(57)【要約】【課題】電極パッドに対してプローブ針を接触させる際に、半導体基板上の特定領域にあるチップに対してプローブ針の過大な針圧が付与されることを抑制することができる検査装置の調整方法および半導体装置の検査方法を提供する。【解決手段】ステージ１０５を鉛直方向に移動させてステージ１０５上に載置された半導体基板１０４の表面とプローブ針１０２の先端とを近づける過程で、半導体基板１０４に最初にプローブ針１０２の針痕が形成されたときの、ステージ１０５の位置である原点位置を取得する。原点位置の取得は、半導体基板１０４上の複数点に対してそれぞれ実施される。そして、取得した複数点における原点位置に基づいて、ステージ１０５を水平方向に移動させた際に、半導体基板１０４の表面が、各原点位置により構成される面と実質的に平行な面を移動する状態に調整する。【選択図】図１
2008084929.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
水平面内で移動可能に構成されるとともに、被検査基板が載置されるステージと、前記ステージに対向して配置されたプローブ針とを備え、前記プローブ針を前記被検査基板の表面に接触させることにより被検査基板の検査を行う検査装置の調整方法であって、
ステージまたはプローブ針を鉛直方向に移動させて前記ステージ上に載置された被検査基板の表面と前記プローブ針の先端とを近づける過程で、前記被検査基板表面に最初にプローブ針の針痕が形成されたときの、当該移動体の位置である原点位置を取得するステップと、
前記原点位置の取得を、前記被検査基板上の複数点に対してそれぞれ実施するステップと、
前記取得した複数点における原点位置に基づいて、前記被検査基板の表面が、各原点位置により構成される面と実質的に平行な面内で移動する状態に、前記ステージの水平面内の移動を調整するステップと、
を含むことを特徴とする検査装置の調整方法。
【請求項２】
水平面内で移動可能に構成されるとともに、被検査基板が載置されるステージと、前記ステージに対向して配置されたプローブ針とを備え、前記プローブ針を前記被検査基板の表面に接触させることにより被検査基板の検査を行う検査装置の調整方法であって、
ステージまたはプローブ針を鉛直方向に移動させて前記ステージ上に載置された被検査基板の表面と前記プローブ針の先端とを近づける過程で、前記被検査基板表面に最初にプローブ針の針痕が形成されたときの、当該移動体の位置である原点位置を取得するステップと、
前記原点位置の取得を、前記被検査基板上の複数点に対してそれぞれ実施するステップと、
前記取得した複数点における原点位置に基づいて、各原点位置により構成される面と、前記被検査基板の表面とが平行となる状態に、前記ステージの基板載置面の傾斜角度を調整するステップと、
を含むことを特徴とする検査装置の調整方法。
【請求項３】
前記被検査基板上の複数点に、前記プローブ針先端を接触させる同一形状の接触領域がそれぞれ設けられるとともに、前記接触領域に前記プローブ針を接触させることにより前記原点位置が取得され、
前記接触領域における針痕の位置に基づいて、前記ステージの水平面内における移動方向を調整するステップをさらに含むことを特徴とする請求項１または２記載の検査装置の調整方法。
【請求項４】
請求項１から３のいずれかに記載の検査装置の調整方法によって前記検査装置を調整した後、半導体装置を検査することを特徴とする半導体装置の検査方法。
【請求項５】
前記半導体装置が、前記プローブ針を接触させる電極パッドを有し、前記電極パッドが半導体装置を構成する素子上に形成されている請求項４に記載の半導体装置の検査方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、検査装置の調整方法および半導体装置の検査方法に関し、特に、半導体素子上にパッドを形成するＰＯＥ（Pad On Element）型の半導体装置の特性検査に好適な検査装置の調整方法および半導体装置の検査方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、半導体集積回路装置（以下、半導体装置という。）の製造工程では、半導体基板上に形成された個々の半導体装置の良否判定を行うための電気特性検査が行われている。この種の電機特性検査として、半導体装置に形成された複数の電極パッド（ボンディングパッド）にタングステン等からなる複数のプローブ針をそれぞれ接触させて電気特性を測定するプロービング検査がある。
【０００３】
一方、近年の半導体装置の高集積化、高機能化、および動作速度の高速化に伴い、電極パッドのサイズやピッチ、並びに電極パッド上に形成された絶縁保護膜の開口サイズが縮小されている。また、チップ面積をさらに縮小するために、電極パッドの下層にも半導体集積回路を構成するトランジスタ等の素子や配線等（以下、単に回路という）を配置するＰＯＥ型の電極パッドが採用されつつある。
【０００４】
このようなＰＯＥ型の電極パッドでは、プロービングやワイヤボンディングの際に下層の回路にダメージが与えられることを防止する構造を採用する必要がある。例えば、後掲の特許文献１には、層間絶縁膜や保護膜にクラックが発生することを抑制できる電極パッド構造が提案されている。
【０００５】
図４は、従来の電極パッドの構造を示す断面図である。また、図５は、従来の電極パッドの平面図である。電極パッド１１は、半導体基板１側から、第１配線層２、第１層間絶縁膜５、第２配線層３、第２層間絶縁膜６、および、第３配線層４が順に積層された構造を有する。ここでは、図５に示すように、矩形状に形成された第３配線層４が、プローブ針やボンディングワイヤ等との接触面を構成しており、当該接触面を露出させる開口部１０を有する保護膜９が最上層に形成されている。
【０００６】
また、図４、および図５に示すように、第３配線層４の直下に位置する第２層間絶縁膜６には、平面視において矩形形状を有する複数の第２コンタクトホール８が設けられている。当該第２コンタクトホール８を介して、第３配線層４と第２配線層３とが電気的に接続されている。同様に、第２配線層３の直下に位置する第１層間絶縁膜５には、平面視において矩形形状を有する複数の第１コンタクトホール７が設けられている。当該第１コンタクトホール７を介して、第２配線層３と第１配線層２とが電気的に接続されている。
【０００７】
上記の構造では、各配線層２、３、４の間に適当な膜厚の層間絶縁膜５、６がそれぞれ介在されている。このため、すべての層間絶縁膜５、６に対して保護膜９の開口部１０と同様の開口部を設け、各配線層２、３、４だけを直接積層した構造を有する電極パッドに比べて、電極パッドの外周部に形成される段差の数が少なくなる。したがって、第３配線層４の上面と保護膜９の上面との段差Ｈ１を小さくすることができる。また、保護膜９に生じ得るクラックの発生を効果的に低減させることが可能となり、信頼性を高めることが可能となる。
【０００８】
一方、プロービング検査工程では、半導体装置上に形成された複数の電極パッドに対応する複数のプローブ針を備えたプローブカードを用いて検査が行われる。このとき、対応する電極パッドとプローブ針とを低コンタクト抵抗で接触させるために、電極パッドに対するプローブ針の接触圧（以下、針圧という。）が適切な圧力に調整される。
【０００９】
上記プローブカードは、例えば、プリント基板等からなるベース基板に各プローブ針の基端部が固定された構造を有する。各プローブ針は、プリント基板上に形成された配線と電気的に接続されるとともに、当該配線が、例えば、プリント基板の一端に連結されるコネクタを介してＬＳＩテスタ等に接続される。また、各プローブ針は、各プローブ針の先端とベース基板との距離がほぼ等しくなるように、高精度でプリント基板に取り付けられている。
【００１０】
上記プローブ針の針圧調整は、プローバー装置のステージ上に載置された半導体基板と、プローバー装置に固定された上記プローブカードのプローブ針の先端との間隔を調整することで行うことができる。例えば、半導体基板とプローブ針先端との間隔を徐々に狭め、プローブ針先端が電極パッドに接触を開始した状態から、さらにステージを所定量上昇させるのである。
【００１１】
このとき、プローブ針の先端は、電極パッドに突き刺さった後、オーバードライブする（電極パッドに突き刺さった状態で、水平方向にスライドする）。これにより、プローブ針と電極パッドとの間の密着性が高まり、低いコンタクト抵抗を得ることができる。この場合、プローブ針と電極パッドとが接触を開始するステージの高さ（以下、上下方向の原点位置という。）が予め特定される。そして、この上下方向の原点位置から、プローブカードに応じた量だけステージを上昇させる。なお、上述の針圧調整では、プローブ針の先端とベース基板との距離が、特性測定用プローブカードと同一となる状態に構成された１本のプローブ針のみを備えた針圧調整用プローブカードが使用されることもある。
【特許文献１】特開平５−３４３４６６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
しかしながら、上下方向の原点位置の特定は、プローブ針が接触した際に導電膜上に形成される針痕を、作業者が目視で確認することで行われている。人が行う作業である以上、特定した原点位置は、個人差等によりばらつきが発生する。このような上下方向の原点位置のばらつきは、例えば、数十ミクロンのレンジに達する。したがって、上記針圧調整法を同一半導体基板の複数点に対して適用した場合、各上下方向の原点位置にばらつきが生じることになる。そして、この上下方向の原点位置を基準としてステージを所定量上昇させる操作を行った場合、同一の半導体基板上であっても、その位置によって、針圧が異なることになる。例えば、上記上下方向の原点位置が、電極パッドとプローブ針の先端とが接触を開始する位置より、両者の間隔が狭くなる方向にずれていた場合、当該原点位置に基づいて上記針圧調整を行うと、電極パッドに対して過大な針圧が付加される。
【００１３】
このように過大な針圧が付加された状況は、特に、図４および図５に示した構造を有するＰＯＥ型電極パッドに対してプローブ針を接触させる場合に問題となる。図６は、図４および図５に示した構造を有するＰＯＥ型電極パッドを備えた半導体装置の構造断面図である。図６では、半導体基板１上にはＭＯＳトランジスタのような半導体素子３０が形成され、その上に複数の層間絶縁膜２７および中間配線２６が形成されている。また、その最上部には、柱状導電体２８、および金属から成るパッド２４を含む電極パッド１１が設けられている。
【００１４】
さて、上記電極パッド１１上にプローブ針２０が接触し、オーバードライブが行われると、プローブ針２０から電極パッド１１に伝達された応力は、金属からなるパッド２４の塑性変形により消費される。また、過大な針圧でプローブ針２０の先端がパッド２４に接触することによりパッド２４の膜厚が薄くなり、プローブ針２０の先端がパッド２４の底面近くまで到達していると、上記応力の一部がパッド２４の下層に形成されている下地構造に直接伝達される。図６に示す電極パッド構造では、下部構造に応力が伝達されると、当該応力が柱状導電体２８の下端部に集中する。この応力が、下部構造の許容量を超えていると、下部構造にクラック２６が発生する。
【００１５】
下部構造にクラック２６が発生すると、当該クラック２６から水分等が侵入して半導体装置の長期信頼性が当然に低下する。さらに、図６に示すように、クラック６が半導体素子３０等にまで到達した場合、プローブ針２０を介して電極パッド５に印加された電圧あるいは電流により、当該クラック６に沿って漏洩電流が流れることがあり、半導体素子３０等が破損する原因にもなる。
【００１６】
本発明は、上記従来の事情を鑑みてなされたものであり、電極パッドに対してプローブ針を接触させる際に、半導体基板上の特定領域にあるチップに対してプローブ針の過大な針圧が付与されることを抑制することができる検査装置の調整方法および半導体装置の検査方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１７】
上記目的を達成するために、本発明は以下の技術的手段を採用している。まず、本発明は、水平面内で移動可能に構成されるとともに、被検査基板が載置されるステージと、当該ステージに対向して配置されたプローブ針とを備え、プローブ針を被検査基板の表面に接触させることにより被検査基板の検査を行う検査装置の調整方法を前提としている。そして、本発明に係る検査装置の調整方法は、ステージまたはプローブ針を鉛直方向に移動させてステージ上に載置された被検査基板の表面と前記プローブ針の先端とを近づける過程で、被検査基板表面に最初にプローブ針の針痕が形成されたときの、当該移動体の位置である原点位置を取得する。ここで、移動体とは、ステージまたはプローブ針である。上記原点位置の取得が、上記被検査基板上の複数点に対してそれぞれ実施される。そして、取得した複数点における原点位置に基づいて、前記被検査基板の表面が、各原点位置により構成される面と実質的に平行な面内で移動する状態に、前記ステージの水平面内の移動が調整される。
【００１８】
また、本発明に係る他の検査装置の調整方法は、まず、上記と同様にして、上記原点位置の取得が、上記被検査基板上の複数点に対してそれぞれ実施される。そして、取得した複数点における原点位置に基づいて、各原点位置により構成される面と、前記被検査基板の表面とが平行となる状態に、前記ステージの基板載置面の傾斜角度が調整される。
【００１９】
以上の構成によれば、被検査基板の全面にわたって、プローブ針先端と被検査基板との接触状態を均一にすることができる。
【００２０】
また、上記各構成において、上記被検査基板上の複数点に、上記プローブ針先端を接触させる同一形状の接触領域をそれぞれ形成しておき、当該接触領域に前記プローブ針を接触させることにより、上記原点位置を取得する構成を採用することができる。この場合、上記接触領域内の前記針痕の位置に基づいて、前記ステージの水平面内における移動方向の調整を行う。
【００２１】
一方、本発明に係る半導体装置の検査方法は、上述の検査装置の調整方法によって検査装置を調整した後、半導体装置の検査を行う。この場合、半導体装置は、上記プローブ針を接触させる、半導体装置を構成する素子上に形成された電極パッドを備える構成とすることができる。
【発明の効果】
【００２２】
本発明によれば、プローブ針と電極パッドとが接触を開始する原点位置を、被検査基板面内の複数点で検知し、当該原点位置に基づいて被検査基板表面の傾斜がなくなる状態を実現している。このため、被検査基板の全面にわたって、プローブ針と被検査基板表面との接触状態を、極めて均一にすることができる。この結果、適切なプローブ針圧が設定でき、ＰＯＥ型の電極バッドに対してプローブ針を接触させる場合であっても、被検査基板の全面において、クラック発生を防止することができる。
【００２３】
また、電極パッド内におけるプローブ針の接触位置に基づいて、前記ステージの水平面内における移動方向を調整することにより、プローブ針のパッドからのはみだし(θズレ）の発生を防止することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
以下、本発明に係る一実施の形態を、図面を参照しながら詳細に説明する。図１は、本発明に係る検査装置の調整方法が適用されるプローバー装置の要部を示す概略断面図である。
【００２５】
図１に示すように、プローバー装置１００は、検査対象の半導体基板１０４（被検査基板）が載置されるステージ１０５を備える。また、当該ステージ１０５の基板載置面に対向する位置で、当該基板載置面に対して平行にプローブカード基板１０１を支持するトッププレート１０７を備える。
【００２６】
プローブカード基板１０１は、その先端が球面形状に加工されたプローブ針１０２を備えている。当該プローブ針１０２は、プローブカード基板１０１に対して、精密に位置決めされた上で固定されている。
【００２７】
また、ステージ１０５は、例えば、ステッピングモータ等により水平面内で移動自在に設けられている。また、ステージ１０５には、エアシリンダ等が内蔵されており、基板載置面に対して鉛直方向にも移動できる構造を有している。ステージ１０５は、測定が行われる際に、半導体基板１とプローブ針１０２とが接触する高さ（以下、アップ位置という。）まで上昇する。また、水平方向に移動する際には、プローブ針１０２と半導体基板１０４とが接触しない高さ（以下、ダウン位置という。）に下降して、移動を行う。なお、上記アップ位置は、例えば、０．５μｍステップでその高さが設定できるようになっており、上記ダウン位置は、例えば、プローバー装置１００がステージ１０５の昇降制御に使用する絶対座標系における所定高さに設定される。
【００２８】
また、ステージ１０５には、プローブ針１０２の先端位置を認識するための光学カメラ１０６が設けられている。さらに、トッププレート１０７には半導体基板１０４の上面に形成された電極パッドの表面位置を認識するための光学カメラ１０３が設けられている。
【００２９】
上記構成を有するプローバー装置１００において、半導体基板上に形成された半導体装置の検査を行う場合、まず、上下方向の原点位置の取得が行われる。ここで、上下方向の原点位置とは、ステージ１０５上に載置された半導体基板１０４とプローブ針１０２の先端とを近づける過程で、プローブ針１０２の先端が、半導体基板１０４の表面に接触を開始する位置である。原点位置の取得は、半導体基板１０４上のパッド配置に応じた複数のプローブ針を備えたプローブカードを使用して実施することも可能であるが、ここでは、１本のプローブ針１０２のみを備えるプローブカード基板１０１を使用する。
【００３０】
まず、ステージ１０５上に半導体基板１０４が載置される。このとき、半導体基板１０４上の位置を指定する座標系と、プローバー装置１００がステージ１０５の水平移動の制御に使用する座標系とを一致させる位置合わせ（いわゆる、ウエハアライメント）が公知の手法により実行される。なお、半導体基板１０４は、後述のように、その表面に電極パッドを備えている。
【００３１】
その後、プローバー装置１００は、光学カメラ１０６が、プローブ針１０２の先端の直下に位置するようにステージ１０５を移動させる。通常、トッププレート１０７にプローブカード１０１を取り付ける位置は決まっている。このため、プローブ針１０２の先端の水平位置は、プローブカード１０１の取り付け誤差の範囲内で特定可能である。この水平位置を予めプローバー装置１００に設定しておくことで、上記光学カメラ１０６の移動は容易に行うことができる。
【００３２】
この状態で、プローバー装置１００は、光学カメラ１０６によりプローブ針１０２の先端を観測し、プローブ針１０２先端の垂直方向の位置を認識する。当該位置認識は、例えば、例えば、光学カメラ１０６がプローブ針１０２の先端にフォーカスを合わせたときの、フォーカス位置に基づいて求めることができる。
【００３３】
次に、プローバー装置１００は、予め設定されている半導体基板１０４上の位置が光学カメラ１０３の直下に位置する状態に、ステージ１０５を移動させる。そして、半導体基板１の表面を光学カメラ１０３により観察する。プローバー装置１００は当該画像と光学カメラ１０３により取得した画像とをパターンマッチングすることにより、電極バッドを検出する。そして、プローバー装置１００は、検出した電極パッド表面の垂直方向の位置を認識する。このとき、プローバー装置１００は、電極パッド表面の画像データを図示しない記憶装置に初期画像データとして記憶する。なお、当該記憶装置には、電極パッドのパターンマッチングに使用される画像も登録されており、プローバー装置１００は、当該画像を読み出して、上述のパターンマッチングを行う。
【００３４】
なお、上述のプローブ針１０２の先端の位置の特定、および電極パッド５の表面位置の特定は、どちらを先に行ってよくその順序は問わない。
【００３５】
続いて、プローバー装置１００は、上記認識結果に基づいて、プローブ針１０２先端の直下に電極パッド１１が位置する状態にステージ１０５を移動させる。当該移動が完了した後、プローバー装置１００は、上記認識結果に基づいて、プローブ針１０２の先端と電極パッドの表面とが近接し、かつ接触しない位置まで、ステージ１０５を上昇させる。
【００３６】
この後、プローバー装置１００は、ステージ１０５を上記ダウン位置に下降させ、プローブ針１０２の先端の直下に位置していた半導体基板１０４上の位置を光学カメラ１０３の直下に移動させる。このとき、ステージ１０５の高さは、上述の初期画像データ取得時と同一の高さになっている。
【００３７】
そして、プローバー装置１００は、光学カメラ１０３を介して電極パッド表面の画像データを取得し、上記初期画像データと比較することにより針痕の検出を行う。このとき、電極パッドの表面にプローブ針１０２の針痕がある場合には、直前のステージ上昇位置を上下方向の原点位置として取得する。当該原点位置は、上述の絶対座標系におけるステージ高さや、上記ダウン位置からのステージ上昇量として取得することができる。
【００３８】
一方、電極パッド上にプローブ針１０２の針痕がない場合には、プローバー装置１００は、当該電極パッドを再度、プローブ針１０２の直下に移動させ、直前のステージ上昇位置よりも所定量（例えば、０．５μｍ）上方まで、ステージ１０５を上昇させる。プローバー装置１００は、ステージ１０５を上記ダウン位置に下降させた後、再度、光学カメラ１０３において半導体基板１０４表面の画像データを取得し、針痕の検出を行う。
【００３９】
この動作が、電極パッド表面にプローブ針１０２の針痕が検出されるまで繰り返し実行され、上下方向の原点位置が特定される。この原点位置は、プローバー装置１００の記憶装置に記憶されるとともに、例えば、プローバー装置１００に付属したディスプレイ装置に数値的に表示される。
【００４０】
以上説明した、上下方向の原点位置の特定は、半導体基板１０４上の複数点に対して実施される。図２は、上述の上下方向の原点位置の特定に使用される半導体基板１０４を模式的に示す平面図である。図２に示すように、半導体基板１０４上には、アルミニウムまたはその合金膜を最上層の金属膜として備える、電極パッド１１が面内の５カ所に形成されている。ここでは、図２において、半導体基板１０４の上方端部、中央部、下方端部、左方端部、および右方端部の５箇所に電極パッド１１ａ〜１１ｅが設けられている。また、各電極パッド１１ａ〜１１ｅは、図４に例示したような、ＰＯＥ型の構造を有している。さらに、図２では、各電極バッド１１を、半導体基板１０４の全面に均等に配置しているが、当該配置は一例であり、半導体基板１０４上の検査範囲に応じて適宜設定することができる。なお、半導体基板１０４上には、他の多数の電極パッドが形成されており、上記電極パッド１１ａ〜１１ｅは、これらの電極パッドの中から選択されたものである。
【００４１】
図３は、図２に示した半導体基板１０４に対して取得した、上下方向の原点位置を示す図である。図３では、各電極パッド１１ａ〜１１ｅにおける原点位置を、中央部の電極パッド１１ｂにおける原点位置との高さの差で示している。図３の例では、電極パッド１１ｄの原点位置が、電極パッド１１ｂの原点位置よりも４μｍ上方に位置していることを示している。また、電極パッド１１ａの原点位置は３μｍ上方、電極パッド１１ｃの原点位置は２μｍ上方に位置している。さらに、電極パッド１１ｅの原点位置は、電極パッド１１ｂの原点位置よりも、２μｍ下方に位置している。
【００４２】
各電極パッド１１ａ〜１１ｅにおいて、上述の手法により、上下方向の原点位置が取得されると、プローバー装置１００は記憶装置に記憶された各原点位置に基づいて、ステージ１０５に対する補正を行う。
【００４３】
当該補正は、ステージ１０５に対して機械的、あるいはソフト的にアライメント調整を行うことで行われる。ここで、機械的アライメント調整とは、ステージ１０５の基板載置面の傾斜角度（水平面に対する角度）を、各原点位置により構成される面と半導体基板１０４の表面とが平行になる状態に、機械的に調整することを指す。当該調整は、例えば、ステージ１０５の水平方向の移動面に対する、ステージ１０５の支持角度を調整することにより達成される。ここで、水平方向の移動面とは、ステージ１０５を水平方向に移動させるステッピングモータ等の駆動系の移動面である。また、この場合、ステージ１０５は、駆動系に対して、基板載置面の傾斜角度を調整自在に支持されている。
【００４４】
また、機械的アライメント調整は、トッププレート１０７を支持するプローバー装置１００のフレームに対する上記移動面の角度を調整することにより達成することもできる。この場合、上記駆動系は、プローバー装置１００のフレームに対して、その移動面の角度を調整自在に支持されている。
【００４５】
一方、ソフト的アライメント調整とは、ステージ１０５を水平方向に移動させる際にステージ１０５の高さを変更することにより、半導体基板１０４の表面を実質的に各原点位置により構成される面と平行な面内で移動させる状態に調整することを指す。このようなソフト的アライメント調整は、ステージ１０５の昇降を制御する制御部に対して、上述の原点位置の差を認識させることにより実現可能である。この場合、ステージ１０５の昇降を制御する制御部は、各原点位置の差に応じて、ステージ１０５を水平方向に移動させる際にステージ１０５の高さを変更する。
【００４６】
なお、上述のようにして取得した全ての原点位置が同一平面上にない場合、各原点位置により構成される面は、例えば、最小二乗法等により各原点位置に対する誤差が最小となる面とすればよい。また、本実施形態の場合、１本のプローブ針１０２により原点位置の認識を行っているため、各原点位置により構成される面は水平面となる。
【００４７】
このようすると、ステージ１０５がダウン位置にあるとき、半導体基板１０４のどの位置においても、半導体基板１０４の表面に対するプローブ針１０２の位置が同一になる。したがって、ステージ１０５水平方向に移動した後、一定の移動量だけステージ１０５を上昇させてアップ位置にすると、半導体基板１０４上のどの位置においても針痕が均一な形状、および寸法になる。この結果、半導体基板１０４上に形成された半導体装置毎の検査を、基板全面にわたって実施した場合であっても、特定領域の半導体装置に過度の針圧がかかることがなくなる。なお、ステージ１０５をアップ位置に移動させる際の一定の移動量は、上記調整が完了した後に、半導体基板１０４上の任意の電極パッドから求められた原点位置への移動量に、プローブ針のオーバードライブ量に相当する上昇量を加えた量である。
【００４８】
ところで、上記では、１本のプローブ針１０２を備えるプローブカード基板１０１をプローバー装置１００に装着して、原点位置の取得を行っている。このため、半導体基板１０４上の各半導体装置に対する検査は、当該プローブカード基板１０１を、半導体装置が備える電極パッドに応じたプローブ針が配列された特性検査用プローブカードに取り替えた状態で行われる。
【００４９】
この場合、特性検査用プローブカードの各プローブ針の先端により構成される面が、上述の各原点位置により構成される面と完全に一致しない状況が生じる場合がある。これは、特性検査用プローブカードをトッププレート１０７に取り付ける際の取り付け精度に起因する。当該状況では、上述の調整を行った場合であっても、特性検査用プローブカードが備える複数のプローブ針のうち、一部のプローブ針が半導体装置の電極パッドに接触しなくなる恐れがある。電極パッドに接触しないプローブ針の検出は、半導体基板１０４上に形成されている、任意の半導体装置の各電極パッドを光学カメラ１０３の直下に移動させて、電極パッド表面の針痕の有無を観察することにより行うことができる。これにより、電極パッドに接触していないプローブ針が検出された場合には、上述の原点位置認識と同様の手法により、プローブ針が電極パッドに接触したときステージ１０５の高さを検出する。そして、検出した当該ステージ１０５の高さに基づいて、上述のアップ位置へステージ１０５を上昇させる際のステージ１０５の移動量を補正する。これにより、半導体基板１０４上のすべての半導体装置に対して、当該補正量の検出に使用した半導体装置と同一の状態で、プローブ針を接触させることができる。なお、本実施形態では、上述した調整により半導体基板１０４表面が水平になっている。このため、このような補正を行っても、半導体領域１０４上の特定領域において、プローブ針の針圧が過大になる状況は生じない。
【００５０】
以上説明したように、本実施形態によれば、プローブ針と電極パッドとが接触を開始する原点位置を、半導体基板面内の複数点で検知し、当該原点位置に基づいて半導体基板の表面が水平になる状態にステージを調整している。このため、半導体基板の全面にわたって、プローブ針と半導体基板表面との接触状態を、極めて均一にすることができる。この結果、適切なプローブ針圧が設定でき、ＰＯＥ型の電極バッドに対してプローブ針を接触させる場合であっても、半導体基板の全面において、クラック発生を防止することができる。特に、１本のプローブ針を備えたプローブカードを使用して原点位置を検知する構成では、各原点位置を極めて高精度に検知することができる。したがって、これにより検知した各原点位置に基づいて、半導体基板表面の傾きを補正することにより、基板全面にわたって極めて高精度に半導体基板とプローブ針先端との位置関係を一致させることができる。
【００５１】
また、本実施形態では、上述のように、原点位置認識の際に、電極パッドにおけるプローブ針の針痕の位置（水平位置）を認識し、電極パッド内の基準点（例えば、中央）からのずれを検出する構成にしてもよい。そして、各原点位置を認識する過程で取得された、基準点からのずれに基づいて、ステージの水平方向の移動方向を調整する構成とすれば、プローブ針が、電極パッドからはみだす不具合(θズレ）の発生を防止することができる。
【００５２】
なお、本発明は、以上で説明した各実施形態に限定されるものではなく、本発明の効果を奏する範囲において、種々の変形および応用が可能である。例えば、上記実施形態では、実際の半導体装置が形成された半導体基板によりステージの調整を行う事例について説明したが、他の基板を用いてもよい。例えば、その全面にアルミニウムまたはアルミニウムを主成分とする合金薄膜が形成されている、調整用の基板を使用することができる。また、ＰＯＥ型の電極パッドのみを形成した、調整用の基板を使用することもできる。この場合、半導体装置が形成された半導体基板の検査を行う場合には、ステージの上昇量が半導体基板に応じて設定される。
【００５３】
また、上記では、ステージが上昇することにより、基板上にプローブ針を接触させる構成について説明したが、トッププレートの下降により当該接触が行われる構成であっても同様の効果を得ることができる。
【産業上の利用可能性】
【００５４】
本発明にかかる半導体装置および製造方法は、電極パッド下部に配置される半導体素子へダメージや破壊を防止することができ、検査装置の調整方法および半導体装置の検査方法として有用である。
【図面の簡単な説明】
【００５５】
【図１】本発明の一実施形態におけるプローブ装置を示す概略断面図
【図２】本発明の一実施形態における原点調整確認パッドの配置を示す平面図
【図３】本発明の一実施形態における調整前の原点調整高さバラツキを示す図
【図４】従来の電極パッド部の断面図
【図５】従来の電極パッド部の平面図
【図６】従来の電極パッド部の断面図
【符号の説明】
【００５６】
１  半導体基板
２  第１配線層
３  第２配線層
４  第３配線層
５  第１層間絶縁膜
６  第２層間絶縁膜
７  第１コンタクトホール
８  第２コンタクトホール
９  保護膜
１０  パッド開口部
１１  電極パッド
１２  基準電極パッド
２０  プローブ針
２４  パッド
２６  クラック
２７  層間絶縁膜
２８  柱状導電体
３０  半導体素子
１０１  プローブカード基板
１０２  プローブ針
１０３  光学カメラ
１０４  半導体基板
１０５  ステージ
１０６  光学カメラ
【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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