特許 5941713 ウエハ検査用インターフェース及びウエハ検査装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】5941713

(24)【登録日】2016年5月27日

(45)【発行日】2016年6月29日

(54)【発明の名称】ウエハ検査用インターフェース及びウエハ検査装置

(51)【国際特許分類】

   H01L 21/66 20060101AFI20160616BHJP

   G01R 1/06 20060101ALI20160616BHJP

   G01R 31/28 20060101ALI20160616BHJP

【ＦＩ】

   H01L21/66 B

   G01R1/06 D

   G01R31/28 K

【請求項の数】10

【全頁数】13

(21)【出願番号】特願2012-57203(P2012-57203)

(22)【出願日】2012年3月14日

(65)【公開番号】特開2013-191736(P2013-191736A)

(43)【公開日】2013年9月26日

【審査請求日】2015年2月18日

(73)【特許権者】

【識別番号】000219967

【氏名又は名称】東京エレクトロン株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100125254

【弁理士】

【氏名又は名称】別役 重尚

(74)【代理人】

【識別番号】100118278

【弁理士】

【氏名又は名称】村松 聡

(72)【発明者】

【氏名】山田 浩史

【審査官】 堀江 義隆

(56)【参考文献】

【文献】 国際公開第２００６／１２６２７９（ＷＯ，Ａ１）

【文献】 特開２００４−１４０２４１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００８−１３４１６９（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｈ０１Ｌ ２１／６６

Ｇ０１Ｒ １／０６ − １／０７３

Ｇ０１Ｒ ３１／２８

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

基板と、該基板のウエハに対向する面に該ウエハに形成された複数の半導体デバイスの電極に対応して設けられた複数のプローブとを備えたプローブカードと、
前記プローブカードの前記ウエハに対向する面とは逆側の面に当接して該プローブカードを支持するフレームと、
前記プローブカードの前記フレームとの当接面に形成され、該プローブカードの厚さを調整するスペーサと、
を有し、
前記プローブカードにおける前記複数のプローブは、前記ウエハに形成された複数の半導体デバイスに対応する複数のプローブ群に区分けされ、
前記スペーサは、前記複数のプローブ群相互の隙間に設けられていることを特徴とするウエハ検査用インターフェース。

【請求項2】

前記スペーサは、前記プローブカードにおける前記ウエハに対向する面の平滑度を確保するためのスペーサであることを特徴とする請求項１記載のウエハ検査用インターフェース。

【請求項3】

前記プローブカードにおける前記ウエハに対向する面は、該プローブカードにおける前記ウエハに対向する面に形成された複数のプローブの先端部によって形成される面であることを特徴とする請求項２記載のウエハ検査用インターフェース。

【請求項4】

前記複数のプローブ群は碁盤目状に配列されており、前記スペーサは前記碁盤目状に配列された前記複数のプローブ群相互間の格子状の隙間の角部に設けられていることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載のウエハ検査用インターフェース。

【請求項5】

前記スペーサは、平面視で十字状を呈していることを特徴とする請求項４記載のウエハ検査用インターフェース。

【請求項6】

前記スペーサは、前記プローブカードにおける基板と熱膨張率が同じ又は近似した低膨張率材で形成されていることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載のウエハ検査用インターフェース。

【請求項7】

前記平滑度は、算術平均粗さＲａが、Ｒａ≦３０μｍであることを特徴とする請求項２記載のウエハ検査用インターフェース。

【請求項8】

基板と、該基板のウエハに対向する面に該ウエハに形成された複数の半導体デバイスの電極に対応して設けられた複数のプローブとを備えたプローブカードと、
前記プローブカードの前記ウエハに対向する面とは逆側の面に当接して該プローブカードを支持するフレームと、
前記プローブカードの前記フレームとの当接面に形成され、該プローブカードの厚さを調整するスペーサと、
を有し、
前記スペーサは、前記プローブカードにおける基板と熱膨張率が同じ又は近似した低膨張率材で形成されていることを特徴とするウエハ検査用インターフェース。

【請求項9】

ウエハに形成された半導体デバイスの電気的特性を検査する検査室と、該検査室への前記ウエハの搬出入を行う搬送機構とを備えるウエハ検査装置において、
前記検査室はウエハ検査用インターフェースを有し、
該ウエハ検査用インターフェースは、
基板と、該基板のウエハに対向する面に該ウエハに形成された複数の半導体デバイスの電極に対応して設けられた複数のプローブとを備えたプローブカードと、
前記プローブカードの前記ウエハに対向する面とは逆側の面に当接して該プローブカードを支持するフレームと、
前記プローブカードの前記フレームとの当接面に設けられ、該プローブカードの厚さを調整するスペーサと、
を有し、
前記プローブカードにおける前記複数のプローブは、前記ウエハに形成された複数の半導体デバイスに対応する複数のプローブ群に区分けされ、
前記スペーサは、前記複数のプローブ群相互の隙間に設けられていることを特徴とするウエハ検査装置。

【請求項10】

ウエハに形成された半導体デバイスの電気的特性を検査する検査室と、該検査室への前記ウエハの搬出入を行う搬送機構とを備えるウエハ検査装置において、
前記検査室はウエハ検査用インターフェースを有し、
該ウエハ検査用インターフェースは、
基板と、該基板のウエハに対向する面に該ウエハに形成された複数の半導体デバイスの電極に対応して設けられた複数のプローブとを備えたプローブカードと、
前記プローブカードの前記ウエハに対向する面とは逆側の面に当接して該プローブカードを支持するフレームと、
前記プローブカードの前記フレームとの当接面に設けられ、該プローブカードの厚さを調整するスペーサと、
を有し、
前記スペーサは、前記プローブカードにおける基板と熱膨張率が同じ又は近似した低膨張率材で形成されていることを特徴とするウエハ検査装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、プローブカードを備えるウエハ検査用インターフェース及びウエハ検査装置に関する。

【背景技術】

【0002】

ウエハ検査装置として、例えば、ウエハに形成された複数の半導体デバイスについて電気的特性検査を行うプローブ装置やバーンイン検査装置が知られている。

【0003】

図９は、従来のプローブ装置の概略構成を示す断面図、図１０は、図９のプローブ装置におけるポゴフレーム（ポゴリング）を示す断面図である。

【0004】

図９において、プローブ装置１００は、ウエハＷを搬送する搬送領域を形成するローダ室１０１と、ウエハＷに形成された複数の半導体デバイスの電気的特性検査を行う検査室１０２とを備え、ローダ室１０１及び検査室１０２内の各種の機器を制御装置によって制御して半導体デバイスの電気的特性検査を行うように構成されている。検査室１０２は、ローダ室１０１から搬入されたウエハＷを載置し、Ｘ、Ｙ、Ｚ及びθ方向に移動する載置台１０６と、載置台１０６の上方に配置されたポゴフレーム１０９と、ポゴフレーム１０９に支持されたプローブカード１０８と、載置台１０６と協働してプローブカード１０８に設けられた複数のプローブ（検査針）とウエハＷに形成された複数の半導体デバイスの各電極とのアライメント（位置合わせ）を行うアライメント機構１１０とを備える。アライメント機構１１０と載置台１０６との協働によってウエハＷとプローブカード１０８のアライメントが行われてプローブカード１０８の各プローブとウエハＷの各電極とがそれぞれ当接し、ウエハＷに形成された複数の半導体デバイスについて半導体デバイスごとに電気的特性検査が行われる（例えば、特許文献１参照）。

【0005】

図１０において、ポゴフレーム１０９は、変換リング１１２に支持されており、変換リング１１２を介してプローブ装置１００の上部プレートに装着されている。ポゴフレーム１０９は、中央に厚さ方向に貫通する開口部１０９Ａを有し、開口部１０９Ａの周りのリング部１０９Ｂには、多数のポゴピン１０９Ｃが厚さ方向に貫通するように配置されている。ポゴピン１０９Ｃはポゴフレーム１０９の下方に設けられたプローブカード１０８の外周縁部に設けられた接続端子１０８Ａと当接し、プローブカード１０８の下面中央部に設けられたプローブ１０８Ｂと、図示省略された検査装置とを電気的に接続する。プローブ１０８Ｂは、その下方に配置されるウエハＷに設けられた一の半導体デバイスの対応する電極と当接する。

【0006】

ところで、従来のプローブ装置においては、ウエハに形成された複数の半導体デバイスについて半導体デバイス毎にプローブカードに形成されたプローブとの当接及び電気的特性の検査が繰り返されていた。従って、ウエハと当接するプローブカードの当接面は狭く、該当接面における表面の平滑度が問題となることはなかった。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0007】

【特許文献1】特開２００４−１４０２４１号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0008】

しかしながら、本発明が対象とするウエハ検査装置は、ウエハに形成された全ての半導体デバイスの全電極に、プローブカードに形成された全プローブをそれぞれ一括して当接させて全ての半導体デバイスについて一度に電気的特性検査を行う一括接触型装置である。このために、ウエハに形成された複数の半導体デバイスと当接するプローブカードの当接面が従来装置に比べて大幅に拡大し、プローブカードにおけるウエハ当接面の平滑度を維持することが困難となった。

【0009】

本発明の課題は、ウエハに形成された複数の半導体デバイスの複数の電極について複数のプローブをそれぞれ一括して当接させるプローブカードにおけるウエハ対向面の平滑度を所定範囲に保持することができるウエハ検査用インターフェース及びウエハ検査装置を提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0010】

上記課題を解決するために、本発明のウエハ検査用インターフェースは、基板と、該基板のウエハに対向する面に該ウエハに形成された複数の半導体デバイスの電極に対応して設けられた複数のプローブとを備えたプローブカードと、前記プローブカードの前記ウエハに対向する面とは逆側の面に当接して該プローブカードを支持するフレームと、前記プローブカードの前記フレームとの当接面に形成され、該プローブカードの厚さを調整するスペーサと、を有し、前記プローブカードにおける前記複数のプローブは、前記ウエハに形成された複数の半導体デバイスに対応する複数のプローブ群に区分けされ、前記スペーサは、前記複数のプローブ群相互の隙間に設けられていることを特徴とする。
上記課題を解決するために、本発明のウエハ検査用インターフェースは、基板と、該基板のウエハに対向する面に該ウエハに形成された複数の半導体デバイスの電極に対応して設けられた複数のプローブとを備えたプローブカードと、前記プローブカードの前記ウエハに対向する面とは逆側の面に当接して該プローブカードを支持するフレームと、前記プローブカードの前記フレームとの当接面に形成され、該プローブカードの厚さを調整するスペーサと、を有し、前記スペーサは、前記プローブカードにおける基板と熱膨張率が同じ又は近似した低膨張率材で形成されていることを特徴とする。

【0018】

上記課題を解決するために、本発明のウエハ検査装置は、ウエハに形成された半導体デバイスの電気的特性を検査する検査室と、該検査室への前記ウエハの搬出入を行う搬送機構とを備えるウエハ検査装置において、前記検査室はウエハ検査用インターフェースを有し、該ウエハ検査用インターフェースは、基板と、該基板のウエハに対向する面に該ウエハに形成された複数の半導体デバイスの電極に対応して設けられた複数のプローブとを備えたプローブカードと、前記プローブカードの前記ウエハに対向する面とは逆側の面に当接して該プローブカードを支持するフレームと、前記プローブカードの前記フレームとの当接面に設けられ、該プローブカードの厚さを調整するスペーサと、を有し、前記プローブカードにおける前記複数のプローブは、前記ウエハに形成された複数の半導体デバイスに対応する複数のプローブ群に区分けされ、前記スペーサは、前記複数のプローブ群相互の隙間に設けられていることを特徴とする。
上記課題を解決するために、本発明のウエハ検査装置は、ウエハに形成された半導体デバイスの電気的特性を検査する検査室と、該検査室への前記ウエハの搬出入を行う搬送機構とを備えるウエハ検査装置において、前記検査室はウエハ検査用インターフェースを有し、該ウエハ検査用インターフェースは、基板と、該基板のウエハに対向する面に該ウエハに形成された複数の半導体デバイスの電極に対応して設けられた複数のプローブとを備えたプローブカードと、前記プローブカードの前記ウエハに対向する面とは逆側の面に当接して該プローブカードを支持するフレームと、前記プローブカードの前記フレームとの当接面に設けられ、該プローブカードの厚さを調整するスペーサと、を有し、前記スペーサは、前記プローブカードにおける基板と熱膨張率が同じ又は近似した低膨張率材で形成されていることを特徴とする。

【発明の効果】

【0019】

本発明によれば、プローブカードのフレームとの当接面に、プローブカードの厚さを調整するスペーサを設けたので、ウエハに形成された複数の半導体デバイスの複数の電極について複数のプローブをそれぞれ一括して当接させるプローブカードにおけるウエハ対向面の平滑度を所定範囲に保持することができる。

【図面の簡単な説明】

【0020】

【図1】本発明の実施の形態に係るウエハ検査装置の外観を示す斜視図である。

【図2】図１におけるウエハ検査装置のII−II線に沿う断面図である。

【図3】図２における検査室が有するウエハ検査用インターフェースの構成を概略的に示す断面図である。

【図4】図３におけるプローブカードを示す図であって、図４（Ａ）はポゴフレームとの当接面を示す平面図、図４（Ｂ）はウエハとの当接面を示す平面図である。

【図5】図４におけるシムの斜視図である。

【図6】図３のウエハ検査用インターフェースの部分拡大断面図である。

【図7】図６のウエハ検査用インターフェースを用いたウエハにおける各半導体デバイスの電気的特性検査の工程図である。

【図8】図６のウエハ検査用インターフェースを用いたウエハにおける各半導体デバイスの電気的特性検査の工程図である。

【図9】従来のプローブ装置の概略構成を示す断面図である。

【図10】図９におけるポゴフレームを示す断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0021】

以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明する。

【0022】

図１は、本発明の実施の形態に係るウエハ検査装置の外観を示す斜視図である。

【0023】

このウエハ検査装置１０は、ウエハに形成された全半導体デバイスの全電極に対してプローブカードの全プローブをそれぞれ一括して当接させて一度に電気的特性検査を行う一括接触型の検査装置であって、共用できる装置についてはできるだけ共用するという概念の下、開発されたものである。従って、装置の小型化を図るために、検査室以外の別の場所でウエハのアライメントが行われる。

【0024】

図１において、ウエハ検査装置１０は、当該ウエハ検査装置１０の背面においてウエハの搬出入を行う搬出入領域Ｓ１０と、該搬出入領域Ｓ１０に対向して正面に設けられた検査領域Ｓ４０と、搬出入領域Ｓ１０と検査領域Ｓ４０との間に設けられた搬送領域Ｓ３０とから主として構成されている。

【0025】

搬出入領域Ｓ１０は、複数の載置機構に対向して複数の単位搬出入領域に仕切られており、検査領域Ｓ４０も複数の検査室に対応して複数の単位検査領域に仕切られている。すなわち、搬出入領域Ｓ１０及び検査領域Ｓ４０は、それぞれマンション風に複数の部屋に仕切られており、その間の搬送領域Ｓ３０をウエハ搬送機構（後述する図２参照）が移動してウエハを搬送する。

【0026】

図２は、図１のII−II線に沿う断面図である。

【0027】

図２において、搬出入領域Ｓ１０には載置機構として、例えば複数のフープＦの受け入れ機構が設けられている。また、搬出入領域Ｓ１０の図中左端にはアライメント室１２を有するアライメント領域Ｓ２０が形成されており、右端には針跡検査装置１７を有する針跡検査領域Ｓ５０が設けられている。また、搬送領域Ｓ３０にはウエハ搬送機構１３が設けられており、検査領域Ｓ４０には複数の検査室１４が設けられている。

【0028】

ウエハ搬送機構１３は、例えば、基台上に設けられた回転体と、回転体上でそれぞれ個別に一方向に往復移動する上下二枚のアームと、基台及びアームを昇降させる昇降機構と、これらを搬送領域Ｓ３０に沿って往復移動させる移動機構とを備えており、上側のアーム１３Ａの先端にはウエハＷを載置して搬送するピック１３Ｂが設けられている（後述する図３参照）。

【0029】

ウエハ検査装置１０では、ウエハ搬送機構１３がフープＦから未検査のウエハＷを受け取ってアライメント室１２へ搬送し、該アライメント室１２は、ウエハ搬送機構１３のピック１３Ｂに対するウエハＷのアライメントを行い、ウエハ搬送機構１３がアライメント後のウエハＷを所定の検査室１４へ搬入する。検査室１４は、後述するウエハ検査用インターフェース１８を有し、該ウエハ検査用インターフェース１８は、ウエハＷに形成された複数の半導体デバイスの電気的特性検査を行う。

【0030】

さらに、ウエハ搬送機構１３は検査済みのウエハＷを所定の検査室１４から搬出入領域Ｓ１０の一端に位置する針跡検査領域Ｓ５０内に設けられた針跡検査装置１７へ受け渡し、針跡検査装置１７は検査済みのウエハＷにおける各半導体デバイスの電極における針跡（プローブ２５の接触痕）の検査を行い、その後、ウエハ搬送機構１３が検査後のウエハＷを搬出入領域Ｓ１０のフープＦへ搬入する。

【0031】

この場合、ウエハ搬送機構１３は、例えば第１のフープＦから搬出した第１のウエハＷを第１の検査室１４内に搬入するが、第１の検査室１４内で第１のウエハＷに形成された半導体デバイスの電気的特性検査が行われている間に、第２のフープＦから搬出した第２のウエハＷを第２の検査室１４内に搬入することができる。また、ウエハ搬送機構１３は、第１の検査室１４内で第１のウエハＷに形成された半導体デバイスの電気的特性検査が行われている間に、第３の検査室から検査後の第３のウエハＷを搬出して第３のフープＦに搬入することもできる。すなわち、ウエハ搬送機構１３は、複数のフープＦ及び複数の検査室１４間で順次ウエハＷの搬出入を行い、複数の検査室１４は、各検査室１４において、順次複数のウエハＷについて該ウエハＷに形成された半導体デバイスの電気的特性検査を行う。

【0032】

図３は、図２における検査室が有するウエハ検査用インターフェースの構成を概略的に示す断面図である。

【0033】

図３において、ウエハ検査用インターフェース１８は、検査室１４内の天井部に配された板状部材からなるヘッドプレート１９と、該ヘッドプレート１９の下面を構成するフレーム（以下、「ポゴフレーム」という。）４０と、該ポゴフレーム４０の下面に当接するように配置されたプローブカード２０とを有する。プローブカード２０は、基板２０ａと、該基板２０ａのウエハＷと対向する面に形成された複数のプローブ２５とから主として構成されている。プローブカード２０のポゴフレーム４０との当接面には、プローブカード２０の厚さを調整するスペーサ（以下。「シム」という。）５１が多数配置されている。ウエハ検査用インターフェース１８は、またプローブカード２０の外周を支持してポゴフレーム４０に固定する固定リング２１と、検査室１４内の底部から立設されて図３中上下方向に移動する棒状のリフター２２と、該リフター２２の頂部に設置された台状のチャックトップ２３とを有する。チャックトップ２３は断面凸状を呈し、中央部において図中上方へ突出する凸部２３Ａと、該凸部２３Ａを囲んで凸部２３Ａよりも一段低く形成された段差部２３Ｂとを有し、凸部２３Ａの上部平面はウエハＷの載置面２３Ｃとなっている。

【0034】

図４は、図３におけるプローブカード２０を示す図であって、図４（Ａ）はポゴフレーム４０との当接面を示す平面図、図４（Ｂ）はウエハＷとの当接面を示す平面図である。

【0035】

図４（Ａ）、（Ｂ）において、プローブカード２０は、例えばセラミック製であって、径が３３０ｍｍφの円形板状体を呈し、その厚さは、例えば２．９ｍｍである。中央部の当接領域５２には、例えば、一辺が１０ｍｍの正方形のプローブ領域５３が規則的に多数配列されており、各プローブ領域５３には、ウエハＷに形成された複数の半導体デバイスにおける各半導体デバイスの複数の電極にそれぞれ対応する一群のプローブ２５が設けられている。一群のプローブ２５によって一の半導体デバイスの複数の電極に対応する一のプローブ群が形成されている。

【0036】

図４（Ａ）において、当接領域５２内に規則的に多数配列されたプローブ領域５３相互間には格子状の隙間が形成されており、該格子状の隙間の角部に、それぞれ平面視で十字状のシム５１が配置されている。

【0037】

図５は、図４におけるシム５１の斜視図である。

【0038】

図５において、シム５１は、平面視で十字状を呈している。シム５１の長さａは、例えば１５〜２０ｍｍ、厚さｂは、例えば１５０〜２５０μｍである。シム５１は、熱膨張率がプローブカード２０の基板２０ａと同じ又は近似した材料、例えばインバーなどの低熱膨張材料で形成されている。これによって、熱膨張又は熱収縮した場合であっても基板２０ａとシム５１との間に歪みが生じることはない。熱膨張率が近似しているとは、例えば、ウエハＷに形成された半導体デバイスの電気的特性検査を行う検査温度の変更に伴って雰囲気温度が変化しても、２つの部材の当接面において歪みが生じない程度に２つの部材の熱膨張率の差が小さいことをいう。

【0039】

ここで、プローブカード２０における基板２０ａの表面平滑度は、例えば、算術平均粗さＲａが、Ｒａ＝５０〜１００μｍ程度である。従って、基板２０ａを表面平滑度が高いポゴフレーム４０に当接させると、ポゴフレーム４０との当接面は平らになるが、当接面と逆側の面は平らにならない。また、基板２０ａのウエハＷとの対向面に、複数のプローブ２５を植え付けてプローブカード２０を形成した際における基板２０ａのポゴフレーム４０との当接面からプローブ２５の先端部までの長さであるプローブカード２０の厚さは、プローブ２５の長さのばらつきと、基板２０ａの厚さのばらつきとの相乗作用によって大きくばらつくことになる。

【0040】

ところが、本発明が対象とするブレード装置においては、プローブカード２０におけるウエハＷに対向する面の平滑度として、例えば、算術平均粗さＲａ≦３０μｍが要求される。

【0041】

そこで、本発明者は、プローブカード２０におけるウエハＷと対向する面の平滑度に対する要求を達成すべく、プローブカード２０における規則的に多数配列されたプローブ領域５３相互間の格子状の隙間の各角部に、図５の十字状のシム５１をそれぞれ配置し、これによってプローブカード２０の厚さを均等させ、もって、ウエハ対向面に要求される平滑度を確保した。

【0042】

なお、プローブカード２０におけるウエハＷに対向する面とは、プローブカード２０におけるウエハＷに対向する面に形成された複数のプローブ２５の先端部によって形成される面をいう。

【0043】

プローブカード２０へのシム５１の貼り付けは、以下のように行われる。

【0044】

ます、プローブカード２０における規則的に多数配列されたプローブ領域５３相互間の格子状の隙間の角部（以下、「シム貼着位置」という。）の全てにおいてプローブカード２０の厚さを測定する。次いで、例えば、厚さが１０μｍずつ変化する複数のシム５１を用意し、各シム貼着位置にどの厚さのシム５１を貼着することによってプローブカード２０の厚さが均等になるかを求め、求めた所定厚さのシム５１をそれぞれ対応するシム貼着位置に貼着する。これによって、プローブカード２０の厚さが均等になり、該プローブカード２０におけるウエハＷに対向する面の算術平均粗さＲａ≦３０μｍを達成することができる。シム５１のプローブカード２０への貼着は、例えば、熱硬化性接着剤によって行われる。

【0045】

図６は、図３のウエハ検査用インターフェースの部分拡大断面図である。

【0046】

図６において、プローブカード２０のポゴフレーム４０との当接面に所定厚さのシム５１が多数貼着されている。すなわち、ウエハ検査用インターフェース１８は、基板２０ａと、該基板２０ａのウエハＷに対向する面に設けられた複数のプローブ２５を備えたプローブカード２０と、ウエハＷを挟んでプローブカード２０に対向して配置された台状のチャックトップ２３と、プローブカード２０のウエハＷに対向する面とは逆側の面に当接して該プローブカード２０を支持するポゴフレーム４０とから主として構成されている。

【0047】

プローブカード２０のポゴフレーム４０との当接面のシム貼着位置には、それぞれシム５１が貼着されている。これによって、プローブカード２０における厚さのばらつきが是正され、プローブカード２０におけるウエハＷに対向する面の平滑度が所定範囲に保持される。

【0048】

また、プローブカード２０における当接領域５２を囲むように形成された固定リング２１は、プローブカード２０をポゴフレーム４０に固定する。なお、プローブカード２０とウエハＷとの間には内側空間２８が形成され、チャックトップ２３と固定リング２１との間には、内側空間２８を包含する外側空間２７が形成されている。内側空間２８及び外側空間２７は、それぞれシール部材２６及び２４によってシールされている（図３参照）。

【0049】

以下に、このような構成のウエハ検査用インターフェースを備えたウエハ検査装置によるウエハに形成された半導体デバイスの電気的特性検査について説明する。

【0050】

図７及び図８は、図６のウエハ検査用インターフェースを備えたウエハ検査装置によるウエハに形成された半導体デバイスの電気的特性検査の工程図である。

【0051】

まず、ウエハ搬送機構１３がアライメント後のウエハＷを検査室１４内へ搬入し、ピック１３Ｂに対してアライメントが行われたウエハＷをプローブカード２０と対向させる。このとき、ウエハ搬送機構１３はアーム１３Ａを微小に移動させて、ピック１３Ｂとプローブカード２０とのアライメントを行う（図７（Ａ））。これにより、ウエハＷとプローブカード２０とのアライメントが行われる。

【0052】

次いで、ウエハ搬送機構１３がピック１３Ｂをプローブカード２０へ向けて移動させてウエハＷをプローブカード２０へ当接させる。このとき、既にウエハＷとプローブカード２０とのアライメントが行われているので、プローブカード２０の各プローブ２５がウエハＷに形成された各半導体デバイスの各電極とそれぞれ正確に当接する（図７（Ｂ））。このとき、プローブカード２０のポゴフレーム４０との当接面に複数のシム５１が配置され、プローブカード２０の厚さが均等に調整されているので、プローブカード２０におけるウエハＷと対向する面の平滑度が所定範囲、例えば算術平均粗さＲａが、Ｒａ≦３０μｍに保持される。従って、プローブカード２０のプローブ２５とウエハＷに形成された半導体デバイスの各電極とが正確に接触する。

【0053】

次いで、プローブカード２０とウエハＷとの間に形成された内側空間２８を減圧してウエハＷをプローブカード２０へ引き寄せて仮止めし、その後、ピック１３ＢはウエハＷから離れてウエハ搬送機構１３によって検査室１４から退出する（図７（Ｃ））。

【0054】

次いで、チャックトップ２３を支持するリフター２２がチャックトップ２３を上方へ移動させてチャックトップ２３を固定リング２１へ当接させる。このとき、チャックトップ２３の凸部２３Ａは段差部２３Ｂから上方へ突出しているので、該凸部２３Ａの上部平面であるウエハ載置面２３Ｃはプローブカード２０へ仮止めされたウエハＷへ当接し、結果としてウエハＷがウエハ載置面２３Ｃ上に位置することになる（図８（Ａ））。

【0055】

次いで、チャックトップ２３が固定リング２１へ当接されて、チャックトップ２３と固定リング２１との間に形成された外側空間２７を減圧してチャックトップ２３を固定リング２１へ引き寄せ、チャックトップ２３が固定リング２１によって間接的に固定される。
このとき、固定リング２１へ引き寄せられたチャックトップ２３はウエハ載置面２３Ｃ上に位置するウエハＷをプローブカード２０へ押しつけるが、チャックトップ２３はウエハＷよりも高い剛性を有するので、ウエハＷをプローブカード２０へ均一に押しつけることができる。その後、リフター２２は図中下方へ移動してチャックトップ２３から離れる（図８（Ｂ））。

【0056】

次いで、プローブカード２０の各プローブ２５から所定値の電流が各半導体デバイスの各電極へ流されて各半導体デバイスの電気的特性検査が一括して行われ、その後、本検査を終了する。

【0057】

本実施の形態によれば、プローブカード２０のポゴフレーム４０との当接面に、プローブカード２０の厚さを調整するシム５１を設けたので、ウエハＷに形成された複数の半導体デバイスの複数の電極について複数のプローブをそれぞれ一括して当接させるプローブカードの厚さが均等になり、ウエハ対向面の平滑度を確保することができる。また、これによって、プローブカード２０に形成された各プローブ２５をウエハＷに形成された複数の半導体デバイスの各電極に正確に当接させることができ、もって、ウエハに形成された半導体デバイスについて適正な電気的特性検査を行うことができる。

【0058】

本実施の形態によれば、シム５１の形状を平面視で十字状としたので、シム貼着位置であるプローブカード２０に形成された複数のプローブ群相互間の格子状の隙間の角部の形状に適合し易いと共に、該シム５１は、例えば作業者の手や治具によってつまみ易くなっているため、シム５１をプローブカード２０の基板２０ａに貼り付ける際のハンドリングが容易となって作業性が向上する。また、プローブカードのシム貼着位置となるあらゆる箇所においてシム５１を貼着し易くなるので、厚さ調整が容易となってウエハＷに対向する面の平滑度を保持し易くなる。さらにまた、シム５１は、例えば断面円形のシムに比べて所定の平面積を有するので、局所的な応力の集中を防止して、プローブカード２０の局所的な変形を抑制することができる。これによって、基板２０ａに形成されるプローブ２５の局所的な傾きを防止することもできる。

【0059】

本実施の形態において、プローブカード２０の当接領域５２の周辺部近傍のシムとして、平面視でＬ字状のシムを用いることが好ましい。これによって、当接領域５２の全面に亘って均等にシムを貼着することができ、プローブカード２０におけるウエハＷに対向する面の平滑度を確保し易くなる。なお、本実施の形態において、平面視で十字状のシム５１に代えて円柱又は角柱のシムを適用することもできる。

【0060】

本実施の形態おいては、プローブカード２０の各プローブ２５をそれぞれ対応するウエハＷの全半導体デバイスにおける全電極に対して一括して当接させて一度に電気的特性検査を行うことができるので、半導体デバイスの生産性が向上する。

【0061】

以上、本発明について、上記実施の形態を用いて説明したが、本発明は上記実施の形態に限定されるものではない。

【符号の説明】

【0062】

Ｗ ウエハ
１４ 検査室
１８ ウエハ検査用インターフェース
２０ プローブカード
２０ａ 基板
２３ チャックトップ
２５ プローブ
４０ ポゴフレーム
５１ シム（スペーサ）

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】