置されるウェハ上に形成された半導体チップに接触するニードルを有するプローブカードと、
前記プローブカードが取り付けられたカードホルダと、
前記カードホルダを固定するヘッドステージと、
を有する半導体検査装置であって、
前記ウェハチャックの外周に沿って設けられた、前記ウェハの周囲を囲う側壁と、
前記側壁上に可動的に設けられた、前記ウェハの上方を覆うヘッドプレートと、
前記ヘッドプレートに設けられた、前記ニードルが貫通する開口部と、を備え、
前記ヒーターの熱は、前記側壁を介して前記ヘッドプレートの温度を保つと共に、前記ヘッドステージ、前記カードホルダおよび前記プローブカードを介して前記ニードルの温度も制御していることを特徴とする半導体検査装置、とした。
【０００７】
また、前記プローブカードの前記ニードルが取付けられた面の反対面には、熱伝導性の良好な材質からなる上蓋で覆われ、前記上蓋が熱伝導性の良い材質からなるカードホルダ、ヘッドステージを介して前記ヘッドプレート上に構成されていることを特徴とする半導体検査装置とした。
また、前記ウェハチャックと前記側壁と前記ヘッドプレートと前記ヘッドステージと前記上蓋の外側は、断熱材で覆われていることを特徴とする半導体検査装置とした。
【発明の効果】
【０００８】
上記手段を用いることで、ウェハチャック上のウェハの温度が高精度に制御され精度の高い電気特性検査が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の半導体検査装置の第１の実施形態を示す構成図である。
【図２】本発明の半導体検査装置の第２の実施形態を示す構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
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、本発明の半導体検査装置の第１の実施形態を示す構成図である。
図１において、ウェハチャック７は、Ｚ軸移動回転機構９と２次元平面内で移動するＸＹ移動機構１０に支持されている。Ｚ軸移動回転機構９はウェハチャックの高さ方向の移動をつかさどり、プローブカード１とウェハ１１との距離を調整している。ウェハチャック７は、真空吸着によりウェハ１１をウェハチャック７上に固定する。ウェハチャック７の内部には、ウェハチャック７を加熱して高温にするヒーター８が設けられている。
【００１１】
ウェハチャック７の上方にはヘッドプレート５が配置され、その上のヘッドステージ４上には、カードホルダ３が固定され、カードホルダにはプローブカー ド１が取り付けられ、支持されている。プローブカード１は、ＩＣチップの電極パッドの配置に応じたニードル２を備えて、ウェハ上の半導体チップ上に形成された電極パッドに接触させることで電気的に接続され、半導体チップの電気特性を検査可能な状態となる。
【００１２】
ウェハチャック７はその外周に沿って、ウェハ１１の周囲を囲うように一定の幅と高さを持った側壁６を備えている。側壁６上には、移動可能なようにヘッドプレート５が設けられ、ヘッドプレート５が移動しても常に側壁６がヘッドプレート５と接するようにヘッドプレートの半径をウェハの半径の２倍以上とする。ウェハチャック７は側壁６を介してヘッドプレート５と接することで、ヒーター８はウェハチャック７を加熱するとともに、側壁６を通してヘッドプレート５も加熱できる。
【００１３】
金属などの熱伝導性の高い材質からなるヘッドプレート５はニードル２が上下に貫通する領域を除いてウェハ表面を覆うように設けられている。従って、ウェハ１１はその表裏両面から温度制御されることになる。そのため、ウェハ表面からの熱放散が抑えられる。また、ヘッドプレート５には開口部があり、そこをニードル２が上下に貫通して、その先端がウェハ１１と接触するように配置される。ヘッドプレート開口部は極めて小さく形成されているため、ニードル２とヘッドプレート５は近接して設けられており、ニードル２自身もヘッドプレート５からの熱によって温度制御されることになる。
【００１４】
ヘッドプレート５の上にはヘッドステージ４が置かれ、その上のカードホルダ３を支持している。カードホルダ３は階段状の段差を有し、段差にてプローブカード１の周縁を保持している。ウェハチャック７、側壁６、ヘッドプレート５、ヘッドステージ４、カードホルダ３はいずれも熱伝導性の高い材質で構成されているため、ヒーター８からの熱はプローブカード１まで伝えられることになる。
【００１５】
以上のように本発明の第１の実施形態においては、ウェハチャック７の内部に設けられたヒーター８により、ウェハチャック７上に固定されたウェハ１１を裏面から温度制御するだけでなく、側壁６と常に接して設けられたウェハ１１の上面を覆っているヘッドプレート５により、ウェハ表面からの熱放散を抑え、側壁６、ヘッドプレート５、ヘッドステージ４、カードホルダ３およびプローブカード１を介して、ニードル２も温度制御されることで、高精度に温度を制御することが可能となる。
以上説明したように、本発明の半導体検査装置を用いれば、高精度に温度制御された環境で半導体ウェハの電気特性検査が可能となる。
【００１６】
図２は、本発明の半導体検査装置の第２の実施形態を示す構成図である。
図１との違いは、プローブカード１の上に熱導電性の良好な上蓋１２を設けた点である。上蓋１２は、熱伝導性は良好でありながら、プローブカード１とは電気的に絶縁されていることが望ましい。上蓋１２の存在によって、カードホルダ３からの熱がプローブカード１にも伝わりやすくなり。温度均一性の高いプローブカード１とすることができる。
【００１７】
図示してはいないが、ウェハチャック７、側壁６、ヘッドプレート５、ヘッドステージ４、上蓋１２の外側を断熱材で覆うことで、より良好な温度環境とすることができる。
【産業上の利用可能性】
【００１８】
本発明は、ウェハの検査を行う場合に使用する半導体検査装置で、ウェハを高温にして検査を行う半導体検査装置に適用可能である。
【符号の説明】
【００１９】
１    プローブカード
２    ニードル
３    カードホルダ
４    ヘッドステージ
５    ヘッドプレート
６    側壁
７    ウェハチャック
８    ヒーター
９    Ｚ軸移動回転機構
１０  ＸＹ移動機構
１１  ウェハ
１２  上蓋
【図１】
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【図２】
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