JPS6242538Y2

JPS6242538Y2 -

Info

Publication number: JPS6242538Y2
Application number: JP6756383U
Authority: JP
Priority date: 1983-05-06
Filing date: 1983-05-06
Publication date: 1987-10-31
Also published as: JPS59173338U

Description

【考案の詳細な説明】本考案は半導体ウエハの検査装置に係り、とく
に半導体ウエハを真空容器内のステージ上に載置
し、上記半導体ウエハの所定の位置にプローブを
接触させて真空の雰囲気中で温度を変えて検査を
行なうようにした検査装置に関する。

半導体を製造するための半導体ウエハは、半導
体の単結晶を薄くスライスし、その表面を研摩
し、さらに必要があれば化学処理を行なつて奇麗
な結晶の面を出すようにしたものである。そして
この半導体ウエハを小さく切ることによつて、ペ
レツトが得られることになる。上記半導体ウエハ
は、この状態において各種の評価が行なわれる。
この評価は、半導体ウエハとほぼ同じ大きさの円
形のステージ上にウエハを載置し、ウエハの表面
に形成された酸化皮膜にプローブを接触させて電
気的な特性を測定するようになつている。

そしてこの測定を各種の温度で行ないたい場合
には、上記半導体ウエハを載置するステージを密
閉容器内に収納するとともに、上記ステージ内に
加熱および冷却の手段をそれぞれ設けておき、こ
れらの手段によつて半導体ウエハの温度を変化さ
せて測定を行なうことになる。このときに半導体
ウエハは真空吸引によつてステージに吸着される
ようになつており、確実に保持されるとともに、
その変形も防止されることになる。ところが上記
ステージを収納した容器内に大気が存在する場合
には、半導体ウエハの温度を次第に下げていく
と、大気中の水分がウエハに露結し、さらに温度
を下げていくと露結した水分が霜になつてしま
う。そしてこの霜の中を電流が流れるために酸化
皮膜が短絡されることになり、測定が不可能にな
つてしまう。従つて広い温度範囲に亙つて測定を
行なう場合には、ステージを収納した容器を真空
容器とし、真空の雰囲気中で検査を行なわなけれ
ばならなくなる。

ところが広い温度範囲に亙つて測定を行なうた
めに、真空容器内でウエハの検査を行なうように
すると、半導体ウエハをステージに真空吸引する
ことができなくなる。従つて半導体ウエハは、板
ばね等によつてほぼ全体的に押えられるものの、
プローブと接触される部分が必ずしも確実にステ
ージに押えられなくなる。さらにウエハの温度が
変化すると、このウエハが熱変形を起こして反つ
てしまう等の問題点を生ずる。さらにウエハが変
形すると、酸化皮膜からプローブが外れてしまう
等の不都合を生ずることになる。しかもウエハが
真空容器内に入つているために、プローブの接触
位置を補正するためには、この容器内に空気を導
入した後に開き、そしてプローブの位置を直した
らまた真空にしなければならず、その手数が非常
に繁雑になる。

本考案はこのような問題点に鑑みてなされたも
のであつて、真空容器内に配されたステージ上の
ウエハの少なくともプローブと接触する部分の温
度による変形を防止し、これによつてプローブが
半導体ウエハの所定の位置に確実に接触した状態
を保持することができるようにした半導体ウエハ
の検査装置を提供することを目的とするものであ
る。

以下本考案を図示の一実施例につき説明する。
第１図および第２図は本実施例に係る検査装置を
示すものであつて、この検査装置は第１図に示す
ような真空容器１を備えている。真空容器１は底
板２と、そしてこの底板２の外周部に直立して取
付けられた円筒状をなす筒体３とを備えている。
筒体３の上端には接合用リング４が取付けられて
おり、この接合用リング４にはシール用のＯリン
グ５を収納する溝６が形成されている。これに対
して容器１の蓋体は、上板７と円筒状の筒体８と
から成り、この筒体８の下端には接合用リング９
が取付けられている。このリング９が上記Ｏリン
グ５と接触するようになつている。蓋体７の上板
には取手１０が取付けられるとともに、その中央
部には押えリング１１によつて押えられた石英ガ
ラス１２から成る窓が形成されている。

つぎにこの真空容器１内の構造について述べる
と、容器１のほぼ中央部には第１図および第２図
に示すようなステージ１３が設けられている。こ
のステージ１３は円板状に構成されており、かつ
最大５インチの半導体ウエハを載置できるよう
に、５インチよりもやや大きな直径になつてい
る。そしてステージ１３の下面には第３図に示す
ように凹部１４が形成されており、この凹部１４
内には液体窒素を通過させるための中空パイプ１
５と、そして発熱体１６を挿入したヒータ管１７
とが互に交互にかつともに渦巻状に収納されてい
る。液体窒素を通過させるための中空パイプ１５
の両端は第１図に示すように、底板２を貫通する
接続パイプ１８，１９と接続されている。従つて
接続パイプ１８によつて液体窒素を供給するとと
もに、他方のパイプ１９によつて液体窒素を排出
するようになつている。

上記真空容器１のステージ１３の外周側には、
リング状の支持板２０が配されており、この支持
板２０はロツド２１によつて底板２に支持されて
いる。なおこの支持板２０は磁性材料から構成さ
れている。そしてこの支持板２０には一対の板ば
ねから成る押え板２２が取付けられており、ステ
ージ１３上において半導体ウエハ２３をほぼ全体
的に押えるようになつている。さらにこの支持板
２０上には支持台２４がマグネツトによつて取付
けられている。支持台２４の先端側には板ばね２
５が延びており、かつこの板ばね２５の先端には
プローブ２６が取付けられている。プローブ２６
は、例えば半導体ウエハ２３の酸化皮膜に接触さ
れ、この半導体ウエハの電気的な特性を測定する
ための信号を取出す接触子を構成している。

さらにステージ１３の外周部に配されたリング
状の支持板２０上には、例えば３つの支持台２７
が取付けられている。支持台２７はそれぞれマグ
ネツト２８を備えており、このマグネツト２８の
磁極の部分が上記リング状の支持板２０に吸着さ
れている。さらに支持台２７には横方向に貫通孔
２９が貫通されており、この貫通孔２９内をロツ
ド３０が挿通されている。なおロツド３０は適当
な長さだけ突出されており、この状態において調
節ねじ３１によつて固定されている。そしてロツ
ド３０の先端には第４図に示すように、スリーブ
３２が垂直に取付けられている。このスリーブ３
２内にはコイルスプリング３３が配されるととも
に、その先端側の案内筒３４によつてピン３５が
摺動可能に支持されている。そしてこのピン３５
の上端に取付けられたばね受け３６が上記コイル
スプリング３３によつて押圧されている。そして
ピン３５の先端には絶縁材料、例えば合成樹脂あ
るいはセラミツクから成る押圧子３７が取付けら
れており、この押圧子３７が半導体ウエハ２３の
表面であつて、上記プローブ２６の接触している
位置の近傍を押圧するようになつている。

つぎに以上の構成に係る検査装置の動作につい
て説明する。まず真空容器１の上板７と筒体８と
から成る蓋体を取外し、この容器１内のステージ
１３上に検査を行なう半導体ウエハ２３を載置す
る。そしてこの半導体ウエハ２３を一対の押え板
２２によつてほぼ全体的に押える。この押え板２
２による保持は、ウエハ２３の周縁部において行
なわれる。つぎにプローブ２６がウエハ２３の所
定の位置に接触するように、このプローブ２６を
板ばね２５を介して支持する支持台２４を、支持
板２０上において所定の位置に配する。この支持
台２４はマグネツトによつて支持板２０に吸引さ
れて固定される。

つぎに先端に押圧子３７を備えるピン３５を支
持した支持台２７を第２図に示すように、これら
の押圧子３７が、プローブ２６がウエハ２３と接
触する位置の近傍において、このウエハ２３を押
圧するように支持台２７を支持板２０上に配置す
る。これらの支持台２７もマグネツト２８によつ
て支持板２０に固定されることになる。

このような状態において容器１の上板７と筒体
８とから成る蓋体を閉じ、接合用リング４，９の
間に配されたＯリング５によつてシールする。こ
の状態において吸引パイプ３８によつて容器１内
の空気を真空吸引する。この真空吸引は容器１内
の真空度が10_-2〜10_-3Torr程度となるまで行な
う。そして所定の真空度が得られたならば、ステ
ージ１３の凹部１４内に設けられているヒータ管
１７内の発熱体１６によつて加熱し、あるいはま
た中空パイプ１５内を液体窒素を通して冷却す
る。この実施例においては、半導体ウエハ２３を
−195℃〜＋199℃の間で温度変化することができ
るようになつている。そしてこのように半導体ウ
エハ２３の温度を変化させながら、プローブ２６
によつて電流あるいは電圧を取出し、これによつ
てウエハ２３の評価を行なうようにしている。

この試験は上述の如く真空容器１内において行
なわれるようになつているために、空気中の水分
が温度を下げたときにウエハ２３に露結すること
を防止することができ、さらに温度が下がつた場
合においても、半導体ウエハ２３に霜が生ずるこ
とがない。

さらに真空容器１内において半導体ウエハ２３
が広い範囲において温度変化を受けることにな
り、このためにウエハ２３が変形しようとする。
ところがプローブ２６の近傍においては、ウエハ
２３は押圧子３７と接触しており、しかも押圧子
３７は第４図に示すようにコイルスプリング３３
によつてピン３５を介して弾性的に押圧されてい
る。すなわちこの半導体ウエハ２３は、少なくと
もそのプローブ２６の近傍においては、３つの押
圧子３７によつてステージ１３に圧着されるよう
になつている。従つて半導体ウエハ２３のプロー
ブ２６と接触する位置の近傍における変形を防止
することが可能となり、これによつてプローブ２
６が所定の位置からずれることもなくなる。従つ
てプローブ２６の接触位置を補正するために、測
定を中断して容器１の蓋体を開く必要もなくな
り、検査を能率的にかつ正確に行なうことができ
るようになる。

以上本考案を図示の一実施例につき述べたが、
本考案は上記実施例によつて限定されることな
く、本考案の技術的思想に基づいて各種の変更が
可能である。例えば上記実施例の検査装置は、直
径が５インチの半導体ウエハの検査装置に関する
ものであるが、本考案はその他各種の大きさのウ
エハの検査装置に適用可能である。また上記実施
例においては、プローブ２６と接触する位置の近
傍において、３つの押圧子３７によつて半導体ウ
エハ２３をステージ１３に押圧するようにしてい
るが、押圧子３７の数については任意に増減可能
である。

以上に述べたように本考案は、先端に絶縁材料
から成る押圧子を備えたピン状部材を設け、この
ピン状部材を支持手段によつて支持するととも
に、上記ピン状部材を弾性的に付勢し、上記押圧
子によつて半導体ウエハのプローブと接触する位
置の近傍をステージに圧着するようにした半導体
ウエハの検査装置に関するものである。従つて本
考案によれば、半導体ウエハのプローブと接触す
る位置の近傍の変形を無くすことができ、これに
よつてプローブが半導体ウエハの所定の位置から
ずれることを防止することができる。従つて本考
案によれば、迅速かつ正確に検査を行なうことの
できる半導体ウエハの検査装置を提供することが
できるようになる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の一実施例に係る半導体ウエハ
の検査装置を示す縦断面図、第２図は検査装置を
構成する真空容器の内部の平面図、第３図はこの
検査装置のステージの底面図、第４図は半導体ウ
エハを押圧する押圧子およびその支持構造を示す
縦断面図である。なお図面に用いた符号において、１……真空容
器、１３……ステージ、２３……半導体ウエハ、
２６……プローブ、２７……支持台、３０……ロ
ツド、３３……コイルスプリング、３５……ピ
ン、３７……押圧子、である。

Claims

【実用新案登録請求の範囲】

半導体ウエハを真空容器内のステージ上に載置
し、前記半導体ウエハの所定の位置にプローブを
接触させて真空の雰囲気中で温度を変えて検査を
行なうようにした装置において、先端に絶縁材料
から成る押圧子を備えたピン状部材を設け、この
ピン状部材を支持手段によつて支持するととも
に、前記ピン状部材を弾性的に付勢し、前記押圧
子によつて前記半導体ウエハの前記プローブと接
触する位置の近傍を前記ステージに圧着するよう
にしたことを特徴とする半導体ウエハの検査装
置。