(57)【要約】  半導体検査装置は、被検査半導体素子の検査を行う検査回路と、この検査回路に接続される複数の配線と、を有する。上記検査回路は、被検査半導体素子と対向する位置に設けられた無線素子を備え、上記複数の配線のいずれかを介して特定の信号が入力された場合に、被検査半導体素子を検査するのに必要な検査信号を上記無線素子より無線にて送信するとともに、検査信号に対する応答信号を被検査半導体素子から上記無線素子を介して受信する。上記複数の配線を含む多層配線層は、上記無線素子が形成された面に形成されている。
2009151118.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被検査半導体素子の検査を行う検査回路と、
前記検査回路に接続される複数の配線と、を有し、
前記検査回路は、前記被検査半導体素子と対向する位置に設けられた無線素子を備え、前記複数の配線のいずれかを介して特定の信号が入力された場合に、前記被検査半導体素子を検査するのに必要な検査信号を前記無線素子より無線にて送信するとともに、前記検査信号に対する応答信号を前記被検査半導体素子から前記無線素子を介して受信し、
前記複数の配線を含む多層配線層が、前記無線素子が形成された面に形成されていることを特徴とする半導体検査装置。
【請求項２】
請求の範囲第１項に記載の半導体検査装置において、
前記検査回路で発生した熱を放熱する放熱板を備えることを特徴とする半導体検査装置。
【請求項３】
請求の範囲第１項または第２項に記載の半導体検査装置において、
前記複数の配線は、前記検査回路に対して電源を伝送する複数の電源配線を含み、
前記検査回路は、複数の電源端子を備え、前記複数の電源配線および前記複数の電源端子により電源の供給を受けることを特徴とする半導体検査装置。
【請求項４】
請求の範囲第１項から第３項までのいずれか１項に記載の半導体検査装置において、
前記複数の配線は、前記検査回路に対して前記特定の信号を伝送する複数の信号配線を含み、
前記検査回路は、複数の信号端子を備え、前記複数の信号配線および前記複数の信号端子により前記特定の信号の供給を受けることを特徴とする半導体検査装置。
【請求項５】
請求の範囲第３項に記載の半導体検査装置において、
前記電源配線は、金属ポストを介して前記電源端子に接続されることを特徴とする半導体検査装置。
【請求項６】
請求の範囲第４項に記載の半導体検査装置において、
前記信号配線は、金属ポストを介して前記信号端子に接続されることを特徴とする半導体検査装置。
【請求項７】
請求の範囲第１項から第６項までのいずれか１項に記載の半導体検査装置において、
複数の前記検査回路を備え、
前記複数の配線は、前記複数の検査回路に対して前記特定の信号を同時並列に伝送する配線を含む、半導体検査装置。
【請求項８】
請求の範囲第７項に記載の半導体検査装置において、
複数の前記被検査半導体素子が形成されたウエハを載せるステージを備え、
前記複数の検査回路は、前記半導体検査装置または前記ステージが所定の位置へ移動したことを示す通知が前記特定の信号として入力されるたびに、前記検査信号を送信することを特徴とする半導体検査装置。
【請求項９】
請求の範囲第８項に記載の半導体検査装置において、
前記複数の検査回路のそれぞれは、当該検査回路と対向する位置に配置された前記被検査半導体素子からの応答信号に基づいて、該被検査半導体素子の合否を判定し、該判定結果を保持し、該判定結果を読み出すための指示が前記複数の配線のうちの特定の配線を通じて入力されると、保持した判定結果を前記複数の配線のうちの特定の配線を通じて出力することを特徴とする半導体検査装置。
【請求項１０】
被検査半導体素子の検査を行う検査回路と、前記検査回路に接続される複数の配線と、を有し、前記検査回路は、前記被検査半導体素子と対向する位置に設けられた無線素子を備え、前記複数の配線を含む多層配線層が、前記無線素子が形成された面に形成された半導体検査装置において行われる半導体検査方法であって、
前記検査回路が、前記複数の配線のいずれかを介して特定の信号が入力された場合に、前記被検査半導体素子を検査するのに必要な検査信号を前記検査回路より無線にて送信するとともに、前記検査信号に対する応答信号を前記被検査半導体素子から前記無線素子を介して受信することを特徴とする半導体検査方法。
【請求項１１】
請求の範囲第１０項に記載の半導体検査方法において、
前記半導体検査装置は、複数の前記検査回路を備えており、
前記複数の検査回路が、複数の前記被検査半導体素子が形成されたウエハを載せるステージまたは前記半導体検査装置が所定の位置へ移動したことを示す通知が前記特定の信号として入力されるたびに、前記検査信号を一斉に送信することを特徴とする半導体検査方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体検査装置および半導体検査方法に関し、特に、被検査半導体素子と半導体検査装置間における信号伝送を無線で行う半導体検査装置、および半導体検査方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体素子の用途は、主にパーソナルコンピュータや携帯電話などの家電機器であるが、今後は、車載機器、通信インフラ機器、バイオエレクトロニクス機器など高い信頼性が求められる電子機器にも広がっていくと予想されている。そのため、信頼性の高い検査技術が重要になる。【０００３】
半導体素子の検査では、検査装置が検査信号をウエハ状態にある半導体素子へ送信し、該検査信号に対して半導体素子が返信した応答信号に基づいて検査装置が合否を判定する。【０００４】
上記のような手順でウエハ状態にある半導体素子を検査する場合、検査信号および応答信号は、一般的に、検査装置に設けられたプローブと半導体素子に設けられた通信用のパッド（電極）との接触により伝送される。【０００５】
しかしながら、プローブと通信用のパッドとを接触させた際に、プローブにより通信用のパッドが損傷する場合がある。この場合、良品であった半導体素子が検査を行うことで不良品となってしまうという問題が起こりうる。このような問題を解決するための検査システムとして、特許文献１（特表２００７−５２０７２２号公報）に開示された検査システムがある。【０００６】
図１は、特許文献１に記載の検査システムの構成を示す図である。【０００７】
特許文献１に記載の検査システムは、検査対象の半導体素子３との間で上述した検査信号および応答信号を無線で送受信するものであり、図１に示すように、テスタ１と、インターフェース装置２と、を有する。【０００８】
テスタ１は、半導体素子３の検査を行う際、インターフェース装置２へ電源を供給するとともに、検査に必要な検査データ（試験データ）をインターフェース装置２へ送信する。【０００９】
インターフェース装置２は、通信制御回路２１と、接地プローブ２４と、電源プローブ２５と、多層配線基板２６と、を有する。ここで、図２を参照して、インターフェース装置２について詳しく説明する。【００１０】
図２に示すように、通信制御回路２１は多層配線基板２６に実装されている。多層配線基板２６は、導電層２７〜２９と、電磁結合用配線２２、２３と、配線９１、９２とからなり、導電層２８には電源プローブ２５が接続され、導電層２９には接地プローブ２４が接続されている。【００１１】
電磁結合用配線２２および電磁結合用配線２３は、インターフェース装置２が半導体素子３と無線通信を行うのに必要なものである。電磁結合用配線２２は配線９１を介して通信制御回路２１に接続される。また、電磁結合用配線２３は、配線９２を介して通信制御回路２１に接続される。【００１２】
半導体素子３は、通信制御回路３１を備える。図２に示すように、通信制御回路３１の上に配電層３０が形成され、配電層３０の上に電磁結合用パッド３２、３３が形成されている。配電層３０は、電磁結合用パッド３２、３３と接合される絶縁層３４、導電層３５、絶縁層３６、導電層３７、および通信制御回路３１と接合される接合絶縁層３８からなる。【００１３】
配電層３０には、接地プローブ２４を導電層３７と接触させるための開口部８１と、電源プローブ２５と導電層３５とを接触させるための開口部８２とが形成されている。半導体素子３の検査が行われる際は、図２に示すように、接地プローブ２４を導電層３７に接触させ、電源プローブ２５を導電層３５に接触させる。また、配電層３０には、通信制御回路３１と電磁結合用パッド３２とを接続させるための配線９３と、通信制御回路３１と電磁結合用パッド３３とを接続させるための配線９４とが、形成されている。【００１４】
電磁結合用パッド３２、３３は、半導体素子３がインターフェース装置２と無線通信を行うために必要なものである。半導体素子３の検査が行われる際に、電磁結合用パッド３２は電磁結合用配線２２に近接する位置に配置され、電磁結合用パッド３３は電磁結合用配線２３に近接する位置に配置される。【００１５】
特許文献１のシステムでは、半導体素子３を検査する際、まず、接地プローブ１２４が導電層３７に接触し、電流プローブ１２５が導電層３５に接触する。次に、テスタ１１は、インターフェース装置２へ給電するとともに、検査データを通信制御回路２１へ送信する。【００１６】
インターフェース装置２では、テスタ１１より給電された電力の一部が接地プローブ１２４および電流プローブ１２５を通じて半導体素子３へ供給される。また、通信制御回路２１が、検査データに基づいて検査信号を電磁結合用配線２２、２３より無線で発信させる。電磁結合用配線２２より無線で発信された検査信号は、電磁結合用パッド３２を通じて通信制御回路３１へ入力される。また、電磁結合用配線２３より無線で発信された検査信号は、電磁結合用パッド３３を通じて通信制御回路３１へ入力される。【００１７】
通信制御回路３１は、検査信号が入力されると、該検査信号に対する応答信号を、電磁結合用パッド３２、３３よりそれぞれ無線で発信させる。電磁結合用パッド３２より無線で発信された応答信号は、電磁結合用配線２２を通じて通信制御回路２１へ入力される。また、電磁結合用パッド３３より無線で発信された応答信号は、電磁結合用配線２３を通じて通信制御回路２１へ入力される。通信制御回路２１は、応答信号をテスタ１１へ送信する。テスタ１１は、応答信号に基づいて検査の合否を判定する。【００１８】
特許文献１に記載の検査システムによれば、検査対象の半導体素子と検査装置間における信号伝送が無線で行われるため、半導体素子に設けられた通信用のパッドを傷つけないで検査することができる。これにより、検査の信頼性が向上する。
【発明の概要】
【００１９】
特許文献１に記載の検査システムでは、検査信号を実際に送信する電磁結合用配線２２、２３が検査信号の送信元である通信制御回路２１から独立して多層配線基板２６に形成されている。このような構成においては、電磁結合用配線２２、２３が形成された多層配線基板２６上に通信制御回路２１を実装する工程が必要となる。
【００２０】
この実装工程では、通信制御回路２１の所定の部位（配線部分）が多層配線基板２６の配線９１、９２の部分に接触するように、通信制御回路２１の多層配線基板２６に対する位置を正確に合わせた上で、ワイヤボンディングやはんだ付け等により、通信制御回路２１を多層配線基板２６上に固定する。この場合、配線９１、９２がボンディングや半田付けの際に損傷したり、通信制御回路２１が配線９１、９２に対して正しい位置に実装されなかったりすることがある。このような不具合により、製造歩留りが低下する。
【００２１】
本発明は、検査の信頼性が高く、かつ製造歩留りの高い半導体検査装置および半導体検査方法を実現する技術を提供することを目的とする。
【００２２】
上記目的を達成するための本発明による半導体検査装置は、
被検査半導体素子の検査を行う検査回路と、
前記検査回路に接続される複数の配線と、を有し、
前記検査回路は、前記被検査半導体素子と対向する位置に設けられた無線素子を備え、前記複数の配線のいずれかを介して特定の信号が入力された場合に、前記被検査半導体素子を検査するのに必要な検査信号を前記無線素子より無線にて送信するとともに、前記検査信号に対する応答信号を前記被検査半導体素子から前記無線素子を介して受信し、
前記複数の配線を含む多層配線層が、前記無線素子が形成された面に形成されている。
【００２３】
また、上記目的を達成するための本発明による半導体検査方法は、
被検査半導体素子の検査を行う検査回路と、前記検査回路に接続される複数の配線と、を有し、前記検査回路は、前記被検査半導体素子と対向する位置に設けられた無線素子を備え、前記複数の配線を含む多層配線層が、前記無線素子が形成された面に形成された半導体検査装置において行われる半導体検査方法であって、
前記検査回路が、前記複数の配線のいずれかを介して特定の信号が入力された場合に、前記被検査半導体素子を検査するのに必要な検査信号を前記検査回路より無線にて送信するとともに、前記検査信号に対する応答信号を前記被検査半導体素子から前記無線素子を介して受信する。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】特許文献１に記載の検査システムの構成を示す図である。
【図２】特許文献１に記載の検査システムに設けられた装置の構造を示す図である。
【図３】本発明の一実施形態である半導体検査装置の構造を示す図である。
【図４】図３に示す半導体検査装置に設けられた検査チップの構造を示す断面図である。
【図５】図３に示す半導体検査装置に設けられた検査チップと配線の接続状態の一例を示す断面図である。
【図６】図３に示す半導体検査装置に設けられた検査チップの上面を示す図である。
【図７】本発明による半導体検査装置の他の実施形態を示す図である。
【図８】本発明による半導体検査装置の他の実施形態を示す図である。
【図９】本発明による半導体検査装置の他の実施形態を示す図である。
【図１０】本発明による半導体検査装置の他の実施形態を示す図である。
【符号の説明】
【００２５】
１０１  半導体検査装置
１０２  検査チップ
１０３  接着材
１０４  基材
１０５  無線インターフェース面
１０６  樹脂
１０７  多層配線部
１０８  外部配線
１０９、１１０  配線
１１１  絶縁層
１１２  開口部
１１３  金属ポスト
２０１  被検査半導体ウエハ
２０２  被検査半導体素子
２０３  無線インターフェース面
３０１  カバー膜
３０２  電極端子
３０３  無線素子
４０２  検査回路部
４０３  信号端子
４０４  信号配線
４０５  電源端子
４０６  電源配線
４０７  接地端子
４０８  接地配線
【発明を実施するための形態】
【００２６】
本発明の一実施形態である半導体検査装置について、図面を参照しながら説明する。
【００２７】
まず、本実施形態の半導体検査装置の構造について説明する。図３は、本実施形態の半導体検査装置の構造を示す図である。
【００２８】
図３に示す半導体件装置１０１は、被検査半導体ウエハ２０１に形成された複数の被検査半導体素子２０２を検査する装置であり、複数の検査チップ１０２と、基材１０４と、樹脂１０６と、多層配線部１０７と、を有する。
【００２９】
半導体件装置１０１では、図３に示すように、検査チップ１０２は、接着剤１０３によって基材１０４に実装される。検査チップ１０２は、無線インターフェース面１０５が被検査半導体素子２０２と向い合せになるように実装される。無線インターフェース面１０５の上には、多層配線部１０７が設けられる。多層配線部１０７では、検査チップ１０２に接続される配線や外部配線１０８に接続される配線などが形成される。
【００３０】
ここで、図４、図５、および図６を参照して検査チップ１０２および多層配線部１０７について説明する。
【００３１】
図４は、検査チップ１０２の構造を示す断面図である。
【００３２】
検査チップ１０２の上面(無線インターフェース面１０５)には、検査チップ１０２に形成された回路に対して受電や信号伝送を行うための電極端子３０２、および被半導体検査素子２０２と無線通信を行う無線素子３０３が設けられている。電極端子３０２の一部および無線素子３０３は、カバー膜３０１によって覆われている。電極端子３０２の、カバー膜３０１に覆われていない部分（電極端子３０２が剥き出しになっている部分）は、樹脂１０６で覆われている。樹脂１０６の電極端子３０２の部分（電極端子３０２が剥き出しになっている部分に対応する部分）には、レーザビアにより形成された開口部１１２が形成される。
【００３３】
多層配線部１０７では、配線１０９および配線１１０が絶縁層１１１を介してそれぞれ異なる層に形成されている。配線１０９は、開口部１１２の内面に形成された配線を介して電極端子３０２と接続される。配線１０９および配線１１０は、銅、銀、金、ニッケル、アルミニウム、チタン、モリブデン、タングステン、およびパラジウムのいずれか、またはこれらを主成分とする合金で形成される。電気抵抗値及びコストの観点から考慮すると、配線１０９および配線１１０は銅で形成されることが望ましい。なお、本実施形態では、図４に示すように、配線１１４が形成され、配線１１４により配線１０９および配線１１０が接続される場合がある。
【００３４】
なお、電極端子３０２と配線１０９の接続には、例えば図５に示すような金属ポスト１１３を用いてもよい。電極端子３０２の、カバー膜３０１に覆われていない部分に、めっきで金属を析出させることにより、金属ポスト１１３を形成してもよい。このような金属析出工程を利用することで、レーザビアによる開口プロセスが不要になるため、その分、製造工程数を削減することができ、半導体検査装置１０１の製造コストを削減することができる。加えて、金属析出工程によれば、レーザビアと比較して、電極端子３０２と配線１０９の接続箇所を微細化できる。
【００３５】
金属ポスト１１３は、配線１０９および配線１１０と同様、銅、銀、金、ニッケル、アルミニウム、チタン、モリブデン、タングステン、およびパラジウムのいずれか、またはこれらを主成分とする合金を用いて形成される。電気抵抗値及びコストの観点から、金属ポスト１１３は、銅で形成することが望ましい。
【００３６】
図６は、検査チップ１０２を無線インターフェース面１０５から見た上面図である。
【００３７】
検査チップ１０２には、被検査半導体素子２０２の検査を行う検査回路４０２が設けられている。なお、図４に示す無線素子３０３は、検査回路４０２を構成する素子の一つである。
【００３８】
図６に示すように、検査チップ１０２には、信号端子４０３、電源端子４０５、および接地端子４０７が複数設けられている。信号端子４０３のそれぞれは、信号配線４０４を介して接続される。電源端子４０５のそれぞれは、電源配線４０６を介して接続される。接地端子４０７のそれぞれは、接地配線４０８を介して接続される。本実施形態では、信号配線４０４、電源配線４０６、および接地配線４０８はそれぞれ異なる層に形成される。
【００３９】
なお、図４に示す電極端子３０２は、信号端子４０３、電源端子４０５、および接地端子４０７のいずれかに相当する。また、図４に示す配線１０９および配線１１０は、信号配線４０４、電源配線４０６、および接地配線４０８のいずれかに相当する。
【００４０】
図６に示す例では、複数の検査チップ１０２にそれぞれ設けられた各端子が、配線を介して接続されている。そのため、各検査チップ１０２に対して、同時並列に電源および信号を伝送することが可能となる。これにより、各検査チップ１０２に対して同時並列に検査を実行できるので、検査時間を短縮できる。
【００４１】
また、図６に示す検査チップ１０２では、同じ用途の端子が複数設けられ、各端子は配線を介して接続される。そのため、半導体検査装置１０１の製造時に、例えば電源配線４０６が切断される製造不良が発生しても、他の電源配線と電源端子との接続により検査回路４０２に電源を供給することが可能となる。また、図６に示す検査チップ１０２では、電源配線４０６および接地配線４０７が接触する製造不良が発生しても、顕微鏡を用いて接触箇所をレーザリペア処理で修復することで、検査回路４０２に電源を供給することが可能となる。
【００４２】
上記のように、電源供給および信号伝送を行うための配線の製造不良が発生しても検査チップ１０２を交換することなく対処できるため、製造歩留まりが向上する。
【００４３】
次に、基材１０４について説明する。
【００４４】
基材１０４は、検査チップ１０２で発生した熱を放熱する放熱板である。基材１０４には、放熱性、および製造コストを含めた生産性の観点から金属、特に銅を用いることが望ましい。
【００４５】
次に、樹脂１０６について説明する。
【００４６】
樹脂１０６は、感光性または非感光性の有機材料で形成されている。樹脂１０６には、例えば、エポキシ樹脂、エポキシアクリレート樹脂、ウレタンアクリレート樹脂、ポリエステル樹脂、フェノール樹脂、ポリイミド樹脂、ＢＣＢ(Benzocyclobutene)樹脂、PBO(Polybenzoxazole)樹脂、ポリノルボルネン樹脂などを用いることが望ましい。
【００４７】
また、樹脂１０６には、ガラスクロスやアラミド繊維、アラミドフィルムなどで形成された織布や不織布に、エポキシ樹脂、エポキシアクリレート樹脂、ウレタンアクリレート樹脂、ポリエステル樹脂、フェノール樹脂、ポリイミド樹脂、ＢＣＢ樹脂、ＰＢＯ樹脂、ポリノルボルネン樹脂などを含浸させた材料を用いてもよい。
【００４８】
樹脂１０６の形成には、例えば、ラミネート法、スピンコート法、印刷法、プレス法、インクジェット法、およびカーテンコート法のいずれかを用いることとすればよい。なお、絶縁層１１１も、樹脂１０６と同様にして形成される。
【００４９】
次に、半導体ウエハ上に形成された半導体素子を検査する際の本実施形態の半導体検査装置の動作について説明する。
【００５０】
本実施形態では、検査チップ１０２は、３００μｍの厚みを有し、そのチップサイズは３ｍｍ角のサイズである。基材１０４は、直径が２６０ｍｍ、厚さが０．５ｍｍの銅合金よりなる。樹脂１０６は、エポキシ樹脂を用いてラミネート法により形成されている。多層配線部１０７を構成する各配線は、銅よりなり、その厚さは約５μｍである。
【００５１】
また、本実施形態では、被検査半導体ウエハ２０１の直径は３００ｍｍで、その端部に電源供給部を備える。そして、電源装置（不図示）から電源供給部を通じて全ての被検査半導体素子２０２に電源が供給される。なお、被検査半導体ウエハ２０１に対して電源を供給する方法は、特に限定されない。例えば、対応する検査チップ１０２および被検査半導体素子２０２の間で、非接触による電源供給（電磁波による電源供給）を行ってもよい。
【００５２】
被検査半導体ウエハ２０１に設けられた複数の被検査半導体素子２０２を検査する際、まず、テスタから半導体検査装置１０１へ電源が供給されるとともに、検査の実行を指示する旨の指示信号がテスタから半導体検査装置１０１へ入力される。
【００５３】
半導体検査装置１０１では、テスタからの電源は、外部配線１０８および多層配線部１０７を通じて全ての検査チップ１０２に供給される。また、指示信号も、電源供給の場合と同様にして、外部配線１０８および多層配線部１０７を通じて全ての検査チップ１０２に入力される。
【００５４】
検査チップ１０２では、電源端子および接地端子を通じて電源が検査回路４０２に供給され、信号端子を通じて指示信号が検査回路４０２に入力される。検査回路４０２は、指示信号が入力されると、検査信号を無線素子３０３より無線にて被検査半導体素子２０２へ送信する。全ての検査チップ１０２から検査信号が一斉に送信される。
【００５５】
被検査半導体素子２０２では、無線インターフェース面２０３に設けられた通信回路（不図示）が検査信号を受信する。このとき、通信回路は、自身と対向する位置の検査チップ１０２からの検査信号を受信する。通信回路は、検査信号を受信すると、該検査信号に対する応答信号を検査チップ１０２へ無線で送信する。
【００５６】
検査チップ１０２では、検査回路４０２が、無線素子３０３を通じて応答信号を受信し、該応答信号に応じて、検査の合否を判定する。そして、検査回路４０２は、合否の結果を示す信号をテスタへ送信する。
【００５７】
本実施形態では、無線素子３０３と検査回路４０２とが一体となって検査チップ１０２に設けられているので、検査回路４０２と無線素子３０３を接続するための配線を検査チップ１０２外の多層配線部１０７に形成する必要はない。検査チップ１０２は半導体プロセスを利用して形成されており、多層配線部１０７は、金属析出工程等を利用して形成されている。よって、特許文献１に記載のもののような、ワイヤボンディングやはんだ付けによる実装工程を行う必要がない。したがって、特許文献１に記載のものに比較して、検査チップ１０２を多層配線部１０７に実装する工程で、良品である検査チップ１０２が無駄になる不具合が減少するので、製造歩留りが高くなる。
【００５８】
また、本実施形態では、検査チップ１０２は放熱機能を有する基材１０４に実装されるので、検査回路４０２の動作時に、検査回路４０２で発生した熱が基材１０４を通じて放熱される。これにより、検査回路４０２の動作が安定するため、検査の信頼性が向上する。
【００５９】
また、本実施形態では、複数の半導体素子の検査について、検査信号を送信してから合否を判定するまでの処理を複数の検査チップによりパイプライン処理として実施することができるため、検査時間を短縮できる。
【００６０】
なお、本発明では、図７に示す半導体検査装置５０１、または図８に示す半導体検査装置６０１のように、基材１０４の横幅を被検査ウエハ２０１よりも長くしてもよい。この場合、基材１０４の外周に沿って補強材を設けることで、半導体検査装置の機械的強度を向上させることが可能となる。
【００６１】
半導体検査装置５０１では、配線接続部１１５を介して多層配線部１０７と外部配線１０８とが接続される。配線接続部１１５は、エッチングにより基材１０４の両端の一部に形成され、その周辺はエポキシ樹脂で形成される保護樹脂１１６で覆われている。
【００６２】
一方、半導体検査装置６０１では、多層配線部１０７と外部配線１０８とが直接に接続されている。この場合、上述したエッチング処理が不要になるため、製造工数が低減される。これにより、製造歩留りが高くなる。
【００６３】
また、本発明では、図９に示す半導体検査装置７０１のように、複数の検査チップ１０２を一列に並べ、被検査半導体ウエハ２０１を矢印１０００の向きに移動させて検査することにしてもよい。矢印１０００は、検査チップ１０２の並び方向と交差（望ましくは直交）する方向を示す。
【００６４】
この場合、被検査半導体ウエハ２０１は、図１０に示すように、ステージ７０２に搭載され、制御装置７０３がステージ７０２の移動動作を制御する。半導体検査装置７０１は、ステージ７０２上に固定された被検査半導体ウエハ２０１と対向するように配置される。半導体検査装置７０１の検査チップ１０２の並び方向は、被検査半導体ウエハ２０１の被検査半導体素子２０２の並び方向（行または列のいずれかの方向）と合致する。ここでは、検査チップ１０２の並び方向と被検査半導体素子２０２の行方向とが合致しているものと仮定する。この場合、検査チップ１０２の数は、各行の被検査半導体素子２０２の数のうちの最大の数以上である。
【００６５】
ステージ７０２には、制御装置７０３の制御に基づいて、半導体検査装置７０１の下を矢印１０００の向きに移動する機能が設けられている。また、制御装置７０３は、ステージ７０２が所定の位置へ移動したことを確認するとその旨を半導体検査装置７０１に通知する。半導体検査装置７０１は、該通知を受けると検査信号を送信する。
【００６６】
なお、制御装置７０３がステージ７０２ではなく半導体検査装置７０１を移動させて被検査半導体素子２０２を検査することとしてもよい。この場合、半導体検査装置７０１には、制御装置７０３の制御に基づいて被検査半導体ウエハ２０１の上を矢印１０００の向きに移動する機能が設けられる。
【００６７】
図９および図１０に示した構成において、検査チップ１０２および制御装置７０３は、被検査半導体素子２０２を検査するために、以下のような動作を行う。なお、ここで説明する検査動作は、一例であり、本発明を限定するものではない。
【００６８】
各検査チップ１０２において、図６に示した検査回路４０２は、所定の動作を示す信号パターンの情報を記憶するメモリ回路を備え、被検査半導体素子２０２からの応答信号のパターンがメモリ回路に格納した信号パターンと合致するか否かにより合否判定を行う。この判定結果は、メモリ回路に保持される。なお、被検査半導体素子２０２からの応答信号は、検査チップ１０２からの検査信号に従って被検査半導体素子２０２が動作した結果を示す信号である。検査信号に従って被検査半導体素子２０２が正常に動作した場合、その応答信号のパターンはメモリ回路に保持した信号パターンに合致する。
【００６９】
また、検査回路４０２は、制御装置７０３からの指示信号（検査開始指示）に応じて、上記の所定の動作を行わせるための検査信号を被検査半導体素子２０２へ送信する。
【００７０】
さらに、検査回路４０２は、制御装置７０３からの指示信号（判定結果収集指示）に応じて、メモリ回路に保持した合否判定結果を示す信号を制御装置７０３に送信する。
【００７１】
制御装置７０３は、ステージ７０２の位置情報に基づいて、各検査チップ１０２が被検査半導体ウエハ２０１上のどの位置にあるかを管理する。検査開始指示および判定結果収集指示を行う際は、制御装置７０３は、その位置情報に基づいて、被検査半導体ウエハ２０１上における各検査チップ１０２の位置を特定する。制御装置７０３は、被検査半導体素子２０２と対向する位置にある検査チップ１０２に対してのみ、検査開始指示を送信する。また、制御装置７０３は、検査開始指示を送信した検査チップ１０２に対して順に判定結果収集指示を送信し、各検査チップ１０２から合否判定結果を順次読み出す。
【００７２】
被検査半導体ウエハ２０１の被検査半導体素子２０２を行（または列）毎に、その行（または列）方向に並ぶ複数の検査チップ１０２で同時にスキャン（走査）する検査を行う。この場合、１個の検査チップで被検査半導体素子２０２を１個ずつ検査する場合に比較して、検査時間を大幅に削減することができる。
【００７３】
また、検査チップ１０２自体が被検査半導体素子２０２を検査するための検査回路４０２を有するため、各検査チップ１０２が同時に、対応する被検査半導体素子２０２を検査することができる。これにより、検査時間をさらに短縮することが可能になっている。
【００７４】
なお、半導体検査装置７０１では、検査チップ１０２が一列に並べられたレイアウトとなっているが、被検査半導体素子２０２を複数の列に並べるレイアウトにしてもよい。この場合、被検査半導体ウエハ２０１全体を複数のブロックに分けて、ブロック毎に、被検査半導体素子２０２の検査を行う。
【００７５】
検査信号及び判定結果を示す信号は、１ビットではなく、複数ビット(ベクトル)で構成してもよい。例えば、被検査半導体素子を検査している検査チップの隣では、別の被検査半導体素子を検査している検査チップがあり、それらを制御する信号（検査開始指示または判定結果収集指示信号）は時系列として１クロックずれている。この場合、被検査半導体ウエハ２０１全体または各ブロックが、１チップであるかのように、端から順にテストベクトルが入力されて行き、順に検査結果が読み出される。
【００７６】
以上、実施形態を参照して本発明を説明したが、本発明は上述した実施形態に限定されるものではない。本発明の構成および動作については、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において、当業者が理解し得る様々な変更を行うことができる。
【００７７】
例えば、検査回路４０２を発生源とするノイズを除去するノイズフィルターとなるＬＣＲ素子を多層配線部１０７に設けてもよい。具体的には、コンデンサを構成する誘電体材料には、酸化チタン、酸化タンタル、Al2O3、SiO2、ZrO2、またはHfO2Nb2O5などの金属酸化物、BST(BaxSr1-xTiO3)、PZT(PbZrxTi1-xO3)、PLZT(Pb1-yLayZrxTi1-xO3)などのペロブスカイト系材料、もしくはSrBi2Ta2O9等のＢｉ系層状化合物を用いる。但し、０≦ｘ≦１、０＜ｙ＜１である。あるいは、無機材料や磁性材料を混合した有機材料等を、コンデンサを構成する誘電体材料として用いる。
【００７８】
上記のノイズフィルターを設けた構成においては、検査チップ１０２と被検査半導体素子２０２間の無線による信号伝送がノイズの影響を受けることなく実施されるため、検査の信頼性が向上する。
【００７９】
被検査半導体素子(ウエハ)への電源供給は、検査チップ側から行ってもよい。また、被検査半導体ウエハの端部に電極を設けておいて、その端部から接触方式で電源を被検査半導体素子へ供給してもよい。さらに、被検査半導体ウエハを貫通するシリコン貫通ビアを設け、被検査半導体ウエハの裏面から被検査半導体素子へ電源を供給してもよい。
【００８０】
本発明によれば、被検査半導体素子と半導体検査装置とを接触させることなく、検査信号を半導体検査装置から被検査半導体素子へ伝送でき、かつ、応答信号を被検査半導体素子から半導体検査装置へ伝送できる。これにより、被検査半導体素子を傷つけることなく検査できるので、検査の信頼性が高くなる。
【００８１】
また、本発明によれば、検査信号を実際に送信する無線素子と検査信号の送信元である検査回路とが一体となって検査チップに設けられているので、検査回路と無線素子を接続するための配線を、検査チップと独立した形態で形成する必要がない。このため、検査チップを実装する際に、特許文献１に記載のもののような、ワイヤボンディングやはんだ付け等による実装工程を行う必要がない。したがって、特許文献１に記載のものに比較して、良品である検査チップが無駄になる不具合が減少するので、製造歩留りが高くなる。
【００８２】
この出願は、２００８年６月１２日に出願された日本出願特願２００８−１５３９８３を基礎とする優先権を主張し、その開示の全てをここに取り込む。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【国際調査報告】
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