探測裝置制造方法
【專利摘要】本發明提供一種按晶片等級進行在襯底的兩面具有電極的功率器件的電特性檢查的探測裝置，在襯底的背面側電極與吸盤頂部的載置面導體之間實現接觸電阻的降低和均勻化。在該探測裝置中，用于將半導體晶片W保持在吸盤頂部12上的吸附機構，在吸盤頂部的載置面導體上以滿足Φ＜p≤2Φ的條件的圖案(口徑Φ、孔距p)設置多個垂直微細孔。作為一個例子，口徑Φ＝0.25mm、孔距p＝0.5mm。
【專利說明】探測裝置

【技術領域】
[0001]本發明涉及用于按晶片等級進行在襯底的兩面具有電極的功率器件的電特性檢查的探測裝置。

【背景技術】
[0002]在半導體器件的制造工藝中，在前工序或后工序的最后，利用半導體試驗裝置檢查半導體器件的基本的電特性，判定芯片的好壞。在這種半導體試驗裝置中，探測裝置在按晶片狀態或者晶片等級進行檢查時，作為將半導體晶片上的各個芯片和承擔一切信號處理的測試器接合的處理裝置發揮作用。通常，探測裝置包括:載置并支承半導體晶片的可動的吸盤頂部(載置臺)；使探針與各個芯片的電極接觸而取得與測試器的電導通的探測卡；和為了進行檢查對象的芯片對固定于一定位置的探測卡甚至探針的定位而使用吸盤頂部移動的移動機構。
[0003]但是，功率MOSFET和IGBT那樣的電力用半導體器件即所謂的功率器件，為了在高電壓下處理大電流，在芯片的兩面設置電極，使電流沿著芯片的厚度方向通過。例如，功率MOSFET在芯片的正面設置源電極和柵電極，并且在芯片的背面設置漏電極，如果在柵電極上施加一定的控制電壓，則在源電極和漏電極之間通過大的電流。另外，IGBT在芯片的正面設置發射極和柵電極，另一方面，在芯片的背面設置集電極，如果在柵電極上施加一定的控制電壓，則與功率MOSFET相比在發射極電極和集電極之間流過更大的電流。
[0004]像這樣，用于按晶片等級進行在芯片的兩面具有電極的功率器件的電特性檢查的探測裝置，為了在作為檢查對象的各個芯片或功率器件與測試器之間獲得電導通，如通常那樣，從上方的探測卡使探針接觸半導體晶片的正側的電極(柵電極和源電極/發射極)，而對于半導體晶片的背側的電極(漏電極/集電極)，吸盤頂部的上表面由板狀的導體即載置面導體構成，在晶片背側的電極與載置面導體之間形成直接接觸的電連接。而且，在吸盤頂部的載置面導體與測試器的對應的端子之間設置有用于使從功率器件輸出的電流通過的線路或測定線路。
[0005]一般來講，探測裝置為了正確地進行半導體晶片對探測卡甚至探針的定位，必須在吸盤頂部上將半導體晶片固定在一定的位置，因此，采用真空吸引方式的吸附機構。
[0006]過去，在這種吸附機構中，作為形成于吸盤頂部的載置面上的真空吸引口的方式具有呈同心圓狀設置多個圓環槽(吸引槽)的槽式和以一定的孔距在一個面上設置多個孔(吸引孔)的孔式的兩種。典型來講，槽式的吸附機構在半徑方向上以15?20mm的間隔呈同心圓狀設置具有0.5mm的槽寬的圓環狀的吸引槽。另一方面，孔式的吸附機構以10_的孔距呈格子狀配置具有0.5mm的口徑的吸引孔。因此，在載置臺為8英寸(200mm)規格的情況下，槽式的圓環吸引槽的總數是6?8個左右，孔式的吸引孔的總數是300?400個左右。槽式和孔式均采用車削加工和鉆孔加工等機械加工，在吸盤頂部的載置面導體上形成吸引槽或吸引孔。
[0007]現有技術文獻
[0008]專利文獻
[0009]專利文獻1:日本特開2011-89891號公報
[0010]專利文獻2:日本特開2012-58225號公報


【發明內容】

[0011]發明想要解決的技術問題
[0012]在按晶片等級進行在襯底的兩面具有電極的功率器件的電特性檢查的探測裝置中，使用上述的吸附機構的真空吸引力，在吸盤頂部上將半導體晶片固定在一定的位置，并且，在半導體晶片的背面側電極與吸盤頂部的載置面導體之間形成直接接觸的電連接。但是，在這種現有的探測裝置中，在晶片背面側的電極與吸盤頂部的載置面導體之間，接觸面的電阻(晶片接觸電阻)高成為一個需要解決的技術問題。
[0013]S卩，如果在功率器件的柵電極上施加一定的控制電壓，則源電極(或者發射極)與漏電極(或者集電極)之間導通，功率器件變成接通(ON)狀態。在此，如果功率器件被從測試器施加例如幾千伏的高電壓，則輸出幾百安的電流。該輸出電流被測試器獲取，在動態特性的檢查中測定打開時間與關閉時間等，在靜態特性的檢查中測定導通電阻等。因此，無論在測定精度方面還是電力損失方面，從測試器至功率器件的背側的電極(漏電極或集電極)的去路測定線路的阻抗越低越好。
[0014]然而，在現有的探測裝置中，晶片接觸電阻高，因此，難以降低回路測定線路的阻抗。特別是在測定精度方面，在吸盤頂部的載置面上晶片接觸電阻的偏差大，因此，在晶片等級的電特性檢查中，測定的再現性差成為一個需要解決的課題。
[0015]本發明解決上述現有技術的問題點，其目的在于，提供一種探測裝置，其在襯底的背面側電極與吸盤頂部的載置面導體之間實現接觸電阻的降低和均勻化，由此，提高在襯底的兩面具有電極的功率器件的電特性檢查的測定精度和耗電效率。
[0016]用于解決技術課題的技術方案
[0017]本發明的探測裝置，其用于對形成于被檢查襯底上且在上述襯底的兩面具有電極的功率器件的電特性進行檢查，上述探測裝置的特征在于，包括:載置并支承上述襯底的可移動的吸盤頂部；對探針進行支承的探測卡，其與上述吸盤頂部相對地配置于上述吸盤頂部的上方，上述探針的頂端能夠與露出在由上述吸盤頂部支承的上述襯底的正面的上述功率器件的正面側電極接觸；第I測定線路，其包括用于將上述功率器件的正面側電極與測試器的對應的第I端子電連接的上述探針；載置面導體，其在上述吸盤頂部上形成載置面，與露出在由上述吸盤頂部支承的上述襯底的背面的上述功率器件的背面側電極接觸；第2測定線路，其包括用于將上述功率器件的背面電極與上述測試器的對應的第2端子電連接的上述載置面導體；和吸附機構，其包括在設置于上述載置面上的吸附區域內高密度地分布且分別從上述載置面導體的表面向內部深處垂直地延伸的多個垂直微細孔，經由上述垂直微細孔對由上述吸盤頂部支承的上述襯底的背面施加真空的吸引力，當設上述吸附區域中的上述垂直微細孔的口徑和孔距分別為Φ、ρ時，Φ<ρ彡2Φ。
[0018]在本發明的探測裝置中，在對被支承在吸盤頂部上的襯底的背面施加真空的吸引力的吸附機構，在吸盤頂部的載置面導體上以滿足Φ < P < 2Φ的條件的圖案(口徑Φ、孔距P)高密度地設置多個垂直微細孔，根據該結構，能夠在襯底的背面側電極與載置面導體之間實現接觸電阻(晶片接觸電阻)的大幅度的降低和均勻化。
[0019]發明效果
[0020]根據本發明的探測裝置，根據上述的結構和作用，能夠在襯底的背面側電極與吸盤頂部的載置面導體之間實現接觸電阻的減少和均勻化，由此，能夠提高在襯底的兩面具有電極的功率設備的電特性檢查的測定精度和耗電效率。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0021]圖1是表示本發明的一個實施方式中的探測裝置的結構的一部分截面正視圖。
[0022]圖2是從斜下方觀看到的上述探測裝置的探測卡周圍的結構的立體圖。
[0023]圖3是表示在上述探測裝置中吸盤頂部的載置面上的吸附區域和垂直微細孔的平面圖。
[0024]圖4是表示上述吸盤頂部的載置面導體的內部構造的縱截面圖。
[0025]圖5是用于示意地說明上述載置面導體的制作工序的立體圖。
[0026]圖6A是表示吸附機構中的真空通路的布局的一個例子的大致平面圖。
[0027]圖6B是表示上述真空通路的布局的另一例子的大致平面圖。
[0028]圖7是對比表示半導體晶片被實施例的垂直微細孔和比較例的垂直孔吸附在載置面導體上的各自的狀態的縱截面圖。
[0029]圖8是表示實施方式中的垂直微細孔的圖案(口徑和孔距)的幾個適合的例子的平面圖。
[0030]圖9是表示關于上述卡盤載置面上的吸附區域的一個變形例的平面圖。
[0031]圖10是表示另一實施方式中的探測裝置的結構的一部分截面正視圖。
[0032]附圖標記說明
[0033]12吸盤頂部(載置臺)
[0034]14移動臺
[0035]16探測卡
[0036]18探針卡架
[0037]20測試頭
[0038]22載置面導體
[0039]24G、24E 探針
[0040]26G.26E 連接導體
[0041]32G、32E、32C測試頭的端子
[0042]34連接板
[0043]40連接導體
[0044]44接觸件
[0045]50吸附機構
[0046]52垂直微細孔
[0047]54(1)、54 ⑵、......54 (η)薄板導體
[0048]56連通路徑
[0049]58真空通路

【具體實施方式】
[0050]下面，參照【專利附圖】

【附圖說明】本發明的實施方式。
[0051][探測裝置整體的結構和作用]
[0052]圖1表示本發明的一個實施方式中的探測裝置的結構。圖2表示在該探測裝置中從斜下方觀看到的探測卡周圍的結構。
[0053]該探測裝置將結束半導體工藝的前工序后的半導體晶片W作為被檢查襯底，對于形成于該半導體晶片W上且在芯片的兩面即晶片的兩面形成電極的多個功率器件(例如IGBT)，能夠按晶片等級進行每個芯片的電特性檢查。
[0054]該探測裝置設置于測試器主體(未圖示)的附近，在由框體(圖中未示)劃分而成的探針室10中，將吸盤頂部(載置臺)12搭載于移動臺14上，并且在吸盤頂部12的上方利用探測卡架18水平地支承(固定)探測卡16，在探測卡16和探測卡架18上可裝卸地與測試器的測試頭20對接。
[0055]更詳細地來講，吸盤頂部12具有水平地載置并支承作為被檢查襯底的半導體晶片W的圓形的載置面，該載置面由電傳導率高的例如無氧銅構成的板狀的載置面導體22構成。在該載置面導體22之上載置半導體晶片W時，在半導體晶片W上的背面以芯片單位露出的電極(集電極)與載置面導體22直接接觸地電連接。吸盤頂部12的載置面導體22是本實施方式的主要特征部分，將在后面對其構成和作用進行詳細的說明。
[0056]移動臺14能夠使吸盤頂部12在水平(XY)方向、垂直⑵方向和圓周(Θ )方向上移動，且能夠固定(靜止)在可移動范圍內的任意位置。
[0057]探測卡16被制作成一種印刷配線板，在下表面安裝有用于與在半導體晶片W上的正面以芯片單位露出的電極(柵電極、發射極)單獨接觸或者共用接觸的一根或者多根探針24G、24E。更詳細地來講，各個探針24，其基端部或根部與探測卡16的對應的連接導體26G、26E的下端接合，并且在中間部被在從探測卡16的下表面突出的絕緣體的支撐部28支承，在頂端部(自由端)與露出在半導體晶片W的正面的對應的電極(柵電極、發射極)接觸。
[0058]各個連接導體26G、26E在鉛垂方向上貫通探測卡16的貫通孔(通孔)30G、30E，從探測卡16的上下露出或突出，如圖所示，在對接狀態下，通過其上端或頂面分別與測試頭20的對應的端子32G、32E直接接觸地電連接。此外，為了在對接狀態下在測試頭20與探測卡16之間獲得穩定的電連接，例如也可以在測試頭20側的端子32G、32E安裝彈簧(未圖示)O
[0059]探測卡架18是構成探針室10的上表面的堅固的金屬板，圍繞探測卡16在探測卡16周圍水平地延伸，在形成于探測卡架18的中心部的開口中以探測卡16能夠裝卸或者更換的方式安裝探測卡16。
[0060]另外，探測卡架18以從其下表面離開的方式支承導電性的接觸板34。在本實施方式中，以不與探測卡16的探針24G、24E干擾的方式在探針24G、24E的左右兩側分開，在探測卡架18與吸盤頂部12之間水平地配置一對接觸板34。在探測卡架18的貫通孔中從上方插入絕緣性的螺栓36，該螺栓36的頂端部與接觸板34的螺絲孔35螺紋接合，于是接觸板34被水平地支承。
[0061]在接觸板34的上表面，在其中央部形成墊片狀的板上表面端子38，與在該板上表面端子38之上沿鉛垂方向延伸的棒狀或塊狀的連接導體40的下端通過直接接觸或錫焊接合等電連接。該連接導體40貫通探測卡架18的貫通孔(通孔)42，也露出或者突出在探測卡架18之上。如圖1所示，在與測試頭20對接的狀態下，連接導體40通過其上端或者頂面與測試頭20的對應的端子32C直接接觸地電連接。
[0062]為了在對接狀態下獲得穩定的電連接，例如也可以在測試頭20側的端子32C側安裝彈簧(未圖示)。另外，也可以在貫通孔42中插入絕緣體的套管或者墊圈(未圖示)，以使探測卡架18支承連接導體40。此外，與一對接觸板34對應的測試頭20的左右一對端子32C在測試頭20中電共用連接。
[0063]在吸盤頂部12的側面，左右分開地安裝有能夠與左右一對接觸板34分別獨立地接觸的一對接觸件44。無論載置臺12處于其能夠移動的范圍內的任何位置，如果任一個接觸件44從原位置上升移動(往復)至一定的高度位置，其上端或者頂面與相對的接觸板34的下表面抵接。
[0064]在本實施方式中，接觸件44例如由探測銷構成，具有從移動臺14獨立且能夠控制接觸件44的升降移動和升降位置的升降機構45。另外，為了在接觸件44與接觸板34之間獲得穩定的電接觸，能夠在接觸件44上安裝彈簧(圖中未示)。各個接觸件44通過從吸盤頂部12的周邊邊緣向外延伸的撓性的連接導體例如硬線46與載置面導體22電連接。
[0065]在該探測裝置中，為了對半導體晶片W上的各個芯片(功率器件)進行動態特性檢查，如圖1所示，在測試器的測試頭20對接，半導體晶片W從探針24G、24E的頂端向下離開，且接觸件44從接觸板34向下離開的狀態下，首先，進行半導體晶片W上的被檢查芯片(功率器件)對探測卡16甚至探針24G、24E的定位。在該定位中，吸盤頂部12在移動臺14上在水平(XY)方向上移動，被檢查芯片的正面側電極(柵電極、發射極)被定位在分別對應的探針24G、24E的頂端的正下方。
[0066]接著，吸盤頂部12向垂直上方僅上升一定行程，將被檢查芯片的正面側電極(柵電極、發射極)從下推向分別對應的探針24G、24E的前端。由此，在被檢查芯片的正面側電極(柵電極、發射極)與測試頭20的對應的端子32G、32E之間，經由由探測卡16的連接導體26G、26E和探針24G、24E構成的回路的測定線路，確立電導通狀態。
[0067]另一方面，使左右的任一個接觸件44上升移動(往復)，使其上端或頂面與接觸板34的下表面接觸。由此，在被檢查芯片的背面側電極(集電極)與測試頭20的對應的一個端子32C之間，經由載置臺12的載置面導體22、硬線46、一個接觸件44、一個接觸板34和一個連接導體40構成的去路的測定線路，確立電導通狀態。
[0068]如上所述，在半導體晶片W上的被檢查芯片即功率器件的各個電極(柵電極、發射極、集電極)與測試頭20的各個對應的端子32G、32E、32C之間，能夠取得電導通狀態。而且，在該狀態下，如果從測試器通過去路和回路的測定線路，在該功率器件的集電極和發射極之間施加規定的高電壓，在柵電極上施加規定的控制脈沖，則從該功率器件中輸出電流的脈沖，該電流的脈沖流經去路和回路的測定線路并被測試器獲取。此時，在去路和回路的測定線路上產生與阻抗的電阻的量相應的電力損失。測試器根據在測試頭20的端子32C或端子32E中所獲取的脈沖，通過規定的信號處理，例如測定打開時間和關閉時間、或者脈沖上升時間和下降時間等，對動態特性進行評價，判定該功率器件的好壞。
[0069]在該探測裝置中，不僅上述動態特性的檢查，而且耐壓試驗和導通電阻測定這樣的靜態特性的檢查，僅僅從測試器一側施加的電壓和控制信號不同，也能以與上述同樣的方法來進行。
[0070]為了將半導體晶片W保持在吸盤頂部12的載置面導體22上，該探測裝置具有以下將要詳細說明的吸附機構50。該吸附機構50具有在吸盤頂部12的載置面導體22上以現有的孔式的大約300倍的高密度分布的多個垂直微細孔52，由此，在半導體晶片W的背面側電極(發射極)與吸盤頂部12的載置面導體22之間實現接觸電阻(晶片接觸電阻)的大幅度的降低和均勻化。而且，因晶片接觸電阻的大幅度的降低和均勻化，能夠大幅提高半導體晶片W上的功率器件的電特性檢查的測定精度和耗電效率。
[0071]另外，在本實施方式中，如上所述，盡可能地縮短在檢查對象的功率器件的各個電極與測試頭20的各個對應的端子之間形成電導通狀態的去路和回路的測定線路。特別是在回路的測定線路中，探針24G、24E的基端與測試頭20的對應的端子32G、32E在鉛垂方向上正對面地相對，經由探測卡16的連接導體26G、26E以最短距離電連接。
[0072]另外，在去路的測定線路中，作為用于在檢查對象的功率器件的背面側電極(集電極)與測試器的對應的端子32C之間確立電導通狀態的中轉部件，在探測卡架18與吸盤頂部12之間配置接觸板34，將與載置面導體22電連接的接觸件44可升降地安裝于吸盤頂部12的側面。載置面導體22經由接觸件44以最短路徑與接觸板34電連接。接觸板34的板上面端子38與測試頭20的對應的端子32C在鉛垂方向上在正對面地相對，經由電接觸貫通探測卡架18的貫通孔42的棒狀(或者塊狀)連接導體40以最短距離電連接。像這樣，通過盡可能地縮短去路和回路的測定線路的線路長度，來降低線路的阻抗，進一步提高半導體晶片W上的功率器件的電特性檢查的測定精度和耗電效率。
[0073][吸附機構的結構和作用]
[0074]如圖3所示，本實施方式中的吸附機構50具有在設定于吸盤頂部12的載置面上的圓形的吸附區域BE內以一定的高密度例如呈格子狀分布的多個垂直微細孔52。該垂直微細孔52的口徑Φ和孔距P例如為Φ = 0.25mm、p = 0.5mm,與現有的典型的孔型吸附機構中的吸引孔相比，口徑Φ縮小為1/2，孔距P縮小為1/20。
[0075]無論從技術方面還是從成本方面來看，通過機械加工在載置面導體22上制作這種高密度的垂直微細孔52幾乎都是不可能的。在本實施方式中，如圖4所示，載置面導體22的至少表層部通過將在與各個垂直微細孔52對應的位置形成有同一口徑的開口 AP的多個(例如10?12個)薄板導體54(1)、54 (2)......54 (η)重合而構成。各個薄板導體54 (i)
(i = I?η)由與載置面導體22相同的材質即無氧銅構成。
[0076]在各個薄板導體54(i)中，開口 AP通過蝕刻(通常是濕蝕刻)形成相同的圖案、即相同的口徑Φ和相同的孔距P。由于采用蝕刻加工，所以，開口 AP周圍不會發生加工變形和產生毛邊。
[0077]而且，如圖5所示，以各個對應位置的開口 AP沿著一列對齊的方式重疊多個薄板導體54(1)、54(2)、……54 (η)，通過擴散接合進行接合。擴散接合是不使母材熔化，而對母材加熱、加壓利用原子擴散進行接合的技術。在由通過擴散接合而一體化的薄板導體54(1)、54(2)、……54(η)組成的層疊構造的載置面導體22上，以與各個薄板導體54⑴的開口 AP相同的圖案、即以相同的口徑Φ和相同的孔距P形成垂直微細孔52。
[0078]如圖4所示,在載置面導體22中，從其表面至規定深度d(優選0.5mm?3mm),各個垂直微細孔52分離獨立，由此，從垂直微細孔52作用在半導體晶片W上的真空吸引力在各個位置朝向垂直下方。而且，在載置面導體22中，在超過上述規定的深度d的內部深處設置有在相互相鄰的垂直微細孔52之間橫向延伸的連通路徑或者槽56，并且，在載置面導體22的下部或者下表面設置有上表面開口的槽狀真空通路58。真空通路58不僅與位于其正上方的垂直微細孔52直接相連，也經由連通路56與在偏離正上方的附近的垂直微細孔52相連。
[0079]真空通路58在吸盤頂部12的內側例如如圖6A所示呈旋渦狀連續地延伸，位于吸盤頂部12的中心部的初始端經由連接器或者接頭60和外部真空管62與真空源例如真空泵(未圖示)連接。在該結構中，在吸盤頂部12的載置面導體22上載置半導體晶片W并啟動吸附機構50時，來自真空泵的真空吸引力首先在旋渦狀真空通路58的初始端附近的正上方作用于半導體晶片W的中心部，然后越向半徑方向的外側去越延遲，在旋渦狀真空通路58的各個部分的正上方作用于半導體晶片W的各個部分。由此，半導體晶片W的各個部分從中心部向半徑方向外側去依次或者分階段地吸附在載置面導體22上，所以，即使半導體晶片W存在變形，也能矯正其變形并使半導體晶片W的背面在平坦面的狀態下緊貼于載置面導體22。
[0080]或者，也可以如圖6B所示，采用在吸盤頂部12的內側，將真空通路56呈同心圓狀分割成多個圓環流路58 (I)、58 (2)、58 (3)、58 (4)，利用在半徑方向上延伸的連通路徑64將這些圓環流路58(1)、58(2)、58(3)、58(4)連接的結構。在此情況下，最內側(小徑)的圓環流路58 (I)經由連接器60和外部真空管62與真空泵連接。也能在連通路徑64中上設置壓力延遲回路(未圖示)。
[0081]在該結構中也同樣，在吸盤頂部12的載置面導體22上載置半導體晶片W并啟動吸附機構50時，來自真空泵的真空吸引力首先在最內周的圓環流路58(1)的正上方作用于半導體晶片W的中心部，然后向半徑方向外側去以圓環流路58(2) ,58(3) ,58(4)的順序在它們的正上方作用于半導體晶片W的各個部分。由此，半導體晶片W的各個部分從中心部向半徑方向外側去依次或者分階段地被吸附在載置面導體22上，所以，即使半導體晶片W存在變形，也能矯正其變形使半導體晶片W的背面在平坦面的狀態下緊貼于載置面導體22。
[0082]如上所述，該實施方式中的吸附機構50在吸盤頂部12的載置面導體22上，例如以口徑Φ = 0.25mm、孔距P = 0.5_、開口率AR = 19.6%設置多個垂直微細孔52。
[0083]圖7對比表示厚度tw(例如在6英寸口徑的晶片的情況下,tw = 125 μ m)的半導體晶片W被實施例的垂直微細孔52吸附在載置面導體22上的狀態(a)和被比較例的垂直孔70吸附在載置面導體22上的狀態(b)。在此，比較例的垂直孔70的口徑Φ ’ = 0.50mm、孔距P’= 10mm、開口率AR’ = 0.196%，相當于現有的典型的孔型吸附機構中的吸引孔。圖中與半導體晶片W的正面接觸的探針(例如懸臂針)24頂端的直徑s為s = 100 μ m。
[0084]如圖7所示，在實施例(a)與比較例(b)中，垂直微細孔52和垂直孔70的孔距P、P’相差一個數量級(準確來講是20倍)，孔密度相差兩個數量級(準確來講是400倍)，開口率相差兩個數量級(準確來講是100倍)，因此，半導體晶片W與載置面導體22之間的接觸應力的均勻性甚至接觸電阻(鏡面接觸電阻)明顯不同。
[0085]此外，在本實施方式中，在載置面導體22上設置上述高密度的垂直微細孔52的結構與載置面導體22的至少表層部由所謂的多孔質的金屬構成的結構完全不同。即，關于用于在吸盤頂部12上將半導體晶片W固定在一定位置的保持功能，實施方式的高密度垂直微細孔52與多孔質金屬體并無太大區別。但是，關于在半導體晶片W的背面側電極與載置面導體22之間減少接觸電阻(晶片接觸電阻)的功能和其自身的電阻率，多孔質金屬體與實施方式的高密度垂直微細孔52相比格外差，不適合載置面導體22。特別是在功率器件上施加幾千伏的電壓并使幾百安電流通過的檢查中，晶片接觸電阻和固有的電阻率高的多孔質金屬體不能用于載置面導體22。在本實施方式中，根據在載置面導體22上設置上述高密度垂直微細孔52的結構，在對于功率器件的電特性檢查中，即使是幾百安以上的電流也能以少的電力損失使其穩定地通過。
[0086]在本實施方式中，如上所述使用蝕刻加工和擴散接合的技術在載置面導體22上制作高密度的垂直微細孔52，所以，能夠在大范圍任意地選擇垂直微細孔52的圖案即口徑Φ、孔距P、開口率AR。例如,如圖8所示，
[0087](a) Φ = 0.2mm、孔距 p = 0.3mm、AR = 34%
[0088](b) Φ = 0.3mm、孔距 p = 0.4mm、AR = 44%
[0089](c) Φ = 0.4mm、孔距 p = 0.5mm、AR = 50%
[0090](d) Φ = 0.5mm、孔距 p = 0.6mm、AR = 57%
[0091 ] (e) Φ = 0.6mm、孔距 p = 0.7mm、AR = 55%
[0092]也能選擇上述這些圖案。在任一清況下，也與上述實施例(Φ =0.5mm、孔距P =0.5mm)同樣,滿足Φ < P彡2Φ。
[0093][其它實施方式或變形例]
[0094]在上述實施方式中，在吸盤頂部12的載置面上設定一個面的吸附區域BE，在該一個面的吸附區域BE中設置高密度的垂直微細孔52。作為有關吸附區域BE的一個變形例，如圖9所示，也能根據作為被檢查襯底的半導體晶片W的口徑尺寸，呈同心圓狀設置一個或多個沒有垂直微細孔52的鏡面的圓環分離帶FBa、FBb，將吸附區域在直徑方向上分割成多個(圖示的例子是三個)區域BEpBE^BE3t5
[0095]例如，口徑4英寸(10mm)的半導體晶片W被載置成晶片邊緣的整個外周進入內側或小徑的圓環分離帶FBa中。此時，鏡面或平坦面的圓環分離帶FBa使得利用拍攝元件的光學式晶片邊緣檢測變得容易。在此情況下，半導體晶片W在中心部的第I吸附區域BE1中，由該區域內的高密度垂直微細孔52接受真空吸引力，緊貼固定在載置面導體22上。
[0096]口徑6英寸(150_)的半導體晶片W被載置成晶片邊緣的整個外周進入外側或大徑的圓環分離帶FBb中。此時，平坦面的圓環分離帶FBb使得利用拍攝元件的光學式的晶片邊緣檢測變得容易。在此情況下，半導體晶片W在第I和第2吸附區域BEp BE2中，由這些區域內的高密度垂直微細孔52接受真空吸引力，緊貼固定在載置面導體22上。
[0097]另外，口徑8英寸(200_)的半導體晶片W被載置成晶片邊緣的整個外周進入載置面導體22的圓環邊緣部FB。中。此時，平坦面的圓環邊緣部FB。使得利用拍攝元件的光學晶片邊緣檢測變得容易。在此情況下，半導體晶片W在全部(第1、第2和第3)吸附區域BE1,BE2,BE3中，由這些區域內的高密度垂直微細孔52接受真空吸引力，緊貼固定在載置面導體22上。
[0098]圖10表示其它實施方式中的探測裝置的結構。該探測裝置與上述第I實施方式的探測裝置同樣，對于形成于半導體晶片W上且在芯片的兩面即晶片的兩面形成電極的多個功率器件，能夠按晶片等級檢查每個芯片的電特性(動態特性、靜態特性)。
[0099]但是，作為用于在被檢查功率器件的背面側電極與測試器之間確立電導通狀態的去路的測定線路，不使用接觸板34 (圖1)(因此，也不使用接觸件44和連接導體40，采用將電線80從載置臺12的載置面導體22引至測試頭20的對應的端子32C的結構。電線80的兩端通過連接器82、84分別與載置面導體22和端子32C連接。
【權利要求】
1.一種探測裝置，其用于對形成于被檢查襯底上且在所述襯底的兩面具有電極的功率器件的電特性進行檢查，所述探測裝置的特征在于，包括: 載置并支承所述襯底的可移動的吸盤頂部； 對探針進行支承的探測卡，其與所述吸盤頂部相對地配置于所述吸盤頂部的上方，所述探針的頂端能夠與露出在由所述吸盤頂部支承的所述襯底的正面的所述功率器件的正面側電極接觸； 第I測定線路，其包括用于將所述功率器件的正面側電極與測試器的對應的第I端子電連接的所述探針； 載置面導體，其在所述吸盤頂部上形成載置面，與露出在由所述吸盤頂部支承的所述襯底的背面的所述功率器件的背面側電極接觸； 第2測定線路，其包括用于將所述功率器件的背面電極與所述測試器的對應的第2端子電連接的所述載置面導體；和 吸附機構，其包括在設置于所述載置面上的吸附區域內高密度地分布且分別從所述載置面導體的表面向內部深處垂直地延伸的多個垂直微細孔，經由所述垂直微細孔對由所述吸盤頂部支承的所述襯底的背面施加真空的吸引力， 當設所述吸附區域中的所述垂直微細孔的口徑和孔距分別為Φ、ρ時，Φ < P彡2Φ。
2.如權利要求1所述的探測裝置，其特征在于: 所述垂直微細孔的密度是100個/cm2以上。
3.如權利要求2所述的探測裝置，其特征在于: 所述垂直微細孔的密度是400個/cm2以上。
4.如權利要求1?3中任一項所述的探測裝置，其特征在于: 所述垂直微細孔的口徑Φ是0.2mm?0.6mm。
5.如權利要求1?4中任一項所述的探測裝置，其特征在于: 所述吸附區域中的所述垂直微細孔的開口率為20 %?60 %。
6.如權利要求1?5中任一項所述的探測裝置，其特征在于: 所述載置面導體的至少表層部通過將在與所述垂直微細孔對應的位置形成有相同口徑的開口的多個薄板導體重疊而構成。
7.如權利要求6所述的探測裝置，其特征在于: 所述薄板導體的所述開口通過蝕刻加工形成。
8.如權利要求6或7所述的探測裝置，其特征在于: 所述薄板導體通過擴散接合而相互接合。
9.如權利要求1?8中任一項所述的探測裝置，其特征在于: 所述載置面導體，自其表面起至規定的深度，各個所述垂直微細孔分離獨立。
10.如權利要求9所述的探測裝置，其特征在于: 所述載置面導體，在超過所述規定深度的內部深處，在相鄰的所述垂直微細孔之間設置有連通路徑。
11.如權利要求9或10所述的探測裝置，其特征在于: 所述規定的深度是0.5mm?3mm。
12.如權利要求1?11中任一項所述的探測裝置，其特征在于: 所述吸附機構具有真空通路，該真空通路以在所述吸附區域的各個位置與所述垂直微細孔的下端連接的方式設置于所述載置面的內部或下方，能夠與真空源連接。
13.如權利要求12所述的探測裝置，其特征在于: 所述真空通路在所述載置面的半徑方向上從中心部至周邊部呈螺旋狀地延伸或者呈同心圓狀地分布，中心部相對于所述真空源位于最上游側，向周邊部去成為下游。
14.如權利要求1?13中任一項所述的探測裝置，其特征在于: 所述吸附機構在所述載置面的中心部最早開始對所述襯底的吸附，從所述載置面的中心部向周邊部去連續地或者分階段地延遲對所述襯底的吸附的開始。
【文檔編號】H01L21/66GK104347445SQ201410366542
【公開日】2015年2月11日 申請日期:2014年7月29日 優先權日:2013年7月29日
【發明者】筱原榮一, 長坂旨俊, 豬股勇, 矢野和哉, 加藤儀保 申請人:東京毅力科創株式會社