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(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】
(24)【登録日】2024-09-27
(45)【発行日】2024-10-07
(54)【発明の名称】ウェハ及びプローバ
(51)【国際特許分類】
H01L 21/02 20060101AFI20240930BHJP
H01L 21/66 20060101ALI20240930BHJP
【ＦＩ】
H01L21/02 B
H01L21/66 E
H01L21/66 B
【請求項の数】
20
(21)【出願番号】P 2023504899
(86)(22)【出願日】2021-03-08
(86)【国際出願番号】 JP2021009072
(87)【国際公開番号】W WO2022190182
(87)【国際公開日】2022-09-15
【審査請求日】2023-03-22
(73)【特許権者】
【識別番号】318010018
【氏名又は名称】キオクシア株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】110003708
【氏名又は名称】弁理士法人鈴榮特許綜合事務所
(72)【発明者】
【氏名】人見 達郎
(72)【発明者】
【氏名】吉水 康人
(72)【発明者】
【氏名】三浦 正幸
(72)【発明者】
【氏名】井上 新
(72)【発明者】
【氏名】堂前 宏之
(72)【発明者】
【氏名】中澤 弘一
(72)【発明者】
【氏名】宮岡 己利
(72)【発明者】
【氏名】早坂 一人
(72)【発明者】
【氏名】佐貫 朋也
【審査官】堀江 義隆
(56)【参考文献】
【文献】特開２０１５－０４９１３７（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０００－２６９２７８（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２００９－１３０１１４（ＪＰ，Ａ）
【文献】国際公開第２０１０／０６４４８７（ＷＯ，Ａ１）
(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)
Ｈ０１Ｌ ２１／０２
Ｈ０１Ｌ ２１／６６
Ｇ１１Ｃ ５／０４
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
互いに重複しない第１領域及び第２領域を有する基板と、各々が前記基板上に設けられた第１チップユニット及び第２チップユニットと、
各々が前記第１チップユニットと電気的に接続された第１電極及び第２電極と、
各々が前記第２チップユニットと電気的に接続された第３電極及び第４電極と、
を備え、
前記第１電極及び前記第３電極は、前記第１領域に配置され、
前記第２電極及び前記第４電極は、前記第２領域に配置され、
前記第１領域は、前記第１チップユニット及び前記第２チップユニットが設けられた領域と独立した領域である、
ウェハ。
【請求項2】
前記第１電極と前記第１チップユニットとの間を電気的に接続する第５電極と、前記第２電極と前記第１チップユニットとの間を電気的に接続する第６電極と、
前記第３電極と前記第２チップユニットとの間を電気的に接続する第７電極と、
前記第４電極と前記第２チップユニットとの間を電気的に接続する第８電極と、
を更に備えた、
請求項１記載のウェハ。
【請求項3】
前記第１領域及び前記第２領域は、前記基板の第１面側から見た領域内にある、請求項２記載のウェハ。
【請求項4】
前記第１電極、前記第２電極、前記第３電極、及び前記第４電極と、前記第５電極、前記第６電極、前記第７電極、及び前記第８電極との間に設けられた第１絶縁体層を更に備え、前記第１絶縁体層は、ポリイミドを含む、
請求項３記載のウェハ。
【請求項5】
前記第１領域は、前記基板の第１面側から見た領域内にあり、前記第２領域は、前記基板の前記第１面と対向する第２面側から見た領域内にある、
請求項２記載のウェハ。
【請求項6】
前記第１電極及び前記第３電極と前記基板との間に設けられた第１部分と、前記第２電極及び前記第４電極と、前記第５電極、前記第６電極、前記第７電極、及び前記第８電極との間に設けられた第２部分と、前記基板の側面上に設けられ前記第１部分と前記第２部分とを接続する第３部分と、を含む第２絶縁体層を更に備え、前記第２絶縁体層は、ポリイミドを含む、
請求項５記載のウェハ。
【請求項7】
前記第１電極、前記第２電極、前記第３電極、及び前記第４電極は、導電性カーボン、導電性ゴム、又は水銀を含む、請求項１記載のウェハ。
【請求項8】
前記第１電極、前記第２電極、前記第３電極、及び前記第４電極は、平板構造、ワイヤ構造、ボール構造、バネ構造、又は多孔質構造を有する、請求項１記載のウェハ。
【請求項9】
前記第１電極及び前記第３電極は、電力が供給されるように構成され、前記第２電極及び前記第４電極は、信号を通信するように構成される、
請求項１記載のウェハ。
【請求項10】
ウェハを支持するように構成された支持体と、第１領域に配置された第１電極と第２領域に配置された第２電極とを含み、前記支持体に支持された前記ウェハに対して前記支持体と反対側に位置するプローブカードと、
前記第１電極及び前記第２電極を、前記支持体に支持された前記ウェハに接触させるように構成されたトルク機構と、
前記第１領域における第１圧力と、前記第２領域における第２圧力を含む圧力分布を測定するように構成された圧力センサと、
制御部と、
を備え、
前記制御部は、前記支持体に支持された前記ウェハに前記第１電極及び前記第２電極を接触させる動作において、前記圧力分布に基づき、前記第１圧力及び前記第２圧力が互いに異なる圧力となるように前記トルク機構を駆動するように構成された、
プローバ。
【請求項11】
前記ウェハと前記プローブカードとの接触面において、前記第１領域は、前記第２領域の外側に位置し、前記第１圧力は、前記第２圧力より高い、
請求項１０記載のプローバ。
【請求項12】
前記第１領域に対応する第１緩衝材と、前記第２領域に対応し、前記第１緩衝材と異なる第２緩衝材と、
を更に備えた、
請求項１０記載のプローバ。
【請求項13】
前記第１緩衝材及び前記第２緩衝材は、多孔質構造又はバネ構造を有する、請求項１２記載のプローバ。
【請求項14】
前記第１緩衝材及び前記第２緩衝材は、前記支持体内に設けられた、請求項１２記載のプローバ。
【請求項15】
前記第１緩衝材及び前記第２緩衝材は、前記プローブカード内に設けられた、請求項１２記載のプローバ。
【請求項16】
前記第１緩衝材及び前記第２緩衝材は、前記プローブカードに対して前記支持体と反対側に設けられた、請求項１２記載のプローバ。
【請求項17】
前記プローブカードの下面上のうち、前記第１電極及び前記第２電極を除く領域に設けられた第１部分と、前記プローブカードの側方に設けられた第２部分と、前記プローブカード内に設けられて前記第１部分と前記第２部分との間を接続する第３部分と、を含む放熱機構を更に備え、前記放熱機構の前記第１部分は、前記第１電極及び前記第２電極と前記ウェハとを接触させる際に、前記ウェハに接触するように構成された、
請求項１２記載のプローバ。
【請求項18】
第１電極を含み、前記第１電極をウェハと接触させつつ前記ウェハを支持するように構成された支持体と、第２電極を含み、前記支持体に支持された前記ウェハに対して前記支持体と反対側に位置するプローブカードと、
前記第２電極を、前記支持体に支持された前記ウェハに接触させるように構成されたトルク機構と、
前記支持体の上面上のうち前記第１電極を除く領域に設けられた第１絶縁体と、
前記プローブカードの下面上のうち前記第２電極を除く領域に設けられた第２絶縁体と、
を備えた、
プローバ。
【請求項19】
前記第１電極は、ピン形状、平板構造、クリップ構造、又はボール構造を有する、請求項１８記載のプローバ。
【請求項20】
前記第２電極は、ピン形状を有する、
請求項１８または請求項１９記載のプローバ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
実施形態は、ウェハ及びプローバに関する。
【背景技術】
【0002】
ウェハとプローブカードとを電気的に接続させるように構成されたプローバが知られている。ウェハ内には、複数のチップユニットが設けられる。プローブカードは、ウェハ内の複数のチップユニットを制御するように構成される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【文献】米国特許第８５９８９０２号明細書
【文献】米国特許第７７７７５１１号明細書
【文献】米国特許出願公開第２００３／０１８３９３１号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
ウェハ及びプローブカード間の通信信頼性の劣化を抑制する。
【課題を解決するための手段】
【0005】
実施形態のウェハは、互いに重複しない第１領域及び第２領域を有する基板と、各々が上記基板上に設けられた第１チップユニット及び第２チップユニットと、各々が上記第１チップユニットと電気的に接続された第１電極及び第２電極と、各々が上記第２チップユニットと電気的に接続された第３電極及び第４電極と、を備える。上記第１電極及び上記第３電極は、上記第１領域に配置される。上記第２電極及び上記第４電極は、上記第２領域に配置される。上記第１領域は、上記第１チップユニット及び上記第２チップユニットが設けられた領域と独立した領域である。
【図面の簡単な説明】
【0006】
【図1】第１実施形態に係る情報処理システムの構成を示すブロック図。
【図2】第１実施形態に係るホスト機器及びプローバの構成を示すブロック図。
【図3】第１実施形態に係るメモリバスで用いられる信号及び電圧の一例を示すブロック図。
【図4】第１実施形態に係るプローバの構成の一例を示す断面図。
【図5】第１実施形態に係るストレージウェハ及びプローブカードの構成の一例を示す断面図。
【図6】第１実施形態に係るストレージウェハの複数のメモリチップユニット及び再配置前の複数の電極のレイアウトの一例を示す平面図。
【図7】第１実施形態に係るストレージウェハの再配置後の複数の電極のレイアウトの一例を示す平面図。
【図8】第１実施形態に係るメモリチップユニットとメモリコントローラチップとの間の電気的接続経路を示す模式図。
【図9】第１実施形態に係るプローバにおける圧力制御動作の一例を示すフローチャート。
【図10】第１実施形態に係るプローバにおける２つの領域にかかる圧力の差異の一例を示す模式図。
【図11】第１実施形態の第１変形例の第１例に係るプローバの構成の一例を示す断面図。
【図12】第１実施形態の第１変形例の第２例に係るプローバの構成の一例を示す断面図。
【図13】第１実施形態の第２変形例に係るプローバの構成の一例を示す模式図。
【図14】第１実施形態の第２変形例の第１例に係るプローバの構成の一例を示す断面図。
【図15】第１実施形態の第２変形例の第２例に係るプローバの構成の一例を示す断面図。
【図16】第１実施形態の第２変形例の第３例に係るプローブカードの構成の一例を示す断面図。
【図17】第１実施形態の第２変形例の第４例に係るプローブカードの構成の一例を示す断面図。
【図18】第１実施形態の第３変形例に係る再配置後の電極の構成の複数の例を示す断面図。
【図19】第１実施形態の第３変形例に係る再配置後の電極の構成の複数の例が有する特徴を示す図。
【図20】第２実施形態に係るストレージウェハ及びプローブカードの構成の一例を示す断面図。
【図21】第２実施形態に係るメモリチップユニットとメモリコントローラチップとの間の電気的接続経路を示す模式図。
【図22】第２実施形態の変形例に係るストレージウェハ及びプローブカードの構成の一例を示す断面図。
【図23】第３実施形態に係るストレージウェハ及びプローブカードの構成の一例を示す断面図。
【図24】第３実施形態に係るメモリチップユニットとメモリコントローラチップとの間の電気的接続経路を示す模式図。
【図25】第３実施形態の変形例に係るストレージウェハ及びプローブカードの構成の一例を示す断面図。
【図26】第４実施形態に係るストレージウェハ及びプローブカードの構成の一例を示す断面図。
【図27】第４実施形態に係るストレージウェハ及びプローブカードにおける放熱動作の一例を示す模式図。
【発明を実施するための形態】
【0007】
以下、図面を参照して実施形態について説明する。なお、以下の説明において、同一の機能及び構成を有する構成要素については、共通する参照符号を付す。また、共通する参照符号を有する複数の構成要素を区別する場合、当該共通する参照符号に添え字を付して区別する。なお、複数の構成要素について特に区別を要さない場合、当該複数の構成要素には、共通する参照符号のみが付され、添え字は付さない。
【0008】
１．第１実施形態
まず、第１実施形態について説明する。
まず、第１実施形態について説明する。
【0009】
１．１ 構成
１．１．１ 情報処理システム
第１実施形態に係る情報システムの構成について説明する。図１は、第１実施形態に係る情報処理システムの構成を示すブロック図である。図１に示すように、情報処理システム１は、ホスト機器２及びストレージシステム３を含む。
１．１．１ 情報処理システム
第１実施形態に係る情報システムの構成について説明する。図１は、第１実施形態に係る情報処理システムの構成を示すブロック図である。図１に示すように、情報処理システム１は、ホスト機器２及びストレージシステム３を含む。
【0010】
ホスト機器２は、ストレージシステム３を使用してデータを処理するデータ処理装置である。ホスト機器２は、例えば、データセンタ内のサーバである。
【0011】
ストレージシステム３は、ホスト機器２に接続されるように構成された記憶装置である。ストレージシステム３は、例えば、メモリデバイスが設けられたウェハにアクセスするように構成されたＳＳＤ（solid state drive）である。ストレージシステム３は、ホスト機器２からの要求（コマンド）に応じてデータのプログラム処理及びリード処理を実行する。
【0012】
１．１．２ ストレージシステム
次に、第１実施形態に係るストレージシステムの内部構成について、引き続き図１を参照して説明する。
次に、第１実施形態に係るストレージシステムの内部構成について、引き続き図１を参照して説明する。
【0013】
ストレージシステム３は、ウェハストッカ４、ウェハ搬送機５、プローバ６、複数のストレージウェハ１０、及びプローブカード２０を備える。
【0014】
ウェハストッカ４は、プローバ６に設置されていない複数のストレージウェハ１０を保管する。
【0015】
ウェハ搬送機５は、ウェハストッカ４とプローバ６との間でストレージウェハ１０を搬送する機能を有する。
【0016】
プローバ６には、ストレージウェハ１０及びプローブカード２０が設置される。プローバ６は、ストレージウェハ１０とプローブカード２０との間を電気的に接続させる機能を有する。また、プローバ６は、ストレージウェハ１０とプローブカード２０との間を電気的に接続させるための種々の制御処理を実行する。
【0017】
ストレージウェハ１０は、データを記憶する機能を有するメモリデバイス（図示せず）が内部に設けられたウェハである。プローブカード２０は、ストレージウェハ１０を制御するメモリコントローラ（図示せず）が表面上に設けられたカード基板である。プローバ６による制御処理により、ストレージウェハ１０内のメモリデバイスと、プローブカード２０上のメモリコントローラとは、物理的かつ電気的に接続される。
【0018】
１．１．３ プローバ
次に、第１実施形態に係るプローバの内部構成について説明する。
次に、第１実施形態に係るプローバの内部構成について説明する。
【0019】
１．１．３．１ 通信機能
第１実施形態に係るプローバの通信機能について、図２を参照して説明する。図２は、第１実施形態に係るホスト機器及びプローバの構成の一例を示すブロック図である。図２では、プローバ６内でストレージウェハ１０とプローブカード２０とが物理的かつ電気的に接続された場合の接続関係の一例が示される。図２に示すように、プローバ６は、インタフェース制御系７、駆動制御系８、及び温度制御系９を更に含む。ストレージウェハ１０は、複数のメモリチップユニット１００を含む。プローブカード２０は、複数のメモリコントローラチップ２００を含む。
第１実施形態に係るプローバの通信機能について、図２を参照して説明する。図２は、第１実施形態に係るホスト機器及びプローバの構成の一例を示すブロック図である。図２では、プローバ６内でストレージウェハ１０とプローブカード２０とが物理的かつ電気的に接続された場合の接続関係の一例が示される。図２に示すように、プローバ６は、インタフェース制御系７、駆動制御系８、及び温度制御系９を更に含む。ストレージウェハ１０は、複数のメモリチップユニット１００を含む。プローブカード２０は、複数のメモリコントローラチップ２００を含む。
【0020】
インタフェース制御系７は、主にプローバ６内のデータ伝送に関するインタフェースを制御する回路である。例えば、インタフェース制御系７は、ホスト機器２から受信した要求及びデータをプローブカード２０に転送する。インタフェース制御系７は、プローブカード２０から受信したデータをホスト機器２に転送する。インタフェース制御系７は、ホストバスを介してホスト機器２に接続される。ホストバスは、例えば、ＰＣＩｅＴＭ（Peripheral Component Interconnect express）に準拠する。また、ストレージウェハ１０とプローブカード２０とを接触させる場合、インタフェース制御系７は、駆動制御系８及び温度制御系９に対する種々の制御を実行する。
【0021】
駆動制御系８は、ストレージウェハ１０とプローブカード２０との間の相対的位置を３次元に自在に変位させることができるトルク機構と、トルク機構を制御する制御部と、を含む（いずれも図示せず）。そして、駆動制御系８は、トルク機構が制御部によって駆動されることにより、ストレージウェハ１０とプローブカード２０とを接触させる機能を有する。
【0022】
また、駆動制御系８は、圧力センサＰＳを含む。圧力センサＰＳは、ストレージウェハ１０とプローブカード２０とが接触した際に生じる圧力の２次元分布を計測するように構成される。駆動制御系８の制御部は、圧力センサＰＳによって計測される圧力の２次元分布が条件を満たすように、トルク機構の出力を制御する。駆動制御系８による圧力センサＰＳを用いたトルク機構の圧力制御方法の詳細については、後述する。
【0023】
温度制御系９は、プローバ６内に設置されたストレージウェハ１０及びプローブカード２０がさらされる温度環境を制御する。例えば、温度制御系９は、温度センサ（図示せず）によって計測される温度に基づき、ストレージウェハ１０及びプローブカード２０の温度を一定範囲に保つように構成される。
【0024】
複数のメモリコントローラチップ２００の各々は、ＳｏＣ（System-on-a-Chip）のような集積回路で構成される。複数のメモリコントローラチップ２００の各々は、例えば、ＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）機能を有する。複数のメモリコントローラチップ２００の各々は、複数のメモリチップユニット１００の組と電気的に接続される。図２の例では、ｋ個のメモリチップユニット１００＿１、…、及び１００＿ｋが、１つのメモリコントローラチップ２００に並列に接続される（ｋは２以上の整数）。複数のメモリコントローラチップ２００の各々は、インタフェース制御系７からの指示に基づき、ｋ個のメモリチップユニット１００＿１～１００＿ｋを並列に制御する。
【0025】
具体的には、例えば、メモリコントローラチップ２００は、ホスト機器２からのライト要求に基づいて、ライトデータを書込み対象のメモリチップユニット１００に書き込む。また、メモリコントローラチップ２００は、ホスト機器２からのリード要求に基づいて、読出し対象のメモリチップユニット１００からリードデータを読み出す。そして、メモリコントローラチップ２００は、インタフェース制御系７を介して、リードデータをホスト機器２に送信する。
【0026】
複数のメモリチップユニット１００の各々は、チップユニットである。チップユニットは、ウェハをダイシングした後のチップレベルでも機能し得るデバイスの単位である。なお、ストレージシステム３において、ストレージウェハ１０は、ダイシングされずに、ウェハレベルで使用される。このため、複数のメモリチップユニット１００の各々は、チップレベルに切り出されることなく、１つのストレージウェハ１０上に設けられた状態でメモリデバイスとして機能する。複数のメモリチップユニット１００は、互いに独立してデータのライト処理及びリード処理を実行するように構成される。複数のメモリチップユニット１００の各々は、各々が不揮発にデータを記憶する複数のメモリセルと、複数のメモリセルを制御する制御回路と、を含む。複数のメモリチップユニット１００の各々は、例えば、ＮＡＮＤ型フラッシュメモリである。
【0027】
なお、ストレージウェハ１０とプローブカード２０との間の電気的接続は、メモリバスＢＵＳを介して実現される。メモリバスＢＵＳは、例えば、ＳＤＲ（single data rate）インタフェース、トグルＤＤＲ（double data rate）インタフェース、又はＯＮＦＩ（Open NAND flash interface）に準拠する。図３は、第１実施形態に係るメモリバスで用いられる信号及び電圧の一例を示すブロック図である。
【0028】
メモリバスＢＵＳで用いられる信号は、例えば、チップイネーブル信号ＣＥｎ、コマンドラッチイネーブル信号ＣＬＥ、アドレスラッチイネーブル信号ＡＬＥ、ライトイネーブル信号ＷＥｎ、リードイネーブル信号ＲＥｎ、ライトプロテクト信号ＷＰｎ、レディ・ビジー信号ＲＢｎ、及び入出力信号Ｉ／Ｏを含む。本明細書において、信号の名称の末尾のｎは、その信号が“Ｌ（Low）”レベルの場合にアサートされることを意味する。
【0029】
チップイネーブル信号ＣＥｎは、メモリチップユニット１００をイネーブルにするための信号である。
【0030】
コマンドラッチイネーブル信号ＣＬＥは、メモリチップユニット１００への入力信号Ｉ／Ｏがコマンドであることをメモリチップユニット１００に通知する信号である。
【0031】
アドレスラッチイネーブル信号ＡＬＥは、メモリチップユニット１００への入力信号Ｉ／Ｏがアドレスであることをメモリチップユニット１００に通知する信号である。
【0032】
ライトイネーブル信号ＷＥｎは、入力信号Ｉ／Ｏをメモリチップユニット１００に取り込ませるための信号である。
【0033】
リードイネーブル信号ＲＥｎは、メモリチップユニット１００から出力信号Ｉ／Ｏを読み出すための信号である。
【0034】
ライトプロテクト信号ＷＰｎは、データの書き込み及び消去の禁止をメモリチップユニット１００に指示するための信号である。
【0035】
レディ・ビジー信号ＲＢｎは、メモリチップユニット１００がレディ状態であるか、それともビジー状態であるかを示す信号である。レディ状態は、メモリチップユニット１００がメモリコントローラチップ２００からの命令を受信出来る状態である。ビジー状態は、メモリチップユニット１００がメモリコントローラチップ２００からの命令を受信出来ない状態である。レディ・ビジー信号ＲＢｎは、“Ｌ”レベルがビジー状態を示す。
【0036】
入出力信号Ｉ／Ｏは、例えば８ビットの信号である。入出力信号Ｉ／Ｏは、メモリチップユニット１００とメモリコントローラチップ２００との間で送受信されるデータの実体である。入出力信号Ｉ／Ｏは、コマンド、アドレス、並びにライトデータ及びリードデータ等のデータを含む。
【0037】
また、メモリバスＢＵＳを用いて、例えば、電圧ＶＳＳ及びＶＣＣがメモリチップユニット１００に供給される。電圧ＶＳＳは、接地電圧である。電圧ＶＣＣは、電源電圧である。
【0038】
なお、以下の説明では、チップイネーブル信号ＣＥｎ、コマンドラッチイネーブル信号ＣＬＥ、アドレスラッチイネーブル信号ＡＬＥ、ライトイネーブル信号ＷＥｎ、リードイネーブル信号ＲＥｎ、ライトプロテクト信号ＷＰｎ、レディ・ビジー信号ＲＢｎ、及び入出力信号Ｉ／Ｏは、単に信号とも呼ぶ。また、電圧ＶＳＳ及びＶＣＣは、単に信号とも呼ぶ。
【0039】
１．１．３．２ 構造
次に、第１実施形態に係るプローバの構造について、図４を参照して説明する。図４は、第１実施形態に係るプローバの構成の一例を示す断面図である。図４では、ストレージウェハ１０及びプローブカード２０が設置された状態におけるプローバ６の断面図が示される。
次に、第１実施形態に係るプローバの構造について、図４を参照して説明する。図４は、第１実施形態に係るプローバの構成の一例を示す断面図である。図４では、ストレージウェハ１０及びプローブカード２０が設置された状態におけるプローバ６の断面図が示される。
【0040】
以下では、プローバ６へのストレージウェハ１０の設置面をＸＹ平面とする。ＸＹ平面に垂直な方向をＺ方向とする。そして、Ｚ方向に沿って、ストレージウェハ１０からプローブカード２０に向かう方向を上方向とも言う。
【0041】
ストレージウェハ１０のうち、プローブカード２０に対向する面は、ストレージウェハ１０の「上面」、又は「第１面」とも言う。ストレージウェハ１０のうち、プローバ６への設置面は、ストレージウェハ１０の「下面」、又は「第２面」とも言う。プローブカード２０のうち、ストレージウェハ１０の上面と対向する面は、プローブカード２０の「下面」、又はストレージウェハ１０との「対向面」とも言う。プローブカード２０のうち、プローブカード２０の下面の反対側の面は、プローブカード２０の「上面」とも言う。
【0042】
図４に示すように、プローバ６は、ベース３１と、複数のステージ３２－１、３２－２、及び３２－３と、ウェハチャック３３と、ヘッドステージ３４と、補強板（Stiffener）３５と、カードホルダ３６と、固定具３７と、支柱３８と、テストヘッド３９と、を備える。
【0043】
ベース３１は、複数のステージ３２－１～３２－３及びウェハチャック３３を支持する。具体的には、ベース３１の上面には、Ｘ変位機構を有するステージ３２－１が設けられる。ステージ３２－１の上面には、Ｙ変位機構を有するステージ３２－２が設けられる。ステージ３２－２の上面には、Ｚθ変位機構を有するステージ３２－３が設けられる。
【0044】
ステージ３２－１～３２－３は、駆動制御系８のトルク機構の一部である。ステージ３２－１は、Ｘ変位機構によって、ベース３１に対してＸ方向に自在に移動するように構成される。ステージ３２－２は、Ｙ変位機構によって、ステージ３２－１に対してＹ方向に自在に移動するように構成される。ステージ３２－３は、Ｚθ変位機構によって、ステージ３２－２に対して、Ｚ方向に自在に移動し、かつＸＹ平面上において自在に回転するように構成される。すなわち、Ｘ変位機構、Ｙ変位機構、及びＺθ変位機構は、ストレージウェハ１０をプローブカード２０に対して自在に変位させることができる。
【0045】
また、Ｚθ変位機構は、ストレージウェハ１０及びプローブカード２０が接触した際に生じるＸＹ平面内の圧力分布を、任意の分布に制御することができる。すなわち、Ｚθ変位機構は、互いに重複しない少なくとも２つの領域にかかる圧力が互いに異なるような圧力分布を形成するように構成される。
【0046】
ステージ３２－３の上面上には、ウェハチャック３３が設けられる。ウェハチャック３３は、ストレージウェハ１０が支持されるテーブルである。ウェハチャック３３内には、例えば、温度センサ、加熱器、及び冷却器（いずれも図示せず）が含まれている。加熱器及び冷却器は、ストレージウェハ１０の温度を上昇及び低下させるように構成される。温度制御系９は、温度センサからの情報に基づいて加熱器及び冷却器を駆動することにより、ウェハチャック３３を介してストレージウェハ１０の温度を所定の範囲に保つことができる。
【0047】
ヘッドステージ３４は、支柱３８によってウェハチャック３３の上方に支持される。ヘッドステージ３４は、例えば、リング形状を有する。ヘッドステージ３４のリングの内側の空間に、各々がリング形状の補強板３５及びカードホルダ３６が設けられる。補強板３５は、プローブカード２０の上面上に設けられて、カードホルダ３６との間にプローブカード２０を挟む。カードホルダ３６は、カードホルダ３６のリングの内側の空間において、プローブカード２０を支持する。プローブカード２０は、固定具３７によって補強板３５及びカードホルダ３６に固定される。これにより、プローブカード２０は、ウェハチャック３３に対するＸＹ平面内の位置が固定され、かつ熱膨張等に起因する変位が抑制される。
【0048】
ヘッドステージ３４及び補強板３５の上面上には、テストヘッド３９が設けられる。テストヘッド３９は、例えば、プローブカード２０と電気的に接続されることにより、インタフェース制御系７として機能する。また、テストヘッド３９は、内部に圧力センサＰＳが配置される。圧力センサＰＳは、ストレージウェハ１０及びプローブカード２０が接触した際に生じる圧力分布を計測するように構成される。圧力センサＰＳは、例えば、複数のセンサ素子を含む。複数のセンサ素子は、ＸＹ平面内に分散して配置される。
【0049】
以上のような構成により、駆動制御系８は、ＸＹ平面内で少なくとも２つの領域に異なる圧力をかけつつ、ストレージウェハ１０とプローブカード２０とを物理的に接触させることができる。
【0050】
なお、ヘッドステージ３４には、ストレージウェハ１０上の代表位置を検出するためのカメラ（図示せず）が設けられてもよい。ストレージウェハ１０上の代表位置としては、例えば、ウェハの外縁や、ウェハ上に設けられたアライメントマーク等がある。駆動制御系８は、カメラからの情報に基づき、基準位置をより正確に認識することができる。これにより、駆動制御系８は、ストレージウェハ１０及びプローブカード２０に対して、精密な位置合わせの制御を行うことができる。
【0051】
１．１．４ ストレージウェハ及びプローブカードの断面構造
次に、第１実施形態に係るストレージウェハ及びプローブカードの断面構造について説明する。図５は、第１実施形態に係るプローバに設置されたストレージウェハ及びプローブカードの構成の一例を示す断面図である。
次に、第１実施形態に係るストレージウェハ及びプローブカードの断面構造について説明する。図５は、第１実施形態に係るプローバに設置されたストレージウェハ及びプローブカードの構成の一例を示す断面図である。
【0052】
図５に示すように、ストレージウェハ１０は、基板１１、素子層１２、複数の電極１３、絶縁体層１４、複数の配線１５、及び複数の電極１６を含む。プローブカード２０は、複数のメモリコントローラチップ２００に加え、基板２１、複数の配線２２、及び複数の電極２３を含む。
【0053】
基板１１は、例えば、シリコンウェハである。基板１１の上面上に、素子層１２が設けられる。素子層１２は、複数のメモリチップユニット１００が設けられる層である。なお、図５の例では、素子層１２内の複数のメモリチップユニット１００については、図示が省略される。
【0054】
素子層１２の上面上には、複数の電極１３が設けられる。複数の電極１３の各々は、対応するメモリチップユニット１００の直上に設けられる。すなわち、複数の電極１３の各々は、再配置前の電極である。複数の電極１３の各々は、例えば、平板状のパッド電極である。互いに隣り合う２つの電極１３は、間隔ｗ１だけ離されるように配置される。複数の電極１３は、例えば、アルミニウム（Ａｌ）を含む。
【0055】
素子層１２の上面、及び複数の電極１３の上面を覆うように、絶縁体層１４が設けられる。絶縁体層１４は、例えば、ポリイミドを含む。
【0056】
絶縁体層１４の上面上に、複数の電極１６が設けられる。複数の電極１６は、対応する複数の電極１３（対応するメモリチップユニット１００）が設けられる領域とは独立した領域に配置される。すなわち、複数の電極１６の各々は、再配置後の電極である。複数の電極１６の各々は、例えば、平板状のパッド電極である。互いに隣り合う２つの電極１６は、間隔ｗ２だけ離されるように配置される。間隔ｗ２は、間隔ｗ１より長い。また、複数の電極１６の各々の面積は、複数の電極１３の各々の面積よりも大きい。複数の電極１６は、例えば、ニッケル（Ｎｉ）及び／又は金（Ａｕ）を含む。
【0057】
絶縁体層１４内において、複数の電極１３と複数の電極１６とを電気的に接続する複数の配線１５が設けられる。複数の配線１５は、複数の電極１３を複数の電極１６に再配置するための再配線である。図５の例では、図示される電極１３と、図示されない電極１６と、の間を電気的に接続する配線１５については、図示が省略される。複数の配線１５は、例えば、銅（Ｃｕ）を含む。
【0058】
基板２１は、例えばプリント基板を含む。基板２１の上面上には、複数のメモリコントローラチップ２００が設けられる。基板２１の下面上には、複数の電極２３が設けられる。複数の電極２３は、複数の電極１６に対応する位置に設けられる。複数の電極２３の各々は、例えば、ピン形状を有するプローブ電極である。基板２１内には、複数の配線２２が設けられる。複数の配線２２は、複数のメモリコントローラチップ２００と、複数の電極２３とを電気的に接続する。
【0059】
１．１．５ ストレージウェハのレイアウト
次に、第１実施形態に係るストレージウェハのレイアウトについて説明する。図６は、第１実施形態に係るストレージウェハの複数のメモリチップユニット及び再配置前の複数の電極のレイアウトの一例を示す平面図である。図７は、第１実施形態に係るストレージウェハの再配置後の複数の電極のレイアウトの一例を示す平面図である。
次に、第１実施形態に係るストレージウェハのレイアウトについて説明する。図６は、第１実施形態に係るストレージウェハの複数のメモリチップユニット及び再配置前の複数の電極のレイアウトの一例を示す平面図である。図７は、第１実施形態に係るストレージウェハの再配置後の複数の電極のレイアウトの一例を示す平面図である。
【0060】
まず、複数のメモリチップユニット１００及び再配置前の複数の電極１３のレイアウトについて、図６を参照して説明する。図６に示すように、複数のメモリチップユニット１００は、ＸＹ平面内に、マトリクス状に配置される。
【0061】
平面視において、複数の電極１３は、対応するメモリチップユニット１００が設けられる領域内に配置される。図６の例では、１つのメモリチップユニット１００に対応する複数の電極１３が、Ｘ方向に並ぶ場合が示される。しかしながら、これに限らず、複数の電極１３は、対応するメモリチップユニット１００が設けられる領域内にマトリクス状に配置されてもよい。
【0062】
１つのメモリチップユニット１００に対応する複数の電極１３は、複数の電極１３Ａ、及び複数の電極１３Ｂを含む。電極１３Ａと電極１３Ｂとは、電極２３との十分な電気的接続を得るために要する最小の圧力（圧力閾値）が異なる。例えば、電極１３Ａの圧力閾値ＴｈＡは、電極１３Ｂの圧力閾値ＴｈＢより大きい。電極１３Ａは、例えば、電圧を供給するために使用される電極である。電極１３Ｂは、例えば、信号を通信するために使用される電極である。
【0063】
【0064】
１つのメモリチップユニット１００に対応する複数の電極１６は、複数の電極１６Ａ、及び複数の電極１６Ｂを含む。電極１６Ａは、例えば、電圧を供給するために使用される電極である。電極１６Ｂは、例えば、信号を通信するために使用される電極である。このため、電極１６Ａ及び１６Ｂはそれぞれ、電極１３Ａ及び１３Ｂと同等の圧力閾値を有する。
【0065】
絶縁体層１４の上面上において、複数の電極１６Ａ及び１６Ｂはそれぞれ、領域ＲＡ及びＲＢに配置される。領域ＲＡ及びＲＢは、互いに重複しない領域である。図７の例では、領域ＲＡ及びＲＢは、例えば、ストレージウェハ１０の上面において同心円状の領域である。すなわち、平面視において、領域ＲＢは、ストレージウェハ１０の中心を含む。そして、領域ＲＡは、ストレージウェハ１０の中心に対して領域ＲＢの外側に位置する。
【0066】
なお、領域ＲＡ及びＲＢは、同心円状の領域でなくともよい。領域ＲＡ及びＲＢは、互いに重複しておらず、かつ複数のメモリチップユニット１００が設けられる領域とは独立な領域であればよい。具体的には、例えば、領域ＲＡ及びＲＢはそれぞれ、ストレージウェハ１０の上面における紙面左側の領域及び右側の領域であってもよい。また、領域ＲＡと領域ＲＢとの間には、領域ＲＡ及びＲＢのいずれにも属さない境界領域が設けられてもよい。境界領域には、電極１６Ａ及び１６Ｂが設けられなくてもよい。
【0067】
メモリチップユニット１００及びメモリコントローラチップ２００は、上述したような複数の電極１３及び複数の電極１６を介して、電気的に接続される。図８は、第１実施形態に係るメモリチップユニットとメモリコントローラチップとの間の電気的接続経路を示す模式図である。
【0068】
図８に示すように、メモリチップユニット１００は、当該メモリチップユニット１００が設けられる領域に配置された複数の電極１３Ａ及び１３Ｂと電気的に接続される。複数の電極１３Ａ及び１３Ｂは、絶縁体層１４内をＺ方向に延びる複数の配線１５を介して、複数の電極１６Ａ及び１６Ｂと電気的に接続される。複数の電極１６Ａ及び１６Ｂは、複数の電極１３Ａ及び１３Ｂと異なり、対応するメモリチップユニット１００が設けられる領域とは独立な領域に配置される。具体的には、複数の電極１６Ａ及び１６Ｂはそれぞれ、互いに重複しない領域ＲＡ及びＲＢに配置される。そして、複数の電極１６Ａ及び１６Ｂは、対応する複数の電極２３及び複数の配線２２を介して、プローブカード２０上の対応するメモリコントローラチップ２００と電気的に接続するように構成される。
【0069】
以上のような構成により、互いに重複しない領域ＲＡ及びＲＢに、それぞれストレージウェハ１０上に設けられた全ての電極１６Ａと全ての電極１６Ｂとを配置することができる。このため、全ての電極１６Ａにかかる圧力と、全ての電極１６Ｂにかかる圧力とを個別に制御する問題を、領域Ａにかかる圧力と、領域Ｂに係る圧力とを個別に制御する問題に帰着させることができる。
【0070】
１．２ 圧力制御動作
次に、第１実施形態に係るプローバにおける圧力制御動作について説明する。図９は、第１実施形態に係るプローバにおける圧力制御動作の一例を示すフローチャートである。図９では、ストレージウェハ１０とプローブカード２０との間を物理的かつ電気的に接続するための処理（タッチダウン処理）の際における、圧力制御動作を含む。
次に、第１実施形態に係るプローバにおける圧力制御動作について説明する。図９は、第１実施形態に係るプローバにおける圧力制御動作の一例を示すフローチャートである。図９では、ストレージウェハ１０とプローブカード２０との間を物理的かつ電気的に接続するための処理（タッチダウン処理）の際における、圧力制御動作を含む。
【0071】
図９に示すように、ストレージウェハ１０とプローブカード２０との間を電気的に接続させる旨の指示を受けると（開始）、駆動制御系８は、トルク機構を駆動させて、複数の電極１６と複数の電極２３との間の距離を変更する（Ｓ１）。
【0072】
駆動制御系８は、複数の電極１６及び複数の電極２３が接触したか否かを判定する（Ｓ２）。具体的には、例えば、駆動制御系８は、カメラ等から得られる情報に基づいてトルク機構の変位量を決定する。そして、駆動制御系８は、決定された変位量だけＺθ変位機構を移動させることにより、複数の電極１６及び複数の電極２３が接触したと判定する。
【0073】
Ｚθ変位機構の変位量が決定された変位量に達しない場合（Ｓ２；ｎｏ）、駆動制御系８は、引き続き複数の電極１６と複数の電極２３との間の距離を変更する（Ｓ１）。Ｚθ変位機構の変位量が決定された変位量に達した場合（Ｓ２；ｙｅｓ）、駆動制御系８は、圧力センサＰＳから２次元圧力分布を取得する（Ｓ３）。
【0074】
Ｓ３の処理の後、駆動制御系８は、取得した２次元圧力分布に基づき、領域ＲＢにおける圧力ＰＢが圧力閾値ＴｈＢ未満であるか否かを判定する（Ｓ４）。領域ＲＢにおける圧力ＰＢが圧力閾値ＴｈＢ以上である場合（Ｓ４；ｎｏ）、駆動制御系８は、領域ＲＢにかける圧力ＰＢを減少させる（Ｓ５）。Ｓ５の処理の後、処理はＳ３に進む。これにより、領域ＲＢにおける圧力ＰＢが圧力閾値ＴｈＢ未満となるまで、領域ＲＢにかける圧力ＰＢを減少させる。
【0075】
領域ＲＢにおける圧力ＰＢが圧力閾値ＴｈＢ未満である場合（Ｓ４；ｙｅｓ）、駆動制御系８は、取得した２次元圧力分布に基づき、領域ＲＡにおける圧力ＰＡが圧力閾値ＴｈＡ以上であるか否かを判定する（Ｓ６）。領域ＲＡにおける圧力ＰＡが圧力閾値ＴｈＡ未満である場合（Ｓ６；ｎｏ）、駆動制御系８は、領域ＲＡにかける圧力ＰＡを増加させる（Ｓ７）。Ｓ７の処理の後、処理はＳ３に進む。これにより、領域ＲＢにおける圧力ＰＢが圧力閾値ＴｈＢ未満、かつ領域ＲＡにおける圧力ＰＡが圧力閾値ＴｈＡ以上となるまで、領域ＲＡにかける圧力ＰＡを増加させる。
【0076】
領域ＲＡにおける圧力ＰＡが圧力閾値ＴｈＡ以上である場合（Ｓ６；ｙｅｓ）、駆動制御系８は、領域ＲＡ及びＲＢにかける圧力ＰＡ及びＰＢを決定する（Ｓ８）。
【0077】
Ｓ８の処理が終わると、駆動制御系８は、電極１６Ａ及び電極１６ｂの各々が、対応する電極２３と電気的に接続されたと判定する。これにより、圧力制御動作は終了となる（終了）。
【0078】
１．３ 第１実施形態に係る効果
第１実施形態によれば、ストレージウェハ及びプローブカード間の通信信頼性の劣化を抑制することができる。本効果について、図１０を用いて以下に説明する。図１０は、第１実施形態に係るプローバにおける２つの領域にかかる圧力の差異の一例を示す模式図である。
第１実施形態によれば、ストレージウェハ及びプローブカード間の通信信頼性の劣化を抑制することができる。本効果について、図１０を用いて以下に説明する。図１０は、第１実施形態に係るプローバにおける２つの領域にかかる圧力の差異の一例を示す模式図である。
【0079】
複数の電極１６Ａ及び１６Ｂはそれぞれ、対応するメモリチップユニット１００の設けられた領域とは独立し、かつ互いに重複しない領域ＲＡ及びＲＢに配置される。これにより、どのメモリチップユニット１００に対応しているかに依らず、全ての電極１６Ａを領域ＲＡに集約させると共に、全ての電極１６Ｂを領域ＲＢに集約させることができる。
【0080】
補足すると、複数の電極１３Ａ及び１３Ｂはいずれも、対応するメモリチップユニット１００が設けられる領域内に配置される。これにより、ウェハレベルで見ると、複数の電極１３Ａ及び１３Ｂは、プローブカード２０との接触面の全域に混在している。このため、複数の電極１３Ａ及び１３Ｂのそれぞれに適切な圧力をかけることは困難である可能性がある。
【0081】
第１実施形態によれば、複数の電極１３Ａ及び１３Ｂは、複数の配線１５を介して複数の電極１６Ａ及び１６Ｂに再配置される。これにより、図１０に示すように、異なる圧力閾値を有する複数の電極１６Ａと、複数の電極１６Ｂとを、互いに異なる領域ＲＡ及びＲＢに分けて配置することができる。このため、駆動制御系８の圧力制御性を高めることができる。
【0082】
そして、駆動制御系８は、領域ＲＡ及びＲＢを含む領域の２次元圧力分布を取得するように構成された圧力センサＰＳを更に備える。駆動制御系８は、取得された２次元圧力分布に基づき、領域ＲＡ及びＲＢに対して、異なる圧力をかけるように構成される。これにより、複数の電極１６Ａ及び１６Ｂに、互いに異なる圧力をかけることができる。具体的には、圧力閾値ＴｈＢよりも高い圧力閾値ＴｈＡを有する複数の電極１６Ａには、比較的大きな圧力ＰＡをかけることができる。圧力閾値ＴｈＡよりも低い圧力閾値ＴｈＢを有する複数の電極１６Ｂには、比較的小さな圧力ＰＢをかけることができる。このため、電極２３と接触させる際に、電極１６Ｂに過度に大きな圧力がかかることによって、電極１６Ｂが摩耗することを抑制できる。また、電極１６Ａに十分な信頼性が得られない程度に大きな圧力がかからないことによって、電極１６Ａを介する電圧の供給が停止することを抑制できる。したがって、ストレージウェハ及びプローブカード間の通信信頼性の劣化を抑制することができる。
【0083】
１．４ 第１実施形態の変形例
なお、上述の第１実施形態は、種々の変形が可能である。以下に示す複数の変形例では、第１実施形態と同等の構成及び動作についてはその説明を省略し、第１実施形態と異なる構成及び動作について主に説明する。
なお、上述の第１実施形態は、種々の変形が可能である。以下に示す複数の変形例では、第１実施形態と同等の構成及び動作についてはその説明を省略し、第１実施形態と異なる構成及び動作について主に説明する。
【0084】
１．４．１ 第１実施形態の第１変形例
上述の第１実施形態では、圧力センサＰＳがテストヘッド３９内に設けられる場合について説明したが、これに限られない。例えば、圧力センサＰＳは、テストヘッド３９以外の場所に設けられてもよい。以下では、圧力センサＰＳがテストヘッド３９以外の場所に設けられる例を２例示す。
上述の第１実施形態では、圧力センサＰＳがテストヘッド３９内に設けられる場合について説明したが、これに限られない。例えば、圧力センサＰＳは、テストヘッド３９以外の場所に設けられてもよい。以下では、圧力センサＰＳがテストヘッド３９以外の場所に設けられる例を２例示す。
【0085】
【0086】
図１１に示すように、圧力センサＰＳは、ウェハチャック３３内に設けられてもよい。この場合、圧力センサＰＳは、ウェハチャック３３内において、ＸＹ平面内の２次元圧力分布を計測するように構成される。
【0087】
【0088】
図１２に示すように、圧力センサＰＳは、プローブカード２０内に設けられてもよい。この場合、圧力センサＰＳは、プローブカード２０内において、ＸＹ平面内の２次元圧力分布を計測するように構成される。
【0089】
いずれの場合においても、圧力センサＰＳは、第１実施形態の場合と同様に、領域ＲＡ及びＲＢを含む領域の２次元圧力分布を計測することができる。これにより、駆動制御系８は、圧力センサＰＳからの２次元圧力分布に基づき、領域ＲＡ及びＲＢにそれぞれ適切な圧力をかけることができる。
【0090】
１．４．２ 第１実施形態の第２変形例
上述の第１実施形態及び第１実施形態の第１変形例では、複数の電極１６Ａ及び１６Ｂにかかる圧力は、トルク機構によって制御される場合について説明した。しかしながら、複数の電極１６Ａ及び１６Ｂにかかる圧力は、トルク機構以外の機構によって更に制御されてもよい。
上述の第１実施形態及び第１実施形態の第１変形例では、複数の電極１６Ａ及び１６Ｂにかかる圧力は、トルク機構によって制御される場合について説明した。しかしながら、複数の電極１６Ａ及び１６Ｂにかかる圧力は、トルク機構以外の機構によって更に制御されてもよい。
【0091】
図１３は、第１実施形態の第２変形例に係るプローバの構成の一例を示す模式図である。
【0092】
図１３に示すように、プローバ６は、緩衝材ＣＭを更に含む。緩衝材ＣＭは、例えば、タッチダウン処理の際に発生する過荷重に応じて、Ｚ方向に収縮する弾性体である。過荷重は、例えば、電極１６及び電極２３を破損させ得る荷重である。過荷重は、例えば、電極１６と電極２３とを接触させる際に、電極１６と電極２３と間の距離の判定誤差、及び電極１６と電極２３との間の距離の製造ばらつき等に起因して発生し得る。
【0093】
緩衝材ＣＭは、過荷重の発生箇所に集中する応力を、過荷重の発生箇所の周辺領域に解放させる機能を有する。例えば、緩衝材ＣＭは、多孔質構造を有し得る。より具体的には、緩衝材ＣＭは、ウレタンを含む。また、例えば、緩衝材ＣＭは、バネ構造を有していてもよい。
【0094】
また、緩衝材ＣＭは、緩衝材ＣＭＡ及びＣＭＢを含んでもよい。緩衝材ＣＭＡ及びＣＭＢはそれぞれ、領域ＲＡ及びＲＢに設けられる。緩衝材ＣＭＢは、例えば、緩衝材ＣＭＡよりも応力の解放度合いが高い。このように、圧力閾値の大きさに応じて適切な応力の解放度合いを有する緩衝材ＣＭを設けることにより、電極１６及び電極２３の破損を抑制することができる。
【0095】
なお、緩衝材ＣＭは、プローバ６内の種々の位置に設けられ得る。以下では、緩衝材ＣＭが設けられる場所の例を４例示す。
【0096】
（第１例）
図１４は、第１実施形態の第２変形例の第１例に係るプローバの構成の一例を示す断面図である。図１４は、第１実施形態の図４に対応する。図１４に示すように、緩衝材ＣＭは、テストヘッド３９内に設けられてもよい。
図１４は、第１実施形態の第２変形例の第１例に係るプローバの構成の一例を示す断面図である。図１４は、第１実施形態の図４に対応する。図１４に示すように、緩衝材ＣＭは、テストヘッド３９内に設けられてもよい。
【0097】
なお、図１４の例では、緩衝材ＣＭ及び圧力センサＰＳが異なる層に設けられる場合が示されるが、これに限られない。例えば、同一の層に設けられる同一の材料が、緩衝材ＣＭ及び圧力センサＰＳのいずれの機能を有していてもよい。
【0098】
また、図１４の例では、緩衝材ＣＭは、圧力センサＰＳとプローブカード２０との間に設けられる場合が示されるが、これに限られない。例えば、緩衝材ＣＭは、プローブカード２０との間に圧力センサＰＳを挟む位置に設けられてもよい。
【0099】
また、図１４の例では、緩衝材ＣＭと同様に、圧力センサＰＳがテストヘッド３９内に設けられる場合が示されるが、これに限られない。例えば、第１実施形態の第１変形例の第１例及び第２例において示したように、圧力センサＰＳは、ウェハチャック３３又はプローブカード２０内に設けられてもよい。
【0100】
（第２例）
図１５は、第１実施形態の第２変形例の第２例に係るプローバの構成の一例を示す断面図である。図１５は、第１実施形態の図４に対応する。図１５に示すように、緩衝材ＣＭは、ウェハチャック３３内に設けられてもよい。
図１５は、第１実施形態の第２変形例の第２例に係るプローバの構成の一例を示す断面図である。図１５は、第１実施形態の図４に対応する。図１５に示すように、緩衝材ＣＭは、ウェハチャック３３内に設けられてもよい。
【0101】
なお、図１５の例では、圧力センサＰＳがテストヘッド３９内に設けられる場合が示されるが、これに限られない。例えば、第１実施形態の第１変形例の第１例及び第２例において示したように、圧力センサＰＳは、ウェハチャック３３又はプローブカード２０内に設けられてもよい。ウェハチャック３３内に圧力センサＰＳが設けられる場合、緩衝材ＣＭ及び圧力センサＰＳは、異なる層に設けられてもよいし、同一の層に設けられてもよい。また、ウェハチャック３３内に圧力センサＰＳが設けられる場合、緩衝材ＣＭは、ストレージウェハ１０と圧力センサＰＳとの間に設けられてもよいし、ストレージウェハ１０との間に圧力センサＰＳを挟む位置に設けられてもよい。
【0102】
（第３例）
図１６は、第１実施形態の第２変形例の第３例に係るプローブカードの構成の一例を示す断面図である。図１６は、第１実施形態の図５におけるプローブカード２０の一部に対応する。図１６に示すように、緩衝材ＣＭは、プローブカード２０内に設けられてもよい。プローブカード２０内に設けられる場合、緩衝材ＣＭは、複数の部分ＣＭｃと、部分ＣＭｉと、を含む。
図１６は、第１実施形態の第２変形例の第３例に係るプローブカードの構成の一例を示す断面図である。図１６は、第１実施形態の図５におけるプローブカード２０の一部に対応する。図１６に示すように、緩衝材ＣＭは、プローブカード２０内に設けられてもよい。プローブカード２０内に設けられる場合、緩衝材ＣＭは、複数の部分ＣＭｃと、部分ＣＭｉと、を含む。
【0103】
緩衝材の部分ＣＭｉは、緩衝材の複数の部分ＣＭｃの側面を覆う絶縁体である。すなわち、緩衝材の部分ＣＭｉは、緩衝材の複数の部分ＣＭｃを互いに電気的に絶縁する。緩衝材の部分ＣＭｉは、基板２１の上部と下部との間に設けられる。
【0104】
緩衝材の複数の部分ＣＭｃは、緩衝材の部分ＣＭｉと同じ層において、複数の配線２２に対応して設けられる導電体である。すなわち、緩衝材の複数の部分ＣＭｃの各々は、対応する配線２２の上部と下部との間を電気的に接続する。
【0105】
なお、図１６の例では、圧力センサＰＳがプローブカード２０内に設けられない場合が示されるが、これに限られない。例えば、第１実施形態の第１変形例の第２例において示したように、圧力センサＰＳは、プローブカード２０内に設けられてもよい。プローブカード２０内に圧力センサＰＳが設けられる場合、緩衝材ＣＭ及び圧力センサＰＳは、異なる層に設けられてもよいし、同一の層に設けられてもよい。また、プローブカード２０内に圧力センサＰＳが設けられる場合、緩衝材ＣＭは、ストレージウェハ１０と圧力センサＰＳとの間に設けられてもよいし、メモリコントローラチップ２００と圧力センサＰＳとの間に設けられてもよい。
【0106】
（第４例）
図１７は、第１実施形態の第２変形例の第４例に係るプローブカードの構成の一例を示す断面図である。図１７は、第１実施形態の図５におけるプローブカード２０の一部に対応する。図１７に示すように、緩衝材ＣＭは、プローブカード２０の基板２１と電極２３との間に設けられてもよい。基板２１と電極２３との間に設けられる場合、緩衝材ＣＭは、複数の部分ＣＭｃを含む。
図１７は、第１実施形態の第２変形例の第４例に係るプローブカードの構成の一例を示す断面図である。図１７は、第１実施形態の図５におけるプローブカード２０の一部に対応する。図１７に示すように、緩衝材ＣＭは、プローブカード２０の基板２１と電極２３との間に設けられてもよい。基板２１と電極２３との間に設けられる場合、緩衝材ＣＭは、複数の部分ＣＭｃを含む。
【0107】
緩衝材の複数の部分ＣＭｃはそれぞれ、複数の配線２２に対応して設けられる導電体である。すなわち、緩衝材の複数の部分ＣＭｃの各々は、対応する配線２２と対応する電極２３との間を電気的に接続する。
【0108】
なお、図１７の例では、圧力センサＰＳがプローブカード２０内に設けられない場合が示されるが、これに限られない。例えば、第１実施形態の第１変形例の第２例において示したように、圧力センサＰＳは、プローブカード２０内に設けられてもよい。プローブカード２０内に圧力センサＰＳが設けられる場合、圧力センサＰＳは、緩衝材ＣＭと異なる層（すなわち、基板２１内）に設けられる。
【0109】
第１実施形態の第２変形例によれば、プローバ６は、緩衝材ＣＭを更に備える。これにより、過荷重によって電極１６及び２３に集中する応力を、周辺領域に解放することができる。このため、電極１６及び２３の破損を抑制することができる。したがって、ストレージウェハ及びプローブカード間の通信信頼性の劣化を抑制することができる。
【0110】
１．４．３ 第１実施形態の第３変形例
上述の第１実施形態並びに第１実施形態の第１変形例及び第２変形例では、電極１６がニッケル（Ｎｉ）及び／又は金（Ａｕ）の材料を含み、かつ平板状の構造を有する場合について説明したが、これに限られない。例えば、電極１６は、ニッケル（Ｎｉ）及び金（Ａｕ）以外の材料を含んでもよい。また、電極１６は、平板状の構造以外の構造であってもよい。以下では、電極１６の材料及び構造に関する適用例を、図１８及び図１９を参照して示す。図１８は、第１実施形態の第３変形例に係る再配置後の電極の構成の複数の例を示す断面図である。図１９は、第１実施形態の第３変形例に係る再配置後の電極の構成の複数の例が有する特徴を示す図である。
上述の第１実施形態並びに第１実施形態の第１変形例及び第２変形例では、電極１６がニッケル（Ｎｉ）及び／又は金（Ａｕ）の材料を含み、かつ平板状の構造を有する場合について説明したが、これに限られない。例えば、電極１６は、ニッケル（Ｎｉ）及び金（Ａｕ）以外の材料を含んでもよい。また、電極１６は、平板状の構造以外の構造であってもよい。以下では、電極１６の材料及び構造に関する適用例を、図１８及び図１９を参照して示す。図１８は、第１実施形態の第３変形例に係る再配置後の電極の構成の複数の例を示す断面図である。図１９は、第１実施形態の第３変形例に係る再配置後の電極の構成の複数の例が有する特徴を示す図である。
【0111】
図１８（Ａ）に示すように、電極１６は、多孔質構造を有してもよい。図１８（Ｂ）に示すように、電極１６は、ワイヤ構造を有してもよい。図１８（Ｃ）に示すように、電極１６は、バネ構造を有してもよい。図１８（Ｄ）に示すように、電極１６は、ボール構造を有してもよい。
【0112】
多孔質構造、ワイヤ構造、バネ構造、又はボール構造を有する場合、電極１６は、Ｚ方向からの荷重に対して、弾性変形するように構成される。具体的には、多孔質構造、バネ構造、又はボール構造を有する場合、電極１６は、Ｚ方向からの荷重に対して、収縮することができる。ワイヤ構造を有する場合、電極１６は、Ｚ方向からの荷重に対して、配線１５との接続点を支点にして弾性的に曲がることができる。これにより、図１９に示すように、過荷重を受けた際、電極１６が塑性変形することを抑制できる。また、弾性変形によって電極１６の特定の点に集中する応力を周辺領域に解放できるため、電極１６の摩耗を抑制できる。
【0113】
また、電極１６は、導電性カーボン、導電性ゴム、又は水銀（Ｈｇ）を含んでもよい。導電性カーボン、導電性ゴム、又は水銀（Ｈｇ）を含む場合、電極１６は、上述したような構造に整形しやすい。このため、耐摩耗性及び耐塑性変形の観点で、他の材料より有利となる場合がある。加えて、導電性カーボン、導電性ゴム、又は水銀（Ｈｇ）は、導電性を有し、接触抵抗が低く、かつ酸化しにくい特性を有する。このため、ストレージウェハ１０とプローブカード２０との間を電気的に接続する電極としての要件を満たし得る。なお、導電性ゴムを含む場合、電極１６は、電極２３が異なる種類の材料である場合にも腐食しにくく、かつ発塵しにくい特性を更に有する。このため、同一のストレージウェハ１０に対して複数回のタッチダウン処理が実行されるストレージシステム３において、電気的特性を維持しやすい。
【0114】
第１実施形態の第３変形例によれば、電極１６の構造には、平板以外の構造が適用される。また、電極１６の材料には、金（Ａｕ）及び／又はニッケル（Ｎｉ）以外の材料が適用される。これにより、同一の電極１６に対して複数回のタッチダウン処理が実行される場合でも、ストレージウェハ１０とプローブカード２０との間の通信信頼性の劣化を抑制することができる。
【0115】
なお、上述の例では、電極１６の構造及び材料が変更される場合について説明したが、これに限られない。例えば、電極１６に代えて、電極２３の構造を、多孔質構造、ワイヤ構造、バネ構造、又はボール構造にしてもよい。また、電極２３の材料を、導電性カーボン、導電性ゴム、又は水銀（Ｈｇ）を含む材料にしてもよい。この場合でも、電極１６の構造及び材料を変更する場合と同等の効果を奏することができる。
【0116】
２． 第２実施形態
次に、第２実施形態について説明する。
次に、第２実施形態について説明する。
【0117】
第１実施形態では、複数の電極１６Ａ及び１６Ｂを、ストレージウェハ１０の上面側の領域ＲＡ及びＲＢにそれぞれ配置する場合について説明した。第２実施形態では、複数の電極１６Ａ及び１６Ｂを、ストレージウェハ１０の下面側の領域と上面側の領域とにそれぞれ配置する点において、第１実施形態と異なる。以下の説明では、第１実施形態と同等の構成及び動作については説明を省略し、第１実施形態と異なる構成及び動作について主に説明する。
【0118】
２．１ ストレージウェハ及びプローブカードの断面構造
図２０は、第２実施形態に係るプローバに設置されたストレージウェハ及びプローブカードの構成の一例を示す断面図である。図２０は、第１実施形態の図５に対応する。
図２０は、第２実施形態に係るプローバに設置されたストレージウェハ及びプローブカードの構成の一例を示す断面図である。図２０は、第１実施形態の図５に対応する。
【0119】
図２０に示すように、ストレージウェハ１０は、基板１１、素子層１２、複数の電極１３、複数の配線１５Ｕ及び１５Ｌ、複数の電極１６Ｕ及び１６Ｌ、並びに絶縁体層１７を含む。プローブカード２０は、複数のメモリコントローラチップ２００に加え、基板２１、複数の配線２２Ｕ、複数の電極２３Ｕ、及び絶縁体層２４Ｕを含む。ウェハチャック３３は、複数の配線２２Ｌ、複数の電極２３Ｌ、及び絶縁体層２４Ｌを含む。
【0120】
基板１１、素子層１２、及び複数の電極１３の構成については、第１実施形態と同等であるため、説明を省略する。
【0121】
基板１１の下面及び側面、素子層１２の上面及び側面、並びに複数の電極１３の上面を覆うように、絶縁体層１７が設けられる。すなわち、絶縁体層１７は、素子層１２の上方に位置する上面と、基板１１の下方に位置する下面と、を有する。絶縁体層１７は、例えば、ポリイミドを含む。
【0122】
絶縁体層１７の上面上には、複数の電極１６Ｕが設けられる。複数の電極１６Ｕは、対応する複数の電極１３（対応するメモリチップユニット１００）が設けられる領域とは独立した領域に配置される。複数の電極１６Ｕは、複数の電極１６Ｂに対応する。複数の電極１６Ｕは、例えば、信号通信用の電極である。複数の電極１６Ｕは、例えば、ニッケル（Ｎｉ）及び／又は金（Ａｕ）を含む。
【0123】
絶縁体層１７の下面上には、複数の電極１６Ｌが設けられる。複数の電極１６Ｌは、対応する複数の電極１３が設けられる領域とは独立した領域に配置される。複数の電極１６Ｌは、複数の電極１６Ａに対応する。複数の電極１６Ｌは、例えば、電圧供給用の電極である。複数の電極１６Ｌは、例えば、ニッケル（Ｎｉ）及び／又は金（Ａｕ）を含む。
【0124】
絶縁体層１７内において、複数の電極１６Ｕと、対応する複数の電極１３と、を電気的に接続する複数の配線１５Ｕが設けられる。複数の配線１５Ｕは、複数の電極１３の一部を複数の電極１６Ｕに再配置するための再配線である。また、絶縁体層１７内において、複数の電極１６Ｌと、対応する複数の電極１３と、を電気的に接続する複数の配線１５Ｌが設けられる。複数の配線１５Ｌは、複数の電極１３の一部を複数の電極１６Ｌに再配置するための再配線である。図２０の例では、図示される電極１３と、図示されない電極１６Ｕ及び１６Ｌと、の間を電気的に接続する配線１５Ｕ及び１５Ｌについては、図示が省略される。複数の配線１５Ｕ及び１５Ｌは、例えば、銅（Ｃｕ）を含む。
【0125】
基板２１の下面上には、複数の電極１６Ｕに対応する位置に複数の電極２３Ｕが設けられる。複数の電極２３Ｕは、ピン形状を有するプローブ電極である。基板２１内には、複数の配線２２Ｕが設けられる。複数の配線２２Ｕは、複数のメモリコントローラチップ２００と複数の電極２３Ｕとを電気的に接続する。
【0126】
また、基板２１の下面上のうち複数の電極１６Ｕと干渉しない領域には、絶縁体層２４Ｕが設けられる。絶縁体層２４Ｕは、タッチダウン処理の際に、絶縁体層１７の上面に接触するように構成される。これにより、絶縁体層２４Ｕは、複数の電極２３Ｕ及び１６Ｕへの応力集中を分散させる機能を有する。絶縁体層２４Ｕは、例えば、酸化シリコン又はポリイミド等の絶縁体である。
【0127】
ウェハチャック３３の上面上には、複数の電極１６Ｌに対応する位置に複数の電極２３Ｌが設けられる。複数の電極２３Ｌは、ピン形状を有するプローブ電極である。ウェハチャック３３内には、複数の配線２２Ｌが設けられる。複数の配線２２Ｌは、図示せぬ電圧源と、複数の電極２３Ｌとを電気的に接続する。
【0128】
また、ウェハチャック３３の上面上のうち複数の電極１６Ｌと干渉しない領域には、絶縁体層２４Ｌが設けられる。絶縁体層２４Ｌは、タッチダウン処理の際に、絶縁体層１７の下面に接触するように構成される。これにより、絶縁体層２４Ｌは、複数の電極２３Ｌ及び１６Ｌへの応力集中を分散させる機能を有する。絶縁体層２４Ｌは、例えば、酸化シリコン又はポリイミド等の絶縁体である。
【0129】
２．２ ストレージウェハのレイアウト
次に、第２実施形態に係るストレージウェハのレイアウトについて説明する。図２１は、第２実施形態に係るメモリチップユニットとメモリコントローラチップとの間の電気的接続経路を示す模式図である。
次に、第２実施形態に係るストレージウェハのレイアウトについて説明する。図２１は、第２実施形態に係るメモリチップユニットとメモリコントローラチップとの間の電気的接続経路を示す模式図である。
【0130】
図２１に示すように、複数の電極１３Ｂは、絶縁体層１７内を上方に延びる複数の配線１５Ｕを介して、複数の電極１６Ｕと電気的に接続される。複数の電極１３Ａは、素子層１２及び基板１１を回り込むように絶縁体層１７内を下方に延びる複数の配線１５Ｌを介して、複数の電極１６Ｌと電気的に接続される。複数の電極１６Ｌ及び１６Ｕは、複数の電極１３Ａ及び１３Ｂと異なり、対応するメモリチップユニット１００が設けられる領域とは独立な領域に配置される。具体的には、複数の電極１６Ｌ及び１６Ｕはそれぞれ、ストレージウェハ１０の下面側の領域及び上面側の領域に配置される。そして、複数の電極１６Ｌは、対応する複数の電極２３Ｌ及び複数の配線２２Ｌを介して、電圧源と電気的に接続するように構成される。複数の電極１６Ｕは、対応する複数の電極２３Ｕ及び複数の配線２２Ｕを介して、プローブカード２０上の対応するメモリコントローラチップ２００と電気的に接続するように構成される。
【0131】
以上のような構成により、複数の電極１３Ａに対応する複数の電極１６Ｌと、複数の電極１３Ｂに対応する複数の電極１６Ｕとを、互いに重複しない２つの領域にそれぞれ配置することができる。
【0132】
２．３ 第２実施形態に係る効果
第２実施形態によれば、絶縁体層１７は、基板１１の下面及び側面、並びに素子層１２の上面及び側面を覆う。複数の電極１３Ａは、絶縁体層１７内に設けられた複数の配線１５Ｌを介して、複数の電極１６Ｌと電気的に接続される。複数の電極１３Ｂは、絶縁体層１７内に設けられた複数の配線１５Ｕを介して、複数の電極１６Ｕと電気的に接続される。複数の電極１６Ｕはストレージウェハ１０の上面上に設けられる。複数の電極１６Ｕに対応する複数の電極２３Ｕは、プローブカード２０の下面上に設けられる。複数の電極１６Ｌはストレージウェハ１０の下面上に設けられる。複数の電極１６Ｌに対応する複数の電極２３Ｌは、ウェハチャック３３の上面上に設けられる。これにより、異なる圧力閾値を有する複数の電極１６Ｕと、複数の電極１６Ｌとを、互いに異なる面に分けて配置することができる。このため、複数の電極１６Ｕにかかる圧力と、複数の電極１６Ｌにかかる圧力とを、容易に異ならせることができる。加えて、ストレージウェハ１０の片面に全ての電極１６を配置する場合よりも、電極１６が配置される面の面積を２倍程度に大きくなる。このため、電極１６の面積を更に大きくすることができ、タッチダウン処理の負荷を軽減することができる。
第２実施形態によれば、絶縁体層１７は、基板１１の下面及び側面、並びに素子層１２の上面及び側面を覆う。複数の電極１３Ａは、絶縁体層１７内に設けられた複数の配線１５Ｌを介して、複数の電極１６Ｌと電気的に接続される。複数の電極１３Ｂは、絶縁体層１７内に設けられた複数の配線１５Ｕを介して、複数の電極１６Ｕと電気的に接続される。複数の電極１６Ｕはストレージウェハ１０の上面上に設けられる。複数の電極１６Ｕに対応する複数の電極２３Ｕは、プローブカード２０の下面上に設けられる。複数の電極１６Ｌはストレージウェハ１０の下面上に設けられる。複数の電極１６Ｌに対応する複数の電極２３Ｌは、ウェハチャック３３の上面上に設けられる。これにより、異なる圧力閾値を有する複数の電極１６Ｕと、複数の電極１６Ｌとを、互いに異なる面に分けて配置することができる。このため、複数の電極１６Ｕにかかる圧力と、複数の電極１６Ｌにかかる圧力とを、容易に異ならせることができる。加えて、ストレージウェハ１０の片面に全ての電極１６を配置する場合よりも、電極１６が配置される面の面積を２倍程度に大きくなる。このため、電極１６の面積を更に大きくすることができ、タッチダウン処理の負荷を軽減することができる。
【0133】
また、ウェハチャック３３は、複数の電極２３Ｌを複数の電極２３Ｕと接触させつつ、絶縁体層２４Ｌによってストレージウェハ１０を支持する。プローブカード２０は、複数の電極２３Ｕを複数の電極２３Ｌと接触させつつ、絶縁体層２４Ｕによってストレージウェハ１０を支持する。これにより、プローバ６は、ストレージウェハ１０とウェハチャック３３及びプローブカード２０の各々との接触面積を大きくすることができる。このため、ストレージウェハ１０が応力集中によって破損することを抑制できる。
【0134】
２．４ 第２実施形態の変形例
なお、上述の第２実施形態では、ウェハチャック３３の上面上にピン形状を有する電極２３Ｌが設けられることによって、ストレージウェハ１０の両面でプロ－ビングする場合について説明したが、これに限られない。例えば、電極２３Ｌは、ピン形状でなくてもよい。すなわち、電極２３Ｌは、プロ－ビング以外の方法でストレージウェハ１０の下面側と電気的に接続してもよい。
なお、上述の第２実施形態では、ウェハチャック３３の上面上にピン形状を有する電極２３Ｌが設けられることによって、ストレージウェハ１０の両面でプロ－ビングする場合について説明したが、これに限られない。例えば、電極２３Ｌは、ピン形状でなくてもよい。すなわち、電極２３Ｌは、プロ－ビング以外の方法でストレージウェハ１０の下面側と電気的に接続してもよい。
【0135】
図２２は、第２実施形態の変形例に係るプローバに設置されたストレージウェハ及びプローブカードの構成の一例を示す断面図である。図２２は、第２実施形態の図２０に対応する。図２２に示すように、ストレージウェハ１０の構成については、第２実施形態と同等であるため、説明を省略する。また、プローブカード２０の構成については、絶縁体層２４Ｕを有しない点を除いて第２実施形態と同等である。
【0136】
ウェハチャック３３内には、図示せぬ電圧源と、複数の電極２３Ｌとを電気的に接続する複数の配線２２Ｌが設けられる。ウェハチャック３３の上面上には、複数の電極１６Ｌに対応する位置に複数の電極２３Ｌが設けられる。複数の電極２３Ｌは、電圧供給用の電極である。複数の電極２３Ｌは、例えば、金属板である。
【0137】
なお、図２２の例では、複数の電極２３Ｌが金属板である場合について説明したが、これに限られない。例えば、複数の電極２３Ｌは、ボール構造を有していてもよい。また、複数の電極２３Ｌは、複数の電極１６Ｌをそれぞれ物理的に挟むようなクリップ構造を有していてもよい。複数の電極２３Ｌがクリップ構造を有する場合、複数の電極１６Ｌは、複数の電極２３Ｌが把持しやすいように、ストレージウェハ１０の外縁に突出する形状であってもよい。
【0138】
このような構成により、ストレージウェハ１０は、より大きな面積でウェハチャック３３と接触することができる。このため、ウェハチャック３３の上面上に絶縁体層２４Ｌを設けることなく、電極２３Ｌ及び１６Ｌに生じる過荷重を抑制できる。したがって、電極２３Ｌ及び１６Ｌの破損を抑制するための製造負荷を軽減することができる。
【0139】
３． 第３実施形態
次に、第３実施形態について説明する。
次に、第３実施形態について説明する。
【0140】
第３実施形態は、ストレージウェハ１０の下面側の領域及び上面側の領域のいずれにも電極を配置する点においては、第２実施形態と同等である。しかしながら、第３実施形態は、基板１１及び素子層１２の内部に設けられた配線を用いて、ストレージウェハ１０の下面側の領域の電極とメモリチップユニット１００との間を電気的に接続する点において、第２実施形態と異なる。以下の説明では、第２実施形態と同等の構成及び動作については説明を省略し、第２実施形態と異なる構成及び動作について主に説明する。
【0141】
３．１ ストレージウェハ及びプローブカードの断面構造
図２３は、第３実施形態に係るプローバに設置されたストレージウェハ及びプローブカードの構成の一例を示す断面図である。図２３は、第２実施形態の図２０に対応する。
図２３は、第３実施形態に係るプローバに設置されたストレージウェハ及びプローブカードの構成の一例を示す断面図である。図２３は、第２実施形態の図２０に対応する。
【0142】
図２３に示すように、ストレージウェハ１０は、基板１１、素子層１２、複数の電極１３Ｕ及び１３Ｌ、並びに複数の配線１８を含む。プローブカード２０は、複数のメモリコントローラチップ２００に加え、基板２１、複数の配線２２Ｕ、複数の電極２３Ｕ、及び絶縁体層２４Ｕを含む。ウェハチャック３３は、複数の配線２２Ｌ、複数の電極２３Ｌ、及び絶縁体層２４Ｌを含む。
【0143】
基板１１及び素子層１２の構成については、第２実施形態と同等であるため、説明を省略する。
【0144】
素子層１２の上面上には、複数の電極１３Ｕが設けられる。複数の電極１３Ｕの各々は、対応するメモリチップユニット１００の直上に設けられる。複数の電極１３Ｕは、複数の電極１３Ａ及び１３Ｂに対応する。複数の電極１３Ｕは、例えば、アルミニウム（Ａｌ）を含む。
【0145】
基板１１の下面上には、複数の電極１３Ｌが設けられる。複数の電極１３Ｌは、対応するメモリチップユニット１００が設けられる領域とは独立した領域に配置される。複数の電極１３Ｌは、複数の電極１３Ａに対応する。複数の電極１３Ｌは、例えば、ニッケル（Ｎｉ）及び／又は金（Ａｕ）を含む。
【0146】
素子層１２及び基板１１内において、複数の電極１３Ｕのうち複数の電極１３Ａに対応する部分と、複数の電極１３Ｌとを電気的に接続する複数の配線１８が設けられる。図２３の例では、図示される電極１３Ｕと、図示されない電極１３Ｌと、の間を電気的に接続する配線１８については、図示が省略される。複数の配線１８は、例えば、銅（Ｃｕ）を含む。
【0147】
プローブカード２０及びウェハチャック３３については、第２実施形態と同等の構成を有するため、説明を省略する。
【0148】
なお、図２３の例では、複数の電極１３Ｕは、複数の電極１３Ａ及び１３Ｂに対応する場合について説明したが、これに限られない。例えば、複数の電極１３Ｕは、少なくとも複数の電極１３Ｂに対応する部分を含んでいればよく、必ずしも複数の電極１３Ａに対応する部分を含まなくてもよい。複数の電極１３Ｕが複数の電極１３Ａに対応する部分を含まない場合、複数の配線１８は、複数の電極１３Ｌと、メモリチップユニット１００内の回路との間を電気的に接続すればよい。
【0149】
３．２ ストレージウェハのレイアウト
次に、第３実施形態に係るストレージウェハのレイアウトについて説明する。図２４は、第３実施形態に係るメモリチップユニットとメモリコントローラチップとの間の電気的接続経路を示す模式図である。
次に、第３実施形態に係るストレージウェハのレイアウトについて説明する。図２４は、第３実施形態に係るメモリチップユニットとメモリコントローラチップとの間の電気的接続経路を示す模式図である。
【0150】
図２４に示すように、複数の電極１３Ａは、素子層１２及び基板１１内を下方に延びる複数の配線１８を介して、複数の電極１３Ｌと電気的に接続される。複数の電極１３Ｌは、複数の電極１３Ｕと異なり、対応するメモリチップユニット１００が設けられる領域とは独立な領域に配置される。具体的には、複数の電極１３Ｌは、ストレージウェハ１０の下面側の領域に配置される。そして、複数の電極１３Ｌは、対応する複数の電極２３Ｌ及び複数の配線２２Ｌを介して、電圧源と電気的に接続するように構成される。複数の電極１３Ｂに対応する複数の電極１３Ｕは、対応する複数の電極２３Ｕ及び複数の配線２２Ｕを介して、プローブカード２０上の対応するメモリコントローラチップ２００と電気的に接続するように構成される。
【0151】
以上のような構成により、複数の電極１３Ａに対応する複数の電極１３Ｕと、複数の電極１３Ｂに対応する複数の電極１３Ｌとを、互いに重複しない２つの領域にそれぞれ配置することができる。
【0152】
３．３ 第３実施形態に係る効果
第３実施形態によれば、複数の電極１３Ｕは、複数の電極１３Ａ及び１３Ｂに対応する。複数の電極１３Ｕのうち複数の電極１３Ｂに対応する部分は、基板１１及び素子層１２内に設けられた複数の配線１８を介して、複数の電極１３Ｌと電気的に接続される。複数の電極１３Ｌはストレージウェハ１０の下面上に設けられる。複数の電極１３Ｌに対応する複数の電極２３Ｌは、ウェハチャック３３の上面上に設けられる。これにより、異なる圧力閾値を有する複数の電極１３Ｕと、複数の電極１３Ｌとを、互いに異なる面に分けて配置することができる。このため、複数の電極１３Ｕにかかる圧力と、複数の電極１３Ｌにかかる圧力とを、容易に異ならせることができる。加えて、ストレージウェハ１０の片面に全ての電極１３を配置する場合よりも、電極１３が配置される面の面積を２倍程度に大きくなる。このため、電極１３（特に、電極１３Ｌ）の面積を更に大きくすることができ、タッチダウン処理の負荷を軽減することができる。
第３実施形態によれば、複数の電極１３Ｕは、複数の電極１３Ａ及び１３Ｂに対応する。複数の電極１３Ｕのうち複数の電極１３Ｂに対応する部分は、基板１１及び素子層１２内に設けられた複数の配線１８を介して、複数の電極１３Ｌと電気的に接続される。複数の電極１３Ｌはストレージウェハ１０の下面上に設けられる。複数の電極１３Ｌに対応する複数の電極２３Ｌは、ウェハチャック３３の上面上に設けられる。これにより、異なる圧力閾値を有する複数の電極１３Ｕと、複数の電極１３Ｌとを、互いに異なる面に分けて配置することができる。このため、複数の電極１３Ｕにかかる圧力と、複数の電極１３Ｌにかかる圧力とを、容易に異ならせることができる。加えて、ストレージウェハ１０の片面に全ての電極１３を配置する場合よりも、電極１３が配置される面の面積を２倍程度に大きくなる。このため、電極１３（特に、電極１３Ｌ）の面積を更に大きくすることができ、タッチダウン処理の負荷を軽減することができる。
【0153】
また、ウェハチャック３３は、複数の電極２３Ｌを複数の電極２３Ｕと接触させつつ、絶縁体層２４Ｌによってストレージウェハ１０を支持する。プローブカード２０は、複数の電極２３Ｕを複数の電極２３Ｌと接触させつつ、絶縁体層２４Ｕによってストレージウェハ１０を支持する。これにより、プローバ６は、ストレージウェハ１０とウェハチャック３３及びプローブカード２０の各々との接触面積を大きくすることができる。このため、ストレージウェハ１０が応力集中によって破損することを抑制できる。
【0154】
また、複数の配線１８は、基板１１及び素子層１２内に設けられる。これにより、複数の配線１８は、基板１１及び素子層１２の製造工程中に形成することができる。このため、複数の配線１８を基板１１及び素子層１２と異なる工程で形成する場合よりも製造工程を簡略化することができる。
【0155】
３．４ 第３実施形態の変形例
なお、上述の第３実施形態では、ウェハチャック３３の上面上にピン形状を有する電極２３Ｌが設けられることによって、ストレージウェハ１０の両面でプロ－ビングする場合について説明したが、これに限られない。例えば、電極２３Ｌは、ピン形状でなくてもよい。すなわち、電極２３Ｌは、プロ－ビング以外の方法でストレージウェハ１０の下面側と電気的に接続してもよい。
なお、上述の第３実施形態では、ウェハチャック３３の上面上にピン形状を有する電極２３Ｌが設けられることによって、ストレージウェハ１０の両面でプロ－ビングする場合について説明したが、これに限られない。例えば、電極２３Ｌは、ピン形状でなくてもよい。すなわち、電極２３Ｌは、プロ－ビング以外の方法でストレージウェハ１０の下面側と電気的に接続してもよい。
【0156】
図２５は、第３実施形態の変形例に係るプローバに設置されたストレージウェハ及びプローブカードの構成の一例を示す断面図である。図２５は、第３実施形態の図２３に対応する。図２５に示すように、ストレージウェハ１０の構成については、第３実施形態と同等であるため、説明を省略する。また、プローブカード２０の構成については、絶縁体層２４Ｕを有しない点を除いて第３実施形態と同等である。
【0157】
ウェハチャック３３内には、図示せぬ電圧源と、複数の電極２３Ｌとを電気的に接続する複数の配線２２Ｌが設けられる。ウェハチャック３３の上面上には、複数の電極１６Ｌに対応する位置に複数の電極２３Ｌが設けられる。複数の電極２３Ｌは、電圧供給用の電極である。複数の電極２３Ｌは、例えば、金属板である。
【0158】
なお、図２５の例では、複数の電極２３Ｌが金属板である場合について説明したが、これに限られない。例えば、複数の電極２３Ｌは、ボール構造を有していてもよい。また、複数の電極２３Ｌは、複数の電極１６Ｌをそれぞれ物理的に挟むようなクリップ構造を有していてもよい。複数の電極２３Ｌがクリップ構造を有する場合、複数の電極１６Ｌは、複数の電極２３Ｌが把持しやすいように、ストレージウェハ１０の外縁に突出する形状であってもよい。
【0159】
このような構成により、ストレージウェハ１０は、より大きな面積でウェハチャック３３と接触することができる。このため、ウェハチャック３３の上面上に絶縁体層２４Ｌを設けることなく、電極２３Ｌ及び１６Ｌに生じる過荷重を抑制できる。したがって、電極２３Ｌ及び１６Ｌの破損を抑制するための製造負荷を軽減することができる。
【0160】
４． 第４実施形態
次に、第４実施形態について説明する。
次に、第４実施形態について説明する。
【0161】
第４実施形態では、プローブカード２０が、ストレージウェハ１０の熱を放熱させる機能を更に有する場合について説明する。以下の説明では、第１実施形態と同等の構成及び動作については説明を省略し、第１実施形態と異なる構成及び動作について主に説明する。
【0162】
４．１ ストレージウェハ及びプローブカードの断面構造
図２６は、第４実施形態に係るプローバに設置されたストレージウェハ及びプローブカードの構成の一例を示す断面図である。図２６は、第１実施形態の図５に対応する。
図２６は、第４実施形態に係るプローバに設置されたストレージウェハ及びプローブカードの構成の一例を示す断面図である。図２６は、第１実施形態の図５に対応する。
【0163】
図２６に示すように、ストレージウェハ１０の構成については、第１実施形態と同等であるため、説明を省略する。プローブカード２０は、複数のメモリコントローラチップ２００に加え、基板２１、複数の配線２２Ｕ、複数の電極２３Ｕ、及び放熱機構２５を含む。基板２１、複数の配線２２、及び複数の電極２３の構成については、第１実施形態と同等であるため、説明を省略する。放熱機構２５は、複数の第１部分と、第２部分と、複数の第１部分及び第２部分を接続する第３部分と、を含む。
【0164】
放熱機構２５の複数の第１部分は、基板２１の下面上のうち、複数の電極１６と干渉しない領域に設けられる。放熱機構２５の複数の第１部分は、タッチダウン処理の際に、絶縁体層１４と接触するように構成される。これにより、放熱機構２５の複数の第１部分は、複数の電極２３及び１６への応力集中を分散させつつ、ストレージウェハ１０の熱を吸収することができる。放熱機構２５の第１部分には、絶縁体のうち、熱伝導率の高い材料が適用されることが好ましい。
【0165】
放熱機構２５の第３部分は、基板２１内において、放熱機構２５の複数の第１部分と接続される。放熱機構２５の第３部分は、放熱機構２５の複数の第１部分が吸収した熱を、放熱機構２５の第２部分へと伝える機能を有する。放熱機構２５の第３部分は、放熱機構２５の複数の第１部分と同等かそれ以上の熱伝導率を有することが好ましい。放熱機構２５の第３部分は、放熱機構２５の複数の第１部分と同じ材料であってもよい。放熱機構２５の第３部分は、金属のような導電体であってもよい。なお、放熱機構２５の第３部分が導電体の場合、複数の配線２２は、放熱機構２５の第３部分との間には、図示せぬ絶縁体が設けられる。
【0166】
放熱機構２５の第２部分は、基板２１の側方において、放熱機構２５の第３部分と接続される。放熱機構２５の第２部分は、放熱機構２５の第３部分からの熱を、プローブカード２０の外部へと放出する機能を有する。具体的には、放熱機構２５の第２部分は、表面積が大きくなるように複数のひだ状の構造を有していてもよい。また、例えば、放熱機構２５の第２部分は、ヒートシンク、ヒートパイプ、ラジエータ、又はベルチェ素子であってもよい。放熱機構２５の第２部分は、放熱機構２５の第３部分と同等かそれ以上の熱伝導率を有することが好ましい。放熱機構２５の第２部分は、放熱機構２５の複数の第３部分と同じ材料であってもよい。放熱機構２５の第２部分は、金属のような導電体であってもよい。
【0167】
【0168】
ストレージウェハ１０内のメモリセルの書込み特性及び読出し特性は、温度に応じて変化し得る。このため、ストレージウェハ１０内に記憶されるデータの信頼性向上の観点から、ストレージウェハ１０の温度は、一定に保たれることが好ましい。加えて、温度変化に伴う膨張及び収縮による電極同士の位置ずれを防止する観点から、ストレージウェハ１０及びプローブカード２０を含むシステム全体としての温度は、均一に保たれることが好ましい。
【0169】
第４実施形態によれば、プローブカード２０は、放熱機構２５を含む。放熱機構２５は、基板２１の下面上のうち、複数の電極１６と干渉しない領域に設けられた複数の第１部分と、基板２１の側方に設けられた第２部分と、基板２１内に設けられた第１部分と第２部分とを接続する第３部分と、を含む。また、図２７に示すように、放熱機構２５の第１部分は、タッチダウン処理の際に、ストレージウェハ１０の上面と接するように構成される。これにより、ストレージウェハ１０において発生した熱を、ウェハチャック３３を介して外部に放出しつつ、放熱機構２５を介してプローブカード２０の側方にも放出することができる。このため、稼働中のストレージウェハ１０の温度上昇を抑制するだけでなく、ストレージウェハ１０及びプローブカード２０を含むシステム全体としての温度を均一に保つことができる。
【0170】
５． その他
なお、上述の第１実施形態乃至第４実施形態、並びに各種変形例では、駆動制御系８が、固定されたプローブカード２０に対してストレージウェハ１０を移動させるように構成されている場合について説明したが、これに限られない。例えば、駆動制御系８は、固定されたストレージウェハ１０に対してプローブカード２０を移動させるように構成されていてもよい。また、駆動制御系８は、ストレージウェハ１０及びプローブカード２０のいずれも移動させるように構成されていてもよい。
なお、上述の第１実施形態乃至第４実施形態、並びに各種変形例では、駆動制御系８が、固定されたプローブカード２０に対してストレージウェハ１０を移動させるように構成されている場合について説明したが、これに限られない。例えば、駆動制御系８は、固定されたストレージウェハ１０に対してプローブカード２０を移動させるように構成されていてもよい。また、駆動制御系８は、ストレージウェハ１０及びプローブカード２０のいずれも移動させるように構成されていてもよい。
【0171】
また、上述の第１実施形態乃至第４実施形態、並びに各種変形例では、メモリチップユニット１００がＮＡＮＤ型フラッシュメモリである場合について説明したが、これに限られない。例えば、メモリチップユニット１００は、ＮＡＮＤ型フラッシュメモリ以外の不揮発性メモリであってもよい。例えば、メモリチップユニット１００は、ＮＯＲ型フラッシュメモリやＥＥＰＲＯＭTM（Electrically Erasable Programmable Read Only Memory）であってもよい。
【0172】
また、上述の第１実施形態乃至第４実施形態、並びに各種変形例では、プローバ６には、複数のメモリチップユニットを含むストレージウェハが設置される場合について説明したが、これに限られない。例えば、プローバ６には、各々がメモリ以外の機能を有する複数のチップユニットを含むウェハが設置されてもよい。
【0173】
本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると同様に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれるものである。
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
【図13】
【図14】
【図15】
【図16】
【図17】
【図18】
【図19】
【図20】
【図21】
【図22】
【図23】
【図24】
【図25】
【図26】
【図27】