(57)【要約】 【課題】  １つのＩＣチップの検査に必要なプローブ針を１枚のプローブカードに持たせ、複数パターンの測定が行なえるようにする。【解決手段】  被検査物を載せる載置台と、該載置台を上下左右方向へ移動させるための駆動機構と、載置台に対向して配置された複数のプローブ針とを備え、駆動機構により載置台を移動させることで、載置台に載せた被検査物の複数の電極にプローブ針を接触させて、被検査物を検査する構成とし、前記被検査物の個々の電極と、各電極に対応する前記プローブ針の接触部分との相対距離を少なくとも１つ異ならせる。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
被検査物を載せる載置台と、該載置台を上下左右方向へ移動させるための駆動機構と、前記載置台に対向して配置された複数のプローブ針とを備え、前記駆動機構により前記載置台を移動させることで、前記載置台に載せた被検査物の複数の電極に前記プローブ針を接触させて、前記被検査物を検査する検査装置において、
前記被検査物の個々の電極と、各電極に対応する前記プローブ針の接触部分との相対距離を少なくとも１つ異ならせたことを特徴とする検査装置。
【請求項２】
前記プローブ針の接触部分の高さ位置を可変するための可変機構を備えたことを特徴とする請求項１に記載の検査装置。
【請求項３】
前記プローブ針の接触部分の高さ位置を予め異なるように配置したことを特徴とする請求項１に記載の検査装置。
【請求項４】
前記被検査物の個々の電極のうち、少なくとも１以上の電極の導電部の形状を他の電極の導電部の形状と異ならせたことを特徴とする請求項１に記載の検査装置。
【請求項５】
前記可変機構は、前記プローブ針が設けられた電磁ソレノイドであることを特徴とする請求項２に記載の検査装置。
【請求項６】
前記可変機構は、熱応動部材からなることを特徴とする請求項２に記載の検査装置。
【請求項７】
前記可変機構は、前記プローブ針の先端側を釣支するためのワイヤーと前記ワイヤーを引き上げる電磁ソレノイドからなることを特徴とする請求項２に記載の検査装置。
【請求項８】
前記可変機構は、前記プローブ針に接触し、回転可能に設けられた非円形のカムと前記カムを回転させるモータからなることを特徴とする請求項２に記載の検査装置。
【請求項９】
前記プローブ針毎に複数のカムがシャフトを介して回転可能に設けられており、少なくとも１つ以上のカムが、他のカムに較べて前記プローブ針との接触部分の角度が異なるように前記シャフトに配されていることを特徴とする請求項８に記載の検査装置。
【請求項１０】
前記プローブ針の接触部分の高さ位置の差は５０〜１５０μｍであることを特徴とする請求項３に記載の検査装置。
【請求項１１】
前記プローブ針のうち、接触部分の高さ位置が低い方の先端部の形状を平らにしたことを特徴とする請求項３または１０に記載の検査装置。
【請求項１２】
前記電極のうち、少なくとも１つ以上の電極は導電部と絶縁部とからなり、前記絶縁部を、対応するプローブ針の接触部分に近い側に設けたことを特徴とする請求項４に記載の検査装置。
【請求項１３】
前記検査物は、複数の電極を備えた集積回路素子であって、
前記電極のうち、少なくとも１以上の電極の形状を他の電極の形状と異ならせたことを特徴とする請求項１に記載の検査装置。
【請求項１４】
前記電極のうち、少なくとも１つ以上の電極は導電部と絶縁部とからなり、前記電極において、前記絶縁部を、対応するプローブ針の接触部分に近い位置に設けたことを特徴とする請求項１３に記載の検査装置。
【請求項１５】
前記導電部と前記絶縁部との境界をくの字形としたことを特徴とする請求項１４に記載の検査装置。
【請求項１６】
前記絶縁部の形状を円形とし、前記導電部の略中央に配置したことを特徴とする請求項１４に記載の検査装置。
【請求項１７】
被検査物を載置台に載せ、該載置台を上下左右方向へ移動させ、前記載置台に対向して配置された複数のプローブ針を前記載置台に載せた被検査物の複数の電極に接触させ、前記被検査物を検査する集積回路素子の検査方法において、
前記被検査物の個々の電極と各電極に対応する前記プローブ針の接触部分との相対距離を少なくとも１つ異ならせた状態で、前記載置台を移動させることで前記電極とプローブ針を順次接触状態にして検査を行なうことを特徴とする集積回路素子の検査方法。
【請求項１８】
前記被検査物のすべての電極に対して、前記プローブ針が接触状態にある状態まで前記載置台を移動し、その状態で検査を行い、検査結果が異常となった場合に、再度前記載置台を移動させることで前記電極とプローブ針を順次接触状態にして検査を行なうことを特徴とする請求項１７に記載の集積回路素子の検査方法。
【請求項１９】
シリコンウエハ基板に集積回路素子を形成する集積回路形成工程と、
前記集積回路形成工程で集積回路素子が形成されたウェハを載置台に載せ、前記集積回路素子の個々の電極と各電極に対応する前記プローブ針の接触部分との相対距離を少なくとも１つ異ならせた状態で、前記載置台を移動させることで前記電極とプローブ針を順次接触状態にして検査を行なうウェハ検査工程と、
前記ウェハ検査工程で検査したウェハを集積回路素子単位に切断するダイシング工程からなることを特徴とする集積回路素子の製造方法。
【請求項２０】
請求項１９の集積回路素子の製造方法を用いて製造された集積回路素子。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、プローブ針を用いたウェハの検査装置及び検査方法、集積回路素子の製造方法、集積回路素子に関する。
【背景技術】
【０００２】
図１６の(ａ)は従来のプローブ針を用いたウェハチップの検査装置において、プローブ針がウェハチップに接触した状態を示す拡大平面図である。図１６の(ａ)において、１はＩＣチップ、２はプローブ針、３はプローブカード、４はＩＣチップ１上にプローブ針２が当たる電極パッド、５はプローブ針２を固定する、プローブカード３に取り付けられた絶縁体である。プローブカード３には、すべての測定項目に必要なプローブ針２を用意してある。また図１６の(ｃ)は、規則正しい関係にＩＣチップ１が形成されたウェハ６の平面図である。
【０００３】
図１６の(ｂ)に示すように、通常ウェハの各々のＩＣチップ１を自動測定するために、ウェハ６を固定してＸＹＺθ方向に移動が可能なウェハステージ７と、プローブ針２が取り付けてあるプローブカード３を用いる。ウェハステージ７上に置かれたウェハ６にプローブ針２を各々のチップに当て測定して行く。通常の測定では、テスト項目により使用するピンはそれぞれ違ってくるため、加電圧・加電流・測定ピンなどとして全ピンを同時に使用する事は少ない。全ピンのプローブ針２を備えたプローブカード３を用いて全ピンが電極パッド４に接触していても測定回路側で読み込むピンを選択して使用する方法が一般的である。
【０００４】
そして、ノイズの影響を受けやすいチップや配線容量が問題となるチップの場合、測定回路内に回路を切断する為のリレーを設ける。しかし、入力インピーダンスが大きく、アンプ増幅率が数百倍以上のチップや、測定周波数が数ＭＨｚを超えるようなチップでは、約２０〜３０ｍｍのプローブ針がＩＣチップの電極パッドに接触しているだけで、ノイズや容量の影響を受け、プローブ針を電極パッドから離しておかないと正常に測定できない項目がある。
【０００５】
このような影響を受けるものとして、応答速度が高速のピックアップ用ＩＣチップ、微小信号を入力するリモコン用ＩＣチップ、チョッパレギュレータ用ＩＣチップ、高耐ノイズ型フォトトライアックチップなどがある。
【０００６】
この問題に対して従来は、測定に必要なプローブ針２のみを備えたプローブカード３を複数準備し、各々のプローブカード３で全てのＩＣチップ１を測定した後にプローブカード３を取り替えて、複数回測定を行っていた。また、この問題点を改善するために、図１７に示すように、同一プローブカード８内に、１つのＩＣチップに対する検査用プローブ針のセットを測定進行方向に２つ並べて配置し、各々の検査用プローグ針のセットにおける電極に対する針の配置を異ならせることで、各々の検査用プローグ針のセットによる測定を連続して行い、１つのＩＣチップの良否判定を行なうウェハテスト方法が特開平３−２３９３４１に開示されている。
【特許文献１】特開平３−２３９３４１
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、前者の方法では、複数回測定する為に、測定に時間がかかり、プローブカードも複数準備することが必要になり、コストもかかる。またプローブカードの取り替えの作業も必要となり作業効率が悪い。
【０００８】
一方後者の方法では、測定は１回で行うため測定時間はかなり短縮される。しかし、１つのＩＣチップに対しすべての測定が同時では無い為、各々のデータを格納する処理や、判定するために合成する処理等、テスタのプログラムが複雑になり、テスタの種類によっては対応できないものもある。また、プローバについても位置情報の出力や、測定順序方向が決まっているため一定方向の動きに対応するものが必要となり限定される。
【０００９】
さらに、もう一つの大きな問題点は、測定時間短縮のためによく行われる複数チップの同時測定の問題で、プローブ針の数が、更に複数倍必要になるため、プローブカード面積や、プローブカード上の配線数が増大することである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明は上記のような問題点を解決するためのものであり、被検査物を載せる載置台と、該載置台を上下左右方向へ移動させるための駆動機構と、前記載置台に対向して配置された複数のプローブ針とを備え、前記駆動機構により前記載置台を移動させることで、前記載置台に載せた被検査物の複数の電極に前記プローブ針を接触させて、前記被検査物を検査する検査装置において、前記被検査物の個々の電極と、各電極に対応する前記プローブ針の接触部分との相対距離を少なくとも１つ異ならせたことを特徴とする。
【００１１】
また、前記検査物は、複数の電極を備えた集積回路素子であって、前記電極のうち、少なくとも１以上の電極の形状を他の電極の形状と異ならせたことを特徴とする。
【００１２】
また、被検査物を載置台に載せ、該載置台を上下左右方向へ移動させ、前記載置台に対向して配置された複数のプローブ針を前記載置台に載せた被検査物の複数の電極に接触させ、前記被検査物を検査する集積回路素子の検査方法において、前記被検査物の個々の電極と各電極に対応する前記プローブ針の接触部分との相対距離を少なくとも１つ異ならせた状態で、前記載置台を移動させることで前記電極とプローブ針を順次接触状態にして検査を行なうことを特徴とする。
【００１３】
また、シリコンウエハ基板に集積回路素子を形成する集積回路形成工程と、前記集積回路形成工程で集積回路素子が形成されたウェハを載置台に載せ、前記集積回路素子の個々の電極と各電極に対応する前記プローブ針の接触部分との相対距離を少なくとも１つ異ならせた状態で、前記載置台を移動させることで前記電極とプローブ針を順次接触状態にして検査を行なうウェハ検査工程と、前記ウェハ検査工程で検査したウェハを集積回路素子単位に切断するダイシング工程からなることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、集積回路素子の検査において、１チップの検査に必要なすべてのプローブ針を１枚のプローブカードに持たせるとともに、任意のプローブ針と集積回路素子の電極との位置関係を接触状態または非接触状態にすることができる。よって、検査対象となる１チップに１枚のプローブカードを割り当てた状態で、プローブ針を接触させる電極が異なる複数種類の測定パターンによる検査が行なうことができる。
【００１５】
これにより、各測定に必要なプローブ針の組み合わせで測定が可能となり、測定に不要な電極に立てられたプローブ針からのノイズや容量の影響を回避できる。
【００１６】
また、プローブカードにおいては測定する１チップ分を対象として測定に必要なプローブ針を１枚のプローブカードに立てる構造をとることが出来、１回のプローブカードの割当で複数回の測定が済む。
【００１７】
また、プローブカードの交換が不要となり、測定順序の制約をなくすことが出来る。
【００１８】
さらに、検査装置における測定後のデータ処理が容易となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。なお、実施の形態を説明するための全図において、同一の機能を有する部材には同一の符号を付しており、その繰り返しの説明は省略する。
【００２０】
図１は本発明の検査装置の一例を示す概略図である。図２は本発明の検査対象となるＩＣチップ（集積回路素子）を製造する製造工程を説明した説明図である。
【００２１】
まず、ＩＣチップ（集積回路素子）を製造する製造工程について、図２を用いて説明する。
【００２２】
シリコンウェハ基板１３に酸化膜１４を成膜させ、レジスト感光剤１５を塗布し硬化させる（図２(ａ)）。そこにフォトマスクの回路レイアウトパターンデータを転写、露光、現像する（露光された部分のレジスト感光剤が剥離される。（図２(ｂ)））。露出領域の酸化膜１４をエッチングにて剥離削除し（図２(ｃ)）、その後、残りのレジスト感光剤１５を除去する（図２(ｄ)）。その後、シリコンウェハ基板１３に形成する、抵抗・トランジスタ・容量といった回路素子に応じた拡散工程、イオン注入工程等を行い、不純物拡散領域１６を作成する（図２(ｅ)）。この酸化膜形成から不純物拡散までの工程を何度か繰り返すことで、シリコンウェハ基板１３に集積回路素子を形成していく（図２(ｅ)は集積回路抵抗素子を形成したときの概略断面である）。
【００２３】
最後に、各素子の電極や回路配線部分兼用となる電極膜１７の形成（図２(ｆ)）を行い、保護膜１８を作成し（図２(ｇ)）、集積回路が形成される。
【００２４】
上述した製造工程によりＩＣチップが形成されたシリコンウェハ基板（以後ウェハと称す）は、その良否を検査するためのウェハテストという検査工程において、ＩＣチップに対する電気的特性の検査をおこなう。
【００２５】
図１において、検査装置は、テスタ９、ソケットボード１０、プローブカード３、ウェハステージ７、移動制御部１１から構成されている。
【００２６】
テスタ９は、ウェハ６に形成されたＩＣチップに入力するための電気信号波形を作成したり、ＩＣチップからの電気信号波形を解析し、良否判定をするためのものである。ソケットボード１０は、そのボード上に電子部品１２にて回路を構成し、テスタ９にて作成された電気信号波形を検査するＩＣチップ用途にあわせて再形成する。プローブカード３はソケットボード１０にねじ等で固定されており、電気的にも接続されたもの、交換可能なものとなっている。また、プローブカード３は中央部に開口部を有しており、その開口部には絶縁体５によりプローブ針２が固定されている。このプローブ針２はＩＣチップの電極パッドに接触して電気信号波形の入出力をおこなうものであり、電極パッドの位置に合わせて配置されている。このプローブ針２はテスタ９、プローブカード３に電気的に接続されている。また、ウェハステージ７は、ウェハ６を真空吸着して保持するものであり、移動制御部１１によりＸ、Ｙ、Ｚ、θ、に移動可能な構成になっている。
【００２７】
この検査装置の動作を説明する。ウェハステージ７上にウェハ６を搭載し、このウェハステージ７を移動制御部１１によりプローブカード３開口部真下まで移動させる。次にウェハステージ７を垂直方向に上昇させて、ウェハ６に形成されたＩＣチップの電極パッドにプローブ針２を接触させる。その後、テスタ９にて作成された電気信号波形をソケットボード１０、プローブカード３、プローブ針２を介して入力させ、ＩＣチップから出力された電気信号波形を入力時の逆のルートでテスタ９へ戻し、解析し、ＩＣチップの良否判定を行う。検査が終了すると、ウェハステージ７を降下させて検査結果が不良を示していれば、そのＩＣチップ１の表面には、図示しないインカーによりバッドマークとよばれるマーキングが施され、次のＩＣチップの同様な検査へと移る。マーキングが施された不良ＩＣチップは、後のダイボンド行程にて排除される。
【００２８】
ここで、本発明の検査装置におけるプローブ針２と検査対象となるＩＣチップの電極との配置関係について説明する。プローブ針２は、検査対象となるＩＣチップに対して、種々の検査のために必要な複数のプローブ針が１組として配置されているが、検査対象となるＩＣチップの個々の電極と、この電極に対応する個々のプローブ針との相対距離が異なるように、プローブ針またはＩＣチップの電極が配置されている。すなわち、この相対距離とは、各検査の測定パターン毎に必要な針と電極との間が同じ距離となるようにしている。
【００２９】
例えば、図１に示す例では、任意のプローブ針の電極への接触部分の高さを異ならせて配置している。この状態で、ウェハステージ７の高さ位置を段階的に上昇させることで、少なくとも２種類以上のプローブ針の接触パターンを実現することができる。これにより、１つのＩＣチップの検査用に１組のプローブ針をプローブカード３に設けるだけで、複数の測定パターンの検査を行なうことができるので、複数枚のプローブカードの交換が不要となる。また、２組以上のプローブ針をプローブカード３に設ける場合に較べて、１組のプローブ針で済むので検査の制御が効率的に行え、測定順序の制約をなくすことができる。
【００３０】
なお、図１においては、任意のプローブ針の電極への接触部分の高さを異ならせた実施形態を例示したがこれに限定されず、検査対象となるＩＣチップに対して、検査のために必要な複数のプローブ針が１組として配置された状態において、検査対象となるＩＣチップの個々の電極と、この電極に対応する個々のプローブ針との相対距離が異なるようになれば良く、発明者が検討した他の実施の形態については後程詳述する。
【００３１】
次に本発明の検査装置による測定方法について図１５を用いて説明する。
【００３２】
まず全てのプローブ針２を接触状態とする。図１に示す検査装置の例では、すべてのプローブ針２が接触する高さまでウェハステージ７を上昇させる（Ｓ１）。その状態で一部のプローブ針２を非接触にしないと測定結果が不良となる項目を測定する（Ｓ２）。結果が良品の場合は、接触状態を切り替えるプローブ針２が正常に接触していないと判断し、再度ウェハステージ７の高さを調整し、プローブ針２の接触動作を行う。結果が不良の場合は、正常に接触していると判断し、すべてのプローブ針２が接触している状態で測定ができる項目の測定をおこなう（Ｓ３）。その後、接触状態を切り替えるプローブ針２を非接触にし（Ｓ４）、一部のプローブ針２が非接触でないと測定できない項目を測定する（Ｓ５）。図１に示す検査装置の例では、ウェハステージ７を下降させることで高さの異なるプローブ針を非接触状態に切り替える。すべての測定結果が良品の場合、そのチップを良品、１つでも不良の項目がある場合は不良と判定し、次のチップへ移動する。
【００３３】
ここで、本発明によるＩＣチップの測定時間と従来の２種類のプローブカードを用いた場合（比較例）との測定時間の結果について説明する。検査対象は、高速ピックアップ用受光チップ（１ウェハあたり２５，２００チップ）を用い、２種類の測定パターンによる検査を行なった。
【００３４】
１ウェハの測定時間の結果は、本発明を用いて１枚のプローブカードでの測定時間（途中１回、プローブ針の接触状態を変えるためにウェハステージ７を動かす）は１２５分／ウェハとなった。これに対して、比較例は、２０５分／ウェハ（１回目１０４分、プローブカード交換後、２回目１０１分）となり、本発明の場合、比較例と較べて約４０％の時間短縮を実現する結果となった。
【００３５】
さて、上述したウェハテストの工程を終えたウェハは、ＩＣチップの状態にされ、リードフレームに固定され、電気接続され、樹脂パッケージに封じられ、電子部品として出荷される。または、次に説明するダイシング工程が完了した状態（ＩＣチップ単位）で出荷される場合もある。
【００３６】
ウェハテスト工程を終了したウェハが電子部品としての製品になるまでの、ダイシング工程、ダイボンド工程、ワイヤボンド工程、パッケージング工程を図３から図６を用いて、順に説明する。
【００３７】
ウェハテスト工程を終了したウェハは、その裏面に図示しないダイシングシートと呼ばれる粘着性のあるビニールシート等が貼られる。これは、ウェハ状態からＩＣチップ状態へ切り分ける次のダイシング工程で各ＩＣチップが離散しないようにするためである。
【００３８】
図３にウェハ表面の拡大図を示す。ダイシング工程では、ダイシングシートを貼られたウェハの、ＩＣチップ１周囲に上述した製造工程で作られたスクライブライン１９の中心部分２０（実際のウェハには線として作られていない）をダイソーで切断される。
【００３９】
図４はダイボンド工程の説明図である。図４の(ａ)に示すように、ダイボンド工程で使用するリードフレーム２１は複数個分の基板が連結されたものとなっている。この工程ではリードフレーム２１のアイランド部分２２にＩＣチップ１を１個搭載、固定する。ダイシング工程を経たダイシングシートに載っているＩＣチップ１はダイボンダと呼ばれる装置にて良品ＩＣチップ１個が取り出され、図４の(ｂ)に示すように、リードフレーム２１のアイランド部分２２に載せられる。そこには予め、熱により硬化する性質を持つ金属ペースト２３が塗布されており、ＩＣチップ１がリードフレーム２１のアイランド部分２２に粘着する。その後、ＩＣチップ１の載ったリードフレーム２１をオーブン装置に入れ、金属ペーストを硬化させ、リードフレーム２１のアイランド部分２２とＩＣチップ１とを完全に固定させる。
【００４０】
図５はワイヤボンド工程の説明図である。ワイヤボンド工程では、リードフレーム２１のアイランド部分２２に載っているＩＣチップ１の電極パッド４とリードフレームのリード２４とを電気的に接続させるために、金線２５にて架設する。
【００４１】
図６はパッケージング工程の説明図である。この工程では、リードフレーム２１の外部リード部２６を露出する形で樹脂封止体２７で封止する（図６(ａ)）。
その後、リードフレームの外枠を削除して、１個の電子部品が完成する（図６(ｂ)）。
【００４２】
続いて、本発明の検査装置の各実施例について図面を用いて説明する。
【実施例１】
【００４３】
図７は本発明の検査装置の部分拡大図である。本実施例は、図１の検査装置において、絶縁体５に固定されているプローブ針２を可動とするために、プローブ針２の代わりに、プローブ針２が取り付けられている電磁ソレノイド２９を設け、可動としたものである。その結果プローブ針２と電極パッド４とが接触と非接触の状態をプローブ針単位で任意に作ることが出来る。
【００４４】
２９は電磁ソレノイド、３０は可動鉄片、２８はプローブカード３もしくはプローブカード３の開口部にある絶縁体５に固定する為の支持台であり、本実施例では支持台２８は絶縁体５に固定された状態にある。プローブ針２の高さ位置を可変する可変機構は、電磁ソレノイド２９、可動鉄片３０から構成される。
【００４５】
プローブ針２は、可動鉄片３０に絶縁物を介して固定されており、電磁ソレノイド２９に通電されると、可動鉄片３０が下方向に移動し接触状態になり、通電しない状態では、電磁ソレノイド２９に内蔵されたバネにより元に戻り非接触状態となる構造である。電磁ソレノイド２９は、測定回路を切り替えるリレーと同様、テスタ９からの制御信号により制御する。これにより瞬時にプローブ針２の接触状態を切り替えることが可能となる。
【実施例２】
【００４６】
図８は本発明の検査装置の他の実施例における部分拡大図である。実施例１と同様、絶縁体５に固定されているプローブ針２を可動とするために、プローブ針２を支持する支持台２８ａと、支持台２８ｂの間に可動部３１を設けた。その結果プローブ針２と電極パッド４とが接触と非接触の状態を作ることが出来る（図８の(ｂ)参照）。本実施例では支持台２８ｂは絶縁体５に固定された状態にある。支持台２８ａは絶縁体が望ましい。
【００４７】
可動部３１にはバイメタルを用いて、バイメタルに直接電流を流す事により、可動部３１が発熱して湾曲し、その先に絶縁物３２を介して固定されたプローブ針２が上下移動し、接触状態、非接触状態を作る。可動量が小さくて済む場合は、バイメタルの他にピエゾ素子等も応用できる。可動部３１としては上述した特性を有する熱応動部材が好ましく、プローブ針２の高さ位置を可変する可変機構は、可動部３１から構成される。
【００４８】
実施例１に比べて可動部を小さくすることが可能で、多くのプローブ針２を可動する場合に有利である。また可動速度もソレノイドより遅く、接触時にプローブ針２の針先や電極パッド４に与える衝撃を小さくする事ができる。
【実施例３】
【００４９】
図９は本発明の検査装置の他の実施例における部分拡大図である。絶縁体５に固定されているプローブ針２を可動とするために、プローブカード３の上面より、プローブカード３に固定された支持台３３に取り付けられた電磁ソレノイド２９により、それに取り付けられたワイヤー４２、絶縁体３２とプローブ針２を引き上げる構造をとり、プローブ針２を可動としたものである。その結果プローブ針２と電極パッド４とが接触と非接触の状態を作ることが出来る。プローブ針２の高さ位置を可変する可変機構は、電磁ソレノイド２９、ワイヤー４２から構成される。
【００５０】
電磁ソレノイド２９に通電されると、ワイヤー４２とプローブ針２は引き上げられ、非接触状態となり、通電しない状態では、他のプローブ針２と同様の高さまで戻る事により接触状態となる。この構造の特徴は、可動手段となる電磁ソレノイド２９と引き上げるためのワイヤー４２、それらを固定する支持台３３を準備しておけば、通常のプローブカード３に容易に取り付ける事が可能な上、可動するプローブ針２を変更する事も可能であり、生産装置よりも、実験、開発用に用いると有効である。
【実施例４】
【００５１】
図１０は本発明の検査装置の他の実施例における部分拡大図である。絶縁体５に固定されているプローブ針２を可動とするために、プローブ針２の下方向より、プローブ針２を押し上げる構造をとり、プローブ針２を可動としたものである。その結果プローブ針２と電極パッド４とが接触と非接触の状態を作ることが出来る。
【００５２】
図１０の(ａ)、(ｂ)に示すようにプローブ針２の下の部分にセラミックやガラスエポキシ樹脂等の絶縁物を材料とした非円形のカム３４を備え、そのカム３４を回転するためのステッピングモータ３６とそれらを連結するシャフト３５により構成されている。プローブ針２の高さ位置を可変する可変機構は、非円形のカム３４、シャフト３５、ステッピングモータ３６から構成される。
【００５３】
また、図１０の(ｃ)に示すように、ステッピングモータ３６はプローブカード３上に配置されており、そこからシャフト３５により可動とするプローブ針２下方へ伸ばし、プローブ針２真下にカム３４を配置する。
【００５４】
ステッピングモータ３６に信号が入り、シャフト３５が回転し、カム３４の凸部がプローブ針２を押し上げ、非接触状態をつくることができる。
【実施例５】
【００５５】
図１１は本発明の検査装置の他の実施例における部分拡大図である。ＩＣチップの電極パッドは概ねＩＣチップの両端に配置されている場合が多く、その配置に合わせプローブカード３も図１６の(ａ)の従来例に示すようにプローブ針が２辺から内側方向に配置されている事が多い。図１１の(ａ)はこのようなプローブカード３で、上述した実施例４の構造の可動方法を用いて、一つの可動装置で複数のプローブ針２を同時に可動させる構造である。
【００５６】
すなわち、一つのステッピングモータ３６でシャフト３５に同じ方向で取り付けられた複数のカム３４を駆動する事により、同時に複数のプローブ針２の接触状態を切り替える事が可能となる。また、図１１の(ｂ)のように複数のカム３４の角度をそれぞれ変える事によりステッピングモータ３６の制御で、複数のプローブ針２の接触状態を個別に切り替える事が可能となる。プローブ針２の高さ位置を可変する可変機構は、複数の非円形のカム３４、シャフト３５、ステッピングモータ３６から構成される。
【００５７】
図１１の(ａ)のようなプローブカード３の場合、これらの構造の可動装置が２つあれば、複数のプローブ針の接触状態を自由に切り替える事が可能となる。実施例では可動手段をステッピングモータ３６で説明したが、カム３４が回転することが可能で、カム３４の位置を制御できるものであれば他の方法でもよい。
【実施例６】
【００５８】
図１２は本発明の検査装置の他の実施例における部分拡大図である。接触状態を切り替えるプローブ針３７の針先の高さが他のプローブ針２の高さよりも予め高い構造となっており、ウェハステージ７の高さを調節することにより、プローブ針３７の電極パッド４との接触状態と非接触状態を作る事が出来る。（図１２(ａ)）
【００５９】
移動制御部１１によりウェハステージ７を上げていき、通常の高さ設定のプローブ針２が接触した状態では、まだプローブ針３７は電極パッド４に接触していない。さらにウェハステージ７を上げていくとプローブ針３７も電極パッドに接触する。通常ウェハステージ７は、測定時は上昇、移動時は下降の２段階の動作であるが、さらに上昇時の高さを移動制御部１１からの信号により切り替える構成とする。接触状態を切り替えるプローブ針３７の針先の高さは、プローブ針の製作時の高さバラツキや、非接触時の通常のプローブ針の加重（針圧）等を考慮すると、通常のプローブ針よりも５０〜１５０μｍ高くする。またプローブ針の高さを３種類にし、ウェハステージ７の高さもそれに合わせ変化させれば、３種類の切り替えも可能となる。この方法の特徴は、プローブカード製作時の針の高さ調整だけでよく、針を可動する装置が不要な点である。多数のプローブ針が必要な場合に有効である。
【実施例７】
【００６０】
これは、実施例６の構造の変形例である。図１２の(ａ)に示すように、実施例６の構造では、プローブ針３７が接触状態にある場合は、通常のプローブ針２の針圧は、適切な状態よりも大きく、電極パッド４に強く接触するため、電極パッド４に付く針跡が大きくなったり、針先により電極パッド４がえぐれたりする場合がある。針跡が大きくなったり、電極パッド４が大きくえぐれた場合は、その後のデバイスのパッケージ工程でワイヤボンド装置での電極パッド４の認識が悪くなったり、ワイヤボンドの強度が低下する等の問題が発生する。
【００６１】
本実施例では、図１２の(ｂ)に示すように、針圧が大きくなる通常の高さのプローブ針３８の先端を、接触状態を切り替えるプローブ針３７の先端よりも太く、平らにし、大きな針圧が加わっても、電極パッド４に針跡がつきにくい構造にしたものである。また図示していないが、針圧が大きくなるプローブ針の針径を細くしたり、長くしたり、電極パッド表面にたいして小さい角度で針立てを行う等、プローブ針のバネ効果を調整する方法も有効である。
【実施例８】
【００６２】
図１３は本発明の検査方法を実現するＩＣチップの部分拡大図である。本実施例によれば、上述した各実施例のように検査装置を用いずとも、ウェハステージ７の高さ移動により、接触したプローブ針２がウェハ３または電極パッド表面を横移動することを利用して、接触状態と非接触状態を作ることが出来る。
【００６３】
図１３の(ａ)は接触状態を切り替える為のＩＣチップの電極パッドである。図１３の(ａ)では、ウェハステージ７の高さ移動により最初に接触する部分が電極パッドの一部に電極が無い部分４０（非導電部）で、半導体基板の電極形成工程を含む製造工程にて作成される。図１３の(ｂ)は通常の電極パッドの平面図である。図１３の(ｃ)はこの２種類の電極パッドを有するＩＣチップに通常のプローブカードを接触した状態であり、図１３の(ｄ)は更に、ウェハステージを上昇させ針圧を強くした状態である。図１３の(ｃ)の状態では、接触状態を切り替える電極パッド３９に接触するプローブ針２の真下には、電極が無い為、非接触状態である。更にウェハステージ７を上昇させると、プローブ針２には針圧が加わり、図１３の(ｄ)に示すように傾斜をもって針立てが行われている場合、プローブ針は、表面の横方向移動により電極パッド電極のある部分３９に接触し、接触状態となる。この方法の利点は、従来のプローブ針やプローブカードをそのまま使用できる事である。
【実施例９】
【００６４】
図１４は本発明の検査方法を実現するＩＣチップの他の実施例の部分拡大図である。本実施例は、実施例８の接触状態を切り替える電極パッドの変形例である。図１４の(ａ)に示すように電極の有る部分３９と無い部分４０（非導電部）との境界を、半導体基板の電極形成工程を含む製造行程にて「く」の字型とする。プローブ針２は、電極パッド中央に滑りやすくなり（横方向移動）、「く」の字の中央部で止まる事によりプローブ針先端側面と電極パッドとの接触面積は、境界が直線の場合に比べ大きくなる。この事により接触状態がより確実なものになる。  
【実施例１０】
【００６５】
同じく、図１４を用いて実施例１０を示す。実施例８の接触状態を切り替える電極パッドの改善であり、図１４の(ｂ)に示すように電極のない部分４０（非導電部）を電極パッドの中央部に円形で配置したものを半導体基板の電極形成工程を含む製造工程にて作成する。上記、実施例９は、プローブ針２の横方向移動を利用したもので、電極の有る部分３９（導電部）と無い部分４０（非導電部）との境界は、プローブ針２の方向に対してほぼ「く」の字の中央とが一致しなければならない。しかしプローブ針２の電極パッドに向かって針を立て方向は、プローブ針２により異なり一定ではない。よって電極パッドの電極の有る部分３９（導電部）と無い部分４０（非導電部）の境界の方向も針立て方向により変えることが必要となる。そこで図１４の(ｂ)に示すように、電極パッドの電極の無い部分４０（非導電部）を円形でチップの中央に配置し、電極パッドの電極の無い部分４０（非導電部）の中央にプローブ針２を接触させる事により、すべての針立て方向に対応できる。
【実施例１１】
【００６６】
さらに、図１４を用いて実施例１１を示す。実施例８の接触状態を切り替える電極パッドの改善であり、半導体基板の電極形成工程を含む製造行程にて、図１４の(ｃ)に示すように非導電部としての絶縁体を通常の電極パッド３９上に、電極保護膜となる窒化膜やポリイミド膜４１で形成したものである。本実施例は、電極パッドの電極の無い部分を作ることが困難な場合や、電極パッド４下に回路があり、プローブ針の圧力を直接与えたくない場合に好適である。
【００６７】
なお、図１４の接触状態を切り替える電極パッドについては、電極パッドの電極が、通常の電極パッドにくらべ小さくなるため、後工程でのワイヤボンド等で問題となる場合は、ワイヤボンド用電極パッドとは別にウェハテスト用として平行して設けてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００６８】
【図１】本発明の検査装置の概略図。
【図２】本発明の検査装置で使用するＩＣチップの製造工程の説明図。
【図３】本発明の検査装置で使用するウェハ表面の拡大図
【図４】ダイボンド工程の説明図。
【図５】ワイヤボンド工程の説明図。
【図６】パッケージング工程の説明図。
【図７】本発明の実施例１における検査装置の部分拡大図。
【図８】本発明の実施例２における検査装置の部分拡大図。
【図９】本発明の実施例３における検査装置の部分拡大図。
【図１０】本発明の実施例４における検査装置の部分拡大図。
【図１１】本発明の実施例５における検査装置の駆動機構を示す部分拡大図。
【図１２】本発明の実施例６、７における検査装置の部分拡大図。
【図１３】本発明の実施例８におけるＩＣチップの部分拡大図。
【図１４】本発明の実施例９、１０、１１におけるＩＣチップの電極断平面図。
【図１５】本発明の検査装置による測定方法のフローチャート。
【図１６】従来例１のプローブカードの拡大平面図。
【図１７】従来例２のプローブカードの拡大平面図。
【符号の説明】
【００６９】
１        ＩＣチップ
２        プローブ針
３        プローブカード
４        電極パッド
５        絶縁体
６        ウェハ
７        ウェハステージ
８        プローブカード支持台
９        テスタ
１０      ソケットボード
１１      移動制御部
１２      電子部品
１３      シリコンウェハ基板
１４      酸化膜
１５      レジスト感光剤
１６      不純物拡散領域
１７      電極膜
１８      保護膜
１９      スクライブライン
２０      スクライブラインの中心部分
２１      リードフレーム
２２      リードフレームのアイランド部
２３      金属ペースト
２４      リードフレームのリード
２５      金線
２６      リードフレームの外部リード部
２７      樹脂封止体
２８      支持台
２９      電磁ソレノイド
３０      可動鉄片
３１      可動部（バイメタル、ピエゾ素子等）
３２      絶縁体
３３      支持台
３４      絶縁体のカム  
３５      シャフト      
３６      ステッピングモータ
３７      高さの異なるプローブ針
３８      針先形状の異なるプローブ針
３９      電極（Ａｌ等の導体）
４０      電極の無い部分（SiO2等の絶縁体）
４１      窒化膜やポリイミド等の絶縁膜
４２      ワイヤー
【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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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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