(57)【要約】【課題】電極針を電極、パッド又はバンプに接触させた際、非接触の電極針を容易に且つより確実に検知できる電極針を提供する。【解決手段】本発明に係る電極針は、半導体製造工程で電極、パッド又はバンプに接触させて電気的特性検査を行うための電極針であって、針２０と、該針を電極、パッド又はバンプに接触させた際に、該針に加えられる圧力を検知する圧力センサー１９と、を具備するものである。この圧力センサー１９で検知された圧力から電極針２０が電極、パッド又はバンプに接触しているか否かを判定する制御部をさらに含む。これにより、針２０に圧力が加えられているか否かを検知することができ、それにより、電極針２０に対してパッド等と接触しているか否かを容易に且つより確実に検知することができる。【選択図】　　　　図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
半導体製造工程で電極、パッド又はバンプに接触させて電気的特性検査を行うための電極針であって、
針と、
該針を電極、パッド又はバンプに接触させた際に、該針に加えられる圧力を検知する圧力検知機構と、
を具備することを特徴とする電極針。
【請求項２】
前記圧力検知機構で検知された圧力から電極針が電極、パッド又はバンプに接触しているか否かを判定する制御部をさらに含むことを特徴とする請求項１に記載の電極針。
【請求項３】
半導体製造工程で電極、パッド又はバンプに接触させて電気的特性検査を行うための電極針であって、
針と、
該針に形成された反射ミラーと、
この反射ミラーにレーザー光を照射するレーザー発射装置と、
反射ミラーから反射したレーザー光を検知する光検知器と、
を具備することを特徴とする電極針。
【請求項４】
前記光検知器でレーザー光を検知するか否かにより電極針が電極、パッド又はバンプに接触しているか否かを判定する制御部をさらに含むことを特徴とする請求項３に記載の電極針。
【請求項５】
請求項１〜４のうちいずれか１項に記載の電極針を用いてウエハの電気的特性検査を行う工程を経て製造されたことを特徴とする半導体装置。
【請求項６】
請求項１〜４のうちいずれか１項に記載の電極針を用いてウエハの電気的特性検査を行う工程を有することを特徴とする半導体装置の製造方法。
【請求項７】
半導体ウエハにプローブ試験を行うためのプローブカードであって、
プローブカード基板と、
このプローブカード基板に配置された電極針と、
を具備し、
前記電極針は、
針と、
該針を電極、パッド又はバンプに接触させた際に、該針に加えられる圧力を検知する圧力検知機構と、
前記圧力検知機構で検知された圧力から電極針が電極、パッド又はバンプに接触しているか否かを判定する制御部と、
を有することを特徴とするプローブカード。
【請求項８】
半導体ウエハにプローブ試験を行うためのプローブカードであって、
プローブカード基板と、
このプローブカード基板に配置された電極針と、
を具備し、
前記電極針は、
針と、
該針に形成された反射ミラーと、
この反射ミラーにレーザー光を照射するレーザー発射装置と、
反射ミラーから反射したレーザー光を検知する光検知器と、
前記光検知器でレーザー光を検知するか否かにより電極針が電極、パッド又はバンプに接触しているか否かを判定する制御部と、
を有することを特徴とするプローブカード。
【請求項９】
請求項７又は８に記載のプローブカードを有することを特徴とするプローブ装置。
【請求項１０】
請求項７に記載のプローブカードを用いてプローブ試験を行う方法であって、
ウエハのＩＣチップの各パッドにプローブカードの電極針を押圧して接触させ、
この接触させた際に、針に加えられる圧力を圧力検知機構で検知し、
この検知された圧力から電極針が各パッドに接触しているか否かを制御部で判定し、
全ての電極針が各パッドに接触していることを確認し、プローブ試験を行うことを特徴とするプローブ試験方法。
【請求項１１】
請求項８に記載のプローブカードを用いてプローブ試験を行う方法であって、
ウエハのＩＣチップの各パッドにプローブカードの電極針を押圧して接触させ、
この接触させた状態で、レーザー発射装置からレーザー光を反射ミラーに照射し、反射ミラーから反射したレーザー光を光検知器で検知するか否かにより、電極針が各パッドに接触しているか否かを制御部で判定し、
全ての電極針が各パッドに接触していることを確認し、プローブ試験を行うことを特徴とするプローブ試験方法。
【請求項１２】
請求項７又は８に記載のプローブカードを用いてウエハの電気的特性検査を行う工程を経て製造されたことを特徴とする半導体装置。
【請求項１３】
請求項７又は８に記載のプローブカードを用いてウエハの電気的特性検査を行う工程を有することを特徴とする半導体装置の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、半導体製造工程で電極、パッド又はバンプに接触させて電気的特性検査を行うための電極針、それを備えたプローブカード、プローブ装置、半導体装置及びその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
半導体製造工程で半導体ウエハ上に多数のＩＣチップを形成した場合には、その半導体ウエハのまま個々のＩＣチップについて様々な特性を測定するための電気的特性検査を行い、不良品をスクリーニングするようにしている。そして、この検査には通常、プローブ装置が用いられている。このプローブ装置は半導体ウエハ上の個々のＩＣチップが有する電極パッドにプローブカードのプローブ針（電極針）を接触させ、プローブ針から所定の電圧を印加することにより各ＩＣチップの導通試験などの電気的検査を行って個々のＩＣチップが電気的特性を有するか否かをテスタを介して試験する装置である。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
半導体製造工程においてはパッドやバンプに電極針を当てることが多々ある。そのとき、パッド等にきちんと針が当たっていないと、その特性がきちんと測定できない。長尺チップの測定、多点同時測定、針を当てにくいパッド形状のものでの測定などを行うときに、パッドへの針当たり不良を起こし易い。
【０００４】
従来、ＩＣチップの電極パッドにプローブカードのプローブ針を当てた際、すべてのプローブ針が電極パッドに接触しているか否かについては人の目で確認するか、又はプローブ針の一番端に設けた検知針で確認していた。
【０００５】
しかしながら、人の目で確認すると、確認に時間がかかり、また接触していないプローブ針を見落とすことがある。また、検知針で確認する場合は、検知針から離れた場所のプローブ針の非接触を確認できないことがある。
【０００６】
このようにプローブ針を使用していくうちに該プローブ針の先端が削られ、針の高さが変化していくことに起因して、電極パッドに接触しないプローブ針が発生しても、上述した確認方法では非接触のプローブ針を完全に検知することが困難であった。その結果、本来なら良品チップと判断すべきものが非接触のプローブ針により不良チップと判断されることがあった。
【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、電極針を電極、パッド又はバンプに接触させた際、非接触の電極針を容易に且つより確実に検知できる電極針、プローブカード、プローブ装置、半導体装置及びその製造方法を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため、本発明に係る電極針は、半導体製造工程で電極、パッド又はバンプに接触させて電気的特性検査を行うための電極針であって、
針と、
該針を電極、パッド又はバンプに接触させた際に、該針に加えられる圧力を検知する圧力検知機構と、
を具備することを特徴とする。
【０００９】
上記電極針によれば、針に加えられる圧力を検知する圧力検知機構を具備することにより、針に圧力が加えられているか否かを検知することができる。それにより、電極針に対してパッド等と接触しているか否かを容易に且つより確実に検知することができる。このため、従来技術のように本来良品と判定すべきものを針当たり不良によって不良品と判定してしまうことを防止できる。その結果、歩留まりを向上させることができる。
【００１０】
また、本発明に係る電極針においては、前記圧力検知機構で検知された圧力から電極針が電極、パッド又はバンプに接触しているか否かを判定する制御部をさらに含むことも可能である。
【００１１】
本発明に係る電極針は、半導体製造工程で電極、パッド又はバンプに接触させて電気的特性検査を行うための電極針であって、
針と、
該針に形成された反射ミラーと、
この反射ミラーにレーザー光を照射するレーザー発射装置と、
反射ミラーから反射したレーザー光を検知する光検知器と、
を具備することを特徴とする。
【００１２】
上記電極針によれば、反射ミラー、レーザー発射装置、光検知器を具備しているため、針を電極、パッド又はバンプに接触させた際に該針が撓むことにより、反射ミラーの反射角度が変わり、光検知器で反射ミラーから反射したレーザー光を検知することができたりできなかったりする。したがって、光検知器でレーザー光を検知した場合は、針がパッド等と接触していると判定し、光検知器でレーザー光を検知できない場合は、針がパッド等と接触していないと判定できる。また、その逆の判定でも良い。よって、電極針に対してパッド等と接触しているか否かを容易に且つより確実に検知することができる。このため、従来技術のように本来良品と判定すべきものを針当たり不良によって不良品と判定してしまうことを防止できる。その結果、歩留まりを向上させることができる。
【００１３】
また、本発明に係る電極針においては、前記光検知器でレーザー光を検知するか否かにより電極針が電極、パッド又はバンプに接触しているか否かを判定する制御部をさらに含むことも可能である。
【００１４】
本発明に係る半導体装置は、請求項１〜４のうちいずれか１項に記載の電極針を用いてウエハの電気的特性検査を行う工程を経て製造されたことを特徴とする。
【００１５】
本発明に係る半導体装置の製造方法は、請求項１〜４のうちいずれか１項に記載の電極針を用いてウエハの電気的特性検査を行う工程を有することを特徴とする。
【００１６】
本発明に係るプローブカードは、半導体ウエハにプローブ試験を行うためのプローブカードであって、
プローブカード基板と、
このプローブカード基板に配置された電極針と、
を具備し、
前記電極針は、
針と、
該針を電極、パッド又はバンプに接触させた際に、該針に加えられる圧力を検知する圧力検知機構と、
前記圧力検知機構で検知された圧力から電極針が電極、パッド又はバンプに接触しているか否かを判定する制御部と、
を有することを特徴とする。
【００１７】
本発明に係るプローブカードは、半導体ウエハにプローブ試験を行うためのプローブカードであって、
プローブカード基板と、
このプローブカード基板に配置された電極針と、
を具備し、
前記電極針は、
針と、
該針に形成された反射ミラーと、
この反射ミラーにレーザー光を照射するレーザー発射装置と、
反射ミラーから反射したレーザー光を検知する光検知器と、
前記光検知器でレーザー光を検知するか否かにより電極針が電極、パッド又はバンプに接触しているか否かを判定する制御部と、
を有することを特徴とする。
【００１８】
本発明に係るプローブ装置は、請求項７又は８に記載のプローブカードを有することを特徴とする。
【００１９】
本発明に係るプローブ試験方法は、請求項７に記載のプローブカードを用いてプローブ試験を行う方法であって、
ウエハのＩＣチップの各パッドにプローブカードの電極針を押圧して接触させ、
この接触させた際に、針に加えられる圧力を圧力検知機構で検知し、
この検知された圧力から電極針が各パッドに接触しているか否かを制御部で判定し、
全ての電極針が各パッドに接触していることを確認し、プローブ試験を行うことを特徴とする。
【００２０】
本発明に係るプローブ試験方法は、請求項８に記載のプローブカードを用いてプローブ試験を行う方法であって、
ウエハのＩＣチップの各パッドにプローブカードの電極針を押圧して接触させ、
この接触させた状態で、レーザー発射装置からレーザー光を反射ミラーに照射し、反射ミラーから反射したレーザー光を光検知器で検知するか否かにより、電極針が各パッドに接触しているか否かを制御部で判定し、
全ての電極針が各パッドに接触していることを確認し、プローブ試験を行うことを特徴とする。
【００２１】
本発明に係る半導体装置は、請求項７又は８に記載のプローブカードを用いてウエハの電気的特性検査を行う工程を経て製造されたことを特徴とする。
【００２２】
本発明に係る半導体装置の製造方法は、請求項７又は８に記載のプローブカードを用いてウエハの電気的特性検査を行う工程を有することを特徴とする。
【００２３】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。
本発明に係る第１の実施の形態による電極針は、プローブ針として例えばプローブ装置に適用するものである。なお、電極針は、プローブ針に限定されるものではなく、半導体製造工程で電極に接触させるための針であればプローブ針以外の針も含むものである。
【００２４】
プローブ装置は、半導体ウエハ上のＩＣチップに電圧を印加する試料用電源やＩＣチップからの出力を測定部に取り込むための入力部などからなるピンエレクトロニクスを有するテストヘッドと、ＩＣチップ上の所定の電極パッドに接触させるプローブ針を有するプローブカードと、テストヘッドとプローブ針とを電気的に接続させるためのポゴピンを有する接続リングとを備えている。そして、このようなプローブ装置には必要に応じてリニアマザーボードやパーフォーマンスボード等の中継基板が設けられ、これらの中継基板によりプローブカードとテスタを電気的に接続するようにしている。
【００２５】
図１は、本発明に係る第１の実施の形態による電極針を概略的に示す構成図である。図２（ａ）は、図１に示す電極針を適用したプローブカードを示す概略平面図であり、図２（ｂ）は、図２（ａ）に示す２ｂ−２ｂ線に沿った断面図である。
【００２６】
図２（ａ），（ｂ）に示すように、プローブカードは、例えばメモリデバイスなどの半導体ウエハ１１におけるＩＣチップ１２を測定することが可能なものである。プローブカードは、表面及び内部にプリント配線が設けられたプローブカード基板１３を有している。このプローブカード基板１３にはその中央部に基板開口エリア１３ａが設けられている。
【００２７】
プローブカード基板１３の外周にはテスタ接続端子エリア１４が設けられており、このテスタ接続端子エリア１４にはテスタ接続端子１５が配置されている。また、プローブカード基板１３の上面側には基板開口エリア１３ａの周辺に合わせて放熱補強板１６が設けられている。この放熱補強板１６は、高温環境下での電気的特性試験の際、基板１３の放熱を促進し撓みを抑えるものである。なお、この放熱補強板１６を有するプローブカードに本発明を適用しているが、放熱補強板を有しないプローブカードに本発明を適用することも可能である。
【００２８】
プローブカード基板１３の下面側には前記基板開口エリア１３ａの周辺に合わせてプローブ針固定用のモールド樹脂からなる固定リング１７が配置されている。さらに、前記プローブカード基板１３の下面側には、図２（ｂ）に示すように、複数のプローブ針１８が固定リング１７の周囲に沿って固定されており、その固定された基端が前記プリント配線に接続されている。プリント配線は例えばジャンパー配線（図示せず）を介してテスタ接続端子１５に接続されている。
【００２９】
図１に示すように、各々のプローブ針１８には圧力センサー１９が配置されており、この圧力センサー１９には電極針２０が配置されている。電極針２０の基端は圧力センサー１９の圧力検知部（図示せず）に接続されており、この圧力検知部によって電極針２０がパッドやバンプなどに接触したのか否かを検知することが可能となっている。即ち、一つ一つの電極針２０が圧力センサー１９を備えており、この圧力センサー１９はパッドやバンプなどに接触したのか否かの検査機能を内蔵している。また、圧力センサー１９と電極針２０の先端との間には電極針２０をガイドするガイド部２１が設けられている。このガイド部２１によって電極針２０が矢印２２のように上下に動くようになっている。圧力センサー１９は図示せぬ制御部に電気的に接続されており、この制御部は後述するような制御を行うものである。
【００３０】
プローブカードによって実際に電気的特性試験を行う場合には、図２（ｂ）に示すように、チャックテーブル２３の上に半導体ウエハ１１を保持し、プローブ針１８の先端をウエハ１１のＩＣチップ１２の各電極パッドに導き、プローブカード１３に所定圧力をかけてプローブ針の先端（電極針２０の先端）を電極パッドやバンプに押圧する。この際、電極パッドやバンプに当たっている電極針と当たっていない電極針とでは圧力センサー１９によって検知される圧力が異なるため、圧力センサーによって電極パッドやバンプに当たっていない電極針を検知することができる。即ち、圧力センサーにおいて各々の電極針に加えられている圧力を針圧信号に変換し、この針圧信号が制御部に送られ、この制御部で該針圧信号が基準値と比較され、その比較結果により非接触の電極針を検知することができる。なお、基準値は、電極針が適正に接触している最小の圧力に相当するものである。
【００３１】
そして、当たっていない電極針を検知した場合は、プローブカードに更なるオーバードライブをかけて全てのプローブ針が当たっていることを確認する。この結果、プローブ針の先端と電極パッド等との接触が良好に行われると、ＩＣチップ１２の電気的特性試験を行う。なお、上記オーバードライブをかけても当たっていない電極針を検知する場合は、プローブカードのプローブ針の調整を行い、その後、再び上述したような電気的特性試験を行う。
【００３２】
また、上記プローブ針１８に次のような付加的構成を加えることも可能である。ガイド部２１の内部又はガイド部２１と圧力センサー１９との間の電極針２０にバネ（図示せず）を配置し、電極針２０をパッドやバンプなどに押し当てた際にバネによって電極針２０に弾力性を持たせ、該電極針へのダメージを低減するものとする。
【００３３】
上記第１の実施の形態によれば、電極針２０の基端に圧力センサー１９を配置することにより、すべての電極針２０に対してパッド等と接触しているか否かを検知することができる。このため、電極針の接触と非接触を自動的に判定することができ、従来技術のように本来良品と判定すべきＩＣチップを針当たり不良によって不良品と判定してしまうことを防止できる。その結果、不良チップを減少させることができ、歩留まりを向上させることができる。
【００３４】
また、前記電極針２０を用いてウエハの電気的特性検査を行う工程を経て半導体装置を製造することも可能である。また、前記プローブカードを用いてウエハの電気的特性検査を行う工程を経て半導体装置を製造することも可能である。
【００３５】
図３（ａ）は、本発明に係る第２の実施の形態による電極針を概略的に示す構成図である。この電極針は、電極、パッド、バンプなどに接触したのか否かを検知する機能を有している。
【００３６】
電極針３０には反射ミラー３１が配置されている。また、電極針３０には、反射ミラー３１にレーザー光３３を照射するレーザー発射装置３２が配置されており、反射ミラー３１から反射されたレーザー光３４を受光して検知する光検知器３５が配置されている。光検知器３５は図示せぬ制御部に電気的に接続されており、この制御部は後述するような制御を行うものである。
【００３７】
反射ミラー３１とレーザー発射装置３２と光検知器３５の位置関係は次の通りである。電極針３０が電極、パッド、バンプなどに接触していないときは、レーザー発射装置３２から反射ミラー３１にレーザー光３３を照射し、反射ミラー３１から反射されたレーザー光３４ａが光検知器３５で検知されないような位置に各々が配置されている。また、電極針３０が電極、パッド、バンプなどに適正な圧力で接触しているときは、レーザー発射装置３２から反射ミラー３１にレーザー光３３を照射し、反射ミラー３１から反射されたレーザー光３４が光検知器３５で検知されるような位置に各々が配置されている。
【００３８】
このように反射ミラー３１、レーザー発射装置３２、光検知器３５を配置しているため、電極針３０を電極、パッド、バンプなどに接触させた際に該電極針３０が撓むことにより、反射ミラーの反射角度が変わり、光検知器３５でレーザー光３４を検出することができる。したがって、光検知器３５でレーザー光を検知した場合は、検知信号が制御部に送られ、この制御部において電極針３０がパッド等と接触していると判定する。また、光検知器３５でレーザー光を検知できない場合は、検知信号が制御部に送られないので、制御部において電極針３０がパッド等と接触していないと判定する。このため、電極針の接触と非接触を自動的に判定することができ、従来技術のように本来良品と判定すべきＩＣチップを針当たり不良によって不良品と判定してしまうことを防止できる。その結果、不良チップを減少させることができ、歩留まりを向上させることができる。
【００３９】
上記電極針を用いてウエハの電気的特性検査を行う工程を経て半導体装置を製造することも可能である。また、図２に示すプローブカードのプローブ針に上記電極針を形成することも可能である。また、このようなプローブカードを有するプローブ装置を用いてプローブ試験を行うことも可能である。また、このようなプローブカードを用いてウエハの電気的特性検査を行う工程を経て半導体装置を製造することも可能である。
【００４０】
図３（ｂ）は、図３（ａ）に示す電極針の変形例を示す構成図であり、図３（ａ）と同一部分には同一符号を付し、異なる部分についてのみ説明する。
【００４１】
反射ミラー３１とレーザー発射装置３２と光検知器３５の位置関係は次の通りである。電極針３０が電極、パッド、バンプなどに接触していないときは、レーザー発射装置３２から反射ミラー３１にレーザー光３３を照射し、反射ミラー３１から反射されたレーザー光４４ａが光検知器３５で検知されるような位置に各々が配置されている。また、電極針３０が電極、パッド、バンプなどに適正な圧力で接触しているときは、レーザー発射装置３２から反射ミラー３１にレーザー光３３を照射し、反射ミラー３１から反射されたレーザー光４４が光検知器３５で検知されないような位置に各々が配置されている。
【００４２】
このように反射ミラー３１、レーザー発射装置３２、光検知器３５を配置しているため、電極針３０を電極、パッド、バンプなどに接触させた際に該電極針３０が撓むことにより、光検知器３５でレーザー光３４を検出しないようになる。したがって、光検知器３５でレーザー光を検出しなかった場合は電極針３０がパッド等と接触していると判定でき、光検知器３５でレーザー光を検出した場合は電極針がパッド等と接触していないと判定することができる。このため、第２の実施の形態と同様の作用効果を奏することとなり、不良チップを減少させることができ、歩留まりを向上させることができる。
【００４３】
尚、本発明は上記実施の形態に限定されず、種々変更して実施することが可能である。
【００４４】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、電極針を電極、パッド又はバンプに接触させた際、非接触の電極針を容易に且つより確実に検知できる電極針、プローブカード、プローブ装置、半導体装置及びその製造方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る第１の実施の形態による電極針を概略的に示す構成図である。
【図２】（ａ）は、図１に示す電極針を適用したプローブカードを示す概略平面図であり、（ｂ）は、（ａ）に示す２ｂ−２ｂ線に沿った断面図である。
【図３】（ａ）は、本発明に係る第２の実施の形態による電極針を概略的に示す構成図であり、（ｂ）は、（ａ）に示す電極針の変形例を示す構成図である。
【符号の説明】
１１…半導体ウエハ　　　　　　　　１２…ＩＣチップ
１３…プローブカード基板　　　　　１３ａ…基板開口エリア
１４…テスタ接続端子エリア　　　　１５…テスタ接続端子
１６…放熱補強板　　　　　　　　　１７…固定リング
１８…プローブ針　　　　　　　　　１９…圧力センサー
２０，３０…電極針　　　　　　　　２１…ガイド部
２２…矢印　　　　　　　　　　　　２３…チャックテーブル
３１…反射ミラー　　　　　　　　　３２…レーザー発射装置
３３，３４，３４ａ，４４，４４ａ…レーザー光
３５…光検知器
【図１】
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【図２】
2004093248.tif 000004
【図３】
2004093248.tif 000005