(57)【要約】【課題】  プローブ検査時の半導体素子の電極パッド削れ量を小さくすること、及びプローブ検査による電極パッド下のダメージを低減する。【解決手段】  半導体素子上の電極パッド９にプローブ針１を接触させて電気的特性検査を行うプローブ検査装置であって、電極パッド９と接触するプローブ針先端６に超音波振動を与えるようにした。これにより、半導体素子のプローブ電気的検査時に電極パッド９に接触するプローブ針１の滑り量が小さくなり、電極パッド９の削れ量を小さくすることができる。このため、電極パッド９上部に形成するバンプ接着強度を向上させることができること、および、プローブ針１の電極パッド９へのダメージを低減することによる素子電気特性劣化をなくす効果がある。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
半導体素子上の電極パッドにプローブ針を接触させて電気的特性検査を行うプローブ検査装置であって、前記電極パッドと接触するプローブ針先端に超音波振動を与えるようにしたことを特徴とするプローブ検査装置。
【請求項２】
半導体素子上の電極パッドにプローブ針を接触させて電気的特性検査を行うプローブ検査装置であって、前記電極パッドと接触するプローブ針先端に高温を与えるようにしたことを特徴とするプローブ検査装置。
【請求項３】
半導体素子上の電極パッドにプローブ針を接触させて電気特性検査を行うプローブ検査方法であって、前記プローブ針を前記電極パッドに接触させた状態で、前記電極パッドと接触するプローブ針先端に超音波振動を与え、電気的特性検査を行うことを特徴とするプローブ検査方法。
【請求項４】
半導体素子上の電極パッドにプローブ針を接触させて電気的特性検査を行うプローブ検査方法であって、前記プローブ針を前記電極パッドに接触させた状態で、前記電極パッドと接触するプローブ針先端に高温を与え、電気的特性検査を行うことを特徴とするプローブ検査方法。
【請求項５】
前記電極パッドと接触する際のプローブ針先端に与える超音波振幅量が０.３μｍ以上である請求項３記載のプローブ検査方法。
【請求項６】
前記電極パッドと接触する際のプローブ針先端に与える温度が１２０℃以上である請求項４記載のプローブ検査方法。
【請求項７】
請求項３または４記載のプローブ検査方法にて、前記半導体素子の電気的特性検査を行ったことを特徴とする半導体装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、半導体素子の電気的特性検査（プローブ検査）に関するものであり、プローブ検査時の半導体素子の電極パッドにプローブ針を接触させて電気的特性検査を行うプローブ検査装置および検査方法および半導体装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
現在主流なプローブ検査方法はカンチレバー法である。以下にカンチレバー法について説明する。
【０００３】
図５および図６に示すように、半導体装置８の電極パッド９に対し、プローブカード２にて半導体装置８を検査する。プローブカード２には、一般にレニウムタングステンや金メッキ処理が施されたプローブ針１が取り付けられており、半導体装置８の電極パッド９に接地する角度をプローブ針元７に対して９０°より小さい角度を有するプローブ針にて接触させる（図７）。
【０００４】
半導体装置８の電極パッド９にプローブ針１が接触してから、電気的検査されるまでに、半導体装置はオーバードライブ１７という動作により接触点から上方に機械的に６０〜１００μｍ程度押し上げられる。この時、プローブ針１は接触点よりも上方に持ち上げられると同時に、プローブ針元７に対して前方に押し出される。そして、図７に示すように、電極パッド９上方に形成されているＡＬ酸化膜１２を、次にＡＬ膜１１を削りながら前進する。電極パッド９とプローブ針１はＡＬ酸化膜１２を削り、ＡＬ膜１１に接したときに電気的接触が得られる。このプローブ動作により電極パッド９にはＡＬ膜１１削り跡として、図８に示すようにプローブ痕１５とＡＬ削れ跡１６が形成される。プローブ時の温度環境は常温である。各々のプローブ針１は半導体装置８の電気的特性を検査することのできる検査装置テスター５に接続されており半導体装置８の電気的検査を行う（図６）。
【特許文献１】特開昭６３−５５４２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
従来のカンチレバー法においては、上記のようにプローブ針が電極パッドに接触してから、オーバードライブという機械的動作により接触点から上方に６０〜１００μｍ程度押し上げられる。この時にプローブ針先先端部が針元に対して前方に大きく押し出されるため、電極パッドのＡＬ膜を大きく削る。このため、電極パッド上部にバンプを形成する際にバンプと電極の接着強度が低下する。また、機械的動作によりプローブ針は電極パッド下部に存在する基板及び、電気的素子に物理的ダメージを与えることにより、電気的特性劣化をもたらす。
【０００６】
したがって、この発明の目的は、半導体素子のプローブ検査時の電極パッドにおける滑り量を小さくすることによる、バンプと電極の接着強度の向上、及び電極パッドへのダメージを低減させるプローブ検査装置および検査方法および半導体装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するためにこの発明の請求項１記載のプローブ検査装置は、半導体素子上の電極パッドにプローブ針を接触させて電気的特性検査を行うプローブ検査装置であって、前記電極パッドと接触するプローブ針先端に超音波振動を与えるようにした。
【０００８】
請求項２記載のプローブ検査装置は、半導体素子上の電極パッドにプローブ針を接触させて電気的特性検査を行うプローブ検査装置であって、前記電極パッドと接触するプローブ針先端に高温を与えるようにした。
【０００９】
請求項３記載のプローブ検査方法は、半導体素子上の電極パッドにプローブ針を接触させて電気的特性検査を行うプローブ検査方法であって、前記プローブ針を前記電極パッドに接触させた状態で、前記電極パッドと接触するプローブ針先端に超音波振動を与え、電気的特性検査を行う。
【００１０】
請求項４記載のプローブ検査方法は、半導体素子上の電極パッドにプローブ針を接触させて電気的特性検査を行うプローブ検査方法であって、前記プローブ針を前記電極パッドに接触させた状態で、前記電極パッドと接触するプローブ針先端に高温を与え、電気的特性検査を行う。
【００１１】
請求項５記載のプローブ検査方法は、請求項３記載のプローブ検査方法において、前記電極パッドと接触する際のプローブ針先端に与える超音波振幅量が０．３μｍ以上である。
【００１２】
請求項６記載のプローブ検査方法は、請求項４記載のプローブ検査方法において、前記電極パッドと接触する際のプローブ針先端に与える温度が１２０℃以上である。
【００１３】
請求項７記載の半導体装置は、請求項３または４記載のプローブ検査方法にて、前記半導体素子の電気的特性検査を行った。
【発明の効果】
【００１４】
この発明の請求項１記載のプローブ検査装置によれば、電極パッドと接触するプローブ針先端に超音波振動を与えるようにしたので、半導体素子のプローブ電気的検査時に電極パッドに接触するプローブ針の滑り量が小さくなり、電極パッドの削れ量を小さくすることができる。このため、電極パッド上部に形成するバンプ接着強度を向上させることができること、および、プローブ針の電極パッドへのダメージを低減することによる素子電気特性劣化をなくす効果がある。
【００１５】
この発明の請求項２記載のプローブ検査装置によれば、電極パッドと接触するプローブ針先端に高温を与えるようにしたので、半導体素子のプローブ電気的検査時に電極パッドに接触するプローブ針の滑り量が小さくなり、電極パッドの削れ量を小さくすることができる。このため、電極パッド上部に形成するバンプ接着強度を向上させることができること、および、プローブ針の電極パッドへのダメージを低減することによる素子電気特性劣化をなくす効果がある。
【００１６】
この発明の請求項３記載のプローブ検査方法によれば、プローブ針を電極パッドに接触させた状態で、電極パッドと接触するプローブ針先端に超音波振動を与え、電気的特性検査を行うので、半導体素子のプローブ電気的検査時にプローブ針先端が超音波振動していることにより電極パッドに接触するプローブ針の滑り量を小さくすることができる。このため、請求項１と同様の作用効果が得られる。
【００１７】
この発明の請求項４記載のプローブ検査方法によれば、プローブ針を電極パッドに接触させた状態で、電極パッドと接触するプローブ針先端に高温を与え、電気的特性検査を行うので、半導体素子のプローブ電気的検査時にプローブ針先端が高温であることにより電極パッドに接触するプローブ針の滑り量を小さくすることができる。このため、請求項２と同様の作用効果が得られる。
【００１８】
請求項５では、電極パッドと接触する際のプローブ針先端に与える超音波振幅量が０．３μｍ以上であるので、電極パッドとバンプの接続信頼性が向上する。これは、通常電極パッドへの小径バンプ形成の際に印加する超音波振動振幅が０.３μｍ以上であることにより、電極パッドと良好な接触が得られることに基づく。
【００１９】
請求項６では、電極パッドと接触する際のプローブ針先端に与える温度が１２０℃以上であるので、電極パッドとバンプの接続信頼性が向上する。これは、通常電極パッドへの小径バンプ形成の際に高温１２０℃以上とすることにより、電極パッドと良好な接触が得られることに基づく。
【００２０】
この発明の請求項７記載の半導体装置によれば、請求項３または４記載のプローブ検査方法にて、半導体素子の電気的特性検査を行ったので、プローブ電気的検査による電極パッドへのダメージ低減による半導体装置の電気特性劣化をなくすことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
この発明の実施の形態を図１〜図４に基づいて説明する。図１は本発明の実施形態のプローブ電気特性検査装置を示す概念図、図２は本発明の実施形態のプローブ検査方法を示す概念図、図３は本発明の実施形態においてプローブ動作を示す断面図である。
【００２２】
図１および図２に示すように、このプローブ検査装置は、半導体素子上の電極パッド９にプローブ針１を接触させて電気的特性検査を行う際に、電極パッド９と接触するプローブ針先端６に超音波振動または高温を与えるように構成されている。
【００２３】
この場合、半導体装置８の電極パッド９に対し、図１に示すようなプローブカード２にて半導体装置８を検査する。プローブカード２には、従来例と同様に一般にレニウムタングステンや金メッキ処理が施されたプローブ針１が取り付けられており、半導体装置８の電極パッド９に接地する角度をプローブ針元７に対して９０°より小さい角度を有するプローブ針にて接触させる。各々のプローブ針１は超音波及び高温印加装置４を介して半導体装置８の電気的特性を検査することのできる検査装置テスター５に接続されており半導体装置８の電気的検査を行う。
【００２４】
また、プローブ針先端６のサイズは２０〜４０μｍφ、電極パッド９のサイズは７０〜１００μｍの構成において、図３に示すようにプローブ検査の一連の動作は従来と異なり、プローブ針先端６が電極パッド９に接すると同時に半導体装置８を機械的に上昇させるオーバードライブ動作１７は停止し（図７）、プローブ針先端６に一定の時間超音波振動１３または、高温１２０℃を与える。超音波振動１３、または高温１２０℃を印加する時間は３ｍｓ以上である。また、超音波振動１３の振幅は０.３μｍ以上である。これは、通常電極パッド９への４０μｍ程度の小径バンプ形成の際に印加する超音波振動１３の振幅が０.３μｍ以上、超音波時間が３ｍｓの印加または、高温１２０℃印加であれば電極パッド９と良好な接触が得られることに基づいている。
【００２５】
従来形態においてはプローブ電気的検査により電極パッド９に形成されるプローブ痕長さ１８はオーバードライブ動作１７が６０μｍにて約３０μｍである（図８）。本発明の実施形態においては、図４に示すようにプローブ電気的検査の際に電極パッド１４に形成されるプローブ痕長さ１８はオーバードライブ動作１７がなく、約１０μｍである。また、プローブ電気的検査において形成されるプローブ痕深さ１９も従来形態においてはＡＬ膜厚２０と同等の深さ約１μｍであるが、本発明の実施形態においては０.２〜０.３μｍである。
【００２６】
これらにより、プローブ検査時に形成されるプローブ痕１５はプローブ痕長さ１８、プローブ痕深さ１９共に従来に比べ小さくなり、プローブ電気的検査後に電極パッド９に形成されるバンプと電極パッド接続信頼性の向上及び、プローブ電気的検査による電極パッド９へのダメージ低減による半導体装置８の電気特性劣化をなくすことができる。
【産業上の利用可能性】
【００２７】
本発明にかかるプローブ検査装置および検査方法および半導体装置は、電極パッド上部に形成するバンプ接着強度を向上させることができること、および、プローブ針の電極パッドへのダメージを低減することによる素子電気特性劣化をなくす効果があり、半導体素子の電気的特性検査（プローブ検査）に有用である。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】本発明の実施形態に関するプローブ電気特性検査装置を示す概念図である。
【図２】本発明の実施形態に関するプローブ検査方法を示す概念図である。
【図３】本発明の実施形態のプローブ動作を示す断面図である。
【図４】本発明の実施形態のプローブ痕を示す説明図である。
【図５】従来例に関するプローブ電気特性検査装置を示す概念図である。
【図６】従来例に関するプローブ検査方法を示す概念図である。
【図７】従来例に関するプローブ動作を示す断面図である。
【図８】従来例のプローブ痕を示す説明図である。
【符号の説明】
【００２９】
１  プローブ針
２  プローブカード
３  配線
４  超音波及び高温印加装置
５  テスター
６  プローブ針先端
７  プローブ針元
８  半導体装置
９  電極パッド
１０  プローブ針
１１  ＡＬ膜
１２  ＡＬ酸化膜
１３  超音波振動
１４  電極パッド
１５  ローブ痕
１６  ＡＬ膜削れ
１７  オーバードライブ動作
１８  プローブ痕長さ
１９  プローブ痕深さ
２０  ＡＬ膜厚
【図１】
2005214915.tif 000003
【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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