(57)【要約】【課題】  被検査デバイスの測定用端子とプローブカードの触針との接触回数を低減させて、接触時の異物発生を低減させる。【解決手段】  被検査デバイスの各測定用端子４１に接続可能とする各第１触針２１ａおよび、検査用電気信号を伝達するための第１接続端子２１ｂが設けられた第１プローブカード２１と、各第１接続端子２１ｂに接続可能とする各第２触針２２ａおよび、外部から検査用電気信号を伝達するための各第２接続端子２２ｂが設けられた第２プローブカード２２とを上下に用いている。半導体ウエハ４上の全被検査デバイスの各測定用端子４１と第１プローブカード２１の各第１触針２１ａとを接触させた状態で、任意の設定順序で第１プローブカード２１と一体化された半導体ウエハ４を第２プローブカード２２に対して移動させながら、一または複数の半導体デバイス毎の検査を行う。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
各被検査半導体デバイスの複数の測定用端子に接続可能とされる複数の第１触針および、検査用電気信号を伝達するための複数の第１接続端子が設けられた第１プローブカードと、
外部から該検査用電気信号が伝達され、該複数の第１接続端子のうちの複数の第１接続端子に接続可能とされる複数の第２触針が設けられた第２プローブカードとを有する半導体デバイスの検査用プローブ装置。
【請求項２】
前記第２プローブカードは、前記第１プローブカードの上方に配置されている請求項１に記載の半導体デバイスの検査用プローブ装置。
【請求項３】
前記第１プローブカードは、前記複数の測定用端子に対応する数の複数の第１接続端子と前記複数の第１触針との各対を備えている請求項１または２に記載の半導体デバイスの検査用プローブ装置。
【請求項４】
前記第１プローブカードは、半導体ウエハに設けられた全被検査半導体デバイスの複数の測定用端子に対応する数の複数の第１接続端子と前記複数の第１触針との各対を、該被検査半導体デバイスの複数の測定用端子に対応する位置にそれぞれ備えている請求項１または２に記載の半導体デバイスの検査用プローブ装置。
【請求項５】
前記第２プローブカードは、前記第１プローブカードに設けられた複数の第１接続端子と前記複数の第１触針との各対の数よりも少ない数の前記複数の第２触針と複数の第２接続端子との各対を備えている請求項１または２に記載の半導体デバイスの検査用プローブ装置。
【請求項６】
前記第１プローブカードは、Ｎ（Ｎは２以上の整数）個の被検査半導体デバイスに対応して設けられ、前記第２プローブカードは、Ｍ（Ｍは２以上の整数）個の被検査半導体デバイスに対応して設けられ、ＮはＭの整数倍である請求項１または２に記載の半導体デバイスの検査用プローブ装置。
【請求項７】
前記第１プローブカードおよび前記第２プローブカードの各基板のうち少なくとも前記第１プローブカードの基板が透光性部材で構成されている請求項１または２に記載の半導体デバイスの検査用プローブ装置。
【請求項８】
請求項１〜７のいずれかに記載の半導体デバイスの検査用プローブ装置と、
該半導体デバイスの検査用プローブ装置の前記第１プローブカードおよび、前記複数の被検査半導体デバイスが設けられた半導体ウエハが別々に載置されて、該第１プローブカードの複数の第１触針と前記被検査半導体デバイスの複数の測定用端子とを位置合わせして互いに接続するべく、該第１プローブカードと該半導体ウエハの少なくともいずれかを移動可能とする第１駆動手段と、
該複数の第１触針と該複数の測定用端子とを接続して一体化した状態で、該第１プローブカードの複数の第１接続端子と前記第２プローブカードの複数の第２触針とを位置合わせして互いに接続するべく、該第１プローブカードと該第２プローブカードの少なくともいずれかを移動可能とする第２駆動手段とを備えた半導体デバイスの検査装置。
【請求項９】
前記第１駆動手段は、
前記複数の被検査半導体デバイスが設けられた半導体ウエハが搭載されるチャック部と、
前記第１プローブカードが載置されて、該第１プローブカードを、互いに直交する３次元座標軸（Ｘ、Ｙ、Ｚ）のうちのＺ軸方向に駆動可能とする第１プローブカードＺ方向駆動部と、
該チャック部を該半導体ウエハと共にＸ軸方向またはＹ軸方向に駆動可能とするチャック部ＸＹ駆動部とを備えた請求項８に記載の半導体デバイスの検査装置。
【請求項１０】
前記第２駆動手段は、
前記半導体ウエハおよび前記第１プローブカードとが載置され、該半導体ウエハと該第１プローブカードとを一体的に、互いに直交する３次元座標軸（Ｘ、Ｙ、Ｚ）のうちのＺ軸方向に駆動可能とする半導体ウエハ・第１プローブカード一体部Ｚ方向駆動部と、
該半導体ウエハと該第１プローブカードとを一体的にＸ軸方向またはＹ軸方向に駆動可能とする半導体ウエハ・第１プローブカード一体部ＸＹ方向駆動部とを備えた請求項８または９に記載の半導体デバイスの検査装置。
【請求項１１】
検査時に前記半導体ウエハの面に垂直方向から任意の光を照射可能とする光学装置をさらに備えた請求項８〜１０のいずれかに記載の半導体デバイスの検査装置。
【請求項１２】
請求項１〜７のいずれかに記載の半導体デバイスの検査用プローブ装置または、請求項８〜１１のいずれかに記載の半導体デバイスの検査装置を用いて、
前記半導体ウエハ上の複数または全被検査デバイスの複数の測定用端子と前記第１プローブカードの複数の第１触針とを電気的に接続して、この状態を保持しながら、
所望の被検査デバイスに対応する該第１プローブカードの複数の第１接続端子と前記第２プローブカードの複数の第２触針とを電気的に接続して、外部から複数の第２接続端子に検査用電気信号を供給することにより、該第１プローブカードを介して一または複数の半導体デバイスの検査を行い、その後、該第２プローブカードに対して該第１プローブカードと一体化した半導体ウエハを移動させながら複数回測定を繰り返すことにより、該第１プローブカードに接続された複数または全被検査デバイスの検査を行う半導体デバイスの検査方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体デバイス（半導体チップ）の測定用端子にプローブカードの触針を電気的に接続させて、これに検査用電気信号を供給することにより半導体デバイスの検査を行う半導体デバイスの検査装置、これに用いる半導体デバイスの検査用プローブ装置および、この半導体デバイスの検査装置を用いる半導体デバイスの検査方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、半導体ウエハ上に多数構成された半導体デバイス(半導体チップ)の検査は、検査用プローブカードに設けられた複数の触針（プローブ）を各半導体デバイスの各接続端子（パッド部；測定用端子）に押し当てて接触させることにより両者を電気的に接続させ、この検査用プローブカードを半導体検査装置に電気的に接続させて、半導体検査装置から検査用プローブカードを介して検査用電気信号を半導体デバイスに供給することにより行われる。このことが特許文献１に開示されている。
【０００３】
図３は、特許文献１に開示されている従来の検査用プローブカードの配置例を示す上面図である。
【０００４】
図３においては、ＣＭＯＳセンサからなるセンサ部１１と論理回路部１２を備えた複合素子からなる被測定半導体デバイス（半導体チップ）１３が縦方向に２つ並んで配置され、各半導体チップＡおよびＢの各接続端子の入出力パッド１４に対してそれぞれ各検査用プローブ１５（触針）がそれぞれ割り当てられている。
【０００５】
半導体チップＡについては、センサ部１１の受光面に対して光を照射可能なように、各検査用プローブ１５（プローブＡ）がセンサ部１１上の鉛直方向上側の領域にかからないように配置されている。また、半導体チップＢについては、各検査用プローブ１５（プローブＢ）、そのような制限事項を設けずに配置されている。
【０００６】
この検査用プローブカードを用いて、半導体ウエハ上に設けられた２個の半導体チップＡおよびＢに各検査用プローブ１５（プローブＡおよびＢ）を同時にプロービングして、それぞれの検査を行う。
【０００７】
検査終了後は、次の被検査半導体デバイス１３（ＤＵＴ、Ｄｅｖｉｃｅ  Ｕｎｄｅｗｒ  Ｔｅｓｔ）の各入出力パッド１４が各検査用プローブ１５（触針）とそれぞれ接続されるように、半導体ウエハを移動させて検査を行う。このようにして、半導体ウエハ上の複数の半導体デバイス１３を全てプロービングして検査を行い、良品と不良品の選別や性能評価を実施することができる。
【特許文献１】特開２００２−２１７２５３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、上記従来技術では、各触針である検査用プローブ１５を各半導体デバイス１３の各接続端子の入出力パッド１４（パッド部）に接続させる度に、パッド部を構成する金属やパッド部上の異物が触針に付着し、半導体ウエハを移動させる際に被検査半導体デバイス１３上に落下して付着するため、以下のような問題が生じる。
【０００９】
例えば、被検査半導体デバイス１３がイメージセンサ（固体撮像装置）である場合には、異物が半導体デバイス１３の受光面上に付着すると、この半導体デバイス１３による撮像画像が異物が存在する画像となってしまう。また、光電変換機能を備えないメモリデバイスや液晶駆動用デバイスなどであっても、配線間に金属異物が跨った状態になると、配線間に寄生容量が構成され、動作特性を損なってしまう。
【００１０】
本発明は、上記従来の問題を解決するもので、半導体デバイス（半導体チップ）の測定用端子（接続端子）とプローブカードの触針との接触回数を低減して、その接触時の異物発生を低減できる半導体デバイスの検査用プローブ装置、これを用いた半導体デバイスの検査装置およびこれを用いた半導体デバイス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】
【００１１】
本発明の半導体デバイスの検査用プローブ装置は、各被検査半導体デバイスの複数の測定用端子に接続可能とされる複数の第１触針および、検査用電気信号を伝達するための複数の第１接続端子が設けられた第１プローブカードと、
外部から該検査用電気信号が伝達され、該複数の第１接続端子のうちの複数の第１接続端子に接続可能とされる複数の第２触針が設けられた第２プローブカードとを有し、そのことにより上記目的が達成される。
【００１２】
また、好ましくは、本発明の半導体デバイスの検査用プローブ装置における第２プローブカードは、前記第１プローブカードの上方に配置されている。
【００１３】
さらに、好ましくは、本発明の半導体デバイスの検査用プローブ装置における第１プローブカードは、前記複数の測定用端子に対応する数の複数の第１接続端子と前記複数の第１触針との各対を備えている。
【００１４】
さらに、好ましくは、本発明の半導体デバイスの検査用プローブ装置における第１プローブカードは、半導体ウエハに設けられた全被検査半導体デバイスの複数の測定用端子に対応する数の複数の第１接続端子と前記複数の第１触針との各対を、該被検査半導体デバイスの複数の測定用端子に対応する位置にそれぞれ備えている。
【００１５】
さらに、好ましくは、本発明の半導体デバイスの検査用プローブ装置における第２プローブカードは、前記第１プローブカードに設けられた複数の第１接続端子と前記複数の第１触針との各対の数よりも少ない数の前記複数の第２触針と複数の第２接続端子との各対を備えている。
【００１６】
さらに、好ましくは、本発明の半導体デバイスの検査用プローブ装置における第１プローブカードは、Ｎ（Ｎは２以上の整数）個の被検査半導体デバイスに対応して設けられ、前記第２プローブカードは、Ｍ（Ｍは２以上の整数）個の被検査半導体デバイスに対応して設けられ、ＮはＭの整数倍である。
【００１７】
さらに、好ましくは、本発明の半導体デバイスの検査用プローブ装置において、前記第１プローブカードおよび前記第２プローブカードの各基板のうち少なくとも前記第１プローブカードの基板が透光性部材で構成されている。
【００１８】
本発明の半導体デバイスの検査装置は、本発明の上記半導体デバイスの検査用プローブ装置と、該半導体デバイスの検査用プローブ装置の前記第１プローブカードおよび、前記複数の被検査半導体デバイスが設けられた半導体ウエハが別々に載置されて、該第１プローブカードの複数の第１触針と前記被検査半導体デバイスの複数の測定用端子とを位置合わせして互いに接続するべく、該第１プローブカードと該半導体ウエハの少なくともいずれかを移動可能とする第１駆動手段と、該複数の第１触針と該複数の測定用端子とを接続して一体化した状態で、該第１プローブカードの複数の第１接続端子と前記第２プローブカードの複数の第２触針とを位置合わせして互いに接続するべく、該第１プローブカードと該第２プローブカードの少なくともいずれかを移動可能とする第２駆動手段とを備えており、そのことにより上記目的が達成される。
【００１９】
また、好ましくは、本発明の半導体デバイスの検査装置における第１駆動手段は、前記複数の被検査半導体デバイスが設けられた半導体ウエハが搭載されるチャック部と、前記第１プローブカードが載置されて、該第１プローブカードを、互いに直交する３次元座標軸（Ｘ、Ｙ、Ｚ）のうちのＺ軸方向に駆動可能とする第１プローブカードＺ方向駆動部と、  該チャック部を該半導体ウエハと共にＸ軸方向またはＹ軸方向に駆動可能とするチャック部ＸＹ駆動部とを備えている。
【００２０】
さらに、好ましくは、本発明の半導体デバイスの検査装置における第２駆動手段は、  前記半導体ウエハおよび前記第１プローブカードとが載置され、該半導体ウエハと該第１プローブカードとを一体的に、互いに直交する３次元座標軸（Ｘ、Ｙ、Ｚ）のうちのＺ軸方向に駆動可能とする半導体ウエハ・第１プローブカード一体部Ｚ方向駆動部と、該半導体ウエハと該第１プローブカードとを一体的にＸ軸方向またはＹ軸方向に駆動可能とする半導体ウエハ・第１プローブカード一体部ＸＹ方向駆動部とを備えている。
【００２１】
さらに、好ましくは、本発明の半導体デバイスの検査装置において、検査時に前記半導体ウエハの面に垂直方向から任意の光を照射可能とする光学装置をさらに備えている。
【００２２】
本発明の半導体デバイスの検査方法は、本発明の上記半導体デバイスの検査用プローブ装置または本発明の上記半導体デバイスの検査装置を用いて、前記半導体ウエハ上の複数または全被検査デバイスの複数の測定用端子と前記第１プローブカードの複数の第１触針とを電気的に接続して、この状態を保持しながら、所望の被検査デバイスに対応する該第１プローブカードの複数の第１接続端子と前記第２プローブカードの複数の第２触針とを電気的に接続して、外部から複数の第２接続端子に検査用電気信号を供給することにより、該第１プローブカードを介して一または複数の半導体デバイスの検査を行い、その後、該第２プローブカードに対して該第１プローブカードと一体化した半導体ウエハを移動させながら複数回測定を繰り返すことにより、該第１プローブカードに接続された複数または全被検査デバイスの検査を行うものであり、そのことにより上記目的が達成される。
【００２３】
また、好ましくは、本発明の半導体デバイスの検査装置における。
【００２４】
上記構成により、以下に、本発明の作用について説明する。
【００２５】
本発明にあっては、まず、半導体ウエハに構成された複数または全被検査デバイス（ＤＵＴ）の測定用端子と、第１プローブカードの第１触針を接触させて電気的に接続させる。この状態で、第１プローブカードの第１接続端子と第２プローブカードの第２触針とを接触させて電気的に接続させて、一または複数の半導体デバイスの検査を行う。その後、第２プローブカードに対して第１プローブカードと一体化された半導体ウエハを移動させながら順番に測定を繰り返すことにより、第１プローブカードに接続された複数または全被検査デバイス（ＤＵＴ）の測定をする。
【００２６】
第１プローブカードに接続された複数または全被検査デバイス（ＤＵＴ）の測定が完了するまで、第１プローブカードと半導体ウエハは接続されたままであり、被検査デバイス（ＤＵＴ）の測定用端子と第１触針との物理的接触回数を減らすことが可能となる。これにより、被検査デバイス（ＤＵＴ）の測定用端子部を構成するアルミニウムなどの金属が削られて発生する金属屑や端子部上に付着した異物が飛散することを抑制し、例えばイメージセンサデバイス（固体撮像装置）などにおける不良発生を低減することが可能となる。また、被検査デバイス（ＤＵＴ）の測定用端子と触針との物理的接触が軽減されることにより、触針先端に酸化膜が生成されることを抑制し、接触抵抗の上昇による不良を低減することが可能となる。
【発明の効果】
【００２７】
以上により、本発明によれば、複数の被検査デバイスが設けられ、第１プローブカードと一体化された半導体ウエハを移動させながら、その上の第２プローブカードの各触針をその下の第１プローブカードの第１接続端子に接触させることを順番に繰り返して測定するように構成したため、半導体ウエハ上の被検査デバイスの各測定用端子とプローブカードの各触針との物理的接触回数を減らすことができる。よって、測定用端子と触針との接触による異物の発生を軽減できて、不良発生を抑制することができる。さらに、例えばイメージセンサデバイスなどにおいて、物理的接触を繰り返す第２プローブカード上で異物が発生した場合でも、光学的にフォーカスが合い難くなるため、これを検知できて不良が発生し難くなり、歩留まり低下を抑制することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２８】
以下に、本発明の半導体デバイスの検査用プローブ装置、これを用いた半導体デバイスの検査装置および、これを用いた半導体デバイスの検査方法の実施形態を、イメージセンサ（固体撮像装置）の検査処理に適用した場合について、図面を参照しながら詳細に説明する。
【００２９】
図１は、本発明の実施形態に係る半導体デバイスの検査装置の要部構成例を示す縦断面図であり、図２はその第１プローブカードの構成例を示す上面図である。
【００３０】
図１において、本実施形態の半導体デバイスの検査装置１０は、光学装置１と、第１プローブカード２１およびその上の第２プローブカード２２からなる検査用プローブ装置２と、第１プローブカード２１と半導体ウエハ４とを位置合わせして互いに接続するべく移動可能とすると共に、第１プローブカード２１と半導体ウエハ４とを一体化した状態で第１プローブカード２１と第２プローブカード２２とを位置合わせして互いに接続するべく移動可能とする検査装置本体部３とを備えている。
【００３１】
光学装置１は、半導体デバイス（半導体チップ）の検査時に、任意の光を照射するためのものであり、複数の半導体デバイスが設けられた半導体ウエハ４に対して垂直方向から光が照射されるように設置されている。
【００３２】
検査用プローブ装置２は、複数の被検査デバイスが設けられ、第１プローブカード２１と一体化された半導体ウエハ４を移動させながら、その上の第２プローブカード２２の各触針（後述する第２触針２２ａ）をその下の第１プローブカード２１の接続端子（後述する第１接続端子２１ｂ）に接触させることを順番に繰り返して検査測定するように構成されている。
【００３３】
第１プローブカード２１は、半導体ウエハ４上の被検査デバイスの各測定用端子４１と第２プローブカード２２とを間接的に接続させるためのプローブカードであって、第２プローブカード２２と半導体ウエハ４との間に配置されている。この第１プローブカード２１は、半導体ウエハ４上の被検査デバイスの各測定用端子４１にそれぞれ接続可能とされる第１触針２１ａと、検査用電気信号を伝達するための第１接続端子２１ｂとを備えている。図２に示すように、第１接続端子２１ｂと第１触針２１ａは、半導体ウエハ４に設けられた複数または全被検査デバイスの測定用端子４１に対応する数の対（第１接続端子２１ｂと第１触針２１ａは一体または連結されている）が、各被検査デバイスに対応する位置にそれぞれ配置されている。
【００３４】
第２プローブカード２２は、第１プローブカード２１の第１接続端子２１ｂに接続可能とされる第２触針２２ａと、外部または内部から検査用電気信号を伝達するための第２接続端子２２ｂとを備えている。この第２プローブカード２２は、その上の測定回路基板５と接続されており、第２触針２２ａと第１接続端子２１ｂとの接触により、第１プローブカード２１を介して半導体ウエハ４上の被検査デバイスの各測定用端子４１に接続して、その被検査デバイスの電気的検査測定が行われる。第２接続端子２２ｂと第２触針２２ａの対の数は、第１接続端子２１ｂと第１触針２１ａの対の数よりも大幅に少なく、被検査デバイス毎の各測定用端子４１の数に対応する対が設けられている。なお、ここでは、第２接続端子２２ｂは測定回路基板５からの配線につながっている。
【００３５】
検査装置本体部３は、複数の半導体デバイスが構成された半導体ウエハ４が着脱自在に搭載されるチャック部３１と、第１プローブカード２１が搭載されて第１プローブカード２１をＺ方向（図１の上下方向）に駆動可能とする第１プローブカードＺ方向駆動部３２と、このウエハ固定用のチャック部３１をＸＹ方向（図１の左右方向と図の奥から手前方向）に駆動するチャック部ＸＹ駆動部３３と、半導体ウエハ４と第１プローブカード２１とを一体的にＺ方向に駆動させる半導体ウエハ・第１プローブカード一体部Ｚ方向駆動部３４と、半導体ウエハ４と第１プローブカード２１とを一体的にＸＹ方向に駆動させる半導体ウエハ・第１プローブカード一体部ＸＹ方向駆動部３５とを備えている。
【００３６】
これらの第１プローブカードＺ方向駆動部３２とチャック部ＸＹ駆動部３３とにより、第１プローブカード２１と半導体ウエハ４とを位置合わせして接続するべく移動可能とする。また、半導体ウエハ・第１プローブカード一体部Ｚ方向駆動部３４と半導体ウエハ・第１プローブカード一体部ＸＹ方向駆動部３５とにより、第１プローブカード２１と半導体ウエハ４とを一体化した状態で、第１プローブカード２１と第２プローブカード２２とを位置合わせして互いに接続するべく移動可能とする。
【００３７】
上記構成により、以下に、その動作について説明する。
【００３８】
半導体ウエハ４上の複数の半導体デバイスの検査時には、まず、第１プローブカード２１の第１触針２１ａが、半導体ウエハ４上の複数または全被検査デバイスの各測定用端子４１とそれぞれ接触されて電気的に接続される。半導体ウエハ４の検査開始から終了まで、第１プローブカード２１と半導体ウエア４は一体化して固定されて、その状態が維持される。
【００３９】
ここで、被検査デバイス（ＤＵＴ）の各測定用端子４１と第１プローブカード２１の各第１触針２１ａとの位置合わせは、カメラを使用した画像認識とパターンマッチング処理とにより行われる。この各第１触針２１ａの位置は下方から上方へ向けて撮影することにより検出され、被検査デバイス（ＤＵＴ）の各測定用端子４１の位置は上方から下方へ向けて撮影することにより検出される。第１プローブカード２１の各第１触針２１ａと半導体デバイスの各測定用端子４１との位置合わせ（ＸＹ方向）は、チャック部ＸＹ方向駆動部３３によりチャック部３１をＸＹ方向に移動させることにより行われる。また、第１プローブカード２１の各第１触針２１ａと半導体デバイスの各測定用端子４１との接触は、第１プローブカードＺ方向駆動部３２を駆動して第１プローブカード２１を下降させることにより行われる。第１プローブカード２１の各第１触針２１ａと半導体デバイスの各測定用端子４１との接触後は、その一体化状態が保持されて固定され、その半導体ウエハ４の測定が終わるまで維持継続される。その検査測定完了後、第１プローブカードＺ方向駆動部３２を駆動して第１プローブカード２１を上昇させることにより、その各測定用端子４１と第１プローブカード２１の各第１触針２１ａとの一体化状態が解除される。
【００４０】
次に、任意に設定された順序で、第２プローブカード２２の各第２触針２２ａと被検査デバイス（ＤＵＴ）の一または複数に対応する第１プローブカード２１の各第１接続端子２１ｂとが接触されて電気的に接続され、外部から各第２接続端子２２ｂに検査用電気信号が供給されることにより、その接続された半導体デバイスの検査が行われる。その後、次の被検査半導体デバイス（ＤＵＴ）の一または複数に対応する第１プローブカード２１の各第１接続端子２１ｂへ各第２触針２２ａがそれぞれ接触されて電気的に接続されるように、順番に、各測定用端子４１と第１プローブカード２１とが一体的に移動しながら、半導体ウエハ４上の被検査半導体デバイスの各測定用端子４１と第２プローブカード２２とが第１プローブカード２１を介して接続されて複数回測定が繰り返される。
【００４１】
ここで、第１プローブカード２１の各第１接続端子２１ｂと第２プローブカード２２の各第２触針２２ａとの位置合わせについても、カメラを使用した画像認識とパターンマッチングとにより行われる。第２プローブカード２２の各第２触針２２ａと第１プローブカード２１の各第１接続端子２１ｂとの位置合わせ（ＸＹ方向）は、半導体ウエハ・第１プローブカード一体部ＸＹ方向駆動部３５により半導体ウエハ４と第１プローブカード２１とを第２プローブカード２２に対して一体的に移動させることにより行われる。また、第２プローブカード２２の各第２触針２２ａと第１プローブカード２１の各第１接続端子２１ｂとの接触は、半導体ウエハ・第１プローブカード一体部Ｚ方向駆動部３４により半導体ウエハ４と第１プローブカード２１とを一体的に上昇させることにより行われる。
【００４２】
最後に、半導体ウエハ４上に構成された全被検査デバイスの測定が終了すると、上記第１プローブカード２１と半導体ウエハ４との固定状態が解除され、次の半導体ウエハ４が搬送されてきて、第１プローブカード２１の各第１触針２１ａと被検査デバイスの各測定用端子４１との接触から、上記検査処理が繰り返される。
【００４３】
以上により、本実施形態によれば、被検査デバイスの各測定用端子４１に接続可能とする各第１触針２１ａおよび、検査用電気信号を伝達するための第１接続端子２１ｂが設けられた第１プローブカード２１と、各第１接続端子２１ｂに接続可能とする各第２触針２２ａおよび、外部から検査用電気信号を伝達するための各第２接続端子２２ｂが設けられた第２プローブカード２２とを上下に用いている。半導体ウエハ４上の全被検査デバイスの各測定用端子４１と第１プローブカード２１の各第１触針２１ａとを接触させた一体化状態で、任意の設定順序で第１プローブカード２１と一体化された半導体ウエハ４を第２プローブカード２２に対して移動させながら、第１プローブカード２１の各第１接続端子２１ｂと第２プローブカード２２の各第２触針２２ａとを接触させて、一または複数の半導体デバイス毎の検査を行う。これによって、半導体ウエハ４上の一または複数の被検査半導体デバイスの各測定用端子４１とプローブカードの各触針との物理的接触回数を低減させて、各測定用端子４１と各触針との接触時の異物発生を低減させることができて、不良発生を抑制することができる。
【００４４】
また、イメージセンサデバイス（固体撮像装置）などにおいて、物理的接触を繰り返す第２プローブカード２２上で異物が発生した場合でも、半導体ウエハ４上の一または複数の被検査半導体デバイス上が第１プローブカード２１で覆われ、かつ、光学的にフォーカスが合い難くなるため、異物が発生しても画素欠陥との判別が容易となり誤判定し難くなることから、歩留まり低下を抑制することができる。
【００４５】
さらに、第１プローブカード２１として、ガラスなどの光を透過する材質を使用した場合、光学装置１を用いてイメージセンサデバイス（固体撮像装置）などを測定する際に、光が第１プローブカード２１を透過して被検査デバイス表面へ照射され、光学的な測定を容易に行うことができる。また、上方から第１プローブカード２１を通して半導体デバイス（半導体チップ）の配置パターンを容易に検出することができて、半導体デバイスの各測定用端子４１の位置と第２プローブカード２２の各第２触針２２ａとの位置合わせ精度を向上させることもできる。
【００４６】
なお、上記実施形態では、第１プローブカード２１に半導体ウエハ４上に構成された全被検査デバイスの各測定用端子４１に接続される各第１触針２１ａを備えた場合について説明したが、これらの各第１触針２１ａは、全被検査デバイスに対応する数でなくてもよく、複数の被検査デバイスに対応する数であれば、異物の発生を軽減させる効果が得られる。
【００４７】
また、上記実施形態では、被検査半導体デバイスがイメージセンサデバイス（固体撮像装置）である場合について説明したが、被検査半導体デバイスが、光電変換機能を備えないメモリデバイスや液晶駆動用デバイスの場合についても、被検査半導体デバイスの各測定用端子４１に対する第１プローブカード２１の各第１触針２１ａの接触回数が従来に比べて低減できるため、異物の発生を軽減させる効果が得られる。
【００４８】
さらに、第１プローブカード２１は、接続される被検査半導体デバイス（ＤＵＴ）の数が多い場合や、その各測定用端子４１のパッドピッチが小さい場合には、狭いピッチの第１触針２１ａを多数構成することが容易なメンブレンタイプのものを用いることが好ましい。
【００４９】
さらに、本発明の半導体デバイスの検査用プローブ装置２において、第１プローブカード２１にＮ（Ｎは２以上の整数）個の被検査半導体デバイス（ＤＵＴ）に対応する各第１触針２１ａが設けられ、第２プローブカード２２にＭ（Ｍは２以上の整数）個の被検査デバイス（ＤＵＴ）に対応する各第２触針２２ａが設けられていてもよい。これにより、実質的に複数個の被検査デバイスを同時に検査することが可能となり、検査効率を向上させることができる。この場合には、ＮはＭの整数倍の関係に設定される。
【００５０】
以上のように、本発明の好ましい実施形態を用いて本発明を例示してきたが、本発明は、この実施形態に限定して解釈されるべきものではない。本発明は、特許請求の範囲によってのみその範囲が解釈されるべきであることが理解される。当業者は、本発明の具体的な好ましい実施形態の記載から、本発明の記載および技術常識に基づいて等価な範囲を実施することができることが理解される。本明細書において引用した特許、特許出願および文献は、その内容自体が具体的に本明細書に記載されているのと同様にその内容が本明細書に対する参考として援用されるべきであることが理解される。
【産業上の利用可能性】
【００５１】
本発明は、半導体デバイス（半導体チップ）の測定用端子にプローブカードの触針を電気的に接続させて、これに検査用電気信号を供給することにより半導体デバイスの検査を行う半導体デバイスの検査装置、これに用いる半導体デバイスの検査用プローブ装置および、この半導体デバイスの検査装置を用いる半導体デバイスの検査方法の分野において、複数の被検査デバイスが設けられ、第１プローブカードと一体化された半導体ウエハを移動させながら、その上の第２プローブカードの各触針をその下の第１プローブカードの第１接続端子に接触させることを順番に繰り返して測定するように構成したため、半導体ウエハ上の被検査デバイスの各測定用端子とプローブカードの各触針との物理的接触回数を減らすことができる。よって、測定用端子と触針との接触による異物の発生を軽減できて、不良発生を抑制することができる。さらに、例えばイメージセンサデバイスなどにおいて、物理的接触を繰り返す第２プローブカード上で異物が発生した場合でも、光学的にフォーカスが合い難くなるため、これを検知できて不良が発生し難くなり、歩留まり低下を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００５２】
【図１】本発明の実施形態に係る半導体デバイスの検査装置の要部構成例を示す縦断面図である。
【図２】図１の第１プローブカードの構成例を示す上面図である。
【図３】従来の検査用プローブカードの配置例を示す上面図である。
【符号の説明】
【００５３】
１  光学装置
２  検査用プローブ装置
２１  第１プローブカード
２１ａ  第１触針
２１ｂ  第１接続端子
２２  第２プローブカード
２２ａ  第２触針
２２ｂ  第２接続端子
３  検査装置本体部
３１  チャック部
３２  第１プローブカードＺ方向駆動部
３３  チャック部ＸＹ駆動部
３４  半導体ウエハ・第１プローブカード一体部Ｚ方向駆動部
３５  半導体ウエハ・第１プローブカード一体部ＸＹ方向駆動部
４  半導体ウエハ
４１  測定用端子
５  測定回路基板
１０  半導体デバイスの検査装置
【図１】
2007005490.tif 000003
【図２】
2007005490.tif 000004
【図３】
2007005490.tif 000005