(57)【要約】  【課題】  プローブ針と電極パッドでの安定したコンタクトを確保することが可能であり、検査の安定性が向上するプローブ方法を提供する。  【解決手段】  半導体ウェハに形成された単数もしくは複数の半導体チップにそれぞれ設けられた電極パッド１にプローブ針をコンタクトさせて、半導体チップの電気的特性を検査するプローブ方法であって、電極パッドとプローブ針を複数回コンタクトさせる際に、電極パッドにプローブ針をコンタクトさせるターゲット位置３または、プローブ針の電極パッドに対するコンタクト動作方向の少なくとも一方を変化させることを特徴とする。【選択図】  図４
2007067008.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
半導体ウェハに形成された単数もしくは複数の半導体チップにそれぞれ設けられた電極パッドにプローブ針をコンタクトさせて、前記半導体チップの電気的特性を検査するプローブ方法であって、
前記電極パッドと前記プローブ針を複数回コンタクトさせる際に、前記電極パッドに前記プローブ針をコンタクトさせるターゲット位置または、前記プローブ針の前記電極パッドに対するコンタクト動作方向の少なくとも一方を変化させることを特徴とするプローブ方法。
【請求項２】
前記コンタクト動作方向は、前記電極パッドの長手方向に対して、傾いた方向である請求項１記載のプローブ方法。
【請求項３】
前記コンタクト動作方向は、前記プローブ針の長手方向を前記電極パッドの長手方向に対して、傾いた方向に配置することにより決定される請求項２記載のプローブ方法。
【請求項４】
前記複数回のコンタクト動作に対して、前記コンタクト動作方向を変える請求項２または３記載のプローブ方法。
【請求項５】
前記半導体チップの電気的特性の検査が、隣接する半導体チップを同時に検査する複数プローブ方法を用いるか、あるいは隣接する半導体チップを同時に検査しない単数プローブ方法を用いるかに応じて、前記ターゲット位置を設定する請求項１〜４のいずれか一項に記載のプローブ方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体ウェハに形成された単数もしくは複数の半導体チップの電気的特性を検査するプローブの電極パッドにおけるプローブ方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
半導体チップが正常に動作するか否かについての検査には、以下のような工程で行われるものがある。まず、半導体チップの製造工程において製造されたウェハ内に形成された多数の半導体チップの電極パッドに、プローブ針を押し当てる。次に、半導体チップへプローブ針に接続されたテスタからの試験信号を印加し、半導体チップからの出力信号を検出する。次に、正常に動作しないデバイスを不良品として分離する。
【０００３】
この検査に使用されるのがプローバ装置であり、プローバ装置はウェハ内に形成された半導体チップにコンタクトさせるプローブ針を備え、物理的なコンタクト動作状態（以降、コンタクト動作）で半導体チップの電気的特性を検査する（例えば特許文献１参照）。
【０００４】
図７は、プローバ装置の概略の構成を示す断面図である。プローバ装置には、プローブ針１０２が付いたプローブカード基板１０１が配置されている。プローブカード基板１０１の下に、半導体ウェハ１０３を保持するウェハステージ１０４が配置されている。
【０００５】
上記プローバ装置を用いた半導体チップの電気的特性検査について説明する。まず、半導体チップを形成した半導体ウェハ１０３をウェハステージ１０４に配置する。ウェハステージ１０４は、半導体ウェハ１０３を例えば真空吸着等により保持する。次に、駆動機構によってウェハステージ１０４を図７に示すＸ、Ｙ方向およびＸ方向からＹ方向への回転方向θに移動させ、半導体チップの電極パッドとプローブ針１０２の位置を合わせる。
【０００６】
次に、図８に示すように、Ｚ方向にウェハステージ１０４を上昇させ、半導体ウェハ１０３の半導体チップの電極パッドにプローブ針１０２を押し当てて、このプローブ針１０２を介してテスタにより電気的な検査を行う。
【０００７】
図９は、半導体ウェハ１０３上の半導体チップ１０５の電極パッド１０６とプローブ針１０２の関係を示す平面図である。半導体チップ１０５の電気的特性を検査するために、半導体チップ１０５の電極パッド１０６の全て、もしくは一部へプローブ針１０２が、コンタクトして電気的な導通を得ている。
【０００８】
また、図１０は、電極パッド１０６へのプローブ針１０７のコンタクト動作を示した図９の拡大図である。プローブ針１０２は、電極パッド１０６のターゲット位置１０７にコンタクトできるように予め製作時に配置され、プローブ針１０２が滑ることにより生じるプローブ針跡１０８は、中心線１０９（電極パッド１０６の長手方向と平行）上に形成される。これは、昨今の微細プロセス化に伴って、チップサイズが縮小され、そのために電極パッド１０６も狭ピッチ化および小パッド化されており、８０μｍピッチを下回る電極パッドピッチの場合には、基本的には１つの方向に沿ってプローブ針１０２を配置しているためである。つまり、過去に実施していた放射状にプローブ針を並べる方法は位置決めの観点から困難になっている。
【特許文献１】特開２００１−２３０２８８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、上記従来の方法では、検査工程が機能別（以降、検査１と検査２）に分割して実施される場合に個々に用意されるプローブ針１０２は、電極パッド１０６の同じ位置、多くは電極パッド１０６の中心線１０９上にプローブ針跡が付くように設計製作されているので、検査１と検査２のプローブ針跡が重複して付くことになる。
【００１０】
また、複数の半導体チップの電気的特性を検査するプローブ針１０２が含まれる複数の検査の場合も同様に、プローブ針１０２は電極パッド１０６のパッド幅の中心線１０９上にプローブ針跡が付くように設計製作されている。
【００１１】
従って、小型化された電極パッドでは、上記のように多重コンタクトに対してプローブ針跡が重複しやすくなるので、安定したコンタクトが困難になっている。
【００１２】
本発明は、上記従来の問題を解決するために、プローブ針と電極パッドでの安定したコンタクトを確保することが可能であり、検査の安定性が向上するプローブ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】
【００１３】
上記目的を達成するために、本発明のプローブ方法は、半導体ウェハに形成された単数もしくは複数の半導体チップにそれぞれ設けられた電極パッドにプローブ針をコンタクトさせて、前記半導体チップの電気的特性を検査するプローブ方法であって、前記電極パッドと前記プローブ針を複数回コンタクトさせる際に、前記電極パッドに前記プローブ針をコンタクトさせるターゲット位置または、前記プローブ針の前記電極パッドに対するコンタクト動作方向の少なくとも一方を変化させることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、機能検査別に用意される各プローブ針のコンタクト動作を、コンタクト動作方向またはターゲット位置の少なくとも一方を変えることにより、コンタクト動作時の電極パッド上の停止位置を分散させ、電極パッドでの安定したコンタクト性を確保することができる。さらに、小型化されたパッドに対して、斜めにコンタクト動作をさせることで、従来よりも長いプローブ針跡であっても電極パッド内に収めることが可能となり、検査の安定性を向上させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
本発明のプローブ方法は、前記コンタクト動作方向は、前記電極パッドの長手方向に対して、傾いた方向にすることもできる。この方法により、電極パッドの構造に対するストレスを分散し、緩和することができ、電気的なコンタクトの安定性を向上することができる。また、プローブ針跡を若干長くすることができ、小パッド化においてもコンタクト性を改善することができる。
【００１６】
また、前記コンタクト動作方向は、前記プローブ針の長手方向を前記電極パッドの長手方向に対して、傾いた方向に配置することにより決定されることが可能である。
【００１７】
また、前記複数回のコンタクト動作に対して、前記コンタクト動作方向を変えることができる。
【００１８】
また、前記半導体チップの電気的特性の検査が、隣接する半導体チップを同時に検査する複数プローブ方法を用いるか、あるいは隣接する半導体チップを同時に検査しない単数プローブ方法を用いるかに応じて、前記ターゲット位置を設定することもできる。
【００１９】
以下、本発明のプローブ方法について、図面を参照しながら説明する。
【００２０】
（実施の形態１）
本発明の実施の形態１における半導体チップ検査のプローブ方法は、隣接する半導体チップを同時には検査しない単数プローブ方法において、電極パッドにプローブ針を電極パッドの長手方向から傾けてコンタクトさせる。また、検査を機能別に２分割して実施（検査１、検査２）する方法を用いるため、プローブ針を電極パッドに２回コンタクトさせる。
【００２１】
図１は、本実施の形態に係るプローブ方法の検査１における半導体チップ７とプローブ針２ａの関係を示す図である。プローブ針２ａは、電極パッド１内のスクライブライン６よりにコンタクトしており、プローブ針２ａの長手方向が電極パッド１の長手方向から傾いた向きとなるようにプローブ針２ａは、配置されている。プローブ針２ａの向きは、各辺の電極パッド１とも同じである。
【００２２】
図２は、半導体チップ７の電極パッド１とプローブ針２ａを示す図１の拡大図である。電極パッド１は、横６０μｍ、縦１００μｍの大きさであり、電極パッド１内のスクライブライン６端から３０μｍの位置に、プローブ針２ａが電極パッド１に最初にコンタクトするプローブ狙い位置３（ターゲット位置）が設定されている。プローブ針跡４−１は、プローブ針２ａが電極パッド１とコンタクトし、滑ることにより生じる。
【００２３】
プローブ針２ａは、ターゲット位置３とコンタクトし、電極パッド１の中心線５から右回りに角度θ（−９０°＜θ＜９０°、ここでは、３０°）傾いた方向（図の矢印の方向）に、内部回路側へ滑る。角度θは、プローブ針跡４−１が電極パッド１内に収まる範囲に設定される。すなわち、プローブ針跡４−１が、ターゲット位置３から内部回路側へ中心線５から角度３０°の方向に、長さ約３５μｍに亘り形成される。
【００２４】
図３は、本実施の形態に係るプローブ方法の検査２における電極パッド１とプローブ針２ｂの関係を示す図である。検査１に対して、プローブ針２ｂのすべり方向が、中心線５から角度θ＝−３０°の方向となっている点が異なる。すなわち、プローブ針跡４−２は、形成方向がターゲット位置３から内部回路側へ中心線５から角度θ＝−３０°の方向（図の矢印の方向）に形成される。
【００２５】
図４は、検査１および検査２により形成された電極パッド１のプローブ針跡４−１、４−２を示す図である。プローブ針跡４−１、４−２の終端（ターゲット位置３と反対側の端部）が互いに異なる位置となる。
【００２６】
以上のように、複数のコンタクト動作に対して異なるコンタクト動作方向を設定することによって、プローブ針跡の終端位置を分散させ、複数のコンタクト動作によって重複して削られる面積を抑制することができ、プローブ針と電極パッドの電気的なコンタクト動作の安定性を向上させることができる。
【００２７】
（実施の形態２）
本発明の実施の形態２における半導体チップ検査のプローブ方法は、隣接する半導体チップを同時に検査する複数プローブ方法を用いる。また、検査を機能別に２分割して実施（検査１、検査２）する方法を用いるため、電極パッドにプローブ針を２回コンタクトさせる。
【００２８】
図５は、２個の半導体チップ７を同時に測定する複数プローブ方法におけるプローブ針の概略平面図を示す。（ａ）は、検査１における半導体チップ７とプローブ針２ｃの概略平面図であり、（ｂ）は、検査２における半導体チップ７とプローブ針２ｄの概略平面図である。隣接する半導体チップ７に接する辺を除き、単数プローブ方法と同様のターゲット位置に、プローブ針２ｃ、２ｄがコンタクトされている。また、隣接する半導体チップ７に接する辺を除き、（ａ）においては単数プローブ方法の検査１、（ｂ）においては単数プローブ方法の検査２と同様に、プローブ針２ｃ、２ｄが電極パッド１の中心線からθ（検査１では３０°、検査２では−３０°）傾いた向きに配置されている。
【００２９】
また、検査１、２において、隣接する半導体チップ７に接する辺に配置されたプローブ針２ｃ、２ｄは、電極パッド１内の内部回路よりに設けられた図６（ａ）に示されたターゲット位置３ａに、コンタクトしている。そして、隣接する半導体チップ７に接する辺に配置されたプローブ針２ｃ、２ｄは、電極パッド１内に長手方向が中心線５から角度θ（検査１では−３０°、検査２では３０°）の向きに配置されている。
【００３０】
なお、図５では、プローブ針２ｃ、２ｄが重なって見えるが、実際は上下方向に離間しており、プローブ針２ｃ、２ｄは互いにコンタクトしていない。
【００３１】
図６は、複数プローブ方法と単数プローブ方法を用いて、検査を２回行った場合の隣接する半導体チップ７と接する辺における電極パッド１のプローブ針跡を示す平面図である。
【００３２】
ここで、検査１は、単数プローブ方法のターゲット位置３ａまたは複数プローブ方法のターゲット位置３ｂを始点として、中心線５から右回りにθ（θ＞０°）の方向にプローブ針跡が付くように、プローブ針２ｃがコンタクト動作する。検査２は、ターゲット位置３ａまたは３ｂを始点として、中心線５から右回りにθ（θ＜０°）の方向にプローブ針跡が付くように、プローブ針２ｄがコンタクト動作する。
【００３３】
また、ターゲット位置３ａと３ｂは、２４μｍ離れた位置に設定されている。また、ターゲット位置３ａは、単数プローブ方法で用いるターゲット位置であり、ターゲット位置３ｂは、複数プローブ方法で用いるターゲット位置である。
【００３４】
図６（ａ）は、単数プローブ方法における検査１の実施により生じるプローブ針跡４ａ−１と、複数プローブ方法における検査１の実施により生じるプローブ針跡４ｂ−１を示す平面図である。単数プローブ方法と複数プローブ方法の検査１におけるプローブ針跡４ａ−１、４ｂ−１の終端は、一致していない。また、図示していないが、同様に単数プローブ方法の検査２と複数プローブ方法の検査２におけるプローブ針跡の終端も一致しない。
【００３５】
また、図６（ｂ）は、複数プローブ方法における検査１の実施により生じるプローブ針跡４ｂ−１と、検査２の実施により生じるプローブ針跡４ｂ−２を示す平面図である。プローブ針跡４ｂ−１、４ｂ−２の終端は、一致していない。さらに、図６（ｃ）は、単数プローブ方法における検査２の実施により生じるプローブ針跡４ａ−２と、複数プローブ方法における検査１の実施により生じるプローブ針跡４ｂ−１を示す平面図である。プローブ針跡４ａ−２、４ｂ−１は、途中でプローブ針跡が交差するものの、その終端では約３６μｍ離れることになる。
【００３６】
以上のように、本発明のプローブ方法は、プローブ針が電極パッドに複数回コンタクトした場合に、プローブ針跡の終端をコンタクト動作ごとに異なるように、ターゲット位置を設定する。このため、プローブ針と電極パッドの安定したコンタクト性を確保することができる。
【００３７】
なお、本実施の形態では、プローブ針が電極パッドに対してコンタクト動作方向を中心線からの角度を３０°、−３０°の２方向に設定された例を示したが、これに限定されるものではなく、プローブ針跡の終端が重ならない範囲であれば３以上のコンタクト動作方向を設定することができる。
【００３８】
本実施の形態１、２は、あくまで本発明のプローブ方法の一例であって、コンタクト動作方向、プローブ針跡の長さなどの数値を限定するものではない。
【産業上の利用可能性】
【００３９】
以上のような本発明にかかる半導体検査のプローブ方法は、電極パッド内とプローブのコンタクトの安定性を向上させ、電極パッド下の構造に対するストレスを分散させることができ、半導体の分野において利用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００４０】
【図１】本発明の実施の形態１の半導体チップとプローブ針の関係を示す平面図
【図２】本発明の実施の形態１の電極パッドの検査１におけるプローブ針跡を示す平面図
【図３】同上電極パッドの検査２におけるプローブ針跡を示す平面図
【図４】同上電極パッドの検査１および検査２におけるプローブ針跡を示す平面図
【図５】本発明の実施の形態２の半導体チップとプローブ針の関係を示し、（ａ）は検査１、（ｂ）は検査２を行った場合を示す平面図
【図６】本発明の実施の形態２の電極パッドとプローブ針跡の関係を示す平面図
【図７】プローバ装置を示す断面図
【図８】プローバ装置を示す断面図
【図９】従来のプローブ方法における半導体チップとプローブ針の関係を示す平面図
【図１０】従来のプローブ方法における電極パッドのプローブ針跡を示す平面図
【符号の説明】
【００４１】
１  電極パッド
２ａ、２ｂ、２ｃ、２ｄ  プローブ針
３、３ａ、３ｂ  ターゲット位置
４−１、４−２、４ａ−１、４ａ−２、４ｂ−１、４ｂ−２  プローブ針跡
５  中心線
６  スクライブライン
７  半導体チップ
【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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