专利名称：载置台的制作方法
载置台技术领域5 本发明涉及一种在对半导体芯片等的被检查体进行电特性检査时 所使用的载置被检查体的载置台，更详细地说，涉及一种例如能够获 得稳定的施加电压的载置台。
背景技术：
10 检査装置通常具有运送被检查体(例如半导体芯片)的装载室、和对从装载室运送来的半导体芯片进行电特性检查的探测器室。探测 器室包括用于载置半导体芯片的可移动的载置台、配置在载置台上 方的探针板(probe card)、以及对半导体芯片和探针板的多个探针进行 调整的调整机构，使调整后的半导体芯片与多个探针电接触，根据来is 自于检测器(tester)的检查用信号进行规定的电特性检查。例如，如图3 (a)所示，载置台具有用于载置半导体芯片(未 图示)的顶板1、通过绝缘垫2配置在该顶板1下面的冷却套管3以及 加热板(未图示)、通过绝缘圈4配置在加热板下面的绝缘体5、和用 于将半导体芯片吸附固定在顶板1上的吸附装置，该载置台可升降地20 配置在XY台(为图示)上。在对半导体芯片进行检查时，半导体芯 片被吸附固定在顶板1上，载置台通过XY台沿XY方向移动，并通 过升降机构使半导体芯片升降，使半导体芯片与探针板的多个探针电 接触，进行规定的电特性检查。但是，如图3 (b)所示，顶板1具有例如厚度大约为15mm、25 纯度为99.5重量％的氧化铝等的陶瓷烧结体1A、形成于该陶瓷烧结体 1A的上下两表面上的由金、镍等导电性金属构成的第一、第二导电体 膜1B、 1C。第一、第二导电体膜1B、 1C都通过例如离子镀(ion plating) 等形成为第一、第二电极。因此，下面，将第一导电体膜1B作为第一 电极1B，并将第二导电体膜1C作为第二电极1C进行说明。第一、第30 二电极1B、 1C分别连接在检测器侧，从检测器侧施加规定的检查用信号。另外，绝缘垫2例如通过硅橡胶等耐热性树脂形成，使冷却套管3与顶板1电绝缘。冷却套管3通过铜等的导电性金属形成，与第二电 极1C同样被施加检查用信号。在该冷却套管3的内部形成有用于使冷 却剂循环的通道3A，当冷却剂在冷却套管3内循环时，通过顶板l对 5 半导体芯片进行冷却。绝缘圈4通过云母等的绝缘材料形成，绝缘体5 通过锆石堇青石(zircon cordierite)等的陶瓷烧结体形成。当对半导体芯片进行电特性检查时，将半导体芯片载置于顶板1 上，并使其沿着X、 Y以及Z方向移动，使形成于半导体芯片上的电 极垫与探针(未图示)电接触，以此来进行规定的检查。此时，从探 io 针板的探针施加检查用电压，并且在第一电极1B上施加偏压，例如通 过C—V法等进行容量检测。另外，例如在专利文献1 3中记载有这种载置台。专利文献1的 载置台的顶板由石英、聚四氟乙烯等的绝缘材料形成，在其上表面形 成有通过金蒸镀等形成的导电体层，在其下表面配置屏蔽部件。专利 15 文献2的载置台的顶板，其本身由不锈钢等导电体形成，在其下表面 通过绝缘层配置有屏蔽板。在专利文献3中，记载有只在由绝缘材料 构成的顶板的上表面形成有导电体膜的载置台。专利文献1日本特开昭63—13874专利文献2日本特开昭58—220438 20专利文献3日本特开昭62—291937但是，现有的图3所示的载置台的顶板1通过陶瓷烧结体1A形成 其主体，在该陶瓷烧结体1A的上下两表面通过离子镀形成第一、第二 电极1B、 1C，因此，使陶瓷烧结体1A维持一定的品质比较困难，在 其表面形成的第一、第二电极1B， 1C为lPm左右极薄，表面电阻变 25 高，半导体芯片的电特性检查结果会产生误差，另外，由于顶板1通 过离子镀在陶瓷烧结体1A的表面形成第一、第二电极1B、 1C，所以 存在顶板1的制造成本较高的缺点。为了使第一、第二电极1B、 1C 的表面电阻较低，具有通过无电解电镀、电解电镀加厚第一、第二电 极的方法，但是，这种情况下，由于高温检查时温度的变化，该镀层 30 会从陶瓷烧结体1A上剥离。另一方面，在专利文献l、 3技术的情况下，因为顶板由绝缘材料和在其上面的导电体膜构成，所以导电体膜的表面电阻较高，对检査 结果会有较坏的影响。另外，在专利文献2技术的情况下，因为顶板 与屏蔽板通过绝缘垫邻接，两者相互接近，所以电流会从顶板泄漏到 屏蔽板上。发明内容本发明是为解决上述课题而提出的，其目的在于提供一种载置台， 其能够使顶板(上部板状体)的表面电阻降低，获得稳定的检査结果， 并且，能够防止来自于顶板的漏电流，进一步降低制造成本。 10 本发明技术方案1所述的载置台，其用于载置被检查体，其特征在于，包括具有上述被检查体的载置面的由导电性材料构成的上部 板状体；连续地覆盖该上部板状体的与上述载置面相反侧的表面以及 侧面的至少下部的由电绝缘材料构成的绝缘被膜；和以与该绝缘被膜 接触的方式配置并且由导电性材料构成的下部板状体。 15 此外，本发明技术方案2所述的载置台，是在技术方案1所述发明的基础上，所述导电性材料为铜。此外，本发明技术方案3所述的载置台，是在技术方案1或2所 述发明的基础上，所述电绝缘材料是非金属的无机材料。此外，本发明技术方案4所述的载置台，是在技术方案1或2所 20 述发明的基础上，所述无机材料为陶瓷。此外，本发明技术方案5所述的载置台，是在技术方案4所述发 明的基础上，所述陶瓷以氧化铝为主体。此外，本发明技术方案6所述的载置台，是在技术方案5所述发 明的基础上，所述氧化铝的纯度为99.99重量％以上。 25 此外，本发明技术方案7所述的载置台，是在技术方案5所述发明的基础上，所述绝缘被膜的膜厚为0.3mm 1.5mm。此外，本发明技术方案8所述的载置台，是在技术方案1 7的任 意一个所述发明的基础上，所述绝缘被膜通过喷镀形成。此外，本发明技术方案9所述的载置台，是在技术方案1 7的任 30 意一个所述发明的基础上，所述绝缘被膜通过涂敷或蒸镀形成。此外，本发明技术方案10所述的载置台，是在技术方案1 9的任意一个所述发明的基础上，在所述上部板状体与所述绝缘被膜之间 存在有具有介于该两者各自的热膨胀系数之间的热膨胀系数的中间层。此外，本发明技术方案ll所述的载置台，是在技术方案i io的 5 任意一个所述发明的基础上，所述上部板状体至少具有10mm的厚度。 此外，本发明技术方案12所述的载置台，是在技术方案1 11的 任意一个所述发明的基础上，在所述上部板状体的载置面上形成有用 于吸附所述被检査体的槽。此外，本发明技术方案13所述的载置台，是在技术方案1 12的 io 任意一个所述发明的基础上，为了对所述载置面上的所述被检查体进 行电特性检查时施加检查用信号而使用的配线，分别与所述上部板状 体和下部板状体连接。根据本发明能够提供一种载置台，其能够使顶板(上部板状体) 的表面电阻降低，获得稳定的检测结果，并且能够防止来自于顶板的 15 漏电流，进一步能够降低制造成本。
图1为表示局部剖切利用本发明的载置台的一个实施方式的检査 装置结构的一个示例的主视图。 20 图2 (a) (c)均为表示适用于图1表示的检查装置的载置台的示意图，(a)为其截面图，(b)为放大载置台的绝缘被膜的一部分的 截面图，(c)为放大载置台的一部分的截面图。图3为表示现有的载置台的一个示例的截面图。标号说明25 20:载置台；21:顶板(上部板状体)；21A:下表面；21B:侧面;21C:吸附用槽；22:绝缘被膜；22A:中间层；23:冷却套管(jacket) (下部板状体)；51A:中心导体(用于施加检査用信号的配线)；51B: 外部导体(用于施加检査用信号的配线)30具体实施方式
以下，根据图l、图2所示的实施方式对本发明进行说明。另外，在各图中，图1为表示局部地剖切利用本发明的载置台的一个实施方式的检查装置结构的一个示例的主视图。图2 (a) (c)均为表示适 用于图1表示的检查装置的载置台的示意图，(a)为其截面图，(b) 为放大载置台的绝缘被膜的一部分的截面图，(c)为放大载置台的一 5 部分的截面图。首先，参照图l对具有本实施方式的载置台的检查装置进行说明。 例如，如图1所示，检查装置具有用于对半导体芯片W进行电特性检 査的探测器(probe)室10、和将半导体芯片W运送到探测器室10的 装载室(未图示)。io 如图1所示，探测器室10包括用于载置半导体芯片W的载置台20;使载置台20沿着X、 Y方向移动的XY工作台30;配置在载 置台20的上方的探针板40;对探针板40的多个探针41和载置台20 上的半导体芯片W进行调整的调整机构(未图示)；以及与探针板40 上面的多个端子电极电连接的检测头50，通过调整机构对载置台2015 上的半导体芯片W和探针板40的多个探针15A进行调整之后，使多 个探针41与半导体芯片W电接触，对半导体芯片W进行电特性检查。 在进行电特性检查时，通过检测头50从检测器(未图示)向探针板40 的多个探针41施加高频信号等的检査用信号，并且在载置台20的载 置面上施加偏压，进行根据C一V法的容量检测等的电特性检查。另20 夕卜，探针板40固定在头板11的开口部。例如，如图2 (a)所示，载置台20具有例如能够利用载置面对 半导体芯片W进行真空吸附的上部板状体(顶板)21;连续地覆盖顶 板21的与载置面相反侧的表面(下表面)21A以及侧面21B的直到上 部附近的由电绝缘材料构成的绝缘被膜22;以与该绝缘被膜22接触的25 方式配置并且由导电性材料构成的下部板状体(冷却套管)23;通过 绝缘圈24配置在冷却套管23的下方的绝缘体25;以及使这些部件一 体升降的升降机构(未图示)。另外，从顶板21到绝缘体25的部件在 规定的角度范围内能够一体地沿e方向旋转。顶板21通过导电性材料形成，导电性材料只要是导电性金属则不30 作特别限定。作为顶板21的导电性材料例如优选导电性良好的无氧铜。 顶板21的厚度取决于半导体芯片W的大小，但是，例如300mm直径的半导体芯片W用的顶板21，为了确保对于检査用的高频信号等的低阻抗性和机械强度，优选厚度至少为10mm。在本实施方式中，顶板 21例如形成为14.8mm的厚度。覆盖侧面21B的绝缘被膜22为了防止 顶板21的无垢表面与冷却套管23之间的漏电，优选从下表面21A开 5 始形成10mm以上。另外，优选在由无氧铜构成的顶板21的表面上通过镍、铝等难以 氧化的金属的无电解电镀施加镀层(未图示)。通过该镀层对顶板21 的无氧铜赋予耐氧化性，能够长时间维持作为顶板21的电特性。镀层 只要能够防止无氧铜氧化，其厚度不作特别限定。本实施方式中，镀
io 层例如形成为3um的厚度。如图2 (a)所示，该顶板21通过同轴电缆51的中心导体51A与 检测头50电连接。并且，在检査时从探针41向半导体芯片W的电极 垫施加检查用信号的同时，从检测头50向顶板21施加检査用信号， 通过C一V法等对半导体芯片W进行规定的容量检测等。通过使顶板
15 21为上述厚度，来使顶板21的表面电阻减小，因此，从检测头50施 加的检查用信号较稳定，能够进行可靠度较高的检查。另外，在顶板21的上表面上同心圆状地形成有多个吸附芯片用的 第一槽21C，这些槽21C彼此通过沿着直径方向形成的吸附芯片用的 第二槽(未图示)相互连接。在各第一槽21C的底部，形成于顶板21
20 内部的排气用通道(未图示)在多个部位开口，通过与排气用通道连 接的排气装置将半导体芯片W真空吸附在顶板21上，使半导体芯片 W固定在顶板21上。绝缘被膜22通过电绝缘材料形成。电绝缘材料只要是具有电绝缘 性的材料，则不作特别限定，但是，优选高绝缘性、高耐电压性以及
25 高耐热性的材料。作为这样的电绝缘材料例如优选非金属的无机材料， 其中，优选氧化铝等的陶瓷。例如，如果是氧化铝，则优选其纯度为 99.99重量％以上的材料。可以利用纯度为99.99重量％以上的氧化铝 的喷镀被膜来实现在现有技术中以纯度为99.5重量％的氧化铝烧结体 所实现的耐电压性。如果是喷镀，则因为可以使喷镀被膜比较容易地
30 粘贴在顶板21的下表面和侧面，形成绝缘被膜，因此，喷镀被膜在成 本和绝缘性能的两个方面都良好。绝缘被膜22优选在顶板21的下表面21A和侧面21B形成相同厚 度，但是可以通过使侧面21B比下表面21A薄来降低成本。通过将绝 缘被膜22形成到顶板21的侧面21B的上端附近，使顶板21的无垢侧 面远离由导电性材料构成的冷却套管23，即使在施加有高电压的情况 5 下，也能够可靠地防止从顶板21向冷却套管23漏电，使顶板21的电 位稳定。该绝缘被膜22可以通过各种方法形成，但是，优选例如通过 喷镀技术来形成。当绝缘被膜22通过氧化铝喷镀形成时，优选对氧化 铝喷镀膜的微小裂缝渗透二氧化硅(Si02)，由此来抑制绝缘被膜22 表面的吸湿性。绝缘被膜22除喷镀技术以外，也可以通过涂敷或者蒸 io 镀来形成。绝缘被膜22的厚度不作特别限制，但是，优选0.3 1.5mm的范 围。如果小于0.3mm，则耐电压性降低，如果超过1.5mm，则超过需 要的耐电压变成多余，而导致成本提高。在本实施方式中，绝缘被膜 22通过纯度为99.99重量％以上的氧化铝例如形成为0.7mm的厚度。15 此时，根据实验，能够确认即使是25(TC下12KV，绝缘也不被破坏。 另外，如图2 (b)所示，在绝缘被膜22上形成有与顶板21的中 间层22A,该中间层22A是具有处于顶板21的热膨胀系数和绝缘被 膜22的热膨胀系数之间的热膨胀系数的无机材料，能够防止因高温热 膨胀而使绝缘被膜22裂开。作为中间层22A的无机材料，只要其热膨20 胀系数处于顶板21的热膨胀系数与绝缘被膜22的热膨胀系数中间的 程度，则不作特别限制，但是优选例如以镍或者铝为主要成分的材料。 在本实施方式中，中间层22A形成为例如60um的厚度。冷却套管23如上所述通过导电性材料形成。导电性材料只要是具 有导电性的金属，则不作特别限定。作为冷却套管23的导电性材料优25 选例如无氧铜。在该冷却套管23上连接同轴电缆51的外部导体51B， 冷却套管23与顶板21同样被施加检查用信号，不从顶板21漏电。冷 却套管23的厚度根据半导体芯片W的大小，优选的范围不同。在本 实施方式中，冷却套管23形成为10.0mm的厚度。在冷却套管23内形成有冷却剂的通道23A，该通道23A与冷却剂30 供给部23B连接。该供给部23B连接冷却剂罐(未图示)，冷却剂罐的 冷却剂通过供给部23B在冷却套管23的通道23A内循环，对顶板21进行冷却，以进行低温检査。另外，虽然未图示，但是在冷却套管23的下表面配置有面加热器，通过面加热器对顶板21进行加热，以进行咼温检查。另外，绝缘圈24使冷却套管23以及面加热器与下部绝缘体35实 5 现热隔离与电绝缘。绝缘圈24例如通过耐热性良好的云母等无机材料 形成，绝缘体25例如通过氧化铝等的陶瓷形成。在本实施方式中，绝 缘圈24例如形成为8.54mm的厚度，绝缘体25例如形成为10.9mm的厚度。另外，如图2 (c)所示，在上述各部件上，在多处(例如3处) io 沿圆周方向隔开等间隔形成有贯穿孔20A，在这些贯穿孔20A中可升 降地配置有销26。这些销26使半导体芯片W在顶板21的载置面上升 降，用于在与装载室之间进行半导体芯片W的传递。在贯穿孔20A的 内周面安装有衬套(bush) 27。该衬套27优选通过氧化铝烧结体或者 树脂(例如四氟化乙烯、聚酰亚胺)等绝缘材料形成。另外，也可以 15 取代衬套27，而在贯穿孔20A中实施氧化铝喷镀。通过这样在贯穿孔 20A的内周面施加绝缘材料，能够更可靠防止顶板21与冷却套管23 之间的漏电。下面，对动作进行说明。在探测器室10内，载置台20从装载室 接受预先已调整的半导体芯片W之后，使销26下降，将芯片W载置 20 在顶板21上，然后，驱动排气装置，将半导体芯片W吸附固定在顶 板21的载置面上。接着，使XY工作台30移动，使载置台20沿X方 向以及Y方向移动，通过调整机构对半导体芯片W与探针板40的多 个探针41进行调整。然后，载置台20向探针41的正下方移动，通过升降机构使顶板 25 21等一体上升，使半导体芯片W的电极垫与探针41接触，进一步地， 顶板21被过载驱动(overdrive),使半导体芯片W的电极垫与探针41 电接触。在这种状态下，从检测头50经由探针41向半导体芯片W施 加高频信号，同时对顶板21施加检测用信号。此时，由于顶板21通过无氧铜形成为规定的厚度，表面电阻较低， 30 所以在顶板21上施加所需的检查用信号，即使是OV电压，电位也较 稳定，能够更可靠地进行通过C一V法等的容量检测等的电特性检查。另外，顶板21的侧面21B直到上端附近通过绝缘被膜22覆盖，因此， 即使在顶板21上施加高电压，也可以防止从顶板21向冷却套管23漏 电，可以进行稳定的检查，可以提高可靠度。另外，绝缘被膜22耐电 压性极高，因此，即使在顶板21上施加高电压的检查用信号，绝缘被 5 膜22也不会使绝缘破坏。另外，冷却套管23作为顶板21的保护电极发挥作用，因此，即 使进行高频检查，也能防止高频泄漏，半导体芯片W的栅极酸化膜即 使为超薄膜化，也可以可靠地进行根据C—V法的容量检查等。半导体芯片W的检査结束后，载置台20向装载室移动，将检査 io 完的半导体芯片W转送到装载室，并且接受下个半导体芯片W进行 上述的检查。根据以上说明的实施方式，因为包括具有半导体芯片W的载置 面的由无氧铜构成的顶板21;连续地覆盖该顶板21的下表面21A以 及侧面21B的下部的由氧化铝构成的绝缘被膜22;以及与该绝缘被膜15 22接触配置并且由无氧铜构成的冷却套管23，所以顶板21的表面电 阻较低，即使在顶板21上施加从低电压到高电压的任何检查用信号， 都能获得稳定的电位，可以进行稳定的可靠性高的根据C一V法等的 容量检测等的电特性检査。此时，绝缘被膜22具有极高的绝缘性，而且，顶板21的下表面20 21A被覆盖到侧面21B的上端附近，因此，即使施加高电压也不会使 绝缘破坏，另外，能够防止从顶板21向冷却套管23漏电，即使是施 加高压的功率器件(power device)等，也能够进行可靠性高的检查。另外，根据本实施方式，因为顶板21由无氧铜形成，绝缘被膜22 通过喷镀技术形成，所以与现有技术相比，能够降低载置台20的制造25 成本。因为在顶板21上形成有吸附用的槽21C，所以能够可靠地将半 导体芯片W固定在顶板21上。另外，绝缘被膜22通过纯度为99.99 重量。/。的氧化铝形成为0.3 1.5mm的厚度，所以耐电压性极高，即使 是250'C条件下12KV的高电压，也可以获得不破坏绝缘的高耐电压性。 在顶板21和绝缘被膜22之间存在具有介于该两者21、 22中间的热膨30 胀系数的中间层22A，因此即使具有高温检査的较大的温度变化，绝 缘被膜22也不会产生裂缝。进一步地，由于顶板21至少形成为10mm的厚度，所以从低电压到高电压可以维持稳定的电位。另外，本发明并不被上述实施方式所限制，可以对应需要适当地 进行设计变更。另外，在上述实施方式中，对通过喷镀技术形成绝缘 被膜的情况进行了说明，但是，也可以采用其他的涂敷或者蒸镀等方 5 法来形成。工业上应用的可能性本发明能够较好地利用在检查装置的载置台上。
权利要求
1.一种载置台，用于载置被检查体，其特征在于，包括具有所述被检查体的载置面的由导电性材料构成的上部板状体；连续地覆盖该上部板状体的与所述载置面相反侧的表面以及侧面的至少下部的由电绝缘材料构成的绝缘被膜；和以与该绝缘被膜接触的方式配置且由导电性材料构成的下部板状体。
2. 如权利要求1所述的载置台，其特征在于 10 所述导电性材料为铜。
3. 如权利要求1或2所述的载置台，其特征在于所述电绝缘材料为非金属的无机材料。
4.如权利要求1或2所述的载置台，其特征在于所述无机材料为陶瓷。
5. 如权利要求4所述的载置台，其特征在于 所述陶瓷以氧化铝为主体。20
6. 如权利要求5所述的载置台，其特征在于 所述氧化铝的纯度为99.99重量％以上。
7. 如权利要求5所述的载置台，其特征在于 25所述绝缘被膜的膜厚为0.3mm 1.5mm。
8. 如权利要求1 7中任一项所述的载置台，其特征在于 所述绝缘被膜通过喷镀形成。
9.如权利要求1 7中任一项所述的载置台，其特征在于所述绝缘被膜通过涂敷或蒸镀形成。
10.如权利要求1 9中任一项所述的载置台，其特征在于-在所述上部板状体与所述绝缘被膜之间存在有具有介于该两者各 自的热膨胀系数之间的热膨胀系数的中间层。
11.如权利要求1 10中任一项所述的载置台，其特征在于所述上部板状体至少具有10mm的厚度。
12. 如权利要求1 11中任一项所述的载置台，其特征在于在所述上部板状体的载置面上形成有用于吸附所述被检查体的10 槽。
13. 如权利要求1 12中任一项所述的载置台，其特征在于为了对所述载置面上的所述被检查体进行电特性检查时施加检查 用信号而使用的配线分别与所述上部板状体和所述下部板状体连接。
全文摘要
本发明提供一种载置台，其能够使顶板的表面电阻降低，获得稳定的检测结果，并且能够防止来自顶板的漏电流，进一步能够降低制造成本。本发明的载置台(20)包括具有半导体芯片(W)的载置面的由无氧铜构成的顶板(21)；连续地覆盖该顶板(21)的下表面(21A)以及侧面(21B)的由氧化铝构成的绝缘被膜(22)；和以与该绝缘被膜(22)接触的方式配置的且由无氧铜构成的冷却套管(23)。
文档编号G01R31/28GK101266261SQ200810086088
公开日2008年9月17日 申请日期2008年3月14日 优先权日2007年3月14日
发明者山田浩史, 筱原荣一 申请人:东京毅力科创株式会社