(57)【要約】【課題】  ボンディングパッドの損傷を低減しながら、より正確にプローブテストを行なうことができる集積回路の製造方法、集積回路の測定装置及びウェハを提供する。【解決手段】  ウェハ１０上でチップ形成領域の間にセンサセル２１を設ける。このセンサセル２１には、ダイヤフラム２５が形成されており、その表面にはドーピング領域２７に接続するセンサパッド３１〜３４が設けられている。プローブ針５０は、センサパッド３１〜３４にプローブ針５０を接触させ、このときのドーピング領域２７の歪みに対する電圧を、センサパッド３３，３４に接触させるプローブ針５０を介して測定する。この測定された電圧に基づいて、プローブ針５０が設けられているプローブカードとウェハ１０との相対傾斜角度及び相対距離とを決定し、これに応じた相対位置を維持するようにプローブ針５０をウェハ１０のボンディングパッドに接続させて通電試験を行なう。【選択図】      図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ボンディングパッドを有するチップからなる集積回路をウェハ上に製造する方法であって、
前記ウェハ上に、プローブテストを行なうプローブ針の押圧力を測定するためのセンサパッドを設け、
前記センサパッドに前記プローブ針を押し当て、このセンサパッドを用いて前記押圧力の変化を測定し、
この変化に基づいて、前記プローブ針の前記ウェハに対する相対位置を調整し、
前記相対位置に基づいて、前記プローブ針を前記ボンディングパッドに接触させてプローブテストを行なう工程を含むことを特徴とする集積回路の製造方法。
【請求項２】
前記センサパッドは、前記ウェハ上に離散して複数設けられており、
前記プローブ針の前記ウェハに対する相対位置として、前記プローブ針が設けられたプローブカードの前記ウェハに対する相対傾斜角度及び相対距離の少なくとも１つを調整することを特徴とする請求項１に記載の集積回路の製造方法。
【請求項３】
前記センサパッドは、ウェハ上で前記チップが形成される領域以外に配置されることを特徴とする請求項１又は２に記載の集積回路の製造方法。
【請求項４】
ボンディングパッドを有するチップが複数形成されたウェハのプローブテストに用いるプローブ針と、前記ウェハと前記プローブ針との相対位置を調整する調整手段とを備えた集積回路の測定装置であって、
前記ウェハ上に設けられたセンサパッドにプローブ針を接触させた押圧力を、このプローブ針を介して前記押圧力の変化に対応する電気的特定の変化に基づいて、前記プローブ針のウェハに対する相対位置を決定する決定手段と、
この決定手段により決定された相対位置で前記プローブ針と前記ボンディングパッドに接触させるための位置制御手段と
を備えたことを特徴とする集積回路の測定装置。
【請求項５】
前記決定手段は、前記プローブ針の前記ウェハに対する相対位置として、前記プローブ針が設けられたプローブカードの前記ウェハに対する相対傾斜角度及び相対距離の少なくとも１つを調整することを特徴とする請求項４に記載の集積回路の測定装置。
【請求項６】
ボンディングパッドを有するチップが複数形成されたウェハであって、
前記ボンディングパッドに接触してプローブテストを行なうプローブ針を介して、このプローブ針の押圧力を測定するためのセンサパッドが設けられていることを特徴とするウェハ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、集積回路の製造方法、集積回路の測定装置及びウェハに関する。
【背景技術】
【０００２】
現在、多様な場所で多くの集積回路が用いられている。この集積回路の生産性を向上させるため、１枚のウェハ上に、複数の集積回路チップを同時に形成させて製造する。具体的には、集積回路となる素子や配線パターンがウェハ上に複数形成された後、ダイシング処理により集積回路となる複数のチップに分割される。一方、各チップに分割される前には、プローブテストを呼ばれる各集積回路の通電試験が行われる。
【０００３】
このプローブテストにおいては、通常、チップのボンディングパッド上にプローブ針を押し当てて動作試験を行なう。ここで、プローブテストを行なう場合、ボンディングパッドとプローブ針との接触抵抗を低減するため、プローブ針をボンディングパッドにより確実に接触させることが必要である。しかしながら、プローブ針をボンディングパッドに強く押し当てると、ボンディングパッドを損傷させることがあった。そこで、プローブテストにおいて、ボンディングパッドの損傷を回避するための半導体の製造方法が検討されている（例えば特許文献１参照。）。
【０００４】
この特許文献１に記載の発明では、チップ間の領域（スクライブライン上）にプローブパッドを設ける。このプローブパッドと本来のボンディングパッドとはワイヤボンドにより接続する。そして、プローブパッドにプローブ針を押し当てて、ボンディングパッドを介してプローブテストを行なう。これにより、プローブ針の押圧力により、仮にプローブパッドを損傷しても、チップのボンディングパッドの損傷を防止できる。
【特許文献１】特開平８−３０６７５１号公報（図１）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、特許文献１では、プローブパッドはワイヤを介してボンディングパッドに接続されている。このため、ワイヤやボンディングパッドと基板との間の静電容量のために正確な測定をできない場合がある。特に、高周波を用いるプローブテストにおいては、その影響が大きい。
【０００６】
本発明は、上述した課題に鑑みてなされ、その目的は、ボンディングパッドの損傷を低減しながら、より正確にプローブテストを行なうことができる集積回路の製造方法、集積回路の測定装置及びウェハを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記問題点を解決するために、本発明は、ボンディングパッドを有するチップからなる集積回路をウェハ上に製造する方法であって、前記ウェハ上に、プローブテストを行なうプローブ針の押圧力を測定するためのセンサパッドを設け、前記センサパッドに前記プローブ針を押し当て、このセンサパッドを用いて前記押圧力の変化を測定し、この変化に基づいて、前記プローブ針の前記ウェハに対する相対位置を調整し、前記相対位置に基づいて、前記プローブ針を前記ボンディングパッドに接触させてプローブテストを行なう工程を含むことを要旨とする。すなわち、センサパッドにプローブ針を接触させて測定した押圧力に基づいて、プローブ針とウェハとの相対位置を調整した上で、プローブ針をチップのボンディングパッドに接触させる。従って、より適切な押圧力でプローブ針をボンディングパッドに接触させることができるので、ボンディングパッドの損傷を低減することが
できる。
【０００８】
また、プローブ針を直接ボンディングパッドに接触させて通電試験を行なうことができるため、チップに形成された集積回路の通電試験をより確実に行なうことができる。更に、測定した押圧力に応じて相対位置を調整するため、各ウェハの製造誤差による押圧力調整のバラツキがあっても、調整をより適切に、かつ自動的に行なうことが可能になる。
【０００９】
本発明の集積回路の製造方法において、前記センサパッドは、前記ウェハ上に離散して複数設けられており、前記プローブ針の前記ウェハに対する相対位置として、前記プローブ針が設けられたプローブカードの前記ウェハに対する相対傾斜角度及び相対距離の少なくとも１つを調整することを要旨とする。このため、測定した押圧力に応じて、プローブ針とウェハに対する相対傾斜角度及び相対距離を調整する。従って、ウェハの全面においてより適切な押圧力でプローブ針をボンディングパッドに接触させて、通電試験を行なうことができる。
【００１０】
本発明の集積回路の製造方法において、前記センサパッドは、ウェハ上で前記チップが形成される領域以外に配置されることを要旨とする。このため、チップを形成できるウェハ上の領域にセンサセルを設ける必要がないので、ウェハからより多くのチップを形成できる。従って、チップの生産性向上を期待することができる。
【００１１】
上記問題点を解決するために、本発明は、ボンディングパッドを有するチップが複数形成されたウェハのプローブテストに用いるプローブ針と、前記ウェハと前記プローブ針との相対位置を調整する調整手段とを備えた集積回路の測定装置であって、前記ウェハ上に設けられたセンサパッドにプローブ針を接触させた押圧力を、このプローブ針を介して前記押圧力の変化に対応する電気的特定の変化に基づいて、前記プローブ針のウェハに対する相対位置を決定する決定手段と、この決定手段により決定された相対位置で前記プローブ針と前記ボンディングパッドに接触させるための位置制御手段とを備えたことを要旨とする。すなわち、センサパッドにプローブ針を接触させて測定した押圧力に基づいて、プローブ針とウェハとの相対位置を調整した上で、プローブ針をチップのボンディングパッドに接触させる。従って、より適切な押圧力でプローブ針をボンディングパッドに接触させることができるので、ボンディングパッドの損傷を低減することができる。
【００１２】
また、プローブ針を直接ボンディングパッドに接触させて通電試験を行なうことができるため、チップに形成された集積回路の通電試験をより確実に行なうことができる。更に、測定した押圧力に応じて相対位置を調整するため、各ウェハの製造誤差による押圧力調整のバラツキがあっても、調整をより適切に、かつ自動的に行なうことが可能になる。
【００１３】
本発明の測定装置において、前記決定手段は、前記プローブ針の前記ウェハに対する相対位置として、前記プローブ針が設けられたプローブカードの前記ウェハに対する相対傾斜角度及び相対距離の少なくとも１つを調整することを要旨とする。このため、測定した押圧力に応じて、プローブ針とウェハに対する相対傾斜角度及び相対距離を調整する。従って、ウェハの全面においてより適切な押圧力でプローブ針をボンディングパッドに接触させて、通電試験を行なうことができる。
【００１４】
上記問題点を解決するために、本発明は、ボンディングパッドを有するチップが複数形成されたウェハであって、前記ボンディングパッドに接触してプローブテストを行なうプローブ針を介して、このプローブ針の押圧力を測定するためのセンサパッドが設けられていることを要旨とする。すなわち、センサパッドにプローブ針を接触させて測定した押圧力に基づいて、プローブ針とウェハとの相対位置を調整した上で、プローブ針をチップのボンディングパッドに接触させる。従って、より適切な押圧力でプローブ針をボンディン
グパッドに接触させることができるので、ボンディングパッドの損傷を低減することができる。
【００１５】
また、プローブ針を直接ボンディングパッドに接触させて通電試験を行なうことができるため、チップに形成された集積回路の通電試験をより確実に行なうことができる。更に、測定した押圧力に応じて相対位置を調整するため、各ウェハの製造誤差による押圧力調整のバラツキがあっても、調整をより適切に、かつ自動的に行なうことが可能になる。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、ボンディングパッドの損傷を低減しながら、より正確にプローブテストを行なうことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、本発明を具体化した一実施形態について図１〜図４に基づいて説明する。図１に示すように、ウェハ１０上に、分割されて集積回路チップとなる複数のチップ形成領域１１が設けられる。このチップ形成領域１１には、同じ集積回路の配線パターンが形成されている。また、各チップ形成領域１１の外周縁部には、公知のチップと同様に、複数のボンディングパッドが形成される。
【００１８】
更に、ウェハ１０上には、複数のセンサセル２１が離散して配置されている。このセンサセル２１は、本実施形態では、チップとなるチップ形成領域１１の外側の領域に設けられる。本実施形態では、ダイシングにより切断する領域（スクライブライン上）に設ける。
【００１９】
このセンサセル２１は、ＭＥＭＳ（Ｍicro Electro Mechanical system）により構成される。ここでは、まず、図２に示すようにダイヤフラム２５が形成される。このダイヤフラム２５の図２（Ｂ）の上面側の端部付近には、ドーピング領域２７を形成する。このドーピング領域２７には、基板とは異なる導電性の不純物を注入することによりピエゾ抵抗の測定領域を形成する。このドーピング領域２７は、図２（Ａ）に示すように本実施形態では略十字形をしており、いわゆるＸデューサ型のピエゾ抵抗素子（センサ部）となる。
【００２０】
センサセル２１のダイヤフラム２５の中央表面には、４つのセンサパッド３１，３２，３３，３４が形成されている。センサパッド３１は電源電圧ＶＤＤを印加するための電極パッドである。センサパッド３２は接地（ＧＮＤ）に接続するための電極パッドである。センサパッド３３，３４は、それぞれ電圧測定部であり、プラス側とマイナス側とに接続される電極パッドである。これらセンサパッド３１〜３４は、上記ドーピング領域２７の各端部に接続されている。なお、ドーピング領域２７においては、図３に示すように電源電圧ＶＤＤと接地ＧＮＤとを対向させ、電圧測定部のプラス極とマイナス極とを対向させる。
【００２１】
次に、本発明に関わる製造方法の手順について、図４を用いて説明する。
配線パターンの形成が完了したウェハ１０は、公知のテストステーション（図示せず）に装着する。このテストステーションの上方には、複数のプローブ針が設けられた公知のプローブカードが配設されている。なお、テストステーションは、プローブカードに対するウェハの相対傾斜角度を含む相対位置を調整する機構になっている。
【００２２】
そして、まず、押圧力を測定するためのプローブカードを、測定対象のウェハに接触させる。このプローブカードには、センサセル２１に対応したプローブ針５０が設けられている。そして、押圧力を順次測定する（ステップＳ１）。具体的には、プローブカードとウェハ１０との距離を予め初期値として設定されている距離で、プローブ針５０をセンサ
セル２１のセンサパッド３１〜３４に接続する。このとき、プローブ針５０のウェハ１０に対する押圧力が強い場合には、センサセル２１のダイヤフラム２５が撓む。このため、ダイヤフラム２５には歪みが生じ、この歪みの変化量に応じて、ドーピング領域２７の抵抗値が変化する。これにより、センサパッド（３３，３４）間の電圧が変化し、この電圧変化はプローブ針５０を介して検出される。従って、そのセンサセル２１におけるプローブ針５０のウェハ１０に対する押圧力が測定される。このようにして、同様に、プローブ針５０を接触させた他のセンサセル２１のセンサパッド３１〜３４においても、そのセンサセル２１におけるプローブ針５０の押圧力を測定する。
【００２３】
次に、各センサセル２１において測定された押圧力から、プローブカードのウェハ１０の相対位置（傾斜角度及び相対距離）を決定する（ステップＳ２）。具体的には、測定されたドーピング領域２７の抵抗値から、押圧力の絶対値や分布に関する情報を取得する。そして、この情報に基づいて、ウェハ１０のウェハの相対傾斜角度を含む相対位置を調節する。具体的には、ウェハ面内においてのバラツキや絶対値を、所定の基準値内に入るように調節する。この基準値は、十分にプローブを接触することができると同時に、パッドを損傷しない値を基準値として用いる。
【００２４】
そして、ステップＳ２で決定したプローブカードとウェハ１０との相対位置で、プローブ針５０をチップのボンディングパッドに接触させて通電試験（プローブテスト）を行なう（ステップＳ３）。
【００２５】
本実施形態によれば、以下のような効果を得ることができる。
○  本実施形態では、プローブテストを行なう前に、ウェハ１０上に設けたセンサセル２１のセンサパッド３１〜３４にプローブ針５０を接触させる。そして、そのときのセンサパッド３１〜３４に対するプローブ針５０の押圧力をドーピング領域２７の抵抗変化に基づいて測定し、この測定結果に応じて、プローブ針５０とウェハ１０との相対位置を決定する。ここで決定した相対位置で、プローブ針５０をチップのボンディングパッドに接触させて通電試験を行なう。すなわち、センサセル２１にプローブ針５０を接触させて押圧力を測定するため、プローブ針５０の押圧力を調整した上で、チップのボンディングパッドに接触させる。このため、より適切な押圧力でプローブ針５０をボンディングパッドに接触させることができるので、ボンディングパッドの損傷を低減することができる。
【００２６】
また、プローブ針５０を直接ボンディングパッドに接触させて通電試験を行なうことができるため、チップに形成された集積回路の通電試験をより確実に行なうことができる。
更に、プローブ針５０は、通電試験を行なうボンディングパッドが形成されたウェハに形成されているセンサパッド３１〜３４を用いて押圧力を測定する。また、センサパッドとプローブ針５０とを接触させて押圧力を測定するため、ウェハ１０に対するプローブ針５０の接触状態に応じた押圧力をそのまま測定することができ、ボンディングパッドに対するプローブ針５０の接触状態と同じ状態で測定することができる。そして、測定した押圧力に応じて相対位置を調整するため、各ウェハの製造誤差があっても、調整をより適切に、かつ自動的に行なうことができる。
【００２７】
○  本実施形態では、測定した押圧力に応じて、プローブ針５０を備えたプローブカードとウェハ１０との相対傾斜角度及び相対距離を調整する。このため、ウェハ１０の全面においてより適切な押圧力でプローブ針５０をボンディングパッドに接触させて、通電試験を行なうことができる。
【００２８】
○  本実施形態では、センサセル２１をウェハ１０上の複数の位置に離散して設けた。各センサセル２１において測定された押圧力から、ウェハ１０全面に対するプローブカードとウェハ１０とのより適切な相対位置を調節することができる。
【００２９】
○  本実施形態では、ダイヤフラム２５の中央表面にセンサパッド３１〜３４を設け、ダイヤフラム２５の表面側の端部にドーピング領域２７を形成する。このため、プローブ針５０がセンサパッド３１〜３４に接触したときの押圧力に応じた抵抗値データを取得することができる。従って、プローブ針５０の押圧力に基づいて相対位置を決定することができ、より的確な押圧力でプローブ針５０をボンディングパッドに接続させることができる。
【００３０】
○  本実施形態では、センサセル２１をチップ形成領域１１の間に設けた。このため、ウェハ１０上のチップ形成の障害にならない。従って、チップの生産性向上を期待することができる。
【００３１】
また、上記実施形態は以下のように変更してもよい。
・  上記実施形態においては、ドーピング領域２７をダイヤフラム２５の端部に設けた。押圧力を測定することができれば、ダイヤフラム２５の端部以外の領域、例えばダイヤフラム２５の中央に設けてもよい。また、センサパッド３１〜３４の配置も上記実施形態に限られず、例えば、ドーピング領域２７が接続されるコネクタ部を中央に挟んで、センサパッド３１〜３４を配置してもよい。
【００３２】
・  上記実施形態においては、相対位置として、ウェハ１０とプローブ針５０との相対傾斜角度及び相対距離を調整した。相対傾斜角度及び相対距離のいずれか１つだけを相対位置として調整してもよい。
【００３３】
・  上記実施形態においては、押圧力を測定するためにドーピング領域２７を用いた。これに限らず、プローブ針５０の押圧力を測定できるものであれば、他の圧力センサ、例えば金属層及び絶縁膜層を用いた容量変化型のセンサ素子等を用いてもよい。
【００３４】
・  上記実施形態においては、センサセル２１を、ウェハ１０上に複数設けた。これに代えて、図５に示すように、ボンディングパッド１５の近傍にセンサセル２１を設けてもよい。この場合、各ボンディングパッド１５に対応する押圧力を測定できるようにセンサセル２１のセンサパッド３１〜３４を設ければ、各ボンディングパッド１５の押圧力を把握することができる。従って、ボンディングパッド１５に対するプローブ針５０の押圧力をより適切に調整して、更にボンディングパッド１５の損傷を低減することができる。
【００３５】
・  上記実施形態においては、チップ形成領域１１の間のスクライブライン上にセンサセル２１を設けた。これに代えて、センサセル２１が大きくなる場合には、図６に示すように、ウェハ１０上のチップ形成領域１１にセンサセル２１を設けてもよい。この場合であっても、センサセル２１を用いて、プローブ針５０のボンディングパッドに対する押圧力を調整することができる。従って、ボンディングパッドの損傷を低減し、歩留まりを向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】本発明の実施形態におけるウェハの平面図。
【図２】センサセルの構成を示す図であり、（Ａ）は平面図、（Ｂ）はＢ−Ｂ線方向の断面正面図。
【図３】ピエゾ抵抗素子の電気的接続を説明する配線概念図。
【図４】製造方法の手順を説明するための流れ図。
【図５】第１変更例におけるウェハの正面図。
【図６】第２変更例におけるウェハの正面図。
【符号の説明】
【００３７】
１０…ウェハ、１５…ボンディングパッド、３１，３２，３３，３４…センサパッド、５０…プローブ針。
【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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