(57)【要約】【課題】検査対象となる半導体チップの温度を精度よく制御することができる半導体製造装置、半導体製造方法及び半導体装置を提供する。【解決手段】一実施の形態によれば、測定対象の半導体チップ１０に対向して配置されるプローブカード２０を備え、プローブカード２０は、テスト用パッド１１ｄに接触することにより、半導体チップ１０の電気的特性を取得するテスト用プローブ２３ｄと、温度センサ１２に接続された温度取出し用パッド１１ｅに接触することにより、半導体チップ１０の温度情報を取り出す温度取出し用プローブ２３ｅと、半導体チップ１０の上面１０ａへ接触して半導体チップ１０の熱を吸熱する接触部材２４と、接触部材２４を、上面１０ａと接触または離隔させるように、接触部材２４を移動させる駆動部２７と、温度情報に基づいて駆動部２７の駆動を制御する制御部２８と、を有する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
測定対象の半導体チップに対向して配置されるプローブカードを備え、
前記プローブカードは、
前記半導体チップの上面に設けられたテスト用パッドに接触することにより、前記半導体チップの電気的特性を取得するテスト用プローブと、
前記半導体チップに設けられた温度センサに接続された温度取出し用パッドであって、前記上面に設けられた前記温度取出し用パッドに接触することにより、前記半導体チップの温度情報を取り出す温度取出し用プローブと、
前記半導体チップの上面へ接触して前記半導体チップの熱を吸熱する接触部材と、
前記接触部材を前記上面と接触または離隔させるように、前記接触部材を移動させる駆動部と、
前記温度情報に基づいて前記駆動部の駆動を制御する制御部と、
を有する半導体製造装置。
【請求項２】
前記プローブカードは、
前記半導体チップが配置される側と反対側に設けられ、前記接触部材が吸熱した前記熱を放熱する放熱部材と、
前記接触部材と前記放熱部材とを接続し、前記接触部材が吸熱した前記熱を前記放熱部材に移動させる伝熱部材と、
をさらに含み、
前記駆動部は、前記伝熱部材を介して、前記接触部材を移動させる、
請求項１に記載の半導体製造装置。
【請求項３】
前記プローブカードは、
前記半導体チップが複数形成されたウエハのウエハ面に対向するように配置され、
前記ウエハに形成された複数の前記半導体チップを同時に検査する、
請求項１に記載の半導体製造装置。
【請求項４】
測定対象の半導体チップの上面に設けられたテスト用パッドにテスト用プローブを接触させることにより、前記半導体チップの電気的特性を取得するステップと、
前記半導体チップに設けられた温度センサに接続された温度取出し用パッドであって、前記上面に設けられた前記温度取出し用パッドに温度取出し用プローブを接触させることにより、前記半導体チップの温度情報を取得するステップと、
前記温度情報に基づいて、前記半導体チップの熱を吸熱する接触部材を、前記上面と接触または離隔させるように、前記接触部材を移動させるステップと、
を備えた半導体製造方法。
【請求項５】
前記半導体チップの電気的特性を取得するステップの前に、ウエハに複数の前記半導体チップを形成するステップと、
前記半導体チップの電気的特性を取得するステップの後に、前記テスト用パッドから前記テスト用プローブを離すステップと、
前記半導体チップの温度情報を取得するステップの後に、前記温度取出し用パッドから前記温度取出し用プローブを離すステップと、
前記テスト用プローブ及び前記温度取出し用プローブを離すステップの後に、前記ウエハをダイシングするステップと、
ダイシングすることにより個別になった前記半導体チップをパッケージングするステップと、
をさらに備え、
前記パッケージングするステップにおいて、
前記テスト用パッドは、ワイヤボンディングされて封止され、
前記温度取出し用パッドは、ワイヤボンディングされずに封止される、
請求項４に記載の半導体製造方法。
【請求項６】
前記半導体チップの電気的特性を取得するステップの前に、ウエハに複数の前記半導体チップを形成するステップと、
前記半導体チップの電気的特性を取得するステップの後に、前記テスト用パッドから前記テスト用プローブを離すステップと、
前記半導体チップの温度情報を取得するステップの後に、前記温度取出し用パッドから前記温度取出し用プローブを離すステップと、
前記テスト用プローブ及び前記温度取出し用プローブを離すステップの後に、前記ウエハをダイシングするステップと、
ダイシングすることにより個別になった前記半導体チップをパッケージングするステップと、
をさらに備え、
前記パッケージングするステップにおいて、
前記テスト用パッド及び前記温度取出しパッドは、ワイヤボンディングされて封止される、
請求項４に記載の半導体製造方法。
【請求項７】
前記半導体チップを形成するステップにおいて、
前記温度センサが半導体を含み、前記半導体における温度と抵抗との関係から前記温度情報を出力するように形成する、
請求項５または６に記載の半導体製造方法。
【請求項８】
前記半導体チップを形成するステップにおいて、
前記温度センサが金属を含み、前記金属における温度と抵抗との関係から前記温度情報を出力するように形成する、
請求項５または６に記載の半導体製造方法。
【請求項９】
前記半導体チップを形成するステップにおいて、
前記温度センサがサーミスタを含み、前記サーミスタにおける温度と抵抗との関係から前記温度情報を出力するように形成する、
請求項５または６に記載の半導体製造方法。
【請求項１０】
前記半導体チップを形成するステップにおいて、
前記温度センサを、前記半導体チップのフラッシュメモリ、ＳＲＡＭ、ＣＰＵ及びアナログＩＰのうち少なくとも１つのものに形成する、
請求項５または６に記載の半導体製造方法。
【請求項１１】
前記半導体チップを形成するステップにおいて、
前記温度センサを、前記半導体チップ間のスクライブラインに形成する、
請求項５または６に記載の半導体製造方法。
【請求項１２】
前記半導体チップを形成するステップにおいて、
前記温度センサを、前記半導体チップを含むウエハにおけるレチクル単位で形成される領域ごとに形成する、
請求項５または６に記載の半導体製造方法。
【請求項１３】
半導体チップを備え、
前記半導体チップは、
前記半導体チップの電気的特性を取得するテスト用プローブが接触するテスト用パッドと、
前記半導体チップの温度情報を出力する温度センサと、
前記温度センサに接続された温度取出し用パッドであって、前記温度情報を取り出す温度取出し用プローブが接触する前記温度取出し用パッドと、
を含み、
前記テスト用パッド及び前記温度取出し用パッドは、前記半導体チップの上面に設けられ、
前記半導体チップの前記上面は、熱を吸熱する接触部材が接触可能である半導体装置。
【請求項１４】
前記テスト用パッドは、ワイヤボンディングされて封止され、
前記温度取出し用パッドは、前記ワイヤボンディングされずに封止されている、
請求項１３に記載の半導体装置。
【請求項１５】
前記温度取出し用パッドには、前記温度取出し用プローブが接触したプローブ跡が形成されている、
請求項１４に記載の半導体装置。
【請求項１６】
前記テスト用パッド及び前記温度取出し用パッドは、ワイヤボンディングされて封止されている、
請求項１３に記載の半導体装置。
【請求項１７】
前記温度センサは、半導体を含み、前記半導体における温度と抵抗との関係から前記温度情報を出力する、
請求項１３に記載の半導体装置。
【請求項１８】
前記温度センサは、金属を含み、前記金属における温度と抵抗との関係から前記温度情報を出力する、
請求項１３に記載の半導体装置。
【請求項１９】
前記温度センサは、サーミスタを含み、前記サーミスタにおける温度と抵抗との関係から前記温度情報を出力する、
請求項１３に記載の半導体装置。
【請求項２０】
前記半導体チップは、
フラッシュメモリ、ＳＲＡＭ、ＣＰＵ及びアナログＩＰのうち少なくとも１つを含み、
前記温度センサは、前記１つに形成されている、
請求項１３に記載の半導体装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体製造装置、半導体製造方法及び半導体装置に関し、例えば、ウエハ状態の半導体チップの検査工程において、半導体チップの温度調整を行う半導体製造装置、半導体製造方法及び半導体装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体チップの検査工程において、高周波数（例えば、２００ＭＨｚ以上）で動作する電子回路からの発熱により、半導体チップの温度が設定温度よりも高温になり、半導体チップの検査精度が低下する場合がある。
【０００３】
特許文献１及び２には、温度調整プレートが設けられたウエハバーンイン装置が記載されている。特許文献１及び２のウエハバーンイン装置は、温度調整プレートの温度センサにより測定されたウエハの温度が、設定温度よりも低い場合には、温度調整プレートの加熱器が作動する。また、設定温度よりも高い場合には、バーンイン試験温度よりも低い温度に設定した空気を送風している。このように、特許文献１及び２のウエハバーンイン装置は、加熱器及び送風で温度調整を行っている。
【０００４】
特許文献３には、プローブ及び基板を空冷するプローブカードが記載されている。特許文献３のプローブカードでは、プローブカードの中心部に密集して接続されるプローブの近傍に、プローブカードの外部より送風を行う送風用のパイプを設けている。そして、プローブに強制的にエアを吹き付けることにより、プローブで発生した熱を放熱させ、プローブの温度上昇を抑えている。
【０００５】
特許文献４には、半導体チップの電気的特性テストを行うプローブと、ウエハの温度を検知する温度センサプローブとを有するプローブカードが記載されている。特許文献４では、ウエハのダイシング部に温度センサプローブを接触させて、チップの温度を検知しながら、半導体チップの電気的特性テストを行っている。
【０００６】
特許文献５には、ウエハ上に形成されたＰＮ接合からなるダイオード素子を、ウエハの温度検知素子として利用するバーンイン装置が記載されている。特許文献５のバーンイン装置では、ウエハの温度の検知及び集積回路の検査を、ウエハに密着させるプローブカードを用いて行っている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特許第３５１５９０４号公報
【特許文献２】特許第３６１１１７４号公報
【特許文献３】特許第２５５６２４５号公報
【特許文献４】特許第４８９４５８２号公報
【特許文献５】特開平１１−１２６８０７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
特許文献１〜３では、半導体チップの検査時の発熱対策として、冷却エアを吹き付ける等の冷却方法がとられている。このような冷却方法では、エアが測定対象のすべての半導体チップまで届かない可能性があり、エアが届かない半導体チップに対しては、十分に冷却することができない。
【０００９】
半導体チップの検査時の発熱対策として、他には、ウエハ上に多数配列させた半導体チップの検査対象をひとつおきにするなどして、検査対象の間の非検査対象とした半導体チップに熱を吸収させる方法が挙げられる。しかしながら、この方法では、非検査対象とした半導体チップの検査のために２倍の時間を要し、コストが増大することになる。
【００１０】
一実施の形態は、このような課題を解決するためになされたものであり、検査対象となる半導体チップの温度を精度よく制御することができる半導体製造装置、半導体製造方法及び半導体装置を提供する。
【００１１】
その他の課題と新規な特徴は、本明細書の記述および添付図面から明らかになるであろう。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
一実施の形態によれば、半導体製造装置は、測定対象の半導体チップに対向して配置されるプローブカードを備え、前記プローブカードは、前記半導体チップの上面に設けられたテスト用パッドに接触することにより、前記半導体チップを検査するテスト用プローブと、前記半導体チップに設けられた温度センサに接続された温度取出し用パッドであって、前記上面に設けられた前記温度取出し用パッドに接触することにより、前記半導体チップの温度情報を取得する温度取出し用プローブと、前記半導体チップの上面に接触して前記半導体チップの熱を吸熱する接触部材と、前記接触部材を前記上面と接触または離隔させるように、前記接触部材を移動させる駆動部と、前記温度情報に基づいて前記駆動部の駆動を制御する制御部と、を含む。
【発明の効果】
【００１３】
前記一実施の形態によれば、検査対象となる半導体チップの温度を精度よく制御することができる半導体製造装置、半導体製造方法及び半導体装置を提供する。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】実施形態１に係る半導体製造装置を例示した断面図である。
【図２】実施形態１に係る半導体製造装置において、半導体チップ並びにプローブカードのプローブユニット、接触部材及び伝熱部材を例示した斜視図である。
【図３】実施形態１に係る半導体製造装置において、半導体チップから離隔した接触部材を例示した断面図である。
【図４】実施形態１に係る半導体製造方法を例示したフローチャート図である。
【図５】実施形態１に係る半導体製造方法において、ウエハ状態の半導体チップを例示した平面図である。
【図６】（ａ）〜（ｃ）は、実施形態１に係る半導体製造方法において、半導体チップの温度センサにおける別の例を例示した図である。
【図７】（ａ）及び（ｂ）は、実施形態１に係る半導体製造方法において、ウエハ状態の半導体チップの温度センサにおける別の例を例示した図である。
【図８】実施形態１に係る半導体チップの温度センサの構造を例示した断面図である。
【図９】半導体及び金属における温度と電気抵抗との関係を例示したグラフである。
【図１０】実施形態１に係る半導体製造方法において、ウエハ検査工程を例示したフローチャート図である。
【図１１】実施形態１に係る半導体チップの温度の制御方法を例示したブロック図である。
【図１２】（ａ）は、実施形態１に係る半導体製造方法において、ウエハ検査工程後におけるパッドを例示した平面図であり、（ｂ）は、ウエハ検査工程後における半導体チップの上面を例示した平面図である。
【図１３】実施形態１に係る半導体製造方法において、パッケージングされた半導体チップを例示した平面図である。
【図１４】実施形態１に係る半導体製造方法において、パッケージングされた半導体チップを例示した平面図である。
【図１５】実施形態１の変形例１に係る温度センサの構造を例示した断面図である。
【図１６】実施形態１の変形例２に係る温度センサの構造を例示した断面図である。
【図１７】実施形態１の変形例３に係る温度センサの構造を例示した断面図である。
【図１８】実施形態２に係る半導体製造装置の構成を例示した断面図である。
【図１９】実施形態２に係るバイメタルを用いた半導体チップの温度の制御方法を例示したブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
説明の明確化のため、以下の記載及び図面は、適宜、省略、及び簡略化がなされている。また、図面においては、却って、煩雑になる場合または空隙との区別が明確である場合には、断面であってもハッチング等を省略する場合がある。なお、各図面において、同一の要素には同一の符号が付されており、必要に応じて重複説明は省略されている。
【００１６】
（実施形態１）
まず、実施形態１に係る半導体製造装置の概要を説明する。図１は、実施形態１に係る半導体製造装置を例示した断面図である。図１に示すように、実施形態１に係る半導体製造装置１は、半導体チップ１０を検査するプローブカード２０を備えている。
【００１７】
プローブカード２０は、半導体チップ１０の電気的特性を検査する治具である。プローブカード２０は、測定対象の半導体チップ１０に対向して配置される。プローブカード２０は、半導体チップ１０が複数形成されたウエハ３０のウエハ面３０ａに対向するように配置される。
【００１８】
プローブカード２０は、メイン基板２１、中継基板２２、プローブユニット２３、接触部材２４、伝熱部材２５、放熱部材２６、駆動部２７及び制御部２８を有している。検査対象の半導体チップ１０は、ダイシング前のウエハ状態となっている。
【００１９】
メイン基板２１は、例えば、板状の部材である。メイン基板２１は、ウエハ面３０ａを覆うように、ウエハ３０に対向して配置されている。ここで、半導体製造装置１を説明するために、ＸＹＺ直交座標系を導入する。検査対象の半導体チップ１０を配置したときに、半導体チップ１０とプローブカード２０とを結ぶ方向をＺ軸方向とし、半導体チップ１０からプローブカード２０に向かう方向を＋Ｚ軸方向とする。＋Ｚ軸方向は、例えば、上方向である。Ｚ軸方向に直交する一方向をＹ軸方向とし、Ｙ軸方向及びＺ軸方向に直交する方向をＸ軸方向とする。なお、ＸＹＺ直交座標系は、半導体製造装置１の構成を説明するために導入されたものであり、半導体製造装置１を使用するときに、メイン基板２１が、ウエハ３０に対向して配置されれば、半導体チップ１０からメイン基板２１に向かう方向は、上方向以外の方向でもよい。
【００２０】
メイン基板２１は、絶縁基板に内部配線及び外部配線等が設けられた部材である。メイン基板２１は、図示しない配線を介して、図示しないテスタ本体に接続されている。メイン基板２１の下面２１ｂは、半導体チップ１０の上面１０ａに対向している。メイン基板２１の下面２１ｂには、中継基板２２が取り付けられている。メイン基板２１の上面２１ａには、放熱部材２６が取り付けられている。メイン基板２１には、上面２１ａから下面２１ｂまで貫通する貫通孔２１ｃが設けられている。貫通孔２１ｃは複数個設けられてもよい。貫通孔２１ｃには、伝熱部材２５が下面２１ｂ側から差し込まれている。貫通孔２１ｃに差し込まれた伝熱部材２５は、メイン基板２１の上面２１ａに取り付けられた放熱部材２６と接続している。
【００２１】
中継基板２２は、例えば、板状の部材であり、上面２２ａ及び下面２２ｂを有している。中継基板２２の上面２２ａは、メイン基板２１の下面２１ｂと対向し、例えば、メイン基板２１の下面２１ｂに接している。中継基板２２は、絶縁基板に内部配線及び外部配線等が設けられた部材である。中継基板２２の下面２２ｂは、半導体チップ１０の上面１０ａに対向している。
【００２２】
中継基板２２には、上面２２ａから下面２２ｂに貫通する貫通孔２２ｃが設けられている。貫通孔２２ｃは複数個設けられてもよい。貫通孔２２ｃは、メイン基板２１の貫通孔２１ｃと連通している。貫通孔２２ｃには、伝熱部材２５が差し込まれている。メイン基板２１の上面２１ａで放熱部材２６に接続された伝熱部材２５は、貫通孔２１ｃ及び貫通孔２２ｃを通って、中継基板２２の下面２２ｂから下方に突出している。中継基板２２の下面２２ｂからは、プローブユニット２３が下方、すなわち、半導体チップ１０側へ延びている。
【００２３】
図２は、実施形態１に係る半導体製造装置１において、半導体チップ１０並びにプローブカード２０のプローブユニット２３、接触部材２４及び伝熱部材２５を例示した斜視図である。図１及び図２に示すように、プローブユニット２３は、テスト用プローブ２３ｄ及び温度取出し用プローブ２３ｅを含んでいる。テスト用プローブ２３ｄ及び温度取出し用プローブ２３ｅをまとめて、プローブ２３ｄ及び２３ｅともいう。
【００２４】
複数のプローブ２３ｄ及び２３ｅの上端側の部分は、中継基板２２に固定されている。各プローブ２３ｄ及び２３ｅは、中継基板２２を介して、または、直接、メイン基板２１の所定の配線に接続している。各プローブ２３ｄ及び２３ｅは、一方向に延びていても、湾曲した部分を有していてもよい。各プローブ２３ｄ及び２３ｅは、細い針状の導電部材である。各プローブ２３ｄ及び２３ｅは、材料として、パラジウム合金またはタングステンを含んでいる。なお、プローブ２３ｄ及び２３ｅは、パラジウム合金またはタングステン以外の材料を含んでいてもよい。各プローブ２３ｄ及び２３ｅの下端は、下方に向いている。
【００２５】
図２に示すように、テスト用プローブ２３ｄは、各半導体チップ１０に対して、例えば、複数個設けられている。テスト用プローブ２３ｄは、半導体チップ１０の上面１０ａにおける辺縁部に設けられたテスト用パッド１１ｄに接触する。これにより、テスト用プローブ２３ｄは、半導体チップ１０の電気的特性を取得することができる。検査対象の半導体チップ１０が、ウエハ３０のウエハ面３０ａに複数形成されている場合には、各テスト用プローブ２３ｄは、各半導体チップ１０の電気的特性を取得する。例えば、ウエハ３０に形成された複数の半導体チップ１０を同時に検査する。テスト用プローブ２３ｄから取得された電気的特性を含む情報は、メイン基板２１を介して図示しないテスタ本体で処理される。
【００２６】
温度取出し用プローブ２３ｅは、各半導体チップ１０に対して、一個設けられている。なお、温度取出し用プローブ２３ｅは、各半導体チップ１０に対して、複数個設けられてもよい。温度取出し用プローブ２３ｅは、半導体チップ１０の上面１０ａにおける辺縁部に設けられた温度取出し用パッド１１ｅに接触する。これにより、温度取出し用プローブ２３ｅは、半導体チップ１０の温度情報を取り出す。
【００２７】
図１に示すように、半導体チップ１０には、温度センサ１２が設けられている。温度取出し用パッド１１ｅは、温度センサ１２に接続されている。温度情報は、温度取出し用プローブ２３ｅから制御部２８に送信される。
【００２８】
接触部材２４は、中継基板２２の下面２２ｂから下方に突出した伝熱部材２５の下端に接続している。接触部材２４は、例えば、シート状の部材であり、上面２４ａが、伝熱部材２５の下端に接続している。なお、図１では、半導体チップ１０は２つ、接触部材２４も２つのみ示され、図２では、半導体チップ１０は１つ、接触部材２４も１つのみ示されている。しかしながら、実際は、半導体チップ１０は、ウエハ３０のウエハ面３０ａに多数形成されている。そして、半導体チップ１０の数に対応して、接触部材２４も多数形成されている。
【００２９】
接触部材２４は、材料として、熱伝導性の高い絶縁材料を含んでいる。例えば、接触部材２４は、一般的な放熱シートに使用される材料を含んでいる。なお、接触部材２４の材料は、一般的な放熱シートに使用される材料に限らない。接触部材２４は、半導体チップ１０の上面１０ａへ接触して半導体チップ１０の熱を吸熱する。接触部材２４は、例えば、半導体チップ１０上面１０ａにおける中央部へ接触する。接触部材２４の下面２４ｂは、半導体チップ１０の上面１０ａに接触したときに、半導体チップ１０にダメージを与えないような構造となっている。例えば、接触部材２４の下面２４ｂは、放熱シート状の柔軟な構造となっている。接触部材２４の下面２４ｂが、半導体チップ１０の上面１０ａに接触すると、半導体チップ１０の熱は、接触部材２４に熱伝導する。
【００３０】
伝熱部材２５は、例えば、棒状の部材であり、熱伝導性の高い材料を含んでいる。伝熱部材２５は、例えば、金属部材である。伝熱部材２５は、メイン基板２１に設けられた貫通孔２１ｃ及び中継基板２２に設けられた貫通孔２２ｃに差し込まれている。貫通孔２１ｃ及び貫通孔２２ｃに差し込まれた伝熱部材２５の上端は、メイン基板２１の上面２１ａに取付けられた放熱部材２６に接続している。伝熱部材２５の下端は、中継基板２２の下面２２ｂから下方に突出し、接触部材２４の上面２４ａに接続している。このように、伝熱部材２５は、接触部材２４と放熱部材２６とを接続し、接触部材２４が吸収した熱を、放熱部材２６に移動させる。
【００３１】
伝熱部材２５には、駆動部２７が取り付けられている。伝熱部材２５は、駆動部２７の駆動により、上下方向に伸縮する。例えば、伝熱部材２５は、上端と下端との間にスプリング機構を有し、駆動部２７の駆動により、上下方向に伸縮する。または、伝熱部材２５は、例えば、上端と下端との間の一部に管状の部分を有し、駆動部２７の駆動により、上下方向にスライド移動して伸縮する。伝熱部材２５の上端側は、放熱部材２６に固定されている。よって、伝熱部材２５が上下方向に伸縮したとき、下端が上方または下方に移動する。
【００３２】
図３は、実施形態１に係る半導体製造装置１において、半導体チップ１０から離隔した接触部材２４を例示した断面図である。図３に示すように、伝熱部材２５が上下方向に縮んだとき、下端が上方に移動する。このような伝熱部材２５の下端の移動に伴い、接触部材２４は、半導体チップ１０の上面１０ａと離隔する。一方、伝熱部材２５が上下方向に伸びたとき、下端が下方に移動する。このような伝熱部材２５の下端の移動に伴い、接触部材２４は、図１及び図２に示すように、半導体チップ１０の上面１０ａに接触する。なお、伝熱部材２５は、伸縮して、接触部材２４を移動させることに限らない。伝熱部材２５が接触部材２４を半導体チップ１０と接触及び離隔させることができれば他の作動方法でもよい。
【００３３】
放熱部材２６は、メイン基板２１の上面２１ａに取付けられている。よって、放熱部材２６は、半導体チップ１０が配置される側と反対側に設けられている。放熱部材２６は、材料として熱伝導性の高い部材を含むヒートシンクである。放熱部材２６は、例えば、金属部材である。放熱部材２６には、メイン基板２１及び中継基板２２の貫通孔２１ｃ及び２２ｃに差し込まれた伝熱部材２５の上端が接続されている。これにより、接触部材２４接触部材２４が吸収した熱を、伝熱部材２５を介して受け取る。そして、放熱部材２６は、伝熱部材２５から受け取った熱を外部へ放熱する。
【００３４】
放熱部材２６には、例えば、上方に突出した複数のフィンが設けられてもよい。また、放熱部材２６の近傍に放熱部材２６を空冷するファンが設けられてもよい。フィン及びファンを設けることにより、放熱部材２６の放熱効率を向上させることができる。放熱部材２６に強度を付加させるために、補強部材が取り付けられてもよい。
【００３５】
駆動部２７は、メイン基板２１に取り付けられている。駆動部２７は、伝熱部材２５の下端を上下方向に移動させる。これにより、駆動部２７は、接触部材２４を半導体チップ１０の上面１０ａと接触または離隔させるように、接触部材２４を移動させる。その際に、駆動部２７は、伝熱部材２５を介して、接触部材２４を移動させる。駆動部２７は、例えば、モータである。
【００３６】
制御部２８は、例えば、メイン基板２１に取り付けられている。制御部２８は、例えば、ＣＰＵ、メモリ、マイコン等の電子部品を含んでいる。また、制御部２８には、制御部２８が使用できる信号形式に変換するＡＤ等変換部２８ａ（図１１参照）が取り付けられていてもよい。制御部２８は、温度取出し用プローブ２３ｅと信号線等の情報伝達手段により接続されている。また、制御部２８は、駆動部２７と信号線等の情報伝達手段により接続されている。制御部２８は、半導体チップ１０の検査時における設定温度を保存する。制御部２８は、温度取出し用プローブ２３ｅから取得した温度情報と、設定温度とを比較し、設定温度を維持するように、駆動部２７を制御する。これにより、駆動部２７は、伝熱部材２５が接触部材２４を半導体チップ１０と接触及び離隔させるように作動させる。このようにして、制御部２８は、温度取出し用プローブ２３ｅから取得した温度情報に基づいて、駆動部２７の駆動をフィードバック制御する。
【００３７】
次に、実施形態１に係る半導体製造方法を説明する。半導体製造方法は、半導体製造装置１を用いて、半導体チップ１０を備えた半導体装置を製造する方法である。
【００３８】
図４は、実施形態１に係る半導体製造方法を例示したフローチャート図である。図４のステップＳ１１に示すように、まず、ウエハプロセス工程を実施する。ウエハプロセス工程では、例えば、シリコンを材料としたウエハ３０上に、成膜処理、フォトレジスト処理、イオン注入処理等の各処理を施して、ウエハ３０に複数の半導体チップ１０を形成する。なお、ウエハ３０は、シリコンを材料としたものに限らない。
【００３９】
図５は、実施形態１に係る半導体製造方法において、ウエハ状態の半導体チップ１０を例示した平面図である。図５に示すように、ウエハプロセス工程を実施することにより、ウエハ３０のウエハ面３０ａ上に、複数の半導体チップ１０が形成される。半導体チップ１０は、電気的特性の検査対象となるダイシング前のウエハ状態となっている。半導体チップ１０は、テスト用パッド１１ｄ、温度取出し用パッド１１ｅ及び温度センサ１２を含んでいる。
【００４０】
複数のテスト用パッド１１ｄ及び温度取出し用パッド１１ｅは、半導体チップ１０の上面１０ａに形成されている。テスト用パッド１１ｄには、半導体チップ１０の電気的特性を取得するテスト用プローブ２３ｄが接触する。テスト用パッド１１ｄは、複数個設けられている。例えば、テスト用パッド１１ｄは、半導体チップ１０の上面１０ａを上方から見たとき、＋Ｙ軸方向側及び−Ｙ軸方向側の辺縁部に複数個設けられている。テスト用パッド１１ｄは、半導体チップ１０に形成された配線を経由して、半導体チップ１０に形成された電子回路に接続されている。
【００４１】
温度取出し用パッド１１ｅには、温度情報を取り出す温度取出し用プローブ２３ｅが接触する。また、温度取出し用パッド１１ｅは、半導体チップ１０の内部の配線を介して、温度センサ１２に接続されている。温度センサ１２は、半導体チップ１０の温度情報を出力する。
【００４２】
温度取出し用パッド１１ｅは、１つでもよいし、複数個設けられてもよい。例えば、温度取出し用パッド１１ｅは、半導体チップ１０の上面１０ａにおける＋Ｙ軸方向側の辺縁部に設けられている。
【００４３】
テスト用パッド１１ｄ及び温度取出し用パッド１１ｅをまとめて、パッド１１ｄ及び１１ｅともいう。半導体チップ１０の上面１０ａには、パッド１１ｄ及び１１ｅ以外のパッドも形成されている。
【００４４】
各半導体チップ１０の上面１０ａは、矩形状となっている。例えば、上面１０ａは、正方形となっている。パッド１１ｄ及び１１ｅ、並びに、パッド１１ｄ及び１１ｅ以外のパッド（以下、パッド１１という。）は、例えば、半導体チップ１０の上面１０ａにおける辺縁部に設けられている。そして、パッド１１は、材料として、アルミニウムを含んでいる。なお、アルミニウム以外の材料で形成されていてもよい。
【００４５】
半導体チップ１０の上面１０ａは、熱を吸収する接触部材２４が接触可能となっている。例えば、上面１０ａにおける中央部に接触可能となっている。
【００４６】
温度センサ１２は、例えば、半導体チップ１０の上方から見て、中央部に形成されている。なお、温度センサ１２が設けられる位置は、半導体チップ１０の中央部に限らない。温度センサ１２は、例えば、接触式のものを形成する。接触式とは、赤外線等を用いた非接触式に対する意味である。接触式の温度センサ１２としては、電気式及び機械式があげられる。電気式には、測温抵抗体、サーミスタ、熱電対、ＩＣ温度センサ等挙げられる。機械式には、感温フェライト、バイメタル等が挙げられる。本実施形態では、接触式であって電気式の測温抵抗体（ＲＴＤ）またはサーミスタ等を用いる。
【００４７】
図６（ａ）〜（ｃ）は、実施形態１に係る半導体製造方法において、半導体チップ１０の温度センサ１２における別の例を例示した図である。図６（ａ）に示すように、温度センサ１２は、半導体チップ１０におけるフラッシュメモリ１３ａ及びＳＲＡＭ１３ｂ（Ｓｔａｔｉｃ  Ｒａｎｄｏｍ  Ａｃｃｅｓｓ  Ｍｅｍｏｒｙ）の形成領域に設けられている。また、半導体チップ１０に、複数の温度センサ１２が設けられてもよい。半導体チップ１０の中央部及び辺縁部に温度センサ１２が設けられることにより、半導体チップ１０内の温度分布を測定することができる。
【００４８】
図６（ｂ）に示すように、半導体チップ１０におけるＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  Ｕｎｉｔ）１４の形成領域に設けられてもよい。ＣＰＵ１４は、高周波数の電流が流れるので高温になる領域である。このような高温になる領域に温度センサ１２を設けることで、半導体チップ１０の温度を精度よく測定することができる。
【００４９】
さらに、図６（ｃ）に示すように、半導体チップ１０におけるアナログ回路のＩＰコアであるアナログＩＰ１５の形成領域に設けられてもよい。この場合には、発熱の大きいアナログＩＰ１５に限定してもよい。このように、半導体チップ１０を形成する工程において、温度センサ１２を、半導体チップ１０のフラッシュメモリ１３ａ、ＳＲＡＭ１３ｂ、ＣＰＵ１４及びアナログＩＰ１５のうち少なくとも１つのものに形成してもよい。
【００５０】
図７（ａ）及び（ｂ）は、実施形態１に係る半導体製造方法において、ウエハ状態の半導体チップ１０の温度センサ１２における別の例を例示した図である。図７（ａ）に示すように、半導体チップ１０を形成する工程において、温度センサ１２を、ウエハ状態における半導体チップ１０間のスクライブライン３１に形成してもよい。また、図７（ｂ）に示すように、半導体チップ１０を形成する工程において、温度センサ１２を、レチクル単位で形成される領域３９ごとに形成してもよい。
【００５１】
図８は、実施形態１に係る半導体チップ１０の温度センサ１２の構造を例示した断面図である。図８に示すように、温度センサ１２は、例えば、抵抗１６ａまたは抵抗１６ｂを含んでいる。温度センサ１２は、抵抗１６ａまたは抵抗１６ｂの電流及び電圧の変化を温度情報として出力する。抵抗１６ａは、例えば、ウエハ３０に絶縁膜１８ａをマスクとして高濃度のＰ型不純物を注入して形成した不純物領域である。抵抗１６ｂは、例えば、絶縁膜１８上に高濃度のＰ型不純物を含むポリシリコン膜を成膜して形成したものである。抵抗１６ａ及び抵抗１６ｂを覆うように形成させた絶縁膜１８ｂに配線１８ｃを形成し、温度取出し用パッド１１ｅに接続させる。
【００５２】
抵抗１６ａを温度センサ１２として用いる場合には、図示しないウエハ３０のグランド端子と、抵抗１６ａに接続した温度取出し用パッド１１ｅとの間の電流及び電圧の変化より温度情報を取得する。一方、抵抗１６ｂを温度センサ１２として用いる場合には、抵抗１６ｂの両端に接続した２つの温度取出し用パッド１１ｅとの間の電流及び電圧の変化より温度情報を取得する。
【００５３】
図９は、半導体及び金属の温度と電気抵抗との関係を例示したグラフである。図９に示すように、温度センサ１２が、抵抗１６ａ及び抵抗１６ｂとして、シリコンウエハまたはポリシリコン等の半導体を用いている場合には、電気抵抗は、温度の上昇とともに減少するプロファイルとなっている。よって、図９のような抵抗変化より、温度センサ１２から温度情報を取得することができる。このように、半導体チップ１０を形成する工程において、温度センサ１２がシリコンウエハまたはポリシリコン等の半導体を含み、半導体における温度と抵抗との関係から温度情報を出力するように温度センサ１２を形成する。なお、温度センサ１２として、不純物が導入されたシリコンまたはポリシリコンを示したが、温度センサ１２は、これらを用いたものに限らない。
【００５４】
このように、ウエハプロセス工程において、ウエハ３０に複数の半導体チップ１０を形成する。そして、半導体チップ１０が、パッド１１ｄ及び１１ｅ、温度センサ１２、並びに、必要に応じて、フラッシュメモリ１３ａ、ＳＲＡＭ１３ｂ、ＣＰＵ１４及びアナログＩＰ１５を含むように形成する。
【００５５】
次に、図４のステップＳ１２に示すように、ウエハ検査工程を実施する。具体的には、ウエハ状態の半導体チップ１０の電気的特性を、プローブカード２０を用いて検査する。
【００５６】
図１０は、実施形態１に係る半導体製造方法において、ウエハ検査工程を例示したフローチャート図である。図１１は、実施形態１に係る半導体チップ１０の温度の制御方法を例示したブロック図である。
【００５７】
図１０のステップＳ２１及び図２に示すように、ウエハ検査工程において、半導体チップ１０の電気的特性を検査する。具体的には、測定対象の半導体チップ１０の上面１０ａに設けられたテスト用パッド１１ｄに、テスト用プローブ２３ｄを接触させる。例えば、半導体チップ１０の上面１０ａを上方から見たとき、上面１０ａの−Ｙ軸方向側の辺縁部に設けられた複数のテスト用パッド１１ｄに対して、複数のテスト用プローブ２３ｄを接触させる。同様に、上面１０ａの＋Ｙ軸方向側の辺縁部に設けられた複数のテスト用パッド１１ｄに対して、複数のテスト用プローブ２３ｄを接触させる。これにより、半導体チップ１０の電気的特性を取得する。
【００５８】
また、図１０のステップＳ２２に示すように、半導体チップ１０の温度情報を取得する。具体的には、上面１０ａの＋Ｙ軸方向側の辺縁部に設けられた温度取出し用パッド１１ｅに温度取出し用プローブ２３ｅを接触させる。温度取出し用パッド１１ｅは、半導体チップ１０に設けられた温度センサ１２に接続されている。これにより、制御部２８は、半導体チップ１０の温度情報を取得する。
【００５９】
ウエハ検査工程において、半導体チップ１０の内部動作の周波数が、高周波数の場合には、各半導体チップ１０からの発熱が大きくなる。このため、ウエハ検査工程における設定温度から外れてしまう場合が発生する。そうすると、半導体チップ１０の電気的特性を精度よく測定することが困難となる。
【００６０】
そこで、図１１に示すように、本実施形態では、温度取出し用パッド１１ｅを介して温度センサ１２から取得した温度情報を、例えば、ＡＤ等変換部２８ａにより制御部２８が使用できる信号形式に変換し、制御部２８に送信する。そして、制御部２８は、受信した温度情報に基づいて、半導体チップ１０の温度をモニタする。このようにして、取得した温度を測定温度Ｔｃという。制御部２８は、測定温度Ｔｃと、メモリ等に保存した設定温度Ｔｓを比較する。測定温度Ｔｃが設定温度Ｔｓよりも高くなったときには、制御部２８は、駆動部２７を駆動させて接触部材２４を半導体チップ１０の上面１０ａに接触させる。これにより、半導体チップ１０を冷却する。
【００６１】
具体的には、図１０のステップＳ２３に示すように、制御部２８は、半導体チップ１０の測定温度Ｔｃを、例えば、メモリ等に保存された設定温度Ｔｓと比較する。制御部２８は、測定温度Ｔｃが、設定温度Ｔｓよりも高い（Ｔｃ＞Ｔｓの）場合には、図１０のステップＳ２４に示すように、接触部材２４が半導体チップ１０に接触しているか判断する。接触部材２４が半導体チップ１０に接触していない（Noの）場合には、図１０のステップＳ２５に示すように、接触部材２４を半導体チップ１０の上面１０ａに接触させる。
【００６２】
その後、図１０のステップＳ２６に示すように、ステップＳ２１の電気的特性の検査が終了したか判断する。電気的特性の検査が終了した（Yesの）場合には、処理を終了する。一方、電気的特性の検査が終了しない（Noの）場合には、ステップＳ２２に戻り、半導体チップ１０の温度情報を取得する。
【００６３】
図１０のステップＳ２４において、接触部材２４が半導体チップ１０に接触している（Yesの）場合には、そのままの状態を保つ。すなわち、半導体チップ１０の測定温度Ｔｃが設定温度Ｔｓよりも高く、すでに、接触部材２４を半導体チップ１０に接触させている場合には、そのままの状態を保つ。そして、半導体チップ１０の温度が低下するまでその状態を維持する。
【００６４】
そして、ステップＳ２６に示すように、電気的特性の検査が終了したか判断し、終了した（Yesの）場合には、処理を終了する。終了しない（Noの）場合には、ステップＳ２２に戻る。
【００６５】
図１０のステップＳ２３において、測定温度Ｔｃが、設定温度Ｔｓよりも低い（Ｔｃ＜Ｔｓの）場合には、図１０のステップＳ２７に示すように、接触部材２４が半導体チップ１０に接触しているか判断する。接触部材２４が半導体チップ１０に接触している（Yesの）場合には、図１０のステップＳ２８に示すように、接触部材２４を半導体チップ１０の上面１０ａから離れるようにする。
【００６６】
そして、ステップＳ２６に示すように、電気的特性の検査が終了したか判断し、終了した（Yesの）場合には、処理を終了する。終了しない（Noの）場合には、ステップＳ２２に戻る。
【００６７】
ステップＳ２７において、接触部材２４が半導体チップ１０に接触してない（Noの）場合には、そのままの状態を保つ。すなわち、半導体チップ１０の測定温度Ｔｃが設定温度Ｔｓよりも低く、すでに、接触部材２４を半導体チップ１０から離している場合には、そのままの状態を保つ。そして、半導体チップ１０の温度が上昇するまでその状態を維持する。
【００６８】
そして、ステップＳ２６に示すように、電気的特性の検査が終了したか判断し、終了した（Yesの）場合には、処理を終了する。終了しない（Noの）場合には、ステップＳ２２に戻る。
【００６９】
図１０のステップＳ２３において、測定温度Ｔｃが、設定温度Ｔｓと同じ温度（Ｔｃ＝Ｔｓ）の場合には、図１０のステップＳ２６に示すように、電気的特性の検査が終了したか判断し、終了した（Yesの）場合には、処理を終了する。終了しない（Noの）場合には、ステップＳ２２に戻る。
【００７０】
このようにして、制御部２８は、図１０のステップＳ２１の半導体チップ１０の電気的特性の検査が終了するまで、温度センサ１２から取り出した温度情報に基づいて、半導体チップ１０の熱を吸熱する接触部材２４を、半導体チップ１０の上面１０ａと接触、または、離隔させるように、接触部材２４を移動させている。そして、半導体チップ１０の電気的特性の検査が終了後、ウエハ検査工程を終了する。
【００７１】
このように、本実施形態の半導体製造方法では、半導体チップ１０に形成された温度センサ１２から温度情報を取得している。よって、ウエハ検査工程における半導体チップ１０の温度を精度よく測定することができる。そして、接触部材２４を半導体チップ１０に直接接触させることで、半導体チップ１０の温度を制御している。よって、冷却エアによる冷却のような冷却ムラを抑制し、半導体チップ１０の温度を精度よく制御することができる。
【００７２】
半導体チップを検査するウエハ検査工程の後に、テスト用パッド１１ｄからテスト用プローブ２３ｄを離す。また、半導体チップ１０の温度情報を取得する工程の後に、温度取出し用パッド１１ｅから温度取出し用プローブ２３ｅを離す。
【００７３】
図１２（ａ）は、実施形態１に係る半導体製造方法において、ウエハ検査工程後におけるパッド１１を例示した平面図であり、（ｂ）は、ウエハ検査工程後における半導体チップ１０の上面１０ａを例示した平面図である。図１２（ａ）に示すように、半導体チップ１０の上面１０ａのパッド１１ｄ及び１１ｅにおいて、プローブが接触したパッド１１ｄ及び１１ｅには、プローブ跡１９が形成される。プローブ跡１９は、例えば、溝状である。なお、プローブ跡１９は溝状に限らない。プローブの先端の形状によって、凹部状であってもよいし、複数の線状であってもよい。
【００７４】
図１２（ｂ）に示すように、半導体チップ１０の上面１０ａを上方から見たとき、上面１０ａの左辺に設けられ、テスト用プローブ２３ｄが接触した複数のテスト用パッド１１ｄには、プローブ跡１９が形成される。同様に、上面１０ａの右辺に設けられ、テスト用プローブ２３ｄが接触した複数のテスト用パッド１１ｄには、プローブ跡１９が形成される。また、温度取出し用パッド１１ｅにもプローブ跡１９が形成される。
【００７５】
次に、図４のステップＳ１３に示すように、組立工程を実施する。まず、半導体チップ１０を含むウエハ３０をダイシングする。これにより、ウエハ状態であった各半導体チップ１０は、切り離されて個別の半導体チップ１０となる。次に、ダイシングすることにより個別になった半導体チップ１０をパッケージングする。
【００７６】
図１３及び図１４は、実施形態１に係る半導体製造方法において、パッケージングされた半導体装置を例示した平面図である。図１３及び図１４に示すように、パッケージングする際には、例えば、プリント基板等の支持体４０に半導体チップ１０を配置する。そして、支持体４０上のリード４１と、半導体チップ１０のパッド１１ｄ及び１１ｅとをボンディングする。ボンディングは、例えば、ワイヤ４２を用いたワイヤボンディングである。その後、樹脂等で封止する。
【００７７】
テスト用プローブ２３ｄが接触したテスト用パッド１１ｄは、ワイヤボンディングされて封止される。なお、テスト用パッド１１ｄは、ワイヤボンディングされなくてもよい。図１３に示すように、温度取出し用プローブ２３ｅが接触した温度取出し用パッド１１ｅは、ワイヤボンディングされずに封止される。なお、図１４に示すように、パッケージングする際に、テスト用パッド１１ｄ及び温度取出し用パッド１１ｅは、ともに、ワイヤボンディングされて封止されてもよい。テスト用パッド１１ｄ及び温度取出し用パッド１１ｅ以外のパッドもワイヤボンディングされてもよいし、ワイヤボンディングされなくてもよい。
【００７８】
温度取出し用パッド１１ｅは、温度取出しの用途にのみ使用される場合には、組立工程において、ワイヤボンディングされない。この場合には、温度取出し用パッド１１ｅには、温度取出し用プローブ２３ｅが接触したプローブ跡１９が形成されている。
【００７９】
一方、温度取出し用パッド１１ｅが、組立後も端子として使用される場合には、組立工程で、ワイヤボンディングされる。この場合には、温度取出し用パッド１１ｅには、温度取出し用プローブ２３ｅが接触したプローブ跡１９が形成されているが、ワイヤ４２等の金属材料によって埋まっている場合がある。
【００８０】
パッケージングの後に、適宜必要な工程を経て、半導体チップ１０を備えた半導体装置は製造される。
【００８１】
次に、本実施形態における効果を説明する。
本実施形態のプローブカード２０は、半導体チップ１０に設けられた温度センサ１２からの温度情報に基づいて、接触部材２４を半導体チップ１０と接触及び離隔させている。これにより、ウエハ検査工程における半導体チップ１０の温度を精度よく制御することができる。
【００８２】
プローブカード２０の接触部材２４は、半導体チップ１０と直接接触している。よって、半導体チップ１０の熱を直接吸熱することができ、半導体チップ１０の冷却効率を向上させることができる。冷却エアを吹き付ける等の従来技術で課題であった冷却のムラを抑制することができる。また、接触部材２４は、熱伝導性の高い材料を含むようにすることで、冷却効率をさらに向上させることができる。さらに、接触部材２４は、伝熱部材２５を介して放熱部材２６に接続されている。接触部材２４が受け取った熱を放熱部材２６で放熱することができるので、半導体チップ１０の冷却効率を向上させることができる。
【００８３】
また、プローブカード２０を、半導体チップ１０が複数形成されたウエハ３０のウエハ面３０ａに対向するように配置させている。よって、検査対象の複数の半導体チップ１０を、一度で検査することができるので、検査時間を短縮し、検査コストを抑制することができる。
【００８４】
半導体チップ１０には、温度センサ１２が設けられている。これにより、半導体チップ１０の温度を直接測定することができる。温度センサ１２は、半導体チップ１０のフラッシュメモリ、ＳＲＡＭ、ＣＰＵ及びアナログＩＰのうち少なくとも１つのものに形成している。これにより、半導体チップ１０の各部材の温度を精度よく測定することができる。また、スクライブライン３１に形成することにより、ウエハ面３０ａを有効活用することができる。半導体チップ１０において温度がバラついていない場合には、レチクル単位で温度センサ１２を形成する。これにより、最小限の個数で温度センサ１２を形成し、製造コストを低減することができる。
【００８５】
また、温度センサ１２は、半導体を含み、半導体における温度と抵抗との関係から温度情報を出力している。よって、半導体チップ１０の温度をさらに精度よく測定することができる。温度センサ１２を半導体チップ１０の上面１０ａにおける中央部及び辺縁部に設けられることによって、半導体チップ１０内の温度分布を測定することができる。このような温度センサ１２の配置により、検査対象となる半導体チップ１０の温度を精度よく制御することができる。
【００８６】
（変形例１）
次に、実施形態１の変形例１を説明する。本変形例は、温度センサ１２の構造を変形させた例である。図１５は、実施形態１の変形例１に係る温度センサ１２ａの構造を例示した断面図である。温度センサ１２ａの構造を示す電子回路記号も示している。図１５に示すように、本変形例の温度センサ１２ａは、例えば、アノード３２、Ｐ型領域３３、Ｎ型領域３４及びカソード３５を含んでいる。温度センサ１２ａは、ダイオードＤの構造となっている。温度センサ１２ａは、ダイオードＤの電流Ｉｄ及び電圧Ｖｔｅｍｐの変化を温度情報として出力する。
【００８７】
例えば、ウエハ３０上に電極材料を成膜してカソード３５を形成する。そして、カソード３５上に、Ｎ型不純物を含んだ半導体膜を成膜してＮ型領域３４を形成する。また、Ｎ型領域３４上に、Ｐ型不純物を含んだＰ型領域３３を形成し、さらに、Ｐ型領域３３上に電極材料を成膜してアノード３２を形成する。カソード３５は、配線を介して、図示しないウエハ３０のグランド端子ＧＮＤに接続されている。アノード３２は、図示しない抵抗を介して、電源ＶＤＤに接続されるとともに、温度取出し用パッド１１ｅに接続されている。このようにして、温度センサ１２ａを形成する。ダイオードＤを温度センサ１２ａとして用いる場合には、例えば、図９において、半導体が示すプロファイルとなっている。なお、ダイオードＤを用いた温度センサ１２ａのプロファイルは、図９に示すものに限らない。
【００８８】
本変形例の温度センサ１２ａを形成することにより、温度センサ１２ａを、ウエハ検査工程における温度測定の用途だけでなく、半導体装置の回路のダイオードの一部として使用することができ、製造コストを低減することができる。これ以外の効果は、実施形態１の効果と同様であるので説明を省略する。
【００８９】
（変形例２）
次に、実施形態１の変形例２を説明する。図１６は、実施形態１の変形例２に係る温度センサ１２ｂの構造を例示した断面図である。図１６に示すように、本変形例の温度センサ１２ｂは、金属を含んだ金属部材３６により形成されている。そして、温度センサ１２ｂは、図９において、金属が示すプロファイルとなっている。
【００９０】
例えば、ウエハ３０上に絶縁膜１８ａを形成し、絶縁膜１８ａ上に金属を含む金属部材３６を形成する。そして、金属部材３６をパターニングし、金属部材３６の両端を、絶縁膜１８ｂ中に形成された配線１８ｃを介して、温度取出し用パッド１１ｅに接続する。このようにして、温度センサ１２ｂを、金属における温度と抵抗との関係から温度情報を出力するように形成する。金属部材３６としては、ウエハプロセス工程（ステップＳ１１）で使用される、アルミニウム、チタン、タングステン、ニッケル、ニッケルとクロムの合金、ニッケルとタングステンの合金又はルテニウム酸化膜（ＲｕＯ２）を用いることができる。また、金属部材３６に炭化シリコン（ＳｉＣ）も用いることができる。
【００９１】
本変形例の温度センサ１２ｂを形成することにより、温度センサ１２ｂを、温度取出しの用途だけでなく、半導体装置の回路の抵抗の一部として使用することができ、製造コストを低減することができる。これ以外の効果は、実施形態１の効果と同様であるので説明を省略する。
【００９２】
（変形例３）
次に、実施形態１の変形例３を説明する。図１７は、実施形態１の変形例３に係る温度センサ１２ｃの構造を例示した断面図である。図１７に示すように、本変形例の温度センサ１２ｃは、材料として、サーミスタ３７を含んでいる。
【００９３】
サーミスタ３７は、含まれる材料によって、温度の上昇とともに、電気抵抗が減少するＮＴＣ（Ｎｅｇａｔｉｖｅ  Ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ  Ｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔ）サーミスタ、または、温度の上昇とともに、電気抵抗が増加するＰＴＣ（Ｐｏｓｉｔｉｖｅ  Ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ  Ｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔ）サーミスタを用いる。
【００９４】
例えば、ウエハ３０上に絶縁膜１８ａを形成し、絶縁膜１８ａ上にサーミスタ３７を形成する。そして、サーミスタ３７の一端を、絶縁膜１８ｂに形成された配線１８ｄを介して、図示しないウエハ３０のグランド端子ＧＮＤに接続する。サーミスタ３７の一端を、図示しない抵抗を介して、電源ＶＤＤに接続するとともに、配線１８ｅを介して温度取出し用パッド１１ｅに接続する。このようにして、温度センサ１２ｃを、サーミスタ３７における温度と抵抗との関係から温度情報を出力するように形成する。
【００９５】
本変形例の温度センサ１２ｃを形成することにより、温度センサ１２ｃを、温度取出しの用途だけでなく、半導体装置の回路のサーミスタ３７の一部として使用することができ、製造コストを低減することができる。これ以外の効果は、実施形態１の効果と同様であるので説明を省略する。
【００９６】
（実施形態２）
次に、実施形態２を説明する。実施形態２に係る半導体製造装置２のプローブカード２０ａは、接触部材２４を半導体チップ１０の上面１０ａと接触及び離隔させる機構に、バイメタル５０を用いている。図１８は、実施形態２に係る半導体製造装置２の構成を例示した断面図である。図１９は、実施形態２に係るバイメタル５０を用いた接触部材２４の制御方法を例示したブロック図である。図１８に示すように、プローブカード２０ａは、バイメタル５０、リード線５１及び熱伝導プローブ５２を有している。
【００９７】
バイメタル５０は、熱膨張率が異なる複数の金属板を貼り合わせたものである。よって、複数の金属板は、温度の変化によって異なる熱膨張率で膨張する。これにより、バイメタル５０は、温度によって曲がり方が変化する。本実施形態では、このようなバイメタル５０の性質を利用して、接触部材２４の移動を制御する。
【００９８】
バイメタル５０は、例えば、メイン基板２１の下面２１ｂに設けられている。バイメタル５０は、伝熱部材２５に接続している。よって、バイメタル５０の変形により、伝熱部材２５を下方に移動させ、または、上方に移動させることができる。これにより、接触部材２４を、半導体チップ１０の上面１０ａと接触及び離隔させることができる。
【００９９】
バイメタル５０は、あらかじめ、ウエハ検査工程における設定温度以上になると、伝熱部材２５を下方に移動させ、接触部材２４を、半導体チップ１０の上面１０ａと接触させるように、変形が調整されている。
【０１００】
リード線５１は、熱伝導性の高い線状の部材であり、例えば、金属線である。リード線５１の一端は、バイメタル５０に接続されている。リード線５１の他端は、熱伝導プローブ５２の一端に接続されている。リード線５１は、熱伝導プローブ５２に熱伝導した熱をバイメメタル５０に伝える機能を有している。
【０１０１】
熱伝導プローブ５２は、細い針状で熱伝導性の高い部材であり、半導体チップ１０の熱を取得するプローブである。熱伝導プローブ５２の一端は、中継基板２２に固定されている。また、熱伝導プローブの一端には、リード線５１の他端が接続されている。熱伝導プローブの他端は先端となっていて、半導体チップ１０の温度取出し用パッド１１ｅに接触させることができる。
【０１０２】
ウエハ検査工程において、熱伝導プローブ５２を半導体チップ１０の温度取出し用パッド１１ｅに接触させる。これにより、熱伝導プローブ５２は、半導体チップ１０から熱を取得する。熱伝導プローブ５２が取得した熱は、リード線５１を介してバイメタル５０に伝わる。
【０１０３】
図１９に示すように、バイメタル５０は、リード線５１から熱を受け取った結果、熱設定温度よりも高い温度になると変形し、接触部材２４を半導体チップ１０の上面１０ａと接触させる。一方、接触部材２４を半導体チップ１０に接触させた結果、半導体チップ１０の温度が低下すると、リード線５１を介してバイメタル５０が受け取る熱が減少する。これにより、バイメタル５０の温度が設定温度よりも低下する。そうすると、バイメタル５０は、接触部材２４を半導体チップ１０の上面１０ａと離隔させるように変形する。このようにして、バイメタル５０は、設定温度を基準にして、接触部材２４を半導体チップ１０の上面１０ａと接触及び離隔させる。
【０１０４】
実施形態２のプローブカード２０ａによれば、バイメタル５０を用いて接触部材２４の移動を制御することができる。よって、半導体チップ１０の温度を精度よく制御することができる。また、駆動部２７及び制御部２８を省くことができる。よって、製造コストを低減することができる。
【０１０５】
以下に示した事項も発明の技術的範囲に属している。
（付記１）
測定対象の半導体チップに対向して配置されるプローブカードを備え、
前記プローブカードは、
前記半導体チップの上面に設けられたテスト用パッドに接触することにより、前記半導体チップの電気的特性を取得するテスト用プローブと、
前記上面に設けられた前記温度取出し用パッドに接触することにより、前記半導体チップの熱を取得する熱伝導プローブと、
前記半導体チップの上面へ接触して前記半導体チップの熱を吸熱する接触部材と、
前記接触部材を前記上面と接触または離隔させるように、前記接触部材を移動させるバイメタルと、
を有する半導体製造装置。
【０１０６】
（付記２）
測定対象の半導体チップの上面に設けられたテスト用パッドにテスト用プローブを接触させることにより、前記半導体チップの電気的特性を取得するステップと、
前記上面に設けられた前記温度取出し用パッドに熱伝導プローブを接触させることにより、前記半導体チップの熱を取得するステップと、
取得した前記熱によって、バイメタルに、前記半導体チップの熱を吸熱する接触部材を、前記上面と接触または離隔させるように、前記接触部材を移動させるステップと、
を備えた半導体製造方法。
【０１０７】
以上、本発明者によってなされた発明を実施の形態に基づき具体的に説明したが、本発明は既に述べた実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々の変更が可能であることはいうまでもない。
【符号の説明】
【０１０８】
１、２  半導体製造装置
１０  半導体チップ
１０ａ  上面
１１ｄ  テスト用パッド
１１ｅ  温度取出し用パッド
１２、１２ａ、１２ｂ  温度センサ
１３ａ  フラッシュメモリ
１３ｂ  ＳＲＡＭ
１４  ＣＰＵ
１５  アナログＩＰ
１６ａ、１６ｂ  抵抗
１８ａ、１８ｂ  絶縁膜
１８ｃ、１８ｄ、１８ｅ  配線
１９  プローブ跡
２０、２０ａ  プローブカード
２１  メイン基板
２１ａ  上面
２１ｂ  下面
２１ｃ  貫通孔
２２  中継基板
２２ａ  上面
２２ｂ  下面
２２ｃ  貫通孔
２３  プローブユニット
２３ｄ  テスト用プローブ
２３ｅ  温度取出し用プローブ
２４  接触部材
２４ａ  上面
２４ｂ  下面
２５  伝熱部材
２６  放熱部材
２７  駆動部
２８  制御部
２８ａ  ＡＤ等変換部
３０  ウエハ
３０ａ  ウエハ面
３１  スクライブライン
３２  アノード
３３  Ｐ型領域
３４  Ｎ型領域
３５  カソード
３６  金属部材
３７  サーミスタ
３９  領域
４０  支持体
４１  リード
４２  ワイヤ
５０  バイメタル
５１  リード線
５２  熱伝導プローブ
【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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【図１８】
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【図１９】
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