(57)【要約】【課題】半導体装置の端子の表面に酸化膜や異物が存在する場合でも、端子とプローブ針の導通性の低下を抑制できる半導体試験装置を提供する。【解決手段】本発明に係る半導体試験装置は、半導体装置の外部接続用の端子に斜めに押圧するプローブ針２０と、プローブ針２０を出没可能に収容する、中空の収容部３０と、端子に押圧したプローブ針２０を回転させる回転機構と、プローブ針２０の先端部２２の側面の一部に設けられた高摩擦部２２ａとを具備する。回転機構は、プローブ針２０の側面に設けられた螺旋状の凸部２１と、収容部３０の内側面３１に形成され、凸部２１が嵌る螺旋状の溝３１ａと、プローブ針２０の後端部に取り付けられ、プローブ針２０を収容部３０から押し出す方向に付勢するバネ部材２３とを具備する。【選択図】      図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
半導体装置の外部接続用の端子に斜めに押圧するプローブ針と、
前記プローブ針を出没可能に収容する、中空のプローブ針収容部と、
前記端子に押圧しながら前記プローブ針を回転させる回転機構と、
前記プローブ針の先端部の側面の一部に設けられた高摩擦部と、
を具備する半導体試験装置。
【請求項２】
前記高摩擦部は、やすり状の凹凸部である請求項１に記載の半導体試験装置。
【請求項３】
半導体装置の外部接続用の端子に斜めに押圧するプローブ針と、
前記プローブ針を収容する、中空のプローブ針収容部と、
前記端子に押圧しながら前記プローブ針を回転させる回転機構と、
を具備し、前記プローブ針の先端部は、断面に角部を有する形状である半導体試験装置。
【請求項４】
前記プローブ針の先端部は、円錐の側面を外側に膨らませた錐体を、斜めに切り落とした形状をしており、
前記角部は、切り落とすことにより形成された面と、前記先端部の側面との境界部分である請求項３に記載の半導体試験装置。
【請求項５】
前記回転機構は、
前記プローブ針の側面に設けられた螺旋状の凸部と、
前記プローブ針収容部の内側面に形成され、前記凸部が嵌る螺旋状の溝と、
前記プローブ針の後端部に取り付けられ、前記プローブ針を前記プローブ針収容部から押し出す方向に付勢するバネ部材と、
を具備する請求項１〜４のいずれか一項に記載の半導体試験装置。
【請求項６】
半導体装置に外部接続用の端子を形成する工程と、
前記端子にプローブ針を斜めに押圧し、該プローブ針から所定の信号を前記半導体装置に入力することにより、該半導体装置の試験を行う工程と、
を具備し、
前記プローブ針は、先端部の側面の一部に高摩擦部が設けられており、
前記半導体装置の試験を行う工程において、前記プローブ針は、先端部の側面が前記端子に押圧した状態で回転する、半導体装置の製造方法。
【請求項７】
半導体装置に外部接続用の端子を形成する工程と、
前記端子にプローブ針を斜めに押圧し、該プローブ針から所定の信号を前記半導体装置に入力することにより、該半導体装置の試験を行う工程と、
を具備し、
前記プローブ針の先端部は、断面に角部を有する形状であり、
前記半導体装置の試験を行う工程において、前記プローブ針は、先端部の側面が前記端子に押圧した状態で回転する、半導体装置の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、プローブ針を有する半導体試験装置及び半導体装置の製造方法に関する。特に本発明は、半導体装置の端子の表面に酸化膜や異物が存在する場合でも、端子とプローブ針の導通性の低下を抑制できる半導体試験装置及び半導体装置の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体装置の製造工程には、半導体装置の試験工程がある。この試験工程は、半導体装置が有する複数の外部接続端子それぞれに、半導体試験装置のプローブ針を接続し、一部のプローブ針を介して試験信号を入力し、この試験信号に対する半導体装置の応答を、他のプローブ針を介して得るものである。
【０００３】
図４は、従来のプローブ針の構造を説明する為の図である。プローブ針１２０は、筒状の収容体１３０によって保持されている。収容体１３０の内部にはコイルバネ（図示せず）が設けられており、このコイルバネによってプローブ針１２０は収容体１３０の外に向けて付勢されている。
【０００４】
試験対象である半導体装置には、Ａｌ合金パッド１０３が形成されている。Ａｌ合金パッド１０３は外部接続端子の一例であり、層間絶縁膜１０１上に位置している。半導体装置はパッシベーション膜１０２によって被覆されているが、パッシベーション膜１０２には、Ａｌ合金パッド１０３上に位置する開口部１０２ａが形成されている。
【０００５】
プローブ針１２０は、パッシベーション膜１０２の開口部１０２ａを介してＡｌ合金パッド１０３に接続する。この際、プローブ針１２０は収容体１３０の内部に設けられたコイルバネによって付勢され、Ａｌ合金パッド１０３に押圧される。これにより、プローブ針１２０とＡｌ合金パッド１０３の接続不良の発生が抑制される。
【特許文献１】特開２００４−２７９０４２号公報（図７）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
Ａｌ合金パッドやバンプ等、半導体装置の端子の表面には、酸化膜が形成されている場合や、異物が付着している場合がある。これらの場合、半導体装置の端子とプローブ針の導通は酸化膜や異物を介して行われるため、端子とプローブ針の導通性が低下し、半導体装置の試験結果の信頼性が低下する。
【０００７】
本発明は上記のような事情を考慮してなされたものであり、その目的は、半導体装置の端子の表面に酸化膜や異物が存在する場合でも、端子とプローブ針の導通性の低下を抑制できる半導体試験装置及び半導体装置の製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決するため、本発明に係る半導体装置試験装置は、半導体装置の外部接続用の端子に斜めに押圧するプローブ針と、
前記プローブ針を出没可能に収容する、中空のプローブ針収容部と、
前記端子に押圧しながら前記プローブ針を回転させる回転機構と、
前記プローブ針の先端部の側面の一部に設けられた高摩擦部とを具備する。
【０００９】
この半導体試験装置によれば、パッドやバンプなど外部接続の端子の表面に位置する酸化膜及び異物は、プローブ針が回転する際に、プローブ針の先端部に設けられた高摩擦部によって除去される。従って、外部接続端子の表面に酸化膜や異物が存在する場合でも、外部接続端子とプローブ針の導通性の低下を抑制できる
高摩擦部は、例えばやすり状の凹凸部である。
【００１０】
本発明に係る他の半導体試験装置は、半導体装置の外部接続用の端子に斜めに押圧するプローブ針と、
前記プローブ針を収容する、中空のプローブ針収容部と、
前記端子に押圧しながら前記プローブ針を回転させる回転機構と、
を具備し、前記プローブ針の先端部は、断面に角部を有する形状である。
【００１１】
この半導体試験装置によれば、パッドやバンプなど外部接続用の端子の表面に位置する酸化膜及び異物は、プローブ針が回転する際に、プローブ針の先端部に設けられた角部によって除去される。従って、外部接続端子の表面に酸化膜や異物が存在する場合でも、外部接続端子とプローブ針の導通性の低下を抑制できる。
【００１２】
プローブ針の先端部が、円錐の側面を外側に膨らませた錐体を、斜めに切り落とした形状をしている場合、前記角部は、切り落とすことにより形成された面と、前記先端部の側面との境界部分である。
【００１３】
前記回転機構は、例えば前記プローブ針の側面に設けられた螺旋状の凸部と、前記プローブ針収容部の内側面に形成され、前記凸部が嵌る螺旋状の溝と、前記プローブ針の後端部に取り付けられ、前記プローブ針を前記プローブ針収容部から押し出す方向に付勢するバネ部材とを具備する。
【００１４】
本発明に係る半導体装置の製造方法は、半導体装置に外部接続用の端子を形成する工程と、
前記端子にプローブ針を斜めに押圧し、該プローブ針から所定の信号を前記半導体装置に入力することにより、該半導体装置の試験を行う工程と、
を具備し、
前記プローブ針は、先端部の側面の一部に高摩擦部が設けられており、
前記半導体装置の試験を行う工程において、前記プローブ針は、先端部の側面が前記端子に押圧した状態で回転する。
【００１５】
本発明に係る他の半導体装置の製造方法は、半導体装置に外部接続用の端子を形成する工程と、
前記端子にプローブ針を斜めに押圧し、該プローブ針から所定の信号を前記半導体装置に入力することにより、該半導体装置の試験を行う工程と、
を具備し、
前記プローブ針の先端部は、断面に角部を有する形状であり、
前記半導体装置の試験を行う工程において、前記プローブ針は、先端部の側面が前記端子に押圧した状態で回転する。
【００１６】
これらの半導体装置の製造方法によれば、プローブ針の先端部と半導体装置の端子の導通性の低下が抑制される。このため、プローブ針を介して半導体装置に入出力される信号の信頼性が向上する。従って、半導体装置の試験結果の信頼性がする。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、図面を参照して本発明の実施形態について説明する。図１は、本発明の第１の実施形態に係る半導体試験装置の構成を説明する為の図である。この半導体試験装置は半導体装置のプローブ試験を行う装置であり、プローブカード（図示せず）及びこのプローブカードに設けられた複数のプローブ端子１０を有する。プローブ端子１０は、半導体装置の外部接続端子に接続する。なお、図１において半導体装置は断面図で示している。
【００１８】
試験対象となる半導体装置には、外部接続端子であるＡｌ合金パッド３が複数形成されている。Ａｌ合金パッド３は層間絶縁膜１上に位置しており、半導体装置を被覆するパッシベーション膜２の開口部２ａから外部に露出している。Ａｌ合金パッド３は、層間絶縁膜１上にＡｌ合金膜をスパッタリング法により形成した後、このＡｌ合金膜上にレジストパターンを形成し、このレジストパターンをマスクとしてＡｌ合金膜をエッチングすることにより形成される。
【００１９】
半導体試験装置のプローブ端子１０は、半導体装置のＡｌ合金パッド３に接続するプローブ針２０と、プローブ針２０の収容体３０を有する。収容体３０は筒状であり、内部に中空部を有する。プローブ針２０はＡｌ合金パッド３に斜めに押圧するが、このときにプローブ針２０は、回転しながら収容体３０の内部に押し込まれる。
【００２０】
図２は、プローブ端子１０の構造を説明する為の図である。本図において、収容体３０は断面図となっている。収容体３０の内側面３１には、らせん状の溝３１ａが設けられており、プローブ針２０の後端部には、らせん状の凸部２１が設けられている。溝３１ａと凸部２１は螺合する。
【００２１】
収容体３０の内部にはコイルバネ３２が配置されている。コイルバネ３２は、一端が収容体３０の内端面３３に固定されており、他端がプローブ針２０の後端面２３に固定されている。コイルバネ３２は、プローブ針２０を収容体３０の外側に押し出す方向に付勢している。
【００２２】
プローブ針２０の先端部２２は、先に行くにつれて細く、かつ側面が外側にむけて凸な曲面となっている。先端部２２の側面には、やすり状の凹凸部である高摩擦部２２ａが設けられている。高摩擦部２２ａは先端部２２の側面の半周分のみに設けられている。プローブ針２０の先端部２２がＡｌ合金パッド３に接触していない状態において、高摩擦部２２ａは下側を向いている。
【００２３】
次に、半導体試験装置の動作について説明する。まず、プローブ針２０の先端部２２の側面に設けられた高摩擦部２２ａがＡｌ合金パッド３に押圧する。この押圧力によってプローブ針２０の後部は収容体３０の内部に押し込まれる。上記したように、プローブ針２０の凸部２１は収容体の内側面３１に設けられた溝３１ａに螺合している。このため、プローブ針２０は、収容体３０の内部に押し込まれる際に回転する。
【００２４】
また、プローブ針２０の先端部２２は、Ａｌ合金パッド３に対して斜めになっているため、押圧の際にＡｌ合金パッド３上をスライドする。さらに、プローブ針２０はコイルバネ３２によって収容体３０の外側に向けて付勢されているため、プローブ針２０の先端部２２は、所定の圧力でＡｌ合金パッド３に押圧しつづける。
【００２５】
このため、Ａｌ合金パッド３の表面に存在する酸化膜は、高摩擦部２２ａによって削り取られる。また、Ａｌ合金パッド３に付着している異物は、高摩擦部２２ａによって除去される。従って、プローブ針２０の先端部２２とＡｌ合金パッド３の導通性の低下が抑制される。
【００２６】
その後、半導体試験装置は、一部のプローブ針２０を介してＡｌ合金パッド３に所定の試験信号を入力し、この試験信号に対する応答信号を、他のプローブ針２０を介して半導体装置から受信する。そして、受信した応答信号を解析することにより半導体装置の良否を判定する。上記したように、プローブ針２０の先端部２２とＡｌ合金パッド３の導通性の低下が抑制されている。このため、受信した応答信号の信頼性が向上し、半導体装置の試験結果の信頼性がする。
【００２７】
以上、本実施形態によれば、プローブ針２０の先端部２２に設けられた高摩擦部２２ａが、Ａｌ合金パッド３の表面に存在する酸化膜及び異物を除去する。従って、プローブ針２０の先端部２２とＡｌ合金パッド３の導通性の低下が抑制される。
【００２８】
なお、プローブ針２０とＡｌ合金パッド３を導通させるときのプローブ針２０の押し込み量は、押し込みが終了した時点で高摩擦部２２ａが上を向くようにするのが好ましい。このようにすると、先端部２２のうち高摩擦部２２ａが設けられていない部分がＡｌ合金パッド３と接触するため、高摩擦部２２ａを設けたことによって先端部２２とＡｌ合金パッド３の導通性の低下することを抑制できる。
【００２９】
図３（Ａ）は、本発明の第２の実施形態に係る半導体試験装置のプローブ端子１０の構造を説明する為の平面図である。図３（Ｂ）、（Ｃ）は、それぞれ図３（Ａ）のＡ−Ａ断面図、Ｂ−Ｂ断面を拡大した図である。本実施形態に係る半導体試験装置は、プローブ針２０の先端部２２の形状を除いて第１の実施形態に係る半導体試験装置と同一の構造である。また、半導体試験装置の動作は第１の実施形態と同一である。以下、プローブ針２０の先端部２２の形状を除いて説明を省略する。
【００３０】
本実施形態において、プローブ針２０の先端部２２は、円錐の側面を外側に膨らませた錐体の上部を、斜めに切り落とした形状をしている。切断によって形成された面２２ｂはスプーンの上面のように内側に向けて窪んでいる。また、面２２ｂと先端部２２の側面の境界部分には、角部２２ｃが形成されている。
【００３１】
本実施形態において、プローブ針２０の先端部２２の側面がＡｌ合金パッド３（図１に図示）に押圧し、回転しながらスライドすると、角部２２ｃが、Ａｌ合金パッド３の表面に形成された酸化膜を削り取る。また、Ａｌ合金パッド３の表面に存在する異物も除去する。
【００３２】
従って、本実施形態によっても第１の実施形態と同一の効果を得ることができる。なお、プローブ針２０とＡｌ合金パッド３を導通させるときのプローブ針２０の押し込み量を調節し、押し込みが終了した時点で、先端部２２の面２２ｂが上面を向くようにするのが好ましい。このようにすると、先端部２２のうち面２２ｂ以外の部分がＡｌ合金パッド３と接触するため、面２２ｂを設けたことに起因して導通性が低下することを抑制できる。
【００３３】
尚、本発明は上述した実施形態に限定されるものではなく、本発明の主旨を逸脱しない範囲内で種々変更して実施することが可能である。例えば半導体装置の外部接続端子はバンプであってもよい。また、凸部２１及び溝３１ａそれぞれの代わりに、雄ネジおよび雌ネジを設けてもよい。さらに、第１の実施形態に係る高摩擦部２２ａ、及び第２の実施形態に係る鋭角部は、上記した構成に限定されるものではない。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る半導体試験装置の構成を説明する為の図。
【図２】プローブ端子１０の構造を説明する為の図
【図３】本発明の第２の実施形態に係る半導体試験装置のプローブ端子１０の構造を説明する為の平面図、（Ｂ）は（Ａ）のＡ−Ａ断面図、（Ｃ）は（Ａ）のＢ−Ｂ断面図。
【図４】従来のプローブ針の構造を説明する為の図。
【符号の説明】
【００３５】
１，１０１…層間絶縁膜、２，１０２…パッシベーション膜、２ａ，１０２ａ…開口部、３，１０３…Ａｌ合金パッド、１０…プローブ端子、２０，１２０…プローブ針、２１…凸部、２２…先端部、２２ａ…高摩擦部、２２ｂ…面、２２ｃ…角部、２３…後端面、３０，１３０…収容体、３１…内側面、３１ａ…溝、３２…コイルバネ、３３…内端面
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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