(57)【要約】     【課題】  プローブ針の接触不良を防いで半導体集積回路チップの正常なテスト測定を実現できる共に効率良くテスト測定を行えるプローブカードを提供する。    【解決手段】  このプローブカード１は、第１のプローブ針２９ａ〜２９ｄよりも高硬度の金属材料で作製された第２のプローブ針３０ａ〜３０ｄを、測定対象の半導体集積回路チップ３２のパッド３２Ａ〜３２Ｄに接触させることで、このパッド表面の酸化膜を破壊する。その後、このプローブカード１を、ウエハの半導体集積回路の配列方向に移動させて、第２のプローブ針３０ａ〜３０ｄよりも導電性が高い第１のプローブ針２９ａ〜２９ｄを半導体集積回路チップ３２のパッドに接触させる。これにより、第１のプローブ針２９ａ〜２９ｄを半導体集積回路チップ３２のパッドに導電性良く接触させることができる。【選択図】  図１
2007003252.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
半導体集積回路チップのパッドに接触する第１のプローブ針を有する第１のプローブ部と、
上記第１のプローブ針が上記半導体集積回路チップのパッドに接触しているときに、上記半導体集積回路チップに隣接するか、もしくは、上記半導体集積回路チップとで１つ以上の半導体集積回路チップを挟んでいる半導体集積回路チップのパッドに接触する第２のプローブ針を有する第２のプローブ部とを備え、
上記第１のプローブ針は第１の金属材料で作製され、
上記第２のプローブ針は第２の金属材料で作製され、
上記第１の金属材料の導電性は上記第２の金属材料の導電性よりも高く、
上記第２の金属材料の硬度は上記第１の金属材料の硬度よりも高いことを特徴とするプローブカード。
【請求項２】
請求項１に記載のプローブカードにおいて、
上記第１のプローブ針が上記半導体集積回路チップのパッドに接触しているときに、上記第１のプローブ針がパッドに接触している半導体集積回路チップと上記第２のプローブ針がパッドに接触している半導体集積回路チップとの間に、１つの半導体集積回路が存在しており、
上記第１のプローブ針がパッドに接触している半導体集積回路チップと上記第２のプローブ針がパッドに接触している半導体集積回路チップとの間の上記１つの半導体集積回路に接触する異物吸着部材を備えたことを特徴とするプローブカード。
【請求項３】
請求項１または２に記載のプローブカードにおいて、
上記第１の金属材料を、金(Ａｕ)あるいは銀(Ａｇ)あるいは銅(Ｃｕ)あるいはパラジウム(Ｐｄ)としたことを特徴とするプローブカード。
【請求項４】
請求項１または２に記載のプローブカードにおいて、
上記第１の金属材料を、金(Ａｕ)、銀(Ａｇ)、銅(Ｃｕ)、パラジウム(Ｐｄ)のうちから選ばれる複数の金属を含有する合金材料としたことを特徴とするプローブカード。
【請求項５】
請求項１または２に記載のプローブカードにおいて、
上記第２の金属材料を、タングステン(Ｗ)としたことを特徴とするプローブカード。
【請求項６】
請求項１または２に記載のプローブカードにおいて、
上記第２の金属材料を、タングステン(Ｗ)を含有する合金材料としたことを特徴とするプローブカード。
【請求項７】
請求項２に記載のプローブカードにおいて、
上記異物除去部材を、弾力性のある粘着シートとしたことを特徴とするプローブカード。
【請求項８】
請求項２に記載のプローブカードにおいて、
上記異物除去部材を、弾力性のある粘着ゴムとしたことを特徴とするプローブカード。
【請求項９】
請求項１または２に記載のプローブカードを使用して、半導体集積回路チップのウエハテストを行う半導体集積回路の試験方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、半導体ウエハ上に複数形成された半導体集積回路チップに対しウエハテスト工程を行う際に用いるプローブカードおよび半導体集積回路の試験方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、半導体集積回路チップを複数有する半導体ウエハから半導体集積回路を製造する工程においては、ウエハ前半プロセスと呼ばれるウエハ製造工程が完了した後、各半導体集積回路チップの良否判定を行うウエハテスト工程が実施されている。
【０００３】
このウエハテスト工程においては、製造された各半導体集積回路チップについて１チップ単位で電気的な試験が行われる。ウエハテスト工程において、半導体集積回路チップの検査を行う時はテストシステムと呼ばれるＩＣテスタにより良否判定を行っている。
【０００４】
ここで、ＩＣテスタで半導体集積回路チップの検査を行うために、半導体ウエハの搬送を行うプローバと呼ばれるウエハ搬送用装置が使用される。さらに、上記プローバ上で試験が行われる測定対象の半導体集積回路チップとＩＣテスタとを電気的に接続するプローブカードが使用される。
【０００５】
図９に、半導体集積回路チップ１０２を複数有する半導体ウエハ１０１の概略を示す。この半導体集積回路チップ１０２は、ウエハ前半プロセスにて円形の半導体ウエハ１０１上に縦横に整列した配置で形成される。この半導体集積回路チップ１０２はウエハ前半プロセスで製造が行われた後、ウエハテスト工程で良否判定が行われる。
【０００６】
このウエハテスト工程の完了後、次に、半導体集積回路チップ１０２を１個ずつ切り離すダイシング工程が行われ、このダイシング工程で半導体集積回路チップ１０２を１個ずつ切り離した後、ウエハテスト工程で不良と判定された不良品チップは破棄される。一方、ウエハテスト工程で良品と判定された良品チップはダイシング工程の完了後、後半工程と呼ばれるアセンブリ工程および梱包工程を経て顧客先に出荷される。
【０００７】
図１０には、一般的な半導体集積回路チップ１０２の構成を示す。この半導体集積回路チップ１０３は、内部回路１０４と、この内部回路１０４の周辺に配置された複数のパッド１０５を有している。この複数のパッド１０５は、半導体集積回路チップ１０２の内部回路１０４を駆動するための電源電圧を供給する電源パッドや接地電位を供給するＧＮＤパッドや内部回路に対して電気的な信号を入力する入力パッド、さらには、内部回路の電気的な出力信号を出力する出力パッドである。
【０００８】
ウエハテスト工程での半導体集積回路チップ１０２の検査において、プローブカードは、半導体集積回路チップ１０２のパッド１０５と接触することで、ＩＣテスタと測定対象の半導体集積回路チップ１０２を電気的に接続する。
【０００９】
半導体集積回路チップ１０２の試験の一例である機能試験を実施する場合、ＩＣテスタはプローブカードを介して電源電圧および接地電位を測定対象の半導体集積回路チップ１０２へ供給する。
【００１０】
次に、入力信号である試験ベクタを測定対象の半導体集積回路チップ１０２に入力した後、この半導体集積回路チップ１０２から出力される出力信号を読み込む。そして、読み込みを行った測定対象の半導体集積回路チップ１０２の出力信号が正しい論理であるか否かを予め設定しておいた期待値信号と半導体集積回路チップ１０２の出力信号とを比較することで半導体集積回路チップ１０２の良否判定を行う。
【００１１】
次に、図１１の平面図および図１２の断面図に、ウエハテスト工程で半導体集積回路チップ１０２の試験を行う場合に使用されるプローブカードの概略を示す。現在、主流であるカンチレバー方式と呼ばれる構造のプローブカードは、円形のプローブカード基板１０７を有し、このプローブカード基板１０７の上面にプローブカード補強板１０８が設置されている。また、このプローブカード基板１０７の下面には、四角枠形状のスペーサ１１１が取り付けられている。この四角枠形状のスペーサ１１１の内側が開口部１０９をなす。また、このスペーサ１１１の四辺に沿って、金属針からなる複数のプローブ針１１０が配置されている。この複数のプローブ針１１０は、スペーサ１１１から開口部１０９に向かって延在している。図１１,図１２に示すように、このプローブ針１１０の先端部は、測定対象の半導体集積回路チップ１０２の各パッド１０５に接触する。上記プローブカード補強板１０８は、上記プローブ針１１０が上記半導体集積回路チップ１０２の各パッド１０５に接触した際に発生する圧力によるプローブカード基板１０７の変形を防止するためのものである。
【００１２】
上記測定対象の半導体集積回路チップ１０２がｎ個のパッド１０５を有する場合には、上記プローブカードは、各パッド１０５に対して１本のプローブ針１１０が接触するように、合計ｎ本のプローブ針１１０を有する。
【００１３】
上記ウエハテスト工程における半導体集積回路チップ１０２の検査では、プローブカードのプローブ針１１０が測定対象の半導体集積回路チップ１０２のパッド１０５に接触した時にパッドが削り取られることで発生するパッド屑などの異物がプローブ針１１０に付着する問題がある。
【００１４】
この時に発生する異物が半導体集積回路チップ１０２の試験時に複数のプローブ針１１０間に付着してプローブ針１１０間を電気的に短絡した場合は半導体集積回路チップ１０２の試験を正常に行うことができない。
【００１５】
また、プローブカードのプローブ針１１０の先端が半導体集積回路チップ１０２のパッド１０５へ繰り返し接触することで、プローブ針１１０がパッド１０５に接触した時に発生する微量のパッド屑がプローブ針１１０に序々に堆積される。その結果、このパッド屑の堆積物によってプローブ針１１０の絶縁性が高くなった場合にも、半導体集積回路チップ１０２の試験を正常に行うことができない。
【００１６】
通常は、上述のプローブカードのプローブ針１１０へパッド屑などの異物が付着した場合は、プローバに取り付けられたブラシを使用したブラッシングや研磨シートによる針先研磨を実行して、プローブカードのプローブ針先に付着した異物を除去している。もしくは、プローブカードをプローバから取り外して、刷毛を用いて手作業による清掃を行ってプローブカードのプローブ針１１０に付着した異物を除去する。ただし、１回のブラッシング(あるいは針先研磨)の実行には、約１０秒程度の時間が必要であるので、１個の半導体集積回路チップの試験実施毎にブラッシングを実行していたのでは、ウエハテスト工程でのスループットが著しく低下する。
【００１７】
１枚の半導体ウエハのウエハテスト時間は、半導体集積回路チップのカテゴリ(種類)や半導体ウエハに形成される半導体集積回路チップの個数により異なるが通常は１時間程度の試験実行時間が必要である。ここで、１枚の半導体ウエハに５００個の半導体集積回路チップが形成されている場合に、１個の半導体集積回路チップの試験毎にブラッシングを実行した場合、１枚の半導体ウエハのウエハテストにおけてブラッシングの実行回数は５００回となりブラッシングの実行時間は５００回×１０秒＝５０００秒(約１時間２３分)必要となり、１枚の半導体ウエハのウエハテスト時間が約２倍となる。
【００１８】
しかし、実際のブラッシングは、１枚の半導体ウエハのウエハテストに対して、１回〜２回程度の頻度で実行するので、ウエハテスト時間の増加はわずかである。また、プローブカードのプローブ針１１０に異物が付着して正常に試験が行えなくなった場合(連続して不良品が発生する症状が出た時)は、自動的にアラームを発生しウエハテストを停止する。この自動停止機能はプローバが有している。このプローバによるアラームが発生した時には、生産現場のオペレータがブラッシングあるいは研磨シートを用いた針先研磨を実行することで、プローブ針１１０に付着した異物の除去を行う。
【００１９】
ウエハテスト工程では、プローブ針１１０の異物付着を検出する方法として不良チップが連続して発生する時のプローバのアラーム機能を使用している。このため、不良チップがランダムに発生した場合やアラーム発生前にプローブ針に付着した異物が剥がれて不具合が回復した場合など、異物付着量の程度によっては異常検出を行うことができない。この場合は、異物付着が原因でＩＣテスタに不良判定された半導体集積回路チップは不良品として破棄され生産上のロスとなる。
【００２０】
このようなロスを防止するために、１枚のウエハテストが終了する度に不良判定された半導体集積回路チップのみを再試験する場合もあり、ウエハテスト工程のスループット低下の原因になっている。また、ブラッシングでは除去できないような異物が付着した場合に限り、プローブカードをプローバから取り外して生産現場のオペレータが手作業で刷毛を使用した清掃を行って異物の除去を実施している。プローブカードをプローバから取り外して刷毛を使用した異物除去を行う場合は数時間の時間を要する場合もありウエハテスト工程のスループットは大幅に低下する。
【００２１】
プローブ針１１０への異物付着による接触性悪化はウエハテスト工程での主要な問題であるが、半導体集積回路チップ１０２のパッド１０５としてアルミ電極を使用している場合は、アルミ電極パッドの表面が空気中で酸化してプローブカードのプローブ針１１０がパッド１０５に接触したときにパッド表面の酸化膜を破壊することができずに、プローブ針１１０とパッド１０５との接触抵抗が高くなる問題が発生する。このように、接触抵抗が高くなった場合、ＩＣテスタからの信号が測定対象の半導体集積回路チップ１０２に正常に供給できなくなるので、半導体集積回路チップの試験が行えなくなる。
【００２２】
そこで、アルミ製の電極パッドを使用した半導体集積回路チップのウエハテストにおいて、パッド表面の酸化膜を破壊することを目的として、プローブカードのプローブ針１１０の材料としてタングステン(Ｗ)を含有する合金材料を一般的に使用している。このタングステン(Ｗ)は、導電性の優れた金(Ａｕ)あるいは銀(Ａｇ)あるいは銅(Ｃｕ)あるいはパラジウム(Ｐｄ)を含有する合金材料を使用せずに導電性では劣るが硬度が高い。
【００２３】
プローブ針１１０の材料としてタングステンを含有する合金材料を使用した場合は、導電性が悪化する問題があると共に、高硬度であるために高針圧でパッドに接触させる必要がある。したがって、プローブカードのプローブ針が半導体集積回路チップのパッドに接触した際にプローブ針によって削り取られるパッド屑の発生量も増加する。このことは、前述の如く、パッド屑がプローブカードへ付着する現象を顕著にして、ウエハテスト工程のスループットが低下する要因となる。
【００２４】
そこで、特許文献１(特開２００４−３４７５６５号公報)では、ウエハテスト工程において、プローブカードのプローブ針が半導体集積回路チップのパッドに接触した時にアルミ製の電極パッドの表面酸化膜を破壊し、かつ、導電性を悪化させることなくプローブ針と測定対象の半導体集積回路チップのパッドとの接触を行い、なおかつ、プローブ針へのパッド屑などの異物の付着を低減する方法が提案されている。
【００２５】
この従来技術では、図１３の概略図に示すように、測定対象の半導体集積回路チップの１つのパッド１６２に、２本のプローブ針１６０と１６１とが同時に接触するようになっている。この２本のプローブ針１６０と１６１とは、異なる２種類の金属材料で作製されている。すなわち、プローブ針１６１は刀部として半導体集積回路チップのパッド１６２に接触した時、パッド表面の酸化膜を削り取ると同時にその時に発生するパッド屑などの異物がプローブ針１６０に付着しないように除去する。そして、プローブ針１６０はプローブ針１６１でパッド表面の酸化膜を削りとったパッド表面に接触して測定対象の半導体集積回路チップへＩＣテスタからの電源供給および入力信号の入力などを行う。プローブ針１６１はパッド表面の酸化膜を削り取るために導電性は低いが硬度の高い金属材料であるタングステンを含む合金材料レニウムタングステンを使用して製造する。一方、プローブ針１６１はＩＣテスタと半導体集積回路チップのパッド１６２との電気的な接続を行うために導電性の優れた金(Ａｕ)あるいは銀(Ａｇ)あるいは銅(Ｃｕ)あるいはパラジウム(Ｐｄ)を含有する合金材料を使用して製造する。ただし、この方法では、２本のプローブ針１６１,１６０を１個のパッド１６２に接触させる必要があるので、高精度なプローブカード製造技術が必要となる上に製造コストが高くなる。このため、低コストを追求する半導体集積回路の量産には不向きである。また、プローブ針１６１が半導体集積回路チップのパッド１６２の表面に接触した際に発生するパッド屑などの異物はプローブ針１６０が設置されている方向とは逆の方向に削り取られることから、プローブ針１６０への異物付着の頻度は低減させることができるものの、異物付着によるトラブルを完全に防止できるわけではない。
【００２６】
このように、上記従来の半導体集積回路チップのウエハテスト用プローブカードにおいては、プローブカードのプローブ針が半導体集積回路チップのパッドに接触した時に発生するパッド屑などの異物がプローブ針に付着して正常に試験を実施することができなくなる問題がある。
【００２７】
また、プローブ針への異物付着の問題に対して、ブラッシングや研磨シートでの針先研磨を実行することで付着した異物の除去を行うことが可能であるがこれらの方法はウエハテスト工程でのスループットを低下させる。また、針先研磨を行った場合はプローブ針が針先研磨により磨耗しプローブカードの寿命を低下させる。また、プローバのアラーム機能で異物付着による異常を検出できなかった場合は良品を不良判定してしまうという生産上の歩留まりロスになる。また、手作業で刷毛を用いた異物除去作業はウエハテスト効率を大幅に低下させる。
【００２８】
また、プローブ針の材料として導電性の優れた金(Ａｕ)あるいは銀(Ａｇ)あるいは銅(Ｃｕ)あるいはパラジウム(Ｐｄ)を含有する合金材料を使用しているプローブカードではアルミ製電極パッドの表面酸化膜を破壊することができないので、試験が正常に行えない。
【００２９】
一方、アルミ電極パッドの表面酸化膜を破壊するためにタングステンを含有する高硬度の合金材料を使用した場合は、導電性が悪化する上に硬度が高いためプローブ針と測定対象の半導体集積回路チップのパッドが接触した時にプローブ針によって削り取られるパッド屑が増加するので、プローブ針への異物付着による接触異常が発生し易くなる問題がある。
【特許文献１】特開２００４−３４７５６５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００３０】
そこで、この発明の課題は、プローブ針の接触不良を防いで半導体集積回路チップの正常なテスト測定を実現できる共に効率良くテスト測定を行えるプローブカードを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００３１】
上記課題を解決するため、この発明のプローブカードは、半導体集積回路チップのパッドに接触する第１のプローブ針を有する第１のプローブ部と、
上記第１のプローブ針が上記半導体集積回路チップのパッドに接触しているときに、上記半導体集積回路チップに隣接するか、もしくは、上記半導体集積回路チップとで１つ以上の半導体集積回路チップを挟んでいる半導体集積回路チップのパッドに接触する第２のプローブ針を有する第２のプローブ部とを備え、
上記第１のプローブ針は第１の金属材料で作製され、
上記第２のプローブ針は第２の金属材料で作製され、
上記第１の金属材料の導電性は上記第２の金属材料の導電性よりも高く、
上記第２の金属材料の硬度は上記第１の金属材料の硬度よりも高いことを特徴としている。
【００３２】
この発明のプローブカードによれば、先ず、第１の金属材料よりも高硬度の第２の金属材料で作製された第２のプローブ針を、測定対象の半導体集積回路チップのパッドに接触させることで、このパッド表面の酸化膜を破壊する。
【００３３】
その後、このプローブカードを、ウエハの半導体集積回路の配列方向に移動させて、第２の金属材料よりも導電性が高い第１の金属材料で作製された第１のプローブ針を上記半導体集積回路チップのパッドに接触させる。したがって、第１のプローブ針を半導体集積回路チップのパッドに導電性良く接触させることができる。よって、ＩＣテスタによる正常な試験ができなくなるといった問題の発生を最小限に止めることができる。
【００３４】
また、上記第２のプローブ針でパッドから削り取られた異物は、第２プローブ部に付着する。また、第２プローブ針によってパッド表面の酸化膜が破壊されているので、第１のプローブ部は、上記パッドに低針圧で接触させても上記パッドに電気的に導通できる。したがって、第１のプローブ針に削り取られるパッド屑などの異物発生量を少量にできる。したがって、第１プローブ部がパッドに接触した時に第１プローブ針に異物が付着する確率を最小限に止めることができる。
【００３５】
したがって、ＩＣテスタと測定対象の半導体集積回路チップ間で良好な電源および信号の伝達を行うことができる。よって、ウエハテスト工程でのスループットを改善できる。
【００３６】
したがって、この発明のプローブカードによれば、パッド屑に起因するプローブ針の接触不良を防いで半導体集積回路チップの正常なテスト測定を実現できる共に効率良くテスト測定を行えるプローブカードを実現できる。
【００３７】
また、一実施形態のプローブカードは、上記第１のプローブ針が上記半導体集積回路チップのパッドに接触しているときに、上記第１のプローブ針がパッドに接触している半導体集積回路チップと上記第２のプローブ針がパッドに接触している半導体集積回路チップとの間に、１つの半導体集積回路が存在しており、
上記第１のプローブ針がパッドに接触している半導体集積回路チップと上記第２のプローブ針がパッドに接触している半導体集積回路チップとの間の上記１つの半導体集積回路に接触する異物吸着部材を備えた。
【００３８】
この実施形態のプローブカードによれば、先ず、第１の金属材料よりも高硬度の第２の金属材料で作製された第２のプローブ針を、測定対象の半導体集積回路チップのパッドに接触させることで、このパッド表面の酸化膜を破壊する。
【００３９】
次に、このプローブカードを、ウエハでの半導体集積回路の配列方向に移動させて、第２のプローブ針が接触していた半導体集積回路チップに上記異物吸着部材を対向させる。この異物吸着部材は、第２プローブ部の第２プローブ針が半導体集積回路チップのパッドに接触した時に発生したパッド屑などの異物のうち、第２プローブ部に付着せずに上記半導体集積回路チップの表面に散乱した異物を吸着する。これにより、第２プローブ部の第２プローブ針が半導体集積回路チップのパッドに接触した時に発生したパッド屑などの異物を上記半導体集積回路チップ上から完全に除去できる。なお、この異物除去部材は、例えば、弾力性のある粘着シートもしくは粘着ゴムで作製される。
【００４０】
また、一実施形態のプローブカードは、上記第１の金属材料を、金(Ａｕ)あるいは銀(Ａｇ)あるいは銅(Ｃｕ)あるいはパラジウム(Ｐｄ)とした。
【００４１】
この実施形態のプローブカードによれば、第１の金属材料の導電性を特に高くして、第１の金属材料で作製された第１のプローブ針の導電性を特に高めて、測定対象の半導体集積回路チップのパッドとの間で電気的に安定した接触が得られる。
【００４２】
また、一実施形態のプローブカードは、上記第１の金属材料を、金(Ａｕ)、銀(Ａｇ)、銅(Ｃｕ)、パラジウム(Ｐｄ)のうちから選ばれる複数の金属を含有する合金材料とした。
【００４３】
この実施形態のプローブカードでは、第１の金属材料の導電性を特に高くして、第１の金属材料で作製された第１のプローブ針の導電性を特に高めて、測定対象の半導体集積回路チップのパッドとの間で電気的に安定した接触が得られる。
【００４４】
また、一実施形態のプローブカードは、上記第２の金属材料を、タングステン(Ｗ)とした。
【００４５】
この実施形態のプローブカードでは、第２の金属材料で作製される第２のプローブ針を特に高硬度にでき、パッド表面の酸化膜を効率良く破壊できる。
【００４６】
また、一実施形態のプローブカードは、上記第２の金属材料を、タングステン(Ｗ)を含有する合金材料とした。
【００４７】
この実施形態のプローブカードでは、第２の金属材料で作製される第２のプローブ針を特に高硬度にでき、パッド表面の酸化膜を効率良く破壊できる。
【００４８】
また、一実施形態のプローブカードは、上記異物吸着部材を、弾力性のある粘着シートとした。
【００４９】
この実施形態のプローブカードでは、弾力性のある粘着シートからなる異物吸着部材によって、上記半導体集積回路チップを傷付けることなく、上記半導体集積回路チップ上のパッド屑などの異物を略完全に除去できる。
【００５０】
また、一実施形態のプローブカードは、上記異物除去部材を、弾力性のある粘着ゴムとした。
【００５１】
この実施形態のプローブカードでは、弾力性のある粘着ゴムからなる異物吸着部材によって、上記半導体集積回路チップを傷付けることなく、上記半導体集積回路チップ上のパッド屑などの異物を略完全に除去できる。
【００５２】
また、一実施形態の半導体集積回路の試験方法は、上記プローブカードを使用して、半導体集積回路チップのウエハテストを行う。
【００５３】
この実施形態の半導体集積回路の試験方法によれば、パッド屑に起因するプローブ針の接触不良を防いで半導体集積回路チップの正常なテスト測定を実現できる共に効率良くテスト測定を行える。
【発明の効果】
【００５４】
この発明のプローブカードによれば、プローブカードの第１のプローブ針と測定対象の半導体集積回路チップのパッド間で電気的に安定した接触が得られると共に、第１のプローブ針への異物付着を大幅に低減することが可能となる。これにより、ウエハテスト工程でのスループットを改善することができる。また、パッドと第１のプローブ針との接触異常を回避して、良品チップを不良判定するといったウエハテスト工程での歩留まりロスを最小限に低減できる。
【００５５】
また、研磨シートを用いた針先研磨を実行する必要をなくすることができるので、針先研磨によるプローブ針の磨耗が発生せず、プローブカードの長寿命化を実現でき、プローブカードコストを低減できる。
【００５６】
したがって、本発明のプローブカードを用いることにより、半導体集積回路チップのウエハテスト工程のスループットを改善することが可能となると共に、ウエハテスト工程における歩留まりロスの低減とプローブカードコストの低減が可能となり、半導体集積回路の製造コストを低減できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００５７】
以下、この発明を図示の実施の形態により詳細に説明する。
【００５８】
(第１の実施の形態)
図１に、この発明の第１の実施形態のプローブカード１を、隣接する２つの半導体集積回路チップ３１,３２の各パッド３１Ａ,３２Ａに接触させている状態を上方から下方に見た様子を示す。また、図２に、図１のＡ−Ａ断面を示す。なお、図１,図２では、ウエハに作り込まれた複数の半導体集積回路チップの内の隣接する２つだけを記載している。
【００５９】
図１に示すように、各半導体集積回路チップ３１,３２は、四辺に沿って配置されたｎ個のパッド３１Ａ〜３１Ｄ,３２Ａ〜３２Ｄを有する。
【００６０】
一方、このプローブカード１は、図１,図２に示すように、中央に略四角形状の開口２０Ａを有するプローブカード基板２０と、このプローブカード基板２０の上面に開口２０Ａの縁に沿って取り付けられた略四角枠状のプローブカード補強板２１とを有する。このプローブカード補強板２１は、後述する第１,第２のプローブ針２９ａ〜２９ｄ,３０ａ〜３０ｄが半導体集積回路チップ３１,３２のパッド３１Ａ〜３１Ｄ,３２Ａ〜３２Ｄに接触した際に発生する圧力でプローブカード基板２０が変形するのを防止する。
【００６１】
また、図２に示すように、このプローブカード基板２０の下面には、開口２０Ａの縁の対向する２辺に沿ってスペーサ２５,２６が取り付けられている。また、図２には示さないが図１に示すように、開口２０Ａの縁の対向する残りの２辺に沿って、プローブカード基板２０の下面にスペーサ２５,２６と同様の２つのスペーサ２７,２８が取り付けられている。上記基板２０の開口２０Ａ，補強板２１，４つのスペーサ２５〜２８がこのプローブカード１の開口部１Ａを構成している。
【００６２】
このプローブカード１は、開口部１Ａの１辺に沿って配列されていると共にプローブカード１の周辺部１Ｂからスペーサ２５を貫いて開口部１Ａに突き出している複数の第１のプローブ針２９ａ,２９ｃを有する。図１に示すように、この複数の第１のプローブ針２９ａは、それぞれ、半導体集積回路チップ３１の一辺に沿って配列されたパッド３１Ａに接触する。また、複数の第１の第１のプローブ針２９ｃは、それぞれ、上記一辺に対向する一辺に沿って配列されたパッド３１Ｃに接触する。
【００６３】
また、図１に示すように、このプローブカード１は、開口部１Ａの対向する２辺に沿って配列されていると共に、プローブカード１の周辺部１Ｂからスペーサ２７,２８を貫いて、開口部１Ａに突き出している複数の第１のプローブ針２９ｂ,２９ｄを有する。複数の第１のプローブ針２９ｂ,２９ｄは、それぞれ、半導体集積回路チップ３１の対向する２辺に沿って配列されたパッド３１Ｂ,３１Ｄに接触する。上記第１のプローブ針２９ａ〜２９ｄが第１のプローブ部を構成している。
【００６４】
また、図１,図２に示すように、このプローブカード１は、開口部１Ａの１辺に沿って配列されると共にプローブカード１の周辺部１Ｂからスペーサ２６を貫いて開口部１Ａに突き出している複数の第２のプローブ針３０ａ,３０ｃを有する。図１に示すように、この複数の第２のプローブ針３０ａは、それぞれ、半導体集積回路チップ３２の一辺に沿って配列されたパッド３２Ａに接触する。また、複数の第２のプローブ針３０ｃは、それぞれ、上記一辺に対向する一辺に沿って配列されたパッド３２Ｃに接触する。
【００６５】
また、図１に示すように、このプローブカード１は、開口部１Ａの対向する２辺に沿って配列されていると共にプローブカード１の周辺部１Ｂからスペーサ２７を貫いて、開口部１Ａに突き出している複数の第２のプローブ針３０ｂ,３０ｄを有する。複数の第２のプローブ針３０ｂ,３０ｄは、それぞれ、半導体集積回路チップ３２の対向する２辺に沿って配列されたパッド３２Ｂ,３２Ｄに接触する。上記第２のプローブ針３０ａ〜３０ｄが第２のプローブ部を構成している。
【００６６】
上記第１のプローブ針２９ａ〜２９ｄは、金(Ａｕ)、銀(Ａｇ)、銅(Ｃｕ)、パラジウム(Ｐｄ)から選択される第１の金属材料で作製されている。なお、第１のプローブ針２９ａ〜２９ｄを作製する第１の金属材料を、金(Ａｕ)、銀(Ａｇ)、銅(Ｃｕ)、パラジウム(Ｐｄ)のうちから選ばれる複数の金属を含有する合金材料としてもよい。
【００６７】
また、上記第２のプローブ針３０ａ〜３０ｄは、上記第１の金属材料よりも高硬度の第２の金属材料で作製した。この第２の金属材料は、例えば、タングステン(Ｗ)を含有する合金材料とした。なお、この第２の金属材料は、タングステン(Ｗ)でもよい。要は、この第２の金属材料は、上記第１の金属材料よりも硬度の高い材料であればよく、上記第１の金属材料は、上記第１の金属材料よりも導電性の高い材料であればよい。
【００６８】
上記構成のプローブカード１を使用して、上記半導体集積回路チップ３１,３２と同様の半導体集積回路チップが複数個作り込まれた半導体ウエハのテストを行う手順を、図７のフローチャートと図６のウエハマップを参照しながら説明する。
【００６９】
なお、プローブカード１はプローバ(図示せず)に固定されており、このプローバ内でウエハ５９を載せているウエハステージが移動することにより、ウエハ５９に対してプローブカード１を相対移動させている。
【００７０】
１枚の半導体ウエハ５９のウエハテストを行う場合、ステップＳ１では、ウエハステージを移動させてウエハ５９をプローブカード１に対して移動させて、プローブカード１を、図６のウエハマップで、ウエハ５９の一番上の行の半導体集積回路チップ「１」〜「４」が並んでいる行に移動させる。この「」の中の数字は、試験が行われる順番を示している。
【００７１】
次に、ステップＳ２に進み、上記ウエハステージを移動させて、プローブカード１を、ウエハ５９に対して、図６のウエハマップにおいて左方向に移動させて、第２のプローブ針３０ａ〜３０ｄを、左端の半導体集積回路チップ「１」(または「５」,「１３」,「２３」…)の各パッドに対向する位置にする。
【００７２】
このステップＳ２では、上記左端の半導体集積回路チップ「１」(または「５」,「１３」,「２３」…)の各パッドに、第２プローブ針３０ａ〜３０ｄを接触させることで上記左端の半導体集積回路チップのパッド表面の空気中で形成された酸化膜を破壊する。その時、第２プローブ針３０ａ〜３０ｄで削り取られたパッド屑などの異物は第２プローブ部に付着するかチップ上のパッドが存在しない位置へ散乱する。
【００７３】
また、このとき、第１プローブ針２９ａ〜２９ｄは半導体ウエハ上で半導体集積回路チップが形成されていない箇所に接触する。
【００７４】
次に、ステップＳ３に進み、図６において、ウエハステージを左方向に移動させることにより、プローブカード１に対してウエハ５９を左の方向に半導体集積回路チップの横配列の１ピッチ分だけ移動させる。これにより、プローブカード１はウエハ５９に対する測定位置を、図６において、上記１ピッチ分だけ右方向に移動する。これにより、プローブカード１の第２プローブ針３０ａ〜３０ｄは、図６のウエハマップにおいて、半導体集積回路チップ「１＋ｉ」(または「５＋ｉ」,「１３＋ｉ」,「２３＋ｉ」… )の各パッドに接触する。ここで、ｉは、各行におけるステップＳ３の実行回数を表し、各行におけるプローブカード１の測定位置の右方向への移動回数である。例えば、１行目において、ステップＳ３の実行が１回目で、右方向への移動回数が１回目の場合、上記「１＋ｉ」は、「１＋１」であるから、図６のウエハマップにおいて「２」を表している。
【００７５】
したがって、このステップＳ３では、プローブカード１の第２プローブ針３０ａ〜３０ｄは、図６の符号「１＋ｉ」(または「５＋ｉ」,「１３＋ｉ」,「２３＋ｉ」… )の半導体集積回路チップの各パッドに接触し、この半導体集積回路チップ「１＋ｉ」(または「５＋ｉ」,「１３＋ｉ」,「２３＋ｉ」… )の各パッド表面の酸化膜を破壊する。
【００７６】
一方、第１プローブ針２９ａ〜２９ｄは、図６のウエハマップにおいて、半導体集積回路チップ「ｉ」(または「４＋ｉ」,「１２＋ｉ」,「２２＋ｉ」…)の各パッドに接触する。この符号「ｉ」(または「４＋ｉ」,「１２＋ｉ」,「２２＋ｉ」…)の半導体集積回路チップの各パッドは、第２プローブ針３０ａ〜３０ｄによって、表面の酸化膜が破壊されているので、第１のプローブ針２９ａ〜２９ｄを半導体集積回路チップ「ｉ」(または「４＋ｉ」,「１２＋ｉ」,「２２＋ｉ」…)のパッドに導電性良く接触させることができる。よって、ＩＣテスタによる正常な試験ができなくなるといった問題の発生を最小限に止めることができる。
【００７７】
また、上記第２のプローブ針３０ａ〜３０ｄで半導体集積回路チップ「ｉ」(または「４＋ｉ」,「１２＋ｉ」,「２２＋ｉ」…)の各パッドから削り取られた異物は、第２プローブ針３０ａ〜３０ｄに付着する。また、第２プローブ針３０ａ〜３０ｄによって半導体集積回路チップ「ｉ」(または「４＋ｉ」,「１２＋ｉ」,「２２＋ｉ」…)の各パッド表面の酸化膜が破壊されている。また、この第１のプローブ針２９ａ〜２９ｄの構成材料が低硬度であることから、第１のプローブ針２９ａ〜２９ｄを、半導体集積回路チップ「ｉ」(または「４＋ｉ」,「１２＋ｉ」,「２２＋ｉ」…)の各パッドに低針圧で接触させても上記各パッドに電気的に導通できる。したがって、第１のプローブ針２９ａ〜２９ｄに削り取られるパッド屑などの異物発生量を少量にできる。
【００７８】
また、図１,図２の第２プローブ針３０ａ〜３０ｄの先端部３０ａ−１〜３０ｄ−１の長さに比べて、第１プローブ針２９ａ〜２９ｄの先端部２９ａ−１〜２９ｄ−１の長さを５μｍ〜１０μｍ程度だけ短く設定した場合には、第１プローブ部が半導体集積回路チップのパッドに接触した時に発生するパッド屑などの異物の発生量をさらに低減することも可能である。
【００７９】
したがって、第１プローブ針２９ａ〜２９ｄが半導体集積回路チップ「ｉ」(または「４＋ｉ」,「１２＋ｉ」,「２２＋ｉ」…)の各パッドに接触した時に第１プローブ針２９ａ〜２９ｄに異物が付着する確率を最小限に止めることができる。
【００８０】
したがって、このステップＳ３では、第１プローブ針２９ａ〜２９ｄを上記半導体集積回路チップの各パッドに導電性良く電気的に安定に接触させることができる。
【００８１】
次のステップＳ４では、このプローブカード１の第１プローブ針２９ａ〜２９ｄを介して、ＩＣテスタから測定対象の半導体集積回路チップ「ｉ」(または「４＋ｉ」,「１２＋ｉ」,「２２＋ｉ」…)へ半導体集積回路チップ「ｉ」(または「４＋ｉ」,「１２＋ｉ」,「２２＋ｉ」…)の内部回路を駆動するための電源電圧や接地電位を供給する。そして、このプローブカード１を介して、ＩＣテスタから半導体集積回路チップ「ｉ」(または「４＋ｉ」,「１２＋ｉ」,「２２＋ｉ」…)の内部回路への電気的な信号の入力し、半導体集積回路チップ「ｉ」(または「４＋ｉ」,「１２＋ｉ」,「２２＋ｉ」…)の内部回路からＩＣテスタへ信号を出力して、電気的な試験を行う。
【００８２】
上記プローブカード１によれば、上記信号の伝達を良好に行うことができるので、ウエハテスト工程でのスループットを改善できる。つまり、このプローブカード１によれば、パッド屑に起因するプローブ針２９ａ〜２９ｄの接触不良を防いで電気的に安定した状態で半導体集積回路チップの正常なテスト測定を実現できる共に効率良くテスト測定を行える。
【００８３】
次に、ステップＳ５に進み、プローブカード１の第１のプローブ針２９ａ〜２９ｄが接触している半導体集積回路チップが、図６のウエハマップにおいて、右端の半導体集積回路チップ「４」,「１２」,「２２」…であるか否かを確認し、右端の半導体集積回路チップであることを確認すれば、次のステップＳ６へ進む。一方、ステップＳ５において、第１のプローブ針２９ａ〜２９ｄが接触している半導体集積回路チップが、右端の半導体集積回路チップでないことを確認すれば、ステップＳ３に戻る。
【００８４】
ステップＳ６では、ウエハステージを駆動して、ウエハ５９に対するプローブカード１の位置を、図６において、半導体集積回路チップの縦配列の１ピッチ分だけ下方向へ移動させる。
【００８５】
次に、ステップＳ７に進み、移動した行に測定対象の半導体集積回路が存在するか否かを確認し、存在する場合には、ステップＳ２に戻り、存在しない場合には、このウエハテストを終了する。
【００８６】
尚、この第１実施形態のプローブカード１では、図１において、第１のプローブ針２９ａ〜２９ｄを左側に配置し、第２のプローブ針３０ａ〜３０ｄを右側に配置したが、逆に、第１のプローブ針２９ａ〜２９ｄを右側に配置し、第２のプローブ針３０ａ〜３０ｄを左側に配置してもよい。この場合は、１枚のウエハ内に形成される半導体集積回路チップのウエハテストの実行順が図６において右端に形成される半導体集積回路チップから開始し、プローブカードを対向させる半導体集積回路チップを、図６において左向きに移動させながら、半導体ウエハ上に形成された全ての半導体集積回路チップの試験を行う。
【００８７】
また、図１において、プローブカード１の開口部１Ａ内の上側に第１のプローブ針２９ａ〜２９ｄを配置し、開口部１Ａ内の下側に第２のプローブ針３０ａ〜３０ｄを配置してもよい。すなわち、図１において、プローブカード１を時計回りに９０°だけ回転させたものであってもよい。この場合、ウエハテストは、図５のウエハマップに示す順序で行うことができる。すなわち、図５に示すウエハ５５において、左上に位置する半導体集積回路チップ「１」(１番目に試験が行われる半導体集積回路チップ)から順次右側に形成された半導体集積回路チップ「２」、「３」、「４」の試験を行っていく(右向インデックス)。そして、右端の半導体集積回路チップ「４」(４番目に試験が行われる半導体集積回路チップ)の試験の終了後、次に、１段下側の右端の半導体集積回路チップ「５」(５番目に試験が行われる半導体集積回路チップ)の試験を行い、順次左側に形成された半導体集積回路チップ「６」、「７」…の試験を行っていく(左向インデックス)。このように、右向インデックスと左向インデックスを交互に繰り返しながら半導体ウエハに形成された全ての半導体集積回路チップの試験を順次行っていく。なお、プローブカードはプローバに固定されているので、このプローバ内でウエハを載せているウエハステージを移動させることにより、ウエハを任意の位置に移動させることで、プローブカードに接触させる半導体集積回路チップを交替させている。
【００８８】
要は、ウエハテストの試験対象となる半導体集積回路チップの各パッドに対して、第２プローブ針３０ａ〜３０ｄが接触した後に、第１プローブ針２９ａ〜２９ｄを接触させることによって、上述の如く、この第１プローブ針２９ａ〜２９ｄと測定対象の半導体集積回路チップの各パッドとの間で電気的に安定した接触が得られ、テスタによる電気的な試験を正常に行うことが可能となる。
【００８９】
(第２の実施の形態)
次に、図３に、この発明に係る半導体集積回路チップのウエハテスト用のプローブカードの第２実施形態を示す。図３は、このプローブカード７２を、隣接する３つの半導体集積回路チップ４９,５０,５１に接触させている状態を上方から下方に見た様子を示す。また、図４に、図３のＡ−Ａ断面を示す。なお、図３,図４では、ウエハに作り込まれた複数の半導体集積回路チップの内の隣接する３つだけを記載している。
【００９０】
図３に示すように、半導体集積回路チップ４９,５１は、四辺に沿って配置されたｎ個のパッド４９Ａ〜４９Ｄ,５１Ａ〜５１Ｄを有する。また、半導体集積回路チップ５０も、半導体集積回路チップ４９,５１と同様、四辺に沿って配置されたｎ個のパッドを有する。
【００９１】
一方、このプローブカード７２は、図３,図４に示すように、中央に略四角形状の開口４５Ａを有するプローブカード基板４５と、このプローブカード基板４５の上面に開口４５Ａの縁に沿って取り付けられた略四角枠状のプローブカード補強板４４とを有する。このプローブカード補強板４４は、後述する第１,第２のプローブ針４６ａ〜４６ｄ,４７ａ〜４７ｄが半導体集積回路チップ４９,５１のパッド４９Ａ〜４９Ｄ,５１Ａ〜５１Ｄに接触した際に発生する圧力でプローブカード基板４５が変形するのを防止する。
【００９２】
また、図４に示すように、この基板４５の下面には、開口４５Ａの縁の対向する２辺に沿ってスペーサ４２,４３が取り付けられている。また、図４には示さないが図３に示すように、開口４５Ａの縁の対向する残りの２辺に沿って、プローブカード基板４５の下面にスペーサ４２,４３と同様の２つのスペーサ５２,５３が取り付けられている。上記プローブカード基板４５の開口４５Ａ，補強板４４，４つのスペーサ４２,４３,５２,５３がこのプローブカード７２の開口部７２Ａを構成している。
【００９３】
このプローブカード７２は、開口部７２Ａの１辺に沿って配列されていると共にプローブカード基板４５の周辺部４５Ｂからスペーサ４２を貫いて、開口部７２Ａに突き出している複数の第１のプローブ針４６ａ,４６ｃを有する。図３に示すように、この複数の第１のプローブ針４６ａは、それぞれ、半導体集積回路チップ４９の一辺に沿って配列されたパッド４９Ａに接触する。また、複数の第１の第１のプローブ針４６ｃは、それぞれ、上記一辺に対向する一辺に沿って配列されたパッド４９Ｃに接触する。
【００９４】
また、図３に示すように、このプローブカード７２は、開口部７２Ａの対向する２辺に沿って配列されていると共に、プローブカード７２の周辺部７２Ｂからスペーサ５２,５３を貫いて、開口部７２Ａに突き出している複数の第１のプローブ針４６ｂ,４６ｄを有する。複数の第１のプローブ針４６ｂ,４６ｄは、それぞれ、半導体集積回路チップ４９の対向する２辺に沿って配列されたパッド４９Ｂ,４９Ｄに接触する。上記第１のプローブ針４６ａ〜４６ｄが第１のプローブ部を構成している。
【００９５】
また、図３,図４に示すように、このプローブカード７２は、開口部７２Ａの１辺に沿って配列されると共にプローブカード７２の周辺部７２Ｂからスペーサ４３を貫いて、開口部７２Ａに突き出している複数の第２のプローブ針４７ａ,４７ｃを有する。図３に示すように、この複数の第２のプローブ針４７ａは、それぞれ、半導体集積回路チップ５１の一辺に沿って配列されたパッド５１Ａに接触する。また、複数の第２のプローブ針４７ｃは、それぞれ、上記一辺に対向する一辺に沿って配列されたパッド５１Ｃに接触する。
【００９６】
また、図３に示すように、このプローブカード７２は、開口部７２Ａの対向する２辺に沿って配列されていると共にプローブカード７２の周辺部７２Ｂからスペーサ４３を貫いて、開口部７２Ａに突き出している複数の第２のプローブ針４７ｂ,４７ｄを有する。複数の第２のプローブ針４７ｂ,４７ｄは、それぞれ、半導体集積回路チップ５１の対向する２辺に沿って配列されたパッド５１Ｂ,５１Ｄに接触する。上記第２のプローブ針４７ａ〜４７ｄが第２のプローブ部を構成している。
【００９７】
上記第１のプローブ針４６ａ〜４６ｄは、金(Ａｕ)、銀(Ａｇ)、銅(Ｃｕ)、パラジウム(Ｐｄ)から選択される第１の金属材料で作製されている。なお、第１のプローブ針４６ａ〜４６ｄを作製する第１の金属材料を、金(Ａｕ)、銀(Ａｇ)、銅(Ｃｕ)、パラジウム(Ｐｄ)のうちから選ばれる複数の金属を含有する合金材料としてもよい。
【００９８】
また、上記第２のプローブ針４７ａ〜４７ｄは、上記第１の金属材料よりも高硬度の第２の金属材料で作製した。この第２の金属材料は、例えば、タングステン(Ｗ)を含有する合金材料とした。なお、この第２の金属材料は、タングステン(Ｗ)でもよい。要は、この第２の金属材料は、上記第１の金属材料よりも硬度の高い材料であればよく、上記第１の金属材料は、上記第１の金属材料よりも導電性の高い材料であればよい。さらに、この第２の実施形態では、上記第１のプローブ部と第２のプローブ部との間に配置された異物吸着部材４８を備える。この異物吸着部材４８は、プローブカード基板４５に取り付けられていて、図３,図４に示すように、略直方体形状であり、半導体集積回路チップ４９と５１との間に位置する半導体集積回路チップ５０の表面に接触する。この異物吸着部材４８は、弾力性のある粘着シートもしくは粘着ゴムで作製されている。この異物吸着部材４８は、半導体集積回路チップ５０の表面に付着したパッド屑などの異物を吸着する。なお、この異物吸着部材４８は、粘着シートや粘着ゴムに限らず、他の粘着性を有する材料で作製してもよい。
【００９９】
上記構成のプローブカード７２を使用して、上記半導体集積回路チップ４９,５０,５１と同様の半導体集積回路チップが複数個作り込まれた半導体ウエハのテストを行う手順を、図８のフローチャートと図６のウエハマップを参照しながら説明する。なお、プローブカード７２はプローバ(図示せず)に固定されており、このプローバ内でウエハ５９を載せているウエハステージが移動することにより、ウエハ５９に対してプローブカード７２を相対移動させている。
【０１００】
１枚の半導体ウエハ５９のウエハテストを行う場合、ステップＳ１１では、ウエハステージを移動させてウエハ５９をプローブカード７２に対して移動させて、プローブカード７２を、図６のウエハマップで、ウエハ５９の一番上の行の半導体集積回路チップ「１」〜「４」が並んでいる行に移動させる。この「」の中の数字は、試験が行われる順番を示している。
【０１０１】
次に、ステップＳ１２に進み、上記ウエハステージを移動させて、プローブカード７２を、ウエハ５９に対して、図６のウエハマップにおいて左方向に移動させて、第２のプローブ針４７ａ〜４７ｄを、左端の半導体集積回路チップ「１」(または「５」,「１３」,「２３」…)の各パッドに対向する位置にする。
【０１０２】
このステップＳ１２では、上記左端の半導体集積回路チップ「１」(または「５」,「１３」,「２３」…)の各パッドに、第２プローブ針４７ａ〜４７ｄを接触させることで上記左端の半導体集積回路チップのパッド表面の酸化膜を破壊する。その時、プローブカード７２の第２プローブ針４７ａ〜４７ｄと上記パッドとの接触により削り取られたパッド屑などの異物は第２プローブ部に付着するかチップ上のパッドが存在しない位置へ散乱する。
【０１０３】
このとき、第１プローブ針４６ａ〜４６ｄと異物吸着部材４８は半導体ウエハ５９上で半導体集積回路チップが形成されていない箇所に接触する。
【０１０４】
次に、ステップＳ１３に進み、図６において、ウエハステージを左方向に移動させることにより、プローブカード７２に対してウエハ５９を左の方向に半導体集積回路チップの横配列の１ピッチ分だけ移動させる。これにより、プローブカード７２はウエハ５９に対する測定位置を、図６において、上記１ピッチ分だけ右方向に移動する。これにより、プローブカード７２の第２プローブ針４７ａ〜４７ｄは、図６のウエハマップにおいて、半導体集積回路チップ「２」(または「６」,「１４」,「２４」… )の各パッドに接触し、この各パッド表面の空気中で形成された酸化膜を破壊する。
【０１０５】
一方、異物吸着部材４８は、図６のウエハマップにおいて、半導体集積回路チップ「１」(または「５」,「１３」,「２３」… )の各パッドに接触する。この符号「１」(または「５」,「１３」,「２３」… )の半導体集積回路チップの各パッドは、第２プローブ針４７ａ〜４７ｄによって、表面の酸化膜が破壊されている。異物吸着部材４８は、この半導体集積回路チップ「１」(または「５」,「１３」,「２３」… )の表面に第２プローブ針４７ａ〜４７ｄに付着せずに残存し散乱したパッド屑等の異物を吸着する。これにより、この半導体集積回路チップ「１」(または「５」,「１３」,「２３」… )の表面の異物を略完全に除去できる。このステップＳ１３では、第１プローブ針４６ａ〜４６ｄは、半導体ウエハ５９上で半導体集積回路チップが形成されていない箇所に接触する。
【０１０６】
次に、ステップＳ１４に進み、図６において、ウエハステージを左方向に移動させることにより、プローブカード７２に対してウエハ５９を左の方向に半導体集積回路チップの横配列の１ピッチ分だけ移動させる。これにより、プローブカード７２はウエハ５９に対する測定位置を、図６において、上記１ピッチ分だけ右方向に移動する。これにより、プローブカード７２の第２プローブ針４７ａ〜４７ｄは、図６のウエハマップにおいて、半導体集積回路チップ「２＋ｊ」(または「６＋ｊ」,「１４＋ｊ」,「２４＋ｊ」… )の各パッドに接触し、この各パッド表面の酸化膜を破壊する。ここで、ｊは、各行におけるステップＳ１４の実行回数を表し、各行におけるプローブカード７２の測定位置の右方向への移動回数−１である。例えば、１行目においてステップＳ１４の実行が１回目で、右方向への移動回数が２回目の場合、上記「２＋ｊ」は、「２＋１」であるから、図６のウエハマップにおいて「３」を表している。
【０１０７】
一方、異物吸着部材４８は、図６のウエハマップにおいて、半導体集積回路チップ「１＋ｊ」(または「５＋ｊ」,「１３＋ｊ」,「２３＋ｊ」… )の各パッドに接触する。この符号「１＋ｊ」(または「５＋ｊ」,「１３＋ｊ」,「２３＋ｊ」… )の半導体集積回路チップの各パッドは、第２プローブ針４７ａ〜４７ｄによって、表面の酸化膜が破壊されている。異物吸着部材４８は、この半導体集積回路チップ「１＋ｊ」(または「５＋ｊ」,「１３＋ｊ」,「２３＋ｊ」… )の表面に第２プローブ針４７ａ〜４７ｄに付着せずに残存し散乱したパッド屑等の異物を吸着する。これにより、この半導体集積回路チップ「１＋ｊ」(または「５＋ｊ」,「１３＋ｊ」,「２３＋ｊ」… )の表面の異物を略完全に除去できる。
【０１０８】
また、このステップＳ１４では、第１のプローブ針４６ａ〜４６ｄは、半導体集積回路チップ「ｊ」(または「４＋ｊ」,「１２＋ｊ」,「２２＋ｊ」…)の各パッドに接触する。この符号「ｊ」(または「４＋ｊ」,「１２＋ｊ」,「２２＋ｊ」…)の半導体集積回路チップの各パッドは、第２プローブ針４７ａ〜４７ｄによって表面の酸化膜が破壊され、かつ、異物吸着部材４８によって、表面のパッド屑等の残存異物が略完全に除去されている。
【０１０９】
しかも、第１プローブ部は第１プローブ針４６ａ〜４６ｄの材料が低硬度であることから、低針圧で各パッドに接触させることが可能で半導体集積回路チップのパッドに接触した時に発生するパッド屑などの異物の発生量は少ない。また、図３,図４の第２プローブ針４７ａ〜４７ｄの先端部４７ａ−１〜４７ｄ−１の長さに比べて、第１プローブ針４６ａ〜４６ｄの先端部４６ａ−１〜４６ｄ−１の長さを５μｍ〜１０μｍ程度だけ短く設定した場合には、第１プローブ部が半導体集積回路チップのパッドに接触した時に発生するパッド屑などの異物の発生量をさらに低減することも可能である。したがって、第１プローブ部への異物付着を最小限に低減することができる。
【０１１０】
したがって、このステップＳ１４では、第１のプローブ針４６ａ〜４６ｄを半導体集積回路チップ「ｊ」(または「４＋ｊ」,「１２＋ｊ」,「２２＋ｊ」…)のパッドに電気的に安定した状態で導電性良く接触させることができる。よって、ＩＣテスタによる正常な試験ができなくなるといった問題の発生を最小限に止めることができる。
【０１１１】
次に、ステップＳ１５に進み、このプローブカード７２の第１プローブ針４６ａ〜４６ｄを介して、ＩＣテスタから測定対象の半導体集積回路チップ「ｊ」(または「４＋ｊ」,「１２＋ｊ」,「２２＋ｊ」…)へ半導体集積回路チップ「ｊ」(または「４＋ｊ」,「１２＋ｊ」,「２２＋ｊ」…)の内部回路を駆動するための電源電圧や接地電位を供給する。そして、このプローブカード７２を介して、ＩＣテスタから半導体集積回路チップ「ｊ」(または「４＋ｊ」,「１２＋ｊ」,「２２＋ｊ」…)の内部回路への電気的な信号の入力し、半導体集積回路チップ「ｊ」(または「４＋ｊ」,「１２＋ｊ」,「２２＋ｊ」…)の内部回路からＩＣテスタへ信号を出力して、電気的な試験を行う。
【０１１２】
このプローブカード７２によれば、上記信号の伝達を良好に行うことができるので、ウエハテスト工程でのスループットを改善できる。つまり、このプローブカード７２よれば、パッド屑に起因する第１プローブ針４６ａ〜４６ｄの接触不良を防いで電気的に安定した状態で半導体集積回路チップの正常なテスト測定を実現できる共に効率良くテスト測定を行える。
【０１１３】
次に、ステップＳ１６に進み、プローブカード７２の第１のプローブ針４６ａ〜４６ｄが接触している半導体集積回路チップが、図６のウエハマップにおいて、右端の半導体集積回路チップ「４」,「１２」,「２２」…であるか否かを確認し、右端の半導体集積回路チップであることを確認すれば、次のステップＳ１７へ進む。一方、ステップＳ１６において、第１のプローブ針４６ａ〜４６ｄが接触している半導体集積回路チップが、右端の半導体集積回路チップでないことを確認すれば、ステップＳ１４に戻る。
【０１１４】
ステップＳ１７では、ウエハステージを駆動して、ウエハ５９に対するプローブカード７２の位置を、図６において、半導体集積回路チップの縦配列の１ピッチ分だけ下方向へ移動させる。
【０１１５】
次に、ステップＳ１８に進み、移動した行に測定対象の半導体集積回路が存在するか否かを確認し、存在する場合には、ステップＳ１２に戻り、存在しない場合には、このウエハテストを終了する。
【０１１６】
尚、この第２実施形態のプローブカード７２では、図３において、第１のプローブ針４６ａ〜４６ｄを左側に配置し、第２のプローブ針４７ａ〜４７ｄを右側に配置したが、逆に、第１のプローブ針４６ａ〜４６ｄを右側に配置し、第２のプローブ針４７ａ〜４７ｄを左側に配置してもよい。この場合は、１枚のウエハ内に形成される半導体集積回路チップのウエハテストの実行順が図６において右端に形成される半導体集積回路チップから開始し、プローブカードが対向する半導体集積回路チップを、図６において左向きに移動させながら(左向インデックス)、半導体ウエハ上に形成された全ての半導体集積回路チップの試験を行う。
【０１１７】
また、図３において、プローブカード７２の開口部７２Ａ内の上側に第１のプローブ針４６ａ〜４６ｄを配置し、開口部７２Ａ内の下側に第２のプローブ針４７ａ〜４７ｄを配置してもよい。すなわち、図３において、プローブカード７２を時計回りに９０°だけ回転させたものであってもよい。この場合、ウエハテストは、図５のウエハマップに示す順序で行うことができる。すなわち、図５において、左上に位置する半導体集積回路チップ「１」(１番目に試験が行われる半導体集積回路チップ)から順次右側に形成された半導体集積回路チップ「２」、「３」、「４」の試験を行っていく(右向インデックス)。そして、右端の半導体集積回路チップ「４」(４番目に試験が行われる半導体集積回路チップ)の試験の終了後、次に、１段下側の右端の半導体集積回路チップ「５」(５番目に試験が行われる半導体集積回路チップ)の試験を行い、順次左側に形成された半導体集積回路チップ「６」、「７」…の試験を行っていく(左向インデックス)。このように、右向インデックスと左向インデックスを交互に繰り返しながら半導体ウエハに形成された全ての半導体集積回路チップの試験を順次行っていく。なお、プローブカードはプローバに固定されているので、このプローバ内でウエハを載せているウエハステージを移動させることにより、ウエハを任意の位置に移動させることで、プローブカードに接触させる半導体集積回路チップを交替させている。
【０１１８】
要は、ウエハテストの試験対象となる半導体集積回路チップの各パッドに対して、第２プローブ針４７ａ〜４７ｄが接触した後に、異物吸着部材４８、第１プローブ針４６ａ〜４６ｄを順に接触させることによって、上述の如く、この第１プローブ針４６ａ〜４６ｄと測定対象の半導体集積回路チップの各パッドとの間で電気的に安定した接触が得られ、テスタによる電気的な試験を正常に行うことが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【０１１９】
【図１】この発明のプローブカードの第１実施形態の平面図である。
【図２】図１のＡ−Ａ断面図である。
【図３】この発明のプローブカードの第２実施形態の平面図である。
【図４】図３のＡ−Ａ断面図である。
【図５】プローブカードを用いてウエハテストを実施する場合の一般的なチップ測定の順序の一例を模式的に示した概略図である。
【図６】本発明の第１,第２実施形態のプローブカードを用いてウエハテストを実施する場合の一般的なチップ測定の順序の一例を模式的に示した概略図である。
【図７】本発明の第１実施形態のプローブカードを用いてウエハテストを実施する手順の一例を示すフローチャートである。
【図８】本発明の第２実施形態のプローブカードを用いてウエハテストを実施する手順の一例を示すフローチャートである。
【図９】半導体集積回路チップを複数有する半導体ウエハの概略図である。
【図１０】一般的な半導体集積回路チップの構成を示す図である。
【図１１】従来のプローブカードの概略を示す平面図である。
【図１２】図１１のＡ−Ａ断面図である。
【図１３】もう１つの従来のプローブカードのプローブ針の部分を示す部分模式図である。
【符号の説明】
【０１２０】
１、７２  プローブカード
２９ａ〜２９ｄ、４６ａ〜４６ｄ  第１のプローブ針
３０ａ〜３０ｄ、４７ａ〜４７ｄ  第２のプローブ針
３１、３２、４９、５０、５１  半導体集積回路チップ
３１Ａ〜３１Ｄ,３２Ａ〜３２Ｄ  パッド
４９Ａ〜４９Ｄ,５１Ａ〜５１Ｄ  パッド
２０、４５  プローブカード基板
２０Ａ、４５Ａ  開口部
２１、４４  プローブカード補強板
２５〜２８、４２,４３,５２,５３  スペーサ
４８  異物吸着部材
５９  ウエハ
【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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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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